JP5235566B2 - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路、液晶表示素子等を製造する際のフォトリソグラフィー工程で用いられる露光装置に関する。

半導体露光装置でプロセスウエハを流す際、オープンカセットエレベータ又はコータデベロッパなどを通して外部から搬入されたウエハは、搬送系の各ユニットで搬送され、ウエハ送り込みハンドによりウエハステージへ運ばれる。ウエハ送り込みハンドからウエハステージへウエハが渡される際に装置の振動やプロセスウエハの形状もしくは加工状態などの要因で、ウエハステージ上のウエハチャックとウエハとが許容量を超えてずれて吸着され、チャックの吸着面でウエハバキュームエラーが発生する場合がある。

この場合、従来例では当該ずれ量を装置が正確に認識することができず、装置を駆動するとウエハや装置を破損させる危険性があったため、手作業でウエハを回収していた。
また、特許文献１には、搬送アーム上に位置決めピンを設置し、基板搬送のエラーが発生すると、基板をこの位置決めピンに押し当てて所定の位置にアライメントすることにより、位置ずれを起こした基板を自動搬送可能な状態に戻すことが記載されている。
特開平１１−１２４２３０号公報

しかし、上記従来例のように手作業でウエハを回収するためには、装置内にある他のユニットの隙間を縫ってウエハに触れる必要があり、手作業による回収は煩雑な作業である。また、ウエハの回収が露光装置内部で行われるため、空調された装置内部の環境を乱し、作業者によって装置内にパーティクルがもたらされる場合がある。
そこで、本発明は、例えば、チャックによる基板の吸着に異常が発生した場合に、基板を回収するのに有利な露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の露光装置は、基板を露光する露光装置であって、
チャックを含み、前記チャック上に前記基板を第１の真空で吸着して移動する基板ステージであって、前記チャックに設けられた貫通孔を介して昇降し且つ前記チャックに対して上昇した状態で前記基板を第２の真空で吸着する昇降部を含む粗動ステージと、前記チャックを含み且つ前記粗動ステージに支持される微動ステージとを含む基板ステージと、
前記第１の真空の圧力の計測を介して前記チャック上における前記基板の吸着の異常を検出する第１の検出手段と、
前記第２の真空の圧力の計測を介して前記昇降部上における前記基板の吸着の異常を検出する第２の検出手段と、
前記チャックに対する前記基板の位置ずれ量を計測する計測手段と、
前記第１の検出手段が前記チャック上における前記基板の吸着の異常を検出した場合に前記第２の検出手段が前記昇降部上における前記基板の吸着の異常を検出しなかったならば、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態で前記基板ステージを移動させ、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態で移動した前記基板ステージ上の前記基板の位置ずれ量を前記計測手段に計測させる制御手段と、
を有することを特徴とする露光装置である。

本発明によれば、例えば、チャックによる基板の吸着に異常が発生した場合に、基板を回収するのに有利な露光装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図１の全体構成図を参照して、本発明の実施例の走査露光装置を説明する。なお、本発明は、走査露光装置に限らず、ショット領域を走査せずに同時に露光する非走査型の露光装置にも適用可能である。
本発明の実施例の走査露光装置は、基板であるウエハ２１を露光する装置で、エキシマレーザー等の光源部１ａから出力された露光光１ｂは、第一コンデンサレンズ群２を経由してスリット４に達する。

スリット４は、露光光１ｂをＺ方向に７ｍｍ程度の幅を有するスリット状のビームに絞り、さらに、Ｚ軸方向に積分した照度がＸ軸方向の所定範囲内に亘って均一になるように調整する。マスキングブレード１は、原版ステージであるレチクルステージ５と基板ステージであるウエハステージ１６とをスキャンさせて露光する際に、原版であるレチクル６のパターンの端に追従して移動する。ウエハステージ１６は、図２に示されるチャック２１０を含み、チャック２１０にウエハ２１を真空吸着して移動するステージである。

マスキングブレード１は、レチクル６のパターンの転写が終了してレチクルステージ５が減速している間に、レチクル６の光透過部に露光光１ｂが当たってウエハ２１が露光されることを防止する。マスキングブレード１を通過した露光光１ｂは、第二コンデンサレンズ群３を経由してレチクルステージ５上のレチクル６に照射される。レチクル６のパターンを通過した露光光１ｂは、投影レンズ（投影光学系）１１を通してウエハ２１の表面近傍に該パターンの像を形成する。投影レンズ１１内には、ＮＡ絞り（開口数を規定する絞り）１２が設けられており、これにより投影光学系の開口数を変更することができる。

