JP2008300702A - 露光システムおよびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 露光装置内の温度安定性を改善する露光装置を提供する。
【解決手段】
露光装置３００に流路を介して流体を供給する流体供給装置１００を有する露光システムで、流体供給装置１００は、送流手段１０と、熱交換器２０と、流体中の不要物を除去するケミカルフィルタ３０とを有し、流体の温度を計測する第１の温度センサ１１０を有し、流体供給装置１００内において除去手段の下流に配され、流体の温度を調整する加熱器４０を有する。露光装置３００は、流体供給装置１００から供給される流体の温度を計測する第２の温度センサ１２０を有し、加熱器４０は、第２の温度センサ１２０により計測された温度の情報に基づき、流体の温度を調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板を露光する露光装置と該露光装置に流路を介して流体を供給する流体供給装置とを有する露光システム、およびデバイス製造方法に関するものである。

近年、ＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路は、高い生産性が要求され、これに伴い半導体露光装置の消費電力は増加する傾向にある。
その一方で、回路パターンは益々、微細化され、露光装置内の環境をより安定に維持する必要性が生じている。
露光装置内で発生する熱を回収し、また、露光装置が設置されているクリーンルームの温度変化等の影響を抑制するために高精度に温度制御された流体である空気あるいは液体の冷媒が露光装置に供給される。
クリーンルーム内の空気には微量のアンモニア、アミン等の塩基性ガス、硫酸、硝酸、塩化水素等の酸性ガス、およびシロキサン等の有機ガスの化学汚染物質が含まれる。
しかし、これらの化学汚染物質を含んだ空気を露光装置に取り入れると、露光光源である短波長紫外線のエキシマレーザ光等により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付着する。
この曇り物質の付着により露光光の照度低下や照度むらが発生し、所定の露光性能を維持できなくなる場合がある。

また、これらの空気中に含まれる化学汚染物質はｐｐｂ以下の濃度に低減することが要求されるため、ケミカルフィルタが装着される。
ケミカルフィルタは、塩基性ガスや酸性ガスをイオン交換反応により除去し、有機ガスを活性炭により物理吸着して除去するものである。
このケミカルフィルタの形状は様々なものがあるが、例えば、各辺が６００ｍｍの四辺形、厚さ６０ｍｍのものを、設置環境と必要とされる低減濃度に合わせて数段重ねて使用される。
ケミカルフィルタを透過した空気は、化学汚染物質濃度は低減されるが、ケミカルフィルタ自体の熱容量が非常に大きいため、熱時定数が数分〜数十分と大きくなり、ケミカルフィルタの入口の温度と出口の温度は大きな時間遅れを有することとなる。
また、ケミカルフィルタは、化学汚染物質の除去には効果があるが、ケミカルフィルタ前後の空気の湿度が変化すると、空気中の水分の吸収または蒸発を行う特性がある。
このため、その際の吸着熱または蒸発熱によりケミカルフィルタの下流では空気の温度変動が発生する。
このケミカルフィルタの湿度による温度変動の影響を低減する従来技術として特開２００２−１５８１７０号公報（特許文献１）が提案されている。
また、露光装置と流体供給装置を分離した従来技術として特開平１１−１３５４２９号公報（特許文献２）が提案されている。
特開２００２−１５８１７０号公報 特開平１１−１３５４２９号公報

しかし、特開２００２−１５８１７０号公報（特許文献１）の従来技術では、ケミカルフィルタの下流に温度センサを配置しケミカルフィルタの前段に置かれた加熱器を制御する。
このため、先に述べたケミカルフィルタの大きな熱時定数により温度制御系の応答性が著しく制限される。
さらに、ケミカルフィルタで発生する温度外乱やケミカルフィルタの下流で重畳する環境変化や露光装置内の負荷変動等による外乱を十分低減できないという問題点があった。
また、この従来技術では、ケミカルフィルタの下流の温度センサにより加熱器を制御し、加熱器の前段に配置された冷却器と冷却器の温度を測定するために取り付けられた温度センサにより冷却器を制御する。
２つの温度制御は独立して制御されるため、先に述べたケミカルフィルタで発生する温度外乱やケミカルフィルタの下流で重畳する温度外乱が加熱器の加熱能力を超える大きな外乱となった場合には、高精度な温度制御を行うことができない。
この結果として露光装置に供給する流体の温度安定性を要求値に維持することができないという問題点があった。
また、ケミカルフィルタは、形状が非常に大きいため露光装置のフットプリントが増加し、結果として露光装置の設置に必要なクリーンルームのスペースが増加するという問題点があった。

次に、上記の特開平１１−１３５４２９号公報（特許文献２）の従来技術では、露光装置内に温度調整手段と温度調整手段の下流に温度センサを配置し、温度制御部により温度制御を行う。
更に、前記温度センサの値を、別置きの流体供給装置にフィードバックして流体供給装置内に配置された加熱器を操作して露光装置に供給する流体の温度を制御するよう構成されている。
しかし、１つの温度センサに対し２つの温度調整手段を設けているため、両者で制御の干渉が発生し、高精度な温度制御を行うことが困難であるという問題点があった。
そこで、本発明は、露光装置内の温度安定性を改善することを例示的目的とする。

