(57)【要約】【課題】真空チャンバを真空引きした際に、露光装置の光学性能を最小限に抑えることのできる真空チャンバ等を提供する。【解決手段】真空チャンバ１０２内を大気圧に保ったままで、外力印加機構１０７を用いて底面１０２ａに力を加えて、あらかじめ求めておいた底面１０２ａの真空引き後の変形と同様の変形を生じさせる。そして、露光機構部１０４を真空チャンバ１０２内に載置し、可視光を使用して露光機構部１０４の光学系の調整を行う。その次に、真空チャンバ１０２を密閉して、変位モニタ１１０で、底面１０２ａの変形量をモニタして、底面１０２ａの変形量が一定になるように外力印加機構１０７の加える力を調整しながら排気を行う。最後に、露光波長の光を用いて光学系の調整を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が減圧環境となる真空チャンバであって、
内部が減圧されない場合であっても減圧された場合と略同一な変形をチャンバの部材に与える擬似変形負荷手段を具備することを特徴とする真空チャンバ。
【請求項２】
前記擬似変形負荷手段が、
前記チャンバの部材を外から押すアクチュエータと、
該部材の外面の位置変位を検出する検出器と、
を有することを特徴とする請求項１記載の真空チャンバ。
【請求項３】
減圧前に前記擬似変形負荷手段を用いて、前記チャンバ部材に変形を与えておき、
減圧中には、前記擬似変形負荷手段による変形を、減圧による変形の分だけ徐々に減らし、
減圧前、減圧中、減圧後の前記チャンバ部材の変形を略同一に保つことを特徴とする請求項１又は２記載の真空チャンバ。
【請求項４】
内部が減圧環境となるチャンバの中に感応基板を置いて、該感応基板にエネルギービームを照射する露光装置であって、
内部が減圧されない場合であっても減圧された場合と略同一な変形を前記チャンバの部材に与える擬似変形負荷手段を具備することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部が減圧環境となる真空チャンバ及び真空チャンバを有する露光装置に関する。特には、減圧時に真空チャンバの壁面（底面等を含む。）が歪むことに伴って必要となる、内部の装置類の調整を短時間で行えるように改良を加えた真空チャンバ等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路素子の微細化のいっそうの進展に伴い、紫外線に代わって、波長１１〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線を使用する投影リソグラフィの開発が進められている（非特許文献１参照。）。この技術は、最近ではＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、極紫外線）リソグラフィとも呼ばれている。このＥＵＶリソグラフィは、従来の光リソグラフィ（波長１９０ｎｍ程度以上）では実現不可能な、７０ｎｍ以下の解像力を有するリソグラフィ技術として期待されている。
【０００３】
この軟Ｘ線の波長帯では、透明な物質が存在せず、物質の屈折率が１に非常に近いので、屈折を利用した従来の光学素子は使用できない。それに代わって、全反射を利用した斜入射ミラーや、界面での微弱な反射光の位相を合わせることによりその反射光を多数重畳させて全体としては高い反射率を得る多層膜反射鏡などが使用される。
【０００４】
このような多層膜反射鏡においては、入射光の波長帯により、高い反射率を得るのに適した材質が異なる。例えば、１３．４ｎｍ付近の波長帯では、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いると、垂直入射で６７．５％の反射率を得ることができる。また、１１．３ｎｍ付近の波長帯では、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜を用いると、垂直入射で７０．２％の反射率を得ることができる（非特許文献２参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】
ダニエル・エイ・ティチノール（Ｄａｎｉｅｌ  Ａ．  Ｔｉｃｈｅｎｏｒ）、外２１名、「極紫外線実験装置の開発における最新状況（Ｒｅｃｅｎｔ  ｒｅｓｕｌｔｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａｎ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ＥＵＶＬ  ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｔｏｏｌ）」、「国際光工学会会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ）」、（米国）、国際光工学会（ＳＰＩＥ，  Ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、１９９５年５月、第２４３７巻、ｐ．２９２