１次元方向に移動可能なＴＴＬスコープ８は、ＴＴＬスコープ８の絶対位置基準を基準として、レチクル６上及びウエハ２１又はウエハステージ１６上の基準マーク１９に形成されたアライメントマークのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の位置を計測する。リレーレンズ７は、ＴＴＬスコープ８のフォーカスを調整するために使用される。アライメントマークのフォーカスが最も合っている状態でのリレーレンズ７の位置を参照することにより、検出対象物のフォーカス（Ｚ軸方向の位置）を計測することができる。

図１の実施例の露光装置では、作図の便宜上、２基のＴＴＬスコープ８がＹ方向に沿って配置されているが、本実施例においては、これらからＸ方向にずれた位置にもさらに１基のＴＴＬスコープが配置されている。この配置と、レチクルアライメントマークとウエハ２１上又はウエハ基準マーク１９との配置とにより、マークが形成された面のωx（ｘ軸周りの回転角）, ωy （ｙ軸周りの回転角）それぞれを計測することができる。図１中に記載されたＴＴＬスコープ８は、画角中心方向（Ｙ軸方向）への駆動が可能である。

レチクルステージ５は、３つのレチクルレーザー干渉計１０によりＸ、Ｙ、ωｚ（ｚ軸周りの回転角）方向に制御される。図１の本実施例では、１つのレチクルレーザー干渉計１０のみが記載されているが、本実施例においては、Ｙ軸用に２つ、Ｘ軸用に１つのレーザー干渉計１０が配置されている。レチクルステージ５は、鏡筒定盤１３上に設けられたガイドに沿ってＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能である。レチクルステージ５は、Ｙ軸に関しては、ウエハステージ１６と同期して移動しながらスキャン露光を実行するために長ストロークにわたって移動可能であり、Ｘ、ωｚ軸に関しては、レチクルステージ５にレチクル６を吸着させた際の誤差を解消できれば十分なため、微少範囲内でのみ移動可能である。

本実施例の露光装置は、レチクルステージ５を駆動した際の反力が、ベースプレート１８と剛に連結される不図示の反力吸収装置に逃がされる構造を有し、駆動の反動による鏡筒定盤１３の揺れは十分に低減される。レチクルステージ５上にはレチクル基準プレート９が搭載されており、ＴＴＬスコープ８によって観察できるマークがレチクル基準プレート９上に描画されている。

フォーカス検出器１４は、レーザーダイオードなどの発光素子と、受光部とを含む。発光素子から出射される計測光は、斜めに測定対象物に照射され、その反射光は、受光部の受光面上に反射光スポットを形成する。受光面上の反射光スポットの位置は、測定対象物のＺ方向の位置に応じて変化する。すなわち、フォーカス検出器１４は、ウエハ２１に光を投影してウエハ２１からの反射光を検出し、検出された反射光に基づいてウエハ２１のエッジである縁における複数箇所の位置を求める。

よって、例えば、この受光スポットの重心位置を計測することで、ウエハ２１の表面における投光箇所のＺ方向の位置を求めることができる。計測手段であるフォーカス検出器１４を用いて、ウエハ２１のエッジ付近の複数箇所に投光し、各箇所からの受光量を元に所定の計算を行えば、チャック２１０に対するウエハ２１のＸＹ方向のずれ量を求めることができる。本実施例では、このフォーカス検出系１４を用いてチャック２１０に対するウエハ２１のＸＹ方向の位置ずれ量を計測する。

フォーカス検出系１４は、投影レンズ１１を介することなく、ウエハステージ１６上に搭載されたウエハ２１又は基準マーク１９の位置（Ｚ、ωx、ωy 方向の位置）を高速に計測する。レチクルステージ５とウエハステージ１６とを同期スキャンさせながら露光を行う際のフォーカスの検出には、このフォーカス検出器１４が用いられる。フォーカス検出器１４は、計測精度の長期安定性を保証するために、ウエハステージ１６上の基準マーク１９をＴＴＬスコープ８によって計測した結果と、フォーカス計測器１４で計測した結果とを比較することにより、キャリブレーション（校正）される。

オフアクシススコープ２０は、一眼によるフォーカス計測機能とＸＹ方向のアライメント誤差計測機能とを有する。通常の量産ジョブにおいてウエハ２１をアライメントする際には、このオフアクシススコープ２０においてグローバルチルト計測とグローバルアライメント計測を行う。グローバルチルト補正量とグローバルアライメント補正量とは、各露光エリア（ショット）の露光を開始する前に一括して計測される。

鏡筒定盤１３は、本実施例の露光装置の高精度な計測器を取り付ける基台であり、床の上に直接置かれたベースプレート１８に対し、微少量上方に浮上した状態で位置決めされている。フォーカス検出器１４及びＴＴＬスコープ８は、鏡筒定盤１３に取り付けられているので、これらの計測器の計測値は結果的に鏡筒定盤１３からの相対的な距離を計測していることになる。定盤間干渉計１５は、鏡筒定盤１３とステージ定盤１７との相対的な位置関係を計測する。

