JP2015050197A - 広角回転機構を有する露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】露光装置。【解決手段】ミニマルファブ生産システムに使用される露光装置であって、架台21に固定された中心軸11と、架台をそれぞれＸ軸およびＹ軸方向にそれぞれ位置調整するＸ軸およびＹ軸移動手段32,33と、中心軸に外挿されて中心軸に対しθ軸方向に回転可能かつＺ軸方向に移動可能な外周ステージ12と、外周ステージをθ軸方向に回転位置調整させるθ軸移動手段30およびＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段31とを有し、θ軸移動手段は他の移動手段よりも最上位に配置されている。外周ステージ12はウェハを載置する第１載置面12dと第１真空吸着口12aとを有し、中心軸11はウェハを載置する第２載置面11dと第２真空吸着口11aとを有しており、第１載置面と第２載置面とが同一平面上に位置すると第２真空吸着口が機能し、第１載置面が第２載置面よりも上方に位置すると第１真空吸着口が機能するとともにθ軸移動手段を駆動するように制御される露光装置。【選択図】図４

Description

本発明は、いわゆるミニマルファブ生産システムに用いられる露光装置に関する。

現在、半導体デバイスなどの製造システムとして、０．５インチサイズ（ハーフインチサイズ。正確には、直径１２．５ｍｍ）のウェハに１個のデバイスを作成することを基本とし、製造工程を複数の可搬性であって外形が統一された単位処理装置で構成して、それら単位処理装置をフローショップ方式やジョブショップ方式等に再配置することを容易にすることで、少量生産でかつ多品種生産に適切に対応することができるようにするミニマルファブ生産システムが本出願人より提案されている。（特許文献１）
現状の半導体製造システムは、ウェハの大口径化（１２インチ〜）に伴い、装置自体が大型化・高コスト化し、最新の半導体工場（メガファブ生産システム）を立ち上げるには３０００〜５０００億円もの巨額の投資資金が必要であるとされている。また、大口径のウェハを用いるシステムは大量生産には効率的であるが、その装置を多品種少量生産に向けて稼働すると、稼働率等の課題から、ユーザが必要とする個数の１個あたりの製造コストが非常に高くなってしまう。
これに対し、このミニマルファブ生産システムでは、０．５インチ程度の極めて小径のウェハが処理対象であり、現状の半導体製造システムに比べ１／１０００程度の極めて小さな設備投資額で済むと期待されており、また運転コストが低いなどのため多品種少量生産に適した生産システムとなることが期待されている。

このミニマルファブ生産システムでは、外形形状が同一に統一された単位処理装置が用いられる。
この単位処理装置は、半導体製造装置の処理工程における個々の処理（特許文献１では、これを「単一処理」と定義している。）の一つを担うものであり、例えばウェハ洗浄装置であり、レジスト塗布装置であり、ウェハ露光装置であり、現像装置であり、またイオン注入装置であったりする。そして、これらの単位処理装置が半導体製造のレシピ順（処理フロー順）に並べられる。ワークであるウェハは、並べられたそれら単位処理装置間を順に搬送され、各単位処理装置において該当する処理が順に施されるのである。

したがって、この単位処理装置は、レシピが変更されるたびにそのレシピに合わせて配置位置を自在にアレンジすることが可能なように、しかも、配置を変更した際に、予め作業フロア上の規定の位置に規則正しく並置された供給系や排水系、給電系等と接続が可能なように、人が運べる程度の可搬式でかつ統一された外形形状とされている。
この単位処理装置の大きさは、幅 0.30m × 奥行0.45m× 高さ 1.44mの外形寸法とされており、それ自体極めて小さいばかりか、半導体製造レシピに従って６０個並べたとしても、その占有床面積は既存の１２インチの半導体製造装置のそれと比較して極めて小さいものとされている。

