JP2006024683A - 搬送装置、露光装置、及び搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】物体の位置ずれや落下等の不具合の発生を抑制しつつ処理速度を向上する搬送装置を提供する。
【解決手段】搬送アームによる物体の保持の有無を例えば吸着圧により検出し、保持無しと検出された場合における前記搬送アームが速度零から所定の移動速度Ｍａｘに到達するまでに要する時間ｔ１が、保持有りと検出された場合における前記搬送アームが速度零から当該所定の移動速度Ｍａｘに到達するまでに要する時間ｔ２よりも短くなるように、該搬送アームの移動を制御する。
【選択図】図８

Description

本発明は、基板等の物体を搬送する搬送装置及び搬送方法、並びに該搬送装置を備えた露光装置に関する。

半導体素子の製造工程の１つであるフォトリソグラフィ工程においては、ウエハやガラスプレートなどの基板（物体）上に感光材料（フォトレジスト）を塗布するレジスト塗布装置（コータ）、該感光材料が塗布された基板にレチクル（マスク）のパターンの像を投影転写して該パターンの潜像を形成する露光装置（ステッパ）、及び該基板上に形成された潜像を現像する現像装置（デベロッパ）等が使用される。

レジスト塗布装置と露光装置との間、及び露光装置と現像装置との間の基板の受け渡しは、複数の基板を収納できる基板キャリア（基板カセット）を用いて一括的に行うもの、あるいは、これと併用する形で若しくは独立的に、露光装置の近傍に配置されたレジスト塗布装置などとの間で基板を個別的に受け渡すようにしたもの（いわゆるインライン化したもの）がある。

レジストが塗布された基板は、基板キャリアに収納されてあるいはレジスト塗布装置から個別的に、所定の受け渡し位置に搬入され、露光装置が備える基板搬送装置により個別的に露光本体部（基板ステージ）に搬送される。露光処理が終了した基板は、露光本体部から当該基板搬送装置により所定の受け渡し位置に搬送され、基板キャリアに収納されてあるいは個別的に次の現像装置へと搬出される。

基板の受け渡し位置と露光本体部との間には、基板の姿勢を予備的に調整するプリアライメント機構等の処理部が配置され、基板搬送装置は受け渡し位置、処理部及び露光本体部との間で、基板を順次搬送する。基板搬送装置としては、各種のものが知られているが、例えば、基板を負圧吸着して移動するアーム部を有する多関節ロボットや直線移動するスライダ等を備え、基板の搬送元の位置（受取位置）と搬送先の位置（受渡位置）との間で往復動作させるようにしたものが知られている。

このような基板搬送装置においては、基板の搬送元の位置と搬送先の位置との間で、アームを可能な限り高速動作させることが、処理速度（スループット）の向上の観点から好ましい。しかし、基板を保持した状態で搬送元の位置から搬送先の位置へ移動する往路においては、基板を保持した状態で高速動作させると、基板の吸着保持力との関係で、基板が位置ずれを起こしたり、基板を落下させてしまう等の不具合を生じ、却って処理速度が遅延する場合がある。そこで、基板を保持した往路においては搬送速度を低く抑え、基板を保持しない復路においては搬送速度を高くなるように制御することで、上記のような不具合の発生をできるだけ抑制しつつ全体としての処理速度を向上させるようにした技術が提案されている（下記、特許文献１参照）。
特許第３２４６５１４号公報

しかしながら、基板を保持した往路での搬送速度を基板を保持しない復路での搬送速度よりも小さくするよう制御する従来技術では、処理速度の向上の観点において、ある程度の改善効果が発揮されるものの、未だ不十分である。即ち、基板の位置ずれや落下は、アームの加速度（減速度を含む）と基板の吸着保持力との関係で生じるものであり、等速移動中はその時の速度の高低に依存することはない。従って、駆動部が復路における速度は少なくとも出せる能力を有していながら、往路においてこれよりも低速度で移動することは、効率的ではない。

また、基板の吸着保持の状態は、その基板の加工精度（被吸着部の平坦度等）や環境変動等による変形等の状況に応じて変化し、搬送速度や加減速度等が同じであっても、この吸着状態に応じて位置ずれや落下等の不具合を生じる場合があるが、従来技術ではそのような状況変化を考慮することなく、搬送速度等を一律に制御しているため、実際の状況に適切に対応することができなかった。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、物体の位置ずれや落下等の不具合の発生を抑制しつつ処理速度をさらに向上することができる搬送装置及び搬送方法、並びに該搬送装置を備えた露光装置を提供することを目的とする。

以下、この項に示す説明では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に対応付けて説明するが、本発明の各構成要件は、これら部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものではない。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点によると、物体（Ｗ）を保持する搬送アーム（１２０，１３０，１４０，１５０）を備えた搬送装置（１００）において、前記搬送アームによる前記物体の保持の有無を検出する検出手段（２２１〜２２４）と、前記検出手段により保持無しと検出された場合における前記搬送アームが速度零から所定の移動速度に到達するまでに要する時間（ｔ１）が、前記検出手段により保持有りと検出された場合における前記搬送アームが速度零から前記所定の移動速度に到達するまでに要する時間（ｔ２）よりも短くなるように、該搬送アームの移動を制御する制御手段（２００）と、を備える搬送装置が提供される。この場合において、前記制御手段は、前記検出手段により保持無しと検出された場合における前記搬送アームが前記所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間（ｔ３）が、前記検出手段により保持有りと検出された場合における前記搬送アームが前記所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間（ｔ４）よりも短くなるように、該搬送アームの移動を制御するようにできる。