本実施例では、定盤間干渉計１５による計測結果とウエハステージ１６に実装されている不図示の３軸のＺセンサーによる計測結果の和が、上位シーケンスから指令される目標値に一致するように制御を行う。この制御により、ウエハステージ１６上のウエハ２１が、鏡筒定盤１３に対して、フォーカス（Ｚ）方向において上位シーケンスから指定される目標値に一致するように維持される。ウエハステージ干渉計２２は、レチクルステージ５についての干渉計と同様に３つ配置され、ウエハステージ１６のＸ、Ｙ、方向の制御に用いられる。

ステージ定盤１７は、ベースプレート１８から、鏡筒定盤１３と同様に、微少量浮上して位置決めされている。ステージ定盤１７は、床からベースプレート１８を経由してウエハステージ１６に伝達される振動を取り除く機能と、ウエハステージ１６を駆動したときの反力を緩衝してベースプレート１８に逃がす機能を兼ねている。ウエハステージ１６は、ステージ定盤１７の上に微少距離浮上して搭載されている。

レチクルフォーカス計測器２２は、レチクルステージ５に吸着保持されたレチクル６のパターン描画面のフォーカス方向の位置を計測する。レチクルフォーカス計測器２２は、図１の紙面に対して垂直方向に複数の計測点を有するフォーカス計測センサーであり、計測方式としてはフォーカス計測器１４と同様であり、反射光の重心位置計測によるものである。

レチクルステージ５がレーザー干渉計１０で位置計測されるＹ方向に動くと、Ｙ方向における任意の位置でのレチクル６のパターン描画面のフォーカス計測（Ｚ軸方向における位置の計測）が可能となる。ここで計測されたレチクル６面のフォーカス計測情報は不図示の記憶装置に記憶され、ウエハ２１の露光処理の際にスキャン動作するウエハステージ１６のフォーカス・チルト（Ｚ、ωＸ、ωＹ）方向における目標位置軌道を補正するのに用いられる。

次に、図２を参照して、本実施例の露光装置の搬送系におけるウエハ搬入シーケンスを説明する。
本実施例の露光装置の外部から搬入されるウエハ２１は、例えば、コータデベロッパ２０１からインラインユニット２０３へ送られ、ウエハ搬入ハンド２０４により搬入される。または、ウエハ２１は、オープンカセットエレベータ２０２からウエハ搬入ハンド２０４により搬入される。いずれの場合もウエハ搬入ハンド２０４によりウエハ２１が搬入される。続いて、ウエハ搬入ハンド２０４からプリアライメントユニット２０５へウエハ２１が搬送される。

プリアライメントユニット２０５は、ウエハ２１を搭載する図示されないメカプリアライメントステージとウエハ２１の位置を計測する図示されないセンサーとを有し、このセンサーによりウエハ２１の位置計測を行う。計測結果を元にメカプリアライメントステージが補正駆動し、補正した位置でウエハ２１をウエハ送り込みハンド２０６へ渡す。その後、ウエハ送り込みハンド２０６がウエハ２１を搬入位置２０６ａへ送り、そこで、ウエハステージ１６の受渡しピン２０９へ渡す。その後、ウエハ２１は受渡しピン２０９からチャック２１０へ渡され、バキューム吸着される。

チャック２１０によるウエハ２１の吸着の異常（バキュームエラー）は、この時点で検出される。一方、チャック２１０で正常にバキューム吸着されたウエハ２１は、粗いアライメント計測と精密なアライメント計測とが順に行われ、各ショットの露光のための高精度の位置決めが可能となる。

次に、図３を参照して、本実施例の露光装置の搬送系におけるウエハ搬出シーケンスを説明する。
回収手段であるウエハ回収ハンド２０８は、ウエハステージ１６からウエハ２１を回収する手段である。搬入位置２０６ａに隣接して回収位置２０６ｂが位置し、回収位置２０６ｂは、ウエハ回収ハンド２０８によりウエハ２１を回収できる位置である。ウエハステージ１６上のウエハ２１がチャック２１０から受渡しピン２０９へ渡され、ウエハステージ１６が駆動して回収位置２０６ｂで待機する。回収位置２０６ｂで待機しているウエハ２１をウエハ回収ハンド２０８が受け取る。

続いてウエハ回収ハンド２０８がウエハ２１をウエハ回収ステーション２０７へ渡し、そこで、ウエハ搬入ハンド２０４がウエハ２１を受け取る。その後、ウエハ搬入ハンド２０４がオープンカセットエレベータ２０２又はインラインユニット２０３へウエハ２１を搬送する。

