JP3601171B2

JP3601171B2 - 露光装置

Info

Publication number: JP3601171B2
Application number: JP07289496A
Authority: JP
Inventors: 正幸村山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: JPH09266148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路、液晶表示素子等の微細パターンの形成に用いられる露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造用クリーンルームでは、粒子状汚染物質の除去のためにＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターを用いた空気浄化システムが採用されている。また、半導体製造工程で使用する装置、例えば紫外域の光又は遠紫外域の光（以下、両者をまとめて紫外線という）を使用する露光装置の場合、雰囲気中にＮＨ_４ ^＋やＳＯｘのようなガス状不純物が存在すると、それが化学変化又は物理変化を起こして、例えば（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４の様な物質としてレンズやミラー等の硝材表面に付着し、曇りを生じさせたり透過率を低下させることがあった。
【０００３】
また、紫外線を用いるホトリソグラフィー工程では化学増幅型レジストが多く使用される。化学増幅型レジストは、一般に樹脂、感光性の酸発生剤、溶解促進剤あるいは架橋剤からなる。そして、露光によって酸発生剤から酸が発生し、露光後のベーク時にその酸がポジ型の場合は高分子鎖を切断する分解促進剤の触媒として、ネガ型の場合は高分子鎖を架橋させる架橋剤の触媒として働き、現像によってパターンを形成するものである。溶解促進剤を用いたものはポジタイプのパターンを形成し、架橋剤を用いたものはネガタイプのパターンを形成する。ポジ型の化学増幅型レジストの例としてはフジハント社製の「ＦＨ−ＥＸ１」があり、ネガ型の例としてはシプレイ社製の「ＸＰ」がある。
【０００４】
この化学増幅型レジストを使用するとき、基板雰囲気中にアンモニアやアミン類などの塩基性のガス状不純物が存在すると、露光から露光後ベーク時までの間に、酸発生剤から発生した酸とこれらのガス状不純物が中和反応を起こしてしまうために、感度低下を起こし、特にポジ型レジストの場合には表面難溶化層を形成してパターン転写に悪影響を及ぼす等の問題を生じる。
【０００５】
従来は、このようなガス状不純物による影響を防止するため、装置の全体もしくは一部をチャンバーで覆い、チャンバーに設定された外気取り入れ口にケミカルフィルター等のガス状不純物除去手段を設置してチャンバー内にガス状不純物が進入しないようにするとともに、チャンバー内部を循環するガスをケミカルフィルターに通してガス状不純物を除去するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
装置の全体もしくは一部を覆うチャンバー内のガスは圧送ファンによって循環されている。従って、チャンバー内部の圧送ファンの上流側には負圧が発生している領域がある。外気取り入れ口からチャンバー内への外気導入も、この圧送ファンによって外気取り入れ口に発生された負圧を利用して行われる。この負圧の領域は、その領域を囲むチャンバーパネルの間隙をシリコンシール剤等で密封したりして気密性を向上させ、外気取り入れ口以外にチャンバーパネルの隙間等から外気の吸い込みが生じないようにしている。
【０００７】
しかし、負圧になる領域のチャンバーに施してあるシールが欠落もしくはひび割れ等して隙間が生じても、その隙間が微小であったり、目に付きにくい場所であると、装置の使用者はチャンバーに施したシールに不具合を生じたことを知ることができない。この場合、シールの欠落箇所からチャンバー内へ不純物を含んだ外気が吸い込まれ、チャンバー内部のガス状不純物除去フィルターの劣化を加速させたり、チャンバー内部を汚染する可能性があった。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、気密性の低下した箇所から直接チャンバー内に外気が吸い込まれることを極力防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、チャンバー内で外圧に対して負圧になる箇所にチャンバーの気密状態を検知する手段を設けることで前記目的を達成する。
すなわち、本発明は、照明光学系を介して、光源部から射出された紫外線でレチクルを照明し、レチクルのパターンを投影系を介して感光性基板上に転写する露光部と、外気導入部を有し、露光部の一部もしくは全部を収容するチャンバーと、チャンバー内に設置され、外気導入部に負圧を発生してチャンバー内に外気を導入するとともに、チャンバー内のガスを循環させるガス循環手段と、チャンバー内で、外圧に対して負圧になる領域の気密状態を検知する気密状態検知手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
気密状態検知手段によってチャンバーの気密性が低下していることが検知されると、そのことを報知する。あるいは、ガス循環手段を停止させて外気の吸い込みを防止することで、チャンバー内に配置された不純物除去フィルターの急激な劣化を防ぐことができる。
気密状態検知手段としては、差圧計あるいは風速計を用いることができる。風速計は外気導入部に設置する。差圧計と風速計を併用してもよい。チャンバーのシールに不具合が生じてシール部からチャンバー内に外気が吸い込まれると、チャンバー内の圧力あるいは外気導入部から導入される外気の流量が変化するため、その変化を検知することでチャンバーの気密性を管理することができる。
【００１０】
チャンバーの外気導入部及びチャンバー内部のガス循環経路にはガス状不純物除去手段を備えるのが好ましい。ガス状不純物除去フィルターとしては、ケミカルフィルターを用いることができる。ケミカルフィルターは、ＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターでは除去できない雰囲気中のガス状不純物を除去できるフィルターであり、繊維状又は粒状の活性炭を用いたもの、イオン交換樹脂によるイオン交換反応を利用したもの、活性炭繊維に薬品を添着したもの等がある。イオン交換反応を利用したケミカルフィルターの例としては荏原製作所製の「ＥＰＩＸ」があり、活性炭繊維に薬品を添着したケミカルフィルターの例としては近藤工業製の「ＣＬＥＡＮＳＯＲＢ」などがある。
本発明によると、また、初期状態において、パネル部のシール等のチャンバーの気密工事に不具合がないかの検査判定を行うことも可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、露光部の一例を示す概念図である。遠紫外線を射出する例えばエキシマレーザーやＨｇランプのような光源１からの照射光は、ミラー２で反射され、フライアイレンズ等のオプチカルインテグレータやコンデンサーレンズ等の照度均一化手段、各種レンズやミラー等からなる照明光学系３によって均一な照明光に整形される。照明光学系３で均一化された照明光は、再びミラー２によって光路を折り曲げられ、パターンが形成されたレチクル４を均一に照明する。レチクル４のパターンは投影レンズ５によって、レジストの塗布されたウエハ等の感光性基板（以下、ウエハという）６上に像を結び、転写される。ウエハ６は、２次元方向に移動可能なＸＹステージ７上に載置されている。
【００１２】
図２は、図１に略示した露光部をチャンバー内に配置した本発明による露光装置の概略図である。
チャンバー９内のエアーは、チャンバー内に設置された空調機１０によって温度調整されたのち圧送ファン１１によって送風され、ケミカルフィルターと除塵フィルターからなる不純物除去部１３を通して露光部雰囲気に送られる。露光部雰囲気は、圧送ファン１１によるエアー送風によってチャンバー外圧に対して正の圧力となっている。そのため、露光部雰囲気の扉部やパネルの隙間等からはチャンバー内部から外部に向かってエアーが吹き出しており、チャンバー外部から塵や不純物ガスの吸い込みが生じることはない。不純物除去部１３から露光部雰囲気に供給されたエアーは、リターン部１６を通り、再び空調機１０によって温度調整されたのち圧送ファン１１を通ってチャンバー内を循環する。
【００１３】
圧送ファン１１は多量のエアーを送風しているため、圧送ファン１１の上流側は外気に対して負圧となっている。この負圧によって、露光部雰囲気で外部に漏洩した量のエアーが外気取り入れ口１７から補給される。外気取り入れ口１７にはガス状不純物除去フィルターと除塵フィルターからなる不純物除去フィルター１８が設置され、外気はこの不純物除去フィルター１８を通してチャンバー内に取り込まれる。
図の例では、チャンバー９内の負圧部分に差圧計１４を設け、外気との差圧を測定する。また、外気取り入れ口１７に風速計１５を設け、外気取り入れ口１７からチャンバー内に導入される外気の風速、すなわち流量を測定する。差圧計１４及び風速計１５の出力は制御部８に入力される。
【００１４】
チャンバー内部の負圧部分を包囲するチャンバー領域において、チャンバーパネルの隙間を充填するためのシールが欠落すると、そのシール欠落部よりチャンバー内に外気が吸い込まれる。チャンバー壁から外気吸い込みが生じると、負圧部分の圧力が上昇するとともに、外気取り入れ口１７からの取り入れ風量が減少する。制御部８は、この風量と外気との差圧を常時モニターし、そのいずれか一方あるいは両方に変化が現れた場合に、報知部１２に信号を送って装置オペレータに異常を知らせる。あるいは、異常を検出した場合に送風機１１を停止させることで負圧領域を消滅させ、シール欠落部からチャンバー内への外気吸い込みを防止する。
図の例では、チャンバー９は露光部全体を包囲しているが、光源部１や電源部など発熱量の大きな部分をチャンバーの外に出して露光部の一部をチャンバーで包囲するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、チャンバーの気密性を常時モニターしてチャンバー内への不純物の混入を防ぐことができるので、シールの不具合によって生じる不純物除去フィルターの劣化や装置内部の汚染を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】露光部の概略図。
【図２】本発明による露光装置の一例を示す概略図。
【符号の説明】
１…光源部、２…照射光反射部材、３…照明系部、４…レチクル、５…投影レンズ、６…ウエハ、７…ステージ、８…制御部、９…チャンバー、１０…空調機、１１…圧送ファン、１２…報知部、１３…不純物除去部、１４…差圧計、１５…風速計、１６…リターン部、１７…外気取り入れ口、１８…不純物除去部

