JP2004165198A

JP2004165198A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JP2004165198A
Application number: JP2002325858A
Authority: JP
Inventors: Koji Marumo; 光司丸茂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】静電チャック単体への給電をケーブル配線することなく行い、ハンドからも給電を行うことによりチャック搬送が可能な半導体製造装置を提供することを目的とする。
【解決手段】静電チャックを搬送可能で搬送中も静電吸着力を維持するために電磁誘導の作用を用いる。また、
・静電チャック単体への給電をケーブル配線無しで行う。
・搬送中もハンドから給電を行う。
上記構成によって、チャック搬送が可能な半導体製造装置を提供することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体露光装置に用いられている静電チャックに非接触で電源を供給し、チャック搬送中及び、ステージに保持した際も非接触で給電することによりチャック搬送を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図８を用いて説明する。半導体露光装置では、基板３（以降ウエハと呼ぶ）を複数枚収納したキャリア２からウエハ３を順次、搬送ロボット１で取りだし、メカプリアライメントステーション（以降ＰＡステーションと呼ぶ）へロードする。ＰＡステーションではオリエンテーションフラット３ａの位置合わせが行われる。この位置合わせには、ウエハ３をＰＡチャック７で保持した後、ＰＡθステージ６によってウエハ３を回転させながらウエハ３のエッジの位置をＰＡ光学系８〜１０によって検出し、オリエンテーションフラット３ａの位置及び、ウエハ３の偏心量を演算し、ＰＡＸステージ４、ＰＡＹステージ５，ＰＡθステージ６によって所定位置に位置決めする。この動作をメカニカルアライメント動作（以降メカプリ動作）と呼ぶ。その後ウエハ３を、不図示の基板保持手段（ハンド）で保持し、ウエハチャック１１まで搬送する。この後、Ｘステージ１２及びＹステージ１３によってステップ送りをして露光が行われる。また、露光終了後のウエハ３は搬送ロボット１によってウエハチャック１１上から取りだし、キャリヤ２に回収される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では以下のような欠点があった。ウエハ１枚当たりの単価を少なくするためにはスループット（１時間当たりのウエハ処理枚数）を高める必要がある。このためにはステージ、搬送系等の各ユニットの速度、加速度を上げることが必要である。また、搬送系とステージとのウエハの交換時間の短縮等を行うことが必要である。しかしながら、これらの項目だけでは限界がある。大幅にスループットを向上するため、従来からアライメント動作と露光動作をシリアルで処理しているが、パラレルで処理を行う必要がでてくる。この問題を解決する手段として、特開平１−４９００７で基板上のアライメントマークと基板保持装置上の基準マークとの相対位置を計測する計測ステーションと、計測ステーションで計測されたアライメントマークの位置情報を元に露光を行う露光ステーションとを設け、アライメント精度の向上とスループット向上の両立を図る方法が提案されている。しかしこの方法は計測ステーション（アライメントステージ）と露光ステーション（露光ステージ）の間で基板（ウエハ）を吸着保持したまま、基板保持装置（ウエハチャック）を受け渡す必要がある。
【０００４】
図４で二つのステージ間でのウエハ及びウエハチャックの搬送について説明する。不図示のアライメントユニットにより位置決めされたウエハ３及び静電チャック（静電吸着方式のウエハチャック）４０を不図示の搬送ハンドによりアライメントステージ２０上に搬送される。ここでアライメント系２３によりアライメント動作を行う。アライメント動作が終了すると、このウエハ３及び静電チャック４０は搬送ロボット２１により露光ステージ２２に搬送される。露光ステージ２２に搬送されたウエハ３に不図示のレチクル上のマークを光学系２４により露光動作する。この露光動作と平行して次のウエハ３及び静電チャック４０が不図示の搬送ハンドによってアライメントステージ２０に搬送されアライメント動作を行っている。このため、アライメント動作と露光動作がパラレルで処理されるため、スループットの向上が可能になる。
【０００５】
ここでアライメントステージ２０から露光ステージ２２まで搬送ロボット２１によりチャック搬送（ウエハをチャックに吸着させたまま搬送を行う）ことが必要である。
【０００６】
ここで、従来の静電チャックの構造を図５に示す。この図は静電チャック２５及びステージ２６を横方向から見た図である。静電チャック２５は一番上に誘電体２７を持ち、その下に＋電極２８及び−電極２９を持つ。この電極に給電するため、電源３０よりケーブル３１をコネクタ部３２で接続している。このようなケーブル３１を配線して静電チャック２５へ給電する方法では搬送装置によりチャック搬送を行うことはできない。
