(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに形成されたパターンを基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、
前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと；
前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と；
前記基板ホルダを保管可能な保管部と；
前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系とを有する露光装置。
【請求項２】
前記ホルダ搬送系は、前記基板ホルダの側面を挟みこんで把持する一対の把持部を含み、
前記一対の把持部が前記基板ホルダの外径だけ互いに離れる位置に固定して設けられることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記基板ホルダは、その感光基板との接触部が下方を向くように前記保管部に保管されることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダ専用部分と清浄な基板ホルダ専用部分とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構をさらに有する請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板上下動機構は、前記基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含み、
前記基板ホルダは前記ピン部材を貫通させる貫通孔を有することを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
マスクに形成されたパターンを基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、
前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと；
前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と;
前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系と;
前記基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含む基板上下動機構とを備え、
前記基板ホルダが前記ピン部材を貫通させる貫通孔を有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は露光装置に係り、更に詳しくは、半導体素子等の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程で使用される、マスクのパターンをウエハ等の感光基板上に露光するための露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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マスク又はレチクルのパターン像で表面にフォトレジスト等の感光剤が塗布されたウエハを露光する露光装置が使用されている。かかる従来の露光装置ではウエハを平坦な状態で動かないように保持するため、ウエハステージ上に取り付けられたウエハホルダによりウエハを吸着保持している。
【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の間に塵又は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等の要因となり、ＬＳＩ等を製造する際の歩留まりを悪化させる大きな要因になっていた。その為、従来は一定の間隔で露光を停止して、ウエハホルダー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を動かしてウエハホルダのウエハとの接触面（以下適宜「上面」と記す）の全面を拭いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように作業者が手作業でウエハホルダの清掃を行なう場合、ウエハホルダー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、しかもこの清掃作業中は装置を停止しなければならないことから、１日当たりの露光を行なえる時間が必然的に短くなり、スループットが低下するという不都合があった。また、かかる手作業では、作業者の個人差がでやすいという不都合に加え、作業者からの発塵（二次的な発塵）も問題となっていた。
【０００５】
一方、１日当たりの露光を行なえる時間を長くするために、ウエハホルダーの清掃頻度を１日に１回程度にした場合には、ウエハホルダー上に異物が吸着されたままウエハへの露光が行なわれる確率が高くなるが、これでは、ウエハホルダ上面に存在する異物によってウエハが歪み、焼き付け時に横ずれが生じ、重ね合わせ精度の悪化、ひいては半導体素子等の歩留まりの悪化を招きかねないという不都合があった。
【０００６】
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、特に基板ホルダ上に存在する異物の存在により半導体素子等の歩留まりを低下させることなく、しかもスループットを向上させることができる露光装置を提供することにある。
【０００７】
【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を基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと；前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と；前記基板ホルダを保管可能な保管部と；前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系とを有する。
【０００８】
