JP2008091746A - 基板処理装置、汚染物質除去装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送風機の発熱の影響を抑制するとともに、ケミカルフィルタの交換に要する手間及びコストを低減する。
【解決手段】露光室ＥＲ、レチクルローダ室ＲＬＲ及びウエハローダ室ＷＬＲに対して気体を送る送風機１６の下流側に、エアワッシャ２２が設けられているので、送風機の発熱によって気体の温度が上昇しても、エアワッシャの冷却作用により気体の温度調整を容易に行うことが可能である。また、ケミカルフィルタの上流側にエアワッシャを設けたことにより、エアワッシャにて気体に残存する化学的不純物を低減することができるので、その下流に配置されたケミカルフィルタの負担を減らし、長寿命にすることができ、これにより、ケミカルフィルタの交換頻度を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理装置、汚染物質除去装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、基板を処理する基板処理装置、気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を前記気体中に液体を噴霧することによって除去する汚染物質除去装置及び該汚染物質除去装置を備える露光装置に関する。

従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造する際には、露光装置をはじめ、現像装置、塗布装置、洗浄装置、ＣＭＰ装置、イオン注入装置、及びアッシング装置などの種々の装置（半導体製造装置）が用いられている。

近年、半導体素子等の高集積化に応じて回路パターンが微細化しているため、例えば、露光装置においては、必然的に解像力の向上が要請されるようになっており、露光波長も短波長化してきている。現在の露光装置では、発振波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザや、更に短波長の発振波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザが光源として使用されるに至っている。

このような露光波長の短波長化や高照度化に伴って、最近では、露光装置周辺の雰囲気中の微量ガス（例えばアンモニアガス、硫黄酸化物、あるいは有機珪素化合物）や、メタノール等の水溶性の有機物や、ウエハとレジストとの密着性を向上するために用いられるＨＭＤＳ（hexamethyldisilazane）やＴＭＳ（tetramethylsilane）などの低分子有機物が、露光装置に対して悪影響をもたらすことが分かってきた。すなわち、これらの物質は、露光光の短波長化、高照度化に伴って露光装置で使用されている短波長紫外線による強いエネルギを受けて光化学反応を起こし、露光装置内の光学部品の表面に曇り物質として析出し、この析出が、ある程度の量になってくると露光光の散乱や露光光の吸収の原因となって、照射面上での照度低下や照度の面内均一性悪化という現象を生じさせるというのである。

一方、露光装置は、清浄度が管理されたクリーンルーム内に配置されており、露光装置を構成するチャンバ（露光装置本体を収容する部屋）内には、クリーンルーム内の気体が供給される。これにより、チャンバ内の清浄度も管理されるようになっている。しかるに、露光装置に対して悪影響をもたらす物質（汚染物質）は、クリーンルーム内や、露光装置内においても発生するため、露光装置内にクリーンルームから取り入れる気体及び露光装置内を循環する気体中からも汚染物質を除去する必要がある。このため、最近においては、露光装置内に種々のフィルタが設けられるようになってきている。このフィルタとしては、例えば、汚染物質の除去効率の向上を図る観点から、化学的に粒子を捕集する化学物質除去フィルタ（ケミカルフィルタ）を用いることができる（例えば、特許文献１参照）が、ケミカルフィルタは、初期投資費用が高額であるとともに、維持管理に手間とコストを要するものである。

また、クリーンルームから露光装置内に気体を供給するためには、露光装置内に送風機（ファン）が設けられる必要があるが、このファンの発熱が、露光装置に与える影響も懸念されている。

上記のような汚染物質及び発熱の問題は、露光装置に限らず、半導体素子、液晶表示素子等を製造する際に用いられる他の装置においても、生じることが予想される。

国際公開第００／７４１１８号パンフレット

本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、基板を処理する処理装置本体の少なくとも一部を収納し、内部の環境条件が調整可能な処理室と；前記処理室に対して気体を送る送風機と；前記送風機の下流側に配置され、前記気体中に液体を噴霧することにより、前記気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を除去する汚染物質除去機構と；前記汚染物質除去機構の下流側に配置され、前記気体中に残存する化学的不純物を除去する化学物質除去フィルタと；を備える基板処理装置である。

