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WO2004108252A1 - フィルタ装置及び露光装置並びにデバイスの製造方法 - Google Patents

フィルタ装置及び露光装置並びにデバイスの製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2004108252A1
WO2004108252A1 PCT/JP2004/007629 JP2004007629W WO2004108252A1 WO 2004108252 A1 WO2004108252 A1 WO 2004108252A1 JP 2004007629 W JP2004007629 W JP 2004007629W WO 2004108252 A1 WO2004108252 A1 WO 2004108252A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
humidity
filter
temperature
gas
air
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/007629
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kenji Udagawa
Yoshitomo Nagahashi
Original Assignee
Nikon Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corporation filed Critical Nikon Corporation
Priority to JP2005506764A priority Critical patent/JP4816080B2/ja
Publication of WO2004108252A1 publication Critical patent/WO2004108252A1/ja
Priority to US11/292,491 priority patent/US7416574B2/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0036—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions by adsorption or absorption
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    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
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    • G—PHYSICS
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
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    • B01D2279/51—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for air conditioning in clean rooms, e.g. production facilities for electronic devices, laboratories
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/34—Indicator and controllers

Definitions

  • the present invention relates to a filter device for removing impurities in a gas and adjusting the humidity of the gas. Further, the present invention relates to an exposure apparatus used in a photolithography step of a manufacturing process of various devices such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, an imaging element, and a thin film magnetic head. Further, the present invention relates to a device manufacturing method for manufacturing the various devices.
  • This type of exposure apparatus is provided with an illumination optical system that illuminates a mask such as a reticle or a photomask on which a predetermined pattern is formed with predetermined exposure light. Further, the exposure apparatus has a projection optical system that projects an image of a predetermined pattern onto a substrate (eg, a wafer or a glass plate) coated with a photosensitive material such as a photoresist by the illumination of the illumination optical system.
  • illumination optical system and projection optical system include a plurality of optical elements such as lens elements and mirrors, and are housed in a lens barrel.
  • An exposure apparatus is an extremely precise apparatus, and it is necessary to maintain a constant temperature inside the apparatus in order for each part of the exposure apparatus to exhibit desired performance.
  • the exposure apparatus is installed in a clean room where the room temperature can be adjusted, and the air whose temperature is controlled in the clean room is introduced into the exposure apparatus, so that the temperature distribution in the exposure apparatus is made uniform. .
  • the wavelength of exposure light has been shortened to meet the recent remarkable demand for finer circuit patterns.
  • the absorption of the exposure light by the light-absorbing substance is larger than that of the exposure light of ultraviolet light such as i-ray. . Therefore, the energy of the exposure light may decrease significantly before the exposure light reaches the substrate from the light source.
  • the transmittance of the exposure light is reduced due to the power of the energy of the exposure light itself or the fogging of the optical element, the throughput of the exposure apparatus is reduced and the product yield is reduced.
  • a chemical filter capable of removing the light-absorbing substance is arranged inside the exposure apparatus.
  • This chemical filter removes light-absorbing substances in the gas sent into the space including the optical path of the exposure light.
  • an exposure apparatus has been developed that sends the air in the clean nozzle into the exposure apparatus while controlling the fluctuation width to the target temperature to be smaller. Is coming. Even if the temperature of the air supplied to the chemical filter is preliminarily adjusted so as to be kept substantially constant, the fluctuation range of the air sent into the exposure apparatus with respect to the target temperature is limited by the air. The problem of becoming larger before passing through a chemical filter has become apparent.
  • the chemical filter has a property that the humidity of the chemical filter includes an amount of water that balances with the humidity of the gas. That is, the chemical filter has a property of containing more water as the humidity of the gas is higher. Therefore, when adjusting the temperature of air, if the temperature controller heats the air to lower the relative humidity, the chemical filter dissipates moisture and the latent heat of evaporation is removed from the chemical filter. As a result, the temperature of the air after passing through the chemical filter becomes lower than the temperature of the air before entering the chemical filter.
  • the chemical filter when adjusting the temperature of the air, if the relative humidity rises by cooling the air with a cooler, the chemical filter is adsorbed so as to take in moisture and generates heat of adsorption. As a result, the temperature of the air after passing through the chemical filter is higher than the temperature of the air before entering the chemical filter. Qi temperature rises. As described above, even if the temperature of the air is adjusted to the predetermined temperature before passing through the chemical filter, the temperature of the air changes by passing through the chemical filter.
  • the temperature in the clean nose is adjusted with high accuracy, but the humidity in the clean nose is often not sufficiently adjusted in its control width, control cycle, and the like. In order to accurately control the humidity inside a huge clean nome, a large capital investment is required.
  • an environment control device is connected to the exposure apparatus to control the environment inside the exposure apparatus (for example, see Patent Document 1).
  • a plurality of chemical filters capable of removing the light-absorbing substance and arranged along the direction of air flow are provided in the environment control device.
  • the amount of water exchanged between the air and the chemical filter is smaller in the downstream of the air flow direction. Therefore, it is possible to maintain the temperature of the air, which has a small fluctuation range with respect to the target temperature of the air passing through the environment control device, at almost the target value.
  • An object of the present invention is to provide a filter device capable of improving gas temperature stability while maintaining high impurity removal performance. Also, higher and more stable dew An object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of obtaining optical accuracy. Another object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of efficiently manufacturing a highly integrated device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-158170 (Pages 7-18, FIG. 1)
  • a filter device including a filter for removing impurities contained in a gas and a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the gas to a predetermined temperature.
  • the filter device includes a humidity adjustment device that is arranged on the upstream side of the filter and that adjusts the humidity of gas before passing through the filter.
  • an exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on a mask onto a substrate.
  • the exposure apparatus has a filter device for taking in the gas in the clean frame.
  • the filter device includes a filter that removes impurities contained in the gas, a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the gas to a predetermined temperature, and a humidity control device that is disposed on the upstream side of the filter and that does not pass through the filter. And a humidity adjusting device for adjusting the humidity.
  • an exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on a mask onto a substrate, and a filter for taking in gas in a clean room and supplying the gas taken into the exposure apparatus
  • An exposure system is provided.
  • the filter device includes a filter for removing impurities contained in the gas, a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the gas to a predetermined temperature, and a humidity adjusting device disposed upstream of the filter and for adjusting the humidity of the gas. including.
  • a method for manufacturing a device including a lithographic process uses the exposure apparatus of the second aspect of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a filter device and an exposure device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the filter device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the exposure apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a filter device and an exposure device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a device manufacturing method using the exposure apparatus of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device using the exposure apparatus of the present invention.
  • exposure apparatus 10 is connected to filter apparatus 70 via ducts 90a and 90b.
  • the ducts 90a and 90b are used to reduce the amount of contaminants, such as stainless steel (SUS) or fluororesin, which adhere to the surface of various optical elements and cause deterioration of the optical performance of those optical elements, and to use materials. Formed.
  • the exposure device 10 and the filter device 70 are arranged in a clean room 95 that can be adjusted to a predetermined temperature.
  • the exposure apparatus 10 includes an exposure light source 11, a beam 'matching' unit (hereinafter, referred to as “BMU”) 12, and a main chamber 13.
  • the BMU 12 includes a plurality of optical elements, and the plurality of optical elements are housed in the BMU chamber 12a.
  • the BMU 12 optically connects the exposure light source 11 to the main chamber 13, and the exposure light EL emitted from the exposure light source 11 is guided into the main chamber 13 via the BMU 12.
  • the exposure light source 11 may be arranged in a clean room 95 or a utility room formed under the floor of the clean room 95.
  • the exposure apparatus 10 transfers an image of a pattern formed on a reticle R functioning as a mask onto a wafer W as a substrate by irradiating exposure light EL inside the main chamber 13.
  • a schematic configuration of the main body chamber 13 will be described.
  • an exposure chamber 20 which forms an exposure space through which the exposure light EL passes, a reticle loader chamber 40, which accommodates a plurality of reticles R, and a wafer loader chamber, which accommodates a plurality of wafers W. 45 are defined.
  • an illumination system barrel 21, a reticle chamber 22, a projection system barrel 23, and a wafer chamber 24 are arranged in the optical axis direction of the exposure light EL introduced through the BMU 12. It is arranged in order along.
  • the illumination system barrel 21 houses an illumination optical system for illuminating the reticle R disposed in the optical path of the exposure light EL.
  • This illumination optical system includes optical elements such as a fly-eye lens (which may be a rod integrator) 26, a mirror 27, and a condenser lens 28 which form an optical integration unit.
  • the fly-eye lens 26 forms a large number of secondary light sources for illuminating the reticle R with a uniform illuminance distribution on the rear surface thereof when the exposure light EL from the exposure light source 11 is incident. Behind the fly-eye lens 26, a reticle blind 29 for shaping the shape of the exposure light EL is arranged.
  • a disk-shaped parallel flat glass (not shown) that forms a part of the optical element of the illumination optical system is arranged.
  • This parallel plate glass is formed of a material (synthetic quartz, fluorite, etc.) that transmits the exposure light EL.
  • a projection for projecting an image of the pattern on the reticle R illuminated by the illumination optical system onto the wafer W arranged in the optical path of the exposure light EL is provided inside the projection system barrel 23.
  • the optical system is housed.
  • the projection optical system includes a pair of cover glasses (not shown) provided at the entrance and the exit of the exposure light EL in the projection system barrel 23, and a plurality of cover glasses (in this example) provided between the pair of cover glasses. (Only two are shown).
  • the projection optical system converts the projected image of the circuit pattern on the reticle R, for example, reduced to 1/5 or 1/4, onto the wafer W on the surface of which a photoresist photosensitive to the exposure light EL is applied. Formed.
  • a reticle stage RST is arranged inside the reticle chamber 22 .
  • the reticle stage RST movably holds the reticle R on which a predetermined pattern is formed in a plane orthogonal to the optical axis of the exposure light EL.
  • a movable mirror that reflects the laser beam from the reticle-side interferometer 33 is fixed to an end of the reticle stage RST.
  • the position of the reticle stage RST in the running direction is constantly detected by the reticle-side interferometer 33, and the reticle stage RST is controlled to a predetermined position under the control of the control unit 15 that controls the overall operation of the exposure apparatus 10. Driven in the running direction.
  • a wafer stage WST is arranged inside the wafer chamber 24 .
  • a photoresist having photosensitivity to exposure light EL was applied.
  • the wafer W is held so as to be movable in a plane orthogonal to the optical axis of the exposure light EL and to be finely movable along the optical axis of the exposure light EL.
  • a movable mirror that reflects the laser beam from the wafer-side interferometer 34 is fixed to the end of the wafer stage WST, and the position of the wafer stage WST within the movable plane is determined by the wafer-side interferometer 34. Always detected.
  • the wafer stage WST can move not only in the running direction but also in a direction perpendicular to the running direction under the control of the control unit 15. This configuration enables a step-and-scan operation in which scanning exposure is repeated for each shot area on the wafer W.
  • the illumination area on the reticle R is rectangular (slit) by the reticle blind 29. Is formatted as This illumination area extends along a direction orthogonal to the running direction on the reticle R side.
  • Vr the circuit pattern on the reticle R is sequentially illuminated from one end to the other end in a slit-shaped illumination area.
  • the circuit pattern force on the reticle R in the illumination area is projected onto the wafer W via the projection optical system, and a projection area is formed.
  • the wafer W Since the wafer W has an inverted image relationship with the reticle R, the wafer W is scanned at a predetermined speed Vw in a direction opposite to the scanning direction of the reticle R in synchronization with the scanning of the reticle R. By this scanning, the entire surface of the shot area of the wafer W is exposed.
  • the scanning speed ratio Vw / Vr corresponds to the reduction magnification of the projection optical system, and the circuit pattern on the reticle R is accurately reduced and transferred onto each shot area on the wafer W.
  • the reticle chamber 22 and the wafer chamber 24 are defined inside a main body column 36 housed in the exposure chamber 20.
  • the main body column 36 holds the projection system lens barrel 23 such that one end thereof is exposed in the reticle chamber 22 and the other end is exposed in the wafer chamber 24.
  • the main body column 36 is supported on a base plate 37 installed on the bottom surface of the exposure chamber 20 via a plurality of (only two are shown in FIG. 3) anti-vibration tables 38.
  • a supply pipe 50 and a discharge pipe 51 are connected to each of the BMU room 12a, the illumination system barrel 21, and the projection system barrel 23.
  • illumination system tube 21 and projection system tube 23 Is supplied through a supply pipe 50 from a tank 55 in a utility plant of a microdevice factory, which is an inert gas force which is an optically inert purge gas.
  • the gas inside the BMU room 12a, the illumination system lens barrel 21, and the projection system lens barrel 23 is discharged to the outside of the factory via the discharge pipe 51.
  • the inert gas is a single gas selected from nitrogen, helium, neon, argon, krypton, xenon, and radon, or a mixed gas thereof, and is chemically purified. .
  • This purge gas is supplied to reduce the concentration of impurities such as water or organic compounds that contaminate various optical elements inside the BMU room 12a, the illumination system lens barrel 21, and the projection system lens barrel 23.
  • impurities such as water or organic compounds that contaminate various optical elements inside the BMU room 12a, the illumination system lens barrel 21, and the projection system lens barrel 23.
  • Moisture and organic compounds are substances that accumulate on the surface of various optical elements under irradiation of exposure light EL to cause a clouding phenomenon, and oxygen is a light-absorbing substance that absorbs a KrF excimer laser.
  • the supply pipe 50 is provided with a purge gas filter 52 for removing impurities in the purge gas, and a temperature control dryer 53 for adjusting the temperature of the purge gas to a predetermined temperature and removing moisture in the purge gas. ing.
  • the organic compound examples include an organic silicon compound, an ammonium salt, a sulfate, a volatile matter from a resist on the wafer W, and a slidability improving agent used for a component having various driving units.
  • the supply pipe 50 and the discharge pipe 51 may be connected to the reticle chamber 22 to supply the purge gas into the reticle chamber 22.
  • a reticle library 41 for storing a plurality of reticles R, and a horizontal multi-joint robot arranged closer to the exposure chamber 20 than the reticle library 41 are provided inside the reticle loader chamber 40.
  • the reticle loader 42 is accommodated.
  • the reticle loader 42 loads any one reticle R of the plurality of reticles R stored in the reticle library 41 onto the reticle stage RST, and reticles the reticle R on the reticle stage RST. Take it out to library 41.
  • a bottom A closed type cassette (container) of a pun type may be used.