この場合において、前記ホルダ搬送系は、基板ホルダの側面を挟み込んで把持する一対の把持部を含んでいても良い。この一対の把持部は、基板ホルダの外径だけ互いに離れる位置に固定して設けられることが好ましい。また、前記保管部に基板ホルダを保管する際には、基板ホルダが感光基板と接触する接触部が下方を向くように保管することが望ましい。また、ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダを搬送する部分と清浄な基板ホルダを搬送する部分とが分けられていることが望ましい。さらに、請求項１に記載の露光装置において、基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構を設けても良い。この際、基板上下動機構は基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含み、このピン部材を貫通させる貫通孔を基板ホルダに設ける構成を採用することとすることができる。
【０００９】
請求項７に記載の発明は、マスクに形成されたパターンを基板ホルダ上の感光基板に転写する露光装置であって、前記基板ホルダを着脱可能に支持するステージと；前記ステージ上で前記基板ホルダを上下動させる上下動機構と；前記上下動機構により前記ステージ上で上昇した基板ホルダを、前記上下動機構から受け渡されて、所定経路に沿って前記基板ホルダを搬送するホルダ搬送系と；前記基板ホルダ上で感光基板を支持して上下動させるピン部材を含む基板上下動機構とを備え、前記基板ホルダが前記ピン部材を貫通させる貫通孔を有する。
【００１０】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動され、この上下動機構によりステージ上で上昇された基板ホルダはホルダ搬送系へ受け渡されて、所定経路に沿って搬送される。すなわち、上下動機構及びホルダ搬送系により、基板ホルダが自動的に（人手を介することなく）ステージ上から所定経路に沿って搬送される。従って、基板ホルダの清掃を行なう際の時間を短縮することが可能となり、装置の停止時間を短くすることができる。
【００１１】
保管部に基板ホルダを保管する際に、基板ホルダが感光基板と接触する接触部が下方を向くように保管することにより、雰囲気中の異物の落下による接触部への付着を防止することができる。また、ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダを搬送する部分と清浄な基板ホルダを搬送する部分とを分けた場合、汚れた基板ホルダから搬送系を介して清掃済みの基板ホルダへ汚れが付着することを防止できる。また、基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構を設けた場合、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動するとともに、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板が上下動することになる。
【００１２】
請求項７記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動すると共に、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板が上下動することになる。この基板上下動機構は、感光基板を支持して上下動させるピン部材を含むが、基板ホルダがこのピン部材を貫通させる貫通孔を備えているため、ピン部材は基板ホルダの貫通孔を通って、基板ホルダ上で感光基板を上下動させることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１ないし図１３に基づいて説明する。図１ないし図２には、一実施例に係る露光装置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。
【００１４】
この露光装置１０は、互いに独立なチャンバ１２とチャンバ１４とを備えている。このように２つのチャンバ１２、１４を独立にしているのは、それぞれのチャンバ１２、１４内の防塵のためであり、特に一方のチャンバ１２内では温度と湿度をも一定に保つ必要があるからである。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、これらのチャンバ１２、１４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。
【００１５】
一方のチャンバ１２の内部には、露光光の照射光学系１６、投影光学系１８及びＸＹステージ装置２０等から成る本装置の心臓部とも言える構成各部が収容されている。
【００１６】
照射光学系１６は、水銀ランプ等から成る光源２４と、この光源２４から出射される露光光（例えばｇ線又はｉ線）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２６と、折曲げミラー２８とを有している。
【００１７】
折曲げミラー２８は、投影光学系１８の鉛直上方（光軸方向上方）で光源２４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２８と投影光学系１８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３０が配置されている。このレチクル３０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３２上に保持されている。レチクル３０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。
【００１８】
一方、投影光学系１８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３４が、その表面が投影光学系１８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２０上に保持されている。
【００１９】
このため、光源２４から出射された露光光が照明光学系２６を通ってレチクル３０に照射されると、この露光光がレチクル３０上のパターン領域ＰＡを透過して投影光学系１８に入射し、投影光学系１８の倍率分縮小されたパターンの像がウエハ３４上に形成される。
【００２０】
