KR20010032714A - 기판 반송방법 및 기판 반송장치, 이것을 구비한 노광장치및 이 노광장치를 이용한 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 신속한 기판의 수수를 가능하게 하는 기판반송장치 및 이를 구비하는 기판처리장치를 제공함으로써, 본 발명의 기판반송장치는, 기판 (W) 을 반송하는 장치에 있어서, 상기 기판의 주변부 중 적어도 2 군데의 주변부를 지지하고, 상기 기판을 스테이지 (7) 로 반송하는 반송아암 (45, 46, 145, 146) 을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 반송아암은, 상기 기판의 주변부 중 상기 기판의 반송방향 (CD) 에서의 일방의 주변부의 이면을 지지하는 제 1 지지부 (45e) 와, 상기 제 1 지지부에 설치되어 상기 기판의 일방의 주변부의 측면에 대향하는 제 1 대향부 (45f) 를 갖는 제 1 아암 (45) 와, 상기 기판의 주변부 중, 상기 기판의 반송방향에서의 타방의 주변부의 이면을 지지하는 제 2 지지부 (46e) 와, 상기 제 2 지지부에 설치되어 상기 기판의 타방의 주변부의 측면에 대향하는 제 2 대향부 (46f) 를 갖는 제 2 아암 (46) 과, 상기 제 1 아암과 상기 제 2 아암을 각각 서로 근접 및 이간하도록 구동시키는 구동기구 (43, 43a, 45a, 46a) 를 구비한다.

Description

기판 반송방법 및 기판 반송장치, 이것을 구비한 노광장치 및 이 노광장치를 이용한 디바이스 제조방법{SUBSTRATE TRANSFERRING DEVICE AND METHOD, EXPOSURE APPARATUS HAVING THE SUBSTRATE TRANSFERRING DEVICE, AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE USING THE EXPOSURE APPARATUS}

[제 1 배경기술]

도 62 및 도 63 은 종래의 기판 반송장치 구조를 설명하는 도면이다. 도 62 는 평면도이고 도 63 은 아암 부분의 정면도이다. 기판 반송장치를 구성하는 로드아암 (412) 과 언로드아암 (413) 은 서로 간섭하지 않고 모두 아암가이드 (414) 로 안내되어 아암가이드의 길이방향으로 왕복이동 가능하게 되어 있다. 또한, 각 아암 (412, 413) 은 각각 1 쌍의 기판지지부 (412a, 413a) 를 구비하고 있으며, 이들 선단에는 웨이퍼 흡착부 (412b, 413b) 가 형성되어 있다.

로드아암 (412) 에 의해 도시된 위치로 반송되어 온 미처리된 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 흡착부 (412b) 에 의한 흡착이 해제되어 도시를 생략한 XY 스테이지측의 핀에 수수된다. 이동 탑재를 완료한 로드아암 (412) 은 후퇴하여 다른 웨이퍼 (W) 를 가지러 간다. 또한, 핀에 수수된 웨이퍼 (W) 는 핀 강하에 따라 XY 스테이지의 탑재 테이블상에 흡착 지지되고, XY 스테이지와 함께 다른 장소로 이동하여 노광 등의 소정 처리가 실시된다.

언로드아암 (413) 은 웨이퍼 (W) 처리 중 또는 처리 직후에 도시된 대기위치까지 이동한다. 처리가 완료된 웨이퍼 (W) 가 XY 스테이지와 함께 도시된 위치로 오면 핀과 함께 웨이퍼 (W) 가 상승된다. 그리고, 웨이퍼 (W) 가 기판지지부 (413a) 보다도 높은 위치로 이동된 단계에서 언로드아암 (413) 을 도면 중의 로드아암 (412) 으로 나타낸 수수 위치까지 이동시켜 웨이퍼 (W) 를 받는다.

그러나, 상기와 같은 기판 반송장치에서는 언로드아암 (413) 의 대기위치는 웨이퍼 흡착부 (413b) 와 웨이퍼 (W) 가 간섭하지 않도록 아암을 웨이퍼 (W) 로부터 거리 (d) 이상 떨어뜨려 둬야한다. 또한, 예컨대 웨이퍼 (W) 를 언로드아암 (413) 에서 받을 때에 언로드아암 (413) 를 대기위치 (A) 에서 수수 위치 (B) 까지 이동시킬 필요가 있으며, 이 때 이동에 필요한 시간에서 기인하여 웨이퍼 (W) 의 반송이나 처리의 스루풋이 저하된다는 문제가 있다.