これによれば、汚染物質除去機構により、気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を除去することができるとともに、処理室に対して気体を送る送風機の下流側に汚染物質除去機構が設けられているので、送風機の発熱（送風機に含まれるモータの発熱等）によって気体の温度が上昇しても、汚染物質除去機構が気体中に噴霧する液体の温度調整を行うことで、気体の温度調整を容易に行うことが可能となる。また、化学物質除去フィルタの上流側に汚染物質除去機構が設けられていることにより、汚染物質除去機構にて化学的不純物を低減することができるので、その下流側に設けられた化学物質除去フィルタへの負担を減らし、寿命を延ばすことができる。これにより、交換頻度を低減することができるので、交換に要する手間、コストを低減することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を、前記気体中に液体を噴霧することによって除去する汚染物質除去装置において、前記液体には、前記気体中に存在するイオン性の汚染物質の捕集効率を高めるための物質が添加されていることを特徴とする汚染物質除去装置である。

これによれば、汚染物質除去装置で用いられる液体に、イオン性の汚染物質の捕集効率を高めるための物質が添加されているので、汚染物質除去装置における汚染物質の除去効率を高めることが可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、所定のパターンを物体上に形成する露光装置本体の少なくとも一部が収納され、その内部の環境条件が調整可能な露光室と；前記露光室内供給される気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を除去する本発明の汚染物質除去装置と；前記汚染物質除去装置の下流側に配置され、前記気体中に残存する化学的不純物を除去する化学物質除去フィルタと；を備える露光装置である。

これによれば、汚染物質の除去効率の高い汚染物質除去装置が化学物質除去フィルタの上流側に設けられているので、化学物質除去フィルタを通過する前の気体中に存在する化学的不純物を低減することができる。これにより、化学物質除去フィルタの負担を軽減し、寿命を延ばすことができるので、化学物質除去フィルタの交換頻度を低減することができ、ひいては交換に要する手間、コストを低減することが可能となる。また、露光室内の清浄度を高く維持することができるので、高精度な露光を長期にわたって維持することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る露光装置１０の全体構成が概略的に示されている。この露光装置１０は、環境条件（清浄度、温度、圧力、湿度等）がほぼ一定に維持されクリーンルームＣＲ内の床面Ｆ上に設置されたチャンバ１２と、このチャンバ１２内に設けられた露光装置本体１０Ａと、チャンバ１２に管路１８を介して接続されたファン・フィルタ・ユニット（以下、「ＦＦＵ」と呼ぶ）１９と、を含んでいる。

チャンバ１２の内部は、概略４つの部分、すなわち、チャンバ１２のほぼ中央部に配置された露光室ＥＲと、露光室ＥＲに隣接した（本実施形態では、露光室ＥＲの＋Ｙ側に配置された）レチクルローダ室ＲＬＲ及びウエハローダ室ＷＬＲと、これら３つの室に対して供給される気体が通過する気体供給路９０と、に仕切られている。

露光室ＥＲ内には、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置本体１０Ａが収納されている。この露光装置本体１０Ａは、図１に示されるように、照明光学系ＩＯＰ、この照明光学系ＩＯＰ下方に配置された投影光学系ＰＬ、この投影光学系ＰＬと照明光学系ＩＯＰとの間に配置され、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬの下方に配置され、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、これらを統括的に制御する主制御装置５０（図１では不図示、図２参照）等を備えている。

照明光学系ＩＯＰは、オプティカルインテグレータ、視野絞り（いずれも図示省略）等を含み、これらの光学部材が不図示の照明系ハウジング内に所定の位置関係で収納されている。この照明光学系ＩＯＰと同様の構成の照明光学系は、例えば特開平１−２５９５３３号公報及びこれに対応する米国特許第５，３０７，２０７号などに開示されている。この照明光学系ＩＯＰは、不図示の引き回し光学系（リレー光学系）を介して不図示の光源としてのＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）あるいはＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザに接続されている。なお、引き回し光学系及びエキシマレーザはチャンバ１２の外に配置されていても良い。

レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターン等が描かれたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの位置制御のため、図２の主制御装置５０により、照明光学系ＩＯＰの光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸に一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。

