WO2007072817A1 - 基板搬送方法、基板搬送装置および露光装置 - Google Patents

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wafer
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Motoko Suzuki
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Definitions

  • Substrate transport method substrate transport apparatus, and exposure apparatus
  • the present invention relates to a substrate transfer method for transferring a substrate such as a wafer or a reticle, a substrate transfer apparatus, and an exposure apparatus used for lithography such as a semiconductor integrated circuit.
  • the present invention relates to an exposure apparatus using charged particle beams such as electron beams and ion beams and X-rays that are exposed under vacuum.
  • a chamber called a load lock chamber or an open chamber is provided between a pre-processing apparatus such as a pre-aligner apparatus and an exposure apparatus main body.
  • the load lock chamber is equipped with a vacuum pump that can be evacuated.
  • the mask (reticle) and wafer (sensitive substrate) are received from the pre-processing apparatus under normal pressure, and after the chamber is evacuated, these are moved into the exposure apparatus.
  • the temperature of the mask or the wafer itself placed in the chamber is reduced by about 2 to 4 ° C. due to the adiabatic expansion of the gas.
  • the temperature drops in this way the mask and wafer may be distorted due to temperature changes.
  • a 200 mm diameter Si wafer can cause a dimensional change of about 0 with a temperature change of 1 ° C.
  • the dimension of the pattern changes and a high-precision pattern cannot be obtained. Therefore, it is necessary to wait for several tens of minutes until the temperature rises to the original temperature, or to perform alignment again and again before exposure.
  • a robot arm is used to remove a mask or wafer before evacuating the load lock chamber.
  • a technique is known in which the temperature of a mask or wafer is raised in advance by heating with a heating wire embedded in the wafer.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-234268
  • the substrate such as a mask wafer is heated by the heating wire embedded in the robot arm, the substrate is removed when the substrate is not transported by the robot arm. There was a problem that it was difficult to heat and it was difficult to heat the substrate efficiently.
  • An advantage of some aspects of the invention is that it provides a substrate transport method and a substrate transport apparatus capable of efficiently heating a substrate. It is another object of the present invention to provide an exposure apparatus using the substrate transfer apparatus.
  • a substrate transport method is a substrate transport method in which a substrate placed in an air atmosphere is transported to a vacuum chamber and evacuated, and then transported to a stage device placed in a vacuum atmosphere.
  • the substrate placed in the atmospheric atmosphere is transported to the stage device while being held by a holding means capable of adjusting the temperature of the substrate at least in a part of the transport section.
  • the substrate transfer method of the second invention is the substrate transfer method of the first invention, wherein the holding means raises the temperature of the substrate to the first temperature before evacuating the substrate, and then When the temperature of the substrate is raised to the target temperature after evacuating the substrate, the first temperature is set so that the temperature when the temperature of the substrate is lowered is lower than the target temperature. .
  • the substrate transport method of a third invention is the substrate transport method of the first or second invention, wherein the holding means is detachable from the stage device.
  • a substrate transfer apparatus is a substrate transfer apparatus that transfers a substrate placed in an air atmosphere to a vacuum chamber and evacuates it, and then transfers the substrate to a stage device placed in a vacuum atmosphere.
  • a substrate transfer apparatus is the substrate transfer apparatus according to the fourth invention, wherein the temperature control The node means raises the temperature of the substrate to a first temperature before evacuating the substrate, and then lowers the temperature of the substrate when the temperature of the substrate is raised to a target temperature after evacuating the substrate.
  • the first temperature is set so that the hourly temperature is lower than the target temperature.
  • the substrate transfer apparatus is the substrate transfer apparatus according to the fourth or fifth aspect, wherein the holding means is detachable from the stage apparatus.
  • a substrate transfer apparatus is the substrate transfer apparatus according to the fourth aspect, wherein the holding means detachably holds the substrate and supplies power to the electrostatic chuck.
  • Power supply means for supplying power.
  • the substrate transfer apparatus is the substrate transfer apparatus according to the fourth aspect, wherein the temperature adjusting means includes an electric heater that heats the substrate, a temperature sensor that detects the temperature of the substrate, and the temperature. It has a control means for controlling the temperature of the substrate based on a sensor signal, and a power supply means for supplying electric power to the electric heater.
  • a substrate transfer device is the substrate transfer device according to the seventh or eighth aspect, wherein the power supply means is a storage battery disposed on the electrostatic chuck.
  • a substrate transfer apparatus is the substrate transfer apparatus according to the ninth aspect of the present invention, further comprising charging means for charging the storage battery.
  • the substrate transfer apparatus according to the fourth aspect, wherein the substrate is exposed while being held by the holding means.
  • a substrate transfer apparatus is the substrate transfer apparatus according to the fourth aspect, wherein the substrate is held by the holding means while the substrate is held by the holding means after completion of exposure. It is transported to the place where it was transported to.
  • a substrate transfer apparatus is the substrate transfer apparatus according to the fourth aspect of the present invention, wherein the holding means is transferred at least in a part of the transfer section by using transfer means for transferring the substrate to the holding means. It is characterized by.
  • An exposure apparatus includes the substrate transport apparatus according to any one of the fourth, eleventh, twelfth and thirteenth aspects.
  • the substrate can be efficiently heated.
  • the exposure apparatus of the present invention can provide an exposure apparatus that shortens the substrate temperature control time and improves the throughput.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing an exposure apparatus provided with an embodiment of a substrate transfer apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing details of the wafer holder of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing wafer temperature control by a CPU.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing details of the optical system of the exposure apparatus in FIG. 1.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing details of the optical system of the exposure apparatus in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an exposure apparatus provided with an embodiment of the substrate transfer apparatus of the present invention.
  • a wafer stage 13 is disposed in the wafer stage chamber 11.
  • a wafer pre-alignment chamber 15 communicates with the wafer stage chamber 11.
  • a wafer pre-aligner 17 and a vacuum robot arm 19 are arranged in the wafer pre-alignment chamber 15.
  • a load lock chamber 23 is communicated with the wafer pre-alignment chamber 15 via a gate valve 21.
