TW392101B - Method of controlling air pressure in chamber, apparatus for the same, and exposure apparatus - Google Patents

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A7 B7 五、發明說明（f ) [技術領域] 本發明爲有關收納步進曝光裝置及雷射測量裝置等之 室內氣壓控制方法，其裝置及曝光裝置。 [技術背景] 曝光裝置及雷射測量裝置等，係被收納在形成於潔淨 室內等之室內，其X-Y台之位置，以雷射干擾計精密測定 請 先 閱 讀 背 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 以此雷射干擾計而得之測距，因溫度及濕度變化，會 導致雷射波長產生變化，因此係藉由空調機控制室內之溫 度及濕度。 可是在干擾計波束光通路中如產生空氣波動，將使光 通路之空氣曲折率產生變化，或雷射波長產生變化，結果 導致測定精度的下降。 例如光通路中之溫度、氣壓、濕度之變化分別爲么了 (°C)，APOipa)，ΛΗ(%)時，雷射波長之λ相對變化量Λλ /λ，以近似的下列公式表示。 Λ λ/λ=( 0.93ΔΤ + 0.27ΔΡ - 0.0098ΔΗ ) X 1〇6 此時，對於測定尺寸L之測定誤差爲下式。 4 L = L X ( Δλ/λ ) 舉例來說，針對測定尺寸L = 50mm，欲使容許測定誤 差 AL < lnm ( 10-9m ) 則必需 Α Ί < 0.022〇C ^ P < 0.074 hpa 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 意 事 項 再填ί ， 寫'裝 本衣 頁 訂 線 A7 B7 五、發明說明（V ) Z3H < 2.01% (但在此僅算出一個參數，其他參數則爲方便而固定） 此時之室內，應滿足下列情況， 溫度精度波動値=〇.〇2°C以下 濕度精度波動値=0.4%以下 而相關之溫度、濕度亦在容許範圍內。 但現狀中，室內之氣壓控制並未在上述條件下實施。 氣壓爲每單位面積之空氣的重量，通常在soo-uoo 、：hpa之範圍，因氣象狀態等而經常變動。通常’室之密閉 性雖然非常高，但如有針孔般的空隙，則室內與外氣側’ 實質上係氣壓性的連接，隨著外氣壓之變動’室內氣壓亦 立即變動。特別是在風很強之日等情形下可觀察到數十秒 周期之快速變動(短周期變動），可知室內之最大振幅達0.4 hpa 〇 通常，針對周期長之外氣壓的變動’可以測距系統之 軟體修正，但對周期短之外氣壓的變動’則無法完全修正 〇 又，亦可考慮無論外氣壓如何變動’皆將室內之氣壓 控制於絕對壓(一定之壓力値）之方式，但此時’若使室內 之絕對壓設定在1000 hpa (1氣壓），則需要即使在 hpa (1020 kg/m2)的變動下，亦無容積變化之耐壓容器，此 非現實可行。也就是說，非得將室壁的厚度作的如潛水艇 一般厚才行。 因此，本發明之目的，爲解決上述課題’係使進行雷 4 IJQ< (請先閲讀背面之注意事項再^ί寫本頁) Γ 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（\ ) 射測距之室內的氣壓’隨周期長之外氣壓的變動而變動β 際，提供可控制隨內含於周期長的外氣壓變動之周期短的 外氣壓變動而變動之室內氣壓控制方法及其裝置。 [發明之揭示] 爲達成上述目的，申請專利範圍第1項之發明，係使 進行雷射測量等之室內氣壓’相對於外氣壓的變動，保持 在設定氣壓之室內氣壓控制方法，其係將外氣壓測出’相 對於所測出之外氣壓的短時間變動，尋求長期性均一之壓 力値同時對所得之壓力値加上既定壓以作爲室內設定氣壓 ，另一方面測出室內氣壓，同時導入外氣使室內氣壓成設 定氣壓之室內氣壓控制方法。 申請專利範圍第2項之發明，係使用外部調節機循瓌 進行雷射測距等之室內空氣，將該室內氣壓相對於外氣壓 的變動，保持在設定氣壓之室內氣壓控制方法，其係將外 氣壓測出，相對於所測出之外氣壓的短時間變動尋求長期 性均一之壓力値，同時對所得之壓力値加上既定壓以作爲 室內設定氣壓，另一方面測出室內氣壓，同時導入外氣至 外部調節機以使室內氣壓成爲設定氣壓之室內氣壓控制方 法。 