(57)【要約】【課題】 温度調整装置に廃熱を利用して、省エネルギ化とコストダウンを図るとともに温度調整を精度良く行うことができる露光装置を提供する。【解決手段】  複数の温度調整対象をそれぞれ温度調整するための複数の温度調整系統を備え、この複数の温度調整系統は気体温度調整系統２１と冷媒温度調整系統７を含む。この冷媒温度調整系統は、工場設備から供給される水８を冷媒として使用し、冷媒の温度を検出する温度センサ１１，１２と、この温度センサによって検出された温度に基いて水８の温度を制御する制御部１３ａ，１３ｂとを有する。前記気体温度調整系統は、気体の流量を制御するための熱交換器を通過する経路１７と、バイパス経路１８と、このバイパス経路に設けられたバイパス弁１と、気体の温度を検出する温度センサ６，２４と、この温度センサによって検出された温度に基いて気体の温度を制御する制御部１３ｃとを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の温度調整対象を有するデバイス製造装置であって、前記温度調整対象をそれぞれ温度調整するための複数の温度調整系統を備え、前記複数の温度調整系統は気体温度調整系統と冷媒温度調整系統を含むことを特徴とするデバイス製造装置。
【請求項２】
前記冷媒温度調整系統は、工場設備から供給される水を冷媒として使用することを特徴とする請求項１に記載のデバイス製造装置。
【請求項３】
前記冷媒温度調整系統は、前記デバイス製造装置に供給される気体を冷媒の温度調整に利用することを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス製造装置。
【請求項４】
前記冷媒温度調整系統は、前記デバイス製造装置に供給される気体のリターンを冷媒の温度調整に利用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス製造装置。
【請求項５】
前記気体温度調整系統は、前記気体の流量を制御するための熱交換器を通過する経路と、バイパス経路と、前記バイパス経路に設けられたバイパス弁とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス製造装置。
【請求項６】
前記冷媒温度調整系統は、冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部と、前記冷媒温度検出部によって検出された温度に基いて冷媒の温度を制御する冷媒温度制御部とを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス製造装置。
【請求項７】
前記気体温度調整系統は、気体の温度を検出する気体温度検出部と、前記気体温度検出部によって検出された温度に基いて気体の温度を制御する気体温度制御部とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイス製造装置。
【請求項８】
前記温度調整系統は、閉回路で気体の熱交換を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のデバイス製造装置。
【請求項９】
前記温度調整系統は、前記デバイス製造装置本体の稼働状態に基いて制御されることを特徴とする１〜８のいずれか１項に記載のデバイス製造装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のデバイス製造装置を用いて基板を露光する工程を含む製造工程によってデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス製造装置に関し、特に、温度調整装置（系統）を備えたデバイス製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体露光装置等のデバイス製造装置においては、位置決めステージ駆動手段や電気基板、レーザ発振器等の発熱源を有するために、この発熱源による露光装置の周囲雰囲気の温度上昇を阻止することが重要な課題となっている。すなわち、半導体露光装置の雰囲気の温度が変動すると、露光光路中の気体の揺らぎによる屈折率の変動、局部的な温度上昇や温度変動が生じて露光むらを発生させ、精度の良い位置決めが困難となり、さらにレチクルやウエハ等の基板に熱変形が生じるなど、高精度な露光転写を行うことが困難になる。
【０００３】