投影光学系ＰＬとしては、例えば複数のレンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４倍又は１／５倍）を有する。このため、照明光学系ＩＯＰからの照明光によって照明領域が照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光により、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、その第２面（像面側）に配置される、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域に共役な領域（露光領域）に形成される。そしてレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、露光領域（照明光）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するとともに、露光領域（照明光）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが形成される。すなわち、本実施形態では、照明光学系ＩＯＰ、レチクルＲ及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にパターンが生成され、照明光によるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。

ウエハステージＷＳＴは、その上面にて不図示のウエハホルダを介して、ウエハＷを吸着保持し、図２の主制御装置５０により、Ｘ，Ｙ，Ｚ、θｘ、θｙ、θｚの６自由度方向に駆動可能とされている。

レチクルローダ室ＲＬＲは、その内部に、複数枚のレチクルを保管するレチクルライブラリ及び水平多関節型ロボットから成るレチクルローダ（いずれも不図示）が配置されている。このレチクルローダは、レチクルＲをレチクルステージＲＳＴ上に搬入するとともに、レチクルステージＲＳＴ上から搬出するものである。したがって、レチクルローダ室ＲＬＲの露光室ＥＲ側の壁には、不図示ではあるが、レチクルを搬出入するための開口が設けられ、該開口近傍には、開口を閉塞するためのシャッタが設けられている。

ウエハローダ室ＷＬＲは、その内部に、複数枚のウエハを保管するウエハキャリア、ウエハキャリアに対してウエハを出し入れする水平多関節型ロボット、及び該ロボットとウエハステージＷＳＴとの間でウエハを搬送するウエハ搬送装置（いずれも不図示）とが収納されている。ウエハローダ室ＷＬＲの露光室ＥＲ側の壁には、レチクルローダ室ＲＬＲと同様に、不図示ではあるが、ウエハを搬出するための開口が設けられ、該開口近傍には開口を閉塞するためのシャッタが設けられている。

これらレチクルローダ室ＲＬＲとウエハローダ室ＷＬＲとの間の仕切り壁は、メッシュ状の部材から成り、レチクルローダ室ＲＬＲとウエハローダ室ＷＬＲとの間では、気体の流通が可能となっている。

気体供給路９０の内部には、床面Ｆ側（−Ｚ側）から順に、エアワッシャ２２、除湿装置２４、ケミカルフィルタ２６、温度湿度調整装置２８が設けられている。また、エアワッシャ２２には、管路１８の一端部が接続されており、この管路１８の他端部は、クリーンルームＣＲの床面Ｆ下に設けられたＦＦＵ１９に接続されている。

ＦＦＵ１９内には、送風機（ファン）１６が設けられている。この送風機１６の動作は、図２の主制御装置５０により制御されている。図１から分かるように、送風機１６は、エアワッシャ２２の上流側に配置されていることから、送風機１６により、エアワッシャ２２に対して、クリーンルームＣＲ内の気体が積極的に取り入れられるようになっている。これにより、チャンバ１２内は、チャンバ１２の外部に対して常に陽圧に保たれている。

エアワッシャ２２は、図２に拡大して示されるように、ハウジング５６と、該ハウジング５６内に設けられた、多数のノズルを有する液体噴霧機構４０と、液体噴霧機構４０に液体（本実施形態においては、過酸化水素が添加された純水）を供給し、かつハウジング５６内から液体を回収する液体循環装置３４と、該液体循環装置３４と液体噴霧機構４０とを接続する供給管３６Ａと、ハウジング５６の底面と液体循環装置３４とを接続する排水管３６Ｂとを含んでいる。排水管３６Ｂの一部には、ガス等の逆流を防止するＳ字状のトラップが設けられている。

