JP2001284213A - 露光装置、半導体デバイス製造方法、半導体製造工場および露光装置の保守方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高スループットの露光装置を提供する。 【解決手段】 本発明の露光装置は、エキシマレーザー
を光源とする露光装置において、光学系を内部に有し、
所定のガス置換が可能なチャンバーと、該チャンバー内
のガスを排気する排気口と、該該チャンバー内にガスを
供給する供給口とを備えたガス循環機構とを有し、該ガ
ス循環機構は、循環経路中に清浄器を並列に複数備え、
該清浄器は切り替え可能になっていることを特徴とす
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、波長が１６０ｎｍ
以下の真空紫外線を露光ビームとして用いる露光装置に
関する。また、このような露光装置を用いた半導体デバ
イス製造方法、半導体製造工場、保守方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の製造を目的とする投影
露光装置では、各種の波長帯域の光を露光ビームとして
基板上に照射している。露光ビームにはｇ線（λ＝４３
６ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレ
ーザ（λ＝２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（λ＝
１９３ｎｍ）、などが用いられている。

【０００３】光源から放射された露光ビームは、レチク
ル（マスクとも称される）を照明する照明光学系、及び
レチクルに形成された微細パターンを半導体ウエハ基板
などの基板上に結像させる投影光学系（投影レンズ）に
より、前記微細パターンを感光基板上に露光転写してい
る。上記のような従来の露光装置において、パターン線
幅の微細化に伴い、スループット及び解像度の向上が要
求されるようになり、これに伴って露光ビームとしては
ますますハイパワーなものが要求されると同時に、露光
ビームの波長帯域の短波長化が進んでいる。

【０００４】次世代の半導体集積回路におけるパターン
線幅は１００nm〜７０nm程度であり、露光ビームの波長
帯域としてはArFエキシマレーザーよりもさらに短波長
のF2エキシマレーザー（λ＝１５７nm）が有望である。

【０００５】しかし、ｉ線あるいはさらに短波長の露光
ビームを用いた場合は、短波長化により露光ビームが空
気中の不純物を酸素と光化学反応させることが知られて
おり、かかる反応による生成物が光学系の光学素子（レ
ンズやミラー）に付着し、光学効率などの特性が低下す
るため、装置のスループットが低下を招く恐れがある。

【０００６】この生成物としては、例えば亜硫酸ＳＯ2
が光のエネルギを吸収し励起状態となると、空気中の酸
素と反応（酸化）することによって生じる硫酸アンモニ
ウム（NＨ4）2ＳＯ4、あるいはSi化合物が光のエネルギ
ーを吸収し励起状態になると、空気中の酸素と反応（酸
化）することによって生じるSiO2が代表的に挙げられ
る。

【０００７】従来よりこうした生成物を防止することを
目的として、光学系を不活性ガスでパージする方法がと
られており、例えば特開平６−２１６０００号に開示さ
れる装置では、密閉構造の筐体にレンズ等のガラス部材
の配置された鏡筒を配置して、筐体内部に不活性ガスを
充填する方法が述べられている。

【０００８】さらに、１９３nm付近の発振波長を有する
ArFエキシマレーザーにおいては、この波長帯域には酸
素（O2）の吸収帯が複数存在しており、上述の不活性ガ
スによる光学系のパージを行って光路中の酸素濃度を極
めて低いレベルにおさえると同時に、発振波長の純度を
高めつつ吸収の極めて少ない波長を露光ビームとして使
用している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のF2エキシマレー
ザーを露光に使用する際、以下の問題があげられる。

【００１０】１５７nm付近の真空紫外域においては、酸
素に対して連続した吸収帯が存在することが既に知られ
ており、１９３nm付近（ArFエキシマレーザー）の吸収
帯が不連続に存在する帯域とは特性が異なる。従って、
ArFエキシマレーザーのように吸収の極めて少ない露光
波長を選択することは不可能である。

【００１１】また、１５７nm付近の真空紫外域において
は、１９３nm付近ではみられない水蒸気の吸収帯が連続
して存在することも知られている。

【００１２】この他、アンモニア（NH3）、二酸化炭素
（CO2）、有機ガスなどにも１５７nm付近の真空紫外線
は吸収されやすいことも既に知られており、１６０nm以
下の真空紫外線による露光においては従来では問題視さ
れなかった露光光路中での光吸収が大幅に増加し、装置
スループットの大幅な低下を招く恐れがある。

【００１３】また、上記の光吸収物質が装置内に供給さ
れないようにするため、ケミカルフィルタ等を用いる場
合がある。しかし、ケミカルフィルタの交換やメンテナ
ンスなどが必要なときに装置を一旦停止する必要がある
ため、装置する-プットの低下を招く恐れがあった。

【００１４】また、上述のような光吸収物質の光路中に
おける濃度が露光動作中に変動すると、目標露光量に対
する実露光量の変動（誤差）が生じ、上述のスループッ
トのみならず露光量制御精度についても大幅な低下を招
く恐れがある。

【００１５】さらに、１００nm〜７０nmのパターン線幅
の露光においては、装置本体の温度変化に起因する変形
も従来のパターン線幅露光に比べて低いレベルにおさ
え、パターンの重ね合せ（オーバーレイ）精度を向上さ
せるとともに、装置本体に搭載されている各種計測系の
ゆらぎに起因する計測誤差の低減、あるいは温度変化に
ともなう光学系の特性変化の低減も同時に達成する必要
がある。

【００１６】従って、光学系の効率・露光量制御・光学
系への生成物付着の観点からの光路気体成分に関する環
境制御と、温度変形・計測系のゆらぎ・光学特性の観点
からの装置本体の温度制御を両立させることが必要であ
るが、従来の露光装置においては上述の環境制御と温度
制御の両立が達成されたものはなかった。

【００１７】本発明は、雰囲気中のガス純度を維持しつ
つ、高スループットな露光を可能とする露光装置を提供
することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の露光装置
は、エキシマレーザーを光源とする露光装置において、
光学系を内部に有し、所定のガス置換が可能なチャンバ
ーと、該チャンバー内のガスを排気する排気口と、該該
チャンバー内にガスを供給する供給口とを備えたガス循
環機構とを有し、該ガス循環機構は、循環経路中に清浄
器を並列に複数備え、該清浄器は切り替え可能になって
いることを特徴とする。

【００１９】また、前記並列に設けられた複数の清浄器
の上流側と下流側に、該複数の清浄器のうちのいずれか
にガスを流すかを切り替える弁が設けられていることが
望ましい。

【００２０】また、前記弁によって、交換またはメンテ
ナンスする清浄器へのガスの流入を遮断することが望ま
しい。

【００２１】また、前記上流側と下流側に設けられた弁
は、制御系からの指令に基づいて、互いに連動して作動
することが望ましい。

【００２２】また、前記清浄器にガスを供給するガス供
給源と、該清浄器からのガスを排気するガス排気機構と
を有することが望ましい。

【００２３】また、前記並列に設けられた清浄器のうち
チャンバー内のガスが供給されていない清浄器に対して
前記ガス供給源からのガスを供給し、前記ガス排気機構
から該清浄器からのガスを排気することが望ましい。

【００２４】また、前記ガス供給源と前記清浄器の間に
流路を開閉する弁が設けられていることが望ましい。

【００２５】また、前記ガス供給源は、不活性ガスを前
記清浄器に供給することが望ましく、前記不活性ガス
は、ヘリウムまたは窒素であることが好ましい。

【００２６】また、前記ガス供給源からのガスの供給
は、前記清浄器の交換またはメンテナンス後に行われる
ことが望ましい。

【００２７】また、前記ガス供給源のガス通気時間また
はガス検出器の出力に基づいて、前記清浄器にチャンバ
ー内のガスの導入を始めることが望ましい。

【００２８】また、前記清浄器を介さずにガスを循環す
るバイパス経路を有することが望ましい。また、前記バ
イパス経路と前記清浄器への流路とを切り替える弁を有
することが望ましく、また、前記バイパス経路は、少な
くとも装置立ち上げ時に使用されることが望ましい。

【００２９】また、前記清浄器からのガスは、温調され
て前記供給口に供給されることが望ましい。

【００３０】また、該清浄器は、酸素を除去する機構を
有することが望ましく、また、該清浄器は、オゾンを除
去する機構を有することが望ましい。

【００３１】また、該清浄器は、ケミカルフィルターを
有することが望ましく、該ケミカルフィルターは、有機
ガスを除去することが好ましい。

【００３２】さらに、本発明の第２の露光装置は、エキ
シマレーザーを光源とする露光装置において、該エキシ
マレーザー光の経路に沿って順に設けられ、該経路を所
定のガス雰囲気に保つ第１のチャンバーおよび第２のチ
ャンバーと、該第１のチャンバーと該第２のチャンバー
とを空間的に分離すると共に、前記エキシマレーザーを
透過する光学部材を有し、該光学部材はフッ素化合物ガ
ラスを含むことが望ましい。

【００３３】また、前記第１のチャンバーは、オプティ
カルインテグレータを有することが望ましい。

【００３４】また、前記オプティカルインテグレータ
と、前記フッ素化合物ガラスとの間にハーフミラーが設
けられ、該ハーフミラーを反射した光を検出して、光量
を求めることが望ましい。

【００３５】また、前記第２のチャンバーは、レチクル
の照明範囲を規定するマスキングブレードを有すること
が望ましい。

【００３６】また、前記フッ素化合物ガラスは、ＣａＦ
２、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２もしくはフッ素ドー
プ石英を用いることが望ましい。

【００３７】また、前記光源は、Ｆ２レーザーまたはＡ
ｒ２レーザーであることが望ましい。

【００３８】また、前記第１のチャンバーと前記第２の
チャンバーは、異なる雰囲気に制御されることが望まし
く、また、前記第１のチャンバー内の雰囲気とおよび第
２のチャンバー内の雰囲気は、異なる酸素濃度に制御さ
れていることが好ましい。

【００３９】また、前記第１のチャンバーおよび第２の
チャンバーのうち、一方はヘリウム雰囲気に制御され、
他方は窒素雰囲気で制御されることが望ましい。

【００４０】また、前記第１のチャンバーは、前記光源
側に設けられ、前記第２のチャンバーは、投影光学系側
に設けられることが望ましい。

【００４１】また、前記第１のチャンバーは、一端に設
けられた供給口から不活性ガスが供給され、他端に設け
られた排気口から不活性ガスが排出され、第１のチャン
バー内で不活性ガスが前記光路に沿って流れることが望
ましい。

【００４２】また、前記第２のチャンバーは、一端に設
けられた供給口から不活性ガスが供給され、他端に設け
られた排気口から不活性ガスが排出され、第２のチャン
バー内で不活性ガスが前記光路に沿って流れることが望
ましい。

【００４３】また、前記第１および第２のチャンバーの
うち少なくとも一方のチャンバーを囲む第３のチャンバ
ーを有することが望ましい。

【００４４】また、前記第３のチャンバーには、温調さ
れた気体が供給されることが望ましい。

【００４５】また、前記第３のチャンバーには、前記第
１および第２のチャンバーに供給されるガスの純度より
も低い純度のガスが供給されることが望ましい。

【００４６】また、前記第１および第２のチャンバーの
うち少なくとも一方のチャンバーで使用されたガスが、
前記第３のチャンバーに供給されることが望ましい。

【００４７】また、前記第１および第２のチャンバーの
うち少なくとも一方のチャンバーにはヘリウムが供給さ
れ、このチャンバーを囲む第３のチャンバーには窒素が
供給されることが望ましい。

