(57)【要約】【課題】チャンバ内の雰囲気や気象条件に関わらずロードロックに対する搬送ロボットのウエハ受渡しを一定の位置で行えるようにすること。【解決手段】内部が高真空若しくは気体で所定圧力に維持された減圧容器と、第１及び第２の仕切り弁を有する雰囲気置換室とから成り、該雰囲気置換室は前記減圧容器と該第１の仕切り弁を介して接続連通され、該第２の仕切り弁を介して大気に連通される減圧処理装置において、被処理基板を雰囲気置換室に搬入出する基板搬送手段を有し、該基板搬送手段が被処理基板を雰囲気置換室内の基準位置まで搬入した後、載置する前に該被処理基板の基準位置からの位置ずれを計測することによって補正量を算出し、基板搬送手段による補正を行った後に、被処理基板を載置して退避することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が高真空若しくは気体で所定圧力に維持された減圧容器と、第１及び第２の仕切り弁を有する雰囲気置換室とから成り、該雰囲気置換室は前記減圧容器と該第１の仕切り弁を介して接続連通され、該第２の仕切り弁を介して大気に連通される減圧処理装置において、
被処理基板を雰囲気置換室に搬入出する基板搬送手段を有し、該基板搬送手段が被処理基板を雰囲気置換室内の基準位置まで搬入した後、載置する前に該被処理基板の基準位置からの位置ずれを計測することによって補正量を算出し、基板搬送手段による補正を行った後に、被処理基板を載置して退避することを特徴とする減圧処理装置。
【請求項２】
被処理基板を載置して退避する際に、算出された補正量を加味して基板搬送手段が動作することを特徴とする請求項１記載の減圧処理装置。
【請求項３】
被処理基板の基準位置からの位置ずれの計測は該被処理基板の周辺部を雰囲気置換室に設置された光学センサ上に投影することによって行うことを特徴とする請求項１又は２記載の減圧処理装置。
【請求項４】
被処理基板の基準位置からの位置ずれの計測は該被処理基板と雰囲気置換室の基準平面との距離を計ることによって行うことを特徴とする請求項１又は２記載の減圧処理装置。
【請求項５】
計測された位置ずれが第１の許容値を超えた場合にのみ補正を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の減圧処理装置。
【請求項６】
計測された位置ずれが第２の許容値を超えた場合は基板搬送手段の持つ雰囲気置換室内の基準位置に対する座標を該位置ずれに応じて変更することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の減圧処理装置。
【請求項７】
第１の基板搬送手段が減圧容器及び雰囲気置換室の外部にあり、第２の基板搬送手段が減圧容器の内部にあって、一方の基板搬送手段の雰囲気置換室内の基準位置に対する座標を変更する場合は他方の基板搬送手段の雰囲気室内の基準位置に対する座標も対応して変更することを特徴とする請求項６記載の減圧処理装置。
【請求項８】
減圧容器の気体がヘリウムであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の減圧処理装置。
【請求項９】
減圧容器が露光装置のチャンバであることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の減圧処理装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかに記載の減圧処理装置を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体露光装置等に適用できる減圧処理装置とこれを備える露光装置及びデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特許文献１〜３に記載されているように、微細化する半導体製造に対して電子線（ＥＢ）やＥＵＶ光、シンクロトロン放射光によるＸ線等を用いた露光技術の開発が進められている。シンクロトロン放射光を用いる場合、空気中でのＸ線の減衰が問題となるため、露光装置の基幹部分はＸ線の減衰が小さいヘリウム雰囲気にしたチャンバ内に設置される。そして、露光用のウエハは１枚ごと、ロードロック内で大気からヘリウムに雰囲気置換されてからチャンバ内に搬入されて露光される。
