JP2003173964A

JP2003173964A - 露光装置

Info

Publication number: JP2003173964A
Application number: JP2001373973A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Terajima; 茂寺島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ光の屈折率変動を抑え、原版ステージ
および基板ステージの位置計測精度の高い露光装置を提
供する。【解決手段】ウエハステージ２の空間およびレチクル
ステージ４の空間の両方を囲むチャンバ１と、チャンバ
１に囲まれた空間に高純度窒素ガスを供給する高純度窒
素供給ライン１４、供給系１５、１６、１７、およびコ
ントロールバルブ２３、２４、２５と、チャンバ１に囲
まれた空間の気体を吸収し再度気体を該空間に清浄して
供給する循環手段としての排気口９、循環ユニット１
０、フィルタボックス１１、フィルタボックス１２、循
環ライン１３、およびコントロールバルブ２７と、循環
手段を含むチャンバ１に囲まれた空間に酸素を供給する
酸素供給ライン２１およびマスフローコントローラ２２
とを備え、チャンバ１に囲まれた空間の酸素濃度を所望
の範囲内に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、撮像
素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイク
ロデバイスを製造するために用いられる露光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子などのマイクロデバイスを製
造するためのフォトリソグラフィ工程においては、フォ
トマスク（レチクルを含む）などの原版のパターン像を
投影光学系を介して半導体ウエハなどの感光性基板上に
露光する露光装置が使用されている。近年、半導体集積
回路は微細化の方向で開発が進み、フォトリソグラフィ
工程においては、フォトリソグラフィ光源の短波長化が
進んでいる。

【０００３】しかしながら、真空紫外線、特に２５０ｎ
ｍよりも短い波長の光、例えばＫｒＦエキシマレーザ
（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９
３ｎｍ）、もしくはＦ₂ レーザ（波長１５７ｎｍ）の
光、またはＹＡＧレーザなどの高調波の光を露光用光と
して用いる場合、酸素による吸収などの影響で光の強度
が低下したり、不要なオゾンガスを発生させるなどの問
題が生じていた。

【０００４】そこで、従来では、ＡｒＦエキシマレーザ
のような光源を有する露光装置において、光路部分のみ
を密閉し、例えば窒素のような酸素を含まない気体に内
部のガスを置換し、光の透過率の低下やオゾンガスの発
生を回避しようとしていた。つまり、露光光路部分以外
は、露光装置周辺の空気を取り入れフィルタを通して循
環させるなど、ウエハステージなどの基板ステージやレ
チクルステージなどの原版ステージの空間の雰囲気成分
は空気を用いていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、露光光
路部分のみの密閉は、ステップ毎に一括露光を繰り返
す、いわゆるステップ・アンド・リピート方式の露光装
置などのように、ウエハステージやレチクルステージな
どの可動部が光路中に存在する装置では困難であり、部
分的に露光用光が空気に曝されることは避けられなかっ
た。光源にＦ₂ レーザを用いるようになると、従来より
もより敏感に酸素の影響を受けるようになり、酸素濃度
が大気中程度の場合は、露光光は数センチメートルで減
衰してしまう。

【０００６】そこで、露光光学系の光学部材とウエハま
たはレチクルとの間の空間に高純度の不活性ガスを供給
することによって形成された所要の不活性ガス雰囲気中
で露光することのできる露光装置が既に提案されてい
る。例えば、図８に示す特開平１１−２１９９０２号公
報における投影露光装置がその一例である。

【０００７】図８では、半導体製造工場における床Ｆ２
上の機械室内にヘリウムや窒素などの気体循環装置が設
置され、その階上の床Ｆ１上のクリーンルーム内に投影
露光装置が設置されることを示す。同図において、主要
な構成要素について説明すると、８０７は環境チャン
バ、８２６は露光本体部、ＰＬは投影光学系、８０６は
照明光学系（サブチャンバ）、Ｒはレチクル、８２０は
レチクルステージ、８２１はレチクルベース、Ｗはウエ
ハ、８２２はウエハホルダ、８２３はウエハステージを
それぞれ示す。また、８８８はウエハＷおよびレチクル
Ｒ付近へそれぞれ窒素を供給する配管、８８８ａおよび
８８８ｂは配管８８８の分岐管、Ｖ８２４およびＶ８２
５は配管８８８ａおよび８８８ｂのそれぞれの開閉バル
ブ、８９５は窒素回収用の配管、Ｖ８１９は配管８９５
の途中に設けられた開閉バルブをそれぞれ示す。この投
影露光装置では、ヘリウムと同様、窒素についてもＦ２
上に設置された循環装置により環境チャンバ８０７内へ
循環させる構成となっている。

