JP2001244179A - 温度調節装置を備えた露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度調節装置の冷却器やヒーターの容量を小
型化して省エネルギー化を図るとともに温度調節を精度
良く行なうことができる露光装置を提供する。 【解決手段】 露光装置本体１１を包囲するチャンバー
１２内の温度を調節する温度調節装置１３において、チ
ャンバー１２から排出される高温の空気を冷却器２１に
導くとともにレギュレータ２６で流量が調整されるバイ
パス管２４ａにも流し、混合器２５で、冷却器２１によ
り冷却された空気とバイパス管２４ａを流れる高温の空
気を混合して、空気の温度を上昇させ、その後にベース
ヒーター２２および高感度ヒーター２３で空気を所定の
温度に調節してチャンバー１２内に供給する。チャンバ
ー１２内での所定の温度に調節された空気の流れによ
り、露光装置本体１１の発熱源により発生する熱を放熱
させ、チャンバー１２内の雰囲気を一定の温度に安定し
て維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置に関し、
特に、温度調節装置を備えた露光装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体露光装置等においては、位置決め
ステージの駆動手段や電気基盤、レーザ発振器等の発熱
源を有するために、この発熱源により露光装置の周囲雰
囲気の温度が上昇されること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なうことが困難になる。

【０００３】そのために、露光装置を包囲するチャンバ
ー内の温度の上昇や変動を制御し、チャンバー内の温度
を所定の温度に維持するための温度調節装置が採用され
ている。この種の温度調節装置を備えた露光装置として
は、例えば、図４に図示するような装置が知られてい
る。すなわち、露光装置１１０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１１
１と、露光装置本体１１１を包囲するチャンバー１１２
内の空気の温度を調節する温度調節装置１１３を具備す
る。露光装置本体１１１を包囲するチャンバー１１２に
は、空気流入口１１５と空気流出口１１６がそれぞれ上
下に設けられ、温度調節装置１１３により所定の温度に
調節された空気は、上方の空気流入口１１５から供給さ
れ、矢印で示すように露光装置本体１１１に沿って下方
に流れ、その後に空気流出口１１６から排出されるよう
に構成され、チャンバー１１２内を矢印で示すように露
光装置本体１１１に沿って流れる空気が、露光装置本体
１１１の発熱源から発生する熱を放熱させて排除し、チ
ャンバー１１２内の空気の温度を所定の温度に維持する
作用をする。また、温度調節装置１１３は、チャンバー
１１２の空気流出口１１６から排気される空気をフィル
タリングし空気中に含まれる塵埃を取り除くフィルター
１２０と、フィルタリングされた空気を冷却水等を用い
て熱交換を行ない所定の温度まで冷却する冷却器１２１
と、充分に冷却された空気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空気を予
熱するためのベースヒーター１２２と、最終温調目的温
度に精密温度調節を行なう高感度ヒーター１２３とを配
管１２４で順次連通して構成され、また、ベースヒータ
ー１２２で予熱された空気の温度を測定する温度センサ
１３１および高感度ヒーター１２３で精密に温度調節さ
れてチャンバー１１２内に流入した空気の温度を測定す
る温度センサ１３２が、ベースヒーター１２２の流出側
とチャンバー１１２内にそれぞれ配置され、これらの温
度センサ１３１、１３２による測定結果は制御部１３０
へ送られ、制御部１３０はこれらの測定結果に基づいて
ベースヒーター２２と高感度ヒーター２３をそれぞれ制
御するように構成されている。

【０００４】このような従来の露光装置の温度調節装置
においては、チャンバー１１２から排出される空気や適
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
いて熱交換を行なう冷却器１０４で一旦冷却され、充分
に冷却された空気はベースヒーター１２２を用いて特定
の温度まで引き上げるように予熱され、さらに予熱され
た空気は高感度ヒーター１２３により精密に所定の最終
温調目的温度に調節されて、チャンバ−１１２内に流入
される。この時、制御部１３０が、温度センサ１３１に
よる空気の温度の測定結果に基づいて、ベースヒーター
１２２および高感度ヒーター１２３の作動を制御してい
る。

