JP5241368B2 - 処理装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、処理装置及びデバイス製造方法に関する。

半導体や液晶パネル等のデバイス製造工程で用いられる露光装置の性能は、特に、解像力、オーバーレイ精度、及び、スループットの点から評価される。ここで、解像力は微細化の指標、オーバーレイ精度はデバイス各層の位置合わせ性能、スループットは単位時間当たりのデバイスの生産能力を、それぞれ示している。

この中で、デバイスの生産性を向上させるため、従来から、露光装置のスループットを向上させる種々の方法が考えられている。例えば、単位時間あたりの露光エネルギーを増加させることや、ウエハステージのショット間移動ステップ時間を短縮すること等の方法が検討されている。また、ウエハ交換時のウエハ搬送及び交換時間を短縮することや、スキャン型露光装置におけるスキャン時間を短縮すること等の方法も検討されている。
特開２００６−２４６８２号公報

スループットを向上させようとする際、ウエハ交換時の搬送時間を短縮するためには、ウエハの搬送距離を短縮させることが効果的である。しかし、露光装置においては、高解像力及び高オーバーレイ精度を実現させるため、その装置内レイアウトを、投影レンズ、光源となる照明系ユニット、及び、露光ウエハ可動ステージとウエハ位置計測ユニットの配置を優先せざるを得ない。このような理由により、ウエハの搬送距離の短縮により搬送時間を短縮することは困難である。

その他の搬送時間の短縮方法として、搬送ロボットの駆動モータの能力を向上させることが検討されている。しかし、駆動モータの能力を向上させようとすると、モータの占有体積が大きくなる。このため、限られた装置内の空間に各部材を配置することができなくなる問題や、増加した駆動エネルギーによる発熱量の増加、搬送速度・加速度増加によるウエハ落下の危険度の増大という問題が生じる。

ウエハ搬送用に用いられる２台のロボットハンドに関し、ウエハを受け渡す受渡し方法については、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では、左右非対称のロボットハンドが提案されている。しかし、ロボットハンドと、方向が変化して移動するウエハステージとのウエハ受渡しに係るスループットの向上は課題であった。

本発明の一側面としての処理装置は、基板を保持するチャックと前記チャックに対して相対的に上昇して前記基板を保持する昇降部とを含む可動ステージと、前記可動ステージから前記基板の回収を回収位置で行う可動ハンドとを有し、前記可動ステージに保持された前記基板に対して処理を行う処理装置であって、前記可動ステージは、前記回収位置を介して第１方向から第２方向へ３０度以上１２０度未満の角度で方向が変化して移動し、前記可動ハンドは、前記可動ステージが前記回収位置に到達する前に前記チャックから前記昇降部への前記基板の受渡しが完了する場合において、前記第１方向から前記回収位置に到達する前記可動ステージおよび前記昇降部に保持された基板と、該到達の前に前記回収位置に配置された前記可動ハンドとが干渉せず、かつ、前記回収位置において前記昇降部から前記可動ハンドへの前記基板の受渡しが完了していて、かつ、前記チャックに対する前記可動ハンドの下面の距離が前記チャックに対する前記昇降部の上面の高さより小さい状態において前記第２方向へ移動を開始した前記可動ステージと、前記可動ハンドおよび前記可動ハンドに保持された基板とが干渉しない、形状を有する。

また、本発明の他の側面としての処理装置は、基板に対して処理を行う処理装置であって、前記基板を保持するチャックと前記チャックに対して相対的に上昇して前記基板を保持する昇降部とを含み、基板処理位置、基板回収位置、及び、基板供給位置の間を移動する可動ステージと、前記基板回収位置において、相対的に上昇した前記昇降部により保持された前記基板を前記可動ステージから回収する第１可動ハンドと、前記基板供給位置において、前記可動ステージに前記基板を供給する第２可動ハンドと、を有し、前記基板回収位置及び前記基板処理位置を結ぶ第１直線と前記基板回収位置及び前記基板供給位置を結ぶ第２直線とのなす角度は、３０度以上１２０度未満であり、前記第１可動ハンドは、前記可動ステージが前記基板回収位置に到達する前に前記チャックから前記昇降部への前記基板の受渡しが完了する場合において、前記第１直線の方向から前記基板回収位置に到達する前記可動ステージおよび前記昇降部に保持された基板と、該到達の前に前記基板回収位置に配置された前記第１可動ハンドとが干渉せず、かつ、前記基板回収位置において前記昇降部から前記第１可動ハンドへの前記基板の受渡しが完了していて、且つ、前記チャックに対する前記第１可動ハンドの下面の距離が前記チャックに対する前記昇降部の上面の高さより小さい状態において前記第２直線の方向へ移動を開始した前記可動ステージと、前記可動ハンドおよび前記可動ハンドに保持された基板とが干渉しない、形状を有する。

また、本発明の他の側面としてのデバイス製造方法は、前記処理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。

