(57)【要約】【課題】  簡素な構成、制御方法でロードロック室内の水分の凝結を防ぐことができるロードロックチャンバーを有する露光装置を提供することを目的としている。【解決手段】  基板を露光する露光装置であって、基準温度に設定され、前記基板に光を導く光学系と、前記光学系を真空雰囲気下に格納する露光チャンバーと、前記露光チャンバーに隣接して設けられ、前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換するロードロックチャンバーと、前記ロードロックチャンバーが前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換するとき、前記ロードロックチャンバーの温度を前記基準温度より高くする。【選択図】  図２
2005191494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光する露光装置であって、
基準温度に設定され、前記基板に光を導く光学系と、
前記光学系を真空雰囲気下に格納する露光チャンバーと、
前記露光チャンバーに隣接して設けられ、前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換するロードロックチャンバーと、
前記ロードロックチャンバーが前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換するとき、前記ロードロックチャンバーの温度が前記基準温度より高いことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記ロードロックチャンバーの温度と前記基準温度との差が、５度以上３０度以下であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記ロードロックチャンバーの温度と前記基準温度との差が、１０度以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記ロードロックチャンバーの温度と前記基準温度との差が、２０度以下であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の露光装置。
【請求項５】
前記ロードロックチャンバーに熱を加える加熱機構が、前記ロードロックチャンバー内の前記基板を囲む空間と接しない空間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
前記ロードロックチャンバーの温度は、前記ロードロックチャンバー内の前記基板を囲む空間内の水蒸気が前記基板を囲む空間内のガスを排気する最中に凝結しない温度であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の露光装置。
【請求項７】
前記ロードロックチャンバー内の前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換し始めるのは、前記ロードロックチャンバーに設けられたガス温度計測手段による計測結果が所定温度以上になった場合、あるいは、前記ロードロックチャンバー内のガスが前記ロードロックチャンバー壁から熱供給を受けた時間が所定時間以上である場合のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の露光装置。
【請求項８】
前記ロードロックチャンバーと前記露光チャンバーとの間に断熱材及び／又は断熱構造を設けていることを特徴とする請求項１乃至７記載の露光装置。
【請求項９】
前記ロードロックチャンバー内にガスを供給するガス供給手段と、前記ガス供給手段により供給されるガスを所定温度以上に昇温する事が可能なガス温調手段とを有することを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の露光装置。
【請求項１０】
前記ロードロックチャンバーの温度を計測することが可能な温度計測手段と、
計測された前記ロードロックチャンバーの温度に基づいて前記ロードロックチャンバーのおんどを制御することが可能な制御手段とを有することを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の露光装置。
【請求項１１】
基板を露光する露光装置であって、
基準温度に設定され、前記基板に光を導く光学系と、
前記光学系を真空雰囲気下に格納する露光チャンバーと、
前記露光チャンバーに隣接して設けられ、前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換するロードロックチャンバーと、
