JP2002005586A - 物体温度調節用熱交換装置、該熱交換装置を使用して製造した投影レンズ及び該熱交換装置を使用した光学系を具備する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体を熱媒とし、メンテナンス等の際容易に
着脱可能な温調ジャケットを用い、半導体製造装置を構
成するユニットの表面を高精度に温度制御する。 【解決手段】 温度制御された液体ｆを流す流路を形成
するチューブｐと、温度制御された液体ｆと投影レンズ
などの被温度制御対象物との間で熱を伝達するための充
填剤ｊ及び樹脂シートｓからなる熱伝導部材を備え、か
つチューブｐと前記熱伝導部材の一部または全部が一定
の柔軟性を持った着脱可能な温調ジャケット１３を用
い、該温調ジャケット１３は、被温度制御対象物に装着
した状態では、その被温度制御対象物を構成する側壁を
取り巻く形となり、取り外した場合は、細長い帯状か、
平面形状に展開できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高い温度安定性や温
度制御性を要する物体温度調節用熱交換装置等に関し、
特に高精度な光学的計測を行う半導体検査装置や測定装
置、また半導体集積回路や液晶パネルを製造するために
使用される露光装置等に関し、さらに詳細には温度制御
装置を使用して製造する投影光学系の製造工程や、投影
光学系用の温度制御装置を備えた投影露光装置に利用し
て好適である。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路線幅の微細化が進み、今
や０．１μｍ台の線幅パターンの形成が量産レベルで実
現しつつある。この微細なパターンを形成するために、
より高精度な結像性能と重ね合わせ精度が投影露光装置
に要求されている。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一つとな
る。この位置の精密測長にはレーザ干渉計式測長器を使
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。またレ
ーザ干渉計式測長器の構成部材である干渉計や反射鏡を
固定する構造体の温度変動に起因する微妙な熱変形もま
たこの測長誤差に悪影響を及ぼす。他にもオフアクシス
アライメントにおいては、オフアクシスアライメント顕
微鏡と投影光学系間の距離の変動が、各々を支える構造
体の熱変形によって起こされ、この構造体の熱変形が重
ね合わせ精度を劣化させる要因となっている。一方、複
数の単レンズを所定の間隔で積み重ねて成る投影光学系
は、レンズに使用する硝材の屈折率や、レンズ間の空隙
に存在する空気などの気体の屈折率、レンズ間隔を一定
に保持する構造材料の長さなどが、温度によって変化す
るため、倍率・焦点・像の歪み等の投影光学系の結像性
能は周囲温度によって敏感に変化する。

【０００３】投影露光装置以外にも、重ね合わせ検査装
置やレチクル上のパターンの寸法等を計測するためのレ
チクル座標測定装置、物体特に光学部材の表面形状を測
定するための面形状測定装置においてもレーザ干渉計が
用いられており、レーザ光路雰囲気の温度変化や構造体
の熱変形は、これらの装置の計測精度を劣化させる要因
となっていた。

【０００４】このため、従来の投影露光装置や半導体検
査装置、測定装置等の光学系を含んでいる装置では、装
置全体またはその一部あるいはその両方を温度制御され
た環境チャンバで取り囲み、装置が置かれる環境温度を
一定に制御することが積極的に行われている。

【０００５】図２０は従来の露光装置の一例である。露
光装置本体上では不図示の露光光源から射出された光が
照明光学系１で所定の光束に形成された後、レチクル２
を照射する。照射されたレチクル２上の回路パターンは
投影レンズ３によりウエハステージ５上に載置されたウ
エハ４上に結像され、ウエハ４の表面に塗布されたレジ
ストを感光させる。また、露光装置本体の構造体１２に
は投影レンズ３や、ウエハ４上やウエハステージ５上の
アライメントマークを観察・位置計測するためのオフア
クシス顕微鏡６、ウエハステージ５上に載置された基準
ミラー７の位置を計測するためのレーザ干渉計８やそれ
を支持する支柱９、さらにはレーザ干渉計用の光源１０
が直接または間接的に締結されている。

【０００６】また、露光装置本体は不図示の環境チャン
バの中に設置されており、露光装置を取り巻く環境は所
定の温度に保たれている。またウエハステージ５や干渉
計８を取り巻く空間や、投影レンズ３を取り巻く空間に
はさらに個別に温度制御された空調空気を吹き込んで、
より環境温度を高精度に維持することが必要に応じて実
施されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、投影露
光装置を例にとると、投影光学系や干渉計、オフアクシ
スアライメント顕微鏡等を支持する投影露光装置本体の
構造体やその周囲にはレーザ干渉測長器用のレーザ光源
や種々の電気基板、さらには駆動用アクチュエータなど
の発熱源が存在し、投影光学系はその影響を受けやす
く、環境チャンバの空調温度の制御では、重ね合わせ精
度や投影光学系に要求される温度精度を維持することは
困難な状況になってきている。周囲熱源によって暖めら
れた空気からの熱伝達による影響だけではなく、例えば
投影露光装置本体の構造体がこれら熱源の影響により
０．１℃〜０．２℃程度環境チャンバの設定温度より高
くなってしまい、この構造体により直接または間接に支
持される投影光学系は構造体自体からの熱伝導によって
同等の温度差が周囲環境に比べて発生してしまい、所定
の結像性能が得られないという問題があった。さらにこ
の構造体の温度が周囲熱源の稼動状況によって変化し、
微妙な経時熱変形がこの構造体に発生するため、この構
造体より直接または間接に支持される干渉計やオフアク
シス顕微鏡などの位置がずれてしまい、重ね合わせ精度
に誤差を発生させる原因となっていた。さらにはオフア
クシス顕微鏡自身の経時熱変形が重ね合わせ精度に誤差
を発生させる原因となる場合があった。

【０００８】また、投影光学系は、投影露光装置本体に
組み込む前に、投影光学系単体を１つのユニットとして
組み立て、調整する工程を経て成る。この投影光学系単
体を調整する工程では、生産設備としての工具的な露光
装置や透過波面測定装置に投影光学系を搭載して、実際
の結像性能を確認しつつ、それに基づいて所定の結像性
能が得られるよう、調整方法を選択し調整量を算出す
る。しかしながら、種々の調整工程を経て、この工具的
な露光装置や透過波面測定装置に搭載された状態で、所
定の結像性能が得られた投影露光系を、投影露光装置本
体の構造体に搭載したところ、単体での結像性能が再現
せず所定の性能が得られないという問題があった。この
現象を調査したところ、工具的な露光装置や透過波面測
定装置に搭載された状態での投影光学系の温度と、投影
露光装置本体に搭載された状態での温度とが、平均値や
分布で異なることが主原因であることが判明した。

【０００９】ここで投影光学系を所定の温度に制御する
方法としては、特開平０９−０８２６２１号公報に記載
の発明にあるように、投影光学系鏡筒側壁内に流路を形
成し、温度制御された液体を流すことが考えられる。し
かし、この鏡筒側壁内に流路を形成することは、部品の
コストが非常に高くなる欠点があった。さらに投影光学
系ユニットの調整工程では、投影光学系内に収容された
複数のレンズ群を時には回転させたり、時にはレンズ間
隔を変更するなどの投影光学系を分解する作業が伴う。
投影光学系鏡筒の側壁に液体流路が形成されている場
合、これら分解作業を伴う調整工程を行う毎に、この流
路に残存する液体を取り除き、流路自体を分解する余計
な作業を伴い、投影光学系の生産性が悪化するという欠
点があった。

