JP3061980B2 - 半導体露光装置 - Google Patents

半導体露光装置

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JP3061980B2
JP3061980B2 JP5178565A JP17856593A JP3061980B2 JP 3061980 B2 JP3061980 B2 JP 3061980B2 JP 5178565 A JP5178565 A JP 5178565A JP 17856593 A JP17856593 A JP 17856593A JP 3061980 B2 JP3061980 B2 JP 3061980B2
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、IC、LSI等の半導
体素子の製造過程で使用される半導体露光装置に関し、
特に放電灯等のランプやレーザを光源とする光源装置や
照明装置と露光装置本体を取り囲む空調用チャンバとを
備えた半導体露光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】まず、従来の半導体露光装置を説明す
る。図2は従来例に係るステッパの構成要素とその全体
配置の概要を示す構成図である。図中、2はホト原版
(以下、レチクルという)、3が半導体基板(以下、ウ
エハという)である。光源装置4から出た光束が照明光
学系5を通ってレチクル2を照明するとき、投影レンズ
6によりレチクル2上のパターンをウエハ3上の感光層
に転写することができる。光源装置4は例えば光源とし
ての超高圧水銀灯と楕円鏡やレンズ等の光学部材で構成
され、また例えば光源としてのエキシマレーザとレーザ
ビームを所定の形状に形成する光学系で構成されてい
る。レチクル2はレチクル2を保持、移動するためのレ
チクルステージ7により支持されている。ウエハ3はウ
エハチャック91により真空吸着された状態で露光され
る。ウエハチャック91はウエハステージ9により各軸
方向に移動可能である。レチクル2の上側にはレチクル
の位置ずれ量を検出するためのレチクル光学系81が配
置される。ウエハステージ9の上方に、投影レンズ6に
隣接してオフアクシス顕微鏡82が配置されている。オ
フアクシス顕微鏡82は非露光光(白色光)を扱う単眼
の顕微鏡であり、内部の基準マークとウエハ3上のアラ
イメントマークとの相対位置検出を行なうのが主たる役
割である。また、これらステッパ本体に隣接して周辺装
置であるレチクルライブラリ20やウエハキャリアエレ
ベータ30が配置され、必要なレチクルやウエハはレチ
クル搬送装置21およびウエハ搬送装置31によってス
テッパ本体に搬送される。
【0003】このステッパ本体や周辺装置の空調には、
装置全体を囲むチャンバが使用されている。このチャン
バ1は、主に空気の温度調節を行なう空調機室10およ
び微小異物を濾過し清浄空気の均一な流れを形成するフ
ィルタボックス13、また装置環境を外部と遮断するブ
ース14で構成されている。このチャンバ1内では、空
調機室10内にある冷却器15および再熱ヒーター16
により温度調節された空気が、送風機17によりエアフ
ィルタgを介してブース14内に供給される。このブー
ス14に供給された空気はリターン口raより再度空調
機室10に取り込まれチャンバ1内を循環する。通常、
このチャンバ1は厳密には完全な循環系ではなく、ブー
ス14内を常時陽圧に保つため循環空気量の約1割のブ
ース14外の空気を空調機室10に設けられた外気導入
口oaより送風機を介して導入している。もちろん後述
するように光源装置4等の冷却のためブース14内の空
気の一部を工場設備に強制排気する場合はこの排気流量
に見合う量の外気導入が付加される。ブース14内を陽
圧に保つ理由は、ブース14にある微小な隙間を通して
ブース14外より微小異物がブース14内に侵入するの
を防止するためである。このようにしてチャンバ1は本
装置の置かれる環境温度を一定に保ち、かつ空気を清浄
に保つことを可能にしている。また光源装置4には超高
圧水銀灯の冷却やレーザ異常時の有毒ガス発生に備えて
吸気口saと排気口eaが設けられ、ブース14内の空
気の一部が光源装置4を経由し、空調機室10に備えら
れた専用の排気ファンを介して工場設備に強制排気され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、長期間にわたり装置を運転させると、そ