また、このミニマルファブ生産システムのもう１つの特徴は、ワークであるウェハが、独自の密閉搬送システムによって、単位処理装置間を搬送される生産システムとされていることである。したがって、それぞれの単位処理装置内の所定の処理空間のみが、必要な処理雰囲気、例えば、クリーンルーム空間や真空状態空間などとされていることで十分であり、単位処理装置自体をクリーンルーム内に配置する必要が無い。これは、半導体処理装置自体が巨大なクリーンルーム内に配置されている既存の半導体製造システムとは、基本的に異なる点である。
したがって、このミニマルファブ生産システムでは、装置をクリーンルーム内に配置する必要がないので、作業員はクリーンルーム内での作業を強いられることなく、通常の作業環境の中で作業することができる。また巨大なクリーンルーム空間を作る必要がないので、省エネルギーともなっている。
このように、ミニマルファブ生産システムは、従来装置を単に小型にしただけの生産システムではなく、革新的な次世代生産システムとして注目されている。

図１に、現在提案されているミニマルファブ生産システムにおける単位処理装置Ｍの外観を示す。
この単位処理装置Ｍは、外形が、幅（ｘ） 0.30m × 奥行（ｙ）0.45m× 高さ（ｚ ）1.44mに全て統一され、正面から見て、縦に細長い方形状とされている。
該単位処理装置Ｍの上部の後部（奥側）には、露光装置等を収納する処理室Ｍａが設けられ、該処理室Ｍａの前方（手前側）には、該処理室Ｍａへウェハをロード・アンロードするための前室Ｍｃが接続されている。この前室Ｍｃは、全ての単位処理装置Ｍに共通な形状及び機能とされている。したがって、該前室Ｍｃを単位処理装置Ｍの規定の位置に取り付けると、ウェハは、処理室Ｍａ内の所定の位置に搬入されることとなる。
単位処理装置Ｍの下部（Ｍｂ）の内部空間は、電源や真空ポンプ等の制御機器、現像液や廃液等のタンクなどを収納するための空間とされている。また、単位処理装置Ｍの最下部には、作業フロア上の所定の位置に該単位処理装置Ｍを規則正しく配置するための脚部６が取り付けられている。さらに、前室Ｍｃの上方には、ディスプレイ式の操作パネル１が設けられている。

単位処理装置Ｍで処理されるためのウェハは、０．５インチ径（ハーフインチサイズと呼称されるが、現在提案されている前記ミニマルファブ生産システムでは、直径１２．５ｍｍとされている。）の１枚のウェハを収納するシャトル（図示せず）内に収納されて、単位処理装置Ｍまで運ばれる。該シャトルは、略円筒形の円盤形状をしており、その内部空間にハーフインチサイズの１枚のウェハが、外気および露光光から実質的に遮断された状態で収納されるように構成されている。

前室Ｍｃの上面には、シャトルを載置するウェハ搬送用テーブル５が設けられ、該ウェハ搬送用テーブル５上には、前室Ｍｃとシャトルとを接続するドッキングポート２が設けられている。また、前室Ｍｃと処理室Ｍａとの間には、前室Ｍｃと処理室Ｍａとを必要に応じて気密に閉鎖するゲートバルブ（図示せず）が設けられている。さらに、前室Ｍｃの内部には、ドッキングポート２上のシャトル内からウェハを外気および必要に応じて露光光から実質的に遮断した状態で取り出し、取り出したウェハを、開扉したゲートバルブを通過させて処理室Ｍａ内のウェハステージまで搬入する搬送機構（図示せず）が設けられている。また、該搬送機構は、ウェハステージ上に載置されている処理済みのウェハを、ドッキングポート２上に載置されているシャトルへ、再度搬出する機能も有している。

このように、このミニマルファブ生産システムには、シャトルや前室Ｍｃ内に配置された搬送機構等からなる、微粒子とガス分子を外界から遮断する密閉型搬送機構(Particle-Lock Airtight Docking: PLAD システム)が設けられている。
ターゲットとしてのウェハは、該ＰＬＡＤシステムによって、シャトルに収納されてドッキングポート２上に載置されると、シャトルから取り出されて処理室Ｍａ内のウェハステージ上の所定の位置へ供給され（ロード）、該ウェハステージ上で必要な処理がなされた後、ドッキングポート２上のシャトル内へ再び収納される（アンロード）。

