JPH09320948A - 基板の受け渡し方法及び露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板を基板ホルダに受け渡す際の基板の位置
ずれの発生を確実に抑制する。 【解決手段】 基板Ｗが搬送アーム（図３では図示せ
ず）に保持されて受け渡し位置まで搬送されると、この
受け渡し位置に搬送された基板の傾斜が計測手段（５２
Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ）によって計測され、この
計測結果に基づいて基板ホルダ３４の基板との接触面が
基板Ｗと平行になるように基板ホルダ３４の傾斜が調整
され、しかる後、センターアップ５６が下降して基板Ｗ
が基板ホルダ３４上に載置される。このため、基板ホル
ダへの基板の受け渡し前に、基板ホルダの基板接触面の
傾斜角と基板の傾斜角の差がゼロに追い込まれ、この角
度差に起因する基板ホルダへの受け渡しの際の基板の位
置ずれの発生を確実に防止することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の受け渡し方
法及び露光装置に係り、更に詳しくはステージ上に設け
られた基板ホルダに基板を受け渡す基板の受け渡し方法
及びこの受け渡し方法を用いて被露光基板としてのウエ
ハ又はガラスプレート等の感光基板をステージ部最上部
の基板ホルダに受け渡す露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子や液晶表示基板の
製造におけるフォトリソグラフィ工程では、マスク（レ
チクル）のパターンを投影光学系を介して感光材が塗布
されたウエハ、ガラスプレート等に投影露光する投影露
光装置が種々用いられている。例えば、半導体素子の製
造工程では半導体集積回路の高密度化に伴い、レチクル
のパターンを縮小投影レンズを介してウエハ上の各ショ
ット領域に順次投影露光するステッパ等の縮小投影型露
光装置が主流となっている。

【０００３】図１１には、この種の投影露光装置のウエ
ハ受け渡し機構を構成する構成各部が示されている。こ
の図において、ウエハ受け渡し機構は、不図示の駆動系
によって上下動及び傾斜調整が可能とされた基板テーブ
ル（レベリングテーブル）９０と、この基板テーブル９
０及びこの基板テーブル９０上のウエハホルダ９２に対
し相対的に上下動可能な段付き円柱状部品（以下、「セ
ンターアップ」という）９４とを備えている。これを更
に詳述すると、センターアップ９４は、ウエハホルダ９
２の中央部の開口部９２Ａと基板テーブル９０中央部の
開口部内に所定のクリアランスを介して挿入されてお
り、その最上面には単一あるいは複数のウエハＷとの接
触部が設けられ、この接触部では不図示の配管を介して
接続された真空ポンプの吸引力によりウエハＷを吸着固
定できるようになっている。センターアップ９４は、不
図示のＸＹステージ上に配置された駆動機構９８によっ
て上下動可能に構成されている。

【０００４】ここで、この図１１を参照して、ウエハホ
ルダ９２へのウエハＷの受け渡しの様子を簡単に説明す
ると、ＸＹステージの上方に不図示のウエハローダの搬
送アームによってウエハＷが搬送されてくると、センタ
ーアップ９４は搬送アームに保持されたウエハＷを下方
から持ち上げるように搬送アームのウエハ保持面よりや
や上方まで上昇し、ウエハを一旦受け取る動作を行う。
図１１には、この時の状態が示されている。次いで、搬
送アームが退避した後に、センターアップ９４はウエハ
ホルダ９２上面にウエハＷが接触する高さまで下降し、
これによりウエハＷがウエハホルダ上面に受け渡され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なウエハ受け渡し機構を使用してウエハホルダ９２上面
にウエハＷを受け渡そうとする場合、現実には受け渡し
時に微小な位置ズレがしばしば発生する。この位置ずれ
の原因としては、ウエハＷの平面度やウエハホルダ９２
の平面度が不十分な場合は勿論、センターアップ９４の
最上面のウエハ支持面とウエハホルダ９２上面とが平行
でなく、従って両者の傾斜角度が異なり、図１１に示さ
れるような角度誤差θがある場合にこれが大きな原因と
なることが判明している。本発明者等の実験によれば、
センターアップのウエハ支持面とウエハホルダ上面との
間の傾斜角度誤差θが１０分程度である場合に、０．１
ｍｍ程度の大きな位置ズレが発生することが判明した。
投影露光装置に要求される露光時の位置決め精度は、今
やナノメートル（ｎｍ）のオーダーであり、そのための
位置決め光学センサの測定レンジの制約からウエハ搬送
時に許容される位置ズレはミクロン（μｍ）オーダーと
なっている。従って、０．１ｍｍ以上の位置ズレの発生
はもはや許容できないものであることは明らかである。

【０００６】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その目的は、基板を基板ホルダに受け渡す際の基板
の位置ずれの発生を確実に抑制することが出来る基板の
受け渡し方法及びこの方法が適用される露光装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ステージ上に設けられた基板ホルダに基板を受け渡
す基板の受け渡し方法であって、所定の受け渡し位置に
搬送される基板と前記基板ホルダとの相対的な傾斜を計
測する第１工程と；前記受け渡し位置に基板を搬送する
第２工程と；前記第１工程の計測結果に基づいて、前記
基板ホルダの基板との接触面が前記受け渡し位置に搬送
された基板と平行になるように、前記受け渡し位置に搬
送された基板及び前記基板ホルダの少なくとも一方の傾
斜を調整する第３工程と；しかる後、前記基板及び基板
ホルダの傾斜を維持した状態で前記基板を前記基板ホル
ダ上に載置する第４工程とを含むことを特徴とする。

