JP2003142393A - 電子ビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高スループットの近接露光方式の電子ビーム
露光装置の実現。 【解決手段】 ステージ49と、電子光学コラム2と、真
空チャンバ1とを備える近接露光方式の電子ビーム露光
装置であって、ウエハカセット16との間でウエハ100の
受け渡しを行うプリロードチャンバ11と、プリロードチ
ャンバ11から搬送されたウエハをパレット41に固定した
後真空チャンバ1内のステージ49に搬送すると共にステ
ージ49から搬送されたパレット41からウエハを取り外し
た後プリロードチャンバ11に搬送するロードチャンバ9
とを備え、ロードチャンバで大気圧状態と真空状態の切
換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム露光装
置に関し、特にウエハカセットから未露光のウエハを取
り出して電子ビーム露光部に搬送し、露光済みのウエハ
をウエハカセットまで搬送する一連の動作を行うトータ
ルシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の集積度は微細加工技術
により規定されており、微細加工技術には一層の高性能
が要求されている。特に、露光技術においては、ステッ
パなどに用いられるフォトリソグラフィの技術的な限界
が予想されており、一層の微細化を難しくしている。こ
の限界を打ち破る技術として電子ビーム露光技術が注目
されているが、一般に電子ビーム露光はスループットが
低いという問題がある。特許第２９５１９４７号は、露
光パターンと同一の開口パターンを有するステンシルマ
スクに、感光剤（レジスト）を塗布した試料（ウエハ）
を近接して配置し、大きな電子ビームでマスクを走査す
ることにより短時間で露光を終了する近接露光方式の電
子ビーム露光技術を開示している。この技術についての
詳しい説明は省略するが、近接露光方式と従来方式との
大きな違いは、マスクにウエハを近接して配置する必要
がある点と、スループットが大きく異なる点である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】実際に量産で使用でき
る近接露光方式の電子ビーム露光装置を実現する場合、
上記の相違点が大きな問題になる。例えば、ウエハ表面
の反りが大きく、ウエハ表面のある部分が基準面から５
０μｍ以上高い場合、ウエハをマスクにウエハを近接さ
せるとウエハの表面がマスクに接触してマスクを損傷す
ることになる。１枚のマスクは非常に多数枚のウエハを
露光するのに使用され、１枚が非常に高価である。その
ため、ウエハの表面を厳密に管理してこのような事故が
発生しないようにする必要がある。

【０００４】また、近接露光方式に限らず電子ビーム露
光装置は、露光動作を行う部分は真空にする必要があ
る。そのため、大気圧中に保持されたウエハカセットか
ら未露光のウエハを取り出して真空中の露光ステージに
固定し、露光が終了したウエハを露光ステージから大気
圧中のウエハカセットに搬送する必要がある。すなわ
ち、ウエハの搬送途中で大気圧から真空へ及び真空から
大気圧に変化させるチャンバを通過させる必要がある
が、この部分でウエハの位置や回転位置を正確に維持し
ながら、ウエハを確実にチャックすることが要求され
る。

【０００５】従来の電子ビーム露光装置は、主としてフ
ォトリソグラフィのレチクルやマスクを作成するのに使
用されており、１回の露光が終了するまでに数時間以上
を要しており、スループットが低いためウエハの搬送に
要する時間はほとんど問題にならなかった。そのため、
従来の電子ビーム露光装置ではウエハの搬送系のスルー
プットは考慮されておらず、従来のウエハ搬送系は近接
露光方式のような高スループットの電子ビーム露光装置
には適用できないという問題があった。

【０００６】本発明は、このような問題を解決して近接
露光方式のような高スループットの電子ビーム露光装置
にも適用できる新しい周辺構成を実現すること、及び実
用的な近接露光方式の電子ビーム露光装置を実現するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子ビーム露光
装置は、ウエハを保持して移動するステージと、ステー
ジに保持されたウエハに電子ビームを照射してパターン
を露光する電子光学コラムと、ステージ及び電子光学コ
ラムを収容する真空チャンバと、ウエハカセットから未
露光のウエハを搬出すると共に露光済みのウエハをステ
ージからウエハカセットに搬送するプリロードチャンバ
と、未露光のウエハを真空チャンバ内のステージに搬送
する時には、ウエハを大気圧状態のプリロードチャンバ
から搬送した後真空状態にしてからウエハを真空チャン
バ内のステージに搬送し、露光済みのウエハをプリロー
ドチャンバに搬送する時には、ウエハを真空チャンバ内
のステージから搬送した後大気圧状態にしてからウエハ
をプリロードチャンバに搬送するロードチャンバとを備
える。

【０００８】そして上記目的を実現するため、本発明の
電子ビーム露光装置は、プリロードチャンバからロード
チャンバに搬送された未露光のウエハはパレットに固定
された後ステージに搬送され、パレット固定機構により
パレットがステージに固定された後、露光が行われる。
露光の終了したウエハを固定したパレットはロードチャ
ンバに搬送され、パレットから露光済みのウエハを取り
外した後プリロードチャンバに搬送される。

【０００９】電子ビーム露光装置は真空中で露光を行う
必要があり、従来ウエハの固定に広く使用されている真
空チャックは使用できず、例えば、静電チャックを使用
する。静電チャックは、真空チャックに比べて吸着力が
弱く、ウエハがある程度反っていると吸着できない場合
が起きる。前述のように、近接露光方式の電子ビーム露
光装置では、マスクにウエハを近接させる必要があり、
ウエハの吸着が不十分で高さ分布の範囲がマスクとウエ
ハの間隔を越えると、ウエハがマスクに接触してマスク
を損傷することになる。そのため、静電チャックにより
ウエハが確実にチャックし、それを確認した後に露光位
置に搬送する必要があるが、これを真空チャンバないで
行うのは難しい。

【００１０】本発明では、大気中でパレットに固定した
後、真空状態にしてパレットをステージに搬送し、静電
チャックなどでパレットをステージに固定するので、反
りのあるウエハでも大気中で確実に固定できる。

【００１１】パレットのウエハ静電チャックが設けられ
る静電チャック部分はウエハの載置面内に設けるが、載
置面へのパーティクルなどの付着を低減するため、静電
チャック部分には多数の細い柱状物が配置して、多数の
細い柱状物の先端をウエハの載置面にすることが望まし
い。

【００１２】真空チャンバとロードチャンバの間には開
閉可能なゲートを設けて、大気状態を遮断可能にする必
要がある。そのため、真空チャンバとロードチャンバに
跨った機構を設けることはできない。そこで真空チャン
バとロードチャンバの間にパレットを搬送するためのレ
ールを設けて、パレットはレールに沿って搬送すること
が考えられるが、その場合パレットは一時的に両方の部
分から切り離された状態になるので、静電チャックへの
電圧の供給が行えず、静電チャックが解除されることに
なる。そこで、パレットにはウエハの静電チャックに印
加された電圧を保持するコンデンサを設ける。

【００１３】ロードチャンバでは、ウエハの静電チャッ
クを動作させた状態で、大気圧状態と真空状態の間で変
化させる。静電チャックは強固に固定するには高電圧を
印加することが望ましいが、高電圧を印加すると放電が
発生するという問題がある。放電が発生する放電限界電
圧は気圧により変化し、その変化はパッシェン曲線と呼
ばれる特性を有する。パッシェン曲線によれば、大気圧
と電子ビーム露光の行われる真空状態の中間に最小の放
電限界電圧があり、大気圧と真空状態では放電限界電圧
は高くなる。そこで、ウエハ静電チャックに印加される
電圧は、真空中では高く、大気圧中では低くし、真空中
で切り換えるようにする。具体的には、ロードチャンバ
において、大気圧状態では低電圧を静電チャックに印加
し、大気圧状態から真空状態に変化させる。この時、途
中で最小の放電限界電圧になるが、静電チャックに印加
される電圧は低いので放電は発生しない。真空状態にな
った後静電チャックに高電圧を印加する。これによりウ
エハは強固に固定されるが、放電は発生しない。真空チ
ャンバへは静電チャックに高電圧を印加した状態で搬送
する。露光が終了した時には、パレットを真空チャンバ
からロードチャンバに搬送し、静電チャックに印加する
電圧を高電圧から低電圧に切り換える。そして、ロード
チャンバを真空状態から大気圧状態にして後、静電チャ
ックの電圧を解除して、ウエハをパレットから取り外
す。