前記ロードロックチャンバーと前記露光チャンバーとの間に断熱材及び／又は断熱構造を設けていることを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記ロードロックチャンバーに熱を加える加熱手段を有していることを特徴とする請求項１乃至１１いずれかに記載の露光装置。
【請求項１３】
前記基板を前記ロードロックチャンバーに搬入する時間と、前記加熱手段がロードロックチャンバーに熱を加えている時間とは、少なくとも一部がお互いに重なっていることを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記露光チャンバーと前記ロードロックチャンバーとの間には、相対的な変位が可能なように変形部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至１３いずれかに記載の露光装置。
【請求項１５】
前記変形部材とは、ベローズであることを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５いずれかに記載の露光装置を用いて前記基板を露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体露光装置に関するものであり、特に真空雰囲気下で半導体基板を露光する装置に付帯して設けられている、ロードロックチャンバーを有する露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＤＲＡＭ、ＭＰＵ、等の半導体デバイス製造に関して、デザインルールで０．１μｍ以下の線幅を有するデバイスの実現に向けて精力的に研究開発がなされている。この世代に用いられる露光装置は、その露光光にエレクトロンビーム（ＥＢ）、あるいは極端紫外域光（ＥＵＶ）、等が用いられると予測されている。
【０００３】
ＥＢ露光装置、ＥＵＶ露光装置では、大気中での露光は不可能になるため、露光は真空中で行わざるを得なくなり、必然的に、ウエハの搬入、搬出にはロードロックチャンバーを介して行うことになる。
【０００４】
通常、露光装置のロードロック室は、大気圧下でウエハを受け入れ、チャンバー内を所定圧力まで真空排気した後、露光装置側の扉を開いて、露光装置側にウエハを搬入し、露光が終了すると、装置側からウエハが搬出され、露光装置側の扉を閉め、室内を大気圧下に戻し、ウエハが取り出される、という機能を有する。
【０００５】
以前より、ロードロック室内が真空排気される際に、チャンバー内にパーティクルが発生し、ウエハ表面に付着、堆積することにより、デバイス製造の歩留まりや、デバイスの信頼性が低下するという問題があった。
【０００６】
この現象のメカニズムとしては、従来より、ロードロック室内に付着、堆積しているパーティクルが真空排気時に巻き上げられ、それらウエハに付着するという考え方が主流であった。しかし、近年これとは別に、ロードロック室内に含まれる水蒸気が内部ガスの断熱膨張による急激な温度低下により、凝結し、これがウエハに付着するという現象も確認されるようになった。
【０００７】
真空排気時のガスの温度は、ガスの種類、ロードロック室の容積、排気速度、等に大きく依存するが、数十℃の低下量が観測されている。ロードロック室内に水蒸気が含まれていると、ガス温度の急激な低下によって、小さなパーティクルを核に水蒸気の凝結が生じ大きなパーティクルに成長し（不均質核形成凝結）、温度によってはさらに氷に凝固し、それがウエハに付着する。この水蒸気の凝結という現象は、ロードロック室内に核となるパーティクルがなくても、ガス中の種々のイオンが凝結核となったり（不均質核形成凝結）、水分子同志が凝集して大きく成長したり（均質核形成凝結）してしまい、ロードロック室内に水蒸気が含まれること自体が深刻な問題を引き起こす。
【０００８】
そこで、従来は、特許文献１では、ロードロック室内にヒーターを設置したり、ロードロック室内のガスを排気する排気速度を調整したりすることによって、ロードロック室内の水蒸気の凝結を防いでいる。
【特許文献１】特開２００３−２３４２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記特許文献１の構成より簡素な構成、制御方法でロードロック室内の水分の凝結を防ぐことができるロードロック室（ロードロックチャンバー）を有する露光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の露光装置は、基板を露光する露光装置であって、
基準温度に設定され、前記基板に光を導く光学系と、前記光学系を真空雰囲気下に格納する露光チャンバーと、前記露光チャンバーに隣接して設けられ、前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換するロードロックチャンバーと、前記ロードロックチャンバーが前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換するとき、前記ロードロックチャンバーの温度が前記基準温度より高いことを特徴としている。
