(57)【要約】【課題】  本発明は、レチクル，ウェハ等の基板を吸着する静電チャックを備えたステージ装置およびこのステージ装置を備えた露光装置に関し、静電チャックを変形することなく静電チャックの冷却を効果的に行うことを目的とする。【解決手段】  ベース部材に静電チャックを着脱可能に配置してなるステージ装置において、前記静電チャックを冷却するヒートパイプを有し、前記ベース部材に、前記ヒートパイプの凝縮部側を冷却する冷却ボックスを設けてなることを特徴とする。また、前記静電チャックと前記ベース部材との間に形成される空間部に前記ヒートパイプを配置してなることを特徴とする。【選択図】      図２
2007081279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材に静電チャックを着脱可能に配置してなるステージ装置において、
前記静電チャックを冷却するヒートパイプを有し、前記ベース部材に、前記ヒートパイプの凝縮部側を冷却する冷却ボックスを設けてなることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
請求項１記載のステージ装置において、
前記静電チャックと前記ベース部材との間に形成される空間部に前記ヒートパイプを配置してなることを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
請求項２記載のステージ装置において、
前記空間部は、前記静電チャックの前記ベース部材への取付面に形成される凹溝であり、前記凹溝内に前記ヒートパイプの蒸発部側を配置してなることを特徴とするステージ装置。
【請求項４】
請求項３記載のステージ装置において、
前記ヒートパイプを、前記静電チャックの凹溝に高熱伝導率の接着剤により接着してなることを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
請求項２記載のステージ装置において、
前記空間部は、前記ベース部材の前記静電チャックの取付面に形成される凹溝であり、前記凹溝内に前記ヒートパイプの蒸発部側を配置してなることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
請求項５記載のステージ装置において、
前記ベース部材の前記凹溝に、前記ヒートパイプを、前記静電チャックの取付面に向けて押圧する押圧手段を配置してなることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
請求項５記載のステージ装置において、
前記ベース部材の前記凹溝に配置される前記ヒートパイプを、前記静電チャックの取付面に高熱伝導率の接着剤により接着してなることを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載のステージ装置において、
前記ヒートパイプの凝縮部側を蒸発部側より上方に位置させてなることを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項記載のステージ装置において、
前記冷却ボックスには、複数の前記ヒートパイプの凝縮部側が挿入されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
レチクルに形成されたパターンを露光光を介して基板に転写する露光装置であって、前記レチクルまたは前記基板を保持するステージ装置に、請求項１ないし請求項９のいずれか１項記載のステージ装置を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の露光装置において、
前記ステージ装置は、真空雰囲気内に配置されることを特徴とする露光装置。                                                                               
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レチクル，ウェハ等の基板を吸着する静電チャックを備えたステージ装置およびこのステージ装置を備えた露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、露光装置では、レチクルステージのテーブルに、レチクルを吸着する静電チャックが配置されている。そして、従来、露光光の照射によるレチクルの熱変形を防止するため、静電チャックに冷却液流路を形成し、静電チャックを介してレチクルを冷却することが検討されている。
【特許文献１】特開２００３−２２４１８０号公報
