KR20010034055A - 노광시스템, 노광장치 및 도포현상 노광장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 관한 노광시스템은, 마스크의 패턴의 이미지를 기판에 전사하기 위한 제 1 장치를 구비하는 제 1 유닛과, 제 1 장치와 다른 기능을 갖는 제 2 장치를 구비하는 제 2 유닛과, 제 1 유닛과 제 2 유닛을 접속하는 접속유닛으로 이루어지고, 접속부의 내압이 제 1 유닛 및 제 2 유닛 중 어느 한 내압보다 낮게 설정되며 또한 접속유닛이 설치되는 주위의 압력보다 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
반도체소자 또는 액정기판 등을 제조하기 위한 리소그래피공정에 있어서, 레티클 (마스크) 의 패턴 이미지를 투영광학계를 통해 감광기판상에 노광하는 노광장치가 사용되고 있다.
최근, 반도체 집적회로는 미세화의 방향으로 개발이 진행되며, 리소그래피공정에 있어서는 보다 미세화를 도모하는 수단으로서 리소그래피광원의 단파장화가 진행되고 있고, 현재로서는 파장 248 ㎚ 의 KrF 엑시머 레이저를 스텝퍼 광원으로서 채택한 노광장치가 이미 개발되어 있다. 또한, Ti-사파이어 레이저 등의 파장가변 레이저의 고조파, 파장 266 ㎚ 의 YAG 레이저의 4 배 고조파, 파장 213 ㎚ 의 YAG 레이저의 5 배 고조파, 파장 220 ㎚ 근방 또는 184 ㎚ 의 수은램프, 파장 193 ㎚ 의 ArF 엑시머 레이저 등이 단파장 광원의 후보로서 주목받고 있다.
종래의 g 선, i 선, KrF 엑시머 레이저 혹은 파장 250 ㎚ 근방의 광을 사출하는 수은램프를 광원으로 한 노광장치에 있어서는, 이들 광원의 발광 스펙트럼선은 산소의 흡수 스펙트럼 영역과는 겹치지 않으므로, 산소의 흡수로 인한 광이용효율의 저하 및 산소의 흡수로 인한 오존의 발생에 기인하는 문제점은 없었다. 따라서, 이들 노광장치에서는 기본적으로 대기분위기에서의 노광이 가능했다.
그런데, ArF 엑시머 레이저 등의 광원에서는 발광 스펙트럼선이 산소의 흡수 스펙트럼 영역으로 되기 때문에, 상술한 산소의 흡수로 인한 광이용효율의 저하 및 산소의 흡수로 인한 오존의 발생에 기인하는 문제점이 발생한다. 예컨대, 진공중 또는 질소 혹은 헬륨과 같은 불활성가스중에서의 ArF 엑시머 레이저광의 투과율을 100 %/m 로 하면, 프리런상태 (자연발광상태), 즉 ArF 광대 레이저에서는 약 90 %/m, 스펙트럼폭을 좁히고 또한 산소의 흡수선을 피한 ArF 협대 레이저를 사용한 경우라도 약 98 %/m 로 투과율이 저하되는 것이다.
투과율의 저하는 산소에 의한 흡수 및 발생한 오존의 영향으로 인한 것으로 생각된다. 오존의 발생은 투과율 (광이용효율) 에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 광학부재 표면이나 다른 부품과의 반응으로 인한 장치성능의 열화, 주변환경의 오염이라는 문제를 일으키는 것이다. 따라서, ArF 엑시머 레이저 등의 광원을 갖는 노광장치에 있어서는, 광의 투과율의 저하나 오존의 발생을 회피하기 위하여 광로 전체를 질소 등의 불활성가스로 채울 (퍼지할) 필요가 있다.
ArF 엑시머 레이저 등의 광원을 갖는 노광장치의 일례를 도 5 에 나타낸다.
도 5 에 있어서, 부호 31 은 레이저 유닛, 32 는 노광장치 본체, 33 은 레이저 유닛 (31) 을 내부에 수납하는 챔버, 34 는 레이저 유닛 (31) 에서 사출되는 레이저광을 노광장치 본체 (32) 로 전송하는 송광계, 35 는 송광계 (34) 를 통해 전송된 레이저광을 레티클 (R) 을 향해 조사하는 조명광학계, 36 은 조명광학계 (35) 에 의해 조명된 레티클 (R) 의 패턴 이미지를 웨이퍼 (W) 에 투영하는 투영광학계, 37 은 웨이퍼 (W) 를 수평한 2 방향으로 이동시키는 웨이퍼 스테이지, 38 은 노광장치 본체 (32) 를 내부에 수납하는 챔버, 39 는 챔버내의 기체를 배기하는 가스배기수단, 40 은 송광계 (34) 와 조명광학계 (35) 의 각각에 대하여 질소가스를 개별적으로 공급하는 가스공급수단이다.
레이저 유닛 (31) 은 협대역화 모듈 및 방전전극을 포함하는 레이저 반응실 (모두 도시생략) 을 구비하는 레이저 발진기 (41) 와, 이것을 수납하는 챔버 (33) 로 구성되어 있다. 협대역화 모듈은, 예컨대 프리즘과 회절격자의 조합 또는 에타론 (Fabry-Perot etalon) 이라 불리는 2 장의 평면경을 평행하게 한 간섭형 대역필터 등의 광학소자로 구성된다.
이들 협대역화 모듈은 질소 등의 불활성가스로 채워진 도시하지 않은 옵틱스 챔버내에 수용되어 있다. 이 질소가스는 상술한 가스공급수단 (40) 으로부터 도시하지 않은 배관을 통해 옵틱스 챔버내로 공급된다. 또한, 레이저 반응실은 F2(불소), 크립톤 (Kr), Ne (네온) 등의 반응성가스로 채워져 있다. 그리고, 방전전극에 소정 전압을 인가함으로써 레이저 반응실에서 레이저광이 발진되며, 이 레이저광은 협대역화 모듈로 원하는 파장으로 조정된다.
송광계 (34) 는 미러 (43) 를 포함하는 복수의 광학부재로 구성되어 있으며, 각 광학부재는 광로를 덮는 경통 (44) 내에 배치되어 있다. 조명광학계 (35) 는 미러 (45) 그리고 플라이아이 렌즈, 시야조리개 (모두 도시생략) 을 포함하는 광학부재로 구성되어 있다. 이들 각 광학부재도 송광계 (34) 와 마찬가지로 광로를 덮는 케이싱 (46) 내에 배치되어 있다.
따라서, 노광광의 광로 전체는 경통 (43) 및 케이싱 (46) 에 의해 둘러싸여 있다.
상기 노광장치에 있어서는, 레이저 발진기의 옵틱스 챔버 (도시생략), 송광계 (34) 를 수용하는 경통 (44), 조명광학계 (35) 를 수용하는 케이싱 (46) 의 각각에 대하여 가스공급수단 (40) 에서 개별적으로 질소가스가 공급되어 레이저 발진기, 송광계, 조명계에 있어서의 광로 전체가 질소가스로 퍼지되어 있다.
여기서, 경통 (44), 케이싱 (46) 은 그 구조가 완전한 기밀구조가 아니기 때문에, 그 내부에 수납되어 있는 광학부재와의 사이에 틈이 있으며, 이 틈에 의해 경통 (44), 케이싱 (46) 사이에서 기체의 출입이 가능해진다. 그리고, 경통 (44), 케이싱 (46) 에는 각각이 수납하는 광학부재 등의 위치를 조정하기 위한 나사구멍이나 틈이 있기 때문에, 경통 (44) 내의 기체가 크린 룸내, 챔버 (38) 내, 챔버 (33) 내에서 기체의 출입이 가능해져 있다. 따라서, 각 공간에 대하여 질소가스의 퍼지를 실시할 때에 가스공급수단 (40) 에서 고순도의 질소가스가 공급되는데, 그 때까지 각 공간에 들어 있던 공기 및 불순물가스를 상기 틈에서 유출하기 때문에, 각 공간의 압력이 외부의 압력보다 약간 높게 설정되어 있다. 따라서, 노광광의 광로 전체를 퍼지하는 질소가스는 경통 (44), 케이싱 (46) 에서 그 일부가 챔버 (38) 내 또는 크린 룸내로 유출됨과 동시에 챔버 (38) 및 크린 룸내에서 기체의 유입을 막고 있다.
또한, 상기 노광장치에서는 레이저 유닛 (31) 내의 레이저 반응실에는 불소가스가 사용되고 있는데, 안전성 확보를 위하여 항상 레이저 발진기 (41) 를 수납하는 챔버 (33) 내의 기체를 처리설비 (도시생략) 를 구비한 가스 (케이스체) 배기수단 (39) 를 통해 밖으로 배출하고 있다. 즉, 가스반응실로부터의 불소가스의 유출에 대비하고 있다.
