(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１空調機により内部の空気を清浄、且つ、恒温に保った第１チャンバ内に、ＩＣの製造工程でシリコンウェハ上に回路パターンを縮小投影し、露光を行う縮小投影露光装置を配設し、該縮小投影露光装置の露光中に、前記第１空調機の運転状態を制御して、前記第１チャンバ内の振動を抑制するようにしたことを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記第１チャンバ内に、前記縮小投影露光装置を覆う第２チャンバを設け、該第２チャンバには内外を連通させる複数の連通孔が形成され、更に、該第２チャンバ内を恒温に保つ第２空調機が配設されたことを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記縮小投影露光装置は、アクティブ型の除振装置上に載置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記第１空調機は、第１送風器と第１熱交換器とを有し、該第１送風器の運転状態を制御するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＩＣの製造工程で用いられる縮小投影露光装置が内部に配設される空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種の空調装置としては、例えば図８に示すようなものがある。
【０００３】
この空調装置は、チャンバ１の配設室２内に縮小投影露光装置３が配設されると共に、この配設室２に隣接して空調路４が形成され、この空調路４内に送風器５及び熱交換器６からなる空調機７が配設され、この空調機７から所定温度の風が空調路４を通り、フィルタ８を介して配設室２内に送風され、この配設室２内が清浄で、且つ、恒温に保たれるようになっている。
【０００４】
また、配設室２内の縮小投影露光装置３は、床９上の除振装置１０に載置されて振動の発生が抑制されるようになっている。
【０００５】
この縮小投影露光装置３は、光源１２から放射された光あるいはレーザ光１３がＩＣの回路パターンのネガフィルムにあたるレチクル１４に照射され、このレチクル１４を通過した光あるいはレーザ光１３は投影レンズ１５に入射され、ここで１／５に縮小されて、ウェハステージ１６上に設けられたシリコンウェハ１７に照射される。
【０００６】
前記光源１２から放射される光１３としては、従来はｇ線（４３６ｎｍ）あるいはｉ線（３６５ｎｍ）が用いられてきたが、製造するＩＣの集積度が向上することに伴って、さらに波長の短いＫｒｆレーザ（２４８ｎｍ）あるいはＡｒｆレーザ（１９３ｎｍ）が用いられるようになってきた。
【０００７】
シリコンウェハ１７はウェハステージ１６上に設置され、投影レンズ１５の光軸と直角な平面内を、外部からの指令により移動させることが出来るようになっており、ウェハステージ１６の移動機構により、投影レンズ１５を透過した光あるいはレーザ光１３を、シリコンウェハ１７の所定位置に照射させることができるようになっている。
【０００８】
そして、このウェハステージ１６の位置決めが完了した時点で、光源１２からの光あるいはレーザ光１３が放射され、その光１３は投影レンズ１５で縮小されてレチクル１４に画かれた回路パターンの１／５の線画としてシリコンウェハ１７上に投影され、シリコンウェハ１７上に塗られた感光剤を露光させる。
【０００９】
その位置での縮小投影露光の工程が終了すると、再びウェハステージ１６が駆動されて位置決めが行われ、別の位置での縮小投影露光が行われる。この位置決めと露光の行程を繰り返すことにより、６インチあるいは８インチのシリコンウェハ１７上に０．５μｍ以下の線幅でＩＣの回路パターンを作成して行く。
【００１０】
しかし、最近では前記ＩＣパターンはサブμｍの線幅が要求されおり、縮小投影露光装置３はきわめて安定した状態や精密な動作が要求されるため、温度変化による露光の精度への影響や、空気中の塵などによる環境の変化による影響を極力減らす必要がある。
【００１１】
そこで、縮小投影露光装置３は、上記のように該装置３全体がチャンバ１に入れられると共に、送風器５と熱交換器６から構成される空調機７から所定温度の空気の供給を受け、チャンバ１の内部の空気を清浄かつ恒温に保ち、空気の温度変化や塵による露光精度への影響を防いでいる。
【００１２】
また、縮小投影露光装置３全体を除振装置１０に搭載し、床９から伝わる振動や空気中を音波の形で伝わる振動（騒音）による影響を防止するようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、前記縮小投影露光装置３に求められるＩＣパターンの線幅は０．３５μｍ以下であり、今後はＩＣの集積度の向上にともない０．２５μｍ、更には、０．１５μｍ程度の線幅まで縮小投影露光装置３の守備範囲に入ってくるものと思われる。このため、これまでは問題にならない程度の縮小投影露光装置３への外乱要因でも大きくクローズアップされ、対策を講じる必要に迫られる事態が生じるものと考えられる。
