JP2009302185A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真空室において収集したパーティクルを効果的に除去する処理装置を提供する。
【解決手段】処理装置のロードロック室２６内にウエハ載置台１８に載置されたウエハ８Ａから熱泳動によってパーティクルＰを収集する集塵体４０ａを設け、集塵体４０ａからパーティクルを除去する手段として亜音速のガスを集塵体４０ａとウエハ載置台１８との間の密閉された空間Ｈ_２に流して集塵体に付着したパーティクルＰをガスと共にロードロック室２６の外部に回収する。
【選択図】図２

Description

本発明は、処理装置及びその真空室のクリーニング方法に関する。

ロードロック室は、大気圧環境に配置された基板収納部から基板を受け取って真空環境で処理する処理室に搬入する、あるいは処理済の基板を処理室から受け取って基板収納部に搬出する。この場合の処理室とはＥｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ（ＥＵＶ）露光装置の露光室やプラズマ処理室である。このように、処理室やロードロック室は原理的に又は一時的に真空又は減圧状態を必要とする。このため、本出願では処理室やロードロック室を「真空室」と呼ぶ場合がある。

ロードロック室は、内部空間の雰囲気を大気圧環境と真空環境との間で置換する。具体的には、基板を処理室に搬入する際には雰囲気を大気圧環境から真空環境に雰囲気を置換し（排気）、基板収納部に搬出する際には真空環境から大気圧環境へと雰囲気を置換する（給気）。ロードロック室はゲートバルブを介して処理室と接続され、基板搬送機構を有する。

しかし、給排気時には、ゲートバルブや基板搬送機構から発生するパーティクル（微粒子）が巻き上げられるため、これが基板に付着することを低減又は防止する手段が必要となる。そこで、熱泳動力（Ｔｈｅｒｍｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｆｏｒｃｅ）を利用して基板へのパーティクル付着を低減する方法が提案されている。かかる方法は、特許文献１に記載されているように、基板を保持する保持部を周辺温度より高い温度に加熱すると共に、周辺温度よりも低い温度に維持された低温粒子収集器によりパーティクルを収集する。
特登録２８８６５２１

しかし、パーティクルを収集しても、それが再浮遊する前にこれを効果的に除去して処理装置のダウンタイムを短縮する必要がある。

そこで、本発明は、真空室において収集したパーティクルを効果的に除去する処理装置及びその真空室のクリーニング方法を提供することを例示的な目的とする。

本発明の一側面としての処理装置は、真空環境下で基板を処理する処理装置であって、内部空間としての第１の空間を有し、基板が搬入及び搬出される真空室と、前記真空室内で前記基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部に支持された前記基板に対向し、パーティクルを収集することができるパーティクル収集面を有する集塵体と、前記集塵体と前記基板支持部の一方を他方に対して移動する駆動部と、前記集塵体と前記基板支持部との間に形成される第２の空間を前記第１の空間内の他の空間から隔離して密閉する密閉保持部と、前記第２の空間にガスを供給して前記集塵体に収集されたパーティクルを移動するガス供給手段と、前記第２の空間から前記ガスと前記パーティクルを回収する回収手段と、を有することを特徴とする。

本発明の別の側面としてのクリーニング方法は、真空環境下で基板を処理する処理室と、処理室に対して前記基板を受け渡しすると共に雰囲気が置換される真空室と、を有する処理室の前記真空室のクリーニング方法であって、前記真空室内に設置され、パーティクルを収集した集塵体と、前記基板を支持する基板支持部との一方を他方に近づくように移動して前記集塵体と前記基板支持部との間に密閉された空間を形成するステップと、前記空間にガスを供給するステップと、前記空間を排気して前記ガスと前記パーティクルを回収するステップと、を有し、前記クリーニング方法は前記基板が前記処理室で処理されている間に行われることを特徴とする。

本発明によれば、真空室において収集したパーティクルを効果的に除去する処理装置及びその真空室のクリーニング方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。なお、本実施例は、真空環境下で基板を処理する処理装置としてＥＵＶ露光装置を使用するが、本発明の処理装置はこれに限定されるものではない。

図１は実施例１の露光装置（処理装置）の概略断面図である。図１において、１は励起レーザーであり、ＹＡＧ固体レーザー等を用いる。励起レーザー１は、光源の発光点となる光源材料をガス化、液化又は噴霧ガス化させたポイントに向けてレーザー光を照射して、光源材料原子をプラズマ励起することにより発光させる。２は露光用光源の光源発光部で、内部は真空に維持された構造を持ち、２Ａは露光用光源の発光ポイントである。２Ｂは光源ミラーで、発光ポイント２Ａからの全球面光を発光方向に揃え集光反射するために、発光ポイント２Ａを中心に半球面状のミラーとして配置される。発光ポイント２Ａには、発光元素として液化Ｘｅ、液化Ｘｅ噴霧体又はＸｅガスを不図示のノズルにより噴出させ、かつ、励起レーザー１からの光が照射される。

３は、光源発光部２と接続された露光室（処理室）である。露光室３は排気ユニット（真空ポンプ）４Ａにより真空環境下に維持される（即ち、減圧可能に構成される）。このように、露光室３は、ＥＵＶ露光に適した減圧環境又は真空環境を維持することが可能な真空室である。５は光源発光部２からの露光光を導入して成形する照明光学系で、ミラー５Ａ〜５Ｄにより構成され、露光光を均質化し、かつ整形する。６はレチクルステージで、レチクルステージ上の可動部には、露光パターンの反射原版であるレチクル（原版）６Ａが静電吸着保持されている。

