(57)【要約】【課題】露光装置等のデバイス製造装置の大型化を抑制しつつ構成部品からの発熱による悪影響を有効に防止する。【解決手段】温調用のガスを流すためのダクトＡ１３内に電気部品Ｂ３、Ｂ４を配置し、電気部品Ｂ３、Ｂ４からダクトＡ１３外に配置された他の電気部品（例えば、センサ、モータ）等にケーブルを接続する。【選択図】図３
2004158510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスの製造に利用されるデバイス製造装置であって、
温調用のガスを流すためのダクトと、
前記ダクト外の所定部の状態を検知するため又は前記所定部を駆動若しくは制御するために前記ダクト外に配置された第１部品と、
前記ダクト内に配置され、前記所定部の状態に関する電気信号を前記第１部品から受け取るように又は前記所定部を駆動若しくは制御するために生成された電気信号を前記第１部品に供給するように、前記第１部品に電気的に接続された第２部品と、
を備えることを特徴とするデバイス製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば露光装置等のデバイス製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス等のデバイスを製造するためのリソグラフィー工程では、レチクルパターンを投影光学系を介して感光剤（フォトレジスト）が塗布されたウエハに投影する露光装置が使われている。このような露光装置は、複数のユニット、例えば、レチクルパターンを投影する投影レンズ、露光光を発生するレーザーユニット、露光光を投影レンズまで引き回す照明系ユニット、マスクを保持し所定位置に移動させるレチクルステージ、感光剤が塗布されたウエハを保持して所定位置まで移動させるウエハステージ、マスクパターンとウエハとを高精度に位置合わせするためのアライメントユニット、マスク及びウエハを各ステージに搬送するための搬送系ユニット、以上のユニットを統括制御するための制御ユニット等で構成されている。
【０００３】
露光装置は、さらに、各ステージをエアー浮上させるためのエアー配管、ステージ駆動用のリニアモータといった発熱量が大きい発熱体を冷却するためのクーラント系の配管を分配し制御するための配管ユニット、リニアモータ等を駆動する駆動回路、センサ出力を増幅するセンサアンプ、制御基板等の数多くのユニットを有する。
【０００４】
ところで、投影光学系の光軸とウエハの位置合わせのためにオフアクシススコープ等のアライメント用測定装置等では、わずかな温度変化の影響で計測誤差が生じてしまう。また、投影レンズの光軸と直交する平面内で移動可能なステージの位置は、ステージに設けられたバーミラーを利用してレーザ干渉計によって計測される。このレーザ干渉計の計測光路において温度変化があると、たとえ僅かであっても、空気の揺らぎが発生することによって計測光路の屈折率が変化し計測誤差が生じてしまう。さらに、投影レンズ自体も熱膨張によって変形してしまうため像特性を劣化させる要因となる。
【０００５】
以上の問題を解決するために、半導体露光装置では、装置内が一定温度に保たれるように空調機によって精密な温度制御が行われる。さらに、上記の駆動回路、センサアンプ、制御基板等の電気部品は、それらが発生する熱をそれらの外部に漏らないようにボックス等に収容され、該ボックス内に温調されたエアーを流すことによりボックス外へ熱が放出しないように工夫されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような駆動回路、センサアンプ、制御基板等を収容するボックス及び該ボックスの冷却のための配管を露光装置に設けることは、露光装置の大型化をもたらす。
【０００７】
一方、露光装置の性能の観点では、スループットを上げるためにレチクルステージ及びウエハステージの加速度を上げると同時に同期精度の向上が要求されている。このような要求に対して、例えば、ステージの駆動時に発生する振動をステージ外部に伝達しないように、ステージの駆動方向と逆方向に移動するカウンターマスを構成し、これによりステージの駆動に伴う反力を受ける機構が提案されている。このような機構の搭載もまた露光装置を大型化させる要因となっている。
【０００８】
しかしながら、工場における装置の設置面積を考慮すると、露光装置の大きさを拡大することは望ましいことではないため、上記のようなボックスを設置するためのスペースの確保が困難になってきている。