【０００５】このように、温度調節装置１１３により所
定の温度に調節された空気は、チャンバー１１２内に供
給され、露光装置本体１１１に沿って矢印で示すように
流れ、この間に露光装置本体１１１が発生する熱を吸収
しあるいは排除して、露光装置本体１１１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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】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、高い分解能で空気の温度を調整すること
が重要であり、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、省エネルギーに対する重
要性も増してきており、省エネルギーの観点から電力の
消費量を削減することも要求されており、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。

【０００７】しかしながら、従来の半導体露光装置等に
おける温度調節装置においては、露光装置自体が大きい
ために、温度調節を要する空間（露光装置本体を包囲す
るチャンバー）も大きく、温度調節システムも大きなも
のとなっている。また、温度調節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、ヒーター側で温度
調節を行なうようにしている。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
ヒーターを用いることが必要となる。そのため、冷却器
やヒーター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。

【０００８】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、冷却器
やヒーターの容量を小型化して省エネルギー化を図ると
ともに温度調節を精度良く行なうことができる温度調節
装置を備えた露光装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の露光装置は、露光装置本体と該露光装置本
体を包囲するチャンバーと該チャンバー内の温度を調節
する温度調節装置を備えた露光装置において、前記温度
調節装置は、気体を冷却する冷却器と冷却された気体を
所定の温度に加熱するヒーターを有し、一旦冷却した気
体を加熱して所定の温度に調節した気体を前記チャンバ
ー内に供給するように構成され、前記チャンバー内の各
部位を温度調整した後に前記チャンバーから排出される
気体を利用して、前記冷却器により冷却された気体を温
度調節することを特徴とする。

【００１０】本発明の露光装置において、前記温度調節
装置は、前記チャンバーから排出される気体と前記冷却
器により冷却された気体とを混合する混合手段を有する
ことが好ましく、あるいは、前記チャンバーから排出さ
れる気体と前記冷却器により冷却された気体との間で熱
交換する熱交換手段を有することが好ましい。

【００１１】本発明の露光装置において、前記温度調節
装置は、前記チャンバーから排出される気体の温度を測
定する温度センサおよび前記冷却器により冷却された気
体を温度調節した後の気体の温度を測定する温度センサ
と、該温度センサの測定結果に基づいて、前記混合手段
または前記熱交換手段による温度調節を制御する制御手
段を有することが好ましい。

【００１２】本発明の露光装置において、前記温度調節
装置は、前記露光装置本体の稼働状態に基づいて制御さ
れることが好ましい。

【００１３】さらに、本発明のデバイス製造方法は、前
述した露光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。

【００１４】

【作用】本発明の露光装置によれば、温度調節装置によ
り露光装置本体の雰囲気を精度良く温度調節することが
できるとともに、温度調節装置の冷却器やヒーターを小
型化することができ、消費電力を抑え、省エネルギー化
を図ることを可能にする。

【００１５】温度調節装置において、チャンバーから排
出される気体と冷却器により冷却された気体とを混合す
ることにより、あるいはチャンバーから排出される気体
と冷却器により冷却された気体との間で熱交換を行なう
ようすることにより、冷却器により冷却された空気の温
度をある程度上昇させた後にヒーターで加熱することが
でき、これにより、ヒーターの容量を小型化でき、さら
に冷却器自体の容量も小さくでき、消費電力を小さくす
ることができる。また、露光装置本体の稼働状態に基づ
いて温度調節装置を制御し、冷却器で冷却する空気の容
量を変更することにより、冷却器やヒーターを小型化す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１７】本発明に基づく温度調節装置を備えた露光
装置の第１の実施例について、その概略構成を示す図１
を参照して説明する。

【００１８】図１において、露光装置１０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１１と、露光装置本体１１を包囲するチャンバー
１２と、チャンバー１２内の空気の温度を調節する温度
調節装置１３とを具備し、これらのチャンバー１２や温
度調節装置１３は枠体１４内に収納されている。露光装
置本体１１を包囲するチャンバー１２には、空気流入口
１５と空気流出口１６がそれぞれ上下に設けられ、温度
調節装置１３により所定の温度に調節された空気が上方
の空気流入口１５から供給され、矢印で示すように露光
装置本体１１に沿って下方に流れ、その後に空気流出口
１６から排出されるように構成され、チャンバー１２内
を露光装置本体１１に沿って流れる空気は、露光装置本
体１１の発熱源から発生する熱を放熱させて排除し、チ
ャンバー１２内の温度を所定の温度に維持する。