本発明のその他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、スループットを向上させた処理装置を提供することができる。また、本発明によれば、そのような処理装置を用いたデバイス製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例の露光装置は、半導体ウエハ等の製造工程にて用いられ、スループットの向上を目的として、ウエハの搬送ロボットのハンド形状及びウエハ搬送制御方式を改良したものである。なお、本発明は、処理装置の例示として露光装置を説明するが、基板に対する処理は、「露光」に限定されるものではなく、他の周知の計測または加工等、任意の処理とし得る。このように、基板の露光による基板へのパターンの転写は、基板に対する処理に含まれる一つである。

まず、本実施例の露光装置の概要を説明する。図１は、本実施例における露光装置１００の概略構成図である。

１は照明装置である。照明装置１は、その内部に光源及びシャッタ（不図示）を備えている。２はレチクル（原版）である。レチクル２には回路パターンが描かれている。照明装置１を用いてレチクル２に光を照射することにより、レチクル２の上に形成された回路パターンがウエハ上に投影される。

３はレチクルステージである。レチクルステージ３は、その上にレチクル２を搭載するために設けられている。４はレチクル位置計測機構である。レチクル位置計測機構４は、レチクルステージ３の上に搭載されたレチクル２の位置を計測する。５は投影露光レンズである。投影露光レンズ５は、焼付け用の投影光学系を構成する。

６はＸＹステージ（可動ステージ）である。ＸＹステージ６は、焼付け対象であるウエハ９（基板）を搭載し、ＸＹ平面内でＸ及びＹの２方向に移動する。後述のように、ＸＹステージ６は、ウエハ９を保持するチャック及びこのチャックに対して相対的に上昇してウエハ９を保持する昇降部を含む。

７はレーザ干渉計であり、ＸＹステージ６の位置を計測する。８はウエハチャック（チャック）であり、ウエハ９を吸着保持する。１０はオートフォーカスユニットであり、ウエハ９のピント位置を計測する。

また、本実施例の露光装置１００は、ウエハ９を搭載して露光時におけるピントを調節する（以下、これをフォーカシングという。）ために、ウエハ９を垂直方向に移動させるウエハＺ駆動機構（不図示）を有する。ウエハＺ駆動機構は、ウエハチャック８の下部に設けられている。

次に、本実施例の露光装置におけるウエハ搬送経路を説明する。図２は、露光装置１００におけるウエハ搬送経路を装置の上面から見た模式図である。本実施例の露光装置１００は、半導体工場において外部装置と接続運用される。

図２において、２０は露光装置チャンバである。露光装置１００は、露光環境を一定の温度及び湿度に維持する必要があり、露光装置チャンバ２０は、その内部の温度及び湿度を一定に保つ。

露光装置チャンバ２０の内部には、投影露光レンズ５の下部においてウエハ９を吸着保持するウエハチャック８が配置されている。ウエハチャック８には、ウエハ９を受け渡すために上下駆動する３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（昇降部）が設けられている。３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、ウエハチャック８に対して相対的に上昇してウエハ９を保持する。

ＸＹステージ６は、ウエハ９、ウエハチャック８、及び、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（昇降部）を一体として、ＸＹ平面内におけるＸ及びＹ方向の２方向に移動させる。また、露光装置チャンバ２０の内部における最終ショット露光位置をウエハ露光位置２３とする。

露光装置チャンバ２０の内部には、ウエハ搬入ステーション１６、ウエハ搬出ステーション１７が配置されている。ウエハ搬入ステーション１６は、未露光ウエハを外部から露光装置チャンバ２０の内部に搬入して、特定の場所に配置する。ウエハ搬出ステーション１７は、露光済みウエハを露光装置チャンバ２０の外部へ搬出するため、露光済みウエハを特定の場所に配置する。

また、露光装置チャンバ２０の内部には、制御コンピュータ１５（制御手段）が配置されている。制御コンピュータ１５は、露光装置１００の各動作を制御する。

１３はウエハプリアライメントユニットである。ウエハプリアライメントユニット１３は、ウエハの位置合わせを行う。

１４はウエハ搬送ロボットハンド（第１の可動ハンド）である。ウエハ搬送ロボットハンド１４は、外部から露光装置チャンバ２０の内部に搬入されたウエハを、ウエハ搬入ステーション１６からウエハプリアライメントユニット１３まで搬送する。

また、ウエハ搬送ロボットハンド１４は、３つピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃの上に配置された露光済みのウエハをウエハ搬出ステーション１７まで搬送する。このとき、ウエハ搬送ロボットハンド１４は、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃが上昇することによりこれらのピンにより保持された露光済みのウエハをＸＹステージ６から回収する。

１２はウエハ送り込みハンド（第２の可動ハンド）である。ウエハ送り込みハンド１２は、プリアライメントされたウエハ９をウエハプリアライメントユニット１３から３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃの上へ搬送する。すなわち、ウエハ送り込みハンドは、ＸＹステージ６にウエハを供給する。

なお、本実施例では、ウエハチャック８と３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃとの間のウエハの受渡し機構として、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（昇降部）が上下する構造の受渡し機構が採用されているものとして説明する。ただしこれに限定されるものではなく、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃが停止した状態で、ウエハチャック８が上下する構造を採用してもよい。この場合でも、上述の実施例と同様に、ウエハの受渡しが可能である。

