JPH11224848A - 露光装置およびディバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光台を内蔵する恒温チャンバと空調機室を
分離して、クリーンルームのスペース効率等を向上させ
る。 【解決手段】 ウエハＷを載置するＸＹステージ１１等
を有する露光台１０を内蔵する恒温チャンバ２０は、ク
リーンルームの床面に設置され、空調機室３０は恒温チ
ャンバ２０から分離されてクリーンルームの床下に配設
される。空調機室３０において調温、清浄化された空気
は、配管４１，４２を経て恒温チャンバ２０の頂部と中
間部に供給される。恒温チャンバ２０内で昇温した空気
は、配管４３を経て空調機室３０に環流される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ディバイス
等を製造するための露光装置およびディバイス製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、半導体ディバイス等の微細化
に伴なって、ディバイスを製造するための露光装置の多
機能化と大型化が進んでいる。露光装置本体（露光台）
の周囲の雰囲気を清浄化しかつ恒温状態に維持すること
を目的とする恒温チャンバも、露光台の大型化とともに
大型化し、また、露光台の発熱量も増加する傾向にあ
る。従って、恒温チャンバの温度制御を行なう空調設備
には極めて大容量のものを必要とする。加えて、近年で
は、空気清浄化のための高環境化用有機化合物除去フィ
ルタ等の組み込みによって、空調機室がより一層大型
化、複雑化するのを避けることができない。

【０００３】従来の空調設備は、露光台を内蔵する恒温
チャンバに直接空調機室が組み付けられた一体型であ
り、露光台の発熱によって加温された恒温チャンバの空
気を直接空調機室に取り込んで外気とともに冷却し、ウ
エハステージ等各部位に合わせて個別に加熱器等によっ
て温調して環流させるのが一般的であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のように恒温チャンバに直接空調
機室が組み付けられた一体型であるため、露光装置の多
機能化によって個別に温度制御を必要とする部位が増え
たり、露光台の発熱量が増大して空調機室が大型化する
と、これに伴なって恒温チャンバの設置面積が大きくな
る結果となる。このように装置の設備面積が増大するこ
とは、様々なユーザー工場のレイアウトにおいて不利な
条件となり、クリーンルームのスペース効率も悪くな
る。また、露光装置本体と床面を共有する恒温チャンバ
が、振動源の１つである空調機室に一体化されているた
めに、露光装置の高精度化や高機能化を充分に促進でき
ないという不都合もある。

【０００５】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、クリーンルーム内の
恒温チャンバから空調機室を分離してクリーンルームの
外に配設することで、クリーンルームのスペース効率を
向上させるとともに、装置エラーを発生する振動源の１
つを除去して露光装置の稼動効率を改善し、加えて、空
調機室の設置場所を選定する自由度を拡大し、また、複
数の恒温チャンバに対する空調機室の共用化等によって
設備コストやメンテナンスのコストを低減し、生産性等
を大幅に向上できる露光装置およびディバイス製造方法
を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の露光装置は、露光光によって基板を露光す
る露光台と、これを恒温状態に保つための恒温チャンバ
と、該恒温チャンバに温調された空気を供給する空調機
室を有し、該空調機室が前記恒温チャンバから分離され
ており、前記空気を流動させる配管を介して前記恒温チ
ャンバに連結されていることを特徴とする。

【０００７】空調機室が、クリーンルーム内の恒温チャ
ンバから分離されて前記クリーンルームの外に配設され
ているとよい。

【０００８】空調機室が、クリーンルームの床下に配設
されているとよい。

【０００９】複数の恒温チャンバが設けられており、１
個の空調機室から配管を介して前記複数の恒温チャンバ
のそれぞれに温調された空気を供給するように構成され
ていてもよい。

【００１０】

【作用】恒温チャンバから空調機室を分離してクリーン
ルームの外に配設することで、恒温チャンバの設置面積
を縮小してクリーンルームのスペース効率を向上させ、
かつ、露光台の駆動エラー等を誘発する振動源を除去す
る。これによって、設備コストを低減し、露光装置の稼
動率を大幅に改善して生産性を向上できる。

