JP2003142553A

JP2003142553A - ウエハ搬送装置、ウエハ搬送方法及びウエハ載置台

Info

Publication number: JP2003142553A
Application number: JP2001342273A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Shimazu; 信生島津; Akihiro Endo; 章宏遠藤; Toru Ise; 徹伊勢; Toyoji Fukui; 豊治福井; Taichi Fujita; 太一藤田; Yoshiaki Yanagi; 良明柳; Masao Tsuda; 征夫津田; Hideaki Tsuda; 英明津田; Koichi Nihei; 幸一二瓶
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2003-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送中にウエハの位置がずれたり回転するこ
とがないウエハ搬送機構の実現。【解決手段】ウエハ100を保持して搬送するウエハ搬
送装置であって、クランプ部材25と、クランプ部材上に
設けられ、中心軸に対して回転対称で、中央部の回転半
径が両側の回転半径より小さい形状を有する少なくとも
３個のコマ29-31とを備え、クランプ部材をウエハ100に
重ねて配置した時に、少なくとも３個のコマはウエハの
外周に位置し、少なくとも３個のコマの少なくとも１個
は基材に沿って移動可能な可動コマ31で、保持状態では
ウエハに向かう方向に付勢され、解除状態ではウエハか
ら離れる方向に移動され、ウエハのエッジを、少なくと
も３個のコマの窪んだ中央部に突き当てた状態でウエハ
を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ搬送装置、
ウエハ搬送方法及びウエハ載置台に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程では、半導体ウエハを搬
送するウエハ搬送機構が広く使用されている。図２０
は、ウエハ搬送機構の代表的な従来例を示す図である。
図２０の（Ａ）に示すように、基材１１の先端は２つの
部分１１１Ａと１１１Ｂに分かれており、数箇所に載置
されたウエハ１００を真空吸着するための吸着口１１５
が設けられている。参照番号１１２から１１４はロボッ
トアームを構成する部分で、ロボットアームは基材１１
１を移動及び回転させる。また、ロボットアーム上下方
向にも移動可能である。図１９の（Ｂ）に示すように、
ステージなどのウエハ載置台１０１には載置されたウエ
ハ１００を持ち上げるリフトピン１０２が設けられてい
る。基材１１１の載置されたウエハ１００が図示の状態
に移動され、真空吸着が解除されると、リフトピン１０
２が上昇してウエハ１００は基材１１１から離れ、リフ
トピン１０２に支持される。次に基材１１１が退避し、
リフトピン１０２を降下するとウエハ１００はウエハ載
置台１０１上に載置され、真空チャックや静電チャック
などにより固定される。

【０００３】ウエハ載置台１０１上に載置されたウエハ
１００を搬送する場合には、ウエハ載置台１０１のチャ
ックを解除し、リフトピン１０２を上昇してウエハ１０
０を押し上げ、基材１１１をウエハ１００の下に挿入す
る。その状態でリフトピン１０２を降下するとウエハ１
００が基材１１１上に載置されるので吸着口１１５を使
用して真空吸着する。

【０００４】なお、ウエハを保管するウエハカセット
は、基材１１１が挿入できる形のウエハ支持部を有して
おり、挿入した基材１１１を上下移動することで基材１
１１上又はウエハカセットのウエハ支持部にウエハを載
置できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ステージにウエハを固
定する場合、ウエハの中心位置や回転位置の誤差が小さ
いことが望ましい。誤差が大きいとウエハの基準位置を
検出するのに時間を要するだけでなく、誤差が許容範囲
を越えていると基準位置を検出できず、以後の作業が行
えないという問題を生じる。そこで、ウエハをステージ
に搬送する前には、ウエハアライナでウエハの外周及び
オリエンテーションフラット（オリフラ）又はノッチを
検出し、ウエハの中心位置及び回転位置を調整した上で
ステージに搬送している。

【０００６】従来のウエハ搬送機構は、上記のように、
ウエハの受け渡し時に一旦チャックを解除してウエハを
固定していない状態にしており、その間に振動などのた
めにウエハの位置がずれたり回転するという問題があっ
た。

