JP2003068626A - 露光装置内ユニットの輻射冷却方法及び輻射冷却装置 - Google Patents

露光装置内ユニットの輻射冷却方法及び輻射冷却装置

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JP2003068626A
JP2003068626A JP2001259536A JP2001259536A JP2003068626A JP 2003068626 A JP2003068626 A JP 2003068626A JP 2001259536 A JP2001259536 A JP 2001259536A JP 2001259536 A JP2001259536 A JP 2001259536A JP 2003068626 A JP2003068626 A JP 2003068626A
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cooling
peltier element
manufacturing
radiation
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Shinichi Hara
真一 原
Akira Miyake
明 三宅
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    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
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    • G03F7/70866Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G03F7/70875Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光装置内ユニットを輻射により非接触で冷
却し、震動の伝達を小さく抑え、他の部材を不必要に冷
やさずにユニットの温度調節を行う。 【解決手段】 露光装置内のユニットとして基板用ステ
ージである微動ステージ1を冷却対象とし、輻射で冷却
する時に、微動ステージ1に対して非接触のペルチェ素
子4を冷却板として用い、このペルチェ素子4の裏面
を、配管8にて冷却水9が供給され基準温度に保たれる
冷却ブロック7によって一定温度に冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却方法及び冷却
装置、特に半導体露光装置において、輻射を用いて非接
触にて冷却する輻射冷却方法及び輻射冷却装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図13に示すようにマスクMに対してウ
エハWの位置決めは、以下のように行う。マスクMの位
置は、マスクステージ10に取り付けられたミラー30
の位置をレーザ干渉計35で計測し、ウエハWの位置
は、微動ステージ1に取り付けられたミラー2の位置を
レーザ干渉計36で計測しこの位置関係が一定となるよ
うに微動ステージ1を駆動して制御している。ウエハW
は、微動ステージ1上のウエハチャック3に吸着され
る。ウエハチャック3としては、2つの電極3aを有す
る双曲型の静電チャックが用いられている。
【0003】図14に示すように露光装置に用いられる
リニアモータ40を用いたステージに関して概要を説明
する。リニアモータ40は、電機子ユニットと磁極ユニ
ットからなる。磁極ユニットは、Y軸に対して磁極が交
互に異なるように所定間隔で配置された磁石43,44
からなる。電機子ユニットは、電流を流すコイル45,
46からなる。以上のコイル45を流れる電流と磁石4
3の磁束との相互作用によって生じるローレンツ力によ
って、電機子ユニットが固定子、磁極ユニットが可動子
として機能し、粗動ステージ47をY軸方向へ移動させ
る。不図示のX軸のリニアモータの作動によって、粗動
ステージ47はX軸方向へ移動する。粗動ステージ47
上に配置された微動ステージ1は、Z方向に剛性の弱い
バネ48で支持されZ軸方向へ可動とするリニアモータ
によって粗動ステージ47に対するZ方向への微小な位
置決めがなされる。微動ステージ1は、同様に不図示の
X,Yの微動リニアモータによって、粗動ステージ47
に対するX及びY方向への微小な位置決めがなされる。
【0004】さて、ステージの振動が大きいと、転写パ
ターンの線幅精度の低下につながり、半導体素子の高集
積化、微細化の傾向に伴い、求められる線幅精度に対
し、ステージ振動を低減しないとその仕様を満足できな
いという問題点がある。
【0005】一方で、ウエハWにはマスクMを通してマ
スクMの吸収体の無い部分からは露光光が入射する。こ
の露光光をウエハWが吸収することで発生する熱は、接
触の熱伝導によってウエハチャック3にも伝わって、ウ
エハWやウエハチャック3の温度上昇の原因となる。こ
の温度上昇によって、ウエハWやウエハチャック3が熱