次に、図４を参照して、本実施例の露光装置を構成する基板ステージであるウエハステージ１６を説明する。ウエハステージ１６は、粗い位置決めのための粗動ステージ４０１と、粗動ステージ４０１の上にて微動する微動ステージ４０２と、微動ステージ４０２の上にてウエハ２１を吸着するチャック２１０とを有する。粗動ステージ４０１は、チャック２１０に設けられた貫通孔を介して昇降し且つチャック２１に対して上昇した状態でウエハ２１を真空吸着する昇降部である受渡しピン２０９を含む。微動ステージ４０２は、チャック２１０を含み且つ粗動ステージ４０１に支持される。

粗動ステージ干渉計４０３は、粗動ステージ４０１の位置を計測し、微動ステージ干渉計４０４は、微動ステージ４０１の位置を計測し、それぞれ別々の目標値を設定し駆動することが可能である。チャック２１０の上端はウエハ２１をバキューム吸着する吸着口２１０ｂを有し、吸着圧力はウエハバキューム圧力検出系４０５により計測する。ウエハバキュームの真空吸着の異常は第１の検出手段であるウエハバキュームセンサー４０６により検出する。制御手段３０は、ウエハバキュームセンサー４０６が異常を検出した場合に、フォーカス検出器１４に位置ずれ量を計測させ、計測された位置ずれ量に基づいて位置ずれ量が許容範囲内になるようにウエハステージ１６の動作を制御する。

受渡しピン２０９は、ウエハ２１を吸着してチャック２１０よりも突出しウエハ２１をチャック２１０から浮かせ、あるいは、チャック２１０より引っ込みウエハ２１をチャック２１９に吸着させるように上下動し、粗動ステージ４０１に設けられる。受渡しピン２０９は、チャック２１０から図２、図３に示される搬送系のウエハ回収ハンド２０８へウエハ２１を受渡しする際に動作する。

受渡しピン２０９の上端はウエハ２１をバキューム吸着する吸着口２０９ａを有し、吸着圧力はピンバキューム圧力検出計４０７により計測する。ピンバキュームの異常は第２の検出手段であるピンバキュームセンサー４０８により検出する。ピンバキュームセンサー４０８は、受渡しピン２０９によるウエハ２１の真空吸着の異常を検出する。

制御手段３０は、上記構成要素の動作を制御する手段で、ウエハバキュームセンサー４０６が異常を検出した場合にピンバキュームセンサー４０８が異常を検出しなかったならば、フォーカス検出器１４に位置ずれ量を計測させる。さらに、制御手段３０は、受渡しピン２０９にウエハ２１を真空吸着させた状態で、計測された位置ずれ量に基づいてウエハステージ１６にウエハ２１の位置決めを行わせ、位置決めされたウエハ２１の回収をウエハ回収ハンド２０８に行わせる。

また、受渡しピン２０９と、微動ステージ４０２およびチャック２１０との間には隙間２１０ａを有する。この隙間２１０ａはチャック２１０上のウエハ２１をＺ方向に駆動し、芋虫のよう駆動するインチワーム駆動するためのものである。このインチワーム駆動においては、チャック２１０によるウエハ２１の吸着が異常であった場合に、受渡しピン２０９でウエハ２１を吸着した状態で、ウエハ２１の位置情報を元にＸＹ面内で粗動ステージ４０１を駆動する。

さらに、受渡しピン２０９をチャック２１０より引っ込めてウエハ２１をチャック２１０に吸着させた状態で、ウエハ２１および微動ステージ４０２をＸＹ面内で駆動する。これら一連の動作（インチワーム駆動）を少なくとも１回行うことにより、ウエハ２１とチャック２１０との相対的位置を補正する。その後、ウエハ回収ハンド２０８で回収位置２０６ｂへウエハ２１を移動する。
このインチワーム駆動の機構は、上記の粗いアライメント計測により得られたωＺ方向の位置誤差を補正するのにも利用できる。

次に、ウエハステージ１６においてチャック２１０によるウエハ２１の吸着にエラーが発生した場合に、回収位置２０６ｂへウエハ２１を移動する動作を説明する。
まず、チャック２１０によるウエハ２１の吸着の異常をウエハバキュームセンサー４０６により検出する。次に、受渡しピン２０９によるウエハ２１の吸着の可否をピンバキューム圧力検出計４０７の吸着圧力で判断する。吸着圧力が予め定められた閾値以下である場合には、受渡しピン２０９で吸着した状態でウエハ２１の搬送が可能である。ピンバキュームの吸着圧力が閾値を超える場合には、ウエハステージ１６によりウエハ２１の自動回収を行わず、手作業でウエハ２１を回収する。

