(57)【要約】【課題】  低コストで高スループットの電子ビーム近接露光装置の実現。【解決手段】  ウエハ4を保持して移動するステージ5と、露光パターンに対応する開口パターンを有するマスク3を、ステージ5に保持されたウエハ4に近接して配置した状態で、マスク3に電子ビームを照射してパターンを露光する電子光学コラム2とを収容する真空チャンバ3と、大気圧状態にあるウエハを真空チャンバ1内に取り込み且つ大気圧状態に戻すロードロック機構31と、マスク収納器60に収納されたマスク3を真空チャンバ1内に取り出し、マスク収納器60に戻すマスクオープンナー51とを備える電子ビーム近接露光装置であって、ウエハ4をステージ5とロードロック機構31の間で搬送すると共に、マスク3をステージ5とマスクオープンナー51の間で搬送する搬送機構11を備える。【選択図】      図１
2005175413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを保持して移動するステージと、露光パターンに対応する開口パターンを有するマスクを、前記ステージに保持された前記ウエハに近接して配置した状態で、前記マスクに電子ビームを照射してパターンを露光する電子光学コラムとを収容する真空チャンバと、
大気圧状態にある前記ウエハを前記真空チャンバ内に取り込み、前記真空チャンバ内の前記ウエハを大気圧状態に戻すロードロック機構と、
マスク収納器に収納された前記マスクを前記真空チャンバ内に取り出し、前記真空チャンバ内の前記マスクを前記マスク収納器に収納するマスクオープンナーとを備える電子ビーム近接露光装置であって、
前記ウエハを前記ステージと前記ロードロック機構の間で搬送すると共に、前記マスクを前記ステージと前記マスクオープンナーの間で搬送する搬送機構を備える電子ビーム近接露光装置。
【請求項２】
前記ウエハと前記マスクは略円形の平板であり、前記ウエハの直径は前記マスクの直径より大きい請求項１に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項３】
前記ウエハと前記マスクは略同一半径の略円形の平板である請求項１に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項４】
前記ウエハは略円形の平板であり、前記マスクは非円形の平板である請求項１に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項５】
前記ロードロック機構は、前記ウエハを保持するウエハ保持機構と、保持した前記ウエハの配置を検出するアライナー機構を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項６】
前記ロードロック機構は、保持した前記ウエハを回転するウエハ回転機構を備える請求項５に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項７】
前記アライナー機構は、前記ウエハの配置を示すマークを検出する請求項５又は６に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項８】
前記アライナー機構は、前記ウエハの表面の画像を検出する撮像装置と、検出した画像を処理して前記ウエハの配置を検出する画像処理装置とを備える請求項５から７のいずれか１項に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項９】
前記ロードロック機構は、前記マスクを保持するマスク保持機構を備え、前記アライナー機構は保持した前記マスクの配置を検出する請求項５から８のいずれか１項に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１０】
前記搬送機構は、軸方向に移動可能な１軸回転アームである請求項１から９のいずれか１項に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１１】
前記搬送機構は、回転軸が前記１軸回転アームと同軸で、前記１軸回転アームと一緒に軸方向に移動可能な他の１軸回転アームを更に備える請求項１０に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１２】
前記搬送機構は、回転軸が前記１軸回転アームと同一直線上にあり、前記１軸回転アームと独立に軸方向に移動可能な他の１軸回転アームを更に備える請求項１０に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１３】
前記搬送機構は、回転軸が前記１軸回転アームに近接して設けられ、前記１軸回転アームと独立に軸方向に移動可能な他の１軸回転アームを更に備える請求項１０に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１４】
前記他の１軸回転アームは、前記ウエハを前記ステージと前記ロードロック機構の間で搬送する請求項１１から１３のいずれか１項に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１５】
前記他の１軸回転アームは、前記ウエハを前記ステージと前記ロードロック機構の間で搬送すると共に、前記マスクを前記ステージと前記マスクオープンナーの間で搬送する請求項１１から１３のいずれか１項に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１６】
前記搬送機構は、前記１軸回転アームが搬送する経路に、前記ウエハを一時的に載置する載置台を備える請求項１０に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１７】
前記真空チャンバに隣接して接続可能に設けられたロードチャンバを備え、
前記搬送機構は前記ロードチャンバ内に設けられ、
前記ロードロック機構は、大気圧状態にある前記ウエハを前記ロードチャンバ内に取り込むと共に前記ロードチャンバ内の前記ウエハを大気圧状態に戻し、
前記マスクオープンナーは、前記マスク収納器に収納された前記マスクを前記ロードチャンバ内に取り出すと共に、前記ロードチャンバ内の前記マスクを前記マスク収納器に収納する請求項１から１６のいずれか１項に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１８】
前記ロードロック機構は、前記ウエハを保持して大気圧状態と真空状態の間で変化させることが可能なロードロック室を備え、前記ロードロック室内を大気圧状態にして外部の前記ウエハを前記ロードロック室内に搬入及び前記ロードロック室内から前記ウエハを外部に搬出し、前記ロードロック室内を真空状態にして前記ロードロック室を前記真空チャンバに接続した状態にする請求項１７に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項１９】
前記ロードロック室の容積は、前記ロードチャンバの容積の１／１０以下である請求項１８に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項２０】
前記ステージは、前記マスクの受け渡し時に、前記マスクを支持して上昇させる複数のピンを備える請求項１から１９のいずれか１項に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項２１】