Claims

照明光学系を介して、光源部から射出された紫外線でレチクルを照明し、該レチクルのパターンを投影系を介して感光性基板上に転写する露光部と、
外気導入部を有し、前記露光部の一部もしくは全部を収容するチャンバーと、前記チャンバー内に設置され、前記外気導入部に負圧を発生して前記チャンバー内に外気を導入するとともに、前記チャンバー内のガスを循環させるガス循環手段と、
前記チャンバー内で、外圧に対して負圧になる領域の気密状態を検知する気密状態検知手段とを備えることを特徴とする露光装置。
前記気密状態検知手段によって前記チャンバーの気密性が低下していることが検知されたとき、その報知と前記ガス循環手段の停止の少なくとも一方を行う制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記気密状態検知手段は、外気との差圧を測定する差圧計であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
前記気密状態検知手段は前記チャンバーの外気導入部に設けられた風速計であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
前記チャンバーの外気導入部及び前記チャンバー内部のガス循環経路にガス状不純物除去手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の露光装置。
前記チャンバーの外気導入部は、ガス状不純物除去手段を備え、
前記チャンバー内のガスは、前記ガス状不純物除去手段を通して取り入れられた外気であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の露光装置。
前記負圧になる領域は、前記チャンバーのシール欠落部であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の露光装置。