ここで、露光装置（ＤＬＰ型などのマスクレス露光装置）が処理室Ｍａ内部に配置された単位処理装置Ｍを考えてみよう。
ウェハは、感光体塗布機能を有する単位処理装置から取り出されて、露光光遮光機能を有するシャトルに収納され、露光装置を内蔵する単位処理装置Ｍに運ばれる。この運搬は、人手で行っても良いし、機械的な搬送機構で行っても良い。
シャトルが前室Ｍｃ上面のドッキングポート２に載置されると、ウェハは、前述した搬送機構によりシャトルから取り出されて前室Ｍｃ内に取り込まれ、更に処理室Ｍａ内の露光装置のウェハステージ上へ供給される。

特開平２０１２−５４４１４公報

ここで、ウェハが前記ＰＬＡＤシステムによって露光装置内のウェハステージ上に載置されたとしても、シャトル内部でのウェハの位置決め精度、およびシャトルからウェハを取り出してウェハステージまで搬送する搬送機構の搬送位置決め精度等は、ウェハステージ上でのウェハの露光装置に対する位置決め精度と比較して殆ど十分でない。
したがって、ウェハステージ上に載置されたウェハに対し露光装置との超高精度の位置決めが必要であり、そのためにウェハステージをＸ、Ｙ、Ｚ、θ軸に沿って微調整させる構成が必要である。

このため、従来の大口径のウェハに対する露光装置では、ウェハステージ下部から上方に向けて、順にＸ軸、Ｙ軸、θ軸、Ｚ軸、ΔＺ軸の微調整移動手段が配置されており、ウェハステージのＸ、Ｙ、Ｚ、θ軸方向での移動をレーザー干渉計、光学式あるいは静電式エンコーダ等を使用して計測することで、５０ｎｍ以下の高精度な位置決めを可能としている。
本来、半導体製造システムにおける様々な加工工程のなかで露光装置においては、ウェハの方位を揃える構成が必要である。露光工程では、最初の露光パターンをウェハ結晶方位と揃える必要があり、また、２版目以降の多重焼き付けパターンは、最初の露光パターンと方位を揃える必要があるからである。
そこで、露光装置本体が360°の回転が可能なように構成しようとすると、モーターの配線やウェハチャック用の配管や配線など、回転ステージ上につながっている全てのものも、360°回転しなければならず、機械構造として非常に難易度が高くなる。このため、大口径ウェハ向け装置では、装置の前室を大きくして、その中に、所望の結晶方位や回路パターンの焼き付け方位にウェハを回転させるための、ウェハアライナ−という機構が備えられている。前室のウェハアライナ−であれば、回転だけを司るので、構造は極めてシンプルになるという理屈である。
しかしながら、ミニマルファブ生産システムにおいては、装置のあらゆる機構を小型化することが最重要であるため、究極の小型化を追求していくと、ウェハアライナ−は省略されなければならない。

このように、ウェハアライナ−を省略しようとすると、露光装置自体にそのようなθ軸の調整機構が必要となる。しかしながら、上記したように、露光装置本体が360°の回転が可能なようにすると、モーターの配線やウェハチャック用の配管や配線など、回転ステージ上につながっている全てのものも、360°回転しなければならず、前述した狭い空間内では、真空配管やアクチュエータ、あるいはエンコーダのための電気配線等が干渉するため、回転ステージ（ウェハステージ）の移動自由度を十分に確保できない。
例えば、θ軸の微調整移動については、回転可能角度を±５度しか確保でき無い状態となってしまう場合が生じる。このような場合が生じると、シャトル内にウェハを収納する際の角度誤差が±５度以上になるとθ軸の補正角度が足りなくなり、ウェハを一度シャトルから取り出して収納角度を修正しなければならない。実際、シャトルへのウェハの収納が手作業によって行われるとすると、収納角度を手作業で修正しなければならなくなる頻度は多く発生するし、また修正するにしてもハーフインチサイズという小径であることから手作業での精確な修正は困難を伴う。