７はレチクル６Ａから反射した露光パターンを縮小投影する投影光学系であり、レチクル６Ａにより反射された露光パターンをミラー７Ａ〜７Ｅに順次反射し最終的に規定の縮小倍率比でウエハ（基板）８Ａ上に縮小投影する。８はウエハステージで、レチクルパターンを露光するＳｉ基板であるウエハ８Ａを露光位置に位置決めするために、ＸＹＺの各軸方向、Ｘ軸及びＹ軸回りのチルト、Ｚ軸回りの回転方向の６軸駆動可能に位置決め制御される。

９は支持体でレチクルステージ６を床に対して支持する。１０は支持体で投影光学系７を床に対して支持する。１１は支持体でウエハステージ８を床に対して支持する。また、レチクルステージ６と投影光学系７との間、投影光学系７とウエハステージ８との間の相対位置を位置計測し連続的に維持する制御ユニット（不図示）が設けられている。また、支持体９乃至１１には、床からの振動を絶縁するマウント（不図示）が設けられている。

１６は大気側のウエハ搬送ユニット１７Ａにより搬送されたウエハ８Ａを一旦装置内部に保管するウエハストッカーである。ウエハストッカー１６は複数枚のウエハ８Ａを保管する。ウエハストッカー１６から露光処理するウエハ８Ａを選定し、真空室内（ロードロック室２６内）に設置されたウエハ載置台（基板支持部）１８へ搬送する。４０は後述する集塵体であり、ウエハ８Ａ及びウエハ載置台１８の周囲を囲い、パーティクルを収集する。２０Ｄはウエハストッカー１６がある空間とロードロック室２６を連結するゲートバルブで、ロードロック室２６が大気圧の状態の時に開閉する。２０Ｅも同じくロードロック室２６と露光室３とを連結するゲートバルブで、ロードロック室２６が真空の状態の時に開閉する。ウエハ８Ａの真空搬送が可能なウエハ搬送ユニット１７Ｂにより、ウエハ載置台１８から露光室（処理室）内の不図示のウエハメカプリアライメント温調器へ搬送する。ウエハメカプリアライメント温調器はウエハ８Ａの回転方向の送り込み粗調整を行うと同時に、ウエハ温度を露光室の基準温度に温調する。ウエハ搬送ユニット１７Ｂは、ウエハメカプリアライメント温調器にてアライメントと温調されたウエハ８Ａをウエハステージ８に送り込む。

ウエハ８Ａを露光室３から搬出する工程はロード手順と逆になる。

２７はデバイス工場の中でレチクルカセットを搬送するために用いられるミニエンバイロメントであるＳＭＩＦポッドである。３１はＳＭＩＦポッドの中に保持されているレチクルカセットであり、ＳＭＩＦインデクサ３４によりＳＭＩＦポッドが開閉されると同時に露光装置内にレチクルカセット３１は引き込まれレチクル搬送ユニット１４Ａにより搬送可能となる。２４はレチクルカセット３１を大気雰囲気から真空雰囲気へ変換させるためのロードロック室であり、内部にカセット保持ユニット２８を備える。

２０Ａはレチクルカセット３１が存在する空間とロードロック室２４とを連結するゲートバルブで、ロードロック室２４が大気圧の状態の時に開閉する。レチクル６ＡをＳＭＩＦインデクサ３４からロードロック室２４の保持ユニットへ搬入するゲート開閉機構である。２０Ｂも同じくゲートバルブで、ロードロック室２４が真空の状態での時に開閉する。２０Ｃも同じくゲートバルブであり、露光室３へレチクル６Ａを搬送するときのみ開閉する。

１２は装置外部から一旦装置内部にレチクル６Ａをレチクルカセット３１に入れた状態で保管するレチクルストッカーで、異なるパターンおよび異なる露光条件に合わせたレチクル６Ａが多段に保管されている。

１４Ａはロードロック室２４からレチクルストッカー１２へレチクルカセット３１を搬送するレチクル搬送ユニットである。レチクル搬送ユニット１４Ｂはレチクル搬送室１３に配置され、レチクルストッカー１２から使用するレチクルを選択してレチクルカセット３１をカセット上蓋とカセット下皿とに分離する蓋明け機構１３Ａへ搬送する。また、レチクル搬送ユニット１４Ｂは蓋開け機構１３Ａにより分離された状態のカセット下皿をレチクルステージ６端部に設けられたレチクルアライメントスコープ１５に搬送する。これにより、投影光学系７の筐体に設けられたアライメントマーク１５Ａに対してレチクル６Ａ上をＸＹＺ軸回転方向に微動してアライメントする。

アライメントを終了したレチクル６Ａはカセット下皿から直接レチクルステージ６上にチャッキングされる。このときアライメント部のカセット支持部とレチクルステージ６の相対位置を近接すべくカセット支持部の上昇或いはレチクルステージの下降の少なくとも一方が行われる。また、そのときにレチクル６Ａとレチクルステージ６の傾き調整も行われる。レチクルステージ６にレチクル６Ａを受け渡した後空のカセット下皿はレチクル搬送ユニット１４Ｂによって蓋開け機構１３Ａまで引き戻され、蓋を閉めたのち空のままレチクルストッカー１２に保管される。