【００１４】前述のように、静電チャックは、真空チャ
ックに比べて吸着力が弱く、ウエハがある程度反ってい
ると吸着できない場合が起きる。そこで、ロードチャン
バに搬送されたウエハを真空吸着した上で静電チャック
により固定する。これであれば、反ったウエハでも確実
に固定できる。真空吸着のための載置面の吸着口は、静
電チャック部分に設ける。上記のように、静電チャック
部分の載置面が多数の柱状物であれば、柱状物の間の空
間を吸着口として利用する。

【００１５】ウエハがマスクに接触する事故を防止する
には、ウエハがパレットに正しく吸着されているか、言
い換えれば吸着されたウエハの表面の高さ分布がマスク
とウエハの間隔より小さいかを確認することが望まし
い。この確認は、ロードチャンバ、ステージ上などいろ
いろな場所で行うことが望ましいが、その分ウエハの表
面位置を検出する検出器を設ける必要があり、コストと
のトレードオフである。ウエハの表面位置を検出する場
合、パレットは十分に剛性があるように設計されるの
で、パレットの表面と吸着したウエハの表面の相対関係
が問題である。上記の構成であればパレットの載置面は
静電チャック部分であり、多数の柱状物が配置されるの
で、表面位置を検出するのが難しい。そこで、この部分
に柱状物の先端部より十分に大きな基準載置面を設け、
ウエハを載置していない時の基準載置面の高さを測定し
ておき、ウエハを固定した時のその部分の高さを検出し
て差を求めることにより、固定したウエハの表面位置を
検出する。基準載置面は離れた位置に複数設け、ウエハ
全面の高さ分布が予測できることが望ましい。

【００１６】電子ビーム露光装置は、ウエハに電子ビー
ムを照射するが、照射された電子ビームがウエハに蓄積
してチャージアップしないように、ウエハをアースに接
続する必要がある。従来の電子ビーム露光装置ではウエ
ハの表面側にスペースがあるので、ウエハの表面にアー
スに接続された導電性の端子を接触させていた。しか
し、近接露光方式の電子ビーム露光装置ではウエハの表
面をマスクに近接して配置する必要があり、表面に端子
を接触させることはできない。そこで裏面に端子を接触
させる必要があるが、裏面は酸化されて薄い絶縁膜が形
成されているので、端子を接触させただけではアースに
導通しないという問題がある。そこで、パレットに載置
されたウエハの裏面に導電性のピンを押し当てる裏面導
通機構を設け、ウエハをアースに導通させる。導電性の
ピンが絶縁膜を破って導電層に接続するには、ある程度
大きな力でピンを付勢する必要があり、例えばこの力は
ロードチャンバの外から加える。また、この外力を解除
した後には、加える力は弱めるがピンが導電層に接触し
た状態を維持する必要があり、ばねなどを使用した機構
でその状態を維持する。なお、外力を加えてもウエハが
パレットから外れないように、真空チャックで吸着した
り、搬送機構で抑えた状態で外力を加えることが望まし
い。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例の近接露
光方式の電子ビーム露光装置の全体構成を示す図であ
る。なお、以下の図においては、同一の構成の要素が複
数設けられている場合には、同一の参照番号にアルファ
ベットを付して表し、各要素の説明においては参照番号
のみで表す場合がある。図１において、矢印は、マスク
及びウエハの搬送経路を示す。参照番号１は真空チャン
バである。真空チャンバの内部は高真空状態に維持さ
れ、露光するウエハを保持したステージを移動する移動
機構が設けられている。ステージに保持されたウエハは
電子光学コラム２のマスクの直下に移動され、大きな電
子ビームでマスクを走査すると、マスクの開口部分を通
過した電子ビームがウエハに照射され、マスクと同じパ
ターンが露光される。１回の露光は数分の１秒から数秒
で終了するので、１００個のダイが形成される１枚のウ
エハであれば数分で露光が終了する。実際には、ステン
シルマスクの特性上、１個のダイのパターンを複数のマ
スクのパターンに分割して行うので、１個のマスクによ
る露光が終了した後は、マスクを交換して複数回露光を
行うことにより、１枚のウエハの露光が終了する。

【００１８】マスクはマスクカセット３に収容されてお
り、ゲート４を開放した状態でマスク搬送機構部５のロ
ボットアームがマスクカセット３内の１個のマスクを取
り出し、マスクアライナ６でマスクの位置と方向を調整
するマスクアライメントを行った上で、電子光学コラム
２の下部に搬送する。搬送されたマスクは静電吸着など
により固定される。露光の終了したマスクは、静電吸着
が解除された後、マスク搬送機構部５のロボットアーム
によりマスクカセット３に戻される。そして次の露光に
使用されるマスクが同様にセットされ、露光終了後戻さ
れる。異なる品種のパターンを露光する場合には、マス
クカセット３を交換する。

【００１９】マスクは剛性のある部材であるが、パター
ン部分は１μｍ以下の厚さの非常に薄い膜であり、マス
クを固定する時にマスクが歪むとこの薄い膜が破断する
ので、マスクを固定する時には３点を支持してマスクに
応力がかからないようにすることが重要である。これは
マスクカセット３にマスクを収容する場合も同様であ
り、マスクカセット３内のマスクは３点で支持される。

【００２０】マスクカセット３は、後述するウエハカセ
ットと同様に、内部が高いクラスのクリーン度に維持さ
れており、セットした後内部を降下させることによりマ
スク搬送機構部５のロボットアームでアクセスできる状
態になる。この時、真空チャンバ１とマスク搬送機構部
５の間に設けられたゲート７は閉じており、マスク搬送
機構部５の部分は大気圧状態である。マスクを取り出し
てマスクアライメントを行った後、ゲート４を閉じて内
部を真空状態にした後、ゲート７を開いてマスクを電子
光学コラム２に搬送する。電子光学コラム２からマスク
を回収してマスクカセット３に戻す場合は、マスクをマ
スク搬送機構部５に搬送した後ゲート７を閉じて内部を
大気圧状態にしてからゲート４を開いて戻す。

【００２１】本実施例では、高スループットを得るため
に、２個のウエハカセット１６Ａ，１６Ｂが設けられる
ようになっており、例えば、一方は露光前の未露光ウエ
ハを収容し、他方は露光済みウエハを収容するといった
形で運用されるが、これに限定されず、露光済みウエハ
を同じカセットに戻すことも可能である。プリロードチ
ャンバ１１内のウエハアーム１５は、ウエハカセット１
６Ａ，１６Ｂ内の未露光ウエハを取り出してコーター／
デベロッパ１４に搬送する。コーター／デベロッパ１４
でレジストを塗布された未露光ウエハは、エッジクラン
プアーム１２により保持され、ウエハアライナ１３で位
置及び回転位置を調整するウエハアライメントが行われ
る。以上の動作は、大気圧中状態のプリロードチャンバ
１１内で行われる。