【００１１】また、１個の空調機室から複数の恒温チャ
ンバに温調空気を供給する温調システムを採用すれば、
空調機室の必要スペースの縮小や、設備コストおよびメ
ンテナンスのコストの低減にも大きく貢献できる。この
ような露光装置を用いることで、半導体ディバイス等の
低価格化を促進できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１３】図１は第１の実施の形態による露光装置を
示すもので、これは、レチクルＲのパターンを基板であ
るウエハＷに転写するための露光台１０と、これを内蔵
する恒温チャンバ２０と、該恒温チャンバ２０の排気を
回収して外気とともに温調・清浄化するための空調機室
３０と、該空調機室３０と恒温チャンバ２０の間で給排
気を行なう配管設備４０を有し、恒温チャンバ２０はク
リーンルーム床面上すなわちクリーンルーム内に設置さ
れ、空調機室３０は恒温チャンバ２０から分離されてク
リーンルームの床下に配設される。配管設備４０は、ク
リーンルームの床を貫通して床下に延びる複数の配管４
１〜４３によって構成されている。

【００１４】露光台１０は、ウエハＷを位置決めするた
めのウエハステージであるＸＹステージ１１と、レチク
ルＲを載置するレチクルステージ１２と、その上に配設
された光源光学系１３と、レチクルステージ１２とＸＹ
ステージ１１の間に設けられた投影光学系１４を有する
縮小投影型露光装置（ステッパ）であり、光源光学系１
３から発生された露光光をレチクルＲに照射し、投影光
学系１４によってウエハＷに結像させることで、レチク
ルＲのパターンをウエハＷに転写する。

【００１５】恒温チャンバ２０は、空調機室３０から配
管設備４０の第１の配管４１を経て供給される給気を取
り入れるための第１の給気口２１と、空調機室３０から
配管設備４０の第２の配管４２を経て供給される給気を
取り入れるための第２の給気口２２と、配管設備４０の
第３の配管４３に開口する排気口２３を備えており、第
１の給気口２１から恒温チャンバ２０の頂部へ供給され
た給気は、エアフィルタ２１ａを経て露光台１０の頂部
に向かって導入される。第２の給気口２２から恒温チャ
ンバ２０の中間部へ供給された給気は、分岐ダクトに配
設された一対のエアフィルタ２２ａ，２２ｂを経て露光
台１０の中央部の投影光学系１４とＸＹステージ１１に
向かってそれぞれ導入される。

【００１６】排気口２３は、恒温チャンバ２０の底部に
配設されており、恒温チャンバ２０内において昇温した
排気を配管設備４０の第３の配管４３を経て空調機室３
０の回収口３１に回収する。回収口３１にはファン３１
ａが設けられている。また、外気吸引口３２からフィル
タ３２ａを経て外気を空調機室３０内に取り入れるよう
に構成されており、このようにして取り入れた外気を、
前記排気とともに、冷凍機３３ａによって冷却される冷
却用熱交換器３３に導入し、所定の温度に冷却したの
ち、清浄化手段である有機化合物除去フィルタ３３ｂを
経て、ヒータ３４ａ，３５ａを備えた第１、第２のファ
ン３４，３５によって個別に温調し、送風口３６，３７
から第１、第２の配管４１，４２に供給する。

【００１７】第１のファン３４のヒータ３４ａは、露光
台１０の頂部に配設された本体温度センサ１５の出力に
基づいてコントローラ３８によって制御され、第２のフ
ァン３５のヒータ３５ａは、露光台１０のＸＹステージ
１１の近傍に配設されたＸＹステージ温度センサ１６の
出力に基づいてコントローラ３８によって制御される。