また、シャトルは多数の単位処理装置間を移動しながらウェハの供給・収納を繰り返す。幾つかの単位処理装置においてはウェハの結晶方位を厳密に合わせて加工を行う必要があるため、ウェハは、ウェハに形成されたオリエンテーションフラット（いわゆる「オリフラ」）を基準として、シャトル内に所定の位置角度で収納されることが必要である。
しかし、上記したように、ウェハは小径であって、手作業によりシャトル内にセットされるとすると、収納角度にバラツキが生じてしまうことが避けられない。

また、露光装置（描画装置）は、半導体製造プロセスの内で、最初にウェハの方向を厳密に合わせる必要のある工程である。したがって、露光が終了したウェハをシャトルに戻す際に、シャトルに対して厳密に角度を調整して戻すことが、後工程において角度調整に要する時間を短縮したり角度補正機構の対応範囲を縮小したりできるので、望ましい。
しかし、既存の半導体露光装置では、そのような機能を付加する必要がないので、考慮されていない。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、このようなミニマルファブ生産システムに組み込むことができる極めて小型であって、超高精度の位置合わせが可能な露光装置および露光方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明はハーフインチサイズのウェハを用いるミニマルファブ生産システムに使用される所定の外形を有する単位処理装置に内蔵される露光装置であって、架台に固定された中心軸と、前記架台をそれぞれＸ軸方向に位置調整するＸ軸移動手段およびＹ軸方向に位置調整するＹ軸移動手段と、前記中心軸に外挿されて前記中心軸に対しθ軸方向に回転可能かつＺ軸方向に移動可能な外周ステージと、前記外周ステージをθ軸方向に回転位置調整させるθ軸移動手段およびＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段とを有し、
前記θ軸移動手段は他の前記移動手段よりも最上位に配置されていると共に、
前記外周ステージは、その上端面に形成されてウェハを載置する第１載置面と、前記第１載置面に開口する第１真空吸着口を有し、前記中心軸は、その上端面に形成されてウェハを載置する第２載置面と、前記第２載置面に開口する第２真空吸着口を有し、
前記第１真空吸着口および前記第２真空吸着口は、前記第１載置面および前記第２載置面の相対的位置に応じて真空吸着機能が切り替わることを特徴とする露光装置、とした。

このように構成された本発明によれば、θ軸調整の自由度が向上するとともに、ウェハをシャトルに収納する際にオリフラの向きを気にする必要がないので作業が簡便となり、しかも後行程に対して、正しい向きにウェハがセットされた状態でのシャトルを供給することができる。
また、外周ステージの上下動に伴って真空吸着機能が切り替わる構造とすることにより、中心軸と外周ステージとの真空吸着の切替に必要な電磁弁や配管構造を省略することができる。

本発明によれば、ミニマルファブ生産システムに用いられるＰＬＡＤシステムに好適な、ウェハ位置修正機能を有する露光装置を提供することができる。

本発明における単位処理装置の外観図。 本発明の実施の形態例にかかる露光装置のステージの全体斜視図。 本発明の実施の形態例にかかる外周ステージ上昇時における露光装置の側断面図。 図３にかかる断面拡大図。 本発明の実施の形態例にかかる外周ステージ下降時における露光装置の側断面図。 図５にかかる断面拡大図。 図５にかかる拡大断面図（図６とは断面方向を変えた断面図）。 本発明の実施の形態例にかかる動作フロー図。 本発明の実施の形態例にかかる外周ステージ上昇時の一部拡大図。 本発明の実施の形態例にかかる外周ステージ下降時の一部拡大図。

以下、本発明の実施の形態例を、図面を参照して説明する。
図２は、本発明の実施の形態例に係る露光装置のステージの斜視図である。
図２では、ステージ上に載置されたウェハＷに対し、ステージ上方に位置する描画装置（図示せず）によって描画が行われる。
ステージ全体は基台２３上に取り付けられて、処理室Ｍａの規定の位置に固定配置されている。基台２３上にはＹ軸台２２とＹ軸移動手段３３が配置され、該Ｙ軸台２２は、Ｙ軸移動手段３３によってＹ軸方向に移動調整可能とされている。更に、Ｙ軸台２２上には架台２１とＸ軸移動手段３２が載置され、該架台２１はＸ軸移動手段３２によってＸ軸移動方向に移動調整可能とされている。したがって、架台２１は基台２３に対しＸ，Ｙ軸方向に移動調整可能とされている。このＸ，Ｙ軸移動は、描画装置に対する副走査方向の移動としても機能することができる。

