JP2000283500A - 環境制御装置、半導体製造装置および検査・測定装置 - Google Patents
環境制御装置、半導体製造装置および検査・測定装置Info
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- JP2000283500A JP2000283500A JP11085610A JP8561099A JP2000283500A JP 2000283500 A JP2000283500 A JP 2000283500A JP 11085610 A JP11085610 A JP 11085610A JP 8561099 A JP8561099 A JP 8561099A JP 2000283500 A JP2000283500 A JP 2000283500A
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- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
- F24F3/167—Clean rooms, i.e. enclosed spaces in which a uniform flow of filtered air is distributed
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
- F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
-
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
- F24F2011/0002—Control or safety arrangements for ventilation for admittance of outside air
- F24F2011/0004—Control or safety arrangements for ventilation for admittance of outside air to create overpressure in a room
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空調空気の温度変動を減少させる。また、冷
凍機等の振動によるチャンバ内の装置への悪影響を防止
する。 【解決手段】 内部の環境が制御されるチャンバ１およ
びチャンバ内を空調する空調手段２を有し、空調手段は
空調空気を冷却する空気冷却手段および空調空気を加熱
する空気加熱手段４、４’を有し、空気冷却手段は冷凍
機６、およびそれにより冷却された冷媒によって空調空
気を冷却する空気冷却用熱交換器３’を有する環境制御
装置において、空気冷却手段は冷凍機の冷媒である１次
冷媒により２次冷媒を冷却する２次冷媒冷却用熱交換器
１７、およびこの２次冷媒を空気冷却用熱交換器への冷
媒として循環させる２次冷媒循環手段１９を備える。
凍機等の振動によるチャンバ内の装置への悪影響を防止
する。 【解決手段】 内部の環境が制御されるチャンバ１およ
びチャンバ内を空調する空調手段２を有し、空調手段は
空調空気を冷却する空気冷却手段および空調空気を加熱
する空気加熱手段４、４’を有し、空気冷却手段は冷凍
機６、およびそれにより冷却された冷媒によって空調空
気を冷却する空気冷却用熱交換器３’を有する環境制御
装置において、空気冷却手段は冷凍機の冷媒である１次
冷媒により２次冷媒を冷却する２次冷媒冷却用熱交換器
１７、およびこの２次冷媒を空気冷却用熱交換器への冷
媒として循環させる２次冷媒循環手段１９を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高い温度安定性を必
要とする空調装置を有する環境制御装置、特に高精度な
光学的計測装置やそれを取り囲む環境チャンバに接続さ
れる空調装置を有する環境制御装置、ならびにこれを具
備する半導体製造装置および検査・測定装置に関する。
そして、レーザ干渉式測長器等を利用した測定装置、特
に半導体露光装置、重ね合わせ検査装置、レチクル検査
装置、面形状測定装置等やそれを取り囲む環境チャンバ
に接続される空調装置を有する環境制御装置に利用して
好適である。
要とする空調装置を有する環境制御装置、特に高精度な
光学的計測装置やそれを取り囲む環境チャンバに接続さ
れる空調装置を有する環境制御装置、ならびにこれを具
備する半導体製造装置および検査・測定装置に関する。
そして、レーザ干渉式測長器等を利用した測定装置、特
に半導体露光装置、重ね合わせ検査装置、レチクル検査
装置、面形状測定装置等やそれを取り囲む環境チャンバ
に接続される空調装置を有する環境制御装置に利用して
好適である。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路における線幅の微
細化が進み、今や０．１μｍ台の線幅によるパターンの
形成が量産レベルで実現しつつある。これに伴い露光装
置の重ね合わせ精度は、４０ｎｍ〜２５ｎｍという非常
に厳しい値が要求されている。またこれに伴い、レチク
ルの寸法精度もますます厳しい値が要求されている。ま
た一方では、生産性向上の観点から、ウエハサイズが現
在主流の８インチから１２インチに移行しつつある。
細化が進み、今や０．１μｍ台の線幅によるパターンの
形成が量産レベルで実現しつつある。これに伴い露光装
置の重ね合わせ精度は、４０ｎｍ〜２５ｎｍという非常
に厳しい値が要求されている。またこれに伴い、レチク
ルの寸法精度もますます厳しい値が要求されている。ま
た一方では、生産性向上の観点から、ウエハサイズが現
在主流の８インチから１２インチに移行しつつある。
【０００３】ところで、例えば露光装置のレチクルとウ
エハの重ね合わせ精度においては、ウエハ（を搭載する
ウエハステージ）位置の測長精度が非常に重要な誤差因
子の１つとなる。またこれは、重ね合わせ検査装置にお
