(57)【要約】【課題】真空チャンバー内への基板の搬送時間を短縮することのできる露光装置を提供する。【解決手段】本発明の露光装置は、メインチャンバー２０に接続された３連のロードロックチャンバー２７、２８、２９を有する。各チャンバー間の隔壁１６、１７、１８には、スリット１６ａ、１７ａ、１８ａが形成されている。この露光装置においては、第１段ロードロックチャンバー２７からメインチャンバー２０まで、１段ごとに１桁真空度が低い４連のチャンバー列が構成され、搬送用ローラー３０を用いて、第１段ロードロックチャンバー２７内のテーブル２５上からメインチャンバー２０内のウェハステージ１１まで、各隔壁１６、１７、１８のスリット１６ａ、１７ａ、１８ａを順に通過させてウェハＷを搬送する。この際には、概ね１０秒〜高々１分程度の短時間でウェハＷを搬送することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバー内で感応基板上に転写露光する露光装置であって、
前記真空チャンバー内外間で前記感応基板を搬送する基板搬送装置を備え、
該基板搬送装置が、
前記真空チャンバーに接続された、複数台連なるロードロックチャンバーと、
これら各ロードロックチャンバー間に設けられた、前記感応基板を通すスリットを有する隔壁と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記複数連なるロードロックチャンバーの第１のロードロックチャンバー（前記真空チャンバーから最も遠いチャンバー）には、大気圧状態から粗排気を行う粗排気手段が付設されており、
第２のロードロックチャンバー以降のロードロックチャンバーには、粗排気状態から真空度が順に低くなるように差動排気を行う差動排気手段が付設されていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空チャンバー内外間で感応基板を搬送する基板搬送装置を備える露光装置に関する。特には、真空チャンバー内への基板の搬送時間を短縮することのできる露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図３を参照しつつ、従来の技術を説明する。
図３は、従来の露光装置のメインチャンバー及び基板搬送装置を模式的に示す図である。
図３には、露光装置のメインチャンバー１０１が示されている。このメインチャンバー１０１内には、照明光学系鏡筒やレチクルチャンバー、投影光学系鏡筒、ウェハチャンバー等（図示されず）が収容されている。メインチャンバー１０１内のウェハチャンバー内には、ウェハＷを載置して移動・位置決めするためのウェハステージ１０８が配置されている。このメインチャンバー１０１の図中下側には、ターボ分子ポンプ等を含む排気系統１０３が接続されている。この排気系統１０３により、メインチャンバー１０１内は、大気圧から１０−２Ｐａ程度まで排気される。
【０００３】
メインチャンバー１０１には、ウェハ用ロードロックチャンバー１１１が１つ付設されている。このロードロックチャンバー１１１の図中下側には、ターボ分子ポンプ等を含む排気系統１１３が接続されている。この排気系統１１３により、ロードロックチャンバー１１１内は、大気圧から１０−２Ｐａ程度（メインチャンバー１０１内と等しい圧力）まで排気される。なお、ロードロックチャンバー１１１内には、ウェハＷを移動するためのマニュピレータ（図示されず）等が設けられている。
【０００４】
ロードロックチャンバー１１１は、トランスファーロッド１１５に繋がっている。このトランスファーロッド１１５により、ロードロックチャンバー１１１内のウェハＷがメインチャンバー１０１内のウェハステージ１０８上に搬送される。メインチャンバー１０１とロードロックチャンバー１１１間、並びに、ロードロックチャンバー１１１と外部間には、それぞれゲートバルブ１２２、１２４が設けられている。これら各ゲートバルブ１２２、１２４を閉じて、ロードロックチャンバー１１１をメインチャンバー１０１あるいは外部と隔離する。
【０００５】