【０００８】また、図８の他の主要な構成要素を説明す
ると、８０３はＦ₂ レーザ光源、８０４はビームマッチ
ングユニット、８０５はパイプ、８０１はケースをそれ
ぞれ示す。また、８３１は照明光学系８０６および投影
光学系ＰＬへのヘリウム供給用配管、８３１ａおよび８
３１ｂは配管８３１の分岐管、Ｖ８１３、Ｖ８１４およ
びＶ８１５はそれぞれ分岐管８３１ａ、８３１ｂに設け
られた開閉バルブをそれぞれ示す。また、８９３は照明
光学系８０６内のヘリウムなどの気体を回収する配管、
Ｖ８１７は配管８９３に設けられた開閉バルブ、８９４
は投影光学系ＰＬ内のヘリウムなどの気体を回収する配
管、Ｖ８１８は配管８９４に設けられた開閉バルブ、８
３３は環境チャンバ８０７の天井付近の空間８０７ａ、
配管８９３および配管８９４からヘリウムなどの気体を
回収する配管をそれぞれ示す。配管８３３は、床Ｆ１上
の投影露光装置から窒素やヘリウムなどの気体を床Ｆ２
上の循環装置へポンプ８３４などにより回収する。

【０００９】しかし、このような方式を用いた場合は、
以下のような不都合が生じる。各ステージ周辺の気体が
一般の空気成分である場合は、ウエハまたはレチクルと
光学部材との間隙のみが高純度不活性ガスで充満された
状態となる。前述したように、前記間隙は開放空間とな
りうるので、該間隙を高純度に常に満たすために、例え
ば毎分数リットル〜数十リットルといった多量の高純度
不活性ガスの供給が必要となる。コストの点からも、高
純度窒素ガスを用いるケースが多いと考えられるが、こ
のような多量の窒素を前記間隙に供給し続けるとウエハ
またはレチクルの周辺では、空気中の窒素が非常に多く
なってしまう。また、それぞれの気体の光の屈折率が変
化してしまう問題も起こる。これによって、それぞれの
ステージの位置計測を行っているレーザ干渉計の測定値
に変動が生じてしまう。

【００１０】本発明の目的は、ステージのある空間の雰
囲気中の酸素成分変動を抑制し、レーザ光の屈折率変動
を抑え、原版ステージおよび基板ステージの位置計測精
度の高い露光装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するために、本発明の露光装置は、原版のパターンを
基板上に塗布された感光性材料に転写露光する露光装置
において、前記原版を位置決めするステージを含む原版
ステージ空間もしくは前記基板を位置決めするステージ
を含む基板ステージ空間またはその両方を含む単数の空
間を囲む手段と、前記空間の気体を吸引し該空間外へ排
出する手段と、該排出された気体の全部または一部を該
空間外配管を経由して該空間へ再度気体を供給する循環
手段と、前記空間に高純度不活性ガスを供給する第１の
供給手段と、前記空間に酸素を供給する第２の供給手段
とを有し、前記空間の酸素濃度を所定の範囲内に制御す
ることを特徴とする。本構成により、囲まれた空間内の
雰囲気の成分をほぼ一定にすることができ、レーザ光の
屈折率変動を抑える効果がある。また、循環手段から供
給される気体は、囲まれた空間内のレーザ干渉計の測定
空間に向けて吹き出す構成をとることにより、レーザ光
の屈折率変動をより抑えることができる。

