JPH07307271A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基板ホルダーに感光基板を載置する前に感光基
板の裏面の基板ホルダーと接触する部分に付着した汚れ
を清掃装置によって除去して、基板ホルダーに感光基板
を載置した時に、感光基板裏面に付着した汚れの影響で
感光基板の平面度が悪化するのを防ぐ装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】基板ホルダーへ搬送する途中に載置された基板
ホルダーの接触部分以外で接触して感光基板を保持する
基板保持手段と、少なくとも感光基板が基板ホルダーと
接触する領域の感光基板裏面の汚れを清掃する清掃手段
を有し、清掃された感光基板を基板ホルダーに載置して
露光することを特徴とする半導体製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子、ディスプ
レイ素子等を製造する半導体製造装置に関し、特にウェ
ハ裏面に付着した異物を自動清掃する機構を備えた露光
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の露光装置では、ウェハをウェハ
ステージ上のウェハホルダーに載置して、マスクのパタ
ーン像をウェハに転写する時、ウェハを平坦な状態で動
かないように保持するために、ウェハホルダー表面の真
空（減圧）吸着溝によりウェハ裏面を吸着保持してい
る。

【０００３】この時、ウェハの裏面に異物（１μｍ程度
の微粒子）が付着した状態でウェハホルダーにウェハを
吸着すると、その異物の影響によりウェハの露光面の平
面度が悪化する。その露光面の平面度の悪化は、ウェハ
上のショット領域の位置ずれ誤差やフォーカス誤差の要
因となり、ＬＳＩ製造工程での歩留まりを悪化させる大
きな要因となっていた。

【０００４】従来はこの異物の付着を無くすため、前行
程においてウェハの裏面洗浄を行ったり、ウェハホルダ
ーとウェハとの接触面積比を６〜７％程度に小さくする
事が行われてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
露光パターンの微細化に伴って、マスクのパターンをウ
ェハ１へ転写させるための光学系の焦点深度はますます
浅くなり、位置ずれ誤差の許容値も小さくなり、従来許
容されていた裏面の異物の大きさが、露光パターンの微
細化に伴って小さくなってきている。

【０００６】また、前工程において裏面洗浄を行なって
も露光装置内のウェハホルダー２上へウェハ１を搬送す
る途中において、搬送装置の保持アーム等とウェハ１の
裏面の接触によって発塵し、その異物が付着する可能性
もある。ここで、図６を使用して、従来の露光装置にお
けるウェハ裏面の接触領域と異物付着の影響について説
明する。図６（ａ）は従来のウェハホルダー２のウェハ
１との接触面形状を表している。ウェハホルダー２とウ
ェハ１との接触形状は複数の環状形状をした領域であ
り、図では接触領域５２〜５７の実線上の領域において
ウェハ１と接触する。そして、接触領域５２と接触領域
５３の間、接触領域５４と接触領域５５の間、接触領域
５６と接触領域５７の間のそれぞれの領域で真空吸着さ
れ、その他の領域では真空吸着はしないがウェハ１とウ
ェハホルダー２接触面積を小さくするために溝が形成さ
れている。このとき、このウェハ１とウェハホルダー２
が接触する領域に異物が付着していた場合（例えば図６
（ｂ）の異物５８のように）、ウェハ１とウェハホルダ
ー２の間に異物が挟まり、その異物の影響でウェハ１の
平面度が悪化してしまう。ウェハ１とウェハホルダー２
が接触しない領域に異物が付着していた場合（例えば図
６（ｂ）の異物５９のように）は、ウェハ１の平面度に
影響はない。

【０００７】そこで本発明は、ウェハ裏面のウェハホル
ダー２に接触する領域に付着した異物を清掃して、ウェ
ハ１の平面度に与える影響を軽減する装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するため手段】本発明は、感光基板（ウェ
ハ１）の裏面のほぼ全体を吸着保持するためにウェハの
裏面の局所領域と接触する突出部を持つ基板ホルダー
（ウェハホルダー２）と、ウェハの保管部からウェハを
取り出し、ウェハの裏面の一部分を吸着保持してウェハ
ホルダーへ搬送する手段とを備えて、ウェハホルダーに
ウェハを吸着保持してウェハを露光する装置に適用され
る。そして、ウェハの保管部からウェハホルダーへウェ
ハを搬送する途中に設置され、ウェハホルダーとウェハ
の裏面との接触部分以外の領域でウェハを保持する基板
保持手段（ウェハ吸着部２０、２１）と、このウェハ吸
着部によって保持され、少なくともウェハホルダーと接
触するウェハの裏面の局所領域を清掃する清掃手段（清
掃部２３〜３４）とを設け、清掃されたウェハをウェハ
ホルダー上に吸着保持して露光するように構成した。

