JP2021057485A - 半導体製造装置及び湿度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ安価で、必要十分な機能や性能を発揮する、ミニマルファブ生産システムに最適化された気体供給装置を備える半導体製造装置を提供する。【解決手段】露光装置Ａは、筐体１と、一次フィルター部２と、加湿調整部３と、二次フィルター部４と、チャンバー５とを備えている。また、加湿調整部３は、第１の配管３０と、第２の配管３１と、第３の配管３２と、タンク３３と、バブリング部３４と、第２の電磁弁３５とを有している。第２の電磁弁３５は、チャンバー５内の湿度に応じて、ＯＮとＯＦＦが制御された弁部材である。第２の電磁弁３５がＯＮの際には、第１の配管３０がドライエアをチャンバー供給配管１２へと供給し、第３の配管３２がドライエアを超純水３３ａで加湿した気体をチャンバー供給配管１２へと供給する経路となる。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造装置及び湿度制御方法に関する。

従来、半導体デバイス等の製造において、基板上に電子回路パターンを形成する装置として露光装置が用いられている。

この露光装置には、チャンバー内に供給される気体の清浄度を保つため、通常、フィルターを有する大型の気体供給装置が備わっている。

また、この露光装置には、光学素子の表面の曇りの発生を低く抑えるため、例えば、加湿エアにて光学素子の表面をパージする加湿エア供給装置が備わる場合もある。

例えば、特許第５５７４７９９号公報（特許文献１）には、気体を加湿する気化式加湿器と、気化式加湿器を通過する第１の気体の流量を制御する第１の流体制御機器と、通過しない第２の気体の流量を制御する第２の流体制御機器と、気化式加湿器の加湿能力を可変する加湿能力可変機器と、湿度検出部と、制御演算部とを有する加湿エア供給装置が記載されている。

特許第５５７４７９９号公報

ここで、露光装置では、前述したように、大型の気体供給装置及び加湿エア供給装置が利用されているが、超小型で統一された筐体を使用し、巨額な投資を伴うクリーンルームを不要とする生産システムであるミニマルファブ生産システムにおいては、メガファブ生産システムに用いる露光装置と同様の装置構成を組み込むことが困難である。

即ち、ミニマルファブ生産システムに用いる露光装置では、露光装置の稼働に必要な機器を全て筐体内に収納する必要がある。また、露光装置に外部から供給されるユーティリティも限られている。

従って、ミニマルファブ生産システムに用いる露光装置では、従来の常識に縛られない、超小型かつ安価で、必要十分な機能や性能を発揮する、ミニマルファブ生産システムに最適化された気体供給装置が必要である。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態である半導体製造装置は、筐体に供給されるドライエアのパーティクルを除去する第１のフィルター部と、気体の排出部がチャンバーの内部に繋がるチャンバー供給配管と、第１のフィルター部を通過したドライエアをチャンバー供給配管に供給する第１の配管と、第１のフィルター部を通過して、かつ、第１の配管を流れないドライエアのうち、少なくともその一部をチャンバー供給配管に供給する加湿用配管と、加湿用配管の経路上に設けられ、加湿用配管に供給されたドライエアの少なくとも一部を超純水に供給してバブルを発生させて、ドライエアの少なくとも一部を加湿する加湿部と、チャンバー供給配管の経路上に設けられ、第１の配管からチャンバーへ供給されるドライエア及び加湿用配管からチャンバーへ供給される加湿した気体のパーティクルを除去する第２のフィルター部と、を筐体内に備える。

また、一実施の形態である湿度制御方法は、筐体に供給されるドライエアのパーティクルを除去する第１の除去工程と、筐体に収容され、ウェハに処理を施すチャンバー内の湿度に応じて、第１の除去工程でパーティクルを除去したドライエアで超純水をバブリングして、ドライエアを加湿する加湿工程と、を有する。さらに、チャンバーに気体を供給する際に、第１の除去工程でパーティクルを除去したドライエアであり、かつ、加湿工程で加湿した気体を含むドライエアのパーティクルを除去する、又は、第１の除去工程でパーティクルを除去したドライエアであり、かつ、加湿工程で加湿した気体を含まないドライエアのパーティクルを除去する第２の除去工程を有する。

一実施の形態によれば、ミニマルファブ生産システムに最適化された気体供給装置を組み込んだ半導体製造装置及び湿度制御方法を提供することができる。

実施の形態による露光装置で電源が入っていない状態の装置構成を示す概略図である。 図１に示す露光装置におけるチャンバー内の湿度の変化を示すグラフである。 図１に続き、露光装置に電源が入り、チャンバー内の湿度（Ｈｃ値）が、第２の電磁弁の上限側の制御値（Ｈ２値）を上回り、第２の電磁弁がＯＦＦの状態に維持された際の装置構成を示す概略図である。 図３に示す露光装置におけるチャンバー内の湿度の変化を示すグラフである。 図３に続き、チャンバー内の湿度（Ｈｃ値）が、第２の電磁弁の下限側の制御値（Ｈ１値）を下回り、第２の電磁弁がＯＮに切り替えられ、ＯＮの状態に維持された際の装置構成を示す概略図である。 図５に示す露光装置におけるチャンバー内の湿度の変化を示すグラフである。 図５に続き、チャンバー内の湿度（Ｈｃ値）が、再び、第２の電磁弁の上限側の制御値（Ｈ２値）を上回り、第２の電磁弁がＯＦＦに切り替えられ、ＯＦＦの状態に維持された際の装置構成を示す概略図である。 図７に示す露光装置におけるチャンバー内の湿度の変化を示すグラフである。

まず、本発明の主な作用について説明する。

ここで、一実施の形態である露光装置は、筐体と、筐体に収容され、その内部に配置したウェハに露光処理を施すチャンバーと、筐体に収容され、筐体に供給されるドライエアのパーティクルを除去する第１のフィルター部（一次フィルター部）と、筐体に収容され、気体の排出部がチャンバーの内部に繋がるチャンバー供給配管と、チャンバー供給配管の経路上に設けられ、チャンバーへ供給されるドライエア及びドライエアの少なくとも一部を加湿した気体のパーティクルを除去する第２のフィルター部（二次フィルター部）を有することによって、ミニマルファブ生産システム用の露光装置として利用可能となる。即ち、筐体に収容したチャンバーに清浄度の高い気体を供給して、チャンバー内でウェハに露光処理を施すことができる。

なお、ここでいうドライエアとは、乾燥処理により水分が除去された気体であり、圧力が変動しても水が生じない気体を意味するものである。また、ドライエアとしては、例えば、露光装置が置かれた製造環境の気体を乾燥したもの、又は高純度の窒素ガス等を用いることができる。

