KR20080090984A - 처리장치 및 분위기 치환방법 - Google Patents

처리장치 및 분위기 치환방법 Download PDF

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Abstract

진공환경하에서 기판을 처리하는 본원 발명의 노광장치는, 기판을 유지하는 유지유닛과, 유지유닛에 의해 유지된 기판에 대향하는 면을 가지는 집진부와, 유지유닛을 수납하고, 내부 공간이 감압 가능한 진공실과, 기판에 대향하는 집진부의 면의 온도를 기판의 온도보다도 낮은 온도로 제어하는 온도제어 유닛과, 온도제어유닛이 집진부의 기판에 대향하는 면의 온도를 제어한 다음에, 유지유닛과 집진부 중의 한쪽을 다른 한쪽에 대해서 접근시키는 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

처리장치 및 분위기 치환방법{PROCESSING APPARATUS AND ATMOSPHERE EXCHANGE METHOD}
본 발명은 처리장치 및 분위기 치환방법에 관한 것이다.
종래의 로드락실(load lock chamber)은 대기압 환경에 배치된 기판 수납부로부터 기판을 받아 진공환경에서 기판을 처리하는 처리실에 반입하거나, 또는 처리된 기판을 처리실로부터 받아 기판 수납부로 반출한다. 여기서 사용되는 처리실은, EUV(Extreme　Ultraｖiolet: 극자외) 노광장치나 플라즈마 처리장치를 포함한다.
로드락실은 내부 공간의 분위기를 대기압 환경과 진공환경과의 사이에서 치환하는 기능을 가진다. 보다 구체적으로는, 로드락실은, 기판을 처리실에 반입할 때 대기압 환경으로부터 진공환경으로 분위기를 치환하고(배기 과정), 기판을 기판수납부로 반출할 때 진공환경으로부터 대기압 환경으로 분위기를 치환한다(급기과정). 로드락실은 게이트 밸브를 개재해서 처리실과 접속되고 기판 반송 기구를 가진다.
그러나, 급기 및 배기시에 게이트 밸브나 기판 반송 기구로부터 발생하는 입자가 소용돌이쳐서, 이것이 기판에 부착하는 것을 저감하거나 또는 방지하는 수단 이 필요하게 된다. 따라서, 열영동력(Thermophoretic　Force)을 이용해서 기판에의 입자의 부착을 저감하는 한가지 방법이 제안되어 있다. 이 방법은, 일본특허 제 2,886,521호에 기재되어 있는 바와 같이, 기판의 유지부를 주변 온도보다 높은 온도로 가열함과 동시에, 주변 온도보다도 낮은 온도로 유지된 저온 입자 수집기에 의해 입자를 수집하는 것이다.
열영동력의 원리에 따르면, 입자의 주위의 기체에 온도 구배가 존재하면, 입자에는 저온측의 기체 분자보다도 큰 운동 에너지가 고온측의 기체 분자로부터 주어지고, 입자는 고온측의 물체로부터 저온측으로 이동한다. 열영동력 Fx는, 「오쿠야마 기쿠오, 마스다 히로아키, 모로오카세이지공저 "신체계 화학 공학 미립자 공학" 오므사(일본)출판, 1992년 5월, P106－107」에 기재된 열영동계수의 식에 의해이하의 식으로 주어진다.
[식 1]
Figure 112008023553202-PAT00001
단, 식 1은 입자가 구형이고, 유체는 이상 기체라고 가정하고 있다. 여기서, Dp는 입자 직경, T는 기체 온도, μ는 점성 계수, ρ는 기체 밀도, Kn는 크누센(Knudsen number)수이고, 2λ/Dp, λ는 평균 자유 행정이고, η/{0.499P(8M/πRT)1/2}, M은 분자량, R은 기체 정수, K는 k／kp이다. 또, k는 평행이동의 에너지만 에 의한 기체의 열전도율, kp는 입자의 열전도율, Cs는 1.17, Ct는 2.18, Cm은 1.14, ΔT/Δx는 온도 구배이다.
로드락실의 크기는 반도체 업계의 통일 규격에 의해서 규정되고 있는 게이트 개구 치수(W360mm × H80mm)로 제약되며, 기판의 외형 정도로 작게 할 수 없다.따라서, 기판 유지부 근방의 열영동력은 로드락실의 형상에 의존하지 않을 수 없고, 열영동력을 최대한으로 이용할 수 없다.