【００１９】温度調節装置１３は、チャンバー１２の空
気流出口１６から排気される空気をフィルタリングし空
気中の塵埃を取り除くフィルター２０と、フィルタリン
グされた空気を冷却水等を用いて熱交換を行ない所定の
温度まで冷却する冷却器２１と、冷却器２１で冷却され
た空気とチャンバー１２から排気され冷却されていない
空気とを混合する混合器２５と、混合器２５により混合
された空気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予熱するためのベースヒ
ーター２２と、最終温調目的温度に精密温度調節を行な
う高感度ヒーター２３、２３とを配管２４で順次連通し
て構成されており、混合器２５は、冷却器２１の上流側
の配管２４にバイパス管２４ａを介して連結され、チャ
ンバー１２から排気され冷却されていない空気を冷却器
２１をバイパスして直接混合器２５に送り込むように形
成され、このバイパス管２４ａにはバイパスして流れる
空気の量を調節するように制御されるレギュレータ２６
が配設されている。

【００２０】また、温度調節装置１３には、ベースヒー
ター２２の流出側の空気の温度を測定する温度センサ３
１、高感度ヒーター２３で精密に温度調節されチャンバ
ー１２内に流入した空気の温度を測定する温度センサ３
２、バイパス管２４ａに分岐する前の空気の温度を測定
する温度センサ３３、および混合器２５の下流側で混合
器２５で混合された空気の温度を測定する温度センサ３
４がそれぞれ設けられ、これらの温度センサ３１、３
２、３３、３４は制御部３０に接続され、制御部３０
は、温度センサ３１、３２、３３、３４によりそれぞれ
の部位で測定される温度の測定結果に基づいて、ベース
ヒーター２２と高感度ヒーター２３およびレギュレータ
２６をそれぞれ制御するように構成されている。

【００２１】以上のように構成される温度調節装置１３
を備えた露光装置１０において、チャンバー１２の空気
流出口１６から排出される空気は、露光装置本体１１の
発熱源から発生する熱を吸収して高温状態になって配管
２４へ流出し、先ず、フィルター２０により空気中に含
まれる塵埃が取り除かれる。また、このとき外気をフィ
ルタリングして配管２４内に取り込み、チャンバー１２
から排出される空気の温度を下げるように構成すること
もできる。チャンバー１２から排出される高温の空気
は、配管２４を介して冷却器２１へ導かれるとともにバ
イパス管２４ａにも同時に流れ込む。冷却器２１へ導か
れた高温の空気は冷却器２１による冷却水等を用いた熱
交換を行ない所定の温度まで冷却され、次段の混合器２
５へ送られる。一方、バイパス管２４ａに流れ込んだ高
温の空気は、制御部３０の指令に基づいて制御されるレ
ギュレータ２６により調整された流量の空気が混合器２
５へ送られる。したがって、混合器２５においては、別
々の管路からそれぞれ送られる冷却された空気と高温の
空気を混合することができ、冷却された空気の温度を上
昇させる。このとき、フィルター２０を通過した高温の
空気は温度センサ３３で温度が測定され、そして、混合
器２５により混合された空気は混合器２５の下流側で温
度センサ３４により温度が測定され、これらの測定結果
はそれぞれ制御部３０へ送られ、制御部３０は、各温度
測定部位での空気温度のデータに基づいて、レギュレー
タ２６を制御操作して、バイパス管２４ａを流れる空気
の流量を調整し、冷却された空気と高温の空気との混合
比を変化させ、混合器２５の下流側の空気を最適な温度
となるように制御する。なお、レギュレータ２６の制御
の際して、チャンバー１２から排出される空気の温度に
大きく関連する露光装置本体１１の稼働状況をも考慮し
て、レギュレータ２６を制御するようにすることもでき
る。