ハウジング５６には、その底部近傍に、前述した管路１８の一端と、露光室ＥＲからの気体を流入させるための管路３０の一端が接続されている。

液体循環装置３４は、ポンプ、タンク、液体中から不純物を除去するフィルタ、純水の温度を調整する調整器（例えば、熱交換器、冷却器等）及び純水に過酸化水素を添加する添加装置（いずれも不図示）等を含んでおり、各部の動作は、主制御装置５０により制御されている。この液体循環装置３４からは、調整器にて所定温度に冷却された液体（添加装置にて過酸化水素が添加された純水）が、供給管３６Ａを介して液体噴霧機構４０に供給され、該液体は、液体噴霧機構４０を構成する多数のノズルからハウジング５６内に噴霧される。この場合、調整器が冷却する液体の温度は、チャンバ１２内の設定温度より低いことが好ましい。このようにハウジング５６内に液体（過酸化水素が添加された純水）が噴霧されることにより、ハウジング５６内に存在する気体が冷却されるとともに、ハウジング５６内に取り込まれる気体中に含まれる汚染物質が除去されるようになっている。ここで、ハウジング５６内に供給された気体から除去される汚染物質としては、例えば、イオン性の物質（アンモニアガス、硫黄酸化物等）、水溶性有機物（メタノール等）、低分子有機物（ＨＭＤＳ，ＴＭＳ等）などが挙げられる。また、本実施形態では、液体循環装置３４内の添加装置により、純水に過酸化水素が添加されているので、純水が酸性となり、イオン性の物質の捕集効率の向上が図られている。

このとき、ハウジング５６内を通過する気体中の水蒸気量は飽和状態となるため、気体中に含まれることができなかった液体は、ハウジング５６の底に溜まり、所定量ずつ、排水管３６Ｂから排水され、液体循環装置３４に戻るようになっている。

したがって、本実施形態においては、エアワッシャ２２内には、液体の循環系が形成されている。そして、液体循環装置３４に戻ってきた液体は、液体循環装置３４内のフィルタにより不純物が除去されるとともに、調整器にて冷却され、再度エアワッシャ２２内を循環するようになっている。

また、本実施形態では、エアワッシャ２２の供給管３６Ａに流量計３８が設けられ、また、排水管３６Ｂに流量計３９が設けられている。これら流量計３８，３９としては、例えば、しぼり流量計やフロート型流量計、熱線式流量計、カルマン渦流量計、タービン流量計などの流量計を用いることができる。この流量計による計測結果は、露光装置１０全体を制御する主制御装置５０にて常時モニタされ、給水量又は排水量の変化により装置の異状が検知されたとき（例えば、流量が所定の閾値よりも小さくなったときなど）には、主制御装置５０は、主制御装置５０に接続された出力部５２を介して、ユーザに異状を知らせるエラー信号を発する。なお、出力部５２としては、エラー信号を、音、文字、図形、記号等により発する装置を採用しても良いし、その他の信号によりエラー信号を発する装置を採用しても良い。

図１に戻り、前記除湿装置２４は、例えば、冷却式除湿装置（冷却コイル方式等）、吸着式除湿装置、吸収式除湿装置、圧縮式除湿装置等から成り、図２の主制御装置５０の指示の下、エアワッシャ２２を通過した気体中の水蒸気を低減させる。

ケミカルフィルタ２６は、エアワッシャ２２で除去できなかった汚染物質、例えばアンモニアガス等の塩基性ガスの他、シロキサン、シラザン等のシリコン系の有機物、ハイドロカーボンは勿論、可塑剤や難然剤その他の化学的不純物をも除去するものが用いられている。具体的には、活性炭フィルタ（例えば、ニッタ（株）製のギガソープ）やゼオライトフィルタが用いられる。なお、ケミカルフィルタの性能は、気体の湿度によって左右される。例えば、気体の湿度が高いとケミカルフィルタの汚染物質除去性能が低下するおそれがある。本実施形態においては、図１に示されるように、ケミカルフィルタ２６の上流側に除湿装置２４が設けられていることから、除湿装置２４において湿度が低減された気体をケミカルフィルタ２６に通すことができるので、気体の湿度によってケミカルフィルタ２６の汚染物質除去性能が低下するおそれがない。

温度湿度調整装置２８は、ヒータ、クーラー、湿度調整部等を含み、気体中の温度湿度を調整する装置である。この温度湿度調整装置２８の各部の動作は、図２の主制御装置５０により制御されている。

以上のように構成される露光装置１０においては、送風機１６の気体吸い込み力により、クリーンルームＣＲ内に存在する気体がＦＦＵ１９及び管路１８を介して、エアワッシャ２２内に取入れられる。そして、エアワッシャ２２内を気体が通過する際に、液体が噴霧されることにより冷却及び汚染物質の除去が行われ、除湿装置２４にて、気体中の水蒸気が除去される。更に、除湿装置２４を通過した気体は、ケミカルフィルタ２６を通過する際に、化学的不純物が除去され、温度湿度調整装置２８にて、露光装置本体１０Ａ等に要求される温度湿度に調整される。

