JP2008004892A - ロードロック室および露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の受け渡し位置のより広い範囲の変動に対応するロードロック室およびこのロードロック室を備えた露光装置を提供する。
【解決手段】 第１の雰囲気と第２の雰囲気との間に配置され密閉空間を形成する筐体と、前記筐体内を排気する排気手段と、前記筐体に形成され前記第１の雰囲気に開口する第１の開口部と、前記第１の開口部を開閉する第１のゲートバルブと、前記筐体に形成され前記第２の雰囲気に開口する第２の開口部と、前記第２の開口部を開閉する第２のゲートバルブとを備え、前記第１の開口部を、複数の方向に向けて開口するように水平方向に延設してなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば大気雰囲気と真空雰囲気との間に配置されるロードロック室およびこのロードロック室を備えた露光装置に関する。

ＥＵＶ露光装置、電子ビーム露光装置のように真空雰囲気下で露光を行う装置においては、大気ロボットアームと露光装置本体との間に、ロードロック室と呼ばれる室やロードチャンバが設けられている。ロードロック室には真空ポンプが付設されており、室内を真空に引くことができる。ロードロック室では、コータデベロッパ等の前処理装置からのウェハを大気ロボットアームを介して常圧下で受け取り、室内を真空に引いた後、これらを露光装置内に移動する。
特開２００１−１０２２８１号公報

しかしながら、従来のロードロック室では、前処理装置からの基板の受け渡し位置が一方向に制限されているため、前処理装置からの基板の受け渡し位置が比較的大きく異なる毎に、ロードロック室および大気ロボットアームの設計を行う必要があるという問題があった。
本発明はかかる従来の問題を解決するためになされたもので、基板の受け渡し位置のより広い範囲の変動に対応することができるロードロック室および露光装置を提供することを目的とする。

第１の発明のロードロック室は、第１の雰囲気と第２の雰囲気との間に配置され密閉空間を形成する筐体と、前記筐体内を排気する排気手段と、前記筐体に形成され前記第１の雰囲気に開口する第１の開口部と、前記第１の開口部を開閉する第１のゲートバルブと、前記筐体に形成され前記第２の雰囲気に開口する第２の開口部と、前記第２の開口部を開閉する第２のゲートバルブとを備え、前記第１の開口部を、複数の方向に向けて開口するように水平方向に延設してなることを特徴とする。

第２の発明のロードロック室は、第１の発明のロードロック室において、前記第１の開口部は、前記筐体の凸曲面部に沿って形成されていることを特徴とする。
第３の発明のロードロック室は、第２の発明のロードロック室において、前記凸曲面部は、円弧状をしていることを特徴とする。
第４の発明のロードロック室は、第１ないし第３のいずれか１の発明のロードロック室において、前記第１のゲートバルブは、前記第１の開口部に沿って上下方向に移動可能とされていることを特徴とする。

第５の発明のロードロック室は、第１ないし第４のいずれか１の発明のロードロック室において、前記第１の雰囲気は大気雰囲気であり、前記第２の雰囲気は真空雰囲気であることを特徴とする。
第６の発明の露光装置は、第１ないし第５のいずれか１の発明のロードロック室を有することを特徴とする。

本発明では、基板の受け渡し位置のより広い範囲の変動に対応することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のロードロック室の一実施形態を備えたＥＵＶ露光装置を模式的に示す平面図である。
この露光装置では、ウエハステージチャンバ１１にはゲートバルブ１３を介してロードチャンバ１５が連通されている。ロードチャンバ１５内には真空ロボット１７が配置されている。ロードチャンバ１５には、ゲートバルブ１９を介してウエハプリアライメントチャンバ２１が連通されている。また、ロードチャンバ１５には第２のゲートバルブ２３を介してロードロック室２５が連通されている。ロードロック室２５の入口は第１のゲートバルブ２７を介して大気中に開放されている。

ウエハステージチャンバ１１、ロードチャンバ１５、ウエハプリアライメントチャンバ２１内は、真空ポンプ(不図示)により真空引き可能とされている。また、ロードロック室２５内は、真空ポンプ２９により真空引き可能とされている。
ロードロック室２５の第１のゲートバルブ２７の外側には、大気ロボットアーム３１が配置されている。大気ロボットアーム３１の外側には、ウエハプリアライナ３３が配置されている。ウエハプリアライナ３３の外側には、例えばコータデベロッパからなる前処理装置３５が配置されている。この実施形態ではウエハプリアライナ３３は、前処理装置３５からのウエハＷの受け渡し場所とされている。

