JP4011643B2 - 半導体製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置、特にエキシマレーザを用いた半導体露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体素子の微細化の進展に対応して半導体露光装置では使用する光源をより波長の短い光を放射する光源を用いるようになってきている。従来、半導体素子製造用の露光装置では超高圧水銀灯のg線からi線を用いて短波長化を進めてきたが、現在では更に短い遠紫外の KrFエキシマレ−ザ等の波長域を使用する状況に至っている。
【0003】
KrF 等の遠紫外域の光はフォトンのエネルギ−が高いため、光路上の微細な塵が空気内の酸素と反応して不純物として光学系に付着したり、光学系のレンズコ−ティング材と空気中の酸素が反応して光学系(レンズ面やメミラー面)が曇るという問題が発生する。こうした不純物の付着や光学系の曇を防止するため、従来はKrF レ−ザ−等の遠紫外線光の通る光路上を不活性ガスで充填し、塵と空気あるいはレンズコ−ティング材と空気が反応しないようにする対策が取られている。
【0004】
しかしながら従来の半導体露光装置では不活性ガスの停止機能が装備されていなかった。従ってサ−ビスマン、オペレ−タ−等が前記不活性ガスの充填部について作業を行う場合、不活性ガスによる窒息を避けるため最初に装置背面の不活性ガスのボンベの元栓を閉め、不活性ガスが装置内の不活性ガス充填部に流入しないことを確認し、その後、ある一定時間装置を放置した後、不活性ガス充填部のカバ−を開いていた。
【0005】
また上記作業が終了した後に装置の立ち上げ、再起動を行う場合も、不活性ガス充填部のカバ−を閉じた後、装置背面の不活性ガスボンベの元栓を開け、その後、ある一定時間装置を放置して不活性ガス充填部に該不活性ガスが充填されるのを待つという手順を踏んでいた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のやり方はオペレ−タ−が装置背面の不活性ガスの元栓を閉め、不活性ガスが装置内の不活性ガス充填部に流入しないことを確認し、その後、ある一定時間装置を放置した後、不活性ガス充填部のカバ−を開くという工程数の多い、且つ、時間のかかる作業を必要としている。このため、オペレ−タ−の作業ミス、作業モレ等により例えば元栓を閉めることなく不活性ガス充填部のカバ−を開けてしまった場合は、不活性ガスにオペレ−タ−の人身がさらされ、人身に危険が及ぶという問題が発生する。
【0007】
また、前記元栓を閉じても未だ不活性ガスの濃度が高い状態でカバ−を開くと、同様に不活性ガスにオペレ−タ−の人身がさらされ、危険が及ぶという問題が発生する。これが第1の問題点である。
【0008】
一方、作業が終了した後の装置の立ち上げ、再起動でも、不活性ガス充填部のカバ−を閉じた後、装置背面の不活性ガスボンベの元栓を開け、その後、ある一定時間装置を放置して不活性ガス充填部に該不活性ガスが充填されるのを待つという工程数の多い、且つ時間のかかる作業が必要である。オペレ−タ−の作業ミス、作業モレがあれば不活性ガス充填部のカバ−を閉じた後、元栓を開ける工程が欠落したり、あるいはたとえ元栓を開けたとしても不活性ガスが充填される前の状態でエキシマレ−ザ−を発光させることがありうる。不活性ガスが充填されていない、あるいは充填が不十分な状態での発光は空気との反応を引き起こし、光路上の微細な塵の不純物としての光学系への付着や、光学系のレンズコ−ティング材の曇り現象が起きて、光学性能を低下させる。このような付着不純物や曇りが起こった場合、影響を受けた光学素子を前記光学系から除去して取り換え、再び光学系に十分な性能を発揮させるには、装置のメンテナンスに大きな作業量が必要とされ、装置の稼働率を低下させる。この稼働率の低下が第2の問題点である。