【００１１】
ここで、前記ロードロックチャンバーの温度と前記基準温度との差が、５度以上３０度以下、好ましくは１０度以上、より好ましくは２０度以下であると良い。
【００１２】
また、前記ロードロックチャンバーに熱を加える加熱機構が、前記ロードロックチャンバー内の前記基板を囲む空間と接しない空間に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
また、前記ロードロックチャンバーの温度は、前記ロードロックチャンバー内の前記基板を囲む空間内の水蒸気が前記基板を囲む空間内のガスを排気する最中に凝結しない温度であることを特徴としている。
【００１４】
また、前記ロードロックチャンバー内の前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換し始めるのは、前記ロードロックチャンバーに設けられたガス温度計測手段による計測結果が所定温度以上になった場合、あるいは、前記ロードロックチャンバー内のガスが前記ロードロックチャンバー壁から熱供給を受けた時間が所定時間以上である場合のいずれかであることを特徴としている。
【００１５】
また、前記ロードロックチャンバーと前記露光チャンバーとの間に断熱材及び／又は断熱構造を設けていることを特徴としている。
【００１６】
また、前記ロードロックチャンバー内にガスを供給するガス供給手段と、前記ガス供給手段により供給されるガスを所定温度以上に昇温する事が可能なガス温調手段とを有することを特徴としている。
【００１７】
また、前記ロードロックチャンバーの温度を計測することが可能な温度計測手段と、計測された前記ロードロックチャンバーの温度に基づいて前記ロードロックチャンバーのおんどを制御することが可能な制御手段とを有することを特徴としている。
【００１８】
本発明の別の側面の露光装置は、基板を露光する露光装置であって、基準温度に設定され、前記基板に光を導く光学系と、前記光学系を真空雰囲気下に格納する露光チャンバーと、前記露光チャンバーに隣接して設けられ、前記基板を囲む空間の雰囲気を真空雰囲気に変換するロードロックチャンバーと、前記ロードロックチャンバーと前記露光チャンバーとの間に断熱材及び／又は断熱構造を設けていることを特徴としている。
【００１９】
また、前記ロードロックチャンバーに熱を加える加熱手段を有していることを特徴としている。
【００２０】
また、前記基板を前記ロードロックチャンバーに搬入する時間と、前記加熱手段がロードロックチャンバーに熱を加えている時間とは、少なくとも一部がお互いに重なっていることを特徴としている。
【００２１】
また、前記露光チャンバーと前記ロードロックチャンバーとの間には、相対的な変位が可能なように変形部材が配置されていることを特徴としている。ここで、前記変形部材とは、ベローズであると好ましい。
【００２２】
本発明のデバイスの製造方法は、上述の露光装置を用いて前記基板を露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを有することを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。
【実施例１】
【００２４】
先ず、本発明の詳細について説明する前に、本発明が適用される投影露光装置について、ＥＵＶ露光装置を例に挙げ、その構成を図２を用いて簡単に説明する。
【００２５】
同図で、１はウエハ、２は電子回路パターンが形成されている反射型マスクで、３はその反射型マスクを保持し、スキャン方向に粗微動させるためのマスクステージである。５はマスクからの反射光をウエハ１に投影露光するための光学系である。６はウエハを保持して６軸方向に粗動、微動可能なウエハステージであり、そのｘｙ位置は不図示のレーザー干渉計によって常にモニターされている。通常、マスクステージ３とウエハステージ６のスキャン動作は、投影光学系の縮小倍率を１／βとし、マスクステージの走査速度をＶｒ、ウエハステージの走査速度をＶｗとすると、両者の走査速度の間には、Ｖｒ／Ｖｗ＝βの関係が成立するように同期制御される。８は後述するロードロックチャンバーとウエハステージ６との間でウエハを搬入、搬出する搬送ハンドである。露光は、略真空雰囲気下（ＥＢ光やＥＵＶ光の透過率が実質的に損なわれないような高真空雰囲気下）で行われるため、これらのユニットは装置チャンバー４の中に入っており、７はチャンバー内を真空排気するための真空ポンプである。１５は本発明のロードロックチャンバーの略図であり、９はロードロック内を真空排気するための真空ポンプ、１０はロードロック内の真空状態を大気圧に戻す際のドライＮ２，ドライエア、等のベント用ガス供給源、１１は装置チャンバーとロードロックチャンバーとの間を仕切る装置側ゲートバルブ、１２はロードロックチャンバーと後述する基板交換室との間を仕切る交換室側ゲートバルブである。１４はウエハを大気圧下で一時保管する基板交換室であり、１３はロードロックとの間でウエハを搬入、搬出する搬送ハンドである。ここでは、光源からの光を用いて反射型マスク２を照明するための照明光学系を図示していないが、この実施例１のＥＵＶ露光装置は当然照明光学系も有している。