受渡しピン２０９によりウエハ２１の吸着が可能な場合、フォーカス検出器１４を用いて、チャック２１０に対するウエハ２１の位置を計測する。フォーカス検出器１４は、元々、ウエハ２１表面のＺ方向の位置を調べるものであるが、フォーカス検出器１４を用いて、ウエハ２１のエッジである縁の近傍の複数箇所からの反射光量を計測すれば、ウエハ２１とチャック２１０との反射率の違いによる光量差に基づいて、ウエハ２１の複数のエッジ箇所の位置を特定できる。

そして、特定された複数のエッジ箇所の位置に基づいて、チャック２１０に対するウエハ２１の位置ずれ量を求めることができる。なお、当該位置ずれ量の計測には、本出願人による特許出願である特願２００７−０３１５１６号公報に記載した方法を用いてもよい。ウエハ２１のずれ量とウエハステージ１６位置との基づき、ウエハ２１のＸＹ方向の位置を求めることができる。

次に、本実施例では、フォーカス検出器１４を用いて求めたウエハ２１の位置情報に基づき、ウエハステージ１６の駆動量を決め、回収位置２０６ｂへウエハ２１を移動する。
図５は、ウエハバキュームエラー発生時にウエハステージ１６を駆動させる駆動方向５０３の一例を表している。ウエハ２１をウエハ回収ハンド２０８で回収するために、ウエハステージ１６を駆動方向５０３へ駆動してウエハ２１を位置５０２へ移動する。位置５０２の中心座標は(Ｘ０， ｙ０)である。

ウエハバキュームエラーが発生した場合、上述したように、フォーカス検出系１４でウエハ２１の位置計測を行う。当該計測の結果、ウエハバキュームエラー発生時のウエハ２１の位置５０１が、ウエハ２１の中心座標に関して(ｘ１， ｙ１)であれば、ウエハステージ１６により、ウエハ２１の中心座標が駆動目標座標(Ｘ０， ｙ０)へ移動するように駆動することができる。これにより、ウエハ２１がウエハ回収ハンド２０８で回収可能な位置へ移動する。

本実施例では、受渡しピン２０９のピンバキュームでウエハ２１が吸着可能であることを前提条件としているため、ピンバキュームでウエハ２１を吸着させた状態でウエハステージ１６を低速で回収位置に移動させる。
以上のようにウエハステージ１６の駆動によりウエハ２１を移動することは可能であるが、ウエハ２１とチャック２１０とのずれ方向やずれ量によって、ウエハ回収ハンド２０８でウエハ２１を回収できない場合がある。

図６は、ウエハステージ１６のチャック２１０とウエハ２１とがずれて吸着されている一例を表している。チャック２１０上にウエハ２１があり、チャック２１０のセンター９０２とウエハ２１のセンター９０１とが一致せず、ずれ６０３が生じている。

図７は、チャック２１０とウエハ２１とのずれ７０３により、ウエハ回収ハンド２０８でウエハを回収する際、受渡しピン２０９とウエハ回収ハンド２０８とが干渉する一例を表した図である。ウエハ回収ハンド２０８でウエハ２１を受け取るには、ウエハ２１とチャック２１０とのずれが無いときと比べて、ウエハステージ１６を図７の下方向へずれ７０３の分だけ移動しなければならない。しかし、この場合、ウエハ回収ハンド２０８が位置７０１へ移動すると、ウエハ回収ハンド２０８と受渡しピン２０９とが干渉してしまう。

図８も、ウエハ２１とチャック２１０とがずれて吸着されているためにウエハ２１が回収できない一例を表している。
図８では、ウエハ２１がチャック２１０に対して図８の右方向へずれ７０４を生じて吸着されている。そのため、ウエハ２１をウエハ回収ハンド２０８で受け取るには、ウエハステージ１６をさらに図８の左方向へずれ７０４分だけ駆動して、ウエハ２１を図８の左方向へ移動させる必要がある。

しかし、ウエハステージ１６が既にその移動ストロークの限界値（限界位置）７０２へ移動しているので、図８の左方向へ移動することができない。このような現象は、一般的には設計事例において装置の占有面積を小さくするために、正常時にウエハ回収を行うときのウエハステージ１６の位置がストロークの限界値に設計されている場合に起こる。以上のようにウエハ２１とチャック２１０とがずれて吸着されているためにウエハ回収ハンド２０８でウエハ２１を回収できない場合がある。

これらの例から、ウエハチャック２１０に対してずれて吸着されたウエハ２１を自動回収するためには回収時のウエハステージ１６の位置を補正するだけでは不十分である。
そこで、チャック２１０とウエハ２１との相対的位置をずらして補正することが有効となる。
チャック２１０とウエハ２１との相対的位置を補正するためには、上述のＸ−Ｙ面内におけるインチワーム駆動を行えばよい。