この発明では、物体を保持しないで移動する場合における搬送アームが速度零から所定の移動速度に到達するまでに要する時間よりも、物体を保持して移動する場合における搬送アームが速度零から所定の移動速度に到達するまでに要する時間が短くなるように制御するようにしたため、物体の位置ずれや落下等の不具合の発生を抑制しつつ全体としての処理速度を向上することができることに加えて、物体を保持しないで移動する場合と物体を保持して移動する場合の速度（前記所定の速度）が一致しているため、例えば該所定の速度を駆動部の能力や搬送ストローク等との関係で最大となるように設定することにより、全体としての処理速度をさらに向上することができるとともに、駆動部が備える能力を最大限に利用することができ、高効率的である。

本発明の第２の観点によると、物体（Ｗ）を吸着保持する保持部（１２６ａ，１２６ｂ，１３６ａ，１３６ｂ，１４６ａ，１４６ｂ，１４７ａ、１４７ｂ、１５６ａ、１５６ｂ）を有する搬送アーム（１２０，１３０，１４０，１５０）を備えた搬送装置（１００）において、前記保持部による前記物体の吸着状態を検出する検出手段（２２１〜２２４）と、前記検出手段により検出された吸着状態に応じて、前記搬送アームが速度零から所定の移動速度に到達するまでに要する時間及び該所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間の少なくとも一方を変更するように、該搬送アームの移動を制御する制御手段（２００）と、を備える搬送装置が提供される。

この発明では、物体の吸着状態を検出してこれに応じて、搬送アームが速度零から所定の移動速度に到達するまでに要する時間及び該所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間の少なくとも一方を変更するようにしたので、例えば吸着状態が良好な場合には高速度（高加速度）とし、吸着状態が良好でない場合には低速度（低加速度）にすることにより、実際の状況に応じて物体の位置ずれや落下等の不具合の発生を抑制しつつ高効率的な搬送を行うことができるようになる。

本発明の第３の観点によると、前記物体としての基板（Ｗ）を保持する基板ステージ（ＷＳＴ）を備え、マスク（Ｒ）に形成されたパターンの像を前記基板に露光転写する露光装置において、前記基板ステージに前記基板を搬送する前記本発明の第１又は第２の観点に係る搬送装置（１００）を備える露光装置が提供される。基板の位置ずれや落下等の不具合を生じることなく高速搬送が可能な本発明に係る搬送装置を備えているので、露光処理のスループットを高くすることができる。

本発明の第４の観点によると、物体（Ｗ）を吸着保持して所定位置に搬送する搬送方法であって、前記物体の吸着状態を検出し、検出された吸着状態に応じて、前記物体が速度零から所定の移動速度に到達するまでに要する時間及び該所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間の少なくとも一方を変更するようにした搬送方法が提供される。本発明の第２の観点に係る搬送装置と同様の作用効果を実現することができる。

本発明によれば、物体の位置ずれや落下等の不具合の発生を抑制しつつ高い処理速度を達成することができるという効果がある。また、露光処理の高スループット化を実現できるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、最初に露光装置の全体構成を概説し、次いでウエハ搬送装置について詳細に説明する。

［露光装置］
図１は、本発明の実施形態に係る露光装置の全体構成を模式的に示す正面図である。図１に示す露光装置は、投影光学系ＰＬに対してレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同期移動させつつマスクとしてのレチクルＲに形成されたパターンを基板としてのウエハＷ上に逐次転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置である。なお、以下の説明においては、図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１中に示すＸＹＺ直交座標系は、ＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。Ｙ軸に沿う方向がスキャン方向（走査方向）である。

図１において、照明光学系ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）等の光源から射出されるレーザ光の断面形状をＸ方向に伸びるスリット状に整形するとともに、その照度分布を均一化して照明光として射出する。なお、本実施形態では、光源としてＡｒＦエキシマレーザ光源を備える場合を例に挙げて説明するが、これ以外にｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を射出する超高圧水銀ランプ、又はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（波長１５７ｎｍ）、その他の光源を用いることができる。

レチクルＲは、レチクルステージＲＳＴ上に吸着保持されており、レチクルステージＲＳＴ上の一端にはレチクル用干渉計システムＩＦＲからの測長用ビームＢＭｒが照射される移動鏡ＭＲｒが固定されている。レチクルＲの位置決めは、レチクルステージＲＳＴを光軸ＡＸと垂直なＸＹ平面内で並進移動させるとともにＸＹ平面内で微小回転させる駆動系ＤＲによって行われる。この駆動系ＤＲは、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に転写する際には、レチクルステージＲＳＴを一定速度でＹ方向に走査する。レチクルステージＲＳＴの上方には、レチクルＲの周辺の２箇所に形成されたレチクルアライメント用のマークを光電検出するアライメント系ＯＢ１，ＯＢ２が設けられている。アライメント系ＯＢ１，ＯＢ２の検出結果は、レチクルＲを照明光学系ＩＬ又は投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して所定の精度で位置決めするために使用される。

