JP2003257845A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクト且つ不活性ガスの消費量を抑制す
ることができる手段を提案し、装置の稼働率を向上させ
ることができる露光装置を提供する。 【解決手段】 照明光学系２の下面のレチクル３寄りと
縮小投影レンズ５の上面のレチクル３寄りに設けた不活
性ガスを噴射する複数のノズル機構と、露光光の通過す
る領域近傍のガス濃度を測定する複数のガスセンサを有
し、レチクル３の周囲に不活性ガスによるエアカーテン
を生成して露光光束の領域を大気から隔絶する第１のノ
ズル１１Ａ，１１Ｂと、エアカーテン内側のガス濃度を
高濃度かつ一定濃度に調整するための第２のノズル１２
Ａ，１２Ｂの動作を露光装置の稼働状況によって制御す
ることで、不活性ガスの消費量を抑えるとともに、露光
光束の領域の不活性ガスを高濃度に保つことが可能とな
る。その結果、露光光の酸素吸収やコンタミによる照度
低下を防ぎ、装置の稼働率向上が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップや液
晶パネル等、微細なパターンを有するデバイスの製造過
程において用いられる露光装置に関するものであり、特
に短波長レーザを露光光源に用いた露光装置に適するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＳＩの高集積化に応じて回路パ
ターンの微細化が進んでおり、これに伴って露光光源の
短波長化が進んでいる。最近ではＡｒＦレーザが使われ
始め、将来はＦ₂ レーザの使用が考えられる。

【０００３】ＡｒＦレーザやＦ₂ レーザの発光スペクト
ル領域は、酸素の吸収スペクトル領域と重なるため、酸
素が約２０％存在する大気中にレーザ光を通過させる
と、酸素吸収によりレーザ光のエネルギが著しく減少す
るとともに、オゾンが発生する。レーザ光のエネルギ減
少は装置のスループットを低下させ、オゾン発生は光学
材料や各部材等との化学反応を引き起こし、装置性能や
耐久性の低下を招くこととなる。

【０００４】このため、現在の露光装置では、露光用レ
ーザ光が通過する領域に窒素等の不活性ガスを充填する
ことにより、無酸素状態を作り出している。窒素等の不
活性ガスを充填する理由は、前記の酸素吸収を避けるた
めの他に、大気中のケミカルコンタミネーションが露光
用レーザ光やオゾン等の存在下で化学反応して形成され
た析出物が光学部品の表面に付着することを防ぐ役目も
ある。

【０００５】上記の露光装置では、光源から投影レンズ
までは、ズーム機構や絞り機構等、比較的動きの少ない
ユニットで構成されているため、露光光束から光学素子
を含めて密閉構造とし、前記のように内部を窒素等の不
活性ガスで充填する方法が可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、照明光
学系と原版間、原版と縮小投影レンズ間のレーザ光束が
通過する領域を密閉構造とすると、装置稼動中に原版交
換が頻繁に行われることから、原版交換の度に窒素雰囲
気を破ってしまうため、原版交換毎に窒素を再充填する
こととなり、装置のスループット、供給する窒素ガスの
コスト等の面で好ましくない。

【０００７】特開平６−２６０３８６号公報では、照明
光学系と原版、および原版と投影レンズ間の空間ととも
に、原版収納部と原版交換手段を含めて一つの筐体内に
配置し、その筐体内を窒素雰囲気にするという提案が掲
載されているが、筐体が大型かつ複雑な構造となってし
まう。

【０００８】また、筐体が大型ゆえに、不活性ガスの置
換に時間がかかることから、原版収納部の原版を筐体内
から交換する作業等にて、不活性ガス雰囲気を破った際
に、不活性ガス濃度が戻るまでに時間がかかることにな
る。さらに、装置の稼動状態によらず、常に不活性ガス
を筐体内に流していることから、不活性ガスの消費量が
多くなってしまう、等の問題があった。

