JP2003022955A

JP2003022955A - 露光装置

Info

Publication number: JP2003022955A
Application number: JP2001207363A
Authority: JP
Inventors: Keiji Emoto; 圭司江本; Kotaro Tsui; 浩太郎堆; Hirohide Matsuhisa; 裕英松久
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーンな半導体工場などに悪影響を与え
ず、冷媒による配管等の金属錆を抑制し、装置のコンパ
クト化を図る。【解決手段】露光光を照射する照明光学系または電子
ビームと、原版及び基板の少なくともいずれかを搭載す
るステージと、冷媒としての純水を介して装置内を温度
制御する温調装置４６と、該冷媒に対して脱酸素処理を
行う脱酸素装置４４とを備え、温調装置４６内の純水３
を一時貯める容器内を不活性ガスで充填させる手段、ま
たは前記容器内の冷媒に不活性ガスを吹き込む手段のい
ずれかで、純水３の溶存酸素量を増大させないようにな
っており、純水３の水質検出センサ２５を設け、この検
出結果に基づき脱酸素装置４４を経由する純水３の流量
を制御可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程に
おいて用いられる露光装置に関するものであり、特に装
置内の温度制御に適している。

【０００２】

【従来の技術】従来、露光装置内の位置決め装置に対し
て行われる冷却方法としては、図８に示すように温度管
理されたフッ素系不活性冷媒を駆動部などの発熱体と温
調装置とを循環させることが一般的に行われている。図
８に示す従来例では、露光装置内の位置決め装置部分を
示したものであり、位置決め対象１０に対して計測ミラ
ー１１およびレーザ干渉計等の位置計測手段１２を用い
て計測長さ１３を検出し、位置決め対象１０の位置を高
精度に測定し、この測定結果に基づき、コントローラ１
４及びドライバ１５により、リニアモータ１を制御す
る。固定子１ａ及び可動子１ｂで構成されるリニアモー
タ１は、温調室内の温調装置６及び流路７を介して、フ
ッ素系不活性冷媒２を循環させて温度を一定に保ってい
る。また、リニアモータ１は、特開平１０−３０９０７
１号公報で開示しているようにジャケット構造になって
おり、冷媒が直接コイルから発熱熱量を回収する構成と
なっている。冷媒にフッ素系不活性冷媒２を用いている
のは、以下の理由によるものである。

【０００３】１．化学的に非常に安定な液体であって冷
媒の劣化や腐敗が生じないためメンテナンスがいらな
い。２．錆を誘発しないため配管や継ぎ手などの錆の心配が
ない。また万が一漏れた場合にも装置内への影響が少な
い。３．電気絶縁性が非常に高い（１０¹⁵Ω・ｃｍ程度）た
め、コイル等を直接冷却しても絶縁性に問題ない。

【０００４】また、フッ素系不活性冷媒以外の循環冷却
の技術としては、空気や炭酸ガスなどの気体冷媒や油、
ブライン（エチレングリコール系やプロピレングリコー
ル系）と呼ばれるいわゆる不凍液系冷媒、もしくは防錆
剤や腐敗防止剤等の各種添加剤を混ぜた水を用いたもの
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フッ素系不活性冷媒に
は従来技術で述べたような長所がある一方で以下の短所
が挙げられる。１．冷媒単価が非常に高い。２．温暖化係数が高い。３．単位体積あたりの熱容量（比熱×密度）が水の約１
／２と小さい。

【０００６】フッ素系不活性冷媒は、添加剤を含む水や
ブラインなどの各種冷媒に比べて冷媒単価がおおよそ１
０〜５０倍程度と非常に高い。そのため、大量の冷媒を
必要とする露光装置にとっては、コストの面で課題とな
っていた。また、フッ素系不活性冷媒は、化学的安定性
が高いが故に大気中でも分解されないことから、地球温
暖化係数ＧＷＰ(Global Warming Potential)が非常に高
いことが指摘されている。そのため、まずは洗浄用等の
開放系での使用に対しては不活性冷媒使用の見直しが行
われており、密閉循環系での使用に対しても、長期的に
見て代替冷媒の検討を行うようになってきた。

【０００７】このような背景に加えて、特に露光装置に
おいては、駆動部のさらなる高出力化が求められてお
り、冷却能力の向上が望まれている。冷却能力の向上に
は、(1) 冷媒流量を大きくする、(2) 冷媒温度を下げ
る、(3) 冷媒の熱容量を大きくすることが考えられる。
しかし、冷媒流量増加に伴い必要とされるポンプ能力は
自乗で増加するため、ポンプが非常に大きくなってしま
い、現在以上の流量確保は困難になってきている。さら
に、温度制御対象である位置決め対象付近への循環する
冷媒流量を従来以上に大きくすると、冷媒の流れが乱流
となるため、配管等での振動を誘発してしまい、この振
動が位置決めへの外乱となり位置決め精度の悪化を招
き、さらには露光精度の低下を招いてしまう問題がある
ため容易にできない。また、冷媒温度をあまり下げる
と、冷媒通路周辺の空気が全体雰囲気と比較して温度む
らが生じてしまい、位置を測定するための干渉計レーザ
の揺らぎを誘発してしまうため、測定精度さらには位置
決め精度の悪化を招いてしまう。そのため、フッ素系不
活性冷媒に代わる、熱容量の大きな代替冷媒への検討を
進めてきた。

