(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する保持面を有する保持盤と、該保持盤の前記保持面に発生する真空吸着力を変化させる可変機構と、前記保持盤を搭載するステージとを有し、前記ステージは、搬送系から供給された基板を前記保持盤上に保持する供給位置と前記保持盤上に保持された基板を露光するフォーカス位置との間を移動する、露光装置であって、
前記供給位置から前記フォーカス位置へ前記ステージが移動する間に前記真空吸着力を前記可変機構により大きくする、ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
基板を保持する保持面を有する保持盤と、該保持盤の前記保持面に発生する真空吸着力を変化させる可変機構と、前記保持盤を搭載するステージとを有し、前記ステージは、搬送系から供給された基板を前記保持盤上に保持する供給位置と前記保持盤上に保持された基板を露光するフォーカス位置との間を移動する、露光装置であって、
前記フォーカス位置から前記供給位置へ前記ステージが移動する間に前記真空吸着力を前記可変機構により小さくする、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に記載の露光装置によって基板を露光する工程と、
前記工程で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製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置およびデバイス製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、半導体製造用等の露光装置において、急激な需要の増加に対応するための生産性の向上と、高集積化の要求に伴なう高精度化や高機能化が要求されており、より高いスループットと高い転写性能を有する露光装置の開発が望まれている。
【０００３】
このような露光装置においてウエハ等基板を保持する基板保持装置は、所定の真空吸着力によって基板であるウエハを吸着するウエハチャック等を備えており、ウエハチャックは、露光装置のフォーカス位置から離れたウエハ供給位置において、搬送ハンドからウエハを受け取り、前記真空吸着力によってウエハを吸着保持してフォーカス位置へ移動し、露光終了後はフォーカス位置からウエハ回収位置に移動してウエハを回収する工程を繰り返し行なう。
【０００４】
従来の露光装置では、ウエハチャック上へウエハを吸着するための真空吸着力を発生させる吸着ラインは１系統で、ＯＮ／ＯＦＦの切換で一定の真空吸着力を発生させるだけであり、そのため、搬送ハンドからウエハを受け取ってフォーカス位置へ運び、露光を終えてウエハ回収位置に移動させるまでの間、どのシーケンスにおいてもウエハチャック上のウエハを吸着する真空吸着力は同じであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術によれば、ウエハチャック上へのウエハの真空吸着力をＯＮ／ＯＦＦの切換のみによって制御するものであるため、供給されたウエハを露光してウエハ回収位置に搬送する間ずっと大きな真空吸着力を保つことになる。ところが、ウエハ供給位置からフォーカス位置へウエハを運び、露光を終えたウエハをウエハ回収位置に搬送するまでの間の各シーケンスにおける必要真空吸着力には違いがあり、一定の真空吸着力では、特にウエハを搬送ハンドから受け取ってフォーカス位置へ移動する間、およびフォーカス位置からウエハ回収位置へウエハを移す間は、必要以上の真空吸着力でウエハチャックにウエハを吸着してしまう結果となり、ウエハの受け渡し作業においては、吸着確認時間や、真空吸着力を解除してウエハを開放する時の圧力確認時間が長くなり、スループットを低下させる。
【０００６】
また、シーケンスにより最適な真空吸着力に制御することができず、装置全体としてのバキューム源にかかる負担が大きく、他のバキューム系に影響を与えていた。
【０００７】
本発明は、スループットの点で有利な露光装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の露光装置は、基板を保持する保持面を有する保持盤と、該保持盤の前記保持面に発生する真空吸着力を変化させる可変機構と、前記保持盤を搭載するステージとを有し、前記ステージは、搬送系から供給された基板を前記保持盤上に保持する供給位置と前記保持盤上に保持された基板を露光するフォーカス位置との間を移動する、露光装置であって、
前記供給位置から前記フォーカス位置へ前記ステージが移動する間に前記真空吸着力を前記可変機構により大きくすることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