【０００８】これによれば、第１工程では所定の受け渡
し位置に搬送される基板と基板ホルダとの相対的な傾斜
が計測され、第２工程では受け渡し位置に基板が搬送さ
れる。第３工程では、第１工程の計測結果に基づいて基
板ホルダの基板との接触面が基板と平行になるように基
板ホルダの傾斜が調整され、しかる後、第４工程におい
て基板及び基板ホルダの傾斜を維持した状態で基板が基
板ホルダ上に載置される。このため、基板ホルダへの基
板の受け渡し前に、基板ホルダの基板接触面の傾斜角と
基板の傾斜角の差がゼロに追い込まれ、この角度差に起
因する基板ホルダへの受け渡しの際の基板の位置ずれの
発生を確実に防止することが出来、これにより基板を基
板ホルダに受け渡す際の基板の位置ずれの発生要因を一
つ排除することができる。

【０００９】ここで、第１工程における計測は、請求項
２に記載の発明のように、第２工程において受け渡し位
置に基板が搬送された後に行なっても良く、あるいは、
請求項３に記載の発明のように、基板ホルダおよび基板
ホルダに基板を受け渡すための受け渡し機構の組み立て
調整時に、第２工程に先だって行なっても良い。受け渡
し位置に基板が搬送された後に行なう場合には、基板の
受け渡し位置への搬送の度毎に行なうことが、望まし
い。この場合には、毎回計測が行なわれるので、基板の
平面度に変動があってもこれに対応することが可能であ
る。また、基板ホルダおよび基板ホルダに基板を受け渡
すための受け渡し機構の組み立て調整時に予め行なう場
合には、その計測を１回だけ行ない、その計測結果をメ
モリに記憶しておくことが望ましい。このようにすれ
ば、メモリに記憶した計測結果を用いて、第３工程以下
の処理がなされるので、その分スループットの向上を図
ることが可能となる。

【００１０】また、上記の基板ホルダおよび基板ホルダ
に基板を受け渡すための受け渡し機構の組み立て調整時
に第１工程の計測を予め行なう場合には、請求項４に記
載の発明のように、光電コリメータ又は水泡式水準器で
行なうことが可能である。

【００１１】請求項５に記載の発明は、マスクに形成さ
れたパターンを投影光学系を介して感光基板上に投影露
光する露光装置であって、２次元面内で移動可能なステ
ージと；前記ステージ上に搭載され、前記投影光学系の
光軸方向の移動及び光軸に対する傾斜が調整可能な基板
テーブルと；前記基板テーブル上に搭載され、前記感光
基板が載置される基板ホルダと；前記感光基板を所定の
受け渡し位置まで搬送する搬送アームと；前記搬送アー
ムと前記基板ホルダ間の前記感光基板の受け渡しを行う
受け渡し手段と；前記感光基板の傾斜を計測する計測手
段と；前記受け渡し手段によって前記感光基板が前記基
板ホルダに渡される度毎に、その受け渡しの途中で前記
計測手段を用いて前記感光基板の傾斜を計測し、その計
測結果に基づいて前記基板ホルダの基板との接触面が前
記感光基板と平行になるように前記基板テーブルの傾斜
を調整する制御手段とを有する。

【００１２】これによれば、搬送アームにより基板が受
け渡し位置まで搬送されると、基板ホルダへの基板の受
け渡しが可能な位置まで基板テーブルがステージととも
に移動し、受け渡し手段によって搬送アームから基板ホ
ルダへ感光基板が受け渡される。制御手段では、受け渡
し手段によって感光基板が基板ホルダに渡される度毎
に、その受け渡しの途中で計測手段を用いて感光基板の
傾斜を計測し、その計測結果に基づいて基板ホルダの基
板との接触面が感光基板と平行になるように基板テーブ
ルの傾斜を調整する。このため、基板ホルダへの基板の
受け渡し前に、基板ホルダの基板接触面の傾斜角と基板
の傾斜角の差がゼロに追い込まれ、この角度差に起因す
る基板ホルダへの受け渡しの際の基板の位置ずれの発生
を確実に防止することが出来、これにより基板を基板ホ
ルダに受け渡す際の基板の位置ずれの発生要因を一つ排
除することができる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の露光装置において、前記制御手段に代えて、前記計測
手段を用いて前記感光基板の傾斜計測を予め一度だけ行
なうとともに、前記感光基板が前記基板ホルダに渡され
る度毎に、その受け渡しの途中で前記基板ホルダの基板
との接触面が前記感光基板と平行になるように前記傾斜
計測の結果を用いて前記基板テーブルの傾斜を調整する
第２の制御手段を備えることを特徴とする。