の結果、光源装置4や照明光学系5内に配置されている
ミラーやレンズ等の光学部材が曇ってしまい、露光光の
照度劣化によって装置の歩留りが低下するという問題が
ある。この曇りの発生する場所を調査したところ、いず
れも光源の発光部や光学系によって集光された光のエネ
ルギー強度の高い位置に近接して配置された光学部材で
あることが判明した。また装置の生産性向上のため露光
光の照度を年々増加させている状況の中で投影レンズ6
等の曇りの発生も容易に予想できる。
【0005】ところで、特開平4−128702号や特
開平4−139453号にも開示されているように、こ
の曇りの物質の多くが硫酸アンモニウム(NH4)2SO4 であ
ることが判明している。この硫酸アンモニウム(NH4)2SO
4 の発生源としてはウエハと感光剤の密着強化剤として
使われるHMDS(ヘキサメチルジシラザン)や建築物内の
コンクリートから発生するアンモニア蒸気(NH3) 、ウエ
ハ上の感光剤を剥離するために使用される硫酸(H2SO4)
等が考えられる。クリーンルーム内の空気中にはこれら
のガス状化学物質が拡散しており、ステッパを囲むチャ
ンバ1の外気導入口oaよりチャンバ1内へ常時これら
化学物質が取り込まれる結果、光源装置4や照明光学系
5内の雰囲気中に存在する低濃度のアンモニア蒸気(N
H3) やアンモニウムイオン(NH4 +)と硫酸蒸気(H2SO4) や
硫酸イオン(SO4 2-) が、ある一定以上の熱や光エネルギ
ーにより反応し、付近にある比較的低温な光学部材表面
で硫酸アンモニウムとして結合・析出するものと考えら
れる。もちろんチャンバ1内にある除塵用のエアフィル
タgでは、これらガス状の化学物質を除去することはで
きない。
【0006】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、半導体露光装置において、チャンバ内に取
り込まれるガス状化学物質を除去することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、露光装置本体と、これを内部に配置したチ
ャンバと、このチャンバの空調を行う空調機室とを備え
た半導体露光装置において、前記空調機室を経てチャン
バに供給される空気の通る経路上に、その空気に含まれ
るガス状化学物質を除去するための、粒状の活性炭、活
性アルミナおよび活性炭微粒子から選ばれる少なくとも
一種に中和剤を添着させた化学吸着剤を有する化学吸着
フィルタを設けるようにしている。このガス状化学物質
除去フィルタは、空調機室への外気導入口に設け、導入
される外気に含まれるガス状化学物質を除去するように
しても良い。
【0008】上記化学吸着フィルタによって除去される
ガス状化学物質は少なくともNH4 +またはSO4 2- を含
むことがある。
【0009】
【作用】この構成において、チャンバ内の空気が空調機
室を経て循環する間に、空調機室内で循環空気の温度調
節等が行われるが、その際、空調機室に取り込まれる空
気は、粒状の活性炭、活性アルミナおよび活性炭微粒子
から選ばれる少なくとも一種に中和剤を添着させた化学
吸着剤を有する化学吸着フィルタを通過し、アンモニウ
ムイオン(NH4 +)や硫酸イオン(SO4 2-) 等のガス状化学物
質が除去される。したがって、(NH4)2SO4 の生成等が防
止され、このようなガス状化学物質に起因する、露光装
置本体の光学部材の白濁が防止され、したがって、露光
光の照度劣化が最小限に抑えられて、装置の初期の歩留
りが長期間維持される。
【0010】
【実施例】図1は、本発明を半導体露光装置の1つであ
るステッパに適用した実施例を示す。同図に示すよう
に、この装置は、空気中の化学物質を除去するための化
学吸着フィルタcfを、空調機室10の外気導入口oa
およびリターン口raにそれぞれ接続して備えている。
他の構成は、図2の装置と同様である。
【0011】外気導入口oaおよびリターン口raより
空調機室10に取り込まれた空気は化学吸着フィルタc
fによりアンモニウムイオン(NH4 +)や硫酸イオン(S
O4 2-) 等のガス状の化学物質が除去され、空調機室10
内にある冷却器15および再熱ヒータ16により温度調
節されて、送風機17によりエアフィルタgを介してブ
ース14内に供給される。
【0012】ところで、化学吸着フィルタcfは粒状の
活性炭や活性アルミナまたは活性炭微粒子等に除去対象