【００４８】さらに、本発明の第３の露光装置は、エキ
シマレーザーを光源とする露光装置において、該エキシ
マレーザー光の経路に沿って順に設けられ、該経路を所
定のガス雰囲気に保つ第１のチャンバーおよび第２のチ
ャンバーと、該第１のチャンバーと該第２のチャンバー
とを連結し、密閉性を確保するとともに、該チャンバー
同士の相対変位を吸収する可動部材とを有することが望
ましい。

【００４９】また、前記チャンバーは、排気機構によっ
て減圧雰囲気となることが望ましい。

【００５０】また、前記チャンバー内の雰囲気は、不活
性ガスに置換されることが望ましい。

【００５１】また、前記チャンバーは、排気機構によっ
て、減圧雰囲気にされた後、該チャンバー内に不活性ガ
スが供給され、再度排気機構によって減圧雰囲気にされ
ることが望ましい。

【００５２】また、前記可動部材は、ベローズであるこ
とが望ましい。

【００５３】さらに、本発明の第４の露光装置は、エキ
シマレーザーを光源とする露光装置において、複数の光
学素子を有する光学系と、該光学系内の光学素子により
仕切られた空間にガスを供給する供給装置とを備え、該
光学素子間で光を折り曲げる反射部材がある空間では、
該空間にガスを供給する通気孔と該空間のガスを排出す
る通気孔とを結ぶ線が、該空間を仕切る光学素子の光軸
と直交する方向から見て、該光軸と交差することが望ま
しい。

【００５４】また、前記空間において前記通気孔を結ぶ
線が前記折り曲げられる光軸と２度交差するように、該
通気孔がそれぞれ設けられていることが望ましい。

【００５５】また、前記ガスは、不活性ガスであること
が望ましい。

【００５６】また、前記不活性ガスは、窒素ガスまたは
ヘリウムガスであることが望ましい。

【００５７】また、前記光源は、真空紫外域の波長の光
源であることが望ましい。

【００５８】また、前記光源は、Ｆ２レーザまたはＡｒ
２レーザであることが望ましい。

【００５９】また、前記光学系は、照明光学系又は投影
光学系であることが望ましい。

【００６０】また、前記光学系は、反射屈折型光学系あ
るいは反射型光学系を有することが望ましい。

【００６１】さらに、上記の露光装置を含む各種プロセ
ス用の製造装置群を半導体製造工場に設置する工程と、
該製造装置群を用いて複数のプロセスによって半導体デ
バイスを製造する工程とを有することを特徴とする半導
体デバイス製造方法も本発明の範疇である。

【００６２】また、前記製造装置群をローカルエリアネ
ットワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネッ
トワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークと
の間で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報
をデータ通信する工程とをさらに有することが望まし
い。

【００６３】また、前記データ通信によって、前記露光
装置のベンダーもしくはユーザーが提供するデータベー
スに前記外部ネットワークを介してアクセスして前記製
造装置の保守情報を得る、もしくは前記半導体製造工場
とは別の半導体製造工場との間で前記外部ネットワーク
を介してデータ通信して生産管理を行うことが望まし
い。

【００６４】さらに、上記の露光装置を含む各種プロセ
ス用の製造装置群と、該製造装置群を接続するローカル
エリアネットワークと、該ローカルエリアネットワーク
から工場外の外部ネットワークにアクセス可能にするゲ
ートウェイを有し、前記製造装置群の少なくとも１台に
関する情報をデータ通信することを可能にした半導体製
造工場も本発明の範疇である。

【００６５】さらに、半導体製造工場に設置された上記
の露光装置の保守方法であって、前記露光装置のベンダ
ーもしくはユーザーが、半導体製造工場の外部ネットワ
ークに接続された保守データベースを提供する工程と、
前記半導体製造工場内から前記外部ネットワークを介し
て前記保守データベースへのアクセスを許可する工程
と、前記保守データベースに蓄積される保守情報を前記
外部ネットワークを介して半導体製造工場側に送信する
工程とを有することを特徴とする露光装置の保守方法も
本発明の範疇である。

【００６６】さらに、上記の露光装置において、ディス
プレイと、ネットワークインターフェースと、ネットワ
ークアクセス用ソフトウェアを実行するコンピュータと
をさらに有し、露光装置の保守情報をコンピュータネッ
トワークを介してデータ通信することを可能にした露光
装置も本発明の範疇である。

【００６７】また、前記ネットワーク用ソフトウェア
は、前記露光装置が設置された工場の外部ネットワーク
に接続され前記露光装置のベンダーもしくはユーザーが
提供する保守データベースにアクセスするためのユーザ
ーインターフェースを前記ディスプレイ上に提供し、前
記外部ネットワークを介して該データベースから情報を
得ることを可能にすることが望ましい。

【００６８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態について詳細に説明する。

【００６９】＜実施形態１＞図１は、本発明の露光装置
の実施形態を示す全体構成図である。

【００７０】図中、露光装置の光源であるレーザー装置
１は、露光装置とは別に床または階下に設置されてい
る。レーザー装置１は、波長１６０ｎｍ以下の波長域の
真空紫外光を生成するエキシマレーザー装置である。本
実施例では、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するＦ２エ
キシマレーザーを用いるが、他に１２６ｎｍ付近の発振
波長を有するAr2レーザー等の紫外線領域の波長を発す
る光源を用いても良い。

【００７１】レーザー装置１から射出したレーザービー
ムは、ミラー２、３を介して装置本体に導入される。チ
ャンバー４は、ミラー２、３を含む光路周辺を外気との
通気から遮断するため、密閉構造となっている。チャン
バー４からの光射出部には、ガラス５が配置されてい
る。このガラス５は、チャンバー４の内側から照射され
るレーザー装置１からのレーザービームを透過させ、レ
ーザービームを後述する筐体６に導入する。また、ガラ
ス５は、チャンバー４を密閉状態を確保して保持される
とともに、チャンバー４と筐体６とを空間的に分離して
いる。

【００７２】ガラス５は、フッ素化合物からなるガラス
材で、具体的には螢石（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウ
ム（ＭｇＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、ＳｒＦ
２、フッ素ドープ石英のいずれを使用してもよい。これ
らのガラス材は、１５７nm以下の波長の光に対して高い
透過率を示すものである。

【００７３】尚、チャンバー４内の詳細については後述
する。

【００７４】ガラス５を透過した光は、筐体６に入射
し、筐体６内のミラー７を介してレチクル８を照明す
る。

【００７５】この筐体６内の詳細についても後述する。

【００７６】レチクル８は、レチクルステージ９に載置
したレチクル保持器１０に載置される。レチクルステー
ジ９は、不図示のレチクルステージ駆動系により、光軸
と直交面内方向であって走査方向であるY方向に駆動さ
れる。バーミラー１１は、レチクルステージ９に固定さ
れ、干渉計１２によりバーミラー位置を計測し、レチク
ルステージの位置を計測する。本図においては、干渉計
１２が、１つのみ記載され、走査方向である図中座標Y
方向に駆動される状態を示しているが、図中座標X方向
にも干渉計とバーミラーを配置し、レチクルステージの
XY二軸の位置の計測を行っても良い。

【００７７】レチクル８に描かれたパターン（不図示）
は、投影光学系１３により所定の倍率で縮小されて、感
光材を塗布したウエハ１４に露光転写される。この投影
光学系１３内の詳細についても後述する。

【００７８】ウエハ１４は、ウエハステージ１５に載置
したウエハーチャック１６に載置されている。ウエハス
テージ１５は、不図示のウエハステージ駆動系により、
光軸と直交面内方向であるＸＹ方向に駆動される。バー
ミラー１７は、ウエハステージに固定され、干渉計１８
によりバーミラー位置を計測し、ウエハステージの位置
を計測する。本図においては、干渉計１８が、１つのみ
記載され、走査方向である図中座標Y方向に駆動される
状態を示している。しかし、ウエハステージは、走査露
光後、ウエハをＸ方向にステップ移動させる必要がある
ので、図中座標X方向にも干渉計とバーミラーを配置
し、ウエハステージのXY二軸の位置の計測を行う。

【００７９】次に、装置構造体について述べる。

【００８０】主定盤２０は、複数配置された脚１９に載
置される。、主定盤２０上には、ステージ定盤２１及び
鏡筒定盤２２が載置される。

【００８１】ステージ定盤２１には、ＸＹ平面に平行な
基準面が設けられている。前述のウエハステージ１５
は、この基準面沿ってＸＹ方向に移動する。本実施例で
は、ウエハステージ１５は、ステージ定盤２１に対し
て、気体軸受を用いたガイドによって非接触に支持され
ている。なお、ウエハステージを支持するガイドは、気
体軸受に限られず、ボールやローラを用いた転動型ガイ
ド、あるいは摺動型ガイドを用いてもよい。

【００８２】鏡筒定盤２２は、前述の投影光学系１３、
干渉計１８のほかに、空調ダクト２３および外筒２４を
載置している。干渉計１８は、投影光学系１３を支持す
る鏡筒定盤２２に支持されるため、投影光学系１３を基
準としてウエハステージ１５の位置を計測することがで
きる。空調ダクト２３は、後述の循環系からの気体を内
部のULPAフィルター２３'（Uitra Low Penetration Air
-filter）を介して、投影光学系１３の光軸と直交方向
に吹きつけるものである。空調ダクト２３は、干渉計１
８の干渉計光路１８'およびウエハ１４、さらに鏡筒定
盤２２に略囲われた空間を所定温度で安定させる。これ
により、干渉計光路１８'のゆらぎの低減と空間内の温
度変化による物体変形の低減を達成する。また、空調ダ
クト２３は、投影光学系１３の終端からウエハ１４まで
の露光光路における光吸収物質（例えば酸素）の濃度の
低減をはかっている。

【００８３】また、前述のレチクルステージ９は、外筒
２４に設けられた基準面に沿って走査方向であるＹ方向
（および場合によってはＸ方向にも）移動する。本実施
例では、レチクルステージ１５は、外筒２４に対して、
気体軸受を用いたガイドによって非接触に支持されてい
る。なお、レチクルステージを支持するガイドは、気体
軸受に限られず、ボールやローラを用いた転動型ガイ
ド、あるいは摺動型ガイドを用いてもよい。

【００８４】外筒２４は、投影光学系１３の鏡筒定盤２
２上面より上部を囲い、露光光束が通過するよう上部に
開口部２４'を備えている。さらに、外筒２４は、前述
のレチクルステージ９のほか、干渉計１２および空調ダ
クト２５および筐体６（図中筐体６と外筒接合部は破断
線にて省略）を載置している。干渉計１２は、投影光学
系１３と一体的に設けられた外筒２４に支持されるた
め、投影光学系１３を基準としてレチクルステージ９の
位置を計測することができる。空調ダクト２５は、後述
の循環系からの気体を内部のULPAフィルター２５'を介
して投影光学系１３の光軸と直交方向に吹きつけるもの
である。空調ダクト２５は、干渉計１２の干渉計光路１
２'およびレチクル８、さらにレチクル周辺空間を所定
温度で安定させる。これにより、干渉計光路１２'のゆ
らぎの低減とレチクル周辺空間内の温度変化による物体
変形の低減を達成する。また、空調ダクト２５は、レチ
クル８前後の光路における光吸収物質（例えば酸素）の
濃度の低減をはかっている。

【００８５】チャンバー２６は、本実施例においては、
装置本体を内部に収納し、外気との通気を遮断する密閉
構造となっている。、可動部材２７は、ステンレス製ベ
ローズなどからなり、脚１９付近とチャンバー２６を連
結し、チャンバー２６の密閉性を確保し、脚１９や主定
盤２０との相対変位を吸収できる構造となっている。