レチクルステージＲＳＴは、装置本体のコラム構造体の一部を構成するレチクルステージベース構造体ＣＬ１上に移動可能に保持され、駆動系ＤＲのモータ等もベース構造体ＣＬ１上に取り付けられる。そして、レチクルＲの位置変化を計測するレチクル用干渉計システムＩＦＲのビーム干渉部分（ビームスプリッタ等）もベース構造体ＣＬ１に取り付けられる。干渉計システムＩＦＲは、レチクルステージＲＳＴ上の一端に取り付けられた移動鏡ＭＲｒに測長用ビームＢＭｒを投射し、その反射ビームを受光してレチクルＲの位置変化を計測する。

レチクルＲに形成されたパターンの像は、レチクルステージＲＳＴの直下に配置された投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に１／４又は１／５の投影倍率で結像投影される。投影光学系ＰＬの鏡筒はコラム構造体の一部を構成するレンズベース構造体ＣＬ３に固定され、このレンズベース構造体ＣＬ３は複数本の支柱構造体ＣＬ２を介してレチクルベース構造体ＣＬ１を支持している。なお、図１に示したレチクル用干渉計システムＩＦＲでは測長用ビームＢＭｒの反射ビームが投影光学系ＰＬの上部に固定された参照鏡ＦＲｒで反射してきた参照ビームと干渉するような構成とするが、参照鏡をレチクルベース構造体ＣＬ１側に固定した構成の干渉計システム又は参照鏡自体を内蔵した干渉計システムであってもよい。

投影光学系ＰＬはレンズ等の複数の光学素子を有し、その光学素子の硝材としては照明光学系ＩＬから射出される照明光の波長に応じて石英、蛍石等の光学材料から選択される。

レンズベース構造体ＣＬ３は、ウエハＷを載置してＸＹ平面に沿って２次元移動するウエハステージＷＳＴが搭載されるウエハベース構造体ＣＬ４上に取り付けられている。このウエハステージＷＳＴには、図示は省略しているが、ウエハＷを真空吸着するウエハホルダと、このウエハホルダをＺ方向（光軸ＡＸ方向）に微小移動させるとともに微小傾斜させるレベリングテーブルとが設けられている。

ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での移動座標位置とヨーイングによる微小回転量とは、ウエハ用干渉計システムＩＦＷによって計測される。この干渉計システムＩＦＷは、レーザ光源ＬＳからのレーザビームをウエハステージＷＳＴのレベリングテーブルに固定された移動鏡ＭＲｗと、投影光学系ＰＬの最下部に固定された固定鏡ＦＲｗとに投射し、各鏡ＭＲｗ、ＦＲｗからの反射ビームを干渉させてウエハステージＷＳＴの座標位置と微小回転量（ヨーイング量）とを計測する。

また、ウエハステージＷＳＴのレベリングテーブル上には、各種のアライメント系、フォーカスセンサ、及びレベリングセンサのキャリブレーションとベースライン量の計測とに用いられる基準板ＦＭも取り付けられている。この基準板ＦＭの表面には、露光波長の照明光のもとでレチクルＲのマークとともにアライメント系ＯＢ１，ＯＢ２で検出可能な基準マークが形成されている。

なお、上記の各種のアライメント系としては、ウエハＷに形成されたアライメントマークの位置情報を計測するオフ・アクシス型のアライメントセンサを例示できる。また、フォーカスセンサは投影光学系ＰＬの像面に対するウエハＷの表面のずれ量を計測するセンサであり、レベリングセンサはウエハＷの表面の姿勢（傾斜）を計測するセンサである。ベースライン量とは、ウエハＷ上に投影されるレチクルのパターン像の基準位置（例えば、パターン像の中心位置）とアライメントセンサの計測視野中心との距離を示す量である。

［ウエハ搬送装置］
図２は、本発明の実施形態に係る搬送装置としてのウエハ搬送装置の構成を示す平面図である。

このウエハ搬送装置１００は、所定のフープ（ＦＯＵＰ）位置Ｐ１に搬入されたウエハキャリア（ウエハカセット）ＷＣ又は露光装置の前の処理工程であるレジスト塗布工程を行うレジスト塗布装置（コータ）若しくは後の処理工程である現像工程を行う現像装置（デベロッパ）に対する受け渡し位置Ｐ２と、露光装置のウエハステージＷＳＴに対する所定の受け渡し位置Ｐ５との間で、搬送対象としてのウエハ（物体、基板）Ｗを搬送する装置である。

ウエハ搬送装置１００は、ウエハローダベース１１０上に、ロードロボット１２０、アンロードロボット１３０、ロードスライダ１４０、アンロードスライダ１５０、受け渡しテーブル１６０、第１プリアライメントユニット（プリアライナ）１７０、及び第２プリアライメントユニット１８０を配置して構成されている。

ロードロボット１２０は、ロボットベース１２１にその一端側が回動可能に取り付けられた第１アーム１２２、第１アーム１２２の他端側にその一端側が回動可能に取り付けられた第２アーム１２３、及び第２アーム１２３の他端側にその基端部側が回動可能に取り付けられたハンド部１２４を備えて構成されたスカラー型の多関節ロボットである。ロボットベース１２１、第１アーム１２２、第２アーム１２３、及びハンド部１２４のそれぞれの連結部分には、サーボモータ及びロータリーエンコーダ等からなる駆動部が設けられており、これらを制御することにより、ハンド部１２４を任意の位置に任意の姿勢で位置決めできるようになっている。

ハンド部１２４は、図３の拡大平面図に示されているように、その先端側に一対の指部１２５ａ，１２５ｂを有しており、各指部１２５ａ，１２５ｂの先端部近傍には、ウエハＷを真空吸着するための負圧を供給する吸着溝１２６ａ，１２６ｂが配置されている。