本実施例では、チャック２１０にウエハ２１を保持させた状態で受渡しピン２０９（粗動ステージ４０１）に対する微動ステージ４０２のＸ−Ｙ面内の位置を変化させる。図４で説明済みのように、粗動ステージ４０１は、粗動ステージ干渉計４０３により、微動ステージ４０２は、微動ステージ干渉計４０４により、各々異なる目標位置に設定し位置決めすることができる。

図９を参照して、図４に示されるウエハステージ１６のＸＹ面内におけるインチワーム駆動の動作について説明する。
図９（ａ）〜(ｅ)は、インチワーム駆動のシーケンスを表しており、ウエハ２１をチャック２１０に対して図９の右方向にずらす一例である。
図９(ａ)では、ウエハ２１のセンター９０１がチャック２１０のセンター９０２に対して図９の左方向へずれた状態で、ウエハ２１が受渡しピン２０９で吸着されている。図９（ａ)の状態から微動ステージ４０２をＺ上方向へ駆動するとウエハ２１はチャック２１０に渡され、図９（ｂ)の状態になる。

図９（ｂ)の状態から微動ステージ４０２を図９の右方向にシフトすると図９（ｃ)の状態になる。図９（ｃ)の状態から微動ステージ４０２をＺ下方向に駆動すると、ウエハ２１がチャック２１０から受渡しピン２０９に渡され、図９（ｄ)の状態になる。図９（ｄ)の状態から微動ステージ４０２を図９の左方向にシフトすると図９（ｅ)の状態になる。
図９では、ウエハ２１をチャック２１０に対して図の右方向にずらす方法を示したが、微動ステージ４０２をシフトする方向を変えて、ＸＹ面内の他の方向へウエハ２１をずらしてもよい。

さらに、図９（ａ)〜(ｅ)の動作を繰り返すことでウエハ２１をずらす量を大きくすることができる。図９（ａ)〜(ｅ)のシーケンス１回のインチワーム駆動でウエハ２１を最大１００μｍ程度ずらせるとすると、１０〜１５ｍｍずらすには、１００〜１５０回だけ図９（ａ)〜(ｅ)の動作を繰り返せばよい。１回のインチワーム駆動時間は１秒程度であるので、ウエハ２１を１０〜１５ｍｍずらすためにかかる時間は１００〜１５０秒程度である。手作業でウエハ２１を回収する場合と比較して、装置の復旧に要する時間が大きく短縮され、安全性も向上する。

ウエハ回収ハンド２０８で自動回収可能にするためにインチワーム駆動でウエハ２１をずらす量は、ウエハバキュームエラーの発生時にフォーカス検出器１４を用いて求めたウエハ２１の位置ずれ情報に基づいて自動的に決定する。
なお、インチワーム駆動の際にチャック２１０と受渡しピン２０９との間のウエハ２１の受渡しが行われ、この時に、ウエハ２１とチャック２１０との間に新たなずれが発生する可能性がある。新たなずれ量が予測可能ならば、インチワーム駆動する量に予め補正値を加えればよい。

しかし、新たなずれ量が予測不可能な場合、インチワーム駆動後に、チャック２１０に対するウエハ２１の位置ずれ量を計測し、ウエハ回収ハンド２０８で回収可能な位置ずれ量になるまでインチワーム駆動を繰り返してもよい。その際、インチワーム駆動量を作業者が決定して制御装置３０に入力し、インチワーム駆動をさせてもよい。チャック２１０に対するウエハ２１の位置ずれ計測、インチワーム駆動量入力、インチワーム駆動の一連の流れは一回以上、ウエハ回収ハンド２０８で回収可能な位置ずれ量になるまで行う。

図１０は、インチワーム駆動量を制御装置３０に作業者が入力する場合の処理の流れを示す図である。
初めに、ステップ１００１で、チャック２１０に対するウエハ２１の位置ずれ計測を行い、表示手段（ディスプレイ）等を介して、その情報を作業者に提示する。ステップ１００２で、インチワーム駆動の実行を作業者が指示したか否かを判断する。

インチワーム駆動の実行を作業者が指示したと判断した場合には、ステップ１００３で、入力デバイスを介して作業者により指示されたインチワーム駆動量を入力して、ステップ１００４で、インチワーム駆動を実行する。インチワーム駆動後、再度ステップ１００１から処理を繰り返す。ステップ１００２で、インチワーム駆動の実行を作業者が指示しなかったと判断した場合には、処理を終了する。

さらに、インチワーム駆動を行わずにウエハ２１の中心とチャックの中心とのずれ量を許容範囲内に収めるための他の実施例を説明する。
すなわち、チャック２１０によるウエハ２１の吸着をオフにした状態で、微動ステージ４０２をＸＹ面内で駆動して、ウエハ２１とチャック２１０との相対的位置を変化させる。
または、ウエハ２１をチャック２１０上に搭載した状態でウエハバキュームをオフにして、ウエハステージ１６をＸＹ面内においてステップ駆動する。ステップ駆動をすると、ウエハ２１には慣性力が働き、ウエハステージ１６のステップ駆動の方向とは反対の方向に、チャック２１０に対してウエハ２１の位置がずれる。

