JPH08321458A

JPH08321458A - 清掃装置

Info

Publication number: JPH08321458A
Application number: JP7152221A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Miyai; 恒夫宮井; Yuji Imai; 裕二今井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】スループットを低下させることなく、基板保
持部材の清掃を長期間に渡って確実に行なう。【構成】Ｘステージ３８が所定位置へ移動され、搬送
系によって砥石が搬送されホルダ４０上に受け渡される
と、垂直駆動手段７８では係合部材９４をホルダ４０上
の砥石に向けて下方に駆動する。係合部材９４が砥石に
係合した状態で回転駆動手段では係合部材９４と一体的
に砥石をホルダ４０上で回転駆動する。これにより、ホ
ルダ４０が砥石により強力に清掃される。この際、Ｘス
テージ３８を所定範囲内で２次元方向に移動させる。清
掃終了後、係合部材９４が砥石から離脱されると、垂直
駆動手段７８では係合部材を上方に駆動し、搬送系によ
ってホルダ４０上の砥石がホルダ４０外へ搬送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、清掃装置に係り、さら
に詳しくは、半導体素子等をフォトリソグラフィ工程で
製造する際に使用される、マスクのパターンを感光基板
上に転写する露光装置に用いられる基板保持部材（ホル
ダ）の清掃装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、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、種々の
露光装置が使用されているが、現在では、フォトマスク
又はレチクルのパターンを表面にフォトレジスト等の感
光剤が塗布された基板、例えばウエハ上に投影光学系を
介して転写する露光装置が一般的に使用されている。か
かる従来の露光装置ではウエハを平坦な状態で固定する
ために、ウエハステージ上に取り付けられたウエハホル
ダによってウエハを吸着して保持していた。

【０００３】しかしながら、ウエハを保持するウエハホ
ルダとウエハとの間に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、ウエハ
の各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等を製造する際の歩留りを悪化させる
大きな要因となっていた。そのため、従来は一般に一定
間隔で装置を停止して露光作業を中断し、ウエハホルダ
を作業者の手が届く位置に移動させて、砥石や無塵布を
用いて作業者が手作業にてウエハホルダ全体を拭いてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように作業者がマニュアル（手作業）でウエハホルダの
清掃を行うのでは、ウエハホルダ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、実際の露光を行
える時間が短縮されてスループットが低下するという不
都合があった。また、露光を行える時間を長くするため
に、ウエハホルダの清掃頻度を一日に１回程度にした場
合には、ウエハホルダ上に異物が吸着されたままウエハ
への露光が行われる確率が高くなり、半導体素子等の歩
留まりが悪化するおそれがあった。更には、作業者がマ
ニュアルで清掃を行うため、作業者の習熟度の差による
清掃具合の差も発生して、特定の作業者のみしか作業を
行うことができない等の不具合も発生していた。

【０００５】ところで、近年の半導体製造工場では、ク
リーン度がクラス１０〜１００以下の精度で、加えて無
人化が進められている。これは、ますます精密化、微細
化する半導体製造工程においては、ますます高精度なア
ライメント及びオートフォーカス技術が要求されるよう
になり、ウエハ裏面に存在する異物によってウエハ自身
が変形し、このため、アライメント結果に誤差をもたら
したり、露光に支障をもたらす等の不具合が発生し、ゴ
ミ等の異物の存在が製品の歩留りに大きく影響するよう
にあってきたからである。異物の発生原因としては人間
に関係するものが大きな割合を占めており、例えば作業
者からの新たな発塵がウエハホルダに付着する２次的な
発塵も問題となってきた。

【０００６】かかる傾向の中で、ウエハホルダ上の異物
を取り除く作業を作業者が行うことは、この傾向から遅
れたものであるばかりか、作業を行うことで、却ってク
リーン度を悪化させているおそれもある。

【０００７】かかる問題点を改善すべく、近年になって
ウエハホルダの自動清掃機構が種々提案されている（特
開平５−８２４１１号公報等参照）。

【０００８】しかしながら、ウエハ裏面とウエハホルダ
との間の異物は簡単に落ちるものもあるが、ウエハホル
ダにこびりついて離れないものがあり、従来の自動清掃
機構では必ずしも異物を十分に除去することができなか
った。また、クリーニング部材として砥石等を用いるこ
とも考えられるが、かかる場合には砥石等がすり減った
場合には清掃効果が低下すると共に砥石の取り替え等の
ために必然的に装置を停止させなければならないという
不都合があった。

