JP2003142366A

JP2003142366A - 投影露光装置および該装置に用いるガス状態監視方法

Info

Publication number: JP2003142366A
Application number: JP2001333959A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sugiyama; 聡杉山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】装置内の主要な光学素子の曇りによる照明効
率及びアライメント精度の低下を防止し、高解像力を実
現すると共に、ガス状態異常の場合は即座に原因究明を
可能とし、装置ダウンタイムの短縮が図れ、安全かつ高
精度な投影露光装置およびガス状態監視方法を提供す
る。【解決手段】ビーム整形光学系２および投影レンズ１
０に供給ラインによって不活性ガスを満たし、ビーム整
形光学系２および投影レンズ１０、並びに、ウエハ１１
の周辺空間に存在するガスの物理量を検出する濃度検出
器１３〜１５、温度検出器２４〜２６、圧力検出器２７
〜２９、並びにセンサ制御器１０２を設け、主制御系１
０４、ステージ駆動制御系１０１、レーザ制御系１０
３、及び弁／流量制御系１０７により、前記各検出器が
異常を検出した場合の装置処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクやレチクル
等の原版のパターンをガラス基板や半導体ウエハ等の基
板に投影露光する投影露光装置に関し、特にＩＣやＬＳ
Ｉ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘ
ッド、マイクロマシン等を製造する際に好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体技術の進展は近年益々速度を増し
ており、それに伴って微細加工技術の進展も著しい。特
に、その中心をなす光加工技術は、１メガダイナミック
ラム（ＭＤＲＡＭ）を境にサブミクロンの領域の加工に
踏み込んだ。光加工において、解像力を向上させる手段
としてこれまで用いられてきたのは、露光波長を固定し
て、光学系のＮＡを大きくしていく手法であった。しか
し、最近では、露光波長をｇ線からｉ線、さらにはエキ
シマレーザを用いて露光波長を２４８ｎｍ、１９３ｎｍ
へと短くした投影露光装置が用いられるようになり、今
後さらなる光源の短波長化が予想される。

【０００３】従来の投影露光装置は、レチクルの位置合
わせ用マークとウエハの位置合わせ用マークとを光電的
に検出しウエハの位置を調整して位置合わせを行った
後、レチクル上のパターンをエキシマレーザからの照明
光によってウエハ上に露光している。

【０００４】位置合わせの手法として、エキシマレーザ
とは異なった波長の光を用いて位置合わせを行う手法、
あるいはエキシマレーザを位置合わせのための光源とし
ても用い、エキシマレーザからのパルス波に同期して位
置合わせを行う手法等が知られている。

【０００５】エキシマレーザとは異なった波長の光を用
いて位置合わせを行う手法では、露光波長と位置合わせ
波長が異なるため、投影レンズの色収差補正を行ったと
しても、ディストーションマップが２波長で異なり、レ
ンズディストーションに基づく位置合わせのオフセット
が必要となり、位置合わせ精度が低下するという問題が
あった。

【０００６】図９は、従来例に係るエキシマレーザを光
源とする投影露光装置の要部を示す概略図である。図９
の投影露光装置は、エキシマレーザ光を用いて投影露光
と位置合わせ (アライメント) を行い、上記の問題を解
決している。同図において、９０１は光源であり、本実
施例においてはエキシマレーザで構成している。９０２
は発散レンズ、９０３, ９０５, ９０８はレンズ、９０
４，９０９, ９１１はミラーである。９１０はフライア
イレンズであり、多数の２次光源を形成する。９１２は
コンデンサレンズ、９１３はレチクルであり、その一面
には投影焼き付けすべきパターンを形成している。９１
３ａはレチクル９１３に設けられた位置合わせ用のマー
クである。９１４は投影レンズである。９１５はウエハ
９１９を移動するステージである。９１６はステージ９
１５に設けられた位置合わせ用基準マークであり、９１
７はステージ９１５を駆動する駆動装置である。９１８
はステージ９１５の移動量を検出する干渉計であり、９
１９ａはウエハ９１９上の位置合わせ用マークである。

【０００７】発散レンズ９０２、レンズ９０３, ９０
５, ９０８、ミラー９０４, ９０９,９１１、フライア
イレンズ９１０、コンデンサレンズ９１２等はそれぞれ
照明光学系の一要素を構成しており、光源９０１と照明
光学系とレチクル９１３、投影レンズ９１４等はそれぞ
れ投影光学系の一要素を構成している。

【０００８】９２１は集光レンズ、９２２ａ〜９２２ｆ
はレンズ、９３３, ９３４はミラー、９２５はハーフミ
ラー、９２６は対物レンズ、９２７はミラー、９２８は
レンズである。９２９はアライメント像を撮像するカメ
ラ、９３０は位置合わせマークの位置ずれ量を算出する
処理装置をそれぞれ示す。

【０００９】レンズ９２２ａ〜９２２ｆ、ミラー９３
３, ９３４、ハーフミラー９２５、対物レンズ９２６、
ミラー９２７、レンズ９２８、カメラ９２９等はそれぞ
れアライメント光学系の一要素を構成している。

【００１０】９０６はミラーであり、駆動装置９０７に
よって駆動され、照明光路内へ移動した時にレーザから
の光をアライメント光学系側へ切り替える。図９中の矢
印および点線で示したミラー９０６は、アライメント光
を取り出すために、ミラー９０６が実線の位置と点線の
位置の間を移動することを示している。９２０は光源９
０１、各駆動装置９０７，９１７、干渉計９１８、処理
装置９３０等を制御する制御装置である。

【００１１】次に、この従来例の作用について、先ず投
影光学系関係の作用を説明する。制御装置９２０で点灯
制御されるエキシマレーザ９０１からのパルス光は、発
散レンズ９０２により適切な大きさに広げられ、レンズ
９０３、ミラー９０４、レンズ９０５、９０８およびミ
ラー９０９を介してフライアイレンズ９１０に導かれ
る。フライアイレンズ９１０で形成される多数の２次光
源により発生する均一な照明光は、ミラー９１１、コン
デンサレンズ９１２を介し、レチクル９１３上のパター
ンを照明する。