본 발명은 처리장치 및 진공실에 있어서 입자가 기판에 부착하는 것을 저감하는 분위기 치환방법에 관한 것이다. 여기에서 사용되는 "진공실"이란, EUV 노광장치의 노광실과 같이 감압 상태가 원리적으로 필요한 장치, 및 기판반송장치의 로드락실과 같이 일시적으로 감압 상태를 유지하고 있는 장치를 의미한다.
본 발명의 일측면에 따른 처리장치는, 진공환경 하에서 기판을 처리하는 처리장치로서, 상기 기판을 유지하는 유지유닛과, 상기 유지유닛에 의해 유지된 상기 기판에 대향하는 면을 가지는 집진부와, 상기 유지유닛을 수납하고, 내부 공간이 감압 가능한 진공실과, 상기 집진부의 상기 기판에 대향하는 면의 온도를 상기 기판의 온도보다도 낮은 온도로 제어하는 온도제어 유닛과, 상기 온도제어 유닛이 상기 집진부의 상기 기판에 대향하는 면의 온도를 제어한 다음에, 상기 유지유닛과 상기 집진부 중의 한쪽을 다른쪽에 대해서 접근시키는 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 분위기 치환방법은, 진공환경하에서 기판을 처리하는 처리실에 게이트 밸브를 개재해서 연결된 로드락실의 내부 공간의 분위기를 진공환경과 대기압 환경과의 사이에서 치환하는 방법으로서, 상기 기판에 대향하는 면을 가지는 집진부의 상기 면의 온도를 상기 기판의 온도보다 낮은 온도로 제어하는 공정과, 상기 제어 공정 후에 상기 기판과 상기 집진부의 면 중의 한쪽을 다른 쪽에 대해서 접근시키는 공정과, 상기 접근 공정 후에 상기 로드락실의 상기 내부 공간의 상기 분위기를 치환하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 그 외의 목적 및 특징은 이하 첨부 도면을 참조해서 설명되는 바람직한 실시예에 의해서 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면, 진공실에 있어서 입자가 기판에 부착하는 것을 저감할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조해서, 본 발명의 실시예에 따른 처리장치에 대해 설명한다. 본 실시예는, 진공환경하에서 기판을 처리하는 처리장치로서 EUV노광장치를 사용하지만, 본 발명의 처리장치는 이 노광장치로 한정되는 것은 아니다.
[제 1실시예]
도 1은 제 1실시예의 노광장치의 개략 단면도이다. 도 1에 있어서, (1)은 여기 레이저이며, YAG 고체 레이저 등을 이용한다. 여기 레이저(1)는, 광원의 발광점에 레이저광을 조사하고, 광원재료원자를 플라즈마 여기하는 것에 의해 발광시킨다. 그리고, 상기 발광점은 광원 재료를 가스화, 액화 또는 분무가스화 시킴으로서 얻어진다. (2)는 노광용 광원의 광원 발광부이고, 그 내부는 진공으로 유지되어 있다. (2A)는 노광용 광원의 발광점이다. (2B)는 광원 미러이며, 발광점(2A)로부터의 전체 구면광을 발광 방향으로 집광 및 반사하기 위해서 발광점(2A)를 중심으로 반구면상의 미러로서 배치된다. 발광점(2A)에는, 발광 원자로서 액화 Xe, 액화 Xe분 무체 또는 Xe가스를 노즐(도시하지 않음)을 사용해서 분출시키고, 또한 여기 레이저(1)로부터의 광이 발광점(2A)에 조사된다.
(3)은, 광원발광부(2)와 접속된 노광실(처리실)이다. 노광실(3)은 배기유닛(진공펌프) (4A)에 의해 진공환경 또는 감압하에 유지된다. 이와 같이, 노광실(3)은, EUV 노광에 적절한 진공압력을 유지하는 것이 가능한 진공실이다. (5)는 광원발광부(2)로부터의 노광광을 도입해서 정형하는 조명 광학계이고, 미러 (5A) 내지 (5D)에 의해 구성되며, 노광광을 균질화하고 정형한다. (6)은 레티클 스테이지이며, 레티클 스테이지(6)의 가동부 상에는, 노광 패턴을 가진 반사 원판인 레티클(원판) (6A)이 정전 흡착되어 유지되어 있다.