그러나, 가스배기수단에 의한 챔버 (33) 내의 기체를 배기할 경우, 옵틱스 챔버나 경통 (44) 의 밀폐도가 낮으면 (틈으로부터의 질소가스의 유출이 많으면), 가스배기수단 (39) 에 의한 음압도에 져서 옵틱스 챔버나 경통 (44) 에서 질소가스가 챔버 (33) 로 유출되어 경통 (44) 내의 압력이 저하되며, 이들과 연통하는 케이싱 (46) 내의 압력도 동시에 저하될 가능성이 있다. 그리고, 케이싱 (46), 경통 (44) 내의 압력이 챔버 (32) 나 크린 룸의 압력보다 저하되면, 케이싱 (46), 경통 (44) 내에 상술한 나사구멍이나 틈 등을 통해 크린 룸내의 공기가 유입될 우려가 있다. 특히, 경통 (44) 에 크린 룸내의 공기가 혼입된다.
크린 룸내의 공기는 충분히 정화가 이루어져 있으나, 케이싱 (46), 경통 (44) 내의 각 퍼지공간에 비하면 훨씬 산소농도가 높기 때문에, 크린 룸내의 공기가 케이싱 (42,46), 경통 (44) 내로 침입함으로써 레이저광의 투과율이 저하되며, 나아가서는 광학부재 표면이나 다른 부품과의 반응에 의해 장치성능이 열화된다는 문제가 생기는 것이다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, ArF 엑시머 레이저 등의 광원을 갖는 노광장치에 있어서, 송광계내에 채워지는 불활성가스의 상태를 항상 일정하게 유지하여 레이저광의 투과율을 높게 유지함으로써 안정된 노광처리를 계속적으로 실시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 반도체소자 등을 제조하기 위한 리소그래피공정은 크게 나누면 ① 기판상에 감광체를 도포하는 공정과, ② 노광용 조명하에서 마스크상의 패턴의 이미지를 투영광학계를 통해 ① 의 공정에 의해 감광체가 도포된 기판상에 투영노광하는 공정과, ③ ② 의 공정에 의해 상기 패턴의 이미지가 투영노광된 기판상의 감광체를 현상하는 공정으로 이루어져 있다. 이들 공정중 ① 및 ③ 의 공정은 크린 룸내에 설치된 도포현상장치 (코터/디벨로퍼) 에 의해 실장되고, ② 의 공정은 크린 룸내에 설치된 투영노광장치에 의해 실현되는 것이 일반적이다. 그리고, 도포현상장치와 투영노광장치 사이의 상기 기판의 수수시간의 단축 및 이 수수공정중에 생기는 기판의 오염 등의 방지를 위하여, 크린 룸내에 있어서 도포현상장치와 투영노광장치는 격리하여 설치되는 것이 아니라 서로 접속되어 설치되는 경우가 비교적 많고, 이 서로 접속된 상태에서의 장치구성은 총칭하여 도포현상 노광장치라 불리고 있다.
도 6 은 이와 같은 종래의 투영노광장치와 도포현상장치의 접속형태 (인 라인 구성) 를 나타내고 있으며, 내설된 도시하지 않은 기판반송장치에 의해 상기 기판이 도포현상장치 (52) 와 투영노광장치 (51) 사이에서 수수되는 구성으로 되어 있다.
상기한 바와 같이 인 라인 구성으로 투영노광장치와 도포현상장치를 서로 접속한 도포현상 노광장치내에서 기판으로의 감광체의 도포, 마스크상의 패턴의 이미지의 기판으로의 노광 및 감광체의 현상의 각 공정을 연속적으로 실시함으로써, 크린 룸의 분위기에서 기판을 격리하여 크린 룸내의 오염성 물질이 기판에 작용하지 않도록 하고 있다. 그러나, 도포현상장치에 있어서는 일반적으로 프로세스처리를 위하여 여러 가지 화학약품이 사용되고 있기 때문에, 이 화학약품이 인 라인 구성의 접속부를 통해 투영노광장치내로 침입하여 투영노광장치내의 기판을 오염시키며, 나아가서는 원하는 반도체소자 등을 제조할 수 없게 되는 문제가 발생하였다.
또한, 최근에는 특히 반도체소자 등의 고집적화에 대응하기 위한 투영광학계의 분해능 향상을 위하여, 종래의 수은램프의 g 선, i 선 등에 비하여 보다 단파장의 광원인 엑시머 레이저 (예컨대, 파장이 248 ㎚ 인 KrF 엑시머 레이저) 를 노광용 조명광의 광원으로서 사용하는 투영노광장치 (이하, 엑시머 노광장치라 함) 가 많이 사용되기 시작하고 있다. 그런데, 최근에는 엑시머 노광장치에 적용되는 감광체 (포토레지스트) 로서는 화학증폭형 레지스트라 불리는 것이 주류를 이루고 있으나, 이 화학증폭형 레지스트는 분위기중에 함유되는 염기성 물질에 의해 그 증폭작용이 현저하게 저해되는 특성을 갖고 있다.
따라서, 이와 같은 증폭작용의 저해를 방지하기 위하여, 상기한 바와 같이 인 라인 구성으로 투영노광장치와 도포현상장치를 서로 접속한 도포현상 노광장치내에서, 기판으로의 감광체의 도포, 마스크상의 패턴의 이미지의 기판으로의 노광 및 감광체의 현상의 각 공정을 연속적으로 실시함으로써, 크린 룸의 분위기에서 기판을 격리하여 크린 룸내의 염기성 물질이 기판에 작용하지 않도록 함과 동시에, 투영노광장치 및 도포현상장치 내부에서의 염기성 물질의 존재의 억제를 위하여 투영노광장치 및 도포현상장치 각각의 공조계에 케미컬 필터라 불리는 염기성 물질을 제거하는 필터를 장비하는 것이 일반적으로 되고 있다.
그러나, 도포현상장치에 있어서는 프로세스처리를 위하여 여러 가지 화학약품이 사용되고 있으며, 예컨대 기판으로의 포토레지스트의 밀착성 향상을 위하여 사용되는 표면처리제 HMDS 의 분해생성물이 염기성 물질이기 때문에, 이 분해생성물질이 인 라인 구성의 접속부를 통해 엑시머 노광장치내로 침입하여 화학증폭형 레지스트의 증폭작용을 저해하는 문제도 발생하였다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 도포현상장치에서 투영노광장치로의 투영노광공정에 악영향을 초래하는 물질의 침입을 방지하는 도포현상 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 개시
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 관한 노광시스템은 마스크의 패턴의 이미지를 기판에 전사하기 위한 제 1 장치 (2,51) 를 구비하는 제 1 유닛과, 제 1 장치와 다른 기능을 갖는 제 2 장치 (1,52) 를 구비하는 제 2 유닛과, 제 1 유닛과 제 2 유닛을 접속하는 접속유닛 (15,53) 으로 이루어지고, 접속부의 내압이 제 1 유닛 및 제 2 유닛 중 어느 한 내압보다 낮게 설정되며 또한 접속유닛이 설치되는 주위의 압력보다 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 노광시스템에 있어서, 제 1 장치는 노광광을 사출하는 광원과, 광원으로부터의 노광광을 송광광학계를 통해 마스크를 조명하는 조명광학계와, 조명된 마스크의 패턴의 이미지를 감광체가 도포된 기판상에 투영하는 투영광학계를 갖는 투영노광장치 (51) 이고, 제 2 장치는 기판상에 감광체를 도포하고, 패턴의 이미지가 투영된 감광체를 현상하는 도포현상장치 (52) 인 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 장치는 마스크를 조명하는 조명광학계와, 조명된 마스크의 패턴의 이미지를 기판상에 투영하는 투영광학계를 갖는 투영노광장치 (2) 이고, 제 2 장치는 노광광을 사출하는 광원 (1) 이고, 접속부 (15) 는 광원에서 사출된 노광광을 조명광학계로 안내하는 송광광학계 (4) 를 수용하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 관한 노광시스템은 마스크의 패턴의 이미지를 기판에 전사하기 위한 제 1 장치를 구비하는 제 1 유닛 (2,51) 과, 제 1 장치와 다른 기능을 갖는 제 2 장치를 구비하는 제 2 유닛 (1,52) 과, 제 1 유닛과 제 2 유닛을 접속하는 접속유닛 (15,53) 으로 이루어지고, 접속유닛내로 소정 가스를 공급하는 가스공급기 (10) 와, 접속유닛내의 기체의 상태변화를 검출하는 제 1 센서 (20) 와, 이 제 1 센서의 검출결과에 의거하여 가스공급기에 의한 소정 가스의 공급량을 조절하는 공급량 조절장치 (22) 를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서 다음과 같은 구성을 갖는 노광장치를 채택한다. 즉, 본 발명에 관한 노광장치는 도 1 에 나타내는 바와 같이 레이저 유닛 (1) 에서 사출된 노광광을 송광계 (4) 를 통해 마스크 (R) 를 조명하는 조명광학계 (5) 와, 조명된 마스크 패턴의 이미지를 감광기판 (W) 상에 투영하는 노광장치 본체 (2) 를 구비하는 노광장치로서, 송광계 (4) 를 수용하는 케이스체 (15) 내로 불활성가스를 공급하는 가스공급수단 (10) 과, 케이스체 (15) 내의 기체의 상태변화를 검출하는 제 1 검출수단 (20) 과, 제 1 검출수단 (20) 의 검출결과에 의거하여 가스공급수단 (10) 에 의한 불활성가스의 공급량을 조절하는 공급량 조절수단 (22) 을 구비한다.