【００１２】本発明においては、前記第１の供給手段
は、前記原版と照明光学系との間隙、前記原版と投影光
学系の間隙、および前記基板と投影光学系の間隙の内の
少なくともいずれか１つに前記高純度不活性ガスを供給
するものであることが好ましく、前記第２の供給手段
は、前記循環手段に酸素を供給することにより前記空間
に酸素を供給するものであることが好ましい。本構成に
より、前記第１の供給手段は、例えば前記各間隙の全て
に高純度不活性ガスを供給するため、レーザ光の屈折率
変動を抑え、原版ステージおよび基板ステージの位置計
測精度の高い露光装置を提供することができる。また、
第２の供給手段は、循環手段に酸素を供給するため、空
間内に気体が吹き出される前に十分に高純度不活性ガス
に均一に酸素を混入させることができる。

【００１３】また本発明においては、前記空間の雰囲気
中の少なくとも酸素濃度を測定する測定手段をさらに備
え、該測定手段による前記空間の酸素濃度を測定した結
果に基づき、前記第１の供給手段から前記空間に供給さ
れる前記高純度不活性ガス、および、前記第２の供給手
段から前記空間に供給される酸素の内の少なくともいず
れか一方の供給量を制御するとよい。本構成により、高
純度不活性ガスおよび／または酸素の供給量を必要最小
限に抑えつつ、空間内の雰囲気の成分をより一定にする
ことができ、レーザ光の屈折率変動を抑える効果があ
る。また、空間内の酸素濃度を所望の範囲内に制御する
ことが可能となり、空間内の雰囲気の成分をより一定に
することができ、レーザ光の屈折率変動を抑える効果が
ある。

【００１４】また本発明においては、前記高純度不活性
ガスとしては、高純度窒素ガスを用いることが可能であ
り、前記第２の供給手段は、前記循環手段へ乾燥空気を
供給することが可能である。本構成により、高純度窒素
ガスを用いたことによって、低コストでレーザ光の屈折
率変動を抑える効果があるとともに、乾燥空気を用いた
ことによって、より安全に空間内の雰囲気の成分を一定
にすることができ、レーザ光の屈折率変動を抑える効果
がある。

【００１５】また本発明においては、前記空間は、密閉
空間または実質密閉空間であるとよい。本構成により、
外部からの空気成分の混入が避けられるので、より効果
的に空間内の雰囲気の成分を一定にすることができ、レ
ーザ光の屈折率変動を抑える効果がある。

【００１６】さらに本発明においては、前記空間内の気
圧は、該空間外の気圧よりも常に高く設定されていると
よい。本構成により、外部からの空気成分の混入が避け
られるので、空間内の雰囲気の成分を一定にすることが
でき、レーザ光の屈折率変動を抑える効果がある。

【００１７】上記構成により、マスクなどの原版を位置
決めする原版ステージを少なくとも含む空間および半導
体ウエハなどの基板を位置決めする基板ステージを少な
くとも含む空間の両空間（１空間）または各空間（複数
空間）においては、雰囲気の成分比がほぼ一定にコント
ロールされることになり、レーザ干渉計などの測定系に
よる各ステージの位置測定において誤差要因を低減でき
る。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。［第１の実施例］図１に、本発明の第１の実施例に係る
露光装置の構成を示す。同図において、２はウエハステ
ージ、３はウエハ、４はレチクルステージ、５はレチク
ル、６は不図示のＦ₂ レーザ光源から導かれた照明光を
レチクル５に照射する照明光学系、７は投影光学系、１
はウエハステージ２、レチクルステージ４、および投影
光学系７などを囲むチャンバである。露光光学系は照明
光学系６と投影光学系７から成り立っている。８は不図
示のレーザ干渉計からの光軸、９はチャンバ１の排気
口、１０はチャンバ１内の気体を循環させるためのファ
ンと気体の温度コントロールを行う循環ユニット、１１
および１２はチャンバ１内の特にウエハステージ２とレ
チクルステージ４にクリーンで均一な気体を供給する機
能をもつフィルタボックス、１３は循環ラインであり、
循環ライン１３には循環ユニット１０への気体の循環量
を制御するコントロールバルブ２７を設けている。

