JP2004103824A - 基板搬送方法、基板搬送装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットを向上できる等の利点を有する基板搬送方法及び基板搬送装置等を提供する。
【解決手段】ウェハ１０の搬送開始時には、ゲート２３は下がっており、大気と真空はチャンバ隔壁２１で完全に遮断されている。この状態で、移動テーブル２２上には、ウェハ１０が載置されて吸着される。そして、ゲート２３が上がると同時に、移動テーブル２２が真空側に移動を開始する。ゲート２３が上がると、チャンバ隔壁２１のスリット開口２１Ａが開くが、ウェハ１０の通過時には、ウェハ１０表面とスリット開口２１Ａ端部間の距離が実質的な開口部となる。ウェハ１０の通過中、隙間から空気が内部に流れ込むため、常に真空ポンプで排気する。搬送終了時には、ゲート２３が再び下がって、大気と真空はチャンバ隔壁２１で完全に遮断される。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空チャンバー内と該チャンバー外との間で基板を搬送する方法・装置、及び、それが適用される露光装置に関する。特には、スループットを向上できる等の利点を有する基板搬送方法及び基板搬送装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、本発明の光学素子保持方法により光学素子を保持するＥＵＶ投影露光装置の構成図である。
図１に示す露光装置は、主にＥＵＶ源１７、ＥＵＶ源１７から射出したＥＵＶ１９ａをマスク１２に照射させる照明光学系１８、マスク上の回路パターンをウエハ１４上に投影するＥＵＶ投影光学系１１、マスクステージ１３及びウエハステージ１５から構成されている。
【０００３】
本装置においては、ＥＵＶ源から発したＥＵＶ１９ａが照明光学系１８を通過する。この通過したＥＵＶ１９ｂがマスク１２に照射される。この時、露光波長は１３．４ｎｍとし、マスクは反射型のものを用いる。マスクで反射したＥＵＶ１９ｃは投影光学系１１を通過する。投影光学系１１を通過したＥＵＶ１９ｄはウエハ１４上に到達し、マスク上のパターンがウエハ１４上に縮小転写される。
【０００４】
投影光学系は６枚の多層膜反射鏡で構成され、倍率は１／５であり、幅２ｍｍ、長さ３０ｍｍの輪帯状の露光視野を有する。６枚の反射鏡は、鏡筒内に支持されている。鏡筒をインバー製とすることで熱変性が生じにくいようにしている。
【０００５】
反射鏡は反射面形状が非球面であり、その表面にはＥＵＶの反射率を向上するためのＭｏ／Ｓｉ多層膜がコートされている。多層膜反射鏡は、本発明の光学素子保持方法により鏡筒に保持されている。
また、露光時、マスク１２及びウエハ１４はそれぞれステージ１３、１５により走査される。ウエハ１４の走査速度は、常にマスクの走査速度の１／５となるように同期している。その結果、マスク１２上のパターンをウエハ上に１／５に縮小して転写することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の露光装置においては、ウェハロードロック室１１１内の気圧を大気圧から真空に変化させる際に、数分以上（一例５分）の時間を要する。そのため、スループットの向上（例えば一時間当たり８０枚の処理能力の達成）が困難であった。これに対し、ウェハを数枚まとめて処理することが考えられるが、コータ・デベロッパ（レジストを塗る機械）がウェハを一枚ずつ処理するために、デットタイムが多くなるという問題が引き起こされる。あるいは、ロードロック室を複数室用意することも考えられるが、この場合は装置の複雑化を招く。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、スループットを向上できる等の利点を有する基板搬送方法及び基板搬送装置等を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の基板搬送方法は、真空チャンバー内と該チャンバー外との間で基板を搬送する方法であって、　該チャンバーの大気−真空隔壁に開閉式のスリット開口を設けておき、該スリット開口を通して前記基板を出し入れすることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、スリット開口を通して基板を出し入れするので、真空チャンバーの真空を保ちつつ基板の搬送を行うことができ、スループットを向上することができる。なお、スリット開口の幅は、基板１枚が通過可能な程度（一例で基板の厚さが０．７ｍｍに対し、スリット幅は１ｍｍ程度）に形成するのが好ましい。
【００１０】
本発明の基板搬送方法においては、前記基板を収納するカセットに入れた状態で、前記スリット開口を通すことができる。