(7)은 레티클(6A)로부터 반사된 노광 패턴을, 미러(7A) 내지 (7E)로 차례차례 반사하여, 미리 설정된 축소 배율비로 웨이퍼(8A) 상에 축소투영하는 축소 투영광학계이다. (8)은 웨이퍼 스테이지이고, 레티클 패턴을 노광하는 Si기판인 웨이퍼(8A)를 노광위치에 위치결정하기 위해서, XYZ의 각 축 방향, X축 및 Y축 주위의 틸트방향 및 Z축 주위의 회전 방향을 포함하는 6축 방향에서 상기 웨이퍼 스테이지의 위치를 제어한다.
(9)는 지지체이고, 레티클 스테이지(6)를 마루에 지지한다. (10)은 지지체이고, 투영광학계(7)를 마루에 지지한다. (11)은 지지체이고, 웨이퍼 스테이지(8)을 마루에 지지한다. 제어유닛(도시하지 않음)은 레티클 스테이지(6)와 투영광학계(7)의 사이, 그리고 투영광학계(7)와 웨이퍼 스테이지(8)의 사이의 상대 위치를 계측해서 연속적으로 유지한다. 또, 각 지지체(9) 내지 (11)에는, 마루로부터의 진동을 절연하는 마운트(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
　(16)은 대기측의 웨이퍼 반송유닛(17A)에 의해 반송된 웨이퍼(8A)를 일시적으로 장치 내부에 보관하는 웨이퍼 스토커(wafer stocker)이다. 웨이퍼 스토커(16)은 복수매의 웨이퍼를 보관한다. 웨이퍼 스토커(16)로부터 노광처리하는 웨이퍼(8A)를 선정하고, 로드락실(26)내의 유지유닛(18)에 반송한다. (19)는 차폐체이며, 웨이퍼의 주위를 둘러싼다. (20D)는 웨이퍼 스토커(16)가 있는 공간과 로드락실(26)을 연결하는 게이트 밸브이며, 로드락실(26)이 대기압 상태에 있을 때에 개폐한다. (20E)도 역시 로드락실(26)과 노광실(3)을 연결하는 게이트 밸브이며, 로드락실(26)이 진공 상태에 있을 때에 개폐한다. 웨이퍼의 진공 상태에서의 반송이 가능한 웨이퍼 반송유닛(17B)에 의해, 유지유닛(18)으로부터 노광실(처리실) 내에 위치하는 웨이퍼 미케니컬 프리-얼라인먼트 온도조절기(wafer mechanical pre-alignment temperature controller)로 웨이퍼를 반송한다. 웨이퍼 미케니컬 프리-얼라인먼트 온도조절기는 웨이퍼의 회전 방향의 대략적인 조정을 실시하는 것과 동시에, 웨이퍼 온도를 노광장치의 기준 온도로 제어한다. 웨이퍼 반송유닛(17B)는 웨이퍼 미케니컬 프리-얼라인먼트 온도조절기로 얼라인먼트되고 온도제어된 웨이퍼(8A)를 웨이퍼 스테이지(8)에 보낸다.
웨이퍼(8A)를 노광실(3)로부터 반출하는 순서는 로딩 순서와 반대이다.
(27)은 디바이스 공장 내에서 레티클 카셋트를 반송하기 위해서 사용되는 소형모형의 환경인 SMIF 포드이다. (31)은 SMIF 포드안에 유지되고 있는 레티클 카셋트이며, SMIF 인덱서(34)에 의해 SMIF 포드가 개폐되는 것과 동시에, 노광장치 내 에 레티클 카셋트(31)가 안내되어서 레티클 반송유닛(14A)에 의해 레티클 카셋트(31)가 반송 가능해진다. (24)는 레티클 카셋트(31)을 대기 분위기로부터 진공 분위기로 치환시키기 위해 이용되는 로드락실이며, 카셋트 유지부(28)를 구비한다.
(20A)는 레티클 카셋트(31)이 존재하는 공간과 로드락실(24)를 연결하는 게이트 밸브이고, 로드락실(24)가 대기압 상태에 있을 때에 개폐한다. 이것은 레티클(6A)를 SMIF 인덱서(34)로부터 로드락실(24)의 유지부에 레티클을 반입하는 게이트 개폐 기구이다. (20B)도 역시 게이트 밸브이고, 로드락실(24)가 진공 상태에서 있을 때에 개폐한다. (20C)도 역시 게이트 밸브이며, 노광실(3)에 레티클(6A)를 반입할 때에 개폐한다.
