(57)【要約】【課題】  本発明は、ウエハを吸着するチャック部材を備えた露光装置に関し、搬送アームにウエハが傾斜して保持されていることを確実に検出することを目的とする。【解決手段】  ウエハを吸着するチャック部材と、前記チャック部材への前記ウエハの搬出入を行う搬送アームと、前記搬送アームに前記ウエハが傾斜して保持されているか否かを検出する検出手段とを有していることを特徴とする。また、前記検出手段は、前記搬送アームによる前記ウエハの前記チャック部材からの離脱時に、前記搬送アームに前記ウエハが傾斜して保持されているか否かを検出することを特徴とする。【選択図】      図１
2008182057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを吸着するチャック部材と、
前記チャック部材への前記ウエハの搬出入を行う搬送アームと、
前記搬送アームに前記ウエハが傾斜して保持されているか否かを検出する検出手段と、
を有していることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の露光装置において、
前記検出手段は、前記搬送アームによる前記ウエハの前記チャック部材からの離脱時に、前記搬送アームに前記ウエハが傾斜して保持されているか否かを検出することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の露光装置において、
前記検出手段は、前記搬送アームに保持される前記ウエハまでの距離を測定する複数の距離センサを有し、前記複数の距離センサで測定された距離に基づいて前記ウエハの傾斜を検出することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３記載の露光装置において、
前記距離センサは、前記チャック部材に保持される前記ウエハに露光光を投影する投影光学系に配置されていることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載の露光装置において、
前記チャック部材は真空雰囲気内に配置され、前記距離センサは、静電容量センサまたは渦電流センサであることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の露光装置において、
前記検出手段により前記搬送アームに前記ウエハが傾斜して保持されていることが検出された時に、前記搬送アームの駆動を停止することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の露光装置において、
前記チャック部材は、静電チャックであることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを吸着するチャック部材を備えた露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空雰囲気中において露光を行うＥＵＶ露光装置、電子線露光装置等の露光装置では、真空吸着チャックを使用できないため、通常、ウエハステージのチャックには静電チャックが用いられている。そして、搬送アームにより静電チャックへのウエハの搬送が行われる。
【特許文献１】特開平１０−５０７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、露光を終えたウエハを搬送アームにより静電チャックから搬出する時に、静電チャックの残留吸着力によりチャックからウエハが容易に剥離しない場合があり、このような場合には、搬送アームの力によりウエハが跳ね上がり、ウエハが搬送アームの脱落防止ピンに乗り上げ、搬送アームに傾斜して保持されるおそれがある。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、搬送アームにウエハが傾斜して保持されていることを確実に検出することができる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】
【０００４】
第１の発明の露光装置は、ウエハを吸着するチャック部材と、前記チャック部材への前記ウエハの搬出入を行う搬送アームと、前記搬送アームに前記ウエハが傾斜して保持されているか否かを検出する検出手段とを有していることを特徴とする。
第２の発明の露光装置は、第１の発明の露光装置において、前記検出手段は、前記搬送アームによる前記ウエハの前記チャック部材からの離脱時に、前記搬送アームに前記ウエハが傾斜して保持されているか否かを検出することを特徴とする。
【０００５】
第３の発明の露光装置は、第１または第２の発明の露光装置において、前記検出手段は、前記搬送アームに保持される前記ウエハまでの距離を測定する複数の距離センサを有し、前記複数の距離センサで測定された距離に基づいて前記ウエハの傾斜を検出することを特徴とする。
第４の発明の露光装置は、第３の発明の露光装置において、前記距離センサは、前記チャック部材に保持される前記ウエハに露光光を投影する投影光学系に配置されていることを特徴とする。
【０００６】
第５の発明の露光装置は、第３または第４の発明の露光装置において、前記チャック部材は真空雰囲気内に配置され、前記距離センサは、静電容量センサまたは渦電流センサであることを特徴とする。