上記課題を解決するための本発明の露光装置システムは、基板を露光する露光装置と、前記露光装置に流路を介して流体を供給する流体供給装置と、を有する露光システムであって、前記流体供給装置は、前記露光装置を介して前記流体を流すための送流手段と、 前記流体の温度を調整する第１の温度調整手段と、前記流体供給装置内において前記第１の温度調整手段の下流に配され、前記流体中の不要物を除去する除去手段と、前記第１の温度調整手段と前記除去手段との間に配され、前記流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を前記第１の温度調整手段の制御に供する第１の温度計測手段と、前記流体供給装置内において前記除去手段の下流に配され、前記流体の温度を調整する第２の温度調整手段と、を有し、前記露光装置は、前記流体供給装置から供給される前記流体の温度を計測する第２の温度計測手段を有し、前記第２の温度調整手段は、前記第２の温度計測手段により計測された温度の情報に基づき、前記流体の温度を調整する、ことを特徴とする。

さらに、本発明の露光システムは、基板を露光する露光装置と、前記露光装置に流路を介して流体を供給する流体供給装置と、を有する露光システムであって、前記流体供給装置は、前記露光装置を介して前記流体を流すための送流手段と、前記流体の温度を調整する第１の温度調整手段と、前記流体供給装置内において前記第１の温度調整手段の下流に配され、前記流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を前記第１の温度調整手段の制御に供する第１の温度計測手段と、を有し、前記露光装置は、前記流体供給装置から供給される前記流体の温度を計測する第２の温度計測手段を有し、前記第１の温度調整手段は、前記第１の温度計測手段により計測された温度の情報と前記第２の温度計測手段により計測された温度の情報とに基づき、前記流体の温度を調整する、ことを特徴とする。

さらに、本発明の露光装置システムは、基板を露光する露光装置と、前記露光装置に流路を介して流体を供給する流体供給装置と、を有する露光システムであって、前記流体供給装置は、前記露光装置を介して前記流体を流すための送流手段と、前記流体の温度を調整する第１の温度調整手段と、前記流体供給装置内において前記第１の温度調整手段の下流に配され、前記流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を前記第１の温度調整手段の制御に供する第１の温度計測手段と、を有し、前記露光装置は、前記流体供給装置から供給される前記流体の温度を計測する第２の温度計測手段と、前記露光装置内において前記第２の温度計測手段の下流に配され、前記流体の温度を調整する第２の温度調整手段と、前記露光装置内において前記第１の温度調整手段の下流に配され、前記流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を前記第２の温度調整手段の制御に供する第３の温度計測手段と、を有し、前記第１の温度調整手段は、前記第１の温度計測手段により計測された温度の情報と前記第２の温度計測手段により計測された温度の情報とに基づき、前記流体の温度を調整し、前記第２の温度調整手段は、前記第３の温度計測手段により計測された温度の情報に基づき、前記流体の温度を調整する、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、露光装置内の温度安定性を改善することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

まず、図７を参照して、露光装置の概略的構成を説明する。
露光空間３１０において、不図示の露光光源より出射された露光光は、照明光学系３１６により、レチクルステージ３１２に設置されたレチクル３１１を照射する。
レチクル３１１を透過した光は、投影光学系３１３を透過して、ウェハステージ３１４に設置されたウェハ３１５に到達し、レチクル上に描かれた微細なパターンをウェハ３１５上の各チップに焼き付ける。
露光光源にはＫｒＦレーザ光源や、更なる微細化のため波長の短いＡｒＦレーザ光源が用いられることが多い。
ステッパーと称される露光装置では、レチクルステージ３１２は静止し、ウェハステージ３１４は露光中は静止し、露光終了すると次のチップの露光のためにステップ駆動される。

スキャニングステッパーと称される露光装置では、レチクルステージ３１２とウェハステージ３１４は同期して逆方向に走査し、同期走査中に露光が行われ、露光終了すると次のチップの露光のためにウェハステージ３１４がステップ駆動される。
スキャニングステッパーでは、より生産性を向上させるため、レチクルステージ３１２およびウェハステージ３１４の各ステージは、より大きな加速度により加速され、より速い速度で同期走査露光される。
各ステージは生産性向上のために極めて高速に駆動され、かつ微細化露光のため極めて精密に位置または速度が制御されなければならない。
各ステージの位置をｎｍオーダで精密に制御するため、一般に不図示のレーザ干渉計によりステージの位置が常に監視され、フィードバック制御される。
しかしながら、ステージ駆動による大きな発熱が発生すると、その熱によりレーザ干渉計の光路の温度が擾乱され、その結果、光路中の空気の屈折率が揺らいでステージの位置計測に大きな誤差が発生する。
ｎｍのオーダでステージを制御するには、干渉計光路の温度の揺らぎは０．０１℃以下である必要がある。

一方、半導体製造工場では、各種の半導体製造装置を設置するクリーンルームと、設備機器等を設置するサブファブとを有することが多い。
クリーンルームは、概ね２０℃〜２５℃程度に空調され、微細加工のため空気クリーン度が高いレベルに維持されている。
クリーンルームの維持管理は、コストや省エネルギーに大きく寄与するため、クリーンルームに設置する製造装置のフットプリントの削減が望まれる。
サブファブはクリーンルームの階下に設けられることが多く、特別な空調や空気のクリーン化は行われていないことが多い。
露光装置はクリーンルームに設置されるが、先に述べたように露光空間では０．０１℃レベルの温度管理が必要となるため露光装置には専用の空調機器が必要となる。
また、露光装置内の機器駆動等による発熱を回収するために、温度制御された液体が露光装置内を循環して露光空間の温度を安定に保ちつつ熱回収を行う。