【００２２】混合器２５により混合されかつ最適な温度
に調節された空気は、さらに配管２４を介して、ベース
ヒーター２２へ送られ、ベースヒーター２２にて最終温
調目的温度との温度差を少なくするように特定温度まで
引き上げるべく予熱され、その後、高感度ヒーター２３
にて最終温調目的温度に精密温度調節が行なわれる。こ
れらのベースヒーター２２および高感度ヒーター２３
は、制御部３０により、温度センサ３１、３２、３４に
てそれぞれ測定される各部位の温度の測定結果に基づい
て、それぞれを通過する空気の温度を最適なものとする
ように空気の加熱状態を制御される。このようにベース
ヒーター２２および高感度ヒーター２３により所定の最
終温調目的温度となった空気は、チャンバー１２の空気
流入口１５からチャンバー１２内へ送り込まれる。な
お、このチャンバー１２内へ空気を供給する際に空気を
フィルタリングして送り込むように、空気流入口１５に
フィルターを配設することもできる。

【００２３】所定の最終温調目的温度に調節された空気
は、空気流入口１５からチャンバー１２内に供給され、
チャンバー１２内を矢印で示す方向に流れ、露光装置本
体１１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、チャンバー１２内の各部位の温度を調節しあ
るいは冷却し、チャンバー１２内の雰囲気を安定させ
る。これによって、精度の良い露光を行なうことを可能
にする。

【００２４】このように本実施例の温度調節装置１３を
備える露光装置１０においては、チャンバー１２から排
気される高温の空気と冷却器２１により充分に冷却され
た空気とを混合して空気の温度をある程度上昇させ、そ
の後に、ベースヒーター２２で加熱させるようにするこ
とにより、ベースヒーター２２の容量は必要最小限の大
きさとすることができ、消費電力を小さくすることがで
きる。また、冷却器２１へ送られる空気が、バイパス管
２４ａのレギュレータ２６によって常にその流量が制御
されることにより、冷却器自体の容量も小さくすること
ができる。さらに、冷却器２１は常に一定の冷却動作を
行なわせるものであるが、冷却器自体を小さくできるこ
とにより、定常消費電力の削減につながる。

【００２５】次に、本発明に基づく露光装置の第２の実
施例について図２を参照して説明する。図２は本発明の
露光装置の第２の実施例の概略構成図であり、前述した
実施例と同様の部材には同一符号を付して説明する。

【００２６】露光装置における温度調節装置の冷却器の
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いるために、熱
負荷である露光装置本体が停止して温度調節装置のみが
稼働している状態では、チャンバーから排気される空気
は、露光装置本体の稼働状態での排気温度に比して充分
に低温度である。このようなときには冷却器の能力が勝
り、空気を必要以上に冷却することとなり、このような
過冷却を考慮して充分な能力を持ったヒーターを準備す
る必要があった。

【００２７】そこで、本実施例の温度調節装置では、露
光装置本体の稼働状態に応じて、すなわち、露光装置本
体の動作時と非動作時に応じて、冷却器で冷却する空気
の容量を変更できるようになし、冷却器およびベースヒ
ーターの容量を小型化しようとするものである。

【００２８】図２において、本実施例の半導体露光装置
１０は、前述した実施例と同様に、露光装置本体１１
と、露光装置本体１１を包囲するチャンバー１２と、チ
ャンバー１２内の空気の温度を調節する温度調節装置１
３とを具備する。露光装置本体１１を包囲するチャンバ
ー１２には、空気流入口１５と空気流出口１６がそれぞ
れ上下に設けられ、温度調節装置１３により所定の温度
に調節された空気が上方の空気流入口１５から供給さ
れ、露光装置本体１１に沿って下方に流れ、その後に空
気流出口１６から排出するように構成され、チャンバー
１２内を露光装置本体１１に沿って矢印で示すように流
れる空気がチャンバー１２内の温度を所定の温度に維持
する。

【００２９】温度調節装置１３は、チャンバー１２の空
気流出口１６から排気される空気をフィルタリングする
フィルター２０と、フィルタリングされた空気を所定の
温度まで冷却する冷却器２１と、冷却された空気を特定
温度まで引き上げるように予熱するためのベースヒータ
ー２２と、最終温調目的温度に精密温度調節を行なう高
感度ヒーター２３とを配管２４で順次連通して構成さ
れ、さらに、フィルター２０と冷却器２１との間の配管
２４から冷却器２１をバイパスさせるバイパス管２４ｂ
を設け、このバイパス管２４ｂには制御部３０によって
制御される開閉弁２７が配設されており、チャンバー１
２から排気され冷却されていない空気の一部をバイパス
管２４ｂを介して冷却器２１の下流側に送り込むことが
できるように形成されている。