【００２２】本実施例では、スループットを向上するた
め、２個のロードチャンバ９Ａ，９Ｂが設けられてお
り、一方のロードチャンバから真空チャンバ１内に搬送
されたウエハに露光している間に、他方のロードチャン
バは露光済みのウエハをプリロードチャンバ１１からウ
エハカセット１６Ａ，１６Ｂに戻すと共に、未露光のウ
エハを受け取り、ウエハをパレットに固定した上で内部
を真空状態にして、露光中のウエハの露光が終了して一
方のロードチャンバに搬送されるとすぐにウエハを固定
したパレットを真空チャンバ１内に搬送する。

【００２３】例えば、プリロードチャンバ１１からロー
ドチャンバ９Ａにウエハを搬送する時には、ゲート８Ａ
を閉じ、ゲート１０Ａを開き、エッジクランプアーム１
２がウエハアライメントの終了したウエハをロードチャ
ンバ９Ａ内のパレット上に搬送する。ロードチャンバ９
Ａでは、真空吸着によりウエハをパレットに吸着した状
態で静電チャックにより固定した後、ゲート１０Ａを閉
じ、内部を大気圧状態から真空状態にする。この状態で
露光中のウエハの露光が終了するまで待機する。

【００２４】露光が終了し、真空チャンバ１内のステー
ジから露光済みウエハを固定したパレットがロードチャ
ンバ９Ｂに搬送され、ゲート８Ｂが閉じられると、ステ
ージはロードチャンバ９Ａとのパレット受け渡し位置に
移動し、ゲート８Ａが開かれる。パレットはロードチャ
ンバ９Ａからステージに搬送されて静電チャックにより
固定され、電子光学コラム２の下に移動して露光が行わ
れる。露光が終了すると、ステージはロードチャンバ９
Ａとのパレット受け渡し位置に移動し、露光済みウエハ
が固定されたパレットは、ロードチャンバ９Ａに搬送さ
れる。ロードチャンバ９Ａでは、ゲート８Ａを閉じ、内
部を真空状態から大気圧状態にして、ゲート１０Ａを開
く。そしてエッジクランプアーム１２がウエハをクラン
プした状態でパレットからウエハを取り外し、コーター
／デベロッパ１４に搬送する。コーター／デベロッパ１
４でレジストを現像し、現像の終了したウエハはウエハ
アーム１５によりウエハカセット１６Ａ，１６Ｂ内に戻
される。

【００２５】以上が実施例におけるマスク及びウエハの
搬送経路であるが、各部について更に詳しく説明する。

【００２６】図２は、プリロードチャンバ１１の部分の
構成を示す図である。ウエハカセット１６は、内部が所
定のクリーン度であるように密閉され、クリーン度の低
い環境中を運んでも内部は良好なクリーン度に保たれる
ようになっている。ウエハカセット１６は、底部を除く
外側の筐体２０を残して、内部筐体２１と一体の底部を
下方へ移動すると内部のラック２２に配置されたウエハ
が露出して外部からアクセスできるようになっている。
従って、図示のようにプリロードチャンバ１１にセット
した後、底部を下方へ移動するとウエハ１００がプリロ
ードチャンバ１１内に配置されることになる。

【００２７】プリロードチャンバ１１内には、エッジク
ランプアーム１２と、コーター／デベロッパ１４と、ウ
エハアーム１５が設けられている。プリロードチャンバ
１１の上部には、外気を取り入れるファン１７と、加熱
装置１８と、フィルタ１９とが設けられており、プリロ
ードチャンバ１１内を所定のクリーン度に維持する。な
お、図示していないが、プリロードチャンバ１１のいず
れかの部分（基本的には下側）にフィルタを有する排気
口が設けられている。

【００２８】電子ビーム露光装置の真空チャンバ内は真
空であり、当然良好なクレーン度である。本実施例で
は、プリロードチャンバ１１内は良好なクリーン度に維
持され、良好なクリーン度であるウエハカセット１６の
内部はプリロードチャンバ１１に対して開放されるの
で、ウエハを処理する部分でのクリーン度は良好であ
り、処理の終了したウエハはウエハカセット１６に戻さ
れて密閉されるので、ウエハは良好なクリーン度の環境
で処理されるのと同等である。

【００２９】また、クリーン度の良好な環境を実現する
ためにチャンバ内に不活性ガスを導入することが行われ
るが、この場合湿度がゼロであるためウエハの表面にク
ラックを生じるという問題が発生する。これを避けるた
め、本実施例ではプリロードチャンバ１１内には大気を
導入し、湿度もウエハを損傷しない４０％程度に維持す
る。なお、この装置はある程度のクリーン度のクリーン
ルーム内に配置されることを前提としており、そのよう
なクリーンルーム内の温度及び湿度はウエハに適した環
境であり、図２の構成では湿度を制御する機構は設けて
いないが、必要であればそのような機構を設ける。

【００３０】しかし、ロードチャンバ９ではプリロード
チャンバ１１から大気が導入され、大気圧状態から真空
状態及び真空状態から大気圧状態に変化するため断熱膨
張により雰囲気温度が変化する。電子ビーム露光装置は
数ｎｍから十数ｎｍの露光位置精度が要求されるため、
各部が熱膨張で伸縮しないようにする必要がある。近接
露光方式の電子ビーム露光装置は、マスクに照射される
電子ビームのエネルギが小さく、露光中には真空チャン
バ内の各部の温度はほとんど上昇せず、装置が配置され
る環境の温度に近いが、ロードチャンバ９でウエハ及び
パレットの温度が真空チャンバ内の各部の温度と異なる
と、露光中にウエハ及びパレットの温度が変化して伸縮
し、露光位置精度を低下させる。そのため、ロードチャ
ンバ９内の雰囲気温度が断熱膨張により変化した時に
は、ウエハ及びパレットの温度が熱平衡状態になり、真
空チャンバと同じ温度になるまでの間保持する必要があ
るが、これはスループットを低下させる要因になる。本
実施例では、プリロードチャンバ１１内の温度は室温よ
り少し高めであるので、断熱膨張による温度低下を相殺
して真空チャンバ内に搬送したウエハが熱平衡状態にな
るまでの時間を、スループットに影響しないレベルまで
短縮できる。

【００３１】ウエハアライナ１３、コーター／デベロッ
パ１４及びウエハアーム１５は、従来のものと同様であ
り、ここでは説明を省略するが、コーター／デベロッパ
１４をこの部分に設けるのは露光の直前にレジストを塗
布し、露光の終了した直後に現像を行うためであり、こ
れにより良好なレジスト加工が可能になる。

【００３２】本実施例では、ロードチャンバ９Ａ，９
Ｂ、ウエハアライナ１３及びコーター／デベロッパ１４
の間のウエハの搬送をエッジクランプアーム１２で行っ
ている。エッジクランプアーム１２について、図３から
図６を参照して説明する。図３の（Ａ）に示すように、
エッジクランプアーム１２は、参照番号２６，２７，２
８で構成されるロボットアームと、それにより動かされ
るウエハ１００を保持（クランプ）するクランプ部材２
５で構成される。ロボットアームの部分は、ウエハアー
ム１５と同様に従来のものと同じであり、ここでは説明
を省略する。