상기 노광장치에 있어서는 케이스체 (15) 내에 채워진 불활성가스가 광학부재의 틈에서 외부로 새거나 하여 케이스체 (15) 내의 기체의 압력이 저하되거나 농도가 변화되면, 제 1 검출수단 (20) 에 의해 그 기체의 상태변화가 검출되며, 그리고 그 검출결과에 의거하여 불활성가스의 공급량이 조절된다. 그럼으로써, 케이스체 (15) 내부가 정상 상태로 회복되는 것이다.
그리고, 제 1 검출수단 (20) 으로서는 케이스체 (15) 의 내부와 외부의 압력차를 검출하는 차압계 또는 복수의 산소농도계가 채택되는데, 산소농도계는 케이스체 (15) 내의 각소에 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 도포현상 노광장치 (60) 는 노광용 조명광하에서 마스크상의 패턴의 이미지를 투영광학계를 통해 감광체가 도포된 기판상에 투영노광하는 공조계를 갖는 투영노광장치 (51) 와, 상기 기판상에 상기 감광체를 도포하고, 상기 패턴의 이미지가 투영노광된 상기 감광체를 현상하는 공조계를 갖는 도포현상장치 (52) 와, 상기 투영노광장치 (51) 와 상기 도포현상장치 (52) 를 접속하는 접속부 (53) 로 이루어지는 크린 룸 (58) 내에 설치된 도포현상 노광장치 (60) 로서, 상기 접속부 (53) 의 내압이 상기 투영노광장치 (51) 및 상기 도포현상장치 (52) 중 어느 한 내압보다 낮게 설정되며 또한 상기 크린 룸 (58) 의 내압보다 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 구성에 의하면, 상기 접속부 (53) 의 내압이 상기 투영노광장치 (51) 및 상기 도포현상장치 (52) 의 내압보다 낮게 설정되어 있기 때문에, 상기 접속부 (53) 내의 기체가 상기 투영노광장치 (51) 와 상기 도포현상장치 (52) 내로 침입하는 일이 없으며, 따라서 상기 도포현상장치 (52) 에서 상기 투영노광장치 (51) 로의 투영노광공정에 악영향을 초래하는 물질의 침입을 방지하는 도포현상 노광장치를 제공할 수 있다.
상기 도포현상 노광장치 (60) 에 있어서는, 상기 투영노광장치 (51) 및 상기 도포현상장치 (52) 가 갖는 공조계 중 적어도 일측의 공조계가 불순물질을 제거 또는 불활성화하는 케미컬 필터 (54,55,56) 를 구비하여도 된다. 상기 투영노광장치 (51) 의 노광용 조명광의 광원으로서 엑시머 레이저를 사용하여도 된다. 이와 같은 도포현상 노광장치 (60) 에 의하면, 상기 도포현상 노광장치의 투영노광장치로서 엑시머 노광장치를 사용하는 경우에 있어서 특히 화학증폭형 레지스트의 증폭작용을 저해하는 염기성 물질의 존재를 억제하는 도포현상 노광장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 반도체소자 또는 액정기판 등을 제조하기 위한 리소그래피공정에 있어서, ArF 엑시머 레이저 등의 광원을 갖는 노광시스템 및 노광장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 반도체소자, 액정표시소자 등의 제조에 사용되는 투영노광장치와 이 투영노광장치에 접속되어 사용되는 감광체 (포토레지스트) 의 도포현상장치에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에 관한 제 1 실시형태인 노광장치를 나타내는 전체 구성도이다.
도 2 는 도 1 의 노광장치에 있어서 질소가스가 채워지는 공간과 각 공간으로의 질소가스의 출입을 나타내는 모식도이다.
도 3 은 본 발명에 관한 제 2 실시형태인 도포현상 노광장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4 는 본 발명에 의한 도포현상 노광장치의 일례를 공조계의 동작원리를 주로 나타낸 도면이다.
도 5 는 종래의 노광장치의 일례를 나타내는 전체 구성도이다.
도 6 은 종래의 인 라인 구성에서의 도포현상 노광장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
본 발명에 관한 노광장치의 제 1 실시형태를 도 1 및 도 2 에 나타내며 설명한다.
도 1 은 ArF 엑시머 레이저 등의 광원을 갖는 노광장치의 전체구성을 나타내고 있다. 도 1 에 있어서, 부호 1 은 레이저 유닛, 2 는 노광장치 본체, 3 은 레이저 발진기 (12) 를 수납하는 챔버, 4 는 레이저 발진기 (12) 에서 사출되는 레이저광을 노광장치 본체 (2) 로 전송하는 송광계, 5 는 송광계 (4) 를 통해 전송된 레이저광을 레티클 (마스크) (R) 을 향해 조사하는 조명광학계, 6 은 조명광학계 (5) 에 의해 조명된 레티클 (R) 의 패턴 이미지를 웨이퍼 (감광기판) (W) 에 투영하는 투영광학계, 7 은 웨이퍼 (W) 를 수평한 2 방향으로 이동시키는 웨이퍼 스테이지, 8 은 노광장치 본체 (2) 를 수납하는 챔버, 9 는 챔버 (3) 내의 기체를 배기하는 가스배기수단, 10 은 후술하는 레이저 발진기가 구비하는 옵틱스 챔버 (12a,12b), 송광계 (4), 조명광학계 (5) 각각에 대하여 질소가스 (불활성가스) 를 개별적으로 공급하는 가스공급수단, 11 은 가스배기수단 (9), 가스공급수단 (10) 그 외의 작동을 제어하는 제어부이다.
도면에서 알 수 있는 바와 같이, 이 노광장치에서는 레이저 유닛 (1) 이 유틸리티 룸에, 노광장치 본체 (2) 가 유틸리티 룸에 인접하는 크린 룸에 각각 설치되어 있다. 이와 같이 설치함으로써, 크린 룸내를 유효하게 활용할 수 있다.
레이저 유닛 (1) 은 협대역화 모듈 및 방전전극을 포함하는 레이저 반응실을 구비하는 레이저 발진기 (12) 와, 이것을 수납하는 챔버 (3) 로 구성되어 있다. 협대역화 모듈은, 예컨대 프리즘과 회절격자의 조합 또는 에타론 (Fabry-Perot etalon) 이라 불리는 2 장의 공진기 미러를 평행하게 한 간섭형 대역필터 등의 광학소자로 구성된다. 본 실시형태에서는 2 장의 공진기 미러를 사용한 경우를 예로 들어 설명한다. 2 장의 공진기 미러는 일측이 전반사형 (반사형 공진기 미러 (AM)) 이고, 타측이 반투과·반반사형 (공진기 하프 미러 (HM)) 이다. 미러 (HM) 와 미러 (AM) 는 레이저 반응실 (13) 을 사이에 두고 배치됨과 동시에 옵틱스 챔버 (12a,12b) 내에 수납된다. 옵틱스 챔버 (12a) 는 경통 (15) 과 레이저 반응실 (13) 사이에서 가스공급수단 (10) 에서 공급되는 질소가스에 의해 퍼지공간을 형성하고 있다.
또한, 레이저 반응실은 F2(불소), Kr (크립톤) 또는 Ar (아르곤), Ne (네온) 등의 반응성가스로 채워져 있다. 그리고, 방전전극에 소정 전압을 인가함으로써, 레이저 반응실에서 레이저광이 발진되며, 이 레이저광은 미러 (AM), 미러 (HM) 사이에서 반사를 반복한 후에 송광계 (4) 로 출력된다.
또한, 가스배기수단 (9) 은 레이저 유닛 (1) 내의 레이저 반응실 (13) 에 불소가스가 사용되고 있기 때문에, 안전성 확보를 위하여 레이저 발진기 (12) 를 수납하는 챔버 (3) 내의 기체를 바깥으로 배출하기 위하여 설치되어 있다. 즉, 가스반응실로부터의 불소의 유출에 대비하고 있다.
송광계 (4) 는 미러 (14) 를 포함하는 복수의 광학부재로 구성되어 있으며, 각 광학부재는 광로를 덮는 경통 (15) (케이스체) 의 내부에 배치 (수용) 되어 있다. 경통 (15) 은 레이저 유닛 (1) 에서 챔버 (3), 크린 룸과 유틸리티 룸을 나누는 격벽 (16), 챔버 (8) 를 관통하여 설치되어 있다. 챔버 (3,8) 그리고 격벽 (16) 의 관통부분은 모두 높은 기밀성이 확보되어 있다.
조명광학계 (5) 는 미러 (17) 그리고 옵티컬 인테그레이터, 시야조리개 (모두 도시생략) 를 포함하는 광학부재로 구성되어 있다. 이들 각 광학부재도 송광계 (4) 와 마찬가지로 광로를 덮는 케이싱 (18) 의 내부에 배치되어 있다.
가스공급수단 (10) 에서 옵틱스 챔버 (12a,12b), 송광계 (4), 조명광학계 (5) 각각으로 질소가스를 공급하는 공급로 (19) 는 옵틱스 챔버 (12a,12b) 에 접속되는 공급로 (19a), 케이싱 (18) 에 접속되는 공급로 (19b) 의 각 계통 외에 경통 (15) 의 레이저 유닛 (1) 에 근접하는 위치에 접속되는 공급로 (19c) 와, 경통 (15) 의 노광장치 본체 (2) 에 근접하는 위치에 접속되는 공급로 (19d) 의 2 계통이 설치되어 있다. 그리고, 가스공급수단 (10) 은 각 공급로 (19a ∼ 19d) 를 통해 레이저 유닛 (1), 송광계 (4), 조명광학계 (5) 의 각부로의 질소가스의 공급량을 개별적으로 조절가능하게 되어 있다.