いても同様である。因みにこれら装置の精密測長にはレ
ーザ干渉式測長器を使用するのが一般的であり、レーザ
光路雰囲気の屈折率変化、特に温度変化が測長誤差に悪
影響を及ぼす。この他にもレチクル上のパターンを計測
するためのレチクル座標測定器や、物体、特に光学部材
の表面形状を測定する面形状測定装置においてもレーザ
干渉式測長器が用いられている。
エハの重ね合わせ精度においては、ウエハ（を搭載する
ウエハステージ）位置の測長精度が非常に重要な誤差因
子の１つとなる。またこれは、重ね合わせ検査装置にお
いても同様である。因みにこれら装置の精密測長にはレ
ーザ干渉式測長器を使用するのが一般的であり、レーザ
光路雰囲気の屈折率変化、特に温度変化が測長誤差に悪
影響を及ぼす。この他にもレチクル上のパターンを計測
するためのレチクル座標測定器や、物体、特に光学部材
の表面形状を測定する面形状測定装置においてもレーザ
干渉式測長器が用いられている。
【０００４】また一方で、露光装置においては、レチク
ルからウエハまでの投影光学系を含む気体の温度変化や
投影光学系自身の温度変化がウエハに転写されるレチク
ルパターンの像質に悪影響を及ぼす。
ルからウエハまでの投影光学系を含む気体の温度変化や
投影光学系自身の温度変化がウエハに転写されるレチク
ルパターンの像質に悪影響を及ぼす。
【０００５】このような精密測長を行う装置や解像力の
高い投影光学系を用いた装置では、装置全体またはその
一部あるいはその両方を環境チャンバで取り囲み、空調
装置に接続される。また他にも、環境チャンバは使用せ
ず、装置に直接空調装置を接続し、必要な部分のみを温
度的に安定な気流中に配置する場合もある。
高い投影光学系を用いた装置では、装置全体またはその
一部あるいはその両方を環境チャンバで取り囲み、空調
装置に接続される。また他にも、環境チャンバは使用せ
ず、装置に直接空調装置を接続し、必要な部分のみを温
度的に安定な気流中に配置する場合もある。
【０００６】以下、半導体露光装置を例に説明する。例
えば６４Ｍ〜２５６Ｍ−ＤＲＡＭの製造に対応する現状
の半導体露光装置の場合、ウエハに転写されるパターン
の最小線幅は０．２〜０．３μｍ程度である。そして、
要求される重ね合わせ精度は一般に最小線幅の１／５〜
１／４と言われており、この場合、４０〜６０ｎｍとな
る。さらに、この重ね合わせ精度を実現するためのレー
ザ干渉式測長器に要求される測長精度は、この重ね合わ
せ精度の１／５以下であり、おおよそ１０ｎｍ以下とな
る。一方、Ｈｅ−Ｎｅレーザを光源に用いた干渉式測長
器を大気中に置いた場合の空気の屈折率変化に起因する
測長誤差は、１℃の空気温度変化に対して−１ｐｐｍで
ある。８インチウエハ対応の露光装置に必要なウエハス
テージの測長距離は３００ｍｍを上回り、したがって測
長光路の空気の温度安定性は少なくとも０．０３℃以下
であることが必要となる。
えば６４Ｍ〜２５６Ｍ−ＤＲＡＭの製造に対応する現状
の半導体露光装置の場合、ウエハに転写されるパターン
の最小線幅は０．２〜０．３μｍ程度である。そして、
要求される重ね合わせ精度は一般に最小線幅の１／５〜
１／４と言われており、この場合、４０〜６０ｎｍとな
る。さらに、この重ね合わせ精度を実現するためのレー
ザ干渉式測長器に要求される測長精度は、この重ね合わ
せ精度の１／５以下であり、おおよそ１０ｎｍ以下とな
る。一方、Ｈｅ−Ｎｅレーザを光源に用いた干渉式測長
器を大気中に置いた場合の空気の屈折率変化に起因する
測長誤差は、１℃の空気温度変化に対して−１ｐｐｍで
ある。８インチウエハ対応の露光装置に必要なウエハス
テージの測長距離は３００ｍｍを上回り、したがって測
長光路の空気の温度安定性は少なくとも０．０３℃以下
であることが必要となる。
【０００７】図３は、この従来の半導体露光装置や検査
装置等で使用されている環境チャンバとそれに接続され
た空調装置の一例を示す。空調装置２内には空気を冷却
するための冷却用熱交換器（蒸発器）３、冷却された空
気を所定の温度まで昇温調節するための加熱用熱交換器
４、および空調装置２内の空気を環境チャンバ１に供給
するための送風機５が配設されている。また他に、冷却
装置として、冷凍機６が配設されており、冷却用熱交換
器（蒸発器）３と冷凍機６の間を冷媒が循環している。
この冷却用熱交換器（蒸発器）３には、等間隔に配設さ
れた複数枚のプレートフィンと冷媒の流路となる複数の
管を、このフィンと直交する形で貫通させたプレートフ
ィンコイル式の熱交換器を使用している。
装置等で使用されている環境チャンバとそれに接続され
た空調装置の一例を示す。空調装置２内には空気を冷却
するための冷却用熱交換器（蒸発器）３、冷却された空
気を所定の温度まで昇温調節するための加熱用熱交換器
４、および空調装置２内の空気を環境チャンバ１に供給
するための送風機５が配設されている。また他に、冷却
装置として、冷凍機６が配設されており、冷却用熱交換
器（蒸発器）３と冷凍機６の間を冷媒が循環している。
この冷却用熱交換器（蒸発器）３には、等間隔に配設さ
れた複数枚のプレートフィンと冷媒の流路となる複数の
管を、このフィンと直交する形で貫通させたプレートフ
ィンコイル式の熱交換器を使用している。
【０００８】冷凍機６は少なくともコンプレッサ７と凝
縮器８で構成され、さらに必要に応じて不図示の冷媒の
温度や圧力を調整するための種々の調整弁や冷却水流量
調整弁（制水弁）が適所に構成されている。また、必要
に応じて冷媒圧力を安定化させるためのアキュームレー
タ（不図示）をコンプレッサ７や凝縮器８の後に構成す
る場合がある。冷媒ｂにはＲ２２、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０
７ｃ等のＨＣＦＣ、ＨＦＣガスや、アンモニアやメタン
ガス等が使用される。冷凍機６においてコンプレッサ７
で加圧・高温になった冷媒ガスｂは、凝縮器８で冷却水
ｃと熱交換を行い、冷却・液化される。さらにこの冷媒
液は膨張弁または毛管ｃｔを通過し、気化・断熱膨張に