[제 2 배경기술]

또, 반도체소자 등을 제조할 때에 마스크로서의 레티클 패턴을 포트레지스트가 도포된 웨이퍼 (또는 글래스플레이트 등) 의 각 쇼트영역에 전사하기 위한 노광장치로서 종래에는 스텝 앤드 리피트 방식 (일괄노광형 또는 스테퍼형) 의 투영노광장치가 많이 사용되어 왔다. 반면, 최근 투영광학계에 대한 부담을 그다지 무겁지 하지 않고, 고정밀도하게 대면적의 회로패턴을 전사한다는 요청에 대응하기 위해, 쇼트사이에서는 스텝 이동을 하며 각 쇼트영역에 대한 노광을 할 때에는 레티클과 웨이퍼를 투영광학계에 대해 동기 이동한다는 소위 스텝 앤드 스캔 방식과 같은 주사노광형 투영노광장치도 주목받고 있다.

이들 투영노광장치에서 스루풋을 높이기 위해서는 웨이퍼의 위치결정 및 이동을 하기 위한 웨이퍼 스테이지상의 노광이 완료된 웨이퍼를 반출 (언로드) 함과 동시에 미노광된 웨이퍼를 그 웨이퍼 스테이지상으로 반입 (로드) 한다는 웨이퍼의 로딩동작을 고속으로 할 필요가 있다.

종래의 웨이퍼 로더계는 웨이퍼 스테이지의 웨이퍼 홀더내에 돌출몰입 (突沒) 가능하게 설치된 웨이퍼 상하 핀과, 이 웨이퍼 상하 핀에 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 반입아암과, 상기 웨이퍼 상하 핀에서 웨이퍼를 제거하는 웨이퍼 반출아암을 구비하고 있었다. 그리고, 예컨대 일본 공개특허공보 평9-36202 호에 개시되어 있는 바와 같이 웨이퍼 스테이지상에 웨이퍼를 탑재할 때에는 미리 웨이퍼의 반송 라인에서 웨이퍼 반입아암에 웨이퍼를 수수하는 단계에서 웨이퍼 외형 기준으로 대략적인 위치맞춤 (프리얼라인먼트) 을 하였다.

그리고, 웨이퍼 교환을 하기 위해 웨이퍼 스테이지를 로딩위치로 이동시켜 웨이퍼 홀더의 노광이 완료된 웨이퍼에 대한 흡착을 오프 (off) 로 한 후, 그 웨이퍼 상하 핀과 함께 웨이퍼를 상승시키고서 그 웨이퍼와 웨이퍼 홀더 사이에 웨이퍼 반출아암을 삽입하며 웨이퍼 상하 핀을 강하시켜 그 웨이퍼를 웨이퍼 반출아암으로 수수되었다.

그 후 웨이퍼 반출아암을 로딩위치에서 웨이퍼의 반송 라인측으로 반출함과 동시에 미노광된 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 반입아암을 로딩위치에 삽입하며 웨이퍼 상하 핀을 상승시켜 웨이퍼 상하 핀에 그 웨이퍼를 수수하였다. 그리고, 웨이퍼 반입아암을 잡아당기고서 웨이퍼 상하 핀을 강하시켜 웨이퍼를 웨이퍼 홀더상에 탑재한 후 웨이퍼 홀더에 의한 흡착을 온 (on) 으로 하였다. 그 후에 웨이퍼 스테이지는 그 웨이퍼상의 서치얼라인먼트마크가 얼라인먼트센서의 검출영역에 수납되는 위치에 순서대로 이동하여 서치얼라인먼트가 이뤄졌다.

또, 서치얼라인먼트에서는 예컨대 웨이퍼상의 3 개의 1 차원 서치얼라인먼트마크 위치를 검출함으로써, 웨이퍼상의 쇼트배열의 원점의 위치 어긋남량 및 회전각의 어긋남량이 검출되고, 그 검출결과에 따라 웨이퍼상의 각 쇼트영역의 실제의 대략적인 배열좌표를 구할 수 있었다. 그 후, 상기 대략적인 배열좌표에 의거하여 웨이퍼상의 미리 정해진 소정 개수의 쇼트영역 (샘플쇼트) 에 부착된 파인얼라인먼트 마크 (웨이퍼 마크) 의 위치를 얼라인먼트센서로 검출함으로써, 예컨대 EGA (인핸스드 글로벌 얼라인먼트) 방식으로 최종적인 얼라인먼트 (파인얼라인먼트) 가 실행되었다. 그리고, 그 결과에 따라 웨이퍼상의 각 쇼트영역에 레티클 패턴 이미지가 고정밀도로 중첩되어 노광된 후 다시 상기 웨이퍼 교환이 이뤄졌다.

상기와 같이 종래 기술에서는 웨이퍼 스테이지상의 웨이퍼 홀더 내에 웨이퍼 상하 핀이 돌출몰입 가능하게 탑재되어 있으며, 이 웨이퍼 상하 핀을 승강시킴으로써 웨이퍼 홀더와 웨이퍼 반입아암 또는 웨이퍼 반출아암 사이에서 웨이퍼의 수수가 이 이루어졌다.