그리고, 본 실시형태에서는 경통 (15) 에 대하여 공급로 (19c) 와 공급로 (19d) 의 2 계통을 설치하였으나, 계통의 수는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 이것은 경통 (15) 내로의 질소가스의 공급효율을 높임과 동시에 경통 (15) 내를 균일한 퍼지공간으로 하기 위한 것이다.
경통 (15) 에는 광로내와 크린 룸의 압력차를 검출하는 차압계 (제 1 검출수단) (20) 가 설치되어 있으며, 제어부 (11) 에는 차압계 (20) 의 검출결과에 의거하여 가스배기수단 (9) 에 의한 챔버 (3) 내의 기체의 배기량을 조절하는 배기량 조절수단 (21) 이 설치되어 있다.
또한, 제어부 (11) 에는 차압계 (20) 의 검출결과에 의거하여 가스공급수단 (10) 에 의한 질소가스의 공급량을 조절하는 공급량 조절수단 (22) 과, 마찬가지로 차압계 (20) 의 검출결과에 의거하여 레이저 유닛 (1) 의 작동을 정지하는 정지수단 (23) 이 설치되어 있다.
레이저 유닛 (1) 을 수용하는 챔버 (3) 의 내부 (옵틱스 챔버 (12a)), 조명광학계 (5) 를 수용하는 케이싱 (18) 의 내부에는 각 내부의 산소농도를 계측하는 산소농도계 (24,25) (제 2, 제 3 검출수단) 가 각각 설치되어 있으며, 가스공급수단 (10) 은 이들 산소농도계 (24,25) 의 계측결과에 의거하여 옵틱스 챔버 (12a), 송광계 (4), 조명광학계 (5) 의 각부로의 질소가스의 공급량을 조절하도록 되어 있다. 그리고, 옵틱스 챔버 (12b) 도 동일한 구성이다.
상기한 바와 같이 구성된 노광장치에 대하여 옵틱스 챔버 (12a), 송광계 (4), 조명광학계 (5) 내의 질소가스의 상태변화를 도 2 에 나타낸다. 그리고, 도 2 에서는 도 1 에 있어서의 레이저 반응실 (13), 옵틱스 챔버 (12b) 를 생략하고, 옵틱스 챔버 (12a) 만을 나타내고 있다. 도 2 는 노광장치 내부에 있어서 질소가스가 채워지는 공간을 모식적으로 나타낸 것으로서, A1은 송광계 (4) 를 구성하는 경통 (15) 내의 퍼지공간, A2는 옵틱스 챔버 (12a) 내의 퍼지공간, A3는 조명광학계 (5) 를 수용하는 케이싱 (18) 내의 퍼지공간이다. A1, A2, A3는 노광에 필요한 레이저광의 전송경로를 구성하고 있으며, 인접하는 각 퍼지공간 사이에서 공기의 출입이 가능하다.
여기서, 크린 룸내의 압력을 P0, 퍼지공간 (A1,A2,A3) 내의 압력을 각각 P1, P2, P3라 한다. 그리고, 유틸리티 룸내의 압력은 크린 룸내의 압력과 동일하게 하거나 경통 (15) 내 및 챔버 (3) 내보다 낮게 배정되어 있는 것으로 한다. 또한, 질소가스 공급계를 구성하는 공급로 (19a) 를 통해 A2로 공급되는 질소가스의 공급량을 Q1, 공급로 (19b) 를 통해 A1으로 공급되는 질소가스의 공급량을 Q3, 공급로 (19c) 를 통해 A1으로 공급되는 질소가스의 공급량을 Q4, 공급로 (19d) 를 통해 A3로 공급되는 질소가스의 공급량을 Q2라 하고, 챔버 (3) 로부터의 가스의 배기량을 QB라 한다.
노광을 개시할 때에 A1, A2, A3를 향해 고순도의 질소가스가 공급되면, 도 2a 에 나타내는 바와 같이 지금까지 A1, A2, A3를 채우고 있던 공기 그리고 불순물을 함유하는 가스는 각 블록간의 작은 틈으로부터 밀려나오도록 하여 챔버 (3,8) 그리고 크린 룸으로 배출된다.
이 때 불순물을 함유하는 가스 (크린 룸, 유틸리티 룸, 챔버로부터의 공기를 함유함) 의 역류를 저지하기 위하여, P1, P2, P3는 항상 P0보다 높아지도록 Q1, Q2, Q3, Q4가 적절히 설정된다. 그리고, A1, A2, A3내에 발생하는 질소가스의 흐름은 A1에서 A2, A3를 향해 형성되는 것이 바람직하기 때문에, Q3, Q4는 Q1, Q2보다 약간 많게 설정된다. 즉, P1은 P2, P3보다 높게 설정되어 있다.
그런데, 가스공급수단 (10) 에 의한 A1, A2, A3로의 질소가스의 공급이 충분치 못한 경우, 질소가스의 공급부족으로 P1, P2, P3가 서서히 저하되어 P0＞ P1으로 될 가능성이 있다. P0＞ P1으로 되면, A1에는 경통 (15) 의 작은 틈 등을 통해 크린 룸내의 공기가 유입되게 된다. 그리고, A1, A2, A3사이에서는 공기의 출입이 가능하기 때문에, A1, A2, A3모두의 퍼지율이 저하되어 레이저광의 투과율이 저하되거나 광학재료 표면이나 다른 부품과의 반응에 의해 장치성능이 열화될 위험이 있다.
이 경우, 이 노광장치에서는 차압계 (20) 에 의해 A1과 크린 룸의 압력차 ΔP (= P1- P0) 가 항상 검출되어 있으며, 차압계 (20) 에 검출된 ΔP 의 값에 의거하여 필요에 따라 Q1, Q2, Q3, Q4가 조절된다. ΔP 가 차압계 (20) 의 분해능 이상의 정의 값을 나타내면 P0＜ P1이고 도 2a 의 상태가 유지되어 있다고 간주되는데, ΔP 가 차압계 (20) 의 분해능보다 작은 값을 나타내면, 도 2b 의 상태에 빠진 것으로 간주된다. 그리고, 공급량 조절수단 (11) 에 있어서 유출량 q ＜ Q1+ Q2+ Q3+ Q4가 되도록 Q1, Q2, Q3, Q4가 조절되어 A1, A2, A3내의 퍼지율의 회복이 도모된다. 그리고, 상술한 설명에서는 도 2 의 배기수단에 의한 배기량 (QB) 을 고려할 필요는 없다.
또한, 다른 실시형태로서 도 2a 의 상태에서 챔버 (3) 내의 가스 (케이스체) 배기를 위하여 QB가 증가된 경우, A2의 밀폐도 및 A1의 챔버 (3) 내에 수납되는 일부의 밀폐도가 충분치 못하면, 가스배기에 의한 챔버 (3) 내의 압력저하를 받아 챔버 (3) 내의 압력이 작아진다. 그럼으로써, A2또는 A1에서 챔버 (3) 내로 유출되는 질소가스 (불순물을 함유함) 의 유출량 (q) 이 증가하게 된다. q 가 증가하면, 도 2b 에 나타내는 바와 같이 A3에서 A1으로 향하는 질소가스의 흐름이 형성되어 q ＞ Q1+ Q2+ Q3+ Q4가 되면, A1, A2, A3로의 질소가스의 공급이 충분치 못한 경우와 마찬가지로 P0＞ P1으로 될 가능성이 있다.
이 경우, 이 노광장치에서는 차압계 (20) 의 검출결과에 의거하여 필요에 따라 QB가 조절된다. 차압계 (20) 의 검출결과에 의거하여 A1, A2, A3가 도 2b 의 상태에 빠진 것으로 간주된 경우, q ＜ Q1+ Q2+ Q3+ Q4가 되도록 배기조절수단 (21) 에 있어서 QB가 조절되어 A1, A2, A3내의 퍼지율의 회복이 도모된다.
그리고, 이 노광장치에서는 산소농도계 (24,25) 에 의해 A2, A3내의 산소농도가 항상 검출되어 있으며, 차압계 (20) 에 검출된 ΔP 의 값 혹은 각 산소농도계 (24,25) 에 검출된 산소농도에 의거하여 필요에 따라 레이저 유닛 (1) 의 작동을 정지시키도록 되어 있다. 차압계 (20) 의 검출결과에 의거하여 A1, A2, A3가 도 2b 의 상태에 빠졌다고 간주된 경우나 혹은 산소농도계 (24,25) 에 의해 A2, A3내의 산소농도가 어느 일측이라도 소정치를 상회한 경우에 있어서, 정지수단 (23) 에 의해 레이저 유닛 (1) 의 작동이 제어되어 레이저광의 사출이 일시적으로 정지한다. 그리고, A1, A2, A3내의 퍼지율의 회복이 도모되어 레이저광의 투과율이 정상 상태로 되돌아가면, 노광처리의 재개가 가능한 상태로 된다.