【０００８】熱容量の大きな冷媒としては水（純水）や
ブライン（エチレングリコール系やプロピレングリコー
ル系の不凍液を水で希釈した冷媒）を用いることが考え
られ、実際様々な工作機械では用いられている。しか
し、水やブラインを冷媒として長期間循環させた場合、
配管等における冷媒接触部分の金属表面に錆が発生した
り、雑菌等の繁殖によって冷媒の腐敗を起こす問題があ
る。このため、防錆剤や防腐剤を添加させた水やブライ
ンを冷媒として使用するのが一般的である。しかし、防
錆剤には、水に溶解させるためにナトリウムイオンなど
の金属塩やアミン系のイオンが添加されているものがほ
とんどである。

【０００９】一方、半導体工場は非常にクリーン度の高
い空間が保たれており、半導体製造の工程上、塵埃など
の微少な有機物はもちろんのこと、金属イオンやアミン
系有機物イオン等による雰囲気の汚染を最小限に抑えら
れている。このため、露光装置で用いる冷媒等について
も、万が一配管等から漏れた場合を想定して、これらの
汚染物質（コンタミネーション）である金属塩やアミン
系のイオンを含まないものが好ましいとされていた。さ
らに、これらの汚染物質が工場に問題ないレベルであっ
ても、配管等から漏れた冷媒が精密定盤等に付着した場
合、冷媒が揮発し添加成分が残留して精密定盤表面に付
着するため、定盤の表面精度に影響を与える恐れがあ
る。精密定盤は露光装置内の位置決め装置における位置
決め基準である場合が多く、精度悪化は位置決め精度、
ひいては露光精度に多大な影響を与えるため、冷媒が揮
発しても残留物がない冷媒が望まれている。

【００１０】また、メンテナンスの面でも防錆剤や防腐
剤等の添加は課題がある。これらの添加剤による効果を
維持するためには添加剤の濃度を管理しなくてはならな
いが、常にモニタすることが出来ないため、最低でも１
〜２ヶ月ごと定期的に濃度チェックを行うことが必要と
なる。このことは、半導体製造装置としてはメンテナン
スの負担が増えることになり、つまりユーザ側の負担に
も繋がりかねない。そのため、防錆効果の維持管理も常
にモニタ出来ることが好ましい。

【００１１】本発明は、クリーンな半導体工場などに悪
影響を与える恐れがなく、冷媒による配管等の金属錆を
抑制することができ、コンパクト化できる露光装置を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の課題を鑑みて、本
発明は、露光光を照射する照明光学系及び電子ビームの
いずれかと、原版及び基板の少なくともいずれかを搭載
するステージと、冷媒を介して装置内を温度制御する温
調装置を備えた露光装置において、該冷媒に対して脱酸
素処理を行う脱酸素装置を備えたことを特徴とする。前
記脱酸素装置は、前記冷媒に含まれる気体を取り除く脱
気装置によって構成されてもよく、前記冷媒を一時貯め
る容器内に酸素の分圧がほぼ０の気体を充填させる構成
であってもよい。前記冷媒は蒸留水及び純水のいずれか
であることが望ましく、前記温調装置は、装置内で冷媒
の溶存酸素量を増大させない構成にすることが好まし
く、前記温調装置内の冷媒を一時貯める容器内を不活性
ガスで充填させる手段、及び前記容器内の冷媒に不活性
ガスを吹き込む手段のいずれかで、冷媒の溶存酸素量を
増大させない構成にすることが可能である。前記冷媒の
質を検出する手段を設け、その検出結果に基づき前記脱
酸素装置を経由する前記冷媒の流量を制御可能なことが
好ましい。

【００１３】本発明では、脱酸素処理を行って防錆効果
を持たせ冷媒を露光装置内に循環させてもよい。また、
冷媒が水であると冷媒の熱容量を大きくすることができ
冷却効果を期待できる。さらに、冷媒に蒸留水や純水を
用いると万が一装置外に冷媒が漏れた場合でも、工場内
雰囲気を汚染することがない。また蒸留水や純水を用い
ると揮発後も残留物の残らないため、万が一配管等から
装置内に漏れた場合に関しても、位置決め精度さらに露
光精度への悪影響を避けられる。脱酸素装置による脱酸
素処理を軽減するため、循環冷媒に酸素が溶存しないよ
うに出来る限り密閉系にし、さらに温調装置での冷媒容
器には窒素などの不活性ガスを充填させるまたは吹き込
むことで溶存酸素量の増加を防いだ。