  • the reticle loader 42 for example, a device having a mechanism for sliding a transfer arm may be used.
  • the reticle library 41 may be provided in a compartment different from the reticle loader room 40. In this configuration, the above-described sealed cassette may be placed on the upper portion of the reticle loader chamber 40, and the reticle R may be carried into the reticle loader chamber 40 with the bottom open while airtightness is maintained.
  • a wafer carrier 46 for storing a plurality of wafers W
  • a horizontal articulated robot 47 for moving wafers W in and out of the wafer carrier 46
  • a horizontal articulated robot for moving wafers W in and out of the wafer carrier 46
  • a wafer transfer device 48 that transfers the wafer W between the wafer stage 47 and the wafer stage WST is accommodated.
  • the wafer transfer device 48 may be omitted, and the wafer W may be transferred between the wafer carrier 46 and the wafer stage WST by the horizontal articulated robot 47. Further, the wafer carrier 46 may be provided in a compartment different from the wafer loader chamber 45.
  • the guide passage 60 is branched into three on the way, and the branch portions 60a to 60c are connected to the corresponding chambers 20, 40, and 45, respectively.
  • discharge passages 61 a to 61 c for guiding the gas inside the exposure chamber 20, the reticle loader chamber 40, and the wafer loader chamber 45 to the outside of the main body chamber 13.
  • an introduction passage 62 for introducing the air in the clean room 95 from the filter device 70 into the wafer chamber 24 via the duct 90b is provided inside the main body chamber 13.
  • the introduction passage 62 passes through the inside of the exposure chamber 20 and is connected to the main body column 36.
  • a discharge passage 63 for guiding the gas inside the wafer chamber 24 to the outside of the main body chamber 13.
  • a gas state such as an organic compound in the air introduced from the filter device 70 adheres to the surface of various optical elements and causes a decrease in optical performance of the optical elements.
  • a chemical filter 65 for removing contaminants is provided.
  • an optical element to which an organic substance adheres a specific optical element having a surface exposed to the inside of the main chamber 13 instead of various optical elements arranged in the optical path of exposure light is used. Attention may be paid to an element, in particular, an optical element facing the reticle or an optical element facing the wafer surface among a plurality of optical elements constituting the projection optical system.
  • the chemical canolefinolate 65 also removes an alkaline substance that reacts with the photoresist (photosensitive material) applied on the wafer W.
  • a photoresist called a chemically amplified type having excellent characteristics such as pattern formation characteristics and resolution is adopted.
  • Chemically amplified photoresists generally consist of components such as resins, photosensitive acid generators, dissolution promoters or cross-linking agents, and the acid is generated from the acid generator upon exposure to light, and the acid is generated during baking (PEB) after exposure. Act as a catalyst to promote the reaction of the dissolution accelerator or cross-linking agent and form a pattern by development.
  • Those using the dissolution promoter form a positive pattern, and those using the crosslinking agent form a negative pattern.
  • Chemically amplified photoresists are excellent in terms of resolution, but if there is a gas such as ammoniaamine in the air between exposure and PEB, the generated acid will react and escape into the air, making it difficult for the photoresist surface. A solubilized layer is formed. When this hardly-solubilized layer is formed, the formed pattern becomes a T-shape having an “eave” at the top (called a “T-top phenomenon”), which greatly hinders subsequent steps such as etching. For this reason, it is desirable that the chemical filter 65 has a function of removing an alkaline substance such as ammoniaamine.
  • gaseous contaminants and alkaline substances are collectively referred to as impurities in the air.
  • any of a filter for removing a gaseous alkaline substance, a filter for removing a gaseous acidic substance, and a filter for removing a gaseous organic substance can be used.
  • the chemical filter 65 include an activated carbon type (for removing gaseous organic substances) filter, an impregnated activated carbon type (for removing gaseous alkaline substances and gaseous acidic substances) filter, and an ion exchange fiber type (for removing gaseous acidic substances).
  • Filter for removal of gaseous alkaline substances, removal of gaseous acidic substances), ion exchange resin type (for removal of gaseous alkaline substances, removal of gaseous acidic substances), ceramics type (for removal of gaseous organic substances), impregnating agent Ceramic type (Gaseous anole A filter for removing potassium substances and for removing gaseous acidic substances) can be used. Any of the above-described types may be used as the chemical filter 65 alone, or any combination thereof may be used.
  • an upstream filter box 66 for removing fine particles (particles) in the air is provided at a connection portion of each branch portion 60a-60c with each of the chambers 20, 40, and 45. I have.
  • This upstream filter box 66 is a ULPA filter (Ultra Low
  • the upstream filter box 66 provided in the branch part 60a connected to the exposure chamber 20 is arranged so that the reticle R can be transported between the reticle loader chamber 40 and the reticle chamber 22.
  • a downstream filter box 67 including a ULPA filter and a filter plenum is also provided at the junction of each of the discharge passages 61a 61c and the discharge passage 63, while removing particulates (partake nore) in the gas. .
  • a chemical filter 65 for example, a chemical filter 65, a upstream filter box 66, and a flow direction of the forced air are arranged.
  • a guide passage temperature sensor 68 for detecting the temperature of the air flowing through the guide passage 60 is provided upstream of the branching portions 60a-60c in the guide passage 60.
  • a wafer chamber temperature sensor 69 for detecting the temperature of air introduced into the wafer chamber 24 is provided between the chemical filter 65 and the introduction passage 62 inside the wafer chamber 24. These two temperature sensors 68 and 69 are connected to the control unit 15, and a detection signal indicating the detected air temperature is input to the control unit 15.
  • the filter device 70 adjusts the air in the clean room 95 to a predetermined temperature, removes impurities in the air, and supplies the air into the main chamber 13 of the exposure apparatus 10. I do.
  • the filter device 70 has a device main body 71, and the device main body 71 has an intake port 72 for taking in the air in the clean room 95.
  • a discharge port 73 for discharging the taken-in air is formed.
  • the air in the clean room 95 is introduced into the main body 71 near the intake 72 of the main body 71.
  • a fan motor 74 is provided for taking in the air and forcing the taken air downstream.
  • a temperature adjusting device 76 for adjusting the temperature of the air taken in through the inlet 72 to a predetermined temperature.
  • the temperature adjusting device 76 includes a device-side temperature sensor 77 that functions as a temperature detecting unit that detects the temperature of the intake air, and a temperature adjusting unit 78 that includes a cooler 78a and a heater 78b.
  • the device-side temperature sensor 77 is disposed upstream of the cooler 78a and the heater 78b. More specifically, the device-side temperature sensor 77 is disposed upstream of the fan motor 74, and the cooler 78a and the heater 78b are disposed downstream of the fan motor 74.
  • the cooler 78a is located upstream of the heater 78b.
  • the cooler 78a may be arranged downstream of the heater 78b, or the cooler 78a and the heater 78b may be arranged at the same position in the air flow direction.
  • the device-side temperature sensor 77, the cooler 78a, and the heater 78b are connected to the control unit 15.
  • the control unit 15 controls the temperature of the air through the cooling by the cooler 78a and the heating by the heater 78b based on the detection result of the device-side temperature sensor 77 so that the air temperature matches the target value.
  • the control unit 15 controls the temperature of the air passing through the temperature adjustment unit 78 so that the temperature is, for example, within a range of 20 to 30 ° C. and substantially constant (eg, 23 ° C.).
  • a filter 80 for removing impurities in the air taken into the apparatus main body 71 is provided near the outlet 73 of the apparatus main body 71.
  • the finoleter 80 includes a chemical filter 81 functioning as a filter material for removing impurities in the air, and a ULPA filter 82 for removing fine particles (particles) in the air.
  • a chemical filter 81 functioning as a filter material for removing impurities in the air
  • a ULPA filter 82 for removing fine particles (particles) in the air.
  • three chemical filters 81 and one ULPA filter 82 are used.
  • the chemical filter 81 is arranged on the upstream side of the ULPA filter 82 so that the air sequentially passes through the three chemical filters 81 and then passes through the ULPA filter 82.
  • a chemical filter 81 is configured by combining the filter with a filter.
  • the chemical filter 81 may be made of any material, similarly to the chemical filter 65 provided in the guide passage 60 of the exposure apparatus 10.
  • the chemical filter 81 may be composed of those materials alone or in combination of any number of materials.
  • the positions of the chemical filter 81 and the ULPA filter 82 are not limited to those shown in FIG. 2.
  • the combination of the chemical filters 81 is arbitrarily selected according to the air taken into the filter device 70, that is, the impurities contained in the air in the clean room 95. It is preferable to determine the combination of the chemical filter 81 based on gas analysis of the air in the clean room 95 where the filter device 70 is installed.
  • the inside of the apparatus main body 71 is provided with a humidity adjusting device 84 which is located upstream of the filters 80 and adjusts the humidity of the air before passing through the filters 80.
  • the humidity adjustment device 84 includes a humidity adjustment unit 85, and an upstream humidity sensor 86 upstream of the humidity adjustment unit 85 and functioning as a first humidity detection unit that detects the humidity of the air. I have.
  • the humidity adjustment device 84 also includes a downstream humidity sensor 87 that functions as a second humidity detection unit that detects the humidity of the air after passing through the humidity adjustment unit 85 and before passing through the filter 80. .
  • the humidity adjustment unit 85 is disposed downstream of the temperature adjustment device 76, more specifically, between the temperature adjustment unit 78 of the temperature adjustment device 76 and the filter 80. Further, an upstream humidity sensor 86 is arranged between the temperature adjustment unit 78 and the humidity adjustment unit 85, and a downstream humidity sensor 87 is arranged between the humidity adjustment unit 85 and the filter 80.
  • the humidity adjusting unit 85 has a humidifying function and a dehumidifying function.
  • the upstream humidity sensor 86 and the downstream humidity sensor 87 detect the relative humidity of air.
  • the humidity sensors 86 and 87 for example, an impedance / capacity change type, an electromagnetic wave absorption type, a heat conduction application type, and a quartz oscillation type sensor can be used according to the humidity measurement method.
  • the humidity adjustment unit 85, the upstream humidity sensor 86, and the downstream humidity sensor 87 are It is connected to the control unit 15.
  • the control unit 15 adjusts the humidification amount and the dehumidification amount in the humidity adjustment unit 85 based on the detection result of the upstream humidity sensor 86, and controls the humidity of the air so that the humidity of the air is maintained substantially constant.
  • the relative humidity force S of the air after passing through the humidity adjusting section 85 and before passing through the filter 80 is 20%, preferably 40% to 60%, more preferably 45% to 55%. It is kept almost constant (for example, 50%) within the range.
  • the downstream humidity sensor 87 monitors the humidity of the air adjusted by the humidity adjustment unit 85. Further, the control unit 15 may use the detection results of both the upstream humidity sensor 86 and the downstream humidity sensor 87 so that the humidity of the air is adjusted to be constant.
  • Air conditioning in the exposure apparatus 10 connected to the filter device 70 configured as described above is performed, for example, as follows.
  • the air in the clean room 95 is taken into the device main body 71 through the inlet 72 by the suction force of the fan motor.
  • the taken-in air passes through the device-side temperature sensor 77, the temperature of the passing air is detected by the device-side temperature sensor 77, and a detection signal is input to the control unit 15. Then, the air that has passed through the device-side temperature sensor 77 is pumped downstream by the fan motor 74.
  • the control unit 15 When the temperature of the air detected by the device-side temperature sensor 77 is higher than the target value, the control unit 15 operates the cooler 78a. Conversely, when the temperature of the air detected by the device-side temperature sensor 77 is lower than the target value, the control unit 15 operates the heater 78b. If the temperature of the air detected by the device-side temperature sensor 77 matches the target value, the control unit 15 does not operate either the cooler 78a or the heater 78b. Therefore, the temperature of the air pumped downstream by the fan motor 74 is adjusted to a predetermined temperature (target value) by passing the air through the temperature adjustment unit 78.
  • target value predetermined temperature
  • the control unit 15 When the air adjusted to a predetermined temperature passes through the upstream humidity sensor 86, the relative humidity of the passing air is detected by the upstream humidity sensor 86, and the relative humidity of the air is detected.
  • the detected detection signal is input to the control unit 15.
  • the control unit 15 activates the humidity adjustment unit 85 to humidify the air.
  • Upstream humidity sensor 86 When the relative humidity of the air detected by the controller is higher than the target value, the control unit 15 operates the humidity adjustment unit 85 to dehumidify the air. When the relative humidity of the air detected by the upstream humidity sensor 86 matches the target value, the control unit 15 does not operate the humidity adjustment unit 85. Therefore, the temperature of the air passing through the upstream humidity sensor 86 is adjusted to a predetermined relative humidity (target value) by passing the air through the humidity adjusting unit 85.
  • the downstream humidity sensor 87 detects the relative humidity of the passing air again and controls the detection signal. Entered in part 15. If the relative humidity of the air detected by the downstream humidity sensor 87 is lower than the target value, the control unit 15 continues to operate the humidity adjusting unit 85 to change the relative humidity of the air to a predetermined relative humidity ( Humidify the air to match the target value).
  • the temperature and humidity of the air that has passed through the temperature adjustment unit 78 and the humidity adjustment unit 85 are adjusted such that both the temperature and the relative humidity substantially match the target values.
  • air passes sequentially through the three chemical filters 81.
  • the chemical cannole filter 81 almost completely removes and contaminates impurities (gaseous alkaline substances, gaseous acidic substances, and gaseous organic substances) in the air.
  • the air that has passed through the chemical filter 81 then passes through the ULPA finoleta 82.
  • the ULPA filter 82 almost completely adsorbs and removes fine particles (particles) in the air.
  • the amount of air passing through the duct 90a is larger than the amount of air passing through the duct 90b.
  • the amount of air passing through duct 90a is set to be four times the amount of air passing through duct 90b.
  • the ratio between the amount of air passing through the duct 90a and the amount of air passing through the duct 90b can be appropriately changed according to, for example, the volume of the space to which air is supplied.
  • the air introduced into the main chamber 13 through the duct 90a flows through the guide passage 60 into the exposure chamber 20, the reticle loader chamber 40, and the wafer loader chamber 45.
  • air When air flows into each of the chambers 20, 40, and 45, air passes through the chemical filter 65 and the upstream filter bottom 66, so that impurities and fine particles (particles) in the air are more completely absorbed and removed. Is done.
  • the control unit 15 When the air in the guide passage 60 passes through the guide passage temperature sensor 68, the temperature of the passing air is detected by the guide passage temperature sensor 68, and the detection signal is sent to the control unit 15. Will be entered. When the temperature of the air passing through the guide passage temperature sensor 68 is different from the target value, the control unit 15 operates the temperature adjusting device 76 of the filter device 70 to control the air passing through the filter device 70. Adjust the temperature.