【０００９】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、露光装置等のデバイス製造装置の大型化を抑制しつつ構成部品からの発熱による悪影響を有効に防止することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、デバイスの製造に利用されるデバイス製造装置に係り、該装置は、温調用のガスを流すためのダクトと、前記ダクト外の所定部の状態を検知するため又は前記所定部を駆動若しくは制御するために前記ダクト外に配置された第１部品と、前記ダクト内に配置され、前記所定部の状態に関する電気信号を前記第１部品から受け取るように又は前記所定部を駆動若しくは制御するために生成された電気信号を前記第１部品に供給するように、前記第１部品に電気的に接続された第２部品とを備えることを特徴とする。本発明によれば、例えば、ダクト内に第２部品を配置することにより、デバイス製造装置の大型化を抑制することができ、しかも、第２部品からの発熱による悪影響を防止することができる。
【００１１】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記デバイス製造装置は、前記ダクトに設けられた断熱材を更に備えることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の好適な実施の形態によれば、前記デバイス製造装置は、前記ダクトの一部を構成するように配置された中継基板を更に備え、前記第１部品と前記第２部品は、前記中継基板を介して電気的に接続されていることが好ましい。ここで、前記中継基板の少なくとも一部に断熱材が設けられていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の好適な実施の形態によれば、前記ダクトは、シャッタ付きの開口部を有し、前記第１部品と前記第２部品は、前記開口部を通るケーブルによって電気的に接続されていることが好ましい。ここで、前記シャッタは、前記シャッタが閉じられた状態で前記シャッタが前記ケーブルに接触する部分に、伸縮性の部材を有することが好ましい。前記伸縮性の部材は、断熱機能を有することが好ましい。
【００１４】
本発明は、例えば、前記第２部品が動作時に発熱する部品である場合に特に有用である。
【００１５】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記デバイス製造装置は、例えば、露光装置として構成されうる。
【００１６】
本発明は、上記のようなデバイス製造装置を使用するデバイス製造方法としても把握することができる。例えば、上記のデバイス製造装置を露光装置として構成した場合、該露光装置は、感光剤の塗布、露光、現像、エッチング等の工程を含むリソグラフィー工程における露光工程において使用されうる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１８】
図１及び図２は、本発明のデバイス製造装置の好適な実施の形態としての露光装置の概略構成を示す図であり、図１は側面図、図２は図１の下部の断面図である。この露光装置は、半導体デバイス等のデバイスの製造における露光工程において使用される。
【００１９】
この露光装置は、本体ブースＡ１、搬送ブースＡ２、空調ブースＡ３の３つのブースを有する。本体ブースＡ１は、レチクル（原版）のパターンを感光剤が塗布されたウエハ（基板）に投影・転写するための基本機能を備えたブースである。搬送ブースＡ２は、レチクル及び感光材が塗布されたウエハを本体ブースＡ１に渡し、露光が終了したウエハを本体ブースＡ１から取り出すための機構を備えたブースであり、典型的には、搬送ロボットや、レチクル及びウエハをプリアライメントするユニット等を有する。空調ブースＡ３は、本体ブースＡ１及び搬送ブースＡ２内の温度を常に一定温度に保つように温度制御をする温調装置を備えたブースである。なお、この露光装置は、上記の他、露光装置の制御を行うための制御ユニット（不図示）も有する。
【００２０】
ここで、本体ブースＡ１に配置されたユニットについて説明する。光学系Ａ４は、引き回し光学系及び照明光学系を有し、レーザーユニット（不図示）から本体ブースＡ１内に光を引き込みレチクル（原版）を照明する。レチクルステージＡ５は、レチクルを保持して光軸と垂直なＸＹ平面内においてＹ方向に駆動する。照明光学系によって照明されたレチクルのパターン像は、投影レンズＡ６を介してウエハに投影される。ウエハは、ウエハステージＡ９上に保持され、光軸と垂直なＸＹ平面内においてＸＹ方向に駆動される。
【００２１】
投影レンズＡ６は、定盤Ａ７によって支持されている。定盤Ａ７は、床振動や、ウエハステージＡ９のステップ駆動時に発生する振動を遮断するためのダンパＡ８を介して床上に支持されている。