【００２６】
次に本発明のロードロックチャンバーについて詳細に説明する。
【００２７】
ウエハの搬送手順としては、まずウエハ交換室１４のウエハが搬送ハンド１３により大気圧下のロードロック１５内に搬入され、ゲートバルブ１２が閉じると真空排気系９のバルブが開き、排気が開始される。数十秒して、所定の圧力になるとゲートバルブ１１が開き、搬送ハンド８によりウエハがロードロック１５からウエハステージ６に搬送され、アライメントの後に露光となる。
【００２８】
このロードロックの真空排気の過程で内部のガスが断熱膨張により急速に冷却される。この温度低下の様子は、図３で説明できる。ゲートバルブ１２が閉じ、真空排気が開始される直前のガス、ウエハの温度をＴ０とする。真空排気が始まると、ガスの温度は急速に低下し、チャンバー容積、排気速度、等にもよるが、数十秒後にＴ０よりも数十度温度低下し、その後は熱容量の大きいチャンバー壁からの伝熱により急速にＴ０に漸近する。一方、ガスに対し熱容量の大きいウエハは、ガスよりも長い時定数で温度低下し、数度温度低下した後、再びＴ０に漸近するのに３０分以上かかってしまう。
【００２９】
前述したように、このガスの急速冷却は、次の問題を引き起こす。ガス中に不可避的に混入した水蒸気が、温度低下により露点に達し、凝結し、温度によっては、さらに氷に凝固し、それらがパーティクルとなって、ウエハ上に付着、堆積するというものである。
【００３０】
本実施例は、このガスの急速な温度低下に対し、ロードロックチャンバー壁に加熱手段を設け、ロードロックチャンバー壁を常に所定温度以上の温度に維持し、このロードロックチャンバー壁からの熱エネルギーにより内部ガスを加熱している。そして、ロードロックチャンバー内のガスが所定温度以上になった後、ロードロックチャンバーの真空排気を開始するというものである。これは、内部ガスをあらかじめ加熱することにより、相対湿度を低くして、かつ、チャンバー壁を加熱することで、壁からガスへの熱供給量を増やすことにより、ロードロックチャンバー内の水蒸気が露点に達しないようにすることを目的としている。
【００３１】
本発明のロードロックチャンバーを図１を用いて具体的に説明する。同図で２０はロードロックチャンバーで、ウエハの出し入れの際、開閉するゲートバルブは省略している。１は、ウエハである。２８はガスとチャンバー壁を所定の温度まで加熱する平面ヒーターであり、本実施例では内壁に敷き詰められている。この平面ヒーター２８はチャンバー壁を常に所定以上の温度に昇温して、これを維持することが可能で、この昇温されたチャンバー壁はベントの度に供給されるベントガスを所定以上の温度に加熱することが可能となっている。２４は排気配管系の途中に設けられた排気バルブであり、２５は真空ポンプである。２１はチャンバー内にドライ窒素、ドライエア、等をベントする際のバルブである。２６ａ、２６ｂはそれぞれ内部ガス温度とチャンバー温度を計測するための温度センサー、３３ａ、３３ｂはそれらの温度計である。２３ａはチャンバー壁を所定温度以上に加熱し、維持することの可能なヒーター制御回路である。２２はガスがチャンバー壁によって加熱され所望の温度以上になったら、排気バルブ２４を開け、真空排気を開始することが可能なバルブ制御回路である。
【００３２】
内部ガス、及びチャンバーを加熱する際の所定温度は、真空排気時にチャンバー内に含まれる水蒸気が凝結しない程度の温度に加熱される。この温度と水蒸気凝結の関係に対して、本発明者が行なったシミュレーション結果について図４〜１２を用いて説明する。図４，５，６は真空引き開始前のロードロックチャンバー内のガス温度とロードロックチャンバーの壁面の温度を共に装置基準温度２３℃にした場合（以下、第１状態と呼ぶ）、図７，８，９はロードロックチャンバー内のガス温度のみを２３℃＋１０℃にした場合（以下、第２状態と呼ぶ）、図１０，１１，１２はロードロックチャンバー内のガス温度及びロードロックチャンバーの壁面の温度を共に２３℃＋１０℃にした場合（以下、第３状態と呼ぶ）である。尚、露光装置全体が基準温度であることが好ましいが、特に光学系（照明光学系、投影光学系）が基準温度である、もしくは基準温度に対して±１度の範囲内、より好ましくは基準温度に対して±０．５度の範囲内に入っていることが好ましい。勿論光学系以外のその他の構成要素に関しても基準温度、もしくは基準温度の許容誤差範囲内に収まっていることが望ましい。