【００１９】１４は高純度窒素供給ラインであり、レチ
クル５と照明光学系６の間隙、レチクル５と投影光学系
７の間隙、およびウエハ３と投影光学系７の間隙を高純
度窒素で満たすためにそれぞれ供給系（供給ライン）１
５、１６、１７に供給し、さらに供給系（供給ライン）
１８にて初期雰囲気作成および純度コントロールのため
に循環系１３に高純度窒素を供給している。供給系１
５、１６、１７にはそれぞれ高純度窒素の供給量を制御
するコントロールバルブ２３、２４、２５がチャンバ１
外にそれぞれ設けられており、供給系１８にも高純度窒
素の供給量を制御するコントロールバルブ２６が設けら
れている。１９は余った気体を排気する排気系、２０は
排気量を制御するコントロールバルブ、２１は酸素供給
ライン、２２は供給酸素量を制御するマスフローコント
ローラである。

【００２０】各部について説明したように、本実施例に
おいては、ウエハステージ２およびレチクルステージ４
の両方を含む空間はチャンバ１にて囲まれている。この
チャンバ１には排気口９があり、排気口９から排出され
た気体は排気系１９にて一部外部に排気される。残りの
気体は、循環ライン１３を経由して循環ユニット１０に
て温度コントロールなどが行われ、フィルタボックス１
１およびフィルタボックス１２を通してそれぞれウエハ
ステージ２およびレチクルステージ４に一定の速度、一
定の温度にて吹き付けられる（矢印参照）。フィルタボ
ックス１１、１２は、ケミカルフィルタや除塵フィルタ
にて構成されていて、常に各ステージ２、４を囲む空間
にクリーンな気体を供給している。排気口９、循環ユニ
ット１０、フィルタボックス１１、フィルタボックス１
２、循環ライン１３を総じて循環系と呼ぶ。

【００２１】最初はチャンバ１にて囲まれた空間（以
下、露光ステージ空間という）は、一般の空気で満たさ
れているので、先ずこの空間を所定の純度の窒素雰囲気
に置換する。置換方法としては、一旦真空にして所望の
窒素ガスを導入する方法が確実ではある。しかし、空間
内を真空または減圧状態にするためには、チャンバ１に
気密性と強度の機能をもたせる必要があるため、装置が
大がかりかつ高価になってしまう。本実施例では、高純
度窒素ガスを吹き込み置換させる方法をとる。循環系９
〜１３に設けられている排気ポート１９を使い、チャン
バ１内の空気を排気しながらチャンバ１の圧力が下がら
ないように高純度窒素ガスを供給系１８より循環ライン
１３に導入する。しばらく続けることにより、空間内の
酸素濃度は１０００ｐｐｍ程度になるので、その時点で
高純度窒素ガスの導入および排気を停止し、空間内の酸
素濃度がほぼ均一となるまで循環運転にする。この状態
から、本装置では、酸素濃度が１０００ｐｐｍ±１００
ｐｐｍの範囲に入るよう空間内への高純度窒素ガスの導
入を微調整する。この段階で露光ステージ空間の雰囲気
準備はできた。この際、露光ステージ空間内の圧力を外
気に対して少し高く設定しておくことにより、外気の混
入が避けられるので、空間内の純度を変動させる要因は
皆無とすることができる。