【００１２】レチクル９１３上のパターンは、投影レン
ズ９１４によってウエハ９１９上に投影される。制御装
置９２０は、干渉計９１８でステージ９１５の位置をモ
ニタし、駆動装置９１７に制御信号を送り、ステージ９
１５を駆動する。

【００１３】ステージ９１５は、ステップ・アンド・リ
ピートを繰り返すように駆動される。エキシマレーザ９
０１は、ステージ９１５の駆動に同期して発光するよう
に制御される。以上の動作により、レチクル９１３のパ
ターンは、ウエハ９１９に順次焼き付けられる。

【００１４】焼き付けに先立って、ウエハ９１９を正し
い位置へ位置決めするアライメントを行うが、これにつ
いて説明する。アライメント光学系は、レチクル９１３
の位置合わせ用のマーク９１３ａ、ウエハ９１９上の位
置合わせ用マーク９１９ａ、ステージ９１５の位置合わ
せ用基準マーク９１６を用いてアライメントを行う。

【００１５】アライメントのための光は、ミラー９０６
により取り出す。制御装置９２０は、駆動装置９０７を
駆動してミラー９０６を照明光学系の光路内に移動さ
せ、光源９０１からの光の光路をフライアイレンズ９１
０側からアライメント光学系側へ切り替える。

【００１６】これによって、光はミラー９０６で反射さ
れ、レンズ９２２ａ〜９２２ｄ、ミラー９３３、レンズ
９２２ｅ，ミラー９３４，レンズ９２２ｆ、ハーフミラ
ー９２５、対物レンズ９２６、ミラー９２７を介し、位
置合わせ用のマーク９１３ａを照明する。位置合わせ用
のマーク９１３ａを照明した光は、さらに投影レンズ９
１４によってウエハ９１９上の位置合わせ用マーク９１
９ａ、ステージ９１５の位置合わせ用基準マーク９１６
を照明する。

【００１７】それぞれのマークからの戻り光は、再び投
影レンズ９１４、ミラー９２７、対物レンズ９２６を介
し、ハーフミラー９２５に帰り、ここで反射してレンズ
９２８によりカメラ９２９の撮像面に結像する。

【００１８】カメラ９２９からの画像信号は、処理装置
９３０により演算処理され、それぞれのマークの位置ず
れ量が算出される。その結果は制御装置９２０に送ら
れ、制御装置９２０は駆動装置９１７に該位置ずれ量を
フィードバックし、ウエハ９１９の位置ずれ量を補正す
る。以上がアライメント動作の説明である。

【００１９】この投影露光装置は、レチクル９１３とウ
エハ９１９のアライメントを行った後、ミラー９０６を
光の光路内（点線の位置）から実線の位置へ退避させ
て、照明光によりレチクル９１３を照明し、その上のパ
ターンを投影レンズ９１４により縮小してウエハ９１９
上に投影して露光する。

【００２０】図９に示した従来の投影露光装置の光源と
照明光学系の部分を、クリーンルーム内の外気に対して
解放した状態で使用すると、光学系部品の照明光入射面
の表面に白色の粉末が付着することが知られている。こ
の粉末は、硫酸アンモニウムであることが判明してい
る。以上の現象により、従来の投影露光装置では、光学
部品に曇りが発生した状態となり、その反射率または透
過率が低下し、照明効率が低下するという問題が発生す
る。

【００２１】本問題を解決する技術が特開平４−１２８
７０２号公報に開示されている。該公報では、硫酸アン
モニウムの分解が１２０℃程度より始まることを利用
し、光学部品を１２０℃以上に保つことにより、上記し
た粉末の付着を防止しようとしている。

【００２２】他の曇り防止の技術が特開平６−２０２２
４３号公報に開示されている。該公報では、二酸化硫黄
が第１励起状態〜第４励起状態に応じて４つの吸収帯を
もつことに着目し、吸収帯の光に対する反射集光部材の
反射率を小さくしている。反射集光部の反射率を小さく
することにより、二酸化硫黄を活性化する光の照射量が
減少し、これによって硫酸アンモニウムの生成量を減少
させるものである。

【００２３】照明効率の低下を防止したい部分の雰囲気
を清浄な窒素に置換して、曇りを防止することも知られ
ている。図９の従来の投影露光装置のエキシマレーザ
は、そのランニングコストを低減するために、その発光
部（レーザ本体）をクリーンルーム外に設置することが
望ましい。しかし、この場合には、エキシマレーザ発光
部から照明光学系までのエキシマレーザ光の導光部全て
を容器に密閉し、その中を窒素に置換することになり、
容器の容積が大きくなって非常に多量の窒素を必要と
し、ランニングコストの増大が問題となる。また、窒素
に置換する部分の容積が大きければ、投影露光装置自体
のコストも上昇する。

【００２４】特に、従来の投影露光装置のエキシマレー
ザの発光部から照明光学系までの導光部は、エキシマレ
ーザの設置時にその光軸を調整可能な構造にすると共
に、前記のように密閉あるいは略密閉構造としなければ
ならなくなり、複雑な構造となって、スペース、コスト
の点から問題となる。

【００２５】また、照明効率の低下を防止するため、露
光装置稼働前に窒素に置換する必要があるが、窒素に置
換する部分が増大することにより、露光装置の立ち上げ
時間（置換するまでの待機時間）が長くなると云う問題
が発生する。

【００２６】さらに、照明効率の低下を防止して露光装
置の稼働率および信頼性を向上させるためには、窒素へ
の置換状態を完全に維持することが必要となる。そのた
めには、置換状態を監視することが必要となり、益々露
光装置が大型になると共に、コストも上昇してしまうと
云う問題が発生する。

【００２７】図９の従来の投影露光装置においては、さ
らにアライメント光学系への光の導光にミラー９３３、
９３４を使用している。このため、この部分を含むアラ
イメント光学系の光学素子の曇りを防止するためには、
集光レンズ９２１からミラー９３３、９３４を含む光路
部を容器で密閉あるいは略密閉構造とし、窒素にて置換
する必要があり、この容器は大きい容積のものとなって
しまう。

【００２８】また、その時は密閉部分の容積が大きいの
で、密閉のためのシール部の面積も大きくなり、窒素が
漏れる可能性が増大し、このことからも窒素の消費量が
増大する。