【００２２】
空調ブースＡ３から送られてくる温調されたエアー（温調エアー）は、吹き出し口Ａ１０及びＡ１１からそれぞれ本体ブースＡ１内に供給される。この温調エアーによって本体ブースＡ１内の温度が一定に保たれる。空調ブースＡ３で温調されたエアーは、給気ダクトＡ１２を通して搬送ブースＡ２にも供給され、排気ダクトＡ１３を通して空調ブースＡ３に回収される。これによって、搬送ブースＡ２内の温度が一定に保たれる。この実施の形態では、排気ダクトＡ１３は、搬送ブースＡ２内のエアーの排気だけでなく、吸気項口Ａ１４を通して本体ブースＡ１のエアーも回収するように構成されている。ただし、本体ブースＡ１からエアーを回収するためのダクトと搬送ブースＡ２からエアーを回収するダクトとを別個に設けてもよい。
【００２３】
この実施の形態では、図２に示すように２つの排気ダクトＡ１３が左右（上方から見た場合）に配置されている。なお、図１及び図２、並びに以降で説明する図３、図５において、矢印は、エアー（温調用ガス）が流れる方向を示している。
【００２４】
図３及び図４は、図１及び図２に示す排気ダクトＡ１３をより詳細に示した断面図である。この排気ダクトＡ１３は、強度の強い材質（例えば金属）で構成された枠体Ｂ７の内側に断熱材Ｂ２を配置して構成されることが好ましい。ここで、断熱材Ｂ２は、枠体Ｂ７の内側の全面に配置されることが好ましいが、枠体Ｂ７の内側の一部又は枠体Ｂ７の外側の全部又は一部に配置されてもよい。このような断熱材Ｂ７を配置することにより、排気ダクトＡ１３内の空間Ｂ１を流れるエアーの熱がダクトＡ１３外に伝達されることを防止することができる。さらに、断熱材Ｂ７は、後述の中継基板Ｂ５の内側又は外側にも可能な限り配置されることが好ましい。
【００２５】
排気ダクトＡ１３内には、発熱体としての第２電気部品（第２部品）Ｂ３、Ｂ４が配置されている。第２電気部品は、露光装置本体の所定部の状態に関する電気信号を排気ダクトＡ１３外に配置された第１電気部品（第１部品）から受け取るように又は該所定部を駆動若しくは制御するために生成された電気信号を該第１電気部品に供給するように、該第１電気部品に電気的に接続されている。
【００２６】
ここで、第２電気部品Ｂ３は、本体ブースＡ１内の露光装置本体（排気ダクト外）に備えられた第１電気部品（第１部品）に電気的に接続される回路基板等の電気部品であり、例えば、第１電気部品としてのモータ（例えば、ステージを駆動するリニアモータ）を駆動するための駆動回路が形成された基板、第１電気部品としてのセンサ（例えば、レーザ干渉計、アライメント用計測装置）と接続される入力回路が形成された基板等である。また、第２電気部品Ｂ４は、例えば、本体ブースＡ１内の露光装置本体（排気ダクト外）に備えられた第１電気部品としてのセンサの出力を増幅するアンプである。
【００２７】
以上のように、露光装置において、排気ダクトＡ１３の外部に配置された第１電気部品に電気的に接続される第２電気部品、例えば、回路基板、センサアンプ等を排気ダクトＡ１３の内部に配置することにより、露光装置の大型化を抑制しつつ第２電気部品からの発熱による悪影響（例えば、温度変動によるアライメント用計測装置の計測誤差、レーザ干渉計の計測光路の温度変動によるステージの位置決め誤差、温度変動による投影レンズの特性変動等）を低減することができる。
【００２８】
ここで、モータ等のような駆動機構（所定部を駆動若しくは制御するための部品）やセンサ（所定部の状態を検知するための部品）等の第１電気部品は、典型的には、排気ダクトＡ１３から離れた位置に配置する必要があるため、排気ダクトＡ１３からこれらの第１電気部品までケーブルを引き回す必要がある。そこで、排気ダクトＡ１３に中継基板（中継回路）Ｂ５を設け、排気ダクトＡ１３内に配置された第２電気部品Ｂ３、Ｂ４と中継基板Ｂ５とをコネクタ等により又は直接接続し、中継基板Ｂ５の外部に設けられたコネクタＢ６と第１電気部品とをケーブルで接続することが好ましい。このような中継基板Ｂ５を設けることにより、排気ダクトＡ１３内の第２電気部品と排気ダクトＡ１３外の第１電気部品との接続作業や露光装置のメンテナンス作業を容易にすることができる。すなわち、中継基板Ｂ５を設けることにより、露光装置内の種々の箇所に接続されたケーブルを中継基板Ｂ５で一旦纏めて排気ダクトＡ１３内に提供することができる。例えば、第２電気部品Ｂ３としての回路基板と中継基板Ｂ５とを高密度多極コネクタで接続することにより、排気ダクトＡ１３内のケーブル本数を削減し又は排気ダクトＡ１３内の構造を簡素化することができる。このような構造の簡素化は、排気ダクトＡ１３内の実効断面積を大きくしエアー（温調用ガス）の流れを効率化することにも寄与する。