そのために、レチクルやウエハ等の基板の温度の上昇や変動を制御し、レチクルやウエハ等の基板の温度を所定温度に維持するための温度調整装置、及び露光装置を包囲するチャンバ内の温度の上昇や変動を制御し、チャンバ内の温度を所定温度に維持するための温度調整装置が採用されている。この種の温度調整装置を備えた露光装置としては、例えば、特開２００１−２４４１７９号公報に記載の装置を図２を用いて説明する。
【０００４】
この露光装置２２は、レチクル等の原版のパターンをウエハ等の基板に転写する露光装置本体１５と、露光装置本体１５を包囲するチャンバ２０内の気体の温度を調整する気体温度調整装置２１を具備する。露光装置本体１５を包囲するチャンバ２０には、気体流入口１９と気体流出口１４がそれぞれ上下に設けられ、気体温度調整装置２１により所定の温度に調整された気体は、上方の気体流入口１９から供給され、矢印で示すように露光装置本体１５に沿って下方に流れ、その後に気体流出口１４から排出されるように構成され、チャンバ２０内を矢印で示すように露光装置本体１５に沿って流れる気体が、露光装置本体１５の発熱源から発生する熱を放熱させて排除し、チャンバ２０内の気体の温度を所定の温度に維持する作用をする。また、気体温度調整装置２１は、チャンバ２０の気体流出口１４から排気される気体を冷却水等を用いて熱交換を行い所定の温度まで冷却する冷却器３と、充分に冷却された気体を特定温度まで引き上げて最終温調目的温度との温度差を少なくするように気体を予熱するためのベースヒータ２８と、最終温調目的温度に精密温度調整を行う高感度ベースヒータ２９とを配管経路３０で順次連通して構成され、また、ベースヒータ２８で予熱された気体の温度を測定する温度センサ６及び高感度ベースヒータ２９で精密に温度調整されてチャンバ２０内に流入した気体の温度を測定する温度センサ２４が、ベースヒータ２８の流出側とチャンバ２０内にそれぞれ配置され、これらの温度センサ６，２４による測定結果に基きベースヒータ２８と高感度ベースヒータ２９をそれぞれ制御するように構成されている。
【０００５】
このような従来の露光装置２２の温度調整装置２１においては、チャンバ２０から排出される気体や適宜フィルタリングして取り込まれる外気は、冷却水等を用いて熱交換を行う冷却器３で一旦冷却され、充分に冷却された気体は、ベースヒータ２８を用いて特定の温度まで引き上げられるように予熱され、さらに予熱された気体は高感度ベースヒータ２９により精密に所定の最終温調目的温度に調整されて、チャンバ２０内に流入する。この時、制御部１３aが、温度センサ６，２４による気体の温度の測定結果に基いて、ベースヒータ２８及び高感度ベースヒータ２９の作動を制御している。
【０００６】
このように、気体温度調整装置２１により所定の温度に調整された気体は、ファン５によりフィルタ２５を通過後、チャンバ２０内に供給され、レチクルステージ２６、及びウエハステージ２７を有する露光装置本体１５に沿って矢印で示すように流れ、この間に露光装置本体１５が発生する熱を吸収しあるいは排除して、露光装置本体１５の周囲の雰囲気を一定の温度に維持し、良好な露光精度を得ることができるようにしている。
【０００７】
また、冷却水３１は先ず、冷却器１０へと送られる。そして、冷却水３１は冷却器１０により所定の温度まで冷却される。このとき冷却器１０は制御部１３ｂにより温度センサ１１に基き制御される。冷却器１０の出口には温度センサ１１が設けられていて、制御部１３ｂは、温度センサ１１による測定結果に基いて、冷媒が所定の温度まで冷却されるように冷却器１０を制御する。冷却水３１は冷却器１０により所定の温度まで冷却された後、加温器２へと送られる。冷却水３１は加温器２により所定の温度まで加熱される。加温器２の出口には温度センサ１２が設けられていて、制御部１３ｂは、温度センサ１２による測定結果に基いて、冷媒が所定の温度まで加温されるように加温器２を制御する。加温器２は制御部１３ｂにより温度センサ１２に基き制御され、精密温調された冷却水は露光装置本体１５へと供給され、露光装置本体１５のレチクルステージ２６や、ウエハステージ２７等の種々の発熱源から発生する熱を充分に放熱させて排除し、露光装置本体１５内の各部位の温度を調整しあるいは冷却し、露光装置本体１５の温度を安定させる。これによって、精度のよい露光が可能となる。
【特許文献１】特開２００１−２４４１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、半導体露光装置等においては、露光むらをなくし、かつ精密な位置決めを必要とし、高い分解能で気体の温度を調整することが重要である。さらに、今まで以上にスピードアップが求められており、そのために、より大電力を消費する方向へ進んでいる。また同時に、省エネルギに対する重要性も増してきており、省エネルギの観点から電力の消費量を削減することも要求されており、ステージの高速化・大型化しているのに対しても消費電力を今までと同等にもしくはさらに小さくすることが必要となってきている。