【００１８】なお、配管設備４０の各配管４１〜４３
は、その内壁に保温材を被着させた保温ダクトである。

【００１９】恒温チャンバ２０内の温度制御は以下のよ
うに行なわれる。

【００２０】恒温チャンバ２０内において露光台１０か
らの発熱によって昇温した空気は、恒温チャンバ２０の
排気口２３から配管４３を介して、空調機室３０の回収
口３１のファン３１ａによって空調機室３０内へ取り込
まれる。他方、空調機室３０の外気吸引口３２からはク
リーンルーム内の外気が取り込まれ、フィルタ３２ａを
経て、前述の排気とともに冷却用熱交換器３３を通過す
ることで冷却される。コントローラ３８は、恒温チャン
バ２０内のＸＹステージ１１付近にあるＸＹステージ温
度センサ１６からの信号を受け取り、第２のファン３５
のヒータ３５ａへ出力する。冷却用熱交換器３３によっ
て冷却された空気は、有機化合物除去フィルタ３３ｂを
通過し、その一部分が第２のファン３５のヒータ３５ａ
で所定の温度に加熱され、第２の配管４２から恒温チャ
ンバ２０内のＸＹステージ１１等に向けて送風される。
また、コントローラ３８は、恒温チャンバ２０内の本体
温度センサ１５からの信号を受け取り、第１のファン３
４のヒータ３４ａへ出力する。前述のように冷却用熱交
換器３３によって冷却され、有機化合物除去フィルタ３
３ｂを通過した空気の残りは、第１のファン３４のヒー
タ３４ａで加熱され、第１の配管４１から恒温チャンバ
２０の頂部に導入される。

【００２１】なお、第２の配管４２から恒温チャンバ２
０内に導入される給気は、前述の分岐ダクト内で分流さ
れ、フィルタ２２ａ，２２ｂを経てそれぞれ投影光学系
１４とＸＹステージ１１に向かって送風される。

【００２２】本実施の形態によれば、クリーンルーム内
の恒温チャンバから空調機室が分離され、クリーンルー
ムの床下に設置されているため、恒温チャンバと空調機
室が一体化されている場合に比べて、クリーンルームの
スペース効率を大幅に向上できる。また、露光台の駆動
エラー等のもとになる振動源の１つが除去されるため、
装置の稼動効率も改善できる。これによって、露光装置
の設備コストの低減や生産性の向上に大きく貢献でき
る。

【００２３】図２は一変形例を示す。これは、恒温チャ
ンバ２０の給気口２１，２２に接続される配管４１，４
２の引き回し経路（管路）が長いために生じる風量損失
が大きい場合に、恒温チャンバ２０に送風される給気が
不足するのを防ぐために、第１、第２のファン３４，３
５を内蔵した送風機室３９を設け、第１、第２のファン
３４，３５のヒータ３４ａ，３５ａのみを空調機室３０
内に配設したものである。送風機室３９の第１、第２の
吸引口３９ａ，３９ｂに第１、第２の配管４１，４２が
接続され、送風機室３９の第１、第２の排出口３９ｃ，
３９ｄに恒温チャンバ２０の第１、第２の給気口２１，
２２が接続される。

【００２４】図３は第２の実施の形態による露光装置を
示す。これは、図１の装置の恒温チャンバ２０と同様の
複数（２つ）の恒温チャンバ６０に対してそれぞれ、１
個の空調機室７０から、配管設備８０を経て温調空気を
供給するように構成したものである。

【００２５】各恒温チャンバ６０は、レチクルのパター
ンをウエハに転写するための露光台５０を内蔵し、空調
機室７０は、各露光台５０によって昇温した排気を恒温
チャンバ６０から回収して、外気とともに冷却、清浄化
したうえで、各恒温チャンバ６０に供給する。各恒温チ
ャンバ６０はクリーンルーム床面上すなわちクリーンル
ーム内に設置され、空調機室７０は各恒温チャンバ６０
から分離されてクリーンルームの床下に配設される。配
管設備８０は、クリーンルームの床を貫通して床下に延
びる複数の配管８１〜８３によって構成されている。