図２は実施例１のロードロック室２６の概略断面図であり、集塵体４０ａがウエハ載置台１８の表面を囲った状態の図である。図２ではウエハ８Ａはウエハ載置台１８の上面１８ａから除去されている。ウエハ８Ａは図２の紙面に垂直な方向に移動する。ロードロック室２６は、断面矩形形状を有する。ロードロック室２６は、開口部２６ａと、開口部２６ｂと、内側の天井面２６ｃ及び底面２６ｄと、側面の開口部２６ｅと、開口部２６ｆと、を有する。ロードロック室２６は、内部空間（第１の空間）Ｈ_１を有しており、基板が搬入及び搬出される真空室である。

開口部２６ａは、ロードロック室２６の上部中央部に設けられ、後述する駆動部５０ａのピストン５２が挿入及び固定される。ピストン５２と開口部２６ａを規定する面（円筒面又はその他の形状でもよい）との間の空間は、後述するガス供給部５５から供給されるガスの流路である。

開口部２６ｂは、ロードロック室２６の底部中央に設けられ、ウエハ載置台１８が挿入及び固定される。

開口部２６ｅは、ロードロック室２６の側部中央に設けられ、ゲートバルブ２０Ｆを介して排気ユニット４Ｄに接続される。排気ユニット４Ｄは、ゲートバルブ２０Ｆと開口部２６ｅを介してロードロック室２６の内部空間Ｈ_１（第１の空間内）を排気して内部空間Ｈ_１を真空又は減圧環境に維持する排気ユニットとして機能する。内部空間Ｈ_１は、図１に示すように、排気ユニット４Ｂによっても排気されるために、内部空間Ｈ_１を排気する機能を排気ユニット４Ｂにより行ってもよい。

開口部２６ｆは、ロードロック室２６の底部の開口部２６ｂの近傍に設けられる。開口部２６ｅには、配管２１が取り付けられ、配管２１には流量制御バルブ２２が設けられている。配管２１の一端はロードロック室２６の空間Ｈ_２（もし集塵体４０が上昇すれば内部空間Ｈ_１）に接続し、配管２１の他端は排気ユニット４Ｄに接続される。排気ユニット４Ｄは、配管２１を介して図２に示す集塵体４０ａとウエハ載置台１８との間の空間Ｈ_２を排気する排気ユニットとして機能する。配管２１と排気ユニット４Ｄは空間Ｈ_２からガスとパーティクルを回収する回収手段として機能する。なお、空間Ｈ_２を排気する機能を排気ユニット４Ｂに持たせて排気ユニット４Ｄを省略してもよい。

また、ロードロック室２６は、ロードロック室内の圧力を検出する不図示の圧力センサが設けられている。必要があれば、内部空間Ｈ_１の圧力を検出する圧力センサと空間Ｈ_２の圧力を検出する圧力センサを別個に設けてもよい。また、ロードロック室２６には給気ユニット６６が接続されている。給気ユニット６６は、流量制御バルブ６８が設けられた配管６７を介してロードロック室２６に接続されており、配管６７のロードロック室２６における出口にはフィルタ６９が取り付けられている。フィルタ６９は、給気時にパーティクルＰが給気ユニット６６から導入されることを防止する。このように、ロードロック室２６は、排気ユニット４Ｂ及び４Ｄによって内部空間Ｈ_１が排気又は減圧され、給気ユニット６６によって内部空間Ｈ_１が給気又は加圧可能に構成され、内部空間Ｈ_１の雰囲気を真空環境と大気圧環境との間で置換する。なお、図２では、作図の便宜上、配管６７とフィルタ６９を内部空間Ｈ_１の集塵体４０ａの外部の空間にのみ接続しているが、空間Ｈ_２にも接続されているものとする。

ウエハ載置台１８はウエハ８Ａを支持することができる。ウエハ載置台１８はロードロック室２６の開口部２６ｂに嵌合してロードロック室２６の内部に突出した状態でロードロック室２６に固定されているが、ロードロック室２６の底面２６ｄ上に固定されてもよい。ウエハ載置台１８は、上面１８ａと側面１８ｂを有し、断面矩形形状を有する。上面１８ａは集塵体４０ａの底面４２に対向し、底面４２に垂直な方向（Ｚ方向）において底面４２から微小距離Ｉだけ離れている。集塵体のクリーニング処理ステップ時に微小距離Ｉは、１ｍｍ以下に設定される。側面１８ｂは集塵体４０ａの内側面４４に対向してガスとパーティクルの回収に適した一定距離だけ離れている。これらの距離は、ガスの流速を所定の温度と圧力条件下で亜音速に維持するために必要な条件である。

ウエハ載置台１８の内部には配管６２ａが配設されている。配管６２ａはウエハ載置台１８から外部に突出し、その端部には第１の温度制御部２３ａが取り付けられている。温度制御部２３ａは、配管６２ａに熱媒体を循環させることによってウエハ載置台１８の全面を均等に温度制御することができる。ウエハ載置台１８は、第１の温度制御部２３ａによって第１の温度、例えば、室温（２３℃）に温調されている。第１の温度はウエハ載置台１８に搬送されるウエハ８Ａの温度と同じ温度である。第１の温度制御部２３ａは、ウエハ載置台１８の温度を検出する不図示の温度センサと、設定温度を記憶する不図示のメモリを有する。また、第１の温度制御部２３ａは、温度検出部による検出結果とメモリの設定温度とを比較してウエハ載置台１８の温度が設定温度になるように熱媒体の温度や流量を制御する不図示の制御部を更に有する。