図２は、ロードロック室２５の詳細を示している。
ロードロック室２５は、密閉空間を形成する筐体３７を有している。筐体３７は略円筒状とされ、上面部３７ａおよび底面部３７ｂにより密閉されている。筐体３７は、図１に示すように、第２のゲートバルブ２３側に扁平部３７ｃを有し、第１のゲートバルブ２７側に凸曲面部３７ｄを有している。凸曲面部３７ｄは略半円の円弧状とされている。筐体３７の扁平部３７ｃには、第２のゲートバルブ２３が配置され、第２のゲートバルブ２３により開閉される第２の開口部(不図示)が形成されている。

筐体３７の凸曲面部３７ｄには、図２に示すように、第１のゲートバルブ２７により開閉される第１の開口部３７ｅが形成されている。第１の開口部３７ｅは、複数の方向に向けて開口するように水平方向に延設されている。第１の開口部３７ｅは、筐体３７の凸曲面部３７ｄに沿って、凸曲面部３７ｄの略全長に亘って形成されている。
筐体３７の凸曲面部３７ｄには、第１の開口部３７ｅを開閉する第１のゲートバルブ２７が配置されている。第１のゲートバルブ２７は、凸曲面部３７ｄの形状に対応して略半円状に形成されている。第１のゲートバルブ２７の裏側には、図３に示すように、シール部材３９が配置されている。シール部材３９は、第１のゲートバルブ２７の外周に沿って配置されている。

第１のゲートバルブ２７は、凸曲面部３７ｄに沿って上下方向に移動可能とされている。第１のゲートバルブ２７の下側には、第１のゲートバルブ２７を駆動する駆動装置４１が配置されている。駆動装置４１は、水平方向に間隔を置いて配置される一対の駆動シリンダ４３を有している。駆動シリンダ４３はエアシリンダあるいは油圧シリンダからなり、筐体３７の凸曲面部３７ｄに固定部材４５を介して固定されている。そして、駆動シリンダ４３のピストンロッド４７の上端が第１のゲートバルブ２７の下側に連結されている。

図２に示した状態から駆動シリンダ４３を作動して、ピストンロッド４７を上方に移動すると、第１のゲートバルブ２７が凸曲面部３７ｄに沿って上方に移動し、図４に示すように、第１の開口部３７ｅが第１のゲートバルブ２７により密閉される。また、図４に示した状態から駆動シリンダ４３を作動して、ピストンロッド４７を下方に移動すると、第１のゲートバルブ２７が凸曲面部３７ｄに沿って下方に移動し、図２に示すように、第１の開口部３７ｅが開放される。

上述した露光装置では、ウエハステージチャンバ１１内へのウエハＷの搬送が以下述べるようにして行われる。
先ず、前処理装置３５で前処理されたウエハＷを前処理装置３５の搬送手段(不図示)によりウエハプリアライナ３３に搬送する。このウエハプリアライナ３３では、検出器(不図示)によりウエハＷの位置合わせ用マーク(ノッチ)が検出されウエハＷの位置合わせが行われる。アライメント終了後、大気ロボットアーム３１によりウエハＷを取り出す。そして、ロードロック室２５の第１のゲートバルブ２７を開け大気ロボットアーム３１によりウエハＷをロードロック室２５内に搬送する。この後、第１のゲートバルブ２７を閉め、ロードロック室２５内が目的の真空度に達するまで真空ポンプ２９による真空引きを行う。

ロードロック室２５内が所定の真空度に達すると、ロードロック室２５とロードチャンバ１５間の第２のゲートバルブ２３が開かれる。そして、ロードチャンバ１５に備えられた真空ロボット１７によって、ロードロック室２５からウエハＷが取り出され、一旦ロードチャンバ１５内に搬送された後、第２のゲートバルブ２３が閉められる。この後、ロードチャンバ１５とウエハプリアライメントチャンバ２１間のゲートバルブ１９を開き、ウエハＷが真空ロボット１７によってロードチャンバ１５からウエハプリアライメントチャンバ２１に搬送される。搬送後にゲートバルブ１９が閉じられる。ウエハプリアライメントチャンバ２１では、検出器(不図示)によりウエハＷの位置合わせ用マーク(ノッチ)が検出されウエハＷの位置合わせが行われる。

ウエハＷの位置合わせが終了するとゲートバルブ１９が開かれ、ウエハＷが真空ロボット１７により一旦ロードチャンバ１５内に搬送された後、ゲートバルブ１９が閉められる。この後、ロードチャンバ１５とウエハステージチャンバ１１間のゲートバルブ１３を開き、ウエハＷが真空ロボット１７によってロードチャンバ１５からウエハステージチャンバ１１へ搬送される。ウエハステージチャンバ１１内のウエハステージ４９にはウエハホルダ５１が備えられており、ウエハＷがウエハホルダ５１に固定される。なお、図中の白抜き矢印は、真空ロボット１７の移動経路を示す。