(12)는 장치 외부로부터 일시적으로 장치 내부에 반송된 레티클(6A)를 레티클 카셋트(31)에 넣은 상태로 보관하는 레티클 스토커이고, 이 레티클 스토커(12)는 다른 패턴 및 다른 노광조건을 가진 레티클(6A)을 다단으로 보관하고 있다.
(14A)는 로드락실(24)로부터 레티클 스토커(12)로 레티클 카셋트(31)을 반송하는 레티클 반송유닛이다. 레티클 반송유닛(14B)는 레티클 반송실(13)에 배치되고, 레티클 스토커(12)로부터 목표로 하는 레티클을 선택해서, 레티클 카셋트(31)을 카셋트 위덮개와 카셋트 아래 접시로 분리하는 덮개 개방기구(13A)로 반송한다. 또, 레티클 반송유닛(14B)는 덮개 개방기구(13A)에 의해 분리된 상태의 카셋트 아래 접시를 레티클 스테이지(6)의 단부에 설치된 레티클 얼라인먼트 스코프(15)에 반송한다. 이에 의해, 투영광학계(7)의 하우징에 있는 얼라인먼트 마크(15A)에 대해서 레티클(6A) 상을 XYZ축 회전 방향으로 미동해서 얼라인먼트한다.
얼라인먼트를 종료한 레티클(6A)는 카셋트 아래 접시로부터 직접 레티클 스테이지(6) 상에 흡착된다. 이때 얼라인먼트부의 카셋트 지지부와 레티클 스테이지(6)의 상대 위치를 근접시키기 위하여 카셋트 지지부의 상승 또는 레티클 스테이지의 하강 중 적어도 한쪽을 행한다. 그때, 레티클(6A)와 레티클 스테이지(6) 사이의 기울기 조정도 행해진다. 레티클 스테이지(6)에 레티클(6A)을 인도한 후, 비어있는 카셋트 아래 접시는 레티클 반송유닛(14B)에 의해서 덮개 개방기구(13A)에 되돌려지고, 뚜껑을 닫은 후 레티클 스토커(12)에 보관된다.
도 3A는 로드락실(26)의 개략 단면도이며, 집진 유닛으로서의 차폐체(19)를 구동유닛(21)에 의해 아래 방향으로 이동시키고, 차폐체(19)가 웨이퍼(8A)의 표면을 둘러싼 상태의 도면이다. 구동유닛(21)은, 온도제어유닛(22A) 및 (22B)가 차폐체 (19)의 웨이퍼(8A)에 대향하는 면의 온도를 제어한 다음에, 유지유닛(18)과 차폐체(19) 중의 한쪽을 다른 쪽에 대해서 접근시키는 기능을 가진다. 차폐체(19)가 웨이퍼(8A)를 둘러쌌을 때에, 차폐체(19)와 로드락실(26)의 내벽이 접촉하지 않도록, 차폐체(19)와 웨이퍼(8A)와의 사이에 배기와 급기가 가능한 개구로서 0.5㎝ 이하의 거리를 가진 공간을 의도적으로 만든다. 차폐체(19)의 안쪽의 배기 또는 급기를 로드락실(26) 전체와 동시에 실시할 수 있다.
차폐체(19)를 이동하는 것에 의해, 웨이퍼의 표면과 차폐체(19)와의 사이에 거리가 0.5cm 이하인 좁은 공간을 만들 수 있고, 따라서, 종래의 진공실보다도 웨이퍼 표면 근방의 공간의 온도 구배를 크게 할 수 있다.
로드락실(26)은 노광실(3)과는 게이트 밸브(20E)로 나누어지고, 로드락실의 내부가 진공이 된 것을 압력검출유닛(32)으로 검출하며, 게이트 밸브(20E)를 열어서 노광실(3)에 웨이퍼(8A)를 반입 또는 반출한다. 로드락실(26)은 배기유닛(4B)에 의해서 내부 공간이 배기 또는 감압되고, 급기유닛(29)에 의해서 내부 공간이 급기 또는 가압된다. 이와 같이, 로드락실(26)은 내부 공간의 분위기를 진공환경과 대기압 환경과의 사이에서 치환한다.
따라서, 처리 전 또는 처리 후의 웨이퍼(8A)를 로드락실(26)에 출납할 때마다 급기와 배기가 반복된다. 이 때문에, 로드락실(26) 내의 게이트 밸브로부터 발생하는 불소 미립자나 웨이퍼 반송 기구로부터 발생하는 은도금 미립자 등의 입자가 배기 또는 급기의 과정에서 감아 올려질 수 있어서 웨이퍼(8A)에 부착할 우려가 있다. 따라서, 로드락실(26)의 배기 또는 급기의 과정에서 웨이퍼(8A)에 부착하는 미립자를 저감하는 것이 중요하다.
