JP3633086B2

JP3633086B2 - 空調装置及びそれを備えた露光装置

Info

Publication number: JP3633086B2
Application number: JP07377696A
Authority: JP
Inventors: 正幸村山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: JPH09266147A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工場の空調あるいは露光装置の空調等に使用される空調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】
したがって、このような紫外線を使用する露光装置においては、光源からの照明光を継続的効果的に使用するためにも、照射光の光路中を例えば窒素やヘリウム等の紫外線に不活性かつ不純物を含有しないガスで置換する必要があった。このため、紫外線を使用する従来の露光装置においては、光路部を密閉型とし、照明光に対して不活性なガスを、例えばガスボンベの様なガス供給部より供給するか、不純物除去フィルターを通して不純物の除去された大気ガスを光路部に供給するようにしていた。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
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、化学増幅型レジストが塗布されたウエハの塗布もしくは露光から露光後ベークまでの経路を不純物を含有していない不活性ガスで置換するか、不純物ガスの除去されたガスを供給するなどして対応していた。
【０００６】
いずれの場合にも、大気中の不純物ガスの除去にはケミカルフィルターが用いられる。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「ＣＬＥＡＮ
ＳＯＲＢ」などがある。ケミカルフィルターはケースに収容され、このケースが入ったフィルターボックスを装置内、装置周辺又はガス供給経路に配置して使用される。
【０００７】
図１１は、従来の露光装置の概略図である。露光部は、光源１、ミラー２、照明光学系３、投影レンズ５、ＸＹステージ７等からなり、レチクル４のパターンをＸＹステージ７上に載置された感光性基板６上に転写する。露光部は、チャンバー９内に配置されている。
【０００８】
チャンバー９内のエアーは、空調装置１０によって温度調整され、フィルターボックスに収容されたケミカルフィルター１４及びＨＥＰＡフィルター等の除塵フィルター１５を直列配置してなる不純物除去部を通して送風される。不純物除去部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、再び空調装置１０によって温度調整されたのちチャンバー内を循環する。空調装置１０内には、例えば温調機１１や圧送ファン１２が配置され、各部はダクト１３ａ，１３ｂによって結合されている。空調装置１０の上流側のリターン部１６は外気に対して負圧になっており、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から不純物除去フィルター１８を通してチャンバー９内に取り込まれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ケミカルフィルター等のガス状不純物除去フィルターはフィルターボックスに収容されているため、そのフィルターボックスを設置するための場所を確保する必要があった。例えば、露光装置内にフィルターボックスを設置すると装置内で利用できる空間が減少し、またフィルターボックスの分だけ装置が大型になってしまう。
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、不純物除去フィルターが占有する空間を低減し、装置を小型化することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、空調装置内のガス供給用ダクトの内部に不純物除去フィルターを設置することで前記目的を達成する。
不純物除去フィルターは中空の筒状あるいは蛇腹状とすることができ、ダクトの内壁に接触しないように支持部材によってダクトの内壁から支持することができる。ダクトは不純物除去フィルターを設置したまま折り曲げ可能である。フィルターを筒状とすることで、フィルターの処理面積を増大し、同時にフィルターによる圧力損失を低減することができる。
【００１１】
不純物除去フィルターは、ガス状不純物除去フィルターであってもよいし、ガス状不純物除去フィルターと除塵フィルターとの組み合わせであってもよい。ガス状不純物除去フィルターとしては、アンモニア、アルカリアミン類、硫酸イオン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、トリメチルシラノール等の不純物ガスを除去できるイオン交換樹脂あるいは薬品添着された活性炭繊維によるケミカルフィルターを用いることができる。除塵フィルターとしてはＨＥＰＡフィルターあるいはＵＬＰＡフィルターを用いることができる。
【００１２】
本発明によると、専用の設置場所を設けることなく既存のダクト内空間を利用して空調装置内に不純物除去フィルターを設置することができる。本発明の空調装置は、露光装置の空調装置やクリーンルームの空調装置に適用することができる。
【００１３】
【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、露光装置用の空調装置に本発明を適用した例を示す。露光装置の露光部はチャンバー９内に配置され、チャンバー９には空調装置１０が接続されている。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。
【００１４】
チャンバー９内のエアーは、空調装置１０によって温度調整される。空調装置１０内には、例えば温調機１１や圧送ファン１２が配置され、各部はダクト１３ａ，１３によって結合されている。露光部を通ったエアーは、リターン部１６を通り、再び空調装置１０によって温度調整されたのちチャンバー９内を循環する。空調装置１０の上流側のリターン部１６は、外気に対して負圧になっており、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から不純物除去フィルター１８を通してチャンバー９内に取り込まれる。
【００１５】