【０００９】本発明は、酸素による露光光のエネルギ吸
収を抑制するために用いられる不活性ガスの消費量を抑
制することができるとともに、装置の稼働率を向上させ
ることができる露光装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の露光装置は、照明光学系で形成された照明
光により原版のパターンを投影光学系を介して感光基板
に転写する露光装置において、前記照明光学系と前記原
版の間および／または前記原版と前記投影光学系の間の
露光光束が通る領域を不活性ガスで満たすために、前記
照明光学系および／または前記投影光学系における前記
原版寄りの部分に不活性ガス供給手段を有し、該不活性
ガス供給手段が不活性ガスを高圧で噴射することにより
エアカーテンを形成して前記露光光束が通る領域を大気
雰囲気から隔絶または隔離するためのエアカーテン形成
用ガス供給手段と、該エアカーテンの内側にある前記露
光光束が通る領域内に不活性ガスを満たすための充填用
ガス供給手段とを備えることを特徴とする。ここで、前
記不活性ガス供給手段は、前記エアカーテン形成用ガス
供給手段および前記充填用ガス供給手段を、前記不活性
ガスを満たす領域のサイズと該不活性ガスの消費量が最
小限となるように配置されていることが好ましい。ま
た、前記不活性ガス供給手段は、複数個設けることが望
ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態にお
いて、前記露光装置は、前記不活性ガス供給手段の不活
性ガス供給手順として、先ず前記充填用ガス供給手段に
より露光光束が通る領域内の不活性ガス濃度を高め、次
いで前記エアカーテン形成用ガス供給手段にて前記露光
光束が通る領域を前記エアカーテンで隔絶することで、
前記露光光束が通る領域内の不活性ガス濃度を高濃度に
する。また、前記露光装置は、前記露光光束が通る領域
内の不活性ガス濃度を計測するためのガス濃度センサを
有し、前記ガス濃度センサの計測値を基に、前記露光光
束が通る領域内の不活性ガス濃度が一定となるように、
前記不活性ガス供給手段からの不活性ガスの流量または
噴出圧力を可変制御する手段を有する。

【００１２】ここでは、不活性ガス濃度を直接計測する
代わりに露光に悪影響を及ぼすガスである酸素やオゾン
等の不活性ガス以外のガスの濃度を計測する。本実施形
態においては、前記露光装置は、前記ガス濃度センサと
して酸素濃度センサまたはオゾン濃度センサを使用す
る。前記ガス濃度センサは、複数個設けてもよい。ま
た、前記露光光束が通る領域内の前記ガス濃度センサに
よる被検出ガス濃度が所定の値を超えた場合、外部に警
報通知を出力する手段をさらに備える。また、前記露光
光束が通る領域内の前記ガス濃度センサによる被検出ガ
ス濃度が所定の限界値を超えた場合、露光を中止し、外
部信号または装置稼動状態により、前記不活性ガス供給
手段のガス流量を可変制御する。さらに、前記不活性ガ
スとして窒素またはヘリウムを使用する。ここで、前記
被検出ガス濃度の所定の値または所定の限界値は、各種
設定可能である。

【００１３】さらに本実施形態において、前記露光装置
は、前記不活性ガス供給手段が前記投影光学系における
前記感光基板寄りの部分の外周を囲んで配置される。ま
た、前記エアカーテン形成用ガス供給手段の不活性ガス
噴射口が輪体形状を有して成り、当該不活性ガス噴射口
が前記不活性ガス供給手段の外周部に配置され、前記充
填用ガス供給手段の不活性ガス噴射口が前記エアカーテ
ンの内側の位置に複数の噴射口を有して成り、当該複数
の噴射口が前記エアカーテン形成用ガス供給手段の内側
の同心円状に所定間隔に配置される。

【００１４】本実施形態では、照明光学系と原版、およ
び原版と縮小投影レンズ間の露光光通過エリアを積極的
に不活性ガス環境とするものである。本実施形態によれ
ば、照明光学系下部および投影光学系上部より不活性ガ
スを噴射する複数個のノズルもしくは円形状のノズル等
によるエアカーテン形成用ガス供給手段を設け、原版に
向けて不活性ガスを噴射して、エアカーテンを形成す
る。これにより、露光光束の領域を大気雰囲気から遮断
するとともに、エアカーテンの内側に設けた複数のノズ
ルまたは円形状のノズル等による不活性ガス充填ノズル
により、エアカーテン内側の露光光束エリアを不活性ガ
スで高濃度に充填することが可能となる。換言すれば、
酸素やオゾン等の特定のガス濃度を低濃度にすることが
可能となる。さらに、前記ノズルで形成したエアカーテ
ンおよび窒素等の不活性ガス雰囲気の領域が、露光光束
に対して必要最小限となるように前記ノズルを配置し、
装置の稼働状況によって前記ノズルからの噴射圧力・流
量を可変制御することにより、不活性ガスの消費流量を
削減する。また、露光光束の近傍にガス濃度センサを複
数箇所に設置し、各センサの計測データを基に各ノズル
の噴射流量または圧力を制御することにより、露光光束
の領域のガス濃度を一定値に安定させることが可能とな
る。

