JPH02309624A

JPH02309624A - 露光装置

Info

Publication number: JPH02309624A
Application number: JP1132419A
Authority: JP
Inventors: Taro Omori; 大森　太郎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-05-24
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1990-12-25
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JP2517669B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、半導体素子製造分野で用いられる露光装置、
特には、被露光基板（半導体ウェハ）を搬送する手段を
有することにより、被露光基板の取出ル、露光、収納を
自動化した露光装置に関する。

［従来の技術］従来、半導体素子製造に用いられる露光装置として、ス
テッパと呼ばれる装置か知られている。

ステッパは、被露光基板、例えは半導体ウェハを投影レ
ンズ下でＸＹステージによりステップ移動させながら、
原板、例えばレチクル上に形成されているパターンを投
影レンズで縮小し、１枚のウェハ上の複数箇所に順次露
光して行くものである。ステッパは解像度及び重ね合せ
精度の性能面から、現在及びこれからのアライナ（露光
装置）の主流とみられている。

第１０図は従来のステッパの側面からの概略図、第１！
図は第１０図のステッパを上方から見た際のウェハの搬
送経路を示す図である。第１Ｏ図及び第１１図において
、１は原板となるレチクル２のパターンを照明する照明
部、３はレチクル２のパ・ターンをウェハ上に投影する
投影レンズ、４はウェハを載置するトップステージ、５
はトップステージ４を載置するＸＹステージ、６はＸＹ
ステージ５をはじめとする装置全体を＠置しているベー
ス定盤、７はベース定盤６を支持し、装置全体の姿勢を
保つと共に、振動を抑制するためのエアマウント、８は
ウェハをトップステージ４に載置するためのロボットハ
ント、９はトップステージ４にウェハを載置する前に、
ウニへの外形測定により、ウェハのオリフラや中心位置
等を合せておくプリアライメントステージ、１ｏは露光
処理を終了したウェハをトップステージ４がら回収する
ロボットハンド、１１は処理前のウェハをいれておくウ
ニ八カセット、１２は処理後のウェハをいれておくウニ
八カセット、１３はロボットハンド８．１０、プリアラ
イメントステージ９をはじめとするウェハ搬送部を支持
する支持部で、この支持部１３はベース定盤６に取り付
けである。

次に、第１０図及び第１１図において、ウェハ搬送の流
れを述べる。ウニ八カセット１１に収納されているウェ
ハは、不図示のロボットハンドによりｔリアライメント
スデージ９に！置される。

プリアライメントステージ９では、ウェハのオリフラ及
び外周を検知して、クエへがトップステージ４に載置さ
れたときに、オリフラ及び外周の位置が所定の位置にな
るようにプリアライメントを行う。このアライメントは
、後で述べるトップステージ４上でのアライメントとは
異なり、およそ２０μｍ〜６０μｍ程度の精度でウェハ
をトップステージ４にｆｌａＭするためのものである。

特にファース１−マスク（初めてパターンを焼付ける工
程）においては、ウェハにアライメントマークがないた
め、このアライメントのみで露光を行なう。このため、
精度が悪いと次工程以降の重ね合せのためのアライメン
トに時間がかかつてしまい、スルーブツトを低下させて
しまったり、アライメントが出来なくなってしまう恐れ
もある。もちろん、ファーストマスク以外の工程でも、
精度が悪いと重ね合せのためのアライメントに時間がか
かってしまい、スルーブツトを低下させてしまうことに
なる。

次に、プリアライメントが終了したウェハは、予め所定
の位置に来ているトップステージ４に、ロボットハンド
８によって載置される。ここで、トップステージ４に載
置されたウェハは、最終的なアライメントをされるわけ
であるが、このアライメントでは１／１００μｍを問題
にする精度で行われる。そのため、ＸＹステージ５及び
トップステージ４には、高精度の位置合せが要求されて
いる。次に、ウェハはＸＹステージ５により移動され、
所定の露光処理を行った後、ロボットハンド１０により
トップステージ４より回収され、不図示のロボットハン
ドによりウニへカセット１２に収納される。

ここで上記露光処理中には、次のウェハがウニ八カセッ
ト１１より取り出されプリアライメントを行い、いつで
も供給可能な状態まで進められ待機している。そしてト
ップステージ４上にあるウェハは露光処理終了後直ちに
回収され、上記衣のクエへが直ちにトップステージ４に
供給されるという動作が繰り返される。

［発明が解決しようとしている課題］このような露光装置で処理される半導体素子、例えばＤ
ＲＡＭは、ＩＭ（メガ）ビットから４Ｍ（メガ）ビット
、さらには１６Ｍ（メガ）ビットへと高集積化が進み、
線幅も微細化されると同時に、半導体素子個々も大型化
している。この大型化のため、１枚のウェハ上の半導体
素子の数は低下する。しかしながら、半導体素子の価格
は処理能力やメモリー容量には比例せず、はぼ横ばいか
１１ｈには下降することもあるのが現実である。従って
、露光装置にはより細い線幅、よい高精度の位置合わせ
、より高いスルーブツト等が要求されている。

ここで、露光装置の露光本体側では、ＸＹステージ５及
びトップステージ４等により、ｌ／１００μｍを問題に
する位置決め制御が、しかも１／１００秒を問題にする
スピードで行われている。そのため、上記ＸＹステージ
５及びトップステージ４に外部振動が伝達したり、自己
振動を起こすことにより共振したり、またこれらの振動
の収束に時間がかかるようでは問題である。そのため、
上記ＸＹステージ５及びトップステージ４を載置してい
るベース定盤６は、防振ゴムであるエアマウント７で支
持されている。