【００１４】また、本発明は、前記いずれかの露光装置
を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体製造工場に
設置する工程と、該製造装置群を用いて複数のプロセス
によって半導体デバイスを製造する工程とを有する半導
体デバイス製造方法にも適用できる。前記製造装置群を
ローカルエリアネットワークで接続する工程と、前記ロ
ーカルエリアネットワークと前記半導体製造工場外の外
部ネットワークとの間で、前記製造装置群の少なくとも
１台に関する情報をデータ通信する工程とをさらに有す
ることが望ましい。前記露光装置のベンダもしくはユー
ザが提供するデータベースに前記外部ネットワークを介
してアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の保
守情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半
導体製造工場との間で前記外部ネットワークを介してデ
ータ通信して生産管理を行うことが好ましい。

【００１５】また、本発明は、前記いずれかの露光装置
を含む各種プロセス用の製造装置群と、該製造装置群を
接続するローカルエリアネットワークと、該ローカルエ
リアネットワークから工場外の外部ネットワークにアク
セス可能にするゲートウェイを有し、前記製造装置群の
少なくとも１台に関する情報をデータ通信することを可
能にした半導体製造工場にも適用できる。

【００１６】また、本発明は、半導体製造工場に設置さ
れた前記いずれかの露光装置の保守方法であって、前記
露光装置のベンダもしくはユーザが、半導体製造工場の
外部ネットワークに接続された保守データベースを提供
する工程と、前記半導体製造工場内から前記外部ネット
ワークを介して前記保守データベースへのアクセスを許
可する工程と、前記保守データベースに蓄積される保守
情報を前記外部ネットワークを介して半導体製造工場側
に送信する工程とを有することを特徴としてもよい。

【００１７】また、本発明は、前記いずれかの露光装置
において、ディスプレイと、ネットワークインタフェー
スと、ネットワーク用ソフトウェアを実行するコンピュ
ータとをさらに有し、露光装置の保守情報をコンピュー
タネットワークを介してデータ通信することを可能にし
たことを特徴としてもよい。前記ネットワーク用ソフト
ウェアは、前記露光装置が設置された工場の外部ネット
ワークに接続され前記露光装置のベンダもしくはユーザ
が提供する保守データベースにアクセスするためのユー
ザインタフェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記
外部ネットワークを介して該データベースから情報を得
ることを可能にすることが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】＜第１の実施形態＞図１は本発明
の第一の実施形態に係る冷却システムの例を示す構成図
であり、図８と同一要素に同一符号を付けてある。本実
施形態では、従来例である図８に対応しており、露光装
置内の位置決め装置の冷却構成を示している。従来はフ
ッ素系不活性冷媒を駆動部と温調装置間で循環させてい
たのに対して、本実施形態では、脱酸素装置４４によっ
て脱酸素処理を施した純水３を冷媒として用いて密閉循
環させている。循環純水３の流路には、脱酸素装置４４
及び温調装置４６に加えて、純水装置４２と、ＵＶ滅菌
装置４３とが配置されている。バイパス側の流路７ｂ中
にはバイパスバルブ２０が、温調装置４６の出口側の流
路７には水質センサ２５がそれぞれ設けられている。脱
酸素装置４４は、主に脱気装置で構成されている。脱気
装置とは一般的に、冷媒を真空脱気膜に通し、冷媒に溶
けている気体を分圧の低い真空側に排出する構成であ
る。これにより、冷媒に溶けている酸素に限らずほぼす
べての気体の溶存濃度を下げることが可能である。

【００１９】水質センサ２５は、純度及び酸素濃度等を
検知する。純度は、純水の伝導率を計測し、これに基づ
いて検出する。そして、一定水質以下になったときに、
水質センサ２５による水質検出結果に基づき、バルブコ
ントローラ２８がバイパスバルブ２０の開度を制御する
ことにより、純水装置４２、ＵＶ滅菌装置４３及び脱酸
素装置４４を経由する純水の流量を制御する。

【００２０】図４は駆動部の一例としてリニアモータを
示す斜視図、図５はその固定子の断面図である。このリ
ニアモータ１は、磁石３０を有する可動子Ｂ及び発熱体
であるコイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃを有する固定子Ａ
で構成されている。固定子Ａは図５のようにコイル３１
ａ，３１ｂ，３１ｃが組み込まれ、これを囲むジャケッ
ト３４を有するジャケット構造となっており、純水３を
コイル３１ａ，３１ｂ等に効率良く接触させるための部
材３５及び部材３９ａ，３９ｂ等をジャケット３４の内
面に固着してあり、純水３が、部材３７を介して支持部
材３８ａ〜３８ｃによって支持されている各コイル３１
ａ，３１ｂ，３１ｃに直接触れてコイルからの発熱熱量
を効率よく奪う構成になっている。

【００２１】また、駆動部のもう一つの例として、図６
を挙げる。図６は単コイルのリニアモータの例を示す構
成図である。このリニアモータは、ヨーク２２，２２の
内面に永久磁石２１ａ，２１ｂ及び２１ｃ，２１ｄが固
着されて対向配置され、永久磁石２１ａ，２１ｂと永久
磁石２１ｃ，２１ｄとの間にコイル２３がコイル支持具
２４中に支持配置されている。図４及び図５に示したの
と同様に、このリニアモータは、純水３の冷媒が、コイ
ル支持具２４中に支給されてコイル２３に直接接触し、
このコイル２３からの発熱熱量を回収する構成となって
いる。流路７には、水質センサ２５に加えて、流量セン
サ２６、温度センサ２７及びフィルタ４８が配設されて
いる。