集塵体４０ａは、主として真空室としてのロードロック室２６の雰囲気が置換される際に、ウエハ８Ａの近傍の空間に浮遊しているパーティクルＰを熱泳動力を利用して収集する機能を有する。集塵体４０ａは、上面４１、底面４２及び４３、内側面４４、密閉保持部４５、開口部４６、中空部４７ａ、ガス吹き出し孔４８ａを有し、断面Ｕ字形状を有する。集塵体４０ａは、ロードロック室２６の内部空間Ｈ_１に配置される。集塵体４０ａは、ウエハ載置台１８の上部に配置され、駆動部５０ａによって鉛直方向（Ｖ方向）に沿って移動可能に構成されている。図２は、集塵体４０ａが最下位置にある状態を示す断面図である。

上面４１は、集塵体４０ａの上部のロードロック室２６の天井面２６ｃに対向する面である。集塵体４０ａの上部を含む内部には配管６４ａが配設されている。配管６４ａは集塵体４０ａから外部に突出し、その端部には第２の温度制御部２３ｂが取り付けられている。この結果、集塵体４０ａの温度は第２の温度制御部２３ｂによって制御される。なお、集塵体４０ａの温度を第２の温度制御部２３ｂによって制御できる限り、配管６４ａの位置は限定されない。第２の温度制御部２３ｂは、集塵体４０ａのウエハ８Ａの表面に対向する底面４２の温度を第２の温度、例えば、１３℃に温調している。このように、本実施例は、集塵体４０ａの底面４２の温度をウエハ８Ａ及びウエハ載置台１８の温度よりも１０℃低く温度制御されている。この温度差により、ウエハ近傍空間に浮遊するパーティクルＰに熱泳動力が作用し、パーティクルＰは集塵体４０ａに移動してウエハ表面への付着を防止又は低減することができる。図２は、このようにして集塵体４０ａの底面４２にパーティクルＰが収集されてウエハ８Ａが搬出された状態を示している。第２の温度制御部２３ｂは、集塵体４０ａの温度を検出する不図示の温度センサと、設定温度を記憶する不図示のメモリを有する。また、第２の温度制御部２３ｂは、温度検出部による検出結果とメモリの設定温度とを比較して集塵体４０ａの温度が設定温度になるように熱媒体の温度や流量を制御する不図示の制御部を更に有する。第１の温度制御部２３ａと第２の温度制御部２３ｂは集塵体４０ａとウエハ載置台１８の温度を制御する温度制御手段を構成する。

底面４２は、ウエハ載置台１８に支持されたウエハ８Ａに対向し、ロードロック室の雰囲気を置換する際に発生し得るパーティクルを収集するパーティクル収集面である。底面４２は、ウエハ８Ａ又はウエハ載置台１８の上面１８ａを覆うことができ、図２においては、ウエハ載置台１８の上面１８ａから微小距離Ｉだけ離れている。微小距離Ｉは、パーティクルＰが移動するのに十分大きく、ガスが所定速度（本実施例では亜音速）に到達するのに十分な間隔である。底面４２はウエハ載置台１８の上面１８ａよりも大きく、ウエハ載置台１８側からパーティクルＰが底面４２に移動する上で好ましい。

底面４３はロードロック室２６の底面２６ｄに対向し、底面４２よりも低い位置に設けられている。Ｚ方向において、底面４２と底面４３の間にはウエハ載置台１８が突出可能に構成されている。このような底面４２と底面４３に高低差を設けることによって集塵体４０ａはウエハ載置台１８の周りに内部空間Ｈ_１から隔離された断面Ｕ字形状の空間（第２の空間）Ｈ_２を形成することができる。空間Ｈ_２を内部空間内の他の空間（例えば、図２において内部空間Ｈ_１で集塵体４０ａの外部の空間）から隔離することによって空間Ｈ_２に閉じ込めたパーティクルＰが内部空間Ｈ_１に逃げることを防止することができる。

内側面４４は、底面４２に対して９０度下向きに配置されている。

密閉保持部４５は、底面４３と底面２６ｄの間をシールする。密閉保持部４５はＯリングなどから構成され、開口部２６ｆが密閉保持部４５よりも内側となるように配置される。本実施例では、密閉保持部４５は、底面４３に固定されるが、空間Ｈ_２の密閉状態が維持される限り、底面２６ｄに固定されてもよい。密閉保持部４５により、図２に示す状態では、集塵体４０ａとウエハ載置台１８との間に空間Ｈ_２が形成される。空間Ｈ_２は、集塵体４０ａが底面４２に収集したパーティクルＰを除去するための空間である。空間Ｈ_２は、ウエハ載置台１８の上面１８ａと側面１８ｂと、集塵体４０ａの底面４２及び４３、内側面４４及び密閉保持部４５により規定される。

開口部４６は、集塵体４０ａの上部中央に設けられている。本実施例の配管６４ａは開口部４６を避けて集塵体４０ａの上部に配設されるが、上述したように、その配置は限定されない。

中空部４７ａは、集塵体４０ａの内部に設けられ、開口部４６に接続される。中空部４７ａは、開口部４６よりも広い。中空部４７ａを広く確保することによって後述するガス量を増加することができる。一方、開口部４６を中空部４７ａと同じ広さにすると後述する接続部５３ｃの取り付けが困難になったり、集塵体４０ａの剛性が低下したりする。