【0009】
本発明は、不活性ガスに人身がさらされることによる人身に対する危険が回避できる半導体製造装置の提供を第1の目的とし、光学系の性能低下を抑制し稼働率を上げることのできる半導体製造装置の提供を第2の目的としたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、不活性ガスが充填される筐体を有する半導体製造装置において、
前記筐体内への不活性ガスの供給を制御するための弁と、
前記弁の開閉状態を制御する制御手段と、
前記筐体に設けられたメンテナンス用の扉と、
前記筐体内の不活性ガスの充填度を検出する充填度検出手段とを有し、
前記制御手段は、メンテナンス開始のコマンドの入力に応じて前記弁を閉じた後、前記充填度検出手段の検出結果に基づいて、前記充填度が規定値以下になったことをモニターに表示することを特徴としている。
【0011】
また、第2の発明は、
不活性ガスが充填される、光学系を含む筐体を有する半導体製造装置において、
前記筐体内への不活性ガスの供給を制御するための弁と、
前記筐体内の不活性ガスの充填度を検出する充填度検出手段と、
前記筐体に設けられたメンテナンス用の扉と、
前記扉の開閉状態を検出する開閉検出手段と、
前記開閉検出手段が閉状態を検出したことに基づいて前記弁を開く制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記弁を開いた後、前記充填度検出手段の検出結果に基づいて、前記充填度が規定値以上になったことをモニターに表示すること
を特徴とする半導体製造装置である。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施形態1の半導体露光装置の構成を示すものである。図2は図1の一部分の説明図である。本半導体露光装置は光源としてKrF のエキシマレ−ザ−ヘッド1を採用している。エキシマレ−ザ−ヘッド1のエキシマレ−ザ−射出口9から放出された筐体101内に導光しレ−ザ−光12はレ−ザ−引き回し光学系5(5A、5B)の内部のレ−ザ−光路12A、12Bを通り、レチクル11に導かれる。引き回し光学系5は垂直部5Aと水平部5Bから構成される。レチクル11上には半導体回路素子のパタ−ンが描画されており、該パタ−ンが投影レンズ6の作用によってウエハ−10上に焼き付けられる。ウエハ−10はXY方向に自由に駆動できるXYステ−ジ7上に載せられて、露光とステップを繰り返しながら回路素子パタ−ンがウエハ−上に転写される。
【0016】
引き回し光学系5は垂直部5A、水平部5Bの各々にメンテナンス、作業を行うためにカバ−に取り付けられた扉を持つ。垂直部5Aの扉5Cを開けると垂直部5A上の扉開閉確認センサ−(カバーセンサー)4Aが扉5Cが開状態になったことを検知し、また水平部5Bの扉5Dを開けると水平部5Bの扉開閉確認センサ−(カバーセンサー)4Bが扉5Dが開状態になったことを検知する。垂直部5A、水平部5Bの各扉開閉センサ−4A、4Bの付近には不活性ガスの充填度を検知するガス濃度センサ−(ガスセンサー)14A、14Bが取り付けられている。
【0017】
引き回し光学系5には不活性ガス充填用の不活性ガス供給タンク2が配管で接続され、更に該配管には不活性ガスの放出を制御する電磁開閉弁3が取り付けられている。前記扉開閉センサ−4A、4Bと不活性ガス濃度センサ−14A、14B、及び電磁開閉弁3、エキシマレ−ザ−ヘッド1は制御部8に接続される。制御部8は前記扉開閉センサ−4A、4Bと不活性ガス濃度センサ−14A、14Bの信号に応じて電磁開閉弁3とエキシマレ−ザ−ヘッド1の発光状態を制御する。
【0018】