【０００９】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、スループ
ットを低下させることなく、基板保持部材の清掃を長期
間に渡って確実に行なうことができる清掃装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【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が転写される感光基板を吸
着保持する基板保持部材と、当該基板保持部材を保持し
て基準平面内を２次元方向に移動する基板ステージとを
備えた露光装置に設けられ、前記基板保持部材の清掃を
行なうための清掃装置であって、清掃用の砥石を搬送す
ると共に前記基板保持部材に対して前記砥石の受け渡し
を行なう搬送系と；前記基板保持部材上の前記砥石に着
脱自在に係合する係合部材と；前記係合部材が前記砥石
に係合した状態で前記係合部材と一体的に前記砥石を前
記基板保持部材上で回転駆動する回転駆動手段と；前記
係合部材と前記回転駆動手段とを前記基板ステージの移
動面に直交する第１方向に沿って駆動する垂直駆動手段
とを有する。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の清
掃装置において、前記係合部材と前記回転駆動手段とを
前記第１方向に直交する第２方向に沿って駆動すること
により前記基板ステージに接近又は離間させる水平駆動
手段を更に有する。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の清掃装置において、前記基板保持部材上に吸着保持
された基板の表面の凹凸又は傾斜の状態を計測する表面
状態計測手段を更に有することを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載の清掃装置において、前記砥石の前記
基板保持部材との接触面と反対側の面に前記係合部材が
回転することにより係合可能な特殊形状の溝が設けられ
ていることを特徴とする。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
のいずれかに記載の清掃装置において、前記砥石は前記
基板保持部材との接触面が多孔質部材により形成されて
いることを特徴とする。

【００１５】ここで、多孔質部材として、具体的には、
Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）、白セラミックス、アルカンサス
ストーン、ＴiＯ₂、ＺrＯ₂、ルビー、アルテック等が挙
げられる。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明によれば、基板ステージが
所定位置へ移動され、搬送系によって清掃用の砥石が搬
送され基板保持部材上に受け渡されると、垂直駆動手段
では係合部材と回転駆動手段とを基板ステージの移動面
に直交する第１方向に沿って砥石に向けて駆動する。そ
して、係合部材が基板保持部材上の砥石に係合すると、
回転駆動手段では係合部材と一体的に砥石を基板保持部
材上で回転駆動する。これにより、基板保持部材が砥石
により強力に清掃される。なお、この場合において、基
板ステージを所定範囲内で２次元方向に移動させつつ砥
石を基板保持部材上で回転させてもよく、かかる場合に
は、基板保持部材の全面が一度に一層強力に清掃され
る。

【００１７】清掃終了後、係合部材が砥石から離脱され
ると、垂直駆動手段では係合部材と回転駆動手段とを第
１方向に沿って前と反対方向に駆動し、搬送系によって
基板保持部材上の砥石が基板保持部材外へ搬送される。

【００１８】請求項２記載の発明によれば、水平駆動手
段によって係合部材と回転駆動手段とを第１方向に直交
する第２方向に沿って駆動することにより基板ステージ
に接近又は離間させることができるので、係合部材を離
れた位置に配置しておいても請求項１記載の発明と同様
の砥石による基板保持部材の清掃が可能になるとともに
清掃終了後に係合部材を基板ステージから離れた位置に
退避させることができる。

【００１９】請求項３記載の発明によれば、基板保持部
材の清掃後、搬送系によって基板保持部材上の砥石が基
板保持部材外へ搬送された後、基板保持部材上に吸着保
持された基板の表面の凹凸又は傾斜の状態を表面状態計
測手段によって計測することにより、保持部材表面の清
掃状況（異物の除去状況）を確認することが可能とな
り、この結果に応じて自動的に繰り返し清掃を行なうこ
と等が可能になる。

【００２０】請求項４記載の発明によれば、垂直駆動手
段によって回転駆動手段と共に係合部材が第１方向に沿
って駆動された際に、回転駆動手段によって係合部材を
回転させることにより砥石の特殊形状の溝に係合材部材
が係合し、清掃終了後に回転駆動手段によって係合部材
を反対方向に回転させることによって砥石の特殊形状の
溝と係合部材との係合が解除される。垂直駆動手段によ
って第１方向に沿って反対方向（前述の駆動方向と反対
方向）に駆動することでも、係合部材と溝との係合が解
除される。

【００２１】請求項５記載の発明によれば、砥石の基板
保持部材との接触面が多孔質部材により形成されている
ことから、砥石の回転により基板保持部材上から除去さ
れたゴミ等の異物が砥石の表面に形成された多数の孔に
取り込まれるようになる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図８に
基づいて説明する。図１ないし図２には、本発明に係る
清掃装置が適用された一実施例の露光装置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。