次に、ウエハの受渡し場所について説明する。

ウエハ送り込みハンド１２は、ウエハ供給位置１９（基板供給位置）において、ＸＹステージ６に配置された３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃにウエハを引き渡す（供給する）。また、ウエハ搬送ロボットハンド１４０は、ウエハ回収位置１８（基板回収位置）において、ＸＹステージ６に配置された３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃからウエハを受け取る（回収する）。

ＸＹステージ６は、ウエハチャック８に対して３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃが相対的に上昇した状態で、ウエハ回収位置１８を介してその方向を変化して移動する。ここで、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８を介してその方向を変化させるとき、変化前と変化後の方向がなす角度は、３０度以上１２０度未満の角度であることが好ましい。すなわち、ウエハ回収位置１８及びウエハ露光位置２３を結ぶ第１の直線とウエハ回収位置１８及びウエハ供給位置１９を結ぶ第２の直線とのなす角度は、３０度以上１２０度未満の範囲に設定される。

ここで、ウエハ露光位置２３、ウエハ回収位置１８、及び、ウエハ供給位置１９は、厳密には、それぞれの場所にＸＹステージ６が移動した場合に、ＸＹステージ６の上に搭載されたウエハ９の重心位置に相当する位置である。

後述のように、ウエハ搬送ロボットハンド１４がウエハ回収位置１８に配置されたとき、ウエハ搬送ロボットハンド１４は、上記角度で方向が変化するＸＹステージ６と干渉しない形状を有する。すなわち、ウエハ搬送ロボットハンド１４の保持部は、ウエハ露光位置２３、ウエハ回収位置１８、及び、ウエハ供給位置１９を頂点とする三角形の内部に侵入することなくウエハを回収する。

なお、ウエハ回収位置１８及びウエハ供給位置１９として図２中に示されている位置は、ＸＹステージ６の可動平面上における特定の位置である。実際には、図２に示される形状の物体がウエハ回収位置１８及びウエハ供給位置１９として配置されているのではない。

次に、露光装置１００（露光装置チャンバ２０）と露光装置１００の外部装置との間の接続について説明する。

図２に示されるように、露光装置１００の外部には、塗布現像装置２１及びウエハＦＯＵＰ授受装置２２が配置されている。

塗布現像装置２１は、露光前のウエハにレジストを塗布し、また、露光後のウエハを現像処理する。

ウエハＦＯＵＰ授受装置２２は、露光装置１００（露光装置チャンバ２０）と塗布現像装置２１との間を接続する。ウエハは、ウエハのキャリアとなる不図示のウエハＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）を用いて、露光装置１００と塗布現像装置２１との間を搬送される。ウエハＦＯＵＰ授受装置２２は、露光装置１００との間、及び、外部装置である塗布現像装置２１との間で、ウエハが収納されたウエハＦＯＵＰを受け渡す。

次に、比較例として、従来型の露光装置において、ウエハチャックに搭載されたウエハをウエハ搬送ロボットハンドに受け渡すための受渡し機構について説明する。

図３は、ウエハチャックに搭載された露光済みのウエハを従来型のウエハ搬送ロボットハンドに受け渡す機構を示した側面図である。図３（ａ）〜（ｅ）は、受渡し機構の動作を時系列に並べた模式図である。

図３（ａ）は、露光済みのウエハ９がウエハチャック８の上に搭載されている状態を示している。図３ａの状態において、ウエハ９の吸着保持が解除される。

図３（ｂ）は、昇降部（３つのピン）が上昇した状態を示している。３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃが上方に移動すると、ウエハチャック８の上に搭載されていたウエハ９はこれらのピンの先端部に保持されながら上方に移動する。すなわち、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、ウエハチャック８の上に搭載されていたウエハ９を持ち上げる。

図３（ｃ）は、ウエハ搬送ロボットハンド１４０がウエハチャック８とウエハ９との間に挿入された状態を示している。図３（ｂ）において３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃが所定位置まで上昇すると、ウエハチャック８とウエハ９との間には、ウエハ搬送ロボットハンド１４０の厚さより広い間隔が形成される。このため、ウエハ搬送ロボットハンド１４０は、図３（ｃ）に示されるように、ウエハチャック８及びウエハ９に接触することなく、ウエハチャック８とウエハ９との間の空間に挿入可能となる。

図３（ｄ）は、ウエハ搬送ロボットハンド１４０が上方に移動した状態を示している。図３（ｄ）において、ウエハ搬送ロボットハンド１４０が所定位置まで上方に移動すると、ウエハ搬送ロボットハンド１４０はウエハ９に接触する。そして、ウエハ搬送ロボットハンド１４０は、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃから離れたウエハ９を保持する。ウエハ搬送ロボットハンド１４０がさらに上方に移動して所定位置に到達すると、図３（ｄ）の側面図に示されるように、ウエハ搬送ロボットハンド１４０は、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃの先端より高い位置に到達する。

図３（ｅ）は、ウエハ搬送ロボットハンド１４０がウエハ９を引き取った状態を示している。図３（ｄ）の状態において、ウエハ搬送ロボットハンド１４０が図中の右方向に移動すると、図３（ｅ）に示されるように、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃに接触することなく、ウエハ９を引き取ることができる。