【００２９】さらに従来例では、この間、即ち集光レン
ズ９２１からミラー９３４の間を容器で密閉あるいは略
密閉構造で、かつ伸縮可能な構造とし、窒素にて置換す
る必要がある。しかし、アライメント光学系に光を導光
する場合は、アライメント光学系の部分の全体または一
部が移動機構を有していると、さらに複雑な機構とな
る。即ち、従来例では、光を導光する入口部分と容器で
密閉あるいは略密閉構造とする部分との間を移動機構に
より伸縮可能な構造にしなければならず、スペースおよ
びコストの点から問題となる。

【００３０】上記問題に対する解決の技術が特開平１０
−１３５１２８号公報に開示されている。該公報では、
露光装置の光源および照明光学系の少なくとも一部を容
器で密閉あるいは略密閉し、この容器内を容器外の圧力
より高い圧力の不活性ガスで満たし、検知器によって該
容器内および／または該容器内への該不活性ガスの供給
ラインの圧力を検知する。このことにより、該公報で
は、窒素ガスの消費流量を削減でき、ランニングコスト
の大幅な低減、およびアライメント時の精度向上を提案
している。

【００３１】また、特開平６−２１６０００号公報で
は、不活性ガスによる置換時間を少なくして装置のスル
ープットを向上させたり、置換後の不活性ガスの消費量
を必要最小限にする目的で、装置中の酸素濃度をモニタ
リングすることによって、酸素濃度が規定値以下になる
と供給する不活性ガス量を制御する方法の技術開示がな
されている。

【００３２】さらに、装置内部の温度に関しては、装置
内部ガスに温度むらがある場合、その温度むらによって
露光時のフォーカス（Focus ）や、露光倍率が変動する
ことが知られている。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】特開平４−１２８７０
２号公報においては、光学部品を１２０℃以上の高温に
維持しようとすれば、光源部、集光部に近い場所に配置
される光学部品は、比較的容易に実施できるが、その他
の光学部品は加熱しなければならない。この光学部品を
１２０℃以上に加熱するには、かなり大きな熱源が必要
となり、厳しい温度管理を必要とする投影露光装置では
問題となる。

【００３４】さらに、図９の従来の投影露光装置におい
ては、エキシマレーザを位置合わせのための光源として
用いている。上記した公報に開示しているように、エキ
シマレーザを光源とする装置においては、光学部品に曇
りが発生し易く、光学部品の反射率または透過率が低下
し、照明効率が低下してしまう問題が発生する。上記し
た公報では、主に照明光学系について説明している。し
かし、エキシマレーザからの光をアライメント光学系に
導入して位置合わせを行う場合には、その光学素子に同
様の問題が発生し、位置合わせ精度が低下することにな
る。

【００３５】この時、アライメント光学系において、光
学部品を高温に維持して曇りを防止しようとすれば、温
度変化による光学部品、構造部品の変形等により特性が
変動し、位置ずれの検出精度そのものが低下する問題が
発生する。

【００３６】また、特開平６−２０２２４３号公報で
は、吸収帯の光に対する反射集光部材の反射率を小さく
しても、硫酸アンモニウムの生成量は減少するものの、
生成を皆無にするわけではないため、照明効率を低下さ
せる問題は依然残っている。

【００３７】また、特開平１０−１３５１２８号公報で
は、略密閉容器を純度１００％の不活性ガスで満たすこ
とは非常に困難であり、コストも高くなってしまうこと
は問題である。また、略密閉容器内には不活性ガス以外
のガスも含まれているため、最近の主流であるエキシマ
レーザの照射によってオゾンが発生することが知られて
おり、人体への影響も考慮する必要がある。該公報で
は、圧力を検知することによって、装置内のガス物理量
を制御するため、特定のガスに対する濃度検知等の制御
を行うことは困難である。

【００３８】また、配管によって各略密閉された空間を
不活性ガスで満たした状態において、略密閉空間でガス
状態が異常状態となった場合、その原因究明において
は、不活性ガスの供給元や供給ラインの各分岐部分等、
多くの部分で異常状態になっていないかを確認しなけれ
ばならず、原因究明に非常に時間がかかり、装置のダウ
ンタイムを長くしてしまう問題がある。

【００３９】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、光学素子の曇りによる照明効率およびアライメ
ント精度の低下を防止し、高解像力を実現すると共に、
ガス状態異常の場合は即座の原因究明を可能とし、装置
ダウンタイムの短縮を図れ、安全かつ高精度な投影露光
装置の提供、および該装置に用いるガス状態監視方法の
提供を目的とする。また、今後予想されるさらなる短波
長化に伴い、露光装置内部を密閉し、真空状態の元で露
光処理を行う必要性もあり、その際の装置内の状態をモ
ニタリングする機能を有した投影露光装置を提供するこ
とをさらなる目的とする。

【００４０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の投影露光装置は、光源からの光を照明光学
系によって所定の照明光束として原版のパターンを照明
し、該パターンを投影レンズによって感光物体に投影露
光する投影露光装置において、前記投影露光装置は、そ
の内部の少なくとも一部を密閉または略密閉して形成さ
れる容器に不活性ガスを満たす供給手段と、該容器内お
よび／または該容器外に存在するガスの物理量を検出す
る複数の検出器と、該検出器が異常値を検出した場合の
処理を行う処理方法および前記複数の検出器の依存関係
情報を記憶する手段と、を有することを特徴とする。

【００４１】本発明において、前記投影露光装置は、前
記複数の検出器の出力と前記依存関係情報とに基づいて
異常箇所を判別する手段と、その判別結果に基づいて前
記処理方法を表示する手段とをさらに有することが好ま
しい。また、前記ガスの物理量は、前記容器内および／
または前記容器外に存在するガスの温度、濃度、圧力、
および流量の内の少なくとも１つとすることが可能であ
る。また、前記投影露光装置は、前記検出器によって検
出された前記ガスの物理量を表示器に表示することが好
ましい。

【００４２】また本発明において、前記投影露光装置
は、前記ガスの物理量を入力する入力手段を備え、前記
検出器によって検出された前記ガスの物理量が前記入力
手段から予め入力された入力値を超えた場合、前記表示
器に異常を表示することが可能である。また、前記投影
露光装置は、前記検出器からの出力が異常の場合、前記
入力手段から予め入力された装置制御手順に従って装置
制御を行うことができる。ここで、装置制御手順は、前
記複数の検出器の依存関係情報を含む情報に含まれても
よい。

