(57)【要約】【課題】ピックアップ時に発生する位置ズレを小さくするとともに、ズレ量の安定した基板保持装置及び方法を提供する。【解決手段】基板支持装置は、基板の３ヶ所以上の点（支持点）を下方から支持する支持部材１０を有する。支持部材は、高さ方向に延びる支柱１１と、支柱の先端から横方向に延びる横棒１３と、横棒にはめ込まれるゴムリング１５とから構成される。ゴムリング１５を縦方向に配置することによって、ゴムリング外周面が上凸の状態となってゴムリングの最上部の１点で基板が接触するため、基板とゴムリングとの間に空間が形成されず、吸盤現象が起こらない。このため、基板取り外し時に振動や位置ズレが発生しない。【選択図】　　　　図１
2004111685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ又はレチクル等の基板を保持する方法であって、
該基板の３ヶ所以上の点（支持点）を、下方から、軟質・非粘着性材料からなる上凸の支持部を有する支持部材で支持することを特徴とする基板保持方法。
【請求項２】
ウェハ又はレチクル等の基板を保持する装置であって、
該基板の３ヶ所以上の点（支持点）を下方から支持する、軟質・非粘着性材料からなる上凸の支持部を有する支持部材を備えることを特徴とする基板保持装置。
【請求項３】
前記支持部材の支持部がゴムリング又はゴムブロックであることを特徴とする請求項２記載の基板保持装置。
【請求項４】
前記支持部材が前記支持部の高さ調節機構を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の基板保持装置。
【請求項５】
ウェハ又はレチクル等の基板を保持する装置であって、
該基板の３ヶ所以上の点（支持点）を下方から支持する支持部材を有し、
該支持部材が、高さ方向に延びる支柱と、　該支柱の先端から横方向に延びる横棒と、　該横棒にはめ込まれるゴムリングとから構成されることを特徴とする基板保持装置。
【請求項６】
感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、
請求項２〜５のいずれか１項記載の基板保持装置を備えることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空処置装置や半導体製造装置、露光装置等において、ウェハやレチクル等の基板を保持する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置においてウェハやレチクル等の基板を保持する方法としては、平らなテーブルを用いる真空吸着方式が最も普及している。しかし、真空環境下で基板を保持する場合には、この真空吸着方式は使用できないため、基板を機械的に上や横から押えてクランプする方法がとられている。しかし、この方法では機械的な接触や摩擦によって磨耗粉が発生したり、基板に傷が付くなどの不具合が生じる。
【０００３】
そこで、従来は、基板を複数の支柱の上部に設けた弾性部材上に載置する方式がとられている。
図６は、従来の基板保持装置の側面図である。
図に示すように、従来の基板保持装置は複数の支持部材２００、２００´を有する。支持部材２００、２００´は、支柱２０１と、同支柱の上部に設けられた円板状のゴムパッド２０３とからなる。ゴムパッド２０３は、摩擦係数が０．２〜０．３と高いフッ素ゴム製で、大きさ（径）は数ｍｍである。フッ素ゴムの代わりにセラミックスやアルミ、樹脂を用いる方法もあるが、このような材料は摩擦係数が０．１以下と小さいため、有効ではない。
【０００４】
図６（Ａ）に示す支持部材２００においては、支柱２０１はボルト２０５に固定されている。ボルト２０５はベース３の上からねじ込まれて、ナット２０７によって固定されている。ボルト２０５を回転させることによって、ベース３から上方に延びるボルト２０５の長さが変わり、支柱２０１の高さを調整できる。
図６（Ｂ）に示す支持部材２００´の支柱２０１´はピン２０９に固定されており、ピン２０９がベース３にはめ込まれている。この支柱２０１´は高さが固定であるが、ベース３と支柱２０１´との間にシムを挟みこめば、支柱２０１´の高さ調整ができる。
【０００５】
そして、このような支持部材２００が、ホルダベース３上の基板の外縁に沿った複数ヶ所に設けられている。基板Ｗの外縁は支持部材２００のゴムパッド２０３上に載置される。ゴムパッド２０３は上述のように摩擦係数が高いため、外乱振動が起こっても基板Ｗの位置ズレが生じにくい。また、真空中でも有効である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような基板保持装置においては、基板の位置に高い精度が要求される場合、基板の受け渡し時に生じる位置ズレ量を小さくする必要がある。ゴムパッド２０３は支柱２０１の上端面に接着によって取り付けられているが、この接着によって、同パッド２０３の上面が凹型に湾曲することがある。このように湾曲したゴムパッド２０３の上面に基板Ｗが置かれると、基板Ｗとパッド２０３の上面との間に空間Ｓが形成される。すると吸盤現象が発生して、基板Ｗがパッド上面に吸着されることがある。大気中の場合は周囲に空気が存在するので、このような吸着力が生じる。