一又は複数の（図２では３つの）ガス吹き出し孔４８ａは、集塵体４０ａの下部中央部を貫通し、Ｖ方向に延びているため、ガスを底面４２に垂直なＺ方向（Ｖ方向）に吹き出す。各ガス吹き出し孔４８ａは中空部４７ａに接続されると共に空間Ｈ_２に接続される。図２において、空間Ｈ_２に示された矢印は、ガスが開口部４６、中空部４７ａ、ガス吹き出し孔４８ａを通る際の経路を示している。

駆動部５０ａは、集塵体４０ａをＶ方向に沿って移動する。図２に示す最下位置において、集塵体４０ａの底面４２はウエハ載置台１８及びウエハ８Ａを覆う。この状態では、密閉保持部４５が底面４３と底面２６ｄの間をシールして空間Ｈ_２を形成する。ウエハ８Ａを移動する際には、駆動部５０ａは集塵体４０ａを図示しない最上位置に移動する。この状態では空間Ｈ_２は内部空間Ｈ_１に開放される。

駆動部５０ａは、シリンダ部５１、ピストン５２、ピストン５２の両側に取り付けられた接続部５３ａ〜５３ｃ、ベローズ５４を有する。

シリンダ部５１は、中空円筒の容器の内部にモータなどから構成された図示しない上下駆動部を含んでいる。ピストン５２は、シリンダ部５１内の図示しない上下駆動部に固定された接続部５３ａを介してＶ方向に駆動される。接続部５３ｂは、ロードロック室２６の天井面２６ｃの開口部２６ａの周りに固定されている。接続部５３ｂには、開口部２６ａに接続された図示しない貫通穴が設けられている。接続部５３ｃは、集塵体４０ａの上面４１の開口部４６の周りに固定されている。接続部５３ｃには、開口部４６に接続されている図示しない貫通穴が設けられている。ベローズ５４は、接続部５３ｂと５３ｃの間でピストン５２の周りに設けられる。ピストン５２とベローズ５４の間がガス供給部５５から供給されるガスの流路である。ベローズ５４は、蛇腹形状を有し、ピストン５２が移動してもピストン５２とベローズ５４の間の空間が内部空間Ｈ_１に開放しないように維持している。この結果、ガスはピストン５２とベローズ５４の間の空間から内部空間Ｈ_１には漏れず、空間Ｈ_２のみにガスを供給してその他の空間は真空状態に維持することが可能になる。

駆動部５０ａのシリンダ部５１ａの側部にはガス供給部５５が接続されている。ガス供給部５５は、図２に示すように、接続部５３ａが最下位置に移動したときでもシリンダ部５１ａの内部にガスを供給することができる。ベローズ５４、開口部４６、中空部４７、ガス吹き出し孔４８ａは、ガス供給部５５から供給されるガスを空間Ｈ_２に供給して集塵体４０ａの底面４２に収集されたパーティクルＰを移動するガス供給手段を構成する。ガス供給手段は、別の実施例では、ウエハ載置台１８に設けられる。即ち、ガス供給手段は、集塵体４０ａとウエハ載置台１８の一方に設けられればよい。

ガスの種類は問わないが、本実施例では乾燥空気か不活性ガスを使用する。ガスは、矢印で示すように、開口部２６ａとピストン５２の間の空間、接続部５３ｂの貫通穴、ピストン５２とベローズ５４の間の空間、接続部５３ｃの貫通穴を通って集塵体４０ａの開口部４６から集塵体４０ａの内部に供給される。その後、ガスは、開口部４６、中空部４７ａ、ガス吹き出し孔４８ａから空間Ｈ_２に供給され、その後、配管２１から排気ユニット４Ｄに向かって排気される。

以下、図３〜図６を参照して、露光装置の動作について説明する。図３は、図４に関係する部分の露光装置の制御系のブロック図である。なお、制御系はメモリを含む制御部６０を有し、制御部６０には第１の温度制御部２３ａ、第２の温度制御部２３ｂ、ガス供給部５５の不図示の開閉弁、駆動部５０ａ、排気ユニット４Ｄ、給気ユニット６６が接続されている。不図示のメモリには、図４〜図６に示す制御フローが格納される。制御部６０は、図４〜図６に示す制御フローに従って各部を制御する。

ここで、図４は、実施例１のウエハ８Ａの処理のフローチャートである。図４において、「Ｓ」はステップを表す。

まず、ガス供給部５５を閉口してガスが供給されない状態に設定する（Ｓ１０２）。次に、駆動部５０ａにより集塵体４０ａを最上位置に配置する（Ｓ１０４）。次に、給気ユニット６６によってロードロック室２６は大気開放（給気）される（Ｓ１０６）。なお、初期状態でＳ１０２〜Ｓ１０６が満足されていればこれらのステップは省略されてもよい。

次に、ウエハ載置台１８の温度を第１の温度制御部２３ａを介して第１の温度（例えば、２３℃）に制御し、集塵体４０ａの温度を第２の温度制御部２３ｂを介して第２の温度（例えば、１３℃）に制御する（Ｓ１０８）。ウエハ載置台１８の温度よりも低い温度に集塵体４０ａの温度を設定することによって熱泳動力を利用してウエハ８ＡにパーティクルＰが付着することを防止することができる。

次に、ゲートバルブ２０Ｄを開け、ウエハストッカー１６からロードロック室２６にウエハ８Ａをウエハ搬送ユニット１７Ａにより搬送する（Ｓ１１０）。ウエハ８Ａの搬送後にゲートバルブ２０Ｄを閉じる。