【００４３】さらに本発明において、前記投影露光装置
は、前記検出器によって検出された前記ガスの物理量が
前記入力手段から入力された入力値を超えた場合、前記
供給手段によって供給されるガスの温度、濃度、圧力、
および流量の内のいずれか１つ以上を調節する手段をさ
らに備えることが可能である。また、前記投影露光装置
は、前記投影露光装置が前記ガスの複数の物理量を検出
する検出器を備え、前記検出器からの検出値を前記入力
手段から予め入力された判断基準に基づいて判断し、前
記投影露光装置の状態（例えば前記検出器が取り付けら
れた装置内部の箇所の不活性ガスの状況）を総合的に判
断することができる。

【００４４】上記課題を解決するために、本発明のガス
状態監視方法は、光源からの光を照明光学系によって所
定の照明光束として原版のパターンを照明し、該パター
ンを投影レンズによって感光物体に投影露光する装置の
ガス状態を監視するガス状態監視方法において、前記装
置は、その内部の少なくとも一部を密閉または略密閉し
て形成される容器を不活性ガスで満たす手段と、該容器
内および／または該容器外に存在するガスの温度、濃
度、圧力、および流量の内の少なくとも１つの物理量を
検出する複数の検出器とを有し、前記検出器が異常値を
検出した場合に前記複数の検出器の依存関係情報を含む
情報に基づき装置処理を行う処理工程を備えることを特
徴とする。

【００４５】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて説明する。本実施形態の投影露光装置は、光源から
の光を照明光学系によって所定の照明光束としてレチク
ル上のパターンを照明し、該パターンを投影レンズによ
って感光物体上に投影露光する投影露光装置において、
装置内部および／または装置周辺の少なくとも一つの検
出器を有し、所望のガス濃度・流量・温度・圧力のいず
れか１つ以上を該検出器によって検出する。

【００４６】本実施形態では、前記検出器によって検出
する計測値を表示器に表示する。また、前記検出器によ
って検出した計測値が異常である場合は、前記表示器に
異常を表示する。さらに、前記投影露光装置は、前記検
出器によって検出する計測値に基づいて、前記光源およ
び／または装置内部のユニットへの動作制限を加える制
御している。

【００４７】また本実施形態では、装置内部に不活性ガ
スを供給ラインにより供給している場合、前記検出器に
よって検出する計測値に基づいて前記供給ラインによる
前記不活性ガスの供給を制御している。また、装置内部
に不活性ガスを供給している場合は、前記検出器によっ
て検出した計測値が異常である場合に一部もしくはすべ
ての前記供給ラインを閉じて前記不活性ガスの供給を停
止する。

【００４８】さらに本実施形態では、装置内を真空状態
に保つ場合には、前検出器によって検出した計測値が異
常である場合に、装置内部の一部、もしくは、全ての密
閉空間に対して装置内部のガスをバキュームする。

【００４９】本実施形態によれば、光源、照明光学系、
および／またはアライメント光学系の主要な光学素子を
不活性ガス、例えば窒素ガスの雰囲気で使用することに
より、装置内の光学素子の曇りによる照明効率およびア
ライメント精度の低下を防止し、高解像力な投影露光装
置を実現できる。それと共に、その際のガスの温度、濃
度、流量、および圧力の総合的なモニタリングを行うこ
とにより、ガス状態異常の場合は即座の原因究明を可能
とし、装置ダウンタイムの短縮、および安全かつ高精度
な投影露光装置が得られる。

【００５０】

【実施例】次に、本発明の実施例について詳細に説明す
る。［実施例１］図１は、本発明の一実施例に係る走査型露
光装置の構成を示す概略図である。この露光装置は、濃
度・温度・流量・圧力検出器（検知器）を有する。本実
施例では、パルスレーザの光源から射出する光束を照明
光学系を介してレチクルに照射し、レチクル上に形成し
ている回路パターンを投影レンズ（投影光学系）によっ
て感光体を塗布した基板（ウエハ）上に走査しながら縮
小投影して焼き付ける走査型露光装置を示しており、Ｉ
Ｃ，ＬＳＩ等の半導体デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイ
ス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に好適なもの
である。

【００５１】図１において、１は光源であり、エキシマ
レーザ等のパルスレーザで構成しており、パルス光を放
射する。２はビーム整形光学系であり、光源１からの光
束を所定の照明形状に整形してオプティカルインテグレ
ータ３の光入射面３ａへ入射させる。ビーム整形光学系
２には、例えばσ絞りターレット（不図示）が設けられ
ている。オプティカルインテグレータ３は、複数の微小
なレンズより成るハエの眼レンズ等で構成しており、そ
の光射出面３ｂの近傍に複数の２次光源を形成する。４
はコンデンサレンズであり、オプティカルインテグレー
タ３の光射出面３ｂ近傍の２次光源からの光束で可動ス
リット（マスキングブレード）５をケーラー照明する。

【００５２】マスキングブレード５を照明した光束は、
結像レンズ６、ミラー７を介してレチクル８を照明す
る。マスキングブレード５とレチクル８とは、光学的に
共役の位置関係にあり、マスキングブレード５の開口形
状によりレチクル８の照明領域の形と寸法を規定する。
マスキングブレード５には、例えばボイスコイルモータ
（不図示）が設けられており、マスキングブレード５を
光軸方向に移動制御する。

【００５３】尚、ビーム整形光学系２、オプティカルイ
ンテグレータ３、コンデンサレンズ４、可動スリット
５、結像レンズ６、ミラー７等はそれぞれ露光光をレチ
クル８に供給する照明手段（露光光供給手段）の一要素
を構成している。また、照明手段の中には不図示の減光
手段があり、光源１からの光束の光量を多段階に調整で
きる構成となっている。レチクル８は、その上に回路パ
ターンを有していて、レチクルステージ９に保持されて
いる。１０は投影レンズ（投影光学系）であり、レチク
ル８の回路パターンを半導体基板（ウエハ）１１上に縮
小投影する。ウエハ１１は、表面に感光体であるレジス
トが塗布されており、３次元に変位するウエハステージ
１２に載置されている。感光物体としてのウエハ１１の
表面は、可動スリット５と共役の位置にある。

