JP2001144002A

JP2001144002A - 環境チャンバおよび半導体製造装置

Info

Publication number: JP2001144002A
Application number: JP32578399A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Nakamura; 義治中村; Makoto Nomoto; 誠野元; Takehiro Murakami; 雄大村上; Masao Totsuka; 正雄戸塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】操作機器を介してクリーンルーム側の空気が
チャンバ内に進入することによる不都合を確実かつ容
易、かつ安価に解消する。【解決手段】操作機器２３、２４を介して操作される
装置を外部と異なる環境に置くために収納する環境チャ
ンバであって、操作機器の一部分は前記装置の操作のた
めに外部に露出させて前記装置を収納するものにおい
て、操作機器２３、２４を介してチャンバ内５に外気が
侵入するのを防止するカバー３１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレジスト塗布・現像
装置や露光装置等の半導体製造装置およびその環境（温
度、湿度、塵埃、不純物等）を制御するための環境チャ
ンバに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の線幅の微細化に伴い、
露光装置に用いられる光源はさらに短波長化が進み、波
長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザや波長１９３ｎｍ
のＡｒＦエキシマレーザがこれからの露光光源の主流に
なりつつある。

【０００３】一方、この露光光の短波長化に伴い、使用
されるレジスト（感光性樹脂）は化学増幅型が主流とな
ってきている。この化学増幅型レジストでは、露光部分
から発生する酸の触媒作用によりアルカリ不溶性ベース
の保護基を切り、その部分をアルカリ可溶型に変えるこ
とでそのパターン形成が行なわれる。このパターン形成
のメカニズム故に、このレジストは環境雰囲気中のアミ
ン・アミドなどの塩基性ガスに対して非常に敏感であ
る。すなわち露光により発生した酸がレジスト表面にお
いて雰囲気中の塩基性ガスにより失活し、表面難溶化
（Ｔ−ｔｏｐ）現象が発生するという問題がある。ま
た、酸の触媒作用は露光後のベーク（ＰＥＢ）により促
進・終焉するため、雰囲気中の塩基性ガスによるパター
ン表面の難溶化はウエハヘのレジスト塗布から露光を経
てベーク（ＰＥＢ）に至るまでにおいて問題となる。

【０００４】また一方、露光装置には光源から出射した
光をレチクル面に照射する照明光学系を初めとして、レ
ンズやミラー等の種々の光学部材が使用されているが、
露光波長の短波長化に伴い、この露光光が透過・照射す
る光学部材に曇りが発生し、ウエハ面に到達する露光量
が減少するという問題がある。この曇り物質は有機化合
物や硫安（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄であり、その原因は、空気中
に存在するアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺）や硫酸イオン
（ＳＯ₄ ^2-）またはそれらの化合物あるいは有機ガス
が、露光光の照射により光化学反応的に光学部材に付着
することにあると考えられる。

【０００５】これら化学増幅型レジストの表面難溶化現
象や光学部材の曇りという問題に対して、露光装置本体
を取り巻く周囲環境の温度や湿度あるいは塵埃を制御す
る環境チャンバに、不純物除去フィルタを搭載し、この
雰囲気中に存在する塩基性ガス、硫酸ガス、有機化合ガ
ス等の問題物質を除去することが従来から行なわれてい
る。

【０００６】図４はこの従来より行なわれている、不純
物除去フィルタを搭載した環境チャンバを投影露光装置
に適用した代表的な例を示す。半導体製造工場環境１０
において露光装置本体は環境チャンバ１の中に設置され
ており、露光装置を取り巻く周囲環境は一定に保たれて
いる。露光装置本体上では、不図示の露光光源から出射
された光Ｂが、照明光学系Ｉで所要の光束に形成された
後、レチクルＲを照射する。照射されたレチクルＲ上の
回路パターンは投影レンズＬにより、ステージＳ上に載
置されたウエハＷ上に結像され、ウエハＷ表面に塗布さ
れたレジストを感光させる。一方、環境チャンバ１内に
おいて、冷却器や加熱器で構成された温度調節装置２に
より一定温度に保たれた空気は、送風機３で吸い上げら
れ、除塵フィルタ４により塵埃が除去された後に、露光
装置が置かれた環境チャンバ内空間５に供給される。こ
の環境チャンバ内空間５に供給された空気は再度リター
ン口６より取り込まれ、環境チャンバ１内を循環する。
通常この環境チャンバは、環境チャンバ内空間５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、循環空気量の約１割の空気を
外気導入口７よりさらに取り込んでいる。

