(57)【要約】【課題】真空チャンバー内で使用される気体を短時間に排気することができる、あるいは、真空チャンバー内の真空度の悪化を抑制できる等の利点を有する排気装置と、それを有する露光装置とを提供する。【解決手段】ウェハチャンバー３０内の静電チャック３７には、ウェハ２３の冷却機構５０が設けられている。この冷却機構５０は、静電チャック３７上面側に設けられた溝５５と、ガス（ＨｅやＡｒ、Ｎ２等）の供給管５１及び排出管５３を有する。排出管５３の端部は、エアガイド用排出管４３の本管４３ａの端部に接続されている。チャック用排出管５３がガイドバー３３のエアガイド用排気管４３に統合されているので、太く短い距離の排気経路として構成でき、短時間に排気することができる。【選択図】　　　図１
2004039768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体軸受けガイド（エアガイド）を内部に備える真空チャンバーの気体を排気する装置であって、
前記エアガイド以外の他の機器で用いる気体を、前記エアガイドの排気系統を通して前記チャンバー外に排出することを特徴とする排気装置。
【請求項２】
前記他の機器と前記エアガイド排気系統との間に真空バルブが配置されていることを特徴とする請求項１記載の排気装置。
【請求項３】
真空中でエネルギ線を感応基板上に選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、
真空チャンバーと、
該真空チャンバー内に配置された、前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするための、気体軸受けガイド（エアガイド）を有するステージ装置と、
前記真空チャンバー内で用いる気体を排気する排気装置と、を備え、
該排気装置が、前記エアガイド以外の他の機器で用いる気体を、前記エアガイドの排気系統を通して前記チャンバー外に排出することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
前記他の機器が、ウェハ固定用静電チャックのウェハ温度調整機構であることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線露光装置やＣＶＤ等の真空チャンバー内で用いる気体を排気する排気装置に関する。特には、真空チャンバー内の真空度を改善できる等の利点を有する排気装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−１９６２９０号公報に開示された露光装置を例に採って、従来の技術を説明する。
図４は、特開２００１−１９６２９０号公報に開示された露光装置の概要を示す図である。なお、この図においては、チャンバー１０１やチャック１０９、ウェハ１１１等は模式的な断面図として示してあり、図の下部における伝熱ガスの給気系及び排気系については配管系統図として示してある。
【０００３】
この荷電粒子線露光装置は、ウェハチャンバー（真空室）１０１や光学鏡筒１１５を備える。
ウェハチャンバー１０１内には、ステージ１０７やチャック１０９等が納められている。
光学鏡筒１１５内には、荷電粒子線源（電子銃１１４等）を含む荷電粒子線光学系１１３が配置されている。荷電粒子線源１１４から放出された荷電粒子線束ＣＰＢは光学系１１３を通って収束・偏向され、ウェハ（感応基板）１１１の被処理面（上面）に結像する。
【０００４】
チャンバー１０１の図の右下方には、真空ポンプを含むチャンバー排気装置１０５が連結されている。同装置１０５で、チャンバー１０１の内部を減圧排気する。図の右上方には、チャンバー真空ゲージ１０３が取り付けられている。チャンバー１０１の内部は所定の真空度（例えば１．３×１０−３Ｐａ（１０−５Ｔｏｒｒ））に保たれる。
【０００５】
チャンバー１０１内に配置されているステージ１０７は、チャック１０９を搭載しており、チャンバー１０１内を移動する。ステージ１０７の上面に載置されているチャック１０９の吸着面（上面）には、紙面下側に向けて掘り込まれた溝（隙間）１２７が形成されている。このウェハ１１１とチャック１０９の隙間１２７には、伝熱ガスとしてのＨｅガスが充填される。このガスを介してウェハ１１１からチャック１０９に熱を逃すことにより、ウェハ１１１の熱膨張を抑制できる。チャック１０９内には、電極（図示されず）が埋設されており、この電極に電圧を印加することにより、チャック１０９とウェハ１１１間に静電力が生じて、ウェハ１１１の被吸着面（下面）がチャック１０９の上面に吸着する。
【０００６】