  • a wafer pre-alignment chamber 27 is communicated with the load lock chamber 23 via a gate valve 25. This wafer pre-alignment chamber 27 is open to the atmosphere.
  • the load lock chamber 23 is provided with a vacuum pump (not shown) for evacuating the chamber.
  • a wafer pre-aligner 29 is disposed in the wafer pre-alignment chamber 27.
  • An atmospheric robot arm 31 is arranged between the wafer pre-aligner 29 and the gate valve 25.
  • An atmospheric robot arm 33 is disposed outside the wafer pre-alignment chamber 27. Outside the atmospheric robot arm 33, a wafer cassette 35 and a wafer holder attaching / detaching force 37 are arranged.
  • a wafer holder 39 is accommodated in the wafer holder attaching / detaching stocker 37. Yes. Then, the wafer W is transported and exposed while the wafer W is always held in the wafer holder 39.
  • FIG. 2 shows details of the wafer holder 39.
  • This wafer holder 39 has an electrostatic chuck 41 and a holder main body 43.
  • the electrostatic chuck 41 is bonded to the upper surface of the wafer holder 39.
  • the electrostatic chuck 41 has an electrode 45, an electric heater 47, and a temperature sensor 49. Electrode 45 generates static electricity to adsorb woofer W. The electric heater 47 heats the woofer W. The temperature sensor 49 measures the temperature of the wafer W.
  • the holder body 43 has a storage battery 51, a charging terminal 53, a power switch 55, and a CPU 57.
  • the storage battery 51 supplies necessary electricity within the wafer holder 39.
  • the charging terminal 53 is connected to the storage battery 51 and charges the storage battery 51 with electricity from an external power supply terminal described later.
  • the power switch 55 turns the CPU 57 on and off by turning it on and off.
  • the power switch 55 protrudes from the holder main body 43 by biasing means (not shown) in the on state. Then, when the power switch 55 is pressed, the power switch 55 is turned off.
  • the CPU 57 operates when the power switch 55 is turned on and controls the operation of the wafer holder 39. That is, when the power switch 55 is turned on, the CPU 57 applies a predetermined voltage to the electrode 45 and attracts the wafer W to the electrostatic chuck 41. Then, when the power switch 55 is turned off, the voltage application to the electrode 45 is released. Further, the CPU 57 inputs a temperature signal from the temperature sensor 49, and controls the temperature of the wafer W as shown in FIG. 3 by turning on and off the electric heater 47 based on this temperature signal.
  • the transfer of the wafer W into the wafer stage chamber 11 is performed as described below. This transfer is performed in a state where the wafer W is always held by the wafer holder 39.
  • the wafer W in the wafer cassette 35 is taken out by the atmospheric robot arm 33 and transferred to the wafer holder attaching / detaching stocker 37.
  • Wafer holder 39 is accommodated in wafer holder attaching / detaching stocker 37.
  • the power switch 55 of the wafer holder 39 is pressed against the inner surface of the wafer holder attaching / detaching stocker 37 and the power switch 55 is turned off.
  • the storage battery 51 of the wafer holder 39 is charged in advance.
  • the holder mounting / removing stocker 37 is provided with an external power terminal 59 connected to the charging terminal 53 of the wafer holder 39.
  • the storage battery 51 is automatically charged by accommodating the wafer holder 39 in the wafer holder attaching / detaching stocker 37.
  • the wafer W is placed on the upper surface of the electrostatic chuck 41 of the wafer holder 39 by the atmospheric robot arm 33.
  • the wafer holder 39 is lifted by the arm bar 33a (see FIG. 2) of the atmospheric robot arm 33, the pressure of the power switch 55 by the wafer holder attaching / detaching stocker 37 is released and the power switch 55 is turned on.
  • the CPU 57 When the power switch 55 is turned on, the CPU 57 starts operating. As a result, a voltage is applied to the electrode 45 and the wafer W is attracted to the electrostatic chuck 41. Further, the CPU 57 inputs a temperature signal from the temperature sensor 49, and controls the temperature of the wafer W as shown in FIG. 3 by turning on and off the electric heater 47 based on this temperature signal. Details will be described later.
  • the wafer holder 39 in the wafer holder attaching / detaching stocker 37 is taken out by the atmospheric robot arm 33 and transferred to the wafer briar liner 29.
  • the detector 61 detects the alignment mark (notch) for the wafer W.
  • the wafer holder 39 is aligned so that the alignment mark is at a predetermined position.
  • the wafer holder 39 is taken out by the atmospheric robot arm 31.
  • the gate valve 25 of the load lock chamber 23 is opened, and the wafer holder 39 is transferred into the load lock chamber 23 by the atmospheric robot arm 31.
  • the CPU 57 energizes the electric heater 47 of the wafer holder 39 until the wafer holder 39 is transported from the wafer holder attaching / detaching stocker 37 into the load lock chamber 23, and the wafer W is shown in FIG. Heat to. Details will be described later.
  • the wafer W transferred to the load lock chamber 23 is raised by a predetermined temperature. Thereafter, the gate valve 25 is closed, and the load lock chamber 23 is evacuated until the desired vacuum level is reached. When the load lock chamber 23 is evacuated, the temperature of the wafer W decreases as shown in FIG.
  • the hatched arrows in the figure indicate the movement paths of the atmospheric robot arms 33 and 31.
  • the gate valve 21 between the load lock chamber 23 and the wafer pre-alignment chamber 15 is opened.
  • wafer pre-alignment checker The wafer holder 39 is taken out from the load lock chamber 23 by the vacuum robot arm 19 provided in the member 15. The removed wafer holder 39 is transferred to the wafer brialiner 17, and then the gate valve 21 is closed.
  • the alignment mark (notch) of the wafer W is detected by the detector 63 of the wafer pre-aligner 17. Then, the wafer holder 39 is aligned so that the alignment mark is in a predetermined position.
  • the wafer holder 39 is transferred from the wafer pre-alignment chamber 15 to the wafer stage chamber 11 by the vacuum robot arm 19.