【０００７】不純物除去フィルタとしては、外気用不純
物除去フィルタＦ１と循環空気用不純物除去フィルタＦ
２の２種類が環境チャンバ１内に設けられている。外気
導入口７より取り込まれた空気は、まず外気用不純物除
去フィルタＦ１により不純物が取り除かれる。この不純
物が取り除かれた外気は、リターン口６より取り込まれ
た循環空気と一緒に温度調節装置２を経て、循環空気用
不純物除去フィルタＦ２によりさらに不純物が取り除か
れる。このように外気導入口７より取り込まれる空気だ
けでなく、空気の循環経路中にも不純物除去フィルタを
設けることにより、露光装置が置かれる環境チャンバ内
空間５は絶えず問題物質を十分に除去した空気で満たし
ている。ちなみに、不純物除去フィルタにはイオン交換
繊維を使用したケミカルフィルタや、活性炭粒子や活性
炭素繊維を使用した活性炭フィルタ、さらにはこれら活
性炭に酸性物質やアルカリ物質を添着したケミカルフィ
ルタなどがある。除去するガスの種類やフィルタの特性
を考慮して最適なフィルタを選択する。また、複数種の
ガスを除去する場合には、各々のガスに最適なフィルタ
を重ね合わせて使用する場合もある。

【０００８】近年、半導体工場のクリーンルーム内の空
調コストの削減策として、いわゆるベイ方式と称し、環
境チャンバをパネル等で仕切り、装置の操作側のみクリ
ーンルーム内に面するようにして配置する方式がある。

【０００９】一例として図５を示す。この図において、
環境チャンバ１の中に露光装置本体が設置されており、
環境チャンバ１はパネル１３によってクリーンルーム１
１とグレーゾーン１２に仕切られ、クリーンルーム１１
側の気圧はグレーゾーン１２側より陽圧に設定される。
装置操作面２１は通常、クリーンルーム１１に面して配
置されている。その面には操作機器としてスイッチ２
３、計器２４等が操作機器用スイッチパネル２２に取り
付けられている。

【００１０】図６はスイッチパネル２２の詳細を示す。
図中、２１は装置操作面、５は環境チャンバ内空間、１
１はベイ方式等における環境チャンバより陽圧となるク
リーンルーム環境、２２は環境チャンバの外壁に設置さ
れる操作機器用スイッチパネル、２３はスイッチパネル
２２に取り付けられたスイッチ、２４はスイッチパネル
２２に取り付けられた計器である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの場
合、クリーンルーム側は環境チャンバ内を上回る気圧が
設定されているので、従来から使用している操作機器
（スイッチパネル、計器、フロッピィディスクドライ
ブ、ディスプレイ等）自身のもっている隙間をクリーン
ルーム側の空気２５が通過し、環境チャンバ内に侵入
し、以下の問題を生じる。すなわち、第１に、クリーン
ルーム中のアミン・アミドなどの塩基性ガスが環境チャ
ンバ内に侵入し、環境チャンバ内の塩基濃度を劣化さ
せ、処理しているウエハ表面のレジストに対して前述し
たような悪影響を与える。第２に、クリーンルームの空
気中に存在するアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺）や硫酸イ
オン（ＳＯ₄ ² ^-）またはそれらの化合物あるいは有機ガ
スが環境チャンバ内に侵入し、前述したような露光光の
照射により、光化学反応的に光学部材に付着すると考え
られる。第３に、環境チャンバ内のダストクリーン度を
劣化させ、歩留りを劣化させる。

【００１２】そこで本発明の目的は、環境チャンバおよ
びこれに収納された半導体製造装置において、操作機器
を介してクリーンルーム側の空気がチャンバ内に進入す
ることによる不都合を確実かつ容易、かつ安価に解消す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の環境チャンバは、操作機器を介して操作される
装置を外部と異なる環境に置くために収納する環境チャ
ンバであって、前記操作機器の一部分は前記装置の操作
のために外部に露出させて前記装置を収納するものにお
いて、前記操作機器を介してチャンバ内に外気が侵入す
るのを防止するカバーを設けたことを特徴とする。