【００２２】次に、ウエハ３と投影光学系７の最終段と
の間隙を窒素で満たし、その間隙の酸素濃度を１０ｐｐ
ｍ以下に保つために高純度窒素ガスを供給系１７にて毎
分３０リットルで供給する。また、レチクル空間におい
ては、レチクル５と照明光学系６の間隙およびレチクル
５と投影光学系７の間隙（レチクルステージ４と投影光
学系７の間隙）、それぞれの面に毎分３０リットルずつ
計毎分６０リットルの高純度窒素ガスを供給系１５、１
６にて供給する。これら供給される合計９０リットル毎
分の高純度窒素ガスは、そのままウエハステージ２とレ
チクルステージ４を含む空間であるチャンバ１中に放出
される。この高純度窒素ガスは、元々酸素を１０ｐｐｂ
程度しか含んでいないもので、これが毎分９０リットル
供給されるため、ステージ空間の窒素濃度は徐々に上昇
することになる。そうなると、酸素濃度が低下して空間
内の気体の成分比が変わってくるため光屈折率が徐々に
変わってしまい、不図示のレーザ干渉系による各ステー
ジ２、４の位置の測定に誤差を生じるようになる。この
現象を抑えるために、各ステージ空間内に酸素を酸素供
給ライン２１から毎分０．０９リットル供給する。これ
は、前記間隙に供給される高純度窒素の１／１０００の
量である。これによって、各ステージ２、４のあるチャ
ンバ１内での酸素濃度は常に１０００ｐｐｍ近辺に保つ
ことができるようになり、その結果、各ステージ２、４
近辺での気体の成分比は変化しなくなり、レーザ干渉計
での計測誤差は非常に小さくなる。

【００２３】なお、本実施例においては、図１に示すよ
うに、循環ユニット１０の手前にて酸素を供給する方式
により、各ステージ空間に吹き出される前に十分に窒素
ガスを均一に混入させることができる。

【００２４】また、本実施例においては、高純度不活性
ガスとして高純度窒素ガスを用いたが、露光に用いる光
の波長領域に吸収スペクトルを有しない不活性ガスであ
れば、ヘリウムなどを使用しても同様の構成にて同様の
効果が期待できる。

【００２５】［第２の実施例］図２に、本発明の第２の
実施例に係る露光装置の構成を示す。図２において、上
記した図１と同一の符号は、図１と同様の構成要素を示
す。同図において、３１はウエハステージ２を囲む空間
（ウエハステージ空間）を形成するウエハステージチャ
ンバ、３２はレチクルステージ４を囲む空間（レチクル
ステージ空間）を形成するレチクルステージチャンバ、
３３はウエハステージチャンバ３１の循環ユニット、３
４はレチクルステージチャンバ３２の循環ユニット、３
５および３６はそれぞれのチャンバ３１，３２内の酸素
濃度をモニタする酸素濃度センサ、３７および３８はそ
れぞれの酸素濃度センサ３５，３６の情報を元に乾燥空
気供給量を制御するコントローラ、３９および４０は各
コントローラ３７，３８の命令に従って乾燥空気の供給
量を変化させるコントロールバルブ、４１は乾燥空気の
供給ラインをそれぞれ示す。

【００２６】ウエハステージチャンバ３１には排気口５
０が設けられ、排気口５０から排出された気体は排気量
制御を行うコントロールバルブ２０を介して排気系１９
にて一部外部に排気され、残りの気体はコントロールバ
ルブ６３が設けられた循環ライン５３、循環ユニット３
３を経由してフィルタボックス１１を通してウエハステ
ージ空間に一定の速度、一定の温度で吹き付けられる
（矢印参照）。また、ウエハステージチャンバ３１の循
環系には、コントロールバルブ６４が設けられた供給系
６７より高純度窒素ガスを供給することが可能である。

【００２７】また、レチクルステージチャンバ３２には
排気口５１が設けられ、排気口５１から排出された気体
は排気量制御を行うコントロールバルブ６１を介して排
気系１９にて一部外部に排気され、残りの気体はコント
ロールバルブ６２が設けられた循環ライン５２、循環ユ
ニット３４を経由してフィルタボックス１２を通してレ
チクルステージ空間に一定の速度、一定の温度で吹き付
けられる（矢印参照）。また、レチクルステージチャン
バ３２の循環系には、コントロールバルブ６５が設けら
れた供給系６６より高純度窒素ガスを供給することが可
能である。なお、排気系１９から一部外部に排気される
気体は、貯蔵して再利用してもよい。