【０００７】
このように、基板がパッドにある力をもって吸着しているときに、基板を搬送ロボット等によってピックアップすると、基板がパッドから離れた時点で吸着力が失われ、その反力によって基板に振動が発生して位置ズレを起こす場合がある。この位置ズレ量は数μｍ〜数百μｍとバラバラである。位置ズレ量が大きい場合は、プリアライメント時にステージ上のマークを読み取れなくなる等の不具合が生じる。高精度を要求される露光装置においては、基板ハンドリング時の位置ズレ量は数十μｍ以下で、かつ、ズレ量の誤差が安定していることが求められる。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ピックアップ時に発生する位置ズレを小さくするとともに、ズレ量の安定した基板保持装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の基板保持方法は、　ウェハ又はレチクル等の基板を保持する方法であって、　該基板の３ヶ所以上の点（支持点）を、下方から、軟質・非粘着性材料からなる上凸の支持部を有する支持部材で支持することを特徴とする。
【００１０】
本発明の基板保持装置は、　ウェハ又はレチクル等の基板を保持する装置であって、　該基板の３ヶ所以上の点（支持点）を下方から支持する、軟質・非粘着性材料からなる上凸の支持部を有する支持部材を備えることを特徴とする。
上凸で軟質・非粘着性の支持部で基板を支持することにより、基板と支持部との間に吸引力を生ずる空間が形成されず、吸盤現象を防止できる。このため、基板取り外し時に振動や位置ズレが発生しない。したがって、露光装置におけるプリアライメントなど、数十μｍのズレ量が問題となる分野への応用に好適である。
【００１１】
本発明においては、　前記支持部材の支持部をゴムリング又はゴムブロックとすれば、摩擦係数が高いため、外乱振動に対して位置ズレが生じにくい。また、大気中及び真空中で使用できる。
【００１２】
本発明においては、　前記支持部材が前記支持部の高さ調節機構を備えれば、基板の水平状態を調節できる。
【００１３】
本発明の他の基板支持装置は、　ウェハ又はレチクル等の基板を保持する装置であって、　該基板の３ヶ所以上の点（支持点）を下方から支持する支持部材を有し、　該支持部材が、高さ方向に延びる支柱と、　該支柱の先端から横方向に延びる横棒と、　該横棒にはめ込まれるゴムリングとから構成されることを特徴とする。
ゴムリングを縦方向に配置することによって、ゴムリング外周面が上凸の状態となる。このようにゴムリングの最上部の１点で基板が接触するため、基板とゴムリングとの間に空間が形成されず、吸盤現象が起こらない。また、ゴムリングの接触部が磨耗した場合には、同リングを横棒の回りを回転させて新しい外周面で基板と接触させることができる。さらに、ゴムリングは容易に入手できるため、ゴムリングが磨耗や劣化して交換が必要になった場合は、簡単に交換できる。
【００１４】
本発明の露光装置は、　感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、　上記いずれかに記載の基板保持装置を備えることを特徴とする。
ウェハやレチクルを位置ズレなく保持できるため、プリアライメントや搬送作業を高精度で行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る基板保持装置の支持部材の構造を示す図であり、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は正面図である。
図２は、基板保持装置の全体構造を示す平面図である。
図２に示すように、基板保持装置１は、ホルダベース３上に等しい中心角度（１２０°）で配置された３個の支持部材１０を有する。支持部材１０は、図１に示すように、支柱１１と、小ネジ（横棒）１３と、ゴムリング（支持部）１５とから構成される。支柱１１はヘッド部１１ａとボルト部１１ｂとからなる。ボルト部１１ｂはホルダベース３に開けられたネジ孔５に挿入されて、ナット１７で固定されている。ヘッド部１１ａには、横方向から小ネジ１３がねじ込まれている。小ネジ１３のヘッド部１３ａの外周面に沿って、断面が凹状の溝１３ｂが形成されている。この凹状溝１３ｂ内にゴムリング１５がはめ込まれている。ゴムリング１５は、軟質で非粘着性のフッ素ゴム製である。または、ニトリルゴムやシリコンゴム製であってもよい。図１から分かるように、ゴムリング１５の外周面の最上部は上凸の状態となっており、同最上部は、小ネジ１３よりも高い位置に位置している。