申請專利範圍第3項之發明，係如申請專利範圍第2 項之室內氣壓控制方法，其中，外部調節機係由風扇、調 整空氣循環量之氣門、以及連接在風扇吸入側之外氣導入 氣門所構成，根據室內設定氣壓與測出之室內氣壓的差調 整外氣導入氣門之開度，以控制外氣導入量。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 Μ — I---- I I 1 *----訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再_寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_______ 五、發明說明（4) 申請專利範圍第4項之發明，係如申請專利範圍第1 至第3項中任一項之室內氣壓控制方法，其中外氣導入量 之控制，係相對於外氣壓之短時間的變動周期以充分快速 速度進行。 申請專利範圍第5項之發明，係一種室內氣壓控制裝 置，係使用外部調節機循環進行雷射測量等之室內空氣’ 同時藉外部調節機導入外氣，以保持室內氣壓高於外氣壓 之室內氣壓控制裝置，其係具備有： 測出外氣壓之外氣壓傳感器； 測出室內氣壓之內氣壓傳感器；以及 相對於用外氣壓傳感器測出之外氣壓的短時間變動尋 求長期性均一之壓力値，同時對所得之壓力値加上既定壓 作爲室內設定氣壓，利用上述內氣壓傳感器測出之室內氣 壓與室內設定氣壓的差，控制外部調節機的外氣導入量之 室內氣壓控制機構。 申請專利範圍第6項之發明，係如申請專利範圍第5 項之室內氣壓控制裝置，其中在進行雷射測量等之室’連 接有能將室內排出之空氣再次供至室內之空氣循環系統； 而外部調節機，具有風扇、調整空氣循環量之氣門、以及 連接於風扇之吸入側導入外氣之風量控制氣門；室內氣壓 控制機構，則係根據室內設定氣壓與測出之室內氣壓的差 而調整上述外氣導入氣門之開度。 [圖式之簡單說明] 圖1係顯示本發明之一實施形態。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） ：—^-----------裝--------訂---------線 /-3Λ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（$) 圖2係顯示於本發明中進行控制氣壓時，外氣與室內 氣壓之經過時間變化圖。 [實施例] 以下，將本發明適合之實施形態以附圖爲基礎詳細敘 述。 圖1中，10係收納於以區隔壁11區劃之步進曝光裝 置50之室，該室10，連接有構成循環室10內空氣之空氣 循環系4統8之返回導管12。 首先，針對收納於室10內之曝光裝置50加以說明。 曝光裝置50係將來自配置在與室10不同之盒內(未圖 示）之光源的光，透過照明光學系統，照明形成有1C電路 圖案等之標線板51，將圖案之影像透過投影光學系統複寫 至裝載於台53上之晶圓54上之裝置。又，室10內，配置 有測定台53位置之雷射干擾器55。 室1〇之一側面上，具有過濾器14，另一側面上具有 排氣板13，該濾波器14的後方收納有冷卻用冷卻器15、 再加熱用加熱器16'循環風扇17,藉由循環風扇17,將 返回導管12之空氣，經由冷卻用冷卻器15，再加熱用加 熱器16控制濕度，再透過濾波器14吹入室10。 在返回導管12中，透過吸入導管18與吹出導管19 連接有外部調節機20而構成空氣循環系統8，利用其循環 空氣，進行室10內之濕度控制。 外部調節機20,在其盒21內設有調節循環空氣量之 氣門22與風扇23，該氣門22連接於吸入導管18，風扇 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -^ ： — — — — — · I I I I — — I 訂·--— — — — — — /H (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（b ) 23之吹出側連接於吹出導管19。