【非特許文献２】
クラウド・モンカー（Ｃｌａｕｄｅ  Ｍｏｎｔｃａｌｍ）、外５名、「極紫外線リソグラフィに用いる多層反射膜コーティング（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｃｏａｔｉｎｇｓ  ｆｏｒ  ｅｘｔｒｅｍｅ−ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）」、「国際光工学会会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ）」、（米国）、国際光工学会（ＳＰＩＥ，  Ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、１９９８年６月、第３３３１巻、ｐ．４２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＵＶリソグラフィで用いられる光学系は、高精度に研磨した基板表面に上述のような多層膜を成膜した多層膜によって構成される。この光学系においては、透過波面収差が０．５ｎｍＲＭＳ以下であることが要請される。このような高精度の波面収差を達成するためには、光学系を構成する多層膜反射鏡に高い形状精度が要求されるだけでなく、多層膜反射鏡の保持による変形や、投影光学系を含む鏡筒の歪みによる波面収差も結像性能に大きな影響を与えるため、これらの影響も低減する必要がある。さらに、露光装置内における投影光学系に対するマスクステージやウェハステージの位置関係も高精度で調整されている必要がある。
【０００７】
ＥＵＶ光は、大気によって吸収されて減衰するため、ＥＵＶ光の光路は少なくとも０．１Ｐａ以下の減圧環境下に設置する必要がある。しかし、ＥＵＶ露光装置の光学系の調整（結像位置関係の調整等）においては、減圧環境下では調整量等の制約がある。このため、通常、ＥＵＶ露光装置の光学系の調整は、以下のような手順で行われる。
まず、大気中で可視光を使用して光学系の調整を行う。
次に、大気に解放された、減圧前の状態で、真空チャンバ内に露光装置を設置し、可視光を使用して光学系の調整を行う。
そして、真空チャンバを密閉して、内部を減圧した状態で可視光を使用して光学系の調整を行い、最後に、露光波長のＥＵＶ光で調整を行う。
【０００８】
このとき、真空チャンバ内を減圧すると、外部の大気圧によって真空チャンバの壁面が変形してしまうという問題がある。このような真空チャンバの変形により生じる光学系の歪み（結像位置関係のズレ）は、露光装置の性能を劣化させるので、真空チャンバの減圧後の調整により、この歪みによる露光装置の性能の劣化を回復させる必要が生じる。しかしながら、高精度で調整を行い、調整後に波面評価を行うには時間がかかるうえ、歪みによる性能の劣化の度合いが大きいほど時間がかかる。
【０００９】
そこで、真空チャンバの壁材を厚くしたり、変形を抑える補強構造を採用することが試みられている。しかしながら、これらの方法によっても、真空チャンバの変形を完全になくすことはできない。また、真空チャンバ自体の重量が増大するという新たな問題も生じる。
上記の点に鑑み、本発明は、真空チャンバを真空引きした際に、露光装置の光学性能の劣化を最小限に抑えることのできる真空チャンバ等を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の真空チャンバは、内部が減圧されない場合であっても減圧された場合と略同一な変形をチャンバの部材に与える擬似変形負荷手段を具備することを特徴とする。
【００１１】
上記の真空チャンバにおいては、前記擬似変形負荷手段が、前記チャンバの部材を外から押すアクチュエータと、該部材の外面の位置変位を検出する検出器と、を有するものとすることができる。
本発明の真空チャンバによれば、真空引き前後で、真空チャンバの形状を維持することができるので、真空チャンバ内部に設置されている装置類の位置関係等が変化することにより、同装置類の性能が劣化するのを防ぐことができる。
【００１２】
上記の真空チャンバにおいては、減圧前に前記擬似変形負荷手段を用いて、前記チャンバ部材に変形を与えておき、減圧中には、前記擬似変形負荷手段による変形を、減圧による変形の分だけ徐々に減らし、減圧前、減圧中、減圧後の前記チャンバ部材の変形を略同一に保つようにすることができる。
この場合、真空チャンバ部材が減圧によって変形するのを防ぐことができ、チャンバ部材の変形によって生じる不可逆な変化（例えば、摩擦による不連続な滑り）を防ぐことができる。また、この場合、真空引きに際し、チャンバ内に急激な圧力の変化が生じないように排気速度を調整する必要がある。これは、チャンバが急激に変形すると、擬似変形負荷手段がチャンバに印加する外力の調整が間に合わなくなるためである。さらに、排気をゆっくり行うのは、チャンバ内の空気の流れによって、汚れの原因となるチャンバ内の微細なごみが巻き上げられるのを防ぐのにも有効である。