【００１６】
図２に示すように、支持部材１０は、基板Ｗのほぼ外縁に沿って、ホルダベース上３に等しい中心角度θ（１２０°）で配置されている。そして、同部材のゴムリング１５の側が外側に位置している。
【００１７】
基板Ｗは、各支持部材１０のゴムリング１５上に載置される。ゴムリング１５は縦方向に配置されているため、外周面は上に凸の状態となり、基板Ｗの下面と外周凸面の最上部とがほぼ点で接触することになる。ゴムリング１５とシリコン製基板やガラス製基板との摩擦係数は０．１〜０．３と高いため、ゴムリング１５と基板Ｗとが点で接触しても、基板Ｗの位置ズレが起こりにくく、安定に保持される。また、両者はほぼ点で接触しているため、両者の間に空間が形成されず、接触面が凹型となった場合に起こる吸盤現象を生じることがない。したがって、基板Ｗには自重以外の力が働いておらず、基板Ｗをピックアップする際に、吸着力に対する反力による位置ズレが生じない。そして、位置ズレ誤差を、狭い範囲内（数μｍ程度）で安定させることができる。
また、支柱１１を回転させることによって支柱の高さを調整できる。
【００１８】
なお、ゴムリング１５の接触部が磨耗したり損傷した場合は、ゴムリング１５の新しい面が最上位置となるように、同リングを小ネジ１３の回りに回転させる。また、ゴムリング１５が劣化した場合は、同リングを小ネジ１３から外して簡単に交換できる。ゴムリング１５は容易に入手できるため、メンテナンスが容易である。
また、ゴムリング１５の代わりに、上凸の面を有するゴムブロックを支柱の上端面に取り付けてもよい。
【００１９】
図３は、図１の基板保持装置を備えた基板ローダを示す平面図である。
基板ローダ（真空ロボット）３０は、真空ロボットチャンバ３１内に配置されている。同チャンバ３１にはターボポンプ３３が備えられて、チャンバ内を真空に引いている。真空ロボットチャンバ３１は、平面形状が六角形で、各側面が様々な基板搬送先に面している。側面の一つは、ゲートバルブ３５を介して露光装置１００のウェハチャンバ１２１と連通している。ウェハチャンバ１２１内にはステージ１３１が設置されている。
【００２０】
基板ローダ３０は、ベース３７と、ベース３７に関節運動及びＺ方向に移動可能に固定された第１アーム３９、第１アーム３９に関節運動するように接続した第２のアーム４１、第２アーム４１に関節運動するように接続したエンドエフェクタ４３から構成される。エンドエフェクタ４３はＸＹ平面内を回転するとともに、Ｚ方向に移動する。
【００２１】
真空ロボットチャンバ３１の別の側面には、プリアライメントチャンバ４５が連通している。同プリアライメントチャンバ４５内には、プリアライメントホルダ４７が設置されている。プリアライメントホルダ４７上には、図１に示す基板保持装置１が設けられている。真空ロボットチャンバ３１の別の２つの側面には、各々ゲートバルブ４９、５１を介してロードロックチャンバ５３、５５が連通している。各ロードロックチャンバ５３、５５内には、ロードロックホルダ５７、５９が設置されている。各ロードロックチャンバ５３、５５の入口にはゲートバルブ６１、６３が設けられている。各ロードロックチャンバ内のロードロックホルダ６１、６３上にも同基板保持装置１が設けられている。
真空ロボットチャンバ３１の残りの２つの側面は封止板６５で封止されている。
【００２２】
各ロードロックチャンバ５３、５５の外側には、大気ローダ（大気ロボット）６７が設置されている。大気ローダ６７は、架台６９上に固定されたベース７１と、ベース７１に関節運動及びＺ方向に移動可能に固定された第１アーム７３、第１アーム７３に関節運動するように接続した第２のアーム７５、第２アーム７５に関節運動するように接続したエンドエフェクタ７７から構成される。エンドエフェクタ７７はＸＹ平面内を回転するとともに、Ｚ方向に移動可能である。
架台６９上には、カセット部７９とプリアライメント部８１とが設けられている。
【００２３】
この基板ローダ３０の動作を説明する。
まず、大気ローダ６７が、架台６９上のカセット部７９からウェハを取り出し、プリアライメント部６９へ搬送する。そして、同部でプリアライメントを行う。その後、ロードロックチャンバ５５の入口のゲートバルブ６３を開けて、大気ローダ６７によって同チャンバ内のロードロックホルダ５９にウェハを搬送する。そして、入口のゲートバルブ６３を閉め、同ロードロックチャンバ５５を真空に引く。