ここで、トランスファーロッド１１５によりロードロックチャンバー１１１からメインチャンバー１０１内のウェハステージ１０８上へウェハＷを搬送する際には、両ゲートバルブ１２２、１２４が閉じた状態で、ロードロックチャンバー１１１内を排気系統１１３で大気から１０−２Ｐａまで排気する。この際、ロードロックチャンバー１１１内の圧力がメインチャンバー１０１内の圧力（真空度）とほぼ等しくなるまでに、数分〜１０分程度、あるいはそれ以上の時間を要する。そして、この時間が経過してからゲートバルブ１２２を開き、マニュピレータ（図示されず）でウェハＷをメインチャンバー１０１内のウェハステージ１０８上へと搬送する。
【０００６】
このように、従来は、ロードロックチャンバー１１１が１つしかなく、同チャンバー１１１の排気に数分〜１０分程度、あるいはそれ以上の時間を費やしているため、ウェハＷの搬送に伴う時間のロスが大きい。例えば、近年開発が進んでいるＥＵＶ光（Ｅｘｔｒｅｍｅ    Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ光：極端紫外光）を用いる露光装置については、１次間に８０枚のウェハを処理するスループットが要求されているため、このような時間のロスを少なくできる手段の提供が望まれている。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、真空チャンバー内への基板の搬送時間を短縮することのできる露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の露光装置は、真空チャンバー内で感応基板上に転写露光する露光装置であって、  前記真空チャンバー内外間で前記感応基板を搬送する基板搬送装置を備え、  該基板搬送装置が、  前記真空チャンバーに接続された、複数台連なるロードロックチャンバーと、  これら各ロードロックチャンバー間に設けられた、前記感応基板を通すスリットを有する隔壁と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の露光装置では、真空チャンバーの内圧が例えば１０−２Ｐａ程度とする場合、３連のロードロックチャンバーを設け、第１のロードロックチャンバー（真空チャンバーから最も遠い側のチャンバー）内を大気から１０Ｐａ程度まで排気する。すると、１０Ｐａ以下は分子流とみなせるため、第２のロードロックチャンバー内圧を１Ｐａ、第３のロードロックチャンバー内圧を１０−１Ｐａとして、１桁ずつ低くなるような差動排気による圧力差を維持できる。そして、第１のロードロックチャンバー側から、隔壁のスリットを介して、真空チャンバー内に感応基板を搬送する。なお、スリットの幅が１ｍｍ程度であれば、このような圧力差を維持できるが、感応基板の厚さは０．７〜０．８ｍｍ程度なので、スリットにウェハを通す際の障害にはならない。前記３連のロードロックチャンバー間には、ゲートバルブを設けることが好ましいが、ゲートバルブを設けなくてもよい。あるいは、スリットを遮る幕のようなものを設けることも好ましい。
【００１０】
従来は、ロードロックチャンバーが１つのみであったため、この内圧を大気状態から真空チャンバー内圧（今の場合１０−２Ｐａ程度）まで一気に排気しなくてはならず、数分〜数１０分以上の時間がかかっていた。本発明によれば、第１のロードロックチャンバーを大気状態から１０Ｐａ程度まで数１０秒で排気し、第２以降のロードロックチャンバーを差動排気できるので、排気に伴う時間ロスを低減でき、感応基板の搬送にかかる時間を短縮できる。
【００１１】
本発明の露光装置においては、  前記複数連なるロードロックチャンバーの第１のロードロックチャンバー（前記真空チャンバーから最も遠いチャンバー）には、大気圧状態から粗排気を行う粗排気手段が付設されており、  第２のロードロックチャンバー以降のロードロックチャンバーには、粗排気状態から真空度が順に低くなるように差動排気を行う差動排気手段が付設されていることが好ましい。
この場合、粗排気手段としては、ロータリーポンプ等を含む排気系統を用いることができる。また、差動排気手段としては、ターボ分子ポンプ等を含む排気系統を用いることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
以下、図２を参照しつつ、ＥＵＶ露光装置の一例について説明する。
図２は、ＥＵＶ露光装置の一例（４枚投影系）を示す概略構成図である。