【００８６】また、可動部材２８は、ステンレス製ベロ
ーズなどからなり、チャンバー４とチャンバー２６を連
結し、チャンバー４とチャンバー２６の密閉性を確保
し、支持台３０に載置したチャンバー４とチャンバー２
６の相対変位を吸収できる構造となっている。

【００８７】さらに、可動部材２９は、ステンレス製ベ
ローズなどからなり、チャンバー４と筐体６を連結し、
チャンバー４と筐体６の密閉性を確保し、チャンバー４
と筐体６の相対変位を吸収できる構造となっている。

【００８８】尚、可動部材２７、２８、２９は、本実施
例においてはステンレス製ベローズを用いるが、密閉性
を確保し、相対変位を吸収できる構造であればこれに限
るものではなく、ニッケル合金やチタン製の金属ベロー
ズでもよいし、樹脂製ベローズであってもよい。さらに
はベローズ以外に、磁性流体シールを用いてもよい。

【００８９】ロードロック室３１は、レチクル８を搬入
または搬出する際に用いるロードロック室であって、不
図示の駆動系による開閉自在のゲートバルブ３２、３３
を備えている。支持台３４は、レチクル８の支持台であ
る。レチクル搬送ロボット３５は、レチクル保持器１０
へのレチクルの供給および回収を行う。

【００９０】ロードロック室３６は、ウエハ１４を搬入
または搬出する際に用いるロードロック室であり、不図
示の駆動系による開閉自在のゲートバルブ３７、３８を
備えている。支持台３９は、ウエハ１４の支持台であ
る。ウエハ搬送ロボット４０は、ウエハチャック１６へ
のウエハの供給および回収を行う。

【００９１】次に、チャンバー４、２６及びロードロッ
ク室３１、３７内の環境制御、温度制御方法について説
明する。

【００９２】ガス供給源５１は、不活性ガスの供給を行
い、本実施例では、ヘリウムガスもしくは窒素ガスを供
給する。この２種類の不活性ガスについては、F2レーザ
ーの光に対して良好な透過率を示すものである。

【００９３】ガス供給源５１からのガスは、配管５２を
介して、チャンバー４の光源側の一端に設けられたガス
供給口５３に導かれ、チャンバー４内を経由した後、チ
ャンバー４の露光装置側の他端に設けられたガス排出口
５４から排出され、配管５５を介して、排気機構５６に
排気される。

【００９４】チャンバー４内のガス流路を図２を用いて
説明する。図１と同じ要素については同じ番号を付け、
説明は省略する。

【００９５】レーザー装置１から射出されたレーザービ
ームは、ミラー２によって反射され、ビーム成形光学系
２０１により所定のビーム形状に整形たれる。その後、
レーザービームは、集光レンズ２０４及び２０７によっ
て、所定の倍率でオプティカルインテグレータ２１０を
照射する。オプティカルインテグレータ２１０は、微小
レンズを二次元的に配列したものであって、集光レンズ
２１３を介して、レチクル８（図１）との共役面２１９
を重畳照明する。ハーフミラー２１６は、照度センサー
２２０に光を導くため、集光レンズと上述の共役面との
間に設けられ、一部の光を反射する。照度センサー２２
０は、上述の共役面２１９とほぼ等価な面に配置されて
おり、露光時のウエハ１４（図１）の実露光量をこの照
度センサー２１７で検出することができる。照度センサ
ー２１７の検出値に基づいて、不図示の制御系を介し
て、レーザー装置１の発振状態を制御しながら露光動作
を行う。

【００９６】なお、ビーム整形光学系２０１は、通気孔
２０３を備えた支持台２０２に支持されている。集光レ
ンズ２０４は、通気孔２０６を備えた支持台２０５に支
持されている。集光レンズ２０７は、通気孔２０８を備
えた支持台２０９に支持されている。

【００９７】オプティカルインテグレータ２１０は、通
気孔２１２を備えた支持台２１１に支持されている。集
光レンズ２１３は、通気孔２１５を備えた支持台２１４
に支持されている。

【００９８】ハーフミラー２１６は通気孔２１８を備え
た支持台２１７に支持されている。

【００９９】ガス供給口５３からの気体は、チャンバー
４内を光路に沿って流れ、通気孔２０３、２０６、２０
８、２１２、２１５、２１８を順次経由してガス排出口
５４から排出される。

【０１００】チャンバー４内のガス流路の概念を図２中
に矢印で示す。

【０１０１】チャンバー４内の光学素子間の空間を順次
経由する流路を備えることで、各光学素子間の空間の雰
囲気を効率よくガス置換することができる。

【０１０２】なお、チャンバー４内の通気孔は、ガス流
路が光軸と交差するように設けることが望ましい。図２
では、例えば、通気孔２０３と通気孔２０６が、光軸と
直交方向から見て、２つの通気孔を結んだ線が光軸と交
差するように、互い違いに設けられている。このよう
に、光軸と直交する方向から見て、隣り合う２つの通気
孔を結ぶ線が光軸と交差するように通気孔を設けること
によって、光軸周りのガスを効率よく置換することがで
き、光軸周りの酸素濃度を下げて、光の吸収を軽減する
ことができる。

【０１０３】さらに、チャンバー４のように、光軸が折
り曲げられるような位置でもガスを効率よく置換するこ
とが望まれる。そこで、本発明では、図２のように、例
えば、通気孔２０６と通気孔２０８のように、折り曲げ
られる光軸の外側に設ける。言い換えると、通気孔２０
６と通気孔２０８が、折り曲げられる光軸に対して直交
する方向から見て、２つの通気孔を結んだ線が、折り曲
げられた光軸と交差するように設けられている。このよ
うに、２つの通気孔を設けることによって、特に折り曲
げ部では、２つの通気孔を結ぶ線が、折り曲げられた光
軸と直交する方向から見て、折り曲げられた光軸と２回
交差することになるので、折り曲げ部内の光路周辺のガ
スの置換を効率的に行うことができる。なお、通気孔が
それぞれ複数個設けられた場合は、いずれかの通気孔の
うちの少なくとも１組を結ぶ線が、折り曲げられた光軸
と直交する方向から見て、折り曲げられた光軸と２度交
差することが好ましい。また、折り曲げられた光軸との
交差は、１度でも良い。

【０１０４】なお、このようなチャンバー４の折り曲げ
部での通気孔の配置は、折り曲げられた光軸があるよう
な個所をガス置換する場合であれば、照明光学系に限ら
れるものではない。例えば、投影光学系が、反射屈折型
の光学系や反射型光学系を有するのであれば、反射部材
周辺の雰囲気の置換をする際に、上記のチャンバー４の
折り曲げ部での通気孔の配置と同様のことを行うことが
できる。

【０１０５】なお、本実施例においては、ガラス５は、
平行平面板を用いているが、これに限られるものではな
く、レンズやプリズムなど他の透過素子であってもよ
い。

【０１０６】さらに本実施例においては、オプティカル
インテグレータとしてハエノ目を用いた場合について説
明しているが、他にロッドインテグレータを用いたり、
ハエノ目を直列に複数個使用したり、あるいはハエノ目
とロッドインテグレータを組合わせて使用した光学系で
あってもよい。

【０１０７】なお、図２に示した光学系は、後述の筐体
６内の光学系と合わせて、レチクルを照明する照明光学
系を形成している。

【０１０８】図１において、ガス供給源５７は、不活性
ガスの供給を行い、本実施例では、ヘリウムガスもしく
は窒素ガスを供給している。ガス供給源５７から供給さ
れる不活性ガスは、ガス供給源５１から供給される不活
性ガスと必ずしも同じである必要はない。たとえば、ガ
ス供給源５１とガス供給源５７とが供給するガスが、そ
れぞれ窒素ガスとヘリウムガスであっても良いし、ま
た、それぞれのガスに含まれる酸素濃度が異なっていて
も良い。

【０１０９】ガス供給源５７からのガスは、配管５８を
介して、筐体６またはベローズ２９に設けられたガス供
給口５９に導かれ、筐体６内を経由した後、筐体６の一
端に設けられたガス排出口６０からチャンバー６内に排
出される。

【０１１０】筐体６内のガス流路を図３を用いて説明す
る。図１及び図２と同じ要素については同じ番号を付
け、説明は省略する。

【０１１１】マスキングブレード３０１は、レチクル８
の照明範囲を規定する矩形状の開口を有する。また、矩
形状の開口寸法は、レチクルパターン及びレチクル８の
位置に応じて不図示の駆動手段により駆動されること
で、変更可能である。マスキングブレード３０１の上記
矩形開口を形成する遮光板３０１'は、図２で述べたレ
チクル８との共役面２１９近傍に配置されている。集光
レンズ３０２、３０５は、マスキンブブレード３０１で
形成される矩形開口部の像を所定の倍率でレチクル８に
投影する。従って、上述のごとく、図３の光学系は、図
２に示した光学系と共に、レチクル８を照明する照明光
学系の一部を形成している。

【０１１２】なお、遮光板３０１‘は、不図示のガイド
に沿って移動する構造であり、本実施例では非接触軸受
である気体軸受を用いた場合について述べるが、これに
限られるものではなく、ボールやローラを用いた転動型
ガイド、あるいは摺動型ガイドを用いてもよい。

【０１１３】集光レンズ３０２は、通気孔３０３を備え
た支持台３０４に支持され、集光レンズ３０５は支持台
３０６に支持されている。

【０１１４】なお、ガス供給口５９からの気体は、筐体
６内を光路に沿って流れ、支持台４に設けられた通気孔
３０３を経由して集光レンズ３０２と３０５の間の光路
を経由後、ガス排出口６０から排出される。筐体６内の
ガス流路の概念を図３中に矢印で示す。筐体６内の光学
素子間を順次経由する流路を備えることで、光学素子間
の雰囲気を効率よくガス置換することができる。

【０１１５】また、本実施例においては、ガス排出口６
０から排出されるガスをチャンバー２６内に直接流して
いるが、これに限られるものではなく、筐体６からウエ
ハ１４までの光路に配置される光学系、例えば投影光学
系１３などにガス排出口６０からのガスを導き、投影光
学系内を経由後、チャンバー２６内に排出してもよい。

【０１１６】尚、図３に示した光学系は集光レンズ系を
用いた結像光学系であるが、他に反射屈折型光学系ある
いは反射型光学系を用いてもよい。

【０１１７】さらに、マスキングブレード３０１の開口
形状は、本実施例においては矩形を使用した場合につい
て説明したが、他に所定の曲率を持った円弧状の開口で
あってもよい。

【０１１８】図１において、ガス供給源５７からのガス
は、配管６１を介して、投影光学系１３のウエハ側の一
端に設けられたガス供給口６２に導かれ、投影光学系１
３内を経由した後、投影光学系１３のレチクル側の他端
に設けられたガス排出口６３からチャンバー２６内に排
出される。

【０１１９】投影光学系１３内のガス流路を図４を用い
て説明する。図１及び図３と同じ要素については同じ番
号を付け、説明は省略する。

【０１２０】レチクル８に描かれたパターンは、レンズ
４０２、４０５、４０８、４１１、４１４、４１７、４
２０により、ウエハ１４に縮小投影される。４０１は、
上記レンズ群の鏡筒である。

【０１２１】レンズ４０２はガス排出口６３を備えた支
持台４０４に支持されている。レンズ４０５は通気孔４
０６を備えた支持台４０７に支持されている。レンズ４
０８は通気孔４０９を備えた支持台４１０に支持されて
いる。レンズ４１１は通気孔４１２を備えた支持台４１
３に支持されている。レンズ４１４は通気孔４１５を備
えた支持台４１６に支持されている。レンズ４１７は通
気孔４１８を備えた支持台４１９に支持されている。レ
ンズ４２０及び上記支持台４０７、４０７、４１０、４
１３、４１６、４１９は鏡筒４０１に支持されている。