【００５４】１０１はステージ駆動制御系（走査手段）
であり、レチクルステージ９とウエハステージ１２を投
影レンズ１０による結像倍率と同じ比率の速度で正確に
一定速度で、互いに逆方向へ移動させるように制御す
る。また、主制御系１０４からの信号により、レチクル
ステージ９とウエハステージ１２の動作を制限する。１
０３はレーザ制御系であり、主制御系１０４からの指令
により、パルスレーザ光源１への電源の供給を制御す
る。

【００５５】ビーム整形光学系２は、密閉もしくは略密
閉されており、弁（Ａ）１８より配管によって不活性ガ
スでパージされている。ビーム整形光学系２に対するこ
のパージガスの流量の制御は、弁／流量制御系１０７が
流量計（Ｂ）２２の計測値に基づいて出力する指令に従
って弁（Ｂ）１９が制御されることにより行われる。ま
た、ビーム整形光学系２内部は、濃度検出器（Ａ）１
３、温度検出器（Ａ）２４、圧力検出器（Ａ）２７によ
って所望のガスのモニタリングが行われている。これら
の検出器の制御は、後述するセンサ制御器１０２によっ
て行われる。

【００５６】また同様に、投影レンズ１０も密閉もしく
は略密閉されており、投影レンズ１０への不活性ガスの
流量は、弁（Ｃ）２０、流量計（Ｃ）２３によって制御
されており、投影レンズ１０内部の濃度、温度、圧力
は、それぞれ濃度検出器（Ｂ）１４、温度検出器（Ｂ）
２５、圧力検出器（Ｂ）２８によってモニタリングされ
ている。さらに、濃度検出器（Ｃ）１５、温度検出器
（Ｃ）２６、圧力検出器（Ｃ）２９によって、チャンバ
１７内部の所望ガスのモニタリングを行っている。ここ
で本実施例において、所望ガスとは、酸素、オゾン、硫
安（(NH₄)₂SO₄ ）等を示す。

【００５７】センサ制御器１０２は、入力部１０５より
入力された所望の濃度、温度、圧力の範囲値１０９を主
制御系１０４を経て受け取り、各センサの出力値と比較
し、比較した結果を主制御系１０４へ伝達している。

【００５８】弁／流量制御系１０７は、入力部１０５よ
り入力された所望の流量範囲値を主制御系１０４を介し
て受け取り、パージガスが所望の流量になるように各弁
１８，１９，２０を制御すると共に、主制御系１０４か
らの指令によっても弁１８，１９，２０の開閉を制御し
ている。

【００５９】本実施例では、ビーム整形光学系２および
投影レンズ１０を密閉もしくは略密閉容器として不活性
ガスでパージするとしたが、チャンバ１７を密閉、略密
閉容器として、チャンバ１７に不活性ガスでパージして
もよいし、露光光の光路や、アライメント光学系（不図
示）を密閉もしくは略密閉容器として不活性ガスでパー
ジしてもよい。

【００６０】また、本実施例では、一つの密閉容器に対
して一つの各検出器が取り付けられているが、複数の検
出器を取り付けてもよい。

【００６１】次に、図１の装置の作用を説明する。レー
ザ制御系１０３で点灯制御されるパルスレーザ光源１か
らのパルス光は、ビーム整形光学系２からミラー７まで
を通過し、所定の照明光束となってレチクル８上のパタ
ーンを照明する。

【００６２】レチクル８上のパターンは、投影レンズ１
０によってウエハ１１上に投影される。ステージ駆動制
御系１０１はレチクルステージ９とウエハステージ１２
を制御し、レチクルステージ９とウエハステージ１２は
ステップ・アンド・リピートを繰り返すように駆動され
る。エキシマレーザ１は、レチクルステージ９、ウエハ
ステージ１２の駆動に同期して発光するように制御され
る。以上の動作により、レチクル８のパターンは、ウエ
ハ１１に順次焼き付けられる。

【００６３】予め各温度検出器２４〜２６に対して設定
していたガスの温度の有効範囲と、各温度検出器２４〜
２６の出力をセンサ制御器１０２によって比較し、有効
範囲を超えている場合は、主制御系１０４によってステ
ージ駆動制御系１０１、レーザ制御系１０３、弁／流量
制御系１０７に温度異常の信号を出力する。圧力検出器
２７〜圧力検出器２９、濃度検出器１３〜濃度検出器１
５においても同様の処理を行う。

【００６４】ステージ駆動制御系１０１では、主制御系
１０４からの信号を受けて、予め決められた処理を行
う。この時、両ステージ９，１２の動作を止めてもよ
い。

【００６５】レーザ制御系１０３では、主制御系１０４
からの信号を受けて、レーザ１への電源の供給を停止す
る等のレーザ発振に制限を加える。

【００６６】弁／流量制御系１０７では、主制御系１０
４からの信号を受けて、流入ガスの流量を停止させた
り、逆に流量を増加させるなどの制御を各弁１８，１
９，２０毎に行う。特にレーザ発振に伴い、チャンバ１
７内部には、オゾンが発生する。このオゾンは人体へ悪
影響を及ぼすため、濃度検出器（Ｃ）１５はオゾン濃度
の検出を行ってもよい。

【００６７】パルスレーザ光源としてＡｒＦレーザ（１
９３ｎｍ）を使用する場合は、レーザの波長が酸素の波
長吸収帯のために光路中の酸素による光量の減少が懸念
されるが、濃度検出器（Ｂ）１４および／または温度検
出器（Ｂ）２５に酸素濃度検出器を使用することによ
り、光量の減少を防ぐことが可能となる。

【００６８】温度検知に関しては、装置内部の温度分布
を検知することで、装置内部の温度分布による像性能へ
の影響を最小限に押さえることができる。

【００６９】二酸化硫黄などの供給ガス内に含まれる不
純物による像性能の劣化を防ぐために、窒素の濃度計を
装置内の濃度検出器（Ａ）１３〜濃度検出器（Ｃ）１５
に取り付けることによって、窒素濃度の充填の程度をモ
ニタリングすることが可能となり、窒素濃度が所望の濃
度より低い場合は、レーザの発信を制限することも可能
である。このことにより、光学機器の表面に硫酸アンモ
ニウムが付着することによる像の劣化を未然に防ぐこと
が可能となる。

