(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギビームを照射して物体を処理する処理装置であって、
前記物体が載置され、該載置された物体を保持する保持装置と；
前記保持装置を保持して移動する移動体と；
前記移動体上の前記保持装置から前記処理済みの物体を搬出する位置で前記保持装置を冷却する冷却機構と；を備える処理装置。
【請求項２】
前記冷却機構は、少なくとも一部が前記保持装置に対向した状態で、前記保持装置を冷却する請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記冷却機構は、前記処理済みの物体が、前記保持装置から離脱後に前記保持装置の物体載置面と対向して配置される請求項１又は２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記冷却機構は、前記処理済みの物体と処理前の物体との交換位置で前記保持装置を冷却する請求項１〜３のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項５】
エネルギビームを照射して物体を処理する処理装置であって、
前記物体が載置され、該載置された物体を保持する保持装置と；
前記保持装置を保持して移動する移動体と；
前記移動体上の前記保持装置上へ前記物体を搬入する位置で前記保持装置を冷却する冷却機構と；を備える処理装置。
【請求項６】
前記冷却機構は、冷却時に前記保持装置に対向する面が所定温度に冷却されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項７】
前記冷却機構は、冷却時に前記保持装置に向けて気体をフローするガスフローシステムを含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項８】
前記冷却機構は、前記移動体の外部と前記移動体上の前記保持装置との間で前記物体を搬送する搬送部材に設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項９】
前記冷却機構は、冷却時に前記保持装置に対向する前記搬送部材の面を所定温度に冷却する機構を含む請求項８に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記気体は、窒素ガス、ヘリウムガス及び空気のいずれかである請求項７に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記物体は、エネルギビームが照射される感光基板である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１２】
前記エネルギビームは、前記物体を露光する露光用照明光である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の処理装置を備え、
前記エネルギビームを照射して前記物体を露光する露光装置。
【請求項１４】
リソグラフィステップを含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィステップで、請求項１３に記載の露光装置を用いて感光物体を露光するデバイス製造方法。
【請求項１５】
移動体上に搭載され、物体を載置可能な保持装置に、前記物体を載置して保持させる工程と；
前記物体にエネルギビームを照射して処理する工程と；
前記移動体上の前記保持装置から前記処理済みの物体を搬出する位置で、前記保持装置を冷却する工程と；を含む物体の処理方法。
【請求項１６】
前記冷却する工程では、前記処理済みの物体が、前記保持装置から離脱後に前記保持装置の載置面に対向して冷却機構を配置して前記保持装置を冷却する請求項１５に記載の物体の処理方法。
【請求項１７】
前記冷却機構の前記保持装置対向面を所定温度に冷却することによって前記保持装置を冷却する請求項１６に記載の物体の処理方法。
【請求項１８】
移動体上に搭載され、物体を載置可能な保持装置に、前記物体を載置して保持させる工程と；
前記物体にエネルギビームを照射して処理する工程と；
前記移動体上にある前記保持装置上へ前記物体を搬入する位置で前記保持装置を冷却する工程と；を含む物体の処理方法。
【請求項１９】
前記エネルギビームの照射によって前記物体の露光が行われ、前記冷却された保持装置に載置される次の物体に対して前記エネルギビームの照射による露光が行われる請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の物体の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は処理装置及び処理方法、並びに露光装置に係り、更に詳しくは、エネルギビームを照射して物体を処理する処理装置及び処理方法、並びに露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイス（電子デバイスなど）を製造するための露光装置においては、Mooreの法則に対応するために、微細化を続けてきた。この微細化の流れの中で、露光装置によりウエハ上に形成されるパターンの線幅が細くなるにつれて、ウエハ上の異なる層間の重ね合わせ精度も厳しくなってきている。
【０００３】
このため、露光装置では、ウエハ上に既に形成されたパターンと、露光によって形成されるパターンとを最適な相対位置関係にする操作（アライメント）が必要であるが、露光精度（重ね合わせ精度）を向上するためには、アライメント時と露光時におけるウエハの温度をほぼ一定に維持して、アライメント時と露光時におけるウエハの変形（伸縮）を防止する必要がある。