【００２８】本実施例においては、ウエハステージチャ
ンバ３１とレチクルステージチャンバ３２などにより、
ウエハステージ空間とレチクルステージ空間を個別に純
度コントロールする。このようにすることによって、各
チャンバ３１、３２によって囲まれる空間をより小さく
でき、初期立ち上げの窒素供給量を減らすことができ、
また立ち上げの時間も早くすることができる。さらに、
必要に応じてウエハステージ空間とレチクルステージ空
間のそれぞれの設定純度に差をつけることもできる。

【００２９】上記した第１の実施例と同様に、ウエハ３
と投影光学系７の最終段との間隙を窒素で満たし、その
間隙の酸素濃度を１０ｐｐｍ以下に保つために高純度窒
素ガスを供給系１７にて毎分３０リットルで供給する。
ウエハステージ空間での酸素濃度は１０００ｐｐｍに設
定するため、流量制御バルブ３９にて毎分０．１５リッ
トルの乾燥空気を供給する。本実施例では、それぞれの
ステージ空間を窒素雰囲気とするため、酸素ガスよりも
安全性が高い乾燥空気を用いても問題がないため乾燥空
気を例に記述するが、第１の実施例と同様に酸素ガスを
用いてもよい。乾燥空気中の酸素濃度は２０％であるた
め、供給される酸素の量は供給系１７からウエハステー
ジチャンバ３１（ウエハステージ空間）に供給される高
純度窒素の１／１０００の量である。これでウエハステ
ージ空間の酸素濃度は、常に１０００ｐｐｍ近辺に保つ
ことができるようになる。

【００３０】また、レチクルステージ空間においては、
レチクル５と照明光学系６の間隙およびレチクル５と投
影光学系７の間隙、それぞれの間隙に毎分３０リットル
ずつ計毎分６０リットルの高純度窒素ガスを供給系１５
および１６にて供給する。そして、レチクルステージ空
間に、流量制御バルブ４０にて毎分０．０１５リットル
の乾燥空気を供給する。この時、供給される酸素の量
は、各供給系１５、１６からレチクルステージチャンバ
３２（レチクルステージ空間）に供給される高純度窒素
の１／２００００の量である。これによって、レチクル
ステージ空間での酸素濃度は、５０ｐｐｍに設定でき
る。

【００３１】このように、高純度窒素供給量に対してそ
の比率にて酸素を供給することによって、それぞれのス
テージ空間内はほぼ一定の窒素純度に保つことができる
が、ウエハ交換やレチクル交換等の要因によっても空間
内の窒素純度は変動する場合がある。両空間の酸素濃度
センサ３５、３６は、各空間の酸素濃度を常にモニタ
し、それぞれのコントローラ３７、３８に情報を送る。
各コントローラ３７、３８では酸素濃度変化の変化をと
らえ、設定範囲を越えるような変化があった場合、また
は、そのような変化が予測される場合には、それぞれの
乾燥空気供給量コントロールバルブ３９、４０に指令を
出し、酸素濃度が下がって行けば供給量を増やし、酸素
濃度が上がって行く場合には供給量を減らすという制御
を行う。

【００３２】本実施例では、乾燥空気によって酸素供給
量のコントロールを行う例を示したが、高純度窒素供給
量をコントロールすることによっても同様の制御は可能
である。但し、高純度窒素供給量をコントロールする方
が応答時間は長くなってしまう。この特徴を利用し、高
純度窒素供給量と酸素供給量の両方を条件によってコン
トロールする方式でもよい。例えば、酸素濃度の変化の
傾きが小さい場合には高純度窒素供給量をコントロール
し、急激な変化が観測された際には乾燥空気供給量をコ
ントロールするといった方式である。

【００３３】［半導体生産システムの実施例］次に、上
記説明した露光装置を利用した半導体等のデバイス（Ｉ
Ｃ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。

【００３４】図３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、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１０
８、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１
０８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。

【００３５】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（半導体デバイスメーカ）
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１０２〜１０４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１０５を介して、
各製造装置１０６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１０２〜１０４とベンダ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。

【００３６】さて、図４は、本実施形態の全体システム
を図３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４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等を
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。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
２１１，２２１，２３１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２１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２０
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、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。

【００３７】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
５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（４
０１）、シリアルナンバー（４０２）、トラブルの件名
（４０３）、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（４１０，４１１，４１２）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。