【００３０】また、温度調節装置１３には、ベースヒー
ター２２の流出側の空気の温度を測定する温度センサ３
１および高感度ヒーター２３で精密に温度調節されチャ
ンバー１２内に流入した空気の温度を測定する温度セン
サ３２が設けられ、これらの温度センサ３１、３２は制
御部３０に接続され、制御部３０は、温度センサ３１、
３２によりそれぞれの部位で測定される温度の測定結果
に基づいて、ベースヒーター２２と高感度ヒーター２３
をそれぞれ制御するように構成され、さらに、制御部３
０は、露光装置本体１１の稼働状態に応じて、冷却器２
１により冷却する空気の容量を制御するようにバイパス
管２４ｂの開閉弁２７を制御するように構成されてい
る。すなわち、露光装置本体１１が稼働時には、バイパ
ス管２４ｂの開閉弁２７を閉鎖させて、チャンバー１２
から排気される全ての空気を冷却器２１へ流すように
し、また、露光装置本体１１が停止状態にある場合に
は、バイパス管２４ｂの開閉弁２７を開放させて、冷却
器２１をバイパスさせる管路を形成し、チャンバー１２
から排気される空気の一部をバイパス管２４ｂに流して
冷却器２１をバイパスさせるようにし、バイパス管２４
ｂを流れる空気は冷却器２１の下流側で冷却された空気
に合流させるようにする。

【００３１】以上のように構成される本実施例の温度調
節装置１３を備えた露光装置１０において、露光装置本
体１１の稼働時には、チャンバー２の空気流出口１６か
ら排出される空気は、露光装置本体１１の発熱源から発
生する熱を吸収して高温状態となって配管２４を流れ
て、フィルター２０により空気中に含まれる塵埃が取り
除かれる。このとき、露光装置本体１１が稼働時である
ので、バイパス管２４ｂの開閉弁２７は閉鎖されてお
り、フィルター２０によりフィルタリングされた空気は
すべて配管２４を介して冷却器２１へ送り込まれ、所定
の温度まで冷却される。冷却器２１で冷却された空気
は、配管２４によりベースヒーター２２に送られ、ベー
スヒーター２２にて特定温度まで引き上げるべく予熱さ
れ、その後、高感度ヒーター２３にて最終温調目的温度
に精密温度調節が行なわれる。これらのベースヒーター
２２および高感度ヒーター２３は、制御部３０により、
温度センサ３１、３２にてそれぞれ測定される各部位の
温度の測定結果に基づいて、それぞれを通過する空気の
温度を最適なものとするように空気の加熱状態を制御さ
れる。このようにベースヒーター２２および高感度ヒー
ター２３により所定の最終温調目的温度となった空気
は、チャンバー１２の空気流入口１５からチャンバー１
２内へ送り込まれる。このように所定の温度に調節され
た空気は、チャンバー１２内に供給され、チャンバー１
２内を矢印で示す方向に流れ、露光装置本体１１の種々
の発熱源から発生する熱を充分に放熱させ排除して、チ
ャンバー１２内の各部位の温度を調節しあるいは冷却
し、チャンバー１２内の雰囲気を安定させ、精度の良い
露光を行なうことを可能にする。

【００３２】一方、露光装置本体１１が停止状態にある
時には、チャンバー１２から排出される空気は、露光装
置本体１１が稼働時の排出空気に比して低温である。そ
こで、バイパス管２４ｂの開閉弁２７が制御部３０の指
令により開放され、チャンバー１２から排出される空気
は、その一部が冷却器２１をバイパスするようにバイパ
ス管２４ｂに流れ、冷却器２１で冷却された空気に合流
して、冷却された空気の温度を上昇させる。すなわち、
冷却器２１で冷却する空気の量は、バイパス管２４ｂに
流れた量だけ少なくなる。その後、露光装置本体１１の
稼働時と同様に、ベースヒーター２２および高感度ヒー
ター２３によって所定の最終温調目的温度となった空気
は、チャンバー１２の空気流入口１５からチャンバー１
２内へ送り込まれる。