【０００９】
しかしながら、従来の半導体露光装置等における温度調整装置においては、露光装置自体が大きいために、温度調整を要する空間（露光装置本体を包囲するチャンバ）も大きく、温度調整システムも大きなものとなっている。また、温度調整装置の冷却器はその能力を充分に可変とすることができず、ヒータ側で温度調整を行うようにしている。そのため、冷却器の能力は、通常、露光装置本体が充分に稼働している状態での発熱量を基準に想定して決められており、この冷却器の能力に応じて温度を上昇させるために必要な容量を持つヒータを用いることが必要となる。そのため、冷却器やヒータはともに大容量のものが必要となり、消費電力を削減することが困難であった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、温度調整装置に廃熱を利用して省エネルギ化とコストダウンを図るとともに温度調整を精度良く行うことができる露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第一の側面は、複数の温度調整対象を有するデバイス製造装置であって、前記温度調整対象をそれぞれ温度調整するための複数の温度調整系統を備え、前記複数の温度調整系統は気体温度調整系統と冷媒温度調整系統を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記冷媒温度調整系統は、工場設備から供給される水を冷媒として使用することが好ましい。ここで、前記冷媒温度調整系統は、前記デバイス製造装置に供給される気体を冷媒の温度調整に利用することが好ましい。また、前記冷媒温度調整系統は、前記デバイス製造装置に供給される気体のリターンを冷媒の温度調整に利用することを特徴とすることが好ましい。また、前記気体温度調整系統は、前記気体の流量を制御するための熱交換器を通過する経路と、バイパス経路と、前記バイパス経路に設けられたバイパス弁とを有することが好ましい。前記バイパス弁としてバタフライ弁が適している。
【００１３】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記冷媒温度調整系統は冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部と前記冷媒温度検出部によって検出された温度に基いて冷媒の温度を制御する冷媒温度制御部とを有することが好ましい。ここで、前記気体温度調整系統は、気体の温度を検出する気体温度検出部と前記気体温度検出部によって検出された温度に基いて気体の温度を制御する気体温度制御部とを有することが好ましい。また、前記温度調整系統は、閉回路で気体の熱交換を行うことを特徴とすることが好ましい。また、本発明は、前記デバイス製造装置本体の稼働状態に基いて制御されることを特徴とすることができ、前記いずれかの特徴を有するデバイス製造装置を用いて基板を露光する工程を含む製造工程によってデバイスを製造するデバイス製造方法にも適用可能である。
【００１４】
また、本発明の第二の側面は、デバイス製造方法に係り、上記のデバイス製造方法を用いて基板を露光する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、温度調整系統にてデバイス製造装置本体の雰囲気を精度良く温度調整することができるとともに、温度調整系統の冷却器やヒータを小型化することができ、デバイス製造装置の省エネルギ化とコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための好ましい形態のデバイス製造装置として露光装置につき、図面に基いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明に基く温度調整装置（系統）を備えた実施例１に係る露光装置について、その概略構成を示す図１を参照して説明する。図１において、この露光装置２２は、レチクル等の原版のパターンをウエハ等の基板に転写する露光装置本体１５と、露光装置本体１５を包囲するチャンバ２０と、チャンバ２０内の気体の温度を調整する気体温度調整装置（系統）２１とを具備している。
【００１８】