上述したロードロック室２５では、筐体３７に形成される第１の開口部３７ｅを、複数の方向に向けて開口するように水平方向に延設したので、前処理装置３５からのウエハＷの受け渡し位置のより広い範囲の変動に対応することができる。
すなわち、図１に示した前処理装置３５の位置が、例えば図５に示すように、ロードロック室２５に対して反対側になり、前処理装置３５からのウエハＷの受け渡し位置が大きく異なる場合にも、水平方向に延設される第１の開口部３７ｅの一部(図５の左側端の部分)を用いてウエハＷの搬入あるいは搬出が可能になるため、ロードロック室２５および大気ロボットアーム３１の設計変形を行うことなく対応することができる。

なお、前処理装置３５からのウエハＷの受け渡し位置が一方向に制限された従来のロードロック室において、大気ロボットアーム３１の可動範囲を大きくすることにより、対応範囲を増大することは可能であるが、この場合には、大気ロボットアーム３１が高価になり、また、大気ロボットアーム３１の駆動時間が長くなりスループットの低下につながる。
(露光装置の実施形態)
図６は、図１の露光装置のＥＵＶ光リソグラフィシステムを模式化して示している。なお、この実施形態において上述した実施形態と同一の部材には、同一の符号を付している。

この実施形態では、露光の照明光としてＥＵＶ光が用いられる。ＥＵＶ光は０．１〜４００ｎｍの間の波長を持つもので、この実施形態では特に１〜５０ｎｍ程度の波長が好ましい。投影像は像光学系システム１０１を用いたもので、ウエハＷ上にレチクル１０２によるパターンの縮小像を形成するものである。
ウエハＷ上に照射されるパターンは、レチクルステージ１０４の下側に静電チャック１０５を介して配置されている反射型のレチクル１０２により決められる。また、ウエハＷはウエハステージ４９の上に載せられている。典型的には、露光はステップ・スキャンによりなされる。

露光時の照明光として使用するＥＵＶ光は大気に対する透過性が低いので、ＥＵＶ光が通過する光経路は、適当な真空ポンプ１０７を用いて真空に保たれた真空チャンバ１０６に囲まれている。またＥＵＶ光はレーザプラズマＸ線源によって生成される。レーザプラズマＸ線源はレーザ源１０８（励起光源として作用）とキセノンガス供給装置１０９からなっている。レーザプラズマＸ線源は真空チャンバ１１０によって取り囲まれている。レーザプラズマＸ線源によって生成されたＥＵＶ光は真空チャンバ１１０の窓１１１を通過する。

レーザ源１０８は紫外線以下の波長を持つレーザ光を発生させるものであって、例えば、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザが使用される。レーザ源１０８からのレーザ光は集光され、ノズル１１２から放出されたキセノンガス（キセノンガス供給装置１０９から供給されている）の流れに照射される。キセノンガスの流れにレーザ光を照射するとレーザ光がキセノンガスを十分に暖め、プラズマを生じさせる。レーザで励起されたキセノンガスの分子が低いエネルギ状態に落ちる時、ＥＵＶ光の光子が放出される。

放物面ミラー１１３は、キセノンガス放出部の近傍に配置されている。放物面ミラー１１３はプラズマによって生成されたＥＵＶ光を集光する。放物面ミラー１１３は集光光学系を構成し、ノズル１１２からのキセノンガスが放出される位置の近傍に焦点位置がくるように配置されている。ＥＵＶ光は放物面ミラー１１３の多層膜で反射し、真空チャンバ１１０の窓１１１を通じて集光ミラー１１４へと達する。集光ミラー１１４は反射型のレチクル１０２へとＥＵＶ光を集光、反射させる。ＥＵＶ光は集光ミラー１１４で反射され、レチクル１０２の所定の部分を照明する。すなわち、放物面ミラー１１３と集光ミラー１１４はこの装置の照明システムを構成する。

レチクル１０２は、ＥＵＶ光を反射する多層膜とパターンを形成するための吸収体パターン層を持っている。レチクル１０２でＥＵＶ光が反射されることによりＥＵＶ光は「パターン化」される。パターン化されたＥＵＶ光は投影システム１０１を通じてウエハＷに達する。
この実施形態の像光学システム１０１は、凹面第１ミラー１１５ａ、凸面第２ミラー１１５ｂ、凸面第３ミラー１１５ｃ、凹面第４ミラー１１５ｄの４つの反射ミラーからなっている。各ミラー１１５ａ〜１１５ｄにはＥＵＶ光を反射する多層膜が備えられている。