【００１４】
ここで、前記外乱要因として、チャンバ１の空調機７から連続して発生する騒音がある。すなわち、空調機７自身が発生する騒音が空気を媒体として縮小投影露光装置３の投影レンズ１５をはじめウェハステージ１６やシリコンウェハ１７などの構成部品を加振し、そのことにより、縮小投影露光装置３の各構成部品間に相対的な変位が発生、露光面でコンスタントに微細な線幅を維持することが難しくなるといった問題が発生する。
【００１５】
縮小投影露光装置３が配置されているチャンバ１内で測定した騒音の測定の結果を図９に示す。この測定結果は、配設室２内に空気を送風している空調機７からの騒音とチャンバ１外から侵入する騒音を含んで測定したもので、グラフが示す通り、極めて低い可聴域外の騒音（空気の粗密波として伝わる低周波の振動）が最大でおよそ７６ｄＢ程度の値を持って観測されている。可聴域の騒音は、送風器５から配設室２内に空気を送り込んだり、循環させるための送風器５のファンが回転し、このファンの羽によって空気の密度が変化させられることにより発生すると思われる。また、低周波騒音は、一定量の空気をチャンバ１内を循環させることが、ダクト部１８や空調機７のパネルなどを振動させることにより、発生すると思われる。つまり、ファンを使用して風の流れを作ることが、チャンバ１内の騒音の原因の一つであると考えられる。
【００１６】
次に、前記図９に示したチャンバ１内の騒音がチャンバ１内の縮小投影露光装置３にどの程度の影響を及ぼすかをシミュレーションした結果を以下に示す。
【００１７】
すなわち、チャンバ１内の音圧レベル（ＳＰＬ）と該音圧レベルにより単位面積に発生する力との関係を（１）式に示す。
【００１８】
【数１】
0003780625.tif 000002
この（１）式より計算した音圧レベルと、前記縮小投影露光装置３が配置されている除振装置１０上での振動加速度の関係を図１０に示す。この除振装置１０はアクティブ制御を行うタイプのものとし、低周波振動領域においてもー３０ｄＢ程度の減衰能力を持つものとして計算した。図９に示した騒音測定結果と図１０の計算値から、縮小投影露光装置３が設置されている除振装置１０上での振動加速度は最大で１ｍｇａｌ程度なるものと考えられる。
【００１９】
通常考えられる振動加速度値としての１ｍｇａｌという値は、ほとんど影響のないきわめて小さな値であると思われるが、微細な加工をする事を前提として設置される縮小投影露光装置３にとっては、意味を持ってしまう値である。さらにこの１ｍｇａｌという振動加速度の値は、騒音のみによって誘起されるものであり、実際には地盤から伝わる床９振動などもこの値に加算されることから、さらに厳しい状況となり、何らかの対策が必要となる．
そこで、この発明は、騒音の発生源の一つであるチャンバ内で発生する騒音を低減させ、この騒音によって発生する空気の擾乱や、振動を低減し、縮小投影露光装置の精度向上を図る空調装置を提供することを課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、第１空調機により内部の空気を清浄、且つ、恒温に保った第１チャンバ内に、ＩＣの製造工程でシリコンウェハ上に回路パターンを縮小投影し、露光を行う縮小投影露光装置を配設し、該縮小投影露光装置の露光中に、前記第１空調機の運転状態を制御して、前記第１チャンバ内の振動を抑制するようにした空調装置としたことを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記第１チャンバ内に、前記縮小投影露光装置を覆う第２チャンバを設け、該第２チャンバには内外を連通させる複数の連通孔が形成され、更に、該第２チャンバ内を恒温に保つ第２空調機が配設されたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記縮小投影露光装置は、アクティブ型の除振装置上に載置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記第１空調機は、第１送風器と第１熱交換器とを有し、該第１送風器の運転状態を制御するようにしたことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００２５】
［発明の実施の形態１］
図１乃至図３には、この発明の実施の形態１を示す。
【００２６】
まず、構成を説明すると、図中符号３０は空調装置で、この空調装置３０内に縮小投影露光装置３が配設されている。
【００２７】