次に、駆動部５０ａは集塵体４０ａをウエハ載置台１８及びウエハ８Ａに近づける（Ｓ１１２）。Ｓ１１２は、ウエハ載置台１８をＶ方向に移動可能に構成し、集塵体４０ａを固定してウエハ載置台１８を集塵体４０ａに向かって移動してもよいし、両者をＶ方向に移動可能に構成して互いに近づくように移動してもよい。即ち、集塵体４０ａとウエハ載置台１８の一方を他方に対して近づくように移動すれば足りる。本実施例では、集塵体４０ａの底面４２とウエハ８Ａの表面とのＺ方向における距離を１ｍｍ程度とし、両者の間の空間の温度勾配が４０［Ｋ／ｃｍ］となるように集塵体４０ａを温調、位置制御する。

ロードロック室２６の内部空間Ｈ_１の圧力が大気圧の時、例えば直径０．１μｍ以下のパーティクルＰは重力落下せず、気流、ブラウン運動により浮遊している。直径０．１μｍより大きいパーティクルは重力方向（図２ではＺ方向下向き）に移動しウエハ８Ａに付着するがウエハ８Ａは集塵体４０ａによって囲われているため、ウエハ８Ａへ付着する確率は低減する。空間Ｈ_２に浮遊するパーティクルと内部空間Ｈ_１内で集塵体４０ａの外側の空間に浮遊するパーティクルの密度が同じである場合、空間Ｈ_２の体積と内部空間Ｈ_１内で集塵体４０ａの外側の空間の体積比が大きいほど防塵効果は大きくなる。

次に、排気ユニット４Ｂ及び４Ｄにより内部空間Ｈ_１及び空間Ｈ_２の圧力が大気圧の状態から排気する（Ｓ１１４）。排気工程における圧力（例えば、１０Ｐａ以上１００００Ｐａ以下の範囲の圧力）と圧力維持の時間（例えば、１０秒以上６００秒以下の時間）については、特願２００８−０７５８９７号に記載された方法を利用して行うことができる。これにより、直径０．１μｍ以下のパーティクルＰを効果的に収集することができる。

次に、駆動部５０ａは、集塵体４０ａをウエハ載置台１８及びウエハ８Ａから離れる適当な位置（本実施例では最上位置）に移動する（Ｓ１１６）。次に、ゲートバルブ２０Ｅを開け、ロードロック室２６から露光室３のウエハステージ８にウエハ８Ａをウエハ搬送ユニット１７Ｂにより搬送する（Ｓ１１８）。ウエハ８Ａの搬送後にゲートバルブ２０Ｅを閉じる。この工程ではロードロック室２６に浮遊しているパーティクルは殆ど無いため、搬送してもウエハ８Ａに付着する可能性は低い。

次に、露光室３で露光処理を行い、ロードロック室２６でクリーニング処理を行う（Ｓ１２０）。露光処理では、ＥＵＶ光を利用してステップアンドスキャン方式により原版パターンをウエハ８Ａに露光する。ウエハ８ＡにはパーティクルＰが付着していないので高精度な露光を行うことができる。

次に、図５を参照して、クリーニング処理の詳細について説明する。図５は、クリーニング処理の詳細を説明するためのフローチャートである。クリーニング処理は、ウエハ８Ａの露光処理と平行して行われる。まず、図２に示すように、駆動部５０ａが集塵体４０ａをウエハ載置台１８に最接近させて空間Ｈ_２を形成する（Ｓ１３２）。なお、この時、本実施例では、Ｓ１０８の温度制御効果が維持されているが、維持されていなければＳ１０８と同様の温度制御を再度実行する。

次に、ガス供給部５５を開口してガスをガス吹き出し孔４８ａから噴出させる（Ｓ１３４）。これにより、空間Ｈ_２にガス流が発生する。ガスは、ウエハ載置台１８の中心部付近から端面に向かって放射状に流れる。この時、集塵体４０ａの底面４２に熱泳動力によって付着していたパーティクルＰは、ガス分子との衝突によって、集塵体４０ａの底面４２との熱泳動力による結合状態が切れ、ガスが流れる方向に沿って下流側の配管２１まで移動する。空間Ｈ_２に流れるガスの流速が速いほど、パーティクルＰに衝突した時に与える運動エネルギーは大きくなり、効果的にパーティクルＰを除去することができる。例えば、微小距離Ｉが０．１ｍｍの時にガス供給部５５から約１０■／ｓのガスを供給すると、空間Ｈ_２のガス流は亜音速（マッハ数で０．３から０．８）となり、底面４２に吸着したパーティクルＰが底面４２から離脱するのに十分な力を得ることができる。なお、パーティクルＰの底面４２における吸着力を弱めるために、クリーニング時に底面４２を加熱してもよい。その場合、パーティクルＰがウエハ載置台１８に熱泳動力により付着しないように集塵体４０ａを加熱する温度はウエハ載置台１８の温度よりも小さく設定される。これにより、ガスの流速を亜音速よりも弱めることができる。

その後、ガス供給部５５を閉口する（Ｓ１３６）。排気ユニット４ＤはＳ１１４から動作中であるから、ガス供給部５５がガスを止めると空間Ｈ_２を真空引きすることができる。真空引き完了の判断は時間で決めてもよいし、上述した不図示の圧力センサによって空間の圧力を監視して判断してもよい。

次に、駆動部５０ａは、集塵体４０ａをウエハ載置台１８及びウエハ８Ａから離れる適当な位置（ウエハ８Ａの搬送が可能な位置、本実施例では最上位置）に移動する（Ｓ１３８）。これにより、集塵体４０ａのクリーニング処理が完了する。