  • the temperatures in the chambers 20, 40, and 45 are constantly adjusted to be constant.
  • the pressure in each of the chambers 20, 40, 45 is increased by the introduction of air, a part of the gas in each of the chambers 20, 40, 45 flows into the discharge passages 61a to 61c.
  • the gas in the discharge passages 61a and 61c passes through the downstream filter box 67 and is discharged outside the main chamber 13, that is, into the clean room 95.
  • the air introduced into the main chamber 13 through the duct 90b flows into the wafer chamber 24 through the introduction passage 62.
  • the air passes through the chemical filter 65 and the upstream filter box 66, so that impurities and fine particles (particles) in the air are more completely absorbed and removed. Is done.
  • the control unit 15 activates the temperature adjusting device 76 of the filter device 70 to control the temperature of the air passing through the filter device 70. To adjust.
  • the filter device 70 includes driving components such as a fan motor 74, and the exposure device 10 includes driving components such as a reticle blind 29 ° reticle stage RST and a wafer stage WST.
  • a sliding property improving agent is used in a sliding portion of these drive components.
  • a substance in which generation of volatile substances for example, a fluorine-based grease is used as the slidability improving agent.
  • the amount of volatile matter generated when about 10 mg of fluorine-based grease is heated at 60 ° C for 10 minutes in a nitrogen atmosphere is, for example, 150 xg / m 3 or less in terms of toluene.
  • the amount of volatilized material generated in the heating conditions described above is, in toluene converted value 100 zg / m 3 or less it is desirable instrument 40 x gZm 3 It is more desirable that:
  • As a grease of 40 zg / m 3 for example, Demnum (trade name) manufactured by Daikin is known.
  • a humidity adjusting device 84 for adjusting the relative humidity of air before passing through the filter 80 is provided upstream of the filter 80.
  • the humidity of the air passing through the filter device 70 is adjusted to a predetermined relative humidity (target value) by the humidity adjusting device 84, and the relative humidity fluctuation of the air is reduced. Therefore, when passing through the aerodynamic S filter 80, the amount of water transferred between the air and the filter 80 is reduced, and the generation of heat of adsorption or latent heat of evaporation due to the transfer of water is suppressed. . For this reason, in the air that has passed through the filter 80, the temperature stability of the air in which the temperature fluctuation width with respect to the target temperature is small can be improved.
  • the humidity adjustment device 84 includes an upstream humidity sensor 86 that detects the relative humidity of air, and an air humidity sensor 86 based on the detection result of the upstream humidity sensor 86.
  • an upstream humidity sensor 86 is arranged on the upstream side of the humidity adjustment unit 85.
  • the relative humidity of the gas passing through the upstream humidity sensor 86 is higher than the target value, the relative humidity of the air matches the target value based on the detection result by the upstream humidity sensor 86.
  • the humidity adjustment unit 85 quickly dehumidifies the air. For this reason, the adjustment accuracy of the relative humidity of air can be improved.
  • a downstream humidity sensor 87 for detecting the relative humidity of the air after passing through the humidity adjusting unit 85 and before passing through the filter 80 is provided. I have.
  • the relative humidity of the air after passing through the humidity adjustment unit 85 is detected by the downstream humidity sensor 87. If the relative humidity of the air is different from the target value based on the detection result of the downstream humidity sensor 87, the relative humidity of the air is quickly adjusted by the humidity adjusting unit 85. Therefore, the adjustment accuracy of the relative humidity of the air can be further improved.
  • the humidity adjustment unit 85 is provided on the downstream side of the temperature adjustment device 76. After the temperature of the air passing through the filter device 70 is adjusted to the target temperature by the temperature adjusting device 76, the humidity of the air is adjusted to the target relative humidity by the humidity adjusting unit 85. As described above, since the relative humidity of the temperature-adjusted air is adjusted, the relative humidity can be easily adjusted.
  • the temperature adjusting device 76 includes a device-side temperature sensor 77 for detecting the temperature of air, and a temperature And a temperature adjusting unit 78 for adjusting the temperature of the air.
  • the device-side temperature sensor 77 is disposed upstream of the temperature adjustment unit 78. Therefore, the air inside the filter device 70 Before the air passes through the temperature adjustment unit 78, the temperature of the air is detected by the device-side temperature sensor 77. Then, when the air passes through the temperature adjusting section 78, the temperature of the air is adjusted based on the detection result by the device-side temperature sensor 77 so as to match the target value. For this reason, the accuracy of adjusting the temperature of the air can be improved.
  • the filter 80 is provided with the chemical filter 81 capable of adsorbing and removing impurities in the air.
  • the chemical filter 81 can suppress a decrease in the optical performance of various optical elements and a reaction of the resist applied on the wafer with ammoniaamine, thereby improving the exposure accuracy of the exposure apparatus 10. .
  • the chemical filter 81 can efficiently remove extremely small amount of impurities mixed in the air in the clean room 95.
  • the chemical filter 81 has a force that combines the activated carbon filter, the impregnated activated carbon filter, and the ion exchange resin filter, or It consists of a combination of an ion exchange fiber type (for removing gaseous acidic substances) filter and an ion exchange fiber type (for removing gaseous alkaline substances) filter. By such a combination, it is possible to remove various organic substances and alkali substances existing in the gaseous state in the air.
  • These activated carbon type, impregnated activated carbon type, ion exchange resin type, and ion exchange fiber type chemical filters are relatively inexpensive and have a stable contaminant removal capability. It is suitable as the chemical filter 81 of FIG.
  • the exposure apparatus 10 transfers the air that has passed through the filter apparatus 70 into the exposure chamber 20, the wafer chamber 24, the reticle loader chamber 40, and the wafer loader chamber 45 in the main body chamber 13. Supplying.
  • each of the chambers 20, 24, 40, and 45 air adjusted to a substantially constant temperature (target temperature) while removing impurities and fine particles (particles) is supplied. Accordingly, the temperature fluctuation force S in each of the chambers 20, 24, 40, and 45 is extremely high / J, and the internal force S in each of the chambers 20, 24, 40, and 45 is accurately maintained at the target temperature. For this reason, measurement errors of reticle-side interferometer 33 and wafer-side interferometer 34 due to so-called air fluctuation (temperature fluctuation) are suppressed, and position control of reticle stage RST and wafer stage WST can be performed with high accuracy. This result As a result, in the exposure apparatus 10, stable exposure accuracy can be obtained.
  • the concentration of impurities and fine particles (particles) in each of the chambers 20, 24, 40, and 45 can be kept low, the exposure accuracy of the exposure apparatus 10 can be improved, and even if a fine pattern is formed. Exposure can be performed with high accuracy.
  • the filter device 70 is connected to the main chamber 13 via the ducts 90a and 90b. With this configuration, there is no need to manufacture the exposure apparatus 10 in which the filter device 70 is integrated in advance. If the filter device 70 is connected to the main body chamber 13 of the exposure apparatus 10 through the ducts 90a and 90b, the air whose impurities have been removed and adjusted to a predetermined temperature can be supplied to the inside of the exposure apparatus 10. Can be. Therefore, the versatility of the exposure device 10 can be improved. Further, the temperature fluctuation of the air in the exposure apparatus 10 can be suppressed, and the temperature in the exposure apparatus 10 can be maintained at a substantially desired temperature.
  • the configuration in which the air in the clean nozzle 95 is introduced into the main body chamber 13 through the filter device 70 and the ducts 90a and 90b has been described.
  • the filter device 70 of the present invention is applied to the exposure apparatus 10 including the main body chamber 13 and the mechanical chamber 100 provided adjacent to the main body chamber 13 will be described with reference to FIG. This will be described with reference to FIG.
  • a machine room side air intake 102 for taking in air from the filter device 70 is formed below the machine room main body 101 side of the machine room 100.
  • the machine room side air inlet 102 is connected to the outlet 73 of the filter device 70 via a duct 90c.
  • a cooler (dry coil) 103 is provided inside the machine room main body 101 at a position slightly below the center in the height direction.
  • a machine room temperature sensor 104 for detecting the temperature of the cooler surface is arranged. The detection value of the machine room temperature sensor 104 is supplied to the control unit 15.
  • a drain pan 103a is arranged below the cooler 103.
  • the inside of the machine room main body 101 is located at a predetermined distance above the cooler 103.
  • a first heater 105 is disposed on the first heater 105, and a first blower 106 is disposed above the first heater 105.
  • a machine room side first discharge port 107 is formed at a position corresponding to the air outlet of the first blower 106.
  • the first exhaust port 107 on the machine room side is connected to the entrance of the guide passage 60 of the exposure apparatus 10 by an extendable bellows-like guide passage side duct 108.
  • the air that has passed through the first blower 106 is guided to the guide passage 60 of the exposure apparatus 10 via the guide passage side duct 108.
  • a machine room side second discharge port 109 is formed at a position corresponding to a position between the cooler 103 and the first heater 105.
  • the second discharge port 109 on the machine room side is connected to the inlet of the introduction passage 62 of the exposure apparatus 10 by an extendable bellows-like introduction passage side duct 110.
  • Part of the air that has passed through the cooler 103 is guided to the introduction passage 62 of the exposure apparatus 10 through the introduction passage duct 110.
  • the flow rate of the air passing through the introduction passage side duct 110 is set to about 1Z5 of the flow rate of the air passing through the cooler 103.
  • a second heater 97 and a second blower 98 disposed downstream of the second heater 97 are provided.
  • the second heater 97, the cooler 103 of the machine room 100, and the first heater 105 are connected to the control unit 15.
  • the downstream ends of the discharge passages 61a-61c and the return passage 64 of the exposure apparatus 10 are connected to the vicinity of the air intake port 102 in the machine room main body 101.
  • a return air inlet 111 is formed in the machine room main body 101 at a position corresponding to the connection between the discharge passages 61a-61c and the return passage 64.
  • two chemical filters 112 are provided so as to cover the air intake port 102 and the return air intake port 111, respectively.
  • These chemical filters 112 may be made of any material, similarly to the chemical filter 81 provided in the filter device 70.
  • the chemical filter 81 can be configured by using these materials alone or in combination of any number of materials.
  • the finoletor device 70 is attached to the exposure device 10 including the main body chamber 13 and the machine room 100. In this way, the air in the clean room 95 taken from the air intake 102 of the machine room 100 is sent into the main body chamber 13 through the machine room 100.
  • the filter device 70 can also be applied to the exposure device 10. Therefore, it is possible to attach the filter device 70 of the present invention to an exposure device already installed in a semiconductor factory.
  • a humidity adjustment device having the same configuration as the humidity adjustment device 84 provided in the filter device 70 may be provided in the machine room 100 in the second embodiment.
  • the amount of air to be subjected to humidity control is different from that in the case where the humidity is adjusted by the filter device 70.
  • the humidity controller provided in the machine room 100 controls the humidity of the air
  • the power for the control may increase and the humidity controller may become larger.
  • the accuracy of humidity control may be reduced.
  • the filter device 70 is attached to the air intake port 102 of the machine room 100 via a duct 90c, etc.
  • the size of the temperature control device can be reduced, and the humidity control can be performed with high accuracy.
  • At least one of the cooler 103 of the machine room 100, the first heater 105, and the second heater 97 of the exposure apparatus 10 may be omitted.
  • the filter device 70 may be provided integrally with the exposure device 10.
  • the apparatus main body 71 and the ducts 90a to 90c can be omitted, and the number of components constituting the exposure apparatus 10 can be reduced.
  • the heater 78b of the filter device 70 may be omitted.
  • At least one of a dehumidifying device for dehumidifying air flowing through the filter device 70 and a humidifying device for humidifying air is provided as the humidity adjusting unit 85 in the filter device 70. May be.
  • the upstream humidity sensor 86 of the filter device 70 is It may be arranged on the upstream side of the adjusting unit 78, for example, at a position corresponding to the device-side temperature sensor 77. Further, the downstream humidity sensor 87 may be omitted.
  • a temperature and humidity sensor capable of detecting both the temperature and humidity of air may be used instead of the device-side temperature sensor 77 and the humidity sensors 86 and 87 of the filter device 70.
  • the humidity sensors 86 and 87 are not limited to those detecting the relative humidity of air. These humidity sensors 86 and 87 may be sensors that detect, for example, absolute humidity of air, wet bulb temperature or dew point temperature. The humidity sensors 86 and 87 may be sensors that detect the ratio between the partial pressure of water vapor and the partial pressure of air (volume ratio) or the ratio between the weight of steam and the weight of air (weight ratio). ,.
  • the filter device 70 adjusts the temperature and humidity of the air flowing through the inside.
  • the filter device 70 may be configured such that the pressure in the main chamber 13 (the amount of air blown to the main chamber 13) can be adjusted in addition to the temperature and the humidity.
  • the filter device 70 is not limited to a device that supplies air into the main body chamber 13 of the exposure device 10.
  • the filter device of the present invention may supply a gas other than air, such as a purge gas, into the main chamber 13 of the exposure apparatus 10.
  • the filter device may be connected to, for example, the supply pipe 50 connected to the BMU room 12a of the exposure device 10, the illumination system lens barrel 21, and the projection system lens barrel 23.
  • a dryer for removing the moisture in the purge gas discharged from the filter device be provided downstream of the filter device in the supply pipe 50.
  • a HEPA filter High Efficiently Particulate Air-filter
  • the thickness and packing density of the chemical filter 81 of the filter device 70, the chemical filter 65 of the exposure device 10, the chemical filter of the upstream filter box 66, and the chemical filter 112 of the machine room 100 Is optional.
  • the amount of water exchanged between each chemical filter and the air passing through the chemical filter is such that each chemical filter becomes smaller as it approaches the main body column 36 of the exposure apparatus 10.
  • the thickness and / or packing density of the filter may be varied. In this case, for example, the body chamber
  • Each of the chemical filters may be configured such that the thickness and / or the packing density increase in the order of the chemical filter in the chemical filter 13, the chemical filter in the machine room main body 101, and the chemical filter in the apparatus main body 71.
  • the first filter device that supplies air into the guide passage 60 of the exposure device 10 and the second filter device that introduces air into the introduction passage 62 of the exposure device 10 A filter device may be connected. In this way, the state of the air flowing through the guide passage 60 (temperature and humidity) and the state of the air flowing through the introduction passage 62 (temperature and humidity) can be individually adjusted.