【００１５】さらに、不活性ガスの噴射順序として、ま
ず前記不活性ガス充填ノズルより不活性ガスを噴射し、
前記露光光束の領域のガス濃度を高めておき、ガス濃度
が高まった段階で、前記エアカーテン形成用ガス供給手
段によりエアカーテンを形成し、大気雰囲気から隔絶す
ることで、前記露光光束のエリアの不活性ガス濃度を素
早く且つ高濃度にする、換言すれば酸素やオゾン等の特
定のガス濃度を低濃度にすることが可能である。

【００１６】以上より、不活性ガスの消費量を積極的に
削減しながら、露光光束エリアの不活性ガス濃度を高め
ることが可能となる。この結果、短波長レーザ光の酸素
吸収、オゾン発生を抑えることができるため、露光装置
のスループットおよび耐久性の向上が図れる。また同時
に、装置内雰囲気に存在するコンタミネーション類も減
少させることができ、照明光学系表面および原版表面、
縮小投影レンズ表面への付着を減少させることができ
る。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。 ［第１の実施例］図１は、本発明の第１の実施例に係る
縮小投影露光装置の構成を示す。図１の露光装置は、光
源である短波長レーザ発振装置１と、短波長レーザ光を
露光光として整形する照明光学系２と、露光の原版であ
るレチクル３を位置決めするためのレチクルステージ４
と、レチクル３の像を投影する縮小投影レンズ５と、レ
チクル３の像を焼き付けるための感光基板であるウエハ
６を保持するウエハステージ７と、前記各構造物を支え
る構造体８とを備える。

【００１８】図２は、図１の照明光学系２の下部および
縮小投影レンズ５の上部にそれぞれ取り付けられている
ガス供給ユニット１０Ａおよび１０Ｂの形状を示す図で
ある。図２（ａ）、（ｂ）はガス供給ユニット１０Ａの
底面図および側面図、図２（ｃ）、（ｄ）はガス供給ユ
ニット１０Ｂの側面図および上面図である。ガス供給ユ
ニット１０Ａおよび１０Ｂは、それぞれ照明光学系２お
よび縮小投影レンズ５のレチクルステージ４寄りの箇所
に配置されている。即ち、ガス供給ユニット１０Ａは照
明光学系２の下部の外周を、そしてガス供給ユニット１
０Ｂは縮小投影レンズ５の上部の外周を、各々囲んで配
置されている。ガス供給ユニット１０Ａおよび１０Ｂ
は、それぞれ窒素ガスを高圧で噴射することによりエア
カーテンを形成する第１のノズル１１Ａおよび１１Ｂ
と、エアカーテンの内側の領域に窒素を充填するための
第２のノズル１２Ａおよび１２Ｂとを備えている。第１
のノズル１１Ａ、１１Ｂは、輪体形状をしており、ガス
供給ユニット１０Ａ、１０Ｂの外周部に各々位置してい
る。第２のノズル１２Ａ、１２Ｂは、複数の噴射口を有
して成り、該複数の噴射口が第１のノズル１１Ａ、１１
Ｂの内側の同心円状に所定間隔にて各々配置されてい
る。

【００１９】図３は、図１の縮小投影露光装置内の照明
光学系２とレチクル３の間、および、レチクル３と縮小
投影レンズ５の間に設けた不活性ガス供給手段の一例と
しての窒素ガス充填機構の説明用概念図である。この装
置は、不活性ガス供給手段としてのガス供給ユニット１
０Ａと１０Ｂが照明光学系２の下部と縮小投影レンズ５
の上部、即ちレチクル３寄りの部分に設けられ、ガス供
給ユニット１０Ａおよび１０Ｂには、エアカーテンの形
成用手段としての第１のノズル１１Ａおよび１１Ｂと、
露光光束の領域への不活性ガス充填用手段としての第２
のノズル１２Ａおよび１２Ｂとが含まれている。