【００３３】
具体的には、３００ｍｍウエハを枚葉処理で真空引きする程度の容積数リットルのロードロックチャンバーに対し、相対湿度１０％（２３℃）のエア、実効排気速度１７０Ｌ／ｍｉｎの理想排気系で真空引きした場合、ガス温度、チャンバー温度をパラメータにして、水蒸気凝結の可能性をシミュレーションした結果である。真空排気時のチャンバー内圧力を図４，７，１０に示し、ガス温度を図５，８，１１に示す。図６，９，１２は飽和水蒸気圧Ｐｓａｔと水蒸気圧Ｐｖａｐによって以下のように定められたＳｒ（以後これを飽和度と呼ぶ）をプロットしたものである。
【００３４】
【数１】
2005191494.tif 000003
【００３５】
通常、飽和度Ｓｒ≧１のときは、ガス内にパーティクルが存在するとそのパーティクルを核に水蒸気の凝結が生じる（不均質核形成）。
【００３６】
これらの図からも明らかなように、第１状態と第２状態とを比較すると、第２状態のように真空引き前にガス温度を１０℃上げておくことにより、１０℃上げておかない場合（第１状態）と比較して、飽和度Ｓｒが１．４から１．２に減少することがわかる。しかし、依然として１以上であるため、水蒸気凝結が避けられないことを示している。この場合、実効排気速度を小さくすることで、飽和度Ｓｒを１以下にすることは可能であるが、スループットが低下するという問題が生じる。しかし、ロードロックチャンバーの壁面の温度も１０℃上げる（第３状態）ことにより、飽和度Ｓｒを０．８とすることが可能になり、この場合水蒸気の凝結は生じなくなる。これは、ガスと比較して熱容量の大きいロードロックチャンバーの壁がガスに対して熱浴のように作用したためで、真空排気の過程におけるロードロックチャンバーの壁からガスへの熱供給量が第２状態と比較して第３状態の方が大きいためである。
【００３７】
このように、ロードロックチャンバー壁も所定温度以上に昇温しておくほうが、水蒸気凝結という問題に対して、より効果が有ることが分かる。今の例では、本発明によりＳｒを１．２から０．８に低減することが可能であることを示しているが、これはもっと極端な条件、例えば、排気速度を更に大きくし、ガス、及びチャンバー温度をさらに上げたような場合は、本発明の効果がより顕著に現れるようになる。
【００３８】
また、チャンバー内で水蒸気が凝結するか否かに関しては、チャンバー容積、排気速度、相対湿度、ガス温度、チャンバー温度、等に依存するため、真空排気初期にガス温度、チャンバー壁温度を、ある特定の温度以上に上げれば必ず水蒸気凝結は生じない、とは必ずしもいえない。しかし、実施に当たっては、あらかじめこれらのパラメーターを特定した上で、前述したようなシミュレーションや、実験を行なうことで、ガス温度、チャンバー温度を設定すれば良い。
【００３９】
このように本発明では、ロードロックチャンバーそのものを加熱して、その温度を維持するということが重要な手段となってくるが、この場合、ロードロックチャンバーから装置チャンバー（露光装置全体を覆うチャンバー、もしくは照明光学系や投影光学系を格納している露光チャンバー等）への伝熱対策が必須要件となってくる。つまり、ロードロックチャンバーは、常に装置基準温度よりも１０℃前後、場合によっては２０〜３０℃も高い温度に加熱される場合が有るので、極力この熱が装置側へ伝熱しないような、あるいは伝熱しても露光装置システムへの熱的要因による外乱が生じないような構成にする必要が有るということである。
【００４０】
具体的には、ロードロックチャンバーと装置チャンバー間に断熱部材を挿入する、あるいは断熱構造にするという方法が考えられる。図１８、１９はゲート弁を介して、装置チャンバーとロードロックチャンバーが接続されている断面の一部を示している。図１８において、４は装置チャンバー断面図の一部、２０はロードロックチャンバー断面の一部、２８は前述した平面ヒーターである。４１，４２，４３はゲート弁を構成する各部材であり、４１は仕切り板、４２はＯリング、４３はこれらの保持部材であり、仕切り板を駆動する駆動手段は省略している。４０ａ、４０ｂは本発明で重要になる断熱材を示しており、４０ａは装置とゲート弁間に、４０ｂはゲート弁とロードロック側にそれぞれ配置している。このように、装置チャンバーとロードロックチャンバー間に二重に断熱部材を挟み込むことにより、ロードロックチャンバー壁２０から装置チャンバー壁４への熱の流れを大幅に低減することが可能になる。
【００４１】