【００１４】これによれば、第２の制御手段では、計測
手段を用いて感光基板の傾斜計測を予め一度だけ行い、
感光基板が基板ホルダに渡される度毎に、その受け渡し
の途中で基板ホルダの基板との接触面が感光基板と平行
になるように傾斜計測の結果を用いて基板テーブルの傾
斜を調整することから、感光基板を基板ホルダに渡す度
毎に計測を行う請求項２に記載の発明に比べてスループ
ットの向上を図ることが可能となる。

【００１５】請求項５又は６に記載の露光装置おいて、
前記計測手段は、前記感光基板表面の複数箇所の前記光
軸方向位置を検出する焦点検出機構により構成しても良
く、あるいは前記感光基板表面に前記投影光学系の光軸
に対して斜めの方向から平行光束を照射しその反射光束
の受光位置に基づいて前記感光基板の傾斜を検出するレ
ベリング検出機構により構成してもよい。後者の場合に
は、必ずしも感光基板が投影光学系の焦点面近傍になく
てもその傾斜測定が可能であるという利点がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】

《第１の実施形態》以下、本発明の第１の実施形態を図
１ないし図５に基づいて説明する。

【００１７】図１には第１の実施形態に係る露光装置１
０の全体構成が概略的に示されている。この露光装置１
０は、床上に水平に載置された台座１２上に４個の除振
パッド１４を介して保持された定盤（除振台）１６と、
この定盤１６上に配置されたステージ装置２０と、この
ステージ装置２０の上方で定盤１６上に植設された第１
コラム１８と、この第１コラム１８に保持された投影光
学系ＰＬと、この投影光学系ＰＬの上方で第１コラム１
８に植設された第２コラム２２と、この第２コラム２２
上に載置されマスクとしてのレチクルＲを保持するたレ
チクルホルダ２４と、このレチクルホルダ２４の上方に
配置された照明系２６とを備えている。

【００１８】前記ステージ装置２０は、定盤１６上をＹ
軸方向（図１における紙面直交方向）に移動可能なＹス
テージ２８Ｙと、Ｙ軸に直交するＸ軸方向（図１におけ
る紙面左右方向）に移動可能なステージとしてのＸステ
ージ２８Ｘと、Ｙステージ２８Ｙ、Ｘステージ２８Ｘを
それぞれの移動方向に駆動する駆動系２９と、Ｘステー
ジ２８Ｘ上に搭載された上下ティルティング機構３０
と、この上下ティルティング機構３０によってＸＹ平面
に直交するＺ軸（鉛直軸）方向及びＸ軸、Ｙ軸回りの回
転方向に駆動される基板テーブル３２とを含んで構成さ
れている。

【００１９】基板テーブル３２上には不図示のθテーブ
ルを介してウエハホルダ３４が搭載され、このウエハホ
ルダ３４上に感光基板としてのウエハＷが吸着固定され
ている。また、基板テーブル３２の端部には、レーザ干
渉計システムを構成する移動鏡３６が固定されており、
この移動鏡３６を介してレーザ干渉計３８によって基板
テーブル３２のＸＹ２次元方向の位置座標、すなわちウ
エハＷ上のショット領域のＸＹ座標が計測されるように
なっている。なお、実際には、図２の概略平面図に示さ
れるように、Ｘ軸方向に延設されたＹ軸用移動鏡３６Ｙ
と、Ｙ軸方向に延設されたＸ軸用移動鏡３６Ｘとが存在
し、これに対応してＹ軸用レーザ干渉計３８Ｙと、Ｘ軸
用レーザ干渉計３８Ｘとが存在するが、図１ではこれら
が代表的に移動鏡３６、レーザ干渉計３８として示され
ている。

【００２０】前記レチクルホルダ２４は、駆動系２５に
よってＸＹ２次元方向及びθ方向（Ｚ軸回りの回転方
向）に微少駆動可能とされており、レチクルホルダ２４
に保持されたレチクルＲのアライメントの際には、レチ
クルＲのパターン面の中心（レチクルセンタ）が投影光
学系ＰＬの光軸に一致するよう駆動系２５を介してレチ
クルホルダのＸＹ面内の位置が調整される。

【００２１】前記投影光学系ＰＬは、その光軸がＸＹ平
面に直交するＺ軸方向となる状態で第１コラム１８に保
持されており、この投影光学系としては、ここでは両側
テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば、１／４）
を有するものが使用されている。従って、レチクルＲ及
びウエハＷのアライメントが行われた状態で照明系２６
からの照明光によりレチクルＲが照明されると、このレ
チクルＲのパターン面に描画されたパターンの縮小像が
ウエハＷ上のショット領域に転写されるようになってい
る。