【００１４】また、本発明の半導体製造装置は、このよ
うな本発明の環境チャンバに全体または一部が収納され
ていることを特徴とする。

【００１５】これによれば、操作機器を介してチャンバ
内に外気が侵入するのを防止するカバーを設けたため、
操作機器自身の隙間を通過して環境チャンバ内へ汚染ガ
スやダストが侵入するのが確実かつ容易、かつ安価に防
止される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、前記カバーは開閉せずに前記操作機器の操作が行
なえるフレキシブルなカバーである。あるいは、前記カ
バーは前記操作機器の背面側に設けられている。また、
チャンバ内に収納される前記装置は半導体製造装置の全
体または一部である。

【００１７】また、環境チャンバは、それに収納された
半導体製造装置の操作機器（スイッチ、計器、フロッピ
ィディスクドライブ、ディスプレイ等）が陽圧のクリー
ンルーム環境に面するように設置される。この場合、ク
リーンルーム中のアミン・アミドなどの塩基性ガスが環
境チャンバ内に侵入し環境チャンバ内の塩基濃度を劣化
させることが防止される。また、クリーンルームの空気
中に存在するアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺）や硫酸イオ
ン（ＳＯ₄ ^2-）またはそれらの化合物あるいは有機ガス
が環境チャンバ内に侵入するのが防止される。さらに、
ダストの侵入が阻止され、チャンバ内のクリーン度が良
好に保持される。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る環境チャ
ンバの一部の断面図であり、操作機器（スイッチ、計
器、フロッピィディスクドライブ、ディスプレイ等）自
身の持っている隙間を通過して環境チャンバ内へ汚染ガ
スやダストの侵入を防ぐ為、操作機器に対し外気を遮断
するカバーを設けたことを示している。

【００１９】同図において、２１は環境チャンバの外
壁、５は環境チャンバ２１内の空間、１１は環境チャン
バの内部よりも陽圧となるクリーンルーム環境、２２は
環境チャンバ２１の外壁に設置された操作機器用スイッ
チパネル、２３はスイッチパネル２２に取り付けられた
スイッチ、２４はスイッチパネル２２に取り付けられた
計器、３１は環境チャンバ内の操作機器に対して外気を
遮断するカバーである。カバー３１は必要に応じて開閉
可能に構成されており、スイッチ２３、計器２４等を操
作する場合はカバー３１を開いて操作する。

【００２０】図２は本発明の第２の実施例に係る環境チ
ャンバの一部の断面図であり、外気を遮断する上述のカ
バー２１をフレキシブルカバーにした実施例を示す。同
図において、図１と同一の符号は同一の要素を示す。図
２において、３２は操作機器に対して外気を遮断するフ
レキシブルカバーである。

【００２１】本実施例によれば、第１の実施例における
カバー２１の代わりにフレキシブルカバー３２を用いる
ようにしたため、スイッチ２３、計器２４等の操作を、
カバーを開けずに行なうことができる。

【００２２】図３は本発明の第３の実施例に係る環境チ
ャンバの一部の断面図であり、外気を遮断するカバーを
操作機器の背面側に設けた様子を示している。同図にお
いて図１と同一の符号は同一の要素を示す。図３におい
て、３３は操作機器の背面に設けた外気を遮断するカバ
ーである。

【００２３】本実施例によれば、カバーを操作機器の背
面に設けるようにしたため、スイッチ２３、計器２４等
の操作は、カバーを開ける等の必要なく、そのまま行な
うことができる。

【００２４】なお上記各実施例では、いわゆるベイ方式
レイアウトを例にして説明したが、環境チャンバを囲む
空間が陽圧の場合だけでなく、等圧の場合でも同じ効果
が得られる。また、露光装置を例として説明したが、劣
悪環境中でクリーン度を維持することが必要とされる他
の装置の場合でも有効である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、操
作機器を介してチャンバ内に外気が侵入するのを防止す
るカバーを設けるようにしたため、操作機器自身の隙間
を通過して環境チャンバ内へ汚染ガスやダストが侵入す
るのを確実かつ容易、かつ安価に防止することができ
る。