【０００４】
露光装置の中でも特にi線露光装置では、露光パワーが大きく、ウエハが加熱され易く、これに伴って、ウエハを保持するウエハホルダの温度が上昇するおそれがある。したがって、最近の露光装置においては、ウエハホルダに冷媒を流すための流路を設け、この流路を通る冷媒によりウエハホルダの温度安定化を図る冷却機構が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、従来の冷却機構では、ウエハを保持して移動するステージの可動部に冷媒を供給するためにステージに配管を接続する必要があった。この配管の張力はステージの位置制御に対する外乱要因となり、ステージの高精度な位置決めを妨げる可能性がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３０９１６７号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した事情の下になされたもので、第１の観点からすると、エネルギビームを照射して物体を処理する処理装置であって、前記物体が載置され、該載置された物体を保持する保持装置と；前記保持装置を保持して移動する移動体と；前記移動体上の前記保持装置から前記処理済みの物体を搬出する位置で前記保持装置を冷却する冷却機構と；を備える第１の処理装置である。
【０００８】
これによれば、冷却機構が、移動体上の前記保持装置から前記処理済みの物体を搬出する位置で、保持装置を冷却するので、保持装置の温度上昇に起因する保持装置に保持される物体の熱的な影響を回避することが可能である。また、従来のように、保持装置内部を冷却するための配管等を保持装置に接続する必要がないことから、保持装置が移動する場合における配管の張力に起因する外乱の発生を排除することができ、高精度な物体の位置決めを行うことが可能である。
【０００９】
本発明は、第２の観点からすると、エネルギビームを照射して物体を処理する処理装置であって、前記物体が載置され、該載置された物体を保持する保持装置と；前記保持装置を保持して移動する移動体と；前記移動体上の前記保持装置上へ前記物体を搬入する位置で前記保持装置を冷却する冷却機構と；を備える第２の処理装置である。
【００１０】
これによれば、冷却機構は、移動体上の前記保持装置上へ前記物体を搬入する位置で、保持装置を冷却するので、保持装置の温度上昇に起因する、保持装置にその後保持される物体の熱的な影響を回避することが可能である。また、物体の処理中に、保持装置の冷却を行わないことから冷却用の配管などを保持装置に接続しておく必要がなく、高精度な物体の移動が可能となり、物体の搬入（交換）と保持装置の冷却とを並行して行うことができるので、スループットの低下もほとんど生じない。
【００１１】
本発明は、第３の観点からすると、本発明の第１、第２の処理装置のいずれかを備え、前記エネルギビームを照射して前記物体を露光する露光装置である。
【００１２】
これによれば、保持装置に対するエネルギビーム照射による物体の熱的な影響を回避することが可能な処理装置を備えていることから、高精度な物体の露光を行うことが可能となる。
また、本発明は、第４の観点からすると、リソグラフィステップを含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィステップで、本発明の露光装置を用いて感光物体を露光するデバイス製造方法である。
【００１３】
本発明は、第５の観点からすると、移動体上に搭載され、物体を載置可能な保持装置に、前記物体を載置して保持させる工程と；前記物体にエネルギビームを照射して処理する工程と；前記移動体上の前記保持装置から前記処理済みの物体を搬出する位置で、前記保持装置を冷却する工程と；を含む第１の物体の処理方法である。
また、本発明は、第６の観点からすると、移動体上に搭載され、物体を載置可能な保持装置に、前記物体を載置して保持させる工程と；
前記物体にエネルギビームを照射して処理する工程と；
前記移動体上にある前記保持装置上へ前記物体を搬入する位置で前記保持装置を冷却する工程と；を含む第２の物体の処理方法である。
【００１４】
これらによれば、物体を保持装置に保持させて、該物体にエネルギビームを照射して処理するとともに、物体を保持装置から搬出する位置又は物体を保持装置に搬入する位置で保持装置を冷却することから、保持装置の温度上昇に起因する、保持装置にその後載置される物体の熱的な影響を回避することが可能となる。また、物体の処理中に、保持装置の冷却を行わないことから冷却用の配管などを保持装置に接続しておく必要がなく、高精度な物体の移動、ひいては物体に対する高精度な処理を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本発明に係る露光装置を含む一実施形態に係る基板処理システム１００の概略平面図が示されている。
【００１６】
この図１の基板処理システム１００は、クリーン度がクラス１００〜１０００程度のクリーンルーム内に設置されている。この基板処理システム１００は、クリーンルームの床面Ｆ上にＸ軸方向（図１における紙面内左右方向）に所定間隔を隔てて並べて配置された露光装置１０及びコータ・デベロッパ（以下、「Ｃ／Ｄ」という）１２並びにこれら露光装置１０とＣ／Ｄ１２とをインラインにて接続するインタフェース部１４とを備えている。
【００１７】
前記露光装置１０は、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置（いわゆるステッパ）であり、図１に示されるように、本体チャンバ１２０を備えている。この本体チャンバ１２０内には、図２に示される露光装置本体１０Ａが収容されている。