웨이퍼(8A)를 유지하는 유지유닛(18)은, 지지 핀(18A)를 포함한 전체 부재의 온도를 제 1온도제어유닛(22A)에 의해서 제 1온도(23℃)로 제어하고 있다. 이 온도는, 유지유닛(18)이 반송하는 웨이퍼(8A)의 온도만큼 높다. 본 실시예는 유지유닛(18)의 내부에서 열매체를 순환시키는 것에 의해 유지유닛(18)의 전체 표면의 온도를 균일하게 제어하고 있다. 웨이퍼의 표면을 입자로부터 보호하기 위해 사용되는 차폐체(19)에 대해서는, 웨이퍼의 표면에 대향하는 차폐체(19)의 표면의 온도를 제 2온도제어유닛(22B)에 의해 제 2온도(13℃)로 제어하고 있다. 차폐체(19) 표면의 제 2 온도는 제 1온도보다 10℃ 낮게 제어되고 있다. 이와 같이, 온도제어유닛(22A) 및 (22B)는, 차폐체(19)의 웨이퍼(8A)에 대향하는 면의 온도를 웨이퍼(8A) 의 온도보다 낮은 온도로 조정 가능하다. 이에 의해, 차폐체(19)는 집진부를 가지는 집진유닛으로서 동작한다.
도 2는 온도 구배가 10[K/cm]일 때에 불소 미립자에 작용하는 열영동력과 중력을 나타낸 그래프이며, 세로축은 힘[m/s2]이고, 횡축은 로드락실(26)의 압력[Pa]이다. 열영동력의 곡선은 수식 1, 기체 온도 및 고체 온도에 의해서 구해진다.
본 실시예는 공간의 온도 구배가 10[K/cm]가 되도록 차폐체(19)의 온도 및 위치를 제어하고 있다. 로드락실(26)의 압력이 약 500[Pa]일 때, 직경 0.5㎛ 및 직경 1.0㎛의 입자에 최대의 열영동력이 작용한다.도 2에 나타낸 바와 같이, 로드락실(26)의 압력이 10Pa 이상일 때, 열영동력이 중력보다 커진다. 기류나 쿠롱력의 힘과 같은, 입자에 작용하는 힘을 무시할 수 있는 경우, 입자 직경 1.0㎛ 이하의 불소 미립자는 중력 침강이 아니고, 열영동력이 작용하는 방향으로 이동한다.
상기 공간의 온도 구배를 크게 하기 위해, 웨이퍼와 차폐체의 사이의 거리를 작게 하거나, 또는 차폐체의 온도를 낮게 하는 경우에는, 직경 1.0㎛ 이상의 입자에 대해서도 열영동력을 중력보다 크게 할 수 있다. 이에 의해, 부유하는 입자는 웨이퍼의 표면으로부터 차폐체의 방향에 작용하는 열영동력에 의해 웨이퍼 표면에의 부착을 저감한다. 도 3B는, 차폐체(19)를 구동유닛(21)에 의해 상 방향으로 이동시키고, 웨이퍼(8A)를 반송 가능한 상태로 하는 로드락실(26)의 개략 단면도이다.
차폐체(19)의 구동유닛(21)은 로드락실의 외측 또는 안쪽의 어느 쪽에 설치 되어도 된다. 본 실시예에서는, 로드락실(26)의 외측에 구동부(21A)가 있고, 동력 전달부(21B)만 진공중에 도입된다. 본 실시예에서는 금속 벨로우즈(도시하지 않음)로 동력 전달부(21B)와 대기 공간을 격리한다. 차폐체(19)는 진동하지 않게 구동시킬 수 있다. 또, (30)은 로드락실의 압력, 제 1, 제 2 온도제어유닛 및 구동유닛을 제어하기 위한 제어유닛이다. 제어유닛(30)은, 웨이퍼(8A)와 차폐체(19)와의 사이의 공간의 온도 구배가 10K/cm 이상이 되도록, 구동유닛(21)과 온도제어유닛(22A), (22B)를 제어한다.
