JP2010245332A - 半導体露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体露光装置で用いられる基板において、固着していない軽微な異物を除去する。
【解決手段】 送り込みハンド、ウエハチャックにZ方向に微振動させる機構をもたせ、ウエハ吸着時、吸着動作と同時に、ウエハに対して、ブロー、及び、微振動を与えながら、吸着させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体露光装置で用いられる基板において、固着していない軽微な異物を除去する方法に関するものである。

半導体素子の微細化が進むにつれ、ウエハ等の半導体基板裏面の異物付着、あるいは、ウエハチャックの汚染等によって、半導体に不良が発生し、生産性を著しく低下させるようになった。

従来より、半導体露光装置では、基板吸着面の異物付着による装置停止を防止する為に、吸着面の汚れ度合いに関係なく、ウエハチャック、ウエハ搬送ハンドの吸着面のクリーニング作業を、定期メンテナンス項目として、装置を停止させて実施していた。

クリーニング作業の方法としては、基板保持面をクリーニングするための砥石を、基板保持面に押し付けて、基板保持面全域がクリーニングする方法が開示されている。（特許文献１参照）
また、クリーニングではなく、予め、装置内部に保持してあるウエハチャックと交換する方法が開示されている。（特許文献２参照）

特開２０００−１３３５７８号公報 特開平０８−２５０４０９号公報

基板が吸着エラーとなるのは、基板裏面の吸着面、もしくは、基板チャック上面の異物が原因としてある。

その異物は、物体に固着しているものと、物体に固着せず、容易に除去可能なものに分けられる。

物体に固着しているものは、洗浄作業を必要とするが、固着していないものは、洗浄作業を行なうまでも無く、除去を行うことが可能な状態にある。

しかしながら、固着していない軽微な異物の場合でも、基板の状態を把握することは出来ない為、再搬送を繰り返したり、手間のかかる吸着面のクリーニング作業を実施したりして、対処に時間を費やし、稼働率を落とす要因となっていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、固着していない軽微な異物の除去を行うことで、吸着エラー発生による装置停止時間を極力少なくすることを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明の異物除去簡易方法は、基板を搬送する搬送装置と、基板を保持する基板チャックを備え、原版のパターンを基板に露光する露光装置において、前記基板、前記基板チャック、前記搬送装置のハンドを微振動させる機構を有し、前記基板吸着時、吸着と同時にブロー、及び、Z方向に微振動を与えながら、吸着することを特徴とする。

前記基板吸着時に行なわれるブローと微振動のタイミングは、基板供給毎、もしくは、基板吸着エラー時のいずれかのタイミングで実施することを特徴とする。

前記基板、及び、前記基板チャックを除電する機構を有し、前記基板、及び、前記基板チャックを微振動させる際に、除電することを特徴する。

ブロー圧調整機構を有し、基板チャック駆動量に応じて、ブロー圧を減圧する機構を有することを特徴とする。

本発明によれば、基板、または、基板チャックに固着していない軽微な異物の場合、異物除去が可能となり、極力、吸着エラーによる装置停止時間を低減させることが可能となる。

半導体露光装置の基板搬送装置およびウエハステージの構成概略図 送り込みハンドとウエハチャックの構成の概略説明図 本発明の実施例に係る簡易異物除去の流れ ウエハ吸着時間変化

（実施例１）
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。

図１は、本発明の好適な実施の形態に係る半導体露光装置の基板搬送装置およびウエハステージの構成概略図である。

通常の露光動作では、ウエハカセットと呼ばれるウエハ収納容器1から、搬送ハンド2で裏面吸着し、ウエハ3を取り出し、ウエハ粗位置決めステーションＰＡ（以下ＰＡ）4上のＰＡチャック5上に搬送して載置し、搬送ハンド2を退避させる。

ＰＡチャック5上で裏面吸着されたウエハ3を、ＰＡ4上で回転させ、ＰＡ4に構成された位置検出器6で、オリエンテーションフラット、あるいは、ノッチと呼ばれる切り欠きの位置を検出し、向きを所定の方向に揃える。

次に、送り込みハンド７によって、向きを揃えられたウエハ３を裏面吸着し、アップダウン機構10で、送り込みハンド7をアップさせて、PAチャック5からウエハ3を取る。

その後、ウエハを、水平方向(X,Y)、および垂直方向(Z)に移動可能なウエハステージ８上のウエハチャック9の上に搬送する。

次に、図２を用いて、本発明を適用できる送り込みハンドとウエハチャックの構成について説明する。

送り込みハンド7の上部裏面部31、ウエハ保持吸着面支持部32には、振動部材20が設けられており、この振動部材20は、微振動発生制御部21の指令により振動し、これにより、ウエハ3がZ方向に微振動するようになっている。

また、ウエハチャック9内部にも振動部材20が設けられ、同じく、微振動発生制御部21の指令によりZ方向に微振動が発生するようになっている。

この微振動には、例えば、超音波振動や圧電素子などの手段を用いることで行うことができる。

ウエハチャック9には、バキューム孔23に加え、ブロー孔24が設けられている。

ブロー孔24は、ウエハチャック9中心に対して、エアーが噴出すように斜めに配置されている。

このブロー孔24より噴出されるエアーは、除電エアー生成部25にて電荷を与えれたエアーで、ウエハ3の裏面に向かって噴出され、ウエハチャック9を巡回することで、ウエハ裏面、ウエハチャック表面の除電を行うようにしている。