【００１８】
前記露光装置本体１０Ａは、図２に示されるように、光源及び照明光学系を含む照明系ＩＯＰ、レチクルＲを保持するレチクルホルダＲＨ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴ、オフアクシス方式のアライメント検出系ＡＬＧ等を備えている。
【００１９】
前記照明系ＩＯＰは、例えば特開平２−５０４１７号公報（対応する米国特許第４，９３１，８３０号）などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータ（例えばフライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるいは回折光学素子など）等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、リレーレンズ、レチクルブラインド等（いずれも不図示）を含んで構成されている。この照明系ＩＯＰでは、レチクルブラインドで規定されるレチクルＲ上の矩形、例えば正方形の照明領域を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例として、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（例えばｉ線）が用いられている。なお、照明光ＩＬとしては、ｇ線を用いることも可能であるし、例えば、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）や、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などを用いることも可能である。
【００２０】
前記レチクルホルダＲＨ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルホルダＲＨは、ここでは、リニアモータ等から成るレチクルステージ駆動系を介して、投影光学系ＰＬの光軸に垂直なＸＹ平面内で微小駆動（回転を含む）することが可能である。
【００２１】
レチクルホルダＲＨのＸＹ面内の位置情報（θｚ回転を含む）は、レチクルレーザ干渉計５８Ｒによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。
【００２２】
前記投影光学系ＰＬは、例えば、両側テレセントリックな縮小系であり、共通のＺ軸方向の光軸を有する不図示の複数のレンズエレメントから構成されている。また、この投影光学系ＰＬとしては、投影倍率βが例えば１／４、１／５、又は１／８などのものが使用されている。このため、上述のようにして、照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲが照明されると、そのレチクルＲ上で照明領域内のパターンが投影光学系ＰＬによって投影倍率βで縮小されて、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に投影され転写される。
【００２３】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図２における下方で、不図示のベース上に配置され、その上面にウエハホルダＷＨが載置されている。このウエハホルダＷＨ上にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。ウエハホルダＷＨの中央部近傍には、ほぼ正三角形の各頂点の位置に上下方向（Ｚ軸方向）に貫通する３つの貫通孔（不図示）が形成されている。これらの貫通孔それぞれには、円柱形状を有する上下動ピン（センタピン）ＣＴ（図６等参照）がそれぞれ挿入され、これら３つのセンタピンＣＴは、不図示の上下動機構を介して、上下方向（Ｚ軸方向）に昇降自在となっている。後述するウエハロード、ウエハアンロード時には、センタピンＣＴが上下動機構により駆動されることで、３本のセンタピンＣＴによってウエハＷを下方から支持したり、ウエハＷを支持した状態で上下動させたりする。
【００２４】
ウエハステージＷＳＴは、モータ等を含むウエハステージ駆動系によりＸ軸及びＹ軸方向に駆動される。そして、このウエハステージＷＳＴによって、ウエハＷ上の各ショット領域を露光する動作と、次のショットの露光のための移動動作とを繰り返すステップ・アンド・リピート動作が実行される。
【００２５】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置情報は、ウエハレーザ干渉計５８Ｗによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されて不図示の制御装置に送られ、制御装置ではそれに基づきウエハステージ駆動系を介してウエハステージＷＳＴの駆動制御を行う。
【００２６】
また、ウエハステージＷＳＴは、ウエハステージ駆動系によりＺ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、θｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）にも微小駆動される。
【００２７】
前記アライメント検出系ＡＬＧは、投影光学系ＰＬの側面に配置されている。本実施形態では、ウエハＷ上に形成されたストリートラインや位置検出用マーク（ファインアライメントマーク）を検出する結像式アライメントセンサがアライメント検出系ＡＬＧとして用いられている。このアライメント検出系ＡＬＧの詳細な構成は、例えば、特開平９−２１９３５４号公報に開示されている。アライメント検出系ＡＬＧによる検出結果は、不図示の制御装置に供給される。