集塵体４０ａのクリーニング処理は、ロードロック室２６がアイドル（処理待ち）状態であればいつでも実行可能である。本実施例は、空間Ｈ_２と集塵体４０ａの外側の内部空間Ｈ_１は密閉保持部４５により隔離している。このため、ロードロック室２６の集塵体４０ａの外側の内部空間Ｈ_１の真空状態を維持したまま大気開放することなく、集塵体４０ａのクリーニング処理を行うことができる。所謂ｉｎ−ｓｉｔｕクリーニングが可能であり、露光装置のダウンタイムを大幅に低減することができる。

次に、図６を参照して、露光後のウエハ８Ａの搬送処理について説明する。図６は、露光後のウエハ搬送処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、ゲートバルブ２０Ｅを開けて露光室３からロードロック室２６にウエハ８Ａをウエハ搬送ユニット１７Ｂにより搬送する（Ｓ１４２）。Ｓ１４２の時点では集塵体４０ａはクリーニング済みである。なお、この時もＳ１０８の温度制御は維持されているものとする。次に、駆動部５０ａは集塵体４０ａをウエハ載置台１８及びウエハ８Ａに近づける（Ｓ１４４）。

次に、給気ユニット６６を介して内部空間Ｈ_１及び空間Ｈ_２の圧力を大気圧の状態に給気する（Ｓ１４６）。給気工程における圧力（例えば、１０Ｐａ以上１００００Ｐａ以下の範囲の圧力）と圧力維持の時間（例えば、１０秒以上６００秒以下の時間）については、特願２００８−０７５８９７号に記載された方法を利用して行うことができる。これにより、直径０．１μｍ以下のパーティクルＰを効果的に収集することができる。

次に、駆動部５０ａが集塵体４０ａをウエハ載置台１８及びウエハ８Ａから離れるように移動する（Ｓ１４８）。次に、ロードロック室２６からウエハ８Ａをウエハストッカー１６にウエハ搬送ユニット１７Ａにより搬送する（Ｓ１５０）。露光室３の内部空間は清浄であり、パーティクルＰがウエハ８Ａに付着している確率は低い。しかし、必要があれば、次の露光待ちのウエハ８Ａをウエハストッカー１６からロードロック室２６に導入する前に集塵体４０ａのクリーニングを行ってもよい。

図７は、実施例２のロードロック室２６の概略断面図である。なお、図７は、給気系の図示を省略している。本実施例は集塵体４０ａの代わりに集塵体４０ｂを使用している点で実施例１とは異なる。集塵体４０ｂは、中空部４７ａとガス吹き出し孔４８ａの代わりに、中空部４７ｂとガス吹き出し孔４８ｂを有する点で集塵体４０ａと相違する。中空部４７ｂは断面Ｕ字形状を有し、その空間Ｈ_２における出口はガス吹き出し孔４８ｂとなっている。このように、本実施例では、ガス吹き出し孔４８ｂは内側面４４に設けられ、ガスの吹き出し方向は底面４２と略同じ高さでこれに略平行になっている点で実施例１と異なる。このため、空間Ｈ_２に吹き出すガスと部材との衝突が少なく流速を保ったまま安定してパーティクルＰを除去することができる。また、集塵体４０ｂのクリーニング処理は、集塵体４０ａを４０ｂと読み替える以外は、図５と同じである。

図８は、実施例３のロードロック室２６の概略断面図である。なお、図８は、給気系の図示を省略している。本実施例は集塵体４０ａの代わりに集塵体４０ｃを使用し、ウエハ載置台１８の代わりにウエハ載置台１９を使用し、駆動部５０ａの代わりに駆動部５０ｃを使用している点で実施例１とは異なる。本実施例においては、集塵体４０ａはＶ方向に移動せずに固定され、駆動部５０ｃはウエハ載置台１９をＶ方向に移動する。密閉保持部４５はウエハ載置台１９の上面１９ａに固定されている。図８において、ウエハ載置台１９が駆動部５０ｃによって駆動され、集塵体４０ｃの間に微小空間Ｈ_３を形成する。

ウエハ載置台１９の内部には配管６２ｃが配設されている。配管６２ｃはウエハ載置台１９から外部に突出し、その端部には第１の温度制御部２３ａが取り付けられている。また、ウエハ載置台１９の底面１９ｂとロードロック室２６の底面２６ｄとの間には配管６２ｃの周りにベローズ６３ａが取り付けられている。ベローズ６３ａは、配管６２ｃからパーティクルが発生してロードロック室２６の内部に放出されることを防止する。ウエハ載置台１９の上面１９ａには一又は複数の吸引孔１９ｃが設けられている。吸引孔１９ｃはガスとパーティクルＰを吸引するための孔である。複数の吸引孔１９ｃの少なくとも一つは貫通して配管２１に接続されている。ウエハ載置台１９の底面１９ｂとロードロック室２６の底面２６ｄとの間にはベローズ６３ｂが取り付けられている。ガスとパーティクルＰはベローズ６３ｂを介して配管２１に回収される。

集塵体４０ｃの上部を含む内部には配管６４ｃが配設されている。配管６４ｃは集塵体４０ｃから外部に突出し、その端部には第２の温度制御部２３ｂが取り付けられている。また、集塵体４０ｃとロードロック室２６の内側面との間には配管６４ｃの周りにベローズ６５が取り付けられている。ベローズ６５は、配管６４ｃからパーティクルが発生してロードロック室２６の内部に放出されることを防止する。集塵体４０ｃは、中空部４７ａを有し、中空部４７ａは中空円筒部材４９の一端と接続されており、中空円筒部材４９の他端にはガス供給部５５が取り付けられている。中空円筒部材４９の一端は集塵体４０ｃの上部中央の開口部に固定され、他端はロードロック室２６の開口部２６ａに固定される。