【特許文献２】特開平１０−６４９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したように、静電チャックに冷却液流路を形成する場合には、冷却液流路を流れる冷却液の内圧により静電チャックが変形し、レチクルの取付面の精度が低下するという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、静電チャックを変形することなく静電チャックの冷却を効果的に行うことができるステージ装置、およびこのステージ装置を備えた露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の発明のステージ装置は、ベース部材に静電チャックを着脱可能に配置してなるステージ装置において、前記静電チャックを冷却するヒートパイプを有し、前記ベース部材に、前記ヒートパイプの凝縮部側を冷却する冷却ボックスを設けてなることを特徴とする。
第２の発明のステージ装置は、第１の発明のステージ装置において、前記静電チャックと前記ベース部材との間に形成される空間部に前記ヒートパイプを配置してなることを特徴とする。
【０００５】
第３の発明のステージ装置は、第２の発明のステージ装置において、前記空間部は、前記静電チャックの前記ベース部材への取付面に形成される凹溝であり、前記凹溝内に前記ヒートパイプの蒸発部側を配置してなることを特徴とする。
第４の発明のステージ装置は、第３の発明のステージ装置において、前記ヒートパイプを、前記静電チャックの凹溝に高熱伝導率の接着剤により接着してなることを特徴とする。
【０００６】
第５の発明のステージ装置は、第２の発明のステージ装置において、前記空間部は、前記ベース部材の前記静電チャックの取付面に形成される凹溝であり、前記凹溝内に前記ヒートパイプの蒸発部側を配置してなることを特徴とする。
第６の発明のステージ装置は、第５の発明のステージ装置において、前記ベース部材の前記凹溝に、前記ヒートパイプを、前記静電チャックの取付面に向けて押圧する押圧手段を配置してなることを特徴とする。
【０００７】
第７の発明のステージ装置は、第５の発明のステージ装置において、前記ベース部材の前記凹溝に配置される前記ヒートパイプを、前記静電チャックの取付面に高熱伝導率の接着剤により接着してなることを特徴とする。
第８の発明のステージ装置は、第１ないし第７のいずれか１の発明のステージ装置において、前記ヒートパイプの凝縮部側を蒸発部側より上方に位置させてなることを特徴とする。
【０００８】
第９の発明のステージ装置は、第１ないし第８のいずれか１のステージ装置において、前記冷却ボックスには、複数の前記ヒートパイプの凝縮部側が挿入されていることを特徴とする。
第１０の発明の露光装置は、レチクルに形成されたパターンを露光光を介して基板に転写する露光装置であって、前記レチクルまたは前記基板を保持するステージ装置に、第１ないし第９のいずれか１のステージ装置を有することを特徴とする。
【０００９】
第１１の発明の露光装置は、第１０の発明の露光装置において、前記ステージ装置は、真空雰囲気内に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のステージ装置では、静電チャックをヒートパイプにより冷却するようにし、ベース部材に、ヒートパイプの凝縮部側を冷却する冷却ボックスを設けたので、静電チャックを変形することなく静電チャックの冷却を効果的に行うことができる。
本発明の露光装置では、本発明のステージ装置を用いているため、静電チャックの変形によりレチクルの取付面の精度が低下することがなくなり、露光精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１および図２は、本発明のステージ装置の第１の実施形態を示している。この実施形態では、本発明がＥＵＶ露光装置のレチクルステージ１１に適用される。
このレチクルステージ１１は、テーブル１３を有している。テーブル１３は、微動テーブルであり、水平方向および上下方向にｎｍレベルの位置決め精度で移動可能とされている。
【００１２】
テーブル１３の下面に形成される取付面１３ａには、静電チャック１５が配置されている。テーブル１３には、複数のボルト穴１３ｂが形成されている。一方、静電チャック１５の上面に形成される取付面１５ａには、ボルト穴１３ｂに対応する位置に螺子穴１５ｂが形成されている。そして、ボルト穴１３ｂにボルト１７を挿入し、ボルト１７の先端を螺子穴１５ｂに螺合することにより、テーブル１３に静電チャック１５が固定されている。
【００１３】
静電チャック１５の下面には、レチクル１９を吸着する吸着面１５ｃが形成されている。静電チャック１５の吸着面１５ｃの内側には電極２１が配置されている。この電極２１に電圧を印加することにより吸着面１５ｃに静電気が発生しレチクル１９が吸着される。