前記マスク収納器は、内部が真空状態で前記マスクを収納する請求項１から２０のいずれか１項に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項２２】
ウエハを保持して移動するステージと、露光パターンに対応する開口パターンを有するマスクを、前記ステージに保持された前記ウエハに近接して配置した状態で、前記マスクに電子ビームを照射してパターンを露光する電子光学コラムとを収容する真空チャンバと、
前記真空チャンバに隣接して接続可能に設けられ、前記ステージとの間で前記ウエハ及び前記マスクの受け渡しを行うロードチャンバと、
大気圧状態にある前記ウエハを前記ロードチャンバ内に取り込み、前記ロードチャンバ内の前記ウエハを大気圧状態に戻すロードロック機構と、
マスク収納器に収納された前記マスクを前記ロードチャンバ内に取り出し、前記ロードチャンバ内の前記マスクを前記マスク収納器に収納するマスクオープンナーとを備える電子ビーム近接露光装置であって、
前記ロードロック機構は、前記ウエハを保持して大気圧状態と真空状態の間で変化させることが可能なロードロック室を備え、前記ロードロック室内を大気圧状態にして外部の前記ウエハを前記ロードロック室内に搬入及び前記ロードロック室内から前記ウエハを外部に搬出し、前記ロードロック室内を真空状態にして前記ロードロック室を前記真空チャンバに接続した状態にし、
前記ロードロック室の容積は、前記ロードチャンバの容積の１／１０以下である電子ビーム近接露光装置。
【請求項２３】
前記ロードロック機構は、前記ウエハを保持するウエハ保持機構と、保持した前記ウエハの配置を検出するアライナー機構を有する請求項２２に記載の電子ビーム近接露光装置。
【請求項２４】
ウエハを保持して移動するステージと、露光パターンに対応する開口パターンを有するマスクを、前記ステージに保持された前記ウエハに近接して配置した状態で、前記マスクに電子ビームを照射してパターンを露光する電子光学コラムとを収容する真空チャンバと、
前記真空チャンバに隣接して接続可能に設けられ、前記ステージとの間で前記ウエハ及び前記マスクの受け渡しを行うロードチャンバと、
大気圧状態にある前記ウエハを前記ロードチャンバ内に取り込み、前記ロードチャンバ内の前記ウエハを大気圧状態に戻すロードロック機構と、
マスク収納器に収納された前記マスクを前記ロードチャンバ内に取り出し、前記ロードチャンバ内の前記マスクを前記マスク収納器に収納するマスクオープンナーとを備える電子ビーム近接露光装置であって、
前記ロードロック機構は、前記ウエハを保持するウエハ保持機構と、保持した前記ウエハの配置を検出するアライナー機構を有する電子ビーム近接露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光するパターンと同一の開口パターンを有するマスク（等倍マスク）をウエハに近接して配置した状態で、マスクに電子ビームを照射してパターンを露光する電子ビーム近接露光装置に関し、特に電子ビーム近接露光装置におけるウエハ及びマスクの搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高集積化のニーズに伴い、回路パターンの一層の微細化が要望されている。半導体集積回路の集積度は、微細加工技術により規定されており、微細加工技術には一層の高性能が要求されている。特に露光技術においては、ステッパなどに用いられるフォトリソグラフィの技術的な限界が予想されており、一層の微細化を難しくしている。この限界を打ち破る技術として電子ビーム露光技術が注目されているが、一般に電子ビーム露光はスループットが低く、量産に使用するには問題があるとされてきた。特許文献１は、露光パターンと同一の開口パターンを有するステンスルマスクを、感光剤（レジスト）を塗布した試料（ウエハ）に近接して配置し、大きなサイズの電子ビームでマスクを走査することにより、短時間で露光を終了する近接露光方式の電子ビーム露光装置を開示している。
【０００３】
電子ビーム近接露光装置については、上記の文献の他に、特許文献２、特許文献３、特許文献４などに詳しい記載があるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【０００４】
電子ビーム露光装置では、ウエハを真空中に保持した状態で露光される。そのため、特許文献５に記載されるように、真空状態と大気圧状態の間で切り換え可能で、真空状態で真空チャンバに、大気圧状態で大気中に接続可能なロードロック室を、真空チャンバに付属して設け、大気圧状態でレジストを塗布したウエハを一旦ロードロック室に収容した後、ロードロック室内を真空状態にしてからウエハを露光ステージに搬送することが行われる。露光の終了したウエハは、逆の経路で大気圧中に戻される。
【０００５】
また、電子ビーム近接露光装置で使用するマスクは、露光するパターンを変更する度に交換する。更に、特許文献３に記載されているように、このマスクはウエハに近接した状態で使用されるため、レジストからのガスなどにより汚染したり損傷する可能性があり、随時検査及び修正を行う必要がある。そのためにマスクを交換したり、回収して必要な処置を行った後再び設置する交換と同様の処理を行う。マスクも真空状態で使用されるため、交換するには、マスクを真空チャンバの外に取り出した後、新しいマスクを真空チャンバ内に取り込んで設置する。更に、マスクを真空チャンバ外に取り出した場合、マスクにごみなどが付着してマスクが汚染したり損傷するのを防止するため、マスクは内部が真空状態であるマスクポッドと呼ばれる収納器に収納して取り扱うことが考えられている。この場合、マスクを交換するには、真空チャンバ外に取り出したマスクをマスクポッド内に収納し、新しいマスクを収納したマスクポッドからマスクを真空チャンバ内に取り出す。
【０００６】
真空チャンバ内にマスクを設置する搬送経路は、ウエハを保持及び搬送するステージと別に設けることも考えられるが、電子ビーム近接露光装置では、電子ビームを発生して照射する電子光学コラムとステージの間のスペースが限られる上、マスクの搬送経路を別に設けるとコストが増加するという問題がある。そこで、特許文献５は、ウエハを保持及び搬送するステージを利用してマスクを設置する構成を開示しており、更にウエハをステージまで搬送する搬送経路の一部を、マスクをステージまで搬送する経路として利用する構成を開示している。
【０００７】
【特許文献１】特許第２９５１９４７号（米国特許第５８３１２７２号公報に対応）
【特許文献２】特開２００３−０３７０３６号公報
【特許文献３】特開２００２−１８４６８９号公報
【特許文献４】特開２００３−１４２３９２号公報
【特許文献５】特開２００３−１７８９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電子ビーム近接露光装置を実用化する上で重要なことは、高いスループットの装置を低コストで実現することである。上記の特許文献４は、２個のウエハ用ロードロック室を設け、露光中に一方のロードロック室で次に露光するウエハをパレットに保持した上で真空状態に変化させて待機し、露光が終了すると露光済みのウエハを保持したパレットを他方のロードロック室に搬送した後、ただちに一方のロードロック室のパレットに保持されたウエハをステージに搬送することにより、ロードロック室を大気圧状態から真空状態に変化させるのに要する時間を省略することにより、スループットを向上する構成を開示している。また、特許文献５は、マスクの形状を特許文献４に開示されたパレットに保持できる形状とし、ウエハロードロック室を利用してマスクを搬送する構成を開示している。