【０００７】
したがって、本出願に係わる発明の目的は、静電チャック単体への給電をケーブル配線することなく行い、ハンドからも給電を行うことによりチャック搬送が可能な半導体製造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】
上記の目的を達成するため、本発明に係わる半導体露光装置は、静電チャックを搬送可能で搬送中も静電吸着力を維持するために以下の二項目を実施する。
▲１▼静電チャック単体への給電をケーブル配線無しで行う。
▲２▼搬送中もハンドから給電を行う。
【０００９】
上記構成によって、静電チャックへの給電をケーブルを配線することなく行い、ハンドからも給電を行うことによりチャック搬送が可能な半導体製造装置を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
次に本発明の実施例を図１用いて説明する。静電チャック４０の上面には誘電体４１を持ち、この下の位置に＋電極４２及び−電極４３を配置する。この電極への給電方式はチャック搬送が可能なようにケーブルを直接静電チャックに配線しないように電磁誘導の作用を用いている。静電チャック４０の下部の位置にコイル４４及びコア４５を持ち、静電チャック４０を支持するステージ４６側にもコイル４７及びコア４８を持つ。ステージ４６側のコイルに電源供給部４９より交流電圧を出力すると、これと対向した静電チャック４０側のコイルに誘導起電力によって交流電圧が発生する。コイル４４に出力された交流電圧を直流電源モジュール５０によって直流電圧に変換し＋電極４２及び−電極４３に印加される。電圧が印加されると誘電体４１とウエハ３の間に電位差が生じ、この電位差によって生じたクーロン力によりウエハ３を静電チャック４０に保持することができる。
【００１１】
このような構成にすることによってステージ４６と静電チャック４０の間にケーブルを配線する必要がないため容易に静電チャック４０及びウエハ３を搬送することが可能である。
【００１２】
次に、第２図においてアライメントステージ２０によってアライメントが終了したウエハ３及び静電チャック４０を露光ステージ２２に搬送する場合のシーケンスについて述べる。第２図は静電チャック４０及びチャック搬送用の搬送ロボット２１に取り付けられたハンド５１の上面図である。アライメントステージ２０では静電チャック４０のコイル４４及びコア４５の真下の位置に対向してコイル４７及びコア４８を持ち、アライメントステージ２０のコイル４７へ電源供給部４９からの給電が行えるようになっている。これについては第一図で説明した通りである。これによってアライメントステージ２０上ではウエハ３を静電チャック４０に吸着保持している。アライメント終了後にハンド５１によって、アライメントステージ２０から露光ステージ２２へ静電チャック４０及びウエハ３が搬送される。この場合ハンド５１内部にも電源供給部５４を持ち、静電チャック４０のコイル４４及びコア４５と対向する位置にハンド５１側のコイル５２及びコア５３を配置している。アライメントステージ２０側から静電チャック４０への給電を行っている状態でハンド５１が静電チャック４０を保持するため不図示の開閉機構を動作させてクランプする。この状態でアライメントステージ２０側からの給電とハンド５１側からの給電を切り換えることにより連続して静電チャック４０への給電が行われる。
【００１３】
次にハンド５１からの給電を行いながらウエハ３を静電チャック４０に保持したまま、静電チャック４０自体をハンド５１によって露光ステージ２２へ搬送する。露光ステージ２２側にもアライメントステージ２０と同様に静電チャック４０のコイル４４及びコア４５の真下に相当する箇所に対向してコイル４７及びコア４８を持ち、露光ステージ２２のコイル４７へ電源供給部４９からの給電が行えるようになっている。ハンド５１によってウエハ３を保持した静電チャック４０を露光ステージ２２に位置決めする。次にハンド５１からの給電と露光ステージ側２２からの給電を切り換える。この後にハンド５１の不図示の開閉機構を動作させ静電チャック４０のクランプを解除する。さらにハンド５１を露光ステージ２２から退避させる。
【００１４】
以上のような構成にすれば、アライメントステージ２０上で静電チャック４０に保持されたウエハ３の保持力を維持したままハンド５１により露光ステージ２２まで搬送し、露光ステージ２２上でウエハ３を静電チャック４０に保持することができるため、簡単にチャック搬送が可能となる。
【００１５】
（実施例２）
次に本発明の第二の実施例を説明する。アライメントステージ２０及び露光ステージ２２では、多軸の駆動が必要でこのためのアクチュエータ等を多数配置するため、コイル及びコアの配置においても制約が非常に多い。またハンドにおいてはスペースが小さいため、コイル及びコアの配置の融通は少ない。このため、ステージ及び、ハンドで最適な位置に配置できるようにすることが必要である。本実施例ではこの点に考慮して静電チャック４０の複数の位置にコイル及びコアを配置することができるようにしている。本実施例について第３図を用いて説明する。第３図は静電チャック４０及びハンド５１を上から見た図である。本実施例の静電チャック４０には二組のコイル及びコアを持つ。静電チャック４０の中でアライメントステージ２０及び露光ステージ２２に最適な位置にステージ用のコイル４４及びコア４５を配置する。また、ハンド５１に対して最適な位置にハンド用のコイル５５及びコア５６を配置する。