しかしなから、現在知られている制御型マウントには、
上記振動に対してかなりの減衰能力はあるが、決して満
足できるものではなく、振動発生そのものをなくさない
ことには、高精度の位置合せやスループットの向上には
ならない。そのため、ウェハ搬送部等さまざまなアクチ
ュエーターにおいて、低振動アクチュエーターの採用や
除振構造の強化が進められてきてはいるが、スループッ
トを向上させるには、上記アクチュエーターをより高速
で動作させる事が必要となり、このことが逆に振動を増
大させ、高精度の位置合せを阻害している。

また、特にステッパのウェハ搬送部においては、上に述
べたように半導体素子個々の大型化のため１枚のウェハ
上の半導体素子の数が低下し、さらには露光照明部の改
良等により本体側の処理時間が短くなるとの理由から、
ウェハの供給及び回収速度はもとより、ウニ八カセット
１１からクエへを取り出し、プリアライメントを終了し
、トップステージに受は渡せる状態までの時間を短縮す
る必要がある。

ところで、トップステージ４からのウニ八回収動作及び
供給動作の大部分の動作は、露光本体側が露光以外の動
作、すなわち最終露光終了後のウェハ受は渡し位置への
移動中、ウェハ受は渡し中及びウェハ受り渡し終了後の
ステージ移動中という特に振動か問題になる高精度の位
置合せ動作以外の比較的振動問題の緩やかなタイミング
での動作である。ところが、ウェハカセットからウェハ
を取り出しプリアライメントステージ９に載置するまで
の動作、プリアライメント及びトップステージ４から回
収されたウェハをウェハカセットに収納するという動作
中は、露光本体側が連続的な露光動作、すなわち振動が
問題になる高精度の位置合せ動作が行われるタイミング
であり、ここでの振動発生は非常に問題である。

特に、ウェハカセットへのウェハ出し入れの為のロボッ
トは、動作ストロークも長くまた複雑な動作が要求され
るため、発生する振動を抑えることは非常に厳しく、さ
らに高速化を図るほど困難になってくるものであり、ウ
ェハ搬送部のロボットの中でも特に問題となる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その
目的は、高いスルーブツトを有すると共に、基板搬送部
からの露光本体部への振動伝達を低下させることにより
、高精度な位「合せをも可能にした露光装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］前記の０課題を解決するため、本発明は、ＸＹステージ
や投影レンズ等の露光本体部から、ウェハ搬送部の全体
を切り離す、ウェハ搬送部の一部を切り離し必要な残部
のみ本体部で支持する、またはウェハ搬送部の全体を切
り離し、必要な一部を必要な時のみ本体部で支持する構
造とし、ウェハ搬送部から発生する振動を露光本体部に
伝達しないようにしている。

［実施例の説明］［実施例１］第１図ないし第２図は本発明の第１の実施例を示す。同
図は、ステッパのウェハ搬送部を中心とした部分の概略
図であり、第１図は装置を上面から、第２図は装置を側
面から見た図である。これらの図において、９はプリア
ライメントステーションとなるプリアライメントステー
ジ、１４はロボットハント１０によりトップステージ４
　ｈ）ら回収されたウェハを一時的に置いておくバッフ
ァーステーション、１５はロボットハンド８に対してウ
ェハが所定の位置となるようにＸ、Ｙ及びθ方向にプリ
アライメントステージ９を駆動する駆動ユニット、１６
はロボットハンド８゜１０、プリアライメントステージ
９、駆動ユニット１５、及びバッファーステーション１
４を本体側のベース定盤６に固定しておくための本体側
搬送系支持部、１７は不図示の床面に固定されている搬
送系ベースである。ベース１７はカセットステーション
を構成するウェハカセット１１．１２と、ウェハカセッ
ト１１から取り出したウェハをプリアライメントステー
ジ９に搬送すると共に、バッファーステーション１４か
らウェハをウェハカセット１２に収納するロボットハン
ド２２を支持している。上記床面にはエアマウント７を
介してベース定盤６が固定されている。また、２０はプ
リアライメントステージ９に置かれているウェハである
。ロボットハンド２２は例えば米国特許ナンバー４，７
３５，５４８　（Ａｐｒ、５．１９８８）に記されてい
るようなものである。

次に、上記構成に置いてウェハ搬送の流れを述べる。ウ
ェハカセット１１からロボット２２がウェハを取り出し
、プリアライメントステージ９ヘウエハを受は渡す。第
１図はプリアライメントステージ９ヘウエハ２０が受は
渡された状態である。駆動ユニット１５は、ウェハ２０
の外周部の測定結果に基づいてロボットハンド８に対し
てウェハ２０が所定の位置になるように、Ｘ、Ｙ及びθ
方向にプリアライメントステージ９を移動させ、プリア
ライメントを行う。次に、ロボットハンド８−ｈ＜駆動
され、プリアライメントステージ９に載置されているウ
ェハ２０を受は取り、露光本体側のウェハ受渡し地点の
上方の所定の待機位置く図示点線位置）へ移動し、受渡
しの指令がくるまで待機する。