【０００９】
しかし、特許文献４及び特許文献５に開示された構成では、２個のロードロック室を設けるため、スループットは向上するが、装置が大きくなり、コストが増加するという問題がある。また、パレットを使用しているため、それに付随して構成が複雑になり、コストが増加する。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決して、高スループットの電子ビーム近接露光装置を低コストで実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を実現するため、本発明の第１の態様の電子ビーム近接露光装置は、ウエハを真空チャンバに出し入れするためのロードロック機構と、マスク収納器に収納されたマスクを真空チャンバに出し入れするためのマスクオープンナーとを別々に設け、ウエハとマスクをロードロック機構及びマスクオープンナーとステージとの間で共通に搬送する搬送機構を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、ロードロック機構とマスクオープンナーを別々に設けるが、パレットなどを使用せずにロードロック機構及びマスクオープンナーとステージとの間の搬送機構を共通化できるので、構成が簡単で装置の低コスト化が図れる。
【００１３】
更に、本発明の第２の態様の電子ビーム近接露光装置は、ロードロック機構が、ウエハを保持するウエハ保持機構と、保持したウエハの配置を検出するアライナー機構を有することを特徴とする。これにより、ウエハの方位（回転位置）及び位置が検出でき、所定の配置に補正してステージに搬送すればステージでの粗アライメントが省略でき、スループットが向上する。
【００１４】
更に、本発明の第３の態様の電子ビーム近接露光装置は、ロードロック室の容積が小さいことを特徴とする。これにより、ロードロック室を大気圧状態から真空状態に変化させる時間が短縮でき、スループットが向上する。
【００１５】
ウエハとマスクの形状は別の要因により決定され、現状で考えられている形状は、ウエハとマスクは略円形の平板であり、ウエハの直径はマスクの直径より大きい。しかし、ウエハとマスクの形状はこれに限定されるものではなく、どのような形状でもよく、例えば、ウエハとマスクが略同一半径の略円形の平板でもよく、ウエハは略円形の平板であり、マスクは非円形の平板であてもよい。
【００１６】
ロードロック機構は、保持したウエハの配置を検出するため、ウエハを回転するウエハ回転機構を備えることが望ましい。
【００１７】
アライナー機構は、ウエハの配置を示すマークを検出するか、ウエハの表面の画像を検出するなどにより、ウエハの配置を検出する。
【００１８】
ロードロック機構は、マスクを保持するマスク保持機構も備え、マスク保持機構に保持したマスクの配置をアライナー機構が検出して、マスクの配置を補正してステージに受け渡すようにしてもよい。
【００１９】
搬送機構は、軸（上下）方向に移動可能な１軸回転アームであることが望ましい。
【００２０】
アライナー機構により配置の検出されたウエハ又はマスクをステージに搬送する場合、搬送装置による搬送位置精度が不充分では、アナイナー機構で配置を検出してもステージに高精度で配置することはできない。１軸回転アームを使用すると、多軸回転アームを使用する場合に比べて、ロードロック機構、マスクオープンナー及びステージ上の受け渡しの位置の配置が、１軸回転アームの回転円の円周上に制限されるが、１軸回転アームの搬送位置精度は多軸回転アームに比べて高精度である。そのため、１軸回転アームを使用することにより、アライメントされたウエハ及びマスクをステージに高精度で配置することが可能であり、ステージにおける粗アライメントを省略でき、スループットが向上する。
【００２１】
スループットを向上するには、１軸回転アームを２本設けることが望ましい。一方の１軸回転アームがアライメントの終了した未露光のウエハを保持して待機し、他方の１軸回転アームが露光の終了したウエハをステージから取り上げた直後に未露光のウエハをステージに搬送すれば、露光装置本体の遊び時間が短縮してスループットが向上する。
【００２２】
１軸回転アームを２本設けるには、回転軸が１軸回転アームと同軸で、１軸回転アームと一緒に軸方向に移動可能な他の１軸回転アームを更に設けるか、回転軸が１軸回転アームと同一直線上にあるが、１軸回転アームと独立に軸方向に移動可能な他の１軸回転アームを例えば上下に設けるか、回転軸が１軸回転アームに近接して設けられ、１軸回転アームと独立に軸方向に移動可能な他の１軸回転アームを更に設けるなどの構成がある。
【００２３】
スループットの向上には、ウエハの交換及びマスクの交換の両方が関係する。そのため、２本の１軸回転アームの両方がウエハとマスクの両方を搬送できるようにすることが望ましい。しかし、マスクはウエハほど頻繁に交換することはないので、２本の１軸回転アームの一方はウエハとマスクの両方を搬送できるが、他方はウエハのみを搬送できるようにしてもよい。
【００２４】
２本の１軸回転アームの一方がウエハとマスクの両方を搬送でき、他方はウエハのみを搬送できる場合には、一方の１軸回転アームは、ウエハをステージとロードロック機構の間で搬送すると共に、マスクをステージとマスクオープンナーの間で搬送するが、他方の１軸回転アームは、ウエハをステージとロードロック機構の間で搬送するのみで、マスクは搬送しない。
【００２５】
２本の１軸回転アームの両方がウエハとマスクの両方を搬送できる場合には、両方の１軸回転アームは、ウエハをステージとロードロック機構の間で搬送すると共に、マスクをステージとマスクオープンナーの間で搬送する。
【００２６】
なお、１軸回転アームを１本のみ設ける場合にはスループットが低下するので、１軸回転アームが搬送する経路に、ウエハを一時的に載置する載置台を設けることが望ましい。
【００２７】
電子ビール露光装置では、電子光学コラムにおける汚染や真空度の一時的な低下などを防止するために、電子光学コラム及びステージの部分を含む真空チャンバと、ロードロック機構やマスクオープンナーが設けられるロードチャンバと呼ばれる部分を分離して、その間に遮蔽機構を設け、遮蔽機構をウエハやマスクの受け渡し時のみ開き、それ以外の時には遮蔽機構を閉じることが行われる。この場合、搬送機構はロードチャンバ内に設け、ロードロック機構はウエハをロードチャンバに出し入れし、マスクオープンナーはマスク収納器に収納されたマスクをロードチャンバに出し入れする。
【００２８】
前述のように、ロードロック機構は、ウエハを保持して大気圧状態と真空状態の間で変化させることが可能なロードロック室を備えるが、このロードロック室の容積を小さくし、ロードチャンバの容積の１／１０以下にすることが望ましい。
【００２９】
ロードロック室の容積を小さくすることにより、同一の能力の真空ポンプを使用する場合にはロードロック室を大気圧状態から真空状態にする時間を短縮できる。また、同じ時間で大気圧状態から真空状態にするのであれば、能力の低い低コストの真空ポンプを使用できる。
【００３０】