そして、気体供給路９０から、露光室ＥＲ内に供給された気体は、露光室ＥＲの隅々まで行き渡った後、露光室ＥＲとエアワッシャ２２とを連通する管路３０を介してエアワッシャ２２に戻る。すなわち、露光室ＥＲを経由した気体は、気体供給路９０と露光室ＥＲとを循環することとなる。なお、気体供給路９０と露光室ＥＲとの間の気体の循環を促進するため、管路３０の内部又は管路３０の上流側に別の送風機を設け、露光室ＥＲ内の気体をエアワッシャ２２内に強制的に送るようにしても良い。

一方、気体供給路９０から、レチクルローダ室ＲＬＲ内に供給された気体は、レチクルローダ室ＲＬＲ及びウエハローダ室ＷＬＲを経由して、管路３２を介して、チャンバ１２外部に排出される。すなわち、レチクルローダ室ＲＬＲ及びウエハローダ室ＷＬＲを経由した気体は、循環することなく外部に排出される。

以上説明したように、本実施形態の露光装置１０によると、エアワッシャ２２により、気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を除去することができるとともに、露光室ＥＲ、レチクルローダ室ＲＬＲ及びウエハローダ室ＷＬＲに対して気体を送る送風機１６の下流側にエアワッシャ２２が設けられているので、送風機１６の発熱（送風機１６に含まれるモータの発熱）によって気体の温度が上昇しても、エアワッシャ２２が気体中に噴霧する液体の温度調整を行うことにより、気体の温度調整を容易に行うことが可能である。すなわち、例えば、ユーザによっては送風量を高めるために、送風機１６を大きいものに変更したり、新たな送風機を追加したりする場合もあるが、このような場合においても送風機の発熱が気体の温度に与える影響をエアワッシャ２２の冷却機能により相殺することが可能となっている。また、ケミカルフィルタ２６の上流側にエアワッシャ２２を設けたことにより、該エアワッシャ２２にて、気体に残存する化学的不純物を低減することができるので、その下流に配置されたケミカルフィルタ２６の寿命を延ばすことができる。これにより、ケミカルフィルタ２６の交換頻度を低減することができるので、交換に要する手間及びコストを低減することが可能となる。

また、本実施形態の露光装置では、上記のようにしてチャンバ１２内の清浄度が維持されているので、長期にわたって、汚染物質の投影光学系ＰＬを構成するレンズへの付着等による影響を受けることなく高精度な露光を維持することが可能である。

また、本実施形態では、露光室ＥＲ内に供給される気体を、エアワッシャ２２に再び供給する管路３０を備えていることから、気体供給路９０と露光室ＥＲと管路３０とにより循環系が形成されているので、気体の有効活用を図ることができる。また、気体を、気体供給路９０内のエアワッシャ２２やケミカルフィルタ２６を含む経路内で循環させることで、気体をチャンバ１２内で単に循環する場合と比べ、清浄度を高く維持することが可能である。

また、本実施形態では、エアワッシャ２２とケミカルフィルタ２６との間に気体中の湿度を低下させる除湿装置２４が設けられているので、エアワッシャ２２を通過した気体の湿度を低下させた状態でケミカルフィルタ２６に送ることができる。これにより、ケミカルフィルタ２６の化学的不純物の除去性能が湿度によって低下するのを抑制することができるので、チャンバ１２内の清浄度を高く維持することが可能である。

また、本実施形態では、気体の温度及び湿度を調整する温度湿度調整装置２８が、ケミカルフィルタ２６の下流側に配置されているので、例えば、特開２００２−１５３７１９号公報に開示されているように、ケミカルフィルタを通過する気体の湿度に応じて、気体の温度が変化する場合でも、その温度変化を温度湿度調整装置２８にて調整することができる。また、気体の湿度についても、露光装置本体１０Ａ近傍に供給する直前において、最適な状態に調整することができる。