【００２８】
図１に戻り、前記Ｃ／Ｄ１２は、チャンバ等の筐体と、該筐体の内部に設けられた不図示のコータ（レジスト塗布装置）、デベロッパ（現像装置）及びウエハの搬送を行うＣ／Ｄ内搬送系等を備えている。Ｃ／Ｄ１２の筐体の＋Ｘ側の側壁部分には、不図示ではあるが、出入り口（開口）が形成されており、この出入り口を介して、Ｃ／Ｄ内搬送系が、コータにてレジストが塗布されたウエハＷをインタフェース部１４内に搬送するとともに、露光装置本体１０Ａにおける露光が終了したウエハをインタフェース部１４内からデベロッパに搬入する。
【００２９】
前記インタフェース部１４は、チャンバ等の筐体１２２を備え、筐体１２２の内部には、図３に示されるウエハ搬送系１５０が収容されている。
【００３０】
図３には、ウエハ搬送系１５０が斜視図にて示されている。このウエハ搬送系１５０は、露光装置本体１０ＡとＣ／Ｄ１２との間を搬送されるウエハＷの中継部２６と、ウエハ搬送用のロボット２８と、ウエハＷが載置される回転部材（ターンテーブル）２９を含むプリアライメント装置３１と、プリアライメント部３１からウエハステージＷＳＴにウエハＷをロードするためのロードアームＬＡ及びその駆動機構３４と、露光済みのウエハＷをウエハステージＷＳＴからアンロードするためのアンロードアームＵＡ及びその駆動機構３６と、アンロードされた露光済みのウエハＷが一時的に載置されるアンロードテーブル３２と、を含む。更に、本実施形態では、例えばオフラインでウエハの露光を可能とするため、フロント・オープニング・ユニファイド・ポッド（Front Opening Unified Pod：以下、「ＦＯＵＰ」と略述する）２２が載置可能となっており、ウエハ搬送系１５０はＦＯＵＰ２２に対してウエハの搬出入を行うＦＯＵＰアクセスロボット２４も有する。
【００３１】
前記ＦＯＵＰ２２は、例えば特開平８−２７９５４６号公報に開示された搬送コンテナと同様の開閉型のコンテナ（密閉型のウエハカセット）である。このＦＯＵＰ２２の中には、ウエハＷが複数枚上下方向に所定間隔を隔てて収納されている。このＦＯＵＰ２２は、不図示のＦＯＵＰ搬送装置又はオペレータにより、図１及び図３に示される位置（インタフェース部１４の筐体外）にセッティングされ、その位置でＦＯＵＰ２２の＋Ｙ側が開閉装置２３により開放されることにより、ＦＯＵＰ内部のウエハＷがインタフェース部１４の筐体１２２内に搬入可能とされる。
【００３２】
前記ＦＯＵＰアクセスロボット２４は、そのアームの先端にウエハＷを吸着保持して搬送可能なロボットであり、ＦＯＵＰ２２から中継部２６へのウエハの搬送、中継部２６からの露光済みのウエハの回収を行う。
【００３３】
前記中継部２６は、２段の棚を有しており、その下段には、Ｃ／Ｄ内搬送系との間でやり取りがされるウエハが載置されるようになっている。また、上段には、ＦＯＵＰアクセスロボット２４との間でやり取りがされるウエハが載置されるようになっている。なお、中継部２６の棚の数などについては上記に限られるものではない。
【００３４】
前記ロボット２８は、そのアームの先端にウエハＷを吸着保持して搬送可能な水平多関節ロボットであり、中継部２６とターンテーブル２９との間、及びアンロードテーブル３２と中継部２６との間でウエハの搬送を行う。
【００３５】
前記ターンテーブル２９は、真空吸着あるいは静電吸着などによりウエハＷを吸着保持するとともに上下動可能かつＺ軸回りの回転方向に回転可能となっている。
【００３６】
前記プリアライメント装置３１は、不図示ではあるが、ターンテーブル２９によって回転されるウエハＷのエッジを検出するユニット（例えば、一対の投光器及び受光器（光量センサ又はラインセンサなど）と、複数の撮像装置（ＣＣＤなど）を含む）と、ターンテーブル２９に保持されたウエハＷの裏面と対向するように配置される円板状のクールプレート３０とを有する。このクールプレート３０により、ウエハの温度を所定温度に調整することが可能となっている。
【００３７】
前記ロードアームＬＡは、露光装置１０の本体チャンバ１２０に形成された不図示の開口を介して、図３に示されるように本体チャンバ１２０内に侵入可能とされている。すなわち、ロードアームＬＡは、駆動機構３４により、インタフェース部１４の筐体１２２内と本体チャンバ１２０内との間でＸ軸方向に移動（スライド）可能とされており、ターンテーブル２９上に保持されたウエハＷを受け取ることが可能であるとともに、受け取った状態で＋Ｘ方向に移動することにより、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷをロードするための位置（ローディング位置）上方にウエハＷを搬送することが可能となっている。
【００３８】
前記アンロードアームＵＡは、ロードアームＬＡと同様、露光装置１０の本体チャンバ１２０に形成された不図示の開口を介して、本体チャンバ１２０内に侵入できるようになっている。すなわち、アンロードアームＵＡは、駆動機構３６により、インタフェース部１４の筐体１２２と本体チャンバ１２０との間でＸ軸方向に移動（スライド）可能とされており、ウエハをウエハステージＷＳＴから搬出する位置（アンローディング位置（図３に符号ＷＳＴ’で示される位置））にあるウエハステージＷＳＴからウエハＷを受け取ることが可能であるとともに、受け取った状態で−Ｘ方向に移動して、アンロードテーブル３２上にウエハＷを搬送することが可能となっている。
【００３９】
図４には、アンロードアームＵＡを下方から見た状態が分解斜視図にて示されている。この図４に示されるように、アンロードアームＵＡは、アーム本体５２と、該アーム本体５２の下面（−Ｚ側面）に貼り付けられた状態のカバー部材５４とを含んでいる。