前述のように、特許文献４及び特許文献５に開示された構成では、２個のロードロック室を設けてスループットの向上を図ったが、ロードロック室の容積を小さくして大気圧状態から真空状態にする時間を短縮できれば、たとえ１個のロードロック室を設けた場合でも、スループットの低下を小さくできる。特に、ロードロック室を大気圧状態から真空状態にする時間が１枚のウエハを露光する時間に比べて十分に短い場合、上記のように、２本の１軸回転アームを設けて、アライメントの終了したウエハを保持して待機するようにすれば、２個のロードロック室を設ける場合に比べてスループットはほとんど低下しない。
【００３１】
ウエハとマスクの外形形状が異なる場合、１本の１軸回転アームでウエハとマスクの両方を保持して搬送し、ステージ、ロードロック機構及びマスクオープンナーに受け渡す必要がある。ロードロック機構及びマスクオープンナーは、この受け渡しが行えるように専用に設計できるが、ステージは他の要因のために自由な設計が制限される。そこで、ウエハとマスクの両方をステージに受け渡せるようにするために、ステージにマスクを支持して上昇させる複数のピンを設けるようにしてもよい。このようなピンを使用した受け渡し機構は、受け渡し時にマスクの配置にずれが発生し配置精度が低下する恐れがあるが、通常電子光学コラムにはマスクを位置合わせする機構が別途設けられるので、そのような位置合わせ機構が設けられるのであれば、特に問題を生じない。また、そのような位置合わせ機構が設けられるのであれば、マスクの配置を精密に検出する必要はなく、マスクはマスクオープンナーから直接ステージに搬送するようにしてもよい。
【００３２】
マスク収納器は、例えば、前述のマスクポッドである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、簡単な機構で、電子ビーム近接露光装置で使用するマスク及びウエハを効率よく供給及び回収できるようになるので、高スループットの電子ビーム近接露光装置を低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、本発明の実施例の電子ビーム近接露光装置の全体構成を示す図である。図示のように、この電子ビーム近接露光装置は、電子光学コラム２が付属し、内部にステージ機構６を有する真空チャンバ１と、真空チャンバ１で使用するマスク３及び露光するウエハ４を真空チャンバ１に供給及び回収するためのロードチャンバ１０と、ロードチャンバ１０のロードロック機構３１にウエハを供給し且つウエハを回収するウエハ搬送アーム９１と、ロードチャンバ１０のマスクオープンナー５１にマスクポッド６０を供給し且つマスクポッド６０を回収するポッド搬送アーム９４とを有する。なお、この実施例では、ウエハとマスクは略円形の平板であり、ウエハの直径はマスクの直径より大きい場合を例として説明する。
【００３５】
ステージ機構６は、３軸方向の移動及び回転が可能で、静電チャックなどによりウエハ４を保持するステージ５を有する。電子光学コラム２はマスク３を固定して保持するマスクチャック機構を有し、マスク３をウエハ４に近接して配置する。この状態で、電子光学コラム２は電子ビームを走査するようにマスク３に照射する。これによりマスク３の開口パターンに対応した電子ビールパターンがウエハ４に露光される。
【００３６】
マスク３のマスクチャック機構への着脱は、マスク３をステージ５の３本ピン上に保持し、電子光学コラム２の直下に移動した後で、マスクチャック機構の静電チャックなどを昇降動作させることにより行われる。マスクチャック機構は、マスク３の配置を精密に調整する機能を有しているが、この機能を動作させるにはマスク３が所定の配置精度でステージ５に保持されていることが必要である。
【００３７】
真空チャンバ１とロードチャンバ１０の間には遮蔽機構８が設けられており、遮蔽機構は真空チャンバ１とロードチャンバ１０の間でウエハ４又はマスク３を搬送する時のみ開放され、それ以外の時には閉じている。ロードチャンバ１０は、ウエハ４及びマスク３を、ロードロック機構３１とマスクオープンナー５１とステージ５の間で搬送する１軸回転アーム１１を有する。
【００３８】
ウエハ搬送アーム９１は、コータ／デベロッパ（Ｃ／Ｄ）バッファポート９２からレジストを塗布した未露光ウエハ４を取り出してロードチャンバ１０のロードロック機構３１に供給し、露光の終了した露光済ウエハ４を再びＣ／Ｄバッファポート９２に戻す。異常や不良の発生した露光済ウエハ４は、ウエハ搬送アーム９１によりリジェクトポート９３に搬送される。ポッド搬送アーム９４は、ポッドストッカ９５に収容されたマスクポッド６０をマスクオープンナー５１に供給し、使用の終了したマスクを収納したマスクポッド６０をポッドストッカ９５に戻す。
【００３９】
本発明は、ロードチャンバ１０のロードロック機構３１とマスクオープンナー５１とステージ５の間でウエハ４及びマスク３を搬送する構成に特徴があり、他の部分は公知の技術が適用できる。以下、ロードチャンバ１０の部分の詳細を説明する。
【００４０】
図２は、本実施例のロードチャンバ１０の詳細な構成を示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側断面図である。なお、図面では、説明を容易にするために、図の一部を省略する場合がある。
【００４１】
図２に示すように、ステージ５の上面にはマスク４を１軸回転アーム１１から受け取る際に上昇させる３本のピン７と、１軸回転アーム１１のウエハを保持する部分が入り込むための切り欠き８が設けられている。ステージ５は図示の位置でウエハ４及びマスク３を受け渡す。
【００４２】
ロードチャンバ１０の内部は真空であり、そこには第１と第２の１軸回転アーム１１、１２と、ロードロック機構３１と、マスクオープンナー５１とが設けられている。
【００４３】
図３は、第１と第２の１軸回転アーム１１、１２の詳細な構成を示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は一部を断面で示した側面図であり、（Ｃ）はアーム先端部を拡大して示す側面図である。
【００４４】
第１の１軸回転アーム１１は、第２の１軸回転アーム１２の上側に設けられる。第１の１軸回転アーム１１は、先端に第１の半円環部材１３と、それより小さな半径の第２の半円環部材１５とを有する。第１の半円環部材１３は内側の３箇所にウエハ保持部材１４を有し、第２の半円環部材１５は内側の３箇所にマスク保持部材１６を有する。保持部材１４、１６は、図３の（Ｃ）に示すように、静電チャックによりそれぞれウエハ４及びマスク３の裏面を固定して保持する。同様に、第２の１軸回転アーム１２は、先端に第１の半円環部材１３と同じ形状の第３の半円環部材１７を有し、第３の半円環部材１７は内側の３箇所に静電チャックでウエハ４を固定するウエハ保持部材１８を有する。
【００４５】
第１及び第２の１軸回転アーム１１、１２は、同軸の回転軸２０と２３の先端に設けられた部材１９、２２に取り付けられている。回転軸２０は、回転軸２３の内部を貫通するように設けられ、駆動モータ２１により回転する。回転軸２３は、駆動モータ２４により回転する。駆動モータ２１、２４は、部材２５に固定され、上下移動機構２６により一緒に上下方向に移動する。
【００４６】
図４は、本実施例のロードロック機構３１の構成を示す図である。ロードチャンバ１０の壁３０の一部に穴を設け、この穴が上下移動機構３５により上下移動する支柱４１の先端に設けられた遮蔽部材３４により密閉できるように構成する。密閉するために接触部分には弾性部材が設けられるがここでは省略してある。なお、ここでは遮蔽部材３４の下面とロードチャンバ１０の壁の間に遮蔽用蛇腹３９を設けて、ロードチャンバ１０の内部と上下移動機構３５の部分を遮断している。図３に示した２本の１軸回転アームの部分や後述するマスクオープンナー５１の部分に、このような遮蔽用蛇腹を設けることも可能である。なお、上下移動機構３５をロードチャンバ１０の内部に設ければ、遮蔽用蛇腹３９を設ける必要はない。