【００３３】このように循環する空気の配管系に冷却器
をバイパスさせるバイパス管を配設し、露光装置本体の
稼働状態に応じてバイパス管の開閉を制御し、冷却する
空気の容量を変更させるように構成することにより、露
光装置本体の稼働状態に基づく冷却器による過冷却を防
止することができ、ベースヒーターを小型化することが
可能となり、さらに、冷却器も小型化することができ、
省エネルギー化を図ることができる。

【００３４】次に、本発明に基づく露光装置の第３の実
施例について図３を参照して説明する。図３は本発明の
露光装置の第３の実施例の概略構成図であり、前述した
各実施例と同様の部材には同一符号を付して説明する。

【００３５】前述した第１の実施例では冷却器で冷却さ
れた空気を排気された高温の空気とを混合する混合器を
用いてベースヒーターに送り込む空気の温度を上昇させ
ているが、本実施例においては、第１の実施例の混合器
に代えて熱交換部を用いる点で前述した第１の実施例と
相違するものである。

【００３６】図３において、露光装置１０は、前述した
実施例と同様に、露光装置本体１１と、露光装置本体１
１を包囲するチャンバー１２と、チャンバー１２内の空
気の温度を調節する温度調節装置１３とを具備し、これ
らのチャンバー１２や温度調節装置１３は枠体１４内に
収納されている。露光装置本体１１を包囲するチャンバ
ー１２には、空気流入口１５と空気流出口１６がそれぞ
れ上下に設けられ、温度調節装置１３により所定の温度
に調節された空気が上方の空気流入口１５から供給さ
れ、露光装置本体１１に沿って下方に流れ、その後に空
気流出口１６から排出されるように構成され、チャンバ
ー１２内を露光装置本体１１に沿って流れる空気は、露
光装置本体１１の発熱源から発生する熱を放熱させ、チ
ャンバー１２内の温度を所定の温度に維持する。

【００３７】温度調節装置１３は、チャンバー１２の空
気流出口１６から排気される空気をフィルタリングする
フィルター２０と、フィルタリングされた空気を所定の
温度まで冷却する冷却器２１と、冷却された空気を加熱
するための熱交換部２８と、熱交換器２８を通過した空
気を特定温度まで引き上げるように予熱するためのベー
スヒーター２２と、最終温調目的温度に精密温度調節を
行なう高感度ヒーター２３とを配管２４で順次連通して
構成されており、熱交換部２８には、フィルター２０と
冷却器２１との間の配管２４から空気の一部を熱交換部
２８へ分岐させるための分岐管２４ｃと、熱交換部２８
を通過した空気を冷却器２１の上流側の配管２４に戻す
ための復帰管２４ｄが設けられ、分岐管２４ｃには分岐
して流れる空気の流量を調節するように制御されるレギ
ュレータ２９が配設されている。このように冷却器２１
とベースヒーター２２との間に、チャンバー１２から排
気され冷却されていない高温の空気を流す熱交換部２８
を設けることにより、冷却器２１で冷却された空気が熱
交換部２８の配管２４内を通過する際に、冷却された空
気は、分岐管２４ｃから熱交換部２８を流れる高温の空
気との熱交換によって、その温度を上昇させることがで
きる。

【００３８】また、温度調節装置１３には、ベースヒー
ター２２の流出側の空気の温度を測定する温度センサ３
１、高感度ヒーター２３で精密に温度調節されチャンバ
ー１２内に流入した空気の温度を測定する温度センサ３
２、フィルター２０でフィルタリングされた空気の温度
を測定する温度センサ３３、および熱交換部２８で熱交
換された空気の温度を測定する温度センサ３５が設けら
れ、これらの温度センサ３１、３２、３３、３５は制御
部３０に接続され、制御部３０は、温度センサ３１、３
２、３３、３５によりそれぞれの部位で測定される温度
の測定結果に基づいて、ベースヒーター２２と高感度ヒ
ーター２３およびレギュレータ２９をそれぞれ制御する
ように構成されている。