【００２０】ガス供給ユニット１０Ａおよび１０Ｂの第
１のノズル１１Ａおよび１１Ｂは、噴射ガスが露光光束
に対してほぼ平行に噴射されるように向けられている。
この第１のノズル１１Ａおよび１１Ｂから噴射される窒
素ガスが露光光束の周りにエアカーテンを形成し、露光
光束を大気雰囲気から隔絶する。露光光束エリアに窒素
ガスを充填する第２のノズル１２Ａおよび１２Ｂは、そ
れぞれ第１のノズル１１Ａおよび１１Ｂの内側に取り付
けられている。第１のノズル１１Ａおよび１１Ｂ、第２
のノズル１２Ａおよび１２Ｂは、ガス供給ユニット１０
より窒素ガスを供給されている。窒素パージコントロー
ラ１４は、窒素ガス制御部１３に窒素ガスの供給量の制
御信号を送るとともに、第１の酸素濃度センサ１５およ
び第２の酸素濃度センサ１６から各々出力される酸素濃
度値も監視している。

【００２１】図４は、図１の縮小投影露光装置の動作フ
ローの説明図を示す。図１〜図４を用いて図１の露光装
置の動作を説明する。図１の露光装置では、ウエハ５上
に半導体パターンを露光するに際して、不図示のホスト
コンピュータまたはコンソール等から露光実行命令が出
される（ステップＳ１０１）と、まずステップＳ１０２
で窒素充填ノズル１２Ａ、１２Ｂからの窒素ガスの噴射
を開始する。また、これと併行して、ステップＳ１０３
で装置上に半導体パターンの原版であるレチクル３をレ
チクルステージ４にセットし、かつステップＳ１０４で
ウエハステージ７上にウエハ６を供給する。そして、ス
テップＳ１０５でレチクル３およびウエハ６が装置上に
セットされたか否かを判断し、セットされていない場合
はステップＳ１１６でエラー終了処理を実行する。一
方、ウエハ６およびレチクル３が装置上にセットされた
場合は、ステップＳ１０６で第１の酸素濃度センサ１５
および第２の酸素濃度センサ１６の出力より酸素濃度が
第１の所定濃度を下回るまで待機し、酸素濃度が前記第
１の所定濃度を下回ると、ステップＳ１０７でエアカー
テンノズル１１Ａ、１１Ｂからの窒素ガスの噴射を開始
する。さらに、ステップＳ１０８で酸素濃度が第１の所
定濃度より低い第２の所定濃度に達するまで待機した
後、露光可能状態となる。

【００２２】装置が露光可能状態になると、ステップＳ
１０９で短波長レーザ発振装置１から、露光光である短
波長レーザが出力される。短波長レーザ発振装置１から
出力された露光用レーザ光は、装置の照明光学系２によ
ってレチクル３の面上を均一に照明するように光学的に
成形され、レチクル３へ導かれる。レチクル３のパター
ンは、縮小投影レンズ５により、ウエハ６上に縮小露光
される。露光中にもステップＳ１１０で第１の酸素濃度
センサ１５および第２の酸素濃度センサ１６を用いて酸
素濃度を監視し、前記第２の所定濃度を上回った場合は
ステップＳ１１７でエラー終了処理を行う。露光が終了
すると、ステップＳ１１１でレーザ発振を終了する。ス
テップＳ１１２では、露光対象の一枚のウエハの全ショ
ットについて露光が終了したか否かを判定する。終了し
ていない場合は、ウエハステージ７を移動し、異なるシ
ョットに再度露光を行う。即ち、ステップＳ１１３でウ
エハステージ７を移動して当該ウエハにおける露光位置
移動を行い、次のショットについて上記したステップＳ
１０９以降の露光処理を行う。この露光動作をウエハ６
の全面に行い、一枚のウエハの露光が終了する。ステッ
プＳ１１２で一枚のウエハ上の全ショットの露光が終了
している場合は、ステップＳ１１４で窒素ガスの噴射を
停止し、ステップＳ１１５で露光動作を終了する（正常
終了）。