第６の発明の露光装置は、第１ないし第５のいずれか１の発明の露光装置において、前記検出手段により前記搬送アームに前記ウエハが傾斜して保持されていることが検出された時に、前記搬送アームの駆動を停止することを特徴とする。
【０００７】
第７の発明の露光装置は、第１ないし第６のいずれか１の発明の露光装置において、前記チャック部材は、静電チャックであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、搬送アームにウエハが傾斜して保持されていることを確実に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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および図２は本発明の露光装置の一実施形態の要部を示している。この実施形態では本発明がＥＵＶ露光装置に適用される。
ウエハステージ１１は、微動テーブル１３、静電チャック１５を有している。
微動テーブル１３は、図示しない粗動ステージ上に配置されている。微動テーブル１３は６自由度(Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ)で駆動可能とされている。微動テーブル１３の位置決め精度はｎｍ程度の精度とされている。微動テーブル１３の外周には、微動テーブル１３の位置をレーザ光により測定するための移動鏡１７が配置されている。
【００１０】
微動テーブル１３上には、静電チャック１５が配置されている。静電チャック１５の上面には、ウエハＷを吸着する吸着面１５ａが形成されている。吸着面１５ａの内側には電極(不図示)が埋設されており、電極に電圧を印加することにより吸着面１５ａに静電気が発生しウエハＷが吸着される。
ウエハステージ１１の上方には、投影光学系１９が配置されている。投影光学系１９は、静電チャック１５上に保持されるウエハＷに露光光を照射する。投影光学系１９は、鏡筒２１を有している。鏡筒２１内には、複数の反射鏡(不図示)が配置されている。
【００１１】
鏡筒２１の側面には、距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が配置されている。距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、それぞれ支持部材２３を介して鏡筒２１の側面に支持されている。距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３には、静電容量センサ、渦電流センサ等のセンサが使用される。静電容量センサあるいは渦電流センサを使用することによりウエハＷが傾いている場合にも距離を確実に測定することができる。距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、図２に示すように、鏡筒２１の側面に所定角度を置いて３個配置されている。３個の距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を配置することによりウエハＷの傾きを確実に検出することができる。
【００１２】
図１において符号２５は制御部を示している。制御部２５は、ウエハステージ１１の静電チャック１５にウエハＷを搬送する搬送アーム２７の駆動を制御する。また、距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの信号を入力し搬送アーム２７に載置されるウエハＷが傾いているか否かを検出する。ウエハＷが傾いている場合には、搬送アーム２７の駆動を停止し、エラーメッセージを主制御部２９に出力する。主制御部２９は、エラーメッセージを表示部(不図示)に表示する。
【００１３】
図３は、搬送アーム２７の要部を示している。搬送アーム２７の先端には、ウエハＷを載置するエンドエフェクタ３１が形成されている。エンドエフェクタ３１は、本体部３１ａ、載置ピン３３、脱落防止ピン３５を有している。
本体部３１ａは、先端が開口される円弧状に形成されている。本体部３１ａの内径は、ウエハＷの外径より大きくされている。本体部３１ａの中央および先端には、半円状の突出部３１ｂが内側に突出して形成されている。突出部３１ｂには、ウエハＷを載置する載置ピン３３が上方に向けて突出されている。載置ピン３３の外側には、ウエハＷが載置ピン３３から脱落することを防止する脱落防止ピン３５が上方に向けて突出されている。脱落防止ピン３５の高さは、載置ピン３３の高さより例えば１ｍｍ程度大きくされている。
【００１４】
一方、静電チャック１５には、エンドエフェクタ３１の突出部３１ｂに対応する位置に、凹部１５ａが形成されている。凹部１５ａは、半円状をしており静電チャック１５の高さ方向に形成されている。凹部１５ａの径は突出部３１ｂより大径とされている。また、静電チャック１５には、エンドエフェクタ３１の矢印Ａ方向への進入を許容する切欠部１５ｂが形成されている。切欠部１５ｂは静電チャック１５の底面側に水平方向に沿って形成されている。
【００１５】