在氣門22與風扇23間之 吸入通路24上’連接有外氣導入導管25，該導管25上連 接有控制導入之外氣〇A吸入量之外氣導入閥26。 室10內，設有內氣壓導入部27，又，在區隔壁11外 ，設有外氣壓導入部28 ’來自此等導入部27 ' 28之內氣 壓IP與外氣壓OP，藉由室氣壓控制機構30之內氣壓傳感 器31與外氣壓傳感器32測出。 內氣壓導入部27，係由管構成，爲使之不受由濾波器 14吹出之流動空氣之動壓的影響，以朝向流動空氣吹出方 向之相同方向的方式設置。 室氣壓控制機構30,根據內氣壓傳感器31與外氣壓 傳感器32之測出値，控制外氣導入閥26之開度以控制室 10內、的氣壓，使之保持在較外氣壓高之設定的既定氣壓。 接著，詳細說明此控制方法 首先，將外氣壓傳感器32測出之外氣壓OP，以信號 轉換器33求出相對於外氣壓之短時間的變動之長期性均一 之壓力値的同時，對所得之壓力値，加上既定壓(例如1〜 2hPa=10〜20mmAq )作爲室內設定氣壓(TP)，將此輸入控 制器。 此處，說明有關相對於外氣壓之短時間變動，尋求長 期性均一的壓力値。 外氣壓傳感器32，係檢測混合周期之長變動(長期變 動)與周期之短變動(短期變動)的外氣壓OP。利用外氣壓傳 感器32測出之短期變動，輸出至信號轉換器33。信號轉 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------I < in----^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再^寫本頁) A7 A7 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 B7 五、發明說明（1 ) 換器33，控制上述外氣壓OP中之短期變動部分，自外氣 壓0P內除去短期變動部分，或控制相對於長期變動部分 之短期變動部分的振幅大小。因此，信號轉換器33，係由 求取外氣壓OP之移動平均的演算裝置，或由自外氣壓〇P 內除去短期變動部分，僅輸出長期變動部分之低通過濾器 所構成。而信號轉換器33，在被抑制或除去短期變動部分 之外氣壓0P上，加上上述既定氣壓作爲室內設定氣壓TP 〇 另一方面，室10之室內氣壓IP，係以內氣壓傳感器 31測出，該測定値輸入控制器34。控制器34，係以室內 設定氣壓與室內氣壓測定値的差爲基礎，控制外氣導入氣 門26的開度。 外氣壓OP之變動爲數十秒之周期，外氣導入氣門26 的開度之控制，係以較該變動周期充分快速之速度進行。 圖2係顯示進行室1〇內之控制氣壓實驗時，氣壓之經 過時間變化。 此實驗中，外部調節機20之循環風量設爲約3m3/min ，外氣導入氣門26全開時之室最大內壓爲+27mrnaq，全閉 時室內最少內壓爲+1 lmmaq時，控制範圍爲10〜 20mmaq(=l〜2hpa)，藉外氣導入氣門26之全閉時與全開 時的控制範圍，相對於室內氣壓長期性均一之大氣壓(除短 期變動部分外之長期變動壓力値)設定爲較高的1.6hpa。 如圖2所示，外氣壓op，其振幅約爲〇·2〜0.3hpa，以 30秒之周期變動時，求出自此外氣壓OP以信號變換器33 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐 ；—-----------裝--------訂---------線 (請先閲讀背面之注意事項再ί#寫本頁) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明（$ ) 去除短期變動部分後之壓力値，再加上卜2hpa作爲室內設 定氣壓，而由於係以外氣導入量控制隨外氣壓0P變動而 變動的室10內之氣壓，故室內氣壓IP之波動値約成爲 0.06 hpa以下，得以成功的控制在目標等級之0.074hpa以 下。 又，室內設定氣壓TP與室內氣壓IP，因約略爲相同 値，在圖上爲方便說明而加以分開表示。 如此，自以短時間變動之外氣壓去除短時間之變動部 分後求出周期之較長的外氣壓，針對此外氣壓，考慮外氣 導入氣門26之壓力控制幅度而將室1〇內之壓力設定得較 高，根據該設定氣壓與室內氣壓，控制外氣導入氣門26的 開度，使室10內之氣壓成長期性均一的變化，而成爲適合 進行雷射測距之環境。 