上記待機位置で、ウェハ２０及びロボットハンド８が待
機することが、本体側の様々な動作や機能に対して障害
にならないことは当然である。ロボットハント８はトッ
プステージ４に対してウェハ２０の外形を正確に合せて
受は渡す必要があり、搬送部側ではロボットハンド８及
びプリアライメントステージ９の総合性能が要求される
。

次に、本体側からウェハ搬送部に対してウェハ供給の指
令がくると、ロボットハンド８が駆動され、ウェハを本
体側にあるトップステージ４に受渡す。受渡し終了後、
速やかにハンド８は本体側より回避し、次のウェハのプ
リアライメントが終了するまで待機する。なお、本体側
で露光終了したウェハは、ロボットハンド１０により回
収され、バッファーステーション１４に載置され、さら
にロボット２２により処理済みのクエへを収納するウェ
ハカセット１２に収納される。以上がウェハ搬送の流れ
である。

ところで、ベース定盤６はエアマウント７で支持されて
いる。エアマウント７は床からの振動をベース定盤６に
伝えないためと、ベース定盤６上で発生した振動を吸収
するための目的で設置されている強力なダンパーであり
、ＸＹステージ５等の重量物のＸ、Ｙ方向への高速移動
によって生じる装置の床に対する姿勢変化を制御するオ
ートレベラーの機能も持っている。

このエアマウント７のオート−レベラー機能は、ロボッ
トハンド２２が′、ウェハカセット１１から取り出した
ウェハをプリアライメントステージ９に受は渡すとき、
及びバッファーステーション１４からウェハを取るとき
に障害とならないレベルで充分であり、具体的には０．
１〜０．５ｍｍ／１００１００Ｏ垂直／水平）程度の水
準で充分である。また、０．１〜０１５ｍｍ程度の水準
のシフトであれば、ロボットハンド２２のウェハ保持部
とウェハにずれが生じても、プリアライメントステージ
９への受は渡し時や、ウェハカセット１２へのウェハ収
納時の障害にはならない。

上゛に述べた搬送部のうち、ロボットハンド８゜１０及
びプリアライメントステージ９は、本体側搬送系支持部
１６を介して本体側のベース定盤６に取り付いており、
ベース定盤６の姿勢変化に対して一体で変化する。とこ
ろが、ウェハカセット１１、＋２及びロボット２２は、
本体側のベース定盤６には取り付いておらず、搬送系ベ
ース１７に載置されており、本体側であるベース定盤６
の姿勢変化とは無関係である。ということは、本構成に
おいては、ウェハカセット１１．１２及びロボット２２
等の搬送系ベース１７に載置されているユニットにおい
ては、たとえ振動を発生させても、本体側のベース定盤
６には無関係であるといえる。このことによって、露光
中にウェハカセットを無造作に交換しても影響なく、ま
たウェハカセットに対してクエへを高速で、しかも従来
のような厳しい振動対策なルに出し入れを行っても、装
置本体側の性能に影響を与えることがない。

従って、この例によれば、装置全体の性能として、より
細い線幅、より高精度の位置合わせ、より高いスルーブ
ツトを可能にする。

［実施例２］第３図及び第４図は本発明の第２の実施例を示す。同図
はステッパのウェハ搬送部を中心とした部分の概略図で
あり、第３図は装置を上面から、第４図は装置を側面か
ら見た図である。これらの図において、８はウェハをプ
リアライメントステージ９からトップステージ４に供給
するロボットハンド、１３はロボットハンド８及びプリ
アライメントステージを本体側のベース定盤６に固定し
ている支持部、２１はセンダーとレシーバ−を兼ねた一
対のウェハカセット、２２は第１の実施例で述べたロボ
ットで、ウェハカセット２１からのウェハの出し入れ、
プリアライメントステージ９へのクエへの供給、及びト
ップステージ４からφウニへの回収を行うものである。

１７はロボット２２及びウェハカセット２１を支持して
いる搬送系ベースであり、床面に固定されている。

次に、上記構成に置いてウェハ搬送の流れを述べる。一
方のウェハカセット２１からロボット２２によって取り
出されたウェハは、プリアライメントステージ９に供給
される。プリアライメントステージ９は、ウニへの外周
を測定する不図示のセンサの測定値に基づいて、ロボッ
トハント８に対するウェハの位置とオリフラの角度を合
せ、所謂プリアライメントステージをおこなう。そして
、プリアライメントステージ終了後、ウェハはロボット
ハンド８によりトップステージ４に供給される。次に、
ウェハは不図示の露光部によりステップアンドリピート
露光される。露光終了後、ロボット２２によりトップス
テージ４から回収され、処理前に入っていたウェハカセ
ット２１の同じスロットに入れられる。一方、この時に
は、クエへを回収されたトップステージ４には、ロボッ
トハンド８により２枚目のウェハが供給されており、露
光部は次の露光を開始している。

１枚目のウェハがプリアライメントステージ９に供給さ
れると、２枚目のウェハはロボット２２により直ちにウ
ェハカセット２１から取り出され、１枚目のウェハがプ
リアライメントステージ９からなくなるのを待っている
。そして、１枚目のウェハのプリアライメントステージ
終了後、１枚目のクエへがロボットハンド８により取り
上げられると、２枚目のウェハがロボット２２により直
ちにプリアライメントステージ９にイｊ町給され、プリ
アライメントステージが実行される。１枚目のウェハが
トップステージ４に供給され、その露光が終了するまで
の間に、２枚目のウェハはプリアライメントを終了し、
ロボットハンド８により取り上げられトップステージ４
への供給のため待機する。以上の動作が繰り返されウェ
ハが次々と処理されていくというのがウェハ搬送の流れ
である。