【００１０】またこの液体による温度制御を応用し、重
ね合わせ精度に影響を与える熱源となりうる干渉計レー
ザヘッドや電気基盤、駆動用アクチュエータなどの各種
部材やその熱的影響によって熱変形を生じる構造体やオ
フアクシスアライメント顕微鏡や、干渉計の何れか一方
または両方に対して、これらの側壁に流路を形成し、温
度制御された液体をこの流路に流すことで温度変動を抑
えることは容易に考えられるが、実際にこれら側壁内部
に流路を形成することは部品のコストが非常に高くな
り、また内部の修理やメンテナンスを行う際に、一々こ
の流路に残存する液体を取り除き、流路自体を分解する
余計な作業を伴い、投影露光装置の生産性が悪化すると
いう欠点があった。

【００１１】本発明は、半導体製造装置を構成する光学
系ユニット等の表面を高精度に温度制御し、かつメンテ
ナンス等の際に、容易に着脱可能な液体を媒体とする温
調ジャケットを有する物体温度調節用熱交換装置等を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明に係る物体温度調節用熱交換装置では、温度
制御された液体を流す流路と、該温度制御された液体と
被温度制御対象物との間で熱を伝達する熱伝導部材とを
備え、かつ該液体を流す流路及び熱伝導部材の少なくと
もいずれか一方の少なくとも一部が柔軟性を持つ温調ジ
ャケットを有し、該温調ジャケットが前記被温度制御対
象物に着脱可能に装着され、前記液体を流す流路に温度
制御された液体を供給するための液体供給機構を備える
ことを特徴とする。

【００１３】前記被温度制御対象物から取り外した前記
温調ジャケットは略平面状に展開できることが望まし
く、前記温調ジャケットを前記被温度制御対象物表面に
接して螺旋状に配設することとしてもよく、前記温調ジ
ャケットの前記被温度制御対象物表面に対向する面に熱
伝導促進部材を配設してもよく、前記熱伝導促進部材は
グラファイトでなることが好ましい。

【００１４】また、本発明は、前記被温度制御対象物表
面に対向する前記温調ジャケットの面に磁性部材を配設
してもよく、前記磁性部材がラバーマグネットであるこ
とが望ましく、前記被温度制御対象物表面に対向する前
記温調ジャケットの面と反対側の面に断熱材を配設する
ことが好ましい。

【００１５】また、本発明は、前記温調ジャケットに備
えられた前記液体を流す流路の少なくとも一部が可撓性
管であることが望ましく、前記温調ジャケットに備えら
れた熱伝導部材が充填剤と該充填剤を封入する袋状シー
トでなることが好ましく、前記袋状シートは、樹脂、金
属薄膜及び樹脂と金属薄膜を畳重してなるもののいずれ
であってもよく、前記袋状シート内部の気密空間を区切
り、かつ区切った内部空間は互いに連通させ、この空間
内部に充填材を封入することとしてもよく、前記袋状シ
ート内部を複数の気密空間に分割し、分割したそれぞれ
の空間に充填剤を封入することとしてもよい。

【００１６】また、前記袋状シートに少なくとも１本以
上の前記液体を流す流路としてのチューブが内装され、
該チューブの出入り口は前記袋状シートの外部に、該袋
状シート内部の気密を保持したまま貫通させ、該袋状シ
ートと内装された前記チューブの間に充填剤が封入され
ることが望ましく、前記袋状シートに前記液体を流す流
路としてのチューブが蛇行して内装されることが望まし
く、前記袋状シートの外表面の少なくとも一面に、少な
くとも１本以上のチューブを接するように配設してもよ
く、前記袋状シートに前記液体を流す流路としてのチュ
ーブが蛇行して外装されてもよく、充填剤が封入された
第１の袋状シートと、充填剤が封入されたほぼ同形状の
第２の袋状シートを設け、少なくとも１本以上のチュー
ブを、この２枚の袋状シートそれぞれの外表面に接する
ように配設し、かつ２枚の袋状シートを互いに貼り合わ
せたことを特徴としてもよく、前記２枚の袋状シートの
間に前記液体を流す流路としてのチューブが蛇行して配
設されたことを特徴としてもよく、少なくとも２本以上
のチューブを平行して前記袋状シートに内装または外装
させ、隣り合うそれぞれのチューブ内をそれぞれ逆方向
に液体を流すことが好ましい。

【００１７】また、前記温調ジャケットに備えられた熱
伝導部材は、少なくとも１本以上の前記液体を流す流路
が形成され、かつ温度制御対象物表面の曲率とほぼ同等
の曲率面を少なくともその一面に持つ複数のブロックで
あることが望ましく、前記複数のブロックのそれぞれ
を、少なくとも１本以上の前記液体を流す流路としての
チューブで連結してもよく、前記複数のブロックを少な
くとも１枚以上の連結シートで連結してもよい。前記熱
伝導部材は、少なくとも１本以上の前記液体を流す流路
がその外壁に接して形成され、かつ温度制御対象物表面
の曲率とほぼ同等の曲率面を持つ複数の板状体であるこ
とが好ましい。また、本発明は、前記板状体がループ型
細管ヒートパイプ及びグラファイトのいずれかでなるこ
ととしてもよく、複数の前記板状体のそれぞれを、少な
くとも１本以上の前記液体を流す流路としてのチューブ
で連結することが可能であり、前記複数の板状体を少な
くとも１枚以上の連結シートで連結してもよく、被温度
制御対象物が投影レンズであることとすることができ、
前記液体の温度及び前記温度制御対象物の少なくともい
ずれかの温度を制御する温度制御手段を備えることが好
ましい。

【００１８】また、本発明に係る物体温度調節用熱交換
装置は、半導体製造装置、検査装置及び測定装置のいず
れの光学系を具備する装置にも使用することができ、本
発明に係る物体温度調節用熱交換装置を利用して投影レ
ンズを製造することもでき、本発明は、当該物体温度調
節用熱交換装置を利用して製造された投影レンズを具備
する露光装置も含む。

【００１９】また、本発明は、前記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半導体デバイス
製造方法にも適用可能であり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半導体
デバイス製造方法にも適用することができ、前記露光装
置のベンダもしくはユーザ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データ通信に
よっ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半
導体デバイス製造方法にも適用できる。

【００２０】また、本発明は、前記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
導体製造工場に適用でき、当該半導体製造工場に設置さ
れた前記露光装置の保守方法であって、前記露光装置の
ベンダもしくはユーザが、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
る工程とを有する露光装置の保守方法にも適用でき、該
露光装置において、ディスプレイと、ネットワークイン
タフェースと、ネットワーク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
可能にすることが望ましい。

【００２１】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もしくはユーザが提供する保守
データベースにアクセスするためのユーザインタフェー
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
することが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態及び作用】前記温調ジャケットは、
被温度制御対象物に装着した状態では、その被温度制御
対象物を構成する側壁を取り巻く形となる。例えば、こ
の被温度制御対象物が投影光学系の場合には、その鏡筒
側壁を取り巻くように略円筒形または略円錐形、さらに
は両者の組み合わせのいずれかの形となり、取り外す場
合は細長い帯状か、鏡筒部が中空となった略円筒形また
は略円錐形を平面展開または複数の円弧形状を開いた形
となることを特徴とする。また、例えばこの被温度制御
対象物が投影露光装置本体の構造体やオフアクシスアラ
イメント顕微鏡等の場合には、平面形状であったり箱状
体を包む形となる。箱状体を包む形の場合は、平面形状
の温調ジャケットを複数使用するか、少なくともこの箱
状体の２面以上を平面展開した形状を特徴とする。

【００２３】また、このとき展開によって分断された線
の両者に跨がった流路は形成されていない。また、この
分断された線を境に両者を結合する部材が備えられてお
り、被温度制御対象物への着脱が容易に行える構造とな
っている。