この場合、基板がカセットで保護されるので、搬送時に基板が損傷する可能性を低減できる。なお、この場合のスリット開口の幅は、カセットの厚さより若干広く形成する（一例でカセットの厚さが３ｍｍに対し、スリット幅は３ｍｍ＋α程度）のが好ましい。
【００１１】
本発明の基板搬送装置は、真空チャンバー内と該チャンバー外との間で基板を搬送する装置であって、　該チャンバーの大気−真空隔壁に設けられた開閉式のスリット開口と、　該開口を通して前記基板を出し入れする搬送手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の基板搬送装置においては、前記搬送手段が、静電吸着式の移動式テーブルからなるものとすることができる。
このような移動式テーブルは、静電吸着式のベルトコンベア等により実現できる。このベルトコンベアでは、基板を吸着させたまま流して搬送する。
【００１３】
本発明の基板搬送装置においては、前記移動式テーブルの温度調整機構をさらに備えるものとすることができる。
この場合、基板の温度を一定に保つことができる。
【００１４】
本発明の露光装置は、真空チャンバー内で感応基板上に転写露光する露光装置であって、　前記真空チャンバー内と該チャンバー外との間で基板を搬送する基板搬送装置を備え、　該基板搬送装置が、前記チャンバーの大気−真空隔壁に設けられた開閉式のスリット開口と、　該開口を通して前記基板を出し入れする搬送手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、ＥＵＶ光（極端紫外光）露光装置の場合を例に採って、図面を参照しつつ説明する。
まず、ＥＵＶ光露光装置の概略について説明する。
図１は、本発明に係るＥＵＶ光露光装置の全体構成を示す図である。
図１の上部左側には、光源を含む照明光学系ＩＬが配置されている。照明光学系ＩＬの光源から放射されるＥＵＶ光の波長は、一般に５〜２０ｎｍ、具体的には例えば１３ｎｍや１１ｎｍである。このＥＵＶ光は、図１の上部右側の折り返しミラー１に当たって上側に反射される。
【００１６】
折り返しミラー１の上側には、レチクル２を保持するレチクルステージ３が配置されている。このレチクルステージ３は、走査方向（Ｙ軸）に１００ｍｍ以上のストロークを有するとともに、レチクル面内走査方向と直交する方向（Ｘ軸）及び光軸方向（Ｚ軸）に微小ストロークを有する。レチクルステージ３のＸＹ方向の位置はレーザ干渉計５によって高精度にモニタされ、同ステージ３のＺ方向の位置はレチクルフォーカスセンサ４ａ（送光系）及び４ｂ（受光系）によってモニタされる。
【００１７】
折り返しミラー１で反射されたＥＵＶ光は、レチクル２に照射された後に下側に反射される。レチクル２で反射されたＥＵＶ光は、図１の下部に示す投影光学系鏡筒１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル２には、ＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）がコートされており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）がパタニングされている。
【００１８】
投影光学系鏡筒１４内には、第１ミラー６、第２ミラー７、第３ミラー８、第４ミラー９がそれぞれ配置されている。投影光学系鏡筒１４内に入射したＥＵＶ光は、まず第１ミラー６に当たって上側に反射され、次いで第２ミラー７に当たって下側に反射され、さらに第３ミラー８に当たって上側に反射され、最後に第４ミラー９に当たって反射され、最終的に図の下部に示すウェハ１０に対して垂直に入射する。この投影光学系鏡筒１４における回路パターンの縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。なお、この例では投影光学系鏡筒１４内に４枚のミラーを配置しているが、Ｎ．Ａ．（開口数）をより大きくするためには、ミラーの数を６枚あるいは８枚にすると効果的である。
【００１９】
投影光学系鏡筒１４の下側には、ウェハ１０を載置するウェハステージ１１が配置されている。このウェハステージ１１は、光軸と直交する面内（ＸＹ平面）を自由に移動することができる。ウェハステージ１１のＸＹ面内でのストロークは、一例で３００〜４００ｍｍである。ウェハステージ１１のＸＹ方向の位置は、レーザ干渉計１３によって高精度にモニタされる。ウェハステージ１１は、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークの上下が可能である。ウェハステージ１１のＺ方向の位置は、ウェハフォーカスセンサ１２ａ（送光系）及び１２ｂ（受光系）によってモニタされる。なお、露光動作において、前述のレチクルステージ３とウェハステージ１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比で同期走査する。