【００４７】
遮蔽部材３４の上には、ウエハ４及びマスク３を回転可能に保持する支持部材３２が設けられている。例えば、支持部材３２は上下移動機構３５内に設けられた回転機構により回転される。
【００４８】
壁３０に設けた穴の上部には上下移動する蓋３３が設けられ、遮蔽部材３４と蓋３３で遮蔽することにより、壁３０に設けた穴の部分に密閉された空間であるロードロック室４０が形成される。ロードロック室４０の内部は、図示していない気体供給源と真空ポンプに接続され、大気圧状態と真空状態に切り換え可能である。ロードロック室４０は、図示のように、ロードチャンバ１０に比べて容積が非常に小さく、例えば従来のロードロック室の１／１０以下の容積、できれば数十分の一から１／１００程度であることが望ましい。真空状態にするために排気する場合、その排気に要する時間は排気する部分の容積に比例する。ロードロック室４０は、容積が小さいので、短時間に大気圧状態から真空状態に変化させることが可能である。
【００４９】
また、真空度の高い真空状態（低パスカル（Ｐａ））にする場合、ある低い真空度（高Ｐａ）にするにはあまり時間を要しないが、その低い真空度の状態からより高い真空度の状態にするのに多大の時間を要する。そのため、例えば、最後の段階で真空度を１桁上げる（Ｐａの値を１桁下げる）のに要する時間は、それまでの段階に至るのに要する時間の１０倍以上を要する。本実施例で、例えば、ロードロック室４０の容積がロードチャンバ１０の容積の１／１００で、ロードロック室４０内の真空度がロードチャンバ１０内の真空度より１桁低い（１桁高いＰａ値）状態になった時にロードロック室４０の排気を終了してロードロック室４０をロードチャンバ１０に接続すると、ロードチャンバ１０及びロードロック室４０の真空度は元のロードチャンバ１０の真空度から１０％程度悪化した値になるが、この程度の真空度の低下はほとんど問題ない。悪化したロードチャンバ１０の真空度は、その後ロードチャンバの真空ポンプやロードロック室４０に接続される真空ポンプにより徐々に回復する。この場合、ロードロック室４０をロードチャンバ１０内の真空度より１桁低い状態にするまでの時間は、ロードロック室４０をロードチャンバ１０内の真空度と同じ真空度にする場合に比べて大幅に小さくできる。従って、大気圧状態のウエハをロードチャンバ内に取り入れるのに要する時間を短縮することが可能になる。
【００５０】
蓋３３の上面は透明なウインドウ３６になっており、ウインドウ３６を通してウエハ４やマスク３が観察可能に構成されている。ウインドウ３６の上側には、レーザ光などを照射してウエハ４やマスク３に設けられたノッチなどを検出する光学センサ３７と、ウエハ４の上面のパターンやマスク３のマークの画像を検出するビデオカメラ３８Ａと３８Ｂが設けられている。ウエハ４及びマスク３を支持部材３２に保持して回転しながら、光学センサ３７でウエハ４のノッチやマスク３のノッチを検出することにより、ウエハ４及びマスク３の基準方位及び基準位置からのずれなどの配置情報が得られる。更に、光学センサ３７でウエハ４のノッチやマスク３のノッチを検出するだけでは、ウエハ４及びマスク３の基準方位及び基準位置からのずれをあまり高い精度で検出するのは難しい。これに対して、ビデオカメラ３８Ａと３８Ｂでウエハ４及びマスク３のマーク画像を検出して画像処理することにより、支持部材３２に保持されたウエハ４及びマスク３の基準方位及び基準位置からのずれをより高精度で検出することができる。
【００５１】
次に、ウエハ４をロードチャンバ１０内に取り込む動作を説明する。まず、遮蔽部材３４を上昇させてロードロック室４０をロードチャンバ１０と遮断した状態で、ロードロック室４０の内部を大気圧状態にした後、蓋３３を上昇させる。そしてウエハ搬送アーム９１がウエハ４を支持部材３２上に載置する。次に、蓋３３を降下させてロードロック室４０を密閉した上で、内部を真空状態にする。そして、遮蔽部材３４を破線で示す位置まで降下させてロードロック室４０をロードチャンバ１０に接続した状態にし、１軸回転アーム１１、１２で支持部材３２に支持されたウエハ４を取り上げる。ウエハ４をロードチャンバ１０からロードロック室４０を介して大気圧状態に戻す場合は、上記と逆の動作を行う。
【００５２】
図５は、支持部材３２の詳細を示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。図５の（Ａ）に示すように、遮蔽部材３４から伸びるように設けられた支柱４５から、４本の細い支持アーム４２が伸びている。４本の細い支持アーム４２は、ウエハ４の略外周の位置まで伸びており、その先端にウエハ用静電チャック４３がそれぞれ設けられている。また、支持アーム４２の途中のマスク３の略外周の位置にマスク用静電チャック４４が設けられている。図５の（Ｂ）に示すように、ウエハ用静電チャック４３は、マスク用静電チャック４４より高い位置になるように設けられており、ウエハ４及びマスク３を図示のように保持される。前述のように、支柱４５は回転可能である。
【００５３】
図６は、マスクオープンナー５１の構成と、その動作を説明する図であり、（Ａ）から（Ｄ）はマスクポッド６０からマスク３をロードチャンバ１０内と取り込む時の動作を順に示す。
【００５４】
図６の（Ａ）に示すように、マスクオープンナー５１は、マスクポッド６０が載置されると密閉される接続空間５２を有する。接続空間５２とロードチャンバ１０の間は遮断版５７で遮断されており、遮断版５７を降下することにより、接続空間５２はロードチャンバ１０と接続される。遮断版５７には、マスクポッド６０の載置面に位置する下蓋支持台５３と、下蓋支持台５３を支持して上下方向に移動する第１支柱５６とが設けられている。更に、遮断版５７は第２支柱５８に支持され、上下方向に移動する。
【００５５】
接続空間５２は気体経路５４を介してバルブ５５につながっており、バルブ５５は図示していない真空ポンプ及び窒素ガス源に接続されており、内部を真空状態、大気圧状態、及びそれ以外の気圧状態にすることが可能である。
【００５６】
次に、図６の（Ａ）から（Ｄ）を参照して、マスク３のロードチャンバ１０への取り込み動作を説明する。図６の（Ａ）に示すように、遮蔽板５７により接続空間５２とロードチャンバ１０が遮断された状態にし、下蓋支持台５３をマスクポッド６０の載置面に位置させる。バルブ５５は閉じた状態にする。この状態で、マスク３を保持したマスクポッド６０をマスクオープンナー５１上に載置する。この状態が（Ｂ）である。マスクポッド６０の内部６１は真空状態である。
【００５７】
次に接続空間５２を真空状態にする。これにより、マスクポッド６０は大気圧でマスクオープンナー５１に結合された状態になる。マスクポッド６０の内部６１と接続空間５２は共に真空状態であり、圧力がかからないので、マスクポッド６０の下蓋６３はマスクポッド６０から離れることが可能である。図６の（Ｃ）のように、下蓋支持台５３を降下させると、下蓋６３がマスク３を支持したまま降下する。更に、図６の（Ｄ）のように、遮蔽板５７を降下させると、接続空間５２とロードチャンバ１０がつながった状態になり、マスク３はロードチャンバ１０内に取り込まれる。使用の終了したマスク３をマスクポッド６０に戻す時には、逆の動作を行う。図６の（Ｂ）の状態にしてから、接続空間に窒素ガスを導入すれば、下蓋６３は気体の圧力でマスクポッド６０に付いた状態になり、マスクポッド６０をマスクオープンナー５１から離せる状態になる。