【００２４】さらに必要に応じてこの温調ジャケット内
部には温度センサが設けられる場合があり、温度センサ
によって検知された温度に基づいて液体供給機構により
供給する液体の温度を温度制御手段によって制御する。

【００２５】温度制御された液体には、給排熱によって
生ずる温度差を小さくするため、比較的熱容量の大きい
ものであって、かつ流し易く配管抵抗が小さいものが良
い。電気系近傍を流路が通る場合には、漏液時の事故を
最小限に抑えるために絶縁性のある液体であることが望
ましい。具体的には水、純水、プロピレングリコール水
溶液や弗化液が考えられる。また、漏液時の故障や危険
性を最小限に抑えるために、漏液検知用センサをこの温
調ジャケットの表面や温度制御された液体を流す流路の
外表面に設けると尚良い。この温調ジャケットには種々
の構成が考えられる。

【００２６】樹脂シートまたは金属薄膜と樹脂シートを
複合してなる柔軟性気密シートを矩形や扇形状を持つ袋
状に形成し、この中に熱伝導材料を充填する。熱伝導材
料としては純水、弗化液体、プロピレングリコール水溶
液、シリコーン油などの液体や、保冷材等に使用されて
いる水や油と高分子材料を混合してなる高分子ゲル、さ
らには水銀に代表される液体金属など比較的熱伝導率が
高く熱容量の大きい物質で、さらに入れた容器の形に倣
い易いものが良い。充填した熱伝導材料はこの柔軟性気
密シートによって密閉された形となり、またなるべく空
気が入らないようにすることが好ましい。この熱伝導材
料に接するように温度制御された液体を流す流路を前記
柔軟性気密シート内に形成する。この流路には簡単に曲
げられる樹脂チューブや金属チューブを使用し、左右ま
たは上下に往復・蛇行しながら柔軟性気密シート全体に
均一に配置されている。少なくとも１本の連続するチュ
ーブを往復・蛇行させながら柔軟性気密シートに配置さ
せれば良く、この場合は１つずつの温度制御された液体
の出口及び入口が、この蛇行する流路の両端に連通して
柔軟性気密シートの外に設けられている。

【００２７】また、この流路が長い場合は、投影光学系
の温度制御上、液体の出入り口での温度差が無視できな
いことが有り得る。この場合は２本の連続するチューブ
を隣り合わせたうえで往復・蛇行させながら柔軟性気密
シートに配置させ、温度制御された液体の出入り口を２
つずつ袋状シートの外に設ける。例えは、袋状シートの
上方と下方に２つずつの出入り口を設けた場合、それに
連通する気密シート内部のチューブの一方は下方を入口
に上方を出口として温度制御された液体を概略上方に流
し、他方のチューブは上方を入口に下方を出口として温
度制御された液体を概略下方に流す。即ち、隣り合った
２本のチューブ内での液体の流れる方向を互いに逆にす
ることにより、出入り口の温度差を打ち消し合う効果が
期待できる。また、これとは別に、柔軟性気密シート内
部に引回すチューブを出入り口の温度差が無視できる程
度の長さに予め設定し、複数本のチューブとその数に対
応した出入り口で構成しても良い。

【００２８】また、被温度制御対象物が投影光学系鏡筒
などの円筒や円錐形状である場合には、柔軟性袋状シー
トの形状を、内部に通す温度制御された液体の流路であ
る柔軟性チューブよりは、幅の広い帯状に形成した温調
ジャケットとし、投影光学系鏡筒の外壁に沿って螺旋状
にこの帯状温調ジャケットを巻き付けることも考えられ
る。

【００２９】また他に、円筒あるいは円錐形状をもつ投
影光学系鏡筒の外壁の曲率とほぼ同じ曲率を少なくとも
一面に設けたブロックを複数個有し、このブロック内部
には少なくとも一本の温度制御された液体を流す流路を
形成する。このブロック端面の流路の出入り口には柔軟
性チューブが接続されており、この柔軟性チューブによ
って複数個のブロックを互いに連結させている。この柔
軟性チューブによって互いに連結された複数個のブロッ
クを平面に広げた状態での形は、細長い帯状や、縦横に
並べた矩形状や扇形状となる。これを投影光学系鏡筒外
壁に螺旋状あるいは環状に巻き付け、固定部材で固定す
る。このブロックの一面に設けられた曲率を平面にする
ことで、構造体やオフアクシス顕微鏡用とすることもで
きる。さらに柔軟性チューブとブロック内の流路で構成
される温度制御された液体の流路や全体としての出入り
口の数は、被温度制御対象物とのブロックの接触面積や
温度分布などの必要とする温度制御精度に合せて複数本
構成すれば良い。

【００３０】また、このブロックは熱伝導率や熱容量の
比較的大きい金属であることが望ましく、アルミニウム
や銅あるいはそれを主材とした合金であれば尚良い。

【００３１】また他に、前記ブロックを被温度制御対象
物の外壁の曲率とほぼ同じ曲率をもつ板状体に置き換
え、この板状体の外側に流路となる配管を接触するよう
に設け、この配管の両端を柔軟性チューブによって連結
した複数個の板状体によって前記細長い帯状や、縦横に
並べた矩形状や扇形状に仕立てても良い。板状体はアル
ミニウムや銅あるいはそれを主材とした合金等熱伝導率
の比較的大きい金属であることが望ましい。もちろんこ
の曲率が平面である場合もある。

【００３２】また、これら種々の温調ジャケットの被温
度制御対象物側壁に接触する面に、厚み方向に比べて平
面方向の熱伝導率が大きい熱伝導促進部材を構成するこ
とにより、温度制御性、とくに装着時の被温度制御対象
物側壁の温度均一性を向上させることができる。

【００３３】熱伝導促進部材としてはグラファイトシー
トや板状のループ型細管ヒートパイプがある。なお、グ
ラファイトシート自身は表面から発塵する可能性がある
ため、これを避ける場合は最外面を別の樹脂または金属
薄膜で覆えば良い。

【００３４】また、ここでは被温度制御対象物を投影光
学系や構造体、オフアクシスアライメント顕微鏡とした
が、投影露光装置本体構造体やその周辺に点在する干渉
計レーザヘッドや種々の電気基板などの重ね合わせ精度
や結像性能に悪影響を及ぼす熱源の温度制御手段や冷却
手段として用いても良い。前記温調ジャケットの被温度
制御対象物表面に対向する面にラバーマグネットなどの
磁性部材を配設することも可能である。

【００３５】本発明によれば、温度制御手段によって温
度制御された液体が液体供給機構によって温調ジャケッ
ト内部に形成された液体流路に導かれる。液体流路外周
を取り巻く熱伝導部材を介して、液体供給機構によって
導かれた液体と被温度制御対象物の間で熱交換が行わ
れ、この被温度制御対象物の温度が予め設定された所定
の温度に一定に保たれる。

【００３６】この温度制御された液体を利用して被温度
制御対象物の温度制御を行う温度制御手段において、こ
の液体と被温度制御対象物間の熱交換を行う手段とし
て、温度制御された液体を流す流路と、温度制御された
液体と被温度制御対象物との間で熱を伝達する熱伝導部
材を備え、かつこの流路と熱伝導部材のいずれか一方ま
たは両方の一部または全部が一定の柔軟性を持った着脱
簡単な温調ジャケットを用いることにより、円筒や円錐
形状を持つ投影光学系はもとより、複雑な凹凸表面や微
妙な曲率形状を持つ被温度制御対象物に対して、熱伝導
部材をその側壁に十分密着させることができ、従って接
触熱抵抗を小さくでき、高効率な温度制御が可能とな
る。またさらにこの温調ジャケットは平面展開が可能で
あることから、装置本体に搭載されているか否かに拘わ
らず、被温度制御対象物からの着脱が容易に行え、被温
度制御対象物のメンテナンスや修理を比較的簡単に行う
ことが可能となる。