架台２１にはその中央に中心軸１１が固定されて立設されており、この中心軸１１には、後述のように、外周ステージ１２が外挿される。
また、架台２１上には、外周ステージ１２を保持するための外周ステージ台２０が、その四隅をＺ軸ガイド１４にガイドされてＺ軸方向に移動可能に載置されている。該Ｚ軸ガイド１４は、図２に示すように架台２１上に４本立設されており、いずれにもコイル状のＺ軸押圧バネ１５が、外周ステージ台２０を下方向に押圧するようにその外周面に巻装されている。さらに、架台２１には、外周ステージ台２０をＺ軸方向に移動調整するＺ軸移動手段３１が載置されている。
したがって、外周ステージ台２０は、該Ｚ軸移動手段３１によって、Ｚ軸押圧バネ１５に抗して架台２１に対しＺ軸方向に移動調節可能とされている。

外周ステージ台２０には、内側面にコロ軸受面２０ｂを有するドーナツ型の外周ステージ台コロ軸受２０ａが固定配置されており、該コロ軸受面２０ｂ内には、θ軸用コロ１６が嵌挿されている。一方、該θ軸用コロ１６に対向するコロ軸受面１７ｂを外側面に有するドーナツ型の外周ステージ基部１７が、外周ステージ台２０上にθ軸方向に回動可能に設けられている。また、該外周ステージ基部１７をθ軸方向に移動調整するθ軸移動手段３０が、外周ステージ台２０上に配置されている。更に、外周ステージ基部１７には、外周ステージ１２が固定されており、該外周ステージの中心には中心軸１１が内挿されている。したがって、外周ステージ１２は、外周ステージ台２０に対しθ軸方向に移動調整可能に構成されている。
なお、外周ステージ台コロ軸受２０ａ、コロ軸受面２０ｂ、θ軸用コロ１６、該θ軸用コロ１６に対向するコロ軸受面１７ｂ、および外周ステージ基台１７を、一体式のクロスローラーベアリングとして形成することもできる。
また、これらｘ、ｙ、ｚ、θ軸移動手段３０、３１、３２、３３の駆動を制御して、それぞれを所定停止位置に停止制御するなどための中央制御部（図示せず）が設けられている。

以上の構成によって、外周ステージ１２は基台２３に対し、基台２３側から順に、Ｙ軸、Ｘ軸、Ｚ軸、θ軸方向に移動調整可能とされている。また、外周ステージ１２は、架台２１に固定された中心軸１１に対し、Ｚ軸およびθ軸方向に移動調整可能とされている。
このように、本実施の形態例によれば、θ軸移動手段３０が他の移動手段よりも最上位に配置されているので、θ軸移動手段３０よりも下位の移動手段はθ軸方向の移動の障害にならない。

外周ステージ１２の上端面には、ウェハＷが載置される第１載置面１２ｄが設けられている。
該第１載置面１２ｄには、図２に示すように、前室Ｍｃから伸びる搬送用アーム（図示せず）が挿入可能なアームスペース１８が、中心軸１１のスペースを横断して、側面方向の一方向に開放するように切り欠かれている。該搬送アームは、外周ステージ１２の第１載置面１２ｄが、中心軸１１の第２載置面よりも上方に上昇した位置にある状態で、搬送アームの先端部にウェハＷを載置しながらウェハステージ上に図２のＧ方向から進入する。この際、中心軸１１の上端部は搬送アームの進入と干渉しない下方位置にある。ここで、搬送アームは、第１載置面の上方の所定の位置にウェハを搬入したのち、その先端部を下降させると、該搬送アームの先端部はアームスペース１８中に沈み込み、ウェハＷは外周ステージ１２の第１載置面上に載置される。つまり、アームスペース１８は、その際に下降してきた該先端部を収納するスペースとして機能する。
また、該第１載置面１２ｄには、載置されるウェハＷを真空吸着する第１真空吸着口１２ａが複数開口している。それら第１真空吸着口１２ａは、外周ステージ１２の軸内に在ってその軸方向に延びる第１連絡通路１２ｃ−１によって、中心軸１１との摺動面に開口する第１連通口１２ｂと空間的に接続されている。