次に、図１の構成図を参照して、本発明の実施例１の露光システムを説明する。
本実施例１は、基板であるウェハ３１５を露光する露光装置３００と、露光装置３００に流路を介して流体を供給する流体供給装置１００と、を有する露光システムである。
流体供給装置１００は、露光装置３００を介して流体を流すための送流手段１０と、流体の温度を調整する第１の温度調整手段である熱交換器２０と、を有する。
さらに、流体供給装置１００は、流体供給装置１００内において第１の温度調整手段である熱交換器２０の下流に配され、流体中の不要物を除去する除去手段であるケミカルフィルタ３０を有する。
さらに、流体供給装置１００は、第１の温度調整手段と除去手段との間に配され、流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を第１の温度調整手段の制御に供する第１の温度計測手段である第１の温度センサ１１０を有する。
さらに、流体供給装置１００は、流体供給装置１００内において除去手段の下流に配され、流体の温度を調整する第２の温度調整手段である加熱器４０を有する。
露光装置３００は、流体供給装置１００から供給される流体の温度を計測する第２の温度計測手段である第２の温度センサ１２０を有する。
第２の温度調整手段である加熱器４０は、第２の温度計測手段である第２の温度センサ１２０により計測された温度の情報に基づき、流体の温度を調整する。

本実施例１は、第１の温度計測手段により計測された温度の情報に基づいて第１の温度調整手段の動作を制御し、第２の温度計測手段により計測された温度の情報に基づいて第２の温度調整手段の動作を制御する制御手段である温度制御手段２３０を有する。
制御手段である温度制御手段２３０は、第１の温度調整手段の動作を制御する第１の制御演算部４００、第２の温度調整手段の動作を制御する第２の制御演算部５００、第２の制御演算部５００の出力に応じた出力を行う第３の制御演算部６００と、を有する。
第１の制御演算部４００は、第１の温度計測手段により計測された温度の情報と、第３の制御演算部６００の出力とに基づき、第１の温度調整手段の動作を制御する。
本実施例１において、第１の温度調整手段である熱交換器２０は、流体を冷却する冷却手段を有し、第２の温度調整手段である加熱器４０は、流体を加熱する加熱手段を有する。
さらに、本実施例１において、露光装置３００は、露光装置３００における第２の温度計測手段の下流に配され、該流体の温度を調整する第３の温度調整手段である加熱器５０を有する。
さらに、本実施例１において、露光装置３００は、露光装置３００における第３の温度調整手段の下流に配され、該流体の温度を計測する第３の温度計測手段である第３の温度センサ１３０を有する。
制御手段である温度制御手段２３０は、第３の温度計測手段により計測された温度の情報に基づき、第３の温度調整手段の動作を制御する第４の制御演算部７００を有する。
さらに、本実施例１において、前記流体は、気体であり、前記除去手段は、ケミカルフィルタを含む。
さらに、本実施例１において、露光装置３００は、クリーンルーム内に設置され、流体供給装置１００はクリーンルーム外に設置されている。

以下、本実施例１をさらに詳しく説明する。
露光装置３００と流体供給装置１００は、個々の筐体により構成される。
露光装置３００と流体供給装置１００は、流体流路手段である帰還ダクト７０により接続され、露光装置３００の空気の一部がファン（流体駆動手段または送流手段）１０に吸い込まれる。
この帰還空気は、露光装置３００の発熱、クリーンルームの環境温度の変動およびファン１０自体の発熱を受け、熱交換器２０を通過し、これらの熱が回収され冷却される。
熱交換器２０の下流には第１の温度センサ１１０が配置され、温度検出手段２１０によりディジタル信号に変換され、温度制御手段２３０により温度計測手段である第１の温度センサ１１０を所定値とするための操作量が演算され駆動手段２４０に出力される。
駆動手段２４０からの信号は制御弁２６５に入力され、この駆動信号により制御弁２６５は熱交換器２０に流す工場からの冷却水の流量を調整する。
さらに、熱交換器２０を通過して第１の温度センサ１１０で計測される空気の温度が所定値となるよう制御される。
尚、熱交換器２０による熱回収および冷却方法は、圧縮機、膨張弁、蒸発器、冷媒ガスによる冷凍サイクルを利用した冷凍機の構成であってもよい。

次に、温度計測手段である第１の温度センサ１１０の下流に、流体中の不要物を除去するフィルタ手段であるケミカルフィルタ３０が配置される。
クリーンルーム内の空気には、半導体製造装置やその他の電子機器等より発生する微量のアンモニア、アミン等の塩基性ガス、硫酸、硝酸、塩化水素等の酸性ガスおよびシロキサン等の有機ガスである化学汚染物質が含まれている。
これらの化学汚染物質を含んだ空気を露光装置に取り入れると露光光源である短波長紫外線のエキシマレーザ光等により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付着する。
この曇り物質の付着により露光光の照度低下や照度むらが発生し、所定の露光性能を維持することができなくなる。
ケミカルフィルタ３０は塩基性ガスや酸性ガスはイオン交換反応により除去し、有機ガスは活性炭により物理吸着して除去する。
例えば、各辺が６００ｍｍの四辺形、厚さ６０ｍｍのケミカルフィルタを数段重ねて化学汚染物質濃度を低減するよう構成されてもよい。
ケミカルフィルタは形状が大きく、且つ熱容量も非常に大きく、熱時定数が数分〜数十分と極めて長いため、ケミカルフィルタの入口の温度と出口の温度は大きな時間遅れを有することとなる。

