(57)【要約】【課題】種々の半導体ウエハ裏面粗さに対応し、最適なアライメント精度が得られる半導体ウエハ吸着・パージシステムを提供する。【解決手段】半導体ウエハ１を載置するウエハステージ１０と、ウエハステージ１０に接続された真空・パージ配管１３を介して半導体ウエハ１を真空吸着し又は吸着解除のために気体をパージする真空・パージ機構と、パージ時に半導体ウエハ１をウエハステージ１０の所定位置に位置決めするアライメント機構３０を備え、真空・パージ機構のパージ配管として、半導体ウエハの裏面粗さに応じた複数個の配管長のバイパス配管を用意し、バイパス切替弁により所定の配管長のバイパス配管に切り替えることによりパージ圧力、パージ流量、パージ時間を制御する。【選択図】　　　　図１
2004063528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを載置するウエハステージと、上記ウエハステージに接続された配管を介して上記半導体ウエハを真空吸着し又は吸着解除のために気体をパージする真空・パージ機構と、上記パージ時に上記半導体ウエハを上記ウエハステージの所定位置に位置決めするアライメント機構を備えた半導体ウエハ吸着・パージシステムにおいて、
上記半導体ウエハの裏面粗さに応じて、複数のパージ圧力、パージ時間、又はパージ流量から所望のパージ圧力、パージ時間、又はパージ流量を選択することを特徴とする半導体ウエハ吸着・パージシステム。
【請求項２】
上記真空・パージ機構のパージ配管として、上記半導体ウエハの裏面粗さに応じた複数個の配管長のバイパス配管を用意し、バイパス切替弁により所定の配管長のバイパス配管に切り替えることによりパージ圧力、パージ流量、パージ時間を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ吸着・パージシステム。
【請求項３】
上記真空・パージ機構のパージ配管として、上記半導体ウエハの裏面粗さに応じた複数個の配管径のバイパス配管を用意し、バイパス切替弁により所定の配管径のバイパス配管に切り替えることによりパージ圧力、パージ流量、パージ時間を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ吸着・パージシステム。
【請求項４】
半導体ウエハ裏面粗さを登録したＩＤを読み取り、複数のバイパス配管のうちから所望のバイパス配管を選択するようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の半導体ウエハ吸着・パージシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体露光装置等に使用され、半導体ウエハを吸着したり、半導体ウエハの吸着を解除するためのウエハ吸着・パージシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のウエハ吸着・パージシステムを示す概略構成図であり、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は一部平面図である。図６のウエハ吸着・パージシステムは、半導体ウエハ（以下、ウエハと略す）１をウエハ載置面１０ａに載置するウエハステージ１０を備え、このウエハステージ１０は、ウエハ１を真空吸着し又は真空吸着を解除するための真空・パージ経路１１と、この経路１１に接続されウエハ載置面１０ａに開口する複数の開口経路１２を有している。真空・パージ経路１１は、真空・パージ配管１３を通じて真空・パージ切替電磁弁１４に接続している。この真空・パージ切替電磁弁１４は、パージ配管１５を通じて気体供給源１６と接続し、また真空配管１７を通じて真空ポンプ１８と接続している。また、図（ｂ）において、アライメント機構３０は、パージ後にウエハ１を所定の位置まで動かすためのものであり、位置決めピン３１と共にウエハ１を位置決めする役割を果す。
【０００３】
図７は上記のシステムを使用してウエハ吸着・パージ・アライメント工程を実施し露光工程に移行する一般的なフローチャートを示したものである。まず、Ｓ１０にて、ウエハステージ１０のウエハ載置面１０ａにウエハ１を載置する。次に、Ｓ１１にて、真空ポンプ１８により真空配管１７、真空・パージ配管１３、真空・パージ経路１１、開口経路１２を介して真空引きし、ウエハ１をウエハステージ１０に真空吸着する。なおこの時、真空・パージ切替電磁弁１４は真空配管１７と真空・パージ配管１３を接続している。ウエハ１を真空吸着した後、真空配管１７、真空・パージ配管１３、真空・パージ経路１１のいずれか途中に設けられた圧力センサ（図示せず）により、ウエハ１の有り無しを確認する。そして、ウエハ１が有ることを確認した後、Ｓ１２にて、気体供給源１６によりパージ配管１５、真空・パージ配管１３、真空・パージ経路１１、開口経路１２を介して、Ｎ２等の気体をウエハ１に対してパージし、ウエハ１の真空吸着を一旦解除する。その後も一定時間、Ｎ２等の気体のパージを続行しながら、Ｓ１３にて、アライメント機構３０によりウエハ１を位置決めピン３１へ押し当てることによりウエハ１の位置決めを行う。そして再度、Ｓ１４にて、ウエハ１の真空吸着を実施し、Ｓ１５にてウエハ１の露光作業を開始する。