この例においては、チャンバー９内を循環するエアー内のガス状不純物を除去するケミカルフィルターを空調装置１０のダクト１３ｂ内に配置している。従って、チャンバー９内には除塵フィルター１５を配置するだけでよく、チャンバー内スペースを有効活用することができる。
【００１６】
図２〜図１０により、ダクト内へのケミカルフィルターの設置方法について説明する。
図２は、内部にフィルターを設置したダクトの一部を破断した斜視図、図３はその断面図である。ガス供給ダクト１３内に、底がない中空円筒形状のケミカルフィルター２０を円環状の仕切板２１によって固定配置する。仕切板２１はケミカルフィルター２０底部の縁とダクト内壁の間を塞ぎ、ダクト１３を通るガスが全てケミカルフィルター２０を通過するようにする。仕切板２１をケミカルフィルター２０で構成することも可能である。ダクト１３内を流れるガスは筒状のケミカルフィルター２０を外側から内側に向かって通過し、そのときガス状不純物が除去される。ケミカルフィルター２０の交換は、ケミカルフィルター設置部分のダクトを取り外し可能とし、ダクトごと交換することで行われる。
【００１７】
ケミカルフィルター２０の天板部分２２は、矢印で示すガスの流れに対して垂直となるため、側面部分と同じケミカルフィルターで構成すると通過風量が側面部分と比較して多くなり、劣化が速く起こる。従って、図３に示すように、天板部分２２は電解研磨されたステンレス板やフッ素樹脂のような脱ガスがほとんどない部材で構成するのが好ましい。
【００１８】
天板部分もケミカルフィルターで構成した場合には、図４に示すように、天板の上流側に電解研磨されたステンレス板やフッ素樹脂で作った邪魔板２４を配置するのがよい。この場合には、邪魔板２４によってガスの流れが拡散されて天板部分を通過するガス量が減少するため、天板部分のケミカルフィルターだけが急速に劣化することを防ぐことができる。
【００１９】
中空筒状のケミカルフィルター２０の配置としては、図２〜４に示す凸部を上流側に向けた配置の他に、図５に示すように凸部を下流側に向けて配置することもできる。この場合、ガスは筒状ケミカルフィルター２０を内側から外側に向かって通過する。天板部分２２を側面と同じケミカルフィルターで構成すると通過ガス量が多くなって急速に劣化してしまうため、天板部分２２はガスを透過しない板とするのがよい。
【００２０】
また、ダクト内壁とガス状不純物除去フィルターが接触すると、接触部分のフィルターはガスが流通しなくなってしまうか、通りうる流量が減少してしまう。一部分でもフィルターにガスが通らなくなると、圧力損失の増加及び、処理面積の低下によるフィルターの短寿命化などが起きる可能性がある。圧力損失が増加すると圧送ファンに負荷がかかってしまうため、必要量のガス供給がされなくなってしまう可能性がある。そのため、フィルターがダクト内壁に接触するのを防ぐ必要がある。
【００２１】
図６及び図７は、ケミカルフィルターとダクトの接触を防ぐ手段の一例を示すものである。図６はダクト縦断面図、図７は横断面図である。この例では、ガスを透過しない部材で天板３２を作製した筒状ケミカルフィルター３０を円環状の仕切板３１でダクト１３内に固定し、さらに筒状ケミカルフィルター３０をその長手方向の複数箇所で針金等の支持部材３３によってダクト１３の内壁に固定する。支持部材３３はダクト内壁との間隔を規定する。従って、ダクト１３を湾曲させると内部のケミカルフィルター３０もダクト内壁と一定の間隔を保って同様に湾曲するため、ダクト１３を曲げたとしても内部のケミカルフィルター３０がダクト内壁に接触することが防止される。
【００２２】
図８は、ケミカルフィルターの他の例を示す。この例では、ケミカルフィルター４０を蛇腹状にして長手方向に伸縮自在とし、針金等の支持部材４３によってダクト１３の内壁に固定した。ケミカルフィルター４０を蛇腹状にすることで、フィルターの表面積を大きくすることができ、またフィルターの変形が容易になる。従って、フィルター４０の設置されたダクト１３の折り曲げ自由度が増し、装置内の狭い空間で空き空間を利用した自由な引き回しが可能となる。フィルターの表面積を大きくできることで圧力損失の低下、長寿命化も期待できる。
【００２３】
図９は、ケミカルフィルターのさらに他の例を示す。この例のケミカルフィルター５０は、ひだ状の側面部を有し、フィルターの処理面積を大きくして、処理能力の向上、圧力損失の低下、長寿命化を図ったものである。天板部分５２は、電解研磨されたステンレス板やフッ素樹脂のような部材で構成する。
中空筒状ケミカルフィルターの形状は円筒形に限られない。例えば、図１０に示すような箱型ケミカルフィルター６０であってもよいし、多角形状とすることもできる。
【００２４】
なお、ダクト１３内に設置するのはケミカルフィルターに限られず、除塵フィルター１５もケミカルフィルターと一緒にダクト内に設置してもよい。その場合、露光装置のチャンバー内空間をより有効に活用することができる。また、本発明による空調装置は露光装置用の空調装置だけでなく、例えばクリーンルーム建て屋の空調装置に適用することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、専用の設置空間を必要とせずに不純物除去フィルターを設置することができるため、露光装置やクリーンルーム内部の空間を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による露光装置の概略説明図。
【図２】ダクト内に配置したフィルターの一例の概略図。
【図３】図２の断面模式図。
【図４】拡散板を使用した配置の概略説明図。
【図５】ダクト内に配置したフィルターの他の例の概略図。
【図６】ダクト内に配置したフィルターの他の例の概略図。
【図７】図６の断面模式図。
【図８】ダクト内に配置したフィルターの他の例の概略図。
【図９】ダクト内に配置したフィルターの他の例の概略図。
【図１０】ダクト内に配置したフィルターの他の例の概略図。
【図１１】従来の露光装置の概略説明図。
【符号の説明】
１…光源、２…ミラー、３…照明光学系、４…レチクル、５…投影レンズ、６…感光性基板、７…ＸＹステージ、９…チャンバー、１０…空調装置、１１…温調機、１２…圧送ファン、１３，１３，１３ｂ…ダクト、１４…ケミカルフィルター、１５…除塵フィルター、１６…リターン部、１７…外気取り入れ口、１８…不純物除去フィルター、２０…ケミカルフィルター、２１…仕切板、２２…天板部分、２４…邪魔板、３０…筒状ケミカルフィルター、３１…仕切板、３２…天板、３３…支持部材、４０…ケミカルフィルター、４３…支持部材、５０…ケミカルフィルター、６０…ケミカルフィルター