上述した露光装置では、静電チャック１５へのウエハＷの搬入が以下述べるようにして行われる。先ず、図４の(ａ)に示すように、ウエハＷの載置されたエンドエフェクタ３１を静電チャック１５の上方に沿って進入させ、静電チャック１５の所定の位置にウエハＷを位置させる。次に、(ｂ)に示すようにエンドエフェクタ３１を切欠部１５ｂまで下降することにより、ウエハＷを静電チャック１５の吸着面１５ａに載置する。そして、静電チャック１５をオンして吸着面１５ａにウエハＷを吸着する。また、同時に、エンドエフェクタ３１を切欠部１５ｂに沿って退避する。
【００１６】
一方、静電チャック１５からのウエハＷの搬出が以下述べるようにして行われる。
図５は、制御部２５によるウエハＷの搬出動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１：エンドエフェクタ３１を進入させる。図６の(ａ)に示すようにエンドエフェクタ３１を、静電チャック１５の切欠部１５ｂに沿って進入させる。なお、この状態では、静電チャック１５はオフとされている。
【００１７】
ステップＳ２：エンドエフェクタ３１を上昇する。図６の(ｂ)に示すように、エンドエフェクタ３１が静電チャック１５の所定の位置に位置した所でエンドエフェクタ３１を上昇する。これによりウエハＷがエンドエフェクタ３１の載置ピン３３上に載置される。また、エンドエフェクタ３１が静電チャック１５の上方の所定位置に位置される。
ステップＳ３：距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの距離信号を読み込む。この状態では、図７に示すようにエンドエフェクタ３１の上方には、鏡筒２１に固定される距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３(図２に示す)がエンドエフェクタ３１から予め定められた距離を置いて位置している。そして、３個の距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３によりウエハＷの上面までの距離Ｈが測定される。
【００１８】
ステップＳ４：全ての距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの距離信号が読み込まれたか否かを判断する。例えば、図８に示すように、ウエハＷの位置がエンドエフェクタ３１からずれ、距離センサＳ２，Ｓ３の下方にウエハＷが位置していない場合には、距離センサＳ２，Ｓ３からの距離信号を読み込むことができない。このような状態は、例えば、エンドエフェクタ３１の上昇時に、静電チャック１５の残留吸着力により静電チャック１５からウエハＷが容易に剥離せず、エンドエフェクタ３１の力によりウエハＷが跳ね上がり、ウエハＷの一部がエンドエフェクタ３１の脱落防止ピン３５に乗り上げた時等に生じる。
【００１９】
ステップＳ５：ステップＳ４において全ての距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの距離信号が読み込まれた場合には、距離信号の差分を計算する。例えば、図９に示すように、ウエハＷの位置がエンドエフェクタ３１からずれている場合には、全ての距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの距離信号が読み込まれる。このような状態は、上述したようにウエハＷの一部がエンドエフェクタ３１の脱落防止ピン３５に乗り上げた時等に生じる。この場合には、距離センサＳ１と距離センサＳ２との間の距離信号の差分、距離センサＳ１と距離センサＳ３との間の距離信号の差分、距離センサＳ２と距離センサＳ３との間の距離信号の差分が計算される。
【００２０】
ステップＳ６：ステップＳ５で求められた差分が許容値内にあるか否かを判断する。各距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３間の距離信号の差分は予め定められている。ウエハＷがエンドエフェクタ３１上に水平に載置されている時には、各距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３間の距離信号の差分は０になる。一方、図９に示すようにウエハＷがエンドエフェクタ３１に正常に載置されておらず傾いている場合には、傾きが大きくなる程各距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３間の距離信号の差分は大きくなる。この実施形態では、エンドエフェクタ３１によりウエハＷを搬送した時にウエハＷが落下するおそれがあるウエハＷの傾きを基準にして差分の許容値が設定されている。従って、差分が許容値内にある時には、ウエハＷがエンドエフェクタ３１から落下するおそれはない。
【００２１】
ステップＳ７：ステップＳ６において差分が許容値内にある時には、全ての距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの距離信号が許容値内にあるか否かを判断する。例えば、図１０に示すように、ウエハＷの位置がエンドエフェクタ３１からずれていても、ウエハＷが２本の脱落防止ピン３５上にバランスを保って水平に保持されるおそれがある。このような場合には、ウエハＷは傾いていないが、エンドエフェクタ３１からのウエハＷの脱落のおそれは非常に高いものになる。この実施形態では、ウエハＷがエンドエフェクタ３１の３本の載置ピン３３上に正常に載置されている時に測定される距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの距離信号を基準にして、距離信号の誤差の範囲が許容値として設定されている。従って、全ての距離信号が許容値内にある時には、ウエハＷがエンドエフェクタ３１から落下するおそれはない。