この実施形態では、静電チャック１５の取付面１５ａには、矩形状の凹溝１５ｄが形成されている。凹溝１５ｄは、所定間隔を置いて複数形成されている。そして、複数の凹溝１５ｄ内に、それぞれヒートパイプ２３の蒸発部２３ａ側が配置されている。ヒートパイプ２３は、例えば銅からなり、表面にニッケルメッキが施されている。そして、ヒートパイプ２３は、凹溝１５ｄの底面に、例えばエポキシ樹脂からなる高熱伝導率を有する接着剤２５により接着されている。
【００１４】
複数のヒートパイプ２３は、図２に示すように、ヒートパイプ２３の凝縮部２３ｂ側を冷却する矩形状の冷却ボックス２７内に挿入されている。冷却ボックス２７の一側には、液体または気体からなる冷媒を流入する流入管２９が開口されている。また、他側には、冷媒を流出する流出管３１が開口されている。流出管３１から流出した冷媒は、冷却装置(不図示)で冷却された後、流入管２９から冷却ボックス２７内に循環される。冷却ボックス２７のヒートパイプ２３と反対側には、冷却ボックス２７をテーブル１３に固定するための取付部３３が形成されている。
【００１５】
各ヒートパイプ２３の凝縮部２３ｂは、図３に示すように、冷却ボックス２７の側面に形成される取付穴２７ａに挿入されている。そして、例えばエポキシ樹脂からなり、アウトガスが少なく、また高熱伝導率を有する接着剤３５により取付穴２７ａに接着されている。冷却ボックス２７は、テーブル１３に形成される凹部１３ｃに配置されている。冷却ボックス２７の取付部３３は、ボルト３７によりテーブル１３の下面に固定されている。
【００１６】
上述したステージ装置では、露光時には、レチクル１９にＥＵＶ光３９が照射され、レチクル１９に熱エネルギが供給される。しかしながら、静電チャック１５の凹溝１５ｄに配置されるヒートパイプ２３により静電チャック１５が冷却されるため、レチクル１９の温度が上昇することが有効に防止される。なお、静電チャック１５の冷却は、ヒートパイプ２３の周知の作用により行われる。
【００１７】
より具体的には、ヒートパイプ２３内には、流体が封入されている。そして、流体がヒートパイプ２３の蒸発部２３ａで気化し、凝縮部２３ｂで凝縮することにより、ヒートパイプ２３の蒸発部２３ａ側から凝縮部２３ｂ側に熱エネルギが移動される。そして、ヒートパイプ２３の凝縮部２３ｂ側を、冷却ボックス２７内を流れる冷媒により冷却することにより、凝縮部２３ｂ側に移動した熱エネルギが冷媒により効果的に除去される。
【００１８】
上述したステージ装置では、静電チャック１５をヒートパイプ２３により冷却するようにしたので、静電チャック１５に冷却流路を形成することなく静電チャック１５を冷却することができる。従って、冷却液流路を流れる冷却液の内圧により静電チャック１５が変形することがなくなり、レチクル１９の吸着面１５ｃの精度の低下を防止することができる。
【００１９】
そして、テーブル１３に、ヒートパイプ２３の凝縮部２３ｂ側を冷却する冷却ボックス２７を設けたので、ヒートパイプ２３の蒸発部２３ａ側から凝縮部２３ｂ側に移動した熱エネルギを、冷却ボックス２７内を流れる冷媒により効果的に除去することが可能になり、静電チャック１５の冷却を効果的に行うことができる。
また、上述したステージ装置では、冷却ボックス２７に複数のヒートパイプ２３を支持させたので、複数のヒートパイプ２３を所定の位置に容易，確実に配置することができる。
(第２の実施形態)
図４は、本発明のステージ装置の第２の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２０】
この実施形態では、テーブル１３における静電チャック１５の取付面１３ａに凹溝１３ｄが形成されている。凹溝１３ｄは、所定間隔を置いて複数形成されている。そして、各凹溝１３ｄ内にヒートパイプ２３が配置されている。凹溝１３ｄの底面とヒートパイプ２３との間には、ヒートパイプ２３を静電チャック１５の取付面１５ａに向けて押圧する押圧部材４１が配置されている。この押圧部材４１は、ゴム等の弾性体からなる。
【００２１】
この実施形態においても第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。この実施形態では、テーブル１３の凹溝１３ｄに押圧部材４１を配置し、押圧部材４１によりヒートパイプ２３を静電チャック１５の取付面１５ａに向けて押圧するようにしたので、接着剤を用いることなくヒートパイプ２３を静電チャック１５に密着させることができる。
(第３の実施形態)
図５の(ａ)は、本発明のステージ装置の第３の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２２】