【００３７】

【実施例】図１は本発明に係る物体温度調節用熱交換装
置を露光装置の投影レンズに適用した場合の、第１の実
施例を示す斜視図である。この熱交換装置は、投影レン
ズ３の鏡筒外壁を温調ジャケット１３で取り囲んでい
る。この温調ジャケット１３は所定の温度に調節された
液体ｆを流すための柔軟性のある流路としてのチューブ
ｐと、該チューブｐ内を流れる液体ｆと投影レンズ３の
鏡筒外壁との間で熱を伝達し熱交換を行うための熱伝導
部材としての中間媒質である充填剤ｊと、この充填剤ｊ
を封じ込めかつ充填剤ｊを投影レンズ３の鏡筒外壁の形
状に概略倣わせるための柔軟性のある樹脂シートｓとで
少なくとも構成されている。投影レンズ３から取り外し
たとき、この温調ジャケット１３は，図２（ａ）で表さ
れるとおり概略平板状に展開できる。図２（ａ）及びそ
の断面図である図２（ｂ）を用いてこの温調ジャケット
１３の詳細について以下に説明する。

【００３８】袋状シートとしての樹脂シートｓには充填
剤ｊが封入されている。充填剤ｊには純水、フッ素系不
活性液体、シリコーン油、液体金属や一般的な保冷剤が
使用される。液体金属、純水やシリコーン油は熱伝導性
に優れ、熱交換効率を高める効果が期待できる。フッ素
系不活性液体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。保冷剤は熱容量が大きいため他の液体以
上の蓄熱効果が期待できる。この充填剤ｊを封入するた
めの樹脂シートｓにはポリエチレンやナイロン等単一ま
たは複数種の樹脂材料を多層構造にしたものや、それに
金属薄膜を追加した高強度高気密性のバリヤシート等が
適当である。

【００３９】また、この樹脂シートｓを袋状に加工する
には熱融着が利用でき、加工後の気密性も充分確保する
ことが可能である。この充填剤ｊが封入された樹脂シー
トｓ内には所定の温度に調節された液体ｆを流すための
柔軟性のあるチューブｐが、この充填剤ｊを縫うように
蛇行して内装されている。図２（ａ）では温調ジャケッ
ト１３の長手方向に平行にチューブｐを引き回している
が、温調ジャケット１３全体の曲げ半径など実装の都合
に合わせて長手方向に直交ないしは斜めにチューブｐを
引き回しても良い。チューブｐには液体を流すための耐
圧が確保できかつ柔軟性のあるポリウレタン樹脂やポリ
エチレン樹脂、フッ素樹脂等の材料が使用される。この
チューブｐの両端は樹脂シートｓを貫通し、その両端が
液体ｆの出入り口となる。もちろんこのチューブｐが樹
脂シートｓを貫通する部分は熱融着やカシメ、接着等を
利用することにより充分な気密性が確保され、充填剤ｊ
が漏れ出ることはない。

【００４０】また、この温調ジャケット１３は使用する
姿勢に制約なく形状が維持できるよう、特に厚みが一定
となるよう必要に応じて樹脂シートｓ内の空間を小さく
分離させている。これは温調ジャケット１３を構成する
表裏両面の樹脂シートｓを諸所で互いに接合させること
で実現させている。また、必要に応じてこの温調ジャケ
ット１３の投影レンズ３の鏡筒外壁に接する側の表面に
は温度センサｄが取り付けられており、温調ジャケット
１３や投影レンズ３の鏡筒外壁の温度を高精度に検知す
ることができる。

【００４１】不図示の液体温度コントローラにより所定
の温度に調節された液体ｆはチューブｐの入口から温調
ジャケット１３内に流れ込む。流れ込んだ液体ｆは充填
剤ｊ及び樹脂シートｓを介して、接する投影レンズ３の
鏡筒外壁と熱交換を行いながら温調ジャケット１３の出
口に到達する。温調ジャケット１３を出た液体ｆは再度
不図示の液体温度コントローラにより所定の温度に調節
され、温調ジャケット１３内に流れ込む。このように液
体温度コントローラと温調ジャケット１３を液体ｆが循
環することにより、投影レンズ３は所定の温度に保たれ
る。また、必要に応じて温調ジャケット１３に取り付け
られた温度センサｄによって計測される温度を所定の温
度となるように液体ｆの温度を液体温度コントローラで
調節することも可能である。

【００４２】また、図３はこの温調ジャケットの第２の
実施例を示す平面図である。第１の実施例に対し温調ジ
ャケット内を引き回すチューブｐを２本とした点が異な
る。チューブｐを２本平行に引き回し、その一方のチュ
ーブをｐ１、他方をｐ２とする。チューブｐ１，ｐ２
は、それぞれに温度制御された液体ｆ１，ｆ２を互いに
逆方向となるように流すことで熱交換によって生じる液
体の出入り口の温度差に起因した温調ジャケット１３の
温度ムラを解消することができる。図３では、２本のチ
ューブｐ１，ｐ２に対して液体の出入り口を２組用意し
ているが、チューブｐ１の出口とチューブｐ２の入口を
接続して液体ｆの出入り口を一組にし、２本のチューブ
を往復するように液体ｆを流しても同様の効果が得られ
る。さらに１本のチューブで同様の引き回しをして出入
り口以外のチューブを完全に樹脂シートｓ内に収納して
も良い。

【００４３】図４（ａ）は本発明の第３の実施例に係る
温調ジャケットを示す平面図、図４（ｂ）はその断面図
である。第１の実施例では温度制御された液体ｆを流す
ためのチューブｐを樹脂シートｓ内に収納したが、第３
の実施例に係る温調ジャケット１３では、樹脂シートｓ
に対しチューブｐを外装させている。袋状の樹脂シート
ｓの表裏面を接合して複数の空間を作り、その複数の空
間に充填剤ｊを充填して封止したうえで、複数の空間に
分離した線上の接合面に沿って温度制御された液体ｆを
流すためのチューブｐを、樹脂シートｓの外側から埋設
させる。温度制御された液体ｆはチューブｐの壁面及び
樹脂シートｓを介して充填剤ｊと熱交換される。さらに
充填剤ｊは樹脂シートｓを介してこの温調ジャケット１
３と接する投影レンズ３の鏡筒外壁と熱交換を行うこと
により、投影レンズ３は所定の温度に保たれる。

【００４４】図４（ａ）では充填剤ｊを封入する空間を
複数の帯状に分割しているが、さらにそれと直交する方
向にも分割して空間の分割数を増やし、より温調ジャケ
ット１３の形状を安定化させることも可能である。また
外装させるチューブｐについても１本ないし複数本のチ
ューブｐで格子状に外装させればさらに熱交換量を向上
させることが期待できる。

【００４５】また、外装させるチューブｐと樹脂シート
ｓを接着することも可能である。接着によりチューブｐ
の脱落を防止できると共に接触熱抵抗を小さくすること
ができ、熱交換効率を高めることができる。またチュー
ブｐの脱落防止だけであれば、樹脂や金属薄膜でできた
フィルムをチューブｐの挿入面の樹脂シートｓに全体に
わたって貼り付けることも可能である。このようにチュ
ーブｐを外装させることにより、樹脂シートｓの袋状の
加工やチューブｐの引き回し作業が簡単になり加工コス
トの低減が見込める。

