JP3551423B2 - 露光装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は露光装置に係り、更に詳しくは、半導体素子等の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程で使用される、マスクのパターンをウエハ等の感光基板上に露光するための露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する場合にマスク又はレチクルのパターン像で表面にフォトレジスト等の感光剤が塗布されたウエハを露光する露光装置が使用されている。かかる従来の露光装置ではウエハを平坦な状態で動かないように保持するため、ウエハステージ上に取り付けられたウエハホルダによりウエハを吸着保持している。
【0003】
しかしながら、ウエハを保持するウエハホルダとウエハの間に塵又はゴミ等の異物が存在する状態でウエハを吸着すると、その異物によりウエハ露光面の平面度が悪化する。その露光面の平面度の悪化は、ウエハの各ショット領域の位置ずれ誤差等の要因となり、LSI等を製造する際の歩留まりを悪化させる大きな要因になっていた。その為、従来は一定の間隔で露光を停止して、ウエハホルダーを作業者の手が届く位置に移動させて、砥石や無塵布を用いて作業者が手を動かしてウエハホルダのウエハとの接触面(以下適宜「上面」と記す)の全面を拭いていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように作業者が手作業でウエハホルダの清掃を行なう場合、ウエハホルダーの全面を拭くのに例えば30分から1時間程度の時間を要し、しかもこの清掃作業中は装置を停止しなければならないことから、1日当たりの露光を行なえる時間が必然的に短くなり、スループットが低下するという不都合があった。また、かかる手作業では、作業者の個人差がでやすいという不都合に加え、作業者からの発塵(二次的な発塵)も問題となっていた。
【0005】
一方、1日当たりの露光を行なえる時間を長くするために、ウエハホルダーの清掃頻度を1日に1回程度にした場合には、ウエハホルダー上に異物が吸着されたままウエハへの露光が行なわれる確率が高くなるが、これでは、ウエハホルダ上面に存在する異物によってウエハが歪み、焼き付け時に横ずれが生じ、重ね合わせ精度の悪化、ひいては半導体素子等の歩留まりの悪化を招きかねないという不都合があった。
【0006】
本発明は、かかる従来技術の有する不都合に鑑みてなされたもので、その目的は、特に基板ホルダ上に存在する異物の存在により半導体素子等の歩留まりを低下させることなく、しかもスループットを向上させることができる露光装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、マスクに形成されたパターンを基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと;前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と;前記基板ホルダを保管可能な保管部と;前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系とを有する。
【0008】
この場合において、前記ホルダ搬送系は、基板ホルダの側面を挟み込んで把持する一対の把持部を含んでいても良い。この一対の把持部は、基板ホルダの外径だけ互いに離れる位置に固定して設けられることが好ましい。また、前記保管部に基板ホルダを保管する際には、基板ホルダが感光基板と接触する接触部が下方を向くように保管することが望ましい。また、ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダを搬送する部分と清浄な基板ホルダを搬送する部分とが分けられていることが望ましい。さらに、請求項1に記載の露光装置において、基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構を設けても良い。この際、基板上下動機構は基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含み、このピン部材を貫通させる貫通孔を基板ホルダに設ける構成を採用することとすることができる。
【0009】
請求項7に記載の発明は、マスクに形成されたパターンを基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと;前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と;前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系と;前記基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含む基板上下動機構とを備え、前記基板ホルダが前記ピン部材を貫通させる貫通孔を有する。
【0010】
【作用】
請求項1記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動され、この上下動機構によりステージ上で上昇された基板ホルダはホルダ搬送系へ受け渡されて、所定経路に沿って搬送される。すなわち、上下動機構及びホルダ搬送系により、基板ホルダが自動的に(人手を介することなく)ステージ上から所定経路に沿って搬送される。従って、基板ホルダの清掃を行なう際の時間を短縮することが可能となり、装置の停止時間を短くすることができる。
【0011】
保管部に基板ホルダを保管する際に、基板ホルダが感光基板と接触する接触部が下方を向くように保管することにより、雰囲気中の異物の落下による接触部への付着を防止することができる。また、ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダを搬送する部分と清浄な基板ホルダを搬送する部分とを分けた場合、汚れた基板ホルダから搬送系を介して清掃済みの基板ホルダへ汚れが付着することを防止できる。また、基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構を設けた場合、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動するとともに、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板が上下動することになる。
【0012】
請求項7記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動すると共に、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板が上下動することになる。この基板上下動機構は、感光基板を支持して上下動させるピン部材を含むが、基板ホルダがこのピン部材を貫通させる貫通孔を備えているため、ピン部材は基板ホルダの貫通孔を通って、基板ホルダ上で感光基板を上下動させることができる。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図1ないし図13に基づいて説明する。図1ないし図2には、一実施例に係る露光装置10の全体構成が概略的に示されている。図1は、この露光装置10の概略縦断面図であり、図2は概略横断面図である。
【0014】
この露光装置10は、互いに独立なチャンバ12とチャンバ14とを備えている。このように2つのチャンバ12、14を独立にしているのは、それぞれのチャンバ12、14内の防塵のためであり、特に一方のチャンバ12内では温度と湿度をも一定に保つ必要があるからである。このチャンバ12内は、設定温度、例えば23℃に対し常時±0.1℃にコントロールされている。また、これらのチャンバ12、14には、IC製造作業と装置のメンテナンスに必要な扉が必要最低限だけ取り付けられている。
【0015】
一方のチャンバ12の内部には、露光光の照射光学系16、投影光学系18及びXYステージ装置20等から成る本装置の心臓部とも言える構成各部が収容されている。
【0016】
照射光学系16は、水銀ランプ等から成る光源24と、この光源24から出射される露光光(例えばg線又はi線)のみを透過させるフィルタ(図示省略)、オプチカルインテグレータとしてのフライアイレンズ(図示省略)及び露光光の照射領域を設定する絞り(図示省略)等を含む照明光学系26と、折曲げミラー28とを有している。
【0017】
折曲げミラー28は、投影光学系18の鉛直上方(光軸方向上方)で光源24とほぼ同じ高さ位置にほぼ45度で斜設されており、この折曲げミラー28と投影光学系18との間には、水平方向(光軸直交方向)に向けてマスクとしてのレチクル30が配置されている。このレチクル30は、水平面(XY平面)内を2次元方向に移動可能で鉛直軸(Z軸)回りに微小角度範囲で回動可能に構成されたレチクルステージ32上に保持されている。レチクル30の下面には、所定のパターン領域PAが設けられ、このパターン領域PA内に露光すべき回路パターンが形成されている。
【0018】
一方、投影光学系18の下方には、表面にフォトレジストが塗布された感光基板としてのウエハ34が、その表面が投影光学系18に関して前述したレチクル30のパターン領域PAが設けられた面と共役となるようにXYステージ装置20上に保持されている。
【0019】
このため、光源24から出射された露光光が照明光学系26を通ってレチクル30に照射されると、この露光光がレチクル30上のパターン領域PAを透過して投影光学系18に入射し、投影光学系18の倍率分縮小されたパターンの像がウエハ34上に形成される。
【0020】
次に、XYステージ装置20について説明する。このXYステージ装置20は、架台36上に固定されたベース38と、このベース38上を図1の左右方向(Y軸方向)に移動可能なYステージ40と、このYステージ40上を図1の紙面直交方向(X軸方向)に移動可能なXステージ42とを備えている。このXステージ42上には、基板ホルダとしての段付き円板状のウエハホルダ(以下、「ホルダ」という)44が図1では図示を省略したが、実際には、真空吸着手段、例えばバキュームチャック140(図8参照)を介して吸着されており、更に、このホルダ44上にウエハ34が同様にして吸着されている。
【0021】
図3には、Xステージ42がホルダ44と共に一部破断して示されている。この図3に示されるように、Xステージ42には、ホルダ44の底部小径部が嵌合可能な丸穴46が形成されており、この丸穴46の内底面の中心部に円形のガイド穴48が上下方向に穿設されている。このガイド穴48の内部には、このガイド穴48に沿って矢印A、Bで示されるように上下動可能なホルダ支持部材50が挿入されており、このホルダ支持部材50は、図示しない駆動機構によって上下動されるようになっている。即ち、本実施例では、ガイド穴48、ホルダ支持部材50及び図示しない駆動機構によって、着脱機構としてのホルダ上下動機構144(図8参照)が構成されている。
【0022】
前記ホルダ支持部材50の上端には断面略U字状の切欠き52が形成されており、これにより、ホルダ44の交換時にこの切欠き52を介して後述するホルダ搬送アームの先端が図1X軸方向の一方から他方へ(図3における紙面直交方向の手前側から奥側へ)挿入できるようにされている。
【0023】
更に、丸穴46の内底面上には、ウエハ交換時にウエハ34を3点で支持すると共に上下動させるウエハ上下動機構146(図8参照)を構成する3つの上下動ピン54が上下方向に設けられている。これらの上下動ピン54は、ホルダ44がXステージ42上に吸着固定された状態では、それぞれの先端部がこれらの上下動ピン54に対応して設けられた図示しない丸孔を介してホルダ44を貫通状態で上下動するようになっている。
【0024】
ここで、図1の説明に戻ると、投影光学系18の両脇には斜入射光式の焦点位置合わせ機構(AF系)134(図8参照)を構成する送光系56と受光系58とが、投影光学系18の光軸に対して対称に配置されている。