となるガス状化学物質を中和するに有効な中和剤を添着
させた化学吸着剤を主材料とするものである。したがっ
て、化学吸着フィルタcfを通過する空気に含まれるガ
ス状化学物質は、この化学吸着剤表面に吸着した後、中
和剤と反応して中和、固定される。従って化学吸着フィ
ルタcfを通過する空気中には特定のガス状化学物質が
ほとんど含まれなくなる。
【0013】図1の装置においては、化学吸着フィルタ
cfは空調機室10の外気導入口oaおよびリターン口
raにそれぞれ接続されているが、この化学吸着フィル
タの配置場所は、ブース14内に供給される空気の通路
上であれば空調機室10内のいずれでも良いことは自明
である。
【0014】また、化学吸着フィルタcfを空調機室1
0の外気導入口oaのみに接続することもコストダウン
につながる有効な手段である。一般に、ステッパに使用
されるチャンバ1においてはブース14内のステッパ本
体を除く空間容積は大きくても6m3 程度であり、これ
に対してブース14内への外気導入量は少なくとも常時
2m3 /min程度である。すなわち、ステッパをクリ
ーンルーム内に設置する瞬間にチャンバ1内に存在する
ガス状化学物質の量は、チャンバを運転することにより
常時取り込まれるガス状化学物質の量に較べ非常に微量
であるといえる。クリーンルーム内のガス濃度による
が、実績ではステッパにおける光学部材の曇りは装置を
数か月間オーダーで運転して初めて顕在化することから
も、設置初期のチャンバ1内に存在するガス状化学物質
の量は無視できると考えられる。
【0015】
【発明の効果】以上のように、空調機室を経てチャンバ
に供給される空気の通る経路上に、その空気に含まれる
ガス状化学物質を除去するための、粒状の活性炭、活性
アルミナおよび活性炭微粒子から選ばれる少なくとも一
種に中和剤を添着させた化学吸着剤を有する化学吸着フ
ィルタを設けるようにしたため、アンモニウムイオン(N
H4 +)や硫酸イオン(SO4 2-) をはじめとするガス状化学物
質が除去された空気をチャンバ内に供給することができ
る。これにより、チャンバ内の空気に接する光源装置や
照明光学系内の光学部材を白濁させる原因となる(NH4)2
SO4 の生成を防止して露光光の照度劣化を最小限に抑え
ることができ、したがって、半導体露光装置の初期歩留
りを長期間維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る半導体露光装置の構
成図である。
【図2】 従来例に係る半導体露光装置の構成図であ
る。
【符号の説明】
1:チャンバ、2:レチクル、3:ウエハ、4:光源装
置、5:照明光学系、6:投影レンズ、7:レチクルス
テージ、9:ウエハステージ、81:レチクル顕微鏡、
82:オフアクシス顕微鏡、10:空調機室、13:フ
ィルタボックス、14:ブース、17:送風機、g:エ
アフィルタ、cf:化学吸着フィルタ、oa:外気導入
口、ra:リターン口。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 露光装置本体と、これを内部に配置した
    チャンバと、このチャンバの空調を行う空調機室とを備
    えた半導体露光装置において、前記空調機室を経てチャ
    ンバに供給される空気の通る経路上に、その空気に含ま
    れるガス状化学物質を除去するための、粒状の活性炭、
    活性アルミナおよび活性炭微粒子から選ばれる少なくと
    も一種に中和剤を添着させた化学吸着剤を有する化学吸
    着フィルタを設けたことを特徴とする半導体露光装置。
  2. 【請求項2】 露光装置本体と、これを内部に配置しチ
    ャンバと、導入口を経て外気を導入しつつ前記チャンバ
    の空調を行う空調機室とを備えた半導体露光装置におい
    て、前記導入口に、導入される外気に含まれるガス状化
    学物質を除去するための、粒状の活性炭、活性アルミナ
    および活性炭微粒子から選ばれる少なくとも一種に中和
    剤を添着させた化学吸着剤を有する化学吸着フィルタを
    設けたことを特徴とする半導体露光装置。
  3. 【請求項3】 ガス状化学物質は少なくともNH4 +また
    はSO4 2- を含むものであることを特徴とする請求項1
    または2に記載の半導体露光装置。
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