【００２４】
その後、ロードロックチャンバ５５の真空ロボットチャンバ側のゲートバルブ５１を開け、真空ローダ３０によってウェハをロードロックチャンバ５５から取り出し、プリアライメントチャンバ４５のプリアライメントホルダ４７に搬送する。そして、同チャンバ４５でより高精度なプリアライメントを行う。ＥＢ露光装置では、プリアライメント機構から発する磁場の影響を防ぐために、同機構をステージチャンバ内に設置せずに、真空ローダ側に設置している。このような構成のため、高精度にプリアライメントされたウェハを露光装置本体内のステージに搬送する際には、高精度な位置決めが要求される。
【００２５】
そこで、プリアライメントチャンバ４５内に、図１、２に示す基板保持装置１が設けられている。このため、真空ローダ３０によって、ウェハをプリアライメントホルダ４７からピックアップする際に位置ズレが起こりにくく、プリアライメントホルダ４７からウェハステージ１３１上のホルダへ高精度で搬送することができる。また、プリアライメント時に、露光装置本体内でのステージ駆動によって発生する振動や、床から伝わる振動による、基板の位置ズレを防ぐことができる。
【００２６】
図４は、本発明の他の実施の形態に係る基板保持装置の構造を示す側面図である。
この例の基板保持装置の支持部材２０は、支柱２１と、小ネジ２３と、ゴムリング２５とから構成される。支柱２１は、ホルダベース３の下面の穴５からねじ込まれたネジ２７によって、同ベース３上に立設している。支柱２１の上部には、小ネジ２３がねじ込まれている。小ネジ２３のヘッド部の外周面に沿って、断面が凹状の溝が形成されている。この凹状溝内にゴムリング２５がはめ込まれている。
【００２７】
この基板保持装置の支持部材２０においては、支柱２１の高さが一定であるため、基板保持面の高さを一定とすることができる。また、ゴムリング２５の外周面の最上部の位置が一定となり、接触部が制限されるレチクルへの適用が有効である。つまり、図１の支持部材１０の高さを調整する際に支柱１１を回転させると、ゴムリング１５も共に支柱１１の周囲を回転し、同リング１５と基板Ｗとが接する位置が変わる。一方、この実施例の支持部材２１の高さを調整する際は、支柱２１とホルダベース３との間にシムを挟みこめばよく、ゴムリング２５の周方向位置が最初の位置と変わらない。
【００２８】
図５は、本発明の実施の形態に係る露光装置の構成を模式的に説明するための図である。
電子線露光装置１００の上部には、光学鏡筒１０１が配置されている。光学鏡筒１０１には、真空ポンプ（図示されず）が設置されており、光学鏡筒１０１内を真空排気している。
【００２９】
光学鏡筒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、順にコンデンサレンズ１０４ａ、電子線偏向器１０４ｂ等を含む照明光学系１０４が配置されている。同鏡筒１０４の下方には、レチクルＲが配置されている。
電子銃１０３から放射された電子線は、コンデンサレンズ１０４ａ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、光学系の視野内にあるレチクルＲの各小領域（サブフィールド）の照明が行われる。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、数段のレンズやビーム成形開口、ブランキング開口等が設けられている。
【００３０】
レチクルＲは、レチクルステージ１１１のホルダ１１０に支持されている。レチクルステージ１１１は、定盤１１６に載置されている。
【００３１】
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、実際には、駆動装置（リニアモータ）１１２はステージ１１１に組み込まれている。駆動装置１１２は、ドライバ１１４を介して、制御装置１１５に接続されている。また、レチクルステージ１１１の側方（図の右方）にはレーザ干渉計１１３が設置されている。レーザ干渉計１１３も、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の正確な位置情報が制御装置１１５に入力される。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。
【００３２】
定盤１１６の下方には、ウェハチャンバ（真空チャンバ）１２１が配置されている。ウェハチャンバ１２１の側方（図の右側）には真空ポンプ（図示されず）が接続されており、ウェハチャンバ１２１内を真空排気している。