【００４０】
前記アーム本体５２は、略円盤状の円盤部と、該円盤部の図４における右側において、紙面手前側に突設した状態で設けられた腕部とを含んでいる。円盤部には、略Ｕ字状（コ字状）の切り欠き５２ｂが形成されている。このアーム本体５２の下面（−Ｚ側面）には、その全域にわたって、蛇行した溝部５２ａが形成されている。
【００４１】
前記カバー部材５４は、平面視（上方又は下方から見て）アーム本体５２と同一の形状及び大きさを有した板状の部材である。このカバー部材５４は、アーム本体５２の−Ｚ側面に貼り付けられ、これにより、アーム本体５２に形成された溝部５２ａとカバー部材５４により形成される空間が液体の流路とされている。
【００４２】
この流路には、不図示の液体供給装置から、本体チャンバ１２０内の雰囲気の温度よりも１０℃〜２０℃程度低い温度の冷媒（例えば水など）が供給される。したがって、この冷媒により、アンロードアームＵＡの下面が冷却されるようになっている。なお、冷却用の液体（冷媒）は水（純水）に限られるものではなく、例えば水に比べて沸点が低いＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などの他の液体を用いても良い。
【００４３】
また、不図示ではあるが、少なくとも一部がアンロードアームＵＡに設けられるガスフローシステムによって、アンロードアームＵＡによるウエハホルダＷＨの冷却と並行して、ウエハホルダＷＨとの間に気体をフローすることが可能となっており、アンロードアームＵＡの下面の前記冷媒の流路とは機械的に干渉しない位置に気体噴出し口が設けられており、該気体噴出し口からは、不図示の気体供給機構から供給される気体（例えば、化学的にクリーンなエアー（空気、ドライエアーなど）、ヘリウムあるいは窒素など）が下方（−Ｚ方向）に向けて噴出される（フローされる）ようになっている。
【００４４】
図３に戻り、前記アンロードテーブル３２は、略直方体状の部材から成り、アンロードアームＵＡとロボット２８との間のほぼ中間位置に配置されている。
【００４５】
以上のように構成されるウエハ搬送系１５０では、以下のようにしてウエハが搬送される。なお、以下の動作は不図示の制御装置の指示のもと行われるが、説明の煩雑化を避けるため、特に必要な場合を除き、制御装置の記載は省略するものとする。
【００４６】
まず、ＦＯＵＰアクセスロボット２４がＦＯＵＰ２２からウエハを取り出して中継部２６の棚に載置するか、又はＣ／Ｄ１２内からＣ／Ｄ内搬送系がウエハを搬送し、中継部２６の棚に載置すると、ロボット２８による、中継部２６に載置されたウエハのプリアライメント装置３１（ターンテーブル２９）上への搬送が行われる。
【００４７】
プリアライメント装置３１では、ターンテーブル２９によってウエハＷを所定の角速度で回転させながら、前述した不図示の検出ユニット（例えば、一対の投光器及び受光器）によってウエハＷのノッチ（切り欠き）を検出する。そして、制御装置は、その検出結果に基づいて、ウエハＷの回転量（ノッチの回転方向の位置）を算出し（これについては、例えば特開平１０−１２７０９号公報参照）、その算出結果に基づいて、ターンテーブル２９の回転によりウエハＷの位置の調整を行う。この場合、前記回転量はターンテーブル２９の回転により調整することが可能である。また、前記偏心量は、ターンテーブル２９をＸＹ２次元方向に移動可能としておき調整することも可能であるし、ロボット２８が再度ウエハＷを載置しなおすようにすることも可能である。
【００４８】
更に、プリアライメント装置３１では、前述した不図示の検出ユニット（例えば、複数の撮像装置）によって上記回転調整が終了したウエハＷのエッジ部を撮像する。そして、制御装置は、該撮像結果に基づいてターンテーブル２９の中心に対するウエハＷの中心のＸＹ２次元平面内の偏心量（位置ずれ量）を算出し、その算出結果に基づき、例えばターンテーブル２９をＸＹ２次元方向に移動する、あるいはロボット２８によってウエハＷを載せ直すことにより、ウエハＷの中心位置を所望の位置に設定する。なお、プリアライメント装置３１ではウエハＷの位置補正を行わず上記偏心量の検出だけを行うようにしても良く、この場合には、例えばウエハＷをターンテーブル２９からロードアームＬＡに載せ換えるときに、ロードアームＬＡの停止位置（ウエハの受け渡し位置）をずらすことで、ウエハＷの位置ずれを補正しても良いし、あるいはロードアームＬＡに載置されたウエハＷをウエハステージＷＳＴに受け渡すときに、ローディング位置におけるロードアームＬＡとウエハステージＷＳＴとの少なくとも一方の位置を調整することで、ウエハＷの位置ずれを補正しても良い。また、プリアライメント装置３１にて検出されるウエハＷの回転量についても同様に、ターンテーブル２９の回転以外、例えばロードアームＬＡの回転などによってその補正（回転調整）を行うようにしても良い。
【００４９】
そして、ターンテーブル２９上のウエハＷは、ロードアームＬＡによってローディング位置上方まで搬送され、ローディング位置で待機していたウエハステージＷＳＴ上に、ウエハをロードする。この場合、ロードアームＬＡが、ウエハステージＷＳＴ上にウエハを搬送するとともに、センタピンＣＴが上昇し、センタピンＣＴにウエハが受け渡される。この受け渡しが完了すると、ロードアームＬＡは−Ｘ側に退避する。そして、センタピンＣＴが下降駆動されることにより、ウエハＷがウエハホルダＷＨ上に載置されるようになっている。
【００５０】