この実施形態では、テーブル１３における静電チャック１５の取付面１３ａに凹溝１３ｄが形成されている。凹溝１３ｄは、所定間隔を置いて複数形成されている。そして、各凹溝１３ｄ内にヒートパイプ２３が配置されている。また、各ヒートパイプ２３は、静電チャック１５の取付面１５ａに、例えばエポキシ樹脂からなる高熱伝導率を有する接着剤２５により接着されている。
【００２３】
このステージ装置では、図５の(ｂ)に示すように、予め、静電チャック１５の取付面１５ａに、冷却ボックス２７により保持されるヒートパイプ２３が接着剤２５により接着される。そして、静電チャック１５および冷却ボックス２７をテーブル１３に固定すると、ヒートパイプ２３がテーブル１３の凹溝１３ｄ内に収容される。
この実施形態においても第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。
(第４の実施形態)
図６は、本発明のステージ装置の第４の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２４】
この実施形態では、ヒートパイプ２３の凝縮部２３ｂ側が蒸発部２３ａ側より上方に位置されている。
より具体的には、テーブル１３の上面に、冷却ボックス４３がボルト４５により固定されている。テーブル１３の冷却ボックス４３の下方には、ヒートパイプ２３の凝縮部２３ｂ側を挿通する挿通穴１３ｅが形成されている。一方、静電チャック１５の凹溝１５ｄに収容されるヒートパイプ２３の凝縮部２３ｂ側が折曲され折曲部２３ｃが形成されている。そして、折曲部２３ｃが、挿通穴１３ｅを通り、冷却ボックス４３の取付穴４３ａから冷却ボックス４３内に挿入されている。ヒートパイプ２３は、例えばエポキシ樹脂からなる接着剤３５により取付穴４３ａに接着されている。
【００２５】
この実施形態においても第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。この実施形態では、ヒートパイプ２３の凝縮部２３ｂ側を蒸発部２３ａ側より上方に位置させたので、ヒートパイプ２３内の流体の流れを促進することが可能になり、ヒートパイプ２３の冷却効率をより向上することができる。
(露光装置の実施形態)
図７は、上述したステージ装置が配置されるＥＵＶ露光装置を模式化して示している。なお、この実施形態において上述した実施形態のウェハステージ１１と同一の部材には、同一の符号を付している。
【００２６】
この実施形態では、露光の照明光としてＥＵＶ光が用いられる。ＥＵＶ光は０．１〜４００ｎｍの間の波長を持つもので、この実施形態では特に１〜５０ｎｍ程度の波長が好ましい。投影系は像光学系システム１０１を用いたもので、ウェハ１２１上にレチクル１９によるパターンの縮小像を形成するものである。
ウェハ１２１上に照射されるパターンは、レチクルステージ１１の下側に静電チャック１５を介して配置されている反射型のレチクル１９により決められる。この反射型のレチクル１９は、真空ロボットによって搬入および搬出される（真空ロボットの図示は省略する）。また、ウェハ１２１はウェハステージ１２３のテーブル１２５上に静電チャック１２７を介して配置されている。典型的には、露光はステップ・スキャンによりなされる。
【００２７】
露光時の照明光として使用するＥＵＶ光は大気に対する透過性が低いので、ＥＵＶ光が通過する光経路は、適当な真空ポンプ１０７を用いて真空に保たれた真空チャンバ１０６に囲まれている。またＥＵＶ光はレーザプラズマＸ線源によって生成される。レーザプラズマＸ線源はレーザ源１０８（励起光源として作用）とキセノンガス供給装置１０９からなっている。レーザプラズマＸ線源は真空チャンバ１１０によって取り囲まれている。レーザプラズマＸ線源によって生成されたＥＵＶ光は真空チャンバ１１０の窓１１１を通過する。
【００２８】
放物面ミラー１１３は、キセノンガス放出部の近傍に配置されている。放物面ミラー１１３はプラズマによって生成されたＥＵＶ光を集光する。放物面ミラー１１３は集光光学系を構成し、ノズル１１２からのキセノンガスが放出される位置の近傍に焦点位置がくるように配置されている。ＥＵＶ光は放物面ミラー１１３の多層膜で反射し、真空チャンバ１１０の窓１１１を通じて集光ミラー１１４へと達する。集光ミラー１１４は反射型のレチクル１９へとＥＵＶ光を集光、反射させる。ＥＵＶ光は集光ミラー１１４で反射され、レチクル１９の所定の部分を照明する。すなわち、放物面ミラー１１３と集光ミラー１１４はこの装置の照明システムを構成する。
【００２９】
レチクル１９は、ＥＵＶ光を反射する多層膜とパターンを形成するための吸収体パターン層を持っている。レチクル１９でＥＵＶ光が反射されることによりＥＵＶ光は「パターン化」される。パターン化されたＥＵＶ光は像光学システム１０１を通じてウェハ１２１に達する。