【０００４】
上述のウエハ吸着・パージシステムにおいて、Ｓ１１のウエハ真空吸着を解除した後、アライメント動作をスムーズに行うために、Ｓ１２でＮ２等をウエハにパージし、ウエハステージ１０上のウエハの摩擦を軽減するのであるが、この時のＮ２等のパージ圧は、システム内に設けられたレギュレータにより圧力を設定し、パージ時間は予め設定された時間で切替電磁弁１４の開閉を行うことにより決定される。上述の設定は固定されており、処理毎に任意に設定を変動することはできない。そのため、多種多様なウエハの裏面粗さによる吸着解除圧の違いに対応できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のウエハ吸着・パージシステムは以上のように構成されているので、多種多様のウエハ裏面粗さに対応したパージ圧の設定を行うには、処理ウエハ毎に手動によるレギュレータの再設定又は処理ウエハに対応した装置毎の限定処理を行うことが必要であり、システム稼働率が低下するという問題があった。また、何れのウエハの裏面状態でも処理できるようにするために、各々のウエハ裏面粗さで程々のアライメント精度が出るようにパージ圧／パージ時間の設定を行う場合があった。これによると、各々のウエハ裏面粗さ毎に最適なパージ圧が設定できず全体のアライメント精度が落ち、歩留りに影響するという問題があった。
【０００６】
すなわち、ウエハ裏面粗さが大きいとウエハステージ接触面と微少な隙間ができるため、真空吸着状態からパージを行いウエハステージからウエハを離脱させる圧力、流量、時間が少なくてすむが、ウエハ裏面粗さが小さいとウエハステージ接触面とウエハの密着力が強くなるため、真空吸着状態からパージを行いステージからウエハを離脱させる圧力、流量、時間が多く必要となる。パージ圧力、流量、時間をウエハ裏面粗さが大きく離脱させる圧力、流量、時間が少なくてすむウエハに合せ、同じ設定でウエハ裏面粗さが小さく離脱させる圧力、流量、時間が多く必要なウエハを処理する際は、ウエハが離脱できなくなりアライメントができない。また、その逆の場合は、ウエハが離脱後も多くの流量が流れるためにウエハは滑りやすく不安定な状態となり、アライメントズレが発生する。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、種々のウエハ裏面粗さに対応し、最適なアライメント精度が得られるウエハ吸着・パージシステムを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、半導体ウエハを載置するウエハステージと、ウエハステージに接続された配管を介して半導体ウエハを真空吸着し又は吸着解除のために気体をパージする真空・パージ機構と、パージ時に半導体ウエハをウエハステージの所定位置に位置決めするアライメント機構を備えた半導体ウエハ吸着・パージシステムにおいて、
半導体ウエハの裏面粗さに応じて、複数のパージ圧力、パージ時間、又はパージ流量から所望のパージ圧力、パージ時間、又はパージ流量を選択することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、真空・パージ機構のパージ配管として、半導体ウエハの裏面粗さに応じた複数個の配管長のバイパス配管を用意し、バイパス切替弁により所定の配管長のバイパス配管に切り替えることによりパージ圧力、パージ流量、パージ時間を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、真空・パージ機構のパージ配管として、半導体ウエハの裏面粗さに応じた複数個の配管径のバイパス配管を用意し、バイパス切替弁により所定の配管径のバイパス配管に切り替えることによりパージ圧力、パージ流量、パージ時間を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、半導体ウエハ裏面粗さを登録したＩＤを読み取り、複数のバイパス配管のうちから所望のバイパス配管を選択するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明は、ウエハ裏面粗さの違いに起因するウエハステージとウエハの密着力の違いがあっても、ウエハステージとウエハを確実に離脱させるものであり、ウエハとウエハステージの摩擦を最適な状態にするために種々のウエハ裏面粗さに対応するパージ圧力、パージ流量、パージ時間設定を可能とし、アライメント精度の向上を目的としたものである。以下、この発明の実施の形態によるウエハ吸着・パージシステムを図について説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるウエハ吸着・パージシステムを示す概略構成図であり、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は一部平面図である。
【００１４】