また、この露光装置２２は、露光装置本体１５を包囲するチャンバ２０に、気体流入口１９と気体流出口１４がそれぞれ上下に設けられ、気体温度調整装置（系統）２１により所定の温度に調整された気体が、上方の気体流入口１９から供給され、矢印で示すように露光装置本体１５に沿って下方に流れ、その後、気体流出口１４から排出されるように構成されている。そして、チャンバ２０内を矢印で示すように露光装置本体１５に沿って流れる気体が、露光装置本体１５の発熱源から発生する熱を放熱させて排除し、チャンバ２０内の気体の温度を所定の温度に維持する作用をする。
【００１９】
気体温度調整装置２１は、チャンバ２０の気体流出口１４から排気される気体をバイパスするバタフライ弁（バイパス弁）１と、気体流出口１４から排気される気体の流量を調整するバタフライ弁１’と、チャンバ２０から排出された気体が工場から供給された水と熱交換を行い所定の温度まで加熱する加温器２と、工場から供給された水８と熱交換を行った気体を冷却するための冷却器３と、気体を最終温調目的温度に精密温度調整を行う加温器４と、気体を循環させるファン（送風機）５とを順次連通して構成されている。冷媒温度調整装置（系統）７は、工場から供給された水８を、工場から供給された冷却水９を用いて熱交換して所定の温度まで冷却する冷却器１０と、チャンバ２０から排出された気体を用いて熱交換して工場から供給された水８を所定の温度まで加熱する加温器２とを順次連通して構成されている。加温器２の熱交換量は、チャンバ出口後のバタフライ弁１とバタフライ弁１’により、チャンバ２０から排出され加温器２に流れる気体の量を調整することによって制御される。
【００２０】
また、冷媒温度調整装置７には、冷却器１０の流出側の冷媒の温度を測定する温度センサ１１と、加温器２で温度調整され流出する冷媒の温度を測定する温度センサ１２とが設置され、これらの温度センサは制御部１３（それぞれの制御部１３ａ，１３ｂ）に接続されている。この制御部１３は、温度センサ１１，１２により、それぞれの部位で測定される温度の結果に基いて、バタフライ弁１とバタフライ弁１’を制御するように構成されている。バタフライ弁１とバタフライ弁１’は弁開度により気体の圧損変化により風量が変化しないように駆動されることが望ましい。
【００２１】
また、気体温度調整装置２１には冷却器３の流出側の気体の温度を測定する温度センサ６と、加温器４を流出しチャンバ空間の温調をする気体の温度を測定する温度センサ２４が設置されており、これらの温度センサは制御部１３ｃに接続されている。そして、制御部は、温度センサ６，２４により、それぞれの部位で測定される温度の結果に基いて、冷却器３と、加温器４と、バタフライ弁１を制御するように構成されている。
【００２２】
以上のように構成される気体温度調整装置２１、または冷媒温度調整装置７もしくは両方を備えた露光装置において、気体流出口１４から排出される気体は、露光装置本体１５から発生する熱を吸収して高温状態となって配管経路１６へ流出し、先ず、バイパスされる。このときのバイパス量は制御部１３aにより制御されるバタフライ弁１，１’により調整される。気体は配管経路１７を介して加温器２へ導かれ、同時にバイパス経路１８に流れ込む。配管経路１７から加温器２へ導かれた高温の気体は、工場設備より供給された水８の温度調整を行った後、冷却器３へと送られる。冷却器３へ送られた気体は、制御部１３ｃの指令により所定の温度まで冷却され、精密温調のため加温器４へと送られる。加温器４へ送られた気体は、制御部１３ｃの指令に基き精密温調されてファン５へと送られる。また、このときファン５の設置場所は加温器４の後には限定しない。精密温調された気体は気体流入口１９へと送り込まれる。所定の最終温調目的温度に調整され気体は、気体流入口１９からフィルタを通りチャンバ２０内に供給され、露光装置本体１５の種々の発熱源から発生する熱を充分に放熱させて排除し、チャンバ２０内の各部位の温度を調整しあるいは冷却し、チャンバ２０内の雰囲気を安定させる。これによって、精度のよい露光を行うことが可能になる。
【００２３】
また、工場設備より供給された水８は、まず、冷却器１０へと送られる。工場設備より供給された水８は、工場設備より供給される冷却水９と熱交換器を介して熱交換することにより、冷却器１０にて所定の温度まで冷却される。このとき工設備より供給される水８と工場設備からの冷却水９の熱交換量は制御部１３ｂに基き制御される。
【００２４】
冷却器１０の出口には温度センサ１１が設けられていて、制御部１３ｂは温度センサ１１による測定結果に基いて、工場設備から供給された水８が所定の温度まで冷却されるように流量調整弁２３を制御する。
【００２５】