【００２９】
また、排気ダクトＡ１３を密閉するように中継基板Ｂ５を配置することにより、排気ダクトＡ１３の気密性を高め、熱排気の効率を高めることができる。これは、排気ダクトＡ１３を通して排気可能なエアーの流量は排気ダクトＡ１３内部の断面積で決定され、中継基板Ｂ５を用いずにケーブルを排気ダクトＡ１３の内側から外側に引き出す場合や中継基板Ｂ５と枠体Ｂ７との間に隙間がある場合には、排気ダクトＡ１３の隙間を通して余分なエアーが排気ダクトＡ１３内に引き込まれ、その分だけ熱排気に寄与するエアーの流量が減少するからである。
【００３０】
第１電気部品としてのセンサの一例として、上記の他、ダンパＡ８とウエハステージＡ９を支持するステージ定盤Ａ１５との相対的な変位を計測するための渦電流変位計等を挙げることができる。このような変位計等のセンサは、それに接続されたケーブルの長さや特性に起因して計測誤差が発生するので、図３及び図４の第２電気部品Ｂ４のように、センサ（第１電気部品）とセンサアンプ（第２電気部品）とを中継基板を介することなく接続することが好ましい。一方、電源線や、ノイズ耐性の強い信号線については、配線の容易性やメンテナンスの容易化等の観点で、中継基板Ｂ５を介して配線することが好ましい。
【００３１】
本発明の好適な実施の形態によれば、空調ブースＡ３から吹き出される温調エアーを一定温度とした場合、搬送ブースＡ２に吹き込まれる温調エアーと搬送ブースＡ２と排気ダクトＡ１３との接続部（すなわち、排気ダクトＡ１３の吸気口）におけるエアーとの温度差を２．０℃以下とし、排気ダクトＡ１３の入口と出口とにおける温度差を１．０℃以下となるように排気ダクトＡ１３を設計することが好ましい。
【００３２】
この条件を満たす場合において、温調エアーの温度を２３℃程度とすると、排気ダクトＡ１３の入口におけるエアーの温度は２５℃以下となるので、排気ダクトＡ１３内の回路基板及びセンサアンプ等の第２電気部品の発熱を十分に抑えることができる。また、上記の条件を満たす場合において、排気ダクトＡ１３内の温度変化は１．０℃程度なので、例えば、センサアンプ等の電気部品の温度変化によって計測誤差が生じうる計測装置であっても、１．０℃程度の温度変化が許容されるものであれば、該計測装置の該電気部品を排気ダクトＡ１３内に配置することができる。
【００３３】
排気ダクトＡ１３は、取り外し可能なパネルを有し該パネルを取り外すことにより排気ダクトＡ１３内にアクセス可能な構造を備えることが好ましい。このような構造は、排気ダクトＡ１３の内部に配置された電気部品の修理や交換等のメンテナンス性の向上に寄与する。
【００３４】
図５は、図１及び図２に示す排気ダクトＡ１３の他の構成例を示す図である。この構成例は、排気ダクトＡ１３の内部及び外部におけるケーブルの引き回し方法が図３及び図４に示す構成例と異なる。
【００３５】
図５に示す排気ダクトＡ１３は、強度の強い材質（例えば金属）で構成された枠体Ｃ２の内側に断熱材Ｃ６を配置して構成されることが好ましい。ここで、断熱Ｃ６は、枠体Ｃ２の内側の全面に配置されることが好ましいが、枠体Ｃ２の内側の一部又は枠体Ｃ２の外側の全部又は一部に配置されてもよい。
【００３６】
排気ダクトＡ１３内には、発熱体としての第２電気部品Ｃ３、Ｃ４が配置されている。ここで、第２電気部品Ｃ３は、本体ブースＡ１内の露光装置本体（排気ダクトＡ１３外）に備えられた第１電気部品に接続される回路基板等の第２電気部品、例えば、第１電気部品としてのモータ（例えば、ステージを駆動するリニアモータ）を駆動するための駆動回路が形成された基板、第１電気部品としてのセンサ（例えば、レーザ干渉計、アライメント用計測装置）と接続される入力回路等である。また、第２電気部品Ｃ４は、例えば、本体ブースＡ１内の露光装置本体に備えられた第１電気部品としてのセンサの出力を増幅するアンプである。
【００３７】
第２電気部品Ｃ３、Ｃ４に接続されたケーブルは、排気ダクトＡ１３に形成された開口部Ｃ５を通して、中継基板又は中継回路を経由することなく、直接、露光装置の構成要素に接続されている。
【００３８】
ここで、開口部Ｃ５を通して排気ダクトＡ１３内にエアーが流入しないように、開口部Ｃ５を最小化するか、或いは、開口部Ｃ５を閉じるシャッタ構造を設けることが好ましい。
【００３９】
図６は、図５に示す開口部に好適に採用されるシャッタ構造の一例を模式的に示す図である。この構成例では、２枚のシャッタ板（スライド式パネル）Ｄ１が設けられている。２枚のシャッタ板Ｄ１は、ガイドＤ３によってスライド可能にガイドされている。２枚のシャッタ板Ｄ１が対向する部分には、伸縮性の高い部材Ｄ４が取り付けられている。ここで、部材Ｄ４は、伸縮性が高い他、断熱性が高い部材（例えば、スポンジ）であることが好ましい。また、シャッタ板Ｄ１の内側又は外側には、断熱材が設けられていることが好ましい。