  • the wafer stage 13 in the wafer stage chamber 11 is provided with a holding member (not shown) such as an electrostatic chuck, and the wafer W is fixed to the holding member (not shown) together with the wafer holder 39.
  • the white arrow in the figure indicates the moving path of the vacuum robot arm 19.
  • the wafer W and the wafer holder 39 are transferred to the wafer holder attaching / detaching force 37 through the reverse movement path, and the wafer W is accommodated in the wafer cassette 35, and the series of operations is completed.
  • FIG. 3 schematically shows the relationship between the temperature of the wafer W and time when the wafer holder 39 is transported while the wafer W is held on the wafer holder 39.
  • the power switch 55 When the wafer holder 39 on which the wafer W is placed is lifted from the wafer holder attaching / detaching stocker 37, the power switch 55 is turned on, and the temperature control of the wafer W by the CPU 57 is started. First, the CPU 57 turns on the electric heater 47 to heat the wafer W. The CPU 57 receives a signal from the temperature sensor 49, and turns off the electric heater 47 when the temperature of the wafer W detected by the temperature sensor 49 reaches the first temperature tl.
  • the temperature of the wafer W is lowered by adiabatic cooling and becomes a temperature t2 slightly lower than the target temperature tO.
  • the CPU 57 heats the wafer W by turning on the electric heater 47 again at a temperature t2 at which the temperature of the wafer W detected by the temperature sensor 49 is no longer decreased. Then, the CPU 57 turns off the electric heater 47 when the temperature of the wafer W detected by the temperature sensor 49 becomes the target temperature tO. To do.
  • the first temperature tl described above is also obtained in advance by the CPU 57 from the relational force between the final target temperature tO of the wafer W and the predicted temperature decrease value of the wafer W due to the evacuation of the load lock chamber 23. Is set.
  • the first temperature tl is set to such a temperature that the expected temperature when the temperature of the wafer W is reduced by being evacuated in the evacuation chamber is slightly lower than the target temperature to.
  • the wafer W evacuated in the load lock chamber 23 can be heated again by the electric heater 47 to bring the wafer W to the target temperature tO. Therefore, the temperature control of the wafer W can be performed only by the electric heater.
  • the wafer W placed in the air atmosphere is transferred to the wafer stage 13 while being held by the wafer holder 39 capable of adjusting the temperature of the wafer W. Therefore, the wafer stage The wafer W can be heated at an arbitrary position until it is transferred to 13, and the wafer W can be efficiently heated.
  • the wafer holder 39 can be attached to and detached from the wafer stage 13, when particles adhere to the wafer holder 39, the wafer holder 39 can be easily and surely cleaned by removing the wafer holder 39 from the wafer holder attaching / detaching stocker 37. .
  • a plurality of wafer holders 39 are prepared. Therefore, it is possible to carry a plurality of wafers W, and when the wafer holder 39 becomes dirty, it can be replaced immediately. (Details of exposure equipment)
  • FIG. 4 shows details of the optical system of the exposure apparatus described above.
  • This exposure apparatus is a charged particle beam (electron beam) exposure apparatus.
  • an illumination optical system lens barrel 101 is disposed above the exposure apparatus 100.
  • a vacuum pump 102 is connected to the illumination optical system column 101, and the inside of the illumination optical system column 101 is evacuated.
  • An electron gun 103 is disposed above the illumination optical system lens tube 101 and emits an electron beam downward.
  • a condenser lens 104a and an electron beam deflector 104b constituting the illumination optical system 104 are arranged below the electron gun 103.
  • the condenser lens 104a has one stage, but an actual illumination optical system is provided with a plurality of stages of lenses, a beam shaping aperture, and the like.
  • a reticle chamber 118 placed on a surface plate 116 is disposed below the illumination optical system column 101.
  • the reticle chamber 118 is evacuated by a vacuum pump (not shown).
  • a reticle stage 111 is disposed on the surface plate 116.
  • the reticle R is fixed to a chuck 110 provided on the top of the reticle stage 111 by electrostatic adsorption or the like.
  • the reticle stage 111 is connected to a driving device 112 shown on the left side of the drawing.
  • the actual driving device 112 is incorporated in the reticle stage 111.
  • the drive device 112 is connected to the control device 115 via a driver 114.
  • a laser interferometer 113 shown on the right side of the figure is attached to the reticle stage 111.
  • the laser interferometer 113 is connected to the control device 115.
  • control device 115 When the position information of reticle stage 111 measured by laser interferometer 113 is input to control device 115, a command is sent from control device 115 to driver 114 to drive the position of reticle stage 111 to the target position. Device 112 is driven. As a result, the position of reticle stage 111 can be accurately feedback controlled in real time.
  • each of the small regions (subfields) of the reticle R is sequentially scanned (scanned) by the deflector 104b in the horizontal direction in the figure, and is sucked onto the reticle stage 111 in the reticle chamber 118 (within the visual field of the optical system). Lighting is performed.
  • a projection optical system lens barrel 121 is disposed on the lower surface side of the surface plate 116.
  • a vacuum pump 122 is connected to the projection optical system barrel 121, and the projection optical system barrel 121 is evacuated.
  • a projection optical system 124 including a condenser lens (projection lens) 124a, a deflector 124b, and the like, and a wafer W are arranged.
  • the condenser lens 124a has one stage, but the actual projection optical system 124 is provided with a plurality of stages of lenses, aberration correction lenses, and coils.
  • a wafer stage channel 11 placed on a surface plate 136 is arranged below the projection optical system column 121.
  • the inside of the wafer stage chamber 11 is evacuated by a vacuum pump (not shown).
  • a wafer stage 13 is arranged on a surface plate 136 in the wafer stage chamber 11.
  • the above-described wafer holder 39 holding the wafer W is fixed to an electrostatic chuck 13a provided on the upper part of the wafer stage 13 by electrostatic adsorption.
  • the wafer stage 13 is connected to a driving device 132 shown on the left side of the figure.
  • the actual driving device 132 is incorporated in the wafer stage 13.