【００３８】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６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。

【００３９】図７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、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。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ス
テージのある空間の雰囲気中の酸素成分変動を抑制し、
レーザ光の屈折率変動を抑え、原版ステージおよび基板
ステージの位置計測精度の高い露光装置が得られる。

【００４１】以上の効果によって、本発明によれば、レ
ーザ干渉計での測定の誤差要因が減り、より精度の高い
測定ができるので、各ステージの位置決め精度が向上し
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る露光装置の構成
を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る露光装置の構成
を示す図である。

【図３】本発明の一実施例に係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４】本発明の一実施例に係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５】本発明の一実施例に係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６】本発明の一実施例に係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７】本発明の一実施例に係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８】従来例に係る所要の不活性ガス雰囲気中で露
光を行う投影露光装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１：チャンバ、２：ウエハステージ、３：ウエハ、４：
レチクルステージ、５：レチクル、６：照明光学系、
７：投影光学系、８：レーザ干渉計からの光軸、９，５
０，５１：排気口、１０，３３，３４：循環ユニット、
１１，１２：フィルタボックス、１３，５２，５３：循
環ライン、１４：高純度窒素供給ライン、１５，１６，
１７：供給系、１８，６６，６７：供給ライン、１９：
排気ポート、２０：排気量コントロールバルブ、２１：
酸素供給ライン、２２：マスフローコントローラ、２
３，２４，２５，２６，２７，６１，６２，６３，６
４，６５：コントロールバルブ、３１：ウエハステージ
チャンバ、３２：レチクルステージチャンバ、３５，３
６：酸素濃度センサ、３７，３８：コントローラ、３
９，４０：乾燥空気コントロールバルブ、４１：乾燥空
気供給ライン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原版のパターンを基板上に塗布された感
光性材料に転写露光する露光装置において、前記原版を位置決めするステージを含む原版ステージ空
間もしくは前記基板を位置決めするステージを含む基板
ステージ空間またはその両方を含む単数の空間を囲む手
段と、前記空間の気体を吸引し該空間外へ排出する手段
と、該排出された気体の全部または一部を該空間外配管
を経由して該空間へ再度気体を供給する循環手段と、前
記空間に高純度不活性ガスを供給する第１の供給手段
と、前記空間に酸素を供給する第２の供給手段とを有
し、前記空間の酸素濃度を所定の範囲内に制御すること
を特徴とする露光装置。
【請求項２】前記第１の供給手段は、前記原版と照明
光学系との間隙、前記原版と投影光学系の間隙、および
前記基板と投影光学系の間隙の内の少なくともいずれか
１つに前記高純度不活性ガスを供給するものであり、前
記第２の供給手段は、前記循環手段に酸素を供給するこ
とにより前記空間に酸素を供給するものであることを特
徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記空間の雰囲気中の少なくとも酸素濃
度を測定する測定手段をさらに備え、該測定手段による
前記空間の酸素濃度を測定した結果に基づき、前記第１
の供給手段から前記空間に供給される前記高純度不活性
ガス、および、前記第２の供給手段から前記空間に供給
される酸素の内の少なくともいずれか一方の供給量を制
御することを特徴とする請求項１または２に記載の露光
装置。
【請求項４】前記高純度不活性ガスは、高純度窒素ガ
スであり、前記第２の供給手段は、前記循環手段へ乾燥
空気を供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の露光装置。
【請求項５】前記空間は、密閉空間または実質密閉空
間であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
に記載の露光装置。
【請求項６】前記空間内の気圧は、該空間外の気圧よ
りも常に高く設定されていることを特徴とする請求項１
〜５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載の露
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
能にした露光装置。
【請求項８】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７に記載の露光装置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載の露
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１０】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９に記載の
半導体デバイス製造方法。
【請求項１１】前記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１０に記載の半導体デ
バイス製造方法。
【請求項１２】請求項１〜８のいずれか１項に記載の
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１３】半導体製造工場に設置された請求項１
〜８のいずれか１項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露
光装置の保守方法。