よって低温になった冷媒ｂ’として、冷却用熱交換器
（蒸発器）３内に導かれる。さらに、冷却用熱交換器
（蒸発器）３で空調空気の熱を奪った後、再度コンプレ
ッサ７で加圧される。このように冷媒の膨張、圧縮、廃
熱を閉回路中で連続的に行う冷凍サイクルにより、空調
空気はその熱を冷却水に廃熱して冷却される。
縮器８で構成され、さらに必要に応じて不図示の冷媒の
温度や圧力を調整するための種々の調整弁や冷却水流量
調整弁（制水弁）が適所に構成されている。また、必要
に応じて冷媒圧力を安定化させるためのアキュームレー
タ（不図示）をコンプレッサ７や凝縮器８の後に構成す
る場合がある。冷媒ｂにはＲ２２、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０
７ｃ等のＨＣＦＣ、ＨＦＣガスや、アンモニアやメタン
ガス等が使用される。冷凍機６においてコンプレッサ７
で加圧・高温になった冷媒ガスｂは、凝縮器８で冷却水
ｃと熱交換を行い、冷却・液化される。さらにこの冷媒
液は膨張弁または毛管ｃｔを通過し、気化・断熱膨張に
よって低温になった冷媒ｂ’として、冷却用熱交換器
（蒸発器）３内に導かれる。さらに、冷却用熱交換器
（蒸発器）３で空調空気の熱を奪った後、再度コンプレ
ッサ７で加圧される。このように冷媒の膨張、圧縮、廃
熱を閉回路中で連続的に行う冷凍サイクルにより、空調
空気はその熱を冷却水に廃熱して冷却される。
【０００９】環境チャンバ１内において、冷却用熱交換
器（蒸発器）３で冷却された空気ａは、加熱用熱交換器
４で所定の温度に保たれる。加熱用熱交換器４には電気
ヒータ４’が設けられている。環境チャンバ１内または
空調装置２内に設けられた温度センサ９とこの電気ヒー
タ４’は、温度調節器１０と不図示の出力変換器を介し
て電気的に繋がっており、温度センサ９で検知された温
度が所定の値になるように、温度調節器１０は出力変換
器を介して、電気ヒータ４’の出力をＰＩＤ制御等の制
御アルゴリズムをもって制御している。この加熱用熱交
換器４で所定の温度に保たれた空気ａ’は、送風機５で
吸い上げられ、環境チャンバ１に導かれる。
器（蒸発器）３で冷却された空気ａは、加熱用熱交換器
４で所定の温度に保たれる。加熱用熱交換器４には電気
ヒータ４’が設けられている。環境チャンバ１内または
空調装置２内に設けられた温度センサ９とこの電気ヒー
タ４’は、温度調節器１０と不図示の出力変換器を介し
て電気的に繋がっており、温度センサ９で検知された温
度が所定の値になるように、温度調節器１０は出力変換
器を介して、電気ヒータ４’の出力をＰＩＤ制御等の制
御アルゴリズムをもって制御している。この加熱用熱交
換器４で所定の温度に保たれた空気ａ’は、送風機５で
吸い上げられ、環境チャンバ１に導かれる。
【００１０】環境チャンバ１にはＨＥＰＡやＵＬＰＡフ
ィルタ等の除塵フィルタ１１を内蔵したフィルタボック
ス１２が配設されており、この除塵フィルタ１１により
塵埃が除去された空気ａ”が、露光装置１３が置かれた
空間１４に供給される。この空間１４に供給された空気
ａ”は、空調装置２に設けられたリターン口１５より再
度取り込まれ、空調装置２と環境チャンバ１内を循環す
る。通常この環境チャンバ１は、空間１４を、環境チャ
ンバ１が置かれている外部環境の気圧より僅かながら加
圧状態に保つため、循環空気量の５〜１０％の空気を外
気導入口１６よりさらに取り込んでいる。また露光装置
においては、光学部材の曇りや化学増幅レジストに対応
し、空気中の酸やアルカリガスや有機物（ガス）を除去
するために、外気導入経路や循環経路に不純物除去フィ
ルタを配設することがある。
ィルタ等の除塵フィルタ１１を内蔵したフィルタボック
ス１２が配設されており、この除塵フィルタ１１により
塵埃が除去された空気ａ”が、露光装置１３が置かれた
空間１４に供給される。この空間１４に供給された空気
ａ”は、空調装置２に設けられたリターン口１５より再
度取り込まれ、空調装置２と環境チャンバ１内を循環す
る。通常この環境チャンバ１は、空間１４を、環境チャ
ンバ１が置かれている外部環境の気圧より僅かながら加
圧状態に保つため、循環空気量の５〜１０％の空気を外
気導入口１６よりさらに取り込んでいる。また露光装置
においては、光学部材の曇りや化学増幅レジストに対応
し、空気中の酸やアルカリガスや有機物（ガス）を除去
するために、外気導入経路や循環経路に不純物除去フィ
ルタを配設することがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来例で述べたよう
に、現状の測長光路の空気温度安定性は０．０３℃以下
に保たれている。しかし近い将来、０．１μｍ台の線幅
パターンの形成を量産レベルで実現するには、露光装置
の重ね合わせ精度は、４０ｎｍ〜２５ｎｍという非常に
厳しい値が要求され、また一方では生産性向上の観点か
ら、ウエハサイズが現在主流の８インチから１２インチ
に移行しつつあり、最大測長距離は４００ｍｍを超え
る。この重ね合わせ精度の高精度化や最大測長距離の増
大により、ますます測長光路の温度安定性を向上させる
必要があり、０．０１℃以下の安定性が要求される日も
近い。
に、現状の測長光路の空気温度安定性は０．０３℃以下
に保たれている。しかし近い将来、０．１μｍ台の線幅
パターンの形成を量産レベルで実現するには、露光装置
の重ね合わせ精度は、４０ｎｍ〜２５ｎｍという非常に
厳しい値が要求され、また一方では生産性向上の観点か
ら、ウエハサイズが現在主流の８インチから１２インチ
に移行しつつあり、最大測長距離は４００ｍｍを超え
る。この重ね合わせ精度の高精度化や最大測長距離の増
大により、ますます測長光路の温度安定性を向上させる
必要があり、０．０１℃以下の安定性が要求される日も
近い。
【００１２】一方、冷媒の膨張、圧縮、廃熱を閉回路中
で連続的に行う冷凍サイクルによる空調空気の冷却で
は、コンプレッサ７による冷媒ｂの圧縮圧力の変動や、
凝縮器８内に流す冷却水ｃの流量変動や温度変動が、膨