【０１２２】ガス供給口６２からの気体は、各支持台に
設けられた通気口４１８、４１５、４１２、４０９、４
０６を順次経由して、ガス排出口６３から排出される。
投影光学系１３内のガス流路の概念を図４中に矢印で示
す。投影光学系１３内の光学素子間を順次経由する流路
を備えることで、投影光学系１３内の光学素子間の雰囲
気を効率よくガス置換することができる。

【０１２３】また、本実施例においては、ガス排出口６
３から排出されるガスをチャンバー２６内に直接流して
いるが、これに限られるものではなく、ガラス５（図１
〜３）からウエハ１４までの光路に配置される光学系、
例えば筐体６（図１、図３）などにガス排出口４０２か
らのガスを導き、筐体６内を経由後、チャンバー２６内
に排出してもよい。

【０１２４】また、本実施例においては、投影光学系１
３は、屈折型光学系を用いているが、他に反射屈折型光
学系あるいは反射型光学系を用いてもよい。

【０１２５】ガス排出口６０、６３からチャンバー２６
内に排出されたガスは、チャンバー２６の循環出口７０
から排出され、配管７１を介して、気体循環系７２の導
入口７３に導かれる。気体循環系７２内で所定の流量に
配分されたガスは、気体循環系７２の分配口７４a、７
４b、７４c、７４dからそれぞれ排出される。

【０１２６】分配口７４aから排出されたガスは、配管
７５aを介して、チャンバー２６内のほぼ全体のガスを
ダウンフローにさせるダウンフローダクト７６に導か
れ、ダウンフローダクト７６内のULPAフィルター７６'
を介してチャンバー２６内に吹き出される。

【０１２７】分配口７４bから排出されたガスは、配管
７５bを介して、部分ダクト２５に導かれ、前述のごと
くレチクル８及び干渉計光路１２'近傍の空間に吹きつ
けられる。

【０１２８】分配口７４cから排出されたガスは、配管
７５cを介して、外筒２４の気体導入口４１に導かれ、
投影光学系１３と外筒２４との間の空間を経由した後、
外筒２４の開口部２４'からチャンバー２６内に排出さ
れる。

【０１２９】分配口７４dから排出されたガスは、配管
７５dを介して、部分ダクト２３に導かれ、前述のごと
くウエハ１４及び干渉計光路１８'近傍の空間に吹きつ
けられる。

【０１３０】次に、気体循環系７２内部について説明す
る。

【０１３１】導入口７３からのガスは、ガスを循環させ
るためのファン１０２にて送風される。方向切り替え弁
１０３は、並列配置された第１清浄器１０４と第２清浄
器１０５のいずれか一方にガスを送風するとともに、他
方へのガスの流入を遮断する。方向切換え弁１０６も、
第１清浄器１０４と第２清浄器１０５の内、送風されて
いる側の流路を開口し、他方の流路を遮断する。従って
方向切換え弁１０３と１０６は、常に同一の清浄器側の
流路を開放し、他方の清浄器を遮断するように、不図示
の弁駆動系にて操作される。

【０１３２】ガス供給源１０７は、不活性ガスを供給
し、本実施例では、ヘリウムガスもしくは窒素ガスを供
給する。

【０１３３】ガス供給源１０７からのガスは、第１清浄
器１０４、第２清浄器１０５へそれぞれ配管１０８、１
０９で供給される。開閉弁１１０は、第１清浄器１０４
へのガスの供給を不図示の駆動系にてＯＮ／ＯＦＦす
る。開閉弁１１１は、第２清浄器１０５へのガス供給を
不図示の駆動系にてＯＮ／ＯＦＦする開閉弁である。ま
た、ガス排気機構１１２は、第１清浄器からのガスを配
管１１３を介して、または、第２清浄器からのガスを配
管１１４を介して、排気する。第１清浄器から排気機構
１１２へのガスの流れは開閉弁１１５で、第２清浄器か
ら排気手段１１２へのガスの流れは開閉弁１１６で不図
示の駆動系を介してON／OFFする。

【０１３４】第１清浄器１０４及び第２清浄器１０５の
詳細について、図５を用いて説明する。

【０１３５】図１と同じ要素については同じ番号を付
け、説明は省略する。

【０１３６】清浄器１０４、１０５は、パージガスから
所定の物質を除去するため、オゾン・酸素除去機構５０
１とケミカルフィルター５０４を具備している。

【０１３７】オゾン・酸素除去機構５０１は、導入口か
らのガス中のオゾン・酸素を除去するため、内部構成と
してオゾン変換機構５０２と酸素除去機構５０３を有し
ている。

【０１３８】オゾン変換機構５０２は、オゾン（Ｏ3）
を酸素（Ｏ2）に変換するものであって、例えば活性炭
素などを用いた化学反応による変換原理によって、オゾ
ンを酸素に変換してオゾンを除去するものである。

【０１３９】変換された酸素及びオゾン変換手段５０２
を通過した酸素は、次の酸素除去機構５０２により除去
される。酸素除去機構５０２は、鉄粉末、ＣａＯ及びＣ
ｕメッシュなどを用いて、ガス中の酸素を接触させて化
学反応（酸化）を起こすことにより、酸素を吸着除去す
るものである。また市販の高純度ガス精製器などを使用
してもよい。

【０１４０】チャンバー２６内は、ヘリウムガスや窒素
ガスによって不活性ガスに置換されているため、酸素濃
度及びオゾン濃度が極めて低い状態であるが、さらに残
存する極微量（例えばppmオーダー以下）のオゾンと酸
素を上記オゾン・酸素除去機構５０１により除去でき
る。なお、チャンバー２６内の酸素濃度は、チャンバー
４、筐体６および投影光学系１３等の光路を囲む密閉空
間内の雰囲気と比較して、多少高く設定しても良い。チ
ャンバー２６内のガス純度を光路を囲む雰囲気のガス純
度より低く設定できることで、チャンバー２６内の雰囲
気の維持を容易にすることができる。

【０１４１】ケミカルフィルター５０４は、パージガス
中の不純物、具体的にはアンモニア（NH3）や有機ガス
を除去するものである。

【０１４２】一般に使用されるケミカルフィルターとし
ては、イオン交換型と活性炭型があるが、本実施例にお
いては、セラミック多孔体型を用いる。

【０１４３】このセラミック多孔体型ケミカルフィルタ
ーは、極めて湿度の低い（例えばppmオーダー以下）環
境下においても高い不純物除去能力が維持されるもので
あり、清浄効率の観点ではセラミック多孔体型がより望
ましい。

【０１４４】しかし、上記セラミック多孔体型ケミカル
フィルターは、一旦大気などの高湿度環境にさらすと水
分（H2O）を吸着してしまい、その状態で装置を運転す
ると、水分を含んだガスをチャンバー２６に供給してし
まう恐れがある。

【０１４５】そこで、以下の方法によりこの問題を防止
する。

【０１４６】前述の方向切換え弁１０３、１０６および
開閉弁１０８、１０９、１１５、１１６の設定状態とガ
スの流れの関係を、図６を用いて説明する。

【０１４７】図６（a）は、ファン１０２からのガスが
第１清浄器１０４側を通過している状態を示す。なお、
図１と同じ要素については同じ番号を付けている。

【０１４８】図６(a)の状態では、切換え弁１０３，１
０６はいずれも第２清浄器１０５側を閉じており、開閉
弁１１０、１１５は閉じた状態である。このときの第１
清浄器１０４側へのガスの流れを太い矢印で示す。

【０１４９】一方、第２清浄器１０５に関しては、開閉
弁１１１、１１６を閉じた状態では、第２清浄器１０５
前後が閉じられた状態（不図示）になり、例えば第２清
浄器１０５の交換作業やメンテナンス作業などが可能に
なる。また、本図に示すごとく、開閉弁１１１、１１６
を開けると、ガス供給源１０７からの供給が始まるとと
もに、第２清浄器１０５を経由したガスがガス排気手段
１１２に回収される。この場合のガスの流れを細い矢印
で示す。

【０１５０】このように第２清浄器１０５にガス供給器
からのガスを流すことで、上述のごとく、第２清浄器１
０５の交換作業やメンテナンス作業時に、第２清浄器１
０５が大気に触れて酸素や水分など露光光を吸収する物
質を吸着しても、ガス供給源１０７からのガスを供給す
ることによって、第２清浄器が吸着した物質を低減する
ことが可能である。さらに、第１清浄器１０４側は、第
２清浄器１０５の交換作業中やメンテナンス中において
もガスを流すことができるため、装置の運転を停止する
ことなく、上記作業を実施することができる。

【０１５１】また、通常運転時中は、セラミック多孔体
型ケミカルフィルター５０４は、水分除去フィルターと
して機能しているため、例えば装置を所定時間運転した
ら清浄器を切り換えるようにし、使用していない清浄器
（本図においては第２清浄器１１２）側の清浄性能を復
帰させることも可能である。清浄性能の復帰程度の判定
は、ガス供給源１０７のガスの通気時間で管理してもよ
いし、あるいは清浄器直後にガス検出器（不図示）を配
置し、その検出結果に基いて行ってもよい。

【０１５２】図６（b）は、前記（a）とは逆に、ファン
１０２からのガスが第２清浄器１０５側を通過している
状態を示す。ファン１０２からのガスの流し方、ガス共
給器１０７からのガスの流し方および第１清浄器の交換
作業等の状況は、前述の場合と逆となるので、説明は省
略する。

【０１５３】尚、本実施例においては、清浄器が２つ備
えられた場合について述べたが、これに限るものではな
く、清浄器を３つ以上備えてもよい。

【０１５４】また、ガス供給源１０７からのガスは、図
１に示すガス供給源５７と同一のガスである方が望まし
いが、装置性能に実質影響しないのであれば、ヘリウム
ガスか窒素ガスの内の異種のガスを用いてもよい。

【０１５５】なお、ガス供給源５７と１０７が同一ガス
を用いる場合は、１つのガス供給源を兼用することも可
能である。

【０１５６】以下、再び図１に戻り説明する。

【０１５７】方向切換え弁１０６からのガスは、冷却器
１０１で所定の温度に冷却後、所定の流量比率で加熱器
１１７a〜１１７dに分配される。

【０１５８】加熱器１１７aは、ダウンフローダクト７
６からの気体温度を検出する温度計７７aの検出結果に
基づき、制御装置７８の指令により所定温度に制御され
る。

【０１５９】加熱器１１７bは、部分ダクト２５からの
気体温度を検出する温度計７７bの検出結果に基づき、
制御装置７８の指令により所定温度に制御される。

【０１６０】加熱器１１７cは外筒２４内のの気体温度
を検出する温度計７７cの検出結果に基づき、制御装置
７８の指令により所定温度に制御される。

【０１６１】加熱器１１７dは部分ダクト２３からの気
体温度を検出する温度計７７dの検出結果に基づき、制
御装置７８の指令により所定温度に制御される。

【０１６２】尚、前述のガス供給源５７からのガスは、
予めガス供給源５７内で所定温度に制御されてもよい
し、配管５８、６１が上述のごとく温度制御された空間
を経由してガス供給口５９、６２に到達する間に所定温
度になるよう配管経路を決定してもよい。