【００７０】また、各流量計２１〜２３によって各弁１
８〜２０を通過するパージガスの流量をモニタリングす
ることが可能であり、配管の外れ等の理由により流量が
低下した場合には、表示部１０６にその状況を表示する
と共に、主制御系１０４によって、各ユニットの制御を
行う。

【００７１】図２は、図１の装置において、その内部の
所望のガスの状態の制御を行う時の動作を説明するフロ
ー図である。同図において、まずステップ２０１では、
装置内部に取り付けてある検出器による計測対象部（検
出部）における所望のガス濃度、検出器取り付け部の温
度、流入する不活性ガスの流量の有効範囲を入力する。
次に、ステップ２０２では、各検出器から出力されるエ
ラーと、エラー発生後の処理内容を関連づけるテーブル
を作成する。ステップ２０３では、ステップ２０１にて
入力したガスの物理量の有効範囲を各検出器を制御して
いる制御系に対して設定する。ステップ２０４では、制
御系は各検出器に対して計測値を要求する。ステップ２
０５では、各計測器からの出力とステップ２０３で設定
された有効範囲を比較して、計測値が有効範囲以内（Ｎ
Ｏの場合）であれば、再び検出器に対して計測値を要求
するが、計測値が有効範囲外だった場合（ＹＥＳの場
合）には、ステップ２０６へ進む。ステップ２０６で
は、各制御系から主制御系へ計測値が有効範囲外である
旨の通知が行われる。

【００７２】ステップ２０７では、ステップ２０２にお
いて、予め設定されているエラーと処理方法のテーブル
から、ステップ２０５で発生したエラーを検索し、発生
したエラーに応じた処理を行う。ステップ２０７で行う
処理方法としては、装置上ブザーを鳴らす、画面にエラ
ーメッセージを表示する、装置内ユニット（例えばステ
ージ駆動、レーザ発振）を制限する等の処理を行う。

【００７３】次に、計測値異常時の装置制御情報につい
て、図１および下記の表１を用いて説明する。

【００７４】

【表１】

【００７５】表１は、各検出器の計測値が異常状態とな
った場合に、その原因となる要因、その対処方法につい
て関連をまとめたテーブルとなっている。このテーブル
（情報）は、予め入力部１０５により入力されている。

【００７６】表１では、異常値を発生した異常発生検出
器の種類、異常が発生した時に考えられる原因、原因が
追求できた時の対処方法、異常発生時の装置制御内容が
定義されている。表１では、図１に示す複数の検出器の
一部を示している。例えば、流量計（Ａ）２１が異常値
を検出した場合、Ｄ−１の装置制御内容に従って、主制
御装置１０４は装置全体を制御する。具体的には、装置
を停止させ、エラー表示および対処方法の表示を行う。
この場合、Ｃ−１に明記されている対処方法が表示され
る。

【００７７】次に、複数の検出器に異常値が発生した場
合について説明する。Ａ−２の流量計（Ｂ）２２に異常
値が発生した場合、流量計（Ｂ）２２の付いている配管
の供給元側には弁（Ｂ）１９、流量計（Ａ）２１、およ
び弁（Ａ）１８が取り付けられているため、流量計
（Ｂ）２２による異常検知の原因は弁（Ｂ）１９、弁
（Ａ）１８、および供給元（不図示）のいずれかである
可能性がある。よって、この異常値が発生した場合の装
置制御では、装置停止した後に、供給元の状態を確認す
るため、流量計（Ａ）２１の状態を確認する。ここで、
異常値が発生していた場合は、流量計（Ａ）２１よりも
供給元側にエラー原因があるため、Ａ−１へ遷移して、
Ｄ−１に定義されている処理に従う。流量計（Ａ）２１
が正常値だった場合、異常値の原因は流量計（Ａ）２１
から流量計（Ｂ）２２の間の弁（Ｂ）１９に存在してい
ることになる。その場合は、エラー表示をして、対処方
法（Ｃ−２）を表示する。Ａ−３に示した温度検出器、
Ａ−４に示した圧力検出器についても同様に装置制御を
行う。

【００７８】表１におけるＤ欄の制御内容については、
温度検出器の出力が異常状態となった場合、検出部の流
量を制御することによって異常状態から早期復帰する手
段をとっても良い。また、エラー検知後のユニット制御
として、ガス物理量に敏感なレンズへのガス供給を中止
するため、レンズ部へのガス供給を行う弁２０を微調整
しても良い。

【００７９】また、ガス物理量検出により、供給されて
いる不活性ガス濃度が不十分な略密閉／密閉容器が判明
した場合、その容器についている弁のみを制御すること
により、その容器以外の不活性ガス濃度が十分なパージ
ユニットには少量のガスを供給することが可能となり、
ガスの使用量を制限でき、コスト削減が可能である。濃
度検出器（Ｃ）１５でオゾン濃度を検出している場合
は、検出値が閾値異常となった場合、全ての弁１８，１
９，２０を最大に開くことによって装置内部のオゾンを
排出する処理を行うことにより、装置内部を不活性ガス
で再充填することも可能である。

【００８０】次に、露光処理中の自動エラー検出、自動
復帰作用を図３を用いて説明する。これは、所望の位置
（検出部）のガス物理量を検出し、既定値内にならなけ
れば、露光動作を再開不可とする例である。

【００８１】図３は、図１の装置の露光シーケンスを示
すフローチャートである。以下、図１、図２、および図
３を参照して、本実施例の動作について説明する。

【００８２】図３の露光シーケンスをスタートすると、
ウエハ１１をウエハステージ１２上に搬入する前に、ス
テップ３０１にてセンサ制御器１０２は、各ガス検出器
（Ａ〜Ｃ）１３〜１５，２４〜２６，２７〜２９により
露光装置装置内部のガスの物理量を計測する。ステップ
３０２では、計測値と予め入力部１０５から入力され、
主制御系１０４に格納されている規定範囲とを比較し、
検出値が規定範囲以内（検出結果≦所定範囲）であれ
ば、装置内部のガス物理量制御が適切になされていると
判断し、ステップ３０５へ進む。もし、ステップ３０２
で検出値が規定範囲を超える場合（検出結果＞所定範
囲）は、ステップ３０３でエラーを表示部１０６に表示
して警告し、ステップ３０４で主制御系１０４が露光シ
ーケンスを停止させ、再スタート待ち状態にする。ここ
で、オペレータによる入力待ち状態となる場合は、露光
シーケンスを再スタートしても、ステップ３０１とステ
ップ３０２により再度装置内部のガス物理量を計測し、
既定範囲を超える場合、ステップ３０４で再び再スター
ト待ち状態となり、露光動作が再開できないように制御
する。