그런데, 이렇게 웨이퍼 홀더내에 웨이퍼 상하 핀을 설치하는 구성에서는 웨이퍼 홀더를 지지하는 웨이퍼 스테이지의 기구가 복잡화되어 대형화시킨다는 문제가 있다. 특히, 스루풋을 높이기 위해서는 일괄노광형이면 스텝 이동속도, 주사노광형이면 스텝 이동속도 및 주사속도를 높일 필요가 있으나, 구동모터를 대형화시키면 진동이나 발열이 증대될 우려가 있다. 따라서, 웨이퍼 스테이지를 소형화시킬 수 없는 상태에서는 발열량 등을 억제하여 그 이동속도를 높이는 것은 어려웠다.

또, 종래의 웨이퍼 1 장의 처리시간은 웨이퍼 교환시간, 서치얼라인먼트 시간, 파인얼라인먼트 시간 및 레티클의 패턴 이미지를 각 쇼트영역에 실제로 전사하는 시간 (좁은 의미로 노광시간) 의 합으로 결정되는 것이기 때문에, 웨이퍼 교환시간 또는 웨이퍼의 얼라인먼트 시간을 단축시켜도 노광공정의 스루풋을 높일 수 있다. 따라서, 웨이퍼 교환시간 또는 웨이퍼의 얼라인먼트 시간을 될 수 있는 한 단축하는 것이 요구된다.

또한, 종래에는 투영노광장치에서 떨어진 위치에서 웨이퍼의 프리얼라인먼트를 하고서 웨이퍼 반입아암에 의해 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지상으로 반송되었기 때문에, 웨이퍼 반입아암의 위치결정 정밀도 등에 따라 그 프리얼라인먼트 정밀도가 저하될 우려가 있었다. 따라서, 종래에는 웨이퍼를 웨이퍼 홀더상에 흡착 지지하고서 파인얼라인먼트를 실행하기 전에 웨이퍼상의 쇼트배열을 대략적으로 계측하기 위한 서치얼라인먼트를 실행할 필요가 있어 얼라인먼트에 필요한 시간이 길어졌다. 이러한 서치얼라인먼트를 절약하기 위해서는 웨이퍼를 웨이퍼 홀더상에 탑재하는 단계에서 웨이퍼의 위치결정 정밀도를 향상시킬 필요가 있다.

그리고, 예컨대 웨이퍼를 웨이퍼 홀더에 탑재할 때까지 사이에 웨이퍼 외형 위치를 검출하는 것으로 한 경우, 낙사 (落射) 조명방식으로 웨이퍼로부터 반사광을 받으면 웨이퍼 표면의 박막 재질이나 그 표면의 경사 (단차) 상태 등에 따라 반사광 상태가 비교적 크게 변화하기 때문에 위치검출 정밀도가 저하될 우려도 있다.

[제 3 배경기술]

한편, 도 64 에는 이런 종류의 장치에서의 웨이퍼 반송계의 일례가 나타나 있다. 여기에서 상기 도 64 를 이용하여 웨이퍼 반송 처리 흐름을 간단히 설명하면 인라인보다 코터-디벨로퍼(Coater-Developer) (웨이퍼상에 포토레지스트를 도포하거나 노광 후 웨이퍼를 현상하는 장치) 등의 다른 반도체 제조장치로부터 보내진 웨이퍼 (W) 는 로봇아암 (464) 에 수수되고 로봇아암 (464) 상의 흡착부 (468) 에서 흡착 지지된다. 그 후 로봇아암 (464) 이 아암구동장치 (466) 에 의해 화살표시 A 방향으로 가이드 (467) 를 따라 구동되고, 로봇아암 (464) 에 의해 웨이퍼 (W) 가 프리얼라인먼트장치 (470) 의 전방까지 운반된다. 상기 위치에서 로봇아암 (464) 을 늘려 프리얼라인먼트장치 (470) 상의 회전축 (472) 상에 웨이퍼 (W) 가 수수된다.