【０００３】
露光後はロードロックに戻され、ヘリウムから大気に雰囲気置換された後、取り出される。ロードロックへのウエハの搬入出には搬送用のロボットが使用され、搬入時には真空吸着によりウエハキャリヤからウエハを取り出し、ロードロックまで搬送して退避する。このとき、ウエハをロードロック内に載置する位置の座標はティーチングデータとして搬送ロボットのコントローラに記憶保持されている。
【０００４】
この座標を決定するティーチング作業は、チャンバ内部が所定圧力のヘリウムで安定した状態で行われる。これは、チャンバが大気とヘリウムでは圧力の違いにより変形して、それによってチャンバに固定されたロードロックとチャンバ外に設置された搬送ロボットとの相対位置が変化するため、チャンバが大気状態で行ったティーチングデータでは搬送できないからである。逆に露光装置の保守等のためにチャンバを大気開放した状態でウエハの搬送を行うには、搬送ロボットのティーチングデータを大気用のものに変更しなければならなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０８５２９０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９９２１８号公報
【特許文献３】特開２００４−２２８１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
つまり、チャンバ内の雰囲気に応じて、搬送ロボットに複数のティーチングデータを用意し、切り替えて使用しなければならないという問題があった。
【０００７】
又、チャンバ内の雰囲気を大気からヘリウムにした直後は、チャンバの変形が収まるまでウエハの搬入がてできず、待ち時間が発生するという問題があった。
【０００８】
更に、気象条件の変化によって大気圧が変化し、それに応じてチャンバの変形量も変わるため、日によって搬送ロボットによるロードロック内のウエハ受渡しで位置ずれが発生するという問題があった。これらの問題はチャンバ内にあって、露光装置の基幹部分とロードロックの間でウエハの搬送を行う搬送ロボットについても言えることである。
【０００９】
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、チャンバ内の雰囲気や気象条件に関わらずロードロックに対する搬送ロボットのウエハ受渡しを一定の位置で行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明では、ロードロック内にウエハが搬入された際に基準位置からのウエハの位置ずれを計測し、補正してからウエハを載置するようにした。又、位置ずれ量が許容値を超えた場合は搬送ロボットのティーチングデータを自動的に書き換えるようにした。これによりチャンバ内の雰囲気に応じて、作業者が搬送ロボットのティーチングデータを書き換える必要がなくなる。又、気象条件によってチャンバの変形量が変化してもロードロック内でウエハ受渡し位置が自動的に補正されるため、ロードロック以降の搬送に気象条件の変化によって発生していた位置ずれを引きずることがなくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ロードロック以降の搬送に気象条件の変化によって発生していた位置ずれを引きずることがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、減圧容器は露光装置のチャンバであり、露光装置はＸ線露光装置若しくはＥＵＶ露光装置やＥＢ露光装置である。以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００１３】
＜実施の形態１＞