その後、ウエハホルダＷＨによるウエハＷの真空吸着が開始され、露光装置本体１０Ａにおいて、ウエハアライメント動作及びステップ・アンド・リピート方式による露光動作が行われる。そして、ウエハＷに対する露光動作が終了すると、ウエハステージＷＳＴは、図３に示されるアンローディング位置ＷＳＴ’に位置決めされる。
【００５１】
そして、アンロードアームＵＡを用いた、ウエハステージＷＳＴからのウエハのアンロードが実行される。
【００５２】
図５（Ａ）には、アンローディング位置に位置決めされたウエハステージＷＳＴにおいて、センタピンＣＴが上昇駆動され、ウエハホルダＷＨとウエハＷとの間に隙間が形成された状態が示されている。
【００５３】
この状態で、アンロードアームＵＡは、駆動機構３６により＋Ｘ方向に駆動され、図５（Ｂ）に示されるようにウエハＷとウエハホルダＷＨとの間に挿入される。この場合、アンロードアームＵＡに略Ｕ字状（コ字状）の切り欠き５２ｂ及び５４ａが形成されていることにより、センタピンＣＴとアンロードアームＵＡとの接触が回避されるようになっている。
【００５４】
そして、図５（Ｂ）に示されるような状態でセンタピンＣＴが下降駆動され、アンロードアームＵＡにウエハＷが受け渡されるが、この受け渡しのときに、アンロードアームＵＡを用いたウエハホルダＷＨの冷却が行われている。
【００５５】
すなわち、図５（Ｂ）を＋Ｘ側から見た状態を示す図６からわかるように、上記受け渡しのときに、アンロードアームＵＡ内に供給されている液体により、アンロードアームＵＡの下面が冷却されているので、露光動作において照射された照明光に起因してウエハホルダＷＨに溜まった熱が、ウエハホルダＷＨからアンロードアームＵＡに伝導（及び輻射）するようになっている（図６では、熱の伝導方向が、白抜き矢印にて示されている）。ここで、一般的に平面壁間を熱伝導により通過する熱は、熱量をｑ、気体の熱伝導率をｋ、平面間距離をｂ、ウエハホルダＷＨの温度をｔ1、アンロードアームＵＡの温度をｔ2とすると、ｑ＝ｋ（ｔ1−ｔ2）／ｂとなる。したがって、温度差（ｔ1−ｔ2）が大きいほど、アンロードアームＵＡとウエハホルダＷＨとの距離（ｂ）が小さいほど、ウエハホルダＷＨからアンロードアームＵＡに伝導する熱量は大きくなる。
【００５６】
また、この状態で、アンロードアームＵＡでは、該アンロードアームＵＡの下面（−Ｚ側面）に形成された気体噴出し口から気体を噴出することとしている（図６では気体の噴出（フロー）方向が黒矢印にて示されている）ので、ウエハホルダＷＨとアンロードアームＵＡとの間に気体の流れを生じさせることができ、これにより、上記熱の伝導が効率良く行われるようになっている。
【００５７】
これについて、具体的な数値を用いて説明すると、例えば、ウエハホルダＷＨの上面とアンロードアームＵＡの下面との間のギャップが１ｍｍである場合において、気体として窒素（Ｎ2）を噴出した場合における熱移動率は２５［Ｗ／（ｍ2・Ｋ）］となる。これは、気体を噴出しない場合における熱移動率の１０〜２０倍程度に相当する。
【００５８】
ここで、露光中（照明光としてi線を用いた場合）において、ウエハ一枚が受ける露光エネルギは、１４４［Ｊ］程度である。この場合に、ウエハホルダＷＨの熱容量が７００［Ｊ／Ｋ］であるとすると、全ての露光エネルギがウエハからウエハホルダＷＨに吸収されたとしても、ウエハホルダＷＨの上昇温度は約０．２［Ｋ］である。なお、ウエハホルダＷＨの冷却を行うことなく、更にウエハの露光を続行すると、当然ながらウエハホルダＷＨに熱が蓄積され、その温度は許容値を超えてしまうことになる。
【００５９】
この０．２［Ｋ］という温度は、ウエハの変形（伸縮）にはさほど影響を与えないことがわかっている。したがって、本実施形態のように、ウエハＷをウエハホルダＷＨからアンロードするときにウエハホルダＷＨの冷却を行うこととしても、露光中にウエハが大きく変形することはなく、露光中にウエハホルダを冷却する場合と比較しても、露光精度にはさほど影響がない。
【００６０】
上記のようにして、ウエハホルダＷＨ上からアンロードしたウエハは、アンロードアームＵＡにより、図３に示されるアンロードテーブル３２上に載置され、その後ロボット２８により、ウエハが中継部２６のいずれかの棚に搬送される。そして、このウエハが、ＦＯＵＰアクセスロボット２４によってＦＯＵＰ２２内に搬送されるか、あるいはＣ／Ｄ内搬送系によりＣ／Ｄ１２内のデベロッパに搬送されるようになっている。
【００６１】
その後、上記と同様にして、ロードアームＬＡによって新たなウエハがウエハステージＷＳＴに搬送され、上述したように冷却（温調）されたウエハホルダＷＨ上で保持された新たなウエハに対するウエハアライメント及び露光動作が行われるようになっている。
【００６２】
以上詳細に説明したように、本実施形態によると、ウエハホルダＷＨにアンロードアームＵＡが対向した状態で、冷媒により冷却されたアンロードアームＵＡの下面を介してウエハホルダＷＨが冷却されるので、アライメントから露光までの間における、ウエハホルダＷＨの温度上昇に起因するウエハの変形を防ぐことができ、アライメント結果を用いて、高精度な露光を行うことが可能である。また、従来のように、ウエハホルダＷＨの内部に冷媒を通す経路等を設ける必要がなく、また経路に冷媒を供給する配管を接続する必要がないことから、ウエハホルダが移動する場合における配管に起因する外乱の発生を排除することができ、高精度なウエハの位置決め、ひいては露光精度の向上を図ることが可能である。
【００６３】