図において、本実施の形態のウエハ吸着・パージシステムは、ウエハ１をウエハ載置面１０ａに載置するウエハステージ１０を備えている。このウエハステージ１０は、ウエハ１を真空吸着し又は真空吸着を解除するための真空・パージ経路１１と、この真空・パージ経路１１に接続されウエハ載置面１０ａに開口する複数の開口経路１２を有している。真空・パージ経路１１は、真空・パージ配管１３を通じて真空・パージ切替電磁弁１４に接続している。この真空・パージ切替電磁弁１４は、パージ配管１５を通じてＮ２等をパージする気体供給源１６に接続し、また真空配管１７を通じて真空ポンプ１８に接続している。更に、図（ｂ）の平面図において、アライメント機構３０は、Ｎ２等のパージ後にウエハ１を所定の位置まで動かすための機構であり、位置決めピン３１と共にウエハ１を位置決めする役割を果す。
【００１５】
本実施の形態では、上記構成に加えて、真空・パージ切替電磁弁１４と気体供給源１６の間のパージ配管１５に、配管長の異なる複数のバイパス配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと、これら複数のバイパス配管のうちから所望の配管長のバイパス配管を切り替えて選択するバイパス切替電磁弁２２と、これら複数のバイパス配管からパージ気体をパージ配管１５を通じてパージ・真空切替電磁弁１４に送り出すマニホールド２０が設置されている。
【００１６】
図２は配管長さの違いによる設定パージ圧力と到達時間の関係を示す図である。なお、図において、配管の長さはＡ配管＜Ｂ配管＜Ｃ配管となっている。本実施の形態では、図２に示すように、パージ気体の供給源の元圧が同じ場合、配管長さにより設定パージ圧力まで到達する時間が異なることを利用して、ウエハの裏面粗さに応じた配管長のバイパス配管を複数個用意し、バイパス切替電磁弁２２で切り替えることで、処理するウエハの裏面粗さに応じたパージを行うようにする。
【００１７】
ウエハ裏面粗さが大きいウエハの場合は、ウエハステージ接触面と微少な隙間ができるため、真空吸着状態からパージを行いウエハステージからウエハを離脱させる圧力、流量、時間が少なくてすむため、長いバイパス配管を選択する。
【００１８】
ウエハ裏面粗さが小さいウエハの場合は、ウエハステージ接触面とウエハの密着力が強くなるため、真空吸着状態からパージを行いウエハステージからウエハを離脱させる圧力、流量、時間が多く必要となるため、短いバイパス配管を選択する。
【００１９】
図３は、Ｎ２パージ元圧４．９ｋＰａでパージする場合、真空吸着状態−８１ｋＰａから４．９ｋＰａまで到達する時間を示した実験図である。図において、（ａ）配管長８ｍの場合は真空から設定パージ圧力まで０．８秒かかり、（ｂ）配管長４ｍの場合は真空から設定パージ圧力まで０．４秒かかり、（ｃ）配管長１ｍの場合は真空から設定パージ圧力まで０．２秒かかることが実験で求められた。ここで、予め測定したウエハ裏面粗さに応じて、バイパス配管の配管長を選択する。すなわち、ウエハ裏面粗さが大きいウエハの場合は、長いバイパス配管を選択し、ウエハ裏面粗さが小さいウエハの場合は、短いバイパス配管を選択する。
【００２０】
例えば、何れの配管長を選択しても切替電磁弁２２の開から閉までの時間Δｔを一定（例えば１．２秒）に制御すると、配管長が長いパージ配管を選択する程、送り出すパージ流量が少なくなり、裏面粗さが大きいウエハに適用することにより、ウエハの離脱に際して余分なパージ気体の吹出しが無いので、ウエハが滑ることなく安定な状態となり、アライメントズレが発生しない。一方、配管長が短いパージ配管を選択する程、送り出すパージ流量が多くなり、裏面粗さが小さいウエハに適用することにより、ウエハの離脱に際して十分なパージ気体の吹出しが有るので、ウエハを離脱することができアライメントができる。なお、切替電磁弁２２の開から閉までの時間Δｔを可変に制御するようにしても良い。
【００２１】
以上のように実施の形態１によれば、ウエハの裏面粗さに応じた配管長のバイパス配管を複数個用意し、バイパス切替電磁弁で切り替えてパージ圧力、パージ流量、パージ時間を制御するようにしたので、処理するウエハの裏面粗さに応じたパージが行え、最適なアライメント精度が得られる効果がある。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態１では、バイパス配管の配管長を変えることによりパージ圧力、パージ時間、パージ流量を可変する例を述べたが、本実施の形態では配管径を大きくして配管容積を変えるようにする。
【００２３】
図４はこの発明の実施の形態２によるウエハ吸着・パージシステムを示す概略構成図である。
【００２４】
図において、真空・パージ切替電磁弁１４と気体供給源１６の間のパージ配管１５に、配管径の異なる複数のバイパス配管２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと、これら複数のバイパス配管のうちから所望の配管径のバイパス配管を切り替えて選択するバイパス切替電磁弁２４と、これら複数のバイパス配管からパージ気体をパージ配管１５を通じてパージ・真空切替電磁弁１４に送り出すマニホールド２０が設置されている。
【００２５】
そして、ウエハ裏面粗さが大きいウエハの場合は、ウエハステージ接触面と微少な隙間ができるため、真空吸着状態からパージを行いウエハステージからウエハを離脱させる圧力、流量、時間が少なくてすむため、配管径の大きいバイパス配管を選択する。