【０００９】ここでウェハ吸着部はウェハの裏面を少な
くとも１つ以上の環状領域で接触保持し、清掃部は保持
されたウェハの裏面のウェハ吸着部の接触領域以外の領
域で接触して、ウェハ吸着部と清掃部とが相対的にウェ
ハの中心を回転軸として回転する事により清掃するよう
に構成してもよい。さらに、ウェハ保管部からウェハホ
ルダーへウェハを搬送する途中に、ウェハの中心付近で
ウェハを保持し、ウェハの中心を回転軸としてウェハを
回転させ、ウェハの切り欠き位置を検出し、切り欠きを
所定の位置に位置決めする切り欠き検出手段（プリアラ
イメント部）を備える。清掃部は、このプリアライメン
ト部の回転軸のまわりに設けられ、プリアライメント部
のウェハ保持部と清掃部とが相対的にウェハの中心を回
転軸として回転するように構成した露光装置であっても
よい。

【００１０】

【作用】本発明に於いては、ウェハホルダー上にウェハ
を搭載する前に、ウェハの裏面のうち少なくともウェハ
ホルダーと接触する領域の清掃を行う。この清掃は、ウ
ェハを保持した状態で清掃部をウェハに接触させて、ウ
ェハと清掃部とを相対的に回転させることにより行う
が、ウェハの切り欠き位置を検出する手段のウェハを回
転する機構を利用して行なってもよい。このため、ウェ
ハ搬送中等に発生したゴミを除去することができ、露光
時にゴミによる誤差を発生させることがなくなり、歩留
まりが向上する。

【００１１】

【実施例】図１に本発明の実施例における概要を示す。
図１は、ウェハを搬送してウェハ裏面の清掃を行いウェ
ハステージ上のウェハホルダーへウェハを搬送する装置
の構成を示している。横スライダーアーム１１によって
不図示のウェハ保管部から搬送されたウェハ１は、ウェ
ハ１の切り欠きを検出してウェハ１の向きをそろえるウ
ェハプリアライメント部のウェハ回転機構１３へ受け渡
しアーム１２によって受け渡される。そして、不図示で
あるウェハ中心出し機構により、ウェハの中心とウェハ
回転機構１３の中心を一致させて、ウェハ回転機構１３
により吸着されたウェハ１を回転させ不図示であるＯＦ
検出センサーによりウェハ１の切り欠き部を検出する。
切り欠き部検出後、ウェハ１は切り欠き部を一定方向に
向けられ、再び受け渡しアーム１２によってウェハ１を
ウェハステージ３上のウェハホルダー２まで搬送するウ
ェハ搬入出アーム１４に受け渡される。ウェハ搬入出ア
ーム１４に受け渡されたウェハ１は、ウェハホルダー２
へ搬送する途中に設けられたウェハ清掃装置１５へ受け
渡され、ウェハ裏面の清掃を行い、再びウェハ搬入出ア
ーム１４へ受け渡されて、ウェハホルダー２へ転送され
る。ウェハホルダー２の中心部にはウェハの受け渡しを
行うために上下動を行うセンターアップ１６が設けら
れ、これによってウェハ１はウェハホルダー２との間で
受け渡される。このウェハホルダー２上には不図示では
あるが、載置されたウェハ１にマスクのパターン等を露
光するための露光装置が設置されている。

【００１２】そして、本実施例では図１中のウェハプリ
アライメント部とウェハホルダー２の間にウェハ清掃装
置１５が配置される。また、ウェハ１は、横スライダー
アーム１１では横スライダーアーム吸着部１７ａ、１７
ｂ、受け渡しアーム１２では受け渡しアーム吸着部１８
ａ〜１８ｃ、ウェハ搬入出アーム１４ではウェハ搬入出
アーム吸着部１９ａ〜１９ｃのそれぞれで接触し吸着さ
れている。