膨張する。例えば、ウエハチャック3の温度が0.1℃
上昇し、ウエハチャック3の材質がSiCである場合、
300mmのチャック全体で90nmも位置がずれてし
まうことになり、高精度な位置決めを行う上で、特開平
10−92738号公報に提案があるように、ウエハW
やウエハチャック3の冷却が必要とされている。
【0006】また、温度の制御性を高めるために、ペル
チェ素子を用いたウエハチャックの温調も考えられてい
る。図15のように温度センサ6からの信号を基に温度
を一定にするように、微動ステージ1に表面を接触させ
たペルチェ素子4の表裏面の温度差を変更するようにペ
ルチェ素子4に流す電流をペルチェ素子制御部5により
可変としている。この場合でもペルチェ素子4は、その
表裏面の温度差を可変とする素子であるために、裏面を
ある程度の温度に保つことが必要であり、一般的には配
管8を通して流体(冷却水)9が送られる冷却ブロック
7で裏面の温度を保っている。また、発熱量が小さい場
合には、気体をウエハWやウエハチャック3に吹き付け
ることによる温調も行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、微動ス
テージ1に直接冷却のための配管8がつながっているこ
とやその配管8に冷却水9を流すことによって、水を
流すことによる振動がステージに伝わり、配管がつな
がることで動きが拘束される。これは、干渉計によって
その位置を検知してステージ位置を制御しているのに対
し、力を加えても位置が変わりにくいことと同じであ
り、このため、位置制御の応答性が遅くなり、高い周波
数の振動を抑える制御が出来なくなる、という問題点が
生じ、ステージの振動を小さく抑えることができないと
いう問題点が生じる。
【0008】また、低温にコントロールされた冷却水9
を冷却ブロック7に流すのに配管8を引き回すが、この
配管8によって回りの部材が冷やされることで、これと
接触している、例えば、レーザ干渉計固定部材、照明光
学系、投影、及び反射光学系の各レンズ支持部材等の温
度を下げてしまい、かえって、位置がずれるために転写
性能の劣化が生じる。
【0009】気体を吹き付ける場合、レーザ干渉計のレ
ーザの光路に、吹き付けられた気体が流れ込んだりし
て、一様な屈折率の気体で満たすことができず、ゆらぎ
による測長エラーが問題となる場合があった。
【0010】さらには、縮小投影露光で転写できる最小
の寸法は転写に用いる光の波長に比例し、投影光学系の
開口数に反比例する。このため微細な回路パターンを転
写するためには用いる光の短波長化が進められ、水銀ラ
ンプi線(波長365nm)、KrFエキシマレーザ
(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長19
3nm)と用いられる紫外光の波長は短くなってきた。
【0011】しかし半導体素子は急速に微細化してお
り、紫外光を用いたリソグラフィでは限界がある。そこ
で0.1μmを下回るような非常に微細な回路パターン
を効率よく焼き付けるために、紫外線よりも更に波長が
短い波長10〜15nm程度の極端紫外光(EUV光)
を用いた縮小投影露光装置(EUV露光装置)や電子線
を用いた露光装置(EB露光装置)が開発されている。
【0012】このような、EUV露光装置、EB露光装
置は、露光光の物質による吸収が非常に大きくなるの
で、露光雰囲気は真空となる。このような、真空中で
は、従来気体の吹き付けによるウエハやウエハチャック
の温度調節を行えない。
【0013】本発明は、露光装置内のユニットを輻射に
より非接触で冷却し、かつ震動の伝達を小さく抑えるこ
とができ、他の部材を不必要に冷やすことなく、対象ユ
ニットの温度調節を行うことができる露光装置内ユニッ
トの輻射冷却方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】以上のような課題から、
本発明に係る輻射冷却方法は、露光装置内のユニットを
輻射で冷却する時に、冷却板として前記ユニットに対し
て非接触のペルチェ素子を用いることを特徴とする。前
記ペルチェ素子は直列に配置されることが好ましい。ま
た、本発明に係る輻射冷却方法は、露光装置内のユニッ
トに配したペルチェ素子で該ユニットを輻射で冷却する
とともに、このペルチェ素子の裏面を輻射で冷却するこ
とを特徴としてもよい。前記ペルチェ素子の裏面をこの
ペルチェ素子とは別個のペルチェ素子によって輻射で冷
却することが好ましい。
【0015】本発明に係る輻射冷却装置は、露光装置内
のユニットを輻射で冷却する冷却板を備え、該冷却板が
前記ユニットに対して非接触のペルチェ素子であること
を特徴とする。前記ペルチェ素子を複数設け、この複数
のペルチェ素子は直列に配置されることが好ましい。ま
た、本発明に係る輻射冷却装置は、露光装置内のユニッ
トに該ユニットを輻射で冷却するペルチェ素子を配する
とともに、このペルチェ素子の裏面を輻射で冷却する手
段を備えることを特徴としてもよい。前記ペルチェ素子
の裏面を輻射で冷却する冷却部材が前記ペルチェ素子と
