JP3595791B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体デバイスの製造に好適に用いられる半導体製造システムの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ、ＬＳＩ、液晶パネル等の半導体デバイスの製造工程においては、基板（半導体ウエハ基板やガラス碁板）に対して多くの処理を施すが、中でもパターン焼き付けのための露光プロセスは半導体製造の要となる重要なプロセスである。このプロセスを行う装置として、露光装置（ステッパ、スキャナ）が知られている。
【０００３】
ウエハに塗布されるレジストには電離放射線（紫外線、Ｘ線、電子線等）を当てると効率良く化学反応を起こす高分子膜と、露光により触媒（酸）が発生しベーク処理（ＰＥＢ）されることで、触媒により像形成が行われる化学増幅レジストに大別できる。化学増幅レジストは触媒を用いた像形成のため高感度化が容易であり、照度を得にくいエキシマレーザー光用のレジストとして近年一般的に用いられている。
【０００４】
一方、露光により発生した触媒が空気中やウエハ表面に拡散し、更にベーク処理（ＰＥＢ）することで触媒作業が促進し、像プロファイルが劣化するため、化学増幅レジストを用いるにはレジスト塗布から露光を経てベーク処理（ＰＥＢ）に至る環境雰囲気中のアミン・アミドなどの塩基性ガスに対する化学汚染の制御が必要とされる。
【０００５】
一方、露光装置には、光源から出射した光をレチクル面に照射する照明光学系をはじめとして、レンズやミラー等種々の光学部材が使用されている。露光波長の短波長化に伴い、この露光光が透過・照射する光学部材に曇りが発生し、ウエハ面に到達する露光量が減少するという問題があった。この曇り材質は有機化合物や硫安（ＮＨ４）２ＳＯ４であり、その原因は、空気中に存在するアンモニウムイオン（ＮＨ４）＋や硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）またはそれらの化合物あるいは有機ガスが、露光光の照射により光化学反応的に光学部材に付着することにあると考えられる。
【０００６】
これら化学増幅レジストの表面難溶化現象や光学部材の曇りという問題に対して、露光装置本体を取り巻く周囲環境の温度や湿度あるいは塵埃を制御する環境チャンバに不純物除去フィルターを搭載し、この雰囲気中に存在する塩基性ガス、硫酸ガス、有機化合ガス等の物質を除去することが従来から行われてきた。
【０００７】
不純物除去フィルターには、例えば、イオン交換繊維を使用したケミカルフィルター、活性炭粒子や活性炭繊維を使用した活性炭フィルター、更にはこれら活性炭に酸性物質やアルカリ物質を添着したケミカルフィルターなどが用いられるが、除去するガスの種類やフィルターの特性を考慮して、最適なフィルターを選択することが望ましい。また複数種のガスを除去する場合には、各々のガスに最適なフィルターを重ね合わせて使用する場合もある。
【０００８】
一般的な環境チャンバは天井に除塵フィルター（ＵＬＰＡ等）を設け、チャンバ内をダウンフローしている。この環境チャンバにケミカルフィルターを設ける場合、この天井の除塵フィルターに重ねて、ケミカルフィルターが供給空気に対し上流側になるように配置する。この場合、ケミカルフィルターを交換する際、装置天井での作業となるため非常に危険であり作業性も悪かった。
【０００９】
また、ケミカルフィルターの特性上、フィルターの除去効率を高い状態で使用するためには、少なくともフィルター通過風速を１ｍ／ｓｅｃ以下で使用する必要がある。この通過風速を抑えるために、ある程度フィルター面積を確保しなければならなかった。
【００１０】
これらのために、ケミカルフィルターを環境チャンバ内の別の場所に配置することやケミカルフィルターサイズを大きくすることが考えられるが、どちらも装置が大型化してしまうという問題があった。
【００１１】
また、ケミカルフィルターの面構造は主にハニカム、プリーツ折りの２種類に大別され、圧力損失は通過風達にもよるが１０Ｐａ〜１００Ｐａ程度と大変小さいことが利点である。
【００１２】
その一方で、同一フィルター面内で風速ムラが起こりやすくフィルター寿命に偏りが発生し、結果として装置性能を低下させる要因にもなっていた。特に、プリーツ折りフィルター搭載時に顕著に現れ、その原因としてはプリーツの折り方向による影響が大きいということが判明している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術が有する課題を解決するものであり、ケミカルフィルターを効率的に配置することで、従来以上に高精度なデバイスの製造と、装置サイズの省スペース化、メンテナンス性の向上を可能とした半導体製造装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【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、ケミカルフィルターを除塵用フィルターから分離して配置することを特徴とする。