次に、ＸＹステージ装置２０について説明する。このＸＹステージ装置２０は、架台３６上に固定されたベース３８と、このベース３８上を図１の左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能なＹステージ４０と、このＹステージ４０上を図１の紙面直交方向（Ｘ軸方向）に移動可能なＸステージ４２とを備えている。このＸステージ４２上には、基板ホルダ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）４４が図１では図示を省略したが、実際には、真空吸着手段、例えばバキュームチャック１４０（図８参照）を介して吸着されており、更に、このホルダ４４上にウエハ３４が同様にして吸着されている。
【００２１】
図３には、Ｘステージ４２がホルダ４４と共に一部破断して示されている。この図３に示されるように、Ｘステージ４２には、ホルダ４４の底部小径部が嵌合可能な丸穴４６が形成されており、この丸穴４６の内底面の中心部に円形のガイド穴４８が上下方向に穿設されている。このガイド穴４８の内部には、このガイド穴４８に沿って矢印Ａ、Ｂで示されるように上下動可能なホルダ支持部材５０が挿入されており、このホルダ支持部材５０は、図示しない駆動機構によって上下動されるようになっている。即ち、本実施例では、ガイド穴４８、ホルダ支持部材５０及び図示しない駆動機構によって、着脱機構としてのホルダ上下動機構１４４（図８参照）が構成されている。
【００２２】
前記ホルダ支持部材５０の上端には断面略Ｕ字状の切欠き５２が形成されており、これにより、ホルダ４４の交換時にこの切欠き５２を介して後述するホルダ搬送アームの先端が図１Ｘ軸方向の一方から他方へ（図３における紙面直交方向の手前側から奥側へ）挿入できるようにされている。
【００２３】
更に、丸穴４６の内底面上には、ウエハ交換時にウエハ３４を３点で支持すると共に上下動させるウエハ上下動機構１４６（図８参照）を構成する３つの上下動ピン５４が上下方向に設けられている。これらの上下動ピン５４は、ホルダ４４がＸステージ４２上に吸着固定された状態では、それぞれの先端部がこれらの上下動ピン５４に対応して設けられた図示しない丸孔を介してホルダ４４を貫通状態で上下動するようになっている。
【００２４】
ここで、図１の説明に戻ると、投影光学系１８の両脇には斜入射光式の焦点位置合わせ機構（ＡＦ系）１３４（図８参照）を構成する送光系５６と受光系５８とが、投影光学系１８の光軸に対して対称に配置されている。
【００２５】
一方のチャンバ１２内には、この他、アライメント光源６０、ハーフミラー６２、ミラー６４、及びアライメント顕微鏡６６等からなるウエハ３４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６８や、図１では図示を省略したが、Ｘステージ４２の位置測定用の干渉計システム１３６（図８参照）等も設置されている。
【００２６】
他方のチャンバ１４内には、図１ないし図２に示されるように、中央部にＸ軸方向に延びるＸガイド７０が設置されている。このＸガイド７０上にはＸ方向に往復移動可能なロボットハンド７２が設けられており、このロボットハンド７２は、Ｘガイド７０に沿ってＸ方向に移動可能な移動部７４と、この移動部７４上にその基端部の図示しない回動軸を中心として回動可能に取り付けられた第１の回動アーム７６と、この第１の回動アーム７６の先端（回動端）にその基端部が回動可能に取り付けられた第２の回動アーム７８と、更にこの第２の回動アーム７８の先端（回動端）に取り付けられたハンド部８０とから構成されている。即ち、このロボットハンド７２の第１、第２の回動アーム７６、７８は、第１の回動アーム７６の回動軸を中心として一体的に回動可能であると共に、伸縮可能な構造となっている。従って、第２の回動アーム７８の先端に取り付けられたハンド部８０は、第１の回動アーム７６の回動軸を中心とする所定半径の円の領域内で自由に水平移動できるようになっている。
【００２７】
図４には、ハンド部８０の先端部付近が拡大して示されている。この図４に示されるように、ハンド部８０は、取付部８２と先端部８４とを有し、先端部８４は取付部８２に対し、当該ハンド部８０の長手方向に延びる軸Ｃを中心に矢印Ｄ方向及びこれと反対方向に１８０度回動可能に構成されている。これにより、後述する一対のホルダ把持部８６、８８によってホルダ４４を把持した場合に、ホルダ４４を把持したまま該ホルダ４４の向きを上下反転させることができる。先端部８４には、ホルダ４４の側面を挟み込むための断面Ｌ字状部材から成る前記一対のホルダ把持部８６、８８が相互に対向して設けられており、これらのホルダ把持部８６、８８の図４における上側の対向面から成る把持面８６Ａ、８８Ａは円弧状の曲面として形成されている。また、これらのホルダ把持部８６、８８のホルダ４４の裏面との接触面８６Ｂ、８８Ｂには、図示しないバキューム孔が形成され、このバキューム孔を介して図示しない真空吸着手段によってホルダ４４が吸着固定されるようになっている。更に、これらのホルダ把持部８６、８８は、ガイド溝８４Ａ、８４Ｂに沿って矢印Ｅ、Ｆで示されるように相互に接近・離間する方向に移動可能に構成されている。これは、複数種のホルダ４４を挟み込めるようにこのようにしたものであり、単一種のホルダ４４のみを使用する場合は、把持面８６Ａ、８８Ａ間の距離がホルダ４４の大径部の外径とほぼ同一寸法となる距離だけ両者が離れる位置に固定して設けても良い。
【００２８】
ここで、図２の説明に戻ると、チャンバ１２とチャンバ１４との間には、当該両者を貫通した状態でＹ方向に延びるＹガイド９０が設けられている。このＹガイド９０には当該Ｙガイド９０に沿ってチャンバ１２とチャンバ１４との間を移動可能でかつＸ方向には所定距離範囲で移動可能に構成されたホルダ搬送アーム（以下、適宜「搬送アーム」という）９２が取り付けられている。このホルダ搬送アーム９２は、前述したロボットハンド７２のハンド部８０と同様の構造となっている（図４参照）。なお、チャンバ１２とチャンバ１４とが接する側の両チャンバ１２、１４の側壁には、Ｙガイド９０及びホルダ搬送アーム９２に対応する大きさの開口のみが形成されている。
【００２９】