は別個のペルチェ素子で構成されることが好ましい。
【0016】図7を用いて、非接触で冷却する方法の概
略について説明する。例えば、低温の冷却板を用いて輻
射で冷却する。冷却板は、低温にコントロールされた水
を流す方法が考えられる。
【0017】輻射で絶対温度T1[K] の物質であるステ
ージ1から絶対温度T2[K] の物質である冷却板14へ
真空チャンバ20内で逃げる熱は、物質の輻射率を簡単
のため1とし、輻射形態係数つまり絶対温度T1 の物質
から出たエネルギが絶対温度T2 の物質へ到達する割合
も1として説明する。ここで、5.67×10-8はステ
ファン・ボルツマン定数であり、冷却板14は面積を1
00mm□(104 mm2)とした。
【0018】 熱流束密度q=5.67×10-8×(T1 4−T2 4)[W/m2]---(式1) T1 =23℃、T2 =4.5℃の場合、この冷却板14
は、1Wの熱を逃がせる。EB露光装置において、2.
5Wの露光熱の入射が考えられているため、冷却板14
としては、0.025m2 の面積の冷却板(100mm
□が2.5個)が必要となる。
【0019】ステージ1は可動であり、位置によって見
込み角が変化してしまうために、実際形態係数を1に保
つことができないので、実際は、もっと多くの面積の冷
却板を必要とする。
【0020】これらの冷却板14によって、例えば、レ
ーザ干渉計固定部材、照明光学系、投影、及び反射光学
系の各レンズ支持部材等の温度を下げてしまい、かえっ
て干渉計の位置がずれるためにマスクやウエハステージ
の位置ずれを生じるという新たな問題を生じてしまう。
この問題は、(式1) に表れるように温度差が大きいほ
ど大きいので、できるだけ冷却板の温度を基準温度から
ずらさないことが望ましい。
【0021】また、低温にコントロールされた冷却水を
冷却板14に流すのにチャンバ20内に配管8を引き回
すが、この配管8によって回りの部材が冷やされること
で、これと接触している、例えば、レーザ干渉計固定部
材、照明光学系、投影、及び反射光学系の各レンズ支持
部材等の温度を下げてしまい、かえって、位置がずれる
ために転写性能の劣化が生じることがないようにするの
が好ましい。
【0022】また、本発明は、上記いずれかの輻射冷却
装置を有する露光装置にも適用される。この場合、前記
ユニットが、基板用ステージ、原版用ステージまたはこ
れらのどちらかに取り付けられたミラーのいずれであっ
てもよい。
【0023】また、本発明は、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半導体デバイ
ス製造方法にも適用される。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。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が好ましい。
【0024】また、本発明は、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
半導体製造工場にも適用される。
【0025】また、本発明は、半導体製造工場に設置さ
れた請求項9または10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し
てもよい。
【0026】また、本発明は、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
を特徴としてもよい。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。
【0027】
【発明の実施の形態】<露光装置の実施形態>図6は、
本発明に係る露光装置の実施形態の概略図である。この
露光装置は、真空チャンバ20内に配置されていて、後
述の第1〜第4の実施形態に係るいずれの輻射冷却方法
及び装置も適用可能である。
【0028】マスクMは、多数のサブフィールドを有す
る。原版としてのマスクM上には、全体として一個の半
導体デバイスチップをなすパターン(チップパターン)
が形成されている。
【0029】マスクMは、XY方向に移動可能な原版用
ステージとしてのマスクステージ10上に載置されてい
る。照明光学系の視野を越えて各サブフィールドを照明
するためには、マスクMを移動させる。マスクMの下方
には2つの投影レンズ31,32並びに偏向器33等が
設けられている。そして、マスクMのあるサブフィール
ドに電子線Eを平行ビーム化した照明ビームが当てら
れ、マスクMのパターン部を通過した電子線Eは、2つ
の投影レンズ31,32によって縮小されるとともに、
各レンズ31,32及び偏向器33により偏向されて基
板としてのウエハW上の所定の位置に結像される。ウエ
ハW上には、適当なレジストが塗布されており、レジス
トに電子ビームのドーズが与えられ、マスクM上のパタ
ーンが縮小されてウエハW上に転写される。
【0030】ウエハWは、静電ウエハチャック3上に吸
着固定されている。ウエハチャック3は、XY方向に移
動可能なウエハ用ステージとしての微動ステージ1上に