ハンド部１２４の指部１２５ａ，１２５ｂは、所定の中心軸Ａ１に対して左右非対称になるように構成されている。ここでは、一方の指部１２５ａよりも他方の指部１２５ｂの長さが短くなるような形状に設定されている。この一対の指部１２５ａ，１２５ｂの非対称性は、後述するアンロードロボット１３０のハンド部１３４の指部１３５ａ，１３５ｂの非対称性、並びにハンド部１２４，１３４のウエハＷを受け渡す時の姿勢及び進行方向との関係で、ウエハＷを受け渡す際に互いに干渉しないように設定されている。

吸着溝１２６ａ，１２６ｂは、ウエハＷを保持したときに、ウエハＷの裏面が指部１２５ａ，１２５ｂに接触しないように、その外壁部分が僅かに高く形成されており、裏面側の負圧供給管に連通された孔１２７ａ，１２７ｂを介して真空吸引することにより、ウエハＷを吸着保持するようになっている。吸着溝１２６ａ，１２６ｂは、ここでは互いに相対する側が凹となるように円弧状に形成されており、吸着溝１２６ａの一端と吸着溝１２６ｂのこれに対応する一端を結んだ直線Ｌ１、吸着溝１２６ａの他端と吸着溝１２６ｂのこれに対応する他端を結んだ直線Ｌ２、吸着溝１２６ａ，１２６ｂの両端をそれぞれ結んだ直線により構成される領域（仮想の図形）の内側に、保持するウエハＷの中心（重心）Ｃ１が位置するように設定されている。このように吸着溝１２６ａ，１２６ｂにより構成される領域の内側にウエハＷの中心Ｃ１が位置するようにしたのは、真空吸着が停止された場合であっても、ウエハＷがハンド部１２４から落下することがないようにするためである。また、吸着溝１２６ａ，１２６ｂを互いに相対する側が凹となるように円弧状に形成したのは、保持するウエハＷがその中央部が陥没するように変形（いわゆるお椀状に変形）している場合であっても、ウエハＷの吸着保持を確実に行えるようにするためである。

アンロードロボット１３０は、ロボットベース１３１にその一端側が回動可能に取り付けられた第１アーム１３２、第１アーム１３２の他端側にその一端側が回動可能に取り付けられた第２アーム１３３、及び第２アーム１３３の他端側にその基端部側が回動可能に取り付けられたハンド部１３４を備えて構成されたスカラー型の多関節ロボットである。ロボットベース１３１、第１アーム１３２、第２アーム１３３、及びハンド部１３４のそれぞれの連結部分には、サーボモータ及びロータリーエンコーダ等からなる駆動部が設けられており、これらを制御することにより、ハンド部１３４を任意の位置に任意の姿勢で位置決めできるようになっている。

ハンド部１３４は、図４（Ａ）の拡大平面図及び図４（Ｂ）の拡大側面図に示されているように、その先端側に一対の指部１３５ａ，１３５ｂを有しており、各指部１３５ａ，１３５ｂの先端部近傍には、ウエハＷを真空吸着するための負圧を供給する吸着溝１３６ａ，１３６ｂが配置されている。

ハンド部１３４の指部１３５ａ，１３５ｂは、所定の中心軸Ａ２に対して左右非対称になるように構成されている。ここでは、一方の指部１３５ａよりも他方の指部１３５ｂの長さが短く形成されるとともに、指部１３５ａの長手方向が中心軸Ａ２に略平行に形成されているのに対し、指部１３５ｂの長手方向が中心軸Ａ２に対して斜交するように形成された形状を有している。この一対の指部１３５ａ，１３５ｂの非対称性は、前述したロードロボット１２０のハンド部１２４における指部１２５ａ，１２５ｂの非対称性及びハンド部１２４，１３４のウエハＷを受け渡す時の姿勢及び進行方向との関係で、並びに後述するアンロードスライダ１５０のハンド部１５３の指部１５５ａ，１５５ｂの非対称性及びハンド部１３４，１５３のウエハＷを受け渡す時の姿勢及び進行方向との関係で、ウエハＷを受け渡す際に互いに干渉しないように設定されている。

吸着溝１３６ａ，１３６ｂは、ウエハＷを保持したときに、ウエハＷの裏面が指部１３５ａ，１３５ｂに接触しないように、その外壁部分が僅かに高く形成されており（図４（Ｂ）参照）、裏面側の負圧供給管に連通された不図示の孔を介して真空吸引することにより、ウエハＷを吸着保持するようになっている。吸着溝１３６ａ，１３６ｂは、ここでは互いに平行となるように直線状に形成されており、吸着溝１３６ａの一端と吸着溝１３６ｂのこれに対応する一端を結んだ直線Ｌ３、吸着溝１３６ａの他端と吸着溝１３６ｂのこれに対応する他端を結んだ直線Ｌ４、及び吸着溝１３６ａ，１３６ｂのそれぞれの中心線（若しくは互いに遠い側の辺）により構成される領域（仮想の図形）の内側に、保持するウエハＷの中心（重心）Ｃ２が位置するように設定されている。このように吸着溝１３６ａ，１３６ｂにより構成される領域の内側にウエハＷの中心が位置するようにしたのは、真空吸着が停止された場合であっても、ウエハＷがハンド部１３４から落下することを防止するためである。