【００１３】
本発明の露光装置は、内部が減圧環境となるチャンバの中に感応基板を置いて、該感応基板にエネルギービームを照射する露光装置であって、内部が減圧されない場合であっても減圧された場合と略同一な変形を前記チャンバの部材に与える擬似変形負荷手段を具備することを特徴とする。
本発明の真空チャンバによれば、真空引きの前後の調整作業中に、真空チャンバの形状が略同一であるので、露光装置の調整に係るコストを低減することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る真空チャンバを模式的に示す図であり、図２は、真空チャンバの底面と擬似変形負荷手段（外力印加機構、アクチュエータ）の位置関係を模式的に示す平面図である。
図１に示すように、真空チャンバ１０２は、温調チャンバ１０１内の除振台１０３上に設置されている。同温調チャンバ１０１内は、温度が一定に保たれており、クリーンルームとなっている。
真空チャンバ１０２は、直方体状であり、除振台１０３上に一例で４本の支柱１０９によって４隅を支えられている。真空チャンバ１０２の底面１０２ａ上には、支柱１０６を介してベース板１０５が固定されており、同ベース板１０５上に真空チャンバ１０２内で使用する装置１０４が配置されている。この装置１０４の種類は任意であるが、以下の説明では、照明光学系、マスクステージ、投影光学系及びウェハステージ等を含む露光機構部（ＥＵＶ露光装置）とする。
真空チャンバ１０２の図中右側面には、ガス導入バルブ１１１が取りつけられている。ガス導入バルブ１１１は、ガスの流量を調整可能であり、クリーンエアを導入することができるようになっている。
【００１５】
除振台１０３上面には、複数の変位モニタ１１０が配置されている。変位モニタ１１０は、例えば、レーザ変位計であり、真空チャンバ１０２の底面１０２ａまでの距離を測定することにより、同底面１０２ａの変位をモニタしている。
４本の支柱１０９の間には、適当な本数の梁１０８が架けられている。梁１０８には、擬似変形負荷手段（外力印加機構）１０７が、真空チャンバ１０２の底面１０２ａの形状に対応して、一例で縦横方向に３基ずつ行列状に合計９基配置されている（図２参照。）。この外力印加機構１０７としては、例えば、アクチュエータ等が考えられる。
【００１６】
以下に、露光機構部１０４の調整を行う方法について、図１及び図２を参照しながら説明する。なお、露光機構部１０４を真空チャンバ１０２内において調整する前に、真空チャンバ１０２を真空引きすることによって生じる底面１０２ａの変形を実測評価あるいはシミュレーション計算によって求めておく。
まず、露光機構部１０４を真空チャンバ１０２に導入する前に、大気中において、可視光を使用して露光機構部１０４の光学系の調整を行う。
次に、露光機構部１０４を真空チャンバ１０２内のベース板１０５上に載置する。
そして、真空チャンバ１０２内を大気圧に保ったままで、外力印加機構１０７を用いて底面１０２ａに力を加えて、あらかじめ求めておいた底面１０２ａの変形と同様の変形を生じさせた後に、可視光を使用して光学系の調整を行う。
その次に、真空チャンバ１０２を密閉して、ガス導入バルブ１１１からクリーンエアを導入しながら排気を行う。この際、変位モニタ１１０で、底面１０２ａの変形量をモニタして、底面１０２ａの変形量が一定になるように外力印加機構１０７の加える力を調整しながら排気を行う。これは、底面１０２ａの変形量が変化すると、大気圧下において調整された露光機構系１０４に不可逆な変化（例えば、摩擦により、露光機構系の各装置が不連続に滑る等）が生じるおそれがあるためである。
また、真空チャンバ１０２の底面１０２ａが急激に変形すると、変位モニタ１１０が測定した変形量を外力印加機構１０７にフィードバックして、外力を調整するのが間に合わなくなるおそれがあるので、排気をややゆっくり行うように調節する。
真空環境下において、可視光を用いて光学系の調整を行う。
最後に、露光波長のＥＵＶ光を用いて再度光学系の調整を行う。
【００１７】
本実施形態によれば、排気の前、排気中及び排気後の真空チャンバ及び光学系の載置されたベース板の形状が維持され、真空引き前に調整された状態を真空引き後にも維持することができるので、真空引き後の露光装置の調整を短時間で行うことができる。また、排気をゆっくり行うことは、チャンバ内の汚れの原因となる微細なごみが、空気の流れによって巻き上げられるのを抑えるのにも有効である。
【００１８】
上記の実施形態においては、真空引きを行っている間、真空引きの前後で真空チャンバ底面の形状を一定に保っているが、上述したような露光機１０４に対する不可逆な変位が生じ得ない（露光機構系１０４に対する影響が、真空引き前後のチャンバの最終的な形状によってのみ決まる）ような場合には、必ずしも一定に保つ必要はない。