続いて、伝熱ガスの給気系について説明する。
チャック１０９の中央には、ガス導入孔１１７が設けられている。ガス導入孔１１７はチャック１０９及びステージ１０７を貫通して、ステージ１０７の下面にまで到達している。このガス導入孔１１７のステージ１０７の出側にはガス導入弁１１９が取り付けられている。このガス導入弁１１９はステージ１０７の構造物に直接取り付けられている。ガス導入弁１１９の先（図の下）には、ガス導入管１２１が接続されている。同ガス導入管１２１にはガス導入管ゲージ（センサ）１２３が取り付けられている。
【０００７】
ガス導入管１２１の上流側には、三方弁１２５を介してガス流量コントローラ１３１が接続されている。このガス流量コントローラ１３１の上流には、ガス供給源（ガスボンベ）１３２が接続されている。同ボンベ１３２には、Ｈｅガスが貯蔵されている。伝熱ガスをチャック１０９に供給する際には、ガス導入管ゲージ１２３の圧力が所望の値となるようにガス流量コントローラ１３１を制御する。チャック１０９とウェハ１１１の隙間１２７内の圧力目標値は、例えば１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）である。なお、この目標値は、チャック１０９とウェハ１１１の間の静電力とのバランスを考慮して決定される。三方弁１２５の別の口には、排気用ポンプ１２９が接続されている。ガス排気時には、三方弁１２５を排気ポンプ１２９側に切り替えて（ガス流量コントローラ１３１側は閉）、ガス導入管１２１からも排気することができる。
【０００８】
次に、伝熱ガスの排気系について説明する。
チャック１０９の左右の隅には、ガス排気孔１３３が設けられている。ガス排気孔１３３はチャック１０９内で一本に合流した後、ステージ１０７を貫通して、ステージ１０７の下面にまで到達している。このガス排気孔１３３の下流側にガス排気弁１３５が取り付けられている。このガス排気弁１３５はステージ１０７の構造物に直接取り付けられている。ガス排気弁１３５の先（図の下）には、ガス排出管１３７が接続されている。同ガス排出管１３７にはガス排出管ゲージ１３９が取り付けられている。さらに、排出管１３７の下流側の端には、排気用ポンプ１４１が接続されている。
【０００９】
次に、前述の静電チャック１０９におけるガス給気系・排気系の作用を説明する。
まず、チャック１０９上にウェハ１１１がないときは、ガス導入弁１１９及びガス排気弁１３５のいずれも閉じておく。処理するウェハ１１１がチャック１０９上に置かれると図示せぬ電極に通電して、ウェハ１１１を吸着する。
【００１０】
次いで、ガスボンベ１３２からガス流量コントローラ１３１、三方弁１２５、ガス導入管１２１、ガス導入弁１１９、ガス導入孔１１７を通して、隙間１２７にガスを充填する。このとき、ガス導入管ゲージ１２３で、隙間１２７内のガス圧をモニターしながら、ガス流量コントローラ１３１のガス流量を制御する。なお、排気用ポンプ１２９側は、三方弁１２５で遮断しておく。
露光開始後は、ガスの漏れ分をガス導入管１２１から継続的に隙間１２７に供給する。排気弁１３５は、露光中常に閉じておく。排気ポンプ１４１は常に運転しておく。このとき、ガス排出管１３７内は、１．３×１０−１Ｐａ（１０−３Ｔｏｒｒ）程度以上の真空に引いておく。
【００１１】
露光が終了して、ウェハ１１１を交換する際は、次のようにする。
まず、ガス導入弁１１９を閉じるとともに、三方弁１２５のガス流量コントローラ１３１側を閉じ、排気用ポンプ１２９側を開とする。そして、排気用ポンプ１２９を運転する。排気側については、ガス排気弁１３５を開けると、ガス排出管１３７内の真空バッファの作用によって、ウェハ１１１とチャック１０９の隙間１２７に充填されたＨｅガスが急速に排気される。さらに、ガス導入管１２１の圧力が十分に下がったことをガス導入管ゲージ１２３によって確認できたら、ガス導入弁１１９も開けてガス導入管１２１からも排気する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前述の荷電粒子線露光装置は、真空チャンバー１０１内で使用した気体の排気構造について、以下に列挙するような課題がある。
（１）構造上、排気用ポンプ１２９、１４１をチャンバー１０１の外部に取り付けているため、これらポンプ１２９、１４１に繋がるガス導入管１２１及びガス排出管１３７が長くなる。そして、これら長い管１２１、１３７をチャンバー１０１内に引き回さなければならない。
（２）長い管１２１、１３７を経由して排気するので、排気抵抗が高くなって排気に時間がかかる。