이상 설명한 바와 같이 상기와 같이 구성된 노광장치에 의하면, 레이저 유닛 (1) (옵틱스 챔버 (12a)), 송광계 (4) 그리고 조명광학계 (5) 내의 기체의 상태가 항상 일정하게 유지되어 레이저광의 투과율이 높게 유지되기 때문에, 안정된 노광처리를 계속할 수 있다.
그리고, A1, A2, A3내의 압력이 질소가스의 공급량이나 공급압력, 가스 (케이스체) 배기량을 변경하여도 회복하지 못한 경우에는, 경보나 경고램프의 점멸이나 점등 등 에러신호를 출력할 수도 있다. 그럼으로써, 원인규명을 실시할 수 있다.
그리고 본 실시형태에 있어서는, 송광계 (4) 에 A1과 크린 룸의 압력차 (ΔP) 를 검출하는 차압계 (20) 를 설치하고, 그 검출결과에 의거하여 A1, A2, A3로의 질소가스의 공급량을 제어하거나 QB를 제어함으로써 A1, A2, A3내의 퍼지율의 회복을 도모하였으나, 차압계 (20) 대신에 송광계 (4) 에 복수의 산소농도계를 설치하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 레이저 유닛 (1), 송광계 (4) 를 구성하는 경통 (15) 의 각소 (레이저 유닛 (1) 그리고 노광장치 본체 (2) 에 인접하는 양단부, 크린 룸 그리고 유틸리티 룸에 인접하는 경통 (15) 의 각측면 등) 에 각각 산소농도계를 설치하고, 산소농도의 상승이 검출된 개소에 따라 A1, A2, A3로의 질소가스의 공급량을 제어하거나 하여 A1, A2, A3내의 퍼지율의 회복을 도모하는 것이다.
또한, 경통 (15) 내에 질소가스를 공급하기 위한 공급로 (19c,19b) 각각에 대하여 질소가스의 유량을 계측하는 유량계를 설치하여도 된다. 그리고, 크린 룸내의 압력 (P0) 과 경통 (15) 의 압력 (P1) 의 압력관계를 P0＜ P1으로 하였을 때의 가스유량의 값을 레퍼런스라 한다. 그리고, 경통 (15) 내의 압력 (A1) 에 변동이 일어나면, 공급로 (19c,19b) 에서 공급되는 가스유량의 값에 변화가 생긴다. 따라서, 가스유량의 값의 변화에 의거하여 경통 (15) 내의 압력변화를 검출할 수 있다. 또한, 가스유량의 값에 변화가 생긴 경우, 가스공급수단 (10) 으로 그 취지의 신호를 출력하여 가스유량을 증가시켜도 항상 압력관계가 P0＜ P1으로 되게 할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는 퍼지용으로 질소가스를 채택하였으나, 그 외의 불활성가스, 예컨대 화학적으로 케미컬하게 온도가 조정된 드라이 에어, 헬륨가스 등의 불활성가스를 사용하여도 된다.
본 실시형태에서는 퍼지공간 (A1) 의 압력 (P1), 퍼지공간 (A2) 의 압력 (P2), 퍼지공간 (A3) 의 압력 (P3) 의 관계는 압력 (P1) 이 압력 (P3) 보다 높게 설정되는 구성에 대하여 설명하였으나, 퍼지공간 (A1) 의 압력이 (P1) 이 퍼지공간 (A2) 의 압력 (P2), 퍼지공간 (A3) 의 압력 (P3) 보다 낮게 설정함과 동시에 크린 룸이나 유틸리티 룸의 압력보다 높게 설정하는 구성이어도 된다. 이 압력관계를 유지하도록 제 1, 제 2, 제 3 검출수단의 결과에 의거하여 가스공급수단 (10) 으로부터의 가스공급량을 조절하면 된다. 이와 같이 함으로써, 퍼지공간 (A2) 과 퍼지공간 (A3) 사이에서 기체의 유입·유출을 방지할 수 있다.
그리고, 본 실시형태에 있어서는 레이저 유닛 (1) 을 유틸리티 룸에, 노광장치 본체 (2) 를 유틸리티 룸에 인접하는 크린 룸에 각각 설치하였으나, 레이저 유닛 (1) 은 노광장치 본체 (2) 와 마찬가지로 크린 룸에 설치하여도 된다. 또는 레이저 유닛 (1) 을 크린 룸의 바닥 아래에 배치하여도 된다.
본 실시형태에 있어서의 경통 (15) 및 챔버 (18) 에 수용되는 광학계는 복수의 광학소자나 광학부재로 구성되는데, 이들 광학부재나 광학소자의 각각을 독립된 퍼지공간내에 배치하여도 된다.
독립된 퍼지공간을 경통 (15) 및 챔버 (18) 내에 형성하였다 하더라도, 완전한 밀폐공간을 형성하기가 어렵기 때문에, 본 실시형태와 동일한 구성으로 대응할 수도 있다.
그리고, 상기 실시형태에서 사용되는 레이저로서는, 상술한 레이저광원으로 한정되지 않으며, 어떠한 파장의 광을 발진하는 것이어도 된다. 예컨대, 파장 248 ㎚, 193 ㎚, 157 ㎚ 그 외의 발진 스펙트럼을 갖는 엑시머 레이저여도 된다.
또한, 노광장치에 있어서의 투영광학계는 축소계 뿐만 아니라, 등배계 또는 확대형 (예컨대, 액정 디스플레이 제조용 노광장치 등) 을 사용하여도 된다.
그리고, 반도체소자의 제조에 사용되는 노광장치 뿐만 아니라, 액정표시소자 등을 포함하는 디스플레이의 제조에 사용되는 디바이스 패턴을 유리 플레이트상에 전사하는 노광장치, 박막자기헤드의 제조에 사용되는 디바이스 패턴을 세라믹 웨이퍼상에 전사하는 노광장치, 촬상소자 (CCD 등) 의 제조에 사용되는 노광장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 레티클 또는 마스크를 제조하기 위하여 유리기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로패턴을 전사하는 노광장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
복수의 렌즈로 구성되는 조명광학계, 투영광학계를 노광장치 본체에 설치하여 광학조정을 함과 동시에 다수의 기계부품으로 이루어지는 레티클 스테이지나 웨이퍼 스테이지를 노광장치 본체에 부착하여 배선이나 배관을 접속하며, 그리고 종합조정 (전기조정, 동작확인 등) 을 함으로써 본 실시예의 노광장치를 제조할 수 있다. 그리고, 노광장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 크린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스는 디바이스의 기능·성능설계를 실시하는 스텝, 이 설계스텝에 의거한 레티클을 제조하는 스텝, 실리콘재료로 웨이퍼를 제작하는 스텝, 상술한 실시예의 노광장치에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼에 노광하는 스텝, 디바이스 조립스텝 (다이싱공정, 본딩공정, 패키지공정을 포함함), 검사스텝 등을 거쳐 제조된다. 이상과 같이 본 발명은 상술한 실시형태로 한정되지 않으며, 또한 각 실시형태의 각각을 필요에 따라 조합한 구성을 취할 수도 있다.
제 1 실시형태에서는 투영노광장치 본체 (5) 와 레이저 유닛 (1) 과 그 사이에 경통 (15) 을 구비한 노광장치를 대상으로 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 투영노광장치 본체 (5) 대신에 레이저 유닛 및 경통 (15) 을 포함하여 구성되는 노광장치 전체를 챔버 (8) 내에 수용하고, 레이저 유닛 (1) 대신에 노광장치와의 사이에서 웨이퍼의 반출·반입을 실시하여 웨이퍼에 감광체의 도포나 패턴 이미지의 현상을 실시하는 도포현상장치로 하여도 된다. 또한, 경통 (15) 대신에 도포현상장치와 노광장치 전체를 접속하여, 내부의 압력이 노광장치 전체 및 도포현상장치 중 어느 한 내압보다 낮게 설정되며 또한 크린 룸내의 압력보다 높게 설정된 접속부로 하여도 된다.
이와 같은 구성에 있어서도, 이와 같은 압력관계를 유지하기 위하여 본 실시형태의 구성을 적용할 수 있다. 이 경우, 본 실시형태에 있어서의 가스배출수단은 도포현상장치를 수용하는 챔버에 설치하면 된다.
이하, 본 발명에 의한 제 2 실시형태인 도포현상 노광장치를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3 은 본 발명에 의한 도포현상 노광장치의 실시형태의 일례를 나타내는 개략 구성도로서, 투영노광장치 (51) 와 도포현상장치 (52) 를 접속하는 접속부 (공조버퍼공간) (3) 의 내압이 상기 투영노광장치 (51) 및 도포현상장치 (52) 의 각 내압보다 낮게 설정되며 또한 도포현상 노광장치 (60) 가 설치되어 있는 크린 룸 (58) 의 압력보다 높게 설정되어 있는 구성으로 한 것이다. 이 구성을 실현하기 위한 공조계의 구성의 일실시형태에 대하여 도 4 를 참조하여 이하 설명한다.
도 4 는 본 발명에 의한 도포현상 노광장치의 일례를 공조계의 동작원리를 주로 한 도면으로서, 도면중의 화살표는 공기가 흐르는 방향을 나타낸다.