また、筐体に収容され、第１のフィルター部を通過して、かつ、第１の配管を流れないドライエアのうち、少なくともその一部をチャンバー供給配管に供給する加湿用配管（第３の配管）と、筐体に収容され、加湿用配管の経路上に設けられ、加湿用配管に供給されたドライエアの少なくとも一部を超純水に供給してバブルを発生させて、ドライエアの少なくとも一部を加湿する加湿部（タンク及びバブリング部）によって、第１のフィルター部で清浄度が高められたドライエアの湿度を高めることができる。また、ドライエアで超純水をバブリングするだけでドライエアを加湿できるため、簡易、かつ、小型な装置構成で加湿装置を構築して、筐体内に収容可能となる。さらに、超純水を用いることで、気体へのパーティクルの混入や微生物汚染の発生を抑止可能となる。

なお、ここでいう超純水とは、例えば、比抵抗１８ＭΩ・ｃｍ以上、ＴＯＣ１０μｇ／Ｌ未満、微粒子１個／Ｌ以下、生菌数１個／ｍＬ以下の水を指すものである。

また、筐体に収容され、第１のフィルター部を通過したドライエアをチャンバー供給配管に供給する第１の配管と、筐体に収容され、第１のフィルター部を通過して、かつ、第１の配管を流れないドライエアのうち、少なくともその一部をチャンバー供給配管に供給する加湿用配管と、筐体に収容され、加湿用配管の経路上に設けられ、加湿用配管に供給されたドライエアの少なくとも一部を超純水に供給してバブルを発生させて、ドライエアの少なくとも一部を加湿する加湿部と、チャンバー供給配管の経路上に設けられ、第１の配管からチャンバーへ供給されるドライエア及び加湿用配管からチャンバーへ供給される加湿した気体のパーティクルを除去する第２のフィルター部によって、第１のフィルター部で清浄度が高められたドライエアと加湿した気体とを混合して、湿度を高めた気体について、その清浄度を高めることができる。

また、加湿用配管の気体の流入部に設けられ、チャンバー内の湿度に応じてＯＮ／ＯＦＦを切り替えて、ドライエアの加湿部への供給を制御する電磁弁（第２の電磁弁）を有する場合には、チャンバー内の湿度に基づき、第１のフィルター部で清浄度を高めたドライエアを供給する経路を変更することができる。

また、加湿用配管の気体の流入部に設けられ、チャンバー内の湿度に応じてＯＮ／ＯＦＦを切り替えて、ドライエアの加湿部への供給を制御する電磁弁と、第１のフィルター部を通過したドライエアをチャンバー供給配管に供給する第１の配管と、第１の配管の経路上に設けられ、気体の流量を調整する第１の流量調整部と、第１のフィルター部を通過して、かつ、第１の配管を流れないドライエアのうち、少なくともその一部をチャンバー供給配管に供給する加湿用配管とを有する場合には、電磁弁を介して、第１の配管と加湿用配管の２つの経路に、第１のフィルター部を通過したドライエアを供給可能となる。即ち、第１の流量調整部で第１の配管を流れる気体の流量を調整することで、電磁弁やその下流の加湿用配管にドライエアを流すことが可能となる。この結果、チャンバー供給配管でドライエアと加湿した気体を混合して、同配管からチャンバー側へと供給される気体の湿度を高めることができる。さらに、第１の流量調整部で、第１の配管を流れる気体の流量を調整することで、加湿用配管を流れる気体の流量も調整できる。即ち、チャンバー内に供給する気体における湿度の調整の精度が良くなり、この結果、チャンバー内の湿度調整の精度を向上させることができる。

また、筐体に収容され、電磁弁がＯＦＦの際に、第１のフィルター部を通過して、かつ、第１の配管を流れないドライエアのうち、少なくともその一部をチャンバー供給配管に供給する第２の配管を有する場合には、チャンバー内の湿度に応じて電磁弁をＯＦＦにした際に、第１の配管と第２の配管の２つの経路に、第１のフィルター部を通過したドライエアを供給可能となる。

また、筐体に収容され、電磁弁がＯＦＦの際に、第１のフィルター部を通過して、かつ、第１の配管を流れないドライエアのうち、少なくともその一部をチャンバー供給配管に供給する第２の配管と、第２の配管の経路上に設けられ、気体の流量を調整する第２の流量調整部とを有する場合には、電磁弁をＯＮにして、第１の配管と加湿用配管を経由してチャンバーに供給される気体の総量と、電磁弁をＯＦＦにして、第１の配管と第２の配管を経由してチャンバーに供給される気体の総量とを近付けることができる。即ち、第２の流量調整部で、第２の配管を流れる気体の流量を調整することで、第２の配管に流れる気体の流量を、加湿用配管に流れる気体の流量に近付くように調整可能となる。この結果、電磁弁をＯＮにした際と、電磁弁をＯＦＦにした際のチャンバーに供給される気体の量を近付けて、チャンバー内の清浄度を保つために必要な気体の量を、必要最低限の量に抑えることができる。

また、チャンバー内の温度を測定する第１の温度測定手段と、超純水の温度を測定する第２の温度測定手段と、を有し、電磁弁が、第１の温度測定手段と第２の温度測定手段の測定結果に基づき、制御可能に構成された場合には、電磁弁を制御するパラメータとして温度の情報が利用でき、温度の情報を含めて、湿度の測定値の情報及び湿度の変動予測の情報を補正可能となる。この結果、チャンバー内の湿度に合わせた電磁弁の制御を、より高精度に行うことができる。

また、一実施の形態である湿度制御方法は、加湿工程で、筐体に収容され、ウェハに処理を施すチャンバー内の湿度に応じて、第１の除去工程でパーティクルを除去したドライエアで超純水をバブリングして、ドライエアを加湿することによって、第１の除去工程で清浄度が高められたドライエアの湿度を高めることができる。また、超純水を用いることで、気体へのパーティクルの混入や微生物汚染の発生を抑止可能となる。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」と称する）を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一又は関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

また、複数の類似の部材（部位）が存在する場合には、総称の符号に記号を追加し個別又は特定の部位を示す場合がある。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一又は同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。

また、断面図及び平面図において、各部位の大きさは実デバイスと対応するものではなく、図面を分かりやすくするため、特定の部位を相対的に大きく図示する場合がある。また、断面図と平面図が対応する場合においても、図面を分かりやすくするため、特定の部位を相対的に大きく図示する場合がある。

半導体デバイスなどの製造システムとして、製造工程を複数の可搬性であって外形が統一された単位処理装置で構成し、それら単位処理装置をフローショップ方法又はジョブショップ方式等に再配置することを容易にすることで、少量生産で、かつ、多品種生産に適切に対応することができるようにするミニマルファブ生産システムが提案されている。

単位処理装置では、ハーフインチサイズ（正確には直径１２．５ｍｍ）のウェハに１個のデバイスを作製することを基本としている。

現状の半導体製造システムは、ウェハの大口径化（１２インチ以上）に伴い、装置自体が大型化・高コスト化し、最新の半導体工場（メガファブ生産システム）を立ち上げるには３千億円〜５千億円もの巨額の投資資金が必要であるとされている。

また、大口径のウェハを用いるシステムは大量生産には効率的であるが、その装置を多品種少量生産に向けて稼働すると、稼働率等の課題から、ユーザが必要とする個数の１個あたりの製造コストが非常に高くなってしまう。