【００１６】
この構成においてアライメントステージ２０から露光ステージ２２までのウエハ３及び静電チャック４０の搬送のシーケンスは以下の通りである。アライメントステージ２０でウエハ３を静電チャック４０に吸着保持する場合にはステージ側の電源供給部４９により交流電圧を出力する。アライメントステージ２２側から静電チャック４０への給電を行っている状態でハンド５１を静電チャック４０に保持するため不図示の開閉機構を動作させてクランプする。この状態でアライメントステージ２２側からの給電とハンド５１側からの給電を切り換えることにより連続して静電チャック４０への給電が行われる。この場合実施例１では静電チャック４０のコイル及びコアは１つであったが、本実施例ではステージ側のコイル４４及びコア４５とハンド５１側のコイル５５及びコア５６を持つため切り換え時に別のコイルよび電極に給電が行われる。
【００１７】
次にハンド５１からの給電を行いながらウエハ３を静電チャック４０に保持したまま、静電チャック４０をハンド５１によって露光ステージ２２へ搬送する。露光ステージ２２側にもアライメントステージ２０と同様に静電チャック４０のコイル４４及びコア４５の真下に相当する箇所に対向してコイル４７及びコア４８を持ち、露光ステージ２２のコイル４７へ電源供給部４９からの給電が行えるようになっている。ハンド５１によってウエハ３を保持した静電チャック４０を露光ステージ２２に位置決めする。次にハンド５１からの給電と露光ステージ側２２からの給電を切り換える。この後にハンド５１の不図示の開閉機構を動作させ静電チャック４０のクランプを解除する。さらにハンド５１を露光ステージ２２から退避させる。
【００１８】
以上の構成により、ハンドとステージで最適な位置にコイル及びコアを配置することができる。この複数のコイル及びコアの切り換えで給電を行うことができる。このためステージ及びハンドのコア及びコイルの配置に関して設計の自由度を増やすことが可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上の構成によって、アライメントステージ上で静電チャックに保持されたウエハの保持力を維持したままハンドにより露光ステージまで搬送し、露光ステージ上でウエハを静電チャックに保持することができるため、簡単にチャック搬送が可能となる。このためアライメント動作と露光動作をパラレルで処理を行うことが可能になるためスループット向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステージより静電チャックに給電する時の側面図。
【図２】ハンドから静電チャックに給電する時の平面図。
【図３】実施例２のハンドから静電チャックに給電する時の平面図。
【図４】アライメントステージ、露光ステージ及び搬送ロボットの側面図。
【図５】従来の静電チャックの側面図。
【図６】従来例の露光装置の平面図。
【符号の説明】１：搬送ロボット、２：キャリア、３：基板（ウエハ）３ａ：オリエンテーションフラット、４：ＰＡＸステージ、５：ＰＡＹステージ、６：ＰＡ θステージ、７：ＰＡチャック、８〜１０：ＰＡ光学系、１１：ウエハチャック、１２：Ｘステージ、１３：Ｙステージ、２０：アライメントステージ、２１：搬送ロボット、２２：露光ステージ、２３：アライメント系、２４：光学系、２５：静電チャック、２６：ステージ、２７：誘電体、２８：＋電極、２９：−電極、３０：電源、３１：ケーブル、３２：コネクタ部、４０：静電チャック、４１：誘電体、４２：＋電極、４３：−電極、４４：コイル、４５：コア、４６：ステージ、４７：コイル、４８：コア、４９：電源供給部、５０：直流電源モジュール、５１：ハンド、５２：コイル、５３：コア、５４：電源供給部、５５：コイル、５６：コア、５７：コイル、５８：コア。

Claims

静電チャックの内部にコイル、コア及び直流電源モジュールを備え、静電チャックを搭載するステージ側にコイル、コア、及び電源供給モジュールを備えた半導体製造装置。
静電チャックを搬送するハンドにコイル、コア及び電源供給モジュールを備え、静電チャックの内部にコイル、コア及び直流電源モジュールを備え、前記静電チャックに電源を供給することにより静電チャック上のウエハを吸着保持したまま静電チャックを搬送することが可能な半導体製造装置。
静電チャック内部に一つ以上のコイル、コア及び直流電源モジュールを備え、静電チャックを搬送するハンド及び、静電チャックを搭載するステージ側にコイル、コア、及び電源供給モジュールを備え、前記ハンドよりステージに静電チャックを載せる際にスイッチの切り換えで常に静電チャックに電源を供給することが可能な半導体製造装置。
請求項１記載の半導体露光装置を用いて製造したことを特徴とする半導体デバイス。