【００２３】前記露光動作においては、短波長レーザ光
を発振する前に露光光束領域に窒素を充填する必要があ
るため、メインコントローラ１７は露光実行コマンドを
受けると同時に窒素パージコントローラ１４に窒素充填
用ノズルである第２のノズル１２Ａおよび１２Ｂの窒素
供給開始の指令を送る。窒素パージコントローラ１４
は、窒素ガス制御部１３に最大流量の窒素供給指令を出
し、露光光束領域の窒素供給を開始する。窒素供給指令
を出した後、窒素パージコントローラ１４は、第１の酸
素濃度センサ１５および第２の酸素濃度センサ１６の出
力値を監視しており、酸素濃度が第１の所定濃度を下回
るまで、窒素パージコントローラ１４が露光装置のメイ
ンコントローラ１７に対して第１のアラーム信号を出力
している。レチクル３およびウエハ６がセットされた
後、アラーム信号が第２のアラーム信号に切り換わり、
酸素濃度が第１の所定濃度を下回っているのを確認する
と、メインコントローラ１７は、窒素パージコントロー
ラ１４にエアカーテン形成用ノズルである第１のノズル
１１Ａおよび１１Ｂへの窒素供給開始の指令を送る。窒
素パージコントローラ１４は、窒素ガス制御部１３に第
１のノズル１１Ａおよび１１Ｂへの窒素供給指令を出
す。第１のノズル１１Ａおよび１１Ｂより窒素ガスによ
るエアカーテンが形成され、さらに第２のノズル１２Ａ
および１２Ｂによりエアカーテン内に窒素ガスが充填さ
れるため、露光光束の領域内の窒素濃度が高まってい
く。メインコントローラ１７は、レチクル３およびウエ
ハ６が準備完了となっていても、窒素パージコントロー
ラ１４のアラーム信号が解除されない限り、短波長レー
ザ光の発振は行わない仕組みになっている。窒素パージ
コントローラ１４は、酸素濃度が第２の所定濃度を下回
ると、アラーム信号を解除する。アラーム信号が解除さ
れると、メインコントローラ１７は、露光を開始させ
る。また、酸素濃度が第２の所定濃度以下の第３の所定
濃度で一定となるように窒素パージコントローラ１４お
よび窒素ガス制御部１３を通して窒素供給量を調整す
る。

【００２４】なお、第１〜第３の所定濃度は、前記のホ
ストコンピュータまたはコンソール等において、任意に
設定することができる。または、１つの所定濃度、例え
ば露光中の標準濃度である第３の所定濃度を入力するこ
とにより、第１および第２の所定濃度を自動的に設定す
るようにしてもよく、あるいは露光パラメータに基づい
て第１〜第３の所定濃度を自動的に設定するようにして
もよい。

【００２５】露光中も窒素パージコントローラ１４は酸
素の濃度を監視しており、酸素濃度が定められた数値に
安定するように窒素ガス制御部１３に窒素ガス流量を指
令し、窒素ガス流量をコントロールしている。酸素濃度
が第２の所定濃度を上回ると、窒素パージコントローラ
１４はメインコントローラ１７にアラーム信号を出力
し、メインコントローラ１７は露光途中であっても、即
座に短波長レーザ光の発振を停止する。

【００２６】所定の露光動作が終了すると、メインコン
トローラ１７は、窒素パージコントローラ１４に窒素供
給停止を指令する。窒素パージコントローラ１４は、窒
素ガス制御部１３に窒素ガス供給停上の指令を出す。

【００２７】以上説明したように、本実施例によれば、
照明光学系下部および投影レンズ上部に不活性ガスを噴
出するノズルを設けることにより、照明光学系および投
影レンズの原版寄りの部分のレンズと原版間の露光光通
過エリアを不活性ガスのエアカーテンで大気雰囲気から
遮断するとともに、エアカーテン内側の酸素等の特定の
ガスを低濃度とすることが可能であり、かつ不活性ガス
の消費流量も節約することができる。この結果、酸素等
の特定のガスによるレーザ光の吸収やコンタミネーショ
ンによる装置劣化要因を排除することが可能であり、本
発明の目的である装置のスループットの改善と装置の長
寿命化が可能となる。