図４は、ウエハチャックに搭載された露光済みのウエハを従来型のウエハ搬送ロボットハンドに受け渡す機構を示した平面図である。図４（ａ）〜（ｅ）は、受渡し機構の動作を時系列に並べた模式図である。図４（ａ）〜（ｅ）のそれぞれの図には、ＸＹステージ６の移動軌跡の一例が一点鎖線の三角形で示されている。

図４（ａ）は、ウエハチャック８に搭載された露光済みのウエハ９の吸着保持を解除した状態を示している。昇降部（３つのピン）にウエハ９を受渡しながら、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８への移動を開始する。

図４（ｂ）は、ウエハチャック８から３つのピンにウエハ９の受渡しが完了し、かつ、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８へ到達した状態を示している。この状態で、ウエハ搬送ロボットハンド１４０がウエハ回収位置１８へ向けて移動し、ウエハチャック８とウエハ９との間の空間にウエハ搬送ロボットハンド１４０が挿入されることになる。

図４（ｃ）は、ウエハ搬送ロボットハンド１４０が上方に移動した状態を示している。図４（ｃ）において、ウエハ搬送ロボットハンド１４０は、ウエハ９を取得して保持する。

図４（ｄ）は、ウエハ搬送ロボットハンド１４０が取得したウエハ９の引き取りを開始する状態を示している。ウエハ搬送ロボットハンド１４０がウエハ９の引き取りを開始すると同時に、ＸＹステージ６が左側のウエハ供給位置１９への移動を開始する。

図４（ｅ）は、ウエハ搬送ロボットハンド１４０によるウエハ９の引き取りが完了した状態を示している。このとき、ＸＹステージ６は、ウエハ供給位置１９へ到達している。なお、ウエハ供給位置１９では、図２に示されるウエハ送り込みハンド１２が新たなウエハ９を保持し、このウエハ９を３つのピンに渡す準備をしている（不図示）。

次に、本実施例の露光装置において、ウエハチャックに搭載されたウエハをウエハ搬送ロボットハンドに受け渡すための受渡し機構について説明する。

図５は、ウエハチャックに搭載された露光済みのウエハを本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４に受け渡す機構を示した平面図である。図５（ａ）〜（ｅ）は、受渡し機構の動作を時系列に並べた模式図である。図５（ａ）〜（ｅ）のそれぞれの図には、ＸＹステージ６の移動軌跡の一例が一点鎖線の三角形で示されている。

図５（ａ）は、ウエハチャック８に搭載された露光済みのウエハ９の吸着保持を解除した状態を示している。昇降部（３つのピン）にウエハ９を受渡しながら、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８への移動を開始する。

ここで、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４は、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ受渡し処理が完了する情報を元にウエハ回収位置１８へ移動を開始する。図５（ａ）の状態において、ウエハ搬送ロボットハンド１４は、既にウエハ回収位置１８への移動を完了し、ウエハ回収位置１８において待機している。

本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４が待機していても、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８へ最短距離で移動することで、３つのピンがウエハ搬送ロボットハンド１４に接触及び衝突することはない。

一方、図４（ａ）〜（ｅ）に示されるように、従来型のウエハ搬送ロボットハンド１４０は、ハンドの左側に保持部を有する。このため、ウエハ搬送ロボットハンド１４０が事前にウエハ回収位置１８への移動を完了してこの場所で待機していると、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８へ最短距離で移動することで３つのピンがウエハ搬送ロボットハンド１４０に衝突してしまう。

本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４は、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８へ最短距離で移動する際の３つのピンの通過点に、保持部を有しない。また、本実施例では、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ９の受渡しは、ＸＹステージ６のウエハ回収位置１８への移動時間より早く完了する。

このため、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４によれば、ウエハ搬送ロボットハンド１４がウエハ９を取得するまでの時間を短くすることができ、スループットを向上させることが可能となる。

図５（ｂ）は、ウエハチャック８から３つのピンにウエハ９の受渡しが完了し、かつ、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８へ到達した状態を示している。この状態で、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４は、既にウエハ回収位置１８に到達している。

また、３つのピンの上昇は完了し、ウエハ９は既にウエハチャック８との間で所定の空間すなわちウエハ搬送ロボットハンド１４の厚さより広い空間が形成されている。このため、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８に到達した段階で、ウエハチャック８とウエハ９との間の空間にウエハ搬送ロボットハンド１４が既に挿入されていることになる。

図５（ｃ）は、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４が上方に移動した状態を示している。図５（ｃ）において、ウエハ搬送ロボットハンド１４は、ウエハ９を取得して保持する。本実施例では、ウエハ搬送ロボットハンド１４の上方への移動距離は、図４（ｃ）に示される従来型のウエハ搬送ロボットハンド１４０の移動距離に比べて小さい。この理由は図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて後述する。

図５（ｄ）は、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４が取得したウエハ９の引き取りを開始する状態を示している。ウエハ搬送ロボットハンド１４がウエハ９の引き取り（図５（ｄ）中の下方向）を開始すると同時に、ＸＹステージ６が左側のウエハ供給位置１９への移動を開始する。