冷却器１０により所定の温度に調整された水は、加温器２へ送られ、この加温器２にて、チャンバ２０から排出された気体と熱交換を行い、所定の温度に加熱される。このときのチャンバ２０から排出された気体との熱交換量は、気体の流量をバタフライ弁１とバタフライ弁１’を制御することにより行う。バタフライ弁１とバタフライ弁１’の制御は、温度センサ１２による測定結果に基いて制御部１３ａにより制御される。工場設備より供給された水８は、加温器２で所定の温度に加熱された後、冷却器１０で所定の温度まで冷却されてもよい。
【００２６】
工場設備より供給され精密温調された水８は、露光装置本体１５へと供給され、露光装置本体１５の種々の発熱源から発生する熱を充分に放熱させて排除し、露光装置本体１５内の各部位の温度を調整しあるいは冷却し、露光装置本体１５の温度を安定させる。これによって、精度のよい露光を行うことが可能になる。
【００２７】
このように本実施例の冷媒温度調整装置７と、気体温度調整装置２１を備える露光装置２２においては、露光装置本体１５の冷却は工場設備から供給される水８により行い、さらに工場設備から供給される水の温調に工場設備から供給される冷却水９とチャンバ２０から配管経路１７に排出された気体の廃熱を用いることにより露光装置本体１５の雰囲気を精度良く温度調整することができるとともに、温度調整装置の冷却器やヒータを小型化することができ、省エネルギ化と省コスト化を図ることができる。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明の実施例２として、前述の実施例１に係る露光装置を用いてデバイスを製造する方法につき説明する。図３は、微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド等）の製造工程のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス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。次のステップ５（組立）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バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て微小デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００２９】
図４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）ではウエハにレジストを塗布する。ステップ１６（露光）では前述した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光する。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。
【００３０】
このようなデバイスの製造方法を用いれば、従来は製造が困難であった高集積度のデバイスを安定的に低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１に係る温度調整装置（系統）を備えた露光装置の概略構成図である。
【図２】従来の温度調整装置を備えた露光装置の概略構成図である。
【図３】半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【図４】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】
【００３２】
１：バタフライ弁（バイパス弁）、１’：バタフライ弁、２：加温器、３：冷却器、４：加温器、５：ファン、６：温度センサ、７：冷媒温度調整装置（系統）、８：工場設備から供給される水、９：工場設備から供給される冷却水、１０：冷却器、１１：温度センサ、１２：温度センサ、１３a：制御部、１３b：制御部、１３c：制御部、１４：気体流出口、１５：露光装置本体、１６：配管経路、１７：配管経路、１８：バイパス経路、１９：気体流入口、２０：チャンバ、２１：気体温度調整装置（系統）、２２：露光装置、２３：流量調整弁、２４：温度センサ、２５：フィルタ、２６：レチクルステージ、２７：ウエハステージ、２８：ベースヒータ、２９：高感度ベースヒータ、３０：配管経路、３１：冷却水。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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