【００２０】
投影光学系鏡筒１４の下部には、オフアクシス顕微鏡１５が設けられている。このオフアクシス顕微鏡１５は、ウェハ１０上のアライメントマーク等を検出するためのものである。
【００２１】
次いで、この露光装置におけるウェハ１０の搬送方法について説明する。
図２は、本発明の第１実施例に係るウェハの搬送装置の搬送開始時の様子を説明する側面図である。
図３は、同ウェハの搬送装置の搬送中の様子を説明する側面図である。
図４は、同ウェハの搬送装置の搬送終了時の様子を説明する側面図である。
図５は、ウェハの搬送に用いる移動テーブルに具備された温度制御機構を示す図である。
【００２２】
図２〜図３には、レジストが塗布されたウェハ１０を、真空の露光装置内（真空側）へ搬送する様子が示されている。これらの図において符号２１は露光装置のチャンバ隔壁である。このチャンバ隔壁２１で、大気と真空が仕切られている。チャンバ隔壁２１には、図の左右に移動可能な移動テーブル２２が組み付けられている。この移動テーブル２２には、静電チャック（図示されず）が具備されている。ウェハ１０は、静電チャックで移動テーブル２２上に吸着される。
【００２３】
チャンバ隔壁２１には、スリット状の開口２１Ａが形成されている。このスリット開口２１Ａの幅は、１枚のウェハ１０が通過可能な程度（一例でウェハ１０の厚さが０．７ｍｍに対し、スリット幅は１ｍｍ程度）である。さらに、チャンバ隔壁２１には、上下可動式（開閉式）のゲート２３が組み込まれている。このゲート２３が上がった状態（図３参照）では、チャンバ隔壁２１と移動ステージ２２上面間のスリット開口２１Ａが開き、ゲート２３が下がった状態（図２及び図４参照）では、スリット開口２１Ａが閉じる。
【００２４】
図５に示すように、移動テーブル２２の内部には、温度制御部２４が設けられている。この温度制御部２４は、電熱ヒーターやペルチエ素子、ヒートパイプ、流体冷却等、様々な方式を使用できる。この温度制御部２４により、移動テーブル２２上のウェハ１０の温度を一定に保つことができる。なお、移動テーブル２２には、ウェハ１０の温度を検知するための温度センサ（図示されず）も設けられている。
【００２５】
ウェハ１０の搬送方法について説明する。
まず、図２に示す搬送開始時には、ゲート２３は下がっており、大気と真空はチャンバ隔壁２１で完全に遮断されている。この状態で、移動テーブル２２上には、ウェハ１０が載置されて吸着される。そして、ゲート２３が上がると同時に、移動テーブル２２が横（図の右側；真空側）に移動を開始する。ゲート２３が上がると、チャンバ隔壁２１のスリット開口２１Ａが開くが、図３に示すように、ウェハ１０の通過時には、ウェハ１０表面とスリット開口２１Ａ端部間の距離が実質的な開口部となる。この実質的な開口幅は、例えば１０〜１００μｍに設定するのが好ましい。ウェハ１０の通過中、隙間から空気が内部に流れ込むため、常に真空ポンプで排気する。最後に、図４に示す搬送終了時には、ゲート２３が再び下がって、大気と真空はチャンバ隔壁２１で完全に遮断される。
【００２６】
このような搬送方法によれば、スリット開口２１Ａを通してウェハ１０を出し入れするので、真空側の真空度低下を最低限に保ちつつウェハ１０の搬送を行うことができる。この方式では、ロードロック室の真空排気の時間を待つ必要がなくなるため、ウェハの搬送を短時間に行え、スループットを向上することができる。
【００２７】
以下、本発明の第２実施例を示す。
図６は、本発明の第２実施例に係るウェハの搬送装置の搬送開始時の様子を説明する側面図である。
図７は、同ウェハの搬送装置の搬送中の様子を説明する側面図である。
図８は、同ウェハの搬送装置の搬送終了時の様子を説明する側面図である。
この第２実施例では、ウェハをカセットに収納した状態で搬送する。
【００２８】
図６〜図８に示すように、レジストが塗布されたウェハ１０は、カセット２５に格納されている。このカセット２５は、ウェハ１０を一枚収納できる厚さ（一例で３ｍｍ）に形成されている。この場合、カセット２５が挿通可能なように、チャンバ隔壁２１のスリット開口２１Ａの幅は、カセット２５の厚さより若干広くなっている（一例で３ｍｍ＋α程度）。カセット２５は、カセット駆動機構２６の駆動によって、図の左右に移動可能である。なお、カセット２５には、前述の第１実施例と同様の温度調整機構を組み込んでもよい。
【００２９】
図６に示す搬送開始時には、ゲート２３は下がっており、大気と真空はチャンバ隔壁２１で完全に遮断されている。この状態で、ウェハ１０は大気側でカセット２５に格納されている。そして、図７に示すように、ゲート２３を開くと同時に、カセット駆動機構２６で押されたカセット２５が真空側に移動する。カセット２５の移動が完了すると、図８に示すように、ゲート２３が再び下がって、大気と真空はチャンバ隔壁２１で完全に遮断される。
【００３０】