図１に本発明の実施例に係るＸ線露光装置の構成を示す。同図において、１はステージ、シャッタ等が搭載された露光装置の基幹部分２９やウエハ搬送ロボット２８をその内部に有するチャンバ、２はチャンバ１と連通するための内側ゲートバルブ３とチャンバ外の大気と連通するための外側ゲートバルブ４とを有するロードロック、５は該ロードロック内部の圧力を検出する圧力センサ、６はロードロックの排気ラインで、真空排気バルブ７、真空排気用ポンプ８、大気中排気用バルブ９から成る。
【００１４】
１１はヘリウム循環装置で、ヘリウム供給ライン１２とヘリウム回収ライン１３を通して、一定の圧力と純度のヘリウムをチャンバ１に循環させ、該チャンバ内をＸ線露光に適した雰囲気に保つ。１０はロードロックから排気されたヘリウムを回収するためのヘリウム回収用バルブである。
【００１５】
１４はヘリウム供給手段、１５はチャンバ用ヘリウム導入バルブ１６、ロードロック用ヘリウム導入バルブ１７、ヘリウム流量制御装置１８から成るヘリウム供給ラインで、１９は窒素供給手段、２０は窒素導入バルブ２１、窒素流量制御装置２２から成る窒素供給ライン、２３は再生ヘリウム導入バルブ２４、再生ヘリウム流量制御装置２５から成る再生ヘリウム供給ライン、２６はウエハキャリヤである。
【００１６】
又、２７は該ウエハキャリヤとロードロック２との間でウエハの搬送を行うウエハ搬送用ロボット、２８は該ロードロックと前記露光装置基幹部分２９との間でウエハの搬送を行うウエハ搬送用ロボット、３０はチャンバ１を大気に開放するための大気開放バルブ、３１は真空排気バルブ３２、真空排気用ポンプ３３から成るチャンバ排気ライン、３５はクリーンルーム床３４を工場の建屋床３６上において支持する支持部材、３７は露光時に高真空となるビームライン３８とチャンバ１を隔て、シンクロトロン放射光を透過させるベリリウムの窓、３９はバイパスバルブ４０を有するベリリウム窓３７のバイパスラインである。
【００１７】
更に、４１は上流にあるシンクロトロンに接続し、常に高真空状態にあるビームライン４２と前記ビームライン３８とを切り離すためのゲートバルブ、４３は高真空ゲージ、４４は差圧センサ、４５は絶対圧センサ、４８，４９はビームライン３８を真空排気バルブ４７を介して真空引きし、高真空状態に保つための真空排気ポンプである。
【００１８】
図２及び図３に本発明の第１の実施例に係るロードロックの構成を示す。図において、５１はウエハ、２７１は搬送ロボット２７のハンドで、真空吸着等の方法でウエハを保持して搬送する。
【００１９】
５２はロードロック内でウエハが載置されるウエハ支持用のピンで、５３は雰囲気置換時にウエハの位置がずれないようにするための位置ずれ防止用のピンでウエハ支持用のピン５２より背が高くなっている。ＰＳ１及びＰＳ２はウエハ裏面までの距離を計測するための反射型光センサである。計測された距離によってウエハがピン５２上に正しく載置されたかどうかや、ウエハがピン５３に乗り上げたりして斜めに載置されていないかを確認するためにも使用される。
【００２０】
ＬＳ１からＬＳ４はラインセンサで、光源６１から投光用レンズ６２を通して来た光により投影されるウエハのエッジの影を受光用レンズ６３を介して受けることにより、ウエハの水平方向の位置ずれを計測するためのものである。Ｐａはウエハ５１の中心で且つ搬送ロボットのウエハ受渡し位置を示し、搬送ロボットのティーチングが正しければ、ラインセンサＬＳ１からＬＳ４と等距離の位置になる。
【００２１】
Ｙａ１からＹａ３は搬送ロボットのティーチングデータのｙ座標で、ハンド２７１のｙ方向の位置を示す。Ｙａ１は搬送ロボット２７のハンド２７１がウエハを保持した状態でｚ方向に進退する高さで、Ｙａ２はウエハ裏面がピン５２上に来る高さで、Ｙａ３は搬送ロボットのハンド２７１がウエハを保持しない状態でｚ方向に進退する高さである。
【００２２】
図４は本発明の実施の形態１を説明するためのフローチャートで、大気に連通されたロードロックにウエハを搬送する処理を示すものである。
【００２３】
先ず、ステップＳ４１において、図示しないＣＰＵによって指示され、搬送ロボット２７がウエハキャリヤ２６のウエハをロードロック内の位置Ｐａ（高さＹａ１）まで搬送する。次に、ステップＳ４２でラインセンサＬＳ１からＬＳ３によりウエハの位置ずれを計測する。ロードロックの位置が搬送ロボットのティーチングデータ作成時から変化していなければ、各ラインセンサの中心にウエハエッジの影が投影されるようになっている。