【００２３】この露光装置１０は、防塵のためのチャン
バ１２を備え、このチャンバ１２内は、温度と湿度が一
定に保たれている。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、このチャンバ１２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。なお、このチャンバ１２は、図示しない
別のチャンバで覆われている。

【００２４】チャンバ１２の内部には、露光光の照射光
学系１４、投影光学系１６及びＸＹステージ装置１８等
が収容されている。

【００２５】照射光学系１４は、超高圧水銀ランプ、エ
キシマレーザ（ＫｒＦ、ＡｒＦ）、ＹＡＧレーザ等を含
む光源２０と、この光源２０から出射される露光光（例
えば、ｇ線又はｉ線、エキシマ光（波長２４８ｎｍ：Ｋ
ｒＦ、１９３ｎｍ：ＡｒＦ）、ＹＡＧレーザの高調波
（波長２００ｎｍ以下）等）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２２と、折曲
げミラー２４とを有している。

【００２６】折曲げミラー２４は、投影光学系１６の鉛
直上方（光軸方向上方）で光源２０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２４
と投影光学系１６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２６が配置されて
いる。このレチクル２６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２８上に保
持されている。レチクル２６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。

【００２７】一方、投影光学系１６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３
０が、その表面が投影光学系１６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１８上に保持されている。

【００２８】このため、光源２０から出射された露光光
が照明光学系２２を通ってレチクル２６に照射される
と、この露光光がレチクル２６上のパターン領域ＰＡを
透過して投影光学系１６に入射し、投影光学系１６の倍
率分縮小されたパターンの像がウエハ３０上に形成され
る。

【００２９】次に、ＸＹステージ装置１８について説明
する。このＸＹステージ装置１８は、架台３２上に固定
されたベース３４と、このベース３４上を図１の左右方
向（Ｙ軸方向）に移動可能なＹステージ３６と、このＹ
ステージ３６上を図１の紙面直交方向（Ｘ軸方向）に移
動可能な基板ステージとしてのＸステージ３８とを備え
ている。このＸステージ３８上には、基板保持部材とし
ての段付き円板状のウエハホルダ（以下、「ホルダ」と
いう）４０が図示しない真空吸着手段、例えばバキュー
ム・チャックを介して吸着されている。Ｘステージ３８
上にはホルダ４０を貫通した状態で上下動する３本のピ
ンとこれらのピンを駆動する駆動機構（いずれも図示省
略）とから成るウエハ上下動機構４２（図６参照）が設
けられている。ホルダ４０上には、バキューム・チャッ
ク４４（図６参照）によってウエハ３０が吸着されてい
る。

【００３０】前記投影光学系１６の両脇には、投影光学
系１６の露光フィールド内にウエハ３０が位置したと
き、ウエハ３０の表面のＺ方向（光軸ＡＸ方向）の位置
を検出するための斜入射方式の焦点検出系４６（図６参
照）を構成する照射光学系４８と集光光学系５０とが、
投影光学系１６の光軸に関して対称に配置されている。
照射光学系４８がウエハ３０の表面に斜めに結像光束を
投射すると、集光光学系５０ではその光束の反射光を受
光して光電検出し、ウエハ３０の表面の高さ位置（フォ
ーカス位置）又は投影光学系の結像面からのずれ量に応
じた焦点信号を出力するようになっている。この焦点検
出系４６は、例えば特開昭５６−４２２０５号公報や特
開昭６０−１６８１１２号公報に開示されているものと
同等であり、本実施例では、この焦点検出系４６によっ
て表面状態計測手段が構成されている。

【００３１】チャンバ１２内には、この他、アライメン
ト光源５２、ハーフミラー５４、ミラー５６、及びアラ
イメント顕微鏡５８等からなるウエハ３０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６０や、Ｘステージ３８の位置測定用の干渉計シ
ステム６２（図１では図示省略、図６参照）等も設置さ
れている。

【００３２】前記チャンバ１２の図１及び図２における
左側の側壁には、当該側壁を貫通した状態でＹ方向に延
びるＹガイド６４が設けられている。このＹガイド６４
には当該Ｙガイド６４に沿って移動可能でかつＸ方向に
は所定距離範囲で移動可能に構成されたウエハ搬送アー
ム（以下、「搬送アーム」という）６６が取り付けられ
ている。この搬送アーム６６は、ウエハを吸着するため
の吸着手段６８（図６参照）が設けられている。本実施
例では、このＹガイド６４と搬送アーム６６と前述した
ウエハ上下動機構４２とによってウエハ搬送系が構成さ
れ、このウエハ搬送系が後述する砥石の搬送系をも兼ね
ている。