【００１３】次に、ウェハ清掃装置１５の構成について
図２を使用して説明する。ウェハ清掃装置１５は、ウェ
ハ１を吸着保持するウェハ吸着部２０、２１と上下動可
能な清掃部２３〜３４とウェハ搬入出アーム１４からウ
ェハ吸着部２０、２１へ受け渡しを行う受渡機構２２と
で構成されている。受渡機構２２はウェハ清掃装置１５
の中心部に配置され、この受渡機構２２は上下駆動装置
４７により上下動を行う。そして、ウェハ吸着部２０、
２１にウェハ１が真空吸着され、上下動可能な清掃部２
３〜３４がウェハ１に接触し、この清掃部２３〜３４が
９０°回転することによりウェハ裏面の清掃が行われ
る。この清掃部の上下駆動と回転動作は、清掃部駆動装
置４８により行われる。なお清掃部２３〜３４は砥石又
は無塵布で構成されていて、この清掃部２３〜３４は、
回転軸５１にバネ５０で接合されており、適当な圧力で
均一にウェハ裏面に接触することができる構成になって
いる。ウェハ吸着部２０、２１の真空吸着、受渡機構２
２の上下駆動、清掃部２３〜３４の上下駆動および回転
駆動の制御はウェハ裏面清掃制御装置４９によって行わ
れる。

【００１４】さらに、本実施例におけるウェハホルダー
２の接触面形状について図３を使用して説明する。ウェ
ハホルダー２の接触面３５〜４６の形状は、環状形状を
４つの部分で切断した形状を複数持ち、それぞれの接触
面３５〜４６で囲まれた部分で真空吸着される。この接
触面形状は、清掃時に回転開始位置と回転停止位置で異
物の付着が考えられるため、ウェハホルダー２に載置し
た時にこの異物がウェハホルダー２とウェハ１の間に挟
まることがないような形状になっている。また、接触面
がウェハ清掃装置１５が清掃された領域になるように考
慮された形になっている。

【００１５】次に、このウェハ清掃装置１５の清掃の動
作についてさらに詳しく述べる。ウェハ搬入出アーム１
４によってプリアライメント部から搬送されたウェハ１
が、ウェハ清掃装置１５上で停止し、受渡機構２２が上
下駆動装置４７により上昇してウェハ１が受渡機構２２
に受け渡される。ウェハ搬入出アーム１４がプリアライ
メント部方向へ待避した後、受渡機構２２が下降してウ
ェハ吸着部２０、２１に載置され、ウェハ１の真空吸着
が行われ、ウェハ１が固定される。この後、清掃部２３
〜３４が上昇し、ウェハ１の裏面に接触し、９０°回転
する。この事によってウェハ裏面の少なくともウェハホ
ルダーと接触する領域の異物は除去される。清掃動作
後、清掃部２３〜３４が下降し、受渡機構２２が上昇し
てウェハ搬入出アーム１４へ受け渡され、ウェハ搬入出
アーム１４はウェハホルダー２の上部へ移動する。その
後、センターアップ１６が上昇してウェハ１を受け取
り、ウェハ搬入出アーム１４がプリアライメント部方向
へ待避した後に、センターアップ１６が下降してウェハ
１がウェハホルダー上に載置され、真空吸着が行われ、
ウェハ１が固定され、露光動作が開始される。

【００１６】図４は、ウェハ１とウェハ清掃装置１５の
接触領域と、ウェハ１とウェハホルダー２の接触領域の
関係を断面図で表した図である。この図で示しているよ
うに、ウェハ清掃装置１５はウェハ１の裏面のうちウェ
ハホルダー２上で接触する領域の清掃を行なっているこ
とがわかる。この領域以外でウェハの裏面に異物が付着
していても図６（ｂ）の異物５９のようにウェハの平面
度に影響を与えない。

【００１７】ウェハ清掃装置１５からウェハホルダー２
へウェハ１を搬送する時のウェハ搬入出アーム１４とウ
ェハ１との接触領域は、ウェハホルダー２とウェハ１と
の接触領域と異なるように設定する。これは、ウェハ搬
入出アーム１４とウェハ１との接触領域での発塵が、ウ
ェハ１をウェハホルダー２に載置した時にウェハ１の平
面度に悪影響を与えないようにするものである。

【００１８】そして、ウェハ清掃装置１５からウェハホ
ルダー２へ搬送中に位置ずれが生じてもウェハ１がウェ
ハホルダー２に載置された時にウェハ１とウェハホルダ
ー２の接触領域が清掃を行なった領域であるように余裕
を持たせておく。次に本発明における第２の実施例につ
いて説明する。本実施例におけるウェハ清掃装置１５は
図５に示すようにプリアライメント部に設けられてい
る。この場合、図２における受渡機構２２が図１におけ
るウェハ回転機構１３となり、横スライダーアーム１１
やウェハ搬入出アーム１４との受け渡しは受け渡しアー
ム１２によって行われる。ただし、受け渡しアーム１２
はウェハ清掃装置１５の動作に支障が出るため、ウェハ
清掃装置１５の動作に支障が出ないようにウェハ搬入出
アーム１４の動作方向に待避が可能なようにしておく。