これに対し、ミニマルファブ生産システムでは、ハーフインチ程度の極めて小径のウェハが処理対象であり、現状の半導体製造システムに比べ１／１０００程度の極めて小さな設備投資額で済むと期待されている。

また、ミニマルファブ生産システムでは、運転コストが低いなどのため多品種少量生産に適した生産システムとなることが期待されている。

このミニマルファブ生産システムでは、外形形状が統一された単位処理装置が用いられる。

この単位処理装置は、半導体製造装置の処理工程における個々の処理（単一処理）の一つを担うものであり、例えばウェハ洗浄装置であり、レジスト塗布装置であり、ウェハ露光装置であり、現像装置であり、またイオン注入装置であったりする。

そして、これらの単位処理装置が、半導体製造のレシピ順（処理フロー順）に並べられる。ワークであるウェハは、並べられたそれらの単位処理装置間を順に搬送され、各単位処理装置において該当する処理が順に施されるのである。

本実施の形態では、ミニマルファブ生産システムに使用される単位処理装置である露光装置を例示するが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えばレジスト塗布装置等にも適用することができる。

（実施の形態）
≪露光装置の全体構成≫
本実施の形態による露光装置の構成について図１を用いて説明する。
図１に示すように、本実施の形態による露光装置の一例である露光装置Ａは、筐体１と、一次フィルター部２と、加湿調整部３と、二次フィルター部４と、チャンバー５とを備えている。

また、一次フィルター部２と、加湿調整部３と、二次フィルター部４と、チャンバー５は、筐体１に収容されている。一次フィルター部２及び二次フィルター部４は、チャンバー５に供給される気体の清浄度を高める部材である。

また、加湿調整部３は、チャンバー５内の湿度に応じて、チャンバー５に供給する気体の湿度を調整する部分である。また、チャンバー５は、その内部で半導体製造用のウェハに露光処理を施す処理部である。

また、露光装置Ａは、露光装置Ａが配置された工場環境下の空気に乾燥処理を施したドライエアを、筐体１の内部に供給するドライエア供給部６を有している。

また、露光装置Ａは、ドライエア供給配管７と、レギュレータ８と、圧力計９を有している。ドライエア供給配管７はドライエアが流れる経路となる配管であり、気体の供給部がドライエア供給部６に接続され、気体の排出部が加湿調整部３に接続されている。

また、レギュレータ８は、筐体１に供給されたドライエアの圧力を、露光装置Ａで利用する一定の圧力に調整するための制御部材である。また、圧力計９は、レギュレータ８で制御したドライエアの圧力を計測する部材である。

また、露光装置Ａでは、ドライエア供給配管７の経路上で、一次フィルター部２の下流に、第１の電磁弁１０が設けられている。第１の電磁弁１０は、露光装置Ａの電源と連動しており、露光装置Ａの電源のＯＮ／ＯＦＦに合わせて、ドライエア供給配管７の開閉を行う弁部材である。

また、露光装置Ａは、ドライエア供給配管７の経路上で、第１の電磁弁１０の下流に、スピードコントローラ１１が設けられている。スピードコントローラ１１は、チャンバー供給配管１２からチャンバー５の内部に供給される気体の総量を調整するための制御部材である。なお、ここでいうチャンバー供給配管１２が本願請求項におけるチャンバー供給配管に該当する。

ここで、必ずしも、筐体１の内部に供給されるドライエアとして、工場環境下の空気に乾燥処理を施したものが採用される必要はなく、水分が除去された気体であれば充分である。例えば、半導体製造に利用される高純度（例えば、純度が９９．９９％〜９９．９９９９％）の窒素をドライエアとして利用することができる。但し、製造コストの観点から、筐体１の内部に供給されるドライエアとして、工場環境下の空気に乾燥処理を施したものが採用されることが好ましい。

なお、筐体１の内部に供給されるドライエアとして、高純度の窒素が採用された場合には、供給される気体における溶存酸素が少なくなり、後述する加湿調整部３の超純水３３ａを入れたタンク３３中での細菌等の微生物の増殖を抑止可能となる。さらに、チャンバー５内に高純度の窒素が供給されることで、ウェハにおけるレジストの酸化が抑制される等、リソグラフィプロセス上、好ましい効果を得ることができる。

≪一次フィルター部≫
一次フィルター部２は、筐体１の外部から供給されたドライエアに含まれるパーティクルやオイルミストを除去する部材である。また、一次フィルター部２は、フィルター２０と、圧力スイッチ２１と、ミストセパレータ２２を有している。なお、ここでいうフィルター２０及びミストセパレータ２２が、本願請求項における第１のフィルター部に該当する。

また、フィルター２０は、筐体１の内部に供給されたドライエアに含まれるパーティクルを除去する部材であり、粒子径５μｍ以上のパーティクルを捕集可能に構成されている。

また、圧力スイッチ２１は、露光装置Ａに供給されるドライエアの圧力が、露光装置Ａの動作に必要な条件を満たさない場合に、露光装置Ａの動作を非常停止させるためのインターロックスイッチである。例えば、露光装置Ａに供給されるドライエアの圧力が設定値未満となった際に、露光装置Ａの動作を非常停止させる。

また、ミストセパレータ２２は、フィルター２０を通過したドライエアに含まれるパーティクルとオイルミストを除去する部材である。ミストセパレータ２２は、粒子径０．３μｍ以上のパーティクルを捕集可能に構成されている。

ここで、必ずしも、フィルター２０が、粒子径５μｍ以上のパーティクルを捕集可能に構成される必要はなく、捕集可能な粒子の粒子径は適宜変更することができる。但し、後述する二次フィルター部４におけるフィルター４０を使用できる期間を長くできる点から、フィルター２０で捕集可能な粒子の粒子径は、フィルター４０で捕集可能な粒子の粒子径に近く、かつ、フィルター４０で捕集可能な粒子の粒子径よりも大きな値に設定されることが好ましい。また、フィルター２０と、ミストセパレータ２２及びフィルター４０との組み合わせで、チャンバー５に供給される気体の清浄度を充分に高めることが可能となる点から、フィルター２０は、粒子径１μｍ以上、かつ、１０μｍ以下の範囲のパーティクルを捕集可能に構成されることが好ましい。

また、必ずしも、ミストセパレータ２２が、粒子径０．３μｍ以上のパーティクルを捕集可能に構成される必要はなく、捕集可能な粒子の粒子径は適宜変更することができる。但し、後述する二次フィルター部４におけるフィルター４０を使用できる期間を長くできる点から、ミストセパレータ２２で捕集可能な粒子の粒子径は、フィルター２０で捕集可能な粒子の粒子径よりも小さく、かつ、フィルター４０で捕集可能な粒子の粒子径よりも大きく設定されることが好ましい。また、フィルター２０と、ミストセパレータ２２及びフィルター４０との組み合わせで、チャンバー５に供給される気体の清浄度を充分に高めることが可能となる点から、ミストセパレータ２２は、粒子径０．１μｍ以上、かつ、１μｍ以下の範囲のパーティクルを捕集可能に構成されることが好ましい。