【００８３】次に、ステップ３０５では、ウエハ１１が
ウエハステージ１２に搬入される。ステップ３０６で
は、レチクル８のパターンをウエハ１１上に投影露光す
る露光処理を行う。ウエハ１枚の露光処理が終了した場
合は、ステップ３０７でウエハ１１を搬出し、搬出した
ウエハが最終のウエハであるか否かをステップ３０８で
判定する。ステップ３０８で最終ウエハでない場合は、
次のステップ３０９へ進み、ステップ３０１と同様に露
光装置各部のガス物理量の計測を行う。ここで、ステッ
プ３０８で最終ウエハの場合は、本露光シーケンスが終
了する。また、ステップ３１０〜ステップ３１２は、そ
れぞれステップ３０２〜ステップ３０４と同様の処理を
行う。

【００８４】以上説明した露光シーケンスは、ウエハ１
枚毎に露光装置内のガス物理量計測値を計測して露光動
作を停止し、露光処理を再開できないように制御するフ
ローチャートであるが、各ショット毎、数枚のウエハ毎
に装置内部のガス物理量を計測し、露光処理を停止して
も同様の効果が得られる。

【００８５】なお、ステップ３０４、ステップ３１２の
再スタート待ちにおいて、タイマーによって一定時間待
った後に自動で再スタートするようにしてもよい。この
場合、自動で露光処理の停止、再開を制御することが可
能になる。

【００８６】本実施例では、光源、照明光学系、および
／または装置内部のガスの物理量を検知することによ
り、照明効率の低下を防止し、高解像力を実現すること
ができる。それと共に、本実施例では、装置稼動時に発
生する人体や装置へ悪影響を及ぼすガスの発生状況を検
知することにより、安全かつ高性能な投影露光装置が達
成できる。さらに、本実施例では、ガス発生状況を総合
的に判断することにより、エラー発生原因の特定が容易
になり、装置ダウンタイムの短縮が可能となる。

【００８７】［半導体生産システムの実施例］次に、上
記説明した投影露光装置を利用した半導体等のデバイス
（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣ
Ｄ、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等の保守サービスを、製造工場外の
コンピュータネットワーク等を利用して行うものであ
る。

【００８８】表１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、４０１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、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４０１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４０
８、複数の操作端末コンピュータ４１０、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）４０９を備える。ホスト管理システム４
０８は、ＬＡＮ４０９を事業所の外部ネットワークであ
るインターネット４０５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。

【００８９】一方、４０２〜４０４は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカ（半導体デバイスメーカ）
の製造工場である。製造工場４０２〜４０４は、互いに
異なるメーカに属する工場であってもよいし、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）であってもよい。各工場４０２〜４０４内に
は、夫々、複数の製造装置４０６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）４１１と、各製造装置４０６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４０７とが設
けられている。各工場４０２〜４０４に設けられたホス
ト管理システム４０７は、各工場内のＬＡＮ４１１を工
場の外部ネットワークであるインターネット４０５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ＬＡＮ４１１からインターネット４０５を介してベン
ダ４０１側のホスト管理システム４０８にアクセスが可
能となり、ホスト管理システム４０８のセキュリティ機
能によって限られたユーザだけが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４０５を介して、
各製造装置４０６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、ヘルプ情報等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４０２〜４０４とベンダ４０１との
間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ４１１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等）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。

【００９０】さて、図５は、本実施形態の全体システム
を表１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、５０１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５０２、レジスト処理装置５０３、
成膜処理装置５０４が導入されている。なお、図５で
は、製造工場５０１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ＬＡＮ５０６で接続されてイントラネット等を
構成し、ホスト管理システム５０５で製造ラインの稼動
管理がされている。一方、露光装置メーカ５１０、レジ
スト処理装置メーカ５２０、成膜装置メーカ５３０等、
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
５１１，５２１，５３１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５０５と、各装置のベンダの管理システ
ム５１１，５２１，５３１とは、外部ネットワーク５０
０であるインターネット若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５００を介した
遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。

【００９１】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
ソフトウェア並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、若しくはネットワークファイルサー
バ等である。上記ネットワークアクセス用ソフトウェア
は、専用または汎用のウェブブラウザを含み、例えば図
６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（６
０１）、シリアルナンバー（６０２）、トラブルの件名
（６０３）、発生日（６０４）、緊急度（６０５）、症
状（６０６）、対処法（６０７）、経過（６０８）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（６１０，６１１，６１２）を
実現し、オペレータは各項目のさら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。

【００９２】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。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等がデータ通信される。

【００９３】図８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）では上記説明した投影露光装置によ
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、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。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源、照明光学系、および／または装置内部の不活性ガ
ス（例えば窒素ガス）の物理量を複数の検出器により検
出して処理手段により処理することにより、照明効率の
低下を防止し、高解像力が実現できる投影露光装置が得
られる。それと共に、本発明によれば、装置稼動時に発
生する人体や装置へ悪影響を及ぼすガスの発生状況を検
出することにより、安全かつ高性能な投影露光装置が達
成できる。また、本発明によれば、ガス発生状況を総合
的に判断することにより、エラー発生原因の特定が容易
になり、装置ダウンタイムの短縮が可能となる。

【００９５】さらに、本発明のガス状態監視方法によれ
ば、上記同様、不活性ガスの物理量を複数の検出器によ
り検出して処理工程により処理することにより、ガス状
態異常の場合は即座の原因究明を可能とし、当該ガス状
態監視方法を備える装置のダウンタイムの短縮が図れ、
安全かつ高精度な装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における濃度・温度・流量
・圧力検出器を有した走査型露光装置の構成を示す概略
図である。