すなわち、制御手段３０は、位置ずれ量が許容範囲内になるように、チャック２１０にウエハ２１を保持した状態での微動ステージ４０２と粗動ステージ４０１との間の第１の相対移動と、受渡しピン２０９にウエハ２１を保持した状態での第１の相対移動とは逆方向の微動ステージ４０２と粗動ステージ４０１との間の第２の相対移動とをウエハステージ１６に行わせる。

図１１は、ウエハステージ１６がステップ駆動してウエハ２１がずれる方向の一例を表している。
図１１の左方向へステージがステップ駆動すると、ウエハ２１には図１１の右方向に慣性力が働き、ウエハ２１がチャック２１０に対して右方向にずれる。ステップ駆動する際のウエハステージ１６の加速度、駆動距離は、ウエハ２１とチャック２１０との間の摩擦係数や、ウエハ２１の質量に基づいて決める。すなわち、制御手段３０は、真空吸着を解除した状態で、位置ずれ量が許容範囲内になるようにウエハステージ１６に加速移動を行わせる。

さらに、チャック２１０に対してウエハ２１をずらすには次の方法もある。
まず、ウエハ２１がチャック２１０に吸着されている状態でウエハバキュームをオフにして、ウエハステージ１６をＺ下方向に駆動する。すると、ウエハ２１がチャック２１０から浮き上がる。ウエハ２１が浮いた状態でウエハステージ１６をＸＹ面内で駆動すると、チャック２１０に対するウエハ２１の位置がずれる。

その後、重力によりウエハ２１がチャック２１０上へ落ちる際、ウエハステージ１６をＺ下方向に駆動しながらウエハ２１を受けることで、ウエハ２１への衝撃を小さくする。
いずれの方法においても、チャック２１０に対するウエハ２１のずれ量を許容範囲内にすることができる。

本実施例により回収位置２０６ｂへ移動したウエハ２１は、図３を参照して説明した搬出シーケンスにしたがって装置外に搬出される。
すなわち、まず、ウエハ２１は、ウエハ回収ハンド２０８が保持する。その後、ウエハ回収ハンド２０８がウエハ回収ステーション２０７に運び、ウエハ搬入ハンド２０４が保持する。ウエハ搬入ハンド２０４がオープンカセットエレベータ２０２又はインラインユニット２０３に搬送する。その後、ウエハ２１は、外部に搬出される。
本実施例によれば、手作業によるウエハ回収の頻度を低減し、または、ウエハ回収に要する時間を低減することができる。

（デバイス製造方法の実施例）
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して、感光剤を塗布した基板（ウェハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、露光された当該基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。他の周知の工程としては、例えば、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等を挙げることができる。

本発明の実施例の露光装置の全体構成図である。 本発明の実施例の露光装置のウエハの搬送系の構成図である。 本発明の実施例の露光装置のウエハの搬送系の構成図である。 本発明の実施例の露光装置を構成する基板ステージの詳細構成図である。 本発明の実施例の露光装置のウエハの搬送系によるウエハ回収シーケンスにおけるウエハステージの駆動方向を表す説明図である。 本発明の実施例の露光装置のウエハの搬送系によるウエハ回収シーケンスにおいてウエハとウエハチャックがずれて吸着された状態図である。 本発明の実施例の露光装置のウエハの搬送系によるウエハ回収シーケンスにおいて受渡しピンと回収ハンドが干渉する状態図である。 本発明の実施例の露光装置のウエハの搬送系によるウエハ回収シーケンスにおいてウエハステージがストロークの限界値まで移動した状態図である。 本発明の実施例の露光装置のウエハの搬送系によるウエハ回収シーケンスにおけるウエハステージのＸＹ方向へのインチワーム駆動のシーケンス説明図である。 本発明の実施例の露光装置において作業者がインチワーム駆動を行う際の駆動決定フローチャートである。 本発明の実施例の露光装置においてステップ駆動によるウエハに働く慣性力を説明する説明図である。

符号の説明

１４ フォーカス検出器
２１ ウエハ
１６ ウエハステージ
２０６ ウエハ送り込みハンド
２０８ ウエハ回収ハンド
２０９ 受渡しピン
２１０ チャック
４０１ 粗動ステージ
４０２ 微動ステージ

Claims (9)