【００２２】そして、水質センサ２５及び流量センサ２
６の出力がバルブコントローラ２８に送られ、バルブコ
ントローラ２８は供給バルブ１６及び排出バルブ１８を
開閉制御し、循環純水３の水質及び流量を制御する。ま
た、温度センサ２７の出力がコントローラ１４に送ら
れ、コントローラ１４は冷却制御手段４を介して温調装
置４６を制御し循環純水３の温度を制御する。

【００２３】脱酸素装置による脱酸素処理を冷媒に対し
て行うと、冷媒に接する金属の錆を防ぐことが一般に知
られている。これは、例えば鉄が錆びる際の反応式Ｆｅ＋(1/2) Ｏ₂ ＋７Ｈ₂ Ｏ＝Ｆｅ（Ｈ₂ Ｏ)₆ ²⁺＋２Ｏ
Ｈ^- より、鉄が錆びる条件として鉄の表面に水があるこ
と、水には酸素が溶けていること、鉄のイオン化と
電気的に等量の酸素の還元が同時に起こること、の３つ
が必要条件であり、このことは他の金属に対しても同様
である。このことから、冷媒に水を使用した場合、水に
溶存する酸素を除去すれば、錆は原理的に発生しないこ
とになる。また、については、もし冷媒中にＮａＣｌ
等の強電解質の塩が溶解されている場合は、これらの塩
がイオン化の仲立ちをするため、鉄のイオン化（鉄がさ
びること）が必ずしも酸素のイオン化と同時でなくても
よく、条件の制約がなくなる。このため、逆に冷媒中の
電解質塩を除去してやれば、通常よりも錆を抑制するこ
とが出来る。また、錆の成長には塩化物イオンや硫酸イ
オンが関係していることも知られる。このため、錆防止
という観点から電解質塩が除去された蒸留水もしくはイ
オン交換フィルタ等を通した純水が良いといえる。

【００２４】また、冷媒に純水を用いることにより、半
導体工場で嫌われるような、汚染物質も純水装置内で回
収することができるため、万が一装置外に冷媒が漏れた
場合でも、半導体工場に対する汚染を防ぐことが出来
る。さらに、これらの汚染物質が工場に問題ないレベル
であっても、配管等から漏れた冷媒が精密定盤等に付着
した場合、冷媒が揮発し添加成分が残留して精密定盤の
表面に付着するため、定盤の表面精度に影響を与える恐
れがある。しかし、冷媒に蒸留水もしくは純水を用いた
場合、万が一装置内で漏れて揮発しても、残留物は残ら
ないため、定盤の精度に影響を与えないで済む。

【００２５】脱酸素処理によって防錆効果を持たせたの
は、一般に使われる防錆剤を用いた場合、冷媒の汚染が
ある。防錆剤は基本的に金属塩を含む物とアミン系の塩
を含む物の大きく２つに別れる。しかし、前述している
通り、これらの塩は半導体工場での製造工程上好ましく
ないものである。例えば金属塩はウエハに付着すると歩
留まりが悪くなる、アミン系の塩はレジストに悪影響を
与えるなどである。もちろん、冷媒が密閉系を循環して
いるため、冷媒漏れなどの事故が起きなければ問題はな
いが、万が一を考慮した場合装置の信頼性上、これらの
汚染物質を防錆効果のためにあえて添加させたくない事
情がある。また、冷媒が蒸留水もしくは純水であること
で、冷媒中の雑菌の餌である有機物が除去されているた
め、ある程度雑菌の増殖を抑制する効果を有するが、冷
媒に脱酸素処理を施せば生息するのに酸素を必要とする
雑菌に対して非常に有効となる。そのため、滅菌処理等
の装置が必要ないか、または規模を小さくすることも可
能となる。

【００２６】また、メンテナンスについても添加剤によ
る方法に比べてメリットがある。露光装置の場合、２４
時間稼働で使用される場合が多く、そのため信頼性の点
からもこれまでの防錆効果が維持できているかどうか常
にチェック出来る構成が望ましい。その点、脱酸素処理
での方法によれば、溶存酸素計という一般的な計測器で
システムのチェックができる。添加剤による方法では、
定期的なサンプルチェックが一般的であり、メンテナン
スの負荷が増大することが考えられる。

【００２７】これらの事情により半導体工場内で稼働す
る露光装置での冷却では、溶存酸素を除去して、かつ汚
染物質の全くない蒸留水及び純水を循環させることが非
常に適しているといえる。ここで、冷媒流路が十分洗浄
されており、初めから汚染物質を含まない蒸留水や純水
を用いれば、純水装置４２は特に設けなくても本発明の
意図は達することが出来る。