【００２６】また、操作機器（スイッチ、計器、フロッ
ピィディスク、ディスプレイ等）が陽圧のクリーンルー
ム環境等に面するようにして環境チャンバ内に半導体製
造装置が設置される場合、半導体製造装置の性能の劣化
を防止すると共に、加工歩留りを改善し、向上させるこ
とが可能となる。すなわち、クリーンルーム中のアミン
・アミドなどの塩基性ガスが環境チャンバ内に侵入して
環境チャンバ内の塩基濃度を劣化させ、処理しているウ
エハ表面のレジストに対して前述したような悪影響を与
えるのを防止することができる。また、クリーンルーム
の空気中に存在するアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺）や硫
酸イオン（ＳＯ₄ ^2-）またはそれらの化合物あるいは有
機ガスが環境チャンバ内に侵入して、前述したような露
光光の照射により光化学反応的に光学部材に付着するの
を防止することができる。さらに、環境チャンバ内のダ
ストクリーン度を劣化させて歩留りを劣化させるのを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る環境チャンバの
一部を示す断面図であり、操作機器（スイッチ、計器、
フロッピィディスク、ディスプレイ等）自身の持ってい
る隙間を通過して環境チャンバ内へ汚染ガスやダストが
侵入するのを防ぐために、操作機器に対して外気を遮断
するカバーを設けた様子を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る環境チャンバの
一部を示す断面図であり、外気を遮断するカバーをフレ
キシブルカバーにした実施例を示す図である。

【図３】本発明の第３の実施例に係る環境チャンバの
一部を示す断面図であり、外気を遮断するカバーを操作
機器の背面側に設けた実施例を示す図である。

【図４】従来の不純物除去フィルタを搭載した環境チ
ャンバを投影露光装置に適用した代表的な例を示す図で
ある。

【図５】従来のベイ方式と称する環境チャンバをパネ
ルで仕切り、装置の操作面のみクリーンルームに面する
ようにした代表的な例を示す図である。

【図６】図５のスイッチパネル２２部分の詳細図であ
る。

【符号の説明】

１：チャンバ、２：温度調節装置、３：送風機、４：除
塵フィルタ、５：環境チャンバ内空間、６：リターン
口、７：外気導入口、１０：半導体製造工場環境、１
１：環境チャンバより陽圧となるクリーンルーム環境、
１２：グレーゾーン、１３：パネル、２１：環境チャン
バの外壁、２２：環境チャンバの外壁に設置される操作
機器用スイッチパネル、２３：スイッチパネルに取り付
けられたスイッチ、２４：スイッチパネルに取り付けら
れた計器、２５：操作機器自身の持っている隙間を通過
する汚染ガスおよびダスト、３１：操作機器に対する外
気を遮断するカバー、３２：操作機器に対する外気を遮
断するフレキシブルカバー、３３：操作機器背面側に設
けた外気を遮断するカバー、Ｆ１，Ｆ２：不純物除去フ
ィルタ、Ｉ：照明光学系、Ｌ：投影レンズ、Ｒ：レチク
ル、Ｓ：ウエハステージ、Ｗ：ウエハ。

フロントページの続き (72)発明者村上雄大東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者戸塚正雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5F046 AA22 CA04 DA27 DB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作機器を介して操作される装置を外部
と異なる環境に置くために収納する環境チャンバであっ
て、前記操作機器の一部分は前記装置の操作のために外
部に露出させて前記装置を収納するものにおいて、前記
操作機器を介してチャンバ内に外気が侵入するのを防止
するカバーを設けたことを特徴とする環境チャンバ。
【請求項２】前記カバーは開閉せずに前記操作機器の
操作が行なえるフレキシブルなカバーであることを特徴
とする請求項１に記載の環境チャンバ。
【請求項３】前記カバーは前記操作機器の背面側に設
けられていることを特徴とする請求項１に記載の環境チ
ャンバ。
【請求項４】前記装置は半導体製造装置の全体または
一部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載の環境チャンバ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかの環境チャンバ
に全体または一部が収納されていることを特徴とする半
導体製造装置。