ウエハ載置台１９は、駆動部５０ｃにより集塵体４０ｃに向かって移動し、集塵体４０ｃとの微小空間Ｈ_３を形成した時、密閉保持部４５によって、空間Ｈ_３とロードロック室２６内の空間Ｈ_１とは隔離される。パーティクルＰを移動させるガスは、ガス供給部５５から供給され、中空部４７ａとガス吹き出し孔４８ａを経由し、ウエハ載置台１９の中心部から端面に向かって放射状に流れる。その後、ガスは、ウエハ載置台１９の内部を通り、パーティクルＰと共に配管２１に回収される。実施例１と同様に、集塵体４０ｃとウエハ載置台１９との微小距離Ｉを維持すれば亜音速のガス流が発生するため、パーティクルを除去する効果を得ることができる。

また、集塵体４０ｃのクリーニング処理は、集塵体４０ａを４０ｃと読み替えると共に移動対象がウエハ載置台１９であるために以下のようになる。即ち、Ｓ１３２は、「移動部５０ｃがウエハ載置台１９を集塵体４０ｃに接近（上昇）」となり、Ｓ１３８は、「移動部５０ｃがウエハ載置台１９を集塵体４０ｃから離れるように移動（下降）」となる。

なお、デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して感光剤を塗布した基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。このように、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

実施例１の露光装置（処理装置）の概略断面図である。 図１に示す露光装置のロードロック室の概略拡大断面図である。 図１に示す露光装置の制御系のブロック図である。 図１に示す露光装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図４に示すＳ１２０のクリーニング処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 露光後のウエハ搬送処理を説明するためのフローチャートである。 実施例２のロードロック室の概略拡大断面図である。 実施例２のロードロック室の概略拡大断面図である。

符号の説明

３ 露光室
４Ｄ 排気ユニット
８Ａ ウエハ（基板）
１８、１９ ウエハ載置台（基板支持部）
２３ａ 第１の温度制御部
２３ｂ 第２の温度制御部
２６ ロードロック室（真空室）
４０ａ〜４０ｃ 集塵体
４８ａ、４８ｃ ガス吹き出し孔
５０ａ、５０ｃ 駆動部
５５ ガス供給部
６０ 制御部
Ｈ_１ 第１の空間
Ｈ_２ 第２の空間
Ｐ パーティクル

Claims (9)

1. 真空環境下で基板を処理する処理装置であって、
   内部空間としての第１の空間を有し、基板が搬入及び搬出される真空室と、
   前記真空室内で前記基板を支持する基板支持部と、
   前記基板支持部に支持された前記基板に対向し、パーティクルを収集するパーティクル収集面を有する集塵体と、
   前記集塵体と前記基板支持部の一方を他方に対して移動する駆動部と、
   前記集塵体と前記基板支持部との間に形成される第２の空間を前記第１の空間内の他の空間から隔離して密閉する密閉保持部と、
   前記第２の空間にガスを供給して前記集塵体に収集されたパーティクルを移動するガス供給手段と、
   前記第２の空間から前記ガスと前記パーティクルを回収する回収手段と、
   を有することを特徴とする処理装置。
2. 前記第２の空間を流れるガスの速度は亜音速であることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
3. 前記駆動部が前記一方を前記他方に対して移動して前記第２の空間を形成したときの前記集塵体のパーティクル収集面と前記基板支持部との間の前記パーティクル収集面に垂直な方向の距離は１ｍｍ以下である請求項２に記載の処理装置。
4. 前記ガス供給手段は、前記集塵体と前記基板支持部の一方に設けられ、前記ガス供給部から供給されるガスを前記第２の空間に前記パーティクル収集面に垂直な方向に吹き出すガス吹き出し孔を有することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の処理装置。
5. 前記ガス供給手段は、前記集塵体と前記基板支持部の一方に設けられ、前記ガス供給部から供給されるガスを前記第２の空間に前記パーティクル収集面に平行にかつ同じ高さで吹き出すガス吹き出し孔を有することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の処理装置。
6. 前記集塵体の前記パーティクル収集面の温度を基板支持部の温度よりも低くなるように前記集塵体と前記基板支持部の温度を制御する温度制御手段を更に有することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の処理装置。
7. 前記温度制御手段は、前記集塵体の前記パーティクル収集面の温度を前記パーティクルを収集したときの前記パーティクル収集面の温度よりも高くなるように設定することを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
8. 請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の処理装置を使用して基板を露光するステップと、
   露光された基板を現像するステップと、
   を有することを特徴とするデバイス製造方法。
9. 真空環境下で基板を処理する処理室と、処理室に対して前記基板を受け渡しすると共に雰囲気が置換される真空室と、を有する処理室の前記真空室のクリーニング方法であって、
   前記真空室内に設置され、パーティクルを収集した集塵体と、前記基板を支持する基板支持部との一方を他方に近づくように移動して前記集塵体と前記基板支持部との間に密閉された空間を形成するステップと、
   前記空間にガスを供給するステップと、
   前記空間を排気して前記ガスと前記パーティクルを回収するステップと、
   を有し、
   前記クリーニング方法は前記基板が前記処理室で処理されている間に行われることを特徴とするクリーニング方法。