【００１５】
また、ケミカルフィルターを供給空気の流れ方向に対し斜に搭載し、フィルターの空気入口側に空気整流手段（ルーバー等）を設けたことを特徴とする。
【００１６】
更に、プリーツ折りフィルターの場合は折り目が供給空気の流れ方向に対し直交する方向に搭載することを特徴とする。具体的には、本発明の半導体露光装置は、
◎露光装置本体を内部に配置したチャンバと、該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、
前記空調機室内に搭載されたケミカルフィルターの空気入口側に空気整流手段を設けたこと、
を特徴としている。
【００１７】
（作用）
この構成において、フィルター面内での偏流を防止するとともに、装置の省スペース化とメンテナンス性の向上が可能となる。したがって、装置性能の長期維持とクリーンルームの有効活用が図れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は露光装置（ステッパ等）の全体構成図である。
【００１９】
この露光装置本体の空調には、チャンバ１が使用されている。このチャンバ１は主に空気の温度調整を行う空調機室１０及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ーボックス２０、また装置環境を外部と遮断するブース３０で構成されている。
【００２０】
このチャンバ１内では、空調機室１０内にある冷却器１１及び再熱ヒーター１２により温度調整された空気が、送風機１３によりケミカルフィルター１４と除塵フィルター１５を介してブース３０に供給される。ブース３０に供給された空気はリターン口１７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。
【００２１】
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３０内を常時陽圧に保つため循環空気量の約１割のブース内の空気を空調機室１０に設けられた外気導入口１８により外気導入口用ケミカルフィルター１４’と送風機を介して導入している。ブース３０を陽圧に保つ理由は、ブース３０にある微小な隙間を通してブース３０外より微小異物がブース３０内に侵入するのを防止するためである。
【００２２】
この中で、ケミカルフィルター１４は除塵フィルター１５と分離して上流側に配置される。配置場所としてはフィルター交換等を考慮してメンテナンス作業が行いやすい場所であることが望ましい。また、ケミカルフィルター１４は供給空気の流れに対し斜に搭載され、フィルター入口側には空気整流手段１６（ルーバー等）が設けられている。更に、フィルターがプリーツ折りであれば折り目が供給空気の流れ方向に対し直交する方向に搭載する（図２）。
【００２３】
これにより、フィルター同一面内での空気の偏流を防止するとともに、各々のフィルターに均等な量の空気を供給することが可能となる。また、フィルターの除去効率の問題上、決して小さくはないケミカルフィルターを分離して、任意の場所に斜に搭載することにより、装置内のスペースを有効に活用できるため、非常に合理的である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、ケミカルフィルターを除塵フィルターから分離して配置し、供給空気に対して斜方向に搭載し、更にこの入口側に空気整流手段を設けることで、従来以上に高精度なデバイス製造を可能とした半導体製造装置を提供することが可能となる。
【００２５】
更に、メンテナンス性の向上と装置サイズの小型化によりクリーンルームの有効活用、設備コストの削減、生産効率の向上という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係わる半導体製造装置の構成図
【図２】プリーツ折りフィルター搭載時におけるフィルター詳細図
【図３】従来例に係わる半導体製造装置の構成図
【符号の説明】
１ チャンバ
１０ 空調機室
１１ 冷却器
１２ 再熱ヒーター
１３ 送風機
１４ ケミカルフィルター
１４’ ケミカルフィルター（外気導入□用）
１５ 除塵フィルター
１６ 空気整流手段
１７ リターンロ
１８ 外気導入口
２０ フィルターボックス
３０ ブース

Claims (2)

  1. 露光装置本体を内部に配置したチャンバと、該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、
    前記空調機室内に搭載されたケミカルフィルターの空気入口側に空気整流手段を設けた
    ことを特徴とする半導体露光装置。
  2. 前記空気整流手段はルーバーやハニカム等の空気分割手段であること
    を特徴とする請求項１記載の半導体露光装置。
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