レチクル１０２により反射されたＥＵＶ光は第１ミラー１１５ａから第４ミラー１１５ｄまで順次反射されて、レチクルパターンの縮小（例えば、１／４、１／５、１／６）された像を形成する。像光学系システム１０１は、像の側（ウエハＷの側）でテレセントリックになるようになっている。
レチクル１０２は可動のレチクルステージ１０４によって少なくともＸ−Ｙ平面内で支持されている。ウエハＷは、好ましくはＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動なウエハステージ４９によって支持されている。ウエハＷ上のダイを露光するときには、ＥＵＶ光が照明システムによりレチクル１０２の所定の領域に照射され、レチクル１０２とウエハＷは像光学系システム１０１に対して像光学システム１０１の縮小率に従った所定の速度で動く。このようにして、レチクルパターンはウエハＷ上の所定の露光範囲（ダイに対して）に露光される。

露光の際には、ウエハＷ上のレジストから生じるガスが像光学システム１０１のミラー１１５ａ〜１１５ｄに影響を与えないように、ウエハＷはパーティション１１６の後ろに配置されることが望ましい。パーティション１１６は開口１１６ａを持っており、それを通じてＥＵＶ光がミラー１１５ｄからウエハＷへと照射される。パーティション１１６内の空間は真空ポンプ１１７により真空排気されている。このように、レジストに照射することにより生じるガス状のゴミがミラー１１５ａ〜１１５ｄあるいはレチクル１０２に付着するのを防ぐ。それゆえ、これらの光学性能の悪化を防いでいる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

(１)上述した実施形態では、ウェハＷの搬送に本発明を適用した例について説明したが、例えばレチクル(マスク)等の基板の搬送に広く適用することができる。
(２)上述した実施形態では、第１の雰囲気を大気雰囲気とし第２の雰囲気を真空雰囲気とした例について説明したが、第１の雰囲気あるいは第２の雰囲気が、例えば、ヘリウム等のガス雰囲気であっても良い。

(３)上述した実施形態では、第１のゲートバルブ２７を駆動する駆動装置４１に駆動シリンダ４３を用いた例について説明したが、例えば、ラック、ピニオン、モータ等を用いて構成しても良い。
(４)上述した実施形態では、凸曲面部３７ｄを半円状にした例について説明したが、楕円状等にしても良い。

(５)上述した実施形態では、前処理装置３５からウエハＷの搬入を行う例について説明したが、種々の装置からの搬入に広く適用することができる。
(６)上述した実施形態では、ＥＵＶ露光装置に本発明を適用した例について説明したが、真空雰囲気内にウェハ，レチクル等の基板を収容して露光を行う露光装置に広く適用することができる。

本発明のロードロック室の一実施形態を備えた露光装置を示す説明図である。 図１のロードロック室の詳細を示す説明図である。 図２の第１のゲートバルブの裏側を示す説明図である。 図２の第１の開口部を遮蔽した状態を示す説明図である。 前処理装置の位置が異なる例を示す説明図である。 図１の露光装置のＥＵＶ光リソグラフィシステムを模式化して示す説明図である。

符号の説明

１１：ウエハステージチャンバ、１５：ロードチャンバ、２３：第２のゲートバルブ、２５：ロードロック室、２９：真空ポンプ、２７：第１のゲートバルブ、３１：大気ロボットアーム、３５：前処理装置、３７：筐体、３７ｄ：凸曲面部、３７ｅ：第１の開口部、４１：駆動装置。

Claims (6)

1. 第１の雰囲気と第２の雰囲気との間に配置され密閉空間を形成する筐体と、
   前記筐体内を排気する排気手段と、
   前記筐体に形成され前記第１の雰囲気に開口する第１の開口部と、
   前記第１の開口部を開閉する第１のゲートバルブと、
   前記筐体に形成され前記第２の雰囲気に開口する第２の開口部と、
   前記第２の開口部を開閉する第２のゲートバルブとを備え、
   前記第１の開口部を、複数の方向に向けて開口するように水平方向に延設してなることを特徴とするロードロック室。
2. 請求項１記載のロードロック室において、
   前記第１の開口部は、前記筐体の凸曲面部に沿って形成されていることを特徴とするロードロック室。
3. 請求項２記載のロードロック室において、
   前記凸曲面部は、円弧状をしていることを特徴とするロードロック室。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のロードロック室において、
   前記第１のゲートバルブは、前記第１の開口部に沿って上下方向に移動可能とされていることを特徴とするロードロック室。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のロードロック室において、
   前記第１の雰囲気は大気雰囲気であり、前記第２の雰囲気は真空雰囲気であることを特徴とするロードロック室。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のロードロック室を有することを特徴とする露光装置。
   

Images