노광장치 (51) 는 그 내부에서 화학약품 등의 오염성 물질을 사용하지 않기 때문에, 기본적으로는 내부순환식 공조방식에 의해 공조를 실시한다. 이 방식에 의하면, 노광장치의 동작 정밀도를 보상하기 위한 온도조절 제어계의 부하, 즉 히터 및 쿨러의 용량을 작게 할 수 있음과 동시에, 노광장치가 설치되어 있는 크린 룸 (58) 내의 화학적으로 더러워진 분위기 (예컨대, 염기성 물질의 대표적 예인 암모니아 이온 농도가 0 ∼ 수+ppb 인 분위기) 가 노광장치의 공조계의 케미컬 필터를 항상 통과하여 케미컬 필터의 수명이 짧아진다는 문제점을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로는 노광장치 (51) 의 공조계에 속하는 케미컬 필터로서는, 케미컬 필터 (54 및 55) 에 의해 구성되어 있다. 케미컬 필터 (55) 는 노광장치 (51) 의 내부를 순환하는 공기류를 필터링한다. 노광장치 (51) 는 기판을 외부에서 침입하는 먼지로 인한 오염으로부터 지키기 위하여, 그 내압을 크린 룸 (58) 의 압력보다 높게 설정하여 그 케이스체 (챔버) 의 완전히 기밀(氣密)되지 않은 구조 (미소공 등) 를 통해 유출공기류 (61) 을 일으킨다.
케미컬 필터 (54) 는 이 유출공기 상당분의 공기를 크린 룸 (58) 을 통해 받아들이는 에어인렛부에 설치되어 크린 룸 (58) 에서 노광장치 (51) 로 유입되는 공기를 필터링한다. 노광장치내의 공기의 흐름은 압송용 팬 블로어 (57) 에 의해 생성된다.
노광장치 (51) 의 공조계에 대하여 도포현상 노광장치 (52) 의 공기계(空氣系)는 그 내부에서 사용되는 화학약품에서 발생하는 물질을 함유한 화학적으로 더러워진 공기가 기판에 닿는 일이 없도록 하기 위하여, 순환방식이 아니라 싱클패스의 공조방식을 채택하고 있다. 즉, 도포현상장치 (52) 의 공조계에 있어서는, 에어인렛부에 설치된 케미컬 필터 (56) 에 의해 크린 룸 (58) 에서 유입되는 공기류를 에어 필터링한 후에 그 공기류를 처리중인 기판에 대고 순환되는 일 없이 벤틸레이션 포트 (62) 를 통해 외부로 배출한다. 벤틸레이션 포트 (62) 는 통상 화학적으로 더러워진 공기가 크린 룸 (58) 내로 확산되지 않도록 도시하지 않은 공장의 배기처리장치에 접속되어 있다. 그리고, 상기 공기류는 도포현상장치 (52) 내에 설치된 도시하지 않은 팬 블로어 (57) 에 의해 생성된다.
그런데, 상기한 바와 같이 구성된 노광장치 (51) 와 도포현상장치 (52) 는 접속부 (공조버퍼공간) (53) 를 통해 서로 접속된다. 접속부 (53) 에는 도시하지 않은 기판반송 또는 수수장치가 설치되어 있다. 접속부 (53) 는 벤틸레이션 포트 (63) 를 가지며, 이 벤틸레이션 포트에 접속된 도시하지 않은 크린 룸 배기장치의 부의 인입압력 또는 이 벤틸레이션 포트에 설치된 도시하지 않은 배기 팬의 배압에 의해 접속부 (53) 내의 공기가 배기되는 구성으로 되어 있다.
이와 같은 구성을 채택함으로써, 노광장치 (51) 와 도포현상장치 (52) 사이의 버퍼공간으로 되는 접속부 (53) 의 내압은 노광장치 (51) 및 도포현상장치 (52) 의 각 내압보다 낮아지며, 따라서 이 접속부 (53) 를 통과한 노광장치 (51) 와 도포현상장치 (52) 사이에서의 공기의 흐름을 차단할 수 있다. 또한, 이 구성에 있어서는 접속부 (53) 의 내압이 크린 룸 (58) 의 압력보다 높아지도록 설정한다. 그럼으로써, 먼지나 화학적으로 더러워진 물질을 함유하는 크린 룸 (58) 의 분위기가 접속부 (53) 로 침입해 오는 것을 방지한다. 그리고, 노광장치 (51) 와 도포현상장치 (52) 의 인 라인 구성에 있어서 통상 설치되는 인 라인 인터페이스부 (기판의 수수나 일시적 대기에 이용되는 접속용 작은 방) 에 벤틸레이션 포트를 설치하여 접속부 (53) 를 형성하면 상기한 구성을 간편하게 실현할 수 있다.
여기서 사용되는 필터의 종류로서는, 실리콘계의 유기물 (예컨대, 실록산이나 실라잔) 을 제거하는 유기물 필터나 가소제 (푸탈산에스테르 등), 난연제 (인산, 염소계 물질) 등을 제거하는 활성탄 필터 (예컨대, 니터(주) 제조의 기가소프) 나 제올라이트 필터 등을 사용할 수 있다.
제 2 실시형태에서는 투영노광장치 (51) 와 도포현상장치 (52) 와 투영노광장치 (51) 와 도포현상장치 (22) 를 접속하는 접속부 (53) 로 이루어지는 도포현상 노광장치를 대상으로 설명하였으나, 투영노광장치 (51) 단체의 구성에 대해서도 본 실시형태를 적용할 수 있다.
이하, 이와 같은 투영노광장치 (51) 의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 투영노광장치 (51) 는 크게 나눠서 3 부분으로 구성된다. 첫째로, 노광광을 사출하는 광원, 둘째로, 광원에서 사출한 노광광으로 마스크를 조명하는 조명광학계, 조명된 마스크의 패턴의 이미지를 기판상으로 전사하는 투영광학계, 마스크가 놓이는 스테이지 및 기판이 놓이는 스테이지를 구비하는 노광장치 본체와, 셋째로, 광원과 조명광학계 사이에 배치되며, 광원으로부터의 노광광을 조명광학계로 안내하는 송광광학계로 구성된다. 그리고, 광원은 레이저 유닛내에 수용되고, 송광광학계는 접속유닛내에 수용된다. 이들 각 유닛 및 본체 챔버는 크린 룸내에 설치되는 구성이다.
이와 같이 구성된 투영노광장치 단체(單體)라도 레이저 유닛내의 압력과, 접속유닛내의 압력과, 본체 챔버내의 압력의 각각의 관계는 본 실시형태와 마찬가지로 매우 중요하다. 즉, 크린 룸내의 불순물이 레이저 유닛, 접속유닛, 본체 챔버내로 유입되지 않도록 함과 동시에, 레이저 유닛과 본체 챔버 사이에서 기체의 흐름이 일어나지 않도록 하고, 한편 예컨대 본체 챔버내의 기체에 불순물이 혼입되었다 하더라도 이 불순물이 레이저 유닛으로 유출되지 않도록 하는 것이 중요하다.
따라서, 제 2 실시형태의 변형예로서 본 실시형태에 있어서의 투영노광장치 (51) 를 투영노광장치 본체를 수용하는 본체 챔버로 하고, 도포현상장치 (2) 를 광원을 수용하는 레이저 유닛으로 하고, 접속부를 송광광학계를 수용하는 접속유닛으로 하여도 된다.
즉, 경통 (접속유닛) 내부의 압력이 노광장치 본체를 수용하는 챔버나 레이저 유닛측의 각각의 내부압력보다 낮게 설정하며 또한 크린 룸의 압력보다 높게 설정하면 된다. 이와 같은 구성으로 하면, 노광장치 본체와 레이저광 사이의 노광광로 전체가 퍼지되어 있었다 하더라도, 투영노광 본체와 레이저 유닛 사이에서 기체의 흐름을 방지할 수 있다. 또한, 송광계를 구성하는 광학소자에 노광장치 본체나 레이저 유닛으로부터의 불순물의 혼입을 억제할 수 있으므로 광학소자의 흐림을 방지할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 있어서, 투영노광장치 또는 노광장치 본체를 수용하는 챔버를 제 1 유닛으로 하고, 레이저 유닛 또는 도포현상장치를 수용하는 챔버를 제 2 유닛으로 하고, 제 1 유닛과 제 2 유닛 사이에 설치되는 경통이나 접속부를 접속유닛으로 하여도 된다. 즉, 접속유닛은 다른 제어동작을 실시하는 장치를 수납하는 각 제 1, 제 2 유닛을 연결하는 것이다.
또한, 제 2 유닛이 수용하는 장치로서는, 제 1 유닛이 수용하는 장치와 동일한 구성의 장치로서, 마스크의 패턴의 형상이 다른 것이어도 된다.