  • the liquid is discharged to the outside of the main body chamber 13 via the discharge passages 61a to 61c, the discharge passage 63 (first embodiment), and the return passage 64 (second embodiment) of the exposure apparatus 10.
  • the exposing device 10 and the filter device 70 may be configured so that at least a part of the air that has flowed directly flows into the filter device 70. That is, a part of the air in main body chamber 13 may circulate inside main body chamber 13 and inside filter device 70. In this case, a duct is provided for connecting the air discharge portion of the main body chamber 13 to the filter device 70.
  • SUS stainless steel
  • fluororesin that generates a small amount of contaminants that adhere to the surface of various optical elements and cause deterioration of the optical performance of those optical elements.
  • the exposure apparatus 10 is not limited to an apparatus having the main body column 36 in the main body chamber 13.
  • the exposure apparatus 10 may be, for example, an apparatus in which a reticle chamber 22 and a wafer chamber 24 are formed in different chambers, and a projection system barrel 23 is arranged between the chambers.
  • the projection optical system is not limited to the refraction type, but may be a catadioptric type or a reflection type.
  • an exposure apparatus that does not have a projection optical system for example, a contact exposure apparatus that transfers a mask pattern to a substrate by bringing a mask and a substrate into close contact, and transfers a mask pattern to a substrate by bringing a mask and a substrate close together
  • the present invention can be similarly applied to a proximity exposure apparatus.
  • the exposure apparatus of the present invention is not limited to a reduction exposure type exposure apparatus.
  • An exposure apparatus of a 1: 1 exposure type or an enlarged exposure type may be used.
  • an exposure apparatus using DUV (deep ultraviolet) or VUV (vacuum ultraviolet) light generally uses a transmissive reticle, and the reticle substrate is quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, magnesium fluoride. Or quartz or the like is used.
  • a transmission type mask stencil mask, memrene mask
  • a silicon wafer is used as a mask substrate.
  • the present invention can be similarly applied not only to an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element but also to an exposure apparatus as described below.
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus used for manufacturing a display including a liquid crystal display element (LCD) and transferring a device pattern onto a glass plate.
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus used for manufacturing a thin film magnetic head or the like and transferring a device pattern to a ceramic wafer.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus used for manufacturing a CCD image sensor.
  • the present invention is also applied to a step-and-repeat batch exposure type exposure apparatus in which a mask pattern is transferred to a substrate while the mask and the substrate are stationary, and the substrate is sequentially moved in steps. Can be.
  • a single-wavelength laser in the infrared or visible range oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium and erbium and ytterbium, and amplified.
  • a harmonic obtained by converting the wavelength of the laser light into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used as a light source.
  • the exposure apparatus 10 of the embodiment is manufactured, for example, as follows. First, a plurality of lens elements 31 and a cover glass constituting the projection optical system are housed in the projection system barrel 23. An illumination optical system including optical members such as a mirror 27 and lenses 26 and 28 is housed in the illumination system barrel 21. Then, the illumination optical system and the projection optical system are incorporated in the main chamber 13 to perform optical adjustment. Next, a wafer stage WST (including a reticle stage RST in the case of a scan type exposure apparatus) including a large number of mechanical parts is attached to the main chamber 13 and wiring is connected.
  • a wafer stage WST including a reticle stage RST in the case of a scan type exposure apparatus
  • the components constituting the lens barrels 21 and 23 are assembled after removing impurities such as processing oil and metal substances by, for example, ultrasonic cleaning. It is desirable to manufacture the exposure apparatus 10 in a clean room in which the temperature, humidity, and pressure are controlled and the degree of cleanliness is adjusted.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of manufacturing a device (for example, a semiconductor device such as an IC or an LSI, a liquid crystal display device, an imaging device (for example, a CCD), a thin-film magnetic head, and a micromachine).
  • a device for example, a semiconductor device such as an IC or an LSI, a liquid crystal display device, an imaging device (for example, a CCD), a thin-film magnetic head, and a micromachine).
  • step S101 design step
  • a function and performance design of a device for example, a circuit design of a semiconductor device
  • a pattern for realizing the function is formed.
  • step S102 mask manufacturing step
  • step S103 substrate manufacturing step
  • a substrate is manufactured using materials such as silicon and a glass plate (when a silicon material is used, a wafer W is manufactured).
  • step S104 substrate processing step
  • step S105 device assembly step
  • step S105 Multiple steps, such as ising, bonding, and packaging steps (such as chip encapsulation), are included as needed.
  • step S106 inspection step
  • inspections such as an operation check test and a durability test of the device manufactured in step S105 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
  • FIG. 6 is a flowchart showing details of an example of step S104 in FIG. 5 in the case of a semiconductor device.
  • step S111 oxidation step
  • step S112 CVD step
  • step S113 electrode forming step
  • step S114 ion implantation step
  • ions are implanted into the wafer W.
  • the post-processing step is executed as follows.
  • a photosensitive agent is applied to the wafer W in step S115 (resist forming step).
  • step S116 exposure step
  • the circuit pattern of the mask reticle R
  • step S118 etching step
  • steps of the wafer W other than the portion where the resist remains are removed by etching.
  • step S119 resist removing step
  • the resolution can be improved by the exposure light EL in the vacuum ultraviolet region, and the exposure amount can be controlled with high precision. Therefore, the exposure accuracy can be improved, and a highly integrated device having a minimum line width of about 0.1 zm can be manufactured with high yield.

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Abstract

　不純物の除去性能を高く維持しつつ、気体の温度安定性を向上させるフィルタ装置。フィルタ装置（７０）は、気体に含まれる不純物を除去するフィルタ（８０）と、気体の温度を所定の温度に調整する温度調整装置（７６）とを含む。フィルタ装置は、フィルタの上流側に配置され、かつフィルタを通過する前の気体の湿度を調整する湿度調整装置（８４）を更に含む。

Description

明 細 書
フィルタ装置及び露光装置並びにデバイスの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、気体中の不純物を除去するとともに、気体の湿度を調整するフィルタ装 置に関する。また、本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜 磁気ヘッド等、各種デバイスの製造プロセスのフォトリソグラフィー工程で使用される 露光装置に関する。さらに、本発明は、前記各種デバイスを製造するためのデバイス の製造方法に関する。
^景技術
[0002] この種の露光装置では、所定のパターンが形成されたレチクル、フォトマスク等のマ スクを所定の露光光で照明する照明光学系が設けられている。また、露光装置には 、この照明光学系の照明により、所定のパターンの像をフォトレジスト等の感光性材 料の塗布された基板（例えば、ウェハ、ガラスプレート）上に投影する投影光学系が 設けられている。これらの照明光学系及び投影光学系は、複数のレンズエレメント、ミ ラー等の光学素子を含み、鏡筒内に収容されている。
[0003] 露光装置は非常に精密な装置であり、露光装置の各部に所望の性能を発揮させる ためには、装置内部の温度を一定に維持する必要がある。従来では、露光装置を、 室内温度を調節可能なクリーンルーム内に設置して、そのクリーンルーム内の温度 制御された空気を露光装置内に導入することにより、露光装置内の温度分布が均一 化される。