【００１９】本実施例における清掃を行う動作は以下の
ようになる。横スライダーアーム１１から受け渡しアー
ム１２へウェハ１は受け渡され、ウェハ回転機構へ載置
される。このとき、受け渡しアーム１２はウェハ搬入出
アーム１４の動作方向へ待避する。そして、ウェハの中
心出しを行なってから、ウェハを回転させてウェハ１の
切り欠き部の検出を行う。このあと、ウェハ吸着部２
０、２１が上昇してウェハ１を真空吸着し、固定し、さ
らに清掃部２３〜３４が上昇し、ウェハ１に接触し、９
０°回転してウェハ１の裏面の清掃を行う。清掃動作
後、清掃部２３〜３４とウェハ吸着部２０、２１が下降
し、再び受け渡しアーム１２がウェハ１の下部に挿入さ
れて、ウェハ１がこの受け渡しアーム１２によってウェ
ハ搬入出アーム１４に受け渡され、ウェハホルダー２へ
搬送される。

【００２０】この第２実施例の場合も第１の実施例と同
様に、ウェハ清掃装置１５の清掃領域はウェハ１の裏面
がウェハホルダー２に接触する領域にたいして十分に大
きくなるように余裕を待たせなければならない。また、
ウェハ搬入出アーム１４がウェハ１の裏面で接触する領
域で発塵が生じてもウェハ１をウェハホルダー２に載置
したときに、発塵の影響を受けないようにウェハ搬入出
アーム１４のウェハ１との接触領域を定めておくことも
第１の実施例と同様である。

【００２１】以上、第１、第２実施例において清掃部２
３〜３４を回転させることによって清掃動作を行なって
きたが、清掃部２３〜３４を固定してウェハ１を回転し
てウェハ１の裏面の清掃をするようにしてもよい。次に
本発明における第３の実施例について説明する。本実施
例に於いても、第２実施例と同様にウェハ清掃装置１５
はプリアライメント部に設けられている。このウェハ清
掃装置１５の構成は、第２実施例にたいしてウェハ吸着
部２０、２１が省かれ、ウェハ清掃動作時においてウェ
ハ１を吸着する機能はウェハ回転機構１３のウェハ吸着
により行われる。また、清掃部２３〜３４は回転するこ
となく固定され、ウェハ回転機構１３の回転中に清掃部
２３〜３４がウェハ１の裏面に接触することによって清
掃される機構となっている。

【００２２】本実施例におけるウェハ清掃装置１５の動
作について説明する。受け渡しアーム１２からウェハ１
がウェハ回転機構１３に受け渡されて、真空吸着され、
受け渡しアーム１２はウェハ搬入出アーム１４の動作方
向へ待避する。その後、清掃部２３〜３４が上昇して、
ウェハ１の裏面に接触し、ウェハ１は切り欠きを部を検
出するためにウェハ回転機構１３によって回転を始め
る。この回転中、清掃部２３〜３４はウェハ１の裏面に
接触しているため、ウェハ１の切り欠き部の検出と同時
にウェハ１の裏面の清掃を行うことができる。ウェハ１
裏面の清掃とウェハ１の切り欠き部検出が終了し切り欠
き位置を所定の位置に設定した後、ウェハ１は受け渡し
アーム１２とウェハ搬入出アーム１４によりウェハホル
ダー２へ搬送される。

【００２３】この場合、ウェハ１を回転させて、ウェハ
１の切り欠き位置を検出しウェハ１の切り欠き位置を所
定の位置に停止させるため、この停止位置において清掃
部２３〜３４側に付着していた異物がウェハ１の裏面に
再付着する可能性がある。この異物の再付着の影響によ
ってウェハ１をウェハホルダー２に載置した時に、ウェ
ハ裏面とホルダー接触面との間に異物を挟み込まないよ
うに、ウェハの回転が停止した時の清掃部２３〜３４の
位置とウェハホルダー２の接触領域の位置との関係を設
定しておくことが望ましい。