≪加湿調整部≫
本実施の形態による露光装置の加湿調整部３について図１を用いて説明する。
図１に示すように、加湿調整部３は、第１の配管３０と、第２の配管３１と、第３の配管３２と、タンク３３と、バブリング部３４と、第２の電磁弁３５を有している。

なお、ここでいう第１の配管３０が本願請求項における第１の配管に該当する。また、ここでいう第２の配管３１が本願請求項における第２の配管に該当する。また、ここでいう第３の配管３２が本願請求項における加湿用配管に該当する。また、ここでいう、タンク３３と、バブリング部３４とが本願請求項における加湿部に該当する。さらに、ここでいう第２の電磁弁３５が本願請求項における電磁弁に該当する。

また、第１の配管３０は、一次フィルター部２を通過したドライエアの一部が流れる経路である。第１の配管３０は、気体の供給部がドライエア供給配管７に接続され、気体の排出部がチャンバー供給配管１２に接続されている。また、第１の配管３０における気体の供給部は、第２の電磁弁３５よりも上流側に接続されている。

また、第１の配管３０の経路上には、スピードコントローラ３６が設けられている。このスピードコントローラ３６は、第１の配管３０を流れるドライエアの流量を調整するための制御部材である。なお、ここでいうスピードコントローラ３６が本願請求項における第１の流量調整部に該当する。

また、第２の配管３１は、第２の電磁弁３５がＯＦＦとなった際に、一次フィルター部２を通過したドライエアのうち、第１の配管３０側に流れなかったドライエアが流れる経路である。第２の配管３１は、気体の供給部が第２の電磁弁３５に接続され、気体の排出部がチャンバー供給配管１２に接続されている。

即ち、第２の電磁弁３５がＯＦＦの際には、第１の配管３０と第２の配管３１が、ドライエアをチャンバー供給配管１２へと供給する経路となる。

また、第２の配管３１の経路上には、スピードコントローラ３７が設けられている。このスピードコントローラ３７は、第２の配管３１を流れるドライエアの流量を調整するための制御部材である。なお、ここでいうスピードコントローラ３７が本願請求項における第２の流量調整部に該当する。

また、第２の電磁弁３５は、チャンバー５内の湿度に応じて、ＯＮとＯＦＦが制御された弁部材である。即ち、第２の電磁弁３５に供給されるドライエアの供給経路を、第２の配管３１と、第３の配管３２との間で切り替える制御部材である。

また、第３の配管３２は、第２の電磁弁３５がＯＮとなった際に、一次フィルター部２を通過したドライエアのうち、第１の配管３０側に流れなかったドライエアが流れる経路である。

即ち、第２の電磁弁３５がＯＮの際には、第１の配管３０がドライエアをチャンバー供給配管１２へと供給し、第３の配管３２がドライエアを超純水３３ａで加湿した気体をチャンバー供給配管１２へと供給する経路となる。

また、第３の配管３２は、タンク供給管３２ａと、タンク排出管３２ｂで構成されている。タンク供給管３２ａは、第２の電磁弁３５を通過したドライエアをタンク３３の中に供給する経路である。タンク供給管３２ａにおける気体の排出部、即ち、タンク３３側の端部には、バブリング部３４が設けられている。タンク３３は、超純水３３ａを入れる容器である。

また、タンク３３は底面の直径をＡ、高さをＢとした場合に、Ｂ≧２×Ａの関係にある大きさの円筒形に形成されている。即ち、タンク３３は、鉛直方向に縦長の形状を有している。また、図示しないが、タンク３３は、その内部の超純水３３ａの減少に応じて、別途のタンクから超純水３３ａが供給可能に構成されている。

また、バブリング部３４は、タンク３３に入れられた超純水３３ａを供給されるドライエアでバブリングする装置である。

バブリング部３４は、多孔質のフィルターを有し、供給されるドライエアで超純水３３ａをエアレーションして、小径のバブル（例えば、気泡径が１００μｍ以上、かつ、数ｍｍ以下程度）を発生させ、供給されるドライエアを超純水３３ａで加湿する装置である。

また、タンク排出管３２ｂは、タンク３３の中の気体をチャンバー供給配管１２へ供給する経路である。即ち、タンク排出管３２ｂは、ドライエアを超純水３３ａで加湿した気体が通る経路となる。

ここで、必ずしも、第２の配管３１の経路上に、スピードコントローラ３７が設けられる必要はない。但し、第２の電磁弁３５をＯＦＦにした際に第２の配管３１を流れるドライエアの流量を、第２の電磁弁３５をＯＮにした際に第３の配管３２を流れるドライエアの流量に合わせることができる。この結果、第１の配管３０及び第２の配管３１からチャンバー供給配管１２に供給される気体の量と、第１の配管３０及び第３の配管３２からチャンバー供給配管１２に供給される気体の量とを揃えることができ、チャンバー５の内部に供給する清浄度を高めた気体の量を、第２の電磁弁３５のＯＮ／ＯＦＦのそれぞれで、一定の量にすることができる。つまり、チャンバー５に供給する気体の量を必要最低限の量に抑えることが可能となる。従って、第２の配管３１の経路上に、スピードコントローラ３７が設けられることが好ましい。

また、必ずしも、タンク３３の形状や大きさは限定されるものではなく、タンク３３に供給されるドライエアで超純水３３ａをバブリングできる構成となっていれば充分である。但し、タンク３３を鉛直方向に縦長の形状とすることで、タンク３３の底面近くにバブリング部３４を配置して、タンク３３内の超純水３３ａの液面までの距離を長くすることができる。これにより、バブリング部３４から発生したバブルが液面に向かって超純水３３ａ中を移動する距離が長くなり、気体（バブル）中に取り込まれる水分の量を増やしやすくなる。即ち、ドライエアを加湿する効率を向上させることができる。従って、タンク３３は、鉛直方向に縦長の形状とすることが好ましく、例えば、底面の直径をＡ、高さをＢとした場合に、Ｂ≧２×Ａの関係にある大きさとすることが好ましい。

また、必ずしも、バブリング部３４は、多孔質のフィルターを有する必要はなく、バブリング部３４が生じるバブルの気泡径が１００μｍ以上、かつ、数ｍｍ以下程度に限定されるものではない。即ち、供給されるドライエアで超純水３３ａをバブリングできる構成となっていれば充分である。但し、バブリング部３４で発生させたバブルの表面積が大きくなり、気体（バブル）中に取り込まれる水分の量を増やしやすくなり、ドライエアを加湿する効率を向上させることができる。また、バブルの気泡径が１００μｍ以上、かつ、数ｍｍ以下程度の小さなサイズとなると、バブルの発生に伴う振動が減り、この振動に起因するステージ５０の駆動制御への悪影響を抑制することができる。従って、バブリング部３４は、多孔質のフィルターを有することが好ましく、例えば、バブリング部３４が生じるバブルの気泡径が１００μｍ以上、かつ、数ｍｍ以下程度になることが好ましい。