본 실시예의 로드락실(26)의 분위기 치환방법은, 온도제어 공정과, 접근 공정과, 치환 공정을 가진다. 온도제어 공정은, 웨이퍼(8A)에 대향하는 면을 가지는 차폐체(19)의 면의 온도를 웨이퍼(8A)의 온도보다 낮은 온도로 온도제어유닛(22A) 및 (22B)를 개재해서 제어한다. 접근 공정은 온도제어 공정 후에 웨이퍼(8A)와 차폐체(19) 중의 한쪽을 다른 쪽에 대해서 접근시킨다. 치환 공정은, 접근 공정 후에 게이트 밸브(20E)를 개재해서 노광실(3)과 연결된 로드락실(26)의 내부 공간의 분위기를 치환한다. 이에 의해, 웨이퍼 표면에의 입자 부착을 저감할 수 있다.
[제 2실시예]
도 4A는 제 2실시예에 의한 로드락실(26)의 개략 단면도이며, 유지유닛(18)을 구동유닛(21)에 의해 윗 방향으로 이동시켜서, 웨이퍼의 표면을 둘러싼 상태의 도면이다. 본 실시예는 유지유닛(18)을 구동유닛(21)에 의해 이동시켜서 차폐체(19)에 웨이퍼의 표면을 접근시키는 점에서 제 1실시예와 다르다.
도 4B는, 유지유닛(18)을 구동유닛(21)에 의해 아래 방향으로 이동시키고, 웨이퍼(8A)를 웨이퍼 반송유닛(17)에 의해 반송가능한 상태로 하는 로드락실 (26)의 개략 단면도이다.
유지유닛(18)의 구동유닛(21)은 로드락실(26)의 외측, 또는 내측의 어느 쪽에 설치되어도 된다. 본 실시예에서는 로드락실(26)의 외측에 구동부(21A)를 배치하고, 동력 전달부(21B)만을 진공중에 도입한다. 유지유닛(18)은 웨이퍼 흡착부(도시하지 않음)를 가지며, 유지유닛(18)이 이동할 때의 웨이퍼(8A)의 진동을 방지한다. 웨이퍼(8A)의 반입 또는 반출시에는, 웨이퍼 반송유닛(17)이 웨이퍼 (8A)를 반송할 수 있는 위치까지 유지유닛(18)을 이동시킨다. 유지유닛 (18)은 웨이퍼(8A)의 위치에 대해 상하, 좌우 어느 방향으로 이동해도 된다.
또, 응용예로서 지지 핀(18A)만을 상하로 이동 이동시키는 것에 의해, 웨이퍼의 반입 또는 반출시에는 웨이퍼 반송유닛(17)이 웨이퍼(8A)를 반송할 수 있는 위치까지 웨이퍼(8A)를 이동시킨다.
유지유닛(18)을 이동시키는 것에 의해, 웨이퍼의 표면과 차폐체(19) 사이의 공간이 0.5cm이하의 거리로 될 수 있기 때문에, 종래의 진공실보다도 웨이퍼 표면 근방의 공간의 온도 구배를 10[K/cm] 이상으로 할 수 있다.
본 실시예의 로드락실(26)은 유지유닛(18)을 이동시키고, 차폐체(19)의 이동중에 웨이퍼의 표면에 낙하하는 입자를 저감한다. 또 웨이퍼 표면의 근방에 부유하는 입자에 열영동력이 작용해서, 웨이퍼 표면에의 입자의 부착을 저감한다.
[제 3실시예]
도 5A는 제 3실시예에 의한 로드락실(26)의 개략 단면도이며, 제 1차폐 체(19A)가 웨이퍼의 표면을 둘러싸고, 제 2차폐체(19B)가 웨이퍼의 이면을 둘러싼 상태의 도면이다. 본 실시예는 웨이퍼의 이면 측에 제 2차폐체(19B)를 구비하는 점에서 제 1실시예와 다르다.
유지유닛(18)의 온도는 25℃의 제 1온도로 제어되고 있다. 제 1온도는 유지유닛(18)에 의해 반송되는 웨이퍼의 온도(23℃)보다 높은 온도이다. 본 실시예에 있어서의 유지유닛(18)은 웨이퍼(8A)의 이면의 외주로부터 5mm 이내의 영역에서 접촉하고 있다. 또, 유지유닛(18)은 흡착부(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 유지유닛(18)은 외주 주위에서 열매체를 순환시키는 것에 의해 유지유닛의 전체 면의 온도를 균일하게 제어한다. 유지유닛(18)으로부터 웨이퍼에의 열전도에 의해, 웨이퍼 온도는(25℃) 정도로 제어된다.