【００２４】
チャンバ１の変形によりロードロック２の位置が変わると、ロードロックに対するウエハ５１の位置が相対的に変化するので、ＬＳ１によりｚ方向のずれ量Δｚが、ＬＳ２又はＬＳ３によってｘ方向のずれ量Δｘがウエハの水平方向の位置ずれとして検出される。この場合、ウエハ外形に比して、ずれ量は小さいのでウエハ外形の曲率変化分は無視しても構わない。
【００２５】
又、ウエハのノッチやオリフラがラインセンサ上に来て、ずれ量が誤って計測されることを防止するには、ウエハキャリヤ２６にウエハを収納する際にノッチやオリフラの向きがロードロックに搬送された際にラインセンサ上に来ないようにセットしておけば良い。このステップＳ４２では反射型光センサＰＳ１及びＰＳ２によって、ウエハ裏面までの距離の計測も行われる。
【００２６】
図５に示すように、チャンバの変形によりロードロックのｙ方向の位置も変化し、搬送ロボットのｙ座標Ｙａ１で搬入されたウエハの位置が相対的にウエハ５１の位置に変わったとする。そして、センサＰＳ１及びＰＳ２で計測された距離がそれぞれ変化前のＤａ１０からＤａ１１に、Ｄａ２０からＤａ２１に変わったとすると、ｙ方向のずれ量Δｙは２つの計測距離の差分の平均値とすることができる。即ち、ウエハの垂直方向の位置ずれΔｙは、
Δｙ＝{ （Ｄａ１１−Ｄａ１０）＋（Ｄａ２１−Ｄａ２０）} ／２
で求められる。
【００２７】
次に、ステップＳ４３において、上記ずれ量から搬送ロボットの位置補正量を算出する。搬送ロボットは通常、Ｒ，θ，Ｙの３軸で制御されるため、ずれ量Δｘ及びΔｚは補正量ΔＲ及びΔθに変換する。ロードロックの位置が変化したことにより、図６に示すようにウエハ５１（中心Ｐａ）の位置をウエハ５１’（中心Ｐａ’）の位置へと補正することになった場合、Ｏを搬送ロボットの座標原点とすると、ずれ量と補正量の関係は同図より以下の式で表される。
【００２８】
Δｘ＝Ｒａ’ｓｉｎΔθa 
Δｚ＝Ｒａ’ｃｏｓΔθａ−Ｒａ
ΔＲａ＝Ｒａ’−Ｒａ
この連立方程式を解くことにより、ΔＲａとΔθａが求まる。
【００２９】
又、図５のように搬送ロボットのｙ座標Ｙａ１をＹａ１’に補正する場合のｙ方向の補正量ΔＹａは前述のΔｙの符号を変えれば、そのまま使用できる。次に、ステップＳ４４において、算出された搬送ロボットの位置補正量ΔＲａ、Δθａ、ΔＹａの絶対値がそれぞれ第１の許容値ＬＲ１，Ｌθ１，ＬＹ１を超えていないかをチェックする。何れかの補正量の絶対値が許容値を超えていた場合は、ステップＳ４４の判定をｎｏで抜け、ステップＳ４５で補正量分だけ搬送ロボットの駆動を行う。そして、再びステップＳ４２に戻り、ウエハの位置ずれを計測する。
【００３０】
一方、補正量ΔＲａ，Δθａ，ΔＹａの絶対値がすべて許容値以内の場合は、ステップＳ４４の判定をｙｅｓで抜けてステップＳ４６へと進む。ステップＳ４６では、搬送ロボットのハンド２７１によるウエハの吸着が解除されハンドがＹａ２まで下降する。続いてステップＳ４７でハンド２７１がＹａ３まで下降した後、ｚ方向に退避し、搬送ロボットの待機位置に戻る。尚、Ｙａ２及びＹａ３の位置もＹａ１の位置で補正駆動を行った場合は同じようにΔＹａだけ補正を行うようにする。
【００３１】
＜実施の形態２＞
図７に本発明の実施の形態２を示すフローチャートを示す。
【００３２】
図において、ステップＳ４０は図４で説明した処理を示す。ステップＳ４０で図４に示した搬送が終わった後、ステップＳ７１で再び補正量のチェックを行う。搬送ロボットの補正量ΔＲａ，Δθａ，ΔＹａの絶対値がそれぞれの第２の許容値ＬＲ２，Ｌθ２，ＬＹ２を超えていないかをチェックし、何れかが許容値を超えていた場合はステップＳ７１の判定をｎｏで抜け、ステップＳ７２へと進む。
【００３３】
ここで、図５における補正量ΔＹａを加味した位置に図２の搬送ロボットのｙ座標（Ｙａ１，Ｙａ２，Ｙａ３）を変え、図６におけるＰａ’の位置が新しい受渡し座標となるように搬送ロボットのティーチングデータの書換えを行う。続いてステップＳ７３でティーチングデータが変更されたことをオペレータに通知する。ステップＳ７１で補正量ΔＲａ，Δθａ，ΔＹａの絶対値が何れもそれぞれの第２の許容値ＬＲ２，Ｌθ２，ＬＹ２以下である場合は、判定をｙｅｓで抜け、何もしないで終了する。
