[0001]【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置の環境制御方法及びこれを実現する装置に関し、特に、基板が配置された基板室に所定濃度の不活性ガスを充填させる方法及び装置に関する。[0002]【従来の技術】近年の半導体集積回路の高集積化に伴い、半導体デバイス製造のリソグラフィー工程で使用される露光装置においては、エキシマレーザを露光用光源として使用することが検討されている。64MDRAMから256MDRAMの生産に使用される露光装置においては、波長248nmのKrFエキシマレーザを光源とすることが検討されている。1GDRAMrFエキシマレーザを光源とする露光装置が使用されることが予想される。ArFエキシマレーザ等を光源とする露光装置においては、光が酸素によって吸収されるために光の通過する部分を、窒素やヘリウム等の不活性な気体に置き換えることが必要となる。above-所定の回路パターンが形成されたマスクの装置への脱着や、ライブラリーと呼ばれるマスク保管部分と露光するためのマスクステージ部の間での搬送が必要である。一般に、ライブラリーは装置外部とのマスクの出し入れを行なうため、マスクステージ部を外部に対して完全に密閉することは困難である。マスクステージ部は大きな容積を持つため、マスクステージ部の空気を不活性ガスで置換するには時間が掛かってしまう。マスクを基板の動きに同期して走査しながら露光する、所謂ステップアンドスキャン方式の露光装置では、マスクステージ部のサイズが大きく、不活性ガスへの置換には特に長い時間を要すとともに、大量の不活性ガスが必要である。マスクステージ部への不活性ガスの供給時間の短縮には、不活性ガスの単位時間当たりの供給量、即ち供給圧を上げることが考えられるが、マスクステージ部に供給される不活性ガスの供給圧を上げるのにも限界がある。一般に、露光装置においては、マスクステージ部の上部にはコンデンサーレンズ等の光学系、下部には投影光学系が配置されているため、マスクステージ部に不活性ガスを高圧で供給すると、これらの周辺の光学部品に圧力が加わってしまう。これにより、光学部品に歪みが生じるという別の問題が生じてしまう。[0004]【目的】本発明は、上記のような状況に鑑みて成されたものであり、基板が配置された基板室への所定ガスの充填を効率よく行ない得る方法及び装置を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、露光装置の作業安全性を向上させる環境制御装置を提供することにある。[0005]【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明の方法においては、露光用の基板が配置された基板室内に所定ガスを供給するとともに、基板室内の空気とガスとの混合気の一部を排気する。その後、基板室内のガスが所定濃度に達したら、ガスと空気の混合気の一部を基板室内に循環させ、基板室内に適切な濃度のガスを充填する。chamber.【0006】本発明の装置においては、露光用の基板が配置された基板室内に所定のガスを供給するガス供給手段と;基板室内の空気とガスとの混合気の一部を排気する排気手段と;基板室内のガスの濃度を検出する検出手段と;検出手段の検出結果に基づき、基板室内のガスが所定濃度に達したら、混合気の一部を前記基板室内に循環させる循環制御手段とを備えている。2つの式(1)及び(2)を満たすように設定する気圧制御手段とを更に備える。この時、基板が基板室と搬送室との間を通過しないときに、当該両室の間を密閉する密閉手段を更に備えてもよい。a.【0008】上述した循環制御手段は、例えば、基板室内の混合気をガス供給手段側に導くダクトと;ダクトを通って供給される混合気をガスと再混合する混合手段と;ダクトを介して供給される混合気の流れを制御する流路制御手段とを備える。流路制御手段によって、基板室内のガスが所定濃度に達したときに、ダクトを介して供給される混合気を、混合手段に導くようにする。means.【0009】混合手段としては、例えば、再混合されたガスを基板室側に供給する送風手段を兼ねるように構成することができる。ガス供給手段は、混合部に前記ガスを供給する送風手段を含み、流路制御手段は、ダクトに接続された送風手段と、該送風手段から供給される混合気を選択的に混合部に供給する選択部とを含むように構成することができる。a.【0010】更に、ガス供給手段から供給されるガスの少なくとも一部をイオン化するイオン化手段を備えても良い。ガス供給手段から供給されるガスに水蒸気を混入させる水蒸気供給手段を備えても良い。