次に制御部8の働きによる装置の動作について詳細に説明する。図2は装置サ−ビスマン、オペレ−タ−が引き回し光学系5のメンテナンスを行うために前記引き回し光学系の扉を開けた状態を示したものである。ここでは先ず垂直部のメンテナンスを行う場合を考える。
【0019】
引き回し光学系5の垂直部5Aのメンテナンスを行う場合、最初にエキシマレ−ザ−ヘッド1のレ−ザ−発光を停止させた後、対象となる扉5Cが開かれる。扉開閉確認センサ−4Aは扉5Cが開状態になったことを検知し、電気信号を制御部8に向け出力する。この間のフロ−を示したのが図3で、扉の開閉の確認はステップ1に相当する。
【0020】
制御部8は前記扉開閉センサ−4Aから出力された信号をもとに扉5Cが閉状態から開状態に変化したと判断し、不活性ガスの配管部に取り付けてある電磁開閉弁3を閉じると共に、エキシマレ−ザ−ヘッド1にレ−ザ−光発光停止指令を出力しビ−ムをシャットする。レ−ザ−にビ−ムシャッタ−が付属している場合には該ビ−ムシャッタが閉じられる。本動作は図3のフロ−チャ−トのステップ2の動作に対応する。図5は扉開閉センサ−と不活性ガス濃度センサ−の出力に応じた装置の状態を1から4までに分類した表で、上記説明した装置状態の変化は「状態1」から「状態2」への移行に相当する。
【0021】
上記一連の動作に従い、制御部8は引き回し光学系垂直部5A内に放出されていた不活性ガスの供給が停止したことを制御部8上のモニタ−に表示する。これが図3のフロ−のステップ3である。
【0022】
続いて制御部8は不活性ガス濃度センサ−14Aで垂直部5A内の不活性ガスの充填度を確認する。不活性ガスの充填度が規定値以下になったことが不活性ガス濃度センサー14Aにより検知されると制御部8は垂直部5Aの不活性ガスの充填度/濃度が安全なレベルに変化したことを制御部8上のモニタ−に表示する。本動作は図3のフロ−チャ−トのステップ4に相当し、装置の状態が図5の「状態2」から「状態3」へと変化したことを示す。
【0023】
以上の手順により制御系8で安全性が確認されたことが表示されると、装置のサ−ビスマン、オペレ−タ−は引き回し光学系5のメンテナンス作業を開始することができる。
【0024】
この間の事情は引き回し光学系5の水平部のメンテナンスを行う場合も同様である。即ち引き回し光学系5の内部のメンテナンスを行う場合、最初にエキシマレ−ザ−ヘッド1のレ−ザ−発光を停止させた後、筐体101の水平部5Bの扉5Dが開かれる。扉開閉確認センサ−4Bは扉5Dが開状態になったことを検知し、電気信号を制御部8に向け出力する。これがステップ1である。
【0025】
制御部8は前記扉開閉センサ−4Bからの出力信号をもとに扉5Dが閉状態から開いた状態に変化したと判断し、不活性ガスの配管部に取り付けた電磁開閉弁3を閉じると共に、エキシマレ−ザ−ヘッド1にレ−ザ−光発光停止指令を出力しビ−ムをシャットする。レ−ザ−にビ−ムシャッタ−が付属している場合には該ビ−ムシャッタを閉じる。本動作がステップ2である。勿論、垂直部の扉5Cの開動作が同時に行われ、既に電磁弁3の閉動作とエキシマレ−ザ−ヘッド1への発光停止指令が出ている場合は、制御部8からの停止指令は省略しても良い。
【0026】
上記一連の動作に従い、制御部8は引き回し光学系水平部5B内に放出されていた不活性ガスの供給が停止したことをステップ3として制御部8上のモニタ−に表示する。
【0027】
制御部8は不活性ガス濃度センサ−14Bで水平部5B内の不活性ガスの充填度の測定を続行している。不活性ガスの充填度が規定値以下になったことが不活性ガス濃度センサー14Bにより検知されると、制御部8は水平部5Bの不活性ガスの充填度/濃度が安全なレベルに変化したことを制御部8上のモニタ−に表示する。以上の手順により制御系8で安全性が確認されたことが表示されると装置のサ−ビスマン、オペレ−タ−は引き回し光学系5のメンテナンス作業を開始することができる。