ロードスライダ１４０は、ガイド１４１に沿ってスライド可能なスライダ１４２に取り付けられたハンド部（ロードスライダアーム）１４３を備えて構成される。ハンド部１４３は、所定の中心軸（ここでは、スライド方向に平行な軸）に対して互いに対称に配置された一対の指部１４５ａ，１４５ｂを有しており、各指部１４５ａ，１４５ｂには搬送するウエハＷを真空吸着するための複数の吸着溝１４６ａ，１４６ｂ，１４７ａ，１４７ｂが設けられている。吸着溝１４６ａ，１４６ｂ，１４７ａ，１４７ｂは、ウエハＷを保持したときに、ウエハＷの裏面が指部１４５ａ，１４５ｂに接触しないように、その外壁部分が僅かに高く形成されており、裏面側の負圧供給管に連通された不図示の孔を介して真空吸引することにより、ウエハＷを吸着保持するようになっている。

なお、ここでは、ハンド部１４３の指部１４５ａ，１４５ｂは、所定の中心軸に対して対称になるように構成されているが、図３に示したハンド部１２４若しくは図４に示したハンド部１３４又は後述するハンド部１５３と同様の原理に基づき、所定の中心軸に対して左右非対称となるように構成しても良い。スライダ１４２は不図示のボールネジ機構及びリニアエンコーダ等を有する駆動部により駆動され、ハンド部１４３が第２プリアライメントユニット１８０が配置された位置Ｐ４とウエハステージＷＳＴの所定の受け渡し位置Ｐ５との間で往復移動されるようになっている。ハンド部１４３には、マーク１４４が設けられており、露光装置側に設けられた光電検出器によりマーク１４４の位置が検出され、その検出結果に基づいてウエハステージＷＳＴの位置が補正され、センタピンＣＴ１とハンド部１４３との相対的位置関係が保持された状態で、ウエハＷの受け渡しがなされるようになっている。

アンロードスライダ１５０は、ガイド１５１に沿ってスライド可能なスライダ１５２に取り付けられたハンド部１５３を備えて構成される。ハンド部１５３は、図５の拡大平面図に示されているように、所定の中心軸（ここでは、スライド方向に平行な軸）Ａ３に対して左右非対称に配置された一対の指部１５５ａ，１５５ｂを有しており、各指部１５５ａ，１５５ｂの先端部近傍には搬送するウエハＷを真空吸着するための吸着ピン１５６ａ，１５６ｂがそれぞれ設けられている。また、指部１５５ａと指部１５５ｂの長手方向が交差する部分近傍には、無吸着ピン１５６ｃが設けられている。吸着ピン１５６ａ，１５６ｂは、ウエハＷを保持したときに、ウエハＷの裏面が指部１５５ａ，１５５ｂに接触しないように、その外壁部分が僅かに高く形成されており、裏面側の負圧供給管に連通された不図示の孔を介して真空吸引することにより、ウエハＷを吸着保持するようになっている。

無吸着ピン１５６ｃは、ウエハＷを保持したときに、ウエハＷの裏面が指部１５５ａ，１５５ｂに接触しないように、吸着ピン１５６ａ，１５６ｂの外壁部分と同一の高さに形成されている。スライダ１５２は不図示のボールネジ機構及びリニアエンコーダ等を有する駆動部により駆動され、ハンド部１５３がアンロードロボット１３０のハンド部１３４との受け渡し位置Ｐ６とウエハステージＷＳＴの所定の受け渡し位置Ｐ５との間で往復移動されるようになっている。吸着ピン１５６ａ，１５６ｂ及び無吸着ピン１５６ｃは、互いの中心（若しくは外接する直線）を結んで形成される三角形領域（仮想の図形）の内側に、保持するウエハＷの中心（重心）Ｃ３が位置するように設定されている。このように吸着ピン１５６ａ，１５６ｂ及び無吸着ピン１５６ｃにより構成される三角形領域の内側にウエハＷの中心Ｃ３が位置するようにしたのは、真空吸着が停止された場合であっても、ウエハＷがハンド部１５３から落下することを防止するためである。なお、無吸着ピン１５６ｃに代えて、吸着ピン１５６ａ，１５６ｂと同様の構成の吸着ピンを設けても良い。

受け渡しテーブル１６０は、詳細図示は省略されているが、ウエハＷが収納される複数段の棚を有しており、これらの棚は、図外のレジスト塗布装置から送られるウエハＷを受け取るための棚、及び同じく図外の現像装置に対してウエハＷを渡すための棚を少なくとも備え、必要に応じてレジスト塗布装置から搬入されたウエハＷを露光装置内の雰囲気になじませるために一定時間保持する棚又は露光装置内の雰囲気温度に合わせて積極的に冷却するクールプレートを有する棚などから構成される。

第１プリアライメントユニット１７０は、ウエハＷを回転させつつ外形を検出してウエハＷの中心及びノッチ（又はオリフラ）の方位をラフに位置合わせするためのユニットであり、ターンテーブル１７１と外形検出用のセンサ（不図示）とを備えて構成される。第２プリアライメントユニット１８０は、第１プリアライメントユニット１７０によりラフに位置合わせされたウエハＷの外周の３箇所をそれぞれＣＣＤカメラ１８１，１８１，１８１により撮像して、その撮像結果に基づきウエハＷの中心及び回転をより精密に位置合わせするためのユニットであり、センタテーブルＣＴ２を備えて構成される。センタテーブルＣＴ２はウエハＷの略中心を真空吸着により保持することができ、上下移動、並びにＸ及びＹ方向への移動ができるようになっている。