【図２】本発明の一実施例における装置内部の所望の
ガスの状態の制御を行う時の動作を説明するフロー図で
ある。

【図３】本発明の一実施例における露光シーケンスを
示すフローチャートである。

【図４】本発明の一実施例における露光装置を含む半
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５】本発明の一実施例における露光装置を含む半
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６】本発明の一実施例における露光装置を含む半
導体デバイスの生産システムにおけるユーザインタフェ
ースの具体例を示す図である。

【図７】本発明の一実施例における露光装置によるデ
バイスの製造プロセスのフローを説明する図である。

【図８】本発明の一実施例における露光装置によるウ
エハプロセスを説明する図である。

【図９】従来例に係るエキシマレーザを光源とする投
影露光装置の要部を示す概略図である。

【符号の説明】

１，９０１：光源、２：ビーム整形光学系、３：オプテ
ィカルインテグレータ、３ａ：光入射面、３ｂ：光射出
面、４，９１２：コンデンサレンズ、５：マスキングブ
レード、６：結像レンズ、７，９０４，９０６，９０
９，９１１，９３３，９３４，９２７：ミラー、８，９
１３：レチクル、９：レチクルステージ、１０：投影レ
ンズ、１１：ウエハ、１２：ウエハステージ、１３：濃
度検出器Ａ、１４：濃度検出器Ｂ、１５：濃度検出器
Ｃ、１６：濃度・温度検出器Ｄ、１７：チャンバ、１
８：弁Ａ、１９：弁Ｂ、２０：弁Ｃ、２１：流量計Ａ、
２２：流量計Ｂ、２３：流量計Ｃ、２４：温度検出器
Ａ、２５：温度検出器Ｂ、２６：温度検出器Ｃ、２７：
圧力検出器Ａ、２８：圧力検出器Ｂ、２９：圧力検出器
Ｃ、１０１：ステージ駆動制御系、１０２：センサ制御
器、１０３：レーザ制御系、１０４：主制御系、１０
５：入力部、１０６：表示部、１０７：弁／流量制御
系、１０９：濃度・温度・流量範囲値、９０２：発散レ
ンズ、９０３，９０５，９０８：レンズ、９０７，９１
７：駆動装置、９１０：フライアイレンズ、９１３ａ：
レチクル９１３の位置合わせ用マーク、９１４：投影レ
ンズ、９１５：ステージ、９１６：ステージ９１５の位
置合わせ用基準マーク、９１８：干渉計、９１９：ウエ
ハ、９１９ａ：ウエハ９１９の位置合わせ用マーク、９
２０：制御装置、９２１：集光レンズ、９２２ａ，９２
２ｂ，９２２ｃ，９２２ｄ，９２２ｅ，９２２ｆ，９２
８：レンズ、９２５：ハーフミラー、９２６：対物レン
ズ、９２９：カメラ、９３０：処理装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を照明光学系によって所定
の照明光束として原版のパターンを照明し、該パターン
を投影レンズによって感光物体に投影露光する投影露光
装置において、前記投影露光装置は、その内部の少なくとも一部を密閉
または略密閉して形成される容器に不活性ガスを満たす
供給手段と、該容器内および／または該容器外に存在す
るガスの物理量を検出する複数の検出器と、該検出器が
異常値を検出した場合の処理を行う処理方法および前記
複数の検出器の依存関係情報を記憶する手段と、を有す
ることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】前記複数の検出器の出力と前記依存関係
情報とに基づいて異常箇所を判別する手段と、その判別
結果に基づいて前記処理方法を表示する手段とをさらに
有することを特徴とする請求項１に記載の投影露光装
置。
【請求項３】前記ガスの物理量は、前記容器内および
／または前記容器外に存在するガスの温度、濃度、圧
力、および流量の内の少なくとも１つであることを特徴
とする請求項１または２に記載の投影露光装置。
【請求項４】前記検出器によって検出された前記ガス
の物理量を表示器に表示することを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項５】前記ガスの物理量を入力する入力手段を
備え、前記検出器によって検出された前記ガスの物理量
が前記入力手段から予め入力された入力値を超えた場
合、前記表示器に異常を表示することを特徴とする請求
項４に記載の投影露光装置。
【請求項６】前記検出器からの出力が異常の場合、前
記入力手段から予め入力された装置制御手順に従って装
置制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の投影露
光装置。
【請求項７】前記検出器によって検出された前記ガス
の物理量が前記入力手段から入力された入力値を超えた
場合、前記供給手段によって供給されるガスの温度、濃
度、圧力、および流量の内のいずれか１つ以上を調節す
る手段をさらに備えることを特徴とする請求項５または
６に記載の投影露光装置。
【請求項８】前記投影露光装置が前記ガスの複数の物
理量を検出する検出器を備え、前記検出器からの検出値
を前記入力手段から予め入力された判断基準に基づいて
判断し、前記投影露光装置の状態を総合的に判断するこ
とを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の投
影露光装置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載の投
影露光装置において、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、投影露光装置の保守情
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
ことを可能にした投影露光装置。
【請求項１０】前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記投影露光装置が設置された工場の外部ネットワーク
に接続され前記投影露光装置のベンダ若しくはユーザが
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
ことを可能にする請求項９に記載の投影露光装置。
【請求項１１】光源からの光を照明光学系によって所
定の照明光束として原版のパターンを照明し、該パター
ンを投影レンズによって感光物体に投影露光する装置の
ガス状態を監視するガス状態監視方法において、前記装置は、その内部の少なくとも一部を密閉または略
密閉して形成される容器に不活性ガスを満たす手段と、
該容器内および／または該容器外に存在するガスの物理
量を検出する複数の検出器とを有し、該検出器が異常値
を検出した場合の処理を行う処理方法および前記複数の
検出器の依存関係情報を記憶する工程を有することを特
徴とする投影露光装置。
【請求項１２】請求項１〜１０のいずれか１項に記載
の投影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１３】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請求項１２に記載
の半導体デバイス製造方法。
【請求項１４】前記投影露光装置のベンダ若しくはユ
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、若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請求項１３に記載の半導
体デバイス製造方法。
【請求項１５】請求項１〜１０のいずれか１項に記載
の投影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１６】半導体製造工場に設置された請求項１
〜１０のいずれか１項に記載の投影露光装置の保守方法
であって、前記投影露光装置のベンダ若しくはユーザ
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
特徴とする投影露光装置の保守方法。