【００５８】
次に、露光済ウエハ４をステージ５からウエハ搬送アーム９１に回収し、未露光ウエハ４をウエハ搬送アーム９１からステージ５に供給する動作を、図７から図１９を参照して説明する。
【００５９】
未露光ウエハ４がステージ５上に保持され露光が開始されると、ロードロック機構３１のロードロック室４０の蓋３３が開いて、露光済ウエハ４はウエハ搬送アーム９１によりＣ／Ｄバッファポート９２又はリジェクトポート９３に搬送され、Ｃ／Ｄバッファポート９２から未露光ウエハ４がウエハ搬送アーム９１によりロードロック室４０の支持部材３２上に載置される。図７はこの状態を示す。この時、図７に示すように、マスクオープンナー５１では、遮蔽板５７が所定位置まで降下しており、第１及び第２の１軸回転アーム１１、１２はマスクオープンナー５１の部分に待避している。以下の動作は、ウエハ４の露光と並行して行われる。この間、真空チャンバ１とロードチャンバ１０の間の遮蔽機構８は閉じている。
【００６０】
次に、ロードロック室４０の蓋３３が閉じ、ロードロック室４０の真空引きが開始される。真空引きを行っている間、支持部材３２が回転して、静電チャックにより保持している未露光ウエハ４が回転され、光学センサ３７及びビデオカメラ３８Ａと３８Ｂで未露光ウエハ４のアライメントを行う。このアライメントは、まず光学センサ３７でウエハ４のノッチ（又はオリエンテーションフラット）を検出してウエハ４の概略の配置、例えば、ノッチの回転位置と中心位置を検出する。次に、この概略配置に基づいてウエハ４上の複数の基準マークをビデオカメラ３８Ａと３８Ｂで検出して、基準方位の回転位置及び基準マークの位置のずれを検出し、支持部材３２の回転位置を調整して、未露光ウエハ４の方位を所定の方向に調整する。ウエハ４上の複数の基準マークの検出は、画像処理により行われるので、基準マークがビデオカメラ３８Ａと３８Ｂの視野内に入っていることが必要である。そのため、光学センサ３７によりノッチを検出して、基準マークが視野内に入るように調整する。以下、この処理をまとめてアライメントと呼ぶ。真空引きとアライメントが完了すると、遮蔽部材３４が降下して、未露光ウエハ４はロードチャンバ１０内に取り込まれる。図８はこの状態を示す。
【００６１】
次に、第２の１軸回転アーム１２が、ロードロック機構に保持された未露光ウエハ４の上を少しだけ通り過ぎるように回転した後、保持部材１８が未露光ウエハ４の下面より若干低くなる位置まで降下する。そして、図９に示すように、保持部材１８が未露光ウエハ４の下面の縁の下側に位置するまで、第２の１軸回転アーム１２が若干逆方向に回転し、更に上昇してウエハ保持部材１８に未露光ウエハ４が乗ると、ウエハ保持部材１８の静電チャックを動作させて吸着する。これと同時に、支持部材３２の静電チャックを解除する。第２の１軸回転アーム１２は支持部材３２に接触しない位置まで更に上昇する。この時、第１の１軸回転アーム１１も同様に上昇する。この状態で露光が完了するまで待機する。
【００６２】
露光が完了すると、遮蔽機構８が開き、図１０に示すように、第１の１軸回転アーム１１が露光済ウエハ４を受け取るために、ステージ５からウエハ４を受け取る高さより若干低い高さまで上昇し、更に受取位置まで回転する。この時、第１の半円環部材１３の半径はステージ５の上部の半径より大きいので、第１の半円環部材１３はステージ５に接触せず、第１の半円環部材１３の３個のウエハ保持部材１４はステージ５の切り欠き８の部分に位置するのでステージ５に接触しない。
【００６３】
次に、図１１に示すように、上昇してウエハ保持部材１４に露光済ウエハ４が乗ると、ウエハ保持部材１４の静電チャックを動作させて吸着する。これと同時にステージ５の静電チャックを解除する。第１の１軸回転アーム１１は、ウエハ保持部材１４がステージに接触しない位置まで上昇する。
【００６４】
図１２に示すように、第１の１軸回転アーム１１は、露光済ウエハ４を保持した状態で、マスクオープンナー５１の位置まで回転する。
【００６５】
図１３に示すように、第２の１軸回転アーム１２がステージ５への受け渡し位置より若干高い位置まで上昇し、更に第２の１軸回転アーム１２が未露光ウエハ４を保持してステージ５への受け渡し位置まで回転する。この時、ステージ５は、アライメントで検出した未露光ウエハ４の配置のずれを補正するように、受け渡し位置を調整する。
【００６６】
図１４に示すように、第２の１軸回転アーム１２は、ステージの切り欠き８に合わせて降下し、未露光ウエハ４がステージに接触すると同時に、ステージの静電チャックが動作し、ウエハ保持部材１８の静電チャックが解除される。この間に並行して、第１の１軸回転アーム１１は、露光済ウエハ４を保持してロードロック機構の支持部材３２の上まで回転する。
【００６７】
図１５に示すように、第２の１軸回転アーム１２は、未露光ウエハ４をステージ５に受け渡した後更に若干降下し、その後ロードロック機構３１とマスクオープンナー５１の中間の待避位置まで回転する。この時点で、遮蔽機構８は閉じられる。その後、第１の１軸回転アーム１１は、降下して露光済ウエハ４をロードロック機構３１の支持部材３２に受け渡す。
【００６８】
図１６に示すように、第１の１軸回転アーム１１は、支持部材３２に保持された露光済ウエハ４を回避するように、降下及び回転し、回転できる位置まで上昇する。
【００６９】
次に、図１７に示すように、第１及び第２の１軸回転アーム１１、１２は、マスクオープンナー５１の部分の初期位置に戻る。
【００７０】
図１８に示すように、遮蔽部材３４が上昇し、露光済ウエハ４はロードロック室３２内に収容される。この状態で、ロードロック室３２内に窒素ガスが導入されて大気圧状態になる。
【００７１】
最後に、図１９に示すように、蓋３３が上昇されて、ロードロック室３２が大気に開放され、マスク搬送アーム９１が支持部材３２上の露光済ウエハ４を搬送する。
【００７２】
以上、本実施例におけるウエハの搬送を説明したが、本実施例では、未露光ウエハ４はロードロック室４０で支持部材３２に保持された状態で、ウエハ４上の基準マークを検出することによりアライメントが行われる。第２の１軸回転アーム１２が支持部材３２から未露光ウエハ４を受け取る場合も、未露光ウエハ４は第２の１軸回転アーム１２と支持部材３２の少なくとも一方に保持されているので、第２の１軸回転アーム１２に保持された未露光ウエハ４のアライメント精度は維持される。更に、未露光ウエハ４は第２の１軸回転アーム１２に保持されてステージ５まで搬送され、第２の１軸回転アーム１２とステージ５のいずれか一方に保持された状態で受け渡されるので、アライメント精度を維持したままステージ５に保持されることになる。
【００７３】
従来、ウエハのノッチを検出して概略の配置を調整された未露光ウエハは、ステージに搬送されて固定され、その後ビデオカメラで基準マークを検出する粗アライメントとより精密な精アライメントを行ってから露光されていた。これに対して、本実施例では、他のウエハの露光中にロードロック室においてビデオカメラで基準マークを検出する粗アライメントを行い、この粗アライメント精度を保持してステージ５への受け渡しが行えるので、ステージ５では粗アライメントを省略して精アライメントを行うことができるので、粗アライメントに要する時間を短縮してスループットを向上できる。
【００７４】