また、本実施形態では、エアワッシャ２２の供給管３６Ａと排水管３６Ｂに、流量計３８、３９をそれぞれ設け、これら流量計による計測結果を、主制御装置５０にて常時モニタし、装置の異状が検知されたときに、出力部５２を介してエラー信号を発するので、ユーザは、供給管３６Ａからの給水量が低下し（又は零となり）、エアワッシャ２２に供給される気体の冷却、及び気体中の汚染物質の除去ができなくなったことをエラー信号にて早期に知ることができ、また、排水管３６Ｂからの排水量が低下し（又は零となり）、エアワッシャ２２のハウジング５６内に液体が溜まって不具合が発生しているのをエラー信号にて早期に知ることができる。

なお、上記実施形態の気体供給路９０内の構成は一例であって、これとは異なる構成を採用することもできる。例えば、図３（Ａ）に示されるように、図１の構成から除湿装置２４を取り外し、上流側から、送風機１６、エアワッシャ２２、ケミカルフィルタ２６、温度湿度調整装置２８の順に配置することとしても良い。このようにしても、例えばケミカルフィルタ２６が湿度によって影響を受けないものであれば、温度湿度調整装置２８が、除湿装置２４の機能を兼ね備えているので、上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

ところで、例えば、従来においては、温度湿度調整装置における目標湿度が５０％である場合に、温度湿度調整装置に供給される気体の湿度が、ユーザのクリーンルームによって３０％であったり６０％であったりする場合がある。このような場合、温度湿度調整装置では、湿度が３０％のときには、湿度を５０％にするために２０％だけ上昇させる必要がある一方で、湿度が６０％のときには、湿度を５０％にするために１０％だけ低下させる必要があり、その湿度調整の方向性（上昇させるのか低下させるのか）がユーザごとに異なっていた。このことは、温度湿度調整装置が、除湿機能と加湿機能の両方を有する必要があることを意味するとともに、その制御が煩雑になることも意味する。一方、図３（Ａ）の構成のように、温度湿度調整装置２８の上流側にエアワッシャ２２を配置した場合には、エアワッシャ２２において必然的に湿度が上昇するので、温度湿度調整装置２８には、常時、湿度が高い（例えば９０％近傍）気体が送られることとなる。このため、温度湿度調整装置２８では、常に湿度を低下させれば良いことから、温度湿度調整装置２８は除湿の機能のみを有していれば良く、また、湿度制御が前述した場合と比べて容易になる。

また、上記の構成に限らず、図３（Ｂ）に示されるように、図３（Ａ）の構成から、温度湿度調整装置２８の位置をエアワッシャ２２とケミカルフィルタ２６との間に変更する構成を採用しても良い。この場合、例えば、温度湿度調整装置２８自身からの脱ガスがあるような場合にも、ケミカルフィルタ２６において除去することができるので、露光装置本体１０Ａ側に、清浄度の高い気体を供給することが可能である。

更に、図３（Ｃ）に示されるように、図１の構成から、温度湿度調整装置２８を除外する構成を採用することとしても良い。この場合、温度調整をエアワッシャ２２において噴霧する液体の温度を調整することにより行い、湿度調整を除湿装置２４において行えば良い。この場合、除湿装置２４に代えて、温度湿度調整装置２８を構成する湿度調整部と同様のものを採用することとしても良い。

なお、上記実施形態では、エアワッシャ２２の給水管３６Ａ及び排水管３６Ｂのそれぞれに、流量計を設ける場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、給水管３６Ａのみに流量計を設けても良いし、排水管３６Ｂのみに流量計を設けても良い。また、いずれにも流量計を設けないこととしても良い。

なお、上記実施形態では、純水に過酸化水素を添加した液体を、エアワッシャ２２の液体噴霧機構４０から噴霧することとしたが、これに限られるものではなく、添加する物質としては、過酸化水素に代えて、又はこれとともに、オゾン又はその他のイオン性の汚染物質の捕集効率を向上するための物質（ただし、露光装置やケミカルフィルタ等に悪影響を与えない物質が望ましい）を添加することとしても良いし、これらの物質を添加しなくても良い。また、用いる液体としては純水に限られるものではなく、水道水からシリカ等の不純物を除いた水を用いることとしても良く、この水にイオン性の汚染物質の捕集効率を向上するための物質を添加することとしても良い。