【００３３】チャンバ１２の図１及び図２における左側
の側壁には、Ｙガイド６４及び搬送アーム６６に対応す
る大きさの開口のみが形成されている。また、この左側
の側壁には、図１及び図２に示されるようにＨＥＰＡフ
ィルタ（high efficiency particulate air-filter）７
０が設置され、ＨＥＰＡフィルタ７０を介して流入した
清浄な空気が投影光学系１６側に向かって流れるように
なっている。

【００３４】更に、本実施例では、架台３２上のベース
３４の図１における右側（ＨＥＰＡフィルタ７０と反対
側）には、砥石の駆動装置７２が設置されている。この
駆動装置７２は、図３に拡大して示されるように、本体
部７４と、水平駆動手段としての水平方向駆動系７６
と、垂直駆動手段としての垂直方向駆動系７８とを備え
ている。

【００３５】これをさらに詳述すると、本体部７４は、
箱型とされ、その内部には、図示しないモータ制御系８
０（図６参照）が収納されている。本体部７４の図１及
び図３における紙面手前側には、同じく箱型の第１モー
タ収納部８２が設けられており、この第１モータ収納部
８２内に収納された第１モータ（図示省略）と当該第１
モータによって回転駆動される第１の送りねじ８４とに
よって水平方向駆動系７６が構成されている。また、第
１の送りねじ８４の先端には、第１の送りねじ８４の回
転によってＹ方向（図１〜図３における左右方向）に移
動する第２モータ収納部８６が取り付けられており、こ
の第２モータ収納部８６内には第２の送りねじ８８を駆
動する第２モータ（図示省略）が収納されており、この
第２モータと第２の送りねじ８８とによって垂直方向駆
動系７８が構成されている。

【００３６】第１モータ収納部８２内には、第２モータ
収納部８６が図１ないし図３における左側に所定量以上
飛び出さないように、第１の送りねじ８４の駆動量を制
限するためのフォトセンサ等から成る電気的リミットス
イッチと、この電気的リミットスイッチによる制限が機
能しなかった場合に強制的に送りねじ８４の駆動を停止
するメカ的リミット手段としてのストッパが設けられ、
これらによって第１モータの暴走対策が行なわれてい
る。第２モータ収納部８６内にも同様の第２モータの暴
走防止のための各種リミット手段が設けられている。

【００３７】第２の送りねじ８８の先端（下端）には、
シャフト９２及びこのシャフト９２の先端に一体的に設
けられた係合部材としての係合アーム９４を回転させる
回転駆動手段９０が設けられている。この回転駆動手段
は、シャフト９２を回転させる第３モータ（図示省略）
を有している。

【００３８】係合アーム９４は、シャフト９２の先端
（下端）に水平方向に向けて固着されたアーム部９４Ａ
と、このアーム部９４Ａの両端に垂直下方に向けて設け
られた一対の爪部９４Ｂとから成る。爪部９４Ｂは、本
実施例では断面円形状とされているが、断面矩形その他
の形状であってもよい。

【００３９】駆動装置７２は、このようにして構成さ
れ、後述するようにして係合アーム９４の爪部９４Ｂが
砥石９６に係合されると、回転駆動手段９０により係合
アーム９４と一体的に砥石９６をホルダ４０上で回転さ
せるようになっている。

【００４０】次に、ホルダ清掃用の砥石について図４に
基づいて説明する。図４（Ａ）には、砥石９６の平面図
が示され、同図（Ｂ）には底面図が示され、同図（Ｃ）
には、（Ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図が示されている。

【００４１】砥石９６は、多孔質部材（例えば、アルミ
ナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、白セラミックス、アルカンサスストー
ン、ＴiＯ₂、ＺrＯ₂、ルビー、アルテック等）により形
成され、全体的な形状は、円板を一部直線上に切り欠い
たようなオリエンテーションフラット付きウエハと同様
の形状とされている。砥石９６の大きさは、ホルダ４０
の７〜８割程度の大きさとなっており、前述したウエハ
搬送系によって搬送可能になっている。砥石９６の底面
（ホルダ４０に接触する側の面）には、図４（Ｂ）に示
されるように、ホルダ４０と同様の複数本の同心円状の
溝９６Ａが形成されている。また、この砥石９６の上面
（ホルダ４０に接触する側と反対側の面）には、図４
（Ａ）に示されるように、砥石９６の中心に関して点対
称な一対の凹溝９６Ｂが形成されている。各凹溝９６Ｂ
は、反時計回りに進むにつれて半径方向の開口幅が狭く
なるような形状とされている。これは、図５（Ａ）に矢
印Ａで示されるように、係合アーム９４を上方から降ろ
していき、凹溝９６Ｂの前記開口幅が広い部分に爪部９
４Ｂの先端が挿入された状態で係合アームを軸Ｂを中心
にθ₁方向に回転させることにより、爪部９４Ｂが凹溝
９６Ｂの開口幅が狭い部分に嵌合して係合アーム９４と
砥石９６とが容易に係合し、矢印θ₁方向と反対方向に
係合アーム９４を回転させれば、係合アーム９４と砥石
９６との係合が解除されるようにするためである。な
お、係合アーム９４を上昇させることでも、係合アーム
９４と砥石９６（凹溝９６Ｂ）との係合が解除される。