그리고, 제 1 유닛, 제 2 유닛으로 한정되는 것이 아니라 복수의 유닛을 구비하는 구성이어도 된다. 이 경우, 복수의 유닛에 수납되는 장치는 동일한 제어동작을 실시하는 것이나 다른 제어동작을 실시하는 것이어도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 노광시스템에 의하면, 제 1 유닛과 제 2 유닛을 접속하는 접속부의 내압이 제 1 유닛 및 제 2 유닛의 각 내압보다 낮게 설정되어 있기 때문에, 제 2 유닛내의 화학적으로 더러워진 물질이 제 1 유닛내로 침입해 오는 경우를 막을 수 있으며, 따라서 노광시스템내에서 기판 등이 이 물질로 인해 오염되는 일 없이 원하는 반도체소자 등을 제조할 수 있다.
또한, 노광시스템의 동작 정밀도 (간섭계의 계측 정밀도 등) 에 영향을 미치는 노광시스템내의 공조의 온도 안정성에 관해서도, 제 2 유닛에서 제 1 유닛으로의 온도가 다른 공기의 유입을 없앨 수 있기 때문에, 보다 양호한 온도 안정성을 유지할 수 있으므로 동작 정밀도의 향상에도 기여한다.
또한, 본 발명에 관한 노광장치에 의하면, 케이스체내에 채워진 불활성가스가 광학부재의 틈에서 외부로 새거나 하여 케이스체내의 기체의 압력이 저하되거나 농도가 변화되면, 제 1 검출수단에 의해 케이스체내의 상태변화가 검출되며, 그리고 그 검출결과에 의거하여 불활성가스의 공급량이 조절됨으로써 케이스체내가 정상 상태로 회복된다. 그럼으로써, 송광계내의 기체의 상태가 항상 일정하게 유지되어 레이저광의 투과율이 높게 유지되기 때문에, 안정된 노광처리를 계속할 수 있다.
상기 제 1 검출수단으로서 케이스체의 내부와 외부의 압력차를 검출하는 차압계를 설치한 경우에는, 케이스체내의 압력이 외부의 압력보다 저하된 상태, 즉 외부에서 케이스체내로 오염된 공기가 유입될 위험이 있는 상태를 검출할 수 있으며, 그 검출결과에 의거하여 케이스체내의 압력회복을 도모할 수 있으므로 케이스체내의 기체의 상태변화를 작은 것으로 억제할 수 있다.
상기 제 1 검출수단으로서 케이스체내의 각소에 설치한 복수의 산소농도계를 설치한 경우에는, 케이스체내의 각소에 있어서 산소농도가 소정 값을 상회한 상태, 즉 산소농도의 상승으로 인해 레이저광의 투과율이 저하되어 광학부재 표면이나 다른 부품과의 반응에 의해 장치성능이 열화될 위험이 있는 상태를 신속하게 검출할 수 있으며, 그 결과에 의거하여 케이스체내의 불활성가스 농도의 회복을 도모할 수 있으므로 케이스체내의 기체의 상태변화를 작은 것으로 억제할 수 있다.
케이스체내의 기체의 상태변화가 검출된 경우에 레이저 유닛의 작동을 정지하는 정지수단을 더욱 구비한 경우에는, 레이저광의 투과율이 저하된 상태에서는 레이저광의 조사를 중단하여 투과율이 저하된 상태에서의 노광을 방지하여 노광의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 레이저 유닛으로부터의 가스의 배기량을 조절하는 배기량 조절수단을 구비한 경우, 레이저 유닛내, 그리고 노광장치 본체내에 채워진 불활성가스가 광학부재의 틈에서 외부로 새거나 하여 케이스체내의 기체의 압력이 저하되거나 농도가 변화되면, 제 1 검출수단에 의해 케이스체내의 해당 기체의 상태변화가 검출되며, 그리고 그 검출결과에 의거하여 레이저 유닛내의 불필요한 가스의 배기량이 조절됨으로써 케이스체내가 불활성가스에 채워진 정상 상태로 회복된다. 그럼으로써, 송광계내의 기체의 상태가 항상 일정하게 유지되어 레이저광의 투과율이 높게 유지되므로 안정된 노광처리를 계속할 수 있다.
또한, 레이저 유닛내의 기체의 상태변화를 검출하는 제 2 검출수단 및 조명광학계를 수용하는 케이스체내의 기체의 상태변화를 검출하는 제 3 검출수단을 설치한 경우에는, 레이저 유닛내 그리고 노광장치 본체내에 채워진 불활성가스가 광학부재의 틈에서 외부로 새거나 하여 케이스체내의 기체의 압력이 저하되거나 농도가 변화되면, 제 2, 제 3 검출수단에 의해 레이저 유닛 그리고 노광장치 본체내의 기체의 상태변화가 검출되며, 그리고 그 검출결과에 의거하여 불활성가스의 공급량이 조절됨으로써 케이스체내가 불활성가스로 채워진 정상 상태로 회복된다. 그럼으로써, 송광계 뿐만 아니라 레이저 유닛, 노광장치 본체를 포함한 광로내의 기체의 상태가 항상 일정하게 유지되어 레이저광의 투과율이 높게 유지되므로 안정된 노광장치를 계속할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 도포현상 노광장치에 의하면, 노광장치와 도포현상장치를 접속하는 접속부 (공조버퍼공간) 의 내압이 노광장치 및 도포현상장치의 각 내압보다 낮게 설정되어 있기 때문에, 도포현상장치내의 화학적으로 더러워진 물질이 노광장치내로 침입해 오는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 노광장치내에서 기판 등이 이 물질로 인해 오염되는 일 없이 원하는 반도체소자 등을 제조할 수 있다. 이 효과는 화학증폭형 레지스트를 감광체로서 많이 사용하는 엑시머 노광장치에 있어서, 노광장치 또는 도포현상장치의 공조계에 케미컬 필터를 장비한 경우에 있어서, 염기성 물질의 존재를 억제할 수 있으므로 특히 현저하다.
또한, 노광장치의 동작 정밀도 (간섭계의 계측 정밀도 등) 에 영향을 미치는 노광장치내의 공조의 온도 안정성에 관해서도 도포현상장치에서 노광장치로의 온도가 다른 공기의 유입을 없앨 수 있기 때문에, 보다 양호한 온도 안정성을 유지할 수 있으므로 동작 정밀도의 향상에도 기여한다.
그리고, 노광장치 또는 도포현상장치의 공조계에 케미컬 필터를 장비한 경우에 있어서는, 접속부 (공조버퍼공간) 에 케미컬 필터링된 공기가 유입되기 때문에, 접속부 (공조버퍼공간) 의 케미컬 필터링이 확보되는 효과도 생긴다.
Claims (15)
- 마스크의 패턴의 이미지를 기판에 전사하기 위한 제 1 장치를 구비하는 제 1 유닛과,상기 제 1 장치와 다른 기능을 갖는 제 2 장치를 구비하는 제 2 유닛과,상기 제 1 유닛과 상기 제 2 유닛을 접속하는 접속유닛으로 이루어지는 노광시스템에 있어서,상기 접속부의 내압이 상기 제 1 유닛 및 상기 제 2 유닛 중 어느 한 내압보다 낮게 설정되며 또한 상기 접속유닛이 설치되는 주위의 압력보다 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 노광시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 장치는 노광광을 사출하는 광원과, 상기 광원으로부터의 노광광을 송광광학계를 통해 상기 마스크를 조명하는 조명광학계와, 조명된 상기 마스크의 패턴의 이미지를 감광체가 도포된 상기 기판상에 투영하는 투영광학계를 갖는 투영노광장치이고,상기 제 2 장치는 상기 기판상에 상기 감광체를 도포하고, 상기 패턴의 이미지가 투영된 상기 감광체를 현상하는 도포현상장치인 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 장치는 상기 마스크를 조명하는 조명광학계와, 조명된 상기 마스크의 패턴의 이미지를 상기 기판상에 투영하는 투영광학계를 갖는 투영노광장치이고,상기 제 2 장치는 노광광을 사출하는 광원이고,상기 접속부는 상기 광원에서 사출된 상기 노광광을 조명광학계로 안내하는 송광광학계를 수용하는 것을 특징으로 하는 노광시스템.
- 마스크의 패턴의 이미지를 기판에 전사하기 위한 제 1 장치를 구비하는 제 1 유닛과,상기 제 1 장치와 다른 기능을 갖는 제 2 장치를 구비하는 제 2 유닛과,상기 제 1 유닛과 상기 제 2 유닛을 접속하는 접속유닛으로 이루어지는 노광시스템에 있어서,상기 접속유닛내로 소정 가스를 공급하는 가스공급기와, 상기 접속유닛내의 기체의 상태변화를 검출하는 제 1 센서와, 이 제 1 센서의 검출결과에 의거하여 상기 가스공급기에 의한 상기 소정 가스의 공급량을 조절하는 공급량 조절장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광시스템.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 장치는 노광광을 사출하는 광원과, 상기 광원으로부터의 노광광을 송광광학계를 통해 상기 마스크를 조명하는 조명광학계와, 조명된 상기 마스크의 패턴의 이미지를 감광체가 도포된 상기 기판상에 투영하는 투영광학계를 갖는 투영노광장치이고,상기 제 2 장치는 상기 기판상에 상기 감광체를 도포하고, 상기 패턴의 이미지가 투영된 상기 감광체를 현상하는 도포현상장치인 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 장치는 상기 마스크를 조명하는 조명광학계와, 조명된 상기 마스크의 패턴의 이미지를 상기 기판상에 투영하는 투영광학계를 갖는 투영노광장치이고,상기 제 2 장치는 노광광을 사출하는 광원이고,상기 접속부는 상기 광원으로부터 사출된 상기 노광광을 상기 조명광학계로 안내하는 송광광학계를 수용하는 것을 특징으로 하는 노광시스템.