[0004] このような露光装置では、近年の回路パターンの著しい微細化要求に対応すベぐ 露光光の短波長化が進められてきている。例えば、最近では、遠紫外域の KrFェキ シマレーザ（λ = 248nm)、さらに真空紫外域の ArFエキシマレーザ（λ = 193nm) を露光光として使用した露光装置が開発されている。
[0005] ところで、このような短波長の露光光を用いる場合、次のような問題が明らかになつ てきた。すなわち、その露光光が通過する空間（例えば、鏡筒の内部空間）内に存在 する酸素、水蒸気、炭化水素ガス、あるいは露光光と反応してレンズエレメント等の光 学素子の表面に曇り物質を生ずる有機物質のガスなどは、前記露光光を吸収する吸 光物質として作用するという問題である。
[0006] 露光光として、特に、 ArFエキシマレーザの波長以下の短い波長を持つ光を採用 した場合には、 i線等の紫外光の露光光に比べて前記吸光物質による露光光の吸収 が大きい。従って、露光光が光源から基板に到達するまでに露光光のエネルギが著 しく低下することがある。このように、露光光自体のエネルギが低下する力、、或いは光 学素子の曇りによって露光光の透過率が低下すると、露光装置のスループットが低 下して、製品の歩留まりが低下する。
[0007] 従来では、こうしたスループットの低下を抑制するために、露光装置の内部に前記 吸光物質を除去可能なケミカルフィルタを配置してレ、る。このケミカルフィルタによつ て、露光光の光路を含む空間内に送り込まれる気体中の吸光物質を除去する。また 、露光装置内の温度制御をより高精度に行うため、クリーンノレーム内の空気を、 目標 温度に対する変動幅がより小さくなるように制御した状態で露光装置内に送り込む露 光装置も開発されてきている。し力しながら、ケミカルフィルタに供給される空気の温 度が、ほぼ一定に維持されるように予め調整されたとしても、露光装置内に送り込ま れた空気の目標温度に対する変動幅が、空気がケミカルフィルタを通過する前に比 ベて大きくなるという問題が明らかになつてきた。
[0008] これは、空気がケミカルフィルタを通過する際に、空気とケミカルフィルタとの間で水 分の授受が行なわれるためと考えられる。詳しくは、ケミカルフィルタは、ケミカルフィ ルタの湿度が気体の湿度と平衡する量の水分を含む性質がある。即ち、ケミカルフィ ルタは、気体の湿度が高いほど多くの水を含む性質がある。したがって、空気の温度 を調整する際に、温度制御器が空気を加熱して相対湿度が下がった場合、ケミカル フィルタは、水分を放散し、ケミカルフィルタから蒸発潜熱が奪われる。その結果、ケミ カルフィルタに入る前の空気の温度よりも、ケミカルフィルタを通過した後の空気の温 度が低くなる。
[0009] 一方、空気の温度を調整する際に、空気を冷却器で冷却して相対湿度が上がった 場合、ケミカルフィルタは、水分を取り込むように吸着し、吸着熱が発生する。その結 果、ケミカルフィルタに入る前の空気の温度よりも、ケミカルフィルタを通過した後の空 気の温度が高くなる。このように、ケミカルフィルタを通過する前に空気の温度が所定 の温度に調整されていたとしても、ケミカルフィルタを通過させることによって、空気の 温度が変化する。
[0010] 現在、クリーンノレーム内の温度については精度よく調整されるものの、クリーンノレ一 ム内の湿度については、多くの場合、その制御幅や制御サイクルなどにおいて、十 分に調整されていない。そして、巨大なクリーンノレーム内の湿度管理を精度よく行う ためには、多大な設備投資が必要となる。
[0011] また、露光装置に環境制御装置を接続し、露光装置の内部の環境を制御する技術 も提案されている (例えば、特許文献 1参照）。その環境制御装置内には、前記吸光 物質を除去可能で、かつ空気の流通方向に沿って配置される複数のケミカルフィル タが設けられる。この露光装置によれば、空気とケミカルフィルタとの間で授受される 水分量は、空気の流通方向の下流ほど少ない。従って、環境制御装置内を通過する 空気の目標温度に対する変動幅が小さぐ空気の温度をほぼ目標値に維持すること ができる。
[0012] ケミカルフイノレタには、例えば、活性炭からなるものや、イオン交換繊維からなるもの など、多くの種類があり、空気とケミカルフィルタとの間で授受される水分量は、その ケミカルフィルタを構成する材質によって異なる。従って、前記環境制御装置が接続 された露光装置では、吸光物質の除去性能、及び空気とケミカルフィルタとの間で授 受される水分量など、多くの観点を総合的に見た上で、ケミカルフィルタの種類を選 択することが必要である。従って、ケミカルフィルタの選択の幅が狭まるおそれがある
[0013] また、露光装置において、今後ますます進む露光光の短波長化に対応するために は、露光装置の露光精度のさらなる向上が望まれる。この要求を満たすには、露光 装置内に導入される空気の温度のさらなる安定化を図る必要があり、その空気の温 度のみならず湿度をも、より高い精度で制御することが重要である。
[0014] 本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである 。その目的としては、不純物の除去性能を高く維持しつつ、気体の温度安定性を向 上することのできるフィルタ装置を提供することにある。また、より高くかつ安定した露 光精度を得ることのできる露光装置を提供することにある。また、高集積度のデバイス を効率よく製造することができるデバイスの製造方法を提供することにある。
特許文献 1 :特開 2002 - 158170号公報 (第 7-18頁、第 1図）
発明の開示
[0015] 本発明の第 1の態様では、気体に含まれる不純物を除去するフィルタと、気体の温 度を所定の温度に調整する温度調整装置とを備えるフィルタ装置が提供される。フィ ルタ装置は、フィルタの上流側に配置され、フィルタを通過する前の気体の湿度を調 整する湿度調整装置を備える。
[0016] 本発明の第 2の態様では、マスク上に形成されたパターンの像を基板上に転写す る露光装置が提供される。露光装置は、クリーンノレーム内の気体を取り込むフィルタ 装置を有する。フィルタ装置は、気体に含まれる不純物を除去するフィルタと、気体 の温度を所定の温度に調整する温度調整装置と、フィルタの上流側に配置され、か つ前記フィルタを通過する前の気体の湿度を調整する湿度調整装置とを含む。
[0017] 本発明の第 3の態様では、マスク上に形成されたパターンの像を基板上に転写す る露光装置と、クリーンルーム内の気体を取り込み、前記露光装置に取り込んだ気体 を供給するフィルタ装置とを含む露光システムが提供される。フィルタ装置は、気体 に含まれる不純物を除去するフィルタと、気体の温度を所定の温度に調整する温度 調整装置と、フィルタの上流側に配置され、かつ気体の湿度を調整する湿度調整装 置とを含む。
[0018] 本発明の第 4の態様では、リソグラフイエ程を含むデバイスの製造方法が提供され る。デバイスの製造方法は、本発明の第 2の態様の露光装置を用い
程で露光を行う工程を含む。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の第 1実施形態のフィルタ装置と露光装置とを示す概略図。
[図 2]図 1のフィルタ装置の概略図。
[図 3]図 1の露光装置の概略図。
[図 4]本発明の第 2実施形態のフィルタ装置と露光装置とを示す概略図。
[図 5]本発明の露光装置を用いたデバイスの製造方法を示すフローチャート。 [図 6]本発明の露光装置を用いた半導体素子の製造方法を示すフローチャート。 発明を実施するための最良の形態
[0020] (第 1実施形態）
以下に、本発明を、空気中の不純物を除去するフィルタ装置、及び半導体素子製 造用の露光装置、そして、半導体素子の製造方法に具体化した第 1実施形態につ いて、図 1一図 3を参照して説明する。
[0021] 図 1に示すように、露光装置 10はフィルタ装置 70と、ダクト 90a, 90bを介して接続 されている。ダクト 90a, 90bは、例えばステンレス鋼（SUS)又はフッ素樹脂など、各 種光学素子の表面に付着してそれら光学素子の光学性能の低下を引き起こす汚染 物質の発生量の少なレ、材料を用レ、て形成されてレ、る。これら露光装置 10とフィルタ 装置 70とは、所定の温度に調整可能なクリーンルーム 95内に配置されている。
[0022] 図 3に示すように、露光装置 10は、露光光源 11とビーム'マッチング 'ユニット（以下 、「BMU」という。）12と本体チャンバ 13とを含む。前記露光光源 11は、露光光 ELと して、例えば KrFエキシマレーザ（え = 248nm)を出射するレーザ光源である。前記 BMU12は複数の光学素子を含み、これら複数の光学素子は BMU室 12aに収容さ れている。この BMU12は、露光光源 11を本体チャンバ 13と光学的に接続し、この B MU12を介して露光光源 11から出射された露光光 ELが本体チャンバ 13内に導か れる。なお、露光光源 11は、クリーンノレーム 95、あるいはクリーンルーム 95の床下に 形成されるユーティリティルームに配置してもよレ、。
[0023] この露光装置 10は、本体チャンバ 13の内部において、露光光 ELの照射により、マ スクとして機能するレチクル R上に形成されたパターンの像を基板としてのウェハ W 上に転写する。以下に、本体チャンバ 13の概略構成について説明する。
[0024] 本体チャンバ 13の内部には、露光光 ELが通過する露光空間をなす露光室 20と、 複数のレチクル Rが収容されるレチクルローダ室 40と、複数のウェハ Wが収容される ウェハローダ室 45とが区画形成されている。
[0025] 前記露光室 20の内部には、照明系鏡筒 21、レチクル室 22、投影系鏡筒 23、及び ウェハ室 24が、前記 BMU12を介して導入された露光光 ELの光軸方向に沿って順 次配置されている。 [0026] 前記照明系鏡筒 21内には、露光光 ELの光路内に配置されたレチクル Rを照明す るための照明光学系が収容されている。この照明光学系は、ォプティカノレインテグレ ータをなすフライアイレンズ（ロッドインテグレータでもよレ、） 26、ミラー 27、コンデンサ レンズ 28等の光学素子を含む。前記フライアイレンズ 26は、露光光源 11からの露光 光 ELの入射により、その後方面に前記レチクル Rを均一な照度分布で照明する多数 の二次光源を形成する。そのフライアイレンズ 26の後方には、前記露光光 ELの形状 を整形するためのレチクルブラインド 29が配置されている。
[0027] 照明系鏡筒 21における露光光 ELの入口部と出口部には、前記照明光学系の一 部の光学素子をなす円板状の平行平板ガラス（図示略）が配置されている。この平行 平板ガラスは、露光光 ELを透過させる物質 (合成石英、蛍石など）により形成されて いる。
[0028] 前記投影系鏡筒 23の内部には、前記照明光学系によって照明されたレチクル R上 のパターンの像を、露光光 ELの光路内に配置されたウェハ W上に投影するための 投影光学系が収容されている。この投影光学系は、投影系鏡筒 23において露光光 ELの入口部と出口部にそれぞれ設けられる一対のカバーガラス（図示略）と、この一 対のカバーガラスの間に設けられる複数（この例では 2つのみ図示）のレンズエレメン ト 31とを含む。投影光学系は、例えば 1/5あるいは 1/4に縮小されたレチクル R上 の回路パターンの投影像を、前記露光光 ELに対して感光性を有するフォトレジスト が表面に塗布されたウェハ W上に形成する。
[0029] 前記レチクル室 22の内部には、レチクルステージ RSTが配置されている。このレチ クルステージ RSTにより、所定のパターンが形成されたレチクル R力 露光光 ELの光 軸と直交する面内で移動可能に保持される。レチクルステージ RSTの端部には、レ チクル側干渉計 33からのレーザビームを反射する移動鏡が固定されている。このレ チクル側干渉計 33によってレチクルステージ RSTの走查方向の位置が常時検出さ れ、露光装置 10の全体の動作を制御する制御部 15の制御のもとで、レチクルステー ジ RSTが所定の走查方向に駆動される。
[0030] 前記ウェハ室 24の内部には、ウェハステージ WSTが配置されている。このウェハ ステージ WSTにより、露光光 ELに対して感光性を有するフォトレジストが塗布された ウェハ Wが、露光光 ELの光軸と直交する面内において移動可能、かつ露光光 ELの 光軸に沿って微動可能に保持される。ウェハステージ WSTの端部には、ウェハ側干 渉計 34からのレーザビームを反射する移動鏡が固定されており、ウェハステージ WS Tが可動する平面内での位置は、ウェハ側干渉計 34によって常時検出される。ゥェ ハステージ WSTは、前記制御部 15の制御のもとで、走查方向の移動のみならず、 走查方向に垂直な方向にも移動可能である。この構成により、ウェハ W上の各ショッ ト領域ごとに走查露光を繰り返すステップ'アンド'スキャン動作が可能になっている。
[0031] ステップ 'アンド 'スキャン方式により、レチクル R上の回路パターンでウェハ W上の ショット領域を走查露光する場合、レチクル R上の照明領域が、前記レチクルブライン ド 29で長方形 (スリット）状に整形される。この照明領域は、レチクル R側の走查方向 に対して直交する方向に沿って延びている。レチクル Rを露光時に所定の速度 Vrで 走查することにより、前記レチクル R上の回路パターンをスリット状の照明領域で一端 側から他端側に向かつて順次照明する。この照明により、前記照明領域内における レチクル R上の回路パターン力 前記投影光学系を介してウェハ W上に投影され、 投影領域が形成される。
[0032] ウェハ Wは、レチクル Rとは倒立結像関係にあるため、レチクル Rの走査方向とは反 対方向に、レチクル Rの走査に同期して所定の速度 Vwで走査される。この走査によ り、ウェハ Wのショット領域の全面が露光される。走査速度の比 Vw/Vrは、前記投 影光学系の縮小倍率に対応しており、レチクル R上の回路パターンがウェハ W上の 各ショット領域上に正確に縮小転写される。
[0033] この露光装置 10では、前記レチクル室 22とウェハ室 24とは、露光室 20内に収容さ れた本体コラム 36の内部に区画形成されている。この本体コラム 36は、前記投影系 鏡筒 23を、その一端側がレチクル室 22内に表出するとともに、他端側がウェハ室 24 内に表出するように保持している。本体コラム 36は、露光室 20の底面上に設置され たベースプレート 37上に複数（図 3では 2個のみ図示）の防振台 38を介して支持され ている。
[0034] 前記 BMU室 12aと照明系鏡筒 21と投影系鏡筒 23との各々には、供給管 50と排 出管 51とが接続されている。 BMU室 12aと照明系鏡筒 21と投影系鏡筒 23との内部 には、光学的に不活性なパージガスである不活性ガス力 マイクロデバイス工場のュ 一ティリティプラント内のタンク 55から供給管 50を介して供給される。 BMU室 12aと 照明系鏡筒 21と投影系鏡筒 23との内部のガスは、排出管 51を介して工場の外部に 排出される。
[0035] 例えば、不活性ガスとは、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラ ドンの中から選択された単体のガス、あるいはその混合ガスであり、化学的に精製さ れている。このパージガスの供給は、 BMU室 12aと照明系鏡筒 21と投影系鏡筒 23 との内部において、各種光学素子を汚染する水分又は有機化合物等の不純物の濃 度を低減するために行われている。水分及び有機化合物は、露光光 ELの照射下で 各種光学素子の表面上に堆積して曇り現象を生じせしめる物質であり、酸素は、 Kr Fエキシマレーザを吸収する吸光物質である。
[0036] このパージガス中にも水分、有機化合物、あるいは酸素が不純物として含まれるこ と力 Sある。このため、供給管 50には、パージガス中の不純物を除去するためのパージ ガスフィルタ 52及び、パージガスの温度を所定の温度に調整するとともにパージガス 中の水分を除去する温調乾燥器 53が設けられている。
[0037] 前記有機化合物としては、例えば有機ケィ素化合物、アンモニゥム塩、硫酸塩、ゥ ェハ W上のレジストからの揮散物、各種駆動部を有する構成部品に使用される摺動 性改善剤からの揮散物、本体チャンバ 13内の電気部品に給電あるいは信号供給す るための配線の被覆層からの揮散物がある。例えばレチクル室 22にも、前記供給管 50及び排出管 51を接続して、そのレチクル室 22の内部に前記パージガスを供給し てもよい。
[0038] 前記レチクルローダ室 40の内部には、複数のレチクル Rを保管するレチクルライブ ラリ 41と、このレチクルライブラリ 41よりも露光室 20に近接して配置された水平多関 節型ロボットであるレチクルローダ 42とが収容されてレ、る。このレチクルローダ 42は、 レチクルライブラリ 41に保管されている複数のレチクル Rのうちの任意の 1枚のレチク ル Rを前記レチクルステージ RST上に搬入し、且つレチクルステージ RST上のレチ クル Rをレチクルライブラリ 41内に搬出する。
[0039] レチクルライブラリ 41の代わりに、例えば複数のレチクル Rを収容可能なボトムォー プンタイプの密閉式カセット（コンテナ）を用いてもよい。また、レチクルローダ 42とし て、例えば搬送アームをスライドさせる機構を有する装置を用いてもよい。また、レチ クルライブラリ 41を、レチクルローダ室 40とは異なる区画室内に設けてもよい。この構 成では、前述の密閉式カセットをレチクルローダ室 40の上部に載置して、気密性を 維持した状態でボトムオープンにてレチクル Rをレチクルローダ室 40内に搬入しても よい。