【0025】
一方のチャンバ12内には、この他、アライメント光源60、ハーフミラー62、ミラー64、及びアライメント顕微鏡66等からなるウエハ34の重ね合わせ用のTTL(スルー・ザ・レンズ)方式のアライメントセンサ68や、図1では図示を省略したが、Xステージ42の位置測定用の干渉計システム136(図8参照)等も設置されている。
【0026】
他方のチャンバ14内には、図1ないし図2に示されるように、中央部にX軸方向に延びるXガイド70が設置されている。このXガイド70上にはX方向に往復移動可能なロボットハンド72が設けられており、このロボットハンド72は、Xガイド70に沿ってX方向に移動可能な移動部74と、この移動部74上にその基端部の図示しない回動軸を中心として回動可能に取り付けられた第1の回動アーム76と、この第1の回動アーム76の先端(回動端)にその基端部が回動可能に取り付けられた第2の回動アーム78と、更にこの第2の回動アーム78の先端(回動端)に取り付けられたハンド部80とから構成されている。即ち、このロボットハンド72の第1、第2の回動アーム76、78は、第1の回動アーム76の回動軸を中心として一体的に回動可能であると共に、伸縮可能な構造となっている。従って、第2の回動アーム78の先端に取り付けられたハンド部80は、第1の回動アーム76の回動軸を中心とする所定半径の円の領域内で自由に水平移動できるようになっている。
【0027】
図4には、ハンド部80の先端部付近が拡大して示されている。この図4に示されるように、ハンド部80は、取付部82と先端部84とを有し、先端部84は取付部82に対し、当該ハンド部80の長手方向に延びる軸Cを中心に矢印D方向及びこれと反対方向に180度回動可能に構成されている。これにより、後述する一対のホルダ把持部86、88によってホルダ44を把持した場合に、ホルダ44を把持したまま該ホルダ44の向きを上下反転させることができる。先端部84には、ホルダ44の側面を挟み込むための断面L字状部材から成る前記一対のホルダ把持部86、88が相互に対向して設けられており、これらのホルダ把持部86、88の図4における上側の対向面から成る把持面86A、88Aは円弧状の曲面として形成されている。また、これらのホルダ把持部86、88のホルダ44の裏面との接触面86B、88Bには、図示しないバキューム孔が形成され、このバキューム孔を介して図示しない真空吸着手段によってホルダ44が吸着固定されるようになっている。更に、これらのホルダ把持部86、88は、ガイド溝84A、84Bに沿って矢印E、Fで示されるように相互に接近・離間する方向に移動可能に構成されている。これは、複数種のホルダ44を挟み込めるようにこのようにしたものであり、単一種のホルダ44のみを使用する場合は、把持面86A、88A間の距離がホルダ44の大径部の外径とほぼ同一寸法となる距離だけ両者が離れる位置に固定して設けても良い。
【0028】
ここで、図2の説明に戻ると、チャンバ12とチャンバ14との間には、当該両者を貫通した状態でY方向に延びるYガイド90が設けられている。このYガイド90には当該Yガイド90に沿ってチャンバ12とチャンバ14との間を移動可能でかつX方向には所定距離範囲で移動可能に構成されたホルダ搬送アーム(以下、適宜「搬送アーム」という)92が取り付けられている。このホルダ搬送アーム92は、前述したロボットハンド72のハンド部80と同様の構造となっている(図4参照)。なお、チャンバ12とチャンバ14とが接する側の両チャンバ12、14の側壁には、Yガイド90及びホルダ搬送アーム92に対応する大きさの開口のみが形成されている。
【0029】
更に、図2に示されるように、チャンバ14内のXガイド70とYガイド90とが交差する位置の近傍には、ホルダ搬送アーム92とロボットハンド72との間でホルダ44の受け渡しを行なうための受け渡し台94が設置されている。この受け渡し台94には、前述したXステージ42上のホルダ上下動機構144と同様に、図1に示されるように上端部に断面U字状の切欠き96が形成されたホルダ保持部材98を有するホルダ上下動・回転機構100が設けられている。このホルダ上下動・回転機構100は、上端部の一部が受け渡し台94の上方に露出している円筒状ガイド102と、この円筒状ガイド102の内部を上下方向に摺動する前記ホルダ保持部材98とを有している。このホルダ保持部材98は、図1の位置からZ軸方向の回転軸回りに90度の範囲で回動可能になっている。これにより、例えば、後に詳述するように、ホルダ搬送アーム92からロボットハンド72へホルダ44を受け渡すことが可能になる。
【0030】
更に、本実施例では、図2に示されるように、チャンバ14内部のXガイド70のチャンバ14と反対側の側方には、保管部としてのホルダ保管部(以下、適宜「保管部」という)104とホルダ洗浄部106とが設置されており、後述するように、ホルダ保管部104の前あるいはホルダ洗浄部106の前にロボットハンド72を移動させることにより、ホルダ44の受け渡しを行なうことできるようになっている。
【0031】
図5には、ホルダ保管部104の図1における右側面図が一部省略して示されている。この保管部104は、清浄なホルダ44を保管するためのもので、箱型の外部ケース108と、この外部ケース108の両側壁の内面側に上下方向に所定間隔で配置された複数段のホルダ支持棚110とを有している。各ホルダ支持棚110は、図5の紙面直交方向(Y方向)に向けて延設された左右一対の断面L字状の棚部材112A、112Bから構成されている。このホルダ保管部104は、支柱部114によって支持されており、この支柱部114は、図1に示される土台部116内に設けられた図示しない上下方向の摺動ガイドを介して上下動可能となっており、土台部116に内蔵された駆動機構154(図8参照)によって上下動されるようになっている。これにより、ホルダ保管部104内の所望の段のホルダ支持棚110とロボットハンド72のハンド部80との高さ方向の位置関係を調整することができるようになっている。
【0032】
この場合、ホルダ保管部104内の全段のホルダ支持棚110にホルダ44を予め支持させておき、ホルダ44が搬出された段と同一段のホルダ支持棚110に洗浄後のホルダ44を搬入するようにし、このホルダ44の搬出及び搬入を行なう順番を、例えば上から下、あるいは下から上というように予め定めておいて、これに従ってホルダ保管部104を順次上昇あるいは下降させるようにすれば、あたかも新しいホルダ44が搬入される毎に、ホルダ44が保管部104内部で順送りされて、一番古くに入ったホルダ44が優先的に搬出されるのと同様にすることができる。なお、特殊なベルトコンベヤにより、実際にこのようなホルダ44の順送りを実現する機構を構成しても良い。
【0033】
また、ホルダ44の保管は、図5に示されるように、ウエハとの接触部が下方を向くように上下逆向きに保管することが、チャンバ14内、あるいはホルダ保管部104内の雰囲気中にある異物の落下による接触部への付着を防止する観点からは望ましい。この場合には、図6(A)に示されるような状態で洗浄された後のホルダ44をホルダ保管部104へ搬入する前に、ハンド部72の先端部84を反転させて図6(B)に示される状態で保管部104へ搬入すれば良い。
【0034】
図7には洗浄部106の概略縦断面図(図2における右側面断面図)が示されている。この図7に示されるように、洗浄部106は、所定量の純水が収容された水槽118と、この水槽118内に相対向して設けられた一対の側板120A、120Bと、これらの側板120A、120Bに上下方向に沿ってそれぞれ形成されたガイド溝(図示省略)に沿って矢印G、Hで示されるように上下動可能な断面L字状部材から成る一対のホルダ支持部材122A、122Bと、水槽118内に設置された超音波発生装置124とを備えている。
【0035】
この洗浄部106により、ホルダ44を洗浄するには、ホルダ支持部材122A、122Bを少し下げた状態で、ハンド部80のホルダ把持部86、88により図7の紙面直交方向の両端が把持されたホルダ44を、図7の紙面手前側から奥側に向けて所定量差し込み、この状態でホルダ支持部材122A、122Bを上昇させ、ハンド部80を退避させると、ホルダ支持部材122A、122Bによりホルダ44が下方から支持された図7の状態となる。次に、ホルダ支持部材122A、122Bが下降することにより、ホルダ44が水槽118内の純水に浸される。この状態で、超音波発生装置124を起動させると、超音波が発生して眼鏡の洗浄と同様にしてホルダ44が洗浄される。なお、純水の代わりに、考えられる異物(レジストをはじめとする化学薬品)に対応する多種の溶剤を用意して順次ホルダ44を浸した後、乾燥させることを繰り返し行ってもよい。また、浸すだけでは取れない異物がある場合には、ナイロン等の不織性のブラシでホルダ表面をこするようにしてもよい。なお、図1ないし図2において、符号39はウエハ搬送系を示す。
【0036】
次に、本実施例の装置10の制御系の構成を図8に基づいて説明する。この制御系は、第1制御部130と第2制御部132とを中心として構成されている。これら第1、第2制御部130、132は、CPU、ROM、RAM、入力インタフェース及び出力インタフェース等を含むいわゆるマイクロコンピュータ又はミニコンピュータ等によって構成されている。また、これら第1、第2制御部130、132はシステムバスを介して相互に接続されている。
【0037】
第1制御部130の入力側には、AF系134と干渉計システム136が接続されている。また、第1制御部130の出力側には、Xステージ42及びYステージ40を駆動するステージ駆動系138、Xステージ42上にホルダ44を吸着するバキューム・チャック140、搬送アーム92にホルダ44を吸着するための真空吸着手段142、Xステージ42上のホルダ上下動機構144、3本の上下動ピン54及びこの駆動部より成るウエハ上下動機構146、搬送アーム92をXY方向へ駆動する搬送アーム駆動系148、図示しないウエハローダを構成するロードアーム及びアンロードアーム等を駆動するウエハローダ駆動系150等が接続されている。
【0038】
また、第2制御部132の出力側には、ホルダ上下動回転機構100、ロボットハンドを構成する各駆動部(ハンド部80の図示しないバキューム孔に連通する図示しない真空吸着手段を含む)を制御するロボットハンド制御系152、ホルダ保管部104の駆動機構154、洗浄部106の支持部材122A、122Bを上下に駆動する支持部材駆動系156、及び超音波発生装置124等が接続されている。
【0039】
次に、上述のようにして構成された本実施例の装置の主要な動作を、第1、第2制御部130、132の制御動作を中心として説明する。
【0040】
まず、最初に第1制御部130の制御動作について、主要な制御アルゴリズムを示す図9のフローチャートに沿って説明する。この制御アルゴリズムがスタートするのは、所定回数のステップアンドリピート方式の露光が終了し、極めて平坦度の高いテスト用ウエハがXステージ42上のホルダ44上吸着されたときである。なお、前提として、後述するウエハ(テスト用ウエハ)の計測領域の番号を示す図示しないカウンタはリセット(カウント値n←0)され、後述するホルダ44の汚れを示すフラグもリセット(F←0)されているものとする。
【0041】
まず、ステップ200で「ホルダの汚れを検出」のサブルーチンの処理を行なう。このサブルーチンでは、図10のフローチャートに示されるように、ステップ300で、計測領域の番号を示す図示しないカウンタを1インクリメント(n←n+1)した後、ステップ302に進んでウエハ上のn番目の計測領域を投影光学系18のイメージフィールド内に位置決めする。この位置決めは、予めRAM内に記憶された当該計測領域の座標位置データと干渉計システム136の出力座標データとに基づいて行なわれる。
【0042】