ところで、第１の実施例と同様に、ベース定盤６は、床
からの振動をベース定盤６に伝えないようにするためと
、ベース定盤６上で発生した振動を吸収する目的で設置
されているエアマウント７で支持されている。また、エ
アマウント７は、ＸＹステージ５等の重量物の高速移動
によって生じる、装置の床に対する姿勢変化を制御する
オートレベラーの機能を持っている。このエアマウント
７のオート卑レベラー機能は、第１の実施例と同様に、
ロボット２２がウェハをプリアライメントステージ９に
受は渡すとき及びトップステージ４からウェハを回収す
るときに障害にならないレベルてのもので良い。また、
搬送系ベース１７は、本体側ベース定盤６とは分離され
ており、振動の伝達はない。

上に述べたように、ウェハ搬送部のうち、プリアライメ
ントステージ９とウェハ供給用のロボットハンド８以外
を、本体のベース定盤６から分離して床置きとすること
により、次の３点の効果がある。

■搬送系ベース１７側から発生する振動に対して本体側
のベース定盤６は一切の影響を受けないので、搬送系ベ
ース１７側の動作条件がウェハ搬送のための条件のみで
決定でき、搬送部の動作速度を上げることが可能となり
、ウェハ搬送部のスルーブツトが向上する。動作速度の
上昇により、ひとつのロボット２２でウェハカセット２
１からのウェハ出し入れ、プリアライメントステージ９
へのウェハ供給、及びトップステージ４からのウニ八回
収が可能となるなどウェハ搬送部が簡素になる。

■高開度な位置決めが必要なトップステージ４及びＸＹ
ステージ５に、外部振動の影響が少なくなり、位置決め
積度及びスルーブツトが向上する。

■ウェハサイズの大型化によりウェハ搬送部も大型化し
て、ウェハの搬送部のベース定盤６からのオーバーハン
グ量が多くなると、従来例では、支持部１３が大型化し
、エアマウントの偏荷重及びロボット等の動作によるモ
ーメント荷重の増大によるエアマウントの実質性能の低
下等が発生するが、これを分離することにより軽減でき
る。

とごろで、この実施例において、トップステージ４及び
ＸＹステージ５のアライメントやステップアンドリピー
ト露光のための穆動は、載置されたウェハの状態や種類
によって常に一定とはならないが、ウェハの受は渡し位
置は、インチサイズか変わったりして装置を大改造でも
しないかぎり、決められた所定の位置となる。また、エ
アマウント７は露光時の位置決めやスループットが最高
のレベルになるように配慮することが大切であり、分列
した搬送部からの受は渡しのためのオートレベラー機能
を確保するために、上記位置決めやスループットの性能
を犠牲にするようでは装置として成り立たない。

この実施例におけるウェハの受は渡しで問題に、なるの
は、トップステージ４からのウェハ回収動作である。こ
れは、トップステージ４の周囲には、位置測定用レーザ
ー干渉計のミラーをはじめさまざまな物があり、ウェハ
受は渡し時、Ｚ方向に関してロボット２２のフィガーと
トップステージ４との間に十分なりリアランスが取れな
いためである。この場合、エアマウント７のオートレベ
ラーのセンサーによ、トップステージ４がウェハ受は渡
し位置に移動した後、受は渡しに必要な相対位置関係に
入っているかどうか確認し、必要な範囲に入るのを待っ
てウニへの受は渡しを行う方法が有効である。

また、本実施例は、本体側ベース定盤６と搬送系ベース
１７は床面でのみつながっている構成であったが、これ
は物理的に分目Ｉしていなければならないわけでなく、
振動伝達においてのみ分１曹し°〔いれは良いわけであ
り、装置ηの構成上同一べ一ス上にあっても、ダンパー
や、エアマウント、ゴムマウント等で両者の振動を隔離
してやることにより成立する。

［実施例３］第５図は、上に述べた第２の実施例に対して、ウェハ搬
送部全体を本体側から分離させた第３の実施例を示して
いる。同図はステッパのウェハ搬送部を中心とした部分
の概略図である。同図において、１７はロボットハンド
８、プリアライメントステージ９、クエへカセット２１
及びロボット２２等のウェハ搬送部全体を支持している
搬送系ベースである。また、搬送系ベース１７には、不
図示の位置検出センサーが付いており、上記位置検出セ
ンサーはベース定盤６の位置を常に検出している。即ち
、搬送系ヘース１７とベース定盤６の相対位置が測定し
ている。その他については、第３図の支持部１３がない
だけで、第３図と同様である。

次に、Ｌ記構成に首いてウェハ搬送の流れを述べる。ウ
エハカセッ！・２１からロボット２２によって取り出さ
れたウェハは、プリアライメントステージ９に供給され
る。プリアライメントステージ９は、前述の実施例と同
様に、ロボットハンド８に対するウェハの位置とオリフ
ラの角度を合せる。そして、プリアライメント終了後、
ウェハはロボットハンド８によりハンドリングされ、露
光装置本体側にウェハを受は渡すための所定の待機位置
へ移動される。、ここで露光装置本体側であるトップス
テージ４がウェハを必要としたら、トップステージ４は
ＸＹステージ５によって所定の受渡し位置に移動し、ウ
ェハ要求の信号を搬送部に送る。この後、ベース定盤６
の位置がエアマウント７のオートレベラー機能により所
定の位置エリアに入ったことを−に述のイ装置検出セン
サーで確認してから、ロボットハント８によりウェハを
供給する。