- 레이저 유닛에서 사출된 노광광을 송광계를 통해 마스크를 조명하는 조명광학계를 갖고, 조명된 마스크 패턴의 이미지를 감광기판상에 투영하는 노광장치로서,상기 송광계를 수용하는 케이스체내로 불활성가스를 공급하는 가스공급수단과, 상기 케이스체내의 기체의 상태변화를 검출하는 제 1 검출수단과, 이 제 1 검출수단의 검출결과에 의거하여 상기 가스공급수단에 의한 불활성가스의 공급량을 조절하는 공급량 조절수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 검출수단으로서 상기 케이스체의 내부와 외부의 압력차를 검출하는 차압계를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 검출수단으로서 상기 케이스체내에 복수의 산소농도계를 설치하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 검출수단에 의해 상기 케이스체내의 기체의 상태변화가 검출된 경우에 상기 레이저 유닛의 작동을 정지하는 정지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 7 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 레이저 유닛으로부터의 불필요한 가스를 배기하는 가스배기수단과, 상기 제 1 검출수단의 검출결과에 의거하여 상기 레이저 유닛으로부터의 가스의 배기량을 조절하는 배기량 조절수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 7 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 가스공급수단이 상기 레이저 유닛내로 불활성가스를 공급하는 계통과 상기 조명광학계를 수용하는 케이스체내로 불활성가스를 공급하는 계통의 2 계통이 설치되고,상기 레이저 유닛내의 기체의 상태변화를 검출하는 제 2 검출수단이 설치됨과 동시에 상기 조명광학계를 수용하는 케이스체내의 기체의 상태변화를 검출하는 제 3 검출수단이 설치되고,상기 공급량 조절수단이 상기 제 2, 제 3 검출수단의 검출결과에 의거하여 상기 가스공급수단의 각 계통마다 불활성가스의 공급량을 조절하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 노광용 조명광하에서 마스크상의 패턴의 이미지를 투영광학계를 통해 감광체가 도포된 기판상에 투영노광하는 공조계를 갖는 투영노광장치와, 상기 기판상에 상기 감광체를 도포하고, 상기 패턴의 이미지가 투영노광된 상기 감광체를 현상하는 공조계를 갖는 도포현상장치와, 상기 투영노광장치와 상기 도포현상장치를 접속하는 접속부로 이루어지는 크린 룸내에 설치된 도포현상 노광장치로서,상기 접속부의 내압이 상기 투영노광장치 및 상기 도포현상장치중 어느 한 내압보다 낮게 설정되며 또한 상기 크린 룸의 내압보다 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 도포현상 노광장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 투영노광장치 및 상기 도포현상장치가 갖는 공조계 중 적어도 하나의 공조계가 불순물질을 제거 또는 불활성화하는 케미컬 필터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도포현상 노광장치.
- 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 노광용 조명광의 광원으로서 엑시머 레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 도포현상 노광장치.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100763669B1 (ko) * | 2005-05-10 | 2007-10-04 | 도시바 기카이 가부시키가이샤 | 전사 장치 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100307628B1 (ko) * | 1999-04-03 | 2001-10-29 | 윤종용 | 반도체 제조설비의 청정방법 및 이를 적용한 반도체 제조 설비 |
| JP2001144003A (ja) | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| JP2002057100A (ja) * | 2000-05-31 | 2002-02-22 | Canon Inc | 露光装置、コートデベロップ装置、デバイス製造システム、デバイス製造方法、半導体製造工場および露光装置の保守方法 |
| WO2002054463A1 (fr) * | 2000-12-28 | 2002-07-11 | Nikon Corporation | Dispositif d'exposition |
| EP1256844A1 (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-13 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
| US6897165B2 (en) * | 2001-06-06 | 2005-05-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Environmental control equipment/method of developing apparatus for developing light-exposed resist film with developer in wafer treating chamber |
| EP1396759A3 (en) * | 2002-08-30 | 2006-08-02 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby |
| EP1394611A1 (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-03 | ASML Netherlands BV | Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby |
| US6770895B2 (en) | 2002-11-21 | 2004-08-03 | Asml Holding N.V. | Method and apparatus for isolating light source gas from main chamber gas in a lithography tool |
| JP2004281854A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Canon Inc | 露光装置 |
| US6919573B2 (en) | 2003-03-20 | 2005-07-19 | Asml Holding N.V | Method and apparatus for recycling gases used in a lithography tool |
| US7354845B2 (en) * | 2004-08-24 | 2008-04-08 | Otb Group B.V. | In-line process for making thin film electronic devices |
| EP1906251A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-02 | Carl Zeiss SMT AG | Projection exposure method and projection exposure system |
| JP2008181968A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Toshiba Corp | 半導体製造システムおよび半導体装置の製造方法 |
| JP2009002634A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Unitec Inc | ユニット型クリーンルーム |
| JP2010134064A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Nikon Corp | マスクレス露光観察装置 |
| WO2012147658A1 (ja) * | 2011-04-25 | 2012-11-01 | 株式会社ニコン | 基板処理装置 |
| JP5398040B1 (ja) * | 2012-08-03 | 2014-01-29 | Ｎｅｃアクセステクニカ株式会社 | 画像読取装置および集光部材 |
| US10443127B2 (en) * | 2013-11-05 | 2019-10-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | System and method for supplying a precursor for an atomic layer deposition (ALD) process |
| DE112022003190T5 (de) * | 2021-06-23 | 2024-05-02 | Horiba, Ltd. | Analysevorrichtung und analyseverfahren |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4690528A (en) * | 1983-10-05 | 1987-09-01 | Nippon Kogaku K. K. | Projection exposure apparatus |
| EP0322205A3 (en) * | 1987-12-23 | 1990-09-12 | Texas Instruments Incorporated | Automated photolithographic work cell |
| KR970003907B1 (ko) * | 1988-02-12 | 1997-03-22 | 도오교오 에레구토론 가부시끼 가이샤 | 기판처리 장치 및 기판처리 방법 |
| DE68922061T2 (de) * | 1988-10-03 | 1995-08-31 | Canon Kk | Vorrichtung zum Regeln der Temperatur. |
| JP2783575B2 (ja) * | 1989-02-10 | 1998-08-06 | キヤノン株式会社 | 回路製造のための露光方法及び露光装置 |
| US4989031A (en) * | 1990-01-29 | 1991-01-29 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus |
| US5326316A (en) * | 1991-04-17 | 1994-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Coupling type clean space apparatus |
| US5559584A (en) * | 1993-03-08 | 1996-09-24 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| DE69531019T2 (de) * | 1994-04-08 | 2004-01-08 | Canon K.K. | Behandlungsmethode und -vorrichtung für ein resistbeschichtetes Substrat |
| TW295677B (ko) * | 1994-08-19 | 1997-01-11 | Tokyo Electron Co Ltd | |
| US5577558A (en) * | 1995-10-16 | 1996-11-26 | General Motors Corporation | In-well device for in situ removal of underground contaminants |
| JP4011643B2 (ja) * | 1996-01-05 | 2007-11-21 | キヤノン株式会社 | 半導体製造装置 |
| US6002987A (en) * | 1996-03-26 | 1999-12-14 | Nikon Corporation | Methods to control the environment and exposure apparatus |
| JPH09270385A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Nikon Corp | 露光装置の環境制御装置 |
| TW333658B (en) * | 1996-05-30 | 1998-06-11 | Tokyo Electron Co Ltd | The substrate processing method and substrate processing system |
| US6168667B1 (en) * | 1997-05-30 | 2001-01-02 | Tokyo Electron Limited | Resist-processing apparatus |
| JP3926890B2 (ja) * | 1997-06-11 | 2007-06-06 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理システム |
| JP3425592B2 (ja) * | 1997-08-12 | 2003-07-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理装置 |
| US6257827B1 (en) * | 1997-12-01 | 2001-07-10 | Brooks Automation Inc. | Apparatus and method for transporting substrates |
| JP3769957B2 (ja) * | 1998-06-15 | 2006-04-26 | 松下電工株式会社 | ヘアカッター |
| TW428216B (en) * | 1998-07-29 | 2001-04-01 | Tokyo Electron Ltd | Substrate process method and substrate process apparatus |
-
1998
- 1998-01-19 JP JP10007128A patent/JPH11204411A/ja active Pending
-
1999
- 1999-01-19 KR KR1020007007664A patent/KR20010034055A/ko not_active Application Discontinuation
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-
2002
- 2002-09-18 US US10/245,585 patent/US20030038929A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100763669B1 (ko) * | 2005-05-10 | 2007-10-04 | 도시바 기카이 가부시키가이샤 | 전사 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1050900A4 (en) | 2004-02-11 |
| JPH11204411A (ja) | 1999-07-30 |
| AU1890999A (en) | 1999-08-02 |
| WO1999036950A1 (fr) | 1999-07-22 |
| US20030038929A1 (en) | 2003-02-27 |
| EP1050900A1 (en) | 2000-11-08 |
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