【００２２】
ステップＳ８：ステップＳ７において全ての距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの距離信号が許容値内にある時には、エンドエフェクタ３１を退避させる。この状態では、図６の(ｃ)に示すようにウエハＷがエンドエフェクタ３１に正常に載置されているため、エンドエフェクタ３１を水平方向に移動して退避させる。
ステップＳ９：ステップＳ４において１以上の距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの距離信号が読み込まれない場合には、ウエハＷがエンドエフェクタ３１から脱落する可能性が高いため、搬送アーム２７の駆動を停止する。また、ステップＳ６において差分が許容値内にない場合には、ウエハＷがエンドエフェクタ３１から脱落する可能性が高いため、搬送アーム２７の駆動を停止する。さらに、ステップＳ７において全ての距離信号が許容値内にない場合には、ウエハＷがエンドエフェクタ３１から脱落する可能性が高いため、搬送アーム２７の駆動を停止する。これにより、ウエハＷおよび機器等が損傷することを有効に防止することができる。
【００２３】
ステップＳ１０：エラーメッセージを出力する。エラーメッセージは、主制御部２９に出力され主制御部２９の表示部(不図示)に表示される。これにより、ウエハＷの搬送エラーに迅速に対応することができる。
上述した露光装置では、搬送アーム２７のエンドエフェクタ３１にウエハＷが傾斜して保持されていることを確実に検出することができる。そして、この場合には、ウエハＷがエンドエフェクタ３１から脱落する可能性が高いため、搬送アーム２７の駆動を停止することによりウエハＷおよび機器等が損傷することを有効に防止することができる。
(露光装置の実施形態)
図１１は、上述したＥＵＶ露光装置の全体を模式化して示している。なお、この実施形態において上述した実施形態と同一の要素には、同一の符号を付している。
【００２４】
この実施形態では、露光の照明光としてＥＵＶ光が用いられる。ＥＵＶ光は０．１〜４００ｎｍの間の波長を持つもので、この実施形態では特に１〜５０ｎｍ程度の波長が好ましい。投影系は像光学系システム１０１を用いたもので、ウエハＷ上にレチクル１０３によるパターンの縮小像を形成するものである。
ウエハＷ上に照射されるパターンは、レチクルステージ１０２の下側に静電チャック装置１０４を介して配置されている反射型のレチクル１０３により決められる。この反射型のレチクル１０３は、真空ロボットによって搬入および搬出される（真空ロボットの図示は省略する）。また、ウエハＷはウエハステージ１１の微動テーブル１３上に静電チャック１５を介して配置されている。典型的には、露光はステップ・スキャンによりなされる。
【００２５】
露光時の照明光として使用するＥＵＶ光は大気に対する透過性が低いので、ＥＵＶ光が通過する光経路は、適当な真空ポンプ１０７を用いて真空に保たれた真空チャンバ１０６に囲まれている。またＥＵＶ光はレーザプラズマＸ線源によって生成される。レーザプラズマＸ線源はレーザ源１０８（励起光源として作用）とキセノンガス供給装置１０９からなっている。レーザプラズマＸ線源は真空チャンバ１１０によって取り囲まれている。レーザプラズマＸ線源によって生成されたＥＵＶ光は真空チャンバ１１０の窓１１１を通過する。
【００２６】
放物面ミラー１１３は、キセノンガス放出部の近傍に配置されている。放物面ミラー１１３はプラズマによって生成されたＥＵＶ光を集光する。放物面ミラー１１３は集光光学系を構成し、ノズル１１２からのキセノンガスが放出される位置の近傍に焦点位置がくるように配置されている。ＥＵＶ光は放物面ミラー１１３の多層膜で反射し、真空チャンバ１１０の窓１１１を通じて集光ミラー１１４へと達する。集光ミラー１１４は反射型のレチクル１０３へとＥＵＶ光を集光、反射させる。ＥＵＶ光は集光ミラー１１４で反射され、レチクル１０３の所定の部分を照明する。すなわち、放物面ミラー１１３と集光ミラー１１４はこの装置の照明システムを構成する。
【００２７】
レチクル１０３は、ＥＵＶ光を反射する多層膜とパターンを形成するための吸収体パターン層を持っている。レチクル１０３でＥＵＶ光が反射されることによりＥＵＶ光は「パターン化」される。パターン化されたＥＵＶ光は像光学システム１０１を通じてウエハＷに達する。
この実施形態の像光学システム１０１は、凹面第１ミラー１１５ａ、凸面第２ミラー１１５ｂ、凸面第３ミラー１１５ｃ、凹面第４ミラー１１５ｄの４つの反射ミラーからなっている。各ミラー１１５ａ〜１１５ｄにはＥＵＶ光を反射する多層膜が備えられている。
【００２８】
レチクル１０３により反射されたＥＵＶ光は第１ミラー１１５ａから第４ミラー１１５ｄまで順次反射されて、レチクル１０３パターンの縮小（例えば、１／４、１／５、１／６）された像を形成する。像光学系システム１０１は、像の側（ウエハＷの側）でテレセントリックになるようになっている。