【００３３】クランプ部材２５は、図３の（Ｂ）に示す
ように、クランプ基材２５Ａと、２本のアーム部材２５
Ｂを有し、アーム部材２５Ｂの先端にはそれぞれコマ２
９，３０が設けられており、クランプ基材２５Ａには可
動ゴマ３１が設けられている。図３の（Ｄ）に示すよう
に、コマ２９，３０と可動ゴマ３１は軸方向の中間部が
凹んだ円柱形状であり、可動ゴマ３１は図３の（Ｂ）に
示す方向に移動可能である。ウエハ１００をクランプす
る時には、図３の（Ｂ）と（Ｃ）に示すように、各コマ
の凹んだ部分をウエハ１００の３点のエッジに押し当て
る。各コマは、中間部が凹んだ円柱形状であり、クラン
プされたウエハは脱落することなしに保持される。保持
の力はばね３６の力により決定されるが、ウエハが歪ま
ない範囲で適宜設定する。ウエハ１００の中心位置は常
にコマ２９，３０により決定される位置になる。ウエハ
１００の中心位置は、直径が異なると変化するが、常に
ある直線上にある。

【００３４】図４は、可動ゴマ３１の部分の構造を示す
図である。クランプ基材２５Ａに溝を形成し、更にアー
ム部材２５Ｂとクランプ基材２５Ａに可動ゴマ３１の軸
３２が摺動する溝３４，３５を設け、軸３２に部材３３
を取り付けて可動ゴマ３１が溝３４，３５に沿って摺動
するように構成する。そして、軸３２をばね３６で付勢
すると共に、ばね３７を介してアクチュエータの先端３
８に接続する。アクチュエータは、エアシリンダなどで
ある。アクチュエータの先端３８を左側に移動すると、
ばね３７による左側への力がばね３６による右側への力
より大きいので可動ゴマ３１は左側に移動し、解除状態
になる。アクチュエータの先端３８を右側に移動する
と、ばね３７は引張り力を呈さない状態になり、ばね３
６により可動ゴマ３１は右側に移動し、クランプ状態に
なる。

【００３５】エッジクランプアーム１２によりウエハア
ライナ１３及びコーター／デベロッパ１４上のウエハを
クランプする時、ウエハは裏面からリフトピンで押し上
げられた状態であり、エッジクランプアーム１２の各コ
マをウエハのエッジに接触させられる。しかし、ステー
ジのようなウエハより大きな載置面の場合、ウエハのエ
ッジにエッジクランプアーム１２の各コマを接触させる
ことはできない。図５は、ウエハ１００より大きな載置
面を有する場合に、本実施例のエッジクランプアーム１
２でクランプできるようにしたステージ４１の構成を示
す図である。図５の（Ａ）に示すように、ステージ４１
上にコマ２９，３０及び可動ゴマ３１が入り込む穴４
２，４３，４４をウエハ１００を設ける。クランプする
場合には、図５の（Ｂ）に示すように、コマの中央部が
ウエハのエッジに位置するようにコマを穴の中に入れた
後、コマを移動及びクランプ状態にしてクランプする。
なお、台の直径がウエハの直径より小さい場合には、上
記の穴が必要でないことはいうまでもなく、ウエハを裏
面からリフトピンで押し上げる機構も必要ない。従っ
て、台の直径がウエハの直径より小さいウエハアライナ
１３を使用すれば、リフトピンで押し上げる機構を設け
る必要はない。コーター／デベロッパ１４は、エッジク
ランプアーム１２だけでなくウエハアーム１５でウエハ
を搬送する必要があるので、従来と同様にリフトピンで
押し上げる機構が必要である。

【００３６】図６は、エッジクランプアーム１２により
ウエハをクランプする時の動作を示すフローチャートで
ある。ステップ３０１では、可動ゴマ３１を解除状態に
する。これにより、３個のコマの位置はクランプするウ
エハより大きな直径の円周に位置することになる。ステ
ップ３０２では、エッジクランプアーム１２の３個のコ
マにより形成される円とウエハの中心が一致するように
エッジクランプアーム１２を移動する。この位置は、エ
ッジクランプアーム１２を降下しても３個のコマはウエ
ハに接触しない退避位置である。ステップ３０３では、
エッジクランプアーム１２を、各コマがウエハのエッジ
と同じ高さになる位置まで降下する。ステップ３０４で
は、コマ２９と３０がウエハのエッジに接触する付近に
移動した後、アクチュエータの先端３８を右側に移動す
ると可動ゴマ３１が左側に移動し、ばね３６の力でウエ
ハを挟み込む。これによりウエハはエッジクランプアー
ム１２にクランプされる。ステップ３０５では、エッジ
クランプアーム１２を上昇させ、ウエハを載置面から離
す。

【００３７】従来のウエハアームは、ウエハの裏面を支
持及び吸着しており、リフトピンなどで押し上げた状態
でウエハを受け渡す必要がある。リフトピンの上に載置
された状態では、ウエハの自重でリフトピンの先端に接
触しているだけであり、ウエハはある程度自由に移動で
きるので位置がずれたり回転し、ウエハの保持位置の精
度が低下する。これに対して、本実施例のエッジクラン
プアームを使用すると、ウエハをエッジクランプアーム
にクランプしたままステージに載置して真空チャック
（吸着）や静電チャックすることが可能であり、ウエハ
の位置ずれが防止できる。真空吸着を解除した時や静電
チャックを解除した場合、ウエハが載置面から容易に離
れない場合がある。そのような場合、本実施例のエッジ
クランプアームでクランプした状態で引き上げると容易
に離すことができる。特に静電チャックを解除する場
合、静電チャックに逆電圧を印加したり、後述するよう
に真空吸着口から気体を噴出してウエハを載置面から引
き離す場合があるが、そのような場合引き離されたウエ
ハが飛び出して、搬送できなくなるという問題を生じる
が、本実施例のエッジクランプアームでクランプした状
態で引き離すと、ウエハはそのままクランプされている
ので、上記のような問題は発生しない。この場合、エッ
ジクランプアームのクランプ部材２５は下方へは移動し
ないが、上方へは小さな範囲であるがばね圧に抗して移
動可能であるように構成しておけば、引き離す時の衝撃
を吸収できる。なお、この構成はクランプしたまま載置
面に押し当てる場合も同様に効果的であり、押し当てる
時の衝撃を吸収できる。

【００３８】図７は、ロードチャンバ９と真空チャンバ
１内のステージ４９との間のパレット４１を利用したウ
エハ１００の受け渡しのための構成を示す図である。ロ
ードチャンバ９には、上面にパレット４１を機械的に固
定するパレット台４６が設けられており、内部を真空状
態と大気圧状態の間で変化できるようになっている。ま
た、真空チャンバ１には、ステージ４９と、ステージ４
９を３軸方向及び回転する移動機構４８が設けられてお
り、内部は真空状態に保持されている。

【００３９】プリロードチャンバ１１のエッジクランプ
アーム１２によりロードチャンバ９に搬送されたウエハ
１００は、パレット台４６上のパレット４１に静電チャ
ックにより固定される。その後、ロードチャンバ９内は
真空状態にされ、パレット４１がステージ４９に搬送さ
れ、パレット４１に設けたパレット固定機構によりパレ
ット４１はステージ４９に固定される。ウエハ１００を
固定したパレット４１は、マスク５０の直下に移動し、
露光が行われる。露光の終了したウエハ１００を固定し
たパレット４１はステージ４９からロードチャンバ９に
搬送され、ロードチャンバ９の内部を大気圧状態にした
後、パレット４１から露光済みのウエハ１００を取り外
す。その後、エッジクランプアーム１２によりプリロー
ドチャンバ１１に搬送され、ウエハカセットに戻され
る。真空チャンバ１とロードチャンバ９の間には開閉可
能なゲート８を設ける必要があるので、パレット４１に
ローラを設け、真空チャンバ１とロードチャンバ９にパ
レット４１を搬送するためのレール４５，４７を設け
て、パレット４１はレールに沿って移動する。図示して
いないが、ロードチャンバ９には、パレット４１をレー
ルに沿って移動させるアクチュエータが設けられる。