【０１６３】図１において、高圧ガス供給装置７９は、
チャンバー２６内のガスの一部を配管８０にて回収し、
所定のガス圧力に上昇させた後、配管８１aを介してウ
エハーステージ１５の気体軸受（不図示）へ、配管８１
bを介してレチクルステージ９の気体軸受（不図示）
へ、そして配管８１cを介してマスキングブレード３０
１（図３）の気体軸受（不図示）へそれぞれ供給する。
チャンバー２６内のパージガスである不活性ガスを気体
軸受の作動流体として用いることで、チャンバー２６内
の環境は、所定の状態に維持することができる。

【０１６４】次に、図７を用いて高圧ガス供給装置７９
の内部概略構成を以下に述べる。

【０１６５】配管８０からのガスの圧力を圧力ゲージ７
０１で検出し、制御装置７８（図１）でコントロールバ
ルブ７０２を制御することで、所定流量に制御する。コ
ントロールバルブで所定の流量に制御されたガスは、回
収ポンプ７０３を通って、バッファータンク７０４によ
りガスが貯められ、そして圧縮機７０５にて所定圧力に
加圧され、配管８１a〜８１cに流される。また、圧力ゲ
ージ７０１とコントロールバルブ７０２の間でガス流路
は分岐され、排気ポンプ７０６にて排気される。この排
気量は、バッファータンク７０４に設けた圧力ゲージ７
０７の検出結果に応じて、排気の必要が生じた時に、マ
スフローコントローラ７０８によって制御される。な
お、マスフローコントローラ７０８は、圧力ゲージ７０
７の検出結果により、制御装置７８（図１）によって、
制御される。

【０１６６】上記構成によれば、チャンバー２６内の気
圧は、常に一定の圧力に制御することが可能である。こ
れにより、気圧変動の影響を受けやすい光学特性、例え
ば投影光学系１３（図１）の性能の維持を可能にする。

【０１６７】また、チャンバー２６内の気圧と外気圧と
の相対圧力差を所定の値に維持することも可能である。
この場合は、圧力ゲージ７０１を差圧計にして、配管８
０内（つまりチャンバー２６内）の圧力と外気との圧力
差を検出することで達成できる。

【０１６８】さらに、チャンバー２６内とチャンバー４
内の相対気圧差を所定の値に維持することも可能であ
る。この場合は、上述の差圧計で配管８０内（つまりチ
ャンバー２６内）とチャンバー４内の相対気圧差を検出
することで達成できる。

【０１６９】図１において、ガス供給源５７からのガス
は、配管８２を介して、ウエハ用のロードロック室３６
に供給され、内部を置換しながら配管８３を介して排気
機構８６に排気される。同様に、ガス供給源５７のガス
は配管８４を介してレチクル用のロードロック室３１に
供給され、内部を置換しながら配管８５を介して排気機
構８６に排気される。

【０１７０】尚、ガス供給のタイミングについては、ゲ
ートバルブ３２もしくは３７が開けられ、レチクルやウ
エハが支持台３４、３９に載置された後、ゲートバルブ
３２，３７が閉じられ、その後、ガス供給源に備えられ
たバルブ（不図示）と排気機構８６内に備えられたバル
ブ（不図示）とを制御装置７８の指令によって開放して
おこなわれる。

【０１７１】ロードロック室３１、３６内が所定の状態
になったら制御装置７８の指令によりバルブを閉じてガ
ス供給を停止する。更に、ゲートバルブ３３及び３８を
開け、搬送手段３５及び４０によりレチクル８及びウエ
ハ１４が装置内に搬入される。

【０１７２】レチクル８もしくはウエハ１４を装置外に
搬出する場合は、ゲートバルブ３２，３３，３７，３８
が閉じられた状態でガス供給が開始され、各々のロード
ロック室内が所定の状態に達した所でガス供給を停止す
る。次にゲートバルブ３３、３８を開け、搬送手段３
５、４０にてレチクル８及びウエハ１４を装置から搬出
し、ロードロック室３１、３９内の支持台３４、３９に
載置する。載置後、ゲートバルブ３３，３８は閉じら
れ、今度はゲートバルブ３２、３７を開けてレチクル
８、ウエハ１４を不図示の手段で取出す。

【０１７３】上記説明においては、レチクル８とウエハ
１４の装置への搬入及び搬出を同時に述べたが、レチク
ル８とウエハ１４の搬入、搬出を個別に行ってもよいの
は言うまでもない。

【０１７４】またロードロック室３１、３６をガス置換
するのは、ゲートバルブ３３，３８を開けた時に、チャ
ンバー２６内の環境に影響を与えないようにするための
ものであって、これは周知の通りである。

【０１７５】さらに、レチクル８のパターン面へのゴミ
の付着防止の目的でペリクル（不図示）を使用する場
合、レチクル８とペリクルとペリクルを支持するための
ペリクルフレーム（不図示）とで囲まれた空間もパージ
ガス置換するのが望ましく、均圧孔付ペリクルフレーム
（ペリクルフレーム内外を連通させる通気孔付）を使用
するのが望ましい。

【０１７６】排気口８７は、チャンバー２６内のガスを
排気するための排気口である。

【０１７７】装置の運転を開始する際、チャンバー２６
内部及び気体循環系７２内は大気状態である。

【０１７８】従って装置立上げ時は、ガス供給源５７か
ら投影光学系１３及び筐体６へのガス供給を開始すると
ともに、排気口８７から配管８８を介して、排気機構８
６への排気も行う。この排気動作のＯＮ／ＯＦＦは、排
気手段８６内に備えたバルブ（不図示）を、制御装置７
８で制御することで行う。

【０１７９】チャンバー２６内及びこの循環系が所定の
置換状態に達したら、排気口８７からの排気を停止し、
露光動作可能状態になる。

【０１８０】排気口８７からの排気を停止するタイミン
グの判断は、排気開始から所定時間に達したかどうかで
制御装置７８が自動で判断して排気停止指令を送っても
よいし、チャンバー２６内もしくはその循環系内の所定
箇所にガス検出計（不図示）を配置し、その検出結果に
基づき制御装置７８が自動で判断して排気停止指令を送
ってもよい。

【０１８１】また、装置の運転を開始する際に、チャン
バー４及び２６の置換状態をより短時間で所定状態にし
たい場合、あるいはロードロック室３１及び３６内はレ
チクルやウエハ交換毎に大気開放と置換状態を繰り返す
ものであるため、より短時間で置換を終了しスループッ
トを向上させる場合は、真空ポンプを用いて排気手段５
６、８６から大気を強制排気して、チャンバー４，２６
内およびロードロック室３１，３６内を真空にした後に
ガスパージを行っても良い。この場合は、チャンバー
４，２６およびロードロック室３１，３６は、真空状態
時における変形が装置性能に影響しないよう十分な剛性
が必要となる。

【０１８２】図１の実施例においては、可動部材２７、
２８、２９を用いているため、真空時にチャンバー４、
２６の変形が生じたとしても、隣接する構成要素の変形
が直接伝わるのを防止している。

【０１８３】なお、チャンバー内およびロードロック室
内を真空状態にした後にガス供給するこの一連の動作
は、必要であれば複数回繰り返してもよい。真空引きを
１回のみ行ってパージする場合に比べて複数回繰り返せ
ば、チャンバー内およびロードロック室内の到達真空度
が相対的に低真空（絶対圧が高い）で済み、真空ポンプ
や真空対応部品のコストが大幅に軽減できる。

【０１８４】さらに、図１の実施形態によれば、チャン
バー４内部をメンテナンス等で大気に開放する場合で
も、チャンバー２６側は、パージ状態を維持することが
可能で、その反対にチャンバー２６内部を大気開放する
場合でもチャンバー４側は、パージ状態を維持すること
が可能である。

【０１８５】また、レチクル用のロードロック室３１を
真空状態にする場合は、前述のごとく均圧孔付ペリクル
フレーム（不図示）を用いることで、ペリクルやレチク
ルの破損を防止することができる。

【０１８６】＜実施形態２＞図１における気体循環系７
２の変形例を図８を用いて説明する。

【０１８７】本変形例では、前述の実施例と比較すると
気体循環系７２内に方向切換え弁８０１及び８０３とバ
イパス経路８０２を追加した点が異なる。

【０１８８】図１及び図６と同じ要素については、同じ
番号を付け、説明は省略する。

【０１８９】方向切り替え弁８０１は、清浄器１０４，
１０５側とバイパス経路８０２側のいずれか一方に、フ
ァン１０２から送風される循環ガスを送風するととも
に、他方へのガスの流入を遮断する。方向切り替え弁８
０３も、清浄器１０４、１０５とバイパス経路８０２の
いずれか一方の流路を開口し、他方の流路を遮断する。
従って、方向切り替え弁８０１と８０３は、常に同一の
流路を開放し、他方の流路を遮断するように、不図示の
弁駆動系にて操作される。

【０１９０】バイパス経路８０２は、方向切り替え弁８
０１によって導かれたガスを、清浄器１０４，１０５を
経由しないで冷却器１０１に導くために、清浄器への流
路と並列に設けられた流路である。

【０１９１】装置立上げ時は、前述した通り、循環系内
は大気状態である。従って、立上げ当初は、図中の太い
矢印で示すごとく、循環ガスがバイパス経路８０２を経
由するようにする。そして、循環系の環境が所定の状態
になった後に、方向切換え弁８０１、８０３を不図示の
駆動手段にて切り換え、第１清浄手段１０４もしくは第
２清浄手段１０５のいずれかを通気させるようにする。
このようにすれば、清浄手段の寿命等からみてより望ま
しい。

【０１９２】循環系の環境が所定の状態になったかどう
かの判断は、バイパス経路８０２を通気した時間を不図
示の制御系が管理し、その結果に基いて行う。また、こ
れに限られるものではなく、循環系の環境が所定の状態
になったかどうかの判断は、循環系の所定の場所に配置
されたガス検出器（不図示）の検出結果に基づいて行っ
ても良い。これらの、循環系の環境状態の判断結果に基
づいて、方向切換え弁８０１，８０３を自動で切り換え
てもよいし、不図示の制御系により方向切換え弁８０
１，８０３を切り換えても良い。

【０１９３】＜実施形態３＞図８における気体循環系の
変形例を図９を用いて説明する。

【０１９４】本変形例では、前述の実施形態と比較する
と、清浄器が１つになっている点が異なる。

【０１９５】バイパス経路８０２を用いた方法は、清浄
器が１つの場合にも、上記第２の実施例と同様に効果が
ある。

【０１９６】また、チャンバー内の循環ガスの純度の低
下が許容される範囲であれば、バイパス経路に循環ガス
を流している間に、清浄器１０４の交換作業やメンテナ
ンスを行っても良い。

【０１９７】＜実施形態４＞図１０は、図１におけるチ
ャンバー２６の変形例である。

【０１９８】レチクルチャンバー９１は、部分ダクト２
５、干渉計１２、レチクルステージ９等を内部に収納し
た密閉容器であり、本実施例においては外筒２４に載置
されている。

【０１９９】ウエハチャンバー９２は、部分ダクト２
３、干渉計１８ウエハステージ１５等を内部に収納した
密閉容器であり、本実施例においてはステージ定盤２１
に載置されている。また、ウエハチャンバー９２は、鏡
筒定盤２２とは密閉性を確保しつつ相対変位を吸収し得
る可動部材９３で連結されている。なお、可動部材９３
は、ステンレス製ベローズを用いる。しかし、可動部材
９３は、密閉性の確保とともに相対変位を吸収できれば
これに限られるものではなく、他にニッケル合金やチタ
ン製の金属ベローズでもよいし、樹脂製ベローズであっ
てもよい。さらにはベローズ以外に、磁性流体シールを
用いてもよい。