웨이퍼의 표면을 입자로부터 보호하기 위해 사용되는 제 1차폐체(19A)에 대해서는, 웨이퍼의 표면에 대향하는 면의 온도를 15℃로 제어하고 있다. 또, 웨이퍼의 이면을 입자로부터 보호하기 위해 사용되는 제 2차폐체(19B)에 대해서는, 웨이퍼의 이면에 대향하는 면의 온도를 15℃로 제어하고 있다.
도 5B는, 제 1차폐체(19A)를 구동유닛(21)에 의해 윗 방향으로 이동시키고, 제 2차폐체(19B)를 구동유닛(21)에 의해 아래 방향으로 이동시켜서, 웨이퍼(8A)를 반송 가능한 상태로 한 로드락실(26)의 개략 단면도이다. 웨이퍼(8A)의 반출입시에는, 제 1 및 제 2차폐체는 웨이퍼 반송유닛(17B)이 웨이퍼(8A)를 반송하기 전에 반송 경로로부터 후퇴한다. 차폐체(19A) 및 (19B)는 웨이퍼(8A)의 위치에 대해서 상하, 좌우 어느 방향으로 이동해도 된다.
제 1 및 제 2차폐체(19A), (19B)를 이동시키는 것에 의해, 차폐체와 웨이퍼의 표면 사이, 그리고 차폐체와 웨이퍼의 이면 사이에 0.5cm 이하의 거리는 갖는 좁은 공간을 만들 수 있기 때문에, 종래의 진공실보다도 웨이퍼의 표면 근방의 공간의 온도 구배를 10[K/cm] 이상으로 할 수 있다.
본 실시예의 로드락실(26)에 따르면, 웨이퍼의 표면과 제 1차폐체(19A)와의 사이에서 부유하는 입자에 제 1열영동력이 작용한다. 또, 웨이퍼의 이면과 제 2차폐체(19B)와의 사이에서 부유하는 입자에 제 2열영동력이 작용한다. 이에 의해, 웨이퍼의 표면과 제 1차폐체(19A)와의 사이에서 부유하는 입자를 웨이퍼의 표면으로부터 제 1차폐체(19A)의 방향으로 이동시킬 수 있다. 또, 웨이퍼의 이면과 제 2차폐체(19B)와의 사이에서 부유하는 입자를 웨이퍼의 이면으로부터 제 2차폐체(19B)의 방향으로 이동시킬 수 있다.
또, 응용예로서 차폐체를 고정하고, 지지 핀(18A)를 구동유닛(21)을 사용하여 상하로 이동시키는 것에 의해서, 제 1 및 제 2 열영동력을 입자에 작용시킬 수 있다.
제 3실시예에 의한 로드락실은, 웨이퍼 이면의 근방에 부유하는 입자에 제 1 및 제 2실시예에 있어서의 열영동력보다 큰 힘을 작용시켜서, 웨이퍼의 표리면에의 입자의 부착을 저감할 수 있다.
[제 4실시예]
도 6은 제 4실시예에 의한 로드락실(26)의 개략 단면도이며, 차폐체(19)가 웨이퍼의 표면을 둘러싸고, 제 2차폐체(19B)가 웨이퍼의 이면을 둘러싼 상태의 도 면이다. 본 실시예는 로드 락 실내의 내부 부재(23)에 제 3온도제어유닛(22C)를 구비하는 점에서 제 1실시예와 다르다.
본 실시예에 있어서 내부 부재(23)은 로드락실의 내벽이며, 내벽의 온도는 기준 온도인 제 3온도(23)로 제어되고 있다. 차폐체와 로드락실의 내벽의 사이의 공간은 온도 구배를 가지며, 이 공간에 부유하는 입자에 열영동력이 작용한다. 차폐체(19)의 온도는 23℃보다 낮으면 낮을수록, 이 공간에 작용하는 열영동력을 보다 크게 할 수 있다.
본 실시예의 로드락실(26)에 따르면, 웨이퍼의 표면과 차폐체(19)와의 사이에서 부유하는 입자에 열영동력이 작용한다. 또, 차폐체(19)와 로드락실의 내벽 사이에서 부유하는 입자에 제 2열영동력이 작용해서, 웨이퍼의 표면에의 입자의 부착을 저감할 수 있다.