（３）チャンバー１０１内に引き回された管１２１、１３７からのアウトガスによって、チャンバー１０１内の真空度が悪化するおそれがある。
【００１３】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、真空チャンバー内で使用される気体を短時間に排気することができる、あるいは、真空チャンバー内の真空度の悪化を抑制できる等の利点を有する排気装置と、それを有する露光装置とを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の排気装置は、気体軸受けガイド（エアガイド）を内部に備える真空チャンバーの気体を排気する装置であって、　前記エアガイド以外の他の機器で用いる気体を、前記エアガイドの排気系統を通して前記チャンバー外に排出することを特徴とする。
【００１５】
つまり、チャンバー内のエアガイド以外の用途で使用する機器の排気を、エアガイドの排気系統に統合する。そして、太く短い距離の排気経路を用いて排気することにより、チャンバー内で使用される気体を短時間に排気することができる。また、多数の排気用チューブを真空チャンバー内に引き回すこともなくなるので、チューブからのアウトガスによりチャンバー内の真空度が悪化することも抑制できる。
【００１６】
本発明の排気装置においては、前記他の機器と前記エアガイド排気系統との間に真空バルブが配置されているものとすることができる。
前記他の機器からの排気を行うときには、該真空バルブを開ければ、バルブまでの配管は予め真空引きされているので排気時間を短縮できる。また、エアガイドからの排気量が多いときには、エアガイドからの気体の逆流を防止できる。
【００１７】
本発明の露光装置は、真空中でエネルギ線を感応基板上に選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、　真空チャンバーと、　該真空チャンバー内に配置された、前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするための、気体軸受けガイド（エアガイド）を有するステージ装置と、　前記真空チャンバー内で用いる気体を排気する排気装置と、を備え、　該排気装置が、前記エアガイド以外の他の機器で用いる気体を、前記エアガイドの排気系統を通して前記チャンバー外に排出することを特徴とする。
【００１８】
本発明の露光装置においては、前記他の機器が、ウェハ固定用静電チャックのウェハ温度調整機構であるものとすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
図１には、ウェハチャンバー３０の内部が示されている。このウェハチャンバー３０の上部には、この図では図示されていないが、図４に示す荷電粒子線光学系が配置されている。同チャンバー３０内は、通常、真空排気されている。チャンバー３０底部には、サポート３１が立設されている。サポート３１には、エアガイド３２のガイドバー３３が架設されている。
【００２０】
このガイドバー３３には、スライダ３５が非接触式に組み付けられている。スライダ３５は、ガイドバー３３にガイドされつつスライド移動可能である。これらサポート３１やガイドバー３３、スライダ３５で、ウェハステージ２４（図４の符号１０７も参照）が構成される。スライダ３５上面には、静電チャック３７が搭載されている。この静電チャック３７でスライダ３５上のウェハ２３が吸着保持される。
【００２１】
ガイドバー３３内には、気体（エア）の供給管４１及び排出管４３（エアガイド用配管）が設けられている。
エアガイド用供給管４１の端部４２（図１の右端）は、図示せぬ空圧源に繋がっている。同供給管４１は、ガイドバー３３内を横方向に延びる本管４１ａと、この本管４１ａから分かれてエアガイド上面に延びる複数の分枝管４１ｂからなる。
エアガイド用排出管４３の端部４４（図１の右端）は、チャンバー３０外部の排気管（図示されず）に繋がっている。同排出管４３は、ガイドバー３３内を横方向に延びる本管４３ａと、この本管４３ａから分かれてエアガイド上面に延びる複数の分枝管４３ｂからなる。
【００２２】
エア源から送られたエアは、エアガイド用供給管４１の本管４１ａを通過し、分枝管４１ｂからガイドバー上面に到る。このエア圧によって、スライダ３５がガイドバー３３に非接触式に保持される。ガイドバー３３から出たエアは、エアガイド用排出管４３の分枝管４３ｂから吸引され、本管４３ａを通ってチャンバー３０外に排気される。
【００２３】