[0040] 前記ウェハローダ室 45の内部には、複数のウェハ Wを保管するウェハキャリア 46 と、このウェハキャリア 46に対してウェハ Wを出し入れする水平多関節型ロボット 47と 、この水平多関節型ロボット 47とウェハステージ WSTとの間でウェハ Wを搬送するゥ ェハ搬送装置 48とが収容されてレ、る。
[0041] ウェハ搬送装置 48を省略し、ウェハ Wを、水平多関節型ロボット 47によりウェハキ ャリア 46とウェハステージ WSTとの間で搬送してもよレ、。また、ウェハキャリア 46を、 ウェハローダ室 45とは異なる区画室内に設けてもょレ、。
[0042] 本体チャンバ 13の内部には、前記フィルタ装置 70からダクト 90aを介して導入され たクリーンルーム 95内の空気を露光室 20、レチクルローダ室 40、及びウェハローダ 室 45の内部へと導く案内通路 60が設けられている。この案内通路 60はその途中で 3つに分岐し、それら分岐部 60a— 60cが、対応する室 20, 40, 45にそれぞれ接続 されている。本体チャンバ 13の内部には、露光室 20、レチクルローダ室 40、及びゥ ェハローダ室 45の内部のガスを本体チャンバ 13の外部へと導く排出通路 61a— 61 cが設けられている。
[0043] さらに、本体チャンバ 13の内部には、前記クリーンルーム 95内の空気を、前記フィ ルタ装置 70からダクト 90bを介してウェハ室 24内に導入する導入通路 62が設けられ ている。この導入通路 62は、露光室 20の内部を通って本体コラム 36に接続されてい る。本体チャンバ 13の内部には、ウェハ室 24の内部のガスを本体チャンバ 13の外 部へと導く排出通路 63が設けられている。
[0044] 前記案内通路 60の上流部に、フィルタ装置 70から導入された空気中の有機化合 物など、各種光学素子の表面に付着してそれら光学素子の光学性能の低下を引き 起こすガス状態の汚染物質を除去するためのケミカルフィルタ 65が設けられている。 [0045] なお、本実施形態では、有機物質が付着する光学素子として、露光光の光路内に 配置される各種光学素子ではなぐ本体チャンバ 13内に晒されてレ、る表面を有する 特定の光学素子、特に投影光学系を構成する複数の光学素子のうち、レチクルに対 向する光学素子や、ウェハ表面に対向する光学素子に着目してもよい。
[0046] また、ケミカノレフイノレタ 65は、ウェハ W上に塗布されたフォトレジスト（感光性材料）と 反応するアルカリ性物質も除去することが望ましい。 KrFエキシマレーザ、あるいはこ れより短い波長域の光になると、パターン形成特性、解像力等の特性が優れた化学 増幅型と呼ばれるフォトレジストが採用される。化学増幅型フォトレジストは、一般に 樹脂、感光性の酸発生剤、溶解促進剤又は架橋剤等の成分からなり、露光によって 酸発生剤から酸が発生し、露光後のベーキング（PEB)時にその酸が触媒となって溶 解促進剤又は架橋剤の反応を促し、現像によってパターンを形成するとレ、うものであ る。溶解促進剤を用いたものはポジ型のパターンを形成し、架橋剤を用いたものはネ ガ型のパターンを形成する。化学増幅型フォトレジストは解像力の面からは優れるが 、露光から PEBの間に空気中にアンモニアゃァミン等のガスがあると、発生した酸が 反応して空気中に逃げ、フォトレジスト表面に難溶化層ができる。この難溶化層がで きると、形成されたパターンは上部に「ひさし」をもつ T形状になり（Tトップ現象と呼ば れる）、エッチング等の後工程に大きな支障となってしまう。この理由により、ケミカノレ フィルタ 65には、アンモニアゃァミンなどのアルカリ性物質を除去する機能を備えて レ、ることが望ましい。
[0047] 以下、ガス状態の汚染物質およびアルカリ性物質を総称して、空気中の不純物と 呼ぶ。
ケミカルフィルタ 65として、ガス状アルカリ性物質除去用フィルタ、ガス状酸性物質 除去用フィルタ、ガス状有機物質除去用フィルタのいずれも使用可能である。また、 ケミカルフィルタ 65として、例えば、活性炭型 (ガス状有機物質除去用）フィルタ、添 着剤活性炭型 (ガス状アルカリ性物質除去用、ガス状酸性物質除去用）フィルタ、ィ オン交換繊維型 (ガス状アルカリ性物質除去用、ガス状酸性物質除去用）フィルタ、 イオン交換樹脂型 (ガス状アルカリ性物質除去用、ガス状酸性物質除去用）フィルタ 、セラミックス型 (ガス状有機物質除去用）フィルタ、添着剤セラミックス型 (ガス状ァノレ カリ性物質除去用、ガス状酸性物質除去用）フィルタを使用することができる。このケ ミカノレフィルタ 65としては、上述した種類のいずれであってもよぐそれらを単独、また は任意のいくつかを組み合わせて使用することも可能である。
[0048] 案内通路 60には、各分岐部 60a— 60cにおける各室 20， 40， 45との接続部に、 空気中の微粒子（パーティクル）を除去するための上流側フィルタボックス 66が設け られている。この上流側フィルタボックス 66は、 ULPAフィルタ（Ultra Low
Penetration Air-filter)とフィルタプレナムとを含む。露光室 20に接続される分岐部 6 0aに設けられた上流側フィルタボックス 66は、レチクルローダ室 40とレチクル室 22と の間でのレチクル Rの搬送が可能となるように配置されている。
[0049] 各排出通路 61a 61cと排出通路 63との合流部にも、気体中の微粒子 (パーテイク ノレ）を除去するとともに、 ULPAフィルタとフィルタプレナムとを含む下流側フィルタボ ックス 67が設けられている。
[0050] さらに、ウェハ室 24の内部において、本体コラム 36と導入通路 62との接続部近傍 には、ケミカルフィルタ 65と上流側フィルタボックス 66と力 空気の流通方向に沿って 配置されている。
[0051] 案内通路 60における分岐部 60a— 60cよりも上流側には、案内通路 60内を流通 する空気の温度を検出するための案内通路内温度センサ 68が設けられている。ゥェ ハ室 24の内部におけるケミカルフィルタ 65と導入通路 62との間には、ウェハ室 24内 に導入された空気の温度を検出するためのウェハ室内温度センサ 69が設けられて いる。これら両温度センサ 68, 69は前記制御部 15に接続されており、検出された空 気の温度を表す検出信号が制御部 15に入力される。
[0052] 前記フィルタ装置 70は、前記クリーンルーム 95内の空気を、所定の温度に調節す るとともにその空気中の不純物を除去して、その空気を前記露光装置 10の本体チヤ ンバ 13内に供給する。
[0053] 第 1実施形態では、図 2に示すように、フィルタ装置 70は、装置本体 71を有し、この 装置本体 71には、前記クリーンルーム 95内の空気を取り込むための取込口 72と、そ の取り込んだ空気を排出する排出口 73とが形成されている。
[0054] 装置本体 71の取込口 72の近傍に、クリーンルーム 95内の空気を装置本体 71内に 取り込むとともに、その取り込んだ空気を下流へと圧送するファンモータ 74が設けら れている。
[0055] 装置本体 71の内部には、取込口 72を介して取り込んだ空気の温度を、所定の温 度に調整する温度調整装置 76が設けられている。この温度調整装置 76は、取り込 んだ空気の温度を検出する温度検出部として機能する装置側温度センサ 77と、冷 却器 78aと加熱器 78bとを含む温度調整部 78と、を備えている。第 1実施形態では、 装置側温度センサ 77を、冷却器 78a及び加熱器 78bよりも上流側に配置している。 詳しくは、装置側温度センサ 77を前記ファンモータ 74よりも上流側に配置し、冷却器 78aと加熱器 78bとをファンモータ 74よりも下流側に配置している。冷却器 78aを加 熱器 78bよりも上流側に配置している。なお、冷却器 78aを加熱器 78bよりも下流側 に配置するか、或いは冷却器 78aと加熱器 78bとを空気の流通方向において同位置 に配置してもよい。
[0056] これら装置側温度センサ 77と冷却器 78aと加熱器 78bとは、前記制御部 15に接続 されている。制御部 15は、冷却器 78aによる冷却と、加熱器 78bによる加熱とを通じ て、装置側温度センサ 77における検出結果に基づき、空気の温度が目標値と一致 するように、空気の温度を制御する。第 1実施形態では、温度調整部 78を通過する 空気の温度が、例えば 20— 30°Cの範囲内で、かつほぼ一定（例えば 23°C)となるよ うに制御部 15により制御される。
[0057] 装置本体 71の前記排出口 73の近傍に、装置本体 71内に取り込まれた空気中の 不純物を除去するためのフィルタ 80が設けられている。このフイノレタ 80は、空気中の 不純物を除去するフィルタ材として機能するケミカルフィルタ 81と、この空気中の微 粒子 (パーティクル)を除去する ULPAフィルタ 82とを含む。第 1実施形態では、 3枚 のケミカルフィルタ 81と 1枚の ULPAフィルタ 82とを用いている。空気が 3枚のケミカ ルフィルタ 81を順次通過した後に ULPAフィルタ 82を通過するように、装置本体 71 内において、ケミカルフィルタ 81を、 ULPAフィルタ 82よりも上流側に配置している。
[0058] 第 1実施形態では、活性炭型フィルタと添着剤活性炭型フィルタとイオン交換樹脂 型フィルタとを組み合わせる力、、或いは、活性炭型フィルタとイオン交換繊維型 (ガス 状酸性物質除去用）フィルタとイオン交換繊維型 (ガス状アルカリ性物質除去用； ルタとを組み合わせることによりケミカルフィルタ 81を構成する。このケミカルフィルタ 81は、露光装置 10の案内通路 60内に設けられるケミカルフィルタ 65と同様に、いず れの材料から構成されてもよい。それらの材料を単独、または任意のいくつかの材料 を組み合わせてケミカルフィルタ 81が構成されてもょレ、。これらケミカルフィルタ 81と ULPAフィルタ 82との位置は図 2に示したものに限らず、例えば、 ULPAフィノレタ 82 をケミカルフィルタ 81よりも上流側に配置する力、、或いは ULPAフィルタ 82をケミカル フィルタ 81間に配置してもよレ、。なお、ケミカルフィルタ 81の組み合わせは、フィルタ 装置 70内に取込まれる空気、すなわちクリーンルーム 95内の空気に含まれる不純 物に応じて、任意に選択される。フィルタ装置 70が設置されるクリーンノレーム 95内の 空気をガス分析したうえで、ケミカルフィルタ 81の組み合わせを決定することが好まし レ、。
[0059] カロえて、装置本体 71の内部には、前記フィルタ 80よりも上流側にあって、それらフ ィルタ 80を通過する前の空気の湿度を調節する湿度調整装置 84が設けられている この湿度調整装置 84は、湿度調整部 85と、この湿度調整部 85よりも上流側にあつ て前記空気の湿度を検出する第 1の湿度検出部として機能する上流側湿度センサ 8 6とを備えている。さらに、湿度調整装置 84は、湿度調整部 85を通過した後で、かつ フィルタ 80を通過する前の空気の湿度を検出する第 2の湿度検出部として機能する 下流側湿度センサ 87も備えている。第 1実施形態では、湿度調整部 85を、前記温度 調整装置 76の下流側、詳しくは、温度調整装置 76の温度調整部 78とフィルタ 80と の間に配置している。また、上流側湿度センサ 86を、温度調整部 78と湿度調整部 8 5との間に配置し、下流側湿度センサ 87を、湿度調整部 85とフィルタ 80との間に配 置している。湿度調整部 85は、加湿機能及び除湿機能を備える。
[0060] 第 1実施形態では、上流側湿度センサ 86と下流側湿度センサ 87とは、空気の相対 湿度を検出する。これら湿度センサ 86, 87としては、湿度測定方法に応じて例えば インピーダンス ·容量変化型、電磁波吸収型、熱電導応用型、水晶振動式のセンサ を用いることができる。
[0061] これら湿度調整部 85と上流側湿度センサ 86と下流側湿度センサ 87とは、前記制 御部 15に接続されている。制御部 15は、上流側湿度センサ 86の検出結果に基づい て湿度調整部 85における加湿量及び除湿量を調整し、空気の湿度がほぼ一定に維 持されるように空気の湿度を制御する。第 1実施形態では、湿度調整部 85を通過し た後で、かつフィルタ 80を通過する前の空気の相対湿度力 S、 20 95%、好ましくは 40— 60%、より好ましくは 45 55%の範囲内で、ほぼ一定（例えば 50%)に維持さ れる。なお、下流側湿度センサ 87は、湿度調整部 85で調整された空気の湿度をモ 二ターする。また、制御部 15は、空気の湿度が一定に調整されるように上流側湿度 センサ 86と下流側湿度センサ 87の両方の検出結果を使用してもよい。
[0062] このように構成されたフィルタ装置 70に接続された露光装置 10内の空調は、例え ば以下のように行われる。
まず、フィルタ装置 70内のファンモータ 74が作動すると、そのファンモータの吸引 力により、クリーンルーム 95内の空気が取込口 72を介して装置本体 71内に取り込ま れる。そして、取り込まれた空気が装置側温度センサ 77を通過する際には、その装 置側温度センサ 77により、通過する空気の温度が検出されてその検出信号が制御 部 15に入力される。そして、装置側温度センサ 77を通過した空気は、ファンモータ 7 4によって下流へと圧送される。
[0063] 装置側温度センサ 77により検出された空気の温度が目標値よりも高い場合には、 制御部 15は冷却器 78aを作動させる。逆に、装置側温度センサ 77により検出された 空気の温度が目標値よりも低い場合には、制御部 15は加熱器 78bを作動させる。装 置側温度センサ 77により検出された空気の温度が目標値と一致する場合には、制 御部 15は冷却器 78a及び加熱器 78bのいずれも作動させない。従って、ファンモー タ 74によって下流へと圧送された空気の温度は、空気が温度調整部 78を通過する ことにより、所定の温度（目標値）に調整される。
[0064] こうして所定の温度に調整された空気が上流側湿度センサ 86を通過する際には、 その上流側湿度センサ 86により、通過する空気の相対湿度が検出されて、空気の相 対湿度を表す検出信号が制御部 15に入力される。
[0065] 上流側湿度センサ 86により検出された空気の相対湿度が目標値よりも低い場合に は、制御部 15は湿度調整部 85を作動させ、空気を加湿する。上流側湿度センサ 86 により検出された空気の相対湿度が目標値よりも高い場合には、制御部 15は、湿度 調整部 85を作動させ、空気を除湿する。また、上流側湿度センサ 86により検出され た空気の相対湿度が目標値と一致する場合には、制御部 15は、湿度調整部 85を作 動させない。従って、上流側湿度センサ 86を通過した空気の温度は、空気が湿度調 整部 85を通過することにより、所定の相対湿度（目標値）に調整される。
[0066] 湿度調整部 85を通過した空気が下流側湿度センサ 87を通過する際には、その下 流側湿度センサ 87により、通過する空気の相対湿度が再び検出されてその検出信 号が制御部 15に入力される。この下流側湿度センサ 87により検出された空気の相 対湿度が目標値よりも低い場合には、制御部 15は、湿度調整部 85を引き続き作動 させて、空気の相対湿度が所定の相対湿度（目標値）と一致するように空気を加湿す る。
[0067] こうして温度調整部 78と湿度調整部 85とを通過した空気の温度及び湿度は、温度 と相対湿度とがともに目標値とほぼ一致するように調整される。このような空気が、ま ず、 3つのケミカルフィルタ 81を順次通過する。ケミカノレフィルタ 81により、空気中の 汚不純物 (ガス状アルカリ性物質、ガス状酸性物質、ガス状有機物質)がほぼ完全に 吸着除去される。ケミカルフィルタ 81を通過した空気は、その後、 ULPAフイノレタ 82 を通過する。 ULPAフィルタ 82により、空気中の微粒子（パーティクル）がほぼ完全に 吸着除去される。
[0068] こうして、空気中の不純物と微粒子 (パーティクル）とがほぼ完全に除去されたタリー ンな空気は、装置本体 71の排出口 73及びダクト 90a, 90bを介して露光装置 10の 本体チャンバ 13内に導入される。
[0069] 第 1実施形態では、ダクト 90a内を通過する空気量は、ダクト 90b内を通過する空気 量よりも多い。詳しくは、ダクト 90a内を通過する空気量が、ダクト 90b内を通過する空 気量の 4倍に設定されている。ダクト 90aを通過する空気量とダクト 90bを通過する空 気量との割合は、例えば、空気が供給される空間の容積に応じて適宜に変更可能で める。
[0070] 前記ダクト 90aを介して本体チャンバ 13内に導入された空気は、案内通路 60を通 過して露光室 20、レチクルローダ室 40、及びウェハローダ室 45内に流入する。空気 が各室 20, 40, 45内に流入する際、空気がケミカルフィルタ 65と上流側フィルタボッ タス 66とを通過することにより、その空気中の不純物及び微粒子 (パーティクル）が、 より完全に吸着除去される。
[0071] 案内通路 60内の空気が案内通路内温度センサ 68を通過する際には、その案内通 路内温度センサ 68により、通過する空気の温度が検出されてその検出信号が制御 部 15に入力される。案内通路内温度センサ 68を通過する空気の温度が目標値と異 なる場合には、制御部 15は、フィルタ装置 70の温度調整装置 76を作動させて、フィ ルタ装置 70内を通過する空気の温度を調整する。