さらに、ドライエアを加湿する効率を高める観点から、タンク３３を鉛直方向に縦長の形状とする点、及び、バブリング部３４が多孔質のフィルターを有する点の両方が採用される必要はない。例えば、いずれか一方の構成を採用してもよい、但し、ドライエアを加湿する効率をより一層向上させる為には、タンク３３を鉛直方向に縦長の形状とする点、及び、バブリング部３４が多孔質のフィルターを有する点の両方が採用されることが好ましい。

≪二次フィルター部≫
二次フィルター部４は、第１の配管３０、又は第２の配管３１を経由して、チャンバー供給配管１２に供給されるドライエアに含まれるパーティクルを除去する部材である。また、二次フィルター部４は、第３の配管３２を経由して、チャンバー供給配管１２に供給される加湿された気体に含まれるパーティクルを除去する部材でもある。

二次フィルター部４は、チャンバー供給配管１２上に設けられ、フィルター４０で構成される。なお、ここでいうフィルター４０が、本願請求項における第２のフィルター部に該当する。

また、フィルター４０は、粒子径０．０１μｍ以上のパーティクルを捕集可能に構成されている。

ここで、二次フィルター部４は、必ずしも、フィルター４０のみで構成される必要はない。例えば、気体に含まれるパーティクルを除去するフィルターを２つ以上設ける構成も採用可能である。また、フィルターを２つ以上設ける構成とした場合、上流側のフィルターで捕集可能な粒子の粒子径が、下流側のフィルターで捕集可能な粒子の粒子径よりも大きく設定されることが好ましい。

また、フィルター４０が、粒子径０．０１μｍ以上のパーティクルを捕集可能に構成されているが、捕集可能な粒子径のサイズはこれに限定されるものではない。但し、チャンバー５に供給する気体の清浄度を担保する点から、フィルター４０は、粒子径０．００３μｍ以上、かつ、０．１μｍ以下の範囲のパーティクルを捕集可能に構成されることが好ましい。

≪チャンバー≫
本実施の形態による露光装置Ａのチャンバー５について図１を用いて説明する。
図１に示すように、チャンバー５は、ステージ５０と、露光光学系５１とを有している。

チャンバー５は、露光光学系５１とステージ５０を内部に配置する箱型の部材である。また、チャンバー５にはチャンバー供給配管１２の気体の排出部が接続され、チャンバー供給配管１２から清浄度の高い気体を供給可能に構成されている。

また、ステージ５０は、ミニマルファブ生産システム用の密閉容器（図示省略）に入れられて露光装置Ａに搬送され、露光装置Ａの中で密閉容器から取り出されたウェハ１３を載置する台である。

また、露光光学系５１は、チャンバー５内のステージ５０に載置されたウェハ１３に露光処理を施す装置である。なお、図１では、チャンバー５内に入りこんだ露光光学系５１の一部を図示して、チャンバー５の外部に設けられた部分の記載を省略している。

また、チャンバー５の内部には、湿度センサ３８が設けられている。湿度センサ３８は、チャンバー５内の空間の湿度を測定する部材であり、その測定結果の情報はコントローラ３９に送信され、コントローラ３９を介して、第２の電磁弁３５のＯＮ／ＯＦＦが制御可能に構成されている。

ここで、本実施の形態では、ハーフインチサイズのウェハに対して露光パターンを投影し、ミニマルファブ生産システムに用いられる露光装置Ａを対象としているが、本発明の装置構成は、露光装置Ａとそのチャンバー５のみに採用されるものではない。本発明の装置構成は、ミニマルファブ生産システムに用いられる半導体製造装置のうち、清浄度が高く、湿度の調整を要する気体が供給される装置に利用可能である。例えば、ハーフインチサイズのウェハにレジストを塗布するレジスト塗布装置等である。

このレジスト塗布装置でも、チャンバー内でウェハにレジストの塗布を行うが、このチャンバーに気体を供給する構造に、一次フィルター部２、加湿調整部３、二次フィルター部４を設け、清浄度が高く、加湿した気体を供給して、チャンバー内の湿度を調整することが可能である。

≪湿度の制御構成≫
本実施の形態による露光装置Ａにおけるチャンバー５内の湿度の制御構成について図１を用いて説明する。

ここで、前提として、チャンバー５内の湿度パラメータに対して、第２の電磁弁３５における下限側の制御値（以下、Ｈ１値と称する）と、第２の電磁弁３５における上限側の制御値（以下、Ｈ２値と称する）を設定しておく。なお、Ｈ１値及びＨ２値は、チャンバー５内の湿度制御に求める精度に応じて、適宜設定することができる。

まず、第２の電磁弁３５の上限側の制御値である「Ｈ２値」とは、チャンバー５内の湿度（以下、Ｈｃ値と称する）が、このＨ２値を超えた際に、第２の電磁弁３５をＯＮからＯＦＦに切り替える基準値である。

即ち、チャンバー５内の湿度（Ｈｃ値）が上昇して、Ｈ２値を超えた際に、第２の電磁弁３５がＯＮからＯＦＦに切り替えられ、ドライエアは、第１の配管３０及び第２の配管３１の方に供給される。

また、第２の電磁弁３５の下限側の制御値である「Ｈ１値」とは、チャンバー５内の湿度（Ｈｃ値）が、このＨ１値を下回った際に、第２の電磁弁３５をＯＦＦからＯＮに切り替える基準値である。

また、第２の電磁弁３５の下限側の制御値である「Ｈ１値」とは、ヒステリシスを考慮して、前述したＨ２値から設定したヒステリシス分の値を引いた湿度の値である。

なお、ヒステリシス分の値は、第２の電磁弁３５における弁の耐久性等に起因するＯＮとＯＦＦの切り替えの頻度や、チャンバー５内の湿度制御において必要となる精度によって、適宜設定可能である。

即ち、チャンバー５内の湿度（Ｈｃ値）が下がって、Ｈ１値を下回った際に、第２の電磁弁３５がＯＦＦからＯＮに切り替えられ、ドライエアは、第１の配管３０及び第３の配管３２の方に供給される。

また、チャンバー５内の湿度（Ｈｃ値）が、Ｈ１値以上で、かつ、Ｈ２値以下である際には、第２の電磁弁３５におけるＯＮとＯＦＦの切り替えはなされず、ＯＮ又はＯＦＦの状態が維持される。

ここで、必ずしも、Ｈ１値が、Ｈ２値から設定したヒステリシス分の値を引いた湿度の値として決定される必要はない。例えば、第２の電磁弁３５の下限側の制御値としてＨ１値を設定して、このＨ１値から設定したヒステリシス分の値を足した湿度の値をＨ２値として採用してもよい。

また、第２の電磁弁３５をＯＮにした際は、スピードコントローラ３６の調整により、チャンバー５内の湿度が調整可能である。

即ち、第１の配管３０から供給されるドライエアと、第３の配管３２から供給される超純水で加湿した気体を混合して、チャンバー５内に加湿した気体を供給する際には、スピードコントローラ３６の調整に伴い、第３の配管３２を流れる気体の流量を変化させる。