次に、ウェハは露光装置本体で露光され、露光終了後、
露光装置本体は所定の受は渡し位置にＸＹステージ５に
よりウェハを移動し、搬送部へ信号を送る。搬送部は上
記ウェハ供給と同様に上記位置検出センサーによる確認
の上、ロボット２２によりウェハを回収し、ウェハが処
理前に人りていたウェハカセット２１の同じスロットに
そのウェハを入れる。また、第２の実施例で述べたよう
に、２枚目のウェハを用意しておぎ、ロボットハンド８
により供給する。以上の動作が繰り返され、クエへが次
々と処理されていくというのが、ウェハ搬送の流れであ
る。

ところで、上記位置検出センサーによるウェハの回収−
と供給が可能かどうかの判断の基準は、回収と供給では
異なるものである。即ち、ウェハ供給時は、先の［従来
の技術］の項で述べたような精度が必要であり、ウニ八
回収時は第１の実施例で述へたバッファーステーション
１４からウェハを取り出し、ウェハカセットへ収納する
というレベルであり、極論すれはウェハがウェハカセッ
トのスロットに無事入れば問題でない。

上記位置検出センサーによるウェハ回収と供給が可能か
どうかの判断の基準は、ウェハ回収時はウェハ供給時に
比べて非常に緩い基準で可能である。これは装置にとっ
て非常に好都合である。なぜならば、露光を終了したト
ップステージ４がウェハ受は渡し位置に高速移動してく
ることによるベース定盤６の変位は、瞬時に収束するこ
とはなく、特にウェハ供給時のレベルになるには若干の
時間が必要であるので、これがウェハ回収動作中に達成
できれば、装置のスループットには影響ないからである
。

また、木実施例では、位置検出センサーで、搬送系ベー
ス１７とベース定盤６の相対位置を測定しているが、こ
れは搬送系ベース１フとトップステージ４の相対位置を
測定するようにしても良い。この場合、上記トップステ
ージ４の位置の測定データを、トップステージ４やＸＹ
ステージ５のドライバーコントロール部に送り、直接サ
ーボをかけることにより、搬送部とトップステージ４と
の相対位置関係を高速で調整することも可能である。

［実施例４］第６図及び第７図は本発明の第４の実施例を示す。これ
らの図は、ステッパのウェハ搬送部を中心とした部分の
概略図であり、第６図は装置を側面から、第７図は装置
を上から見た図である。また、これらの図は、ウェハ搬
送部の一部を本体側である露光部に取付け、上記一部具
外の物は上記露光部より分離したステッパを示すもので
ある。

これらの図において、２０はウェハ、２５は露光本体側
の構造体であるベース定盤６に取り付けられた本体側の
支持部、２６は支持部２５に取付られでいる位置合わせ
用の一対のテーパービン、３１はウェハ搬送部を支持し
ているベースで、露光本体側の構造体とは直接固定して
いない。３２はベース３１を床から支えているマウント
で、露光本体側の構造体を支持しＣいるエアマウント７
とは床によりてのみつながっている。

３３はＺ方向に上下動する位置合せ板、３４は位置合せ
板３３に取り付けられている位置合せ用の一対のテーパ
ーピン、３５は位置合せ板３３が上下するガイドになり
、ベース３１に取り付けられている一対のガイドシャフ
ト、３６は位置合せ板３３がガイドシャフト３５に沿っ
て上下動するためのガイドベアリング、３７は位置合せ
板３３を上下動させるためのアクチュエーターであると
ころのエアシリンダー、３８はロボットハンド８を駆動
するためのアクチュエーター等を含むハンド駆動ユニッ
ト、３９はハンド駆動ユニット３８の位置合せをおこな
うためにテーパーピン２６及びテーパービン３４に対向
する位置に配置されているテーパー穴、４１はプリアラ
イメントステージ９を駆動するためのアクチュエーター
等を含む駆動ユニットである。

また、２２は第２の実施例で述べたロボットで、ウェハ
カセット２１と共にベース３１に設置されており、ウェ
ハカセット２１からのウェハ出し入れ、プリアライメン
トステージ９へのウェハ供給及びトップステージ４から
のウェハ回収を行うものである。

次に、上記構成におけるウェハ搬送の流れを述べる。ウ
ェハカセット２１からロボット２２によって取り出され
たウェハは、プリアライメントステージ９に供給され、
プリアライメントステージ９は、前述の実施例と同様に
、ロボットハンド８に対するウェハの位置とオリフラの
角度を合せる。