【００２８】また、脱酸素装置４４で脱酸素処理を施し
た後段で冷媒が酸素と接触する構成になっていた場合、
冷媒に酸素が溶け出してしまい、せっかく脱酸素処理を
行っても溶存酸素量が増大してしまう。しかし、一般的
に温調装置では温度を高精度に保つため冷媒を一定量溜
めておく容器を有するものが多い。この部分は冷媒の補
給を行ったり排出したりするポートと繋がっていること
が多く、通常冷媒が大気と触れる構造になっている。そ
のため、従来の温調装置では容器内の大気部分にある酸
素が溶けだしてしまうため、図７(a) に示すように、本
発明に係る温調装置４６は、容器５１内の気体部分を窒
素でパージして冷媒が酸素と触れないようにしている。
また、図７(b) に示すように、容器５１内をパージしな
くても、吹き込み管５２で容器５１内の冷媒に窒素を強
制的に吹き込んで溶かし込み、冷媒の気体に対する分圧
を上げることで、酸素が溶けにくくする方法もある。こ
のほかにも、容器５１に気体部分を作らないようにした
り、容器５１の形状を工夫することにより気体と接する
部分を小さくすることでも本発明の意図は達せられる。
また、図７（ａ）もしくは図７（ｂ）の構成をさらに積
極的にとることにより、さらに脱酸素処理効果も期待で
きる。つまり、容器内の冷媒がパージされている気体
（酸素の分圧をほぼ０とし、かつ出来れば水に溶けにく
い不活性気体で構成されている）と積極的に触れるよう
に、例えば接触面積を大きくする、冷媒をかき混ぜるな
どして泡立たせたり（バブリング）することで、冷媒中
の溶存酸素量を減らすことが可能である。これは、液体
の溶存する気体量は、接触している気体の分圧と比例関
係にあるため、酸素の分圧がほぼ０の気体に接触させれ
ば、冷媒の溶存酸素量も０に近づくという原理である。

【００２９】＜第２の実施形態＞図２は本発明の第２の
実施形態に係る冷却システムの例を示す構成図であり、
図１に示したのと同一要素に同一符号を付けてある。本
実施形態では、循環している純水３のレベルを維持した
り、純水３の劣化（腐敗）等を簡易的に保つため、さら
には溶存酸素量を低レベルに維持するため、供給バルブ
１６を開けて、工場より供給管１７を通して支給される
純水を常に少しずつ供給し、排出バルブ１８を開けて排
出管１９を通して循環純水３を排出し入れ替える構成に
した。一般に半導体工場ではウエハの洗浄等に使用する
ために、高レベル（比抵抗値の高い）でかつ脱酸素処理
を行った純水を大量に製造している。そのため、半導体
工場内では、これらの純水の単価は一般に入手するより
も格段に低い。そのため、溶存酸素量の少ない純水を維
持する方法の一つとして、循環している冷媒に対して、
適時適当な量の溶存酸素量が少なく、もしくは高レベル
（比抵抗値の高い）純水で希釈する構成が考えられる。
これにより、脱酸素装置４４または純水装置４２が格段
にコンパクトになるか、もしくは脱酸素装置４４または
純水装置４２がなくてもよい構成とすることが可能とな
る。工場からの純水の供給は、常に一定量の純水で行っ
ても良いし、一定時間ごとに一定量の供給を行ってもよ
いし、また水質がある基準以下に達したら供給を行う構
成のいずれでも、本発明の趣旨と異ならない。また、こ
のように工場より高レベルの純水の供給を常に一定量、
もしくは一定時間ごと、あるいは一定水質以下になった
ときのいずれかの方法で行った場合、純水冷媒の腐敗を
同時に防ぐことが可能となる。そのため、腐敗を防止す
る手段（例えば、防腐剤を添加したり、ＵＶフィルタ等
の殺菌装置を構成するなど）が必要なくなるか、もしく
は規模を小さくすることができる。

【００３０】一定水質以下になったときに、工場より高
レベルの純水の供給を行う場合、流路７における水質を
検出する水質センサ２５による水質検出結果に基づき、
バルブコントローラ２８が供給バルブ１６の開度を制御
して工場より支給される純水の流量を制御することが可
能である。水質センサ２５は、純度及び酸素濃度等を検
知する。純度は、純水の伝導率を計測し、これに基づい
て純度を検出する。また、本実施形態は、脱酸素装置４
４を経由しないバイパス側の流路７ｂを開閉するバイパ
スバルブ２０を設け、水質センサ２５による水質検出結
果に基づき、バルブコントローラ２８がバイパスバルブ
２０を制御することにより、純水装置４２、ＵＶ滅菌装
置４３及び脱酸素装置４４を経由する純水の流量を制御
することもできる。本実施形態の場合、流路７には、図
６に示したのと同様に、水質センサ２５に加えて、流量
センサ２６、温度センサ２７及びフィルタ４８が配設さ
れていてもよい。

【００３１】＜第３の実施形態＞図３は本発明の第３の
実施形態に係る冷却システムの例を示す構成図である。
これは第２の実施形態をさらに発展させ、溶存酸素量の
小さな純水を工場より全て供給してもらい、その冷媒に
対して温調を行い温度制御対象に純水３を流して発熱熱
量を回収し、そのまま廃液として工場に戻すか、もしく
は低レベルの純水の使用用途への再利用をするという構
成である。この場合、工場より、一定基準以上の純水が
供給されるので、脱酸素装置４４及び純水装置自体がな
くても良いか、もしくは非常にコンパクトな脱酸素装置
４４と純水装置で構成することが可能となる。また、第
２の実施形態と同様、冷媒の劣化（腐敗）を気にするこ
とがないため、腐敗を防止する手段を省くか、もしくは
さらにコンパクトにすることが可能となる。これらによ
り、露光装置全体は非常に小さく構成することが可能と
なる。