여기에서, 제어장치 (474) 에서는 프리얼라인먼트장치 (470) 를 구성하는 도시되지 않은 구동기구를 통해 회전축 (472) 을 회전 구동시킨다. 그럼으로써 웨이퍼 (W) 가 회전을 개시한다. 상기 웨이퍼 (W) 회전 중 제어장치 (474) 에서는 도시되지 않은 노치검출센서의 출력을 모니터하여 웨이퍼 (W) 의 주연부(周緣部)에 형성된 노치 (V 자형의 노치) 가 검출되는 것을 기다린다. 노치검출센서에 의해 노치가 검출되면 제어장치 (474) 에서는 구동기구를 통해 회전축 (472) 의 회전을 정지시킨다. 이어서, 제어장치 (474) 에서는 도시되지 않은 핀 구동기구를 통해 위치결정핀 (476, 478, 480) 을 회전축 (472) 쪽으로 동시에 구동시킨다. 그럼으로써 웨이퍼 (W) 의 회전방향 및 XY 2 차원 방향의 러프한 위치결정 (프리얼라인먼트) 가 종료된다. 상기 프리얼라인먼트 종료 후 제어장치 (474) 에서는 위치결정핀 (476, 478, 480) 을 원위치로 되돌린다.

이어서, 제어장치 (474) 에서는 회전반송아암 구동장치 (482) 를 구성하는 아암구동기구 (484) 를 구동시키고 웨이퍼 로드용 회전반송아암 (486) 을 당해 회전반송아암 (486) 선단의 갈고리부가 프리얼라인먼트장치 (470) 상의 회전축 (472) 에 걸어맞춘 위치까지 선회시키면서 정지시켜 회전반송아암 (486) 에 설치된 흡착부 (488) 의 진공을 ON 으로 한다. 그럼으로써 웨이퍼 (W) 가 회전반송아암 (486) 에 흡착 지지된다. 이 상태에서 회전반송아암 (486) 은 대기한다. 이 대기중에 XY 스테이지 (490) 에 탑재된 웨이퍼 (W) 의 노광이 종료되고 웨이퍼 (W) 의 교환이 아래 (1) ∼ (10) 순서에 따라 약 5 ∼ 10 초간 행해진다.

(1) 도시되지 않은 주제어장치에 의해 구동계를 통해 XY 스테이지 (490) 가 로딩포지션까지 이동된다.

(2) 이어서, 주제어장치에 의해 웨이퍼 홀더 (492) 의 진공이 OFF 된다.

(3) 이어서, 주제어장치에 의해 XY 스테이지 (490) 에 설치된 3 개의 상하 이동 핀 (센터업 : 494, 496, 498) 이 상승 구동되고, 이 센터업 (494, 496, 498) 에 의해 웨이퍼 (W) 가 상측으로 들어올려져 웨이퍼 홀더 (492) 로부터 이간된다.

(4) 이어서, 제어장치 (474) 에 의해 주제어장치로부터의 지시에 따라 아암구동기구 (484) 가 제어되고, 웨이퍼 언로드용 회전반송아암 (500) 이 센터업 (494, 496, 498) 에 지지된 웨이퍼 (W) 아래에 삽입된다.

(5) 이어서, 주제어장치에 의해 센터업 (494, 496, 498) 이 하강 구동되고 회전반송아암 (500) 에 웨이퍼 (W) 가 건네진다. 이 때, 제어장치 (474) 에 의해 회전반송아암 (500) 의 흡착부 (502) 에 의한 웨이퍼 (W) 진공이 개시된다.

(6) 그리고, 제어장치 (474) 에 의해 회전반송아암 (500) 이 선회되고, 웨이퍼 (W) 가 로딩포지션으로부터 퇴피됨과 동시에 웨이퍼 (W) 를 지지하여 대기중의 회전반송아암 (486) 이 선회되며 웨이퍼 (W) 가 홀더 (492) 상측까지 반송된다.

(7) 이어서, 주제어장치에 의해 센터업 (494, 496, 498) 이 상승 구동되고, 웨이퍼 (W) 가 회전반송아암 (486) 에서 센터업 (494, 496, 498) 상에 이동 탑재된다.

(8) 이어서, 제어장치 (47) 에 의해 회전반송아암 (486) 이 웨이퍼 (W) 로부터 퇴피된다.

(9) 이어서, 주제어장치에 의해 센터업 (494, 496, 498) 이 하강 구동되고 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 홀더 (492) 상에 탑재된다.

(10) 이어서, 주제어장치에 의해 웨이퍼 홀더 (492) 의 진공이 ON 된다.

최근, 디바이스의 고집적화가 진행됨에 따라 빛을 이용한 노광방법에 한계가 보이기 시작하고 있다. 예컨대, 0.18 ㎛ 라인 앤드 스페이스 (L/S) 이하의 디바이스 룰 (최소 선폭) 의 노광을 하는 경우 엑시머레이저 (KrF : 파장 248 ㎚, ArF : 파장 193 ㎚) 또는 F₂레이저 (파장 157 ㎚) 등의 짧은 노광파장을 사용하며, 높은 N.A.(0.6 ∼ 0.75) 을 갖는 투영광학계를 사용할 필요가 있어 레티클 사이즈도 6 인치에서 9 인치로 바뀌고 있다. 이러한 상황하에서 또한 고스루풋을 얻을 수 있는 노광장치의 수요가 높아지며 예컨대 스캐닝 스테퍼 등의 주사형 노광장치의 경우 노광시간 단축을 위해, 레티클이 탑재된 레티클 스테이지와 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 스테이지 (XY 스테이지) 를 보다 고가속도화, 고속화시키는 것이 요구되고 있다.