更に、図２に示されるように、チャンバ１４内のＸガイド７０とＹガイド９０とが交差する位置の近傍には、ホルダ搬送アーム９２とロボットハンド７２との間でホルダ４４の受け渡しを行なうための受け渡し台９４が設置されている。この受け渡し台９４には、前述したＸステージ４２上のホルダ上下動機構１４４と同様に、図１に示されるように上端部に断面Ｕ字状の切欠き９６が形成されたホルダ保持部材９８を有するホルダ上下動・回転機構１００が設けられている。このホルダ上下動・回転機構１００は、上端部の一部が受け渡し台９４の上方に露出している円筒状ガイド１０２と、この円筒状ガイド１０２の内部を上下方向に摺動する前記ホルダ保持部材９８とを有している。このホルダ保持部材９８は、図１の位置からＺ軸方向の回転軸回りに９０度の範囲で回動可能になっている。これにより、例えば、後に詳述するように、ホルダ搬送アーム９２からロボットハンド７２へホルダ４４を受け渡すことが可能になる。
【００３０】
更に、本実施例では、図２に示されるように、チャンバ１４内部のＸガイド７０のチャンバ１４と反対側の側方には、保管部としてのホルダ保管部（以下、適宜「保管部」という）１０４とホルダ洗浄部１０６とが設置されており、後述するように、ホルダ保管部１０４の前あるいはホルダ洗浄部１０６の前にロボットハンド７２を移動させることにより、ホルダ４４の受け渡しを行なうことできるようになっている。
【００３１】
図５には、ホルダ保管部１０４の図１における右側面図が一部省略して示されている。この保管部１０４は、清浄なホルダ４４を保管するためのもので、箱型の外部ケース１０８と、この外部ケース１０８の両側壁の内面側に上下方向に所定間隔で配置された複数段のホルダ支持棚１１０とを有している。各ホルダ支持棚１１０は、図５の紙面直交方向（Ｙ方向）に向けて延設された左右一対の断面Ｌ字状の棚部材１１２Ａ、１１２Ｂから構成されている。このホルダ保管部１０４は、支柱部１１４によって支持されており、この支柱部１１４は、図１に示される土台部１１６内に設けられた図示しない上下方向の摺動ガイドを介して上下動可能となっており、土台部１１６に内蔵された駆動機構１５４（図８参照）によって上下動されるようになっている。これにより、ホルダ保管部１０４内の所望の段のホルダ支持棚１１０とロボットハンド７２のハンド部８０との高さ方向の位置関係を調整することができるようになっている。
【００３２】
この場合、ホルダ保管部１０４内の全段のホルダ支持棚１１０にホルダ４４を予め支持させておき、ホルダ４４が搬出された段と同一段のホルダ支持棚１１０に洗浄後のホルダ４４を搬入するようにし、このホルダ４４の搬出及び搬入を行なう順番を、例えば上から下、あるいは下から上というように予め定めておいて、これに従ってホルダ保管部１０４を順次上昇あるいは下降させるようにすれば、あたかも新しいホルダ４４が搬入される毎に、ホルダ４４が保管部１０４内部で順送りされて、一番古くに入ったホルダ４４が優先的に搬出されるのと同様にすることができる。なお、特殊なベルトコンベヤにより、実際にこのようなホルダ４４の順送りを実現する機構を構成しても良い。
【００３３】
また、ホルダ４４の保管は、図５に示されるように、ウエハとの接触部が下方を向くように上下逆向きに保管することが、チャンバ１４内、あるいはホルダ保管部１０４内の雰囲気中にある異物の落下による接触部への付着を防止する観点からは望ましい。この場合には、図６（Ａ）に示されるような状態で洗浄された後のホルダ４４をホルダ保管部１０４へ搬入する前に、ハンド部７２の先端部８４を反転させて図６（Ｂ）に示される状態で保管部１０４へ搬入すれば良い。
【００３４】
図７には洗浄部１０６の概略縦断面図（図２における右側面断面図）が示されている。この図７に示されるように、洗浄部１０６は、所定量の純水が収容された水槽１１８と、この水槽１１８内に相対向して設けられた一対の側板１２０Ａ、１２０Ｂと、これらの側板１２０Ａ、１２０Ｂに上下方向に沿ってそれぞれ形成されたガイド溝（図示省略）に沿って矢印Ｇ、Ｈで示されるように上下動可能な断面Ｌ字状部材から成る一対のホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂと、水槽１１８内に設置された超音波発生装置１２４とを備えている。
【００３５】
この洗浄部１０６により、ホルダ４４を洗浄するには、ホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂを少し下げた状態で、ハンド部８０のホルダ把持部８６、８８により図７の紙面直交方向の両端が把持されたホルダ４４を、図７の紙面手前側から奥側に向けて所定量差し込み、この状態でホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂを上昇させ、ハンド部８０を退避させると、ホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂによりホルダ４４が下方から支持された図７の状態となる。次に、ホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂが下降することにより、ホルダ４４が水槽１１８内の純水に浸される。この状態で、超音波発生装置１２４を起動させると、超音波が発生して眼鏡の洗浄と同様にしてホルダ４４が洗浄される。なお、純水の代わりに、考えられる異物（レジストをはじめとする化学薬品）に対応する多種の溶剤を用意して順次ホルダ４４を浸した後、乾燥させることを繰り返し行ってもよい。また、浸すだけでは取れない異物がある場合には、ナイロン等の不織性のブラシでホルダ表面をこするようにしてもよい。なお、図１ないし図２において、符号３９はウエハ搬送系を示す。
【００３６】
次に、本実施例の装置１０の制御系の構成を図８に基づいて説明する。この制御系は、第１制御部１３０と第２制御部１３２とを中心として構成されている。これら第１、第２制御部１３０、１３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力インタフェース及び出力インタフェース等を含むいわゆるマイクロコンピュータ又はミニコンピュータ等によって構成されている。また、これら第１、第２制御部１３０、１３２はシステムバスを介して相互に接続されている。
【００３７】
第１制御部１３０の入力側には、ＡＦ系１３４と干渉計システム１３６が接続されている。また、第１制御部１３０の出力側には、Ｘステージ４２及びＹステージ４０を駆動するステージ駆動系１３８、Ｘステージ４２上にホルダ４４を吸着するバキューム・チャック１４０、搬送アーム９２にホルダ４４を吸着するための真空吸着手段１４２、Ｘステージ４２上のホルダ上下動機構１４４、３本の上下動ピン５４及びこの駆動部より成るウエハ上下動機構１４６、搬送アーム９２をＸＹ方向へ駆動する搬送アーム駆動系１４８、図示しないウエハローダを構成するロードアーム及びアンロードアーム等を駆動するウエハローダ駆動系１５０等が接続されている。