これにより、チャンバー供給配管１２を流れる気体の湿度が変わる。この際、チャンバー５内の目標湿度＋αの湿度に調整する必要があるが、αを出来るだけ小さくすることで、Ｈ１値とＨ２値との差を小さくすることができ、チャンバー５内の湿度設定の精度を向上させことが可能となる。

また、露光装置Ａでは、チャンバー５内の湿度と、第２の電磁弁３５におけるＨ１値とＨ２値との関係で、第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦを制御して、チャンバー５内の湿度を制御できる。

例えば、単純な制御であれば、チャンバー５内の湿度が、Ｈ１値を下回った際に、第２の電磁弁３５をＯＮにして加湿した気体を供給し、チャンバー５内の湿度が、Ｈ２値を超えた際に、第２の電磁弁３５をＯＦＦにしてドライエアのみを供給することができる。第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦに伴い、加湿した気体の供給と、ドライエアのみの供給を切り替えて、チャンバー５内の湿度を調整することができる。

また、例えば、チャンバー５内の目標湿度と、湿度センサ３８で測定したチャンバー５内における湿度の測定値との差分に基づき、第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦをＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Differential Controller）する構成も考えられる。ＰＩＤ制御により、精度高く、第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦの制御を行うことができる。

さらに、第２の電磁弁３５の代わりに、マスフローコントローラを用いて、気体の流量制御を行うことも可能である。

マスフローコントローラを利用すれば、前述した第２の配管３１と第２の電磁弁３５を設けることなく、気体の加湿用となる第３の配管３２を流れる気体の流量を直接、制御して、第１の配管３０と第３の配管３２に流れる気体の流量比を調整可能となる。即ち、マスフローコントローラの調整のみで、連続的に湿度を制御することができる。

また、前述したＰＩＤ制御やマスフローコントローラを用いた制御では、チャンバー５内の湿度の情報に加えて、タンク３３内の超純水３３ａの水温や、チャンバー５内の温度の情報を制御用のパラメータに利用可能である。これにより、より精度高く、気体の流量の制御を行うことができる。なお、ここでいうチャンバー５内の温度を測定する手段が本願請求項における第１の温度測定手段に該当する。また、ここでいう超純水３３ａの水温を測定する手段が本願請求項における第２の温度測定手段に該当する。
但し、マスフローコントローラを用いる場合、湿度の制御精度は高くなるものの、電磁弁と比較してコントローラの設置スペースが大きい。Rehydrationを促進するためにチャンバー内の湿度を一定範囲に保つという目的を鑑みると、本発明はマスフローコントローラを使用せずに制御系を構成でき、省スペースの面で特に有利である。
但し、マスフローコントローラを用いる場合、湿度の制御精度は高くなるが、マスフローコントローラの設置スペースは第２の電磁弁３５の設置スペースよりも大きくなる。Rehydration（再水和）を促進するためにチャンバー５内の湿度を一定範囲に保つという目的に鑑みると、省スペースの湿度制御系を実現できる第２の電磁弁３５を用いる構成が、マスフローコントローラを用いる構成よりも有利である。

≪露光装置における湿度制御方法≫
本実施の形態の露光装置における湿度制御方法について、図１〜図８を用いて説明する。

まず、図１に示すように、露光装置Ａの電源が入っていない状態では、第１の電磁弁１０が、露光装置Ａの電源に連動してＯＦＦとなっており、ドライエア供給配管７が閉じた状態となる。そのため、第１の電磁弁１０より下流に気体が流れず、チャンバー５内への気体の供給も停止される。

なお、図２、図４、図６及び図８では、縦軸にチャンバー５内の湿度（％）、横軸に時間（ｔ）をとったグラフに対して符号Ｈを付している。また、図２、図４、図６及び図８では、第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦの状態を示すグラフに対して符号Ｓを付している。また、図２、図４、図６及び図８のグラフでは、実際に生じている変化を実線で示し、想定される変化を二点鎖線で示している。

図２に示すように、露光装置Ａの電源が入っていない状態で、第１の電磁弁１０がＯＦＦとなった状態では、チャンバー５内の湿度に変化が見られない。なお、図１及び図２に示す状態では、チャンバー５内の湿度（Ｈｃ値）が、第２の電磁弁３５の上限側の制御値（Ｈ２値）を超えている前提とする。

続いて、図１に示す状態から露光装置Ａに電源を入れる。湿度センサ３８でチャンバー５内の湿度（Ｈｃ値）を測定すると、Ｈ２値を超えた値が測定される。図３に示すように、この測定値の結果に基づきコントローラ３９は第２の電磁弁３５をＯＦＦのままに維持するように制御する。

図３に示すように、ドライエア供給部６から供給されたドライエアは、フィルター２０及びミストセパレータ２２を通過して、粗いパーティクルとオイルミストが除去されて、ドライエア供給配管７を流れていく。

そして、ドライエアの一部が、第２の電磁弁３５の上流から第１の配管３０に流れていく。また、第２の電磁弁３５はＯＦＦに維持されており、第２の電磁弁３５を通過したドライエアが第２の配管３１に流れていく。

ここで、第１の配管３０を流れるドライエアの流量はＶ１となり、第２の配管３１を流れるドライエアの流量はＶ２となる。また、第１の配管３０及び第２の配管３１のそれぞれから供給されるドライエアは、チャンバー供給配管１２で混合され、その流量はＶＡとなる。

この流量ＶＡは、前述したスピードコントローラ３６及びスピードコントローラ３７での気体の調整の状態を反映した上で、ドライエア供給配管７の経路上に設けられたスピードコントローラ１１で調整される。即ち、スピードコントローラ１１の調整により、チャンバー５に供給する気体の総量が調整される。

また、第２の配管３１に設けられたスピードコントローラ３７により、第２の配管３１を流れるドライエアの流量がＶ２に設定される。この流量Ｖ２は、後述する第３の配管３２を流れる加湿した気体の流量Ｖ３に近付くように調整される。

これにより、第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦを切り替えた際の、チャンバー供給配管１２を流れる気体の流量を一定の量に近付けて、チャンバー５に気体を供給することができる。

また、チャンバー供給配管１２に供給されたドライエアは、フィルター４０を通過して、細かいパーティクルが除去されて、チャンバー５の内部に流れていく。また、チャンバー供給配管１２からチャンバー５の内部に、清浄度が高められたドライエアが供給され、チャンバー５の内部空間のパージエアとして利用される。

チャンバー５に供給される清浄度が高められたドライエアには、第３の配管３２を通過して加湿した気体が含まれないため、乾燥した気体がチャンバー５に供給される。この結果、図４に示すように、チャンバー５の湿度は、Ｈ２値を超えた値から小さくなっていく。