次に、この搬送装置１００におけるウエハＷの搬送動作について説明する。フープ位置Ｐ１に搬入されたウエハキャリアＷＣ内に収納され、又は受け渡しテーブル１６０の所定の棚に収納されたウエハＷは、ロードロボット１２０により取り出され、第１プリアライメントユニット１７０との受け渡し位置Ｐ３まで搬送され、ターンテーブル１７１上に渡される。次いで、ターンテーブル１７１が回転され、第１プリアライメントユニット１７０のセンサによりウエハＷの外形及びノッチ部（あるいはオリフラ部）が検出されて、ウエハＷの中心位置及び回転方向が比較的にラフに所定の基準に位置合わせされる。その後、ウエハＷは第２プリアライメントユニット１８０に搬送される。

第２プリアライメントユニット１８０においては、ウエハＷの外形部分の所定の３箇所がＣＣＤカメラ１８１，１８１，１８１により撮像され、その撮像結果に基づいて、ウエハＷの中心位置及び回転がより精密に位置合わせされる。次いで、ウエハＷは＋Ｘ軸方向側の所定の位置に予め待機しているロードスライダ１４０のハンド部１４３に渡され、−Ｘ軸方向に搬送されて、ウエハステージＷＳＴとの受け渡し位置Ｐ５まで搬送される。このとき、ロードスライダ１４０のハンド部１４３に設けられたマーク１４４の位置が検出され、ロードスライダ１４０による搬送に伴う誤差が補正された状態で、ウエハＷはウエハステージＷＳＴのセンタテーブルＣＴ１に渡される。

次いで、ウエハステージＷＳＴのセンタテーブルＣＴ１が降下されて、ウエハホルダ上に吸着保持され、ウエハステージＷＳＴにより所定の露光位置に搬送されて、露光本体部によりレチクルＲのパターンの像がウエハＷ上に露光転写され、その後、再度ウエハステージＷＳＴが移動されて、ウエハＷが受け渡し位置Ｐ５に位置される。

このとき、アンロードスライダ１５０のハンド部１５３がこの受け渡し位置Ｐ５に位置されており、露光処理が終了したウエハＷがアンロードスライダ１５０のハンド部１５３に渡される。次いで、ウエハＷはアンロードスライダ１５０により、アンロードロボット１３０との受け渡し位置Ｐ６まで搬送され、アンロードロボット１３０のハンド部１３４に渡される。アンロードロボット１３０のハンド部１３４に渡されたウエハＷは、アンロードロボット１３０の初期位置Ｐ７を経由してロードロボット１２０との受け渡し位置Ｐ８まで搬送され、ロードロボット１２０のハンド部１２４に渡される。ロードロボット１２０のハンド部１２４に渡されたウエハＷは、フープ位置Ｐ１に設置されたウエハキャリアＷＣ内まで、又は受け渡しテーブル１６０（受け渡し位置Ｐ２）の現像装置に対して搬出するための所定の棚まで搬送される。

図６は、上述したロードロボット１２０、アンロードロボット１３０、ロードスライダ１４０、及びアンロードスライダ１５０の駆動制御系の構成を示すブロック図である。ロードロボット１２０のハンド部１２４に設けられた吸着溝１２６ａ，１２６ｂに負圧を供給する負圧供給装置には、バキューム圧（吸引圧力）を検出するためのバキューム圧センサ２２１が設けられており、バキューム圧センサ２２１の検出値（バキューム圧）は、搬送装置１００が備える制御装置２００に供給される。バキューム圧センサ２２１は吸着溝１２６ａ，１２６ｂへのウエハＷの吸着の有無又は吸着状態を検出することができ、圧力変化を電圧変化に置換して制御装置２００に供給する。ここでは、大気開放状態、即ちウエハＷを吸着保持していない状態（０ｋＰａ）では１Ｖの出力がなされ、ウエハＷを完全に吸着保持した状態（−１００ｋＰａ）では５Ｖの出力がなされ、これらの中間では対応する１Ｖ〜５Ｖの間で線形比例的な電圧の出力がなされるものを用いている。なお、バキューム圧センサ２２１から出力された電圧は、不図示のＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換されて、制御装置２００に供給される。

アンロードロボット１３０のハンド部１３４の吸着溝１３６ａ，１３６ｂ、ロードスライダ１４０のハンド部１４３の吸着溝１４６ａ，１４６ｂ，１４７ａ，１４７ｂ、及びアンロードスライダ１５０のハンド部１５３の吸着ピン１５６ａ，１５６ｂにそれぞれ負圧を供給する負圧供給装置にも、それぞれバキューム圧センサ２２１と同様なバキューム圧センサ２２２，２２３，２２４が対応して設けられており、これらの検出値も制御装置２００に供給されている。

制御装置２００が備える記憶装置２０１には、バキューム圧に関する単一又は複数のしきい値及び該しきい値に対応した移動制御に関する情報（ここでは、加速移動時間、等速移動時間、減速移動時間）が予め記憶されており、制御装置２００はこれらを必要に応じて参照できるようになっている。２１１〜２１４は、ロードロボット１２０、アンロードロボット１３０、ロードスライダ１４０、及びアンロードスライダ１５０をそれぞれ駆動する駆動部であり、制御装置２００の制御信号に基づいて各部が動作される。