図５（ｅ）は、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４によるウエハ９の引き取りが完了した状態を示している。このとき、ＸＹステージ６は、ウエハ供給位置１９へ到達している。なお、ウエハ供給位置１９では、図２に示されるウエハ送り込みハンド１２が新たなウエハ９を保持し、このウエハ９を３つのピンに渡す準備をしている（不図示）。

次に、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４を用いた場合にスループットが向上することについて、従来型のウエハ搬送ロボットハンド１４０を用いた場合と比較して説明する。

図６（ａ）は、従来型のウエハ搬送ロボットハンド１４０が上方に移動してウエハ９を取得し、ＸＹステージ６がウエハ供給位置１９へ移動する時点の状況を示している。本図は、ウエハ供給位置１９の方からウエハ回収位置１８に向かって見た模式図（側面図）である。また、図７（ａ）は図６（ａ）と同様な状態を上方から見た模式図（平面図）である。

図６（ｂ）は、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４が上方に移動してウエハ９を取得し、ＸＹステージ６がウエハ供給位置１９へ移動する時点の状況を示している。本図は、ウエハ供給位置１９の方からウエハ回収位置１８に向かって見た模式図（平面図）である。また、図７（ｂ）は図６（ａ）と同様な状態を上方から見た模式図（平面図）である。

図７（ａ）において、３００、３１０、３２０は、ウエハ９を吸着するために従来型のウエハ搬送ロボットハンド１４０に設けられている吸着パッドである。３３０は、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃの上に配置されたウエハ９の重心位置を示している。

また、図７（ｂ）において、３０、３１、３２は、ウエハ９を吸着するために本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４に設けられている吸着パッドである。３３は、３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃの上に配置されたウエハ９の重心位置を示している。

ＸＹステージ６は、図６（ａ）、（ｂ）のいずれの場合でも、ウエハ搬送ロボットハンド１４、１４０がウエハ９を取得した後、図６（ａ）、（ｂ）の左側方向に移動する。

図７（ａ）に示される従来型のウエハ搬送ロボットハンド１４０は、ハンドの右側だけでなく左側にも保持部２４０を有する。すなわち、保持部２４０は、上側が開いたＵ字の形状を有している。このため、ウエハ搬送ロボットハンド１４０が上方に十分に移動していない場合、ウエハ搬送ロボットハンド１４０が３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃに衝突するおそれがある。

そこで、図６（ａ）に示されるように、ハンドが完全に３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃの上方に離れてから、ＸＹステージ６がウエハ供給位置１９に向けて移動を開始する。すなわち、ウエハ搬送ロボットハンド１４０とＸＹステージ６（ウエハチャック８）との間の距離Ｄ１が３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃの高さより大きくなってから、ＸＹステージ６は移動を開始する。

一方、図７（ｂ）に示されるように、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４は、ハンドの左側に保持部２４を有しない。すなわち、保持部２４は、上側と左側が開いたＬ字の形状を有している。このため、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４は、ＸＹステージ６の移動方向において障害となる部分を有しない。すなわち、ＸＹステージ６は、ウエハ搬送ロボットハンド１４の一部と衝突することなくＸＹステージ６のウエハ供給位置１９への移動することができる。

このため、ウエハ９が３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃから離れた時点で、ＸＹステージ６がウエハ供給位置１９に向けて移動を開始することができる。すなわち、ウエハ搬送ロボットハンド１４とＸＹステージ６（ウエハチャック８）との間の距離Ｄ２が３つのピン１１ａ、１１ｂ、１１ｃの高さより小さい場合でも、ＸＹステージ６の移動を開始することが可能となる。

上述のとおり、従来型のウエハ搬送ロボットハンド１４０は距離Ｄ１だけ上昇しないとＸＹステージ６の移動を開始することができない。一方、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４は、距離Ｄ１より小さい距離Ｄ２だけ上昇すれば、ＸＹステージ６の移動を開始することができる。このため、この移動距離の違いにより、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４を用いることにより、移動に要する時間が短くなり、スループットが向上する。

図７（ｂ）に示されるように、本実施例において、ウエハ搬送ロボットハンド１４は、ウエハ９を引き付ける部分である吸着パッドを３箇所有する。このとき、ウエハの重心位置３３がウエハ搬送ロボットハンド１４の吸着パッド３０、３１、３２を頂点とした三角形の内部に位置するように、ウエハ９を保持することが好ましい。

この点は、図７（ａ）に示されるように、従来型のウエハ搬送ロボットハンド１４０の吸着パッド３００、３１０、３２０とウエハの重心位置３３０との関係も同様である。しかし、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４は、その保持部のなす角度が従来型に比べて大きい。このため、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４では、特に、吸着パッド３０、３１、３２とウエハの重心位置３３との関係を上述のように構成することが重要となる。

本実施例によれば、上記構成とすることにより、ウエハの受渡し時や搬送時に装置または工場のトラブルにより十分な吸着力を維持できない状況になった場合でも、ウエハの落下の危険を最小限にすることが可能となる。