また、図１９のように、装置側チャンバー４とゲート弁（４１，４２，４３）間に、中空の部材４４を配置し、その中を真空にして、断熱構造にする場合も考えられる。４５は装置チャンバー壁４と中空部材４４を貫通する通気口であり、装置側の真空ポンプで真空引きが可能になっている。このように、装置チャンバーとロードロックチャンバー間を一部真空構造にすることにより、ロードロックチャンバー壁２０から装置チャンバー壁４への熱の流れを大幅に低減することが可能になる。
【００４２】
本実施例は望ましくは、このようなロードロックチャンバーと装置チャンバー間に断熱部材を挿入する、あるいは断熱構造にするという手段に加えて、わずかながら装置チャンバーに漏れた熱をも回収するために、図２０のように装置チャンバーに温調配管５０を張り巡らす方法を併用する方が、露光装置システムへの熱的要因による外乱に対し、より効果的である。なお、本実施例では、装置チャンバーの温調手段を温調配管によるものとしたが、これに限定されるものではなく、効率的に温調可能であれば如何様な手段を用いても構わない。
【００４３】
さらに、ロードロックチャンバーが温度変化等により膨張、収縮してしまう可能性があるため、他の露光チャンバー（光源からの光でパターンが形成されたレチクル等を照明する照明光学系及び／又はパターンをウエハ等の被露光体に投影する投影光学系等を格納するチャンバ）等との相対的な位置関係が変化可能なように、ロードロックチャンバと露光チャンバ等の他の部材との間を蛇腹（ベローズ）で連結するように構成するのが好ましい。
【００４４】
本発明の動作の一例を図１７を用いて説明する。ロードロック壁は、あらかじめヒーター制御回路により、前述のようにして求められた温度以上に維持されている。この状態でＮ枚目のウエハが露光を終了すると（ステップ１００）、Ｎ枚目ウエハがロードロックチャンバーに搬入される（ステップ１０１）。チャンバー内圧力を大気圧まで復帰させるために、装置側ゲート弁を閉じ、ドライＮ２，ドライガス、等のベントガスが導入される（ステップ１０２）。通常ベントガスは、クリーンルームのガス供給系の温度であるため、ガスはチャンバー壁により加熱されながら、大気圧まで導入される（ステップ１０３）。大気圧復帰後、ウエハ交換室側ゲート弁が開き、Ｎ枚目ウエハが搬出される（ステップ１０４）。そして、Ｎ＋１枚目のウエハが搬入され（ステップ１０５）、ウエハ交換室側のゲート弁が閉じる。このウエハ交換の際、前述したように水蒸気がロードロックチャンバーに混入する。ベントガスが導入されてから、ガスは常にチャンバー壁から熱供給を受けているため、内部ガス温度Ｔｇは次第にチャンバー壁温度に漸近してくる。ガス温度が所定温度Ｔ１に達しない場合は（ステップ１０６）、しばらくそのままの状態で待機し（ステップ１０７）、所定温度Ｔ１以上になったら、バルブ制御回路により、排気バルブが開き、真空排気が開始される（ステップ１０８）。そして、所定圧力まで到達したのち（ステップ１０９）、Ｎ＋１枚ウエハがロードロックチャンバーから搬出され（ステップ１１０）、露光となる（ステップ１１１）。以後これを繰り返す。以上が本発明の動作の一例である。
【００４５】
本実施例では、ガス、チャンバーを加熱する手段を図１のように、チャンバー内部に平面ヒーターを敷き詰めた例を説明したが、本発明によれば、加熱手段は効率的にガス、チャンバーを同時に加熱することが可能であれば、如何様な形態のものを用いても構わない。
【００４６】
例えば、図１３の２９は内部ガスをより効率的に加熱することが可能になるように、チャンバー底面の平面ヒーターにフィンを取り付けた例を示す。実施に当たっては、ヒーターの熱をガスに効率的に輸送できるようにフィン間隔、フィン厚さ、フィン高さを最適化した方がより望ましい。また、平面ヒーター、等の加熱手段をチャンバー内に配置した場合、用いる材料によっては真空引き時の脱ガスが問題になる場合も考えられる。その場合は、図１４のように、チャンバー壁外側に平面ヒーター等の加熱手段２８ａを取り付け、チャンバー内部にフィンを配置すれば良い。さらに、図示はしないが、チャンバー内部、あるいは外部に温調用の配管を巡らし、その中に所定温度に温調された液体を循環させて、ガス、チャンバーを加熱するような構成としても一向に構わない。
【００４７】
また、本実施例では、あらかじめチャンバーは所定温度以上に昇温してあり、チャンバー内に供給されたベントガスがチャンバーから熱供給を受け、所定温度に達した後に、真空排気を開始するため、チャンバー内にはガス温度計測用の温度センサーを設けていた。しかし、本発明では、チャンバーは常に所定温度以上の温度に保たれるため、ガス温度が所定温度に達するまでの時間は比較的再現性が良いと考えられる。この時は、チャンバー内にベントガスが供給されてからの時間を、別途カウントし、所定時間以上加熱することにより、所定温度にすることが可能になるためガス温度をリアルタイムに計測する必要はなくなる。この場合、図１５のように温度センサー２６ａ、温度計３３ａは省略することが可能となり、ロードロックの構成が簡単になることで実施はさらに容易になる。