また、チャンバー５の湿度（Ｈｃ値）が、第２の電磁弁３５の下限側の制御値（Ｈ１値）を下回るまでは、第２の電磁弁３５はＯＦＦの状態が維持される。

続いて、湿度センサ３８で測定するチャンバー５内の湿度（Ｈｃ値）が、Ｈ１値を下回ると、図５に示すように、この測定値の結果に基づきコントローラ３９は第２の電磁弁３５をＯＦＦからＯＮに切り替えて、ＯＮの状態を維持する。

図５に示すように、ドライエア供給配管７から供給されるドライエアの一部が、第２の電磁弁３５の上流から第１の配管３０に流れていく。また、第２の電磁弁３５はＯＮに維持されており、第２の電磁弁３５を通過したドライエアが第３の配管３２におけるタンク供給管３２ａに流れていく。

タンク供給管３２ａを流れるドライエアはバブリング部３４を介して、タンク３３内の超純水３３ａの中に小さなバブルとなって供給される。バブリング部３４から生じるバブルの気泡径は、例えば、１００μｍ以上、かつ、数ｍｍ以下程度の大きさである。

この超純水３３ａに小さなバブルとしてドライエアが供給されることで、タンク３３における超純水３３ａの液面に向けてバブルが移動して、この際に、気体が超純水３３ａで加湿される。加湿された気体は、タンク３３の気相の領域からタンク排出管３２ｂを介して、チャンバー供給管１２に供給される。

ここで、第１の配管３０を流れるドライエアの流量はＶ１となり、第３の配管３２（タンク排出管３２ｂ）を流れるドライエアの流量はＶ３となる。また、第１の配管３０から供給されるドライエアと、第３の配管３２から供給される加湿された気体は、チャンバー供給配管１２で混合され、その流量はＶＡとなる。

即ち、チャンバー供給配管１２でドライエアと加湿された気体が混ざり、チャンバー５に湿度を高めた気体を供給することができる。

この流量ＶＡは、スピードコントローラ３６での気体の調整の状態及びタンク３３内の超純水３３ａの量を反映した上で、ドライエア供給配管７の経路上に設けられたスピードコントローラ１１で調整される。

また、第１の配管３０に設けられたスピードコントローラ３６で、第１の配管３０を流れるドライエアの流量を調整して、タンク供給管３２ａの側にドライエアを供給することができる。また、スピードコントローラ３６の調整により、タンク排出管３２ｂを流れる気体の流量をＶ３とすることができる。

この気体の流量Ｖ３は、厳密には、タンク３３における超純水３３ａの残量、即ち、超純水３３ａの液面の高さで変わる水圧に応じて変動する。そのため、例えば、変動する水圧の平均的な値、又は超純水３３ａの液面の高さが最大となった際の水圧の値に基づき、気体の流量Ｖ３を設定する。

なお、前述した第２の配管３１を流れるドライエアの流量Ｖ２は、流量Ｖ３に近付くように調整されている。また、スピードコントローラ３６を調整して、タンク供給管３２ａ及びタンク排出管３２ｂを流れる気体の流量を変えることにより、チャンバー供給配管１２から供給される気体の湿度を調整することができる。
本発明では第１の配管、第２の配管、第３の配管の３流路の構成となっているが、ここで第２の配管を省略して第１の配管、第３の配管のみを使用する２流路の構成でも湿度のコントロールは可能である。しかしながらこの場合、チャンバー内に流入する気体の流量は、VA=V1+V3、VA=V1とV3分大きく変動する。チャンバー内に流入する気体はチャンバー内のクリーン度を維持するために使われており、パーティクルの排出のため定常的な流れであることが望ましく、流量は一定であることが望ましい。このため、流量を一定に維持しやすい３流路構成が有利である。

また、チャンバー供給配管１２に供給された気体は、フィルター４０を通過して、細かいパーティクルが除去されて、チャンバー５の内部に流れていく。また、チャンバー供給配管１２からチャンバー５の内部に、清浄度と湿度が高められた気体が供給され、チャンバー５の内部空間のパージエアとして利用される。
ところで、本実施の形態では、第１の配管３０、第２の配管３１及び第３の配管３２を用いる３流路の構成となっているが、第２の配管３１を用いずに、第１の配管３０及び第３の配管３２を用いる２流路の構成であってもチャンバー５内の湿度制御は可能である。しかしながら、２流路の構成の場合、チャンバー５内に流入する気体の流量は、ＶＡ＝Ｖ１＋Ｖ３またはＶＡ＝Ｖ１となり、ドライエアのみが流入する場合と、ドライエアと加湿された気体が流入する場合とでは、Ｖ３分の流量が変動する。チャンバー５内に流入する気体はチャンバー５内の清浄度を維持するためにも使われていることから、パーティクルの排出のためには定常的な流れであることが望ましく、流量は一定であることが望ましい。このため、流量を一定に維持しやすい３流路の構成が２流路の構成よりも有利である。

チャンバー５には、湿度が高められた気体が供給される為、図６に示すように、チャンバー５の湿度（Ｈｃ値）は、Ｈ１値からＨ２値に向けて大きくなっていく。

また、チャンバー５の湿度（Ｈｃ値）が、第２の電磁弁３５の上限側の制御値（Ｈ２値）を上回るまでは、第２の電磁弁３５はＯＮの状態が維持される。

続いて、湿度センサ３８で測定するチャンバー５内の湿度（Ｈｃ値）が、再び、Ｈ２値を上回ると、図７に示すように、この測定値に基づきコントローラ３９は第２の電磁弁３５をＯＮからＯＦＦに切り替えて、ＯＦＦの状態を維持する。

図７に示すように、ドライエア供給配管７から供給されるドライエアの一部が、第２の電磁弁３５の上流から第１の配管３０に流れていく。また、第２の電磁弁３５は、再び、ＯＦＦに維持される為、第２の電磁弁３５を通過したドライエアが第２の配管３１に流れていく。

また、第１の配管３０を流れるドライエアの流量はＶ１となり、第２の配管３１を流れるドライエアの流量はＶ２となる。また、第１の配管３０及び第２の配管３１のそれぞれから供給されるドライエアは、チャンバー供給配管１２で混合され、その流量はＶＡとなる。

また、チャンバー供給配管１２に供給されたドライエアは、フィルター４０を通過して、細かいパーティクルが除去されて、乾燥した気体として、チャンバー５の内部にパージエアとして供給される。

このように、乾燥した気体がチャンバー５に供給されるため、再度、図８に示すように、チャンバー５の湿度（Ｈｃ値）は、Ｈ２値を超えた値から小さくなっていく。

また、チャンバー５の湿度（Ｈｃ値）が、第２の電磁弁３５の下限側の制御値（Ｈ１値）を下回るまでは、第２の電磁弁３５はＯＦＦの状態が維持される。以下、同様に、チャンバー５内の湿度に応じて、第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦの切り替えと、ＯＮ又はＯＦＦの状態の維持が制御される。

以上のような流れで、チャンバー５内の湿度の測定値に応じて、コントローラ３９で第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦを制御して、チャンバー供給配管１２からチャンバー５に供給する気体の湿度を調整することができる。