また、ケミカルフィルタ前後の空気の湿度が変化すると空気中の水分の吸収または蒸発を行う特性があるため、その際の吸着熱または蒸発熱によりケミカルフィルタの下流では空気の温度変動が発生する。
更に、流体供給装置１００と露光装置３００を接続する流体流路手段である供給ダクト６０より環境温度との差による温度外乱が重畳する。
これらのケミカルフィルタ３０の熱時定数と湿度変化による温度外乱および供給ダクト６０からの温度外乱の影響を抑制するためケミカルフィルタ３０の下流に温度調整手段である加熱器４０を配置する。
温度調整手段である加熱器４０は例えば電気ヒータにより構成されてもよいし、ペルチェ素子により構成されてもよく、冷却手段であってもよい。
ケミカルフィルタ３０を通過した空気は、加熱器４０を通過し、供給ダクト６０により露光装置３００に供給され、温度計測手段である第２の温度センサ１２０により供給温度が計測される。
第２の温度センサ１２０は温度検出手段２２０によりディジタル信号に変換され、温度制御手段２３０に信号が伝達される。
温度制御手段２３０は第２の温度センサ１２０を所定値とするための操作量を演算し駆動手段２４０を通して加熱器４０を調整する。
この構成により、ケミカルフィルタ３０および加熱器４０は露光装置３００とは別の流体供給装置１００に配置されるため露光装置のフットプリントを大幅に削減することが可能となる。

また、制御演算を行う温度制御手段２３０や、制御弁２６５や加熱器４０を駆動する駆動手段２４０も露光装置３００とは別の制御盤２００に配置されているため露光装置３００のフットプリントを大幅に削減することが可能となる。
尚、制御盤２００は、流体供給装置１００とは別の筐体に配置してもよいし、流体供給装置１００の内部に配置してもよい。
流体供給装置１００および制御盤２００をサブファブに設置することによりクリーンルームのフットプリントを大幅に削減することが可能となる。
また、加熱器４０と第２の温度センサ１２０がケミカルフィルタ３０の下流に配置されてフィードバック制御系を構成する。
このため、ケミカルフィルタ３０で発生する温度外乱および供給ダクト６０に重畳する温度外乱に対し、ケミカルフィルタの熱時定数の影響を受けることなく高速な制御応答性により外乱を抑制することが可能となる。
更に、加熱器４０を通過した空気は秒速数ｍ前後の速さで供給ダクト６０を通過するため、ダクト内で乱流状態となり、加熱器４０で受けた熱や供給ダクト６０からの温度外乱が攪拌され、温度の時間的な変動や分布が整えられる。
さらに、供給ダクト６０の先に配置されている第２の温度センサ１２０で計測される温度は変動や分布が抑制され、制御に用いるフィードバック点としては最適となる。
このように、加熱器４０と第２の温度センサ１２０の間の供給ダクト６０は熱および温度を攪拌させて変動や分布を抑制するため、露光装置３００に供給する温度を安定に検出して制御することが可能となる。
さらに、供給ダクト６０は露光装置３００の外側に配置されているため露光装置３００のフットプリントを大幅に削減することが可能となる。
特に、流体供給装置１００および制御盤２００をクリーンルーム階下のサブファブに設置し、供給ダクト６０および帰還ダクト７０を露光装置の下部に接続する場合、各ダクトのクリーンルームにおけるフットプリントを大幅に削減することが可能となる。

先に述べたウェハステージやレチクルステージでは、０．０１℃以下の温度安定性が要求される。
このため、露光装置３００に、更に加熱器５０と第３の温度センサ１３０を配置し、温度検出手段２２０によりディジタル信号に変換し、温度制御手段２３０に信号を伝達する。
さらに、温度制御手段２３０は第３の温度センサ１３０を所定値とするための操作量を演算し駆動手段２４０を通して加熱器５０を調整するよう構成されてもよい。
この場合も、制御演算を行う温度制御手段２３０や加熱器５０を駆動する駆動手段２４０が露光装置３００とは別の制御盤２００に配置される。
このため露光装置３００のフットプリントを大幅に削減することが可能となり、露光空間３１０に供給する空気の温度を極めて安定に制御することが可能となる。

次に図２により流体供給装置１００および制御盤２００の構成について説明を行う。図中、同じ機器については同じ番号としているため説明は割愛する。
流体供給装置１００の内部の破線で示された制御盤２００は、流体供給装置の内部に組み込まれてもよいし、別の筐体としてもよい。
また、必ずしも一つの筐体内にある必要はなく、幾つかに分離して配置されてもよい。加熱器４０、５０を駆動するためには、装置の安全上、幾つかの保護機器が必要となる。
工場からの電源供給に対し、制御盤２００では主遮断器２５２で受け、各駆動系のために分岐して、遮断器２５４、２５６、２５８、２６０を介して駆動部２６２、冷却制御部２６４、駆動部２５８、２６８に接続される。
各遮断器は何らかの短絡事故が発生したときに過大な電流となるのを防ぐため電流を遮断する。
加熱器４０、５０の駆動部２６２、２６８は、加熱器が交流電源駆動の場合は、サイリスタやソリッドステートリレーを用いた電力制御器が用いられ、直流電源駆動の場合はリニア電圧出力器が用いられる。
冷却制御部２６４は、図１で説明した制御弁２６５を駆動するための制御機器、もしくは、冷凍機を用いている場合は冷凍機を駆動するための制御機器が配置される。
駆動部２６６は、ファン１０を駆動するためのインバータである。また、必要に応じて温度制御手段２３０に給電を行う電源２５０が配置される。
このように制御盤２００に配置される電気機器は多数あるが、露光装置３００の外側に配置されるため露光装置のフットプリントに影響を与えない。