又，在進行室1〇之氣壓控制時，如連接循環空氣系統 8於室10，而將室10內相較於外氣壓保持在正壓之同時’ 在該封閉之循環空氣系統8內導入外氣以控制室10內氣麼 ，即可以少許的外氣導入量，抑制室1〇之氣壓變動。 更進一步，外氣導入量約爲數左右，對室 10內之溫、濕度的影響非常小。 又，上述實施形態中，係將外氣供給至外部調節機2G 之風扇23的吸入側，但若不使用外部調節機20，而直接 將外氣供給至隔離壁11內或返回導管12，或室10內亦可 〇 本實施例中，外氣壓及內氣壓係透過內氣壓導入部及 II ΙΊ— — — — — —-----1^ — I I — — I I 訂·!ι—1ιι_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 A7 B7 外氣壓導入部測出，但直接在室外配置外氣壓傳感器，在 室內配置內氣壓傳感器當然亦可。 本實施例中所用之過濾器Η，作爲存在於室內之黏著 劑等脫氣用之物，可使用去除矽系之有機物(例如聚矽氧烷 或矽氨烷)之有機物過濾器，或作爲室內配線或塑料製品等 之脫氣用之物，使用去除可塑劑（對苯二甲酸酯等）、難燃 劑（燐酸、氯系物質）等之活性炭過濾器（例如日他（股）公司 製之積加縮普)或沸石過濾器等皆可。 又’作爲收納於室內之曝光裝置，以下任一皆可。光 罩與基板同步移動而對光罩的圖案曝光之掃瞄型曝光裝置 ’或在光罩與基板靜止狀態對光罩的圖案曝光，並使基板 順序步進之重覆步進型之曝光裝置。 又’作爲收納於室內之裝置，僅有藉雷射干擾器進行 位置控制之台部分亦可。再者，曝光裝置以外，晶圓檢查 裝置或圖案測定裝置等，其他光學裝置亦可。作爲台之驅 動源’使用線性馬達，空氣軸承等之空氣浮上型以及使用 勞倫斯力或電抗力之磁氣浮上型之任—皆可。又，作爲台 ，亦可使用沿著導管移動之型，或使用未設導管之無導管 型之台。 本實施例之室，藉組裝隔離壁、過濾器、冷卻器、各 導管等多數之機械元件後，連接配線或配管，進一步進行 綜合整理（電氣調整，動作確認等）後即可構成本實施例之 室。至於曝光裝置，則藉由組裝複數之鏡頭構成之照明光 學系統、投影光學系統於曝光裝置本體，進行光學調整的 ---Ί----------裝--------訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再5W本頁)

A7 B7 五、發明說明（1°) 同時，將由多數機械元件而成之晶圓座，安裝於曝光裝置 本體，連接配線或配管，進一步綜合整理(電氣調整，動作 確認等)後即可構成本實施例之曝光裝置。 [產業上利用之可能性] 簡而言之，依據上述之本發明，相對於以短時間變動 之外氣壓，可使隨其變動而作相同變動的室內的氣壓成爲 不變之物。 i I ^-----------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 77、申請專利範圍 絰濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 ·〜種室內氣壓控制方法，係使進行雷射測量等之室 內氣壓相對於外氣壓的變動保持在設定氣壓，其特徵在於 :測出外氣壓，相對於所測出之外氣壓的短時間的變動求 出長期性均一之壓力値，同時對所得之壓力値加上既定壓 成爲室內設定氣壓，另一方面測出室內氣壓之同時導入外 氣使室內氣壓成爲設定氣壓。 2 · —種室內氣壓控制方法，係以外部調節機使進行雷 射測量等室內之空氣循環，將該室內氣壓相對於外氣壓的 變動使其保持在設定氣壓，其特徵在於：測出外氣壓，相 對於所測出之外氣壓的短時間的變動求出長期性均一之壓 力値，同時對所得之壓力値加上既定壓成爲室內設定氣壓 ’另一方面測出室內氣壓之同時導入外氣使室內氣壓成爲 設定氣壓。 3 ·如申請專利範圍第2項之室內氣壓控制方法，其中 外部調節機係由風扇、調整空氣循環量之氣門、以及連接 於風扇吸入側之外氣導入閥所構成’根據室內設定氣壓與 測出之室內氣壓的差調整外氣導入閥之開度’以控制外氣 導入量》 4 ·如申請專利範圍第1項之室內氣壓控制方法，其中 外氣導入量之控制，係相對於外氣壓之短時間的變動周期 以充分快速之速度進行。 