次に、本実施例の露光装置におけるウエハ搬送処理手順について説明する。図８は、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４を用いたウエハ搬送処理手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１００において、制御コンピュータ１５がウエハ回収処理を開始する。ステップＳ１０１において、制御コンピュータ１５は、処理ウエハの最終ショットの露光処理が終了したか否かを判断する。制御コンピュータ１５は、露光処理が終了していないと判断した場合、ステップＳ１０１の処理を再度実行し、露光処理が終了していると判断した場合、ステップＳ１０２の処理を実行する。

ステップＳ１０２において、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ受渡し処理を開始する。また、ステップＳ１０３において、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８への移動処理を開始する。

次に、制御コンピュータ１５は、ステップＳ１０４において、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ受渡し処理が終了しているか否かを判断する。制御コンピュータ１５は、ウエハ受渡し処理が終了していない場合、ステップＳ１０４の処理を再度実行する。一方、制御コンピュータ１５は、ウエハ受渡し処理が終了している場合、ステップＳ１０５の処理を実行する。このように、制御コンピュータ１５は、ウエハチャックに対する３つのピンの相対的な上昇に同期して、ウエハ搬送ロボットハンド１４がウエハ回収位置１８に配置されるように、ＸＹステージの動作とウエハ搬送ロボットハンドの動作とを制御する。

ステップＳ１０５において、ウエハ搬送ロボットハンド１４はウエハ回収位置１８へ移動する。本実施例では、ウエハ搬送ロボットハンド１４がウエハ回収位置１８へ到着する方が、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８へ到着するより早い。すなわち、制御コンピュータ１５は、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８に配置される前にウエハ搬送ロボットハンド１４がウエハ回収位置１８に配置されるように、ＸＹステージ６の動作とウエハ搬送ロボットハンド１４の動作とを制御する。

ステップＳ１０６において、制御コンピュータ１５は、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８へ到着したか否かを判断する。制御コンピュータ１５は、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８に到着していない場合、ステップＳ１０６の処理を再度実行し、到着している場合、ステップＳ１０７の処理を実行する。

ステップＳ１０７では、ウエハ搬送ロボットハンド１４が上方に移動し、ウエハ９を受け取るための取得処理を開始する。ステップＳ１０８において、制御コンピュータ１５は、ウエハ搬送ロボットハンド１４がウエハ９の取得処理を終了したか否かを判断し、ウエハ９の取得処理が終了していない場合、ステップＳ１０８の処理を再度実行する。

一方、ウエハ９の取得処理が終了している場合、制御コンピュータ１５はステップＳ１０９の処理を実行する。ステップＳ１０９では、ＸＹステージ６がウエハ供給位置１９への移動を開始する。すなわち、制御コンピュータ１５は、ウエハ回収位置１８においてＸＹステージ６に対してウエハ搬送ロボットハンド１４を相対的に上昇させ、ＸＹステージ６からウエハ搬送ロボットハンド１４へウエハ９を受渡すように制御する。そして、その受渡しに同期して、ＸＹステージがウエハ回収位置１８から移動するように、ＸＹステージの動作とウエハ搬送ロボットハンド１４の動作とを制御する。

次に、ステップＳ１１０において、ウエハ搬送ロボットハンド１４は、ウエハ９を取得後の処理を開始する。

ステップＳ１１１において、制御コンピュータ１５は、ＸＹステージ６がウエハ供給位置１９への移動を終了したか否かを判断する。制御コンピュータ１５は、ウエハ供給位置１９への移動を終了していないと判断した場合、ステップＳ１１１の処理を再度実行する。一方、ウエハ供給位置１９への移動を終了していると判断した場合、ステップＳ１１２の処理を実行する。

Ｓ１１２において、制御コンピュータ１５は、ウエハ回収処理を終了する。

以上のウエハ搬送処理方法により、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４を用いたウエハ受渡し制御を実施すると、スループットを向上させることができる。

従来は、ＸＹステージ６のＸ方向のウエハ回収位置１８への移動処理が終了していないと、ウエハ搬送ロボットハンド１４０がウエハ回収位置１８へ移動できなかった。しかし、本実施例では、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ受渡し処理が終了した時点で、ウエハ搬送ロボットハンド１４がウエハ回収位置１８へ移動することが可能となる。

このように、本実施例の露光装置によれば、従来装置と比較してスループットの向上を実現することができる。

次に、本実施例の露光装置における別のウエハ搬送処理手順について説明する。図９は、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４を用いた別のウエハ搬送処理手順を示すフローチャートである。図９に示されるウエハ搬送処理手順は、図８の処理手順と比較して、より早いタイミングでウエハ搬送ロボットハンド１４をウエハ回収位置１８へ移動する処理手順である。

ステップＳ２００〜Ｓ２０３は、図８のステップＳ１００〜Ｓ１０３と同一であるため、ここでの説明は省略する。

次に、ステップＳ２０４において、制御コンピュータ１５は、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ受渡し処理開始（ステップＳ２０２）からの経過時間が予め決定されている時間Ｔ１より大きいか否かを判断する。制御コンピュータ１５は、この経過時間が時間Ｔ１より大きくないと判断した場合、ステップＳ２０４の処理を再度実行する。一方、この経過時間が時間Ｔ１より大きいと判断した場合、ステップＳ２０５の処理を実行する。