[0011]【発明の作用及び効果】上記のように、本発明においては、所定ガスと基板室内の空気との混合気の一部を基板室に戻して循環させているため、基板室に供給されるガスの大部分が再利用され、ガスの供給量を少なく抑えることができる。基板室内のガスが所定濃度に達した時点で、混合ガスの循環を開始するため、基板室内の空気をガスに置換するのに要する時間を短縮することができる。gas.【0012】また、基板室内の気圧と、基板収納室内の気圧と、基板搬送室内の気圧と、装置外部の気圧との関係を、上記のように設定しているため、基板の出し入れをするような場合にも、基板室内のガスが搬送室側に流れ出ることがない。このため、基板室のガスの純度が落ちることがなく、ガスの供給効率が向上する。基板収納室にガスが流入しないため、基板収納室から装置外部にガスが出る危険性もない。実施の形態を添付図面に示された実施例に基づいて説明する。本実施例は、半導体製造用の投影露光装置に本発明を適用したものである。[0014]【実施例】図1は、本発明の第1実施例を適用した投影露光装置の概略構成を示す。図において、所定の回路パターンが形成されたレチクル10は、レチクルステージ室14内のレチクルステージ12上に載置されている。14.レチクルステージ室14は、レチクル搬送部室16を介してレチクルライブラリー室18に連結されている。レチクル10の上部には、遠視外光(DUV光)を露光光として照射する照明部20が配置され、レチクル10の下方には、投影光学系22が配置されている。レチクルステージ室14は、コラム24によって支持されている。コラム24の下には、ウエハステージ(不図示)やその周りの空調、上部構造を支える構造物を含むウエハステージ部26が配置されている。26は、防振台を含む土台部28上に設置されている。レチクルステージ室14内には、内部の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ14aが、レチクルステージ12の左側(風下側)に配置されている。(leeward).【0015】レチクルライブラリー室18内に収容された複数のレチクルは、1枚ずつ取り出され、レチクル搬送室16を通って、レチクル搬送系80によってレチクルステージ室14内に搬入される。レチクル10をレチクルライブラリー室18に戻す場合には、これと逆の経路をたどる。レチクルライブラリー室18とレチクル搬送部室16、レチクル搬送部室16とレチクルステージ室14との間には、それぞれレチクル10が通過するための開口部が形成されている。レチクル搬送部室16には、排気ダクトが連結さており、排気系30によって搬送部室16内の空気を一定量ずつ装置外部に排出する。30.レチクルライブラリー室18には、装置外部に対してレチクルの出し入れをするための開閉可能な扉18aが設けられており、扉18aを開けた時は装置外部との間で気体の流出、流入が行い得る状態となる。34より装置外部に排出される。outside.【0016】次に、レチクルステージ室14内の空気を不活性ガスに置換するための構成について、ガスの流れに沿って説明する。apparatus,バルブ40を通った後、ブロア42によりダクト44を経て熱交換機46に送り込まれる。熱交換機46は、供給された不活性ガスの温度を調整し、バッファ48によって流速を一旦落とした後、ULPAフィルター50に供給される。ULPAフィルター50では、ガス中に存在するパーティクルを除去する。50を通過したガスは、レチクルステージ室14に送り込まれる。バルブ40は外部配管38と装置外部の空気に対して開閉可能に構成され、どちらかを選択してブロア42に送るようになっている。通常は、外部配管38に対して開放し、外気に対して閉じた状態になっている。air.【0017】ULPAフィルター50を通過してレチクルステージ室14内に供給されたガスは、リターンダクト52を通る第1経路及び、レチクル搬送部室16へ続く開口を通る第2経路との2つの経路を介してレチクルステージ室14から出て行くようになっている。リターンダクト52は、図ではレチクルステージ室14の上方に設置されているが、実際には下方に設置されることになる。562に戻り、新たに外部配管38から取り入れられたガスと混合され、再び同じ経路をたどってレチクルステージ室14に送り込まれるようになっている。露光装置の設置時やメンテナンス時など、レチクルステージ室14に空気が入っている状態から不活性ガスに置換する場合は、可変ダンパー56を閉じておき、所定のガス純度になってから可変ダンパー56を開くようにする。ガス純度のモニターは、例えば、酸素濃度センサ14aによる酸素の検出量が所定値以下となったことをもって、所定のガス純度になったと、後述する制御系60により判断する。これにより、不活性ガスへの置換時のガス消費量を減らすことが出来るだけでなく、置換の時間の短縮化を図ることができる。