ウエハチャック等の保持盤の真空吸着力発生部を、例えば２系統の吸着ラインに選択的に接続できるように構成し、基板であるウエハ等をウエハ供給位置からフォーカス位置へ運ぶ工程や、フォーカス位置からウエハ回収位置へ運ぶ工程では、ウエハチャックからウエハが落ちないだけの弱い真空吸着力でウエハを吸着保持し、フォーカス位置においては、ウエハの平坦化や露光中の安定保持のための強い真空吸着力でウエハを吸着するように、少なくとも２段階に真空吸着力の切り換えを行なう。
【００１７】
ウエハの供給時には弱い真空吸着力で吸着するため、吸着保持確認時間が短縮され、フォーカス位置へ移動する間に真空吸着力の切り換えを行なって、ウエハの露光時には強い真空吸着力でウエハの平坦化を行ない、ウエハを安定保持して位置決めを高精度で行なうことができる。
【００１８】
また、露光を終えたウエハをフォーカス位置からウエハ回収位置に移動させる間に弱い真空吸着力に切り換えておき、吸着解除のための真空破壊にかかる時間を短縮する。
【００１９】
このようにして、真空吸着力のＯＮ／ＯＦＦに費やす時間を大幅に短縮し、露光装置のスループットを向上させることができる。
【００２０】
加えて、強い真空吸着力を保つ時間も短縮されるため、装置全体のバキューム源にかかる負担を低減できるという利点もある。
【００２１】
このような露光装置を用いることで、半導体デバイス等の生産性向上に貢献できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は第１の実施の形態を説明するもので、同図の（ａ）に示すように、露光装置のＸＹステージ等のウエハステージに搭載された保持盤であるウエハチャック１と、その保持面である吸着面１ａに、基板であるウエハを吸着するための真空吸着力を発生する真空吸着力発生部である配管２ａ、２ｂと、配管内の圧力を検出する圧力センサ３を有する吸着部１０を備えている。
【００２４】
ウエハチャック１の吸着面１ａに真空吸着力を発生させる配管２ａ、２ｂの負圧は、図１の（ｂ）に示す吸着力可変機構２０を介して供給される。吸着力可変機構２０は、装置のバキューム源４から供給される真空圧を２系統の吸着ライン２１ａ、２１ｂに分けて、コントローラ５によりどちらかのラインを、切換手段である電磁弁２２を操作することで選択して、ウエハチャック１上の真空吸着力を２段階に変化させる。各吸着ライン２１ａ、２１ｂによる真空吸着力は、レギュレータ２３ａ、２３ｂによって所定の２段階の真空吸着力に調整される。
【００２５】
露光装置において、ウエハステージ上のウエハチャック１にウエハを搬送系から供給する際は、ウエハチャック１上に搬送されたウエハを第１の吸着ライン２１ａによって弱い真空吸着力で吸着させる。このとき、圧力センサ３によって真空吸着力を監視しながらウエハチャック１にウエハが吸着しているかどうか判断し、次のシーケンスに進む。この間、ウエハチャック１上のウエハを吸着する真空吸着力は、ウエハステージの駆動に耐え得る力さえあればよいので、吸着力可変機構２０の第１の吸着ライン２１ａに設定されている弱い真空吸着力を用いる。
【００２６】
このようにウエハチャック１上にウエハがステージの駆動に耐え得るだけの吸着力で吸着したら、ウエハステージは駆動を開始し、ウエハ供給位置からフォーカス位置まで移動する。その間に、ウエハチャック１上でウエハを吸着している真空吸着力を吸着力可変機構２０の第２の吸着ライン２１ｂの強い真空吸着力に切り換えるように電磁弁２２を作動させる。露光時吸着力に設定されている第２の吸着ライン２１ｂによる真空吸着力は、ウエハの平面度矯正も考えて、ウエハ供給回収時に設定されている吸着力よりも大きいものに設定しておく。
【００２７】
露光を終了後、ウエハ回収位置へ移動する間に、再び吸着力可変機構２０の第１の吸着ライン２１ａに切り換える。
【００２８】
このように、吸着力可変機構２０の内部でバキューム源４からの真空圧を、レギュレータ２３ａ、２３ｂにより２系統の吸着ライン２１ａ、２１ｂに必要な値に設定しておき、この２系統を電磁弁２２によって切り換えるものであるため、瞬時に真空吸着力を変更できる。すなわち、余分なタイムラグが発生することなく真空吸着力を適切な値に変更することが可能である。
【００２９】
本実施の形態によれば、ウエハ供給位置およびウエハ回収位置においてウエハの受け渡しを行なうときは、フォーカス位置における真空吸着力より低い真空吸着力でウエハが吸着されているため、真空吸着力の発生および解除の確認までに必要な時間を大幅に短縮することができる。すなわち、ウエハの供給時には低い真空吸着力を発生させればよいから、真空吸着力発生に要する時間が短くてすみ、またウエハの回収時にも同様に真空破壊に要する時間が短くてすむ。
【００３０】