【００２８】また、上記した不活性ガス供給手段となる
ガス供給ユニット１０Ａ、１０Ｂは、いずれか一方であ
ってもよい。一方に適用する場合は、照明光学系２とレ
チクル３間に設けるのがより効果的である。また、上記
した第１および第２の所定の濃度は、例えば装置の状況
や或るタイミングで、各種設定することが可能である。
さらに、上記した露光装置では、ガス濃度センサの出力
に基づき、不活性ガス供給手段のガス流量を可変制御す
る機能を有するが、装置への外部信号や、原版交換時、
原版アライメント時、露光時、待機時等の装置稼働状態
により不活性ガス供給手段のガス流量を可変制御しても
よい。

【００２９】なお、上述の実施例においては、不活性ガ
ス濃度を計測するためのガス濃度センサとして、酸素濃
度センサを用いた例を示したが、オゾン濃度センサある
いは露光に悪影響を及ぼす他のガスの濃度センサを用い
てもよい。勿論、不活性ガスそのものの濃度を計測して
も、あるいは複数種のガス濃度センサを組み合わせて用
いてもよい。

【００３０】［半導体生産システムの実施例］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等の保守サービスを、製
造工場外のコンピュータネットワーク等を利用して行う
ものである。

【００３１】図５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、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。

【００３２】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
であってもよいし、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）であってもよ
い。各工場１０２〜１０４内には、それぞれ、複数の製
造装置１０６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）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
１０２〜１０４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、ヘルプ情報等の保
守情報をベンダ側から受け取ることができる。各工場１
０２〜１０４とベンダ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（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等）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。

【００３３】さて、図６は、本実施形態の全体システム
を図５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６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。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等、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若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。

【００３４】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
ソフトウェア並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
バ等である。上記ネットワークアクセス用ソフトウェア
は、専用または汎用のウェブブラウザを含み、例えば図
７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（４
０１）、シリアルナンバー（４０２）、トラブルの件名
（４０３）、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（４１０，４１１，４１２）を
実現し、オペレータは各項目のさら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。

【００３５】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８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等がデータ通信される。

【００３６】図９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。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンパクト且つ不活性ガスの消費量を抑制することがで
きる手段を提案し、装置の稼働率を向上させることがで
きる露光装置等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例に係る縮小投影露光装置として
の半導体製造装置の構成図（立面図）を示す。

【図２】 図１の照明光学系２の下部（ａ），（ｂ）と
図１の縮小投影レンズ５の上部（ｃ），（ｄ）に取り付
けられているガス供給ユニット１０Ａおよび１０Ｂの形
状の詳細を示す図である。

【図３】 図１の縮小露光装置における不活性ガス供給
手段の一例としての窒素ガス充填機構の説明用概念図
（側面図）である。

【図４】 図１の縮小投影露光装置の動作フローを説明
する図である。

【図５】 半導体生産システムの実施例に係る半導体デ
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６】 半導体生産システムの実施例に係る半導体デ
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７】 半導体生産システムの実施例に係るユーザイ
ンタフェースの具体例を示す図である。