【００４２】次に、露光装置１０を構成するホルダの清
掃に関連する制御系について説明する。この制御系は、
図６に示されるように、ミニコンピュータ又はマイクロ
コンピュータから成る主制御部９７を中心として構成さ
れている。主制御部９７の入力側には、焦点検出系４６
及び干渉計システム６２が接続されている。また、この
主制御部９７の出力側には、ステージ駆動系９８、バキ
ューム・チャック４４、吸着手段６８、ウエハ上下動機
構４２、搬送アーム駆動系９９及びモータ制御系８０が
接続されている。ここで、ステージ駆動系９８は、Ｘス
テージ３８、Ｙステージ３６をそれぞれ駆動する図示し
ない送りねじとモータ等から構成され、Ｘステージ３
８、Ｙステージ３６を駆動することによりＸステージ３
８上のホルダ４０を２次元方向に駆動するものである。
また、搬送アーム駆動系９９は、前述したＹガイド６４
に設けられ、搬送アーム６６をＹガイド６４に沿って駆
動する送りねじとモータ（いずれも図示省略）等によっ
て構成されている。

【００４３】次に、上述のようにして構成された本実施
例のホルダ清掃処理について、主制御部９７の主要な制
御アルゴリズムを示す図７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は、予め設定された所定
回数の露光処理が終了した時点で自動的にスタートする
が、この他、露光処理中にウエハのフラットネスの不良
等により露光不良が発生し、作業者により図示しない清
掃開始ボタンが押下され、清掃開始指示コマンドが主制
御部９７に入力した時にもスタートする。前提条件とし
て、Ｘステージ３８、Ｙステージ３６は、予め定められ
た清掃時の待機位置（Ｘステージ３８の図２における左
上コーナー部分が投影光学系１６の下方に位置し、ホル
ダ４０が投影光学系１６の図２における右斜め下側の位
置に離れて存在する位置）に待機しており、ホルダ４０
上のウエハはアンロードされているものとする。

【００４４】ステップ１００で図示しないカセットから
砥石を取り出す。具体的には、搬送アーム駆動系９９を
介して搬送アーム６６の先端をカセット内に挿入し、搬
送アーム６６に設けられた吸着手段６８を作動してカセ
ット内の砥石９６を吸着保持させ、この状態で搬送アー
ム６６の先端をカセットの外部に出して砥石９６を搬出
する。

【００４５】次のステップ１０２では搬送アーム駆動系
９９を介して砥石９６を保持した搬送アーム６６をＹガ
イド６４に沿って駆動することにより、砥石９６をホル
ダ４０前方まで搬送する。

【００４６】次のステップ１０４では砥石９６をホルダ
４０上に載置する。具体的には、搬送アーム駆動系９９
を介して搬送アーム６６を制御し、搬送アーム６６に吸
着保持された砥石９６を一旦ホルダ４０の上方まで移動
させ、ウエハ上下動機構４２を上昇制御して当該ウエハ
上下動機構４２によって砥石９６を下方から保持させ
る。そして、吸着手段６８を停止して搬送アーム６６に
よる砥石９６の吸着を解除した後、ウエハ上下動機構４
２を下降制御することにより砥石９６がホルダ４０上に
載置される。

【００４７】次のステップ１０６ではモータ制御系８０
を介して第１モータを駆動し、回転駆動手段９０及び係
合アーム９４を一体的にホルダ４０上方まで水平移動す
る。

【００４８】次のステップ１０８では係合アーム９４を
ホルダ４０上に載置された砥石９６に係合する。具体的
には、モータ制御系８０を介して第２モータを駆動し、
係合アーム９４先端の一対の爪部９４Ｂが砥石９６上面
の一対の凹溝９６Ｂ内に挿入されるまで回転駆動手段９
０及び係合アーム９４を一体的に垂直方向に降下させた
後第２モータを停止する。係合アーム９４の爪部９４Ｂ
が砥石９６上面の凹溝９６Ｂ内に挿入されたときの状態
が、図５（Ａ）に示されている。次いで、モータ制御系
８０を介して第３モータを駆動して係合アーム９４を所
定方向（θ₁方向）に比較的ゆっくりと回転させる。こ
れにより、前述した如くして、爪部９４Ｂが砥石９６の
凹溝９６Ｂに係合する。この爪部９４Ｂと凹溝９６Ｂと
の係合が終了した後、第２モータを駆動して所定の荷重
を砥石９６に加える。