【００３２】＜第４の実施形態＞本発明の第４の実施形
態について、走査型露光装置を例として説明する。図９
は本発明の第４の実施形態に係る走査型露光装置の主要
構造を示す正面図である。同図において、鏡筒定盤９６
は、床または基盤９１からダンパ９８を介して支持され
ている。また、鏡筒定盤９６は、レチクルステージ定盤
９４を支持すると共に、レチクルステージ９５とウエハ
ステージ９３の間に位置する投影光学系９７を支持して
いる。

【００３３】ウエハステージ９３は、床または基盤９１
から複数のマウント９０を介して支持されたステージ定
盤９２上に支持され、基板としてのウエハを搭載し図示
しないチャックで保持して位置決めを行う。レチクルス
テージ９５は、鏡筒定盤９６に支持されたレチクルステ
ージ定盤９４上に支持され、回路パターンが形成されて
いる原版としてのレチクルを搭載して移動可能である。
レチクルステージ９５上に搭載されたレチクルをウエハ
ステージ９３上のウエハに露光する露光光は、照明光学
系９９から照射される。

【００３４】そして、ウエハステージ９３はレチクルス
テージ９５と同期して走査される。レチクルステージ９
５とウエハステージ９３の走査中、両者の位置はそれぞ
れ干渉計によって継続的に検出され、レチクルステージ
９５とウエハステージ９３の駆動部にそれぞれフィード
バックされる。これによって、両者の走査開始位置を正
確に同期させるとともに、定速走査領域の走査速度を高
精度で制御することができる。投影光学系９７に対して
両者が走査している間に、ウエハ上にはレチクルパター
ンが露光され、回路パターンが転写される。

【００３５】この露光装置中の投影光学系９７、レチク
ルステージ９５、ウエハステージ９３、マウント９０及
びチャック等を冷却するための冷却装置の流体のいずれ
にも、本発明に係る冷却システムの循環系が適用可能で
ある。

【００３６】＜半導体生産システムの実施形態＞次に、
本発明に係る露光装置を用いた半導体デバイス（ＩＣや
ＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁
気ヘッド、マイクロマシン等）の生産システムの例を説
明する。これは半導体製造工場に設置された製造装置の
トラブル対応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェ
ア提供などの保守サービスを、製造工場外のコンピュー
タネットワークを利用して行うものである。

【００３７】図１０は全体システムをある角度から切り
出して表現したものである。図中、１０１は半導体デバ
イスの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の
事業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工
場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例え
ば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッ
チング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装
置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査
装置等）を想定している。事業所１０１内には、製造装
置の保守データベースを提供するホスト管理システム１
０８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結
んでイントラネット等を構築するローカルエリアネット
ワーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム
１０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークで
あるインターネット１０５に接続するためのゲートウェ
イと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能
を備える。

【００３８】一方、１０２〜１０４は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカに属する工場
であっても良いし、同一のメーカに属する工場（例え
ば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良
い。各工場１０２〜１０４内には、夫々、複数の製造装
置１０６と、それらを結んでイントラネット等を構築す
るローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１と、各
製造装置１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホ
スト管理システム１０７とが設けられている。各工場１
０２〜１０４に設けられたホスト管理システム１０７
は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワーク
であるインターネット１０５に接続するためのゲートウ
ェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１からイ
ンターネット１０５を介してベンダの事業所１０１側の
ホスト管理システム１０８にアクセスが可能となり、ホ
スト管理システム１０８のセキュリティ機能によって限
られたユーザだけにアクセスが許可となっている。具体
的には、インターネット１０５を介して、各製造装置１
０６の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラブ
ルが発生した製造装置の症状）を工場側からベンダ側に
通知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、ト
ラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフ
トウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情
報などの保守情報をベンダ側から受け取ることができ
る。各工場１０２〜１０４とベンダの事業所１０１との
間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ１１１でのデー
タ通信には、インターネットで一般的に使用されている
通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、
工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用
する代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュ
リティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利
用することもできる。また、ホスト管理システムはベン
ダが提供するものに限らずユーザがデータベースを構築
して外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数の工場か
ら該データベースへのアクセスを許可するようにしても
よい。

【００３９】さて、図１１は本実施形態の全体システム
を図１０とは別の角度から切り出して表現した概念図で
ある。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユ
ーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外
部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介し
て各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報
をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複
数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装
置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部
ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデー
タ通信するものである。図中、２０１は製造装置ユーザ
（半導体デバイス製造メーカ）の製造工場であり、工場
の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここで
は例として露光装置２０２、レジスト処理装置２０３、
成膜処理装置２０４が導入されている。なお図１１では
製造工場２０１は１つだけ描いているが、実際は複数の
工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装
置はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネットを構成
し、ホスト管理システム２０５で製造ラインの稼動管理
がされている。