【００２２】図２には、第１コラム１８の上板及びこれ
より上方の構成部分を取り除いた状態の露光装置１０の
平面図が概略的に示されている。この図２に示されるよ
うに、第１コラム１８の前面側（図２おける下側）に
は、Ｘ軸方向に伸びるＸ軸ガイド４２が配置されてお
り、このＸ軸ガイド４２の更に前面側には、ウエハカセ
ット４４が２つ配置されている。Ｘ軸ガイド４２に直交
してＹ軸ガイド４６が設けられており、このＹ軸ガイド
４６は不図示のウエハローダ駆動系によりＸ軸ガイド４
２に沿って駆動されるようになっている。Ｙ軸ガイド４
６には、ウエハロード用の搬送アーム（ロードアーム）
４８Ａとウエハアンロード用の搬送アーム（アンロード
アーム）４８Ｂとが、当該Ｙ軸ガイド４６に沿って移動
可能に設けられている。これらロードアーム４８Ａ、ア
ンロードアーム４８Ｂも不図示のウエハローダ駆動系に
より駆動されるようになっている。この場合において、
アンロードアーム４８Ｂの移動面よりロードアーム４８
Ａの移動面の方が高い位置に設定されている。これは、
高い位置の方が空中に雰囲気中に浮遊するゴミ等が少な
く、また露光前はウエハ表面のレジストが固まっていな
いので、このレジストにゴミ等が付着する不都合をなる
べく回避する等のためである。

【００２３】ロードアーム４８Ａ上面には、図２に示さ
れるように、ウエハＷを吸着するための一対の吸着部５
０が設けられており、この一対の吸着部５０の間の部分
にＵ字状の切欠きが形成されている。この切欠きは、後
述するセンターアップにウエハＷを受け渡す際に、セン
ターアップがロードアーム４８Ａと干渉しないようにす
るために形成されている。

【００２４】本実施形態では、Ｘ軸ガイド４２、Ｙ軸ガ
イド４６、ロードアーム４８Ａ、アンロードアーム４８
Ｂ及びウエハローダ駆動系（図示省略）によって、外部
から所定の受け渡し位置（基板テーブルの移動範囲内の
予め定められた位置）にウエハＷを搬入するとともに、
その受け渡し位置で露光済みのウエハＷを受け取って外
部に搬出するウエハ搬送機構としてのウエハローダが構
成されている。なお、図１ではロードアーム４８Ａ、ア
ンロードアーム４８Ｂが代表的に搬送アーム４８として
図示されている。

【００２５】更に、本実施形態の露光装置１０では、露
光処理時にウエハホルダ３４に吸着固定されたウエハＷ
のショット領域の傾斜を測定したり、後述するウエハ上
下動機構を構成するセンターアップに保持されたウエハ
Ｗの表面（上面）の傾斜角を測定する測定手段としてレ
ベリング検出機構（レベリングセンサ）５２が設けられ
ている（図１参照）。このレベリングセンサ５２の具体
的構成、作用等については後述する。

【００２６】図３には、ウエハ上下動機構及びレベリン
グセンサ５２の概略構成が示されている。この図３にお
いて、ウエハ上下動機構は、基板テーブル３２及びこの
基板テーブル３２上のウエハホルダ３４に対し相対的に
上下動可能な段付き円柱状部品から成るセンターアップ
５６と、センターアップ５６を駆動するセンターアップ
駆動機構５８とから構成されている。これを更に詳述す
ると、センターアップ５６は、ウエハホルダ３４の中央
部の開口部３４Ａと基板テーブル３２中央部の開口部内
に所定のクリアランスを介して挿入されており、また、
前記センターアップ駆動機構５８は、Ｘステージ２８Ｘ
の最上面に固定され、モータ５８Ａとこのモータ５８Ａ
の回転運動をセンターアップ５６の直線運動に変換する
変換機構とから構成されている。従って、センターアッ
プ５６は、ウエハホルダ３４及び基板テーブル３２に対
し相対的にかつこれらとは独立して上下動可能になって
いる。換言すれば、基板テーブル３２もセンターアップ
５６に拘束されることなく、自由に傾斜動作が可能とな
っている。センターアップ５８の最上面には、前述した
従来例と同様に、単数又は複数のウエハＷとの接触部が
設けられ、この接触部では不図示の不図示の配管系を介
して接続された真空ポンプの吸引力によりウエハＷを吸
着固定できるようになっている。

【００２７】前記レベリングセンサ５２は、図３に示さ
れるように、例えば光源５２Ａ、コリメートレンズ５２
Ｂ、集光レンズ５２Ｃ及び４分割受光素子等から成る位
置検出器５２Ｄを含んで構成される。これによれば、図
３に示されるように、光源５２Ａからの照明光はコリメ
ートレンズ５２Ｂにより平行光に変換され、この平行光
はＺ軸に対して所定角度傾斜した光軸上を進み、ウエハ
Ｗ表面で反射され、この反射光束が集光レンズ５２Ｃを
介して位置検出器５２Ｄの受光面で結像する。従って、
ウエハＷ表面の傾きに応じて位置検出器５２Ｄの受光面
上での結像位置がずれるので、この結像位置の情報から
ウエハＷ表面の傾斜量（ローリング量、ピッチング量）
を知ることが出来る。このように、本実施形態の露光装
置１０では、ウエハ表面の傾斜角を測定する測定手段と
して、コリメータの原理を利用したレベリングセンサ５
２が採用されているので、ウエハＷ表面が必ずしも投影
光学系ＰＬの焦点面と合致していなくても傾斜角が測定
可能である。