なお、露光装置本体としては、図４に示されるような液浸露光装置本体（投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に液体（純水）を供給し、かつ回収する液浸装置６０が設けられている露光装置本体）を採用することが可能である。この場合、図１の露光装置本体を液浸露光装置本体に置き換えるだけでも良いが、図４に示されるように、液浸装置６０にて用いられる純水を、エアワッシャ２２にて再利用する構成を採用することとしても良い。すなわち、図４に示されるように、液浸装置６０では、純水供給装置７２から純水が供給され、かつ純水回収装置７４により純水が回収されるので、純水回収装置７４にて回収された純水を、エアワッシャ２２の液体循環装置３４内のタンクに取り込み、再利用することとすることができる。これにより、液浸露光装置で用いられる高純度の純水を無駄なく使用することができるので、低コスト化を図ることが可能となる。

なお、上記実施形態では、露光装置１０のチャンバ１２に供給される気体の一部を循環し、その他をチャンバ１２外に排出する方式を採用する場合について説明したが、これに限らず、チャンバ１２内に供給される気体のすべてを循環させる方式（循環方式）を採用することとしても良いし、チャンバ１２内に供給される気体のすべてを外に排出する方式（ワンパス方式）を採用することとしても良い。また、概ね循環方式とし、その循環系の一部に弁機構を設け、該循環系内を循環する気体のうちの一部のみをチャンバ外に排出することとしても良い。

また、上記実施形態では、チャンバ１２内が、露光室ＥＲと、レチクルローダ室ＲＬＲと、ウエハローダ室ＷＬＲと、気体供給路９０とに区画された場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、レチクルローダ室ＲＬＲとウエハローダ室ＷＬＲの少なくとも一方を設けないこととしても良いし、あるいは、気体供給路９０を露光装置を構成するチャンバとは別のチャンバで構成し、そのチャンバと露光装置のチャンバとを配管等で接続することとしても良い。

なお、上記実施形態では、ＦＦＵ１９（送風機１６）をチャンバ１２の外側に設けることとしたが、これに限らず、ＦＦＵ１９を設けないこととしても良い。この場合、送風機は、チャンバ１２内のエアワッシャ２２の上流側に設けることとしても良いし、図１の循環系の場合には、管路３０の露光室ＥＲ側（図１における＋Ｙ側）や、気体供給路９０の温度湿度調整装置２８の下流側に設けることとしても良い。

なお、上記実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。

なお、上記実施形態では、光源としてＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレーザを用いる場合について説明したが、これに限らず、光源としてＦ₂レーザ、Ａｒ₂レーザを用いても良く、あるいは金属蒸気レーザやＹＡＧレーザを用い、これらの高調波を露光用照明光としても良い。あるいは、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を、露光用照明光として用いても良い。

また、本発明はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に限らず、ステップ・アンド・リピート方式、又はステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置や、例えばミラープロジェクション・アライナー、プロキシミティ方式の露光装置、及びフォトリピータなどにも適用することができる。即ち、露光装置本体の構成などに関係なく、空調装置を有する露光装置であれば本発明を適用できる。

また、上記実施形態では、露光装置の照明光としては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことは言うまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を好適に適用することができる。このほか、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。

また、上記実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターンまたは反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク）を用いても良い。

また、国際公開２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

さらに、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。

また、物体上にパターンを形成する装置は、前述の露光装置（リソグラフィシステム）に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本発明を適用することができる。

なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写形成する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄型磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。

なお、上記実施形態では、本発明の処理装置が露光装置である場合について説明したが、これに限られるものではなく、露光装置以外の、半導体の製造等の処理に用いられる種々の基板処理装置に適用することが可能である。すなわち、例えば、現像装置や塗布装置、清浄装置、ＣＭＰ装置、イオン注入装置、アッシング装置などの装置（半導体製造装置）にも適用することが可能である。

なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記各実施形態の露光装置を用いて、レチクルに形成されたパターンをウエハ等の物体上に転写するリソグラフィステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記各実施形態の露光装置を用いて、物体上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスの生産性を向上することが可能である。

なお、上記実施形態では、気体中に存在するイオン性の汚染物質の捕集効率を高めるための物質が添加された液体（純水）を用いる汚染物質除去装置（エアワッシャ）が、露光装置に設置された場合について説明したが、これに限られるものではなく、当該汚染物質除去装置（エアワッシャ）は、その他の基板処理装置のみならず、内部の清浄度の維持が必要な種々の装置内に設置することも可能である。