一方、中心軸１１は、その上端面にウェハＷが載置される第２載置面１１ｄが設けられており、該第２載置面１１ｄの中心部には、ウェハＷを真空吸着する第２真空吸着口１１ａが開口している。この第２真空吸着口１１ａは、外周ステージ１２との摺動面に開口する第２連通口１１ｃと空間的に接続されている。また、該中心軸１１の下部には、真空エジェクターや真空ポンプなどの真空源（図示せず）と接続するための真空ポンプ接続口１１ｇが設けられている。該真空ポンプ接続口１１ｇは、中心軸１１の軸内に在ってその軸方向に沿って延びる真空ポンプ連絡通路１１ｆと空間的に接続されており、該真空ポンプ連絡通路１１ｆは、外周ステージ１２との摺動面に開口する第３連通口１１ｂと空間的に接続されている。

また、図７およびその一部拡大図である図１０に示すように、外周ステージ１２の軸内には、その軸方向に延びて中心軸１１との摺動面の上下２箇所に開口する第２連絡通路１２ｃ−２が設けられている。該第２連絡通路１２ｃ−２は、その上下２箇所の開口部が、第１載置面１２ｄと第２載置面１１ｄとが略同一平面となるか、第１載置面１２ｄが第２載置面１１ｄよりも低くなる位置においてのみ、中心軸１１の第２連通口１１ｃおよび第３連通口１１ｂにそれぞれ接続する位置に設けられている。
また、図３、４およびその一部拡大図である図９に示すように、第１載置面１２ｄが第２載置面１１ｄよりも上方にある位置においては、第３連通口１１ｂが第１連通口１２ｂとのみ接続するように、それら連通口の位置が設定されている。このとき、図４に示すように、第３連通口１１ｂの軸方向の開口幅を第１載置面の第２載置面に対する最大上昇幅と同じ幅とすることで、第１載置面１２ｄの第２載置面１１ｄからの上昇位置にかかわらず、第３連通口１１ｂが常に第１連通口１２ｂと空間的に接続するように構成されている。もちろん、これとは逆に、第１連通口１２ｂの方を、軸方向に幅を持たせて形成しても良い。

さらに、外周ステージ１２が中心軸１１に対しθ方向に回転したとしても、第３連通口１１ｂと第１連通口１２ｂとの空間的接続が維持されるように、第３連通口１１ｂは３６０度の円周方向に亘る溝として形成されている。同様に、第２連通口１１ｃと第３連通口１１ｂとの空間的接続が維持されるように、第２連通口１１ｃは３６０度の円周方向に亘る溝として形成されている。
この実施の形態例では、このように、中心軸１１側の連通口を３６０度の円周方向に亘る溝として形成したが、これとは逆に、外周ステージ１２側の連通口を円周方向に亘る溝として形成しても良い。さらに、これら溝を全周に亘って形成したが、全周にすることなく、外周ステージ１２の許容されるθ回転角度に合わせるように形成しても良い。

したがって、第１載置面１２ｄが第２載置面１１ｄよりも下降した位置に在っては、真空ポンプは中心軸１１の第２真空吸着口１１ａと接続するのに対し、外周ステージ１２の第１真空吸着口１２ａとは接続されない。これに対し、外周ステージ１２が中心軸１１に対し上昇すると、つまり第１載置面１２ｄが第２載置面１１ｄよりも上昇した位置に在っては、真空ポンプは、外周ステージ１２の第１真空吸着口１２ａと接続することになるのに対し、中心軸１１の第２真空吸着口１１ａとは接続されない。