【０２００】図１０において、筐体６、レチクルチャン
バー９１、外筒２４、鏡筒定盤２２、ウエハチャンバー
９２およびステージ定盤２１は、互いに密閉性を確保し
て連結されるとともに、これらが一体となって図中のド
ットパターンAで示される密閉空間を形成するチャンバ
ーを構成している。

【０２０１】筐体６のガス排出口９４は、レチクルチャ
ンバー９１に連結され、筐体６からレチクルチャンバー
９１へとガス流路が形成されている。レチクルチャンバ
ー９１内のガスは、排気口９５から配管９６を介して気
体循環系７２のガス導入口７３に導かれる。一方、ウエ
ハチャンバー９２内のガスは、排出口９７から排出さ
れ、上述の配管９６に合流してガス循環系７２へと流れ
る。

【０２０２】尚、筐体６、投影光学系１３、外筒２４内
部のガスの流れおよび部分ダクト２５、２３に関するガ
スの流れについては、図１及び図２、図３、図４で述べ
た通りであるため、説明は省略する。

【０２０３】図１に示す実施例にいおては、チャンバー
２６が密閉容器を形成し、内部をガス置換したものであ
ったが、本実施例においては前述のごとく密閉容器は露
光光路に沿った空間のみを内包するように形成されてい
る。したがって装置の構造物、例えば鏡筒定盤２２や外
筒２４などは、部分的にパージエリア外に面することに
なる。このままこれらの構造物を直接外気にさらしたの
では、これらの構造物が外気の温度変化の影響を受け、
パージエリア内で所望の装置性能を達成することが困難
となる。そこで、温調チャンバー９８を用いるのが望ま
しい。

【０２０４】温調チャンバーは、図１の実施例と同様な
ダウンフローダクト７６を収納している。ダウンフロー
ダクト７６から下方に向かって吹き出した気体、この場
合は温調された空気は、循環出口９９から排出され、エ
ア循環系１００１の導入口１００２に導かれ、外気取り
入れ口１００３からの外気と合流してファン１００４に
より送風される。冷却器１００５によって、エアは一旦
所定温度に冷却後、加熱器１００６によって所定温度に
温度制御される。その後、温度制御されたエアは、出口
１００９から再びダウンフローダクト９８に入る。温調
チャンバー９８内の循環経路は、以上のように形成され
ている。なお、ダウンフローダクト７６からのエアの温
度は、温調チャンバー９８内に設けられた温度計７７a
により検知され、検知した結果に基づいて、制御系１０
０７によって加熱器１００６を制御することで所望の温
度に保たれる。

【０２０５】また、本実施例において、レチクル搬送用
のロードロック室３１は、レチクルチャンバー９１に取
り付けられる。また、ウエハ搬送用のロードロック室３
６は、ウエハチャンバー９２に取り付けられている。そ
れぞれの搬送ロボット３５及び４０は、それぞれのロー
ドロック室３１、３６内に配置されている。

【０２０６】高圧ガス供給装置７９に導かれる配管８０
は、本実施例においては、レチクルチャンバー９１内の
ガスを導いているが、これに限られるものではなく、筐
体６内、外筒２４内、ウエハチャンバー９２内など、図
中のドットパターンAで示されるパージエリア内のガス
であれば、どこでも使用可能である。

【０２０７】装置立上げ時等におけるドットパターンエ
リアＡ（筐体６、レチクルチャンバー９１、外筒２４、
鏡筒定盤２２、ウエハチャンバー９２およびステージ定
盤２１により密閉された領域）のガス置換については、
配管９６の途中に配置した分岐弁１００８を不図示の制
御手段により切り換えて、排気機構８６に排気させなが
らガス供給源５７から配管５８、６１を介してガス供給
を行い、ドットパターンエリアA内が所定の状態に達し
た所で分岐弁１００８を切り換えてガス循環系７２側に
循環させる。あるいは、ガス供給源５７からのガス供給
を停止したまま、排気機構８６内の真空ポンプ（不図
示）により強制排気後、分岐弁をガス循環系７６への通
気側に切り換え、ガス供給源５７から配管５８、６１を
介してガス供給を行ってもよい。さらに、上述の真空排
気とガス供給の動作は１回のみで終了してもよいし、あ
るいは、この動作を複数回繰り返してもよい。分岐弁１
００８の切換え及びガス供給源５７からのガス供給等の
タイミングは、ガス循環系７２及びドットパターンエリ
アA内に配置したガス検出器（不図示）の検出結果に基
づいて自動的に行ってもよいし、排気時間により管理し
ても良い。

【０２０８】分岐弁１００８は、本実施例においては、
配管９６の途中に配置したが、ドットパターンエリアA
及び気体循環系７２で形成する循環経路内であればどこ
でも可能である。

【０２０９】さらに、筐体６、レチクルチャンバー９１
外筒２４、鏡筒定盤２２、ウエハチャンバー９２、ステ
ージ定盤２１相互間の連結につては、真空時などの各容
器の変形が連結する構造体に影響を与えないようにし、
実質遮断できるようにするため、可動部材９３状の可動
部材を用いてもよい。

【０２１０】また、本実施例においては、ウエハチャン
バーはステージ定盤２１と連結されているが、他にウエ
ハチャンバー９２は主定盤２０と連結し、ステージ定盤
２１を内部に収納するようにしてもよい。

【０２１１】また、本実施例においては、ドットパター
ンエリアＡの外部であってチャンバー９８内の気体を温
調エアとしていたが、これに限られるものではなく、不
活性ガスを用いても良い。この際、チャンバー９８内に
用いられる不活性ガスの純度は、ドットパターンエリア
Ａの不活性ガスの純度よりも低くても良く、ドットパタ
ーンエリアＡで用いられた不活性ガスをチャンバー９８
内に導くようにして不活性ガスを再利用しても良い。さ
らには、ドットパターンエリアＡ内のパージガスにヘリ
ウムを用いる場合、チャンバー９８内のパージガスにも
ヘリウムを用いると大量のヘリウムが必要となるので、
代わりに、チャンバー９８内のパージガスとして窒素を
用いても良い。

【０２１２】＜実施形態５＞図１１は、図１におけるチ
ャンバー２６の変形例である。

【０２１３】図１及び図１０と同じ要素については同じ
番号を付け、説明は省略する。

【０２１４】図１１における変形例では、図１０の実施
例と比較すると、投影光学系１３の終端からウエハ１４
までの露光光路が、ガス置換環境外であって、温調チャ
ンバー９８内である点が異なる。従って、筐体６、レチ
クルチャンバー９１、外筒２４および鏡筒定盤２２は、
互いに密閉性を確保して連結されるとともに、これらが
一体となって図中のドットパターンBで示される密閉空
間を形成するチャンバーを構成している。

【０２１５】ドットパターンB内のガスの流れについて
は、図１０に示した実施例と同様であるため、説明は省
略する。

【０２１６】本実施例においては、エア循環系１００１
において、循環エアを所定の流量配分でエアの出口１０
０９a及び１００９bに分配する。出口１００９aは、図
１０で示した実施例と同様に、ダウンフローダクト７６
へ循環エアを導く。また、出口１００９bは、配管１１
０１を介して、ウエハ側の部分ダクト２３に接続され
る。部分ダクト２３から吹き出したエアの温度は、部分
ダクトの噴出し口付近またはウエハステージ１５付近に
設けられた温度計７７dにて検出され、その検出結果に
応じて制御手段１００７の指令に基づき、加熱器１００
６a及び１００６bを制御して所望の温度にされる。

【０２１７】また、図１０に示したロードロック室３６
は、本実施例においては必ずしも使わなくともよい。し
たがって、図１及び図１０に示した実施例と比較して、
装置スループットの点においては有利であるし、また装
置システムも簡略化できる。

【０２１８】なお、投影光学系１３の終端からウエハ１
４までの光路については、投影光学系１３内の最終光学
素子（不図示）がウエハ１４面に対して、実質光吸収が
装置性能において悪影響を及ぼさない程度に近接（数μ
m〜数百μｍ程度）して配置されている。

【０２１９】本実施例においては、前述の実施例と同様
に、ドットパターンエリアB内のガス置換は、真空排気
を行ってもよいが、真空にする際に、投影光学系１３の
最終光学素子が真空環境と大気圧環境の隔壁の機能を有
するため、素子の破損防止はもちろんのこと、繰り返し
真空引きによる素子の変形等が光学性能に影響しないよ
う、十分な強度を配慮するのが望ましい。

【０２２０】本発明における露光装置は、レチクルパタ
ーンを順次焼き付け・ステップ移動させるステップ・ア
ンド・リピート、所謂ステッパーと、レチクルとウエハ
を同期させながら走査露光して次のショットに順次移動
させるステップ・アンド・スキャンのいずれの方式の露
光装置であってもよい。

【０２２１】また、本実施例においては、部分ダクト２
３から噴出す気体を温調エアとしていたが、これに限ら
れるものではなく、不活性ガスを用いても良い。この
際、部分ダクト２３から噴出す不活性ガスの純度は、ド
ットパターンエリアＢの不活性ガスの純度よりも低くて
も良く、ドットパターンエリアＢで用いられた不活性ガ
スを部分ダクト２３内に導くようにして不活性ガスを再
利用しても良い。さらには、ドットパターンエリアＢ内
のパージガスにヘリウムを用いる場合、チャンバー９８
内および部分ダクト２３からウエハ周辺に供給されるガ
スにもヘリウムを用いると大量のヘリウムが必要となる
ので、代わりに、窒素を用いても良い。

【０２２２】＜半導体生産システムの実施形態＞次に、
半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶
パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）
の生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場
に設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナン
ス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、
製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行う
ものである。

【０２２３】図１２は、全体システムをある角度から切
り出して表現したものである。図中、２１０１は、半導
体デバイスの製造装置を提供するベンダー（装置供給メ
ーカー）の事業所である。製造装置の実例として、半導
体製造工場で使用する各種プロセス用の半導体製造装
置、例えば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装
置、エッチング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装
置、成膜装置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て
装置、検査装置等）を想定している。事業所２１０１内
には、製造装置の保守データベースを提供するホスト管
理システム２１０８、複数の操作端末コンピュータ２１
１０、これらを結ぶんでイントラネットを構築するロー
カルエリアネットワーク（ＬＡＮ）２１０９を備える。
ホスト管理システム２１０８は、ＬＡＮ２１０９を事業
所の外部ネットワークであるインターネット２１０５に
接続するためのゲートウェイと、外部からのアクセスを
制限するセキュリティ機能を備える。

【０２２４】一方、２１０２〜２１０４は、製造装置の
ユーザーとしての半導体製造メーカーの製造工場であ
る。製造工場２１０２〜２１０４は、互いに異なるメー
カーに属する工場であっても良いし、同一のメーカーに
属する工場（例えば、前工程用の工場、後工程用の工場
等）であっても良い。各工場２１０２〜２１０４内に
は、夫々、複数の製造装置２１０６と、それらを結んで
イントラネットを構築するローカルエリアネットワーク
（ＬＡＮ）２１１１と、各製造装置２１０６の稼動状況
を監視する監視装置としてホスト管理システム２１０７
とが設けられている。各工場２１０２〜２１０４に設け
られたホスト管理システム２１０７は、各工場内のＬＡ
Ｎ２１１１を工場の外部ネットワークであるインターネ
ット２１０５に接続するためのゲートウェイを備える。
これにより各工場のＬＡＮ２１１１からインターネット
２１０５を介してベンダー２１０１側のホスト管理シス
テム２１０８にアクセスが可能となり、ホスト管理シス
テム２１０８のセキュリティ機能によって限られたユー
ザーだけがアクセスが許可となっている。具体的には、
インターネット２１０５を介して、各製造装置２１０６
の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラブルが
発生した製造装置の症状）を工場側からベンダー側に通
知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、トラ
ブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフト
ウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報
などの保守情報をベンダー側から受け取ることができ
る。各工場２１０２〜２１０４とベンダー２１０１との
間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ２１１１でのデ
ータ通信には、インターネットで一般的に使用されてい
る通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。な
お、工場外の外部ネットワークとしてインターネットを
利用する変わりに、第三者からのアクセスができずにセ
キュリティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮなど）
を利用することもできる。また、ホスト管理システムは
ベンダーが提供するものに限らずユーザーがデータベー
スを構築して外部ネットワーク上に置き、ユーザーの複
数の工場から該データベースへのアクセスを許可するよ
うにしてもよい。