詳しくは、この空調装置３０は、第１チャンバ２１を有し、この第１チャンバ２１内に、縮小投影露光装置３が配設される配設室２２が形成されると共に、この配設室２２に隣接して所定温度の空気を送風する空調路２３が形成され、この空調路２３からフィルタ２４を介して前記配設室２２に空気が送風され、この配設室２２内が清浄で、且つ、恒温に保たれるようになっている。
【００２８】
この空調路２３には、第１熱交換器２５及び第１送風器２６からなる第１空調機２７が配設されると共に、この空調路２３に外気を導入する外気導入口２３ａ、及び、配設室２２と連通される連通口２３ｂが形成されている。また、この配設室２２には空気を外部に排出する排気口２２ａが形成されている。なお、この排気口２２ａには外部に排気する送風器を配設することもできる。
【００２９】
また、前記縮小投影露光装置３は、光源１２から放射された光あるいはレーザ光１３がＩＣの回路パターンのネガフィルムにあたるレチクル１４に照射され、このレチクル１４を通過した光あるいはレーザ光１３は投影レンズ１５に入射され、ここで１／５に縮小されて、ウェハステージ１６上に設けられたシリコンウェハ１７に照射されるようになっている。
【００３０】
前記光源１２から放射される光１３としては、従来はｇ線（４３６ｎｍ）あるいはｉ線（３６５ｎｍ）が用いられてきたが、製造するＩＣの集積度が向上することに伴って、さらに波長の短いＫｒｆレーザ（２４８ｎｍ）あるいはＡｒｆレーザ（１９３ｎｍ）が用いられるようになってきた。
【００３１】
シリコンウェハ１７はウェハステージ１６上に設置され、投影レンズ１５の光軸と直角な平面内を、外部からの指令により移動させることが出来るようになっており、ウェハステージ１６の移動機構により、投影レンズ１５を透過した光あるいはレーザ光１３を、シリコンウェハ１７の所定位置に照射させることができるようになっている。
【００３２】
そして、このウェハステージ１６の位置決めが完了した時点で、光源１２からの光あるいはレーザ光１３が放射され、その光１３は投影レンズ１５で縮小されてレチクル１４に画かれた回路パターンの１／５の線画としてシリコンウェハ１７上に投影され、シリコンウェハ１７上に塗られた感光剤を露光させる。
【００３３】
その位置での縮小投影露光の工程が終了すると、再びウェハステージ１６が駆動されて位置決めが行われ、別の位置での縮小投影露光が行われる。この位置決め露光の行程を繰り返すことにより、例えば、６インチあるいは８インチのシリコンウェハ１７上に０．５μｍ以下の線幅でＩＣの回路パターンをシリコンウェハ１７上に縮小し投影して行く。
【００３４】
また、この縮小投影露光装置３は、従来技術でも述べた通り、温度の変化や、空気中の塵などの影響を受けた場合にはこれに敏感に反応し、線幅不良の原因となる。そこで、これらの原因を極力取り除くために、縮小投影露光装置３全体が第１チャンバ２１に入れられている。この第１チャンバ２１は、温度コントロールを行うために、第１送風器２６と第１熱交換器２５からなる第１空調機２７からの送風を受け、第１チャンバ２１の内部の空気を清浄、且つ、恒温に保ち、温度変化や、塵による精度低下を防止している。
【００３５】
また、縮小投影露光装置３全体を除振装置１０に搭載し、その除振効果により，床９や空気中から伝わる振動による精度の低下も防いでいる。
【００３６】
さらに、この縮小投影露光装置３には、中央処理装置２９が接続されると共に、この中央処理装置２９は、前記第１熱交換器２５及び第１送風器２６に接続され、縮小投影露光装置３により露光が行われているときには、それら第１熱交換器２５及び第１送風器２６の運転状態を制御、この実施の形態では停止させるように設定されている。
【００３７】
この制御の流れを、図２のフローチャートに示す。
【００３８】
すなわち、ステップＳ１では、露光開始信号が入力されることにより、中央処理装置２９から送風器制御信号及び熱交換器制御信号が出力され、これらの信号により第１送風器２６及び第１熱交換器２５の運転が停止される。
【００３９】
ステップＳ２では、縮小投影露光装置３によるシリコンウェハ１７への露光が行われる。
【００４０】
ステップＳ３では、露光回数が必要な数だけ行われたか否かの判定をして、「ＮＯ」の時はステップＳ２に戻り、「ＹＥＳ」の時はステップＳ４に進む。
【００４１】
ステップＳ４では、露光終了信号が入力されることにより、中央処理装置２９から送風器制御信号及び熱交換器制御信号が出力され、第１送風器２６及び第１熱交換器２５の運転が再開される。
【００４２】
ステップＳ５では、縮小投影露光装置３のウェハローダ等を用いてシリコンウェハ１７を交換し、新たなシリコンウェハ１７をセットする工程に入る。
【００４３】