【００４９】なお、本実施例では、係合アーム９４と砥
石９６とを係合させる際には、爪部９４Ｂの先端が砥石
９６の凹溝９６Ｂ以外の部分に接触しないように、凹溝
９６Ｂの開口幅が広い部分に爪部９４Ｂの先端が対応す
るように、予めまたは係合アーム９４を下降中に、第３
モータを駆動して係合アーム９４の回転角度が調整され
るようになっている。また、砥石に荷重を加える必要が
ない場合は、図５（Ｂ）に示されるように、爪部９４Ｂ
の先端が凹溝９６Ｂから浮いた状態で、モータ制御系８
０を介して第３モータを駆動して係合アーム９４をθ₁
方向に比較的ゆっくりと回転させて、爪部９４Ｂと凹溝
９６Ｂとを係合させればよい。

【００５０】次のステップ１１０ではモータ制御系８０
を介して第３モータを駆動し、砥石９６の回転駆動を開
始すると同時にステージ駆動系９８を介してＸステージ
３８を２次元方向に駆動する。このとき、Ｘステージ３
８は砥石９６がホルダ４０の面全体に接触する範囲内で
駆動される。

【００５１】このようにして清掃が終了すると、ステッ
プ１１２で砥石９６の回転駆動とＸステージ３８の移動
を停止した後、ステップ１１４に進んで係合アーム９４
の砥石９６に対する係合を解除する。具体的には、モー
タ制御系８０を介して第２モータを所定量前と反対方向
に駆動して係合アーム９４を少し持ち上げ、この状態で
モータ制御系８０を介して第３モータをゆっくりと前と
反対方向に駆動する。これにより、係合アーム９４と凹
溝９６Ｂとの係合が解除される。

【００５２】次のステップ１１６では係合アーム９４を
退避させる。具体的には、モータ制御系８０を介して第
２モータ、第１モータを順次前と反対方向に回転駆動す
る。これにより、係合アーム９４及び回転駆動手段９０
が上昇して第２の送りねじ８８が第２モータ収納部８６
内に収納された後、第１の送りねじ８４が第１モータ収
納部８２内に収納される。

【００５３】次のステップ１１８では砥石９６を搬送ア
ーム６６に渡す。具体的には、搬送アーム駆動系９９を
介して搬送アーム６６をホルダ４０上方まで移動させ、
吸着手段６８を作動する。この状態でウエハ上下動機構
４２を上昇制御して砥石９６を搬送アーム６６の位置ま
で持ち上げる。これにより、吸着手段６８によって砥石
９６が吸着され保持される。その後、ウエハ上下動機構
４２を下降制御する。

【００５４】次のステップ１２０では砥石９６を図示し
ないカセット前方まで搬送する。具体的には、搬送アー
ム駆動系９９を介して砥石９６を吸着保持した搬送アー
ム６６をＹガイド６４に沿ってカセット前方まで駆動す
る。次のステップ１２２で砥石９６をカセットに戻した
後、ステップ１２４の「ホルダの清掃状態を確認」のサ
ブルーチンに移行する。

【００５５】このサブルーチンでは図８のフローチャー
トに示されるように、ステップ２００でテスト用ウエハ
を図示しないウエハキャリアから取り出す。このテスト
用ウエハの取り出しは、前述したステップ１００の砥石
の取り出しと同様にして行なわれる。ここで、テスト用
ウエハとしては、平面度の高いウエハが用いられる。

【００５６】次のステップ２０２ではテスト用ウエハを
搬送する。このテスト用ウエハの搬送は、前述したステ
ップ１０２の砥石の搬送と同様にして行なわれる。

【００５７】次のステップ２０４ではテスト用ウエハを
ホルダ４０上に載置する。このテスト用ウエハのホルダ
上への載置は、前述したステップ１０４の砥石のホルダ
上への載置と同様して行なわれる。テスト用ウエハをホ
ルダ４０上に載置した後、バキューム・チャック４４を
作動してテスト用ウエハをホルダ４０上に吸着する。