【０００７】本発明は、上記のような問題が発生しない
新しいウエハ搬送機構、それを使用するためのウエハ載
置台、及びそれらを使用したウエハ搬送方法の実現を目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明のウエハ搬送機構は、ウエハを保持して搬送
するウエハ搬送装置であって、クランプ部材と、クラン
プ部材上に設けられ、中心軸に対して回転対称で、中央
部の回転半径が両側の回転半径より小さい形状を有する
少なくとも３個のコマとを備え、クランプ部材をウエハ
に重ねて配置した時に、少なくとも３個のコマはウエハ
の外周に位置し、少なくとも３個のコマの少なくとも１
個はクランプ部材に沿って移動可能な可動コマで、保持
状態ではウエハに向かう方向に付勢され、解除状態では
ウエハから離れる方向に移動され、ウエハのエッジを少
なくとも３個のコマの窪んだ中央部に突き当てた状態で
ウエハを保持することを特徴とする。

【０００９】本発明のウエハ搬送機構によれば、ウエハ
のエッジを少なくとも３個のコマで保持するので、ウエ
ハ搬送機構で保持した状態でウエハの裏面をウエハ載置
台に載せてチャックすることが可能であり、搬送中にウ
エハは常に固定されない状態を避けることができるの
で、ウエハの位置がずれたり回転することがない。

【００１０】クランプ部材は、前記ウエハの表面側に位
置することが望ましい。

【００１１】少なくとも３個のコマのうち、少なくとも
１個は可動コマであることが必要であるが、それ以上何
個のコマが可動コマであるか変形例が可能であり、それ
に応じてウエハを保持する際の保持動作も異なる。例え
ば、コマが３個で、そのうちの１個又は２個が可動コマ
である場合、すなわち、可動でないコマが存在する場合
には、可動コマを解除状態にし、すべてのコマがウエハ
の外周より外側に位置するようにクランプ部材をウエハ
上に移動した上で、コマの窪んだ中央部がウエハのエッ
ジと同じ高さになるようにクランプ部材をウエハに向け
て移動し、可動コマを保持状態にすると同時に、固定の
コマがウエハに接触する方向にクランプ部材を移動す
る。

【００１２】すべてのコマが可能コマである場合には、
すべての可動コマを解除状態にし、すべての可動コマが
ウエハの外周より外側に位置するようにクランプ部材を
ウエハ上に移動し、３個のコマの窪んだ中央部がウエハ
のエッジと同じ高さになるようにクランプ部材をウエハ
に向けて移動し、可動コマを保持状態にする。

【００１３】上記のようなウエハ搬送装置により搬送さ
れるウエハを保持するウエハ載置台は、少なくとも３個
のコマが入り込む３個の穴を備える必要がある。ウエハ
載置台は、通常のステージでも、ステージに保持される
パレットであってもよい。ウエハ載置台は、ウエハを固
定するため、真空チャック機構又は静電チャック機構を
備える。

【００１４】本発明のウエハ搬送装置でウエハ載置台に
ウエハを搬送する場合には、ウエハ搬送機構でウエハを
保持した状態で、ウエハ載置台のチャック機構を起動し
てウエハが固定された後、ウエハ搬送機構を解除状態に
する。また、本発明のウエハ搬送装置でウエハ載置台か
らウエハを搬送する場合には、ウエハ搬送機構でウエハ
を保持した状態で、ウエハ載置台のチャック機構を解除
状態にする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明する
が、ここでは電子ビーム露光装置を例として説明する。
電子ビーム露光装置では、ステッパなどの従来の光露光
装置で広く使用されている真空吸着が使用できないた
め、静電チャック機構を使用する必要があるが、静電チ
ャックは真空吸着に比べて吸着力が弱く、反りが大きい
ウエハを吸着できないと問題があった。本発明のウエハ
搬送機構を使用すれば、反りの多いなウエハでも静電吸
着できる。また、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。後述する実施例の近接露光方式
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
ないので、ウエハの表面にアースに接続された導電性の
端子を接触させることができず、ウエハの裏面に導電性
の端子を接触させる必要がある。しかし、ウエハの裏面
には絶縁性の酸化膜が形成されており、先端が尖ったピ
ンを押し当てる必要があるが、その場合静電チャックが
外れる可能性がある。本発明のウエハ搬送機構を使用す
れば、このような問題が発生しない。以上のような理由
で、実施例は電子ビーム露光装置、特に近接露光方式の
電子ビーム露光装置を例として説明する。

【００１６】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、以下に説明する実施例はこの近
接露光方式の電子ビーム露光技術である。

【００１７】図１は、本発明の第１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】第１実施例では、ロードチャンバ９でパレ
ット４１にウエハ１００を固定してから、パレット４１
を真空チャンバ１内のステージ４９に固定したが、第２
実施例では、ウエハ１００を直接ステージ４９に固定す
る。