【００４０】一方、露光装置メーカ２１０、レジスト処
理装置メーカ２２０、成膜装置メーカ２３０などベンダ
（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給した
機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム２１
１，２２１，２３１を備え、これらは上述したように保
守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備
える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム２０５と、各装置のベンダの管理システム２
１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２００で
あるインターネットもしくは専用線ネットワークによっ
て接続されている。このシステムにおいて、製造ライン
の一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、
製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起き
た機器のベンダからインターネット２００を介した遠隔
保守を受けることで迅速な対応が可能であり、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。

【００４１】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインタフェー
スと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用
ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行
するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモ
リやハードディスク、あるいはネットワークファイルサ
ーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフト
ウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例え
ば図１２に一例を示す様な画面のユーザインタフェース
をディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理
するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機
種４０１、シリアルナンバー４０２、トラブルの件名４
０３、発生日４０４、緊急度４０５、症状４０６、対処
法４０７、経過４０８等の情報を画面上の入力項目に入
力する。入力された情報はインターネットを介して保守
データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が
保守データベースから返信されディスプレイ上に提示さ
れる。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェ
ースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能４１０〜
４１２を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報
にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライ
ブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフト
ウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する
操作ガイド（ヘルプ情報）を引出したりすることができ
る。ここで、保守データベースが提供する保守情報に
は、上記説明した本発明に関する情報も含まれ、また前
記ソフトウェアライブラリは本発明を実現するための最
新のソフトウェアも提供する。

【００４２】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１３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。
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。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（組み立て）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）等の組立
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、これを出荷（ステップ７）する。前工程と後
工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎
に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされ
る。また前工程工場と後工程工場との間でも、インター
ネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装
置保守のための情報がデータ通信される。

【００４３】図１４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
縁膜を成膜する。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）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。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を形成する。各工程で使用する製造
機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
されているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしト
ラブルが発生しても迅速な復旧が可能であり、従来に比
べて半導体デバイスの生産性を向上させることができ
る。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、冷媒を介して装置内を
温度制御する温調装置を備えた露光装置において，該冷
媒に対して脱酸素処理を行う脱酸素装置を備えたこと
で、半導体工場での製造工程上、問題となりうる汚染物
質を添加することなく装置内の防錆効果を得ることがで
きる。また、冷媒の防腐効果も期待が出来るため、滅菌
処理手段の規模を小さくすることが可能になる。さらに
冷媒が蒸留水または純水である場合は、半導体工場の製
造工程上問題になりうる汚染物質を完全に排除すること
ができ、かつ防錆効果を高めることが可能となる。さら
に、防腐効果も期待できるため、装置全体の規模を大幅
にコンパクトにすることが出来る。

【００４５】また、温調装置は、装置内で冷媒の溶存酸
素量を増大させない構成にする、例えば、温調装置内の
冷媒を一時貯める容器内を不活性ガスで充填させたり、
または冷媒に吹き込むことで冷媒の溶存酸素量を増大さ
せない構成にすれば、脱酸素装置での脱酸素処理の効果
を維持することが可能となり、脱酸素装置の処理能力軽
減につながり、装置をコンパクトに出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の冷
却システムを示した構成図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る露光装置の冷
却システムを示した構成図である。