1. 基板を露光する露光装置であって、
   チャックを含み、前記チャック上に前記基板を第１の真空で吸着して移動する基板ステージであって、前記チャックに設けられた貫通孔を介して前記チャックに対して昇降し且つ前記チャックに対して上昇した状態で前記基板を第２の真空で吸着する昇降部を含む粗動ステージと、前記チャックを含み且つ前記粗動ステージに支持される微動ステージとを含む基板ステージと、
   前記第１の真空の圧力の計測を介して前記チャック上における前記基板の吸着の異常を検出する第１の検出手段と、
   前記第２の真空の圧力の計測を介して前記昇降部上における前記基板の吸着の異常を検出する第２の検出手段と、
   前記チャックに対する前記基板の位置ずれ量を計測する計測手段と、
   前記第１の検出手段が前記チャック上における前記基板の吸着の異常を検出した場合に前記第２の検出手段が前記昇降部上における前記基板の吸着の異常を検出しなかったならば、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態で前記基板ステージを移動させ、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態で移動した前記基板ステージ上の前記基板の位置ずれ量を前記計測手段に計測させる制御手段と、
   を有することを特徴とする露光装置。
2. 前記制御手段は、前記計測手段により計測された前記位置ずれ量に基づいて、前記基板ステージ上の前記基板の位置ずれ量が許容範囲内になるように、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態での前記微動ステージと前記粗動ステージとの間の第１の相対移動を前記ステージに行わせる、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記制御部は、前記計測手段により計測された前記位置ずれ量に基づいて、前記基板ステージ上の前記基板の位置ずれ量が許容範囲内になるように、さらに、前記チャック上に前記基板を有する状態での前記微動ステージと前記粗動ステージとの間の前記第１の相対移動とは逆方向の第２の相対移動を前記ステージに行わせ、さらに、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態での前記微動ステージと前記粗動ステージとの間の前記第１の相対移動とは同方向の第３の相対移動を前記ステージに行わせる、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記制御手段は、前記計測手段により計測された前記位置ずれ量に基づいて、前記基板ステージ上の前記基板の位置ずれ量が許容範囲内になるように、前記チャック上に前記基板を吸着せずに有する状態で前記ステージに加速移動を行わせる、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
5. 前記計測手段は、前記基板に光を投影して検出された反射光に基づいて前記基板の縁における複数箇所の位置を求める、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
6. 前記基板ステージから前記基板を回収する回収手段を有し、
   前記制御手段は、前記基板ステージ上の前記基板の位置ずれ量が許容範囲内にある前記基板を前記回収手段に回収させる、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の露光装置。
7. チャックを含み、前記チャック上に前記基板を第１の真空で吸着して移動する基板ステージであって、前記チャックに設けられた貫通孔を介して前記チャックに対して昇降し且つ前記チャックに対して上昇した状態で前記基板を第２の真空で吸着する昇降部を含む粗動ステージと、前記チャックを含み且つ前記粗動ステージに支持される微動ステージとを含む基板ステージに対する方法であって、
   前記第１の真空の圧力の計測を介して前記チャック上における前記基板の吸着の異常を検出する第１の検出工程と、
   前記第２の真空の圧力の計測を介して前記昇降部上における前記基板の吸着の異常を検出する第２の検出工程と、
   前記チャックに対する前記基板の位置ずれ量を計測する計測工程と、
   を有し、
   前記第１の検出工程において前記チャック上における前記基板の吸着の異常を検出した場合に前記第２の検出工程において前記昇降部上における前記基板の吸着の異常を検出しなかったならば、前記計測工程において、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態で前記基板ステージを移動させ、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態で移動した前記基板ステージ上の前記基板の位置ずれ量を計測する、
   ことを特徴とする方法。
8. チャックを含み、前記チャック上に前記基板を第１の真空で吸着して移動する基板ステージであって、前記チャックに設けられた貫通孔を介して前記チャックに対して昇降し且つ前記チャックに対して上昇した状態で前記基板を第２の真空で吸着する昇降部を含む粗動ステージと、前記チャックを含み且つ前記粗動ステージに支持される微動ステージとを含む基板ステージと、
   前記第１の真空の圧力の計測を介して前記チャック上における前記基板の吸着の異常を検出する第１の検出手段と、
   前記第２の真空の圧力の計測を介して前記昇降部上における前記基板の吸着の異常を検出する第２の検出手段と、
   前記チャックに対する前記基板の位置ずれ量を計測する計測手段と、
   前記第１の検出手段が前記チャック上における前記基板の吸着の異常を検出した場合に前記第２の検出手段が前記昇降部上における前記基板の吸着の異常を検出しなかったならば、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態で前記基板ステージを移動させ、前記昇降部上に前記基板を吸着させた状態で移動した前記基板ステージ上の前記基板の位置ずれ量を前記計測手段に計測させる制御手段と、
   を有することを特徴とする装置。
9. 請求項１乃至６のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   前記工程で露光された基板を現像する工程と、
   を有することを特徴とするデバイス製造方法。

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