【００６８】図１７は、本発明の第２実施例の近接露光
方式の電子ビーム露光装置における、ロードチャンバ９
と真空チャンバ１内のステージ４９との間のウエハ１０
０の受け渡しのための構成を示す図である。第２実施例
の他の部分の構成は、第１実施例とほぼ同じであるが、
第２実施例ではエッジクランプアーム１２をロードチャ
ンバ９内に設ける点が異なる。なお、第１実施例と同様
に、プリロードチャンバ１１内にエッジクランプアーム
を設け、別のエッジクランプアームと載置台をロードチ
ャンバ９内に設けるようにしてもよい。真空チャンバ１
の外部には、図１３に示したのと同様のウエハの表面位
置を検出する検出器９２と、裏面導通機構に外部から圧
力を印加する裏面導通圧力印加部１０２が設けられてい
る。裏面導通圧力印加部１０２は、図９で説明したアク
チュエータに相当する部分である。

【００６９】図１８は、第２実施例のステージの上面の
構成であり、第１実施例のパレットと同様に、エッジク
ランプアームのコマが入る穴４２−４４と、基準載置面
５４Ａ−５４Ｄと、静電チャック範囲に設けられた細い
柱状の部分５５と、裏面導通機構５６Ａ−５６Ｄとを有
するが、真空チャックのための土手や吸気口は設けられ
ていない。

【００７０】ウエハ表面位置検出器９２は、ステージ４
９の基準載置面５４Ａ−５４Ｄの高さを測定して記憶し
ておく。

【００７１】エッジクランプアーム１２は、プリロード
チャンバ１１のウエハアライナ１３からウエハ１００を
クランプしてロードチャンバ９内に搬送する。そして、
ロードチャンバ９内を大気圧状態から真空状態にした後
ゲート８を開いて、エッジクランプアーム１２はウエハ
１００をステージ４９に押し当てる。ステージ４９はウ
エハ１００が押し当てられた状態で静電チャックにより
ウエハを固定する。これにより、ウエハ１００に多少の
反りがあっても確実にチャックが行える。この状態で、
裏面導通圧力印加部１０２を起動して、裏面導通機構５
６Ａ−５６Ｄのアームを押して導電性のピンをウエハ１
００の裏面に押し付ける。この時、エッジクランプアー
ム１２でウエハ１００を保持してステージ４９に押し当
てているので、裏面導通機構のピンが押し当てられても
ウエハのチャックが外れることはない。

【００７２】以上の動作が終了した後、エッジクランプ
アーム１２は保持状態を解除してロードチャンバ９内に
戻る。ウエハ表面位置検出器９２は、ステージ４９の基
準載置面５４Ａ−５４Ｄの部分のウエハ１００の表面位
置を検出し、あらかじめ記憶してあるステージ４９の基
準載置面５４Ａ−５４Ｄの高さとの差を算出し、固定さ
れたウエハ１００の表面の高さ分布の範囲を求め、ウエ
ハが正しくチャックされているかを判定する。後は第１
実施例と同じである。

【００７３】露光が終了したウエハ１００は再び図１７
の位置に搬送され、ゲート８が開かれ、エッジクランプ
アーム１２がウエハをクランプする。この状態で静電チ
ャックの電圧を０Ｖにして静電チャックを解除するが、
ウエハがステージから容易に外れない場合があるので、
その時には静電チャックに逆極性の電圧を印加してウエ
ハがステージから飛び上がるようにする。この場合もエ
ッジクランプアーム１２がウエハをクランプしているの
で、ウエハが飛び上がっても問題はない。なお、ウエハ
をステージから引き離す方向にエッジクランプアーム１
２に小さな力を加えた状態で、静電チャックに０Ｖを印
加してもウエハをステージから容易に引き離すことがで
きる。