図１において、エアガイド３２上の静電チャック３７には、ウェハ２３の冷却機構５０が設けられている。この冷却機構５０は、静電チャック３７上面側に設けられた溝５５と、この溝５５に接続された気体（ガス）の供給管５１及び排出管５３（チャック用配管）を有する。なお、冷却機構５０で用いる気体は、ＨｅやＡｒ、Ｎ２等である。
【００２４】
チャック用供給管５１の端部５２（図１の右端）は、図示せぬガス供給源に繋がっている。一方、チャック用排出管５３の端部５４は、前述したエアガイド用排出管４３の本管４３ａの端部に接続されている。チャック用排出管５３のチャック出側部には、非金属製（一例樹脂製）の真空バルブ５７が組み込まれている。この真空バルブ５７は、圧空や圧電アクチュエータ、ステージ等の可動部の動力を用いて開閉作動させることができる。
【００２５】
このようなエアの供給・排出系統によれば、静電チャック３７のウェハ冷却機構５０のチャック用排出管５３が、ガイドバー３３のエアガイド用排気管４３に統合されているので、太く短い距離の排気経路として構成できる。そして、このようなチャック用排出管５３を用いて排気することにより、短時間に排気することができる。また、多数の排気用チューブをチャンバー３０内に引き回すこともなくなるので、チューブからのアウトガスによりチャンバー３０内の真空度が悪化することも抑制できる。
【００２６】
さらに、ウェハ冷却機構５０からの排気を行うときには、チャック用排出管５３に組み込まれた真空バルブ５７を開ければ、このバルブ５７までの管部は予め真空引きされているため排気時間を短縮できる。また、ガイドバー３３からの排気量が多いときには、ガイドバー３３からの気体の逆流を防止できる効果もある。
【００２７】
以下、本発明の変形例について説明する。
図２は、本発明の第２実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
図３は、本発明の第３実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
【００２８】
図２の例では、図１で述べたウェハ冷却機構５０と異なり、供給側の配管５１と排出側の配管５３が静電チャック３７に入る前で一体に統合されている。これら配管５１、５３のそれぞれに樹脂製等の真空バルブ５９、５７が組み込まれている。この場合、給気側のバルブ５９を開けると、供給管５１から送られたガスが静電チャック３７に供給される。一方、排気側のバルブ５７を開けると、静電チャック３７内のガスは、排出管５３・ガイドバー３３のエアガイド用排気管４３を経てチャンバー３０外に排気される。このような配管構成は、静電チャック３７内部の管路が簡単になる利点がある。
【００２９】
図３の例では、図２で述べたウェハ冷却機構５０と同様に、供給側の配管５１と排出側の配管５３が静電チャック３７に入る前で一体に統合されている。しかし、図２の例において供給管５１と排出管５３にそれぞれ組み込まれていた真空バルブ５９、５７がなく、図３の例では両管５１、５３の分岐部に三方弁５８が組み込まれている。この三方弁５８の樹脂等の非金属製である。このような配管構成は、図２に比べてバルブ構成がさらに簡単になる利点がある。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、真空チャンバー内で使用される気体を短時間に排気することができる、あるいは、真空チャンバー内の真空度の悪化を抑制できる等の利点を有する排気装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
【図４】特開２００１−１９６２９０号公報に開示された露光装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
２３　ウェハ
３０　ウェハチャンバー　　　　　　　　　　３１　サポート
３２　エアガイド　　　　　　　　　　　　　３３　ガイドバー
３５　スライダ　　　　　　　　　　　　　　３７　静電チャック
４１　エアガイド用供給管
４１ａ　本管　　　　　　　　　　　　　　　４１ｂ　分枝管
４３　エアガイド用排出管
４３ａ　本管　　　　　　　　　　　　　　　４３ｂ　分枝管
５０　冷却機構
５１　チャック用供給管　　　　　　　　　　５３　チャック用排出管
５５　溝　　　　　　　　　　　　　　　　　５７、５９　真空バルブ
５８　三方弁
【図１】
2004039768.tif 000003
【図２】
2004039768.tif 000004
【図３】
2004039768.tif 000005
【図４】
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