このように、本実施の形態例では、外周ステージ１２の上下動作に伴って、真空ポンプによる真空吸着動作箇所が切り替わる。しかも、外周ステージ１２のθ方向への回転の有無にかかわらず、真空吸着動作箇所が切り替わり、維持される。したがって、中心軸１１と外周ステージ１２の吸着切替に必要な電磁弁や配管を省略することができる。これは、単位処理装置Ｍの狭隘な処理室Ｍａ内に露光装置を収納するには、非常に有効な手段である。

本実施の形態例では、各軸の移動手段、外周ステージ１２の回転動作、ウェハ搬送機構および描画装置等の制御のための制御手段が設けられている。
この制御手段によって制御される動作フローを図８に示す。
走査パネル１あるいはウェハ搬送用テーブル５上に設けられたスタートスイッチの操作によって（Ｓ１）、ウェハステージはＸ，Ｙ，Ｚ，θ軸をその初期位置（エクスチェンジ位置）に移動する。
この初期位置では、外周ステージ１２に設けられているアームスペース１８の開放方向が搬送アームの進入方向と一致し、また第１載置面１２ｄが第２載置面１１ｄよりも上昇した状態とされている。
この状態でＰＬＡＤが動作すると、そのアーム先端がウェハＷを把持しながらウェハステージ上に進入し、次いで、第１載置面１２ｄ上にウェハＷを載置する（ウェハロード）（Ｓ３）。載置されたウェハＷは、外周ステージ１２の第１載置面１２ｄに開口して機能している第１真空吸着口によって、外周ステージ１２に対して保持される（Ｓ４）。ここで、ウェハステージ上方に位置しているＣＣＤカメラ等の撮像装置によってウェハＷ上に設けられたオリフラを検出し、正規の回転位置からのズレ量（補正量）θ’を算出する（Ｓ５）。

前述したように、露光装置（描画装置）は、半導体製造プロセスの内で最初にウェハの方向を厳密に合わせる必要のある工程であるので、シャトルに対して厳密に角度を調整して戻すことが、後工程において角度調整に要する時間を短縮したり、角度補正機構の対応範囲を縮小したりすることができるので、望ましい。一方、そのような補正の必要がない場合もある。
そこで、本実施の形態例では、ウェハのロード時と同じ向きでウェハをシャトルに戻すか、あるいは正しい向きに補正して戻すかを選択できるように構成されている（Ｓ６）。
補正して戻す場合には（Ｓ６ ＮＯ）、Ｓ４の状態から外周ステージ１２をθ軸補正させる位置（外周ステージ１２の第１載置面１２ｄが中心軸１１の第２載置面よりも下方となる位置。θ補正位置。）まで下降させ（外周ステージ１２をこのように下降させると、ウェハＷは外周ステージ１２の下降に伴って、第１載置面１２ｄから第２載置面１１ｄに載り替わり、第２載置面１１ｄの第２真空吸着口１１ａに吸着される。）（Ｓ７）、その位置で外周ステージ１２を、ズレ量に対して−θ’の補正回転を行う（Ｓ８）。
次に外周ステージ１２を、その補正回転角度（―θ’）を保持したまま、中心軸１１の第２載置面１１ｄよりも外周ステージ１２の第１載置面１２ｄが上になるように上昇させる。このように心軸１１の第２載置面１１ｄよりも外周ステージ１２の第１載置面１２ｄが上になると、第１載置面１２ｄに開口した第１真空吸着口が機能するので、ウェハＷは外周ステージ１２上に保持されながら上昇する。

描画装置による書き込み位置（描画位置）は、前記θ補正位置よりも上方に設定されており、外周ステージ１２がその描画位置まで上昇すると（Ｓ９）、Ｚ軸移動を一旦停止し、その位置で外周ステージ１２を＋θ’まで回動させる。このように回動させると、ウェハＷのθ回転補正を保持したまま、外周ステージ１２のアームスペース１８の開放方向を初期位置に戻すことができる。
このようにθ回転補正をした状態でＺ軸方向でのオートフォーカス動作を行い（Ｓ１１）、描画装置による描画を実行する（Ｓ１２）。
描画を実行した後は、外周ステージ１２を初期位置（エクスチェンジ位置）に戻し（Ｓ１３）、ウェハステージの真空吸着を解除し（Ｓ１４）、ロードしたのとは逆の手順で搬送機構（ＰＬＡＤ）を動作させ、ウェハＷをシャトルに適正な回転位置に補正して戻し（アンロード）（Ｓ１５）、一連の動作が終了する（Ｓ１６）。