また、従来はウエハの搬送に多軸搬送アームを使用していたが、多軸搬送アームは各軸における回転誤差が影響するため、搬送の位置及び回転精度が不充分で、たとえアライメントされたウエハを搬送してもアライメント精度を維持してウエハを受け渡すのは難しかった。これに対して、本実施例では、１軸回転アームを使用しており、アライメント精度を維持してウエハを搬送し、受け渡すことが可能である。
【００７５】
また、本実施例では、ロードロック室４０の容量は小さく、大気圧状態から真空状態にするのに要する時間が短い。更に、２本の１軸回転アームを使用しているため、露光中に未露光ウエハのアライメントを完了して一方の１軸回転アームに保持して待機し、露光が完了すると露光済ウエハを他方の１軸回転アームで取り上げて、直ちに一方の１軸回転アームに保持された未露光ウエハをステージに受け渡すことができる。このため、本実施例ではロードロック室は１つだけ設けているが、ロードロック室を２個設けた場合に比べてスループットの低下は非常に小さい。
【００７６】
次に、図２０から図３２を参照して、マスク３のマスクチャック機構への搬送動作を説明する。図２０に示すように、マスクオープンナー５１の遮蔽板５７は上昇して接続空間５２はロードチャンバ１０から遮断された状態であり、下蓋支持台５３はマスクポッド６０を受ける位置にある。この時、ロードロック機構の蓋３３は閉じており、遮蔽板３４はここではロードロック室を閉じる位置にいるが、図２３に示すような位置にいてもよい。また、第１及び第２の１軸回転アームは、待避位置に待機する。この状態で、マスク３の入ったマスクポッド６０がマスク搬送アーム９４によりマスクオープンナー５１に載置される。
【００７７】
図２１に示すように、接続空間５２を真空状態にしてから遮蔽板５７を降下して、マスク３をロードチャンバ１０内に取り込む。次に、第１及び第２の１軸回転アームは、第２の半円環部材１５のマスク保持部材１６がマスク３の若干下に位置する高さまで降下する。
【００７８】
次に、図２２に示すように、マスク保持部材１６がマスク３の下に位置するように第１の１軸回転アーム１１を回転する。この時、第１の半円環部材１３は第２の半円環部材１５の下に位置しているが、第１の半円環部材１３の半径は第２の半円環部材１５の半径より大きいので、第１の半円環部材１３が遮蔽板５７やマスクポッド６０の下蓋に接触することはない。
【００７９】
図２３に示すように、第１の１軸回転アーム１１が上昇し、マスク保持部材１６がマスク３の下側に接触すると、マスク保持部材１６の静電チャックを動作させ、マスク３を保持する。第１の１軸回転アーム１１はそのまま所定位置まで上昇する。この間に、ロードロック機構の遮蔽板３４は所定位置まで降下している。
【００８０】
図２４に示すように、第１の１軸回転アーム１１が、ロードロック機構の部分まで回転する。
【００８１】
そして、図２５に示すように、第１の１軸回転アーム１１が降下して、マスク３を支持部材３２に載置する。これと同時に、支持部材３２のマスク用静電チャック４４はマスク３を保持し、マスク保持部材１６は静電チャックを解除する。第１の１軸回転アーム１１は更に若干降下する。なお、第１の半円環部材１３は第２の半円環部材１５の下に位置しているが、第１の半円環部材１３の半径は第２の半円環部材１５の半径より大きく、ウエハ用静電チャック４３は第１の半円環部材１３と接触しないように配置されているので、第１の半円環部材１３が支持部材３２やマスク３に接触することはない。
【００８２】
図２６に示すように、第１の１軸回転アーム１１は、マスク３を回避するように回転した後上昇する。
【００８３】
図２７に示すように、第１の１軸回転アーム１１は待避位置まで回転する。そしてロードロック機構の遮蔽板３４を上昇してマスク３をロードロック室４０に位置させる。この状態で、支持部材３２を回転してマスクのアライメントを行う。前述のように、マスク３は電子光学コラム２に設置された時に精密なアライメントが行われるが、この精密なアライメントを行うには、ある程度アライメントが行われていることが必要である。このアライメント結果に基づいて補正してアライメント精度を維持したままマスクを搬送するによりこの条件が満たされる。
【００８４】
マスク３のアライメント終了後、図２８に示すように、ロードロック機構の遮蔽板３４が降下し、第１の１軸回転アーム１１は図２５から図２７を参照して説明した逆の手順で、第２の半円環部材１５のマスク用静電チャック１６が支持部材３２上のマスク３を保持する。
【００８５】
図２９に示すように、第１の１軸回転アーム１１は、ステージ５へのマスク３の受け渡しの高さまで上昇する。
【００８６】
図３０に示すように、第１の１軸回転アーム１１は、ステージ５へのマスク３の受け渡し位置まで回転し、マスク用静電チャック１６の静電チャックを解除する。これにより、マスク３はステージ５の上方に位置する。次に、ステージ５の３本のピン７が上昇する。この間に、ロードロック機構の遮蔽板３４は上昇してウエハ４を受け入れる準備に入る。
【００８７】
図３１に示すように、第１の１軸回転アーム１１が降下し、マスク３はピン７上に載置される。
【００８８】
図３２に示すように、第１の１軸回転アーム１１は、マスク３がピン７上に載置された後更に若干降下し、待避位置まで回転する。なお、第１の半円環部材１３は第２の半円環部材１５の下に位置しているが、第１の半円環部材１３の半径は第２の半円環部材１５の半径より大きく、マスク３はピン７により高い位置に保持されているので、第１の半円環部材１３がステージ５の表面に接触することはない。
【００８９】
ピン７が降下してマスク３がステージ５上に載置された後、ステージ５はマスクチャック機構との受け渡し位置に移動し、マスクチャックが降下してマスク３を静電チャックした後、マスクチャックが所定位置まで上昇してマスクのロードが完了する。
【００９０】
使用の終了したマスク３をステージ５からマスクポッド６０に戻すマスクのアンロードは、上記と逆の手順で行う。ただし、マスクのアライメントは必要ないので、マスク３はステージ５からマスクオープンナー５１に配置されている下蓋５３上に搬送される。
【００９１】
以上、本発明の実施例を説明したが、装置の仕様に応じて各種の変形例が可能である。上記の実施例では、２本の１軸回転アーム１１、１２を設け、一方の１軸回転アーム１１はウエハとマスクの両方を搬送でき、他方の１軸回転アーム１２はウエハのみを搬送できるように構成した。しかし、ウエハの供給及び回収のスループットが多少低くても、構造を簡単にして低コストにすることが要求される場合には、図３３の（Ａ）に示すように、１本の１軸回転アーム１１のみを設けるようにする。この場合、露光済ウエハを一時的に載置するウエハ載置台２８を設けることがスループットの低下を抑える上で望ましい。この場合、１軸回転アーム１１は露光済ウエハをウエハ載置台２８に載置した後、アライメントの完了している未露光ウエハをロードロック機構からステージに搬送し、その後ウエハ載置台２８上の露光済ウエハをロードロック機構に搬送する。
【００９２】
また、よりも高スループットのマスク交換が要求される場合には、図３３の（Ｂ）に示すように、２本の１軸回転アーム１１、１２の両方が、それぞれ大きな半径の第１円環部材１３Ａ、１３Ｂと小さな半径の第２円環部材１５Ａ、１５Ｂとを備え、ウエハとマスクの両方を搬送できるようにする。
【００９３】