次のステップ304ではAF系134の出力を取り込み、ステップ306に進んでステップ304で取り込んだAF系134の出力に基づいてウエハ表面の光軸方向の位置ずれ量(焦点ずれ量)が所定の閾値を超えたか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合は、ステップ308に進んでカウント値nが計測すべき全計測領域数n0 以上であるか否かを判断することにより、全計測領域の焦点ずれ計測が終了したか否かを判断する。このステップ308における判断が否定された場合は、ステップ300に戻って上記処理・判断を繰り返す。一方、ステップ306における判断が肯定された場合は、ステップ310に進んで前述したフラグを立て(F←1)た後、図9のメインルーチンのステップ202にリターンする。また、全ての計測領域の焦点ずれ計測が終了し、ステップ308における判断が肯定された場合もメインルーチンのステップ202に戻る。
【0043】
メインルーチンのステップ202では、前述したフラグが「0」であるか否かを判断することによりホルダ44が汚れていないか否かを判断する。このステップ202における判断が肯定された場合、即ちホルダ44が汚れていない場合には、ステップ204に進んでウエハローダ駆動系150を介して図示しないウエハアンロードアームを駆動してテスト用ウエハをアンロードした後、本ルーチンの一連の処理を終了する。この場合はその後通常の露光処理が続行される。なお、ウエハアンロードの際にはウエハの吸引が解除される。
【0044】
一方、ステップ202の判断が否定された場合、即ちホルダ44が汚れて異物が付着している場合は、ステップ206に進んでバキューム・チャック140を介してXステージ42上のホルダ44の吸引を解除した後、ステップ208に進んでウエハローダ駆動系150を介してウエハアンロードアームを駆動してテスト用ウエハをアンロードする。
【0045】
次のステップ210ではホルダ上下動機構144を上昇駆動する。これにより、ホルダ支持部材50が上昇してホルダ44を下方から支持した状態で所定量持ち上げる。このとき、ホルダ支持部材50は、切欠き52の位置がXステージ42前方に待機している搬送アーム92の高さ位置とほぼ一致した高さの位置にあるものとする。
【0046】
次のステップ212では搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92を駆動し、搬送アーム92の先端をホルダ44を支持しているホルダ支持部材50の切欠き52の内部に挿入する。このとき、搬送アーム92は平面視で把持部材の間にホルダ44が丁度入り込んで見える位置まで挿入される。
【0047】
次のステップ214でホルダ上下動機構144を下降駆動すると共に、真空吸着手段142を介して搬送アーム92によるホルダ44の吸引(バキューム)を開始する。これにより、支持部材50がホルダ44から離れ、搬送アーム92によってホルダ44が吸着され保持される。
【0048】
次のステップ216では搬送アーム駆動系148を介してホルダ44を保持した搬送アーム92を受け渡し台94の上方へ移動させると共に真空吸着手段142を介して搬送アーム92によるホルダ44の吸引(バキューム)を解除する。このとき、搬送アーム92は、ホルダ上下動・回転機構100のホルダ保持部材98の切欠き96に丁度対応した位置にあり、かつホルダ保持部材98が上昇すると、搬送アーム92に保持されたホルダ44がホルダ保持部材98によって下方から支持される位置にある。
【0049】
次のステップ218では第2制御部132へ搬送アーム92の受け渡し台94上方への移動が完了した旨を通知した後、ステップ220に進んで第2制御部132からホルダ上下動・回転機構100の上昇駆動が完了した旨の通知があるのを待つ。
【0050】
次に、第2制御部132の制御動作を主要な制御アルゴリズムを示す図11のフローチャートに沿って説明する。この制御アルゴリズムがスタートするのは、第1制御部130から搬送アーム92の受け渡し台94上方への移動が完了した旨の通知を受けたときである。
【0051】
まず、ステップ400で「ホルダの洗浄部への受け渡し」のサブルーチンの処理を行なう。
【0052】
このサブルーチンでは、図12のフローチャートに示されるように、ステップ500でホルダ上下動・回転機構100を上昇駆動すると共にホルダ上下動・回転機構100の上昇駆動が完了した旨第1制御部130へ通知した後、ステップ502に進んで第1制御部130から搬送アーム92の退避が完了した旨の通知があるのを待つ。
【0053】
ここで、一時的に第1制御部130の動作説明に戻る。前記の如く、第1制御部130では、ステップ220で第2制御部132からホルダ上下動・回転機構100の上昇駆動が完了した旨の通知があるのを待っているが、この通知があったことにより、ステップ220の判断が肯定され、ステップ222に進んで搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92をX軸方向手前に退避させると共にアーム92の退避が完了した旨を第2制御部132へ通知し、その後、ステップ224に進んで第2制御部132からホルダ44の受け渡しの準備が完了した旨が通知されるのを待つ。
【0054】
ここで、再び第2制御部132の動作説明に戻る。前記の如く、第2制御部132では、ステップ502で第1制御部130から搬送アーム92の退避が完了した旨の通知があるのを待っているが、この通知があったことにより、ステップ502の判断が肯定され、ステップ504に進んでホルダ上下動・回転機構100を90度回転させる。これにより、ホルダ44を保持したまま、保持部材98が90度回転して当該保持部材98の切欠き96が、受け渡し台94前方に待機しているロボットハンド72のハンド部80の高さ位置でロボットハンド72に対向した状態となる。
【0055】
次のステップ506ではロボットハンド制御系152を介してハンド部80の先端を切欠き96に挿入する。このとき、ハンド部80は、平面視で保持部材98に保持されたホルダ44が把持部材86、88の間に入り込んだように見える位置まで挿入される。
【0056】
次のステップ508ではホルダ上下動・回転機構100を下降駆動すると共にロボットハンド制御系152を介してハンド部80によるホルダ44の吸引を開始する。これにより、保持部材98がホルダ44から離れ、ホルダ44はハンド部80に吸着され保持される。
【0057】
次のステップ510ではロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72をホルダ洗浄部106の前まで移動させた後、ステップ512に進んでロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御し、ハンド部80に保持されたホルダ44をホルダ洗浄部106のホルダ支持部材122A、122Bの上方へ移動させる。
【0058】
次のステップ514でロボットハンド制御系152を介してハンド部80によるホルダ44の吸着を解除した後、ステップ516に進んで支持部材駆動系156を介してホルダ支持部材122A、122Bを上昇駆動する。これにより、ホルダ44がホルダ支持部材122A、122Bによって下方から支持される。
【0059】
次のステップ518でロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御してハンド部80を退避させた後、ステップ520で支持部材駆動系156を介してホルダ支持部材122A、122Bを下方へ移動させる。
【0060】
次のステップ522で超音波発生装置124を作動させた後、図11のメインルーチンのステップ402にリターンする。
【0061】
ステップ402では、ロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72をホルダ保管部104の前まで移動させた後、ステップ404の「ホルダ保管部からホルダを搬出」のサブルーチンへ移行する。
【0062】
このサブルーチンでは、図13のフローチャートに示されるように、ステップ600で駆動機構156を介してホルダ保管部104の高さを調整する。具体的には、保管部104内のホルダ支持棚110の場所を示す図示しないカウンタのカウント値に基づいてそのカウント値に対応する段のホルダ支持棚110に保管されたホルダ44がハンド部80より少し低くなるように保管部104の高さが調整される。
【0063】
次のステップ602ではロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72のハンド部80を上下反転し、ステップ604に進んでロボットハンド制御系152を介してハンド部80を保管部104内の目的のホルダ44の上方へ挿入する。ここで、ハンド部80は、ホルダ44の両端を把持部材86、88によって把持するのに最も適した位置まで挿入される。
【0064】
次のステップ606では駆動機構156を介してホルダ保管部104を所定量上方へ駆動し、ステップ608でロボットハンド制御系152を介してハンド部80によるホルダ44の吸引を開始する。これにより、ハンド部80によってホルダ44が吸着される。
【0065】
次のステップ610でロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御し、ハンド部80をホルダ保管部104の外へ引き出した後、図11のメインルーチンのステップ406にリターンする。
【0066】
ステップ406ではロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を受け渡し台94の前まで移動させた後、ステップ408に進んでロボットハンド制御系152を介してハンド部80を上下反転させる。これにより、ハンド部80に吸着・保持されたホルダ44が上下反転して通常の向きに戻る。
【0067】
次のステップ410では、ロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御してハンド部80を受け渡し台94の上方へ移動させる。このとき、ハンド部80はその先端のホルダ44を保持している部分が受け渡し台94上の上下動・回転機構100のホルダ保持部材98の切欠き96に対応した位置まで移動される。
【0068】
次のステップ412ではロボットハンド制御系152を介してハンド部80によるホルダ44の吸着を解除し、ステップ414でホルダ上下動・回転機構100を所定量上昇駆動する。これにより、保持部材98が上昇してホルダ44が下方から保持される。
【0069】
次のステップ416ではロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御してハンド部80を退避させた後、ステップ418に進んでホルダ上下動・回転機構100を前と反対向きに90度回転させる。これにより保持部材98がホルダ44を保持した状態で回転し、切欠き96が待機位置にある搬送アーム92に対向した状態となる。
【0070】
次のステップ420ではホルダ44の受け渡しの準備が完了した旨を第1制御部130へ通知し、ステップ422に進んで第1制御部130から搬送アームの挿入が完了した旨が通知されるのを待つ。
【0071】
ここで、第1制御部130の動作説明に戻る。第1制御部130では、前記の如く、ステップ224において第2制御部132からホルダ44の受け渡しの準備が完了した旨が通知されるのを待っているが、当該通知があったことにより、ステップ224の判断が肯定され、ステップ226に進んで搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92の先端を切欠き96の内部に挿入した後、ステップ228で搬送アーム92の切欠き96への挿入が完了した旨を第2制御部132へ通知する。その後、ステップ230で第2制御部132からホルダ上下動・回転機構100の下降駆動がなされた旨の通知があるのを待つ。
【0072】