【００４０】以下、図８から図１６を参照して各部を更
に詳しく説明する。

【００４１】図８は、パレット４１を示す図であり、
（Ａ）は上面図を、（Ｂ）は側面図を示す。図示のよう
に、パレット４１の上面には、ウエハ１００の外周より
若干内側の部分に円状の土手５１が設けられており、そ
の内部には細くて短い柱状物５５が多数設けられてい
る。この多数の柱状物５５が設けられている下にウエハ
静電チャックが形成されている。土手５１の内部をここ
では静電チャック部と呼ぶ。ウエハの載置面を多数の細
い柱状物５５の上面とすることにより、ウエハの裏面と
載置面の接触面積を低減し、汚れによるウエハ面の変形
などを低減できる。また、パレット４１の内部には、ウ
エハ静電チャックに印加された電圧を保持するための容
量素子５８が設けられている。

【００４２】パレット台に保持された状態で真空ポンプ
に接続される真空経路５３の開口５２が、静電チャック
部に設けられている。真空ポンプにより真空経路５３を
減圧すると、土手５１がシールとして働き、柱状物５５
の間の部分が真空経路として働いて、パレット４１に載
置されたウエハは真空吸着によりパレット４１に吸着さ
れる。

【００４３】更に、静電チャック部内の４箇所に、柱状
物５５の上面より十分に大きな面積を有する基準載置面
５４Ａから５４Ｄが設けられている。基準載置面５４Ａ
から５４Ｄは、ウエハが正常にチャックされているか、
すなわちチャックされたウエハの表面位置が所定の範囲
内であるかを検出するのに使用される。

【００４４】更に、土手５１の横に３個の穴４２，４
３，４４が設けられている。これらの穴は、図５で説明
したエッジクランプアーム１２でクランプするためのも
のである。

【００４５】更に、土手５１の横に４個の裏面導通機構
５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄが設けられている。裏
面導通機構５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃは、パレット４１の
アースに、裏面導通機構５６Ｄは端子６０Ｃと６０Ｆに
接続されている。また、パレット４１の裏面の両側に
は、８個のローラ５７が設けられている。パレット４１
の裏面には、パレット４１をステージ４９に固定するた
めの３個のパレット静電チャック５９Ａ，５９Ｂ，５９
Ｃが設けられている。参照番号６０Ａから６０Ｄはパレ
ット台４６に設けられた端子と接触する端子であり、６
０Ａはパレット４１のアースに、６０Ｂと６０Ｄはウエ
ハ静電チャックに、６０Ｃは裏面導通機構５６Ｄに接続
されている。参照番号６０Ｅから６０Ｊはステージ４９
に設けられた端子と接触する端子であり、６０Ｅと６０
Ｊはパレット４１のアースに、６０Ｇと６０Ｈはウエハ
静電チャックに、６０Ｉはパレット静電チャックに、６
０Ｆは裏面導通機構５６Ｄに接続されている。

【００４６】図９は、裏面導通機構５６の構造を示す図
である。裏面導通機構５６は、パレット４１に設けられ
た穴６１に、支点６３を中心として回転可能に支持され
たアーム６２と、アーム６２の一方の端に設けられた先
端が尖った細い導電性のピン６４と、ピン６４を上方に
付勢するばね６５とを有する。ピン６４は、パレット４
１のアース又は端子６０Ｃ，６０Ｆに接続されている。
また、パレット４１がパレット台４６に保持された状態
で、アーム６２の他方の端を下方に押し下げるアクチュ
エータが設けられている。アクチュエータはロードチャ
ンバ９の外部に設けられ、ロードチャンバ９の壁６７に
は、外気と遮断しながら移動可能にする機構６８が設け
られている。これにより、アクチュエータの先端６６は
ロードチャンバ９内を移動可能になり、アクチュエータ
を駆動することにより先端６６がアーム６２の他方の端
を下方に押し下げ、ピン６４が上昇する。

【００４７】真空吸着した状態でアクチュエータを駆動
してピン６４を上昇させると、ピン６４の先端が吸着さ
れたウエハ１００の裏面に突き刺さり、絶縁膜を破って
ウエハ１００とピン６４が導通する。アクチュエータを
解除しても、アーム６２はばね６５により付勢されてい
るので、ピン６４がウエハ１００に接触して導通した状
態が維持される。なお、ばね６５はピン６４がウエハ１
００に接触して導通した状態が維持できればよい強さに
設定されている。

【００４８】図１０は、パレット４１をロードチャンバ
９と真空チャンバ１内のステージ４９との間で搬送する
機構を説明する図である。パレット４１は、ローラ５７
をレールに載せて移動されるが、ロードチャンバ９と真
空チャンバ１の間にはゲート８が設けられるので、連続
したレールを設けることはできない。そこで、ロードチ
ャンバ９にはレール４５Ａ，４５Ｂを、真空チャンバ１
にはレール４７Ａ，４７Ｂを設け、パレット４１が中間
に位置する時には少なくとも両側のローラがレール４５
Ａ，４５とＢ４７Ａ，４７Ｂに載るようにしている。な
お、図示していないが、パレット台４６には、パレット
４１をレールに沿って移動させるアクチュエータが設け
られている。また、パレット台４６にはパレット４１を
機械的に固定する機構が設けられている。

【００４９】パレット台４６は、パレット４１を固定し
た時にパレット４１の端子６０Ａから６０Ｄと接触する
端子７１Ａから７１Ｄと、真空経路５３と接続する開口
７２が設けられた部材６９を有している。開口７２は真
空ポンプに接続されている。また、ステージ４９は、パ
レット４１を固定した時にパレット４１の端子６０Ｅか
ら６０Ｊと接触する端子７１Ｅから７１Ｊが設けられた
部材７０を有している。端子７１Ａから７１Ｊは、ばね
で付勢された構造を有し、搬送されたパレット４１が衝
突する衝撃を吸収すると共に、電気的に確実に接続され
るようになっている。

【００５０】図１１は、ロードチャンバ９内を真空にす
るための排気経路及び真空チャックの排気経路を示す図
である。図示のように、ロードチャンバ９とプリロード
チャンバ１１の間にはゲート１０が設けられており、ロ
ードチャンバ９とシンクチャンバ１の間にはゲート８が
設けられており、ゲート８と１０を閉じた状態でロード
チャンバ９内を排気して真空にできる。また、パレット
はパレット台４６に固定された状態で、真空チャックが
機能するようになっており、ウエハ１００をパレットに
載置した状態でのウエハ１００とパレットとの間の土手
５１で囲まれる空間を５１Ａで表す。開口５２及び真空
経路５３を介して空間５１Ａ内を排気することにより真
空吸着が働く。

【００５１】真空ポンプ７３はバルブＶ３，Ｖ４を介し
て共通経路に接続され、空間５１ＡはバルブＶ１を介し
て共通経路に接続され、ロードチャンバ９はバルブＶ２
を介して共通経路に接続されている。また、気体供給源
（Ｐ−Ｎ２）７６が流量制御器（フローセンサ）ＦＣＳ
とバルブＶ５を介して共通経路に接続され、流量計ＰＳ
２が共通経路に接続されている。流量計ＰＳ２の検出量
は演算制御ユニット（ＭＭＩ）７４に送られ、演算制御
ユニット７４はフローセンサＦＣＳの流量を制御する。