次に図３により温度制御手段２３０と温度検出手段２１０、２２０について説明を行う。
温度センサ１１０、１２０、１３０は、白金抵抗体やサーミスタ等の温度により抵抗値が変化するセンサの場合、温度センサに一定の電流を供給する駆動部２１２、２１２ａ、２１２ｂを備える。
さらに、温度センサの両端の電圧を検出する検出部２１４、２１４ａ、２１４ｂを備える。
必要な信号増幅が成された後、Ａ／Ｄ変換器２１６、２１６ａ、２１６ｂによりディジタル信号に変換された後、通信部２１８、２１８ａにより温度検出データを温度制御手段２３０の通信部２３２に送信する。
この時、シリアル通信を用いると、複数の温度センサの信号を数本の通信ラインで送信することができケーブル実装を大幅に削減することができる。
この例では露光装置３００に置かれた温度センサ１２０と１３０のＡ／Ｄ変換器からのディジタル信号をまとめて通信部２１８ａにより温度制御手段２３０に送信する。
通信部２３２で受信した信号はディジタル信号プロセッサ等により構成される制御演算部２３４で各温度制御のための演算が行われる。
代表的にはＰＩＤ制御演算等が行われる。制御演算部２３４の出力はＤ／Ａ変換器またはデューティ比が変わるＰＷＭ出力器等により構成される出力部２３６を介し冷却制御部２６４および各駆動部２６２、２６８に送信される。
温度制御手段２３０から各駆動部へのケーブル配線および先に述べた遮断器等から各駆動部へのケーブル配線は部品実装とともに大きなスペースを必要とする。
しかし、これらは露光装置３００の外側に配置されているため露光装置のフットプリントに影響を与えない。
露光装置３００に配置された加熱器５０を駆動するケーブルは制御盤２００の駆動部２６８より接続されるが、露光装置３００に必要とされるフットプリントは最小限に留めることが可能となる。

次に、図４により温度制御手段２３０の演算について説明を行う。
一点鎖線で囲まれた部分は温度制御手段２３０における制御演算部のブロック図である。
第１の制御演算部４００は熱交換器２０の下流に配置された第１の温度センサ１１０の値をフィードバックし目標値と加減算器４１０により加減算される。
制御部４２０によりＰＩＤ演算が行われ冷却制御部２６４を駆動して第１の温度センサ１１０の値を所定値となるよう制御する。
その後、フィルタ３０と加熱部４０および供給ダクト６０を通過した後、露光装置３００に配置された第２の温度センサ１２０の値をフィードバックし、第２の制御演算部５００において目標値と加減算器５１０により加減算される。
制御部５２０によりＰＩＤ演算が行われ駆動部２６２を駆動して第２の温度センサ１２０の値を所定値となるよう制御する。
ここで、制御部５２０の出力、すなわち操作量（ＭＶ）５３０は、第３の制御演算部６００において目標値と加減算器６１０により加減算される。
さらに、制御部６２０によりＰ演算またはＰＩ演算またはＰＩＤ演算が行われ第１の制御演算部４００の加減算器４１０に印加される。
さらに、第３の制御演算部６００により第２の制御演算部５００の操作量（ＭＶ）５３０が所定値となるよう冷却制御部２６４への操作量を制御するよう構成されてもよい。
この場合、第１の制御演算部４００により露光装置３００における熱負荷やその他に帰還ダクト７０や流体供給装置１００に重畳する熱外乱を除去し第１の温度センサ１１０の値が所定値となるよう制御される。
さらに、第２の制御演算部５００によりケミカルフィルタ３０で発生する温度外乱や供給ダクト６０より重畳する環境変化や露光装置内の負荷変動等による外乱に対して露光装置３００の第２の温度センサ１２０の値が所定値となるよう制御される。
第３の制御演算部６００によりに第２の制御演算部の操作量（ＭＶ）５３０が大きい時、すなわち加熱部４０の加熱能力が所定値以上に必要とされるときは、第３の制御演算部６００からの出力により冷却制御部２６４の冷却能力を低下させる。
加熱部４０の加熱能力が所定値以下を必要とされるときは、第３の制御演算部６００からの出力により冷却制御部２６４の冷却能力を向上させるよう制御される。
このため、第１の制御演算部４００と第２の制御演算部５００は第３の制御演算部６００により相互に関係して制御され、各種温度外乱が加熱部４０の加熱能力を超える大きな外乱となった場合でも冷却制御部２６４の能力を変更する。
これにより、常に高精度な温度制御を行うことが可能となる。
更に、露光装置３００の中に第３の温度センサ１３０を配置し、第４の制御演算部７００において目標値と加減算器７１０により加減算される。
制御部７２０によりＰＩＤ演算が行われ駆動部２６８を駆動して第３の温度センサ１３０の値を所定値となるよう制御してもよい。
制御演算を行う温度制御手段２３０は露光装置３００とは別の制御盤２００に配置されているため露光装置３００のフットプリントを削減することが可能となる。
従って、本実施例の露光システムによれば、露光装置のフットプリントを抑制しつつ高精度な温度安定性を有する。