【００２８】図４には、上述した露光装置１０のウエハ
Ｗ受け渡しに関連する制御系の構成が示されている。こ
の制御系は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ
等を含んで構成されたマイクロコンピュータ（又はミニ
コンピュータ）から成る主制御装置６０を中心に構成さ
れており、この主制御装置６０の入力側には、Ｘ軸用レ
ーザ干渉計３８Ｘ、Ｙ干渉計３８Ｙ及びレベリングセン
サ５２等が接続されている。また、この主制御装置６０
の出力側には、駆動系２９、上下ティルティング機構３
０、センターアップ駆動機構５８、前述したウエハロー
ダ駆動系を制御するウエハローダ制御系６２及び光源５
２Ａをオン・オフする光源スイッチ（光源ＳＷ）６４等
が接続されている。

【００２９】次に、主制御装置６０内ＣＰＵの主要な制
御アルゴリズムを示す図５のフローチャートに基づい
て、ウエハホルダ３４へのウエハＷの受け渡し時の動作
について説明する。

【００３０】まず、ステップ１００でウエハローダ制御
系６２にウエハ供給を命令した後、ステップ１０２に進
んで所定の受け渡し位置までウエハＷが搬送されるのを
待つ。

【００３１】ウエハローダ制御系６２では、ウエハ供給
命令を受け、ウエハローダ駆動系を介してロードアーム
４８Ａ及びＹ軸ガイド４６を駆動してウエハカセット４
４からロードアーム４８ＡによりウエハＷを取り出して
所定の受け渡し位置まで搬送する。

【００３２】ウエハＷが受け渡し位置まで搬送される
と、ステップ１０２における判断が肯定され、ステップ
１０４に進んでＸステージ２８Ｘ、Ｙステージ２８Ｙを
駆動して受け渡し位置まで基板テーブル３２を移動す
る。この移動の際の基板テーブル３２の位置決めはレー
ザ干渉計３８Ｘ、３８Ｙの計測値をモニタしつつ駆動系
２９を制御することにより行われる。ここで、受け渡し
位置までウエハＷが搬送されたか否かの判断は、主制御
装置６０の側でロードアーム４８Ａの位置をモニタして
行っても良いが、ウエハローダ制御系６２から搬送完了
コマンドを受け取るようにしてこのコマンドに基づいて
行うようにしても良い。

【００３３】なお、受け渡し位置への基板テーブル３２
の移動は、受け渡し位置へのウエハＷの搬送に先立って
行っても良く、あるいはこの動作と同時に行っても良
い。

【００３４】次のステップ１０６ではセンターアップ駆
動機構５８を介してセンターアップ５６を上昇駆動す
る。これにより、センターアップ５６が上昇してウエハ
ローダのロードアーム４８Ａに保持されているウエハＷ
を下方から持ち上げて保持する。なお、このとき、ロー
ドアーム４８Ａの吸着部５０によるウエハＷの吸引は解
除されており、また、ウエハＷに接触すると同時にセン
ターアップ５６の接触部によるウエハＷの吸引が開始さ
れる。

【００３５】次のステップ１０８では、ロードアーム４
８Ａがステージ装置２０と干渉しない位置まで退避する
のを待つ。このロードアーム４８Ａの退避は、例えばロ
ードアーム４８ＡからウエハＷが離れたことを不図示の
センサを介してウエハローダ制御系６２が検知して開始
される。

【００３６】そして、ロードアーム４８Ａの位置のモニ
タ結果、あるいはウエハローダ制御系６２からの退避完
了コマンドに基づいてロードアーム４８Ａがステージ装
置２０と干渉しない位置まで退避したことを確認する
と、ステップ１１０に進み、センターアップ駆動機構５
８を介してセンターアップ５６を所定量下降駆動する。
これはレベリングセンサ５２により、ウエハＷ表面の傾
斜を測定できる高さまでウエハＷを下げるためである。

【００３７】次のステップ１１２では、レベリングセン
サ５２を用いてウエハホルダ３４への受け渡し前にセン
ターアップ５６に保持されたウエハＷ表面の傾斜量を測
定する。この測定は、光源スイッチ６４をオンにしてレ
ベリングセンサ５２の光源５２Ａから照明光をウエハＷ
表面に照射させ、このときの位置検出器５２Ｄの出力に
基づいて傾斜量を演算することにより行われる。

【００３８】次のステップ１１４では、上記ステップ１
１２における傾斜量の測定結果に基づいて未だウエハＷ
と接触していないウエハホルダ３４上面（ウエハＷとの
接触面）がウエハ面と平行になるように（すなわちウエ
ハ面の傾斜とウエハホルダ３４上面との傾斜角の差θが
ゼロとなるように）、上下ティルティング機構３０を介
して基板テーブル３２の傾斜を調整する。これにより、
センターアップ５６からウエハホルダ３４がウエハＷを
受け取る前に、ウエハホルダ３４上面とウエハ面との傾
斜角の差をほぼゼロに追い込むことが出来る。

【００３９】次のステップ１１６ではセンターアップ駆
動機構５８を介してウエハホルダ３４上面にウエハＷの
裏面が接触するまでセンターアップ５６を下降駆動し、
本ルーチンの一連の制御動作を終了する。この後、セン
ターアップ５６によるウエハＷの吸引が解除されると同
時に、ウエハホルダ３４によるウエハＷの吸引が開始さ
れ、これにより、ウエハＷのウエハホルダ３４への受け
渡しが完了する。