【００２６】
ウエハ裏面粗さが小さいウエハの場合は、ウエハステージ接触面とウエハの密着力が強くなるため、真空吸着状態からパージを行いウエハステージからウエハを離脱させる圧力、流量、時間が多く必要となるため、配管径の小さいバイパス配管を選択する。
【００２７】
以上のように実施の形態２によれば、ウエハの裏面粗さに応じた配管径のバイパス配管を複数個用意し、バイパス切替電磁弁で切り替えてパージ圧力、パージ流量、パージ時間を制御するようにしたので、処理するウエハの裏面粗さに応じたパージが行え、最適なアライメント精度が得られる効果がある。
【００２８】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３によるウエハ吸着・パージシステムを示す概略構成図である。
【００２９】
図において、切替制御部４０は、複数のバイパス配管２１のうちから所望の配管長のバイパス配管を選択するバイパス切替電磁弁２２を切替制御する装置である。ＩＤ読取部５０は、あらかじめウエハ又はロット毎のウエハ裏面粗さを登録したＩＤを読み取る装置である。なお、その他の構成は実施の形態１（図１）と同様であるので説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態では、あらかじめウエハ又はロット毎のウエハ裏面粗さを登録したＩＤをＩＤ読取部５０で読み取ると、切替制御部４０は複数のバイパス配管２１のうちから所望の配管長のバイパス配管を選択して、バイパス切替電磁弁２２を切り替え制御する。
【００３１】
以上のように実施の形態３によれば、あらかじめウエハ又はロット毎のウエハ裏面粗さを登録したＩＤを読み取り、複数のバイパス配管のうちから所望の配管長のバイパス配管を選択するようにしたので、自動的に、処理するウエハの裏面粗さに応じたパージが行え、最適なアライメント精度が得られる効果がある。
【００３２】
なお、上記説明では実施の形態１の構成に基づいて説明したが、実施の形態２の構成に適用しても同様の効果を奏する。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、半導体ウエハの裏面粗さに応じて、複数のパージ圧力、パージ時間、又はパージ流量から所望のパージ圧力、パージ時間、又はパージ流量を選択するようにしたので、処理するウエハの裏面粗さに応じたパージが行え、最適なアライメント精度が得られる効果がある。
【００３４】
また、半導体ウエハの裏面粗さに応じた複数個の配管長のバイパス配管を用意し、バイパス切替弁により所定の配管長のバイパス配管に切り替えることによりパージ圧力、パージ流量、パージ時間を制御するようにしたので、安価かつ簡単な構成によりウエハの裏面粗さに応じたパージが行え、最適なアライメント精度が得られる効果がある。
【００３５】
更に、半導体ウエハの裏面粗さに応じた複数個の配管径のバイパス配管を用意し、バイパス切替弁により所定の配管径のバイパス配管に切り替えることによりパージ圧力、パージ流量、パージ時間を制御するようにしたので、安価かつ簡単な構成によりウエハの裏面粗さに応じたパージが行え、最適なアライメント精度が得られる効果がある。
【００３６】
また、半導体ウエハ裏面粗さを登録したＩＤを読み取り、複数のバイパス配管のうちから所望のバイパス配管を選択するようにしたので、自動的にウエハの裏面粗さに応じたパージが行え、システムの稼働率が上がる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるウエハ吸着・パージシステムを示す概略構成図である。
【図２】配管長さの違いによる設定パージ圧力と到達時間の関係を示す図である。
【図３】配管長さの違いによるパージ圧力と到達時間の関係を示す実験図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるウエハ吸着・パージシステムを示す概略構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるウエハ吸着・パージシステムを示す概略構成図である。
【図６】従来のウエハ吸着・パージシステムを示す概略構成図である。
【図７】ウエハ吸着・パージ・アライメント工程を経て露光工程に移行する一般的なフローチャートである。
【符号の説明】
１　半導体ウエハ、１０　ウエハステージ、１１　真空・パージ経路、１２　開口経路、１３　真空・パージ配管、１４　真空・パージ切替電磁弁、１５　パージ配管、１６　気体供給源、１７　真空配管、１８　真空ポンプ、２０　マニホールド、２１，２３　バイパス配管、２２，２４　バイパス切替電磁弁、３０アライメント機構、３１　位置決めピン、４０　切替制御部、５０　ＩＤ読取部。
【図１】
2004063528.tif 000003
【図２】
2004063528.tif 000004
【図３】
2004063528.tif 000005
【図４】
2004063528.tif 000006
【図５】
2004063528.tif 000007
【図６】
2004063528.tif 000008
【図７】
2004063528.tif 000009