次に、本発明の実施例２の露光システムについて説明する。
図５は本発明の実施例２の露光システムの構成図である。
本実施例２は、基板であるウェハ３１５を露光する露光装置３００と、露光装置３００に流路を介して流体を供給する流体供給装置１００と、を有する露光システムである。
流体供給装置１００は、露光装置３００を介して流体を流すための送流手段１０と、流体の温度を調整する第１の温度調整手段である熱交換器２０と、を有する。
さらに、流体供給装置１００内において第１の温度調整手段である熱交換器２０の下流に配され、流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を第１の温度調整手段の制御に供する第１の温度計測手段である第１の温度センサ１１０を有する。
露光装置３００は、流体供給装置１００から供給される流体の温度を計測する第２の温度計測手段である第２の温度センサ１２０を有する。
第１の温度調整手段は、前記第１の温度計測手段により計測された温度の情報と前記第２の温度計測手段により計測された温度の情報とに基づき、前記流体の温度を調整する。第１の温度調整手段は、流体を冷却する冷却手段である冷却制御部２６４を有する。
本実施例２において、露光装置３００は、クリーンルーム内に設置され、流体供給装置１００は、クリーンルーム外に設置されている。

実施例２における流体は液体で、実施例１と同様の機能を有する機器は同じ番号として説明を割愛する。
露光装置３００と流体供給装置１００は供給配管６２と帰還配管７２により接続されている。
流体供給装置１００より露光装置３００に供給する液体は、例えば純水や、防錆処理剤を含んだクーラント液、または電気絶縁性の高いフッ素系不活性液体を使用してもよい。
熱交換器２０に戻って来る液体は露光装置３００における熱を回収しているため温度が上昇している。第１の温度センサが所定値となるよう冷却制御部２６４が制御される。
タンク３２を通過した後にポンプ１２により供給配管６２を通して露光装置３００に液体が供給され、第２の温度センサ１２０により供給温度が計測される。
第２の温度センサ１２０は温度検出手段２２０によりディジタル信号に変換され、温度制御手段２３０に信号が伝達される。
温度制御手段２３０は第２の温度センサ１２０を所定値とするための操作量を演算し、冷却制御手段２６４を調整して熱交換器における交換熱量を制御する。
この構成により、制御演算を行う温度制御手段２３０や、冷却制御部２６４や保護機器である遮断機２５６が露光装置３００とは別の制御盤２００に配置されているため露光装置３００のフットプリントを大幅に削減することが可能となる。
尚、制御盤２００は、流体供給装置１００とは別の筐体に配置してもよいし、流体供給装置１００の内部に配置してもよい。

次に、本発明の実施例３の露光システムについて説明する。
実施例３では、図５の実施例２における露光装置３００において、更に加熱器５０と第３の温度センサ１３０を有する。
本実施例３は、基板であるウェハ３１５を露光する露光装置３００と、露光装置３００に流路を介して流体を供給する流体供給装置１００と、を有する露光システムである。
流体供給装置１００は、露光装置３００を介して流体を流すための送流手段１０と、流体の温度を調整する第１の温度調整手段である熱交換器２０と、を有する。
さらに、流体供給装置１００内において第１の温度調整手段である熱交換器２０の下流に配され、流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を第１の温度調整手段の制御に供する第１の温度計測手段である第１の温度センサ１１０を有する。
露光装置３００は、流体供給装置１００から供給される流体の温度を計測する第２の温度計測手段である第２の温度センサ１２０を有する。
露光装置３００は、露光装置３００内において第２の温度計測手段の下流に配され、流体の温度を調整する第２の温度調整手段である加熱器４０を有する。
さらに、露光装置３００内において第１の温度調整手段の下流に配され、流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を前記第２の温度調整手段の制御に供する第３の温度計測手段である第３の温度センサ１３０を有する。
第１の温度調整手段は、第１の温度計測手段により計測された温度の情報と第２の温度計測手段により計測された温度の情報とに基づき、前記流体の温度を調整する。
第２の温度調整手段は、第３の温度計測手段により計測された温度の情報に基づき、前記流体の温度を調整する。
制御手段である温度制御手段２３０は、第１の温度調整手段の動作を制御する第１の制御演算部４００、第２の温度調整手段の動作を制御する第２の制御演算部５００、第２の制御演算部５００の出力に応じた出力を行う第３の制御演算部６００と、を有する。
第１の制御演算部は、第１の温度計測手段により計測された温度の情報と、第３の制御演算部の出力とに基づき、前記第１の温度調整手段の動作を制御する。
第１の温度調整手段は、前記流体を冷却する冷却手段を有し第２の温度調整手段は、前記流体を加熱する加熱手段を有する。
本実施例３において、露光装置３００はクリーンルーム内に設置され、流体供給装置１００はクリーンルーム外に設置されている。

先に述べたウェハステージやレチクルステージまたは投影露光系では、アクチュエータの発熱や外部からの熱外乱に対し０．０１℃以下の温度安定性が要求される場合があるため供給する液体の温度もより高精度に制御する必要がある。
第３の温度センサ１３０からの信号を温度検出手段２２０によりディジタル信号に変換し、温度制御手段２３０に信号を伝達する。
温度制御手段２３０は第３の温度センサ１３０を所定値とするための操作量を演算し駆動部２６８を通して加熱器５０を調整するよう構成される。
この場合も、制御演算を行う温度制御手段２３０や加熱器５０を駆動するための遮断器２６０、駆動部２６８が露光装置３００とは別の制御盤２００に配置される。
このため、露光装置３００のフットプリントを大幅に削減することが可能となり、露光空間３１０に供給する液体の温度を極めて安定に制御することが可能となる。