【００４０】これまでの説明から明らかなように、本実
施形態では、センターアップ５６及びセンターアップ駆
動機構５８とから成る受け渡し機構と、これを制御する
主制御装置６０との機能によって受け渡し手段が実現さ
れ、主制御装置の機能によって制御手段が実現される。

【００４１】以上説明したように、本実施形態の露光装
置１０によると、ウエハホルダ３４へのウエハＷの受け
渡し直前にウエハホルダ３４上面とウエハ面との傾斜角
の差θをほぼゼロに追い込むことが出来るので、ウエハ
Ｗがウエハホルダ３４上に載置される際の角度差θに起
因する位置ずれの発生を確実に防止することができ、こ
れによりウエハＷとウエハホルダ３４の位置ずれの要
因、ひいてはウエハＷ上のショット領域の露光時の位置
決め精度悪化の要因の一つを確実に排除することができ
る。更には、従来、センターアップ５６の上面とウエハ
ホルダ３４上面との平行度に関しては相当にシビアな精
度が要求され、これを実現できる設計・製造工程をとら
ざるを得なかったが、製造後にこの調整が可能となるの
で、従来のような平行度に関するシビアな精度は要求さ
れなくなるので、設計・製造上のコストダウンを図るこ
とが出来るようになる。

【００４２】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態を図６ないし図７に基づいて説明する。ここ
で、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成
部分については同一の符号を用いるとともにその説明を
簡略化し若しくは省略するものとする。

【００４３】本第２実施形態は、前述した第１の実施形
態におけるレベリングセンサ５２に代えて、計測手段と
していわゆる斜入射光式の多点焦点位置検出機構７０が
用いられている点に特徴を有する。

【００４４】図６には、本実施形態の計測手段としての
多点焦点位置検出機構７０がウエハ上下動機構とともに
示されている。この多点焦点位置検出機構７０は、光源
７０Ａ、投影スリット板７０Ｂ、投影レンズ（送光光学
系）７０Ｃ、受光レンズ（受光光学系）７０Ｄ、受光セ
ンサ７０Ｅ及び不図示の受光スリット板等を含んで構成
されている。投影レンズ７０Ｃの光軸と受光レンズ７０
Ｄの光軸とは、Ｚ軸（投影光学系ＰＬの光軸）に関して
対称となっている。ここで、投影スリット板７０Ｂに
は、複数のスリットが形成されており、光源７０Ａから
の光により投影スリット板７０Ｂが照明されると、これ
らのスリットの像が投影レンズ７０Ｃを介してウエハＷ
表面に結像し、この像が受光レンズ７０Ｄを介して不図
示の受光スリット板上に再結像し、各像が受光センサ
（これは、スリット像にそれぞれ対応して設けられた複
数のフォトダイオード等の受光素子から成る）７０Ｅに
よってそれぞれ検出され、ウエハＷ表面の各スリット像
位置のＺ軸方向位置に対応した焦点ずれ信号（デフォー
カス信号）が各受光素子から出力される。この場合は、
焦点検出面が投影光学系ＰＬの焦点面と一致した構成を
とることになるため、センターアップ５６上のウエハＷ
を投影光学系ＰＬの焦点面とほぼ合致させなければなら
ない。

【００４５】その他の部分の構成等は、主制御装置６０
の制御アルゴリズムが僅かに異なっている点を除き、前
述した第１の実施形態と同様である。

【００４６】次に、本第２の実施形態に係る主制御装置
内ＣＰＵの主要な制御アルゴリズムを示す図７のフロー
チャートに基づいて、ウエハホルダ３４へのウエハＷの
受け渡し時の動作について説明する。

【００４７】ステップ２００〜ステップ２０８では第１
の実施形態におけるステップ１００〜ステップ１０８と
同様の制御動作を行うので、この説明については省略す
る。

【００４８】ステップ２０８の待ち状態において、ロー
ドアーム４８Ａがステージ装置２０と干渉しない位置ま
で退避すると、ステップ２０９に進んでセンターアップ
５６によりウエハＷを保持した状態のまま、基板テーブ
ル３２を所定量下降駆動する。これは、前述した如く、
本実施形態の場合は、センターアップ５６上のウエハＷ
を投影光学系ＰＬの焦点面とほぼ合致させた状態で多点
焦点位置検出機構７０による測定を行う必要があること
から、後述するウエハＷ表面の傾斜量測定のために、ウ
エハＷ表面が投影光学系ＰＬの焦点面近傍に位置するよ
うセンターアップ５６を下降駆動した状態でウエハホル
ダ３４上面にウエハＷが接触しないように、予め上下テ
ィルティング機構３０を駆動して基板テーブル３２を下
降するものである。

【００４９】次のステップ２１０では、多点焦点位置検
出機構７０によりウエハＷ表面の傾斜を測定できる高さ
までセンターアップ駆動機構５８を介してセンターアッ
プ５６を所定量下降駆動する。