フォーカス位置に移動する間に吸着ラインの切り換えを行なうことで、露光装置のスループットを大きく改善できる。また、高い真空圧を必要とする時間が短縮されることで、バキューム源の負担軽減にも貢献できる。
【００３１】
図２は第２の実施の形態を示すもので、吸着力可変機構３０は、装置外部のバキューム源４から供給される真空圧をまず電磁弁３２によって２系統の吸着ライン３１ａ、３１ｂに分けて、どちらかのラインを電磁弁３２の操作によって選択することにより、ウエハチャック１の吸着部１０の真空吸着力を変化させる。各吸着ライン３１ａ、３１ｂによる真空吸着力は、レギュレータ３３ａ、３３ｂによって２段階の真空吸着力に調整される。吸着ライン３１ａ、３１ｂの切り換えによる真空吸着力の制御は、第１の実施の形態と同様である。
【００３２】
このように、吸着力可変機構３０の内部でバキューム源４からの真空圧をレギュレータ３３ａ、３３ｂによる２系統の吸着ライン３１ａ、３１ｂに必要な値に設定し、２系統を電磁弁３２によって切り換えるものであるため、瞬時に真空吸着力を変更できる。すなわち、余分なタイムラグが発生することなく真空吸着力を任意に変更することが可能である。
【００３３】
図３は第３の実施の形態を示すもので、ウエハチャック１上への真空吸着力である負圧は、装置外部のバキューム源４から供給され、吸着力可変機構を構成するサーボバルブ４０を介して圧力値を変更し、ウエハチャック１上のウエハを吸着する真空吸着力を無段階に変化させることが可能である。
【００３４】
半導体露光装置において、ウエハステージのウエハチャック１上にウエハを搬送系から供給する際、ウエハチャック１上にウエハを吸着させるための真空吸着力を監視しながらウエハチャック１にウエハが吸着しているかどうか判断し、次のシーケンスに進む。この時ウエハチャック１の真空吸着力はウエハステージの駆動に絶え得る力さえあればよいので低い真空吸着力にサーボバルブ４０を制御する。
【００３５】
ウエハチャック１上にウエハがステージの駆動に絶え得るだけの真空吸着力で吸着したら、ウエハステージは駆動を開始し、フォーカス位置まで移動する。その間に、サーボバルブ４０の制御によって露光時吸着力に設定されている真空吸着力に変更する。露光時の真空吸着力は、ウエハの平面度矯正も考えてウエハ供給回収時に設定されている真空吸着力よりも大きいものに設定しておく。
【００３６】
本実施の形態によれば、任意のレベルに制御可能なサーボバルブを設置することにより、シーケンス上で自由に真空吸着力を制御することが可能となり、バキューム源４の圧力が変動した時の対応が容易である。
【００３７】
次に上記説明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図４は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成した原版であるマスクを製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００３８】
図５は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置の露光手段である投影レンズ系によってマスクの回路パターンを縮小し、ウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成される。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、スループットの点で有利な露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による露光装置の基板保持装置を示すもので、（ａ）は吸着部であるウエハチャックの構成を示す図、（ｂ）は吸着力可変機構を説明する図である。
【図２】第２の実施の形態を示す図である。
【図３】第３の実施の形態を示す図である。
【図４】半導体製造プロセスを示すフローチャートである。
【図５】ウエハプロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    ウエハチャック
２ａ、２ｂ    配管
３    圧力センサ
４    バキューム源
５    コントローラ
２０、３０    吸着力可変機構
２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ    吸着ライン
２２、３２    電磁弁
２３ａ、２３ｂ、３３ａ、３３ｂ    レギュレータ
４０    サーボバルブ
【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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