また、本実施形態によると、アンロードアームＵＡ内を流れる冷媒により冷却されたアンロードアームの下面を介して、ウエハホルダＷＨからウエハＷを搬出する位置でウエハホルダを冷却することから、ウエハの交換（搬出）と並行してウエハホルダの冷却をすることが可能となる。したがって、冷却に要する時間を別途設けなくても良く、露光装置全体のスループットの低下を防止することが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態によると、ウエハホルダＷＨからウエハをアンロードする際にアンロードアームＵＡとウエハホルダＷＨとの間に気体をフローさせることから、ウエハホルダＷＨからアンロードアームＵＡの熱伝導率を向上することができ、短時間でウエハホルダを冷却することが可能となる。
【００６５】
なお、上記実施形態では、センタピンＣＴによってウエハホルダＷＨからウエハＷを離脱させた後にアンロードアームＵＡをウエハホルダＷＨ（載置面）と対向して配置し、上記冷媒により冷却されたアンロードアームＵＡの下面を介してウエハホルダＷＨを冷却することとしたが、これに限らず、ウエハをロードするロードアームＬＡに冷媒を通し、該冷媒により冷却されたロードアームＬＡの下面を介してウエハホルダＷＨを冷却することとしても良い。この場合、例えば露光されたウエハのアンロード後かつウエハホルダによる次のウエハの保持前に、ロードアームＬＡをウエハホルダＷＨ（載置面）と対向して配置してその冷却が行われる。また、ウエハをロードするアームとアンロードするアームが共通である場合には、そのアームに冷媒を通し、該冷媒により冷却されたアームの下面を介してウエハホルダＷＨを冷却することとしても良い。更に、上記実施形態では、前述の搬送アーム（アンロードアーム、ロードアーム）によるウエハホルダＷＨの冷却をウエハの交換位置（ウエハの搬出が行われるアンロード位置、又はウエハの搬入が行われるロード位置）で行うようにし、ウエハホルダの冷却をウエハの交換動作（ウエハのロード及びアンロードの少なくとも一部を含む）と並行して行うことが好ましいが、これに限らず、例えばウエハの交換位置と異なる位置にて、センタピンＣＴによりウエハホルダＷＨからウエハＷを離した状態で搬送アームによるウエハホルダの冷却を行うようにしても良い。
【００６６】
なお、上記実施形態では、露光装置におけるウエハのロード位置とアンロード位置とが異なるものとしたが、両方の位置が同一であっても良い。また、上記実施形態では不図示の気体供給装置からの冷媒を搬送アーム内で循環させるものとしたが、これに限らず、搬送アーム内に封入した冷媒を定期的に交換するようにしても良い。更に、上記実施形態では、センタピンＣＴの上下動により、ロードアームＬＡ又はアンロードアームＵＡとウエハホルダＷＨ（ウエハステージＷＳＴ）との間でウエハの受け渡しを行うものとしたが、これに限らず、例えばロードアームＬＡ又はアンロードアームＵＡを上下動させてセンタピンＣＴとの間でウエハの受け渡しを行うようにしても良いし、ウエハホルダＷＨを上下動させてセンタピンＣＴとの間でウエハの受け渡しを行うようにしても良い。
【００６７】
また、ウエハを搬送するためのアームとは別に、ウエハホルダを冷却する冷却用の機構を設け、例えばウエハの交換位置（アンロード位置又はロード位置）にてウエハホルダに対向してその冷却用の機構を配置することとしてもよい。この場合、その冷却用の機構を駆動するアクチュエータ（駆動機構）を設け、上記実施形態のアンロードアームと同様に、ウエハの交換動作に応じて冷却用の機構をウエハホルダと対向させるようにしても良いし、あるいはその冷却用の機構は固定とし、ウエハホルダにウエハが保持されていない（例えば、センタピンによりウエハホルダからウエハが離脱された）状態で、ウエハステージの移動によりその冷却用の機構とウエハホルダとを対向させるようにしても良い。また、その冷却用の機構に前述したガスフローシステムの気体噴出口を設け、ウエハホルダへの気体の吹き付けをも行うようにしても良い。さらに、ウエハをアンロード又はロード（交換、搬送）するたびに冷却する場合に限らず、所定回数（複数回）のアンロード又はロード（交換、搬送）毎に冷却用の機構（前述のアームなど）を用いてウエハホルダＷＨを冷却することとしても良い。
【００６８】
なお、上記実施形態では、アンロードアームＵＡの下面からウエハホルダに向けて気体を噴出する場合について説明したが、これに限らず、気体を噴出しなくてもウエハホルダの冷却を十分に行なえる場合等においては、気体を噴出しなくても良い。
【００６９】
なお、上記実施形態では、冷媒をアンロードアームＵＡに通して、アンロードアームＵＡの下面を冷却することとしたが、これに限らず、ペルチェ素子などの冷却機構を用いることとしても良いし、アンロードしない間に、アンロードアームＵＡとは別に設けた所定の冷却装置によりアンロードアームＵＡ自体を冷却することとしても良い。また、例えばウエハホルダ又はウエハステージに冷媒の流路を形成しておき、前述したウエハの交換位置にてその流路に配管を接続して冷媒の循環によるウエハホルダの冷却を行うようにしても良い。この場合、ウエハホルダの冷却とウエハの交換とを並行して行うことが可能であり、露光装置のスループットの低下を防止できるとともに、上記交換位置からウエハステージが離れると、配管の接続が解除されるので、露光中などは配管の影響を受けることなく高精度なウエハの移動（位置決め）が可能であり、露光精度の向上を図ることができる。また、配管の接続が解除されてもウエハホルダ又はウエハステージに低温の冷媒を残留させておくことで、ウエハの露光（照明光の照射）に伴うウエハホルダの温度上昇も抑えることができ、次に配管を接続してウエハホルダを冷却するときにその時間の短縮も図ることが可能となる。
【００７０】