5 · —種室內氣壓控制裝置，係以外部調節機使進行雷 射測量等室內之空氣循環’同時藉外部調節機導入外氣以 將室內氣壓保持成高於外氣壓’其特徵在於’係具有： ________1____ 本紙张尺度適用中國國家梂準（CMS ) A4現格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   392101 it C8 _ D8 六、申請專利範圍 測出外氣壓之外氣壓傳感器； '測出室內氣壓之內氣壓傳感器；以及 至內氣壓控制機構，係相對於用外氣壓傳感器測出之 外氣壓的短時間變動求出長期性均一之壓力値，同時對所 得出之壓力値加上既定壓使成爲室內設定氣壓，同時利用 上述內氣壓傳感器測出之室內氣壓與室內設定氣壓的差， 控制外部調節機的外氣導入量。 6 ·如申請專利範圍第5項之室內氣壓控制裝置，其中 在進行雷射測量等之室，連接有能將室內排出之空氣再次 供給至室內之空氣循環系統；外部調節機，具有風扇、調 整空氣循環量之氣門、以及連接於風扇吸入側用以導入外 氣之風量控制閥；室內氣壓控制機構，係根據室內設定氣 壓與測出之室內氣壓的差而調整上述外氣導入閥之開度。 7 ·—種氣壓控制裝置，係用以控制室內氣壓之裝置， 其特徵在於，具有： 外氣壓傳感器，用以測出外氣壓； 信號轉換器，爲在前述外氣壓傳感器測出之前述氣壓 中，分離出長周期之氣壓變動部分及短周期之氣壓變動部 分； 控制器，根據前述長周期之氣壓變動之壓力値，控制 前述室內之氣壓。 8 ·如申請專利範圍第7項之氣壓控制裝置，其中前述 信號變換器，係低通過濾器。 9·如申請專利範圍第7項之氣壓控制裝置’其中前述 2 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *1Τ 經濟部智慧財產局員工消黄合作社印製 Λ8 B8 C8 D8 392101 六、申請專利範圍 控制器’係控制供給至前述室內之氣體之流量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本萸) 10 ·如申請專利範圍第7項之氣壓控制裝置，其中前 述信號變換器，係對前述長周期之外氣壓變動中之壓力値 加上既定之壓力値。 11 ·—種氣壓控制方法，係用以控制室內氣壓之裝置 ，其特徵在於：測出前述室外之氣壓，自測得之前述氣壓 分離出長周期之氣壓變動部分及短周期之氣壓變動部分， 根據前述長周期之氣壓變動中的壓力値，以控制前述室內 之氣壓。 12 ·—種氣壓控制裝置，係用以控制室內氣壓之裝置 ，其特徵在於，具有： 外氣壓傳感器，以測出室外氣壓； / 控制器，在前述外氣壓傳感器測得之前述氣壓所含的 長周期之外氣壓變動部分及短周期之外氣壓變動部分中， 用以控制前述短周期之外氣壓變動部分。 經濟部智慧財產局員工消黄合作社印製 13 ·如申請專利範圍第12項之氣壓控制裝置’其中前 述控制器具有：演算器，以自前述外氣壓傳感器測得之前 述外氣壓中去除或抑制前述短周期之外氣壓變動部分’而 算出設定氣壓：及氣壓控制器’以根據前述設定氣壓’控 制前述室內氣壓。 14 ·如申請專利範圍第13項之氣壓控制裝置，其中前 述設定氣壓’係自以前述外氣壓傳感器測得之前述外氣壓 中去除或抑制前述短周期之外氣壓，動部分後的壓力値， 加算既定壓力値後之氣壓。 3 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4说格（210X297公« ) A8 B8 392101 g88 六、申請專利範圍 15 · —種氣壓控制方法，係用以控制室內氣壓之方法 ，其特徵在於：測出外氣壓，在前述外氣壓傳感器測得之 前述氣壓所含的長周期之外氣壓變動部分及短周期之外氣 壓變動部分中，控制前述短周期之外氣壓變動部分，根據 控制後之前述室外之氣壓，控制前述室內之氣壓。 16 · —種曝光裝置，係收納於具備如申請專利範圍第 7項之氣壓控制裝置之室內。 17 · —種曝光裝置，係收納於具備如申請專利範圍第 12項之氣壓控制裝置之室內。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)八4洗格（210X297公釐）