ここで、時間Ｔ１の決定方法について説明する。

本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４は、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ受渡し処理が完了していれば、ウエハ９と衝突することはない。しかし、ウエハ受渡し処理が完了していない場合、ウエハ搬送ロボットハンド１４とウエハ９が衝突する可能性がある。また、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ受渡し処理を、ウエハチャック８を下降させることにより実行するシステムでは、ウエハ搬送ロボットハンド１４とウエハチャック８が衝突する可能性がある。

ここで、ウエハ搬送ロボットハンド１４が図５ａの位置Ｐ１から位置Ｐ２（ウエハ回収位置１８）まで移動するのに要する時間をＴＩＭＥ１とする。また、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ受渡し処理に要する時間をＴＩＭＥ２とする。また、ＸＹステージ６がウエハ回収位置１８へまで移動するのに要する時間をＴＩＭＥ３とする。

このとき、Ｔ１＝ＴＩＭＥ２−ＴＩＭＥ１とすると、ウエハ搬送ロボットハンド１４がウエハ回収位置１８への移動を完了した時点で、ウエハチャック８から３つのピンへのウエハ受渡し処理が終了する。

また、本実施例では、ＴＩＭＥ１、ＴＩＭＥ２、ＴＩＭＥ３の間には通常以下の関係が成り立つ。

ＴＩＭＥ１ ＜ ＴＩＭＥ２ ＜ ＴＩＭＥ３
なお、ステップＳ２０５〜Ｓ２１２は、図８のステップＳ１０５〜Ｓ１１２と同一であるため、ここでの説明は省略する。

以上説明したウエハ搬送処理手順により、本実施例のウエハ搬送ロボットハンド１４を用いたウエハ受渡し制御を実施すると、衝突の危険を回避し、かつ、処理時間を更に短縮することができる。このため、更なるスループットの向上を実現することが可能となる。

図９に示される処理手順は、予め時間Ｔ１を決定して制御する方法である。しかし、ウエハ搬送ロボットハンド１４及びＸＹステージ６の移動時間が常に一定でない場合、予め時間Ｔ１を決定することができない場合がある。

このような場合、ウエハ搬送ロボットハンド１４及びＸＹステージ６の位置情報及び移動速度情報に基づいて時間Ｔ１を計算し、ウエハ搬送ロボットハンド１４のウエハ回収位置１８への移動タイミングを決定する方法を採用することができる。このような方法でも、スループットの向上が実現可能となる。

また、移動タイミングを決定する際には、ウエハ搬送ロボットハンド１４及びＸＹステージ６のいずれか一方または双方の制御異常が発生した場合であっても、衝突の危険がないように移動タイミングを決定することがより好ましい。このように制御することにより、スループットの向上とともに安全性をより高めることが可能となる。

本実施例の露光装置における第１の制御方法は、ウエハの最終ショット露光位置での露光処理が終了した後、ウエハチャックから受渡し機構（昇降部）へのウエハ受渡しが終了したタイミングで、受渡しロボットハンドが受渡し位置へ進入する。ＸＹステージは、最終ショット露光位置（基板露光位置、基板処理位置）から、ウエハ受渡し位置（基板回収位置）まで最短時間で移動する。この制御方法により、より短時間でウエハの受渡しが可能となる。

本実施例の露光装置における第２の制御方法は、ＸＹステージが受渡し位置（基板回収位置）へ進入する際、ＸＹステージと受渡しロボットハンドの駆動に要する時間情報、駆動速度・加速度情報、位置情報の一部又は全てを用いる。このような情報を用いて、受渡しロボットハンドがウエハチャックと受渡しロボットハンドが干渉しないタイミングで受渡し位置へ進入するように制御する。この制御方法により、より安全かつ短時間で受渡しロボットハンドが昇降部上のウエハを取得することが可能となる。

本実施例の露光装置における第３の制御方法は、ＸＹステージ及び受渡しロボットハンドが受渡し位置へ到達し、受渡しロボットハンドがウエハを取得する。その後、ウエハがＸＹステージ（昇降部）に干渉しない位置まで離れたタイミングで、ＸＹステージが退避移動を開始する。この制御方法により、より安全かつ短時間で受渡しロボットハンドがＸＹステージ上のウエハを取得することが可能となる。

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（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その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。

本実施例によれば、スループットを向上させた露光装置（処理装置）を提供することができる。また、本実施例によれば、そのような露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することができる。