replacement.【0018】ULPAフィルター50からのガスの流入圧力、レチクルライブラリー室18へ供給するクリーンな空気(32)の圧力、排気系30,34の排圧を以下の関係(1),(2)を満たすように設定する。16内の圧力をC、装置外部の圧力をDとする。18には不活性ガスが入ることが無い。このため、レチクルライブラリー室18の扉18aを開けてオペレータがその中の空気を吸い込んだ場合にも身体への悪影響はない。レチクルライブラリー室18は装置外部に対し、与圧が保たれるので装置外部からパーティクルが空気とともに侵入するのを防ぐことが出来る。discharged,クリーンルームの外部に送り出される。room.【0019】上記の場合とは逆に、レチクルステージ室14内の不活性ガスを空気で置換する場合には、バルブ40を外部配管38に対して閉じ、装置外部に対して開いて、ブロア42内に外部の空気を取り入れる。この動作により、レチクルステージ室14は素早く空気に置換される。14,装置の調整やメンテナンスの際に、レチクルステージ室14付近に作業者が接近するため、主に作業者の安全を確保するために行われる。この時、レチクルステージ室14内の酸素濃度センサ14aをモニターすれば、更に安全性が向上する。safety.【0020】図2は、本実施例の制御系の構成を示す。embodiment.本実施例にかかる投影露光装置は、制御部60によって統括的に制御されている。48、ブロア42、ダンパ56、空調系72の他に、モニタ62が接続されている。60は、レチクルステージ室14内の圧力A、レチクルライブラリー室18内の圧力B、レチクル搬送部室16内の圧力C、装置外部の圧力Dを先に述べたような関係に保つように、排気系30,34、バッファ48、ブロア42、ダンパ56を制御する。排気系30が事故等の原因で排気を停止し、ガスが排気されなくなった場合には、バルブ40を閉じてガスの供給を停止する。40.この動作によりガスが装置外部に出る危険性が無くなり、装置の安全性を向上させることが出来る。device.【0021】レチクルステージ室14内を空気の混ざった状態から不活性ガスに置換する場合には、酸素濃度センサ14aによってレチクルステージ室14内の酸素濃度が所定以下になったことを検出したら、可変ダンパー56を制御してレチクルステージ室内の気体の循環を開始する。562に対して開放し、バルブ40を介して供給される高濃度の不活性ガスにレチクルステージ室14を一旦通過したガスを混合する。この様な制御によりレチクルステージ室14内の不活性ガスへの置換が効率よく行える。14内に供給される単位時間当たりのガスの流量等を考慮し、適当な値に設定される。レチクルステージ室14内の酸素濃度が1%に達した時点で、又は、不活性ガスが全体の99%に達した時点等に設定することが出来る。total.【0022】また、酸素濃度センサ14aの出力情報を露光装置が動作中、モニタ62によって常に監視するようにすれば、レチクルステージ室14内が正常に不活性ガスに置換されたかどうかを知ることができる。if,異常が検出された場合には、制御部60によって、警報を発っしたり、装置の動作を停止する等の処置をとることができる。device.【0023】レチクルステージ室14に供給するガスは一般に純粋であることが望ましいが、DUV光がレチクル10を照射して光電効果を起こし、レチクル10が帯電してパーティクルを吸い付けたり、帯電気の放電によりレチクルパターンが破壊したりする危険性がある。これを防ぐために、図1に示した装置において、ガスを一部イオン化して送るためのイオン化装置64(図3)をガスの流入経路に入れてもよい。64,例えば、図3に示すようにバルブ40の手前に配置することが考えられる。帯電防止剤をレチクルに散布するなどの対策も有効である。effective.【0024】また、ガスに水蒸気を混入させても帯電防止に効果がある。38から供給される不活性ガスに水蒸気を混入させることが考えられる。from.【0025】図1に示した装置において、レチクルステージ室14とレチクル搬送部室16の間の開口は、レチクル10が通過しない時は閉じるような構成としても良い。14とレチクル搬送部室16の間に、開閉可能なシャッタ部材66を配置し、制御部60の制御により、レチクル10の搬送時にのみシャッタ部材66を駆動して、両室を開放状態にする。この様な構成により、不活性ガスの充填容積が減少し、ガスの消費量を減らすことができる。レチクル搬送部室16には排気系30が設けられているため、レチクルステージ室14を空気の混ざった状態からガスに置換する時には、シャッタ66を開放状態にする。