그러나, 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지를 더 가속도화시키면 두 스테이지의 동기 정정 (整定) 이 어려워져 정정시간이 길어지고 오히려 노광시간이 길어지거나 두 스테이지의 동기제어오차가 커져버릴 가능성이 있다. 스캐닝 스테퍼에서는 레티클과 웨이퍼의 동기제어가 중요하기 때문에, 노광시간의 단축을 스테이지의 고가속도화, 고속화만으로 실현시키는 것은 생각대로 되지 않는 것이 현실이다.

그런데, 이런 종류의 장치의 웨이퍼 처리 흐름은 통상적으로 다음과 같이 된다.

먼저, 상술한 바와 같이 웨이퍼 외형 검출에 의거한 프리얼라인먼트 (러프한 위치맞춤) 을 하는 러프얼라인먼트공정이 이루어진다. 이어서, 웨이퍼 스테이지를 로딩포지션으로 이동시킨 상태에서 상술한 로딩용 반송아암 (반입아암) 에 의한 웨이퍼 스테이지에 대한 웨이퍼의 수수 (웨이퍼 로딩공정) 가 이루어진다. 이어서, 웨이퍼 스테이지상의 웨이퍼의 얼라인먼트마크를 서치하고, 그 결과에 따라 웨이퍼 스테이지의 X, Y, θ방향의 위치오차를 보정하는 서치얼라인먼트 공정이 이루어진다. 이어서, 웨이퍼상의 얼라인먼트마크 위치를 정밀하게 검출하여 웨이퍼상의 쇼트배열을 구하는 파인얼라인먼트 공정이 이루어진다. 상기 얼라인먼트 종료후 레티클 패턴을 웨이퍼상에 전사하는 노광공정이 이뤄지고, 노광 종료후에 웨이퍼 스테이지를 다시 로딩포지션으로 되돌려 상술한 언로딩아암 (반출아암) 에 의한 웨이퍼의 반출 (웨이퍼 언로딩공정 : 이 웨이퍼 언로딩공정과 상술한 웨이퍼 로딩공정에 의해 웨이퍼 교환공정이 구성된다) 이 이루어진다.

따라서, 웨이퍼 1 장을 처리하는데 필요한 시간은 웨이퍼 교환시간 + 웨이퍼러프 서치얼라인먼트 시간 + 웨이퍼 파인얼라인먼트 시간 + 노광시간으로 결정되는데, 노광시간 이외의 웨이퍼 교환시간 등을 단축시켜도 스테이지 고속화와 마찬가지로 고스루풋을 실현시킬 수 있다.

그러나, 상술한 종례예에서는 웨이퍼를 교환하기 위해 상기 (1) ∼ (10) 과 같은 순서를 거칠 필요가 있기 때문에, 교환작업에 장시간을 필요로 한다는 문제가 있었다. 또한, 이 경우 웨이퍼의 프리얼라인먼트 후에 웨이퍼의 수수가 몇번이나 이뤄지기 때문에, 결과적으로 프리얼라인먼트 정밀도가 저하된다는 문제가 있었다. 또, 웨이퍼 스테이지 (XY 스테이지) 상에 센터업과 같은 상하 구동기구를 탑재할 필요가 있어 그 만큼 중량이 무거워져 스테이지의 정정시간이 길어지고 제어성이 악화된다는 문제가 있었다.

본 발명은 기판 반송방법, 기판 반송장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 노광장치의 웨이퍼 스테이지상에 기판으로서 웨이퍼를 반입하거나 웨이퍼 스테이지로부터 웨이퍼를 반출하는데 적합한 기판 반송방법 및 기판 반송장치, 이것을 구비한 노광장치 및 이 노광장치를 이용한 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 1 실시형태인 노광장치의 구조를 설명하는 평면도이다.

도 2 는 도 1 의 제 2 반송부 구조를 설명하는 평면도이다.

도 3 및 도 4 는 한 쌍의 아암부재에 의한 웨이퍼의 지지를 설명하는 도면이다.

도 5 는 도 1 의 장치의 제어기구의 요부를 설명하는 도면이다.

도 6 및 도 7 은 탑재 테이블에 설치한 지지 핀과 1 쌍의 아암부재의 사이에서 웨이퍼의 수수를 설명하는 도면이다.