[0072] このようにして各室 20, 40, 45内に、フィルタ装置 70からの空気を導入することに より、それら室 20, 40, 45内の温度が常に一定に調整される。空気の導入によって 各室 20, 40, 45内の気圧が高められた状態では、各室 20， 40, 45内の気体の一 部は、排出通路 61a— 61c内に流入する。これら排出通路 61a 61c内の気体は、 下流側フィルタボックス 67を通過して本体チャンバ 13の外部、すなわちクリーンルー ム 95内に排出される。
[0073] 前記ダクト 90bを介して本体チャンバ 13内に導入された空気は、導入通路 62を通 過してウェハ室 24内に流入する。空気がウェハ室 24内に流入する際に、空気がケミ カルフィルタ 65と上流側フィルタボックス 66とを通過することにより、その空気中の不 純物及び微粒子 (パーティクル)が、より完全に吸着除去される。
[0074] 導入通路 62内の空気がウェハ室内温度センサ 69を通過する際には、そのウェハ 室内温度センサ 69により、通過する空気の温度が検出されてその検出信号が制御 部 15に入力される。ウェハ室内温度センサ 69を通過する空気の温度が目標値と異 なる場合には、制御部 15は、フィルタ装置 70の温度調整装置 76を作動させて、フィ ルタ装置 70内を通過する空気の温度を調整する。
[0075] このウェハ室 24内への空気の導入により、ウェハ室 24内の温度が調整される。な お、空気の導入によってウェハ室 24内の気圧が高い状態では、そのウェハ室 24内 の気体の一部が排出通路 63内に流入する。排出通路 63内に流入した空気は、下 流側フィルタボックス 67を通過して本体チャンバ 13の外部、すなわちクリーンルーム 95内に排出される。 [0076] フィルタ装置 70はファンモータ 74などの駆動部品を備え、露光装置 10は、レチク ルブラインド 29ゃレチクルステージ RSTやウェハステージ WSTなどの駆動部品を備 えている。これら駆動部品の摺動部には、摺動性改善剤が使用されている。第 1実施 形態では、この摺動性改善剤として、揮散物 (炭化物などの有機物質）の発生が抑制 された物質、例えばフッ素系グリースを用いている。窒素雰囲気中で、約 10mgのフ ッ素系グリースを 60°Cで 10分間加熱したときに発生する揮散物の量は、例えば、トル ェン換算値で 150 x g/m3以下である。特に、露光装置 10に使用されるフッ素系グ リースとしては、上記した加熱条件で発生する揮散物の量が、トルエン換算値で 100 z g/m3以下であることが望ましぐ 40 x gZm3以下であることがさらに望ましい。 40 z g/m3のグリースとしては、例えばダイキン社製のデムナム（商品名）が知られてい る。
[0077] フィルタ装置 70及び露光装置 10内に設けられる各種駆動部品の摺動部に、前記 フッ素系グリースを使用することにより、そのグリースからの揮散物の発生を抑制する こと力 Sできる。従って、フィルタ装置 70内のケミカルフィルタ 81及び露光装置 10内の ケミカルフィルタ 65を長期間にわたって使用することができる。
[0078] 従って、第 1実施形態のフィルタ装置 70によれば、以下のような効果を得ることがで きる。
(1) 第 1実施形態のフィルタ装置 70では、フィルタ 80の上流側に、フィルタ 80を 通過する前の空気の相対湿度を調整する湿度調整装置 84を設けている。
[0079] フィルタ装置 70内を通過する空気の湿度は、湿度調整装置 84によって所定の相 対湿度（目標値）に調整され、その空気の相対湿度変動が小さくなる。従って、空気 力 Sフィルタ 80を通過する際には、空気とフィルタ 80との間で授受される水分量が低 減され、この水分の授受に起因した吸着熱又は蒸発潜熱の発生が抑制される。この ため、フィルタ 80を通過した後の空気において、 目標温度に対する温度変動幅が小 さぐ空気の温度安定性を向上することができる。
[0080] また、水分の吸収量及び蒸発量の多少に関わらず、空気に含まれるガス状態の汚 染物質の除去能力の高いフィルタ 80を使用することが可能である。従って、フィルタ 装置 70内を通過する空気中のガス状態の汚染物質の除去性能を高く維持すること ができる。
[0081] (2) 第 1実施形態のフィルタ装置 70では、湿度調整装置 84は、空気の相対湿度 を検出する上流側湿度センサ 86と、この上流側湿度センサ 86における検出結果に 基づいて空気の相対湿度を調整する湿度調整部 85とを備える。更に、上流側湿度 センサ 86を、湿度調整部 85よりも上流側に配置している。フィルタ装置 70内の空気 が湿度調整部 85を通過する前に、上流側湿度センサ 86によって空気の相対湿度が 検出される。上流側湿度センサ 86を通過する気体の相対湿度が目標値よりも低い場 合には、その上流側湿度センサ 86による検出結果をもとにして、空気の相対湿度が 目標値と一致するように湿度調整部 85が速やかに空気を加湿する。また、上流側湿 度センサ 86を通過する気体の相対湿度が目標値よりも高い場合には、その上流側 湿度センサ 86による検出結果をもとにして、空気の相対湿度が目標値と一致するよう に湿度調整部 85が速やかに空気を除湿する。このため、空気の相対湿度の調整精 度を向上することができる。
[0082] (3) 第 1実施形態のフィルタ装置 70では、湿度調整部 85を通過した後で、かつフ ィルタ 80を通過する前の空気の相対湿度を検出する下流側湿度センサ 87を設けて いる。下流側湿度センサ 87によって、湿度調整部 85を通過した後の空気の相対湿 度が検出される。下流側湿度センサ 87による検出結果をもとに、空気の相対湿度が 目標値と異なる場合には、湿度調整部 85によって空気の相対湿度を速やかに調整 する。従って、空気の相対湿度の調整精度をより向上することができる。
[0083] (4) 本実施形態のフィルタ装置 70では、湿度調整部 85を温度調整装置 76よりも 下流側に設けている。フィルタ装置 70内を通過する空気の温度が、温度調整装置 7 6により目標温度に調整された後に、空気の湿度が湿度調整部 85により目標相対湿 度に調整される。このように、温度が調整された空気の相対湿度を調整するため、相 対湿度を容易に調整することができる。
[0084] (5) 第 1実施形態のフィルタ装置 70では、温度調整装置 76は、空気の温度を検 出する装置側温度センサ 77と、この装置側温度センサ 77における検出結果に基づ レ、て空気の温度を調整する温度調整部 78とを備える。そして、装置側温度センサ 77 は、温度調整部 78よりも上流側に配置されている。従って、フィルタ装置 70内の空気 が温度調整部 78を通過する前に、装置側温度センサ 77によって空気の温度が検出 される。そして、空気が温度調整部 78を通過する際には、装置側温度センサ 77によ る検出結果をもとにして、空気の温度が、 目標値と一致するように調整される。このた め、空気の温度の調整精度を向上することができる。
[0085] (6) 第 1実施形態のフィルタ装置 70では、フィルタ 80に、空気中の不純物を吸着 除去可能なケミカルフィルタ 81を設けている。
ケミカルフィルタ 81により、各種光学素子の光学性能の低下、及びウェハ上に塗布 されたレジストがアンモニアゃァミンと反応することを抑制することができ、露光装置 1 0の露光精度を向上させることができる。また、クリーンルーム 95内の空気中に極微 量に混在する不純物を、ケミカルフィルタ 81により効率よく除去することができる。
[0086] (7) 第 1実施形態のフィルタ装置 70では、ケミカルフィルタ 81が、活性炭型フィル タと添着剤活性炭型フィルタとイオン交換樹脂型フィルタとを組み合わせる力、、或レヽ は活性炭型フィルタとイオン交換繊維型 (ガス状酸性物質除去用）フィルタとイオン交 換繊維型 (ガス状アルカリ性物質除去用）フィルタとを組み合わせることにより構成さ れている。このような組み合わせにより、空気中にガス状態で存在する種々の有機物 質やアルカリ物質を除去することができる。これら活性炭型、添着剤活性炭型、ィォ ン交換樹脂型、及びイオン交換繊維型のケミカルフィルタは、比較的安価であるとと もに汚染物質の除去能力が安定しているため、フィルタ装置 70のケミカルフィルタ 81 として好適である。
[0087] (8) 第 1実施形態の露光装置 10は、フィルタ装置 70を通過した空気を、本体チヤ ンバ 13内の露光室 20、ウェハ室 24、レチクルローダ室 40、及びウェハローダ室 45 内に供給している。
[0088] これら各室 20， 24, 40, 45内には、不純物及び微粒子（パーティクル）が除去され るとともにほぼ一定の温度（目標温度）に調整された空気が供給される。従って、各室 20, 24, 40， 45内の温度変動力 S極めて/ J、さく、それら各室 20, 24, 40， 45内力 S目 標温度に精度よく保持される。このため、いわゆる空気揺らぎ (温度揺らぎ）に起因す るレチクル側干渉計 33及びウェハ側干渉計 34の測定誤差が抑制され、レチクルス テージ RST及びウェハステージ WSTの位置制御を精度よく行うことができる。この結 果、露光装置 10において、安定した露光精度を得ることができる。また、各室 20， 24 , 40, 45内における不純物及び微粒子 (パーティクル）の濃度を低く抑えることがで きるため、露光装置 10の露光精度を向上することができ、微細なパターンであっても 精度よく露光することができる。
[0089] (9) 第 1実施形態の露光装置 10では、フィルタ装置 70を、ダクト 90a, 90bを介し て本体チャンバ 13に接続している。この構成では、フィルタ装置 70が予め一体化さ れた露光装置 10を製造する必要がない。フィルタ装置 70を、露光装置 10の本体チ ヤンバ 13に対し、ダクト 90a, 90bを介して接続すれば、不純物が除去されて所定の 温度に調整された空気を露光装置 10の内部に供給することができる。このため、露 光装置 10の汎用性を向上することができる。また、露光装置 10内の空気の温度変 動を抑制することができ、露光装置 10内の温度をほぼ所望の温度に保持することが できる。
[0090] (第 2実施形態）
前記第 1実施形態の露光装置 10では、クリーンノレーム 95内の空気を、フィルタ装 置 70及びダクト 90a, 90bを介して本体チャンバ 13内に取り入れる構成について説 明した。次に、第 2実施形態では、本体チャンバ 13と、この本体チャンバ 13に隣接し て設けられた機械室 100とを備える露光装置 10に、本発明のフィルタ装置 70を適用 する場合について、図 4を参照して説明する。
[0091] 図 4に示すように、機械室 100の機械室本体 101側部の下方に、フィルタ装置 70か らの空気を取り込むための機械室側空気取込口 102が形成されている。この機械室 側空気取込口 102はフィルタ装置 70の排出口 73と、ダクト 90cを介して接続されて いる。
[0092] 前記機械室本体 101の内部には、その高さ方向の中央やや下側の位置に、クーラ 一（ドライコイル） 103が設けられている。このクーラー 103の出口部分には、クーラー 表面の温度を検出する機械室側温度センサ 104が配置されている。この機械室側温 度センサ 104の検出値は、制御部 15に供給されている。クーラー 103の下方には、 ドレインパン 103aが配置されている。
[0093] 機械室本体 101の内部には、クーラー 103に対して上方へ所定間隔を隔てた位置 に第 1ヒータ 105が配置され、この第 1ヒータ 105の上方には、第 1送風機 106が配置 されている。機械室本体 101には、第 1送風機 106の空気出口部と対応する位置に 、機械室側第 1排出口 107が形成されている。この機械室側第 1排出口 107は露光 装置 10の案内通路 60の入口部と、伸縮可能な蛇腹状の案内通路側ダクト 108によ り接続されている。第 1送風機 106を通過した空気は、案内通路側ダクト 108を介し て露光装置 10の案内通路 60に導かれる。
[0094] さらに、機械室本体 101の側部には、クーラー 103と第 1ヒータ 105との間に対応す る位置に、機械室側第 2排出口 109が形成されている。この機械室側第 2排出口 10 9は露光装置 10の導入通路 62の入口部と、伸縮可能な蛇腹状の導入通路側ダクト 110により接続されている。クーラー 103を通過した空気の一部は、導入通路側ダク ト 110を介して露光装置 10の導入通路 62に導かれる。第 2実施形態では、導入通路 側ダクト 110を通過する空気の流量力 クーラー 103を通過する空気の流量の約 1Z 5に設定されている。
[0095] 露光装置 10の導入通路 62内には、第 2ヒータ 97と、この第 2ヒータ 97の下流側に 配置される第 2送風機 98とが設けられている。この第 2ヒータ 97と機械室 100のクー ラー 103と第 1ヒータ 105とは、前記制御部 15に接続されている。
[0096] 露光装置 10の排出通路 61a— 61cとリターン通路 64との下流側の端部が機械室 本体 101における空気取込口 102の近傍に接続されている。機械室本体 101には、 これら排出通路 61a— 61cとリターン通路 64との接続部と対応する位置にリターン空 気取込口 111が形成されてレ、る。
[0097] 機械室本体 101の内部には、空気取込口 102とリターン空気取込口 111とをそれ ぞれ覆うように、 2つのケミカルフィルタ 112が設けられている。これらのケミカルフィル タ 112としては、フィルタ装置 70の内に設けられるケミカルフィルタ 81と同様に、いず れの材料からなるものであってもよレ、。それらの材料を単独、または任意のいくつか の材料を組み合わせて使用することによりケミカルフィルタ 81を構成可能である。
[0098] この第 2実施形態では、本体チャンバ 13と機械室 100とを備えた露光装置 10にフ イノレタ装置 70を取り付ける。このように、機械室 100の空気取込口 102から取込んだ クリーンルーム 95内の空気を、その機械室 100を介して本体チャンバ 13内に送り込 む露光装置 10にもフィルタ装置 70を適用することができる。したがって、既に半導体 工場に設置されている露光装置に、本発明のフィルタ装置 70を取り付けることが可 能である。
[0099] 第 2実施形態における機械室 100内に、フィルタ装置 70が備える湿度調整装置 84 と同様の構成を有する湿度調整装置を設けてもよい。但し、機械室 100に湿度調整 装置を設けて機械室 100で空気の湿度を調整する場合は、フィルタ装置 70で湿度 を調整する場合に比べて、湿度制御の対象となる空気の量が異なる。このため、機 械室 100に設けられる湿度調整装置が空気の湿度を制御する場合には、その制御 のための電力が増加し、かつ湿度調整装置が大型化する可能性がある。さらに、湿 度の制御精度も低下するおそれがある。
[0100] したがって、機械室 100内で湿度調整するよりも、第 2実施形態のように、機械室 1 00の空気取込口 102にダクト 90c等を介してフィルタ装置 70を取り付け、そのフィル タ装置 70で空気の湿度を調整するほうが、温度調節装置の小型化が可能でかつ高 レ、精度で湿度制御を行うことができる。
[0101] (変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変形してもよい。
• 前記第 2実施形態において、機械室 100のクーラー 103、第 1ヒータ 105、及び 露光装置 10の第 2ヒータ 97のうちの少なくとも 1つを省略してもよい。
• 前記各実施形態において、フィルタ装置 70を、露光装置 10に対して一体的に 設けてもよレ、。このようにすれば、例えば装置本体 71やダクト 90a— 90cを省略する ことが可能となり、露光装置 10を構成する部品の点数を低減することができる。
[0102] · 前記各実施形態において、例えば、クリーンルーム 95内の室温が本体チャンバ 13内の目標温度よりも高く設定される場合には、フィルタ装置 70の加熱器 78bを省 略してもよい。
[0103] · 前記各実施形態において、フィルタ装置 70内に、湿度調整部 85として、フィル タ装置 70内を流通する空気を除湿する除湿装置と、空気を加湿する加湿装置との 少なくとも一方を設けてもよい。
[0104] · 前記各実施形態において、フィルタ装置 70の上流側湿度センサ 86を、温度調 整部 78よりも上流側、例えば装置側温度センサ 77と対応する位置に配置してもよレ、 。また、下流側湿度センサ 87を省略してもよい。
[0105] · 前記各実施形態において、フィルタ装置 70の装置側温度センサ 77及び湿度セ ンサ 86, 87の代わりに、空気の温度と湿度との双方を検出可能な温湿度センサを用 いてもよい。
[0106] · 前記各実施形態において、湿度センサ 86, 87は、空気の相対湿度を検出する ものには限定されなレ、。これら湿度センサ 86, 87は、例えば、空気の絶対湿度、湿 球温度又は露点温度を検出するセンサであってもよい。また、湿度センサ 86, 87は 、水蒸気の分圧と空気の分圧との比 (容積比）又は水蒸気の重量と空気の重量との 比（重量比）を検出するセンサであってもよレ、。