  • This drive device 132 is connected to the control device 115 via a driver 134.
  • a laser interferometer 133 shown on the right side of the drawing is attached to the wafer stage 13.
  • the laser interferometer 133 is connected to the control device 115.
  • a command is sent from the control device 115 that slides the position of the wafer stage 13 to the target position to the driver 134 and the drive is performed.
  • the moving device 132 is driven. As a result, the position of the wafer stage 13 can be accurately feedback controlled in real time.
  • the electron beam that has passed through reticle R on reticle stage 111 in reticle chamber 118 is converged by condenser lens 124 a in projection optical system lens barrel 121.
  • the electron beam that has passed through the condenser lens 124a is deflected by the deflector 124b, and an image of the reticle R is formed at a predetermined position on the wafer W. As a result, the wafer W is exposed.
  • the force described in the example in which the present invention is applied to the transfer of the wafer W can be widely applied to transfer of a substrate such as a reticle (mask).
  • the electric heater 47 disposed in the wafer holder 39 causes the wafer to
  • a coolant passage such as a liquid may be provided in the wafer holder to control the temperature of the wafer by the coolant.
  • the wafer holder attachment / desorption force 37 is not necessarily in the atmosphere It may be placed in a vacuum. In that case, the temperature of Ueno and W is controlled together with the wafer holder 39 only in a vacuum.
  • the charging performed by the wafer holder attaching / detaching stocker 37 is not necessarily performed here. For example, you can do it on a briar liner.

Abstract

　本発明は、ウェハ，レチクル等の基板の搬送を行う基板搬送方法、基板搬送装置、および半導体集積回路等のリソグラフィに用いられる露光装置に関し、基板を効率的に加熱することを目的とする。 　大気雰囲気内に置かれた基板を真空引き室に搬送し真空引きした後、真空雰囲気内に置かれたステージ装置に搬送する基板搬送方法において、前記大気雰囲気内に置かれた前記基板を、少なくとも搬送区間の一部において、前記基板の温度調節が可能な保持手段に保持した状態で前記ステージ装置に搬送することを特徴とする。

Description

明 細 書
基板搬送方法、基板搬送装置および露光装置
技術分野
[0001] 本発明は、ウェハ，レチクル等の基板の搬送を行う基板搬送方法、基板搬送装置、 および半導体集積回路等のリソグラフィに用いられる露光装置に関する。特には、真 空下で露光を行う電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線や X線を用いた露光装 置に関する。
背景技術
[0002] 電子ビーム露光装置のように真空雰囲気下で露光を行う装置にぉ 、ては、プリァラ イナ装置等の前処理装置と露光装置本体との間に、ロードロック室と呼ばれる室や口 ードチャンバが設けられている。ロードロック室には真空ポンプが付設されており、室 内を真空に引くことができる。ロードロック室では、前処理装置から常圧下でマスク（レ チクル)やウェハ (感応基板)を受け取り、室内を真空に引いた後、これらを露光装置 内に移動する。
[0003] そして、このような操作において、ロードロック室を真空排気する際、気体の断熱膨 張により室内に置かれたマスクやウェハ自身の温度が 2〜4°C程度低下する。このよう に温度が低下すると、温度変化によってマスクやウェハが歪むことがある。一例では、 径が 200mmの Siウェハにおいて、 1°Cの温度変化で約 0. の寸法変化が生じ ることがある。このようにマスクやウェハに寸法変化が生じると、パターンの寸法が変 わって高精度パターンを得ることができなくなる。従って、温度が元の温度に上昇す るまで数十分間待機したり、露光前にァライメントを何度もやり直す必要がある。
[0004] 従来、このような問題を解決するための露光装置として、例えば特開 2003— 2342 68号公報に開示されるように、ロードロック室を真空排気する前に、マスクやウェハを ロボットアームに埋設される電熱線で加熱し、マスクやウェハの温度を予め上昇させ ておく技術が知られている。