レチクルステージ室14とレチクル搬送部室16の間の開閉機構は、図5に示したようなシャッタ66に限定されず、他の形状、他の方式によって両室間の開閉を行うようにしても良い。50,不純物ガス(アンモニアイオン等のガス)を除去することが望ましい。ion).【0027】図6は、本発明の第2実施例にかかる投影露光装置を示す。本実施例においては、第1実施例と同一又は対応する構成要素については、同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。device,図1に示した第1実施例の装置と基本的な構成は共通であるが、不活性ガスの循環系の構成が異なる。本実施例においては、外部配管38からのガス及び装置外部の空気の流路の切り替えを行うバルブ68を用いると共に、バルブ68からのガスをブロア70によって、混合部72に供給するようになっている。74により、選択部78に供給される。選択部78は、混合部72及び外部への排気系76の流路の切り替えを行う。outside.【0028】本実施例においては、レチクルステージ室14内を空気の混ざった状態から高濃度の不活性ガスに置換する場合には、選択部78からのガスを外部への排気系76へ出すようにし、レチクルステージ室14内のガスが所定の純度(濃度)に達した後に、選択部78から混合部72にガスを戻すようにする。逆に、レチクルステージ室14に空気を入れる場合には、上記第1実施例と同様に、バルブ68を外部配管38に対しては閉じ、装置外部に対して開いて、矢印の様に外部の空気を取り入れる。酸素濃度センサ14aの出力情報をモニタ62によって常に監視し、これに基づいて選択部78を制御系60により制御する。embodiment,図4及び図5に示されたような種々の変形例については、本第2実施例に対しても適用可能である。イオン化装置64(図3)をバルブ68の手前に配置しても良い。イオンか装置64の具体例としては、軟X線による不活性ガスのイオン化を利用したものが挙げられる。帯電防止剤をレチクルに散布しても良い。バルブ68の手前に水蒸気供給装置65(図4)を配置し、外部配管38から供給される不活性ガスに水蒸気を混入させてもよい。38.【0030】以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想としての範囲を逸脱しない範囲で変更可能である。レチクルに関する系統ではなく、ウエハ(図示せず)に関する系統に適用しても良い。DRAWINGS【図1】図1は、本発明の第1実施例にかかる投影露光装置の構成を示す概念図(正面図)である。view).【図2】図2は、第1実施例の制御系の構成を示すブロック図である。embodiment.【図3】図3は、第1実施例の変形例の要部を示す説明図である。embodiment.【図4】図4は、第1実施例の変形例の要部を示す説明図である。embodiment.【図5】図5は、第1実施例の変形例の要部を示す説明図である。embodiment.【図6】図6は、本発明の第2実施例にかかる投影露光装置の構成を示す概念図(正面図)である。前記基板室内の前記ガスが所定濃度に達したら、前記混合気の一部を前記基板室内に循環させることを特徴とする露光装置の環境制御方法。chamber;前記基板室内の空気と前記ガスとの混合気の一部を排気する排気手段と;前記基板室内の前記ガスの濃度を検出する検出手段と;前記検出手段の検出結果に基づき、前記基板室内の前記ガスが所定濃度に達したら、前記混合気の一部を前記基板室内に循環させる循環制御手段とを備えたことを特徴とする露光装置の環境制御装置。(D),以下の2つの式(1)及び(2)を満たすように設定する気圧制御手段とを、更に備えたことを特徴とする請求項2に記載の環境制御装置。前記流路制御手段は、前記基板室内の前記ガスが前記所定濃度に達したときに、前記ダクトを介して供給される前記混合気を、前記混合手段に導くように構成されていることを特徴とする前記請求項2又は3に記の環境制御装置。前記混合手段は、前記再混合されたガスを前記基板室側に供給する送風手段を兼ねることを特徴とする請求項4に記載の環境制御装置。前記流路制御手段は、前記ダクトに接続された送風手段と、該送風手段から供給される前記混合気を選択的に前記混合部に供給する選択部とを含むことを特徴とする請求項4に記載の環境制御装置。前記ガス供給手段から供給される前記ガスの少なくとも一部をイオン化するイオン化手段を更に備えたことを特徴とする請求項2又は3に記載の環境制御装置。前記ガス供給手段から供給される前記ガスに水蒸気を混入させる水蒸気供給手段を更に備えたことを特徴とする請求項2又は3に記載の環境制御装置。前記基板が前記基板室と前記搬送室との間を通過しないときに、当該両室の間を密閉する密閉手段を更に備えたことを特徴とする請求項3に記載の環境制御装置。