このようにして第１送風器２６及び第１熱交換器２５を停止させた場合の第１チャンバ２１内騒音変化の測定結果の一例を図３に示す。この結果からは、第１送風器２６及び第１熱交換器２５を停止させたときは、運転中よりも、−５〜−１８ｄＢ程度の騒音の低減効果が確認できる。特に、遮音困難である低い周波数の騒音も、低減されている。従って、この騒音が原因で発生する除振装置１０上の振動加速度の値を１／２〜１／１０程度に抑えることが可能になる。その結果、今後さらに微細な線幅を要求される縮小投影露光装置３に対して、極めて有効な環境を提供することができ、このことにより露光の際に安定した線幅をシリコンウェハ１７上に投影、露光することができる。
【００４４】
なお、この実施の形態１では、第１熱交換器２５及び第１送風器２６を停止させているが、制御方法は、これに限るものではなく、第１熱交換器２５及び第１送風器２６の能力を上げる方法や下げる方法、第１熱交換器２５及び第１送風器２６を別々に制御する方法などがある。すなわち、この発明は、振動の発生源となる第１熱交換器２５や第１送風器２６を制御することで、第１チャンバ２１内の振動を抑制できれば良く、その振動の大きさは、第１チャンバ２１や空調路２３の大きさ、第１空調機２７の能力等、各種要素により変化するものであるため、実験等により、第１熱交換器２５や第１送風器２６の能力を上げたり、下げたりしながら、振動がより抑制される箇所を探し出すようにしている。
【００４５】
［発明の実施の形態２］
図４及び図５には、この発明の実施の形態２を示す。
【００４６】
上記実施の形態１では中央処理装置２９により、第１熱交換器２５と第１送風器２６との両方を制御していたが、この実施の形態２は、第１送風器２６のみを制御するようにしている。
【００４７】
すなわち、図５に示すように、ステップＳ１では、中央処理装置２９に露光開始信号が入力され、この中央処理装置２９から送風器制御信号が出力されることにより、第１送風器２６が停止されることとなる。
【００４８】
ステップＳ２では、縮小投影露光装置３によりシリコンウェハ１７へ露光を行う。
【００４９】
ステップＳ３では、露光回数が必要な数だけ行われたか否かの判定を行い、「ＮＯ」の時はステップＳ２に戻り、「ＹＥＳ」の時はステップＳ４へ進む。
【００５０】
ステップＳ４では、中央処理装置２９が送風器制御信号によって、第１送風器２６の運転を再開する。
【００５１】
ステップＳ５では、縮小投影露光装置３のウェハローダ等を用いてシリコンウェハ１７を交換し、新たなシリコンウェハ１７をセットする工程に入る。
【００５２】
なお、この実施の形態２では、第１送風器２６を停止させているが、制御方法は、これに限るものではなく、第１送風器２６の能力を上げる方法、下げる方法などがある。
【００５３】
［発明の実施の形態３］
図６及び図７には、この発明の実施の形態３を示す。
【００５４】
この発明の実施の形態３は、第１チャンバ２１内に第２チャンバ３１が配設されており、この第２チャンバ３１により、縮小投影露光装置３のレチクル１４、投影レンズ１５、並びにシリコンウェハ１７が載置されたウェハステージ１６上面が覆われている。
【００５５】
この第２チャンバ３１は、網状を呈し、この第２チャンバ３１の内外を連通させる複数の連通孔が形成され、上部に入口３１ａ、下部に出口３１ｂが形成され、これら入口３１ａと出口３１ｂが空調路３２に接続されている。この空調路３２には、外気取入口３２ａが形成され、この空調路３２中に、第２熱交換器３３及び第２送風器３４からなる第２空調機３５が配設され、これらが中央処理装置２９に接続されている。
【００５６】
他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５７】
このようなものにあっては、図７に示すように、ステップＳ１では、露光開始信号が中央処理装置２９に入力されることにより、この中央処理装置２９から送風器制御信号及び熱交換器制御信号が出力され、第２熱交換器３３及び第２送風器３４の運転が開始される。これと共に、ステップＳ２で、中央処理装置２９からの送風器制御信号及び熱交換器制御信号によって、第１熱交換器２５及び第１送風器２６を停止する。このステップＳ１，Ｓ２は何れが先であっても良い。
【００５８】
ステップＳ３では、縮小投影露光装置３によりシリコンウェハ１７へ露光を行う。
【００５９】
ステップＳ４では、露光回数が必要な数だけ行われたか否かの判定を行い、「ＮＯ」の時はステップＳ３に戻り、「ＹＥＳ」の時はステップＳ５へ進む。
【００６０】
ステップＳ５では、中央処理装置２９からの送風器制御信号及び熱交換器制御信号により、第１熱交換器２５及び第１送風器２６の運転が開始される。
【００６１】
同じく、ステップＳ６では、中央処理装置２９からの送風器制御信号及び熱交換器制御信号によって、第２熱交換器３３及び第２送風器３４の作動が停止される。
【００６２】
ステップＳ７では、縮小投影露光装置３のウェハローダ等を用いてシリコンウェハ１７を交換し、新たなシリコンウェハ１７をセットする工程に入る。
【００６３】