【００５８】次のステップ２０６では、テスト用ウエハ
の各計測点における焦点ずれ量を計測し、その結果をメ
モリに記憶する。この計測は、ステージ駆動系９９を介
してＸステージ３８を移動しつつ、所定の計測点（各計
測領域について少なくとも１点定められる）における焦
点検出系４６の出力をモニタすることによりなされる。

【００５９】焦点ずれ量の計測が終了すると、ステップ
２０８でテスト用ウエハを搬送アームに渡す。このステ
ップ２０８における処理は、前述したステップ１１８に
おける処理と同様にして行なわれる。

【００６０】ステップ２１０〜２１２では前述したステ
ップ１２０〜１２２と同様にしてテスト用ウエハを搬送
後、ウエハキャリアに戻した後、このサブルーチンの処
理を終了してメインルーチンのステップ１２６にリター
ンする。

【００６１】ステップ１２６では、異物が除去されたか
否かを判断する。この判断は、次のようにして行なわれ
る。即ち、ステップ２０６でメモリに記憶された各計測
点における焦点ずれ量に基づいてウエハの所定の計測領
域（以下の説明では、ショット領域と同一の分割領域を
意味する）毎の平面度、厳密に言うならば投影光学系の
結像面と所定の計測領域の表面との平行度が許容値以内
であるか否かを判断することによりなされる。

【００６２】例えば、各計測領域について３点以上測定
点が定められている場合は、いずれか３つの測定点にお
ける焦点ずれ量に基づいてその領域の傾斜を求め、この
傾斜と計測領域の寸法とに基づいてその領域の全体が所
定の焦点深度内に入っているか否かを判断することによ
り、その計測領域で結像不良が生じるか否かを判断する
ことができる。また、例えば、各計測領域について各１
点の計測点（領域の中心点）が定められている場合に
は、隣接する少なくとも３つの領域における計測点の焦
点ずれ量に基づいて当該目的領域の少なくとも３つの端
点の焦点ずれ量を計算で求め、この３点の焦点ずれ量に
基づいてその領域の傾斜を求め、この傾斜と計測領域の
寸法とに基づいてその領域の全体が所定の焦点深度内に
入っているか否かを判断することにより、その計測領域
で結像不良が生じるか否かを判断することができる。

【００６３】そして、このステッ１２６における判断が
否定された場合には、ステップ１００に戻って上記処理
・判断を繰り返す。一方、このステップ１２６における
判断が肯定された場合には、本ルーチンの一連の処理を
終了する。

【００６４】以上説明したように、本実施例によると、
砥石９６をホルダ４０上で回転駆動したり、この砥石９
６の回転中にＸステージ３８を２次元移動することによ
りホルダ４０上の異物の清掃が行なわれるので、強力な
清掃効果が期待でき、従来除去が困難であった異物であ
っても除去することが可能になる。また、砥石９６は清
掃時にのみホルダ４０上に置かれ、それ以外の時には搬
送アーム６６によりチャンバ１２外へ運び去られること
から、清掃時にゴミが付着した砥石９６がチャンバ１２
内に放置されることによる２次的発塵を回避することが
でき、清掃時以外に砥石９６は外部のカセットに保管さ
れるので、装置を全く停止することなく、砥石９６の交
換が可能になる。

【００６５】また、本実施例では、ホルダ４０の清掃を
自動化することで、一定期間毎に清掃を行うときでも、
何等かの原因でホルダ４０上に異物がついて不良品が発
生したときでも、常に一定の条件で作業を行うことが可
能となることから、作業者の個人差による作業のバラツ
キを無くすことができると共に、無人化によって発塵を
抑さえることができるという効果がある。特に、急に異
物がホルダ４０上に付着し結像不良が発生した場合に、
従来のように作業者が直接装置の所まで行って清掃作業
を行なう必要がないことから、装置の停止時間を短縮す
ることができ、また、作業者は清掃開始ボタンを押下す
るだけで良いので、操作性が良好となる。

【００６６】さらに、砥石９６を多孔質部材によって形
成しているので、砥石の回転によりホルダ４０上から除
去されたゴミ等の異物が砥石９６の表面に形成された多
くの孔の中に取り込まれるので、清掃時に異物が飛散す
るのを防止することが可能である。

【００６７】なお、上記実施例では、異物除去の判定を
装置が自動的に行なう場合を例示したが、例えば、清掃
の終了を作業者（オペレータ）に通知するようにしてお
いて、作業者が自分の目により異物除去の判定を行なう
ようにしても良い。このようにすると、露光に影響の少
ない場所に異物が付着したりした場合に、作業者の判断
により、ウエハホルダの繰り返し清掃を行なうことな
く、露光を続行することができるので、スループットを
不必要に低下させるのを防止することができる。