特許文献 1：特開 2003 - 234268号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、上述した露光装置では、ロボットアームに埋設される電熱線によりマ スクゃウェハ等の基板を加熱しているため、基板をロボットアームにより搬送していな い時には基板を加熱することができず、基板を効率的に加熱することが困難であると いう問題があった。
本発明はカゝかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、基板を効率的に加熱する ことができる基板搬送方法および基板搬送装置を提供することを目的とする。また、 この基板搬送装置を用いた露光装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 第 1の発明の基板搬送方法は、大気雰囲気内に置かれた基板を真空引き室に搬 送し真空引きした後、真空雰囲気内に置かれたステージ装置に搬送する基板搬送 方法において、前記大気雰囲気内に置かれた前記基板を、少なくとも搬送区間の一 部において、前記基板の温度調節が可能な保持手段に保持した状態で前記ステー ジ装置に搬送することを特徴とする。
[0007] 第 2の発明の基板搬送方法は、第 1の発明の基板搬送方法において、前記保持手 段は、前記基板の真空引きの前に前記基板を第 1の温度まで昇温させ、その後前記 基板の真空引きの後に前記基板を目標温度まで昇温させる際、前記基板の温度低 下した時の温度が前記目標温度より低くなるように前記第 1の温度を設定したことを 特徴とする。
第 3の発明の基板搬送方法は、第 1または第 2の発明の基板搬送方法において、 前記保持手段は、前記ステージ装置に着脱可能とされていることを特徴とする。
[0008] 第 4の発明の基板搬送装置は、大気雰囲気内に置かれた基板を真空引き室に搬 送し真空引きした後、真空雰囲気内に置かれたステージ装置に搬送する基板搬送 装置において、前記基板を保持する保持手段と、前記大気雰囲気内に置かれた前 記基板を前記保持手段に保持した状態で前記ステージ装置に搬送する搬送手段と を備え、前記保持手段は、前記基板の温度調節を行う温度調節手段を有することを 特徴とする。
[0009] 第 5の発明の基板搬送装置は、第 4の発明の基板搬送装置において、前記温度調 節手段は、前記基板の真空引きの前に前記基板を第 1の温度まで昇温させ、その後 前記基板の真空引きの後に前記基板を目標温度まで昇温させる際、前記基板の温 度低下した時の温度が前記目標温度より低くなるように前記第 1の温度を設定したこ とを特徴とする。
第 6の発明の基板搬送装置は、第 4または第 5の発明の基板搬送装置において、 前記保持手段は、前記ステージ装置に着脱可能とされていることを特徴とする。
[0010] 第 7の発明の基板搬送装置は、第 4の発明の基板搬送装置において、前記保持手 段は、前記基板を着脱可能に保持する静電チャックと、前記静電チャックに電力を供 給する電源手段とを有することを特徴とする。
第 8の発明の基板搬送装置は、第 4の発明の基板搬送装置において、前記温度調 節手段は、前記基板を加熱する電気ヒータと、前記基板の温度を検出する温度セン サと、前記温度センサの信号に基づいて前記基板の温度を制御する制御手段と、前 記電気ヒータに電力を供給する電源手段とを有することを特徴とする。
[0011] 第 9の発明の基板搬送装置は、第 7または第 8の発明の基板搬送装置において、 前記電源手段は、前記静電チャックに配置される蓄電池であることを特徴とする。 第 10の発明の基板搬送装置は、第 9の発明の基板搬送装置において、前記蓄電 池に充電するための充電手段を有することを特徴とする。
第 11の発明の基板搬送装置は、第 4の発明の基板搬送装置において、前記基板 は、前記保持手段に保持されたまま露光されることを特徴とする。
[0012] 第 12の発明の基板搬送装置は、第 4の発明の基板搬送装置において、露光終了 後、前記基板は前記保持手段に保持されたまま、前記基盤が前記保持手段に保持 されるように移送された場所まで搬送されることを特徴とする。
第 13の発明の基板搬送装置は、第 4の発明の基板搬送装置において、前記基板を 前記保持手段に移送する搬送手段を用いて、少なくとも搬送区間の一部で前記保 持手段を移送することを特徴とする。
第 14の発明の露光装置は、第 4、第 11、第 12、第 13のいずれか 1の発明の基板搬 送装置を有することを特徴とする。
発明の効果 [0013] 本発明の基板搬送方法および基板搬送装置では、基板を効率的に加熱すること ができる。
本発明の露光装置では、基板の温度制御時間を短縮し、スループットを向上させ た露光装置を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の基板搬送装置の一実施形態を備えた露光装置を示す説明図である。
[図 2]図 1のウェハホルダの詳細を示す説明図である。
[図 3]CPUによるウェハの温度制御を示す説明図である。
[図 4]図 1の露光装置の光学系の詳細を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図 1は、本発明の基板搬送装置の一実施形態を備えた露光装置を模式的に示す 平面図である。
この露光装置では、ウェハステージチャンバ 11にはウェハステージ 13が配置されて
V、る。ウェハステージチャンバ 11にはウェハプリアライメントチャンバ 15が連通されて
V、る。ウェハプリアライメントチャンバ 15にはウェハプリアライナ 17および真空ロボット アーム 19が配置されている。
[0016] ウェハプリアライメントチャンバ 15にはゲートバルブ 21を介してロードロック室 23が 連通されている。ロードロック室 23には、ゲートバルブ 25を介してウェハプリアライメン トチャンバ 27が連通されている。このウェハプリアライメントチャンバ 27は大気中に開 放されている。ロードロック室 23には室内を真空引きするための真空ポンプ (不図示） が設けられている。
[0017] ウェハプリアライメントチャンバ 27にはウェハプリアライナ 29が配置されている。また 、ウェハプリアライナ 29とゲートバルブ 25の間には大気ロボットアーム 31が配置され ている。ウェハプリアライメントチャンバ 27の外側には大気ロボットアーム 33が配置さ れている。大気ロボットアーム 33の外側には、ウェハカセット 35およびウェハホルダ着 脱ストツ力 37が配置されている。
[0018] この実施形態では、ウェハホルダ着脱ストッカ 37にはウェハホルダ 39が収容されて いる。そして、ウェハホルダ 39にウェハ Wを常に保持した状態でウェハ Wの搬送およ び露光が行われる。
図 2は、ウェハホルダ 39の詳細を示している。