【００５２】図１２は、パレット４１、パレット台４６
及びステージ４９における電気的な構成を示す図であ
り、（Ａ）はパレット台４６に接続した状態を、（Ｂ）
はステージ４９に接続した状態を示す。パレット４１の
ウエハ静電チャックは２つの部分５５Ａと５５Ｂに分か
れており、容量素子も２個５８Ａと５８Ｂに分かれてい
る。また、図８に示したように、３個のパレット静電チ
ャック５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｃが設けられている。端子
６０Ａ，６０Ｅ，６０Ｊは、パレットのアースに接続さ
れており、裏面導通機構５６Ａ−５６Ｃと、容量素子５
８Ａ，５８Ｂのアース端子もパレットのアースに接続さ
れている。端子６０Ｂと６０Ｈはウエハ静電チャック５
５Ａと容量素子５８Ａに接続され、端子６０Ｄと６０Ｇ
はウエハ静電チャック５５Ｂと容量素子５８Ｂに接続さ
れ、端子６０Ｃと６０Ｆは裏面導通機構５６に接続さ
れ、端子６０Ｉはパレット静電チャック５９Ａ，５９
Ｂ，５９Ｃに接続されている。

【００５３】パレット台４６の端子７１Ｂと７１Ｄは、
スイッチ７８を介してローダ電源７７に接続され、端子
７１Ｃは切換スイッチ７９を介して抵抗計８０又はアー
スに接続され、端子７１Ａはアースに接続されている。
ステージ４９の端子７１Ｇと７１Ｈはスイッチ８１を介
してウエハ用ステージ側電源８２に接続され、端子７１
Ｉはパレット用ステージ側電源８３に接続され、端子７
１Ｆは切換スイッチ８４を介して抵抗計８５又はアース
に接続され、端子７１Ｅと７１Ｊはアースに接続されて
いる。

【００５４】図１３は、パレット４１の基準載置面５４
Ａから５４Ｄを利用したチャック状態を検出する構成を
示す図である。ローダチャンバ９の壁９０に透明な部材
で形成した窓９１を設け、外部に光学的な高さ検出器９
２を設ける。検出器９２は、レーザなどの平行光束を出
力する光源９３と、受光位置を検出できる受光素子９４
を有する。光源９３からの光束を窓９１を通して基準載
置面５４の表面に照射し、反射した光束を受光素子９４
で検出すると、基準載置面５４の高さに応じて受光素子
９４における検出位置が変化する。従って、受光素子９
４における検出位置から基準載置面５４の高さが検出で
きる。同様に、パレット４１上にウエハ９０を載置して
吸着などにより固定し、その表面の高さを検出して基準
面の高さの差を算出する。４箇所の差がほぼ等しく、ウ
エハ１００の厚さに近い値であればウエハは正常に固定
されているといえる。しかし、４箇所の差が所定の値よ
り大きい場合や、差がウエハ１００の厚さから大きく離
れた値の場合にはウエハは正常に固定されていないこと
になる。

【００５５】なお、ウエハの固定状態を検出するのは上
記の方法に限らず各種の方法がある。例えば、真空吸着
する場合には、正常に吸着されていれば真空ポンプの流
量が小さいが、正常に吸着されておらずに隙間がある場
合には真空ポンプの流量が大きくなるので、真空ポンプ
の流量を検出することによりウエハの固定状態を検出す
ることが可能である。

【００５６】また、前述の裏面導通機構を利用して、ウ
エハの固定状態を検出することも可能である。パレット
４１がパレット台４６に固定されている場合、図１２の
スイッチ７９を抵抗計８０側に接続し、裏面導通機構５
６Ｄと他の裏面導通機構５６Ａ−５６Ｃとの間の抵抗を
測定する。測定した抵抗値が所定値以上の場合は裏面導
通が正常でないので、再度アクチュエータなどで付勢し
て抵抗値が所定値以下になるようにする。ウエハ静電チ
ャックに切り換えて真空吸着を解除した段階で再度抵抗
値を測定して前の測定値と差がなければウエハの固定は
正常であると判断される。同様に、パレット４１をステ
ージ４９に搬送して固定した後で、スイッチ８４を抵抗
計８５側に接続し、裏面導通機構５６Ｄと他の裏面導通
機構５６Ａ−５６Ｃとの間の抵抗を測定する。測定した
抵抗値がパレット台４６で測定した値と同じであれば、
ウエハの固定は正常であると判断される。

【００５７】本実施例では、複数の方法を組み合わせて
行うことにより、ウエハの固定状態を確実に検出して、
固定状態が不良のウエハが露光されないようにしてい
る。

【００５８】図１４は、ロードチャンバ９におけるウエ
ハのチャック動作を示すフローチャートである。ステッ
プ３１１では、パレット４１はパレット６上に固定され
ている。ゲート８を閉じ、ゲート１０を開いた状態で、
高さ検出器によりパレット４１の４つの基準載置面５４
の高さを測定し記憶する。そして、エッジクランプアー
ム１２によりウエハ１００をパレット４１上に搬送して
載置する。ステップ３１２では、図１１の真空機構のバ
ルブＶ１とＶ３を開いて真空吸着を開始する。ステプ３
１３では、図１１の流量計ＰＳ２により共通真空経路に
流れる気体流量を検出し、所定値以内であるか判定す
る。所定値以上の時には、ウエハと載置面の間に隙間が
あり正常に吸着できないウエハなので、ステップ３２２
に進んでチャック以上であることを報知する。所定値以
内の時には、ステップ３１２に進む。なお、図示してい
ないが、裏面導通機構を外部のアクチュエータで付勢す
る場合は、ステップ３１２に進む前に行い、裏面導通機
構５６Ｄと他の裏面導通機構５６Ａ−５６Ｃとの間の抵
抗を抵抗計８０で測定し、裏面導通されているかを検出
する。

【００５９】ステップ３１２では、エッジクランプアー
ムを解除して、プリロードチャンバ１１に退避させる。
ステップ３１４では、図１２のスイッチ７８を接続し、
ローダ側電源７７から第１の電圧を供給し、ウエハ静電
チャックを動作させる。ステップ３１６では、図１１の
バルブＶ３を閉じ、Ｖ１は開いたままで、更にＶ２を開
く。これにより、空間５１Ａ内に大気が入り、真空チャ
ックが解除される。ステップ３１７では、真空吸着が解
除された後もウエハ静電チャックによりウエハが正常に
チャックされているか確認する。具体的には、Ｖ４，Ｖ
５を開いてＰ−Ｎ２から気体を流した時の流量をＰＳ２
で検出し、ＭＭＩ７４は検出した値に基準値を加えた値
をＦＣＳ７５に設定する。そして、Ｖ１，Ｖ４，Ｖ５を
開いてＰ−Ｎ２から気体を流した時の流量をＰＳ２で検
出し、設定した値以下であるか判定する。ウエハが正常
にチャックされていれば、ウエハ１００により空間５１
Ａはロードチャンバ９と遮断されており、流量はほとん
ど増加しないので設定値以下であるが、正常にチャック
されていないと隙間から大気が流入して流量が所定値以
上になる。更に、図１３に示した基準載置面を利用した
ウエハ表面の高さ検出を行い、記憶してある基準載置面
との差を算出して正常であるか判定する。また、裏面導
通の判定も行う。いずれかの判定で不良と判断された時
には、ステップ３２２に進む。

【００６０】ステップ３１８ではゲート１０を閉じ、ス
テップ３１９でロードチャンバ内を排気して真空にす
る。この時、最初は遅い速度で排気してパーティクルな
どが舞い上がってウエハの表面に付着しないようにし、
ある程度排気された後に高速の排気に切り換える。ステ
ップ３２０で、ローダ側電源７７から第１の電圧より高
い第２の電圧を供給する。ステップ３２１では、ステッ
プ３１７と同様に、ウエハが正常にチャックされている
か判定し、不良と判断された時には、ステップ３２２に
進み、正常であればチャック動作は終了する。