【0028】
次に装置サ−ビスマン、オペレ−タ−がメンテナンスを終了し、装置を復帰させる場合について説明する。装置サ−ビスマン、オペレ−タ−はメンテナンスを終了すると、メンテナンスを行った部分、例えば引き回し光学系の垂直部5Aであれば垂直部5Aの扉5Cを閉じる。垂直部5Cの扉が閉じられると、扉開閉確認センサ−4Aは扉5Cが閉じたことを検知し、制御部8にその旨電気信号として出力する。制御部8はセンサー4Aからの信号を受け取ると共に他の部分の扉開閉確認センサ−の状態も確認する。
【0029】
他の部分の扉開閉確認センサ−の状態がすべて閉状態であれば、制御部8は不活性ガスの配管部の電磁開閉弁3を開ける。これは図4のフロ−チャ−トのステップ5に相当し、装置が「状態3」から「状態4」に移行していくことを示す。
【0030】
制御部8はこの状態で不活性ガスの充填が充填路に対して始まったことを制御部8上のモニタ−に表示する。これがステップ6である。同時に制御部8は作業を行っていた部分の引き回し光学系垂直部5Aに取り付けてある不活性ガス濃度センサ−の状態を確認する。不活性ガス濃度センサー14Aは充填路内の不活性ガスの濃度の測定を続けるが、この間不活性ガスの充填度(濃度)がある規定値以下の場合は、光路に対する不活性ガスの充填度がまだ不十分であることを電気信号として制御部8に出力する。測定を続けていくうち、不活性ガス供給タンク2からの不活性ガスの供給が行き渡って不活性ガスの充填度がある規定値以上になれば、不活性ガス濃度センサ−14Aは不活性ガス濃度が十分であると判断し、制御部8に十分である旨を電気信号として出力する。制御部8は他の部分に配置された不活性ガス濃度センサ−からの信号も同時にモニタ−しており、装置全体としての不活性ガスの充填状況を総合的に把握する。他の部分の不活性ガス濃度センサ−の中の一つでも不活性ガスの充填度が規定値以下であれば、エキシマレ−ザ−ヘッド1に対するレ−ザ−発光停止指令は続行される。
【0031】
不活性ガスの充填路に置かれたすべての不活性ガス濃度センサ−により、不活性ガスの充填度が規定値以上であることが確認されると、制御部8はエキシマレ−ザ−ヘッド1にレ−ザ−発光許可の指令を出力する。本動作は図4でステップ7に相当し、装置の状態は「状態4」から「状態1」へ移行する。
【0032】
制御部8は同時に不活性ガスの充填度が高くなり、エキシマレ−ザ−が発光可能な状態になったことをモニタ−上に表示する。これがステップ8の動作に相当する。
【0033】
以上の動作により不活性ガスの充填度が確認されたことで装置は稼働状態に復帰したことになる。復帰後の動作開始は自動復帰でも、装置のサ−ビスマン、オペレ−タ−の入力によるものでも良い。
【0034】
図6は本発明の実施形態2の要部を示すものである。本実施形態は引き回し光学系5の扉5C、5D上に扉を固定するための固定機構13A、13Bが取り付いている点での実施形態1と異なる。固定機構13A、13Bは制御部8に接続され、制御部8からの指令によって扉5C、5Dの固定、解放の制御を行う。
【0035】
装置のサ−ビスマン、オペレ−タ−が引き回し光学系5の垂直部5Aのメンテナンスを行う場合は、先ず制御部8上のキ−ボ−ドよりメンテナンス開始のコマンドを入力する。コマンドが入力されると制御部8はエキシマレ−ザ−ヘッド1にレ−ザ−発光停止指令を出力する。本動作と同時に制御部8は不活性ガスの配管部に取り付けてある電磁開閉弁3を閉じる。
【0036】
上記一連の動作後、制御部8は引き回し光学系垂直部5A内に放出している不活性ガスが停止したことを制御部8上のモニタ−に表示する。更に制御部8はガス濃度センサ−14Aで垂直部5A内の不活性ガスの充填度を確認する。不活性ガスの充填度が規定値以下になると制御部8は不活性ガスの充填度/濃度が安全なレベルになったことを制御部8のモニタ−上に表示すると同時に、固定機構13Aに対して扉開放指令を出力する。