【０２２５】さて、図１３は本実施形態の全体システム
を図１２とは別の角度から切り出して表現した概念図で
ある。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユ
ーザー工場と、該製造装置のベンダーの管理システムと
を外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを
介して各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の
情報をデータ通信するものであった。これに対し本例
は、複数のベンダーの製造装置を備えた工場と、該複数
の製造装置のそれぞれのベンダーの管理システムとを工
場外の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守
情報をデータ通信するものである。図中、２２０１は製
造装置ユーザー（半導体デバイス製造メーカー）の製造
工場であり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う
製造装置、ここでは例として露光装置２２０２、レジス
ト処理装置２２０３、成膜処理装置２２０４が導入され
ている。なお図７では製造工場２０１は１つだけ描いて
いるが、実際は複数の工場が同様にネットワーク化され
ている。工場内の各装置はＬＡＮ２２０６で接続されて
イントラネットを構成し、ホスト管理システム２２０５
で製造ラインの稼動管理がされている。一方、露光装置
メーカー２２１０、レジスト処理装置メーカー２２２
０、成膜装置メーカー２２３０などベンダー（装置供給
メーカー）の各事業所には、それぞれ供給した機器の遠
隔保守を行なうためのホスト管理システム２２１１,２
２２１,２２３１を備え、これらは上述したように保守
データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備え
る。ユーザーの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム２２０５と、各装置のベンダーの管理システ
ム２２１１,２２２１,２２３１とは、外部ネットワーク
２２００であるインターネットもしくは専用線ネットワ
ークによって接続されている。このシステムにおいて、
製造ラインの一連の製造機器の中のどれかにトラブルが
起きると、製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラ
ブルが起きた機器のベンダーからインターネット２２０
０を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能
で、製造ラインの休止を最小限に抑えることができる。

【０２２６】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェ
ースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス
用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実
行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メ
モリやハードディスク、あるいはネットワークファイル
サーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフ
トウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例
えば図１４に一例を示す様な画面のユーザーインターフ
ェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置
を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装
置の機種（２４０１）、シリアルナンバー（２４０
２）、トラブルの件名（２４０３）、発生日（２４０
４）、緊急度（２４０５）、症状（２４０６）、対処法
（２４０７）、経過（２４０８）等の情報を画面上の入
力項目に入力する。入力された情報はインターネットを
介して保守データベースに送信され、その結果の適切な
保守情報が保守データベースから返信されディスプレイ
上に提示される。またウェブブラウザが提供するユーザ
ーインターフェースはさらに図示のごとくハイパーリン
ク機能（２４１０〜２４１２）を実現し、オペレータは
各項目の更に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダーが
提供するソフトウェアライブラリから製造装置に使用す
る最新バージョンのソフトウェアを引出したり、工場の
オペレータの参考に供する操作ガイド（ヘルプ情報）を
引出したりすることができる。ここで、保守管理システ
ムが提供する保守情報には、上記説明した清浄器の交換
やメンテナンスに関する情報も含まれ、また前記ソフト
ウェアライブラリは前述の清浄器の交換やメンテナンス
のタイミングの指示を実現するための最新のソフトウェ
アも提供する。また、これらのソフトウェアライブラリ
は、前述のチャンバー内の雰囲気管理もサポートする。

【０２２７】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１５は半
導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計
を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路
パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ
３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ
を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と
呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグ
ラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステッ
プ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化
する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボン
ディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組
立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で
作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テ
スト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバ
イスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。前工程
と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工
場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
される。また前工程工場と後工程工場との間でも、イン
ターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理
や装置保守のための情報がデータ通信される。

【０２２８】図１６は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上
に多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製
造機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守が
なされているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もし
トラブルが発生しても迅速な復旧が可能で、従来に比べ
て半導体デバイスの生産性を向上させることができる。

【０２２９】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の露光装置によ
れば、清浄器を並列に複数備え、この清浄器を切り替え
て用いることが可能であるため、装置の停止の回数を減
少させ、スループットを向上させることができる。

【０２３０】本発明の請求項２０に記載の露光装置によ
れば、２つの空間の分離個所であって、光路となる場所
をフッ素化合物を用いることで、２つの空間を光が横切
る際の光の吸収を抑えることができるので、高スループ
ットの露光装置を提供することができる。

【０２３１】本発明の請求項３７に記載の露光装置によ
れば、２つのチャンバーの密閉性を確保すると共に、一
方チャンバーの変形または変位が他方のチャンバーに伝
達されない。

【０２３２】本発明の請求項４２に記載の露光装置によ
れは、光が反射されるような折り曲げられた空間のガス
置換を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の露光装置の全体構成図
である。

【図２】図１の部分的な構成説明図である。

【図３】図１の部分的な構成説明図である。

【図４】図１の部分的な構成説明図である。

【図５】図１の部分的な構成説明図である。

【図６】図１の部分的な構成説明図である。

【図７】図１の部分的な構成説明図である。

【図８】本発明の第２の実施形態の露光装置の要部説明
図である。

【図９】本発明の第３の実施形態の露光装置の要部説明
図である。

【図１０】本発明の第４の実施形態の露光装置の要部説
明図である。

【図１１】本発明の第５の実施形態の露光装置の要部説
明図である。

【図１２】コンピュータネットワークの全体システムの
概略図である。

【図１３】コンピュータネットワークの全体システムの
概略図である。

【図１４】表示装置の表示画面を示す図である。

【図１５】半導体デバイス製造プロセスのフロー図であ
る。

【図１６】ウエハプロセスフロー図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２、３ ミラー ４ チャンバー ５ ガラス ６ 筐体 ７ ミラー ８ レチクル ９ レチクルステージ １０ 保持器 １１ バーミラー １２ 干渉計 １３ 投影光学系 １４ ウエハ １５ ウエハステージ １６ ウエハーチャック １７ バーミラー １８ 干渉計 １９ 脚 ２０ 主定盤 ２１ ステージ定盤 ２２ 鏡筒定盤 ２３ 空調ダクト ２４ 外筒 ２５ 空調ダクト ２６ チャンバー ２７、２８、２９ ベローズ ３１ ロードロック室 ３２、３３ ゲートバルブ ３４ 支持台 ３５ レチクル搬送ロボット ３６ ロードロック室 ３７、３８ ゲートバルブ ３９ 支持台 ４０ ウエハ搬送ロボット ４１ ガス供給口 ５１ ガス供給源 ５２ 配管 ５３ ガス供給口 ５４ ガス排出口 ５５ 配管 ５６ 排気手段 ５７ ガス供給源 ５８ 配管 ５９ ガス供給口 ６０ ガス排出口 ６１ 配管 ６２ ガス供給口 ６３ ガス排出口 ７０ 循環出口 ７１ 配管 ７２ 気体循環系 ７３ 導入口 ７４ 分配口 ７５ 配管 ７６ ダウンフローダクト ７７ 温度計 ７８ 制御装置 ７９ 高圧ガス供給装置 ８０、８１、８２、８３、８４、８５ 配管 ８６ 排気機構 ８７ 排気口 ８８ 配管 ９１ レチクルチャンバー ９２ ウエハチャンバー ９３ 可動部材 ９４ ガス排出口 ９５ 排気口 ９６ 配管 ９７ 排出口 ９８ 温調チャンバー ９９ 循環出口 １０１ 冷却器 １０２ ファン １０３ 方向切り替え弁 １０４ 第１の清浄器 １０５ 第２の清浄器 １０６ 方向切り替え弁 １０７ ガス供給源 １０８、１０９ 配管 １１０、１１１ 開閉弁 １１２ ガス排気機構 １１３、１１４ 配管 １１５、１１６ 開閉弁 １１７ 加熱器 ２０１ ビーム整形光学系 ２０２ 支持台 ２０３ 通気孔 ２０４ 集光レンズ ２０５ 支持台 ２０６ 通気孔 ２０７ 集光レンズ ２０８ 通気孔 ２０９ 支持台 ２１０ オプティカルインテグレータ ２１１ 支持台 ２１２ 通気孔 ２１３ 集光レンズ ２１４ 支持台 ２１５ 通気孔 ２１６ ハーフミラー ２１７ 支持台 ２１８ 通気孔 ２１９ 共役面 ２２０ 照度センサー ３０１ マスキングブレード ３０２ 集光レンズ ３０３ 通気孔 ３０４ 支持台 ３０５ 集光レンズ ３０６ 支持台 ４０１ 鏡筒 ４０２、４０５、４０８、４１１、４１４、４１７、４
２０ レンズ ４０４、４０７、４１０、４１３、４１６、４１９ 支
持台 ４０６、４０９、４１２、４１５、４１８ 通気孔 ５０１ オゾン・酸素除去機構 ５０２ オゾン変換機構 ５０３ 酸素除去機構 ５０４ ケミカルフィルタ ７０１ 圧力ゲージ ７０２ コントロールバルブ ７０３ 回収ポンプ ７０４ バッファータンク ７０５ 圧縮機 ７０６ 排気ポンプ ７０７ 圧力ゲージ ７０８ マスフローコントローラ ８０１、８０３ 方向切り替え弁 ８０２ バイパス経路 １００１ エア循環系 １００２ 導入口 １００３ 外気取り入れ口 １００４ ファン １００５ 冷却器 １００６ 加熱器 １００７ 制御器 １００８ 分岐弁 １００９ 出口