[0107] · 前記各実施形態において、フィルタ装置 70は、その内部を流通する空気の温度 及び湿度を調整する。温度及び湿度に加えて、本体チャンバ 13内の圧力（本体チヤ ンバ 13への送風量)をも調整可能にフィルタ装置 70が構成されてもよい。
[0108] · 前記各実施形態において、フィルタ装置 70は、空気を露光装置 10の本体チヤ ンバ 13内に供給する装置には限定されない。本発明のフィルタ装置は、例えばパー ジガスなど、空気以外の気体を露光装置 10の本体チャンバ 13内に供給してもよい。 この場合、フィルタ装置を、例えば露光装置 10の BMU室 12a、照明系鏡筒 21及び 投影系鏡筒 23に接続された供給管 50に接続してもよい。この構成では、フィルタ装 置力 排出されたパージガス中の水分を除去するための乾燥機を、供給管 50にお けるフィルタ装置よりも下流側に設けることが望ましい。
[0109] · 前記各実施形態において、フィルタ装置 70内の ULPAフィルタ 82又は露光装 置 10内のフィルタボックス 66， 67の ULPAフィルタの代わりに、 HEPAフィルタ（ High Efficiently Particulate Air-filter )を用レヽて bよレヽ。
[0110] · 前記各実施形態において、フィルタ装置 70のケミカルフィルタ 81、露光装置 10 のケミカルフィルタ 65、上流側フィルタボックス 66のケミカルフィルタ、及び機械室 10 0のケミカルフィルタ 112の厚さ及び充填密度は、任意である。
[0111] 各ケミカルフィルタとそのケミカルフィルタを通過する空気との間で授受される水分 量力 露光装置 10の本体コラム 36に接近するほど少なくなるように、各ケミカルフィ ルタの厚さ及び/又は充填密度を変更してもよい。この場合、例えば、本体チャンバ
13内のケミカノレフィルタ、機械室本体 101内のケミカルフィルタ、装置本体 71内のケ ミカルフィルタの順に、厚さ及び/又は充填密度が大きくなるように各ケミカルフィル タが構成されてもよい。
[0112] · 前記各実施形態において、露光装置 10に対し、その案内通路 60内に空気を供 給する第 1のフィルタ装置と、露光装置 10の導入通路 62内に空気を導入する第 2の フィルタ装置とを接続してもよい。このようにすれば、案内通路 60内を流通する空気 の状態（温度及び湿度）と、導入通路 62内を流通する空気の状態（温度及び湿度）と を個別に調整することができる。
[0113] · 前記各実施形態において、露光装置 10の排出通路 61a— 61c及び排出通路 6 3 (第 1実施形態）、リターン通路 64 (第 2実施形態）を介して本体チャンバ 13の外部 に排出された空気の少なくとも一部が、フィルタ装置 70内に直接流入するように、露 光装置 10及びフィルタ装置 70が構成されてもよい。すなわち、本体チャンバ 13内の 空気の一部が本体チャンバ 13の内部とフィルタ装置 70の内部とを循環してもよい。 この場合、本体チャンバ 13における空気の排出部をフィルタ装置 70と接続するダクト が設けられる。例えばステンレス鋼（SUS)やフッ素樹脂など、各種光学素子の表面 に付着してそれら光学素子の光学性能の低下を引き起こす汚染物質の発生量の少 なレ、材料からなるダクトを用いることが望ましレ、。
[0114] · 前記各実施形態において、露光装置 10は、本体チャンバ 13内に本体コラム 36 を有する装置には限定されなレ、。露光装置 10は、例えば、レチクル室 22とウェハ室 24とが相異なるチャンバ内に形成され、それらチャンバ間に投影系鏡筒 23が配置さ れる装置であってもよい。
[0115] · 投影光学系としては、屈折タイプに限らず、反射屈折タイプ、又は反射タイプで あってもよレ、。また、投影光学系を備えていない露光装置、例えば、マスクと基板とを 密接させてマスクのパターンを基板に転写するコンタクト露光装置、マスクと基板とを 近接させてマスクのパターンを基板に転写するプロキシミティ露光装置にも本発明を 同様に適用することができる。
[0116] · 本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなぐ例え ば等倍露光型、又は拡大露光型の露光装置であってもよい。
• 半導体素子などのマイクロデバイスだけでなぐ光露光装置、 EUV露光装置、 X 線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造す るために、マザーレチクルからガラス基板又はシリコンウェハへ回路パターンを転写 する露光装置にも本発明を適用できる。例えば、 DUV (深紫外）又は VUV (真空紫 外）光を用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板として は、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または 水晶などが用いられる。例えば、プロキシミティ方式の X線露光装置又は電子線露光 装置では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンバレンマスク）が用いられ、マスク基 板としてはシリコンウェハが用いられる。
[0117] • 半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなぐ例えば、以下のような露 光装置にも同様に本発明を適用することができる。例えば、本発明は、液晶表示素 子（LCD)を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート 上へ転写する露光装置にも適用することができる。また、本発明は、薄膜磁気ヘッド 等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウェハへ転写する露光装置に も適用すること力 Sできる。また、本発明は、 CCDの撮像素子の製造に用いられる露光 装置にも適用することができる。
[0118] • マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次 ステップ移動させるステップ'アンド'リピート方式の一括露光型の露光装置にも本発 明を適用することができる。
[0119] • 露光装置の光源としては、例えば g線（ λ = 436nm)、 i線（え = 365nm)、 ArF エキシマレーザ（λ = 193nm)、 F レーザ（ λ = 157nm)、 Krレーザ（ = 146nm
)、 Ar レーザ（λ = 126nm)を用いてもよレ、。また、 DFB半導体レーザまたはフアイ バレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザを、例えばェルビ ゥムほたはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅 し、増幅されたレーザ光を非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を 光源として用いてもよい。
[0120] なお、前記実施形態の露光装置 10は、例えば次のように製造される。 まず、投影光学系を構成する複数のレンズエレメント 31及びカバーガラスを投影系 鏡筒 23に収容する。、ミラー 27、各レンズ 26, 28等の光学部材からなる照明光学系 を照明系鏡筒 21内に収容する。そして、これらの照明光学系及び投影光学系を本 体チャンバ 13に組み込み、光学調整を行う。次いで、多数の機械部品からなるゥェ ハステージ WST (スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージ RSTも含む )を本体チャンバ 13に取り付けて配線を接続する。そして、 BMU室 12aと照明系鏡 筒 21と投影系鏡筒 23とに供給管 50と排出管 51とを接続するとともに、フィルタ装置 70を、ダクト 90a, 90bを介して本体チャンバ 13に接続した上で、さらに総合調整（電 気調整、動作確認など)を行う。
[0121] 前記各鏡筒 21 , 23を構成する各部品は、例えば超音波洗浄により、加工油、及び 金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。露光装置 10の製造は、 温度、湿度及び気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行 うことが望ましい。
[0122] 次に、上述した露光装置 10をリソグラフイエ程で使用した場合のデバイスの製造方 法の実施形態について説明する。
図 5は、デバイス（例えば、 IC又は LSI等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子 (例えば CCD)、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン）の製造例を示すフローチャートで める。
[0123] 図 5に示すように、まず、ステップ S101 (設計ステップ）において、デバイス（マイクロ デバイス）の機能及び性能設計 (例えば、半導体デバイスの回路設計）を行い、その 機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ S102 (マスク製作ス テツプ）におレ、て、設計した回路パターンを有するマスク（レクチル R等）を製作する。 ステップ S103 (基板製造ステップ）において、シリコン、ガラスプレート等の材料を用 レ、て基板が製造される（シリコン材料を用いた場合にはウェハ Wが製造される。）。
[0124] 次に、ステップ S104 (基板処理ステップ）において、ステップ S101— S103で用意 したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術によって基板上に実際 の回路を形成する。次いで、ステップ S105 (デバイス組立ステップ）において、ステツ プ S104で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップ S105には、ダ イシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程 (チップ封入等）等の複数 の工程が必要に応じて含まれる。
[0125] 最後に、ステップ S106 (検査ステップ）において、ステップ S105で作製されたデバ イスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検查を行う。こうした工程を経た後にデバィ スが完成し、これが出荷される。
[0126] 図 6は、半導体デバイスの場合における、図 5のステップ S104の一例を詳細に示 すフローチャートである。図 6において、ステップ S111 (酸化ステップ）では、ウェハ W の表面を酸化させる。ステップ S112 (CVDステップ）では、ウェハ W表面に絶縁膜を 形成する。ステップ S113 (電極形成ステップ）では、ウェハ W上に電極を蒸着によつ て形成する。ステップ S114 (イオン打込みステップ）では、ウェハ Wにイオンを打ち込 む。以上のステップ S111— S114のそれぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工 程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
[0127] ウェハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のように して後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ S115 (レジスト 形成ステップ）において、ウェハ Wに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ S116 ( 露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置）によってマス ク（レチクル R)の回路パターンをウェハ W上に転写する。次に、ステップ S117 (現像 ステップ）では露光されたウェハ Wを現像し、ステップ S118 (エッチングステップ）に おいて、レジストが残存している部分以外のウェハ Wの部分をエッチングにより取り去 る。そして、ステップ S119 (レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要 となったレジストを取り除く。
[0128] これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ W上に多重 に回路パターンが形成される。
以上説明した実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程 (ステップ S116 )において、真空紫外域の露光光 ELにより解像力の向上が可能となり、露光量制御 を高精度に行うことができる。従って、露光精度を向上することができて、最小線幅が 0. 1 z m程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 気体に含まれる不純物を除去するフィルタと、気体の温度を所定の温度に調整す る温度調整装置とを備えるフィルタ装置において、
前記フィルタの上流側に配置され、前記フィルタを通過する前の気体の湿度を調整 する湿度調整装置を備えることを特徴とするフィルタ装置。
[2] 前記湿度調整装置は、前記気体の湿度を検出する第 1の湿度検出部と、前記湿度 検出部における検出結果に基づいて前記気体の湿度を調整し、かつ前記湿度検出 部よりも下流側に配置された湿度調整部とを備えることを特徴とする請求項 1に記載
[3] 前記湿度調整装置は、前記湿度調整部の下流側で、かつ前記フィルタの上流側 に配置され、前記気体の湿度を検出する第 2の湿度検出部を更に含むことを特徴と する請求項 2に記載のフィルタ装置。
[4] 前記湿度調整部は、前記温度調整装置よりも下流側に配置されることを特徴とする 請求項 2または請求項 3に記載のフィルタ装置。
[5] 前記湿度調整部は、前記気体を加湿する加湿装置及び前記気体を除湿する除湿 装置の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項 2 請求項 4のうちのいずれか 一項に記載のフィルタ装置。
[6] 前記温度調整装置は、前記気体の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出 部における検出結果に基づいて前記気体の温度を調整し、かつ前記温度検出部よ りも下流側に配置された温度調整部を含むことを特徴とする請求項 1一請求項 5のう ちのレ、ずれか一項に記載のフィルタ装置。
[7] 前記フィルタは、前記気体に含まれるとともに光学素子の表面に付着することで該 光学素子の光学性能の低下を引き起こす汚染物質を除去することを特徴とする請求 項 1一請求項 6のうちのいずれか一項に記載のフィルタ装置。
[8] 前記フィルタは、基板上に塗布された感光性材料と反応するアルカリ性物質を除去 することを特徴とする請求項 1一請求項 6のうちのいずれか一項に記載のフィルタ装 置。
[9] 前記フィルタが、ガス状態の汚染物質を吸着可能なケミカルフィルタであることを特 徴とする請求項 7又は請求項 8に記載のフィルタ装置。
[10] マスク上に形成されたパターンの像を基板上に転写する露光装置において、 クリーンノレーム内の気体を取り込むフィルタ装置を有し、前記フィルタ装置は、前記 気体に含まれる不純物を除去するフィルタと、気体の温度を所定の温度に調整する 温度調整装置と、前記フィルタの上流側に配置され、かつ前記フィルタを通過する前 の気体の湿度を調整する湿度調整装置とを備えることを特徴とする露光装置。
[11] 前記露光装置は、マスク上のパターンの像を基板上に転写するための露光装置本 体と、前記露光装置本体を収容し、かつ外気取込口を含むチャンバとを備え、前記 フィルタ装置は、チャンバの外気取込口に接続されることを特徴とする請求項 10に記
[12] マスク上に形成されたパターンの像を基板上に転写する露光装置と、クリーンノレ一 ム内の気体を取り込み、前記露光装置に取り込んだ気体を供給するフィルタ装置とを 備える露光システムにおいて、
前記フィルタ装置は、前記気体に含まれる不純物を除去するフィルタと、気体の温 度を所定の温度に調整する温度調整装置と、前記フィルタの上流側に配置され、か つ気体の湿度を調整する湿度調整装置とを含むことを特徴とする露光システム。
[13] 前記フィルタ装置は、気体の湿度を調整する湿度調整部と、前記湿度調整部の上 流側に配置され、かつ気体の湿度を検出する第 1湿度検出部と、前記湿度調整部の 下流側に配置され、かつ気体の湿度を検出する第 2湿度検出部との少なくとも一方 を含み、前記露光装置は、前記温度調整部と、前記第 1湿度検出部と前記第 2湿度 検出部との少なくとも一方に接続された制御部を含み、前記第 1湿度検出部と前記 第 2湿度検出部との少なくとも一方により検出された気体の湿度に基づき、前記制御 部が前記湿度調整部を作動させることを特徴とする請求項 12に記載の露光 V
[14] リソグラフイエ程を含むデバイスの製造方法において、
請求項 10又は 11に記載された露光装置を用いて前記リソグラフイエ程で露光を行 う工程を備えること特徴とするデバイスの製造方法。
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