ここで、一時的に第2制御部132の動作説明に戻る。第2制御部132では前記の如く、ステップ422で搬送アーム92の挿入が完了した旨の通知がなされるのを待っているが、この通知がなされたことにより、ステップ422における判断が肯定され、ステップ424に進んでホルダ上下動・回転機構100を下降駆動すると共にその旨を第1制御部130に通知した後、本ルーチンの一連の処理を終了する。
【0073】
ここで、第1制御部130の動作説明に戻る。第1制御部130では、前記の如く、ステップ230で第2制御部132からホルダ上下動・回転機構100の下降駆動がなされた旨の通知があるのを待っているが、この通知がなされたことにより、ステップ230の判断が肯定され、ステップ232に進んで真空吸着手段142を介して搬送アーム92によるホルダ44の吸引を開始する。これにより、ホルダ44が搬送アーム92に吸着され保持される。
【0074】
次のステップ234では搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92をXステージ42の前方まで移動し、ステップ236に進んで搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92をXステージ42の上方へ移動する。ここで、搬送アーム92は、これに保持されたホルダ44がXステージ42上の丸穴46に丁度嵌合する位置で、ホルダ上下動機構144の支持部材50の切欠き52に対応した位置まで移動される。
【0075】
次のステップ238ではホルダ上下動機構144を上昇駆動すると共に搬送アーム92によるホルダ44の吸引を解除する。これにより、支持部材50が上昇して下方からホルダ44を保持し、この支持部材50の切欠き52内に搬送アーム92の先端部が嵌合した状態となる。
【0076】
次のステップ240で搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92を退避させた後、ステップ242に進んでホルダ上下動機構144を下降駆動する。これにより、支持部材50に保持されたホルダ44が下降してXステージ42の丸穴46内に嵌合する。
【0077】
次のステップ244ではバキューム・チャック140を介してXステージによるホルダ44の吸引を開始した後、本ルーチンの一連の処理を終了する。終了後、通常の露光処理が再開される。
【0078】
一方、第2制御部132では、通常の露光処理が開始されて一定時間経過すると、支持部材駆動系156を介して水槽118内で洗浄中のホルダ44を水槽118外に引き上げて乾燥させる。そして乾燥後、ロボットハンド制御系152、支持部材駆動系156をそれぞれ介してロボットハンド72、ホルダ支持部材122A、122Bを制御して乾燥後のホルダ44をロボットハンド72により洗浄部106から搬出する。なお、ホルダ44の乾燥に際し、温風を当てて乾燥を早める工夫をしてもよい。あるいは、前述した保管部104内でホルダ44の乾燥を行なうようにすることも可能である。
【0079】
次に、第2制御部132では、ロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御し、この搬出されたホルダ44をハンド部80で保持してホルダ保管部104内へ搬入する。この搬入前に第2制御部132ではロボットハンド制御系152を介してホルダ44を保持したハンド部80を上下反転させた後、駆動機構156を介して保管部104の高さ調整を行なう。この高さ調整は前述したカウンタのカウント値に対応する段のホルダ支持棚110にホルダ44を搬入するのに適した高さに調整される。
【0080】
これまでの説明から明らかなように、本実施例では、Xガイド70、ロボットハンド72、Yガイド90、搬送アーム92及びホルダ上下動・回転機構100によってホルダ搬送系が構成されている。
【0081】
以上説明したように、本実施例によると、所定回数の露光が終了する度毎に、ホルダ44の汚れが測定され、ホルダ44が汚れている場合には、汚れたホルダ44が保管部104内で保管されていた清浄なホルダ44と自動的に交換され、すぐに露光を再開することができることから、ホルダ44の清掃のために装置を長時間停止させる必要がない。従って、スループットを大幅に向上させることができるとともに、常に清浄なホルダ44で焼き付けを行う事が可能となり、これにより良好な重ね合わせ精度を維持することが出来るので半導体の歩留まりが低下することもない。
【0082】
また、本実施例によると、清掃作業が自動化されることから、従来の人的作業による個人差、人が作業することにより発生する二次的汚染を無くすことが可能となり、加えてホルダ44の清掃作業に関する1日当たりの装置の停止時間を大幅に短縮できる。
【0083】
更には、清掃作業は一方のチャンバ12内でウエハ34の露光処理が行なわれている間であっても他方のチャンバ14内のホルダ洗浄部106によって行なうことができるので、洗浄時間を制限する必要がなく、十分にホルダ44を洗浄することができる。
【0084】
また、洗浄後のホルダ44をホルダ保管部104内に保管するので、少なくとも2つホルダ44を用意しておけば、常にホルダ44のウエハ34との接触面を清浄な状態に保持することが可能となる。
【0085】
なお、上記実施例では、説明の複雑化を避けるため、ウエハ搬送アーム及びロボットハンド72等を汚れたホルダ44の搬送と清浄なホルダ44の搬送との両方に用いる場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施にあたっては、搬送アーム92及びロボットハンド72の両方又はいずれか一方について、汚れたホルダ専用と清浄なホルダ専用とを設けることが望ましい。このようにした場合には、例えば、清浄なホルダ専用の搬送アーム92をホルダ44を保持させた状態でXステージ42の近くで待機させておき、ホルダ44の汚れが測定されたら素早く汚れたホルダ専用の搬送アーム92を用いてホルダ上下動機構によってXステージ42から離脱されたホルダ44を受取り、これと殆ど同時に清浄なホルダ専用の搬送アーム92に保持されたホルダ44をホルダ上下動機構144に渡し、Xステージ42上に装着させることが可能になる。このようにした場合には、汚れたホルダ44から搬送アーム92あるいはロボットハンド72を介して清浄なホルダ44に異物が付着する等のおそれもなくなる。
【0086】
また、上記実施例では、ホルダ保管部104と共にホルダ洗浄部106が設けられた場合を例示したが、いずれか一方のみを設けることによってもホルダを常時清浄に保つことは可能である。例えば、ホルダ保管部104のみを設けた場合には、保管部104内に多数の清浄なホルダ44を予め保管して置くと共に、汚れたホルダ44は外部に搬出して、外部で清掃作業を行なうようにすれば良く、また、ホルダ洗浄部106のみを設けた場合には、ホルダ44の洗浄中は露光作業を中止する必要はあるが、従来の手作業の場合に比べて露光作業の中断時間は短く、しかもホルダ44の洗浄は確実になされるので、手作業の場合に存在する数々の問題点も解消できる。
【0087】
更に、上記実施例中で説明した制御アルゴリズムは、一例であって、種々変形が可能なものである。
【0088】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動し、この上下動機構によりステージ上で上昇された基板ホルダはホルダ搬送系へ受け渡されて、所定経路に沿って搬送される。従って、基板ホルダの清掃を行なう際の時間を短縮することが可能となり、装置の停止時間を短くすることができる。
【0089】
保管部に基板ホルダを保管する際に、基板ホルダが感光基板と接触する接触部が下方を向くように保管することにより、雰囲気中の異物の落下による接触部への付着を防止することができる。また、ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダを搬送する部分と清浄な基板ホルダを搬送する部分とを分けた場合、汚れた基板ホルダから搬送系を介して清掃済みの基板ホルダへ汚れが付着することを防止できる。また、基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構を設けた場合、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動するとともに、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板が上下動することになる。
【0090】
請求項7記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダをステージ上で上下動させることができるとともに、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板を上下動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例に係る露光装置の全体構成を示す概略縦断面図である。
【図2】図1の装置の全体構成を示す概略横断面図である。
【図3】Xステージをホルダと共に一部破断して示す図である。
【図4】ロボットハンドを構成するハンド部を拡大して示す概略斜視図である。
【図5】ホルダ保管部を一部省略して示す図1における右側面図である。
【図6】ホルダを保持したアーム部の動作説明図である。
【図7】ホルダ洗浄部の図1における右側面断面図である。
【図8】図1の装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図9】第1制御部の主要な制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図10】図9の「ホルダの汚れを検出」のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図11】第2制御部の主要な制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図12】図11の「ホルダの洗浄部への受け渡し」のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図13】図11の「ホルダ保管部からホルダを搬出」のサブルーチンの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 露光装置
30 レチクル(マスク)
34 ウエハ(感光基板)
42 Xステージ(ステージ)
44 ホルダ(基板ホルダ)
70 Xガイド (ホルダ搬送系の一部)
72 ロボットハンド(ホルダ搬送系の一部)
90 Yガイド(ホルダ搬送系の一部)
92 搬送アーム(ホルダ搬送系の一部)
100 ホルダ上下動・回転機構(ホルダ搬送系の一部)
104 ホルダ保管部(保管部)
106 ホルダ洗浄部
144 ホルダ上下動機構(着脱機構)
【産業上の利用分野】
本発明は露光装置に係り、更に詳しくは、半導体素子等の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程で使用される、マスクのパターンをウエハ等の感光基板上に露光するための露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する場合にマスク又はレチクルのパターン像で表面にフォトレジスト等の感光剤が塗布されたウエハを露光する露光装置が使用されている。かかる従来の露光装置ではウエハを平坦な状態で動かないように保持するため、ウエハステージ上に取り付けられたウエハホルダによりウエハを吸着保持している。
【0003】