ウェハチャンバ１２１内（実際にはチャンバ内の光学鏡筒内）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が配置されている。ウェハチャンバ１２１内の下部には、ウェハ（感応基板）Ｗが配置されている。
【００３３】
レチクルＲを通過した電子線は、コンデンサレンズ１２４ａにより収束される。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。なお、図ではコンデンサレンズ１２４ａは一段であるが、実際には、投影光学系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。
【００３４】
ウェハＷは、プリアライメント終了後、真空ロボットチャンバ３１内の真空ローダ３０によってステージ１３１上に搬送され、ウェハステージ１３１上のホルダ１３０上に設けられた支持部材１０（図１参照）上に支持されている。ウェハステージ１３１は、定盤１３６に載置されている。
【００３５】
ウェハステージ１３１には、図の左方に示す駆動装置１３２が接続されている。なお、実際には駆動装置１３２はステージ１３１に組み込まれている。駆動装置１３２は、ドライバ１３４を介して、制御装置１１５に接続されている。ウェハステージ１３１の側方（図の右方）にはレーザ干渉計１３３が設置されている。レーザ干渉計１３３も、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１３１の正確な位置情報が制御装置１１５に入力される。ウェハステージ１３１の位置を目標とすべく、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１３１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。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基板を支持部材上にほぼ点で保持するため、ピックアップ時に位置ズレを起こさず、かつ、ズレ量を安定させることができる。これにより、基板を高精度で安定に保持できる露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板保持装置の支持部材の構造を示す図であり、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は正面図である。
【図２】基板保持装置の全体構造を示す平面図である。
【図３】図１の基板保持装置を備えた基板ローダを示す平面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る基板保持装置の構造を示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る露光装置の構成を模式的に説明するための図である。
【図６】従来の基板保持装置の側面図である。
【符号の説明】
１　基板保持装置　　　　　　　　　　３　ホルダベース
５　ネジ孔
１０、２０　支持部材　　　　　　　　１１、２１　支柱
１３　小ネジ（横棒）　　　　　　　　１５、２５　ゴムリング（支持部）
１７　ナット
３０　基板ローダ（真空ロボット）　　３１　真空ロボットチャンバ
３３　ターボポンプ　　　　　　　　　３５　ゲートバルブ
３７　ベース　　　　　　　　　　　　３９　第１アーム
４１　第２アーム　　　　　　　　　　４３　エンドエフェクタ
４５　プリアライメントチャンバ　　　４７　プリアライメントホルダ
４９、５１　ゲートバルブ　　　　　　５３、５５　ロードロックチャンバ
５７、５９　ロードロックホルダ　　　６１、６３　ゲートバルブ
６５　封止板　　　　　　　　　　　　６７　大気ローダ（大気ロボット）
６９　架台　　　　　　　　　　　　　７１　ベース
７３　第１アーム　　　　　　　　　　７５　第２アーム
７７　エンドエフェクタ　　　　　　　７９　カセット部
８１　プリアライメント部
１００　電子線露光装置　　　　　　　１０１　光学鏡筒
１０３　電子銃　　　　　　　　　　　１０４　照明光学系
１１１　レチクルステージ　　　　　　１１２　駆動装置（リニアモータ）
１１３　レーザ干渉計　　　　　　　　１１４　ドライバ
１１５　制御装置　　　　　　　　　　１１６　定盤
１２１　ウェハチャンバ　　　　　　　１２４　投影光学系
１３１　ウェハステージ　　　　　　　１３２　駆動装置
１３３　レーザ干渉計　　　　　　　　１３４　ドライバ
【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】
2004111685.tif 000007
【図６】
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