張圧力の変動を引き起こす。この冷媒膨張圧力の変動は
冷却熱交換器（蒸発器）３の温度変動の原因となり、ひ
いては冷却される空調空気ａの温度変動を引き起こす。
この膨張圧力の変動に対する冷却熱交換器（蒸発器）３
の温度応答は非常に速くて敏感であり、加熱用熱交換器
４内の電気ヒータ４’の制御でそれをうち消すには応答
速度が遅く、空調空気ａ’には０．０２℃程度の温度変
動が結果的に残ってしまうという問題がある。
で連続的に行う冷凍サイクルによる空調空気の冷却で
は、コンプレッサ７による冷媒ｂの圧縮圧力の変動や、
凝縮器８内に流す冷却水ｃの流量変動や温度変動が、膨
張圧力の変動を引き起こす。この冷媒膨張圧力の変動は
冷却熱交換器（蒸発器）３の温度変動の原因となり、ひ
いては冷却される空調空気ａの温度変動を引き起こす。
この膨張圧力の変動に対する冷却熱交換器（蒸発器）３
の温度応答は非常に速くて敏感であり、加熱用熱交換器
４内の電気ヒータ４’の制御でそれをうち消すには応答
速度が遅く、空調空気ａ’には０．０２℃程度の温度変
動が結果的に残ってしまうという問題がある。
【００１３】また、空調装置２の振動が、環境チャンバ
１やそれを設置する床を媒体として装置本体１３に伝わ
るため、測長誤差に悪影響を与え、重ね合わせ精度や像
性能の大きな劣化要因になっている。これは、空調装置
２内に配設された冷凍機６に構成されるコンプレッサ７
や、送風機５が主な振動源となることによるものであ
る。
１やそれを設置する床を媒体として装置本体１３に伝わ
るため、測長誤差に悪影響を与え、重ね合わせ精度や像
性能の大きな劣化要因になっている。これは、空調装置
２内に配設された冷凍機６に構成されるコンプレッサ７
や、送風機５が主な振動源となることによるものであ
る。
【００１４】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、環境制御装置ならびにこれを用いた半導体
製造装置および検査・測定装置において、空調空気の温
度変動を減少させることにある。また、冷凍機等の振動
がチャンバ内の装置に悪影響を及ぼさないようにするこ
とにある。
題点に鑑み、環境制御装置ならびにこれを用いた半導体
製造装置および検査・測定装置において、空調空気の温
度変動を減少させることにある。また、冷凍機等の振動
がチャンバ内の装置に悪影響を及ぼさないようにするこ
とにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の環境制御装置は、内部の環境が制御される
チャンバおよび前記チャンバ内を空調する空調手段を有
し、前記空調手段は空調空気を冷却する空気冷却手段お
よび空調空気を加熱する空気加熱手段を有し、前記空気
冷却手段は冷凍機、およびそれにより冷却された冷媒に
よって循環空気を冷却する空気冷却用熱交換器を有する
環境制御装置において、前記空気冷却手段は前記冷凍機
の冷媒である１次冷媒により２次冷媒を冷却する２次冷
媒冷却用熱交換器、およびこの２次冷媒を前記空気冷却
用熱交換器への冷媒として循環させる２次冷媒循環手段
を具備することを特徴とする。
め、本発明の環境制御装置は、内部の環境が制御される
チャンバおよび前記チャンバ内を空調する空調手段を有
し、前記空調手段は空調空気を冷却する空気冷却手段お
よび空調空気を加熱する空気加熱手段を有し、前記空気
冷却手段は冷凍機、およびそれにより冷却された冷媒に
よって循環空気を冷却する空気冷却用熱交換器を有する
環境制御装置において、前記空気冷却手段は前記冷凍機
の冷媒である１次冷媒により２次冷媒を冷却する２次冷
媒冷却用熱交換器、およびこの２次冷媒を前記空気冷却
用熱交換器への冷媒として循環させる２次冷媒循環手段
を具備することを特徴とする。
【００１６】２次冷媒としては、水、不凍液、またはフ
ッ素系不活性液体、すなわち純水、エチレングリコール
水溶液、ＰＦＣ液等の熱容量の大きい液体を使用する。
また冷凍機等の振動がチャンバ内の装置に悪影響を及ぼ
さないようにするためには、冷凍機、２次冷媒冷却用熱
交換器および２次冷媒循環手段はチャンバとは独立した
筐体内に配置し、空気加熱手段および空気冷却用熱交換
器はチャンバに隣接させて配置する。また、本発明の半
導体製造装置および検査・測定装置は、この本発明の環
境制御装置を具備し、そのチャンバ内に配置されている
ことを特徴とする。
ッ素系不活性液体、すなわち純水、エチレングリコール
水溶液、ＰＦＣ液等の熱容量の大きい液体を使用する。
また冷凍機等の振動がチャンバ内の装置に悪影響を及ぼ
さないようにするためには、冷凍機、２次冷媒冷却用熱
交換器および２次冷媒循環手段はチャンバとは独立した
筐体内に配置し、空気加熱手段および空気冷却用熱交換
器はチャンバに隣接させて配置する。また、本発明の半
導体製造装置および検査・測定装置は、この本発明の環
境制御装置を具備し、そのチャンバ内に配置されている
ことを特徴とする。
【００１７】この構成において、冷凍機で使用される１
次冷媒は２次冷媒冷却用熱交換器（蒸発器）で２次冷媒
を冷却し、冷却された２次冷媒は空気冷却用熱交換器に
導入され、空調空気を冷却する。その際、２次冷媒とし
て、純水やエチレングリコール水溶液、ＰＦＣ液等の液
体を用いることにより、これらの液体は冷凍機で使用さ
れる冷媒に較べ非常に熱容量が大きく、また液体である
がためにその圧力変化は直接的に温度変化にはならない
ため、１次冷媒の温度変化は熱容量の大きい２次冷媒で
十分に平滑化される。
次冷媒は２次冷媒冷却用熱交換器（蒸発器）で２次冷媒
を冷却し、冷却された２次冷媒は空気冷却用熱交換器に
導入され、空調空気を冷却する。その際、２次冷媒とし
て、純水やエチレングリコール水溶液、ＰＦＣ液等の液
体を用いることにより、これらの液体は冷凍機で使用さ
れる冷媒に較べ非常に熱容量が大きく、また液体である
がためにその圧力変化は直接的に温度変化にはならない
ため、１次冷媒の温度変化は熱容量の大きい２次冷媒で
十分に平滑化される。
【００１８】したがって、温度変化の少ない安定した２