しかしながら、ウエハを保持するウエハホルダとウエハの間に塵又はゴミ等の異物が存在する状態でウエハを吸着すると、その異物によりウエハ露光面の平面度が悪化する。その露光面の平面度の悪化は、ウエハの各ショット領域の位置ずれ誤差等の要因となり、LSI等を製造する際の歩留まりを悪化させる大きな要因になっていた。その為、従来は一定の間隔で露光を停止して、ウエハホルダーを作業者の手が届く位置に移動させて、砥石や無塵布を用いて作業者が手を動かしてウエハホルダのウエハとの接触面(以下適宜「上面」と記す)の全面を拭いていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように作業者が手作業でウエハホルダの清掃を行なう場合、ウエハホルダーの全面を拭くのに例えば30分から1時間程度の時間を要し、しかもこの清掃作業中は装置を停止しなければならないことから、1日当たりの露光を行なえる時間が必然的に短くなり、スループットが低下するという不都合があった。また、かかる手作業では、作業者の個人差がでやすいという不都合に加え、作業者からの発塵(二次的な発塵)も問題となっていた。
【0005】
一方、1日当たりの露光を行なえる時間を長くするために、ウエハホルダーの清掃頻度を1日に1回程度にした場合には、ウエハホルダー上に異物が吸着されたままウエハへの露光が行なわれる確率が高くなるが、これでは、ウエハホルダ上面に存在する異物によってウエハが歪み、焼き付け時に横ずれが生じ、重ね合わせ精度の悪化、ひいては半導体素子等の歩留まりの悪化を招きかねないという不都合があった。
【0006】
本発明は、かかる従来技術の有する不都合に鑑みてなされたもので、その目的は、特に基板ホルダ上に存在する異物の存在により半導体素子等の歩留まりを低下させることなく、しかもスループットを向上させることができる露光装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、マスクに形成されたパターンを基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと;前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と;前記基板ホルダを保管可能な保管部と;前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系とを有する。
【0008】
この場合において、前記ホルダ搬送系は、基板ホルダの側面を挟み込んで把持する一対の把持部を含んでいても良い。この一対の把持部は、基板ホルダの外径だけ互いに離れる位置に固定して設けられることが好ましい。また、前記保管部に基板ホルダを保管する際には、基板ホルダが感光基板と接触する接触部が下方を向くように保管することが望ましい。また、ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダを搬送する部分と清浄な基板ホルダを搬送する部分とが分けられていることが望ましい。さらに、請求項1に記載の露光装置において、基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構を設けても良い。この際、基板上下動機構は基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含み、このピン部材を貫通させる貫通孔を基板ホルダに設ける構成を採用することとすることができる。
【0009】
請求項7に記載の発明は、マスクに形成されたパターンを基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと;前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と;前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系と;前記基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含む基板上下動機構とを備え、前記基板ホルダが前記ピン部材を貫通させる貫通孔を有する。
【0010】
【作用】
請求項1記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動され、この上下動機構によりステージ上で上昇された基板ホルダはホルダ搬送系へ受け渡されて、所定経路に沿って搬送される。すなわち、上下動機構及びホルダ搬送系により、基板ホルダが自動的に(人手を介することなく)ステージ上から所定経路に沿って搬送される。従って、基板ホルダの清掃を行なう際の時間を短縮することが可能となり、装置の停止時間を短くすることができる。
【0011】
保管部に基板ホルダを保管する際に、基板ホルダが感光基板と接触する接触部が下方を向くように保管することにより、雰囲気中の異物の落下による接触部への付着を防止することができる。また、ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダを搬送する部分と清浄な基板ホルダを搬送する部分とを分けた場合、汚れた基板ホルダから搬送系を介して清掃済みの基板ホルダへ汚れが付着することを防止できる。また、基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構を設けた場合、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動するとともに、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板が上下動することになる。
【0012】
請求項7記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動すると共に、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板が上下動することになる。この基板上下動機構は、感光基板を支持して上下動させるピン部材を含むが、基板ホルダがこのピン部材を貫通させる貫通孔を備えているため、ピン部材は基板ホルダの貫通孔を通って、基板ホルダ上で感光基板を上下動させることができる。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図1ないし図13に基づいて説明する。図1ないし図2には、一実施例に係る露光装置10の全体構成が概略的に示されている。図1は、この露光装置10の概略縦断面図であり、図2は概略横断面図である。
【0014】
この露光装置10は、互いに独立なチャンバ12とチャンバ14とを備えている。このように2つのチャンバ12、14を独立にしているのは、それぞれのチャンバ12、14内の防塵のためであり、特に一方のチャンバ12内では温度と湿度をも一定に保つ必要があるからである。このチャンバ12内は、設定温度、例えば23℃に対し常時±0.1℃にコントロールされている。また、これらのチャンバ12、14には、IC製造作業と装置のメンテナンスに必要な扉が必要最低限だけ取り付けられている。
【0015】
一方のチャンバ12の内部には、露光光の照射光学系16、投影光学系18及びXYステージ装置20等から成る本装置の心臓部とも言える構成各部が収容されている。
【0016】
照射光学系16は、水銀ランプ等から成る光源24と、この光源24から出射される露光光(例えばg線又はi線)のみを透過させるフィルタ(図示省略)、オプチカルインテグレータとしてのフライアイレンズ(図示省略)及び露光光の照射領域を設定する絞り(図示省略)等を含む照明光学系26と、折曲げミラー28とを有している。
【0017】
折曲げミラー28は、投影光学系18の鉛直上方(光軸方向上方)で光源24とほぼ同じ高さ位置にほぼ45度で斜設されており、この折曲げミラー28と投影光学系18との間には、水平方向(光軸直交方向)に向けてマスクとしてのレチクル30が配置されている。このレチクル30は、水平面(XY平面)内を2次元方向に移動可能で鉛直軸(Z軸)回りに微小角度範囲で回動可能に構成されたレチクルステージ32上に保持されている。レチクル30の下面には、所定のパターン領域PAが設けられ、このパターン領域PA内に露光すべき回路パターンが形成されている。
【0018】
一方、投影光学系18の下方には、表面にフォトレジストが塗布された感光基板としてのウエハ34が、その表面が投影光学系18に関して前述したレチクル30のパターン領域PAが設けられた面と共役となるようにXYステージ装置20上に保持されている。
【0019】
このため、光源24から出射された露光光が照明光学系26を通ってレチクル30に照射されると、この露光光がレチクル30上のパターン領域PAを透過して投影光学系18に入射し、投影光学系18の倍率分縮小されたパターンの像がウエハ34上に形成される。
【0020】
次に、XYステージ装置20について説明する。このXYステージ装置20は、架台36上に固定されたベース38と、このベース38上を図1の左右方向(Y軸方向)に移動可能なYステージ40と、このYステージ40上を図1の紙面直交方向(X軸方向)に移動可能なXステージ42とを備えている。このXステージ42上には、基板ホルダとしての段付き円板状のウエハホルダ(以下、「ホルダ」という)44が図1では図示を省略したが、実際には、真空吸着手段、例えばバキュームチャック140(図8参照)を介して吸着されており、更に、このホルダ44上にウエハ34が同様にして吸着されている。
【0021】
図3には、Xステージ42がホルダ44と共に一部破断して示されている。この図3に示されるように、Xステージ42には、ホルダ44の底部小径部が嵌合可能な丸穴46が形成されており、この丸穴46の内底面の中心部に円形のガイド穴48が上下方向に穿設されている。このガイド穴48の内部には、このガイド穴48に沿って矢印A、Bで示されるように上下動可能なホルダ支持部材50が挿入されており、このホルダ支持部材50は、図示しない駆動機構によって上下動されるようになっている。即ち、本実施例では、ガイド穴48、ホルダ支持部材50及び図示しない駆動機構によって、着脱機構としてのホルダ上下動機構144(図8参照)が構成されている。
【0022】
前記ホルダ支持部材50の上端には断面略U字状の切欠き52が形成されており、これにより、ホルダ44の交換時にこの切欠き52を介して後述するホルダ搬送アームの先端が図1X軸方向の一方から他方へ(図3における紙面直交方向の手前側から奥側へ)挿入できるようにされている。
【0023】
更に、丸穴46の内底面上には、ウエハ交換時にウエハ34を3点で支持すると共に上下動させるウエハ上下動機構146(図8参照)を構成する3つの上下動ピン54が上下方向に設けられている。これらの上下動ピン54は、ホルダ44がXステージ42上に吸着固定された状態では、それぞれの先端部がこれらの上下動ピン54に対応して設けられた図示しない丸孔を介してホルダ44を貫通状態で上下動するようになっている。
【0024】
ここで、図1の説明に戻ると、投影光学系18の両脇には斜入射光式の焦点位置合わせ機構(AF系)134(図8参照)を構成する送光系56と受光系58とが、投影光学系18の光軸に対して対称に配置されている。
【0025】
一方のチャンバ12内には、この他、アライメント光源60、ハーフミラー62、ミラー64、及びアライメント顕微鏡66等からなるウエハ34の重ね合わせ用のTTL(スルー・ザ・レンズ)方式のアライメントセンサ68や、図1では図示を省略したが、Xステージ42の位置測定用の干渉計システム136(図8参照)等も設置されている。
【0026】
他方のチャンバ14内には、図1ないし図2に示されるように、中央部にX軸方向に延びるXガイド70が設置されている。このXガイド70上にはX方向に往復移動可能なロボットハンド72が設けられており、このロボットハンド72は、Xガイド70に沿ってX方向に移動可能な移動部74と、この移動部74上にその基端部の図示しない回動軸を中心として回動可能に取り付けられた第1の回動アーム76と、この第1の回動アーム76の先端(回動端)にその基端部が回動可能に取り付けられた第2の回動アーム78と、更にこの第2の回動アーム78の先端(回動端)に取り付けられたハンド部80とから構成されている。即ち、このロボットハンド72の第1、第2の回動アーム76、78は、第1の回動アーム76の回動軸を中心として一体的に回動可能であると共に、伸縮可能な構造となっている。従って、第2の回動アーム78の先端に取り付けられたハンド部80は、第1の回動アーム76の回動軸を中心とする所定半径の円の領域内で自由に水平移動できるようになっている。