【００３８】
また、第２制御部１３２の出力側には、ホルダ上下動回転機構１００、ロボットハンドを構成する各駆動部（ハンド部８０の図示しないバキューム孔に連通する図示しない真空吸着手段を含む）を制御するロボットハンド制御系１５２、ホルダ保管部１０４の駆動機構１５４、洗浄部１０６の支持部材１２２Ａ、１２２Ｂを上下に駆動する支持部材駆動系１５６、及び超音波発生装置１２４等が接続されている。
【００３９】
次に、上述のようにして構成された本実施例の装置の主要な動作を、第１、第２制御部１３０、１３２の制御動作を中心として説明する。
【００４０】
まず、最初に第１制御部１３０の制御動作について、主要な制御アルゴリズムを示す図９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がスタートするのは、所定回数のステップアンドリピート方式の露光が終了し、極めて平坦度の高いテスト用ウエハがＸステージ４２上のホルダ４４上吸着されたときである。なお、前提として、後述するウエハ（テスト用ウエハ）の計測領域の番号を示す図示しないカウンタはリセット（カウント値ｎ←０）され、後述するホルダ４４の汚れを示すフラグもリセット（Ｆ←０）されているものとする。
【００４１】
まず、ステップ２００で「ホルダの汚れを検出」のサブルーチンの処理を行なう。このサブルーチンでは、図１０のフローチャートに示されるように、ステップ３００で、計測領域の番号を示す図示しないカウンタを１インクリメント（ｎ←ｎ＋１）した後、ステップ３０２に進んでウエハ上のｎ番目の計測領域を投影光学系１８のイメージフィールド内に位置決めする。この位置決めは、予めＲＡＭ内に記憶された当該計測領域の座標位置データと干渉計システム１３６の出力座標データとに基づいて行なわれる。
【００４２】
次のステップ３０４ではＡＦ系１３４の出力を取り込み、ステップ３０６に進んでステップ３０４で取り込んだＡＦ系１３４の出力に基づいてウエハ表面の光軸方向の位置ずれ量（焦点ずれ量）が所定の閾値を超えたか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合は、ステップ３０８に進んでカウント値ｎが計測すべき全計測領域数ｎ０  以上であるか否かを判断することにより、全計測領域の焦点ずれ計測が終了したか否かを判断する。このステップ３０８における判断が否定された場合は、ステップ３００に戻って上記処理・判断を繰り返す。一方、ステップ３０６における判断が肯定された場合は、ステップ３１０に進んで前述したフラグを立て（Ｆ←１）た後、図９のメインルーチンのステップ２０２にリターンする。また、全ての計測領域の焦点ずれ計測が終了し、ステップ３０８における判断が肯定された場合もメインルーチンのステップ２０２に戻る。
【００４３】
メインルーチンのステップ２０２では、前述したフラグが「０」であるか否かを判断することによりホルダ４４が汚れていないか否かを判断する。このステップ２０２における判断が肯定された場合、即ちホルダ４４が汚れていない場合には、ステップ２０４に進んでウエハローダ駆動系１５０を介して図示しないウエハアンロードアームを駆動してテスト用ウエハをアンロードした後、本ルーチンの一連の処理を終了する。この場合はその後通常の露光処理が続行される。なお、ウエハアンロードの際にはウエハの吸引が解除される。
【００４４】
一方、ステップ２０２の判断が否定された場合、即ちホルダ４４が汚れて異物が付着している場合は、ステップ２０６に進んでバキューム・チャック１４０を介してＸステージ４２上のホルダ４４の吸引を解除した後、ステップ２０８に進んでウエハローダ駆動系１５０を介してウエハアンロードアームを駆動してテスト用ウエハをアンロードする。
【００４５】
次のステップ２１０ではホルダ上下動機構１４４を上昇駆動する。これにより、ホルダ支持部材５０が上昇してホルダ４４を下方から支持した状態で所定量持ち上げる。このとき、ホルダ支持部材５０は、切欠き５２の位置がＸステージ４２前方に待機している搬送アーム９２の高さ位置とほぼ一致した高さの位置にあるものとする。
【００４６】
次のステップ２１２では搬送アーム駆動系１４８を介して搬送アーム９２を駆動し、搬送アーム９２の先端をホルダ４４を支持しているホルダ支持部材５０の切欠き５２の内部に挿入する。このとき、搬送アーム９２は平面視で把持部材の間にホルダ４４が丁度入り込んで見える位置まで挿入される。
【００４７】
次のステップ２１４でホルダ上下動機構１４４を下降駆動すると共に、真空吸着手段１４２を介して搬送アーム９２によるホルダ４４の吸引（バキューム）を開始する。これにより、支持部材５０がホルダ４４から離れ、搬送アーム９２によってホルダ４４が吸着され保持される。
【００４８】
次のステップ２１６では搬送アーム駆動系１４８を介してホルダ４４を保持した搬送アーム９２を受け渡し台９４の上方へ移動させると共に真空吸着手段１４２を介して搬送アーム９２によるホルダ４４の吸引（バキューム）を解除する。このとき、搬送アーム９２は、ホルダ上下動・回転機構１００のホルダ保持部材９８の切欠き９６に丁度対応した位置にあり、かつホルダ保持部材９８が上昇すると、搬送アーム９２に保持されたホルダ４４がホルダ保持部材９８によって下方から支持される位置にある。
【００４９】
次のステップ２１８では第２制御部１３２へ搬送アーム９２の受け渡し台９４上方への移動が完了した旨を通知した後、ステップ２２０に進んで第２制御部１３２からホルダ上下動・回転機構１００の上昇駆動が完了した旨の通知があるのを待つ。
【００５０】
次に、第２制御部１３２の制御動作を主要な制御アルゴリズムを示す図１１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がスタートするのは、第１制御部１３０から搬送アーム９２の受け渡し台９４上方への移動が完了した旨の通知を受けたときである。
【００５１】
まず、ステップ４００で「ホルダの洗浄部への受け渡し」のサブルーチンの処理を行なう。
【００５２】