また、実施例では、２本の１軸回転アーム１１、１２の回転軸を同軸とするために、一方の１軸回転アーム１１の回転軸が他方の１軸回転アーム１２の駆動モータ内を貫通するように構成したが、例えば、図３４に示すように、２本の１軸回転アーム１１、１２の駆動モータ２１と２４を、回転軸が同一直線上にあるように、上下に配置する。この場合、上下移動機構を共通にすることはできず、上下移動機構を別々に設けて、駆動モータ２１、２４を支持する部材２５、２７がガイド２８、２９に沿って移動できるように構成する。この構成であれば、２本の１軸回転アーム１１、１２の上下関係は変えられないが、２本の１軸回転アーム１１、１２は独立して軸方向（上下方向）に移動することが可能である。
【００９４】
実施例では、２本の１軸回転アーム１１、１２の回転軸を同軸としたが、図３５のように、第１の１軸回転アーム１１の回転軸１９と第２の１軸回転アーム１２の回転軸２２を近接して設けることも可能である。この場合、２本の１軸回転アーム１１、１２の軌道は異なるため、ロードロック機構３１の位置を共通とし、ステージとの受け渡し位置をアーム毎に変えて、ステージは移動して受け渡し位置の差を補正する。
【００９５】
上記の実施例では、ウエハとマスクは略円形の平板であり、ウエハの直径はマスクの直径より大きい場合を例として説明したが、ウエハとマスクの形状は各種の変形が考えられ、本発明はウエハとマスクがどのような形状の場合にも適用可能である。例えば、図３６は、ウエハ４とマスク３が直径が略同一の略円形の平板である場合の、１軸回転アーム７１の構成を示す図である。ウエハ４とマスク３は外形寸法がほぼ同じであるので、同一の半円環部材７２及び保持部材７３でウエハ４とマスク３を保持できる。この場合、第１の１軸回転アーム１１としてこの１軸回転アーム７１を使用するだけでなく、第２の１軸回転アーム１２としてこの１軸回転アーム７１を使用することになる。他の構成や動作は上記の実施例と同じである。
【００９６】
図３７は、ウエハ４とマスク３の形状が異なる場合、具体的にはウエハ４が円形の平板で、マスク３が正方形の平板である場合の、第１の１軸回転アーム１１の構成を示す図である。図示のように、図３の第１の１軸回転アーム１１の第２の半円環部材１５のマスク保持部材１６を、正方形の平板のマスクの３つの角の部分を保持する形状とする。なお、第１の１軸回転アーム１１がマスク３を図３７に示すような配置で保持することにより、マスク３のステージ５への受け渡しは図３０の（Ａ）に示すように行われるので、正方形のマスク３の辺を、ステージ５のＸ、Ｙ軸の方向に合うように受け渡しできる。他の構成や動作は上記の実施例と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上説明したように、本発明によれば、高スループットの電子ビーム近接露光装置を低コストで実現できるので、特に超微細半導体装置を製造する工程の改善に大いに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施例の電子ビーム近接露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施例の電子ビーム近接露光装置のロードチャンバの構成を示す図である。
【図３】実施例の搬送機構を構成する２本の１軸回転アームを示す図である。
【図４】実施例のロードロック機構の構成を示す図である。
【図５】実施例のロードロック機構の支持部材の構成を示す図である。
【図６】実施例にマスクオープンナーの構成と動作を示す図である。
【図７】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図８】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図９】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１０】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１１】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１２】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１３】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１４】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１５】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１６】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１７】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１８】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１９】実施例におけるウエハの搬送動作を説明する図である。
【図２０】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図２１】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図２２】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図２３】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図２４】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図２５】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図２６】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図２７】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図２８】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図２９】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図３０】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図３１】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図３２】実施例におけるマスクの搬送動作を説明する図である。
【図３３】搬送機構の変形例を示す図である。
【図３４】搬送機構の変形例を示す図である。
【図３５】搬送機構の変形例を示す図である。
【図３６】ウエハとマスクの形状に応じた１軸回転アームの変形例を示す図である。
【図３７】ウエハとマスクの形状に応じた１軸回転アームの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１…真空チャンバ
２…電子光学コラム
３…マスク
４…ウエハ
５…ステージ
７…ピン
８…切り欠き
１０…ロードチャンバ
１１…搬送機構
３１…ロードロック機構
４０…ロードロック室
５１…マスクオープンナー
６０…マスクポッド
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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