【0027】
図4には、ハンド部80の先端部付近が拡大して示されている。この図4に示されるように、ハンド部80は、取付部82と先端部84とを有し、先端部84は取付部82に対し、当該ハンド部80の長手方向に延びる軸Cを中心に矢印D方向及びこれと反対方向に180度回動可能に構成されている。これにより、後述する一対のホルダ把持部86、88によってホルダ44を把持した場合に、ホルダ44を把持したまま該ホルダ44の向きを上下反転させることができる。先端部84には、ホルダ44の側面を挟み込むための断面L字状部材から成る前記一対のホルダ把持部86、88が相互に対向して設けられており、これらのホルダ把持部86、88の図4における上側の対向面から成る把持面86A、88Aは円弧状の曲面として形成されている。また、これらのホルダ把持部86、88のホルダ44の裏面との接触面86B、88Bには、図示しないバキューム孔が形成され、このバキューム孔を介して図示しない真空吸着手段によってホルダ44が吸着固定されるようになっている。更に、これらのホルダ把持部86、88は、ガイド溝84A、84Bに沿って矢印E、Fで示されるように相互に接近・離間する方向に移動可能に構成されている。これは、複数種のホルダ44を挟み込めるようにこのようにしたものであり、単一種のホルダ44のみを使用する場合は、把持面86A、88A間の距離がホルダ44の大径部の外径とほぼ同一寸法となる距離だけ両者が離れる位置に固定して設けても良い。
【0028】
ここで、図2の説明に戻ると、チャンバ12とチャンバ14との間には、当該両者を貫通した状態でY方向に延びるYガイド90が設けられている。このYガイド90には当該Yガイド90に沿ってチャンバ12とチャンバ14との間を移動可能でかつX方向には所定距離範囲で移動可能に構成されたホルダ搬送アーム(以下、適宜「搬送アーム」という)92が取り付けられている。このホルダ搬送アーム92は、前述したロボットハンド72のハンド部80と同様の構造となっている(図4参照)。なお、チャンバ12とチャンバ14とが接する側の両チャンバ12、14の側壁には、Yガイド90及びホルダ搬送アーム92に対応する大きさの開口のみが形成されている。
【0029】
更に、図2に示されるように、チャンバ14内のXガイド70とYガイド90とが交差する位置の近傍には、ホルダ搬送アーム92とロボットハンド72との間でホルダ44の受け渡しを行なうための受け渡し台94が設置されている。この受け渡し台94には、前述したXステージ42上のホルダ上下動機構144と同様に、図1に示されるように上端部に断面U字状の切欠き96が形成されたホルダ保持部材98を有するホルダ上下動・回転機構100が設けられている。このホルダ上下動・回転機構100は、上端部の一部が受け渡し台94の上方に露出している円筒状ガイド102と、この円筒状ガイド102の内部を上下方向に摺動する前記ホルダ保持部材98とを有している。このホルダ保持部材98は、図1の位置からZ軸方向の回転軸回りに90度の範囲で回動可能になっている。これにより、例えば、後に詳述するように、ホルダ搬送アーム92からロボットハンド72へホルダ44を受け渡すことが可能になる。
【0030】
更に、本実施例では、図2に示されるように、チャンバ14内部のXガイド70のチャンバ14と反対側の側方には、保管部としてのホルダ保管部(以下、適宜「保管部」という)104とホルダ洗浄部106とが設置されており、後述するように、ホルダ保管部104の前あるいはホルダ洗浄部106の前にロボットハンド72を移動させることにより、ホルダ44の受け渡しを行なうことできるようになっている。
【0031】
図5には、ホルダ保管部104の図1における右側面図が一部省略して示されている。この保管部104は、清浄なホルダ44を保管するためのもので、箱型の外部ケース108と、この外部ケース108の両側壁の内面側に上下方向に所定間隔で配置された複数段のホルダ支持棚110とを有している。各ホルダ支持棚110は、図5の紙面直交方向(Y方向)に向けて延設された左右一対の断面L字状の棚部材112A、112Bから構成されている。このホルダ保管部104は、支柱部114によって支持されており、この支柱部114は、図1に示される土台部116内に設けられた図示しない上下方向の摺動ガイドを介して上下動可能となっており、土台部116に内蔵された駆動機構154(図8参照)によって上下動されるようになっている。これにより、ホルダ保管部104内の所望の段のホルダ支持棚110とロボットハンド72のハンド部80との高さ方向の位置関係を調整することができるようになっている。
【0032】
この場合、ホルダ保管部104内の全段のホルダ支持棚110にホルダ44を予め支持させておき、ホルダ44が搬出された段と同一段のホルダ支持棚110に洗浄後のホルダ44を搬入するようにし、このホルダ44の搬出及び搬入を行なう順番を、例えば上から下、あるいは下から上というように予め定めておいて、これに従ってホルダ保管部104を順次上昇あるいは下降させるようにすれば、あたかも新しいホルダ44が搬入される毎に、ホルダ44が保管部104内部で順送りされて、一番古くに入ったホルダ44が優先的に搬出されるのと同様にすることができる。なお、特殊なベルトコンベヤにより、実際にこのようなホルダ44の順送りを実現する機構を構成しても良い。
【0033】
また、ホルダ44の保管は、図5に示されるように、ウエハとの接触部が下方を向くように上下逆向きに保管することが、チャンバ14内、あるいはホルダ保管部104内の雰囲気中にある異物の落下による接触部への付着を防止する観点からは望ましい。この場合には、図6(A)に示されるような状態で洗浄された後のホルダ44をホルダ保管部104へ搬入する前に、ハンド部72の先端部84を反転させて図6(B)に示される状態で保管部104へ搬入すれば良い。
【0034】
図7には洗浄部106の概略縦断面図(図2における右側面断面図)が示されている。この図7に示されるように、洗浄部106は、所定量の純水が収容された水槽118と、この水槽118内に相対向して設けられた一対の側板120A、120Bと、これらの側板120A、120Bに上下方向に沿ってそれぞれ形成されたガイド溝(図示省略)に沿って矢印G、Hで示されるように上下動可能な断面L字状部材から成る一対のホルダ支持部材122A、122Bと、水槽118内に設置された超音波発生装置124とを備えている。
【0035】
この洗浄部106により、ホルダ44を洗浄するには、ホルダ支持部材122A、122Bを少し下げた状態で、ハンド部80のホルダ把持部86、88により図7の紙面直交方向の両端が把持されたホルダ44を、図7の紙面手前側から奥側に向けて所定量差し込み、この状態でホルダ支持部材122A、122Bを上昇させ、ハンド部80を退避させると、ホルダ支持部材122A、122Bによりホルダ44が下方から支持された図7の状態となる。次に、ホルダ支持部材122A、122Bが下降することにより、ホルダ44が水槽118内の純水に浸される。この状態で、超音波発生装置124を起動させると、超音波が発生して眼鏡の洗浄と同様にしてホルダ44が洗浄される。なお、純水の代わりに、考えられる異物(レジストをはじめとする化学薬品)に対応する多種の溶剤を用意して順次ホルダ44を浸した後、乾燥させることを繰り返し行ってもよい。また、浸すだけでは取れない異物がある場合には、ナイロン等の不織性のブラシでホルダ表面をこするようにしてもよい。なお、図1ないし図2において、符号39はウエハ搬送系を示す。
【0036】
次に、本実施例の装置10の制御系の構成を図8に基づいて説明する。この制御系は、第1制御部130と第2制御部132とを中心として構成されている。これら第1、第2制御部130、132は、CPU、ROM、RAM、入力インタフェース及び出力インタフェース等を含むいわゆるマイクロコンピュータ又はミニコンピュータ等によって構成されている。また、これら第1、第2制御部130、132はシステムバスを介して相互に接続されている。
【0037】
第1制御部130の入力側には、AF系134と干渉計システム136が接続されている。また、第1制御部130の出力側には、Xステージ42及びYステージ40を駆動するステージ駆動系138、Xステージ42上にホルダ44を吸着するバキューム・チャック140、搬送アーム92にホルダ44を吸着するための真空吸着手段142、Xステージ42上のホルダ上下動機構144、3本の上下動ピン54及びこの駆動部より成るウエハ上下動機構146、搬送アーム92をXY方向へ駆動する搬送アーム駆動系148、図示しないウエハローダを構成するロードアーム及びアンロードアーム等を駆動するウエハローダ駆動系150等が接続されている。
【0038】
また、第2制御部132の出力側には、ホルダ上下動回転機構100、ロボットハンドを構成する各駆動部(ハンド部80の図示しないバキューム孔に連通する図示しない真空吸着手段を含む)を制御するロボットハンド制御系152、ホルダ保管部104の駆動機構154、洗浄部106の支持部材122A、122Bを上下に駆動する支持部材駆動系156、及び超音波発生装置124等が接続されている。
【0039】
次に、上述のようにして構成された本実施例の装置の主要な動作を、第1、第2制御部130、132の制御動作を中心として説明する。
【0040】
まず、最初に第1制御部130の制御動作について、主要な制御アルゴリズムを示す図9のフローチャートに沿って説明する。この制御アルゴリズムがスタートするのは、所定回数のステップアンドリピート方式の露光が終了し、極めて平坦度の高いテスト用ウエハがXステージ42上のホルダ44上吸着されたときである。なお、前提として、後述するウエハ(テスト用ウエハ)の計測領域の番号を示す図示しないカウンタはリセット(カウント値n←0)され、後述するホルダ44の汚れを示すフラグもリセット(F←0)されているものとする。
【0041】
まず、ステップ200で「ホルダの汚れを検出」のサブルーチンの処理を行なう。このサブルーチンでは、図10のフローチャートに示されるように、ステップ300で、計測領域の番号を示す図示しないカウンタを1インクリメント(n←n+1)した後、ステップ302に進んでウエハ上のn番目の計測領域を投影光学系18のイメージフィールド内に位置決めする。この位置決めは、予めRAM内に記憶された当該計測領域の座標位置データと干渉計システム136の出力座標データとに基づいて行なわれる。
【0042】
次のステップ304ではAF系134の出力を取り込み、ステップ306に進んでステップ304で取り込んだAF系134の出力に基づいてウエハ表面の光軸方向の位置ずれ量(焦点ずれ量)が所定の閾値を超えたか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合は、ステップ308に進んでカウント値nが計測すべき全計測領域数n0 以上であるか否かを判断することにより、全計測領域の焦点ずれ計測が終了したか否かを判断する。このステップ308における判断が否定された場合は、ステップ300に戻って上記処理・判断を繰り返す。一方、ステップ306における判断が肯定された場合は、ステップ310に進んで前述したフラグを立て(F←1)た後、図9のメインルーチンのステップ202にリターンする。また、全ての計測領域の焦点ずれ計測が終了し、ステップ308における判断が肯定された場合もメインルーチンのステップ202に戻る。
【0043】
メインルーチンのステップ202では、前述したフラグが「0」であるか否かを判断することによりホルダ44が汚れていないか否かを判断する。このステップ202における判断が肯定された場合、即ちホルダ44が汚れていない場合には、ステップ204に進んでウエハローダ駆動系150を介して図示しないウエハアンロードアームを駆動してテスト用ウエハをアンロードした後、本ルーチンの一連の処理を終了する。この場合はその後通常の露光処理が続行される。なお、ウエハアンロードの際にはウエハの吸引が解除される。