Claims

ガス供給用ダクトと、
前記ガス供給用ダクト内に配置される不純物除去フィルターと、
前記ガス供給用ダクトの内壁に対し、前記不純物除去フィルターを所定間隔離して支持する支持部材とを有する
ことを特徴とする空調装置。
前記不純物除去フィルターは中空の筒状であることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
前記不純物除去フィルターは蛇腹状であることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
前記不純物除去フィルターは中空の箱型あるいは中空の多角形状であることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
前記不純物除去フィルターの底部を前記ガス供給用ダクトの内壁に固定する円環状の仕切板を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空調装置。
前記仕切板は、不純物除去フィルターで構成されることを特徴とする請求項５記載の空調装置。
前記不純物除去フィルターの天板部分は、ステンレス板又はフッ素樹脂で構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の空調装置。
前記不純物除去フィルターの天板部分の上流側に配置される邪魔板を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の空調装置。
前記支持部材は、前記不純物除去フィルターの長手方向の複数箇所を支持することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の空調装置。
前記不純物除去フィルターの側面は、ひだ状に形成されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の空調装置。
前記不純物除去フィルターは、前記ガス供給用ダクトとともに交換されることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の空調装置。
照明光学系を介して、光源から射出された光でレチクルを照明し、前記レチクルのパターンを感光性基板上に転写する露光部と、
前記露光部の一部又は全部を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内のガスを温度調整する空調装置とを含む露光装置において、
前記空調装置として請求項１〜１１のいずれかに記載された空調装置を用いることを特徴とする露光装置。
照明光学系を介して、光源から射出された光でレチクルを照明し、前記レチクルのパターンを感光性基板上に転写する露光部と、
前記露光部の一部又は全部を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内のガスを温度調整する空調装置とを含む露光装置において、
前記空調装置は、前記チャンバーに接続されるダクトと、該ダクト内に配置される不純物除去フィルターと、前記ダクトの内壁に対し、前記不純物除去フィルターを所定間隔離して支持する支持部材とを有することを特徴とする露光装置。
前記不純物除去フィルターが配置された前記ダクトは、取り外し可能であることを特徴とする請求項１３記載の露光装置。
前記不純物除去フィルターは、ケミカルフィルターあるいは除塵フィルターであることを特徴とする請求項１３又は１４記載の露光装置。