このサブルーチンでは、図１２のフローチャートに示されるように、ステップ５００でホルダ上下動・回転機構１００を上昇駆動すると共にホルダ上下動・回転機構１００の上昇駆動が完了した旨第１制御部１３０へ通知した後、ステップ５０２に進んで第１制御部１３０から搬送アーム９２の退避が完了した旨の通知があるのを待つ。
【００５３】
ここで、一時的に第１制御部１３０の動作説明に戻る。前記の如く、第１制御部１３０では、ステップ２２０で第２制御部１３２からホルダ上下動・回転機構１００の上昇駆動が完了した旨の通知があるのを待っているが、この通知があったことにより、ステップ２２０の判断が肯定され、ステップ２２２に進んで搬送アーム駆動系１４８を介して搬送アーム９２をＸ軸方向手前に退避させると共にアーム９２の退避が完了した旨を第２制御部１３２へ通知し、その後、ステップ２２４に進んで第２制御部１３２からホルダ４４の受け渡しの準備が完了した旨が通知されるのを待つ。
【００５４】
ここで、再び第２制御部１３２の動作説明に戻る。前記の如く、第２制御部１３２では、ステップ５０２で第１制御部１３０から搬送アーム９２の退避が完了した旨の通知があるのを待っているが、この通知があったことにより、ステップ５０２の判断が肯定され、ステップ５０４に進んでホルダ上下動・回転機構１００を９０度回転させる。これにより、ホルダ４４を保持したまま、保持部材９８が９０度回転して当該保持部材９８の切欠き９６が、受け渡し台９４前方に待機しているロボットハンド７２のハンド部８０の高さ位置でロボットハンド７２に対向した状態となる。
【００５５】
次のステップ５０６ではロボットハンド制御系１５２を介してハンド部８０の先端を切欠き９６に挿入する。このとき、ハンド部８０は、平面視で保持部材９８に保持されたホルダ４４が把持部材８６、８８の間に入り込んだように見える位置まで挿入される。
【００５６】
次のステップ５０８ではホルダ上下動・回転機構１００を下降駆動すると共にロボットハンド制御系１５２を介してハンド部８０によるホルダ４４の吸引を開始する。これにより、保持部材９８がホルダ４４から離れ、ホルダ４４はハンド部８０に吸着され保持される。
【００５７】
次のステップ５１０ではロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２をホルダ洗浄部１０６の前まで移動させた後、ステップ５１２に進んでロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２を制御し、ハンド部８０に保持されたホルダ４４をホルダ洗浄部１０６のホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂの上方へ移動させる。
【００５８】
次のステップ５１４でロボットハンド制御系１５２を介してハンド部８０によるホルダ４４の吸着を解除した後、ステップ５１６に進んで支持部材駆動系１５６を介してホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂを上昇駆動する。これにより、ホルダ４４がホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂによって下方から支持される。
【００５９】
次のステップ５１８でロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２を制御してハンド部８０を退避させた後、ステップ５２０で支持部材駆動系１５６を介してホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂを下方へ移動させる。
【００６０】
次のステップ５２２で超音波発生装置１２４を作動させた後、図１１のメインルーチンのステップ４０２にリターンする。
【００６１】
ステップ４０２では、ロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２をホルダ保管部１０４の前まで移動させた後、ステップ４０４の「ホルダ保管部からホルダを搬出」のサブルーチンへ移行する。
【００６２】
このサブルーチンでは、図１３のフローチャートに示されるように、ステップ６００で駆動機構１５６を介してホルダ保管部１０４の高さを調整する。具体的には、保管部１０４内のホルダ支持棚１１０の場所を示す図示しないカウンタのカウント値に基づいてそのカウント値に対応する段のホルダ支持棚１１０に保管されたホルダ４４がハンド部８０より少し低くなるように保管部１０４の高さが調整される。
【００６３】
次のステップ６０２ではロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２のハンド部８０を上下反転し、ステップ６０４に進んでロボットハンド制御系１５２を介してハンド部８０を保管部１０４内の目的のホルダ４４の上方へ挿入する。ここで、ハンド部８０は、ホルダ４４の両端を把持部材８６、８８によって把持するのに最も適した位置まで挿入される。
【００６４】
次のステップ６０６では駆動機構１５６を介してホルダ保管部１０４を所定量上方へ駆動し、ステップ６０８でロボットハンド制御系１５２を介してハンド部８０によるホルダ４４の吸引を開始する。これにより、ハンド部８０によってホルダ４４が吸着される。
【００６５】
次のステップ６１０でロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２を制御し、ハンド部８０をホルダ保管部１０４の外へ引き出した後、図１１のメインルーチンのステップ４０６にリターンする。
【００６６】
ステップ４０６ではロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２を受け渡し台９４の前まで移動させた後、ステップ４０８に進んでロボットハンド制御系１５２を介してハンド部８０を上下反転させる。これにより、ハンド部８０に吸着・保持されたホルダ４４が上下反転して通常の向きに戻る。
【００６７】
次のステップ４１０では、ロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２を制御してハンド部８０を受け渡し台９４の上方へ移動させる。このとき、ハンド部８０はその先端のホルダ４４を保持している部分が受け渡し台９４上の上下動・回転機構１００のホルダ保持部材９８の切欠き９６に対応した位置まで移動される。
【００６８】