【0037】
固定機構13Aが該扉開放指令によって扉5Cを解放すると、制御部8は扉5Cが開放状態になったことを制御部8のモニタ−上に表示する。この表示に基づいて装置サ−ビスマン、オペレ−タ−は扉5Cを開けて作業を開始する。
【0038】
装置サ−ビスマン、オペレ−タ−が引き回し光学系5の水平部5Bのメンテナンスを行う場合も前述の垂直部5Aの作業と同様である。即ち、先ず制御部8のキ−ボ−ドからメンテナンス開始のコマンドを入力する。コマンドが入力されると制御部8はエキシマレ−ザ−ヘッド1にレ−ザ−発光停止指令を出力する。本動作と同時に制御部8は不活性ガスの配管部に取り付けてある電磁開閉弁3を閉じる。
【0039】
上記一連の動作により、制御部8は引き回し光学系水平部5B内に放出している不活性ガスが停止したことを制御部8のモニタ−上に表示する。更に制御部8はガス濃度センサ−14Bで水平部5Bの不活性ガスの充填度を確認する。不活性ガスの充填度が規定値以下になると制御部8は不活性ガスの充填度/濃度が安全なレベルになったことを制御部8に表示し、同時に、制御部8は固定機構13Bに対し扉開放指令を出力する。
【0040】
固定機構13Bが該扉開放指令によって扉5Dを解放すると制御部8は扉5Dが開放状態になったことを制御部8のモニタ−上に表示する。この表示に基づいて装置サ−ビスマン、オペレ−タ−は扉5Dを開けて作業を開始することができる。
【0041】
装置のサ−ビスマン、オペレ−タ−がメンテナンスを終了し、装置を復帰させる場合の手順も実施形態1と全く同様である。
【0042】
また実施形態1、2では不活性ガスの濃度をガス濃度センサ−で測定したが、該センサ−を不活性ガス流量計に変えて判断を行うことも可能である。
【0043】
またここでは半導体露光装置の例を示したが、半導体露光装置と同様に不活性ガスを使用する他の半導体製造装置にも本発明は同様に適用が可能である。
【0044】
【発明の効果】
上述の第1の目的に対応した第1の発明によれば、不活性ガスに人身がさらされることによる人身に対する危険が回避できる半導体製造装置を提供することができる。
【0045】
また、上述の第2の目的に対応した第2の発明によれば、光学系の性能低下を抑制し稼働率を上げることのできる半導体製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の半導体露光装置の照明系の斜視図
【図2】実施形態1のカバ−の開閉状態を示す図
【図3】本発明の半導体露光装置の不活性ガスの停止、供給を示すフローチャ−ト図
【図4】本発明の半導体露光装置の不活性ガスの停止、供給を示すフローチャ−ト図
【図5】本発明の半導体露光装置の不活性ガスの放出/停止及びエキシマレ−ザ−の発光/停止の装置状態を示す図
【図6】本発明の実施形態2の半導体露光装置を示す図
【符号の説明】
1 エキシマレ−ザ−ヘッド
2 不活性ガスのタンク
3 電磁開閉弁
4、4A、4B 扉開閉確認センサ−
5、5A、5B レ−ザ−引き回し光学系
5C、5D レ−ザ−引き回し光学系の扉
6 投影レンズ
7 XYステ−ジ
8 制御部
9 エキシマレ−ザ−の出射口
10 ウエハ−
11 レチクル
12 レ−ザ−光
13 扉の固定機構
14 不活性ガス濃度センサ−
101 筐体
Claims (15)
- 不活性ガスが充填される筐体を有する半導体製造装置において、
前記筐体内への不活性ガスの供給を制御するための弁と、
前記弁の開閉状態を制御する制御手段と、
前記筐体に設けられたメンテナンス用の扉と、
前記筐体内の不活性ガスの充填度を検出する充填度検出手段とを有し、