【００６１】図１５は、パレット４１とパレット台４６
からステージ４９に搬送する時の動作を示すフローチャ
ートであり、図１２を参照しながら説明する。以下の動
作はパレットへのウエハのチャックが終了し、ロードチ
ャンバ９内が真空状態になった後開始される。ステップ
３３１では、ステージ側のスイッチ８１と２個の電源８
２，８３をオフのままにしておく。ステップ３３２で
は、ゲート８を開く、ステップ３３３でローダ側のスイ
ッチ７８を開き、ステップ３３４でローダ側電源７７を
オフする。ステップ３３３と３３４は同時に行う。

【００６２】ステップ３３５ではパレットを搬送し、ス
テージの端子に接触した状態になる。ステップ３３６で
は、ステージ側のスイッチ８１を接続状態にする。ステ
ップ３３７では、２個の電源８２，８３をオンする。こ
れにより、パレットはステージに固定される。ステップ
３３８では、ウエハのチャックが正常か判定し、以上で
あればステップ３４０に進み、正常であれば、パレット
の搬送が終了し、露光動作に入る。ステップ３３８での
ウエハのチャックが正常かの判定は、抵抗計８５を使用
して行うが、図１３のような高さ検出器や他の測定器を
利用してもよい。

【００６３】上記のように、真空チャンバとロードチャ
ンバの間でパレットを搬送する場合、パレットは一時的
に両方の部分から切り離された状態になるが、容量素子
５８により静電チャックへの電圧の印加状態が維持され
るので、ウエハ静電チャックが解除されることはない。

【００６４】図１６は、ロードチャンバ９においてステ
ージから送られてきたウエハをパレットから外すチャッ
ク解除動作を示すフローチャートである。静電チャック
されたウエハは、静電チャックに印加する電圧を０Ｖに
しても容易にチャックが外れないという問題がある。そ
こで、このチャック解除動作では、真空チャックの空間
５１Ａの気圧を高めて気圧によりウエハをパレットから
取り外す。ここではこの動作をポップオフと呼ぶ。この
時ウエハをエッジクランプアームでクランプして、ウエ
ハが飛ばされないようにする。

【００６５】ステップ３５１では、ウエハ静電チャック
に印加する電圧を低電圧の第１の電圧に切り換える。ス
テップ３５２では、ロードチャンバ９内の真空を解除し
て大気圧状態にする。ステップ３５３では、エッジクラ
ンプアーム１２によりチャックされているウエハをクラ
ンプする。

【００６６】ステップ３５４では、エッジクランプアー
ムでウエハをクランプする。ステップ３５４では、ポッ
プオフの圧力を設定する。具体的には、図１１で、Ｖ４
とＶ５のみを開いた状態で、共通経路の圧力がポップオ
フ圧力になるようにＦＣＳ７５を設定した上で、Ｖ１を
開く。ステップ３５５では、ウエハ静電チャックの電圧
を０Ｖに設定する。これによりウエハ静電チャックが解
除されると同時に圧力によりウエハがパレットから外れ
る。ステップ３５６では、エッジクランプアームでウエ
ハをプリロードチャンバ１１に搬送して終了する。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実用的な電子ビーム露光装置が実現でき、特に高スルー
プットの近接露光方式の電子ビーム露光装置が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の近接露光方式の電子ビーム露
光装置の全体構成を示す図である。

【図２】実施例のプリロードチャンバの部分の構成を示
す図である。

【図３】実施例のエッジクランプアームを示す図であ
る。

【図４】エッジクランプアームの可動ゴマの部分の構成
を示す図である。

【図５】ウエハより大きな載置面を有するステージ（パ
レット）に対してエッジクランプアームを使用するため
に必要な構成を示す図である。

【図６】エッジクランプアームによるクランプ動作を示
すフローチャートである。

【図７】実施例のロードチャンバの部分の構成を示す図
である。

【図８】実施例で使用するパレットを示す図である。

【図９】裏面導通機構を示す図である。

【図１０】パレット搬送機構を示す図である。

【図１１】パレット及びロードチャンバの真空排気系の
構成を示す図である。

【図１２】パレットの静電チャックに関係する部分の構
成を示す図である。

【図１３】基準載置面を利用した光学的な高さ検出機構
を示す図である。

【図１４】ロードチャンバにおけるウエハのチャック動
作を示すフローチャートである。

【図１５】パレットの搬送動作を示すフローチャートで
ある。

【図１６】ロードチャンバにおけるウエハのチャック解
除動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…真空チャンバ ２…電子光学コラム ３…マスクカセット ８，８Ａ，８Ｂ，１０，１０Ａ，１０Ｂ…ゲート ９，９Ａ，９Ｂ…ロードチャンバ １１…プリロードチャンバ １２…エッジクランプアーム １６，１６Ａ，１６Ｂ…ウエハカセット ４１…パレット １００…ウエハ