このように、この実施の形態３では、縮小投影露光装置３の露光の際に重要な部分のみを第２チャンバ３１で覆い、露光中には、上記実施の形態１,２と同様に第１熱交換器２５及び第１送風器２６を停止させるのと逆に、第２熱交換器３３及び第２送風器３４を作動させることにより、その重要な部分のみをより確実に恒温状態に保つことができる。
【００６４】
そして、この第２チャンバ３１の空調範囲は、第１チャンバ２１の範囲と比較すると小さいため、第２空調機３５は第１空調機２７より小型のもので十分である。従って、第２空調機３５が小型であるため、発生する騒音も小さく、トータルとしては、騒音低減となる。
【００６５】
また、露光中以外は、第２チャンバ３１を網目状とすることにより、第１空調機２７から送風された所定の温度に制御された空気が、この第２チャンバ３１の網目を通して内部に送風されることから、この第２チャンバ３１内を含む第１チャンバ２１内全体を一定の温度に保つことができる。
【００６６】
この実施の形態３では、第１送風器２６、第１熱交換器２５、第２送風器３４、第２熱交換器３３を停止させたり、又、運転させたりしているが、制御方法は、これに限るものではない。能力を上げる方法や下げる方法、送風器と熱交換器を別々に制御する方法などがある。
【００６７】
また、この実施の形態３の第２空調機３５は、第１空調機２７と同タイプのものを使用しているが、第２空調機３５の種類は、これに限らない。例えば、特開平４−１４８１３９号で提案されている、上昇気流を利用した自然対流方式の空調機を使用する方法を用いることができる。
【００６８】
さらに、この実施の形態３では、露光中のみ第２空調機３５を作動させるようにしているが、これに限らず、この第２空調機３５を常時運転させ、第１空調機２７を露光中のみ停止させるようにすることもできる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、各請求項に記載された発明によれば、遮音が困難である低周波の騒音も含め、第１チャンバ内で発生する騒音を低減できることから、今後さらに微細な線幅を要求される縮小投影露光装置に対して、極めて有効な環境を提供することができ、このことにより露光の際に安定した線幅をシリコンウェハ上に投影、露光することができるという効果が得られる。
【００７０】
請求項２に記載された発明によれば、第１チャンバ内の振動を抑制できると共に、縮小投影露光装置の露光を行う際に重要な部分を第２チャンバで覆うことにより、その重要な部分の温度をより確実に一定に保つことができる。
【００７１】
請求項３に記載された発明によれば、第１チャンバ内に発生する騒音を低減できることから、この騒音が原因で発生する除振装置上の振動加速度の値を低減することが可能となる。
【００７２】
請求項４に記載された発明によれば、第１熱交換器より、第１送風器の方が振動が発生し易いため、これを制御することにより、より効果的に振動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空調装置の概略図である。
【図２】同実施の形態１に係る空調装置のフローチャートを示す図である。
【図３】同実施の形態１に係る周波数と音圧との関係を示すグラフ図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る空調装置を示す概略図である。
【図５】同実施の形態２に係る空調装置のフローチャートを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る空調装置を示す概略図である。
【図７】同実施の形態３に係る空調装置のフローチャートを示す図である。
【図８】従来の空調装置を示す概略図である。
【図９】チャンバ内の騒音を示すグラフ図である。
【図１０】音圧レベルと除振台上での振動加速度との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
３  縮小投影露光装置
10  除振装置
17  シリコンウェハ
20  空調装置
21  第１チャンバ
25  第１熱交換器
26  第１送風器
27  第１空調機
29  中央処理装置
31  第２チャンバ
33  第２熱交換器
34  第２送風器
35  第２空調機
【図１】
0003780625.tif 000003
【図２】
0003780625.tif 000004
【図３】
0003780625.tif 000005
【図４】
0003780625.tif 000006
【図５】
0003780625.tif 000007
【図６】
0003780625.tif 000008
【図７】
0003780625.tif 000009
【図８】
0003780625.tif 000010
【図９】
0003780625.tif 000011
【図１０】
0003780625.tif 000012