また、上記の実施形態においては、真空チャンバの底面のみに外力印加機構を配置しているが、光源からの光線導入部等が底面以外の壁面に固定されており、その壁面の変形が問題となる場合等には、必要に応じて側面や上面に配置することもできる。
【００１９】
以下に、上述の真空チャンバ内に設置する装置（露光機構系１０４）の例としてＥＵＶ露光装置について説明する。
図３は、ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
図３に示すＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー３０１で反射してレチクル３０２に照射される。
【００２０】
レチクル３０２は、レチクルステージ３０３に固定されたチャック３０３ａに吸着・保持されている。このレチクルステージ３０３は、走査方向に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向に微小ストロークを持ち、光軸方向にも微小ストロークを持っている。レチクルステージ３０３の走査方向及びこれに直交する方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、光軸方向はレチクルフォーカス送光系３０４とレチクルフォーカス受光系３０５からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。
【００２１】
レチクル３０２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒３１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル３０２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル３０２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。
【００２２】
光学鏡筒３１４内に入射したＥＵＶ光は、第一ミラー３０６で反射した後、第二ミラー３０７、第三ミラー３０８、第四ミラー３０９と順次反射し、最終的にはウェハ３１０に対して垂直に入射する。投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒３１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡３１５が配置されている。
【００２３】
ウェハ３１０は、ウェハステージ３１１に固定されたチャック３１１ａの上にチャック・保持されている。このウェハステージ３１１は、光軸と直交する面内を自由に移動することができ、ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ３１１は、光軸方向にも微小ストロークの上下が可能で、光軸方向の位置はウェハオートフォーカス送光系３１２とウェハオートフォーカス受光系３１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ３１１の光軸と直行する面内における位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ３０３とウェハステージ３１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査する。
【００２４】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によると、真空引きの前後で真空チャンバの形状を維持することにより、真空引き前に調整された状態を真空引き後にも維持することができるので、露光装置の調整を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る真空チャンバを模式的に示す図である。
【図２】真空チャンバの底面と外力印加機構（アクチュエータ）の位置関係を模式的に示す平面図である。
【図３】ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１  温調チャンバ
１０２  真空チャンバ
１０２ａ  真空チャンバの底面
１０３  除振台
１０４  露光機構系
１０５  ベース板
１０６  支柱
１０７  外力印加機構
１０８  梁
１０９  支柱
１１０  変位モニタ
１１１  ガス導入バルブ
３０１  折り返しミラー
３０２  レチクル
３０３  レチクルステージ
３０３ａ  チャック
３０４  レチクルフォーカス送光系
３０５  レチクルフォーカス受光系
３０６、３０７、３０８、３０９  多層膜反射鏡
３１０  ウェハ
３１１  ウェハステージ
３１１ａ  チャック
３１２  ウェハオートフォーカス送光系
３１３  ウェハオートフォーカス受光系
ＩＬ  照明系
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004311657.tif 000005