【0044】
一方、ステップ202の判断が否定された場合、即ちホルダ44が汚れて異物が付着している場合は、ステップ206に進んでバキューム・チャック140を介してXステージ42上のホルダ44の吸引を解除した後、ステップ208に進んでウエハローダ駆動系150を介してウエハアンロードアームを駆動してテスト用ウエハをアンロードする。
【0045】
次のステップ210ではホルダ上下動機構144を上昇駆動する。これにより、ホルダ支持部材50が上昇してホルダ44を下方から支持した状態で所定量持ち上げる。このとき、ホルダ支持部材50は、切欠き52の位置がXステージ42前方に待機している搬送アーム92の高さ位置とほぼ一致した高さの位置にあるものとする。
【0046】
次のステップ212では搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92を駆動し、搬送アーム92の先端をホルダ44を支持しているホルダ支持部材50の切欠き52の内部に挿入する。このとき、搬送アーム92は平面視で把持部材の間にホルダ44が丁度入り込んで見える位置まで挿入される。
【0047】
次のステップ214でホルダ上下動機構144を下降駆動すると共に、真空吸着手段142を介して搬送アーム92によるホルダ44の吸引(バキューム)を開始する。これにより、支持部材50がホルダ44から離れ、搬送アーム92によってホルダ44が吸着され保持される。
【0048】
次のステップ216では搬送アーム駆動系148を介してホルダ44を保持した搬送アーム92を受け渡し台94の上方へ移動させると共に真空吸着手段142を介して搬送アーム92によるホルダ44の吸引(バキューム)を解除する。このとき、搬送アーム92は、ホルダ上下動・回転機構100のホルダ保持部材98の切欠き96に丁度対応した位置にあり、かつホルダ保持部材98が上昇すると、搬送アーム92に保持されたホルダ44がホルダ保持部材98によって下方から支持される位置にある。
【0049】
次のステップ218では第2制御部132へ搬送アーム92の受け渡し台94上方への移動が完了した旨を通知した後、ステップ220に進んで第2制御部132からホルダ上下動・回転機構100の上昇駆動が完了した旨の通知があるのを待つ。
【0050】
次に、第2制御部132の制御動作を主要な制御アルゴリズムを示す図11のフローチャートに沿って説明する。この制御アルゴリズムがスタートするのは、第1制御部130から搬送アーム92の受け渡し台94上方への移動が完了した旨の通知を受けたときである。
【0051】
まず、ステップ400で「ホルダの洗浄部への受け渡し」のサブルーチンの処理を行なう。
【0052】
このサブルーチンでは、図12のフローチャートに示されるように、ステップ500でホルダ上下動・回転機構100を上昇駆動すると共にホルダ上下動・回転機構100の上昇駆動が完了した旨第1制御部130へ通知した後、ステップ502に進んで第1制御部130から搬送アーム92の退避が完了した旨の通知があるのを待つ。
【0053】
ここで、一時的に第1制御部130の動作説明に戻る。前記の如く、第1制御部130では、ステップ220で第2制御部132からホルダ上下動・回転機構100の上昇駆動が完了した旨の通知があるのを待っているが、この通知があったことにより、ステップ220の判断が肯定され、ステップ222に進んで搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92をX軸方向手前に退避させると共にアーム92の退避が完了した旨を第2制御部132へ通知し、その後、ステップ224に進んで第2制御部132からホルダ44の受け渡しの準備が完了した旨が通知されるのを待つ。
【0054】
ここで、再び第2制御部132の動作説明に戻る。前記の如く、第2制御部132では、ステップ502で第1制御部130から搬送アーム92の退避が完了した旨の通知があるのを待っているが、この通知があったことにより、ステップ502の判断が肯定され、ステップ504に進んでホルダ上下動・回転機構100を90度回転させる。これにより、ホルダ44を保持したまま、保持部材98が90度回転して当該保持部材98の切欠き96が、受け渡し台94前方に待機しているロボットハンド72のハンド部80の高さ位置でロボットハンド72に対向した状態となる。
【0055】
次のステップ506ではロボットハンド制御系152を介してハンド部80の先端を切欠き96に挿入する。このとき、ハンド部80は、平面視で保持部材98に保持されたホルダ44が把持部材86、88の間に入り込んだように見える位置まで挿入される。
【0056】
次のステップ508ではホルダ上下動・回転機構100を下降駆動すると共にロボットハンド制御系152を介してハンド部80によるホルダ44の吸引を開始する。これにより、保持部材98がホルダ44から離れ、ホルダ44はハンド部80に吸着され保持される。
【0057】
次のステップ510ではロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72をホルダ洗浄部106の前まで移動させた後、ステップ512に進んでロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御し、ハンド部80に保持されたホルダ44をホルダ洗浄部106のホルダ支持部材122A、122Bの上方へ移動させる。
【0058】
次のステップ514でロボットハンド制御系152を介してハンド部80によるホルダ44の吸着を解除した後、ステップ516に進んで支持部材駆動系156を介してホルダ支持部材122A、122Bを上昇駆動する。これにより、ホルダ44がホルダ支持部材122A、122Bによって下方から支持される。
【0059】
次のステップ518でロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御してハンド部80を退避させた後、ステップ520で支持部材駆動系156を介してホルダ支持部材122A、122Bを下方へ移動させる。
【0060】
次のステップ522で超音波発生装置124を作動させた後、図11のメインルーチンのステップ402にリターンする。
【0061】
ステップ402では、ロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72をホルダ保管部104の前まで移動させた後、ステップ404の「ホルダ保管部からホルダを搬出」のサブルーチンへ移行する。
【0062】
このサブルーチンでは、図13のフローチャートに示されるように、ステップ600で駆動機構156を介してホルダ保管部104の高さを調整する。具体的には、保管部104内のホルダ支持棚110の場所を示す図示しないカウンタのカウント値に基づいてそのカウント値に対応する段のホルダ支持棚110に保管されたホルダ44がハンド部80より少し低くなるように保管部104の高さが調整される。
【0063】
次のステップ602ではロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72のハンド部80を上下反転し、ステップ604に進んでロボットハンド制御系152を介してハンド部80を保管部104内の目的のホルダ44の上方へ挿入する。ここで、ハンド部80は、ホルダ44の両端を把持部材86、88によって把持するのに最も適した位置まで挿入される。
【0064】
次のステップ606では駆動機構156を介してホルダ保管部104を所定量上方へ駆動し、ステップ608でロボットハンド制御系152を介してハンド部80によるホルダ44の吸引を開始する。これにより、ハンド部80によってホルダ44が吸着される。
【0065】
次のステップ610でロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御し、ハンド部80をホルダ保管部104の外へ引き出した後、図11のメインルーチンのステップ406にリターンする。
【0066】
ステップ406ではロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を受け渡し台94の前まで移動させた後、ステップ408に進んでロボットハンド制御系152を介してハンド部80を上下反転させる。これにより、ハンド部80に吸着・保持されたホルダ44が上下反転して通常の向きに戻る。
【0067】
次のステップ410では、ロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御してハンド部80を受け渡し台94の上方へ移動させる。このとき、ハンド部80はその先端のホルダ44を保持している部分が受け渡し台94上の上下動・回転機構100のホルダ保持部材98の切欠き96に対応した位置まで移動される。
【0068】
次のステップ412ではロボットハンド制御系152を介してハンド部80によるホルダ44の吸着を解除し、ステップ414でホルダ上下動・回転機構100を所定量上昇駆動する。これにより、保持部材98が上昇してホルダ44が下方から保持される。
【0069】
次のステップ416ではロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御してハンド部80を退避させた後、ステップ418に進んでホルダ上下動・回転機構100を前と反対向きに90度回転させる。これにより保持部材98がホルダ44を保持した状態で回転し、切欠き96が待機位置にある搬送アーム92に対向した状態となる。
【0070】
次のステップ420ではホルダ44の受け渡しの準備が完了した旨を第1制御部130へ通知し、ステップ422に進んで第1制御部130から搬送アームの挿入が完了した旨が通知されるのを待つ。
【0071】
ここで、第1制御部130の動作説明に戻る。第1制御部130では、前記の如く、ステップ224において第2制御部132からホルダ44の受け渡しの準備が完了した旨が通知されるのを待っているが、当該通知があったことにより、ステップ224の判断が肯定され、ステップ226に進んで搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92の先端を切欠き96の内部に挿入した後、ステップ228で搬送アーム92の切欠き96への挿入が完了した旨を第2制御部132へ通知する。その後、ステップ230で第2制御部132からホルダ上下動・回転機構100の下降駆動がなされた旨の通知があるのを待つ。
【0072】
ここで、一時的に第2制御部132の動作説明に戻る。第2制御部132では前記の如く、ステップ422で搬送アーム92の挿入が完了した旨の通知がなされるのを待っているが、この通知がなされたことにより、ステップ422における判断が肯定され、ステップ424に進んでホルダ上下動・回転機構100を下降駆動すると共にその旨を第1制御部130に通知した後、本ルーチンの一連の処理を終了する。
【0073】
ここで、第1制御部130の動作説明に戻る。第1制御部130では、前記の如く、ステップ230で第2制御部132からホルダ上下動・回転機構100の下降駆動がなされた旨の通知があるのを待っているが、この通知がなされたことにより、ステップ230の判断が肯定され、ステップ232に進んで真空吸着手段142を介して搬送アーム92によるホルダ44の吸引を開始する。これにより、ホルダ44が搬送アーム92に吸着され保持される。
【0074】
次のステップ234では搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92をXステージ42の前方まで移動し、ステップ236に進んで搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92をXステージ42の上方へ移動する。ここで、搬送アーム92は、これに保持されたホルダ44がXステージ42上の丸穴46に丁度嵌合する位置で、ホルダ上下動機構144の支持部材50の切欠き52に対応した位置まで移動される。