次冷媒を循環ポンプにより空気冷却用熱交換器に導入
し、空調空気を冷却することにより、１次冷媒の温度変
動の影響を受けない０．０１℃以下の温度安定性の高い
空調空気の供給が行われる。
次冷媒を循環ポンプにより空気冷却用熱交換器に導入
し、空調空気を冷却することにより、１次冷媒の温度変
動の影響を受けない０．０１℃以下の温度安定性の高い
空調空気の供給が行われる。
【００１９】また、２次冷媒に使用する前記液体は熱容
量が大きいため、空気冷却用熱交換器自体の温度分布が
小さく抑えられ、さらにそこで冷却される空調空気の温
度分布の均一化が図られる。
量が大きいため、空気冷却用熱交換器自体の温度分布が
小さく抑えられ、さらにそこで冷却される空調空気の温
度分布の均一化が図られる。
【００２０】さらに、振動源である冷凍機等を２次冷媒
冷却用熱交換器や２次冷媒循環手段と切り離し、チャン
バとは分離して別置きとすることが可能となる。したが
ってチャンバ内へ伝わる振動が半減される。
冷却用熱交換器や２次冷媒循環手段と切り離し、チャン
バとは分離して別置きとすることが可能となる。したが
ってチャンバ内へ伝わる振動が半減される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明の実施
形態を説明する。
形態を説明する。
【００２２】
【実施例】図１は、本発明の第１の実施例に係る環境チ
ャンバおよび空調装置の概略を示す。同図に示されるよ
うに、図３の従来例に対し、空調装置２内には２次冷媒
の循環回路が追加されている。すなわち冷凍機６の冷媒
ｂ’で２次冷媒ｄを冷却するための２次冷媒冷却用熱交
換器（蒸発器）１７、これによって冷却された２次冷媒
との熱交換により空調空気を冷却するための空調空気冷
却用熱交換器３’、２次冷媒を一旦貯蔵するためのタン
ク１８、このタンク１８に貯蔵された２次冷媒を送り出
すためのポンプ１９が追加されている。この他にも、タ
ンク１８の加圧を防止するための圧力調整弁、２次冷媒
の循環流量を調整するための流量制御弁、循環経路内の
圧力を監視するための圧力監視装置等の種々の安全装置
や制御・調整装置が必要に応じて配設されている。
ャンバおよび空調装置の概略を示す。同図に示されるよ
うに、図３の従来例に対し、空調装置２内には２次冷媒
の循環回路が追加されている。すなわち冷凍機６の冷媒
ｂ’で２次冷媒ｄを冷却するための２次冷媒冷却用熱交
換器（蒸発器）１７、これによって冷却された２次冷媒
との熱交換により空調空気を冷却するための空調空気冷
却用熱交換器３’、２次冷媒を一旦貯蔵するためのタン
ク１８、このタンク１８に貯蔵された２次冷媒を送り出
すためのポンプ１９が追加されている。この他にも、タ
ンク１８の加圧を防止するための圧力調整弁、２次冷媒
の循環流量を調整するための流量制御弁、循環経路内の
圧力を監視するための圧力監視装置等の種々の安全装置
や制御・調整装置が必要に応じて配設されている。
【００２３】２次冷媒冷却用熱交換器（蒸発器）１７と
しては、プレート型や、シェルの中にチューブやコイル
を埋設したものや、２重管式の熱交換器が適用される。
冷凍機６において、コンプレッサ７で加圧され、高温に
なった冷媒ガスｂは、凝縮器８で冷却水ｃと熱交換を行
い、冷却され、液化される。さらにこの冷媒液は膨張弁
または毛管ｃｔを通過し、気化・断熱膨張によって低温
になった冷媒ｂ’として２次冷媒冷却用熱交換器（蒸発
器）１７内に導かれる。そして、２次冷媒冷却用熱交換
器（蒸発器）１７で２次冷媒ｄの熱を奪った後、再度コ
ンプレッサ７で加圧される。
しては、プレート型や、シェルの中にチューブやコイル
を埋設したものや、２重管式の熱交換器が適用される。
冷凍機６において、コンプレッサ７で加圧され、高温に
なった冷媒ガスｂは、凝縮器８で冷却水ｃと熱交換を行
い、冷却され、液化される。さらにこの冷媒液は膨張弁
または毛管ｃｔを通過し、気化・断熱膨張によって低温
になった冷媒ｂ’として２次冷媒冷却用熱交換器（蒸発
器）１７内に導かれる。そして、２次冷媒冷却用熱交換
器（蒸発器）１７で２次冷媒ｄの熱を奪った後、再度コ
ンプレッサ７で加圧される。
【００２４】一方、ポンプ１９により送り込まれた２次
冷媒ｄは、２次冷媒冷却用熱交換器（蒸発器）１７で冷
却された後、空調空気冷却用熱交換器３’で空調空気を
冷却する。空調空気の熱を奪った２次冷媒ｄは、その後
タンク１８に回収され、再度ポンプ１９により２次冷媒
冷却用熱交換器（蒸発器）１７内に導かれる。このよう
にして２次冷媒は、２次冷媒冷却用熱交換器（蒸発器）
１７と空調空気冷却用熱交換器３’を循環することによ
って、空調空気の熱を冷凍機６に移動させている。
冷媒ｄは、２次冷媒冷却用熱交換器（蒸発器）１７で冷
却された後、空調空気冷却用熱交換器３’で空調空気を
冷却する。空調空気の熱を奪った２次冷媒ｄは、その後
タンク１８に回収され、再度ポンプ１９により２次冷媒
冷却用熱交換器（蒸発器）１７内に導かれる。このよう
にして２次冷媒は、２次冷媒冷却用熱交換器（蒸発器）
１７と空調空気冷却用熱交換器３’を循環することによ
って、空調空気の熱を冷凍機６に移動させている。
【００２５】この２次冷媒としては、純水、不棟液、Ｐ
ＦＣ液等の液体が使用される。これらの液体は比熱と比
重の積が大きく、単位容積、単位温度当たりで運べる熱
量が通常の冷媒に較べて非常に大きい。通常の冷媒の場
合は相変化が伴うので、単純に比較はできないものの、
結果的にも、同じ熱量の放熱・受熱による温度変化はこ
れら液体の方が格段に小さい。また、使用温度範囲の全
般で液体であるがために、圧力変動が直接温度変動に影
響を与えることがないという利点がある。不凍液は、凍
結防止のために、エチレングリコール等を純水や水道水
に相当量混合したものである。ＰＦＣ液はフッ素系の不
活性液体であり、住友３Ｍ社のフロリナートやアウジモ
ント社のガルデン等がある。この液は電気絶縁性に優れ
るため、特に漏液時に短絡事故等の危険を回避する必要
のある場合等に利用して好適である。また最近では、フ