【図８】 半導体生産システムの実施例に係るデバイス
の製造プロセスのフローを説明する図である。

【図９】 半導体生産システムの実施例に係るウエハプ
ロセスを説明する図である。

【符号の説明】

１：光源である短波長レーザ発振装置、２：照明系、
３：レチクル、４：レチクルステージ、５：縮小投影レ
ンズ、６：ウエハ、７：ウエハステージ、８：構造体、
１０Ａ：照明光学系下部のガス供給ユニット、１０Ｂ：
投影光学系上部のガス供給ユニット、１１Ａ：照明光学
系下部の第１のノズル、１１Ｂ：投影光学系上部の第１
のノズル、１２Ａ：照明光学系下部の第２のノズル、１
２Ｂ：投影光学系上部の第２のノズル、１３：窒素ガス
制御部、１４：窒素パージコントローラ、１５：第１の
酸素濃度センサ、１６：第２の酸素濃度センサ、１７：
メインコントローラ。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光学系で形成された照明光により原
   版のパターンを投影光学系を介して感光基板に転写する
   露光装置において、 前記照明光学系と前記原版の間および／または前記原版
   と前記投影光学系の間の露光光束が通る領域を不活性ガ
   スで満たすために、前記照明光学系および／または前記
   投影光学系における前記原版寄りの部分に不活性ガス供
   給手段を有し、該不活性ガス供給手段が不活性ガスを高
   圧で噴射することによりエアカーテンを形成して前記露
   光光束が通る領域を大気雰囲気から隔絶するためのエア
   カーテン形成用ガス供給手段と、該エアカーテンの内側
   にある前記露光光束が通る領域内に不活性ガスを満たす
   ための充填用ガス供給手段とを備えることを特徴とする
   露光装置。
2. 【請求項２】 前記不活性ガス供給手段は、前記エアカ
   ーテン形成用ガス供給手段および前記充填用ガス供給手
   段を、前記不活性ガスを満たす領域のサイズと該不活性
   ガスの消費量が最小限となるように配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 【請求項３】 先ず、前記充填用ガス供給手段により前
   記露光光束が通る領域内の不活性ガス濃度を高め、次い
   で前記エアカーテン形成用ガス供給手段にて前記露光光
   束が通る領域を前記エアカーテンで隔絶することで、前
   記露光光束の領域内の不活性ガス濃度を高濃度にするこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記露光光束が通る領域内の不活性ガス
   濃度を計測するためのガス濃度センサを有し、前記ガス
   濃度センサの計測値を基に、前記露光光束が通る領域内
   の不活性ガス濃度が一定となるように、前記不活性ガス
   供給手段からの不活性ガスの流量または噴出圧力を可変
   制御する手段を有することを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記ガス濃度センサとして酸素濃度セン
   サまたはオゾン濃度センサを使用することを特徴とする
   請求項４に記載の露光装置。
6. 【請求項６】 前記露光光束が通る領域内の前記ガス濃
   度センサによる被検出ガス濃度が所定の値を超えた場
   合、外部に警報通知を出力する手段をさらに備えること
   を特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 【請求項７】 前記露光光束が通る領域内の前記ガス濃
   度センサによる被検出ガス濃度が所定の限界値を超えた
   場合、露光を中止す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】 前記被検出ガス濃度の所定の値または所
   定の限界値は、各種設定可能であることを特徴とする請
   求項６または７に記載の露光装置。
9. 【請求項９】 照明光学系で形成された照明光により原
   版のパターンを投影光学系を介して感光基板に転写する
   露光装置において、前記照明光学系と前記原版の間およ
   び／または前記原版と前記投影光学系の間の露光光束が
   通る領域を不活性ガスで満たすために、前記照明光学系
   および／または前記投影光学系における前記原版寄りの
   部分に不活性ガス供給手段を有し、且つ不活性ガスを満
   たす領域と不活性ガスの消費量が最小限となるように、
   前記不活性ガス供給手段が取り付けられていることを特
   徴とする露光装置。
10. 【請求項１０】 外部信号または装置稼動状態により、
    前記不活性ガス供給手段のガス流量を可変制御すること
    を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の露光
    装置。
11. 【請求項１１】 前記不活性ガスとして窒素またはヘリ
    ウムを使用することを特徴とする請求項１〜１０のいず
    れか１項に記載の露光装置。
12. 【請求項１２】 前記不活性ガス供給手段が前記投影光
    学系における前記感光基板寄りの部分の外周を囲んで配
    置されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１
    項に記載の露光装置。
13. 【請求項１３】 前記エアカーテン形成用ガス供給手段
    の不活性ガス噴射口が輪体形状を有して成り、当該不活
    性ガス噴射口が前記不活性ガス供給手段の外周部に配置
    され、 前記充填用ガス供給手段の不活性ガス噴射口が前記エア
    カーテンの内側の位置に複数の噴射口を有して成り、当
    該複数の噴射口が前記エアカーテン形成用ガス供給手段
    の内側の同心円状に所定間隔に配置されることを特徴と
    する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の露光装置。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載
    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
    を可能にした露光装置。
15. 【請求項１５】 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若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
    能にする請求項１４に記載の露光装置。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれか１項に記載
    の露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とす
    るデバイス製造方法。
17. 【請求項１７】 請求項１〜１５のいずれか１項に記載
    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。
18. 【請求項１８】 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１７に記載
    の半導体デバイス製造方法。
19. 【請求項１９】 前記露光装置のベンダ若しくはユーザ
    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、若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１８に記載の半導体デ
    バイス製造方法。
20. 【請求項２０】 請求項１〜１５のいずれか１項に記載
    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。
21. 【請求項２１】 半導体製造工場に設置された請求項１
    〜１５のいずれか１項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若しくはユーザが、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。