【００２４】以上３つの実施例において、清掃は砥石も
しくは無塵布を使用してウェハ１の裏面に接触して行な
っているが、エアシャワーによってウェハ１の裏面の異
物を吹き飛ばす方法や、静電気によってウェハ裏面に付
着した異物を吸着する方法も考えられる。あるいはウェ
ハ裏面を接触により清掃する方式と、クリーンエアーの
シャワーによる清掃とを適宜組み合わせてもよい。

【００２５】また、これら３つの実施例において、ウェ
ハホルダー２の表面を清掃するウェハホルダー清掃装置
を設け、ウェハホルダー２上に付着した異物を清掃する
ことにより、ウェハの平面度をより一層向上することも
可能となる。この装置は、ウェハホルダー２上方から待
避可能な構造とされ、ウェハホルダー２表面との接触部
は砥石又は無塵布等の清掃工具が設けられている。この
ウェハホルダー清掃装置は、予め設定された枚数、もし
くはロット内の全ウェハの露光が終了する毎にウェハホ
ルダー２の清掃を行うように動作をさせる。

【００２６】また、角形のガラスプレート表面にレジス
ト層を塗布し、それにレチクルのマークターンを露光し
て液晶表示素子等を製造する露光装置にも同様に適用で
き、その場合、ガラスプレートの裏面を清掃するように
することも考えられる。なお、本発明は上述実施例に限
定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を
取り得ることは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、感光基板
を基板ホルダーに載置する前に清掃手段を設けて感光基
板の裏面の清掃するので、感光基板が基板ホルダーに載
置した時に異物の影響により感光基板の平面度に影響を
与えることはなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における露光装置の構成
を示す図である。

【図２】本発明の実施例による清掃部の構成を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施例に好適なウェハホルダーの形状
を示す図である。

【図４】本発明の実施例における清掃部のウェハ接触領
域とウェハホルダーのウェハ接触領域との関係を示す図
である。

【図５】本発明の第２、第３の実施例における露光装置
の構成を示す図である。

【図６】（ａ）従来技術におけるウェハホルダー形状を
示した図である。（ｂ）ウェハホルダーにウェハを載置
した時の異物の影響を表した図である。

【符号の説明】

１ ウェハ ２ ウェハホルダー ３ ウェハステージ １１ 横スライダーアーム １２ 受け渡しアーム １３ ウェハ回転機構 １４ ウェハ搬入出アーム １５ ウェハ清掃装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光基板の裏面のほぼ全体を吸着保持す
   るために該感光基板の裏面の局所領域と接触する突出部
   を持つ基板ホルダーと、 所定の基板保管部から前記感光基板を取り出し、前記感
   光基板の裏面の一部分を吸着保持して前記基板ホルダー
   へ搬送する基板搬送手段とを備え、 前記基板ホルダーに前記感光基板を吸着保持して前記感
   光基板を露光する装置において、 前記所定の基板保管部から前記基板ホルダーへ前記感光
   基板を搬送する途中に設置され、前記基板ホルダーと前
   記感光基板の裏面との接触部分以外の前記感光基板の裏
   面領域で前記感光基板を保持する基板保持手段と、 前記基板保持手段によって保持され、少なくとも前記基
   板ホルダーと接触する前記感光基板の裏面の局所領域の
   汚れを清掃する清掃手段とを有し、 清掃された前記感光基板を前記基板ホルダー上に吸着保
   持して露光する事を特徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】 前記基板保持手段は前記感光基板の裏面
   を少なくとも１つ以上の環状領域で接触保持し、 前記基板保持手段と前記清掃手段とが相対的に前記感光
   基板の中心を回転軸として回転する事により異物を清掃
   する事を特徴とする請求項第１項に記載の半導体製造装
   置。
3. 【請求項３】 前記基板保管部から前記基板ホルダーへ
   前記感光基板を搬送する途中に、前記感光基板の中心付
   近で前記感光基板を保持し、前記感光基板の中心を回転
   軸として前記感光基板を回転させ、前記感光基板の切り
   欠き位置を検出する切り欠き検出手段を備え、 前記清掃手段は、前記切り欠き検出手段の回転軸のまわ
   りに設けられ、前記切り欠き検出手段と前記清掃手段と
   が相対的に前記感光基板の中心を回転軸として回転する
   事を特徴とする請求項第１項に記載の半導体製造装置。
4. 【請求項４】 前記基板保持手段は、前記切り欠き検出
   手段の基板保持部と同一であることを特徴とする請求項
   第３項に記載の半導体製造装置。