【００６８】あるいは、自動清掃の繰り返し回数に所定
の限度を設け、限度内の回数は異物除去の自動判定及び
自動清掃を繰り返し行ない、限度を超えた場合に異物除
去を作業者の目で判定するようにしても良い。このよう
にすると、自動清掃では、除去することが困難なホルダ
上の場所に異物がある等の場合に作業者が手作業にて素
早くその部分のみを清掃することが可能になり、無駄な
自動清掃の繰り返しを防止することができる。

【００６９】なお、ホルダ清掃時あるいは、砥石９６の
搬送時において、異物が砥石９６に付着しないで装置内
に浮遊するのを防止するために、ホルダ近辺に空気の吸
引口を設けて、浮遊する異物を吸い込むことで、装置内
の環境を常にクリーンな状態に維持するようにしてもよ
い。

【００７０】なお、上記実施例では、焦点検出系により
表面状態計測手段を構成す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、これに代えて特開昭
５８−１１３７０６号公報に開示されたように、ウエハ
表面からの反射光が分割されたディテクタのどの領域に
入射するかによってウエハの各計測領域の傾斜角を検出
するレベリング検出系を用いて表面状態計測手段を構成
してもよい。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
砥石を基板保持部材上で回転駆動したり、この砥石の回
転中にステージを２次元移動することにより基板保持部
材上の異物の清掃が行なわれるので、従来除去が困難で
あった異物であっても除去することが可能になり、ま
た、砥石は清掃時にのみ基板保持部材上に置かれ、それ
以外の時には搬送系により基板保持部材外（例えば装置
外）へ運び去られることから、清掃時にゴミが付着した
砥石が露光装置内に放置されることによる２次的発塵を
回避することができ、清掃時以外に砥石を外部の所定場
所に保管するようにすれば、装置を全く停止することな
く、砥石の交換が可能になる。従って、スループットを
低下させることなく、基板保持部材の清掃を長期間に渡
って確実に行なうことができるという従来にない優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る露光装置の概略縦断面図であ
る。

【図２】図１の装置の概略横断面図である。

【図３】図１の砥石の駆動装置を拡大して示す図であ
る。

【図４】砥石を説明するための図であって、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面
図である。

【図５】係合アームと砥石の係合時の作用を説明するた
めの図である。

【図６】図１の装置のホルダ清掃に関連する制御系の概
略構成を示すブロック図である。

【図７】主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８】図７の「ホルダの清掃状態を確認」のサブルー
チンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０露光装置２６レチクル（マスク）３０ウエハ（感光基板）３８Ｘステージ（基板ステージ）４０ホルダ（基板保持部材）４２ウエハ上下動機構（搬送系の一部）４６焦点検出系（表面状態計測手段）６４Ｙガイド（搬送系の一部）６６搬送アーム（搬送系の一部）７８垂直方向駆動系（垂直駆動手段）７６水平方向駆動系（水平駆動手段）９０回転駆動手段９４係合アーム（係合部材）９６砥石９６Ｂ凹溝（特殊形状の溝）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクに形成されたパターンが転写され
る感光基板を吸着保持する基板保持部材と、当該基板保
持部材を保持して基準平面内を２次元方向に移動する基
板ステージとを備えた露光装置に設けられ、前記基板保
持部材の清掃を行なうための清掃装置であって、清掃用の砥石を搬送すると共に前記基板保持部材に対し
て前記砥石の受け渡しを行なう搬送系と；前記基板保持
部材上の前記砥石に着脱自在に係合する係合部材と；前
記係合部材が前記砥石に係合した状態で前記係合部材と
一体的に前記砥石を前記基板保持部材上で回転駆動する
回転駆動手段と；前記係合部材と前記回転駆動手段とを
前記基板ステージの移動面に直交する第１方向に沿って
駆動する垂直駆動手段とを有する清掃装置。
【請求項２】前記係合部材と前記回転駆動手段とを前
記第１方向に直交する第２方向に沿って駆動することに
より前記基板ステージに接近又は離間させる水平駆動手
段を更に有する請求項１記載の清掃装置。
【請求項３】前記基板保持部材上に吸着保持された基
板の表面の凹凸又は傾斜の状態を計測する表面状態計測
手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２記載
の清掃装置。
【請求項４】前記砥石の前記基板保持部材との接触面
と反対側の面に前記係合部材が回転することにより係合
可能な特殊形状の溝が設けられていることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれかに記載の清掃装置。
【請求項５】前記砥石は前記基板保持部材との接触面
が多孔質部材により形成されていることを特徴とする請
求項１ないし４のいずれかに記載の清掃装置。