Claims (56)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エキシマレーザーを光源とする露光装置
   において、 光学系を内部に有し、所定のガス置換が可能なチャンバ
   ーと、 該チャンバー内のガスを排気する排気口と、該チャンバ
   ー内にガスを供給する供給口とを備えたガス循環機構と
   を有し、 該ガス循環機構は、循環経路中に清浄器を並列に複数備
   え、該清浄器は切り替え可能になっていることを特徴と
   する露光装置。
2. 【請求項２】 前記並列に設けられた複数の清浄器の上
   流側と下流側に、該複数の清浄器のうちのいずれかにガ
   スを流すかを切り替える弁が設けられていることを特徴
   とする請求項１に記載の露光装置。
3. 【請求項３】 前記弁によって、交換またはメンテナン
   スする清浄器へのガスの流入を遮断することを特徴とす
   る請求項２に記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記上流側と下流側に設けられた弁は、
   制御系からの指令に基づいて、互いに連動して作動する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記清浄器にガスを供給するガス供給源
   と、該清浄器からのガスを排気するガス排気機構とを有
   することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の露
   光装置。
6. 【請求項６】 前記並列に設けられた清浄器のうちチャ
   ンバー内のガスが供給されていない清浄器に対して前記
   ガス供給源からのガスを供給し、前記ガス排気機構から
   該清浄器からのガスを排気することを特徴とする請求項
   ５に記載の露光装置。
7. 【請求項７】 前記ガス供給源と前記清浄器の間に流路
   を開閉する弁が設けられていることを特徴とする請求項
   ５または６に記載の露光装置。
8. 【請求項８】 前記ガス供給源は、不活性ガスを前記清
   浄器に供給することを特徴とする請求項５〜７いずれか
   に記載の露光装置。
9. 【請求項９】 前記不活性ガスは、ヘリウムまたは窒素
   であることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
10. 【請求項１０】 前記ガス供給源からのガスの供給は、
    前記清浄器の交換またはメンテナンス後に行われること
    を特徴とする請求項５〜９いずれかに記載の露光装置。
11. 【請求項１１】 前記ガス供給源のガス通気時間または
    ガス検出器の出力に基づいて、前記清浄器にチャンバー
    内のガスの導入を始めることを特徴とする請求項５〜１
    ０いずれかに記載の露光装置。
12. 【請求項１２】 前記清浄器を介さずにガスを循環する
    バイパス経路を有することを特徴とする請求項１〜１１
    いずれかに記載の露光装置。
13. 【請求項１３】 前記バイパス経路と前記清浄器への流
    路とを切り替える弁を有することを特徴とする請求項１
    ２に記載の露光装置。
14. 【請求項１４】 前記バイパス経路は、少なくとも装置
    立ち上げ時に使用されることを特徴とする請求項１２ま
    たは１３に記載の露光装置。
15. 【請求項１５】 前記清浄器からのガスは、温調されて
    前記供給口に供給されることを特徴とする請求項１〜１
    ４いずれかに記載の露光装置。
16. 【請求項１６】 該清浄器は、酸素を除去する機構を有
    することを特徴とする請求項１〜１５いずれかに記載の
    露光装置。
17. 【請求項１７】 該清浄器は、オゾンを除去する機構を
    有することを特徴とする請求項１〜１６いずれかに記載
    の露光装置。
18. 【請求項１８】 該清浄器は、ケミカルフィルターを有
    することを特徴とする請求項１〜１７いずれかに記載の
    露光装置。
19. 【請求項１９】 該ケミカルフィルターは、有機ガスを
    除去することを特徴とする請求項１〜１８いずれかに記
    載の露光装置。
20. 【請求項２０】 エキシマレーザーを光源とする露光装
    置において、 該エキシマレーザー光の経路に沿って順に設けられ、該
    経路を所定のガス雰囲気に保つ第１のチャンバーおよび
    第２のチャンバーと、 該第１のチャンバーと該第２のチャンバーとを空間的に
    分離すると共に、前記エキシマレーザーを透過する光学
    部材を有し、該光学部材はフッ素化合物ガラスを含むこ
    とを特徴とする露光装置。
21. 【請求項２１】 前記第１のチャンバーは、オプティカ
    ルインテグレータを有することを特徴とする請求項２０
    に記載の露光装置。
22. 【請求項２２】 前記オプティカルインテグレータと、
    前記フッ素化合物ガラスとの間にハーフミラーが設けら
    れ、該ハーフミラーを反射した光を検出して、光量を求
    めることを特徴とする請求項２１に記載の露光装置。
23. 【請求項２３】 前記第２のチャンバーは、レチクルの
    照明範囲を規定するマスキングブレードを有することを
    特徴とする請求項２０〜２２いずれかに記載の露光装
    置。
24. 【請求項２４】 前記フッ素化合物ガラスは、ＣａＦ
    ２、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２もしくはフッ素ドー
    プ石英を用いたことを特徴とする請求項２０〜２３いず
    れかに記載の露光装置。
25. 【請求項２５】 前記光源は、Ｆ２レーザーまたはＡｒ
    ２レーザーであることを特徴とする請求項２０〜２４い
    ずれかに記載の露光装置。
26. 【請求項２６】 前記第１のチャンバーと前記第２のチ
    ャンバーは、異なる雰囲気に制御されることを特徴とす
    る請求項２０〜２５いずれかに記載の露光装置。
27. 【請求項２７】 前記第１のチャンバー内の雰囲気とお
    よび第２のチャンバー内の雰囲気は、異なる酸素濃度に
    制御されていることを特徴とする請求項２６に記載の露
    光装置。
28. 【請求項２８】 前記第１のチャンバーおよび第２のチ
    ャンバーのうち、一方はヘリウム雰囲気に制御され、他
    方は窒素雰囲気で制御されることを特徴とする請求項２
    ６に記載の露光装置。
29. 【請求項２９】 前記第１のチャンバーは、前記光源側
    に設けられ、前記第２のチャンバーは、投影光学系側に
    設けられることを特徴とする請求項２０〜２８いずれか
    に記載の露光装置。
30. 【請求項３０】 前記第１のチャンバーは、一端に設け
    られた供給口から不活性ガスが供給され、他端に設けら
    れた排気口から不活性ガスが排出され、第１のチャンバ
    ー内で不活性ガスが前記光路に沿って流れることを特徴
    とする請求項２０〜２９いずれかに記載の露光装置。
31. 【請求項３１】 前記第２のチャンバーは、一端に設け
    られた供給口から不活性ガスが供給され、他端に設けら
    れた排気口から不活性ガスが排出され、第２のチャンバ
    ー内で不活性ガスが前記光路に沿って流れることを特徴
    とする請求項２０〜３０いずれかに記載の露光装置。
32. 【請求項３２】 前記第１および第２のチャンバーのう
    ち少なくとも一方のチャンバーを囲む第３のチャンバー
    を有することを特徴とする請求項２０〜３１いずれかに
    記載の露光装置。
33. 【請求項３３】 前記第３のチャンバーには、温調され
    た気体が供給されることを特徴とする請求項３２に記載
    の露光装置。
34. 【請求項３４】 前記第３のチャンバーには、前記第１
    および第２のチャンバーに供給されるガスの純度よりも
    低い純度のガスが供給されることを特徴とする請求項３
    ２または３３に記載の露光装置。
35. 【請求項３５】 前記第１および第２のチャンバーのう
    ち少なくとも一方のチャンバーで使用されたガスが、前
    記第３のチャンバーに供給されることを特徴とする請求
    項３２〜３４いずれかに記載の露光装置。。
36. 【請求項３６】 前記第１および第２のチャンバーのう
    ち少なくとも一方のチャンバーにはヘリウムが供給さ
    れ、このチャンバーを囲む第３のチャンバーには窒素が
    供給されることを特徴とする請求項３２〜３４いずれか
    に記載の露光装置。
37. 【請求項３７】 エキシマレーザーを光源とする露光装
    置において、 該エキシマレーザー光の経路に沿って順に設けられ、該
    経路を所定のガス雰囲気に保つ第１のチャンバーおよび
    第２のチャンバーと、 該第１のチャンバーと該第２のチャンバーとを連結し、
    密閉性を確保するとともに、該チャンバー同士の相対変
    位を吸収する可動部材とを有することを特徴とする露光
    装置。
38. 【請求項３８】 前記チャンバーは、排気機構によって
    減圧雰囲気となることを特徴とする請求項３７に記載の
    露光装置。
39. 【請求項３９】 前記チャンバー内の雰囲気は、不活性
    ガスに置換されることを特徴とする請求項３７または３
    ８いずれかに記載の露光装置。
40. 【請求項４０】 前記チャンバーは、排気機構によっ
    て、減圧雰囲気にされた後、該チャンバー内に不活性ガ
    スが供給され、再度排気機構によって減圧雰囲気にされ
    ることを特徴とする請求項３７〜３９いずれかに記載の
    露光装置。
41. 【請求項４１】 前記可動部材は、ベローズであること
    を特徴とする請求項３７〜４０いずれかに記載の露光装
    置。
42. 【請求項４２】 エキシマレーザーを光源とする露光装
    置において、 複数の光学素子を有する光学系と、 該光学系内の光学素子により仕切られた空間にガスを供
    給する供給装置とを備え、 該光学素子間で光を折り曲げる反射部材がある空間で
    は、該空間にガスを供給する通気孔と該空間のガスを排
    出する通気孔とを結ぶ線が、該空間を仕切る光学素子の
    光軸と直交する方向から見て、該光軸と交差することを
    特徴とする露光装置。
43. 【請求項４３】 前記空間において前記通気孔を結ぶ線
    が前記折り曲げられる光軸と２度交差するように、該通
    気孔がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項
    ４２に記載の露光装置。
44. 【請求項４４】 前記ガスは、不活性ガスであることを
    特徴とする請求項４２または４３に記載の露光装置。
45. 【請求項４５】 前記不活性ガスは、窒素ガスまたはヘ
    リウムガスであることを特徴とする請求項４２〜４４い
    ずれかに記載の露光装置。
46. 【請求項４６】 前記光源は、真空紫外域の波長の光源
    であることを特徴とする請求項４２〜４５いずれかに記
    載の露光装置。
47. 【請求項４７】 前記光源は、Ｆ２レーザまたはＡｒ２
    レーザであることを特徴とする請求項４６に記載の露光
    装置。
48. 【請求項４８】 前記光学系は、照明光学系又は投影光
    学系であることを特徴とする請求項４２〜４７いずれか
    に記載の露光装置。
49. 【請求項４９】 前記光学系は、反射屈折型光学系ある
    いは反射型光学系を有することを特徴とする請求項４２
    〜４８に記載の露光装置。
50. 【請求項５０】 請求項１〜４９いずれかに記載の露光
    装置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体製造工
    場に設置する工程と、該製造装置群を用いて複数のプロ
    セスによって半導体デバイスを製造する工程とを有する
    ことを特徴とする半導体デバイス製造方法。
51. 【請求項５１】 前記製造装置群をローカルエリアネッ
    トワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネット
    ワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの
    間で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報を
    データ通信する工程とをさらに有する請求項５０記載の
    半導体デバイス製造方法。
52. 【請求項５２】 前記データ通信によって、前記露光装
    置のベンダーもしくはユーザーが提供するデータベース
    に前記外部ネットワークを介してアクセスして前記製造
    装置の保守情報を得る、もしくは前記半導体製造工場と
    は別の半導体製造工場との間で前記外部ネットワークを
    介してデータ通信して生産管理を行う請求項５１記載の
    半導体デバイス製造方法。
53. 【請求項５３】 請求項１〜４９いずれかに記載の露光
    装置を含む各種プロセス用の製造装置群と、該製造装置
    群を接続するローカルエリアネットワークと、該ローカ
    ルエリアネットワークから工場外の外部ネットワークに
    アクセス可能にするゲートウェイを有し、前記製造装置
    群の少なくとも１台に関する情報をデータ通信すること
    を可能にした半導体製造工場。
54. 【請求項５４】 半導体製造工場に設置された請求項１
    〜４９いずれかに記載の露光装置の保守方法であって、
    前記露光装置のベンダーもしくはユーザーが、半導体製
    造工場の外部ネットワークに接続された保守データベー
    スを提供する工程と、前記半導体製造工場内から前記外
    部ネットワークを介して前記保守データベースへのアク
    セスを許可する工程と、前記保守データベースに蓄積さ
    れる保守情報を前記外部ネットワークを介して半導体製
    造工場側に送信する工程とを有することを特徴とする露
    光装置の保守方法。
55. 【請求項５５】 請求項１〜４９いずれかに記載の露光
    装置において、ディスプレイと、ネットワークインター
    フェースと、ネットワークアクセス用ソフトウェアを実
    行するコンピュータとをさらに有し、露光装置の保守情
    報をコンピュータネットワークを介してデータ通信する
    ことを可能にした露光装置。
56. 【請求項５６】 前記ネットワーク用ソフトウェアは、
    前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
    続され前記露光装置のベンダーもしくはユーザーが提供
    する保守データベースにアクセスするためのユーザーイ
    ンターフェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外
    部ネットワークを介して該データベースから情報を得る
    ことを可能にする請求項５５に記載の装置。