このウェハホルダ 39は静電チャック 41とホルダ本体 43とを有して!/、る。静電チヤッ ク 41はウェハホルダ 39の上面に接合されている。
[0019] 静電チャック 41は、電極 45、電気ヒータ 47および温度センサ 49を有している。電 極 45はゥヱハ Wを吸着するための静電気を発生する。電気ヒータ 47はゥヱハ Wの加 熱を行う。温度センサ 49はウェハ Wの温度を測定する。
ホルダ本体 43は、蓄電池 51、充電用端子 53、電源スィッチ 55および CPU57を有 している。蓄電池 51はウェハホルダ 39内で必要な電気を供給する。充電用端子 53 は蓄電池 51に接続され後述する外部電源端子からの電気を蓄電池 51に充電する。 電源スィッチ 55はそのオン，オフにより CPU57のオン，オフを行う。電源スィッチ 55 はオンの状態では付勢手段 (不図示)によりホルダ本体 43から突出されている。そし て、電源スィッチ 55を押圧するとオフの状態になる。
[0020] CPU57は、電源スィッチ 55のオンにより作動しウェハホルダ 39の動作を制御する 。すなわち、 CPU57は、電源スィッチ 55がオンされると電極 45に所定の電圧を印加 し静電チャック 41にウェハ Wを吸着する。そして、電源スィッチ 55のオフにより電極 4 5への電圧の印加を解除する。また、 CPU57は、温度センサ 49からの温度信号を入 力し、この温度信号に基づいて電気ヒータ 47をオン，オフして図 3に示すようにウェハ Wの温度を制御する。
[0021] 上述した露光装置では、ウェハステージチャンバ 11内へのウェハ Wの搬送が以下 述べるようにして行われる。この搬送は、ウェハホルダ 39にウェハ Wを常に保持した 状態で行われる。
先ず、ウェハカセット 35内のウェハ Wを大気ロボットアーム 33により取り出し、ウェハ ホルダ着脱ストッカ 37に搬送する。ウェハホルダ着脱ストッカ 37内にはウェハホルダ 3 9が収容されている。この収容状態では、ウェハホルダ 39の電源スィッチ 55がウェハ ホルダ着脱ストッカ 37の内面に押圧され電源スィッチ 55がオフの状態となっている。 また、ウェハホルダ 39の蓄電池 51は予め充電されている。この実施形態では、ゥェ ハホルダ着脱ストッカ 37には、ウェハホルダ 39の充電用端子 53に接続される外部電 源端子 59が設けられている。そして、ウェハホルダ 39をウェハホルダ着脱ストッカ 37 に収容することにより蓄電池 51への充電が自動的に行われる。
[0022] 次に、大気ロボットアーム 33によりウェハ Wをウェハホルダ 39の静電チャック 41の 上面に載置する。そして、大気ロボットアーム 33のアームバー 33a (図 2参照)によりゥ ェハホルダ 39を持ち上げるとウェハホルダ着脱ストッカ 37による電源スィッチ 55の押 圧が解除され電源スィッチ 55がオンになる。
電源スィッチ 55がオンになると CPU57の動作が開始する。これにより電極 45に電 圧が印加され静電チャック 41にウェハ Wが吸着される。また、 CPU57は、温度セン サ 49からの温度信号を入力し、この温度信号に基づいて電気ヒータ 47をオン，オフ してウェハ Wの温度を図 3に示すように制御する。なお詳細につ ヽては後述する。
[0023] 次に、ウェハホルダ着脱ストッカ 37内のウェハホルダ 39を大気ロボットアーム 33に より取り出しウェハブリアライナ 29に搬送する。このウェハブリアライナ 29では、検出 器 61によりウェハ Wの位置合わせ用マーク (ノッチ)が検出される。そして、位置合わ せ用マークが所定の位置になるようにウェハホルダ 39の位置合わせが行われる。 ァライメント終了後、大気ロボットアーム 31によりウェハホルダ 39を取り出す。そして 、ロードロック室 23のゲートバルブ 25を開け大気ロボットアーム 31によりウェハホルダ 39をロードロック室 23内に搬送する。
[0024] 一方、この実施形態では、ウェハホルダ 39がウェハホルダ着脱ストッカ 37からロー ドロック室 23内に搬送されるまでの間、 CPU57はウェハホルダ 39の電気ヒータ 47に 通電しウェハ Wを図 3に示すように加熱する。なお詳細につ 、ては後述する。
ウェハ Wは上述したように加熱されているので、ロードロック室 23に搬送されたゥヱ ハ Wは所定の温度だけ上昇している。この後、ゲートバルブ 25を閉め、ロードロック 室 23内を目的の真空度に達するまで真空に引く。ロードロック室 23が真空排気され ると、ウェハ Wの温度は図 3に示すように低下する。なお、図中のハッチング入り矢印 は、大気ロボットアーム 33、 31の移動経路を示す。
[0025] ロードロック室 23内が所定の真空度に達すると、ロードロック室 23とウェハプリアライ メントチャンバ 15間のゲートバルブ 21が開かれる。そして、ウェハプリアライメントチヤ ンバ 15に備えられた真空ロボットアーム 19によってウェハホルダ 39がロードロック室 23から取り出される。取り出されたウェハホルダ 39はウェハブリアライナ 17に搬送さ れ、この後、ゲートバルブ 21が閉められる。ウェハプリアライナ 17では、ウェハプリァラ イナ 17の検出器 63によりウェハ Wの位置合わせ用マーク (ノッチ)が検出される。そし て、位置合わせ用マークが所定の位置になるようにウェハホルダ 39の位置合わせが 行われる。
[0026] ウェハホルダ 39の位置合わせが終了すると、ウェハホルダ 39が真空ロボットアーム 19によってウェハプリアライメントチャンバ 15からウェハステージチャンバ 11へ搬送さ れる。ウェハステージチャンバ 11内のウェハステージ 13には静電チャック等の保持 部材 (不図示)が備えられており、ウェハ Wがウェハホルダ 39とともに保持部材 (不図示 )に固定される。なお、図中の白抜き矢印は、真空ロボットアーム 19の移動経路を示 す。
[0027] そして、この状態でウェハ Wのァライメントが行われウェハ Wへの露光が行われる。
露光の終了後にウェハ Wおよびウェハホルダ 39は、逆の移動経路でウェハホルダ着 脱ストツ力 37に搬送され、ウェハ Wをウェハカセット 35に収容して一連の動作が終了 する。
図 3は、ウェハホルダ 39にウェハ Wを保持した状態でウェハホルダ 39を搬送する時 のウェハ Wの温度と時間との関係を模式的に示している。
[0028] ウェハホルダ着脱ストッカ 37からウェハ Wを載置したウェハホルダ 39が持ち上げら れると電源スィッチ 55がオンになり、 CPU57によるウェハ Wの温度制御が開始され る。先ず、 CPU57は、電気ヒータ 47をオンにしてウェハ Wを加熱する。 CPU57には 、温度センサ 49からの信号が入力されており、温度センサ 49で検出されるウェハ W の温度が第 1の温度 tlになったところで電気ヒータ 47をオフにする。