前記制御手段は、メンテナンス開始のコマンドの入力に応じて前記弁を閉じた後、前記充填度検出手段の検出結果に基づいて、前記充填度が規定値以下になったことをモニターに表示することを特徴とする半導体製造装置。 - 前記半導体製造装置は半導体露光装置であり、前記筐体はエキシマレーザーからの光を導くための光学系を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体露光装置。
- 前記扉の開閉状態を検出する開閉検出手段を有し、前記制御手段は、前記開閉検出手段が閉状態を検出したことに基づいて、前記弁を開くことを特徴とする請求項2に記載の半導体製造装置。
- 前記制御手段は、前記弁を開いたことをモニターに表示することを特徴とする請求項3に記載の半導体製造装置。
- 前記制御手段は、前記弁を開いた後、前記充填度検出手段の検出結果に基づいて、前記充填度が規定値以下の場合、前記エキシマレーザーの発光を不可とすることを特徴とする請求項3に記載の半導体製造装置。
- 前記制御手段は、前記弁を開いた後、前記充填度検出手段の検出結果に基づいて、前記充填度が規定値以上になった場合、前記エキシマレーザーの発光を許可することを特徴とする請求項3に記載の半導体製造装置。
- 前記制御手段は、前記エキシマレーザーが発光可能な状態になったことをモニターに表示することを特徴とする請求項6に記載の半導体製造装置。
- 前記充填度検出手段は、ガス濃度検出手段およびガス流量計のいずれかであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の半導体製造装置。
- 不活性ガスが充填される、光学系を含む筐体を有する半導体製造装置において、
前記筐体内への不活性ガスの供給を制御するための弁と、
前記筐体内の不活性ガスの充填度を検出する充填度検出手段と、
前記筐体に設けられたメンテナンス用の扉と、
前記扉の開閉状態を検出する開閉検出手段と、
前記開閉検出手段が閉状態を検出したことに基づいて前記弁を開く制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記弁を開いた後、前記充填度検出手段の検出結果に基づいて、前記充填度が規定値以上になったことをモニターに表示することを特徴とする半導体製造装置。 - 前記半導体製造装置は半導体露光装置であり、前記筐体はエキシマレーザーからの光を導くための光学系を含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体露光装置。
- 前記制御手段は、前記弁を開いたことをモニターに表示することを特徴とする請求項9または10に記載の半導体製造装置。
- 前記制御手段は、前記弁を開いた後、前記充填度検出手段の検出結果に基づいて、前記充填度が規定値以下の場合、前記エキシマレーザーの発光を不可とすることを特徴とする請求項10に記載の半導体製造装置。
- 前記制御手段は、前記弁を開いた後、前記充填度検出手段の検出結果に基づいて、前記充填度が規定値以上になった場合、前記エキシマレーザーの発光を許可することを特徴とする請求項10に記載の半導体製造装置。
- 前記制御手段は、前記エキシマレーザーが発光可能な状態になったことをモニターに表示することを特徴とする請求項13の半導体製造装置。
- 前記充填度検出手段は、ガス濃度検出手段およびガス流量計のいずれかであることを特徴とする請求項9〜14のいずれかに記載の半導体製造装置。
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JP01716996A JP4011643B2 (ja) | 1996-01-05 | 1996-01-05 | 半導体製造装置 |
Publications (2)
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