次のステップ４１２ではロボットハンド制御系１５２を介してハンド部８０によるホルダ４４の吸着を解除し、ステップ４１４でホルダ上下動・回転機構１００を所定量上昇駆動する。これにより、保持部材９８が上昇してホルダ４４が下方から保持される。
【００６９】
次のステップ４１６ではロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２を制御してハンド部８０を退避させた後、ステップ４１８に進んでホルダ上下動・回転機構１００を前と反対向きに９０度回転させる。これにより保持部材９８がホルダ４４を保持した状態で回転し、切欠き９６が待機位置にある搬送アーム９２に対向した状態となる。
【００７０】
次のステップ４２０ではホルダ４４の受け渡しの準備が完了した旨を第１制御部１３０へ通知し、ステップ４２２に進んで第１制御部１３０から搬送アームの挿入が完了した旨が通知されるのを待つ。
【００７１】
ここで、第１制御部１３０の動作説明に戻る。第１制御部１３０では、前記の如く、ステップ２２４において第２制御部１３２からホルダ４４の受け渡しの準備が完了した旨が通知されるのを待っているが、当該通知があったことにより、ステップ２２４の判断が肯定され、ステップ２２６に進んで搬送アーム駆動系１４８を介して搬送アーム９２の先端を切欠き９６の内部に挿入した後、ステップ２２８で搬送アーム９２の切欠き９６への挿入が完了した旨を第２制御部１３２へ通知する。その後、ステップ２３０で第２制御部１３２からホルダ上下動・回転機構１００の下降駆動がなされた旨の通知があるのを待つ。
【００７２】
ここで、一時的に第２制御部１３２の動作説明に戻る。第２制御部１３２では前記の如く、ステップ４２２で搬送アーム９２の挿入が完了した旨の通知がなされるのを待っているが、この通知がなされたことにより、ステップ４２２における判断が肯定され、ステップ４２４に進んでホルダ上下動・回転機構１００を下降駆動すると共にその旨を第１制御部１３０に通知した後、本ルーチンの一連の処理を終了する。
【００７３】
ここで、第１制御部１３０の動作説明に戻る。第１制御部１３０では、前記の如く、ステップ２３０で第２制御部１３２からホルダ上下動・回転機構１００の下降駆動がなされた旨の通知があるのを待っているが、この通知がなされたことにより、ステップ２３０の判断が肯定され、ステップ２３２に進んで真空吸着手段１４２を介して搬送アーム９２によるホルダ４４の吸引を開始する。これにより、ホルダ４４が搬送アーム９２に吸着され保持される。
【００７４】
次のステップ２３４では搬送アーム駆動系１４８を介して搬送アーム９２をＸステージ４２の前方まで移動し、ステップ２３６に進んで搬送アーム駆動系１４８を介して搬送アーム９２をＸステージ４２の上方へ移動する。ここで、搬送アーム９２は、これに保持されたホルダ４４がＸステージ４２上の丸穴４６に丁度嵌合する位置で、ホルダ上下動機構１４４の支持部材５０の切欠き５２に対応した位置まで移動される。
【００７５】
次のステップ２３８ではホルダ上下動機構１４４を上昇駆動すると共に搬送アーム９２によるホルダ４４の吸引を解除する。これにより、支持部材５０が上昇して下方からホルダ４４を保持し、この支持部材５０の切欠き５２内に搬送アーム９２の先端部が嵌合した状態となる。
【００７６】
次のステップ２４０で搬送アーム駆動系１４８を介して搬送アーム９２を退避させた後、ステップ２４２に進んでホルダ上下動機構１４４を下降駆動する。これにより、支持部材５０に保持されたホルダ４４が下降してＸステージ４２の丸穴４６内に嵌合する。
【００７７】
次のステップ２４４ではバキューム・チャック１４０を介してＸステージによるホルダ４４の吸引を開始した後、本ルーチンの一連の処理を終了する。終了後、通常の露光処理が再開される。
【００７８】
一方、第２制御部１３２では、通常の露光処理が開始されて一定時間経過すると、支持部材駆動系１５６を介して水槽１１８内で洗浄中のホルダ４４を水槽１１８外に引き上げて乾燥させる。そして乾燥後、ロボットハンド制御系１５２、支持部材駆動系１５６をそれぞれ介してロボットハンド７２、ホルダ支持部材１２２Ａ、１２２Ｂを制御して乾燥後のホルダ４４をロボットハンド７２により洗浄部１０６から搬出する。なお、ホルダ４４の乾燥に際し、温風を当てて乾燥を早める工夫をしてもよい。あるいは、前述した保管部１０４内でホルダ４４の乾燥を行なうようにすることも可能である。
【００７９】
次に、第２制御部１３２では、ロボットハンド制御系１５２を介してロボットハンド７２を制御し、この搬出されたホルダ４４をハンド部８０で保持してホルダ保管部１０４内へ搬入する。この搬入前に第２制御部１３２ではロボットハンド制御系１５２を介してホルダ４４を保持したハンド部８０を上下反転させた後、駆動機構１５６を介して保管部１０４の高さ調整を行なう。この高さ調整は前述したカウンタのカウント値に対応する段のホルダ支持棚１１０にホルダ４４を搬入するのに適した高さに調整される。
【００８０】
これまでの説明から明らかなように、本実施例では、Ｘガイド７０、ロボットハンド７２、Ｙガイド９０、搬送アーム９２及びホルダ上下動・回転機構１００によってホルダ搬送系が構成されている。
【００８１】
以上説明したように、本実施例によると、所定回数の露光が終了する度毎に、ホルダ４４の汚れが測定され、ホルダ４４が汚れている場合には、汚れたホルダ４４が保管部１０４内で保管されていた清浄なホルダ４４と自動的に交換され、すぐに露光を再開することができることから、ホルダ４４の清掃のために装置を長時間停止させる必要がない。従って、スループットを大幅に向上させることができるとともに、常に清浄なホルダ４４で焼き付けを行う事が可能となり、これにより良好な重ね合わせ精度を維持することが出来るので半導体の歩留まりが低下することもない。
【００８２】
また、本実施例によると、清掃作業が自動化されることから、従来の人的作業による個人差、人が作業することにより発生する二次的汚染を無くすことが可能となり、加えてホルダ４４の清掃作業に関する１日当たりの装置の停止時間を大幅に短縮できる。
【００８３】
更には、清掃作業は一方のチャンバ１２内でウエハ３４の露光処理が行なわれている間であっても他方のチャンバ１４内のホルダ洗浄部１０６によって行なうことができるので、洗浄時間を制限する必要がなく、十分にホルダ４４を洗浄することができる。
【００８４】