【００２６】各露光台５０は、ウエハを位置決めするた
めのＸＹステージ５１と、レチクルを載置するレチクル
ステージ５２と、その上に配設された光源光学系５３
と、レチクルステージ５２とＸＹステージ５１の間に設
けられた投影光学系５４を有する縮小投影型露光装置
（ステッパ）であり、光源光学系５３から発生された露
光光をレチクルに照射し、投影光学系５４によってウエ
ハに結像させることで、レチクルのパターンをウエハに
転写する。

【００２７】配管設備８０の配管８１〜８３は、２つの
恒温チャンバ６０のそれぞれに対する給排気を行なうた
めの分岐管８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，
８３ｂを有する。

【００２８】各恒温チャンバ６０は、空調機室７０から
配管設備８０の第１の配管８１を経て供給される第１の
給気を取り入れるための第１の給気口６１と、空調機室
７０から配管設備８０の第２の配管８２を経て供給され
る第２の給気を取り入れるための第２の給気口６２と、
配管設備８０の第３の配管８３に開口する排気口６３を
備えており、第１の給気口６１から恒温チャンバ６０の
頂部へ供給された第１の給気は、エアフィルタ６１ａを
経て露光台５０の頂部に向かって導入され、第２の給気
口６２から恒温チャンバ６０の中間部へ供給された第２
の給気は、分岐ダクトに配設された一対のエアフィルタ
６２ａ，６２ｂを経て露光台５０の中央部の投影光学系
５４とＸＹステージ５１に向かってそれぞれ導入され
る。

【００２９】排気口６３は、各恒温チャンバ６０の底部
に配設されており、恒温チャンバ６０内において昇温し
た排気を配管設備８０の第３の配管８３を経て空調機室
７０の回収口７１に回収する。回収口７１にはファン７
１ａが設けられている。また、外気吸引口７２からフィ
ルタ７２ａを経て外気を空調機室７０内に取り入れるよ
うに構成されており、このようにして取り入れた外気を
前記排気とともに、冷凍機によって冷却される冷却用熱
交換器７３に導入し、所定の温度に冷却したのち、有機
化合物除去フィルタ７３ｂを経て、第１、第２のファン
７４，７５によって個別に温調して送風口７６，７７か
ら第１、第２の配管８１，８２に供給する。

【００３０】配管設備８０の管路が長いと、風量損失が
大きくなって各恒温チャンバ６０に送風される給気の風
量が不足する。そこで、第１、第２の配管８１，８２か
ら供給される各給気は、第３、第４のファン７９ａ，７
９ｂを備えた送風機室７９を介して恒温チャンバ６０に
導入される。第３、第４のファン７９ａ，７９ｂは、そ
れぞれヒータ７９ｃ，７９ｄを有し、第３のファン７９
ａのヒータ７９ｃは、露光台５０の頂部に配設された本
体温度センサ５５の出力に基づいてコントローラ７８に
よって制御され、第４のファン７９ｂのヒータ７９ｄ
は、露光台５０のＸＹステージ５１の近傍に配設された
ステージ温度センサ５６の出力に基づいてコントローラ
７８によって制御される。

【００３１】なお、配管設備８０の各配管８１〜８３
は、その内壁に保温材を被着させた保温ダクトである。

【００３２】各恒温チャンバ６０内の温度制御は以下の
ように行なわれる。

【００３３】各恒温チャンバ６０内において露光台５０
からの発熱によって昇温した空気は、恒温チャンバ６０
の排気口６３から配管８３を介して、空調機室７０の回
収口７１のファン７１ａによって空調機室７０内へ取り
込まれる。他方、空調機室７０の外気吸引口７２からは
クリーンルーム内の外気が取り込まれ、フィルタ７２ａ
を経て、前述の排気とともに冷却用熱交換器７３を通過
することで冷却されたうえで、有機化合物除去フィルタ
７３ｂを経てファン７４，７５によって第１、第２の配
管８１，８２へ供給される。送風機室７９内のコントロ
ーラ７８は、恒温チャンバ６０内のＸＹステージ５１付
近にあるＸＹステージ温度センサ５６からの信号を受け
取り、ヒータ７９ｃへ出力する。また、コントローラ７
８は、恒温チャンバ６０内の本体温度センサ５５からの
信号を受け取り、ヒータ７９ｄへ出力する。このように
温調された空気は、給気口６１，６２を通って恒温チャ
ンバ６０に導入される。