【0075】
次のステップ238ではホルダ上下動機構144を上昇駆動すると共に搬送アーム92によるホルダ44の吸引を解除する。これにより、支持部材50が上昇して下方からホルダ44を保持し、この支持部材50の切欠き52内に搬送アーム92の先端部が嵌合した状態となる。
【0076】
次のステップ240で搬送アーム駆動系148を介して搬送アーム92を退避させた後、ステップ242に進んでホルダ上下動機構144を下降駆動する。これにより、支持部材50に保持されたホルダ44が下降してXステージ42の丸穴46内に嵌合する。
【0077】
次のステップ244ではバキューム・チャック140を介してXステージによるホルダ44の吸引を開始した後、本ルーチンの一連の処理を終了する。終了後、通常の露光処理が再開される。
【0078】
一方、第2制御部132では、通常の露光処理が開始されて一定時間経過すると、支持部材駆動系156を介して水槽118内で洗浄中のホルダ44を水槽118外に引き上げて乾燥させる。そして乾燥後、ロボットハンド制御系152、支持部材駆動系156をそれぞれ介してロボットハンド72、ホルダ支持部材122A、122Bを制御して乾燥後のホルダ44をロボットハンド72により洗浄部106から搬出する。なお、ホルダ44の乾燥に際し、温風を当てて乾燥を早める工夫をしてもよい。あるいは、前述した保管部104内でホルダ44の乾燥を行なうようにすることも可能である。
【0079】
次に、第2制御部132では、ロボットハンド制御系152を介してロボットハンド72を制御し、この搬出されたホルダ44をハンド部80で保持してホルダ保管部104内へ搬入する。この搬入前に第2制御部132ではロボットハンド制御系152を介してホルダ44を保持したハンド部80を上下反転させた後、駆動機構156を介して保管部104の高さ調整を行なう。この高さ調整は前述したカウンタのカウント値に対応する段のホルダ支持棚110にホルダ44を搬入するのに適した高さに調整される。
【0080】
これまでの説明から明らかなように、本実施例では、Xガイド70、ロボットハンド72、Yガイド90、搬送アーム92及びホルダ上下動・回転機構100によってホルダ搬送系が構成されている。
【0081】
以上説明したように、本実施例によると、所定回数の露光が終了する度毎に、ホルダ44の汚れが測定され、ホルダ44が汚れている場合には、汚れたホルダ44が保管部104内で保管されていた清浄なホルダ44と自動的に交換され、すぐに露光を再開することができることから、ホルダ44の清掃のために装置を長時間停止させる必要がない。従って、スループットを大幅に向上させることができるとともに、常に清浄なホルダ44で焼き付けを行う事が可能となり、これにより良好な重ね合わせ精度を維持することが出来るので半導体の歩留まりが低下することもない。
【0082】
また、本実施例によると、清掃作業が自動化されることから、従来の人的作業による個人差、人が作業することにより発生する二次的汚染を無くすことが可能となり、加えてホルダ44の清掃作業に関する1日当たりの装置の停止時間を大幅に短縮できる。
【0083】
更には、清掃作業は一方のチャンバ12内でウエハ34の露光処理が行なわれている間であっても他方のチャンバ14内のホルダ洗浄部106によって行なうことができるので、洗浄時間を制限する必要がなく、十分にホルダ44を洗浄することができる。
【0084】
また、洗浄後のホルダ44をホルダ保管部104内に保管するので、少なくとも2つホルダ44を用意しておけば、常にホルダ44のウエハ34との接触面を清浄な状態に保持することが可能となる。
【0085】
なお、上記実施例では、説明の複雑化を避けるため、ウエハ搬送アーム及びロボットハンド72等を汚れたホルダ44の搬送と清浄なホルダ44の搬送との両方に用いる場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施にあたっては、搬送アーム92及びロボットハンド72の両方又はいずれか一方について、汚れたホルダ専用と清浄なホルダ専用とを設けることが望ましい。このようにした場合には、例えば、清浄なホルダ専用の搬送アーム92をホルダ44を保持させた状態でXステージ42の近くで待機させておき、ホルダ44の汚れが測定されたら素早く汚れたホルダ専用の搬送アーム92を用いてホルダ上下動機構によってXステージ42から離脱されたホルダ44を受取り、これと殆ど同時に清浄なホルダ専用の搬送アーム92に保持されたホルダ44をホルダ上下動機構144に渡し、Xステージ42上に装着させることが可能になる。このようにした場合には、汚れたホルダ44から搬送アーム92あるいはロボットハンド72を介して清浄なホルダ44に異物が付着する等のおそれもなくなる。
【0086】
また、上記実施例では、ホルダ保管部104と共にホルダ洗浄部106が設けられた場合を例示したが、いずれか一方のみを設けることによってもホルダを常時清浄に保つことは可能である。例えば、ホルダ保管部104のみを設けた場合には、保管部104内に多数の清浄なホルダ44を予め保管して置くと共に、汚れたホルダ44は外部に搬出して、外部で清掃作業を行なうようにすれば良く、また、ホルダ洗浄部106のみを設けた場合には、ホルダ44の洗浄中は露光作業を中止する必要はあるが、従来の手作業の場合に比べて露光作業の中断時間は短く、しかもホルダ44の洗浄は確実になされるので、手作業の場合に存在する数々の問題点も解消できる。
【0087】
更に、上記実施例中で説明した制御アルゴリズムは、一例であって、種々変形が可能なものである。
【0088】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動し、この上下動機構によりステージ上で上昇された基板ホルダはホルダ搬送系へ受け渡されて、所定経路に沿って搬送される。従って、基板ホルダの清掃を行なう際の時間を短縮することが可能となり、装置の停止時間を短くすることができる。
【0089】
保管部に基板ホルダを保管する際に、基板ホルダが感光基板と接触する接触部が下方を向くように保管することにより、雰囲気中の異物の落下による接触部への付着を防止することができる。また、ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダを搬送する部分と清浄な基板ホルダを搬送する部分とを分けた場合、汚れた基板ホルダから搬送系を介して清掃済みの基板ホルダへ汚れが付着することを防止できる。また、基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構を設けた場合、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動するとともに、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板が上下動することになる。
【0090】
請求項7記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダをステージ上で上下動させることができるとともに、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板を上下動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例に係る露光装置の全体構成を示す概略縦断面図である。
【図2】図1の装置の全体構成を示す概略横断面図である。
【図3】Xステージをホルダと共に一部破断して示す図である。
【図4】ロボットハンドを構成するハンド部を拡大して示す概略斜視図である。
【図5】ホルダ保管部を一部省略して示す図1における右側面図である。
【図6】ホルダを保持したアーム部の動作説明図である。
【図7】ホルダ洗浄部の図1における右側面断面図である。
【図8】図1の装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図9】第1制御部の主要な制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図10】図9の「ホルダの汚れを検出」のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図11】第2制御部の主要な制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図12】図11の「ホルダの洗浄部への受け渡し」のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図13】図11の「ホルダ保管部からホルダを搬出」のサブルーチンの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 露光装置
30 レチクル(マスク)
34 ウエハ(感光基板)
42 Xステージ(ステージ)
44 ホルダ(基板ホルダ)
70 Xガイド (ホルダ搬送系の一部)
72 ロボットハンド(ホルダ搬送系の一部)
90 Yガイド(ホルダ搬送系の一部)
92 搬送アーム(ホルダ搬送系の一部)
100 ホルダ上下動・回転機構(ホルダ搬送系の一部)
104 ホルダ保管部(保管部)
106 ホルダ洗浄部
144 ホルダ上下動機構(着脱機構)
Claims (7)
- マスクに形成されたパターンを基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、
前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと;
前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と;
前記基板ホルダを保管可能な保管部と;
前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系とを有する露光装置。 - 前記ホルダ搬送系は、前記基板ホルダの側面を挟みこんで把持する一対の把持部を含み、
前記一対の把持部が前記基板ホルダの外径だけ互いに離れる位置に固定して設けられることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 - 前記基板ホルダは、その感光基板との接触部が下方を向くように前記保管部に保管されることを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。
- 前記ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダ専用部分と清浄な基板ホルダ専用部分とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構をさらに有する請求項1に記載の露光装置。
- 前記基板上下動機構は、前記基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含み、
前記基板ホルダは前記ピン部材を貫通させる貫通孔を有することを特徴とする請求項5に記載の露光装置。 - マスクに形成されたパターンを基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、
前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと;
前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と ;
前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系と ;
前記基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含む基板上下動機構とを備え、
前記基板ホルダが前記ピン部材を貫通させる貫通孔を有することを特徴とする露光装置。
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