また、洗浄後のホルダ４４をホルダ保管部１０４内に保管するので、少なくとも２つホルダ４４を用意しておけば、常にホルダ４４のウエハ３４との接触面を清浄な状態に保持することが可能となる。
【００８５】
なお、上記実施例では、説明の複雑化を避けるため、ウエハ搬送アーム及びロボットハンド７２等を汚れたホルダ４４の搬送と清浄なホルダ４４の搬送との両方に用い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、実施にあたっては、搬送アーム９２及びロボットハンド７２の両方又はいずれか一方について、汚れたホルダ専用と清浄なホルダ専用とを設けることが望ましい。このようにした場合には、例えば、清浄なホルダ専用の搬送アーム９２をホルダ４４を保持させた状態でＸステージ４２の近くで待機させておき、ホルダ４４の汚れが測定されたら素早く汚れたホルダ専用の搬送アーム９２を用いてホルダ上下動機構によってＸステージ４２から離脱されたホルダ４４を受取り、これと殆ど同時に清浄なホルダ専用の搬送アーム９２に保持されたホルダ４４をホルダ上下動機構１４４に渡し、Ｘステージ４２上に装着させることが可能になる。このようにした場合には、汚れたホルダ４４から搬送アーム９２あるいはロボットハンド７２を介して清浄なホルダ４４に異物が付着する等のおそれもなくなる。
【００８６】
また、上記実施例では、ホルダ保管部１０４と共にホルダ洗浄部１０６が設けられた場合を例示したが、いずれか一方のみを設けることによってもホルダを常時清浄に保つことは可能である。例えば、ホルダ保管部１０４のみを設けた場合には、保管部１０４内に多数の清浄なホルダ４４を予め保管して置くと共に、汚れたホルダ４４は外部に搬出して、外部で清掃作業を行なうようにすれば良く、また、ホルダ洗浄部１０６のみを設けた場合には、ホルダ４４の洗浄中は露光作業を中止する必要はあるが、従来の手作業の場合に比べて露光作業の中断時間は短く、しかもホルダ４４の洗浄は確実になされるので、手作業の場合に存在する数々の問題点も解消できる。
【００８７】
更に、上記実施例中で説明した制御アルゴリズムは、一例であって、種々変形が可能なものである。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動し、この上下動機構によりステージ上で上昇された基板ホルダはホルダ搬送系へ受け渡されて、所定経路に沿って搬送される。従って、基板ホルダの清掃を行なう際の時間を短縮することが可能となり、装置の停止時間を短くすることができる。
【００８９】
保管部に基板ホルダを保管する際に、基板ホルダが感光基板と接触する接触部が下方を向くように保管することにより、雰囲気中の異物の落下による接触部への付着を防止することができる。また、ホルダ搬送系は、汚れた基板ホルダを搬送する部分と清浄な基板ホルダを搬送する部分とを分けた場合、汚れた基板ホルダから搬送系を介して清掃済みの基板ホルダへ汚れが付着することを防止できる。また、基板ホルダ上で感光基板を上下動させる基板上下動機構を設けた場合、上下動機構により基板ホルダがステージ上で上下動するとともに、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板が上下動することになる。
【００９０】
請求項７記載の発明によれば、上下動機構により基板ホルダをステージ上で上下動させることができるとともに、基板上下動機構により基板ホルダ上で感光基板を上下動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例に係る露光装置の全体構成を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の装置の全体構成を示す概略横断面図である。
【図３】Ｘステージをホルダと共に一部破断して示す図である。
【図４】ロボットハンドを構成するハンド部を拡大して示す概略斜視図である。
【図５】ホルダ保管部を一部省略して示す図１における右側面図である。
【図６】ホルダを保持したアーム部の動作説明図である。
【図７】ホルダ洗浄部の図１における右側面断面図である。
【図８】図１の装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図９】第１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１０】図９の「ホルダの汚れを検出」のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】第２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１２】図１１の「ホルダの洗浄部への受け渡し」のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】図１１の「ホルダ保管部からホルダを搬出」のサブルーチンの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    露光装置
３０    レチクル（マスク）
３４    ウエハ（感光基板）
４２    Ｘステージ（ステージ）
４４    ホルダ（基板ホルダ）
７０    Ｘガイド  （ホルダ搬送系の一部）
７２    ロボットハンド（ホルダ搬送系の一部）
９０    Ｙガイド（ホルダ搬送系の一部）
９２    搬送アーム（ホルダ搬送系の一部）
１００  ホルダ上下動・回転機構（ホルダ搬送系の一部）
１０４  ホルダ保管部（保管部）
１０６  ホルダ洗浄部
１４４  ホルダ上下動機構（着脱機構）
【図１】
0003551423.tif 000002
【図２】
0003551423.tif 000003
【図３】
0003551423.tif 000004
【図４】
0003551423.tif 000005
【図５】
0003551423.tif 000006
【図６】
0003551423.tif 000007
【図７】
0003551423.tif 000008
【図８】
0003551423.tif 000009
【図９】
0003551423.tif 000010
【図１０】
0003551423.tif 000011
【図１１】
0003551423.tif 000012
【図１２】
0003551423.tif 000013
【図１３】
0003551423.tif 000014