なお、上記実施形態では、図１に示される露光装置１０にインタフェース部１４が接続され、該インタフェース部１４の筐体（チャンバ）１２２の内部に図３に示されるウエハ搬送系１５０が収容されているものとした。したがって、厳密に言えば、上記実施形態の場合には、インタフェース部１４を含んで処理装置としての露光装置が構成されているともいえる。もちろん、露光装置が、露光装置本体が収容される本体チャンバとローダチャンバとを備える場合には、そのローダチャンバ内にウエハ搬送系１５０と同様のウエハ搬送系を収容しても良い。あるいは、露光装置の本体チャンバ内に露光装置本体とともにウエハ搬送系を収容しても良い。これらの場合、内部にウエハ搬送ロボットなどが配置された筐体（インライン・インタフェース部とも呼ばれる）を介して、そのローダチャンバ又は本体チャンバにＣ／Ｄを接続しても良いし、インライン・インタフェース部を介することなくＣ／Ｄを接続しても良い。
【００７１】
さらに、上記実施形態では、ウエハホルダＷＨが真空吸着などによりウエハステージＷＳＴ上に固定されるものとしたが、これに限らず、例えばウエハステージＷＳＴの一部（一例としては、Ｚ軸方向に微動可能かつ傾斜可能なテーブル）と一体に形成しても良い。
【００７２】
なお、上記実施形態では、本発明の処理装置が露光装置である場合について説明したが、これに限られるものではなく、物体にエネルギビームを照射して処理する装置であれば、種々の装置に適用することが可能である。
【００７３】
なお、国際公開第２００４／５３９５５号パンフレットに開示される液浸露光装置に本発明を適用することも可能である。また、上記実施形態の露光装置は、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレットなどに開示されているように、ウエハステージとは別に計測ステージを備えるものでも良い。
【００７４】
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・リピート方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、さらに、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、又はプロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも、本発明は適用できる。
【００７５】
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。以上のように、上記実施形態でエネルギビームが照射される物体はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
【００７６】
また、上記実施形態では、露光装置の照明光としては波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられる。
【００７７】
また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。なお、電子線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ・アレイ方式、及びマスク投影方式のいずれであっても良い。
【００７８】
また、上記実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターンまたは反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（又は可変成形マスク、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、前述のアライメントマークの検出結果を考慮して、ウエハ上の複数の区画領域のうち、アライメントマーク検出時に露光していたショット領域より後に露光が行われる少なくとも一つの別のショット領域の露光の際に、電子データに基づいて形成すべき、透過パターン又は反射パターンを変化させることで、ウエハとパターン像との相対位置制御を行っても良い。
【００７９】
なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度のデバイスの生産性を向上することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明の処理装置及び処理方法はエネルギビームを物体に照射して処理するのに適している。また、本発明の露光装置は、エネルギビームを物体に露光するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】一実施形態に係る基板処理システムを示す概略図である。
【図２】図１の基板処理システムに含まれる露光装置本体を示す概略図である。
【図３】ウエハ搬送系を示す斜視図である。
【図４】アンロードアームの分解斜視図である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、ウエハのアンロード方法について説明するための図である。
【図６】図５（Ｂ）の状態を＋Ｘ側から見た図である。
【符号の説明】
【００８２】
ＩＬ…照明光（エネルギビーム、露光用照明光）、Ｗ…ウエハ（物体、感光基板）、ＷＨ…ウエハホルダ（保持装置）、ＵＡ…アンロードアーム（冷却機構、搬出部材）。
【図１】
0004784860.tif 000002
【図２】
0004784860.tif 000003
【図３】
0004784860.tif 000004
【図４】
0004784860.tif 000005
【図５】
0004784860.tif 000006
【図６】
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