【００３９】以上のように構成される本実施例の温度調
節装置１３を備えた露光装置１０において、空気流出口
１６から排出される空気は、露光装置本体１１から発生
する熱を吸収して高温状態となって配管２４へ流出し、
先ず、フィルター２０により空気中に含まれる塵埃が取
り除かれる。また、このとき外気をフィルタリングして
配管２４内に取り入れることもできる。高温の空気は、
配管２４を介して冷却器２１へ導かれるとともに分岐管
２４ｃにも同時に流れ込む。冷却器２１へ導かれた高温
の空気は冷却器２１により熱交換を行ない所定の温度ま
で冷却され、次段の熱交換部２８へ送られる。一方、分
岐管２４ｃに流れ込んだ高温の空気は、制御部３０の指
令に基づいて制御されるレギュレータ２９により調整さ
れた流量の空気が熱交換部２８へ送られる。熱交換部２
８において、分岐管２４ｃから流れてくる高温の空気と
冷却器２１で冷却された空気とは熱交換が行なわれ、冷
却器２１で冷却された空気は高温の空気により温度が上
昇され、次のベースヒーター２２へ導かれる。一方、分
岐管２４ｃを流れる高温の空気は、熱交換部２８におけ
る熱交換により温度を低下して、復帰管２４ｄから配管
２４に戻り、配管２４を流れる空気に合流し、冷却器２
１へ導かれる。このとき、分岐管２４ｃに分岐する前の
高温の空気は温度センサ３３で温度が測定され、そし
て、熱交換部２８を通過した空気は熱交換部２８の下流
側で温度センサ３５により温度が測定され、これらの測
定結果は制御部３０へ送られ、制御部３０は、各温度測
定部位での空気の温度データと露光装置本体の稼働状況
等に基づいて、レギュレータ２９を制御操作して、分岐
管２４ｃを流れる空気の流量を調整して変化させ、熱交
換部２８の下流側で温度センサ３５にて最適な温度とな
るように制御する。

【００４０】熱交換部２８により最適な温度に調節され
た空気は、配管２４を介してベースヒーター２２に送ら
れ、ベースヒーター２２にて最終温調目的温度との温度
差を少なくなるように特定温度まで引き上げるべく予熱
され、その後、高感度ヒーター２３にて最終温調目的温
度に精密温度調節が行なわれる。これらのベースヒータ
ー２２および高感度ヒーター２３は、制御部３０によ
り、温度センサ３１、３２、３５にてそれぞれ測定され
る各部位の温度の測定結果に基づいて、それぞれを通過
する空気の温度を最適なものとするように空気の加熱状
態を制御される。このようにベースヒーター２２および
高感度ヒーター２３により所定の最終温調目的温度とな
った空気は、チャンバー１２の空気流入口１５からチャ
ンバー１２内へ送り込まれる。なお、このチャンバー１
２内へ空気を供給する際に空気をフィルタリングして送
り込むように空気流入口１５にフィルターを配設するこ
ともできる。

【００４１】所定の最終温調目的温度に調節された空気
は、空気流入口１５からチャンバー１２内に供給され、
チャンバー１２内を矢印で示す方向に流れ、露光装置本
体１１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、チャンバー１２内の各部位の温度を調節しあ
るいは冷却し、チャンバー１２内の雰囲気を安定させ
る。これによって、精度の良い露光を行なうことを可能
にする。

【００４２】以上のように本実施例の温度調節装置１３
を備える露光装置１０においては、チャンバー１２から
排出される高温の空気を分岐させて、高温の空気と冷却
器２１により充分に冷却される空気との間で熱交換を行
なうことにより、冷却器２１により冷却された空気の温
度をある程度上昇させることができ、その後に、ベース
ヒーター２２で加熱させるようにすることにより、ベー
スヒーター２２の容量を小さくすることが可能となり、
消費電力を小さくすることができる。さらに、冷却器２
１へ流入する空気は、チャンバー１２から排出される高
温の空気と熱交換部２８によりやや温度が低下した空気
とが混合した空気であるので、温度が低下した状態の空
気が冷却器２１へ流入することとなり、冷却器２１の容
量を小型化することができ、定常消費電力の削減につな
がる。