도 8 은 도 2 에 나타낸 제 2 반송부의 변형예를 나타내는 평면도이다.

도 9 는 도 2 에 나타낸 제 2 반송부의 변형예를 나타내는 측면도이다.

도 10 은 도 6 에 나타낸 제 2 반송부의 변형예를 나타내는 측면도이다.

도 11 은 본 발명의 실시형태의 일례로 설명되는 투영노광장치의 개략구성을 나타내는 도면이다.

도 12 는 도 11 의 레이저 간섭계 (218) 의 레이저 빔의 배열 및 웨이퍼 스테이지 (222) 상의 결상특성의 계측계 등을 나타낸 일부를 생략한 평면도이다.

도 13 은 도 11 중의 웨이퍼 스테이지 (222) 및 12 인치 웨이퍼용 웨이퍼 로더계를 나타내는 평면도이다.

도 14 는 도 11 중의 웨이퍼 스테이지 (222) 및 8 인치 웨이퍼용 웨이퍼 로더계를 나타내는 평면도이다.

도 15 는 도 11 의 투영광학계 (217) 의 지지기구 및 웨이퍼 로더계를 나타낸 일부를 노치한 구성도이다.

도 16 은 웨이퍼 반송아암 (243) 에서 웨이퍼 로드 아암 (228) 에 웨이퍼를 수수하는 경우를 나타내는 요부의 도면이다.

도 17 ∼ 도 20 은 본 발명의 실시형태의 일례에서 12 인치 웨이퍼의 프리얼라인먼트를 행하는 경우의 계측방법의 설명도이다.

도 21 및 도 22 는 본 발명의 실시형태의 일례에서 8 인치 웨이퍼의 프리얼라인먼트를 행하는 경우의 계측방법의 설명도이다.

도 23 은 본 발명의 실시형태의 일례에 있어서, 웨이퍼의 프리얼라인먼트를 행하는 경우의 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

도 24 는 웨이퍼의 프리얼라인먼트 및 웨이퍼 교환을 행하는 경우의 일련된 동작 설명에 사용되는 도면이다.

도 25 는 본 발명의 실시형태의 일례에 있어서, 웨이퍼 교환, 웨이퍼의 얼라인먼트 및 웨이퍼로의 노광을 행하는 경우의 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

도 26 은 웨이퍼 스테이지 (222) 가 로딩위치에 있는 상태를 나타내는 평면도이다.

도 27 은 웨이퍼 스테이지 (222) 가 얼라인먼트위치로 이동하여 얼라인먼트가 행해지는 상태를 나타내는 평면도이다.

도 28 은 웨이퍼 스테이지 (222) 가 베이스라인량 계측위치로 이동하여 베이스라인량의 계측이 행해지는 상태를 나타내는 평면도이다.

도 29 는 웨이퍼에 노광을 행하는 경우의 웨이퍼 스테이지 (222) 의 동작을 나타내는 평면도이다.

도 30 은 본 발명의 다른 실시형태의 노광장치의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 31 은 도 30 의 웨이퍼 스테이지를 나타내는 평면도이다.

도 32 는 도 30 의 장치를 구성하는 투영광학계 근방의 구성성분 및 웨이퍼 반송계의 구성성분의 배치를 나타내는 평면도이다.

도 33 은 도 30 의 주사노광의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 34 ∼ 도 36 은 도 30 의 반입아암의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 37 은 반입아암, 웨이퍼 반송아암 및 반출아암 상호의 위치관계를 설명하기 위한 개략사시도이다.

도 38 은 웨이퍼에 대한 노광이 한창 행해지고 있는 중에 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 39 는 웨이퍼 스테이지가 로딩위치로 이동했을 때 그 후 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 40 은 웨이퍼 스테이지가 얼라인먼트 개시위치로 이동하고서 후동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 41 는 웨이퍼 스테이지가 베이스라인 계측위치로 이동했을 때 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 42 는 웨이퍼 스테이지가 웨이퍼상의 퍼스트 쇼트 노광을 위한 주사 개시위치로 이동한 후 동작을 설명하기 위한 도이다.

도 43 는 반출아암의 돌기부가 웨이퍼 홀더의 노치에 삽입된 상태를 나타내는 사시도, 도 44 는 반출아암에 의한 웨이퍼 (W) 반출 중의 상태를 나타내는 사시도이다.

도 45 는 반출아암이 웨이퍼 홀더상으로부터 퇴피 직후의 반입아암 근방의 상태를 나타내는 사시도, 도 46 는 반입아암이 하강하여 반입아암의 돌기부가 웨이퍼 홀더의 노치에 상측에서 삽입된 직후의 상태를 나타내는 사시도이다.

도 47 및 도 48 은 웨이퍼 스테이지의 변형예를 나타내는 도면이다.