なお、本実施の形態の露光装置における湿度制御方法では、湿度センサ３８の測定値であるＨｃ値が、第２の電磁弁３５のＨ２値を上回った際、又は、Ｈ１値を下回った際に、第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦの切り替えを制御する構成となっているが、必ずしも、こうした制御方法が採用される必要はない。例えば、前述したように、目標湿度と、湿度の測定値との差分に基づき、第２の電磁弁３５のＯＮとＯＦＦをＰＩＤ制御して、より高精度な制御を行うことも可能である。

ここで、本実施の形態によれば、露光装置Ａの筐体１の中に、超純水３３ａを入れたタンク３３と、バブリング３４を設けることで、チャンバー５に供給する気体を加湿することができる。

即ち、清浄度の高い気体を加湿する構造を充分に小型化でき、ミニマルファブ生産システム用の露光装置における筐体内に適用することができる。このことから、次のような利点が生じる。

まず、露光対象となるレジストとして一般的な、ジアゾナフトキノン(ＤＮＱ)ノボラック系レジストは、露光によりジアゾナフトキノンがインデンケテンに変化する。このインデンケテンは、水との加水分解反応によりアルカリ現像液に可溶なインデンカルボン酸を生成する。

一方、レジストは塗布後に、高温でベークされるため、レジスト中の水分が減少する。従って、露光前に、レジスト中の水分を補うRehydrationが必要である。一般的なメガファブ生産システムでは、塗布後のウェハがクリーンルーム内の環境に晒される為、大気中に含まれる水分によって自然とRehydrationが行われる。

しかしながら、塗布後直ぐに密閉容器にウェハが収納されるミニマルファブ生産システムでは、露光されるまでにRehydrationが行われにくく、特に厚膜レジストにおいて、Rehydration不足による現像工程での溶解不良が発生しやすい。

ここで、露光装置の周囲の湿潤な空気を取り込むことが出来れば、装置プロセス室内の湿度を高めることができるが、室内の湿潤な空気を取り込むＦＦＵ（ファンフィルターユニット）を収めるスペースの確保が、ミニマルファブ生産システム用の露光装置内では困難である。

また、装置外の空気を取り込んで加圧し、小型のフィルターを通して利用することも考えられるが、室内の空気を取り込み加圧するポンプが振動源となる。この振動が、ナノメートルレベルの高精度を要する露光装置において、ステージ制御に大きく影響してしまう。そのため、ポンプを露光装置内に内蔵することが難しい。

しかしながら、本実施の形態によれば、ユーティリティとして供給されるドライエアで超純水をバブリングして加湿し、チャンバーに供給する事で、Rehydrationに必要な湿度を維持することが可能となる。

以上で説明したとおり、本実施の形態に係る露光装置は、ミニマルファブ生産システムに最適化された気体供給装置を組み込んだ露光装置を提供することができる。
また、本実施の形態に係る湿度制御方法は、ミニマルファブ生産システムに最適化された気体供給装置を組み込んだ湿度制御方法を提供することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

Ａ 露光装置
１ 筐体
２ 一次フィルター部
２０ フィルター
２１ 圧力スイッチ
２２ ミストセパレータ
３ 加湿調整部
３０ 第１の配管
３１ 第２の配管
３２ 第３の配管
３２ａ タンク供給管
３２ｂ タンク排出管
３３ タンク
３３ａ 超純水
３４ バブリング部
３５ 第２の電磁弁
３６ スピードコントローラ
３７ スピードコントローラ
３８ 湿度センサ
３９ コントローラ
４ 二次フィルター部
５ チャンバー
５０ ステージ
５１ 露光光学系
６ ドライエア供給部
７ ドライエア供給配管
８ レギュレータ
９ 圧力計
１０ 第１の電磁弁
１１ スピードコントローラ
１２ チャンバー供給配管
１３ ウェハ

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体に収容され、その内部に配置したウェハに処理を施すチャンバーと、
   前記筐体に収容され、前記筐体に供給されるドライエアのパーティクルを除去する第１のフィルター部と、
   前記筐体に収容され、気体の排出部が前記チャンバーの内部に繋がるチャンバー供給配管と、
   前記筐体に収容され、前記第１のフィルター部を通過した前記ドライエアを前記チャンバー供給配管に供給する第１の配管と、
   前記筐体に収容され、前記第１のフィルター部を通過して、かつ、前記第１の配管を流れない前記ドライエアのうち、少なくともその一部を前記チャンバー供給配管に供給する加湿用配管と、
   前記筐体に収容され、前記加湿用配管の経路上に設けられ、前記加湿用配管に供給された前記ドライエアの少なくとも一部を超純水に供給してバブルを発生させて、前記ドライエアの少なくとも一部を加湿する加湿部と、
   前記チャンバー供給配管の経路上に設けられ、前記第１の配管から前記チャンバーへ供給される前記ドライエア及び前記加湿用配管から前記チャンバーへ供給される前記ドライエアの少なくとも一部を加湿した気体のパーティクルを除去する第２のフィルター部と、
   を備える、半導体製造装置。
2. 請求項１記載の半導体製造装置において、
   前記加湿用配管の気体の流入部に設けられ、前記チャンバー内の湿度に応じてＯＮ／ＯＦＦを切り替えて、前記ドライエアの前記加湿部への供給を制御する電磁弁と、
   前記第１の配管の経路上に設けられ、気体の流量を調整する第１の流量調整部と、
   をさらに備える、半導体製造装置。
3. 請求項２記載の半導体製造装置において、
   前記筐体に収容され、前記電磁弁がＯＦＦの際に、前記第１のフィルター部を通過して、かつ、前記第１の配管を流れない前記ドライエアのうち、少なくともその一部を前記チャンバー供給配管に供給する第２の配管と、
   前記第２の配管の経路上に設けられ、気体の流量を調整する第２の流量調整部と、
   をさらに備える、半導体製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体製造装置において、
   前記チャンバー内の温度を測定する第１の温度測定手段と、
   前記超純水の温度を測定する第２の温度測定手段と、を有し、
   前記電磁弁は、前記第１の温度測定手段と前記第２の温度測定手段の測定結果に基づき、制御可能に構成された、半導体製造装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体製造装置において、
   前記半導体製造装置は、ミニマルファブ生産システムに使用される単位処理装置である、半導体製造装置。
6. 筐体に供給されるドライエアのパーティクルを除去する第１の除去工程と、
   前記筐体に収容され、ウェハに処理を施すチャンバー内の湿度に応じて、前記第１の除去工程でパーティクルを除去した前記ドライエアで超純水をバブリングして、前記ドライエアを加湿する加湿工程と、
   前記チャンバーに気体を供給する際に、
   前記第１の除去工程でパーティクルを除去した前記ドライエアであり、かつ、前記加湿工程で加湿した気体を含む前記ドライエアのパーティクルを除去する、
   又は、
   前記第１の除去工程でパーティクルを除去した前記ドライエアであり、かつ、前記加湿工程で加湿した気体を含まない前記ドライエアのパーティクルを除去する第２の除去工程と、
   を有する、湿度制御方法。

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