【００４８】
以上説明したように、真空排気前に内部ガスをあらかじめ加熱することにより、相対湿度を低くして、かつ、チャンバー壁を常時一定温度に加熱することで、壁からガスへの熱供給量を増やすことで、真空排気中にガス温度が低下しても、ガス中に含まれる水蒸気を露点に達しないようにすることが可能になり、水蒸気凝結によるパーティクルの発生を防ぐ。ここで、ロードロックチャンバの壁面は、露光装置の基準温度（２２℃〜２３℃）と比較して５℃〜３０℃高い温度にするのが好ましい。より好ましくは、１０℃〜２０℃高い温度にするのが好ましい。勿論、前記ロードロックチャンバー内部のガスも同じように高い温度にするのが好ましい。
【００４９】
また、このロードロックチャンバーに熱を加える加熱機構は、ロードロックチャンバー内のウエハ等への影響（加熱機構からの発塵やウエハが輻射や伝熱等で加熱され過ぎてしまう等の問題）を考え、ロードロックチャンバーの外壁面に設けても良いし、ロードロックチャンバーが囲む空間、すなわちウエハ等を格納する空間と接していない部分に設けるのが好ましい。
【００５０】
さらに、スループットの向上を考慮して、ウエハをロードロックチャンバに搬入するタイミングと、ロードロックチャンバーに加熱しているタイミングとが少なくとも一部重なっていることが望ましい。好ましくは、ウエハをロードロックチャンバに搬入し始めるタイミングにおいては、ロードロックチャンバに対して加熱していることが望ましい。さらに望ましくは、ウエハの搬入中は常にロードロックチャンバに対して加熱していることが望ましい。
【実施例２】
【００５１】
第２の実施例は、スループットに鑑み、ベントガスをチャンバー内に供給させる際、ロードロックチャンバー壁を加熱する機構とは別にガス加熱機構を設けて、あらかじめ所定温度以上に昇温させた状態でチャンバー内にガスを供給し、ウエハ交換後直ちに真空排気を行なうことを特徴とする。
【００５２】
本実施例を図１６を用いて説明する。第一の実施例と大きく異なるのは、ベントバルブ２１の上流側に熱交換器３５が設けられていることである。この熱交換器はヒーターとそれと接続された多数のフィンとで構成されている。熱交換器の下流にはガス温度を計測するセンサー２６ｃが配管内に配置され、温度計３（３３ｃ）により、加熱ガスの温度計測を行なうことができる。２３ｂはこの熱交換器３５のヒーターの出力を調整する制御回路であり、ガスベント時にガス温度が所定以上の温度に常に昇温されるようにコントロールする。このような構成とすることにより、ベント時にチャンバー内に供給されるガス温度は、既にチャンバー壁温度と同等に昇温されていることになる。この場合、図１７の第一実施例の動作で説明したように、１０６，１０７のステップが省略され、ウエハが交換されると（ステップ１０４，１０５）、直ちに真空排気が可能になる。
【００５３】
本実施例では、この熱交換器はヒーターと多数のフィンで構成されたものとしたが、これ以外にも、様々な構成のものが考えられ、これに限定されるものではない。
【００５４】
以上説明したように、ガスベント時にガスを所定温度以上に昇温させた状態でチャンバー内にガスを供給し、ウエハ交換後直ちに真空排気を行なうことが可能になるため、高いスループットを維持したまま、水蒸気凝結によるパーティクルの発生を防ぐ。
【００５５】
ここまでの実施例１及び実施例２は、矛盾のない範囲で適宜組合わせて用いても構わない。
【実施例３】
【００５６】
次に、図２１及び図２２を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例３を説明する。
【００５７】
図２１は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。本実施形態においては、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェ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で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
【００５８】
図２２は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。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ェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００５９】