ッ素系不活性液体でも環境問題に配慮した地球温暖化係
数の小さいＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）やＨＦ
ＰＥ（ハイドロフルオロポリエーテル）が開発されてお
り、これを使用することもできる。
ＦＣ液等の液体が使用される。これらの液体は比熱と比
重の積が大きく、単位容積、単位温度当たりで運べる熱
量が通常の冷媒に較べて非常に大きい。通常の冷媒の場
合は相変化が伴うので、単純に比較はできないものの、
結果的にも、同じ熱量の放熱・受熱による温度変化はこ
れら液体の方が格段に小さい。また、使用温度範囲の全
般で液体であるがために、圧力変動が直接温度変動に影
響を与えることがないという利点がある。不凍液は、凍
結防止のために、エチレングリコール等を純水や水道水
に相当量混合したものである。ＰＦＣ液はフッ素系の不
活性液体であり、住友３Ｍ社のフロリナートやアウジモ
ント社のガルデン等がある。この液は電気絶縁性に優れ
るため、特に漏液時に短絡事故等の危険を回避する必要
のある場合等に利用して好適である。また最近では、フ
ッ素系不活性液体でも環境問題に配慮した地球温暖化係
数の小さいＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）やＨＦ
ＰＥ（ハイドロフルオロポリエーテル）が開発されてお
り、これを使用することもできる。
【００２６】図２は本発明の第２の実施例に係る環境チ
ャンバおよび空調装置と冷却装置の概略を示す。ただ
し、環境チャンバ１の構成は第１の実施例と同じである
ため、図示を省略している。この第２の実施例は第１の
実施例と構成は同じであるが、空調装置２には空調空気
冷却用熱交換器３’と２次冷媒配管を残し、それ以前の
冷凍機６を含めた２次冷媒を冷却するための各装置やポ
ンプ１９およびタンク１８を、冷却装置２０として空調
装置２から分離している。この冷却装置２０と空調装置
２は２次冷媒を循環させるための往復の配管で結合され
ている。またこの配管は長さを２０ｍ以上にすることも
可能であり、冷却装置２０を空調装置２とは全く異なる
場所、例えば、クリーンルームの床下や別の部屋に置く
ことができる。さらにこの配管を適宜断熱材で包むこと
により、２次冷媒への外部環境からの入熱を効率よく防
ぐことも可能である。
ャンバおよび空調装置と冷却装置の概略を示す。ただ
し、環境チャンバ１の構成は第１の実施例と同じである
ため、図示を省略している。この第２の実施例は第１の
実施例と構成は同じであるが、空調装置２には空調空気
冷却用熱交換器３’と２次冷媒配管を残し、それ以前の
冷凍機６を含めた２次冷媒を冷却するための各装置やポ
ンプ１９およびタンク１８を、冷却装置２０として空調
装置２から分離している。この冷却装置２０と空調装置
２は２次冷媒を循環させるための往復の配管で結合され
ている。またこの配管は長さを２０ｍ以上にすることも
可能であり、冷却装置２０を空調装置２とは全く異なる
場所、例えば、クリーンルームの床下や別の部屋に置く
ことができる。さらにこの配管を適宜断熱材で包むこと
により、２次冷媒への外部環境からの入熱を効率よく防
ぐことも可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、冷凍機の
１次冷媒により２次冷媒を冷却し、２次冷媒を空気冷却
用熱交換器への冷媒として循環させるようにしたため、
冷凍機の１次冷媒よりも熱容量の大きい２次冷媒を空気
冷却用熱交換器に導入して空調空気を冷却することがで
きる。したがって、冷却される空調空気の温度変動や温
度むらを小さく抑えることができる。そして、この温度
変動や温度むらの小さい空気を再加熱し、所望の温度に
制御することにより、結果的にチャンバに供給する空調
空気の温度変化を０．０１℃以下に抑えることができ
る。さらに、冷凍機等を空気冷却用熱交換器等から分離
することが可能となる。したがって、振動源である冷凍
機等をチャンバから遠く離して配置することができ、チ
ャンバ内の装置に伝わる振動を半減させることができ
る。したがって、レーザ干渉式測長器を利用した測定装
置、特に半導体露光装置、重ね合わせ検査装置、レチク
ル検査装置、面形状測定装置等をチャンバ内に配置する
ことにより、これらの装置における温度変動や振動によ
る測長誤差を小さく抑えることができる。
１次冷媒により２次冷媒を冷却し、２次冷媒を空気冷却
用熱交換器への冷媒として循環させるようにしたため、
冷凍機の１次冷媒よりも熱容量の大きい２次冷媒を空気
冷却用熱交換器に導入して空調空気を冷却することがで
きる。したがって、冷却される空調空気の温度変動や温
度むらを小さく抑えることができる。そして、この温度
変動や温度むらの小さい空気を再加熱し、所望の温度に
制御することにより、結果的にチャンバに供給する空調
空気の温度変化を０．０１℃以下に抑えることができ
る。さらに、冷凍機等を空気冷却用熱交換器等から分離
することが可能となる。したがって、振動源である冷凍
機等をチャンバから遠く離して配置することができ、チ
ャンバ内の装置に伝わる振動を半減させることができ
る。したがって、レーザ干渉式測長器を利用した測定装
置、特に半導体露光装置、重ね合わせ検査装置、レチク
ル検査装置、面形状測定装置等をチャンバ内に配置する
ことにより、これらの装置における温度変動や振動によ
る測長誤差を小さく抑えることができる。
【図１】 本発明の第１の実施例に係る環境チャンバお
よび空調装置の概略を示す図である。
よび空調装置の概略を示す図である。
【図２】 本発明の第２の実施例に係る環境チャンバお
よび空調装置と冷却装置の概略を示す図である。
よび空調装置と冷却装置の概略を示す図である。
【図３】 従来の環境チャンバおよび空調装置の概略を
示す図である。
示す図である。
１：環境チャンバ、２：空調装置、３，３’：空調空気
冷却用熱交換器、４：加熱用熱交換器、４’：電気ヒー
タ、５：送風機、６：冷凍機、７：コンプレッサ、８：