レチクル１０３は可動のレチクルステージ１０２によって少なくともＸ−Ｙ平面内で支持されている。ウエハＷは、好ましくはＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動なウエハステージ１１によって支持されている。ウエハＷ上のダイを露光するときには、ＥＵＶ光が照明システムによりレチクル１０３の所定の領域に照射され、レチクル１０３とウエハＷは像光学系システム１０１に対して像光学システム１０１の縮小率に従った所定の速度で動く。このようにして、レチクルパターンはウエハＷ上の所定の露光範囲（ダイに対して）に露光される。
【００２９】
露光の際には、ウエハＷ上のレジストから生じるガスが像光学システム１０１のミラー１１５ａ〜１１５ｄに影響を与えないように、ウエハＷはパーティション１１６の後ろに配置されることが望ましい。パーティション１１６は開口１１６ａを持っており、それを通じてＥＵＶ光がミラー１１５ｄからウエハＷへと照射される。パーティション１１６内の空間は真空ポンプ１１７により真空排気されている。このように、レジストに照射することにより生じるガス状のゴミがミラー１１５ａ〜１１５ｄあるいはレチクル１０３に付着するのを防ぐ。それゆえ、これらの光学性能の悪化を防いでいる。
【００３０】
この実施形態の露光装置では、ウエハＷが搬送アーム２７から脱落する可能性が低いためウエハＷおよび機器等が損傷することを有効に防止することができる。
(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が、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く、例えば、以下のような形態でも良い。
【００３１】
(１)上述した実施形態では、静電チャック１５に吸着されるウエハＷに本発明を適用した例について説明したが、例えば、真空吸着チャック、電磁チャック等のチャックに吸着されるウエハにも同様に適用することができる。
(２)上述した実施形態では、投影光学系１９の鏡筒２１に３個の距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を配置した例について説明したが、例えば、２個あるいは４個以上の距離センサを配置しても良い。
【００３２】
(３)上述した実施形態では、投影光学系１９の鏡筒２１に距離センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を配置した例について説明したが、投影光学系の鏡筒以外の部分に距離センサを配置しても良い。
(４)上述した実施形態では、静電チャック１５からのウエハＷの搬出時にウエハＷの傾きを検出した例について説明したが、静電チャック１５へのウエハＷの搬入時にウエハＷの傾きを検出し、傾いている場合には搬送アーム２７を停止するようにしても良い。
【００３３】
(５)上述した実施形態では、ＥＵＶ露光装置に本発明を適用した例について説明したが、パターンを転写するエネルギ線は特に限定されず、光、紫外線、荷電粒子線（電子線、イオンビーム）等であっても良い。また、露光方式も限定されず、縮小投影露光、近接等倍転写、直描式等に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態の要部を示す説明図である。
【図２】図１を上方から見た状態を示す説明図である。
【図３】搬送アームのエンドエフェクタおよび静電チャックを示す説明図である。
【図４】静電チャックへのウエハの搬入方法を示す説明図である。
【図５】静電チャックからのウエハの搬出動作を示すフローチャートである。
【図６】静電チャックからのウエハの搬出動作を示す説明図である。
【図７】静電チャックからウエハを剥離した状態を示す説明図である。
【図８】ウエハがエンドエフェクタに傾いて載置された状態を示す説明図である。
【図９】ウエハがエンドエフェクタに傾いて載置された状態を示す説明図である。
【図１０】ウエハがエンドエフェクタに水平に載置された状態を示す説明図である。
【図１１】図１の露光装置の全体を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１…ウエハステージ、１３…微動テーブル、１５…静電チャック、１９…投影光学系、２１…鏡筒、２５…制御部、２７…搬送アーム、３１…エンドエフェクタ、３３…載置ピン、３５…脱落防止ピン、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…距離センサ、Ｗ…ウエハ。
【図１】
2008182057.tif 000003
【図２】
2008182057.tif 000004
【図３】
2008182057.tif 000005
【図４】
2008182057.tif 000006
【図５】
2008182057.tif 000007
【図６】
2008182057.tif 000008
【図７】
2008182057.tif 000009
【図８】
2008182057.tif 000010
【図９】
2008182057.tif 000011
【図１０】
2008182057.tif 000012
【図１１】
2008182057.tif 000013