차폐체(19)는 웨이퍼(8A)의 위치에 대해서 상하, 좌우 어느 방향으로 이동해도 된다. 또, 유지유닛(18)은 웨이퍼(8A)의 위치에 대해서 상하, 좌우 어느 방향으로 이동해도 된다. 웨이퍼 반송유닛(17)이 웨이퍼(8A)를 반송하기 전에, 반송 경로로부터 후퇴한다.
상술의 실시예는 실리콘 기판인 반도체 웨이퍼에의 적용예이지만, 본 발명이 적용되는 기판은 웨이퍼에 한정되지 않는다. 또, 진공실은 기판의 표면 근방에 부유하는 입자에 열영동력이 작용하기 때문에, 기판 표면에의 입자의 부착을 저감할 수 있다. 또, 본 실시예에서는 기판의 표면을 중력과 수직인 방향으로 배치하고 있지만, 본 발명은 기판의 방향을 한정하는 것은 아니다.
또, 본 발명은 이들 바람직한 실시예로 한정되지 않는 것이며, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지의 변형 및 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 노광장치의 개략 단면도;
도 2는 도 1에 나타내는 로드락실에 부유하는 불소 미립자에 작용하는 열영동력을 나타낸 그래프;
도 3은 도 1에 나타내는 로드락실의 개략 단면도;
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 의한 로드락실의 개략 단면도;
도 5는 본 발명의 제 3실시예에 의한 로드락실의 개략 단면도;
도 6은 본 발명의 제 4실시예에 의한 로드락실의 개략 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1): 레이저 (2): 노광용 광원
(3): 노광실(처리실) (4A), (4B): 배기유닛
(5): 조명광학계 (6): 레티클 스테이지
(6A): 레티클(원판) (7): 투영광학계
(7A) 내지 (7E): 미러 (8): 웨이퍼 스테이지
(8A): 웨이퍼 (9), (10), (11): 지지체
(12): 레티클 스토커 (14A): 레티클 반송유닛
(16): 웨이퍼 스토커 (17A), (17B): 웨이퍼 반송유닛
(18): 유지유닛 (19): 차폐체
(21): 구동유닛 (21B): 동력전달부
(22A), (22B): 온도제어유닛 (24), (26): 로드락실
(28): 카세트 유지부 (29): 급기유닛
(31): 레티클 카세트

Claims (6)

  1. 진공환경하에서 기판을 처리하는 처리장치로서,
    상기 기판을 유지하는 유지유닛과;
    상기 유지유닛에 의해 유지된 상기 기판에 대향하는 면을 가지는 집진부와;
    상기 유지유닛을 수납하고, 내부 공간이 감압 가능한 진공실과;
    상기 집진부의 상기 기판에 대향하는 면의 온도를 상기 기판의 온도보다 낮은 온도로 제어하는 온도제어유닛과;
    상기 온도제어유닛이 상기 집진부의 상기 기판에 대향하는 면의 온도를 제어한 후에, 상기 유지유닛과 상기 집진부 중의 한쪽을 다른 쪽에 대해서 접근시키는 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유지유닛에 의해 유지된 상기 기판과 상기 집진부와의 사이의 공간의 온도 구배가 10K/cm 이상이 되도록, 상기 구동유닛 및 상기 온도제어유닛을 제어하는 제어유닛을 또 포함하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 집진부는 상기 진공실의 내부에 설치된 집진 유닛이며, 상기 온도제어유닛은 상기 진공실의 상기 집진 유닛에 대향하는 면의 온도를, 상기 집진유닛의 상기 진공실에 대향하는 면의 온도보다도 낮은 온도로 제어하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 처리실과, 게이트 밸브를 개재해서 상기 처리실과 연결된 로드락실을 또 포함하고, 상기 진공실은 상기 로드락실인 것을 특징으로 하는 처리장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리장치는 원판의 패턴을 상기 기판에 노광하는 노광장치인 것을 특징으로 하는 처리장치.
  6. 진공환경하에서 기판을 처리하는 처리실에 게이트 밸브를 개재해서 연결된 로드락실의 내부 공간의 분위기를 진공환경과 대기압 환경과의 사이에서 치환하는 방법으로서,
    상기 기판에 대향하는 면을 가지는 집진부의 상기 면의 온도를 상기 기판의 온도보다도 낮은 온도로 제어하는 공정과;
    상기 제어 공정 후에, 상기 기판과 상기 집진부의 면 중의 한쪽을 다른 쪽에 대해서 접근시키는 공정과;
    상기 접근 공정 후에, 상기 로드락실의 상기 내부 공간의 상기 분위기를 치 환하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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