この第２実施例の場合は、ウェハ１０がカセット２５で保護されるので、搬送時にウェハ１０が損傷したりゴミが付着したりする可能性を低減できる。
なお、前述の第１及び第２実施例では、ウェハ１０を露光装置のチャンバ内（真空側）に向かって搬送する例を説明したが、逆に露光装置から大気側に搬出する場合も全く同様に行うことができる。
【００３１】
次に、チャンバ隔壁の他の例について説明する。
図９は、チャンバ隔壁の他の例を示す側面図である。
図９に示す例では、チャンバ隔壁２１の内側（真空側）に圧力隔壁２７、２８を設け、３重構造の隔壁とした例が示されている。圧力隔壁２７、２８には、チャンバ隔壁２１と同様に、スリット開口２７Ａ、２８Ａが形成されているとともに、開閉式のゲート２３がそれぞれ組み込まれている。チャンバ隔壁２１−圧力隔壁２７間は低真空（例えば１Ｐａ程度）に引かれ、圧力隔壁２７−２８間は中真空（例えば１×１０^−２Ｐａ程度）に引かれる。なお、高真空は例えば１×１０^−４Ｐａ程度である。このような隔壁は、３重以上の多重構造にすることも可能である。このような隔壁を用いた場合は、チャンバ内の真空度を一層高く確保し易くなる利点がある。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、スループットを向上できる等の利点を有する基板搬送方法及び基板搬送装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＥＵＶ光露光装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るウェハの搬送装置の搬送開始時の様子を説明する側面図である。
【図３】同ウェハの搬送装置の搬送中の様子を説明する側面図である。
【図４】同ウェハの搬送装置の搬送終了時の様子を説明する側面図である。
【図５】ウェハの搬送に用いる移動テーブルに具備された温度制御機構を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例に係るウェハの搬送装置の搬送開始時の様子を説明する側面図である。
【図７】同ウェハの搬送装置の搬送中の様子を説明する側面図である。
【図８】同ウェハの搬送装置の搬送終了時の様子を説明する側面図である。
【図９】チャンバ隔壁の他の例を示す側面図である。
【図１０】従来の露光装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
ＩＬ　照明光学系
１　折り返しミラー　　　　　　　　　　　　２　レチクル
３　レチクルステージ
４ａ　レチクルフォーカスセンサ（送光系）
４ｂ　レチクルフォーカスセンサ（受光系）
５　レーザ干渉計
６　第１ミラー　　　　　　　　　　　　　　７　第２ミラー
８　第３ミラー　　　　　　　　　　　　　　９　第４ミラー
１０　ウェハ　　　　　　　　　　　　　　　１１　ウェハステージ
１２ａ　ウェハフォーカスセンサ（送光系）
１２ｂ　ウェハフォーカスセンサ（受光系）
１３　レーザ干渉計　　　　　　　　　　　　１４　投影光学系鏡筒
１５　オフアクシス顕微鏡
２１　チャンバ隔壁　　　　　　　　　　　　２１Ａ　スリット開口
２２　移動テーブル　　　　　　　　　　　　２３　ゲート
２４　温度制御部　　　　　　　　　　　　　２５　カセット
２６　カセット駆動機構
２７、２８　圧力隔壁　　　　　　　　　　　２７Ａ、２８Ａ　スリット開口

Claims (6)

1. 真空チャンバー内と該チャンバー外との間で基板を搬送する方法であって、
   該チャンバーの大気−真空隔壁に開閉式のスリット開口を設けておき、該スリット開口を通して前記基板を出し入れすることを特徴とする基板搬送方法。
2. 前記基板を収納するカセットに入れた状態で、前記スリット開口を通すことを特徴とする請求項１記載の基板搬送方法。
3. 真空チャンバー内と該チャンバー外との間で基板を搬送する装置であって、
   該チャンバーの大気−真空隔壁に設けられた開閉式のスリット開口と、
   該開口を通して前記基板を出し入れする搬送手段と、
   を有することを特徴とする基板搬送装置。
4. 前記搬送手段が、静電吸着式の移動式テーブルからなることを特徴とする請求項３記載の基板搬送装置。
5. 前記移動式テーブルの温度調整機構をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の基板搬送装置。
6. 真空チャンバー内で感応基板上に転写露光する露光装置であって、
   前記真空チャンバー内と該チャンバー外との間で基板を搬送する基板搬送装置を備え、
   該基板搬送装置が、
   前記チャンバーの大気−真空隔壁に設けられた開閉式のスリット開口と、
   該開口を通して前記基板を出し入れする搬送手段と、
   を有することを特徴とする露光装置。

Images