【００４６】またさらに図４（ｃ）のように、充填剤ｊ
が封入された樹脂シートｓを２枚用意し、この２枚の樹
脂シートｓの間にチューブｐを引き回し、これらを接着
によって互いに密着するように接合することでも、同様
な加工コストの低減が期待できる。

【００４７】これら第１〜第３の実施例に係る温調ジャ
ケットでは外表面が樹脂シートｓで覆われていたが、面
方向の熱伝導率が非常に高いグラファイトを材料に含む
シートを必要に応じてその外表面に貼り付けることで温
調ジャケット１３の温度分布をさらに均一化することが
可能である。また、使用する環境温度によっては、投影
レンズ３の鏡筒外壁と接する温調ジャケット１３の面の
反対側の面に断熱材を貼り付けることにより熱効率を向
上させることが可能である。

【００４８】以上第１〜第３の実施例では、投影レンズ
３を構成する円筒形状の鏡筒外壁の温調を対象に述べて
きた。実際の投影レンズ３の鏡筒は円筒形状だけではな
く、円錐形状部も含まれることがある。第４の実施例と
して円錐形状に対応した温調ジャケットの一例を図５に
示す。温調ジャケット１３の外形を、円錐形状を展開し
た扇形状とすることで装着時に円錐形状に倣い効果的な
温調が可能となる。

【００４９】また、図６は本発明を露光装置の投影レン
ズ３に適用した場合の、第５の実施例を示す斜視図であ
る。帯状に加工した温調ジャケット１３を投影レンズ３
の鏡筒外壁に螺旋状に巻き付ける。この場合、鏡筒は円
筒形状に限らず円錐形状や複雑な凹凸がある場合にも対
応できる。図７及び図８はこの帯状に加工した温調ジャ
ケットの詳細を示す平面図である。基本的な構造は図２
（ａ）や図４（ｂ）に示すものと同じであるが、帯状と
したことで加工がし易くなり、さらに加工コストの低減
が見込める。

【００５０】また、図９は本発明に係る温調ジャケット
を露光装置の投影レンズ３に適用した場合の、第６の実
施例を示す斜視図、図１０（ａ）は温調ジャケットの平
面図、図１０（ｂ）はその断面図、図１０（ｃ）は図１
０（ａ）の背面図である。本実施例は、前記第１〜第５
の実施例に対し、温調ジャケット１３を構成する充填剤
ｊとそれを封入する樹脂シートｓの代わりに、投影レン
ズ３の鏡筒外壁の曲率とほぼ同じ曲率を少なくとも一面
に設けたブロックＢＬを複数個構成し、このブロックＢ
Ｌを主熱伝導部材とした点が異なる。投影レンズ３から
取り外したとき、この温調ジャケット１３は図１０
（ａ）で表されるとおり、温度制御された液体ｆが流れ
るチューブｐを取り外すことなく概略平板状に展開でき
る。図１０（ａ）、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）を用
いてこの温調ジャケット１３の詳細について以下に説明
する。

【００５１】ブロックＢＬの少なくとも一面は、接する
投影レンズ３の鏡筒外壁の曲率とほぼ同じ曲率を持って
いる。ブロックＢＬには液体ｆと投影レンズ３の鏡筒外
壁との間で熱を伝達するために熱伝導率や比熱が高い材
料、例えばアルミニウムや銅またはそれらの合金が好適
である。また、このブロックＢＬには温度制御された液
体ｆを流す流路として穴が複数本開けられている。この
穴は滑らかな円筒状でも良いが、故意に表面粗さを粗く
したり、全長に渡ってネジ等の凹凸を持つ形状に加工す
ることによって、温度制御された液体ｆとの接触面積を
大きくすることができ、さらにこの穴を流れる液体ｆの
状態を乱流とすることで熱交換効率を最大限に向上させ
ることも可能である。

【００５２】さらに、この複数のブロックＢＬに開けた
複数の穴を互いに柔軟性のあるチューブｐで連結してい
る。このブロックＢＬ間のチューブｐでの連結には不図
示の管継ぎ手を用いても良い。また図１０（ａ）〜
（ｃ）では、このチューブｐの連結面を、曲率を持った
面に対して略直交する面に設けているが、例えばこの曲
率面に対向する面を連結面として、隣接するブロックＢ
ＬとＵ字状にチューブｐを連結しても良い。また、ブロ
ックＢＬに開ける複数の穴の径をチューブｐの外径とほ
ぼ同寸法に加工し、このチューブｐを直接このブロック
ＢＬの穴に接触するように圧挿入してもよい。穴に直接
圧挿入することで、継ぎ手が不要となるばかりでなく、
各ブロックＢＬ間の間隔を微調整することが簡単にで
き、組立コストを低減できる利点がある。

【００５３】また、挿入後にチューブｐとブロックＢＬ
を互いに接着することで接触熱抵抗を極力少なくでき、
熱交換効率を上げることができる。また、本実施例では
チューブｐとは別に各ブロックＢＬを連結シートｇで連
結するように密着させており、各ブロックＢＬ間の距離
をこの連結シートｇによって常に一定に保っている。投
影レンズ３の鏡筒にこの温調ジャケット１３を装着する
際、この連結シートｇを投影レンズ３の鏡筒外壁に巻く
ように作業し、不図示のバンドなどで連結シートｇの両
端を解除可能に締結することで、簡単かつ確実に温調ジ
ャケット１３を被温度制御物体に密着させることが可能
となる。

【００５４】また、この連結シートｇを構成することに
より、各ブロックＢＬ間の間隔に対して連結させるチュ
ーブｐの長さを多少長めに設定することができ、それに
よってチューブｐの長さの寸法誤差を或る程度許容する
ことができるため、温調ジャケット１３の組立てが簡単
となり、また被温度制御物体への装着時に余計な力がチ
ューブｐに掛からなくすることができ、チューブｐの破
断や不図示の継ぎ手からのチューブｐの脱落が防止でき
る利点がある。また、この連結シートｇの構成材料の一
つとして磁性体を用いれば、この吸着力によってブロッ
クＢＬと投影レンズ３の鏡筒間の接触圧力を比較的均等
に保つことができ、投影レンズ３の鏡筒全体を比較的均
一な温度分布に制御することも可能である。

【００５５】また、ブロックＢＬと投影レンズ３の鏡筒
外壁の互いに接触する両接触面の表面粗さが粗くなるほ
ど接触熱抵抗が大きくなり、熱交換効率が低下してしま
うが、この連結シートｇに比較的表面硬度の低い材料を
用いることにより、ブロックＢＬと投影レンズ３の鏡筒
外壁間の密着性を向上させることができ、熱交換効率の
向上が期待できる。また、この連結シートｇの構成材料
の一つに平面方向の熱伝導率が高いグラファイトシート
を用いることにより、ブロックＢＬが接触していない連
結シートｇ部分でも投影レンズ３の鏡筒との熱交換が期
待でき、その結果、温調ジャケット１３の熱交換効率を
向上させ、かつ投影レンズ３の鏡筒をより均一な温度分
布に温度制御することが可能となる。