第６図はプリアライメントステージ９ヘウエハ２０が受
は渡された状態である。ここで、位置合せ板３３は、エ
アシリンダー３７により所定位置までＺ方向に上昇して
おり、テーパーピン３４がテーパー穴３９に合致してい
る。テーパービン３４ぐ位置合せ板３３）は、ガイドシ
ャフト３５及びガイドベアリング３６によって、ベース
３Ｉに対して平面方向（ＸＹ方向）に正確な位置を保っ
ているから、この時、ロボットハンド８及び駆動ユニッ
ト３８は、プリアライメントステージ９及び駆動ユニッ
ト４１に対して所定の正確な位置関係を保っている。ま
た、この時には、装置本体側と、ベース３１で支持され
ているウェハ搬送部が、振動等により相対的に移動し合
っても、エアシリンダー３７によってハント１（３動ユ
ニット３８が持ち上げられているため、本体側の支持部
２５に取付けられているテーパービン２６は、対向する
テーパー穴３９に対して接触しない十分なりリアランス
を持っている。

次に、ハンド駆動ユニット３８によりロボットハンド８
が駆動され、プリアライメントステージ９に載置されて
いるウェハ２０を、露光本体側のウェハ受渡し地点の上
方の所定の待機位置へ移動し、受渡しの指令がくるまで
待機する。上記待機位置でウェハ２０及びロボットハン
ド８が待機することが、本体側の様々な動作や機能に対
して障害にならないことは当然である。次に、本体側か
らウェハ搬送部に対してウェハ供給の指令がくると、エ
アシリンダー３６により位置合わせ板３３が２方向に下
降動作をはじめ、ハンド駆動ユニット３８が下降し、デ
ーパ−ピン２６が対向するテーパー穴３９に対して接触
を始める。同時に、テーパービン３４は対向するテーパ
ー穴ｐ９に対して離れはじめ、ついには接触しない状態
まで完全に分Ｆｌｆｆし、駆動ユニット３８は、テーパ
ービン２６及びテーパー穴３９によって、支持部２５に
対して所定の正確な位置関係を保つようになる。

そして、ハンド駆動ユニット３８によりロボットハンド
８が駆動され、ウェハ２０を本体側にあるトップステー
ジ４に受渡すための動作に入り、終了後速やかにハンド
８は本体側より回避し、エアシリンダー３６により位置
合わせ板３３が上昇動作を始め、ハンド駆動ユニット３
８がテーパービン３４及びテーパー穴３９によって支持
され、当初の正確な位置関係を保つようになる。なお、
露光賃了後のウニ八回収及びクエへの連続的な処理につ
いては、上に述べたハンド駆動ユニット３８に関する位
置合せ等を除けば、第２の実施例と同様である。以上が
ウェハ搬送の流れである。

未実施例では、　ウェハをウニ八カセット２１から取り
出してからトップステージ４に供給のための待機状態ま
での動作と、トップステージ４からの回収からウニ八カ
セット２１への収納までの動作というウェハ搬送のほと
んどの工程が、振動等に関して１本体側である露光装置
部に一切の影響を与えないことになる。また、ハンド駆
動ユニット３８が本体制に支持されている時、即ち、本
体側に影うを与える可能性のある場合は、トップステー
ジ４にクエへを供給する時のみであり、この場合は第２
の実施例でも述べたように、トップステージ４及びＸＹ
ステージ５の位置決め精度は露光時のような厳しい精度
は必要でなく、装置全体のスルーブツト等の性能に全く
影響を与えない。

また、本実施例では、エアシリンダー３６によって位置
合せ板３３が下降し、ハンド駆動ユニット３８が支持部
２５に受は渡される際に過渡的な状態が存在するが、こ
の時本体側は通常クエへへの露光が終了し、ウェハ受は
渡し位置へトップステージ４がＸＹステージ５等により
高速移動中、もしくは上記露光が終了したウェハをウェ
ハ搬送部が回収中であり、逆に位置合せ板３３が上ｙし
ハンド駆動ユニット３８が位置合せ板３３に受は渡され
る際の過渡的な状態は、トップステージ４がウェハの併
給を受け、ウェハの状態確認やアラ′イメントや露光を
おこなう位置へ移動中であり、上記２種の過渡的状態は
やはり装置全体のスルーブツト等の性能に全く影響を与
えない。

また、本実施例では、ロボットハンド８とハンド駆動ユ
ニット３８を受は渡す機構のアクチュエーターをエアシ
リンダー　、ガイドをリニアベアリングとし、位置合せ
をテーパービンを使用して行なったが、本発明は上記機
構に制限されるものでなく、上記機構を多間接リンク機
構やモーターに置き換えるなどしても良い、とにかく、
上記のロボットハンド８とハンド駆動ユニット３８が確
実にすけ渡され、且つそれらの位置再現性が確保されれ
ば成立する。

更に、本実施例では、ロボットハンド８とハンド駆動ユ
ニット３８を、ウェハ搬送部と本体側露光装置部で受渡
す構成としたが、受渡すユニットがロボットハンド８と
ハンド駆動ユニット３８に限定されるものではない。例
えば、上記構成にさらにプリアライメントステージ部分
を加えてもよい。この場合、トップステージ４への供給
に関してはなんら変更点もなく、また、トップステージ
４からの回収にも影響はない。上記実施例に対して異な
る点は、プリアライメントステージ９とロボットハンド
８が同一のユニット状態にあるので、受は渡し時の再現
性に関する誤差がなく、プリアライメントステージ９か
らウェハを受は取る時の精度がむしろ向上する。また、
この場合には、エアシリンダー３７によってハンド駆動
ユニット３８等が搬送部側であるベース３１で支持され
ている状態においては、高い精度の必要がなく、また、
上記ベース３１で支持されている状態になるときの繰り
返し再現性も高い精度の必要がない。