凝縮器、９：温度センサ、１０：温度調節器、１１：除
塵フィルタ、１２：フィルタケース、１３：半導体露光
装置や測定装置、１４：環境チャンバ内の半導体露光装
置や測定装置が置かれる空間、１５：リターン口、１
６：外気取り入れ口、１７：２次冷媒冷却用熱交換器、
１８：タンク、１９：ポンプ、２０：冷却装置、ａ，
ａ’，ａ”：空調空気、ｂ，ｂ’：冷媒、ｃ：冷却水、
ｄ，ｄ’：２次冷媒、ｃｔ：膨張弁または細管。
冷却用熱交換器、４：加熱用熱交換器、４’：電気ヒー
タ、５：送風機、６：冷凍機、７：コンプレッサ、８：
凝縮器、９：温度センサ、１０：温度調節器、１１：除
塵フィルタ、１２：フィルタケース、１３：半導体露光
装置や測定装置、１４：環境チャンバ内の半導体露光装
置や測定装置が置かれる空間、１５：リターン口、１
６：外気取り入れ口、１７：２次冷媒冷却用熱交換器、
１８：タンク、１９：ポンプ、２０：冷却装置、ａ，
ａ’，ａ”：空調空気、ｂ，ｂ’：冷媒、ｃ：冷却水、
ｄ，ｄ’：２次冷媒、ｃｔ：膨張弁または細管。
Claims (5)
- 【請求項１】 内部の環境が制御されるチャンバおよび
前記チャンバ内を空調する空調手段を有し、前記空調手
段は空調空気を冷却する空気冷却手段および空調空気を
加熱する空気加熱手段を有し、前記空気冷却手段は冷凍
機、およびそれにより冷却された冷媒によって空調空気
を冷却する空気冷却用熱交換器を有する環境制御装置に
おいて、前記空気冷却手段は前記冷凍機の冷媒である１
次冷媒により２次冷媒を冷却する２次冷媒冷却用熱交換
器、およびこの２次冷媒を前記空気冷却用熱交換器への
冷媒として循環させる２次冷媒循環手段を具備すること
を特徴とする環境制御装置。 - 【請求項２】 前記冷凍機、２次冷媒冷却用熱交換器お
よび２次冷媒循環手段は前記チャンバとは独立した筐体
内に配置されており、前記空気加熱手段および空気冷却
用熱交換器は前記チャンバに隣接して配置されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の環境制御装置。 - 【請求項３】 前記２次冷媒は、水、不凍液、またはフ
ッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項１また
は２に記載の環境制御装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３の環境制御装置を具備し、
そのチャンバ内に配置されていることを特徴とする半導
体製造装置。 - 【請求項５】 請求項１〜３の環境制御装置を具備し、
そのチャンバ内に配置されていることを特徴とする検査
・測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11085610A JP2000283500A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 環境制御装置、半導体製造装置および検査・測定装置 |
| US09/536,637 US20020124993A1 (en) | 1999-03-29 | 2000-03-28 | Apparatus with air-conditioning system, and device manufacturing method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11085610A JP2000283500A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 環境制御装置、半導体製造装置および検査・測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000283500A true JP2000283500A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=13863613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11085610A Withdrawn JP2000283500A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 環境制御装置、半導体製造装置および検査・測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020124993A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000283500A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006284063A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Espec Corp | 恒温恒湿装置 |
| JP2010192779A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Orion Mach Co Ltd | 冷却装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100395493C (zh) * | 2006-01-17 | 2008-06-18 | 南京航空航天大学 | 复合式冷风发生装置 |
| US7958738B2 (en) * | 2008-06-06 | 2011-06-14 | Colmac Coil Mfg., Inc. | Direct expansion ammonia refrigeration system and a method of direct expansion ammonia refrigeration |
| DE102011075172A1 (de) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | Krones Aktiengesellschaft | Sperrwassersystem |