ウェハをロード時と同じ向きでシャトルに戻す場合には（Ｓ６ ＹＥＳ）、外周ステージ１２を描画位置あるいはエクスチェンジ位置に移動させた状態で＋θ’回転させ（Ｓ２０）、その後、オートフォーカス動作に移行し、以下同様な動作とする。

このように本実施の形態例では、外周ステージ１２の上下動の動作に伴って真空吸着口の機能が切り替わるように構成したことにより、中心軸と外周ステージの吸着切替に必要な電磁弁や配管を省略することができる。しかしながら、電磁弁によって真空吸着口への真空ポンプの接続制御をすることを妨げるものではない。

上記した本実施の形態例では、θ補正動作を、外周ステージ１２のθ回動動作と上下動動作との組み合わせに基づいて行っているが、その組み合わせについて多様なバリエーションがあることは明らかであり、外周ステージ１２の回転動作位置やタイミングは上記の実施の形態例に限定されることはない。

１ 操作パネル
２ ドッキングポート
５ ウェハ搬送用テーブル
１１ 中心軸
１１ａ 第２真空吸着口
１１ｂ 第３連通口
１１ｃ 第２連通口
１１ｄ 第２載置面
１１ｆ 真空ポンプ連絡通路
１１ｇ 真空ポンプ接続口
１２ 外周ステージ
１２ａ 第１真空吸着口
１２ｂ 第１連通口
１２ｃ−１ 第１連絡通路
１２ｃ−２ 第２連絡通路
１２ｄ 第１載置面
１２ｅ 外周ステージ溝
１４ Ｚ軸ガイド
１８ アームスペース
２０ 外周ステージ台
２１ 架台
２３ 基台
３０ θ軸移動手段
３１ Ｚ軸移動手段
３２ Ｘ軸移動手段
３３ Ｙ軸移動手段
Ｗ ウェハ（ターゲット）
Ｍ 単位処理装置
Ｍａ 処理室
Ｍｃ 前室
Ｇ アーム進入方向

Claims (2)

1. ハーフインチサイズのウェハを用いるミニマルファブ生産システムに使用される所定の外形を有する単位処理装置に内蔵される露光装置であって、架台に固定された中心軸と、前記架台をそれぞれＸ軸方向に位置調整するＸ軸移動手段およびＹ軸方向に位置調整するＹ軸移動手段と、前記中心軸に外挿されて前記中心軸に対しθ軸方向に回転可能かつＺ軸方向に移動可能な外周ステージと、前記外周ステージをθ軸方向に回転位置調整させるθ軸移動手段およびＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段とを有し、
   前記θ軸移動手段は他の前記移動手段よりも最上位に配置されていると共に、
   前記外周ステージは、その上端面に形成されてウェハを載置する第１載置面と、前記第１載置面に開口する第１真空吸着口とを有し、前記中心軸は、その上端面に形成されてウェハを載置する第２載置面と、前記第２載置面に開口する第２真空吸着口とを有し、
   前記第１真空吸着口および前記第２真空吸着口は、前記第１載置面および前記第２載置面の相対的位置に応じて真空吸着機能が切り替わることを特徴とする露光装置。
2. 請求項１に記載の露光装置において、前記第１載置面が前記第２載置面よりも下方に位置すると前記第２真空吸着口が機能し、前記第１載置面が前記第２載置面よりも上方に位置すると前記第１真空吸着口が機能するとともに、前記第１載置面が前記第２載置面よりも上方および下方に位置するとき前記θ軸移動手段を駆動するように制御する制御手段を有することを特徴とする露光装置。