【００５６】次に、図１１（ａ）は本発明に係る温調ジ
ャケットの第７の実施例を示す平面図、１１（ｂ）はそ
の断面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）の背面図であ
る。この第７の実施例は前記第６の実施例で用いた主熱
伝導部材としてのブロックＢＬを板状体ＰＬに置き換え
た点で異なる。即ち投影レンズ３の鏡筒外壁とほぼ同一
の曲率を持つ板状体ＰＬを複数枚備え、このそれぞれの
板状体ＰＬの外壁に温度制御された液体ｆの流路となる
配管を複数個設ける。前記ブロックＢＬと同様にこの板
状体ＰＬの材質はアルミニウムや銅またはそれらの合金
が適当であり、曲げ加工によって比較的簡単に投影レン
ズ３の鏡筒外壁と同等の曲率を得ることができる。また
それらに金属管を溶接することで十分な接触面積を持っ
た温度制御された液体ｆの流路を形成することが可能で
ある。複数の板を連結し、温度制御された液体ｆの流路
となるチューブｐの構成や、さらにそれぞれの板状体Ｐ
Ｌを連結して密着させる連結シートｇ等の他の構成につ
いては前記第６の実施例と同様にすることが可能であ
る。

【００５７】また、この主熱伝導部材としての板状体Ｐ
Ｌは、気液二層の自己励振による熱輸送を利用した板状
のループ型細管ヒートパイプ、またはグラファイトシー
トであってもよく、ループ型細管ヒートパイプを適用す
れば、板状体ＰＬの温度分布をさらに均一にすることが
可能となり、従って温度制御された液体ｆと投影レンズ
３の鏡筒間の熱交換効率をさらに高めると共に、投影レ
ンズ３の鏡筒の温度分布をより均一に保つことが可能と
なる。ちなみに板状体ＰＬのループ型細管ヒートパイプ
は板状体ＰＬの面内の一方向の熱輸送能力が高く、比較
的取り付け姿勢によらず能力を発揮することが特徴とな
っている。従って、この熱輸送方向を板状体ＰＬの長手
方向に取り、短辺方向に温調された液体ｆの流路となる
配管を設ければ、よりこのループ型細管ヒートパイプの
能力を十分に発揮させることが可能となる。

【００５８】また、実際の投影レンズ３の鏡筒は、全長
にわたり均一な外径を持つ円筒形状やそれと円錐形状を
組み合わせた形状である場合だけではなく、種々の外径
を持つ円筒形状を重ね合わせた、凹凸のある形状となる
場合もある。このような場合には、図１２に示すように
投影レンズ３の鏡筒外壁の曲率とほぼ同じ曲率を少なく
とも一面に設けたブロックＢＬを一列に複数個構成した
帯状の温調ジャケット１３を複数個用い、個々の温調ジ
ャケット１３の長さや複数個のブロックＢＬ間の間隔、
さらにブロックＢＬに設けられた曲面の曲率はそれぞれ
対応する投影レンズ３の鏡筒外径に合わせた寸法とする
ことで対応できる。この場合、個々の温調ジャケット１
３を直列にチューブｐで連結させ、温度制御された液体
ｆの出入り口は、全体で一つだけ設けてもよいし、ま
た、個々の温調ジャケット１３それぞれに設けてもよ
い。また、この複数の帯状の温調ジャケット１３を用い
る方法は、ブロックＢＬのみならず主熱伝導部材として
前記の充填剤ｊとそれを封入する樹脂シートｓを用いた
場合や、板状体ＰＬを用いた温調ジャケット１３でも適
用できることは当然である。

【００５９】ここまで温調ジャケット１３を装着する対
象を露光装置の投影レンズ３に絞って述べてきたが、投
影レンズに限らず、測長用干渉系を支持する支柱の温調
や干渉計用のレーザ光源の冷却、オフアクシス顕微鏡等
種々の光学系の温調にも利用して好適である。図１３は
温調対象物が干渉計用レーザ光源等のように概略直方体
の場合に適用される温調ジャケット１３の一実施例を示
す平面図である。この温調ジャケット１３は、凸字形の
シートｓに蛇行させてチューブｐを配置し、レーザ光源
底面及び射出口以外の４面を展開した形になっている。

【００６０】（露光装置の実施例）次に前述した実施例
の熱交換装置を装着した投影レンズを搭載した走査型露
光装置の実施例を、図１９を用いて説明する。鏡筒定盤
９６は床または基盤９１からダンパ９８を介して支持さ
れている。また鏡筒定盤９６は、レチクルステージ定盤
９４を支持すると共に、レチクルステージ９５とウエハ
ステージ９３の間に位置する投影光学系９７を支持して
いる。

【００６１】ウエハステージ９３は、床または基盤９１
から支持されたステージ定盤９２上に支持され、ウエハ
を載置して位置決めを行う。また、レチクルステージ９
５は、鏡筒定盤９６に支持されたレチクルステージ定盤
９４上に支持され、回路パターンが形成されたレチクル
を搭載して移動可能である。レチクルステージ９５上に
搭載されたレチクルをウエハステージ９３上のウエハに
露光する露光光は、照明光学系９９から発生される。

【００６２】なお、ウエハステージ９３は、レチクルス
テージ９５と同期して走査される。レチクルステージ９
５とウエハステージ９３の走査中、両者の位置はそれぞ
れ干渉計によって継続的に検出され、レチクルステージ
９５とウエハステージ９３の駆動部にそれぞれフィード
バックされる。これによって、両者の走査開始位置を正
確に同期させるとともに、定速走査領域の走査速度を高
精度で制御することができる。投影光学系９７に対して
両者が走査している間に、ウエハ上にはレチクルパター
ンが露光され、回路パターンが転写される。

【００６３】本実施例では、前述の実施例の熱交換装置
を装着した投影レンズを用いているため、投影光学系等
の表面を高精度に温度制御することが可能となり、高速
・高精度な露光が可能となる。

【００６４】（半導体生産システムの実施例）次に、本
発明に係る熱交換装置を備えた露光装置を用いた半導体
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。

【００６５】図１４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、１０１は半導体デバ
イスの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の
事業所である。製造装置の実例としては、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１０１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１
０８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結
んでイントラネット等を構築するローカルエリアネット
ワーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム
１０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークで
あるインターネット１０５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。

【００６６】一方、１０２〜１０４は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカに属する工場
であっても良いし、同一のメーカに属する工場（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１０２〜１０４内には、夫々、複数の製造装
置１０６と、それらを結んでイントラネット等を構築す
るローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１と、各
製造装置１０６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１０７とが設けられている。各工場１
０２〜１０４に設けられたホスト管理システム１０７
は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワーク
であるインターネット１０５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ＬＡＮ１１１からイ
ンターネット１０５を介してベンダ１０１側のホスト管
理システム１０８にアクセスが可能となり、ホスト管理
システム１０８のセキュリティ機能によって限られたユ
ーザだけに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１０５を介して、各製造装置１０６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
保守情報をベンダ側から受け取ることができる。各工場
１０２〜１０４とベンダ１０１との間のデータ通信及び
各工場内のＬＡＮ１１１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（ＴＣ
Ｐ／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代わりに、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が提供するものに限
らずユーザ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。

【００６７】さて、図１５は本実施形態の全体システム
を図１４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
ーザ工場と、該製造装置のベンダ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、２０１は製造装置ユーザ
（半導体デバイス製造メーカ）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２０２、レジスト処理装置２０３、
成膜処理装置２０４が導入されている。なお図１５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ＬＡＮ２０６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２０５で製造ラインの稼動管理
がされている。

【００６８】一方、露光装置メーカ２１０、レジスト処
理装置メーカ２２０、成膜装置メーカ２３０などベンダ
（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給した
機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム２１
１，２２１，２３１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。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム２０５と、各装置のベンダの管理システム２
１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２００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
た機器のベンダからインターネット２００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。

【００６９】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１６に一例を示す様な画面のユーザインタフェース
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４０１、シリアルナンバー４０２、トラブルの件名４
０３、発生日４０４、緊急度４０５、症状４０６、対処
法４０７、経過４０８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インタフェ
ースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能４１０〜
４１２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、保守データベースが提供する保守情報に
は、上記説明した本発明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本発明を実現するための最
新のソフトウェアも提供する。