【００７４】図１９は、第２実施例のエッジクランプア
ームの構成を示す図である。なお、ウエハ静電チャック
機構は図示を省略している。上記のように、第２実施例
では、ウエハを静電チャックした状態で裏面導通機構を
動作させるが、図３のエッジクランプアームでは裏面導
通機構５６Ａ−５６Ｄの部分にクランプ部材が存在する
ため、外部から裏面導通機構５６Ａ−５６Ｄを付勢する
ことができない。そこで、第２実施例のエッジクランプ
アームでは、図１９の（Ａ）のように、ウエハ１００の
中心付近まで延びるクランプ基材１５１に３方向に延び
るアーム部材１５２を設け、アーム部材１５２の３本の
先端部に３個の可動コマを設けている。更に、図１９の
（Ｂ）に示すように、アーム部材１５２は、クランプ基
材１５１に対して小さな範囲で移動可能で、下方へばね
で付勢されている。これにより、アーム部材１５２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されている。こ
れにより、ウエハをステージに載せる時の衝撃を吸収で
きる。また、ウエハをステージから引き離す場合、静電
チャックに逆電圧を印加してウエハを飛び上がらせる
が、この場合もエッジクランプアームで保持した上で行
うとウエハを保持した状態が維持でき、しかもウエハが
飛び上がる衝撃を吸収できる。また、逆電圧を印加せず
に、エッジクランプアームでウエハを保持した上でクラ
ンプ基材１５１を上方に移動させて引き離す場合も、衝
撃を吸収できる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
搬送中にウエハの位置がずれたり回転することがないウ
エハ搬送機構が実現でき、特に静電吸着でウエハを固定
するウエハ載置台に適したウエハ搬送機構が実現でき
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。

【図１７】本発明の第２実施例の電子ビーム露光装置に
おける、ロードチャンバとステージとの間のウエハの受
け渡しのための構成を示す図である。

【図１８】第２実施例のステージの上面構造を示す図で
ある。

【図１９】第２実施例のエッジクランプアームを示す図
である。

【図２０】従来のウエハ搬送機構を示す図である。

【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９２…ウエハ表面位置検出器１００…ウエハ１０２…裏面導通圧力印加部

─────────────────────────────────────────────────────

【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】請求項６

【補正方法】変更

【補正内容】

【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】半導体製造工程では、半導体ウエハを搬
送するウエハ搬送機構が広く使用されている。図２０
は、ウエハ搬送機構の代表的な従来例を示す図である。
図２０の（Ａ）に示すように、基材１１１の先端は２つ
の部分１１１Ａと１１１Ｂに分かれており、数箇所に載
置されたウエハ１００を真空吸着するための吸着口１１
５が設けられている。参照番号１１２から１１４はロボ
ットアームを構成する部分で、ロボットアームは基材１
１１を移動及び回転させる。また、ロボットアーム上下
方向にも移動可能である。図１９の（Ｂ）に示すよう
に、ステージなどのウエハ載置台１０１には載置された
ウエハ１００を持ち上げるリフトピン１０２が設けられ
ている。基材１１１の載置されたウエハ１００が図示の
状態に移動され、真空吸着が解除されると、リフトピン
１０２が上昇してウエハ１００は基材１１１から離れ、
リフトピン１０２に支持される。次に基材１１１が退避
し、リフトピン１０２を降下するとウエハ１００はウエ
ハ載置台１０１上に載置され、真空チャックや静電チャ
ックなどにより固定される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】すべてのコマが可動コマである場合には、
すべての可動コマを解除状態にし、すべての可動コマが
ウエハの外周より外側に位置するようにクランプ部材を
ウエハ上に移動し、３個のコマの窪んだ中央部がウエハ
のエッジと同じ高さになるようにクランプ部材をウエハ
に向けて移動し、可動コマを保持状態にする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明する
が、ここでは電子ビーム露光装置を例として説明する。
電子ビーム露光装置では、ステッパなどの従来の光露光
装置で広く使用されている真空吸着が使用できないた
め、静電チャック機構を使用する必要があるが、静電チ
ャックは真空吸着に比べて吸着力が弱く、反りが大きい
ウエハを吸着できないと問題があった。本発明のウエハ
搬送機構を使用すれば、反りの大きなウエハでも静電吸
着できる。また、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。後述する実施例の近接露光方式
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
ないので、ウエハの表面にアースに接続された導電性の
端子を接触させることができず、ウエハの裏面に導電性
の端子を接触させる必要がある。しかし、ウエハの裏面
には絶縁性の酸化膜が形成されており、先端が尖ったピ
ンを押し当てる必要があるが、その場合静電チャックが
外れる可能性がある。本発明のウエハ搬送機構を使用す
れば、このような問題が発生しない。以上のような理由
で、実施例は電子ビーム露光装置、特に近接露光方式の
電子ビーム露光装置を例として説明する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】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、以下に説明する実施例はこの近
接露光方式の電子ビーム露光技術である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】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７】