載置されている。上記マスクステージ10と微動ステー
ジ1とを、互いに逆の方向に同期走査することにより、
チップパターン内で多数配列されたサブフィールドを順
次露光することができる。
【0031】なお、両ステージには、それぞれのレーザ
干渉計35,36を用いた正確な位置測定システムが装
備されており、ステージ位置は正確にコントロールされ
る。正確なステージ位置と光学系のコントロールによ
り、ウエハW上でマスクM上のサブフィールドの縮小像
が正確に繋ぎ合わされ、マスクM上のチップパターン全
体がウエハW上に転写される。雰囲気は、先述のように
真空である。
【0032】転写性能を悪化させないためには、すべて
の部材を基準温度にするように、特に微動ステージ1、
マスクステージ10、干渉計35,36の近傍は、熱歪
の許容値が小さいため、基準温度で一定であることが必
要であり、移動しない干渉計固定部材37,38には、
基準温度である例えば23℃の冷却水9を流して温度の
上昇を防いでいる。
【0033】<輻射冷却方法及び装置の実施形態> [第1の実施形態]図1は、本発明の第1の実施形態に
係る露光装置内ユニットが微動ステージである場合の輻
射冷却方法及び装置を説明するための図である。この輻
射冷却装置は、微動ステージ1の裏面側の所定位置に配
置されし該微動ステージ1に対し非接触の冷却板として
ペルチェ素子4と、ペルチェ素子制御部5と、ペルチェ
素子4の裏面側を一定温度に保つための冷却ブロック7
等を備えている。
【0034】ウエハWの位置は、微動ステージ1に取り
付けられたミラー2の位置を図6に示したレーザ干渉計
36と同様のレーザ干渉計で計測し、図6に示したマス
クMと同様のマスクとの位置関係が一定となるように微
動ステージ1を駆動して制御している。ウエハWは、微
動ステージ1上のウエハチャック3に吸着される。ウエ
ハチャック3は、2つの電極3aを有する双曲型の静電
チャックである。図7との対応では、T1 のステージ温
度は、微動ステージ1の裏面温度に対応し、T 2 の冷却
板温度は、ペルチェ素子4の表面温度に相当する。
【0035】ペルチェ素子制御部5は、微動ステージ1
に取り付けられた温度センサ6からの信号を一定にする
ようにペルチェ素子4の表裏面の温度差を変更するよう
にペルチェ素子4に流す電流を可変としている。これに
よって微動ステージ1の温度を23℃に一定となる。ペ
ルチェ素子4の裏面の温度は、ある程度の温度に保つこ
とが必要であるが、ペルチェ素子4の表面温度と同じで
ある必要はないので、基準温度の23℃でよい。そのた
めに冷却ブロック7には、基準温度の冷却水9を流して
冷却ブロック7の温度を23℃としている。
【0036】T1 は23℃であって、T2 は4.4℃で
ある。先述の様に、冷却板としてのペルチェ素子4は、
面積が100mm□であれば1Wの熱を奪える。0.0
25m2 の面積の冷却板(100mm□が2.5個)
は、2.5Wを奪うことができる。ただし、配管8を通
して送られる冷却水9の温度は23℃でよいので、先述
の様な低温にコントロールされた冷却水9を冷却ブロッ
ク7に流すのにチャンバ内の配管を引き回すが、この配
管によって回りの部材が冷やされることで、これと接触
している、例えば、レーザ干渉計固定部材、照明光学
系、投影、及び反射光学系の各レンズ支持部材等の温度
を下げてしまい、かえって位置がずれるために転写性能
の劣化を生じるという新たな問題を生じてしまうという
課題を解決している。
【0037】[第2の実施形態]図2は、本発明の第2
の実施形態に係る露光装置内ユニットが微動ステージで
ある場合の輻射冷却方法及び装置を説明するための図で
ある。ウエハWの位置は、微動ステージ1に取り付けら
れたミラー2の位置を図6に示したレーザ干渉計36と
同様のレーザ干渉計で計測し、図6に示したマスクMと
同様のマスクとの位置関係が一定となるように微動ステ
ージ1を駆動して制御している。ウエハWは、微動ステ
ージ1上のウエハチャック3に吸着される。ウエハチャ
ック3は、2つの電極3a,3aを有する双曲型の静電
チャックである。先述の実施形態とは異なりペルチェ素
子4は微動ステージ1に配置される。また、柔らかい金
属インジウム11は、ペルチェ素子4の表裏面の温度差
によって生じる変形が微動ステージ1の変形に与える影
響を少なくするように、ペルチェ素子4と微動ステージ
1の間に配してある。
【0038】図7との対応では、T1 のステージ温度
は、微動ステージ1の裏面温度に対応し、T2 の冷却板
温度は、ペルチェ素子4の表面温度に相当する。
【0039】ペルチェ素子制御部5は、微動ステージ1
の温度を23℃となるように微動ステージ1に取り付け
られた温度センサ6からの信号を基に温度を一定にする
ように、ペルチェ素子4の表裏面の温度差を変更するよ
うにペルチェ素子4に流す電流を可変としている。ペル
チェ素子4の裏面の温度は、23℃の基準温度の流体
(冷却水)9を流した冷却ブロック7によって、輻射で
一定温度に制御されている。
【0040】T1 は38.5℃であって、T2 は23℃