【００４０】
第２電気部品Ｃ３、Ｃ４に接続されたケーブルを開口部Ｃ５を通して排気ダクトＡ１３から引き出し、部材Ｄ４が圧縮されるように２枚のシャッタ板Ｄ１を閉じることにより、開口部Ｃ５を塞いで排気ダクトＡ１３の気密性を高めることができる。
【００４１】
図６に示す構成例は、ケーブル断面の径又は寸法が小さい場合に有効であるが、これらが大きい場合には、シャッタ板Ｄ１間に隙間が生じ易いため、このようなケーブルについては、図３及び図４に示すように中継基板を介して排気ダクトＡ１３の内部から外部に引き出すことが好ましい。
【００４２】
上記の種々の実施の形態においては、排気ダクト内に第２電気部品（第２部品）を配置しているが、これに代えて、温調ブースから温調対象に温調エアーを供給する供給ダクト内に第２電気部品を配置することもできる。
【００４３】
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図７は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
【００４４】
一方、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、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィー技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ５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）等の組み立て工程を含む。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半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
【００４５】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。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を形成する。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、ダクト内に第２部品を配置することにより、デバイス製造装置の大型化を抑制することができ、しかも、第２部品からの発熱による悪影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデバイス製造装置の好適な実施の形態としての露光装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明のデバイス製造装置の好適な実施の形態としての露光装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】図１及び図２に示す排気ダクト（Ａ１３）をより詳細に示した断面図である。
【図４】図１及び図２に示す排気ダクト（Ａ１３）をより詳細に示した断面図である。
【図５】図１及び図２に示す排気ダクト（Ａ１３）の他の構成例を示す図である。
【図６】図５に示す開口部に好適に採用されるシャッタ構造の一例を模式的に示す図である。
【図７】図７は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【符号の説明】
Ａ１：本体ブース
Ａ２：搬送ブース
Ａ３：空調ブース
Ａ４：光学系
Ａ５：レチクルステージ
Ａ６：投影レンズ
Ａ７：定盤
Ａ８：ダンパ
Ａ９：ウエハステージ
Ａ１０：温調エアー吹き出し口
Ａ１１：温調エアー吹き出し口
Ａ１２：温調エアーダクト
Ａ１３：熱排気ダクト
Ａ１４：吸気口
Ｂ１：排気ダクト内部
Ｂ２：断熱材
Ｂ３：第２電気部品（例えば基板）
Ｂ４：第２電気部品（例えばセンサアンプ）
Ｂ５：中継基板
Ｂ６：本体引き回し用コネクターケーブル
Ｂ７：枠体
Ｃ１：熱排気ダクト内部
Ｃ２：枠体
Ｃ３：基板
Ｃ４：センサアンプ
Ｃ５：開口部
Ｃ６：断熱材
Ｄ１：シャッタ板（スライド式パネル）
Ｄ２：断熱材
Ｄ３：ガイド
Ｄ４：伸縮性部材
【図１】
2004158510.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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