以上説明したように、本発明の基板処理装置は、基板を処理するのに適している。また、本発明の汚染物質除去装置は、気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を、前記気体中に液体を噴霧することによって除去するのに適している。また、本発明の露光装置は、所定のパターンを物体上に形成するのに適している。

一実施形態に係る露光装置を示す概略図である。 図１のエアワッシャの構成を説明するための図である。 図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、変形例を説明するための図（その１）である。 図４は、変形例を説明するための図（その２）である。

符号の説明

１０…露光装置（基板処理装置）、１０Ａ…露光装置本体（処理装置本体）、１２…チャンバ（処理室）、１６…送風機、２２…エアワッシャ（汚染物質除去機構）、２４…除湿装置、２６…ケミカルフィルタ（化学物質除去フィルタ）、２８…温度湿度調整装置（湿度調整装置）、３０…管路（供給系）、３８，３９…流量計（モニタ装置の一部）、５０…主制御装置（モニタ装置の一部）、５２…出力装置（エラー信号発生装置）、６０…液浸装置、ＰＬ…投影光学系（光学系）、Ｗ…ウエハ（物体、基板）。

Claims (15)

1. 基板を処理する処理装置本体の少なくとも一部を収納し、内部の環境条件が調整可能な処理室と；
   前記処理室に対して気体を送る送風機と；
   前記送風機の下流側に配置され、前記気体中に液体を噴霧することにより、前記気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を除去する汚染物質除去機構と；
   前記汚染物質除去機構の下流側に配置され、前記気体中に残存する化学的不純物を除去する化学物質除去フィルタと；を備える基板処理装置。
2. 前記処理室が設置されるクリーンルームの気体の少なくとも一部を、前記汚染物質除去機構に供給する供給系を更に備える請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記汚染物質除去機構と前記化学物質除去フィルタとの間に配置され、前記気体中の湿度を低下させる除湿装置を更に備える請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 前記化学物質除去フィルタの下流側に配置され、前記気体の湿度及び温度を調整する温度湿度調整装置を更に備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記汚染物質除去機構と前記化学物質除去フィルタとの間に配置され、前記気体の温度及び湿度を調整する温度湿度調整装置を更に備える請求項１又は２に記載の基板処理装置。
6. 前記汚染物質除去機構における前記液体の使用状態をモニタするモニタ装置を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記モニタの結果、前記液体の使用状態に異状が検知されたときに、エラー信号を発するエラー信号発生装置を更に備える請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記モニタ装置は、前記汚染物質除去機構に対する前記液体の供給量、及び前記汚染物質除去機構から前記液体を排水する排水量の少なくとも一方をモニタすることを特徴とする請求項６又は７に記載の基板処理装置。
9. 前記液体は、水あるいは純水であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 前記液体は、水あるいは純水に、前記汚染物質のうち、イオン性の汚染物質の捕集効率を高めるための物質を添加したものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
11. 前記捕集効率を高めるための物質は、過酸化水素及びオゾンの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。
12. 前記処理装置本体は、
    エネルギビームを前記基板に照射する光学系と、
    前記光学系と前記基板との間に液体を供給する液浸装置と、を有し、
    前記汚染物質除去機構は、前記液浸装置で用いられた前記液体を再利用することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
13. 気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を、前記気体中に液体を噴霧することによって除去する汚染物質除去装置において、
    前記液体には、前記気体中に存在するイオン性の汚染物質の捕集効率を高めるための物質が添加されていることを特徴とする汚染物質除去装置。
14. 前記液体は、水又は純水であり、
    前記捕集効率を高めるための物質は、過酸化水素及びオゾンの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１３に記載の汚染物質除去装置。
15. 所定のパターンを物体上に形成する露光装置本体の少なくとも一部を収納し、内部の環境条件が調整可能な露光室と；
    前記露光室内に供給される気体中に存在する汚染物質の少なくとも一部を除去する請求項１３又は１４に記載の汚染物質除去装置と；
    前記汚染物質除去装置の下流側に配置され、前記気体中に残存する化学的不純物を除去する化学物質除去フィルタと；を備える露光装置。

Images