である。先述の様に冷却板は、面積が100mm□であ
れば1Wの熱を奪える。先述の様に0.025m2 の面
積の冷却板(100mm□が2.5個)は、2.5Wを
奪うことができる。ただし、冷却水9の温度は23℃で
よいので、先述の第1の実施形態と同様の効果が得られ
る。
【0041】[第3の実施形態]図3は、本発明の第3
の実施形態に係る露光装置内ユニットが微動ステージで
ある場合の輻射冷却方法及び装置を説明するための図で
ある。この輻射冷却装置は、1段目のペルチェ素子4a
と、このペルチェ素子4aの裏面を輻射で冷却する2段
目のペルチェ素子4bと、柔らかい金属インジウム11
等とを備えて構成されている。
【0042】ウエハWの位置は、微動ステージ1に取り
付けられたミラー2の位置を図6に示したレーザ干渉計
36と同様のレーザ干渉計で計測し、図6に示したマス
クMと同様のマスクとの位置関係が一定となるように微
動ステージ1を駆動して制御している。ウエハWは、微
動ステージ1上のウエハチャック3に吸着される。ウエ
ハチャック3は、2つの電極3aを有する双曲型の静電
チャックである。図2に示した実施形態と同様にペルチ
ェ素子4aは微動ステージ1に配置される。また柔らか
い金属インジウム11は、ペルチェ素子4aの表裏面の
温度差によって生じる変形が微動ステージ1の変形に与
える影響を少なくするように、ペルチェ素子4aと微動
ステージ1の間に配してある。
【0043】図7との対応では、T1 のステージ温度
は、微動ステージ1の裏面温度に対応し、T2 の冷却板
温度は、ペルチェ素子4aの表面温度に相当する。
【0044】ペルチェ素子制御部5は、微動ステージ1
の温度を23℃となるように微動ステージ1に取り付け
られた温度センサ6からの信号を基に温度を一定にする
ように、ペルチェ素子4aの表裏面の温度差を変更する
ようにペルチェ素子4aに流す電流を可変としている。
ペルチェ素子4aの裏面の温度は、もう一つの4.5℃
の表面温度にコントロールされたペルチェ素子4bによ
って輻射で冷却されている。このもう一つのペルチェ素
子4bの裏面は23℃の基準温度の冷却水9を流した冷
却ブロック7によって一定温度に制御されている。
【0045】T1 は38.5℃であって、T2 は4.5
℃である。先述の様に冷却板は、面積が100mm□で
あれば、先の実施形態の場合の2倍の2Wの熱を奪え
る。先述の様に0.025m2 の面積の冷却板(100
mm□が2.5個)は、5Wを奪うことができる。ただ
し、冷却水9の温度は23℃でよいので、先述の第1の
実施形態と同様な効果が得られる。また、奪える熱量が
倍となっているので、冷却板の個数や面積を減らし、実
装面での制約を低減できる等の利点が新たに生まれる。
【0046】[第4の実施形態]図4は、本発明の第4
の実施形態に係る露光装置内ユニットが微動ステージで
ある場合の輻射冷却方法及び装置を説明するための図で
ある。ウエハWの位置は、微動ステージ1に取り付けら
れたミラー2の位置を図6に示したレーザ干渉計36と
同様のレーザ干渉計で計測し、図6に示したマスクMと
同様のマスクとの位置関係が一定となるように微動ステ
ージ1を駆動して制御している。ウエハWは、微動ステ
ージ1上のウエハチャック3に吸着される。ウエハチャ
ック3は、2つの電極3aを有する双曲型の静電チャッ
クである。図1の実施形態とは異なり、冷却板としての
ペルチェ素子4aの裏面は複数のペルチェ素子4bで冷
却し、そのペルチェ素子4bの裏面は冷却ブロック7で
温調している。銅板12は1段目のペルチェ素子4aと
2段目のペルチェ素子4bの間に介在している。本実施
形態では、ペルチェ素子を2段としたが、3段以上とし
てもよい。
【0047】図7との対応では、T1 のステージ温度
は、微動ステージ1の裏面温度に対応し、T2 の冷却板
温度は、ペルチェ素子4aの表面温度に相当する。
【0048】ペルチェ素子制御部5は、微動ステージ1
の温度を23℃となるように微動ステージ1に取り付け
られた温度センサ6からの信号を基に温度を一定にする
ように、ペルチェ素子4aの表裏面の温度差を変更する
ようにペルチェ素子4aに流す電流を可変としている。
冷却板としてのペルチェ素子4aの表面温度は、多段と
することで図1の実施形態より低くすることが出来る。
また、先の実施形態と同様に多段のペルチェ素子4bの
裏面の温度は、基準温度の23℃でよい。そのために冷
却ブロック7には、基準温度の冷却水9を流して冷却ブ
ロック7の温度を23℃に保持している。
【0049】T1 は23℃であって、T2 は−19℃で
ある。先述の様に冷却板としてのペルチェ素子4aは、
面積が100mm□であれば、先の実施形態の場合の2
倍の2Wの熱を奪える。先述の様に0.025m2 の面
積の冷却板(100m□が2.5個)は、5Wを奪うこ
とができる。ただし、冷却水9の温度は23℃でよいの
で、先述の第1の実施形態と同様な効果が得られる。ま
た、奪える熱量が倍となっているので、冷却板の個数や
面積を減らし、実装面での制約を低減できる等の利点が
新たに生まれる。