【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８】

【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９】

【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）Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｊ (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 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA07 DA01 DA12 FA01 FA07 FA11 FA14 GA10 GA13 GA15 GA43 GA49 HA01 HA13 HA16 HA24 HA32 HA35 JA01 JA02 JA06 JA10 JA21 JA30 JA32 JA47 MA27 NA02 NA05 NA09 5F046 CC08 CD01 CD04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエハを保持して搬送するウエハ搬送装
置であって、クランプ部材と、前記クランプ部材上に設けられ、中心軸に対して回転対
称で、中央部の回転半径が両側の回転半径より小さい形
状を有する少なくとも３個のコマとを備え、前記クランプ部材を前記ウエハに重ねて配置した時に、
前記少なくとも３個のコマは前記ウエハの外周に位置
し、前記少なくとも３個のコマの少なくとも１個は前記クラ
ンプ部材に沿って移動可能な可動コマで、保持状態では
前記ウエハに向かう方向に付勢され、解除状態では前記
ウエハから離れる方向に移動され、前記ウエハのエッジを、前記少なくとも３個のコマの窪
んだ前記中央部に突き当てた状態で前記ウエハを保持す
ることを特徴とするウエハ搬送装置。
【請求項２】請求項１に記載のウエハ搬送装置であっ
て、前記クランプ部材は、前記ウエハの表面側に位置するウ
エハ搬送装置。
【請求項３】請求項１に記載のウエハ搬送装置であっ
て、前記少なくとも３個のコマのうち１個又は２個が可動コ
マであるウエハ搬送装置。
【請求項４】請求項１に記載のウエハ搬送装置であっ
て、前記少なくとも３個のコマはすべて可動コマであるウエ
ハ搬送装置。
【請求項５】請求項３に記載のウエハ搬送装置を使用
して前記ウエハを保持するウエハ搬送方法であって、前記可動コマを前記解除状態にし、前記可動コマを含む前記少なくとも３個のコマが、前記
ウエハの外周より外側に位置するように、前記クランプ
部材を前記ウエハ上に移動し、前記少なくとも３個のコマの窪んだ前記中央部が前記ウ
エハのエッジと同じ高さになるように、前記クランプ部
材を前記ウエハに向けて移動し、前記可動コマを前記保持状態にすると同時に、前記可動
コマ以外のコマが前記ウエハに接触する方向に前記クラ
ンプ部材を移動するウエハ搬送方法。
【請求項６】請求項４に記載のウエハ搬送装置を使用
して前記ウエハを保持するウエハ搬送方法であって、前記少なくとも３個の可動コマを前記解除状態にし、前記少なくとも３個の可動コマが、前記ウエハの外周よ
り外側に位置するように、前記基材を前記ウエハ上に移
動し、前記少なくとも３個のコマの窪んだ前記中央部が前記ウ
エハのエッジと同じ高さになるように、前記クランプ部
材を前記ウエハに向けて移動し、前記可動コマを前記保持状態にするウエハ搬送方法。
【請求項７】請求項１に記載のウエハ搬送装置により
搬送される前記ウエハを保持するウエハ載置台であっ
て、前記少なくとも３個のコマが入り込む少なくとも３個の
穴を備えるウエハ載置台。
【請求項８】請求項７に記載のウエハ載置台であっ
て、前記ウエハ載置台は、ステージに保持されるパレットで
あるウエハ載置台。
【請求項９】請求項７に記載のウエハ載置台であっ
て、前記ウエハ載置台は、前記ウエハを固定する真空チャッ
ク機構を備えるウエハ載置台。
【請求項１０】請求項７に記載のウエハ載置台であっ
て、前記ウエハ載置台は、前記ウエハを固定する静電チャッ
ク機構を備えるウエハ載置台。
【請求項１１】請求項１に記載のウエハ搬送機構を使
用して、請求項９又は１０に記載のウエハ載置台にウエ
ハを搬送するウエハ搬送方法であって、前記ウエハ搬送機構で前記ウエハを保持した状態で、前
記ウエハ載置台のチャック機構を起動し、前記ウエハが
固定された後前記ウエハ搬送機構を解除状態にするウエ
ハ搬送方法。
【請求項１２】請求項１に記載のウエハ搬送機構を使
用して、請求項９又は１０に記載のウエハ載置台からウ
エハを搬送するウエハ搬送方法であって、前記ウエハ搬送機構で前記ウエハを保持した状態で、前
記ウエハ載置台のチャック機構を解除状態にするウエハ
搬送方法。