【００３４】本実施の形態によれば、複数の恒温チャン
バに対して１台の空調機室を共用することで、空調機室
の必要スペースを縮小し、かつ、装置コストやメンテナ
ンスのコストを大幅に低減できるという利点が付加され
る。その他の点は第１の実施の形態と同様である。

【００３５】次に上記説明した露光装置を利用したディ
バイス製造方法の実施例を説明する。図４は半導体ディ
バイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶
パネルやＣＣＤ等）の製造フローを示す。ステップ１
（回路設計）では半導体ディバイスの回路設計を行な
う。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パター
ンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウエハ製
造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記
用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術に
よってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５
（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作
製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、
パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ス
テップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デ
ィバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行
なう。こうした工程を経て半導体ディバイスが完成し、
これが出荷（ステップＳ７）される。

【００３６】図５は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法
を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体
ディバイスを製造することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００３８】空調機室を恒温チャンバから分離すること
で、露光装置を配設するクリーンルームのスペース効率
を向上させ、かつ、装置の駆動エラーのもとになる振動
源の１つを除去して、稼動効率を改善できる。また、１
個の空調機室を用いて複数の恒温チャンバの温調を行な
うシステムを採用できる。これによって、装置全体の必
要スペースの縮小や、設備コストおよびメンテナンスの
コストの低減等に大きく貢献できる。このような露光装
置を用いることで、半導体ディバイス等の低価格化に大
きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による露光装置を示す図であ
る。

【図２】図１の装置の一変形例を示す図である。

【図３】第２の実施の形態による露光装置を示す図であ
る。

【図４】半導体ディバイスの製造工程を示すフローチャ
ートである。

【図５】ウエハプロセスを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０，５０ 露光台 １１，５１ ＸＹステージ １２，５２ レチクルステージ １３，５３ 光源光学系 １４，５４ 投影光学系 １５，５５ 本体温度センサ １６，５６ ＸＹステージ温度センサ ２０，６０ 恒温チャンバ ２１，２２，６１，６２ 給気口 ２３，６３ 排気口 ３０，７０ 空調機室 ３１，７１ 回収口 ３２，７２ 外気吸引口 ３３，７３ 冷却用熱交換器 ３４，３５，７４，７５，７９ａ，７９ｂ ファン ３４ａ，３５ａ，７９ｃ，７９ｄ ヒータ ４０，８０ 配管設備 ４１〜４３，８１〜８３ 配管 ３９，７９ 送風機室

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光光によって基板を露光する露光台
   と、これを恒温状態に保つための恒温チャンバと、該恒
   温チャンバに温調された空気を供給する空調機室を有
   し、該空調機室が前記恒温チャンバから分離されてお
   り、前記空気を流動させる配管を介して前記恒温チャン
   バに連結されていることを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 空調機室が、クリーンルーム内の恒温チ
   ャンバから分離されて前記クリーンルームの外に配設さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 【請求項３】 空調機室が、クリーンルームの床下に配
   設されていることを特徴とする請求項２記載の露光装
   置。
4. 【請求項４】 複数の恒温チャンバが設けられており、
   １個の空調機室から配管を介して前記複数の恒温チャン
   バのそれぞれに温調された空気を供給するように構成さ
   れていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１
   項記載の露光装置。
5. 【請求項５】 空調機室が、空気を清浄化するための清
   浄化手段を有することを特徴とする請求項１ないし４い
   ずれか１項記載の露光装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか１項記載の露
   光装置によってウエハを露光する工程を有するディバイ
   ス製造方法。