ユこのように搬送部の様々なユニットうち、本体側である
露光装置部に必要なユニットを必要な時だけ受は渡すこ
とにより、搬送部の振動等の影びを受けない高精度でス
ループットの高い装置となる。

［実施例５］第８図及び第９図は本発明の第５の実施例を示す。これ
らの図は、ステッパのウェハ搬送部を中心とした部分の
概略図であり、第８図は装置を側面から、第９図は装置
を上から見た図である。これらの図は、ウェハ搬送部の
一部を本体側である露光部にエア浮上可能にして取付け
、上記一部具外の物は上記露光部より分離したステッパ
を示すものである。これらの図において、５１はハンド
駆動ユニット３８及び駆動ユニット４１を支えるベース
定盤、５２はベース定盤をエア浮上するための複数のエ
アパッド、５３はエアパッド５２を固定し、ベース定盤
５１をエアパッド５２を介してＸ＝Ｙ、ｚの各方向につ
いて支えている保持部、５４は保持部５３はベース定盤
６に固定するための支持部である。３１はロボット２２
及びウニ八カセット２１を支持している搬送部のベース
であり、マウント３２を介して床面に固定されており、
本体側とは分難されている。

次に、上記構成におけるウェハ搬送の流れを述べる。ウ
ニ八カセット２１からロボット２２によって取り出され
たウェハは、プリアライメントステージ９に供給され、
プリアライメントステージ９は、１１７丁述０実施例と
同様に、ロボットハンド８に対するウェハの位置とオリ
フラの角度を合せる。

第８図はプリアライメントステージ９ヘウエハ２０が受
は渡された状態である。ここで、ベース定盤５１はエア
パッド５２に対して１０μｍ程度の浮上量でエア浮上し
ている。ロボットハンド８及び駆動ユニット３８は、プ
リアライメントステージ９及び駆動ユニット４１に対し
て、ベース定盤５１を通じて固定されているから、所定
の正確な位置関係を保っている。次に、ハンド駆動ユニ
ット３８によりロボットハンド８が駆動され、プリアラ
イメントステージ９に載置されているウェハ２０を受は
取り、本体側のウェハ受渡し地点の上方の所定の待機位
置ヘウエハを移動し、受り渡しの指令かくるまで待機す
る。上記待機位置で、ウェハ２０及びロボットハンド８
が待機することが、本体側の様々な動作や機能に対して
障害にならないことは当然である。

次°に、本体側からウェハ搬送部に対してウェハ供給の
指令がくると、本体側のベース定盤６から保持部５３等
を通じてエア浮上しているベース定盤５１は、エアパッ
ド５２からのエアをカットされ、エア浮上をとりやめる
。このことにより、ベース定盤５１はエアパッド５２に
対してＺ方向では完全に接地し、ベース定盤５１とエア
パッド５２の摩擦のため、ベース定盤５１とベース定盤
６は支持部５４等を介して一体構造と等価の状態になる
。ここで、不図示の位置検出センサーにより、ベース定
盤５１とベース定盤６の位置関係を測定し一１測定結果
をトップステージ４及びＸＹステージ５にフィードバッ
クし、ロボットハンド８のウェハ受は渡しの標準位置に
対してのズレをトップステージ４及びＸＹステージ５で
補正する。

その後、ハンド駆動ユニット３８によりロボットハント
８が駆動され、ウェハ２０を本体側にあるトップステー
ジ４に受は渡すための動作に入る。

受は渡し終了後、ロボットハンド８は本体側よりすみや
かに退避すると共に、エアバッド５２にエアを供給する
ことにより、ベース定盤５１をエア浮上させる。なお、
露光終了後のウェハ回収及びウェハの連続的な処理につ
いては、上述したベース定ｆｉ５１のエア浮上に関する
点、及び接地時の位置補正等を除けば第２の実施例と同
様である。以上がウェハ搬送の流れである。

ここでベース定盤５１がエア浮上している状態において
は、ベース定盤５１と保持部５３の間には、極低周波の
振動以外は伝達されない。具体的には、一般的なウェハ
用ステッパのプリアライメントステージ及びウェハ供給
用ロボットハンドの重量を、１０μｍ程度エア浮上させ
ることにより、３〜４Ｈｚ以上の振動伝達に対してカッ
トすることができる。トップステージ４及びＸＹステー
ジ５は、３〜４Ｈｚ以下の振動には十分追従できる能力
があるから、ベース定盤５１がエア浮上している状態で
は、ロボットハンド８やプリアライメントステージ９が
どのような振動を発生させても、本体側であるベース定
盤６側の高精度位置合せや露光に影響を与えない。また
、ベース定盤５１が保持部５３側に接地している状態や
、エア浮上から接地、または接地状態からエア浮上とい
う過渡的な状態においては、上に述べた第４の実施例と
同じ事がいえ、やはり装置全体のスルーブツト等の性能
に全く影響を与えない。

この実施例では、ベース定盤５１がエアバッド５２に接
地している状態において、ベース定盤５１とエアバッド
５２の摩擦により、ベース定盤５１とベース定盤６の位
置関係を保つ方法を述べたが、この状態でエアバッド５
２に負圧を供給することにより積極的にロックするよう
にしても良い。ま売、この実施例は、ベース定盤５１が
エアバッド５２に接地している状態で位置補正をおこな
ったが、これに対して第４の実施例でおこなったように
、テーパービンとテーパー穴等を使用して、接地した時
のみベース定盤５１が保持部５３に対して位置決めされ
ると共に、エア浮上時はクリアランスを持っている構成
にすることにより、上記位置補正を不要としても良い。