도 49 ∼ 도 51 은 도 49 는 상기 실시형태의 웨이퍼 홀더상에 평탄도가 양호하지 않은 웨이퍼 (W) 가 흡착 지지된 상태를 나타내는 평면도, 도 50 은 도 49 를 화살표시 (E) 방향에서 본 상태를 나타내는 도면, 도 51 은 돌기부 (350a, 350b) 와 웨이퍼 (W1) 가 간섭한 상태를 나타내는 도면이다.

도 52 는 다른 실시형태에 관한 웨이퍼 홀더 (318') 상에 웨이퍼 (W1) 가 흡착 지지된 상태를 나타내는 평면도, 도 53 은 도 52 를 화살표시 (F) 방향에서 본 상태를 나타내는 도면, 도 54 는 도 52 를 화살표시 (F) 방향에서 본 상태를 나타내는 도면이다.

도 55 및 도 56 은 웨이퍼 홀더 (318') 상의 웨이퍼 (W1) 의 언로드 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 57 ∼ 도 59 는 기타 실시형태에 관한 웨이퍼 홀더 (318") 상에 웨이퍼 (W1) 가 흡착 지지된 상태를 나타내고, 도 57 은 정면도, 도 58 은 도 57 의 평면도, 도 59 는 도 57 의 좌측면도이다.

도 60 은 본 발명에 관한 디바이스 제조방법의 실시형태를 설명하기 위한 플로우챠트이다.

도 61 은 도 60 의 스텝 (S204) 에서의 처리를 나타내는 플로우챠트이다.

도 62 및 도 63 은 종래의 기판 반송장치의 일례를 설명하는 도면이다.

도 64 는 다른 종래 장치를 나타내는 설명도이다.

발명의 개시

본 발명의 제 1 목적은 신속한 기판 수수를 가능하게 하는 기판 반송장치 및 이것을 구비한 기판 처리장치를 제공하는 것이다. 또한, 이하 설명에서는 각 구성요건과 도면 중에 기재된 구성의 관련을 명확화시키기 위해서, 도면 중에 기재된 부호를 편의상 기재하고 있으나, 물론 각 구성요건은 도면에 기재된 구성에 한정되지 않는다.

본 발명의 1 형태는 상기 목적을 해결하기 위해 본 발명의 기판 반송장치는 기판 (W) 을 반송하는 장치에서, 상기 기판 주변부 중 적어도 2 군데 주변부를 지지하여 상기 기판을 스테이지 (7) 로 반송하는 반송아암 (45, 46, 145, 146) 을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 형태의 기판 반송장치에서는 반송아암이 상기 기판 주변부 중 적어도 2 군데 주변부를 지지하며 상기 기판을 스테이지로 반송하기 때문에, 기판을 받기 전에 반송아암과 기판의 상대적인 상하 운동을 허용하는 대기위치에서 약간 반송아암을 수평 이동시키는 것만으로 기판 수수가 가능해지는 수수 위치까지 반송아암을 이동시킬 수 있다. 또, 기판을 건네준 후에 기판 수수 위치에서 약간 반송아암을 수평 이동시키는 것만으로 반송아암과 기판의 상대적 상하 운동을 허용하는 대기위치까지 반송아암을 이동시킬 수 있다. 따라서, 기판 수수 동작이 신속해진다.

또한, 바람직한 형태에 따르면, 상기 반송아암이 상기 기판 주변부 중 상기 기판의 반송방향 (CD) 에서의 일측 주변부 이면을 지지하는 제 1 지지부 (45e) 와, 상기 제 1 지지부에 설치되며 상기 기판의 일측 주변부 측면에 대향하는 제 1 대향부 (45f) 를 갖는 제 1 아암 (45) 과, 상기 기판 주변부 중 상기 기판의 반송방향에서의 타측 주변부 이면을 지지하는 제 2 지지부 (46e) 와, 상기 제 2 지지부에 설치되며 상기 기판의 타측 주변부 측면에 대향하는 제 2 대향부 (46f) 를 갖는 제 2 아암 (46) 과, 상기 제 1 아암과 상기 제 2 아암을 각각 상호 접근 및 이간하도록 구동시키는 구동기구 (43, 43a, 45a, 46a) 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 형태에 따르면 간단한 구조 및 동작으로 신속하게 기판을 수수하며 확실히 기판을 지지하면서 반송할 수 있다.

또한, 바람직한 형태에 따르면 상기 반송아암 (145, 146) 이 상기 기판이 탑재된 스테이지 (7) 의 기판지지위치 (71) 주변부에 형성된 노치부 (71a) 에 삽입하며 상기 기판 (W) 이면을 지지하는 지지부 (145c, 146c) 를 갖는 것을 특징으로 한다.