尚、このエアー圧は、ウエハチャック9の上昇に応じて、流量制御部26にて、噴出量が制御されるようになっている。

ウエハステージ駆動制御は、ステージ制御部22、バキュームオンオフ制御は、バキューム制御部16、吸着圧確認は、吸着圧力検知部27にて行われ、これらの全体制御は、装置処理制御部14にて制御されるようになっている。

次に、図３を用いて、上記構成における簡易異物除去の流れについて説明する。

送り込みハンド7によってウエハ3が、ウエハチャック９上に搬送された後(101)、微振動発生制御部21からの指令により、送り込みハンド7の上部裏面部31、ウエハ保持吸着面支持部32、ウエハチャック9に内蔵された振動部材20が振動する(102)。

同時に、ウエハチャック9に設けられたブロー孔24からは、除電エアー生成部25で生成された電荷を有したエアーが噴出される(103)。このエアーによって、ウエハ3裏面、及び、ウエハチャック9上面の除電を促し、静電気による異物付着状態を軽減させる。

ブローされたエアーは、ウエハ3裏面に噴出され、固着していない軽微の異物を浮かせる。同時期に開始されたチャックバキュームによって(104)、浮いた異物は、ウエハチャック9側に設けられたバキューム孔23に吸い込まれる。

同様に、ウエハチャック上の固着していない異物も、バキューム孔23に吸い込まれる。

その後、これらの動作と同時に、ウエハ3は、送り込みハンド７のウエハのアップ・ダウン機構10により、ウエハチャック9の上面より突出したウエハ受け渡しピン11へ受け渡される(105)。

ピン11によるウエハ吸着保持後、送り込みハンド部7の微振動が停止し(106)、ウエハ3の裏面と送り込みハンド７が接触しないように、送り込みハンド７を僅かにダウンさせ、送り込みハンド７をウエハステージ8上から退避させる(107)。

次に、ウエハチャック9は、ウエハ吸着の為に上昇駆動を行う(108)。

この上昇駆動量がブロー圧減圧位置に達したら(109)、ブロー孔24より噴出されているエアー噴出量を減圧させる(110)。その後、ピン11からウエハチャック9への持ち替えを行い(111)、エアーブローを停止させる(112)。

そして、ウエハチャック9に内に配置された微振動部材20によって行われている微振動を停止させる(113)。

その後、吸着圧力検知部27によりウエハ吸着圧を取得し、ウエハの吸着確認を行う(114)。

吸着確認は、図４のように、一定時間内にウエハ吸着圧が規定圧に達していれば、吸着完了となり(115)、その後、露光シーケンスに移行する(116)。

一定時間内にウエハ吸着圧が規定圧に達しない場合は、吸着エラーとなる(117)。

吸着エラーが発生した場合は、リトライ処理を行うかどうかの判定を行う(131)。

規定回数を超えていない場合は(135)、一旦、ウエハチャック9のバキュームをオフし(121)、ウエハチャックをダウンさせ(122)、ウエハチャック9からピン11に持ち替える(123)。

そして、送り込みハンド7をウエハステージ上8へ進入させ(124)、ウエハを吸着し(125)、ウエハステージ8上へ、ウエハ供給する時と同じ状態にし、リトライ処理を行う。

規定回数を超えている場合は(132)、最終的に、ウエハ吸着エラー扱いとなり(133)、吸着エラーの旨を、表示部15に出力する(134)。

以上が、簡易異物除去の流れである。

尚、本実施例では、実施タイミングを、ウエハ搬入時、常時、実施するシーケンスとしているが、ウエハチャック吸着時、吸着エラーになった場合のみ行うようにしてもよい。

その場合、ウエハ吸着毎に行われる簡易異物除去に伴う若干のスループット低下を気にする必要が無くなるメリットがある。

また、本実施例では、ウエハチャック9側の微振動は、ウエハチャック内に微振動部材を配置する構成としたが、ウエハチャック9を制御しているステージ制御部22にて、Ｚ方向の微振動を発生せるようにしてもよい。

以上、説明したように、送り込みハンド、ウエハチャックにZ方向に微振動させる機構をもたせ、ウエハ吸着と同時に、ブロー、及び、微振動を与えながら吸着させる。

こうすることで、軽微な異物を浮かせ、除去しやすくすることができ、極力、ウエハ吸着エラーによる装置停止時間を低減させることが可能となる。

７ 送り込みハンド
９ ウエハチャック
１１ ピン
１４ 装置処理制御部
１５ 表示部
２０ 振動部材
２１ 微振動発生制御部
２２ ステージ制御部
２３ バキューム孔
２４ ブロー孔
２５ 除電エアー生成部
２６ 流量調整部部
２７ 吸着圧検知部

Claims (4)

1. 基板を搬送する搬送装置と、基板を保持する基板チャックを備え、原版のパターンを基板に露光する露光装置において、前記基板、前記基板チャック、前記搬送装置のハンドを微振動させる機構を有し、前記基板吸着時、吸着と同時にブロー、及び、Z方向に微振動を与えながら、吸着することを特徴とする露光装置。
2. 前記基板吸着時に行なわれるブローと微振動のタイミングは、基板供給毎、もしくは、基板吸着エラー時のいずれかのタイミングで実施することを特徴とする請求項１の露光装置。
3. 前記基板、及び、前記基板チャックを除電する機構を有し、前記基板、及び、前記基板チャックを微振動させる際に、除電することを特徴する請求項１の露光装置。
4. ブロー圧調整機構を有し、基板チャック駆動量に応じて、ブロー圧を減圧する機構を有することを特徴とする請求項１の露光装置。