また、エア浮」二の状態から接地する段階で、まずＸＹ
方向の位置を規制するエアバットへのエアをカットし、
これと同時にベース定盤５１に保持部５３に対してＸＹ
方向の規制をするガイドを押し付けてＸＹ方向における
位置決めを行ない、次にＺ方向の位置を規制するエアバ
ットへのエアをカットすることによりベース定盤５１の
接地時の位置を出すようにして、上記位置補正を不要に
しても良い。

以上述べたように、ウェハ搬送部の一部を、本体側であ
る露光部にエア浮上して取付け、必要に応じてエア浮上
を停止し接地することにより、搬送部の振動等の影響を
受けない高精度でスルーブツトの高い装置となる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明は、ｘＹステージや投影レ
ンズ等の露光本体部からウェハ搬送部の全体を切り１ｌ
ｉｌｌず、ウェハ搬送部の一部を切り聞１し必要な残部
のみ本体部で支持する、ウェハ搬送部の全体を切り離し
必要な一部を必要な時のみ本体部で支持する、またはウ
ェハ搬送部の一部を切り餌し必要な残部のみ本体部でエ
ア浮上して支持することにより、ウェハ搬送部から発生
＝１’る振動を露光本体部に伝達しないようにしている
ので、ウェハ搬送部の高速処理及び露光装置の高精度位
置合せの高速処理を可能にする。換言すれば、スルーブ
ツト向上という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の露光装置の第１の実施例の上面を示す
図、第２図は第１の実施例の側面を示す図、第３図は本
発明の第２の実施例の上面を示す図、第４図は第２の実
施例の側面を示す図、第５図は本発明の第３の実施例の
上面を示す図、第６図は昧発明の第４の実施例の側面を
示す図、第７図は第４の実施例の上面を示す図、第８図
は本発明の第５の実施例の側面を示す図、第９図は第５
の実施例の上面を示す図、第１０図は従来のスチッパの
側面を示ず図、第１１図は従来のスデッパの上面を示す
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被露光基板を載置する基板ステージと、上記基板
ステージに載置されている上記被露光基板に、原版に形
成されているパターンを投影露光するための投影レンズ
と、上記被露光基板を上記ステージに載置した際、上記
被露光基板が所定の状態にアライメントされているよう
に、上記被露光基板をプリアライメントするプリアライ
メントステーションと、上記被露光基板を複数枚収納す
る収納カセットを保持するカセットステーションを有す
る露光装置において、上記カセットステーションから上
記プリアライメントステーションへ上記被露光基板を搬
送する搬送ロボットが、上記基板ステージと上記投影レ
ンズを支持する構造体から分離していることを特徴とす
る露光装置。
（２）上記搬送ロボットは、露光された上記被露光基板
を、上記基板ステージから上記カセットステーションへ
搬送する請求項１記載の露光装置。
（３）被露光基板を載置する基板ステージと、上記基板
ステージに載置されている上記被露光基板に、原版に形
成されているパターンを投影露光するための投影レンズ
と、上記被露光基板を上記ステージに載置した際、上記
被露光基板が所定の状態にアライメントされているよう
に、上記被露光基板をプリアライメントするプリアライ
メントステーションと、上記被露光基板を複数枚収納す
る収納カセットを保持するカセットステーションを有す
る露光装置において、上記プリアライメントステーショ
ンと、上記カセットステーションから上記プリアライメ
ントステーションへ上記被露光基板を搬送する第１搬送
ロボットと、上記プリアライメントステーションから上
記基板ステージへ上記被露光基板を搬送する第２搬送ロ
ボットが、上記基板ステージと上記投影レンズを支持す
る構造体から分離していることを特徴とする露光装置。
（４）被露光基板を載置する基板ステージと、上記基板
ステージに載置されている上記被露光基板に、原版に形
成されているパターンを投影露光するための投影レンズ
と、上記被露光基板を上記ステージに載置した際、上記
被露光基板が所定の状態にアライメントされているよう
に、上記被露光基板をプリアライメントするプリアライ
メントステーションと、上記被露光基板を複数枚収納す
る収納カセットを保持するカセットステーションを有す
る露光装置において、上記プリアライメントステーショ
ンと、上記カセットステーションから上記プリアライメ
ントステーションへ上記被露光基板を搬送する第１搬送
ロボットと、上記プリアライメントステーションから上
記基板ステージへ上記被露光基板を搬送する第２搬送ロ
ボットの少なくとも一つのユニットが、上記基板ステー
ジと上記投影レンズを支持する第１構造体と、上記第１
構造体と分離している第２構造体の一方に選択的に合体
して、上記第１及び第２構造体の一方に支持されること
を特徴とする露光装置。
（５）上記第２搬送ロボットが、上記第１及び第２構造
体の一方に、選択的に合体する請求項４記載の露光装置
。
（６）上記プリアライメントステーションと、上記第２
搬送ロボットが、上記第１及び第２構造体の一方に、選
択的に合体する請求項４記載の露光装置。
（７）上記ユニットの少なくとも一つは、上記第１構造
体に対してエア浮上している状態と、合体している状態
の一方に選択される請求項４記載の露光装置。