次に、図６により温度制御手段２３０の演算について説明を行う。
一点鎖線で囲まれた部分は温度制御手段２３０における制御演算部のブロック図である。
第１の制御演算部４００は、熱交換器２０の下流に配置された第１の温度センサ１１０の値をフィードバックし目標値と加減算器４１０により加減算される。
このため、制御部４２０によりＰＩＤ演算が行われ冷却制御部２６４を駆動して第１の温度センサ１１０の値を所定値となるよう制御する。
その後、タンク３２とポンプ１２および供給配管６２を通過した後、露光装置３００に配置された第２の温度センサ１２０の値をフィードバックし、第２の制御演算部５００において目標値と加減算器５１０により加減算される。
このため、制御部５２０によりＰＩＤ演算が行われ駆動部２６８を駆動して第２の温度センサ１２０の値を所定値となるよう制御する。
ここで、制御部５２０の出力、すなわち操作量（ＭＶ）５３０は、第３の制御演算部６００において目標値と加減算器６１０により加減算される。
制御部６２０によりＰ演算またはＰＩ演算またはＰＩＤ演算が行われ第１の制御演算部４００の加減算器４１０に印加される。
さらに、第３の制御演算部６００により第２の制御演算部５００の操作量（ＭＶ）５３０が所定値となるよう冷却制御部２６４への操作量を制御するよう構成されてもよい。

この場合、第１の制御演算部４００により露光装置３００における熱負荷やその他に帰還配管７２や流体供給装置１００に重畳する熱外乱を除去し第１の温度センサ１１０の値が所定値となるよう制御される。
第２の制御演算部５００によりポンプ１２の発熱や供給配管６２より重畳する環境変化や露光装置内の負荷変動等による外乱に対して露光装置３００の第２の温度センサ１２０の値が所定値となるよう制御される。
第３の制御演算部６００によりに第２の制御演算部の操作量（ＭＶ）５３０が大きい時、すなわち加熱部５０の加熱能力が所定値以上に必要とされるときは第３の制御演算部６００からの出力により冷却制御部２６４の冷却能力を低下させる。
加熱部５０の加熱能力が所定値以下を必要とされるときは第３の制御演算部６００からの出力により冷却制御部２６４の冷却能力を向上させるよう制御される。
このため、第１の制御演算部４００と第２の制御演算部５００は第３の制御演算部６００により相互に関係して制御され、各種温度外乱が加熱部５０の加熱能力を超える大きな外乱となった場合でも冷却制御部２６４の能力を変更する。
これにより、常に高精度な温度制御を行うことが可能となる。
制御演算を行う温度制御手段２３０は露光装置３００とは別の制御盤２００に配置されているため露光装置３００のフットプリントを削減することが可能となる。
従って、本実施例の露光システムによれば、露光装置のフットプリントを抑制しつつ高精度な温度安定性を有する。

次に、図８及び図９を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図８は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
上述の露光システムを用いてウェハを露光する工程と、露光されたウェハを現像する工程とを備え、具体的には、以下の工程から成る。
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に基づいてマスク（原版またはレチクルともいう）を製作する。
ステップ３（ウェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハ（基板ともいう）を製造する。
ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップ５（組立）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウェ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）等の組み立て工程を含む。
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、それが出荷（ステップ７）される。

図９は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。
ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップ１３（電極形成）では、ウェハに電極を形成する。
ステップ１４（イオン打込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。
ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では、上述の露光システムを用い、マスクのパターンを介してウェハを露光する。
ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。
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ェハ上に多重に回路パターンが形成される。

本発明の実施例１の露光システムの構成図である。 本発明の実施例１の露光システムを構成する流体供給装置を構成する電気機器の構成図である。 本発明の実施例１の露光システムを構成する流体供給装置を構成する温度検出手段と温度制御手段の構成図である。 本発明の実施例１の露光システムを構成する流体供給装置を構成する温度制御系のブロック図である。 本発明の実施例２および実施例３の露光システムを構成する流体供給装置を構成する電気機器の構成図である。 本発明の実施例３の露光システムを構成する流体供給装置に係る温度制御系のブロック図である。 露光装置の概略的構成図である。 本発明の露光システムを構成する露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。 図８に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１０ ファン ２０ 熱交換器
３０ ケミカルフィルタ ４０、５０ 加熱器
６０ 供給ダクト ７０ 帰還ダクト
１００ 流体供給装置
１１０ 第１の温度センサ １２０ 第２の温度センサ
２００ 制御盤
２１０，２２０ 温度検出手段 ２３０ 温度制御手段
２３４ 制御演算部 ２４０ 駆動手段
３００ 露光装置 ３１０ 露光空間

Claims (17)