図２に示すＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー１で反射してレチクル２に照射される。
【００１３】
レチクル２は、レチクルステージ３に保持されている。このレチクルステージ３は、スキャン方向（Ｙ軸）に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向（Ｘ軸）に微小ストロークを持ち、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークを持っている。ＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、Ｚ方向はレチクルフォーカス送光系４とレチクルフォーカス受光系５からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。
【００１４】
レチクル２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。
【００１５】
光学鏡筒１４内に入射したＥＵＶ光は、第一ミラー６で反射した後、第二ミラー７、第三ミラー８、第四ミラー９と順次反射し、最終的にはウェハ１０に対して垂直に入射する。投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡１５が配置されている。
【００１６】
ウェハ１０は、ウェハステージ１１上に載せられている。ウェハステージ１１は、光軸と直交する面内（ＸＹ平面）を自由に移動することができ、ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ１１は、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークの上下が可能で、Ｚ方向の位置はウェハオートフォーカス送光系１２とウェハオートフォーカス受光系１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ１１のＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ３とウェハステージ１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査する。
【００１７】
次に、露光装置のメインチャンバー及び基板搬送装置について説明する。
図１は、本発明に係る露光装置のメインチャンバー及び基板搬送装置を模式的に示す図である。
図１には、露光装置のメインチャンバー２０が示されている。このメインチャンバー２０内には、前述した照明系ＩＬを含む鏡筒や光学鏡筒１４等（図２参照）が収容されている。メインチャンバー２０内には、ウェハＷを載置して位置決めするためのウェハステージ１１（図２参照）が配置されている。このメインチャンバー２０の図中下側には、ターボ分子ポンプや初期粗引きポンプ等を含む排気系統２６が接続されている。この排気系統２６により、メインチャンバー２０内は、大気圧から１０−２Ｐａ（通常の露光装置のメインチャンバー内圧）程度まで排気される。
【００１８】
メインチャンバー２０には、第１段（初段）ロードロックチャンバー２７、第２段ロードロックチャンバー２８、第３段ロードロックチャンバー２９からなる３連のロードロックチャンバーが接続されている。第１・第２段ロードロックチャンバー間、及び、第２・第３段ロードロックチャンバー間には、それぞれ隔壁１６、１７が設けられている。さらに、第３段ロードロックチャンバー２９とメインチャンバー２０間にも、隔壁１８が設けられている。これら隔壁１６、１７、１８には、それぞれ同じ高さ位置にスリット１６ａ、１７ａ、１８ａが形成されている。各スリット１６ａ、１７ａ、１８ａの幅は、ウェハＷが通れるほどの隙間（例えばウェハの厚さが０．７〜０．８ｍｍに対し、スリットの幅は約１ｍｍ）である。なお、各ロードロックチャンバー２７、２８、２９の容積は、必要最小限に形成されていることが好ましい。
【００１９】