【0050】第1〜4の実施形態に関して、冷却板とし
てペルチェ素子の表面を用いたが、図5に示すように櫛
歯状にした放熱板21をステージ1に取り付け、同様に
接触しないように対向させた櫛歯状の冷却板24とペル
チェ素子4を結合させても良い。その場合の輻射の形態
係数は大きくなるために、冷却の効果が増加する。ま
た、ステージ1の構成は以上に限らず、特開2000−
32733号公報に提案されているような平面モータで
あってもよい。
【0051】さらには、ペルチェ素子4は、粗動ステー
ジに取り付けられていると、温度センサの信号線の引き
回しが複雑にならないという利点がある。
【0052】本発明は、微動ステージ1というユニット
の冷却に限らず、ミラー、レチクル、レチクルステージ
の冷却に適用しても良い。
【0053】<半導体生産システムの実施形態>次に、
本発明に係る装置を用いた半導体デバイス(ICやLS
I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。
【0054】図8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10
8、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1
08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。
【0055】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を介してベンダの事業所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1
06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とベンダの事業所101との
間のデータ通信および各工場内の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(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。
【0056】さて、図9は本実施形態の全体システムを
図8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9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。
【0057】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あり、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。
【0058】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10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。
【0059】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11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。
【0060】図12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あり、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。
【0061】
【発明の効果】本発明は次のような効果を奏する。 ・露光装置内ユニットを冷却して、かつステージの振動
を小さく抑えることができる。 ・冷却板の温度を基準温度とできるため、他の部材を不
必要に冷やすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係る輻射冷却方法
及び装置を説明するための図である。
【図2】 本発明の第2の実施形態に係る輻射冷却方法
及び装置を説明するための図である。
【図3】 本発明の第3の実施形態に係る輻射冷却方法
及び装置を説明するための図である。
【図4】 本発明の第4の実施形態に係る輻射冷却方法
及び装置を説明するための図である。
【図5】 冷却板の形状を変えた実施形態を説明するた
めの図である。
【図6】 本発明の実施形態に係る露光装置の概略図で
ある。
【図7】 輻射冷却の一例を説明するための概略図であ
る。
【図8】 本発明に係る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9】 本発明に係る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10】 ユーザインタフェースの具体例である。
【図11】 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12】 ウエハプロセスを説明する図である。
【図13】 露光装置のマスクとウエハの位置決めを説
明するための図である。