この実施形態の像光学システム１０１は、凹面第１ミラー１１５ａ、凸面第２ミラー１１５ｂ、凸面第３ミラー１１５ｃ、凹面第４ミラー１１５ｄの４つの反射ミラーからなっている。各ミラー１１５ａ〜１１５ｄにはＥＵＶ光を反射する多層膜が備えられている。
【００３０】
レチクル１９により反射されたＥＵＶ光は第１ミラー１１５ａから第４ミラー１１５ｄまで順次反射されて、レチクル１９パターンの縮小（例えば、１／４、１／５、１／６）された像を形成する。像光学系システム１０１は、像の側（ウェハ１２１の側）でテレセントリックになるようになっている。
レチクル１９は可動のレチクルステージ１１によって少なくともＸ−Ｙ平面内で支持されている。ウェハ１２１は、好ましくはＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動なウェハステージ１２３によって支持されている。ウェハ１２１上のダイを露光するときには、ＥＵＶ光が照明システムによりレチクル１９の所定の領域に照射され、レチクル１９とウェハ１２１は像光学系システム１０１に対して像光学システム１０１の縮小率に従った所定の速度で動く。このようにして、レチクルパターンはウェハ１２１上の所定の露光範囲（ダイに対して）に露光される。
【００３１】
露光の際には、ウェハ１２１上のレジストから生じるガスが像光学システム１０１のミラー１１５ａ〜１１５ｄに影響を与えないように、ウェハ１２１はパーティション１１６の後ろに配置されることが望ましい。パーティション１１６は開口１１６ａを持っており、それを通じてＥＵＶ光がミラー１１５ｄからウェハ１２１へと照射される。パーティション１１６内の空間は真空ポンプ１１７により真空排気されている。このように、レジストに照射することにより生じるガス状のゴミがミラー１１５ａ〜１１５ｄあるいはレチクル１９に付着するのを防ぐ。それゆえ、これらの光学性能の悪化を防いでいる。
【００３２】
この実施形態の露光装置では、上述した実施形態のレチクルステージ１１を用いているため、静電チャック１５の変形によりレチクル１９の吸着面の精度が低下することがなくなり、露光精度を向上することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００３３】
(１)上述した実施形態では、本発明をレチクルステージ１１に適用した例について説明したが、ウェハステージに適用しても良い。
(２)上述した実施形態では、静電チャック１５をボルト１７によりテーブル１３に固定した例について説明したが、例えば、磁力等により固定するようにしても良い。
(３)上述した第２の実施形態では、押圧部材４１を接着剤２５により接着しない例について説明したが、例えば、押圧部材４１を凹溝１３ｄの底面あるいはヒートパイプ２３の上面に接着するようにしても良い。
【００３４】
(４)上述した実施形態では、ＥＵＶ露光装置に本発明のレチクルステージ１１を適用した例について説明したが、パターンを転写するエネルギ線は特に限定されず、光、紫外線、Ｘ線（軟Ｘ線等）、荷電粒子線（電子線、イオンビーム）等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のステージ装置の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】図１のステージ装置の分解斜視図である。
【図３】図１のステージ装置のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明のステージ装置の第２の実施形態の要部を示す説明図である。
【図５】本発明のステージ装置の第３の実施形態の要部を示す説明図である。
【図６】本発明のステージ装置の第４の実施形態の要部を示す説明図である。
【図７】本発明のステージ装置を備えた露光装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１３：テーブル、１３ａ：取付面、１３ｄ：凹溝、１５：静電チャック、１５ａ：取付面、１５ｄ：凹溝、１９：レチクル、２３：ヒートパイプ、２３ａ：蒸発部、２３ｂ：凝縮部、２５：接着剤、２７：冷却ボックス、３５：接着剤、４１：押圧部材。                                                                               
【図１】
2007081279.tif 000003
【図２】
2007081279.tif 000004
【図３】
2007081279.tif 000005
【図４】
2007081279.tif 000006
【図５】
2007081279.tif 000007
【図６】
2007081279.tif 000008
【図７】
2007081279.tif 000009