【００７０】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１７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。

【００７１】図１８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。

【００７２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、温度制御
された液体を利用して被温度制御対象物の温度制御を行
う物体温度調節用熱交換装置において、この液体と被温
度制御対象物間の熱交換を行う手段として、温度制御さ
れた液体を流す流路と、温度制御された液体と被温度制
御対象物との間で熱を伝達する熱伝導部材を備え、かつ
この流路と熱伝導部材の一部または全部が一定の柔軟性
を持った着脱可能な温調ジャケットを用いることによ
り、円筒や円錐形状を持つ投影光学系はもとより、複雑
な凹凸表面や微妙な曲率形状を持つ被温度制御対象物に
対して、熱伝導部材をその側壁に十分密着させることが
可能となり、良好な熱交換性能を得ることが可能とな
り、所定の温度制御性能を満足することが可能となっ
た。これを投影露光装置の投影光学系の温度制御やアラ
イメントシステム及び干渉計測長システムに係る熱源等
の温度制御に適用することにより、高精度の結像性能や
重ね合わせ精度を得ることが可能となった。また、この
温調ジャケットは平面展開が可能であることから、被温
度制御対象物からの着脱が容易に行える利点があり、被
温度制御対象物の修理やメンテナンスに掛かる時間を大
幅に短縮することが可能となった。

【００７３】またさらに製造工程中での投影光学系の精
密な温度管理が可能となり、製造工程中の投影レンズ単
体の温度状態と投影露光装置本体に組み込んだ後の投影
レンズの温度状態をほぼ同一にすることが可能となるた
め、製造工程中に調整して追い込んだ投影レンズ性能を
本体上でも維持することが可能となり、投影レンズ製造
の歩留まりが向上し、さらに安定して高い像性能を持つ
投影露光装置の製造が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る物体温度調節用熱交換装置の温
調ジャケットを露光装置の投影レンズに装着した場合の
第１の実施例を示す斜視図である。

【図２】 （ａ）は本発明の第１の実施例に係る温調ジ
ャケットを示す平面図、（ｂ）はその断面図である。

【図３】 本発明の第２の実施例に係る物体温度調節用
熱交換装置の温調ジャケットを示す平面図である。

【図４】 （ａ）は本発明の第３の実施例に係る物体温
度調節用熱交換装置の温調ジャケットを示す平面図、
（ｂ）はその断面図である。

【図５】 本発明の第４の実施例に係る物体温度調節用
熱交換装置の温調ジャケットを示す平面図である。

【図６】 本発明に係る物体温度調節用熱交換装置の温
調ジャケットを露光装置の投影レンズに装着した場合の
第５の実施例を示す斜視図である。

【図７】 本発明の第５の実施例に係る温調ジャケット
の第１変形例を示す平面図である。

【図８】 本発明の第５の実施例に係る温調ジャケット
の第２変形例を示す平面図である。

【図９】 本発明に係る物体温度調節用熱交換装置の温
調ジャケットを露光装置の投影レンズに装着した場合の
第６の実施例を示す斜視図である。

【図１０】 （ａ）は本発明の第６の実施例に係る温調
ジャケットを示す平面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）
は（ａ）の背面図である。

【図１１】 （ａ）は本発明の第７の実施例に係る物体
温度調節用熱交換装置の温調ジャケットを示す平面図、
（ｂ）はその断面図、（ｃ）は（ａ）の背面図である。

【図１２】 （ａ）は本発明の第８の実施例に係る物体
温度調節用熱交換装置の温調ジャケットを示す平面図、
（ｂ）はその背面図である。

【図１３】 本発明の第９の実施例に係る物体温度調節
用熱交換装置の温調ジャケットを示す平面図である。

【図１４】 本発明に係る物体温度調節用熱交換装置を
使用した露光装置を用いた半導体デバイスの生産システ
ムをある角度から見た概念図である。

【図１５】 本発明に係る物体温度調節用熱交換装置装
置を使用した露光装置を用いた半導体デバイスの生産シ
ステムを別の角度から見た概念図である。

【図１６】 ユーザインタフェースの具体例である。

【図１７】 デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図である。

【図１８】 ウエハプロセスを説明する図である。

【図１９】 本発明に係る熱交換装置を用いた露光装置
の実施例を示す概略図である。

【図２０】 従来の半導体露光装置の概略図である。

【符号の説明】

１：照明光学系、２：レチクル、３：投影レンズ、４：
ウエハ、５：ウエハステージ、６：オフアクシス顕微
鏡、７：基準ミラー、８：レーザ干渉計、９：レーザ干
渉計取り付け支柱、１０：レーザ干渉計用光源、１１：
空調空気吹き出し口、１２：露光装置本体構造体、１
３：温調ジャケット、ｆ，ｆ１，ｆ２，ｆ’，ｆ１’，
ｆ２’：液体（熱媒体）、ｊ：充填剤、ｐ，ｐ１，ｐ
２：チューブ、ｓ：樹脂シート、ＢＬ：ブロック、Ｐ
Ｌ：板状体、９１：基盤、９２：ステージ定盤、９３：
ウエハステージ、９４：レチクルステージ定盤、９５：
レチクルステージ、９６：鏡筒定盤、９７：投影光学
系、９８：ダンパ、９９：照明光学系、１０１：ベンダ
の事業所、１０２，１０３，１０４：製造工場、１０
５：インターネット、１０６：製造装置、１０７：工場
のホスト管理システム、１０８：ベンダ側のホスト管理
システム、１０９：ベンダ側のローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）、１１０：操作端末コンピュータ、１１
１：工場のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、２
００：外部ネットワーク、２０１：製造装置ユーザの製
造工場、２０２：露光装置、２０３：レジスト処理装
置、２０４：成膜処理装置、２０５：工場のホスト管理
システム、２０６：工場のローカルエリアネットワーク
（ＬＡＮ）、２１０：露光装置メーカ、２１１：露光装
置メーカの事業所のホスト管理システム、２２０：レジ
スト処理装置メーカ、２２１：レジスト処理装置メーカ
の事業所のホスト管理システム、２３０：成膜装置メー
カ、２３１：成膜装置メーカの事業所のホスト管理シス
テム、４０１：製造装置の機種、４０２：シリアルナン
バー、４０３：トラブルの件名、４０４：発生日、４０
５：緊急度、４０６：症状、４０７：対処法、４０８：
経過、４１０，４１１，４１２：ハイパーリンク機能。