【図14】 リニアモータを有するステージの概略図で
ある。
【図15】 従来のペルチェ素子を用いた冷却方法を示
す概略図である。
【符号の説明】
1:微動ステージ、2:ミラー、3:ウエハチャック、
3a:電極、4(4a,4b):ペルチェ素子、5:ペ
ルチェ素子制御部、6:温度センサ、7:冷却ブロッ
ク、8:配管、9:流体(冷却水)、10:マスクステ
ージ、11:インジウム、12:銅板、14:冷却板、
20:真空チャンバ、21:放熱板、24:冷却板、3
1,32:レンズ、33:偏向器、35,36:レーザ
干渉計、37,38:干渉計固定部材、M:マスク、
W:ウエハ、101:ベンダの事業所、102,10
3,104:製造工場、105:インターネット、10
6:製造装置、107:工場のホスト管理システム、1
08: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、111:工場のローカルエリア
ネットワーク(LAN)、200: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、2
21: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、405: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 (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 露光装置内のユニットを輻射で冷却する
    時に、冷却板として前記ユニットに対して非接触のペル
    チェ素子を用いることを特徴とする輻射冷却方法。
  2. 【請求項2】 前記ペルチェ素子は直列に配置されるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の輻射冷却方法。
  3. 【請求項3】 露光装置内のユニットに配したペルチェ
    素子で該ユニットを輻射冷却するとともに、このペルチ
    ェ素子の裏面を輻射で冷却することを特徴とする輻射冷
    却方法。
  4. 【請求項4】 前記ペルチェ素子の裏面をこのペルチェ
    素子とは別個のペルチェ素子によって輻射で冷却するこ
    とを特徴とする請求項3に記載の輻射冷却方法。
  5. 【請求項5】 露光装置内のユニットを輻射で冷却する
    冷却板を備え、該冷却板が前記ユニットに対して非接触
    のペルチェ素子であることを特徴とする輻射冷却装置。
  6. 【請求項6】 前記ペルチェ素子を複数設け、この複数
    のペルチェ素子は直列に配置されることを特徴とする請
    求項5に記載の輻射冷却装置。
  7. 【請求項7】 露光装置内のユニットに該ユニットを輻
    射で冷却するペルチェ素子を配するとともに、このペル
    チェ素子の裏面を輻射で冷却する手段を備えることを特
    徴とする輻射冷却装置。
  8. 【請求項8】 前記ペルチェ素子の裏面を輻射で冷却す
    る冷却部材が前記ペルチェ素子とは別個のペルチェ素子
    で構成されることを特徴とする請求項7に記載の輻射冷
    却装置。
  9. 【請求項9】 請求項5〜8のいずれかに記載の輻射冷
    却装置を有することを特徴とする露光装置。
  10. 【請求項10】 前記ユニットが、基板用ステージ、原
    版用ステージ及びこれらのどちらかに取り付けられたミ
    ラーのいずれかであることを特徴とする請求項9に記載
    の露光装置。
  11. 【請求項11】 請求項9または10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。
  12. 【請求項12】 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11に記載の半導体デバイス製造方法。
  13. 【請求項13】 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12
    に記載の半導体デバイス製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項9または10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。
  15. 【請求項15】 半導体製造工場に設置された請求項9
    または10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。
  16. 【請求項16】 請求項9または10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。
  17. 【請求項17】 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16に記載の露光装
    置。
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