| WO2016130537A1 (en) | 2015-02-12 | 2016-08-18 | Carrier Corporation | Chiller for refrigeration system |
| JP6309939B2 (ja) * | 2015-11-26 | 2018-04-11 | ファナック株式会社 | ワークが加工される空間を画定するエンクロージャを備える加工システム |
| DE102015016330A1 (de) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Eisenmann Se | Zuluftanlage |
| DE102016110585A1 (de) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG | Klimasystem und Verfahren zur Leckageerkennung in einem Klimasystem |
| DE102017103945A1 (de) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | M. Braun Inertgas-Systeme Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Austausch eines Gases aus einem Arbeitsraum eines begehbaren Inertgas-Gehäuses |
| EP4212959A1 (en) * | 2022-01-12 | 2023-07-19 | Mycronic Ab | Temperature stabilization of climate chamber |
Family Cites Families (15)
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| US3334684A (en) * | 1964-07-08 | 1967-08-08 | Control Data Corp | Cooling system for data processing equipment |
| US3296820A (en) * | 1965-10-23 | 1967-01-10 | Robert R Bauman | Window mounted air conditioning unit |
| US3692100A (en) * | 1971-07-09 | 1972-09-19 | United Brands Co | Mobile refrigerator shipping container unit |
| GB2172094B (en) * | 1985-01-19 | 1989-04-19 | Daikin Ind Ltd | An outdoor unit for an air conditioning apparatus of a through-the-wall multitype |
| JPS6358079A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-12 | ホシザキ電機株式会社 | 恒温多湿冷蔵庫 |
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| EP1041605A4 (en) * | 1997-08-29 | 2005-09-21 | Nikon Corp | TEMPERATURE ADJUSTMENT FOR A DISPLAY DEVICE |
| US6415858B1 (en) * | 1997-12-31 | 2002-07-09 | Temptronic Corporation | Temperature control system for a workpiece chuck |
| KR20010112265A (ko) * | 1999-02-12 | 2001-12-20 | 시마무라 테루오 | 노광방법 및 장치 |
| US6205796B1 (en) * | 1999-03-29 | 2001-03-27 | International Business Machines Corporation | Sub-dew point cooling of electronic systems |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP11085610A patent/JP2000283500A/ja not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-03-28 US US09/536,637 patent/US20020124993A1/en not_active Abandoned
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|---|---|---|---|---|
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| JP2010192779A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Orion Mach Co Ltd | 冷却装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020124993A1 (en) | 2002-09-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
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