上述の本実施例によれば、真空排気前に内部ガスをあらかじめ加熱することにより、相対湿度を低くして、かつ、チャンバー壁を常時一定温度に加熱し、真空排気中に壁からガスへの熱供給量を増やすことで、ガス温度が低下しても、ガス中に含まれる水蒸気を露点に達しないようにすることが可能になり、水蒸気凝結によるパーティクルの発生を防ぐことができる。また、チャンバー壁を常時一定温度に加熱することで、真空排気前にこのチャンバーで内部ガスをあらかじめ加熱することが可能になり、真空排気中にガス温度が低下しても、ガス中に含まれる水蒸気を露点に達しないようにすることができ、水蒸気凝結によるパーティクルの発生を防ぐことができる。さらに、真空排気前のガス初期温度、及びチャンバー壁の温度をあらかじめ、実験、シミュレーション、等で水蒸気の凝結しない温度に設定するため真空排気中も水蒸気凝結は生じない。また、ロードロックチャンバーに加熱手段を設けて、この温度を一定に維持することが可能なため、真空排気中にロードロックチャンバーから内部ガスへの熱供給増やすことができる。
【００６０】
さらには、ガス温度を計測して、計測結果が所定温度以上になった場合、真空排気を開始するので、タイムラグを生じないのでスループットの観点から有利である。また、ロードロックチャンバー内ガスの加熱時間をカウントすることにより、ガス温度計測手段が省略可能になり、実施する際、構成が容易になる。また、装置チャンバーとロードロック間に、その両者を断熱する断熱手段を設けることで、発熱しているロードロックチャンバーから装置チャンバーへの熱供給を減らし、装置への熱的外乱を０に近づけることが可能になる。
【００６１】
また、ガスベント時にガスを所定温度以上に昇温させた状態でチャンバー内にガスを供給し、ウエハ交換後直ちに真空排気を行なうことが可能になるため、高いスループットを維持したまま、水蒸気凝結によるパーティクルの発生を防ぐ。また、真空排気前のガス初期温度、及びチャンバー壁の温度をあらかじめ、実験、シミュレーション、等で水蒸気の凝結しない温度に設定するため真空排気中も水蒸気凝結は生じない。また、ロードロックチャンバーに加熱手段を設けて、この温度を一定に維持することが可能なため、ロードロックチャンバーから内部ガスへの熱供給増やすことができる。また、ガスベント時にガスを所定温度以上に昇温させた状態でチャンバー内にガスを供給することが可能になるため、ガス加熱時間を省略することが可能になり、高いスループットが実現できる。また、装置チャンバーとロードロック間に、その両者を断熱する断熱手段を設けることで、発熱しているロードロックチャンバーから装置チャンバーへの熱供給を減らし、装置への熱的外乱を０に近づけることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第一の実施例を表す図
【図２】本発明が適用される露光装置システム
【図３】ロードロック内のガス、ウエハの真空排気時の温度低下を表す図
【図４】実施例１の第１状態における真空排気時のチャンバー内圧力
【図５】実施例１の第１状態における真空排気時のガス温度
【図６】実施例１の第１状態における真空排気時のＳｒの値
【図７】実施例１の第２状態における真空排気時のチャンバー内圧力
【図８】実施例１の第２状態における真空排気時のガス温度
【図９】実施例１の第２状態における真空排気時のＳｒの値
【図１０】実施例１の第３状態における真空排気時のチャンバー内圧力
【図１１】実施例１の第３状態における真空排気時のガス温度
【図１２】実施例１の第３状態における真空排気時のＳｒの値
【図１３】第一の実施例の別形態１を表す図
【図１４】第一の実施例の別形態２を表す図
【図１５】第一の実施例の別形態３を表す図
【図１６】本発明の第二の実施例を表す図
【図１７】第一の実施例の動作の一例を表す図
【図１８】本発明のロードロックチャンバー、装置チャンバー間断熱構造１
【図１９】本発明のロードロックチャンバー、装置チャンバー間断熱構造２
【図２０】本発明の装置チャンバー温調手段
【図２１】実施例３のデバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャート
【図２２】図２１に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャート
【符号の説明】
【００６３】
１  ウエハ
２０  ロードロックチャンバー
２８、２８ａ  平面ヒーター
２６ａ、ｂ、ｃ  温度センサー
３３ａ、ｂ、ｃ  温度計
２２  バルブ制御回路
２３ａ、ｂ  ヒーター制御回路
２４  排気バルブ
２５  真空ポンプ
２１  ベントバルブ
２９  放熱フィン
３５  熱交換器
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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