以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。

本実施例における露光装置の概略図である。 本実施例における露光装置のウエハ搬送経路を示す平面図である。 従来型のウエハ搬送ロボットハンドの動作を示す側面図である。 従来型のウエハ搬送ロボットハンドの動作を示す平面図である。 本実施例のウエハ搬送ロボットハンドの動作を示す平面図である。 ウエハ供給位置におけるＸＹステージとウエハ搬送ロボットハンドとの関係を示す側面図であり、（ａ）従来型と（ｂ）本実施例とを比較している。 ウエハ搬送ロボットハンドの吸着パッドとウエハ重心位置との関係を示す平面図である。 本実施例における制御方法を示すフローチャートである。 本実施例においてさらにスループットを向上させるための制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１：照明装置
２：レチクル
３：レチクルステージ
４：レチクル位置計測機構
５：投影露光レンズ
６：ＸＹステージ
７：レーザ干渉計
８：ウエハチャック
９：ウエハ
１０：オートフォーカスユニット
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：ピン
１２：ウエハ送り込みハンド
１３：ウエハプリアライメントユニット
１４：ウエハ搬送ロボットハンド
１５：装置制御コンピュータ
１６：ウエハ搬入ステーション
１７：ウエハ搬出ステーション
１８：ウエハ回収位置
１９：ウエハ供給位置
２０：露光装置チャンバ
２１：塗布現像装置
２２：ウエハＦＯＵＰ授受装置
２３：ウエハ露光位置
２４：保持部
３０、３１、３２：吸着パッド
３３：ウエハの重心位置
１００：露光装置

Claims (10)

1. 基板を保持するチャックと前記チャックに対して相対的に上昇して前記基板を保持する昇降部とを含む可動ステージと、前記可動ステージから前記基板の回収を回収位置で行う可動ハンドとを有し、前記可動ステージに保持された前記基板に対して処理を行う処理装置であって、
   前記可動ステージは、前記回収位置を介して第１方向から第２方向へ３０度以上１２０度未満の角度で方向が変化して移動し、
   前記可動ハンドは、
   前記可動ステージが前記回収位置に到達する前に前記チャックから前記昇降部への前記基板の受渡しが完了する場合において、前記第１方向から前記回収位置に到達する前記可動ステージおよび前記昇降部に保持された基板と、該到達の前に前記回収位置に配置された前記可動ハンドとが干渉せず、かつ、
   前記回収位置において前記昇降部から前記可動ハンドへの前記基板の受渡しが完了していて、かつ、前記チャックに対する前記可動ハンドの下面の距離が前記チャックに対する前記昇降部の上面の高さより小さい状態において前記第２方向へ移動を開始した前記可動ステージと、前記可動ハンドおよび前記可動ハンドに保持された基板とが干渉しない、
   形状を有する、
   ことを特徴とする処理装置。
2. 前記可動ハンドは、前記基板を引き付ける部分を３箇所有し、前記３箇所の部分を頂点とする三角形の内部に前記基板の重心が位置するように前記基板を保持する、ことを特徴とする請求項１記載の処理装置。
3. 前記昇降部は、３つのピンを有し、前記３つのピンで前記基板を保持する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置。
4. 前記可動ステージが前記回収位置に配置される前に前記可動ハンドが前記回収位置に配置されるように、前記可動ステージの動作と前記可動ハンドの動作とを制御する制御手段を有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の処理装置。
5. 前記制御手段は、前記可動ステージが前記回収位置に到達する前に前記チャックから前記昇降部への前記基板の受渡しが完了しない場合において、該完了に同期して前記可動ハンドが前記回収位置に配置されるように、前記可動ステージの動作と前記可動ハンドの動作とを制御する、ことを特徴とする請求項４記載の処理装置。
6. 前記制御手段は、前記回収位置において前記可動ステージに対し前記可動ハンドを相対的に上昇させて前記可動ステージから前記可動ハンドへの前記基板の受渡しを行い、その受渡しに同期して前記可動ステージが前記回収位置から移動するように、前記可動ステージの動作と前記可動ハンドの動作とを制御する、ことを特徴とする請求項４又は５記載の処理装置。
7. 基板に対して処理を行う処理装置であって、
   前記基板を保持するチャックと前記チャックに対して相対的に上昇して前記基板を保持する昇降部とを含み、基板処理位置、基板回収位置、及び、基板供給位置の間を移動する可動ステージと、
   前記基板回収位置において、相対的に上昇した前記昇降部により保持された前記基板を前記可動ステージから回収する第１可動ハンドと、
   前記基板供給位置において、前記可動ステージに前記基板を供給する第２可動ハンドと、を有し、
   前記基板回収位置及び前記基板処理位置を結ぶ第１直線と前記基板回収位置及び前記基板供給位置を結ぶ第２直線とのなす角度は、３０度以上１２０度未満であり、
   前記第１可動ハンドは、
   前記可動ステージが前記基板回収位置に到達する前に前記チャックから前記昇降部への前記基板の受渡しが完了する場合において、前記第１直線の方向から前記基板回収位置に到達する前記可動ステージおよび前記昇降部に保持された基板と、該到達の前に前記基板回収位置に配置された前記第１可動ハンドとが干渉せず、かつ、
   前記基板回収位置において前記昇降部から前記第１可動ハンドへの前記基板の受渡しが完了していて、且つ、前記チャックに対する前記第１可動ハンドの下面の距離が前記チャックに対する前記昇降部の上面の高さより小さい状態において前記第２直線の方向へ移動を開始した前記可動ステージと、前記可動ハンドおよび前記可動ハンドに保持された基板とが干渉しない、
   形状を有する、
   ことを特徴とする処理装置。
8. 前記処理は、前記基板へのパターンの転写を含む、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の処理装置。
9. 前記処理は、前記基板の露光を含む、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の処理装置。
10. 請求項９に記載の処理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。