1. 基板を露光する露光装置と、前記露光装置に流路を介して流体を供給する流体供給装置と、を有する露光システムであって、
   前記流体供給装置は、
   前記露光装置を介して前記流体を流すための送流手段と、
   前記流体の温度を調整する第１の温度調整手段と、
   前記流体供給装置内において前記第１の温度調整手段の下流に配され、前記流体中の不要物を除去する除去手段と、
   前記第１の温度調整手段と前記除去手段との間に配され、前記流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を前記第１の温度調整手段の制御に供する第１の温度計測手段と、
   前記流体供給装置内において前記除去手段の下流に配され、前記流体の温度を調整する第２の温度調整手段と、
   を有し、
   前記露光装置は、
   前記流体供給装置から供給される前記流体の温度を計測する第２の温度計測手段、
   を有し、
   前記第２の温度調整手段は、前記第２の温度計測手段により計測された温度の情報に基づき、前記流体の温度を調整する、
   ことを特徴とする露光システム。
2. 前記第１の温度計測手段により計測された温度の情報に基づいて前記第１の温度調整手段の動作を制御し、かつ前記第２の温度計測手段により計測された温度の情報に基づいて前記第２の温度調整手段の動作を制御する制御手段を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光システム。
3. 前記制御手段は、
   前記第１の温度調整手段の動作を制御する第１の制御演算部と、
   前記第２の温度調整手段の動作を制御する第２の制御演算部と、
   前記第２の制御演算部の出力に応じた出力を行う第３の制御演算部と、
   を有し、
   前記第１の制御演算部は、前記第１の温度計測手段により計測された温度の情報と、前記第３の制御演算部の出力とに基づき、前記第１の温度調整手段の動作を制御する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の露光システム。
4. 前記第１の温度調整手段は、前記流体を冷却する冷却手段を有し、
   前記第２の温度調整手段は、前記流体を加熱する加熱手段を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の露光システム。
5. 前記露光装置は、
   前記露光装置における前記第２の温度計測手段の下流に配され、該流体の温度を調整する第３の温度調整手段と、
   前記露光装置における前記第３の温度調整手段の下流に配され、該流体の温度を計測する第３の温度計測手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記第３の温度計測手段により計測された温度の情報に基づき、前記第３の温度調整手段の動作を制御する第４の制御演算部、
   を有する、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の露光システム。
6. 前記流体は、気体であり、前記除去手段は、ケミカルフィルタを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の露光システム。
7. 前記露光装置は、クリーンルーム内に設置され、前記流体供給装置は前記クリーンルーム外に設置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の露光システム。
8. 基板を露光する露光装置と、前記露光装置に流路を介して流体を供給する流体供給装置と、を有する露光システムであって、
   前記流体供給装置は、
   前記露光装置を介して前記流体を流すための送流手段と、
   前記流体の温度を調整する第１の温度調整手段と、
   前記流体供給装置内において前記第１の温度調整手段の下流に配され、前記流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を前記第１の温度調整手段の制御に供する第１の温度計測手段と、
   を有し、
   前記露光装置は、
   前記流体供給装置から供給される前記流体の温度を計測する第２の温度計測手段、
   を有し、
   前記第１の温度調整手段は、前記第１の温度計測手段により計測された温度の情報と前記第２の温度計測手段により計測された温度の情報とに基づき、前記流体の温度を調整する、
   ことを特徴とする露光システム。
9. 前記第１の温度調整手段は、前記流体を冷却する冷却手段を有する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の露光システム。
10. 前記流体は、液体である、
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載の露光システム。
11. 前記露光装置は、クリーンルーム内に設置され、前記流体供給装置は、前記クリーンルーム外に設置されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の露光システム。
12. 基板を露光する露光装置と、前記露光装置に流路を介して流体を供給する流体供給装置と、を有する露光システムであって、
    前記流体供給装置は、
    前記露光装置を介して前記流体を流すための送流手段と、
    前記流体の温度を調整する第１の温度調整手段と、
    前記流体供給装置内において前記第１の温度調整手段の下流に配され、前記流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を前記第１の温度調整手段の制御に供する第１の温度計測手段と、
    を有し、
    前記露光装置は、
    前記流体供給装置から供給される前記流体の温度を計測する第２の温度計測手段と、 前記露光装置内において前記第２の温度計測手段の下流に配され、前記流体の温度を調整する第２の温度調整手段と、
    前記露光装置内において前記第１の温度調整手段の下流に配され、前記流体の温度を計測し、該計測された温度の情報を前記第２の温度調整手段の制御に供する第３の温度計測手段と、
    を有し、
    前記第１の温度調整手段は、前記第１の温度計測手段により計測された温度の情報と前記第２の温度計測手段により計測された温度の情報とに基づき、前記流体の温度を調整し、
    前記第２の温度調整手段は、前記第３の温度計測手段により計測された温度の情報に基づき、前記流体の温度を調整する、
    ことを特徴とする露光システム。
13. 前記制御手段は、
    前記第１の温度調整手段の動作を制御する第１の制御演算部と、
    前記第２の温度調整手段の動作を制御する第２の制御演算部と、
    前記第２の制御演算部の出力に応じた出力を行う第３の制御演算部と、
    を有し、
    前記第１の制御演算部は、前記第１の温度計測手段により計測された温度の情報と、前記第３の制御演算部の出力とに基づき、前記第１の温度調整手段の動作を制御する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の露光システム。
14. 前記第１の温度調整手段は、前記流体を冷却する冷却手段を有し、
    前記第２の温度調整手段は、前記流体を加熱する加熱手段を有する、
    ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の露光システム。
15. 前記流体は、液体である、
    ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の露光システム。
16. 前記露光装置はクリーンルーム内に設置され、前記流体供給装置はクリーンルーム外に設置されている、
    ことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれかに記載の露光システム。
17. 請求項１乃至１６のいずれかに記載の露光システムを用いて基板を露光する工程と、
    該露光された基板を現像する工程と、
    を有することを特徴とするデバイス製造方法。

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