【００５０】次のステップ２１２では、多点焦点位置検
出機構７０を用いてウエハホルダ３４への受け渡し前に
センターアップ５６に保持されたウエハＷ表面の傾斜量
を測定する。この測定は、多点焦点位置検出機構７０の
光源スイッチをオンにして光源７０Ａからの照明光によ
り投影スリット板７０Ｂを照明し、投影レンズ７０Ｃに
より複数のスリット像をウエハＷ表面に結像させ、各ス
リット像の光束を受光レンズ７０Ｄを介して受光センサ
７０Ｅで受光して得られる各スリット像位置に対応する
フォーカス信号に基づいてウエハＷ表面の少なくとも３
個所のＺ軸方向位置情報を得、これらの位置情報を用い
て最小二乗法等の統計処理を行い近似面及びその傾斜を
算出することにより行われる。

【００５１】次のステップ２１４以降では前述したステ
ップ１１４以降と同様の制御動作を行うことにより、ウ
エハＷのウエハホルダ３４への受け渡しが完了する。

【００５２】以上説明した本第２の実施形態によると、
ステップ２１２、２１４の処理によりセンターアップ５
６からウエハホルダ３４がウエハＷを受け取る前に、ウ
エハホルダ３４上面とウエハ面との傾斜角の差をほぼゼ
ロに追い込むことが出来るので、第１の実施形態と同様
に、ウエハＷがウエハホルダ３４上に載置される際のウ
エハホルダ３４上面とウエハ面との傾斜角の差θに起因
する位置ずれの発生を確実に防止することができ、これ
によりウエハＷ上のショット領域の露光時の位置決め精
度悪化の要因の一つを確実に排除することができるとと
もに、設計・製造上のコストダウンを図ることが出来
る。

【００５３】なお、上記第１、第２の実施形態では、ウ
エハＷがセンターアップ５６に受け渡される度毎にウエ
ハＷ表面の傾斜量の測定を行う場合について説明した
が、本発明がこれに限定されることはなく、主制御装置
６０の制御アルゴリズムとして装置組上げ時・立ち上げ
時に１回だけ測定を行い、その測定結果を不図示のＲＡ
Ｍ内に記憶しておき、それを装置定数として使用するよ
うなアルゴリスムを採用しても良い。この場合には、主
制御装置６０の機能によって第２の制御手段が実現さ
れ、前述したフローチャートのステップ１１２、２１２
の処理を省略することができ、その分スループットの向
上を図ることが可能となる。但し、この場合には、ステ
ップ１１４、２１４における基板テーブル３２の傾斜量
調整はＲＡＭ内に記憶された装置定数に基づいて行われ
る。

【００５４】また、光電コリメータ又は水泡式水準器な
どの汎用性の高い傾斜計測手段を使用して受け渡し位置
に搬送されたウエハの傾斜とウエハホルダの相対的な傾
斜計測を、ウエハホルダ及びウエハホルダに基板を受け
渡すための機構、例えばセンターアップの組み立て調整
時に予め一度だけ行ない、ウエハがウエハホルダに渡さ
れる度毎に、その受け渡しの途中でウエハホルダのウエ
ハとの接触面がウエハと平行になるように、傾斜計測の
結果を用いて基板テーブルの傾斜（又はウエハの傾斜）
を調整するようにしてもよい。この場合もスループット
の向上が期待できる。

【００５５】但し、実際問題としては、ウエハは熱処理
等により、微少レベルで平面度が変動する可能性が高
く、これを考慮すると、毎回計測を行うことが望まし
い。

【００５６】また、上記第１、第２の実施形態では上下
動するセンターアップ５６を備えた装置について説明し
たが、本発明に係る受け渡し方法はこのような装置にの
み適用されるものではなく、例えばウエハローダの搬送
アーム自体が上下動可能とされていてもよい。この場合
には、ウエハホルダ３４への受け渡し前にウエハＷ表面
の傾斜を測定するためには、図８に示されるように搬送
アーム４８に保持された状態のウエハの傾斜を専門に測
定するセンサ８０をレベリングセンサ５２とは、別に設
ける必要があるが、この場合であっても、本発明方法は
適用可能である。また、このセンサ８０は、センターア
ップを備えた装置においてもレベリングセンサとは別に
受け渡し位置付近に設けておいても良い。このようにす
れば、投影光学系ＰＬから離れた位置に受け渡し位置を
設定することが可能になる。

【００５７】さらに、上記第１、第２の実施形態では、
ウエハ受け渡し部材としてのセンターアップ５６は、ウ
エハホルダ３４中心部に上下動（昇降可能）に設けられ
ていたが、本発明がこれに限定されるものではない。例
えば、図９（Ａ）、（Ｂ）に示されるようにウエハホル
ダ３４中心と同心の円周上に中心角１２０度の間隔で配
置された３本の上下動ピン５６Ａから成るセンターアッ
プをウエハ受け渡し部材として用いてもよく、あるいは
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、ウエハホルダ
３４の中心に対して左右対称に配置され、ウエハ裏面の
両サイドに接触してウエハを保持可能な２本の上下動部
材５６Ｂによってウエハ受け渡し部材を構成してもよ
い。いずれにしても、ウエハ中心が接触部で包括される
形状の中に入るような接触部を備えた受け渡し部材であ
れば、力学的に安定したウエハ支持が可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板を基板ホルダに受け渡す際の基板の位置ずれの発生を
確実に抑制することが出来るという従来にない優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る露光装置の全体構成を概
略的に示す正面図ある。