第１段ロードロックチャンバー２７の図中下側には、ロータリーポンプを含む第１排気系統（粗排気系統）２２が接続されている。この第１排気系統２２により、第１段ロードロックチャンバー２７内は、数１０秒程度の短時間で大気圧から１０Ｐａ程度まで排気される。第１排気系統２２の排気管２２ａには、排気バルブ２３が組み込まれている。第１段ロードロックチャンバー２７内には、ウェハＷを載置するテーブル２５が配置されている。第１段ロードロックチャンバー２７内のテーブル２５とメインチャンバー２０内のウェハステージ１１間には、ウェハＷの搬送用ローラー３０が配置されている。なお、テーブル２５の上面と、隔壁１６〜１８のスリット１６ａ〜１８ａの位置と、メインチャンバー２０内のウェハステージ１１の上面とは面一であり、ウェハＷを搬送用ローラー３０で直線的に搬送することができるようになっている。
【００２０】
第２段、並びに、第３段ロードロックチャンバー２８、２９の図中下側には、ターボ分子ポンプや初期排気用粗引きポンプを含む差動排気式の排気系統２４が接続されている。この差動排気系統２４により、第２段ロードロックチャンバー２８内は第１段ロードロックチャンバー２７よりも１桁低い１Ｐａ程度まで排気され、第３段ロードロックチャンバー２９内は第２段ロードロックチャンバー２８よりも１桁低い１０−１Ｐａ程度まで排気される。排気系統２４の排気管２４ａは、このような差圧制御が可能なようにコンダクタンスが調整されている。なお、これらのロードロックチャンバー２８、２９は、１台のターボ分子ポンプでも充分に排気できるが、差圧の制御が困難な場合等は、それぞれ独立した排気系統を設けることもできる。あるいは、排気管２４ａに調圧バルブを組み込み、差圧バランスが崩れた場合に各ロードロックチャンバー内の内圧を個々に調整できるようにしてもよい。
【００２１】
第１段ロードロックチャンバー２７の図中左右（入出側）には、それぞれゲートバルブ３１、３２が設けられている。さらに、メインチャンバー２０と第３段ロードロックチャンバー２９間にも、ゲートバルブ３３が設けられている。これら各ゲートバルブ３１、３２、３３を閉じると、第１段ロードロックチャンバー２７と、第２段・第３段ロードロックチャンバー２８、２９と、メインチャンバー２０とをそれぞれ隔離することができる。
【００２２】
ウェハＷを搬送する際には、まずゲートバルブ３１と３２を閉じた状態とし、第１段ロードロックチャンバー２７内を第１排気系統２２で大気状態から１０Ｐａまで排気する。これに要する時間は、第１段ロードロックチャンバー２７を必要最小限の大きさにしておくと、ロータリーポンプでも数１０秒程度で到達できる。その後は、第２段・第３段ロードロックチャンバー２８、２９内を差動排気系統２４で排気し、第１排気系統２２の排気バルブ２３を閉じてゲートバルブ３２、３３を開く。なお、排気バルブ２３を閉じる操作は、ロータリーポンプから第１段ロードロックチャンバー２７内への逆流を防ぐためであって、逆流のおそれのない場合は行わなくてもよい。
【００２３】
ここで、第１段ロードロックチャンバー２７内の圧力（１０Ｐａ以下）は分子流とみなすことができ、さらに、各チャンバー間の隔壁１６、１７、１８のスリット１６ａ、１７ａ、１８ａの間隔が１ｍｍ程度であることから、この分子流領域では、第２段ロードロックチャンバー２８の内圧を１Ｐａ、第３段ロードロックチャンバー２９の内圧を１０−１Ｐａとして、１桁ずつ低くなるような差動排気による圧力差を維持できる。すると、第１段ロードロックチャンバー２７からメインチャンバー２０まで、１段ごとに１桁真空度が低い４連のチャンバー列が構成される。なお、圧力が１０Ｐａ以上の場合は分子流ではなく粘性流（層流）とみなされるので、１桁ずつ低くなるような差動排気による圧力差を維持できない。そのため、第１段ロードロックチャンバー２７内の圧力を１０Ｐａ以下とする必要がある。
【００２４】
この状態で、搬送用ローラー３０を用いて、第１段ロードロックチャンバー２７内のテーブル２５上からメインチャンバー２０内のウェハステージ１１まで、各隔壁１６、１７、１８のスリット１６ａ、１７ａ、１８ａを順に通過させてウェハＷを搬送する。これにより、概ね１０秒〜高々１分程度の時間で、第１段ロードロックチャンバー２７からメインチャンバー２０内にウェハＷを搬送できる。ウェハＷを搬送し終えた後は、メインチャンバー２０内の真空度が不用意に悪化するのを防ぐため、ゲートバルブ３３を閉じる。