図７はウエハＷの保持の有無に応じて異なる移動制御を行う場合の処理を示すフローチャートである。例えば、ロードロボット１２０の移動制御について説明すると、まず、記憶装置２０１に記憶されたロードロボット１２０についてのしきい値及び制御情報を読み込む。ここでは、しきい値として、高い確率でウエハＷの吸着の有無を推定するため、バキューム圧センサ２２１による検出値の最低値１Ｖから最高値５Ｖの６割程度、即ち３．４Ｖのしきい値が設定されており、当該しきい値以下の場合の制御情報として、高加速度で最大速度まで加速する時間、最大速度で等速移動する時間、及び高減速度で速度零まで減速する時間からなる高加速度制御情報、及び当該しきい値を超える場合の制御情報として、低加速度で最大速度まで加速する時間、最大速度で等速移動する時間、及び低減速度で速度零まで減速する時間からなる低加速度制御情報が予め記憶されているので、これらを読み込む（Ｓ１１）。

これらの高加速度制御情報及び低加速度制御情報は、例えば、図８に示すようなものである。同図において、実線で示した線図が高加速度制御情報の内容であり、点線でした線図が低加速度制御情報の内容である。これらを比較すれば明らかなように、高加速度制御情報の加速時間ｔ１は低加速度制御情報の加速時間ｔ２よりも短く設定され、高加速制御情報の最大速度と低加速制御情報の最大速度は同じ（Ｍａｘ）であり、高加速度制御情報の減速時間ｔ３は低加速度制御情報の減速時間ｔ４よりも短く設定されている。なお、高加速度制御情報の加速時間ｔ１と減速時間ｔ３はここでは同じ時間としたが、異なっていてもよい。低加速度制御情報の加速時間ｔ２と減速時間ｔ４も同様である。

高加速度制御情報の最大速度と低加速度制御情報の最大速度が同じである点が特に重要であり、この最大速度（Ｍａｘ）は、ロードロボット１２０の駆動部２１１の能力、及びロードロボット１２０による搬送元の位置Ｐ１，Ｐ２と搬送先の位置Ｐ８との間の距離等に応じて最も高速度になるように設定することが望ましい。また、低加速度制御情報の加速時間ｔ２及び減速時間ｔ４は、吸着溝１２６ａ，１２６ｂによるウエハＷの吸着圧（ここでは、しきい値としての３．４Ｖに対応する圧力である−６０ｋＰａ）との関係で、そのような加速度（又は減速度）で移動しても、ウエハＷがハンド部１２４上で位置ずれし又は落下することの無いと推定できる範囲で、最も高く設定することが望ましい。さらに、高加速度制御情報の加速時間ｔ１及び減速時間ｔ３は、ロードロボット１２０の駆動部２１１の能力の範囲で最大になるように設定することが望ましい。

次いで、ロードロボット１２０についてのバキューム圧センサ２２１の検出値を読み込み（Ｓ１２）、バキューム圧センサ２２１の当該検出値がＳ１１で読み込んだ当該しきい値を超えているか否かにより、ウエハＷの保持の有無を判断し（Ｓ１３）、当該しきい値を超えている場合には「保持有り」と判断してＳ１１で読み込んだ低加速度制御情報に基づく低加速度制御を実施し（Ｓ１４）、当該しきい値以下である場合には「保持無し」と判断してＳ１１で読み込んだ高加速度制御情報に基づく高加速度制御を実施する（Ｓ１５）。

このように、ウエハＷを保持していると判断された場合には低加速度制御を実施して、ウエハＷがハンド部１２４上で位置ずれし又は落下しないと推定される範囲で最も高い加速度で加速し又は減速度で減速するとともに、ロードロボット１２０の駆動部２１１の能力等に基づく最大速度で等速移動するようにしたので、安全且つ安定したウエハＷの搬送が可能であるとともに、高速搬送が可能である。一方、ウエハＷを保持していないと判断された場合には高加速度制御を実施して、ロードロボット１２０の駆動部２１１の能力等に基づく最大の加速度で加速し又は減速度で減速するとともに、ロードロボット１２０の駆動部２１１の能力等に基づく最大速度で等速移動するようにしたので、極めて迅速な戻り動作が可能である。これにより、ウエハＷの安全且つ安定した搬送及び高速搬送が可能となる。

以上、ウエハＷの保持の有無に応じて異なる移動制御を行う場合のロードロボット１２０についての移動制御について説明したが、アンロードロボット１３０、ロードスライダ１４０、及びアンロードスライダ１５０についても全く同様であるので、これらについての説明は省略する。

ところで、上記の制御では、ウエハＷを吸着していると推定できる前記しきい値（以下、ウエハ保持有無判定しきい値という場合がある）を超える検出値がバキューム圧センサ２２１により検出された場合に、ウエハＷを強固に吸着保持していると推定される最高値５Ｖとそれほど強固に吸着していないと推定される３．４Ｖとの間は、同じ低速度制御情報に基づいて移動制御を実施している。しかしながら、ウエハＷを強固に吸着保持している場合には、それほど強固に吸着していない場合よりも加減速度を高くしてもウエハＷの位置ずれや落下が生じない場合が多い。従って、ウエハＷを吸着保持していると推定できる３．４Ｖから５Ｖの間において、さらに単一又は複数のしきい値を設定するとともに、当該しきい値に応じて加減速度を異ならせた単一又は複数の制御情報を設定すると、さらにウエハＷの搬送速度を高めることが可能である。