【図２】図１の装置において第１コラムの上板より上方
の部分を取り除いた状態を示す平面図ある。

【図３】ウエハ上下動機構及びレベリングセンサの概略
構成を示す図である。

【図４】図１の装置の制御系の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】第１の実施形態に係る主制御装置内ＣＰＵの主
要な制御アルゴリスムを示すフローチャートである。

【図６】第２の実施形態に係る計測手段としての多点焦
点位置検出機構をウエハ上下動機構とともに示す図あ
る。

【図７】第２の実施形態に係る主制御装置内ＣＰＵの主
要な制御アルゴリスムを示すフローチャートである。

【図８】変形例を示す図である。

【図９】センターアップの他の構成を示す図であって、
（Ａ）はウエハホルダ部分の平面図、（Ｂ）はウエハホ
ルダ部分の斜視図である。

【図１０】センターアップのその他の構成を示す図であ
って、（Ａ）はウエハホルダ部分の平面図、（Ｂ）はウ
エハホルダ部分の斜視図である。

【図１１】従来例を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 露光装置 ２８Ｘ Ｘステージ（ステージ） ３２ 基板テーブル ３４ ウエハホルダ（基板ホルダ） ４８ 搬送アーム ４８Ａ ロードアーム（搬送アーム） ５２ レベリングセンサ（計測手段、レベリング検出機
構） ５６ センターアップ（受け渡し機構の一部、受け渡し
手段の一部） ５８ センターアップ駆動機構（受け渡し機構の一部、
受け渡し手段の一部） ６０ 主制御装置（制御手段、受け渡し手段の一部） ７０ 多点焦点位置検出機構（計測手段） Ｗ ウエハ（感光基板、基板） Ｒ レチクル（マスク） ＰＬ 投影光学系

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステージ上に設けられた基板ホルダに基
   板を受け渡す基板の受け渡し方法であって、 所定の受け渡し位置に搬送される基板と前記基板ホルダ
   との相対的な傾斜を計測する第１工程と；前記受け渡し
   位置に基板を搬送する第２工程と；前記第１工程の計測
   結果に基づいて、前記基板ホルダの基板との接触面が前
   記受け渡し位置に搬送された基板と平行になるように、
   前記受け渡し位置に搬送された基板及び前記基板ホルダ
   の少なくとも一方の傾斜を調整する第３工程と；しかる
   後、前記基板及び基板ホルダの傾斜を維持した状態で前
   記基板を前記基板ホルダ上に載置する第４工程とを含む
   ことを特徴とする基板の受け渡し方法。
2. 【請求項２】前記第１工程は、前記受け渡し位置に基板
   が搬送された後に行なわれることを特徴とする請求項１
   に記載の基板の受け渡し方法。
3. 【請求項３】前記第１工程は、前記基板ホルダ及び前記
   基板ホルダに基板を受け渡すための受け渡し機構の組み
   立て調整時に行なわれることを特徴とする請求項１に記
   載の基板の受け渡し方法。
4. 【請求項４】前記第１工程において、前記相対的な傾斜
   の計測は光電コリメータ又は水泡式水準器で行なうこと
   を特徴とする請求項３に記載の基板の受け渡し方法。
5. 【請求項５】 マスクに形成されたパターンを投影光学
   系を介して感光基板上に投影露光する露光装置であっ
   て、 ２次元面内で移動可能なステージと；前記ステージ上に
   搭載され、前記投影光学系の光軸方向の移動及び光軸に
   対する傾斜が調整可能な基板テーブルと；前記基板テー
   ブル上に搭載され、前記感光基板が載置される基板ホル
   ダと；前記感光基板を所定の受け渡し位置まで搬送する
   搬送アームと；前記搬送アームと前記基板ホルダ間の前
   記感光基板の受け渡しを行う受け渡し手段と；前記感光
   基板の傾斜を計測する計測手段と；前記受け渡し手段に
   よって前記感光基板が前記基板ホルダに渡される度毎
   に、その受け渡しの途中で前記計測手段を用いて前記感
   光基板の傾斜を計測し、その計測結果に基づいて前記基
   板ホルダの基板との接触面が前記感光基板と平行になる
   ように前記基板テーブルの傾斜を調整する制御手段とを
   有する露光装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段に代えて、 前記計測手段を用いて前記感光基板の傾斜計測を予め一
   度だけ行なうとともに、前記感光基板が前記基板ホルダ
   に渡される度毎に、その受け渡しの途中で前記基板ホル
   ダの基板との接触面が前記感光基板と平行になるように
   前記傾斜計測の結果を用いて前記基板テーブルの傾斜を
   調整する第２の制御手段を備えることを特徴とする請求
   項５に記載の露光装置。
7. 【請求項７】 前記計測手段は、前記感光基板表面の複
   数箇所の前記光軸方向位置を検出する多点焦点位置検出
   機構であることを特徴とする請求項５又は６に記載の露
   光装置。
8. 【請求項８】 前記計測手段は、前記感光基板表面に前
   記投影光学系の光軸に対して斜めの方向から平行光束を
   照射しその反射光束の受光位置に基づいて前記感光基板
   の傾斜を検出するレベリング検出機構であることを特徴
   とする請求項５又は６に記載の露光装置。