Claims (40)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度制御された液体を流す流路と、該温
   度制御された液体と被温度制御対象物との間で熱を伝達
   する熱伝導部材とを備え、かつ該液体を流す流路及び熱
   伝導部材の少なくともいずれか一方の少なくとも一部が
   柔軟性を持つ温調ジャケットを有し、該温調ジャケット
   が前記被温度制御対象物に着脱可能に装着され、前記液
   体を流す流路に温度制御された液体を供給するための液
   体供給機構を備えることを特徴とする物体温度調節用熱
   交換装置。
2. 【請求項２】 前記被温度制御対象物から取り外した前
   記温調ジャケットが略平面状に展開できることを特徴と
   する請求項１に記載の物体温度調節用熱交換装置。
3. 【請求項３】 前記温調ジャケットを前記被温度制御対
   象物表面に接して螺旋状に配設したことを特徴とする請
   求項２に記載の物体温度調節用熱交換装置。
4. 【請求項４】 前記温調ジャケットの前記被温度制御対
   象物表面に対向する面に熱伝導促進部材を配設したこと
   を特徴とする請求項２または３に記載の物体温度調節用
   熱交換装置。
5. 【請求項５】 前記熱伝導促進部材がグラファイトでな
   ることを特徴とする請求項４に記載の物体温度調節用熱
   交換装置。
6. 【請求項６】 前記被温度制御対象物表面に対向する前
   記温調ジャケットの面に磁性部材を配設したことを特徴
   とする請求項２に記載の物体温度調節用熱交換装置。
7. 【請求項７】 前記磁性部材がラバーマグネットである
   ことを特徴とする請求項６に記載の物体温度調節用熱交
   換装置。
8. 【請求項８】 前記被温度制御対象物表面に対向する前
   記温調ジャケットの面と反対側の面に断熱材を配設した
   ことを特徴とする請求項２に記載の物体温度調節用熱交
   換装置。
9. 【請求項９】 前記温調ジャケットに備えられた前記液
   体を流す流路の少なくとも一部が可撓性管であることを
   特徴とする請求項１または２に記載の物体温度調節用熱
   交換装置。
10. 【請求項１０】 前記温調ジャケットに備えられた熱伝
    導部材が充填剤と該充填剤を封入する袋状シートでなる
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の物体温度調
    節用熱交換装置。
11. 【請求項１１】 前記袋状シートが、樹脂、金属薄膜及
    び樹脂と金属薄膜を畳重してなるもののいずれかである
    ことを特徴とする請求項１０に記載の物体温度調節用熱
    交換装置。
12. 【請求項１２】 前記袋状シート内部の気密空間を区切
    り、かつ区切った内部空間は互いに連通させ、この空間
    内部に充填材を封入したことを特徴とする請求項１０ま
    たは１１に記載の物体温度調節用熱交換装置。
13. 【請求項１３】 前記袋状シート内部を複数の気密空間
    に分割し、分割したそれぞれの空間に充填剤を封入した
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の物体温
    度調節用熱交換装置。
14. 【請求項１４】 前記袋状シートに少なくとも１本以上
    の前記液体を流す流路としてのチューブが内装され、該
    チューブの出入り口は前記袋状シートの外部に、該袋状
    シート内部の気密を保持したまま貫通させ、該袋状シー
    トと内装された前記チューブの間に充填剤が封入された
    ことを特徴とする請求項１０、１２または１３のいずれ
    かに記載の物体温度調節用熱交換装置。
15. 【請求項１５】 前記袋状シートに前記液体を流す流路
    としてのチューブが蛇行して内装されたことを特徴とす
    る請求項１４に記載の物体温度調節用熱交換装置。
16. 【請求項１６】 前記袋状シートの外表面の少なくとも
    一面に、少なくとも１本以上のチューブを接するように
    配設したことを特徴とする請求項１０、１２または１３
    のいずれかに記載の物体温度調節用熱交換装置。
17. 【請求項１７】 前記袋状シートに前記液体を流す流路
    としてのチューブが蛇行して外装されたことを特徴とす
    る請求項１６に記載の物体温度調節用熱交換装置。
18. 【請求項１８】 充填剤が封入された第１の袋状シート
    と、充填剤が封入されたほぼ同形状の第２の袋状シート
    を設け、少なくとも１本以上のチューブを、この２枚の
    袋状シートそれぞれの外表面に接するように配設し、か
    つ２枚の袋状シートを互いに貼り合わせたことを特徴と
    する請求項１０〜１７のいずれかに記載の物体温度調節
    用熱交換装置。
19. 【請求項１９】 前記２枚の袋状シートの間に前記液体
    を流す流路としてのチューブが蛇行して配設されたこと
    を特徴とする請求項１８に記載の物体温度調節用熱交換
    装置。
20. 【請求項２０】 少なくとも２本以上のチューブを平行
    して前記袋状シートに内装または外装させ、隣り合うそ
    れぞれのチューブ内をそれぞれ逆方向に液体を流すこと
    を特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載の物体
    温度調節用熱交換装置。
21. 【請求項２１】 前記温調ジャケットに備えられた熱伝
    導部材は、少なくとも１本以上の前記液体を流す流路が
    形成され、かつ温度制御対象物表面の曲率とほぼ同等の
    曲率面を少なくともその一面に持つ複数のブロックであ
    ることを特徴とする請求項１または２に記載の物体温度
    調節用熱交換装置。
22. 【請求項２２】 前記複数のブロックのそれぞれを、少
    なくとも１本以上の前記液体を流す流路としてのチュー
    ブで連結したことを特徴とする請求項２１に記載の物体
    温度調節用熱交換装置。
23. 【請求項２３】 前記複数のブロックを少なくとも１枚
    以上の連結シートで連結したことを特徴とする請求項２
    ２に記載の物体温度調節用熱交換装置。
24. 【請求項２４】 前記連結シートが熱伝導促進部材及び
    磁性材料の少なくともいずれかでなることを特徴とする
    請求項２３に記載の物体温度調節用熱交換装置。
25. 【請求項２５】 前記熱伝導部材は、少なくとも１本以
    上の前記液体を流す流路がその外壁に接して形成され、
    かつ温度制御対象物表面の曲率とほぼ同等の曲率面を持
    つ複数の板状体であることを特徴とする請求項１または
    ２に記載の物体温度調節用熱交換装置。
26. 【請求項２６】 前記板状体がループ型細管ヒートパイ
    プ及びグラファイトのいずれかでなることを特徴とする
    請求項２５に記載の物体温度調節用熱交換装置。
27. 【請求項２７】 複数の前記板状体のそれぞれを、少な
    くとも１本以上の前記液体を流す流路としてのチューブ
    で連結したことを特徴とする請求項２５に記載の物体温
    度調節用熱交換装置。
28. 【請求項２８】 前記複数の板状体を少なくとも１枚以
    上の連結シートで連結したことを特徴とする請求項２７
    に記載の物体温度調節用熱交換装置。
29. 【請求項２９】 被温度制御対象物が投影レンズである
    ことを特徴とする請求項１に記載の物体温度調節用熱交
    換装置。
30. 【請求項３０】 前記液体の温度及び前記温度制御対象
    物の少なくともいずれかの温度を制御する温度制御手段
    を備えることを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに
    記載の物体温度調節用熱交換装置。
31. 【請求項３１】 請求項１〜３０のいずれかに記載の物
    体温度調節用熱交換装置を使用した半導体製造装置、検
    査装置及び測定装置のうちのいずれかの光学系を具備す
    る装置。
32. 【請求項３２】 請求項１〜３０のいずれかに記載の物
    体温度調節用熱交換装置を利用して製造されたことを特
    徴とする投影レンズ。
33. 【請求項３３】 請求項１〜３０のいずれかに記載の物
    体温度調節用熱交換装置を利用して製造された投影レン
    ズを具備することを特徴とする露光装置。
34. 【請求項３４】 請求項３３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。
35. 【請求項３５】 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を特徴とする
    請求項３４に記載の半導体デバイス製造方法。
36. 【請求項３６】 前記露光装置のベンダもしくはユーザ
    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
    てアクセスしてデータ通信によっ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を特徴とする請求項３５
    に記載の半導体デバイス製造方法。
37. 【請求項３７】 請求項３３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
    ことを特徴とする半導体製造工場。
38. 【請求項３８】 半導体製造工場に設置された請求項３
    ３に記載の露光装置の保守方法であって、前記露光装置
    のベンダもしくはユーザが、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。
39. 【請求項３９】 請求項３３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フェースと、
    ネットワーク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こと
    を特徴とする露光装置。
40. 【請求項４０】 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もしくはユーザが提供する
    保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
    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
    能にすることを特徴とする請求項３９に記載の露光装
    置。