[0029] この後、ウェハ Wをロードロック室 23に搬送してロードロック室 23内で真空引きする とウェハ Wの温度が断熱冷却により低下し目標温度 tOより少し低い温度 t2になる。 C PU57は温度センサ 49で検出されるウェハ Wの温度の低下がなくなった温度 t2で再 度電気ヒータ 47をオンにしてウェハ Wを加熱する。そして、 CPU57は、温度センサ 4 9で検出されるウェハ Wの温度が目標温度 tOになったところで電気ヒータ 47をオフに する。
[0030] 上述した第 1の温度 tlは、ウェハ Wの最終的な目標温度 tOと、予め求められたロー ドロック室 23の真空引きによるウェハ Wの温度低下予測値との関係力も CPU57に予 め設定されている。この実施形態では、第 1の温度 tlは、ウェハ Wが真空引き室内で 真空引きされ温度低下した時の予想温度が、目標温度 toより少し低くなるような温度 に設定されている。このような温度に第 1の温度 tlを設定することにより、ロードロック 室 23で真空引きされたウェハ Wを再度電気ヒータ 47により加熱してウェハ Wを目標 温度 tOにすることができる。従って、ウェハ Wの温度制御を電気ヒータのみにより行う ことができる。
[0031] 上述した基板搬送装置では、大気雰囲気内に置かれたウェハ Wを、ウェハ Wの温 度調節が可能なウェハホルダ 39に保持した状態でウェハステージ 13に搬送するよう にしたので、ウェハステージ 13に搬送するまでの間、任意の位置でウェハ Wを加熱 することが可能になりウェハ Wを効率的に加熱することができる。
また、ウェハホルダ 39をウェハステージ 13に着脱可能としたので、ウェハホルダ 39 にパーティクルが付着した場合には、ウェハホルダ着脱ストッカ 37からウェハホルダ 3 9を取り外すことによりウェハホルダ 39を容易，確実に洗浄することができる。なお、通 常、ウェハホルダ 39は複数用意されている。従って、ウェハ Wを複数枚搬送すること も可能であり、また、ウェハホルダ 39が汚れた場合にはすぐに交換が可能である。 (露光装置の詳細）
図 4は上述した露光装置の光学系の詳細を示して 、る。この露光装置は荷電粒子 ビーム (電子線)露光装置である。
[0032] この露光装置では、露光装置 100の上部には、照明光学系鏡筒 101が配置されて いる。この照明光学系鏡筒 101には真空ポンプ 102が接続されており、照明光学系 鏡筒 101内を真空排気している。照明光学系鏡筒 101の上部には、電子銃 103が 配置されており、下方に向けて電子線を放射する。電子銃 103の下方には、照明光 学系 104を構成するコンデンサレンズ 104a、電子線偏向器 104bが配置されている 。なお、図ではコンデンサレンズ 104aは一段であるが、実際の照明光学系には複数 段のレンズやビーム成形開口等が設けられて 、る。 [0033] 照明光学系鏡筒 101の下部には、定盤 116上に載置されたレチクルチャンバ 118 が配置されている。このレチクルチャンバ 118内は、真空ポンプ (不図示)で真空排気 されている。レチクルチャンバ 118内において、定盤 116上にはレチクルステージ 11 1が配置されている。レチクル Rは、このレチクルステージ 111の上部に設けられたチ ャック 110に静電吸着等により固定されている。レチクルステージ 111には、図の左 方に示す駆動装置 112が接続されている。なお、実際の駆動装置 112は、レチクル ステージ 111内に組み込まれている。この駆動装置 112は、ドライバ 114を介して制 御装置 115に接続されて!ヽる。
[0034] レチクルステージ 111には、図の右方に示すレーザ干渉計 113が付設されている。
このレーザ干渉計 113は、制御装置 115に接続されている。レーザ干渉計 113で計 測されたレチクルステージ 111の位置情報が制御装置 115に入力されると、レチクル ステージ 111の位置を目標位置とすべく、制御装置 115からドライバ 114に指令が送 出され駆動装置 112が駆動される。その結果、レチクルステージ 111の位置をリアル タイムで正確にフィードバック制御することができる。
[0035] 照明光学系鏡筒 101の電子銃 103から放射された電子線は、コンデンサレンズ 10 4aによって収束される。続いて、偏向器 104bにより図の横方向に順次走査 (スキャン )され、レチクルチャンバ 118内（光学系の視野内）のレチクルステージ 111上に吸着 されたレチクル Rの各小領域 (サブフィールド）の照明が行われる。
定盤 116の下面側には、投影光学系鏡筒 121が配置されている。この投影光学系 鏡筒 121には真空ポンプ 122が接続されており、投影光学系鏡筒 121内を真空排 気している。投影光学系鏡筒 121内には、コンデンサレンズ (投影レンズ） 124a,偏 向器 124b等を含む投影光学系 124およびウェハ Wが配置されている。なお、図で はコンデンサレンズ 124aは一段であるが、実際の投影光学系 124中には複数段の レンズや収差補正用のレンズやコイルが設けられている。
[0036] 投影光学系鏡筒 121の下部には、定盤 136上に載置されたウェハステージチャン ノ 11が配置されている。このウェハステージチャンバ 11内は、図示せぬ真空ポンプ で真空排気されて 、る。ウェハステージチャンバ 11内の定盤 136上にはウェハステ ージ 13が配置されている。 ウェハ Wを保持する上述したウェハホルダ 39は、ウェハステージ 13の上部に設けら れた静電チャック 13aに静電吸着により固定されている。ウェハステージ 13には、図 の左方に示す駆動装置 132が接続されている。なお、実際の駆動装置 132は、ゥェ ハステージ 13内に組み込まれている。この駆動装置 132は、ドライバ 134を介して制 御装置 115に接続されて!ヽる。
[0037] ウェハステージ 13には、図の右方に示すレーザ干渉計 133が付設されている。この レーザ干渉計 133は、制御装置 115に接続されている。レーザ干渉計 133で計測さ れたウェハステージ 13の位置情報が制御装置 115に入力されると、ウェハステージ 1 3の位置を目標位置とすべぐ制御装置 115からドライバ 134に指令が送出され、駆 動装置 132が駆動される。その結果、ウェハステージ 13の位置をリアルタイムで正確 にフィードバック制御することができる。