【００２５】
なお、前述の実施の形態においては、以下の改変を行うこともできる。
（１）前述の実施の形態では、メインチャンバー２０内の圧力を１０−２Ｐａとしたため、ロードロックチャンバーを計３つ設けたが、メインチャンバー２０内の圧力に応じて、１桁ずつ低い差圧を保つために必要なより多くの段数（４つ以上）のロードロックチャンバーを設けることもできる。例えば、メインチャンバー２０内の圧力が１０−４Ｐａである場合は、計５段のロードロックチャンバーを用いる。あるいは、各ロードロックチャンバーで１桁以下の差圧しか維持できない場合にも、適切な段数に調整することができる。さらに、ウェハＷの大きさやウェハ周辺部材によって、各ロードロックチャンバー間の隔壁のスリット幅を変えることができる。
【００２６】
（２）ウェハＷの搬送の際には、単に搬送用ローラー３０上を転がせばよいが、搬送用ローラーとして高速ローラーを用いたり、第１段ロードロックチャンバー２７側からメインチャンバー２０に向けてローラーが順に低くなるように傾斜させたりすると、より短時間（一例で数秒〜１０秒程度）でウェハＷを搬送できる。この場合は、従来に比べて、凡そ１０倍のスピードでウェハＷを搬送することができる。
【００２７】
（３）隔壁１６〜１８のスリット１６ａ〜１８ａは、常に開いた状態であるとして説明したが、これらスリットに幕等を設けて、ウェハＷを搬送しないときは閉状態とすることもできる（スリットは完全に閉止する必要はない）。但し、搬送時にウェハが幕を押し開けるような構成とした場合は、幕がウェハ（特にレジスト塗布面）をこすって塵埃等が付着することのないように配慮する必要がある。あるいは、スリットに開閉機構を付設して、通常の露光時はスリットを閉じ、ウェハ搬送時にのみスリットを開くようにしてもよい。
【００２８】
（４）ウェハを搬送する機構は、搬送用ローラー以外にも、１ｍｍ幅のスリットを通してウェハＷをスムーズに且つ高速に搬送できるものであればよい。例えば、薄型で充分な長さ（第１段ロードロックチャンバー２７〜メインチャンバー２０間の長さ）のトランスファーロッドでもよいし、メインチャンバー２０側からウェハＷを引っ張るような機構であってもよい。あるいは、磁気的又は電気的に駆動可能な薄型のトレイ等を設けて搬送してもよい。
【００２９】
（５）図１ではウェハＷは１枚のみ描かれているが、複数枚のウェハをウェハラックに収納した状態で第１段ロードロックチャンバー２７を１０Ｐａまで排気し、以降順次１枚ずつのウェハを、後段のロードロックチャンバーを通してメインチャンバー２０に搬送することもできる。この場合には、ウェハラックからウェハを取り出して第２段ロードロックチャンバー以降に搬送する機構も追設する。
【００３０】
【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、真空チャンバー内への基板の搬送時間を短縮することのできる露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る露光装置のメインチャンバー及び基板搬送装置を模式的に示す図である。
【図２】ＥＵＶ露光装置の一例（４枚投影系）を示す概略構成図である。
【図３】従来の露光装置のメインチャンバー及び基板搬送装置を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０、Ｗ  ウェハ                      １１  ウェハステージ
１６、１７、１８  隔壁                １６ａ、１７ａ、１８ａ  スリット
２０  メインチャンバー                ２２  第１排気系統（粗排気系統）
２４  差動排気系統                    ２５  テーブル
２６  排気系統
２７  第１段（初段）ロードロックチャンバー
２８  第２段ロードロックチャンバー
２９  第３段ロードロックチャンバー
３０  搬送用ローラー                  ３１、３２、３３  ゲートバルブ
【図１】
2004179567.tif 000003
【図２】
2004179567.tif 000004
【図３】
2004179567.tif 000005