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１２月１３日（２００２．１２．
１３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の集積度は微細加工技術
により規定されており、微細加工技術には一層の高性能
が要求されている。特に、露光技術においては、ステッ
パなどに用いられるフォトリソグラフィの技術的な限界
が予想されており、一層の微細化を難しくしている。こ
の限界を打ち破る技術として電子ビーム露光技術が注目
されているが、一般に電子ビーム露光はスループットが
低いという問題がある。特許第２９５１９４７号は、露
光パターンと同等の開口パターンを有するステンシルマ
スクに、感光剤（レジスト）を塗布した試料（ウエハ）
を近接して配置し、大きな電子ビームでマスクを走査す
ることにより短時間で露光を終了する近接露光方式の電
子ビーム露光技術を開示している。この技術についての
詳しい説明は省略するが、近接露光方式と従来方式との
大きな違いは、マスクにウエハを近接して配置する必要
がある点と、スループットが大きく異なる点である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】実際に量産で使用でき
る近接露光方式の電子ビーム露光装置を実現する場合、
上記の相違点が大きな問題になる。例えば、ウエハ表面
の反りが大きく、ウエハ表面のある部分が基準面から５
０μｍ以上高い場合、ウエハをマスクに近接させるとウ
エハの表面がマスクに接触してマスクを損傷することに
なる。１枚のマスクは非常に多数枚のウエハを露光する
のに使用され、１枚が非常に高価である。そのため、ウ
エハの表面を厳密に管理してこのような事故が発生しな
いようにする必要がある。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子ビーム露光
装置は、ウエハを保持して移動するステージと、露光す
るパターンと同等の開口パターンを有するマスクを備
え、前記マスクに前記ウエハを近接して配置した状態で
前記マスクに電子ビームを照射してパターンを露光する
近接露光方式の電子光学コラムと、ステージ及び電子光
学コラムを収容する真空チャンバと、ウエハカセットか
ら未露光のウエハを搬出すると共に露光済みのウエハを
ステージからウエハカセットに搬送するプリロードチャ
ンバと、未露光のウエハを真空チャンバ内のステージに
搬送する時には、ウエハを大気圧状態のプリロードチャ
ンバから搬送した後真空状態にしてからウエハを真空チ
ャンバ内のステージに搬送し、露光済みのウエハをプリ
ロードチャンバに搬送する時には、ウエハを真空チャン
バ内のステージから搬送した後大気圧状態にしてからウ
エハをプリロードチャンバに搬送するロードチャンバと
を備える。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】電子ビーム露光装置の真空チャンバ内は真
空であり、当然良好なクリーン度である。本実施例で
は、プリロードチャンバ１１内は良好なクリーン度に維
持され、良好なクリーン度であるウエハカセット１６の
内部はプリロードチャンバ１１に対して開放されるの
で、ウエハを処理する部分でのクリーン度は良好であ
り、処理の終了したウエハはウエハカセット１６に戻さ
れて密閉されるので、ウエハは良好なクリーン度の環境
で処理されるのと同等である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５０】図１１は、ロードチャンバ９内を真空にす
るための排気経路及び真空チャックの排気経路を示す図
である。図示のように、ロードチャンバ９とプリロード
チャンバ１１の間にはゲート１０が設けられており、ロ
ードチャンバ９と真空チャンバ１の間にはゲート８が設
けられており、ゲート８と１０を閉じた状態でロードチ
ャンバ９内を排気して真空にできる。また、パレットは
パレット台４６に固定された状態で、真空チャックが機
能するようになっており、ウエハ１００をパレットに載
置した状態でのウエハ１００とパレットとの間の土手５
１で囲まれる空間を５１Ａで表す。開口５２及び真空経
路５３を介して空間５１Ａ内を排気することにより真空
吸着が働く。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】図１４は、ロードチャンバ９におけるウエ
ハのチャック動作を示すフローチャートである。ステッ
プ３１１では、パレット４１はパレット６上に固定され
ている。ゲート８を閉じ、ゲート１０を開いた状態で、
高さ検出器によりパレット４１の４つの基準載置面５４
の高さを測定し記憶する。そして、エッジクランプアー
ム１２によりウエハ１００をパレット４１上に搬送して
載置する。ステップ３１２では、図１１の真空機構のバ
ルブＶ１とＶ３を開いて真空吸着を開始する。ステップ
３１３では、図１１の流量計ＰＳ２により共通真空経路
に流れる気体流量を検出し、所定値以内であるか判定す
る。所定値以上の時には、ウエハと載置面の間に隙間が
あり正常に吸着できないウエハなので、ステップ３２２
に進んでチャック異常であることを報知する。所定値以
内の時には、ステップ３１２に進む。なお、図示してい
ないが、裏面導通機構を外部のアクチュエータで付勢す
る場合は、ステップ３１２に進む前に行い、裏面導通機
構５６Ｄと他の裏面導通機構５６Ａ−５６Ｃとの間の抵
抗を抵抗計８０で測定し、裏面導通されているかを検出
する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６２】ステップ３３５ではパレットを搬送し、ス
テージの端子に接触した状態になる。ステップ３３６で
は、ステージ側のスイッチ８１を接続状態にする。ステ
ップ３３７では、２個の電源８２，８３をオンする。こ
れにより、パレットはステージに固定される。ステップ
３３８では、ウエハのチャックが正常か判定し、異常で
あればステップ３４０に進み、正常であれば、パレット
の搬送が終了し、露光動作に入る。ステップ３３８での
ウエハのチャックが正常かの判定は、抵抗計８５を使用
して行うが、図１３のような高さ検出器や他の測定器を
利用してもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｐ ５Ｆ０５６ Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｒ 21/30 ５４１Ｌ ５０９ (72)発明者 伊勢 徹 東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号 株式 会社東京精密内 (72)発明者 福井 豊治 東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号 株式 会社東京精密内 (72)発明者 藤田 太一 東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号 株式 会社東京精密内 (72)発明者 柳 良明 東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号 株式 会社東京精密内 (72)発明者 津田 征夫 茨城県ひたちなか市堀口208−３ (72)発明者 津田 英明 茨城県日立市森山町２−23−21 (72)発明者 二瓶 幸一 茨城県那珂郡那珂町菅谷2987−10 (72)発明者 宮地 淳 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BA06 CA16 DB02 DB07 DB20 GA45 KA03 KA32 LA20 5C001 AA02 AA07 CC06 5C034 BB06 BB07 5F031 CA02 CA07 DA13 FA01 FA03 FA07 FA11 GA08 GA09 GA10 GA13 GA14 GA15 GA43 HA08 HA13 HA16 HA19 HA35 JA27 JA30 MA27 NA05 NA09 PA14 5F046 BA02 CD01 CD04 CD05 CD06 5F056 AA22 AA25 EA12 EA13 EA14 EA15 EA16

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハを保持して移動するステージと、 前記ステージに保持された前記ウエハに電子ビームを照
   射してパターンを露光する電子光学コラムと、 前記ステージ及び前記電子光学コラムを収容する真空チ
   ャンバとを備える電子ビーム露光装置であって、 ウエハカセットから未露光の前記ウエハを搬出すると共
   に露光済みの前記ウエハを前記ステージから前記ウエハ
   カセットに搬送するプリロードチャンバと、 前記真空チャンバと前記プリロードチャンバの間に配置
   され、前記プリロードチャンバから搬送された未露光の
   前記ウエハをパレットに固定した後前記ステージに搬送
   すると共に前記ステージから搬送された前記パレットか
   ら露光済みの前記ウエハを取り外した後前記プリロード
   チャンバに搬送するロードチャンバとを備え、 未露光の前記ウエハを前記真空チャンバ内の前記ステー
   ジに搬送する時には、前記ウエハを大気圧状態の前記プ
   リロードチャンバから前記ロードチャンバに搬送した
   後、前記ロードチャンバを真空状態にしてから前記ウエ
   ハを固定した前記パレットを前記真空チャンバ内の前記
   ステージに搬送し、露光済みの前記ウエハを前記プリロ
   ードチャンバに搬送する時には、前記パレットを前記真
   空チャンバ内の前記ステージから真空状態の前記ロード
   チャンバに搬送した後、前記ロードチャンバを大気圧状
   態にしてから前記ウエハを前記パレットから取り外して
   前記プリロードチャンバに搬送し、 前記パレットを前記ステージに固定するパレット固定機
   構を有し、 パターンの露光は、前記パレットに固定した前記ウエハ
   に対して行われることを特徴とする電子ビーム露光装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子ビーム露光装置で
   あって、 前記パレットは、前記ウエハを固定するウエハ静電チャ
   ックを備える電子ビーム露光装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電子ビーム露光装置で
   あって、 前記パレットの前記ウエハ静電チャックが設けられる静
   電チャック部分は前記ウエハの載置面内であり、前記静
   電チャック部分には多数の細い柱状物が配置され、前記
   多数の細い柱状物の先端が前記ウエハの載置面である電
   子ビーム露光装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の電子ビーム露光装置で
   あって、 前記パレットは、前記ウエハ静電チャックに印加された
   電圧を保持するコンデンサを備える電子ビーム露光装
   置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の電子ビーム露光装置で
   あって、 前記ウエハ静電チャックに印加される電圧は、真空中で
   は高く、大気圧中では低く、真空中で切り換える電子ビ
   ーム露光装置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の電子ビーム露光装置で
   あって、 前記パレットは、前記静電チャック部分に開口が設けら
   れた真空吸着機構を備える電子ビーム露光装置。
7. 【請求項７】 請求項３に記載の電子ビーム露光装置で
   あって、 前記パレットは、前記静電チャック部分に、柱状物の先
   端部より十分に大きな前記ウエハの基準載置面を備え、 当該電子ビーム露光装置は、前記基準載置面及び載置さ
   れた前記ウエハの前記基準載置面の部分の高さを検出す
   る高さ検出器を備える電子ビーム露光装置。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれか１項に記載の
   電子ビーム露光装置であって、 前記パレットは、載置された前記ウエハの裏面に導電性
   のピンを押し当てる裏面導通機構を備える電子ビーム露
   光装置。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項に記載の
   電子ビーム露光装置であって、 前記パレット固定機構は、前記パレットに設けられたパ
   レット静電チャックを備える電子ビーム露光装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれか１項に記載
    の電子ビーム露光装置であって、 前記電子光学コラムは、露光するパターンと同一の開口
    パターンを有するマスクを備え、前記マスクに前記ウエ
    ハを近接して配置した状態で電子ビームを前記マスクに
    照射する近接露光方式でパターンを露光する電子ビーム
    露光装置。