例えば、ウエハＷを保持している時のしきい値として、前記保持有無判定しきい値よりも高い保持時第１しきい値と、該保持時第１しきい値よりも高く最大値（５Ｖ）よりも小さい保持時第２しきい値とを設定するとともに、バキューム圧センサ２２１による検出値が保持有無判定しきい値と保持時第１しきい値の間にある場合と、保持時第１しきい値と保持時第２しきい値の間にある場合と、保持時第２しきい値と最高値との間にある場合とで、加減速度を異ならせた制御情報を予め設定しておき、後者にいくに従って加減速度を高めることにより、安全性及び安定性を維持した状態で搬送速度を高めることが可能である。なお、ウエハＷの保持時のしきい値として、ここでは保持時第１しきい値及び保持時第２しきい値の２つを設定した場合を例示したが、１つでも良いし、３つ以上とすれば、ウエハＷの吸着状態に応じてさらに搬送速度の高速化を図ることができる。なお、アンロードロボット１３０、ロードスライダ１４０、及びアンロードスライダ１５０についても同様にすることができる。

なお、上記実施形態においては、露光装置としてステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置に適用することも可能である。また、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、及び撮像素子（ＣＣＤ等）の製造にも用いられる露光装置、及びレチクル、又はマスクを製造するために、ガラス基板、又はシリコンウエハなどに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。即ち本発明は、露光装置の露光方式や用途等に関係なく適用可能である。

デバイスとしての半導体素子は、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいて、レチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを製造するステップ、上述した実施形態の露光装置等によりレチクルのパターンをウエハに露光転写するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、上述した実施形態では、露光装置においてウエハなどの基板を搬送する搬送装置について説明したが、本発明はこれに限定されず、物体を搬送するあらゆる搬送装置に適用することが可能である。

本発明の実施形態に係る露光装置の全体構成を模式的に示す正面図である。 本発明の実施形態に係るウエハ搬送装置の構成を示す平面図である。 本発明の実施形態のロードロボットのハンド部の詳細を示す平面図である。 本発明の実施形態のアンロードロボットのハンド部の詳細を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態のアンロードスライダのハンド部の詳細を示す平面図である。 本発明の実施形態の駆動制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の駆動制御系による制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の移動制御に用いた制御情報の内容の一例を示す図である。

符号の説明

１２０…ロードロボット
１２４…ハンド部
１２５ａ，１２５ｂ…指部
１２６ａ，１２６ｂ…吸着溝
１３０…アンロードロボット
１３４…ハンド部
１３５ａ，１３５ｂ…指部
１３６ａ，１３６ｂ…吸着溝
１４０ロードスライダ
１４３…ハンド部
１４５ａ，１４５ｂ…指部
１５０…アンロードスライダ
１５３…ハンド部
１５５ａ，１５５ｂ…指部
１５６ａ，１５６ｂ…吸着ピン
１５６ｃ…無吸着ピン
２００…制御装置
２０１…記憶装置
２１１〜２１４…駆動部
２２１〜２２４…バキューム圧センサ
Ｗ…ウエハ
ＷＳＴ…ウエハステージ

Claims (6)

1. 物体を保持する搬送アームを備えた搬送装置において、
   前記搬送アームによる前記物体の保持の有無を検出する検出手段と、
   前記検出手段により保持無しと検出された場合における前記搬送アームが速度零から所定の移動速度に到達するまでに要する時間が、前記検出手段により保持有りと検出された場合における前記搬送アームが速度零から前記所定の移動速度に到達するまでに要する時間よりも短くなるように、該搬送アームの移動を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする搬送装置。
2. 前記制御手段は、
   前記検出手段により保持無しと検出された場合における前記搬送アームが前記所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間が、前記検出手段により保持有りと検出された場合における前記搬送アームが前記所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間よりも短くなるように、該搬送アームの移動を制御することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 物体を吸着保持する保持部を有する搬送アームを備えた搬送装置において、
   前記保持部による前記物体の吸着状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された吸着状態に応じて、前記搬送アームが速度零から所定の移動速度に到達するまでに要する時間及び該所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間の少なくとも一方を変更するように、該搬送アームの移動を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする搬送装置。
4. 前記検出手段は前記保持部による前記物体の吸着圧を検出し、
   前記制御手段は、前記検出手段により検出された吸着圧が所定値より高い場合には前記搬送アームが速度零から前記所定の移動速度に到達するまでに要する時間及び該所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間の少なくとも一方が長くなるように、前記検出手段により検出された吸着圧が前記所定値より低い場合には前記搬送アームが速度零から前記所定の移動速度に到達するまでに要する時間及び該所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間の少なくとも一方が短くなるように、該搬送アームの移動を制御することを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
5. 前記物体としての基板を保持する基板ステージを備え、マスクに形成されたパターンの像を前記基板に露光転写する露光装置において、
   前記基板ステージに前記基板を搬送する請求項１〜４の何れか一項に記載の搬送装置を備えることを特徴とする露光装置。
6. 物体を吸着保持して所定位置に搬送する搬送方法であって、
   前記物体の吸着状態を検出し、
   検出された吸着状態に応じて、前記物体が速度零から所定の移動速度に到達するまでに要する時間及び該所定の移動速度から速度零に到達するまでに要する時間の少なくとも一方を変更するようにしたことを特徴とする搬送方法。

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