【図３】本発明の第３の実施形態に係る露光装置の冷
却システムを示した構成図である。

【図４】本発明に係る露光装置で使用される駆動部と
してのリニアモータの一例を示した斜視図である。

【図５】図４のリニアモータの固定子の断面図であ
る。

【図６】本発明に係る露光装置で使用される駆動部と
してのリニアモータとその冷却システムの一例を示した
構成図である。

【図７】本発明の実施形態に係る温調装置の概略を示
した図である。

【図８】従来例である冷却システムを示した図であ
る。

【図９】本発明の第４の実施形態に係る露光装置を示
す正面図である。

【図１０】本発明に係る露光装置を用いた半導体デバ
イスの生産システムをある角度から見た概念図である。

【図１１】本発明に係る露光装置を用いた半導体デバ
イスの生産システムを別の角度から見た概念図である。

【図１２】ユーザインタフェースの具体例である。

【図１３】デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図である。

【図１４】ウエハプロセスを説明する図である。

【符号の説明】

１：リニアモータ、１ａ：固定子、１ｂ：可動子、３：
純水、４：冷却制御手段、６：温調装置、７：流路、７
ｂ：バイパス流路、１０：位置決め対象、１１：計測ミ
ラー、１２：位置計測手段、１３：計測する長さ、１
４：コントローラ、１５：ドライバ、１６：供給バル
ブ、１７：供給管、１８：排出バルブ、１９：排出管、
２０：バイパスバルブ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１
ｄ：永久磁石、２２：ヨーク、２３：コイル、２４：コ
イル支持具、２５：水質センサ、２６：流量センサ、２
７：温度センサ、２８：バルブコントローラ、３０：磁
石、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ：コイル、３４：ジャケッ
ト、３８ａ，３８ｂ，３８ｃ：支持部材、４２：純水装
置、４３：ＵＶ滅菌装置、４４：脱酸素装置、４６：温
調装置、９０：マウント、９１：床または基盤、９２：
ステージ基盤、９３：ウエハステージ、９４：レチクル
ステージ定盤、９５：レチクルステージ、９６：鏡筒定
盤、９７：投影光学系、９８：ダンパ、９９：照明光学
系、１０１：ベンダの事業所、１０２，１０３，１０
４：製造工場、１０５：インターネット、１０６：製造
装置、１０７：工場のホスト管理システム、１０８：ベ
ンダ側のホスト管理システム、１０９：ベンダ側のロー
カルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、１１０：操作端末
コンピュータ、１１１：工場のローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）、２００：外部ネットワーク、２０１：
製造装置ユーザの製造工場、２０２：露光装置、２０
３：レジスト処理装置、２０４：成膜処理装置、２０
５：工場のホスト管理システム、２０６：工場のローカ
ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、２１０：露光装置メ
ーカ、２１１：露光装置メーカの事業所のホスト管理シ
ステム、２２０：レジスト処理装置メーカ、２２１：レ
ジスト処理装置メーカの事業所のホスト管理システム、
２３０：成膜装置メーカ、２３１：成膜装置メーカの事
業所のホスト管理システム、４０１：製造装置の機種、
４０２：シリアルナンバー、４０３：トラブルの件名、
４０４：発生日、４０５：緊急度、４０６：症状、４０
７：対処法、４０８：経過、４１０，４１１，４１２：
ハイパーリンク機能。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/20 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０４Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０４５２１５２１Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｈ (72)発明者松久裕英東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BA02 CA16 LA10 4D011 AA15 AA17 AD03 4D037 AA08 AB11 BA23 BB05 BB07 CA03 5F046 AA22 DA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光光を照射する照明光学系及び電子ビ
ームのいずれかと、原版及び基板の少なくともいずれか
を搭載するステージと、冷媒を介して装置内を温度制御
する温調装置とを備えた露光装置において、該冷媒に対
して脱酸素処理を行う脱酸素装置を備えたことを特徴と
する露光装置。
【請求項２】前記脱酸素装置は、前記冷媒に含まれる
気体を取り除く脱気装置によって構成されることを特徴
とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記脱酸素装置は、前記冷媒を一時貯め
る容器内に酸素の分圧がほぼ０の気体を充填させる構成
を特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】前記冷媒が蒸留水及び純水のいずれかで
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
露光装置。
【請求項５】前記温調装置は、装置内で冷媒の溶存酸
素量を増大させない構成にすることを特徴とする請求項
１〜４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】前記温調装置内の冷媒を一時貯める容器
内を不活性ガスで充填させる手段、及び前記容器内の冷
媒に不活性ガスを吹き込む手段のいずれかで、前記冷媒
の溶存酸素量を増大させない構成にすることを特徴とす
る請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】前記冷媒の質を検出する手段を設け、そ
の検出結果に基づき前記脱酸素装置を経由する前記冷媒
の流量を制御可能なことを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の露光装置。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の露光装
置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体製造工場
に設置する工程と、該製造装置群を用いて複数のプロセ
スによって半導体デバイスを製造する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体デバイス製造方法。
【請求項９】前記製造装置群をローカルエリアネット
ワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネットワ
ークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの間
で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報をデ
ータ通信する工程とをさらに有することを特徴とする請
求項８に記載の半導体デバイス製造方法。
【請求項１０】前記露光装置のベンダもしくはユーザ
が提供するデータベースに前記外部ネットワークを介し
てアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の保守
情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半導
体製造工場との間で前記外部ネットワークを介してデー
タ通信して生産管理を行うことを特徴とする請求項９に
記載の半導体デバイス製造方法。
【請求項１１】請求項１〜７のいずれかに記載の露光
装置を含む各種プロセス用の製造装置群と、該製造装置
群を接続するローカルエリアネットワークと、該ローカ
ルエリアネットワークから工場外の外部ネットワークに
アクセス可能にするゲートウェイを有し、前記製造装置
群の少なくとも１台に関する情報をデータ通信すること
を可能にしたことを特徴とする半導体製造工場。
【請求項１２】半導体製造工場に設置された請求項１
〜７のいずれかに記載の露光装置の保守方法であって、
前記露光装置のベンダもしくはユーザが、半導体製造工
場の外部ネットワークに接続された保守データベースを
提供する工程と、前記半導体製造工場内から前記外部ネ
ットワークを介して前記保守データベースへのアクセス
を許可する工程と、前記保守データベースに蓄積される
保守情報を前記外部ネットワークを介して半導体製造工
場側に送信する工程とを有することを特徴とする露光装
置の保守方法。
【請求項１３】請求項１〜７のいずれかに記載の露光
装置において、ディスプレイと、ネットワークインタフ
ェースと、ネットワーク用ソフトウェアを実行するコン
ピュータとをさらに有し、露光装置の保守情報をコンピ
ュータネットワークを介してデータ通信することを可能
にしたことを特徴とする露光装置。
【請求項１４】前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供する
保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
能にすることを特徴とする請求項１３に記載の露光装
置。