[0038] レチクルチャンバ 118内のレチクルステージ 111上のレチクル Rを通過した電子線 は、投影光学系鏡筒 121内のコンデンサレンズ 124aにより収束される。このコンデン サレンズ 124aを通過した電子線は、偏向器 124bにより偏向され、ウェハ W上の所定 の位置にレチクル Rの像が結像される。そして、これによりウェハ Wへの露光が行わ れる。
(実施形態の補足事項）
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきた力 本発明の技術的範囲 は上述した実施形態に限定されるものではなぐ例えば、以下のような形態でも良い
[0039] (1)上述した実施形態では、ウェハ Wの搬送に本発明を適用した例について説明し た力 例えばレチクル (マスク)等の基板の搬送に広く適用することができる。
(2)上述した実施形態では、ウェハホルダ 39に配置される電気ヒータ 47によりウェハ
Wの温度を制御した例について説明した力 例えば、ウェハホルダに液体等の冷媒 通路を設け冷媒によりウェハの温度を制御しても良い。
[0040] (3)上述した実施形態では、ウェハ Wの温度をウェハ Wを加熱して制御した例につ いて説明したが、例えば、ホルダ本体にウェハを加熱する加熱手段と冷却手段を設 けることによりウェハの温度調節をより確実に行うことができる。 (4)上述した実施形態では、ウェハ Wの温度を電気ヒータ 47のオン，オフにより制御 した例について説明した力 電気ヒータに流れる電流値を制御しても良い。
[0041] (5)上述した実施形態では、ゥヱハ Wをゥヱハホルダ 39とともにゥヱハホルダ着脱ス トツ力 37からウエノ、ステージ 13まで搬送した例について説明した力 例えば、各種処 理を行うインラインと露光装置との間に温度差がある場合には、インラインからのゥェ ハ Wの搬送時にも本発明を適用することができる。
(6)上述した実施形態では、荷電粒子ビーム露光装置に本発明を適用した例につ いて説明したが、真空雰囲気内にウェハ W,レチクル等の基板を収容して露光を行う 露光装置に広く適用することができる。
[0042] (7)上述した実施形態では、ゥヱハ Wをゥヱハホルダ 39とともにゥヱハホルダ着脱ス トツ力 37からウエノ、ステージ 13まで搬送した例について説明した力 ウェハホルダ着 脱ストツ力 37は必ずしも大気中にある必要はなぐ真空中に置いても構わない。その 場合には、真空中でのみ、ウエノ、 Wをウェハホルダ 39とともに温調することになる。
(8)上述した実施形態では、充電をウェハホルダ着脱ストッカ 37で行った力 必ずし もここで行わなければならない必要はない。例えば、ブリアライナ上で行っても構わな い。
[0043] (9)上述した実施形態では、電気ヒータ 47のオン、オフ制御によりウェハ Wの温度を 制御する例を示した力 ペルチェ素子を用いて、加熱だけでなぐ冷却も用いて制御 しても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 大気雰囲気内に置かれた基板を真空引き室に搬送し真空引きした後、真空雰囲気 内に置かれたステージ装置に搬送する基板搬送方法において、
前記大気雰囲気内に置かれた前記基板を、少なくとも搬送区間の一部において、 前記基板の温度調節が可能な保持手段に保持した状態で前記ステージ装置に搬送 することを特徴とする基板搬送方法。
[2] 請求項 1記載の基板搬送方法において、
前記保持手段は、前記基板の真空引きの前に前記基板を第 1の温度まで昇温させ 、その後前記基板の真空引きの後に前記基板を目標温度まで昇温させる際、前記 基板の温度低下した時の温度が前記目標温度より低くなるように前記第 1の温度を 設定したことを特徴とする基板搬送方法。
[3] 請求項 1または請求項 2記載の基板搬送方法にぉ 、て、
前記保持手段は、前記ステージ装置に着脱可能とされていることを特徴とする基板 搬送方法。
[4] 大気雰囲気内に置かれた基板を真空引き室に搬送し真空引きした後、真空雰囲気 内に置かれたステージ装置に搬送する基板搬送装置において、
前記基板を保持する保持手段と、
前記大気雰囲気内に置かれた前記基板を前記保持手段に保持した状態で前記ス テージ装置に搬送する搬送手段とを備え、
前記保持手段は、前記基板の温度調節を行う温度調節手段を有することを特徴と する基板搬送装置。
[5] 請求項 4記載の基板搬送装置において、
前記温度調節手段は、前記基板の真空引きの前に前記基板を第 1の温度まで昇 温させ、その後前記基板の真空引きの後に前記基板を目標温度まで昇温させる際、 前記基板の温度低下した時の温度が前記目標温度より低くなるように前記第 1の温 度を設定したことを特徴とする基板搬送装置。
[6] 請求項 4または請求項 5記載の基板搬送装置にぉ 、て、
前記保持手段は、前記ステージ装置に着脱可能とされていることを特徴とする基板 搬送装置。
[7] 請求項 4記載の基板搬送装置にお 、て、
前記保持手段は、前記基板を着脱可能に保持する静電チャックと、
前記静電チャックに電力を供給する電源手段と、
を有することを特徴とする基板搬送装置。
[8] 請求項 4記載の基板搬送装置において、
前記温度調節手段は、
前記基板を加熱する電気ヒータと、
前記基板の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの信号に基づいて前記基板の温度を制御する制御手段と、 前記電気ヒータに電力を供給する電源手段と、
を有することを特徴とする基板搬送装置。
[9] 請求項 7または請求項 8記載の基板搬送装置にぉ 、て、
前記電源手段は、前記静電チャックに配置される蓄電池であることを特徴とする基 板搬送装置。
[10] 請求項 9記載の基板搬送装置において、
前記蓄電池に充電するための充電手段を有することを特徴とする基板搬送装置。
[11] 請求項 4記載の基板搬送装置において、
前記基板は前記保持手段に保持されたまま露光されることを特徴とする基板搬送装 置。
[12] 請求項 4記載の基板搬送装置において、
露光終了後、前記基板は前記保持手段に保持されたまま、前記基盤が前記保持手 段に保持されるように移送された場所まで搬送されることを特徴とする基板搬送装置
[13] 請求項 4記載の基板搬送装置において、
前記基板を前記保持手段に移送する搬送手段を用いて、少なくとも搬送区間の一部 で前記保持手段を移送することを特徴とする基板搬送装置。
[14] 請求項 4、請求項 11、請求項 12、請求項 13のいずれか 1項記載の基板搬送装置 を有することを特徴とする露光装置。
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