【００３４】
尚、第２の許容値ＬＲ２，Ｌθ２，ＬＹ２はそれぞれ前述の第１の許容値ＬＲ１，Ｌθ１，ＬＹ１よりも大きな値が設定される。
【００３５】
以上、搬送ロボット２７がロードロック２へウエハを搬入する場合について説明したが、チャンバ内の搬送ロボット２８が露光済みウエハをチャンバ内の露光装置の基幹部分２９からロードロック２へ搬出する場合にも本発明を同様に適用できる。この場合、ｚ方向のウエハの位置ずれの計測には図３においてラインセンサＬＳ１の代わりにＬＳ４が使用される。
【００３６】
又、図７のステップＳ７２において、一方の搬送ロボットのティーチングデータに書換えが生じた場合、他方の搬送ロボットのティーチングデータもそれに応じて書換えを行うようにすれば、他方の搬送ロボットのウエハ受渡し時の位置ずれを抑えることができ、ステップＳ４５の補正駆動を行わなくて済む。尚、ロードロック内のピン５２及びピン５３をロードロック２から自立させ、チャンバ１の変形によりロードロックの位置が変化しても搬送ロボット２７との相対位置が変化しないように構成することも可能であるが、ロードロックの構造が複雑となるため、現実的ではない。特に、チャンバ内の搬送ロボット２８とも相対位置が変化しないように構成することは難しく、本発明による方法の方が容易で効果的である。
【００３７】
本実施の形態は、主に露光装置の中の減圧処理装置について記載したが、勿論その減圧処理装置を有する露光装置も本実施の形態の一部である。更に、その露光装置を用いてデバイスを製造する方法、例えば、前述の露光装置を用いて基板（ウエハやガラス基板等）を露光する工程、前記露光された基板を現像する工程、更に後処理を施す工程等を有するデバイスの製造方法も本実施の形態の一部である。
【００３８】
以上説明した実施の形態によれば、高真空若しくは減圧雰囲気のチャンバにロードロックを介してウエハを出し入れする装置において、ロードロック内にウエハが搬入された際に基準位置からのウエハの位置ずれを計測し、補正してからウエハを載置するようにした。
【００３９】
又、位置ずれ量が許容値を超えた場合は搬送ロボットのティーチングデータを自動的に書き換えるようにしたので、チャンバ内の雰囲気に応じて、作業者が搬送ロボットのティーチングデータを書き換える必要がなくなる。
【００４０】
更に、気象条件によってチャンバの変形量が変化してもロードロック内でウエハ受渡し位置が自動的に補正されるため、ロードロック以降の搬送に気象条件の変化によって発生していた位置ずれを引きずることがなくなる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る露光装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るロードロックの側面構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るロードロックの平面構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係るウエハのずれ量と補正量の関係を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るウエハのずれ量と補正量の関係を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１        チャンバ
２        ロードロック
３        内側ゲートバルブ
４        外側ゲートバルブ
２７，２８    搬送ロボット
５１      ウエハ
ＰＳ１，ＰＳ２  反射型光センサ
ＬＳ１〜ＬＳ４  ラインセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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