【００４３】また、前述した各実施例では、温度調節装
置は、空気を循環させて空気の温度を調節するものとし
て説明したけれども、酸素による酸化の影響を排除する
ために、空気に代えて、窒素やヘリウム等の各種の不活
性気体を用いることもできる。さらに、露光装置本体の
モーター等の駆動源の温度が局部的に変化する部分を部
分的に温度調節を行なう目的で空気等の気体に代えて液
体を用いる液体用温度調節装置にも適用することができ
る。また、チャンバー内へ供給する空気の温度を所定の
温度に加熱するためのヒーターとして、前述した各実施
例では、ベースヒーターと高感度ヒーターを用いている
が、チャンバー内へ供給する空気の温度を所定の温度に
維持することができれば、一つのヒーターのみとするこ
とも可能である。

【００４４】次に、前述した露光装置を利用したデバイ
スの製造方法の実施形態について説明する。

【００４５】図５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なう。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なう。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。

【００４６】図６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１
５（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な
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。

【００４７】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。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温度調節装置により露光装置本体の雰囲気を精度良く温
度調節することができるとともに、温度調節装置の冷却
器やヒーターを小型化することができ、消費電力を抑
え、省エネルギー化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく温度調節装置を備えた露光装置
の第１の実施例の概略構成図である。

【図２】本発明に基づく温度調節装置を備えた露光装置
の第２の実施例の概略構成図である。

【図３】本発明に基づく温度調節装置を備えた露光装置
の第３の実施例の概略構成図である。

【図４】従来の温度調節装置を備えた露光装置の概略構
成図である。

【図５】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６】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】

１０ 露光装置 １１ 露光装置本体 １２ チャンバー １３ 温度調節装置 １５ 空気流入口 １６ 空気流出口 ２０ フィルター ２１ 冷却器 ２２ ベースヒーター ２３ 高感度ヒーター ２４ 配管 ２４ａ、２４ｂ バイパス管 ２４ｃ 分岐管 ２４ｄ 復帰管 ２５ 混合器 ２６ レギュレータ ２７ 開閉弁 ２８ 熱交換部 ２９ レギュレータ ３０ 制御部 ３１〜３５ 温度センサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光装置本体と該露光装置本体を包囲す
   るチャンバーと該チャンバー内の温度を調節する温度調
   節装置を備えた露光装置において、前記温度調節装置
   は、気体を冷却する冷却器と冷却された気体を所定の温
   度に加熱するヒーターを有し、一旦冷却した気体を加熱
   して所定の温度に調節した気体を前記チャンバー内に供
   給するように構成され、前記チャンバー内の各部位を温
   度調整した後に前記チャンバーから排出される気体を利
   用して、前記冷却器により冷却された気体を温度調節す
   ることを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記温度調節装置は、前記チャンバーか
   ら排出される気体と前記冷却器により冷却された気体と
   を混合する混合手段を有することを特徴とする請求項１
   記載の露光装置。
3. 【請求項３】 前記温度調節装置は、前記チャンバーか
   ら排出される気体の温度を測定する温度センサおよび前
   記冷却器により冷却された気体を温度調節した後の気体
   の温度を測定する温度センサと、該温度センサの測定結
   果に基づいて、前記混合手段による温度調節を制御する
   制御手段を有することを特徴とする請求項２記載の露光
   装置。
4. 【請求項４】 前記温度調節装置は、前記チャンバーか
   ら排出される気体と前記冷却器により冷却された気体と
   の間で熱交換する熱交換手段を有することを特徴とする
   請求項１記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記温度調節装置は、前記チャンバーか
   ら排出される気体の温度を測定する温度センサおよび前
   記冷却器により冷却された気体を温度調節した後の気体
   の温度を測定する温度センサと、該温度センサの測定結
   果に基づいて、前記熱交換手段による温度調節を制御す
   る制御手段を有することを特徴とする請求項４記載の露
   光装置。
6. 【請求項６】 前記温度調節装置は、前記露光装置本体
   の稼働状態に基づいて制御されることを特徴とする１な
   いし５のいずれか１項に記載の露光装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項に記載
   の露光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。