이러한 형태에 따르면 반송아암의 동작만으로 신속한 기판 수수가 가능해진다.

또, 본 발명의 기판 처리장치에 따르면 기판을 지지하는 테이블 (71) 과, 상기 테이블 (71) 로 상기 기판을 반송하는 아암 (145,146) 을 구비한 장치에서, 상기 테이블 주변에 형성된 노치부 (71a) 와, 상기 아암에 설치되고 상기 노치부 (71a) 에 삽입되며 상기 기판 (W) 이면을 지지하는 지지부 (145c, 146c) 를 갖는다.

이러한 기판 처리장치에 따르면 반송아암의 동작만으로 신속한 기판 수수가 가능해진다.

또, 바람직한 형태에 따르면 상기 지지부 (145c, 146c) 가 상기 기판 주변부 중 적어도 2 군데 이면을 지지하는 것을 특징으로 한다.

이러한 형태에 따르면 상기 지지부가 상기 기판 주변주 중 적어도 2 군데 이면을 지지하기 때문에 기판 지지가 안정된다.

그리고, 바람직한 형태에 따르면 상기 반송아암 (145, 146) 이 상기 지지부로서 상기 기판 주변부 중 상기 기판의 반송방향 (CD) 에서의 일측 주변부 이면을 지지하는 제 1 지지부 (145c) 와, 상기 제 1 지지부에 설치되며 상기 기판의 일측 주변부 측면에 대향하는 제 1 대향부 (145f) 를 갖는 제 1 아암 (145) 과, 상기 지지판부로서 상기 기판 주변부 중 상기 기판의 반송방향에서의 타측 주변부 이면을 지지하는 제 2 지지부 (146c) 와, 상기 제 2 지지부에 설치되며 상기 기판의 타측 주변부 측면에 대향하는 제 2 대향부 (146f) 를 갖는 제 2 아암 (146) 과, 상기 제 1 아암 (145) 과 상기 제 2 아암 (146) 을 각각 상호 접근 및 이간하도록 구동시키는 구동기구 (143, 148, 149) 를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 아암에 각각 설치된 제 1 및 제 2 지지부 (145c, 146c) 가 상기 노치부 (71a) 에 삽입할 수 있음을 특징으로 한다.

이러한 형태에 따르면 간단한 구조 및 동작으로 신속하게 기판을 수수하며 확실히 기판을 지지하면서 반송할 수 있다.

또한, 바람직한 형태에 따르면 상기 기판 처리장치가 감광기판에 마스크 패턴을 전사하는 노광장치임을 특징으로 한다.

또, 다른 형태의 기판 반송장치는 기판 (W) 을 반송함과 동시에 기판탑재대 (7) 와의 사이에서 상기 기판을 수수하는 기판 반송장치로, 상기 기판 주변부분 중 상기 기판의 반송방향 (CD) 에서 거의 대향하는 1 쌍의 대향부분의 일측을 하측으로부터 지지하는 제 1 지지부 (45e) 와, 당해 제 1 지지부에 입설 (立設) 된 제 1 입설부 (45f) 를 갖는 제 1 아암 (45) 과, 상기 1 쌍의 대향부분의 타측을 하측으로부터 지지하는 제 2 지지부 (46e) 와, 상기 제 2 지지부에 입설됨과 동시에 상기 제 1 입설부와 협동하여 상기 기판의 수평방향에 대한 이동을 저지하는 제 2 입설부 (46f) 를 갖는 제 2 아암 (46) 과, 상기 기판 반송시에 상기 제 1 및 제 2 아암의 간격을 유지하면서 당해 제 1 및 제 2 아암을 이동시키고 상기 기판을 수수할 때에 당해 제 1 및 제 2 아암의 간격을 변화시키는 아암구동장치 (43, 43a, 45a, 46a) 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 형태의 기판 반송장치에 따르면 기판을 받기 전에 제 1 및 제 2 아암을 이간시킨 대기위치에서 약간 제 1 및 제 2 아암을 근접시키는 것만으로 제 1 및 제 2 아암을 수수 위치로 이동시킬 수 있다. 또, 기판을 건네준 후에 제 1 및 제 2 아암을 수수 위치에서 약간 이간시켜 대기위치까지 이동시킬 수 있다. 따라서, 간단한 구조 및 동작으로 신속하게 기판을 수수하며 기판을 확실히 지지하면서 반송할 수 있다.

또, 바람직한 형태에 따르면 상기 제 1 및 제 2 지지부 (45e, 46e) 가 각각 상기 기판 주변부분과 동일 형상의 부재인 것을 특징으로 한다.

이러한 형태에 따르면 상기 제 1 및 제 2 지지부가 각각 상기 기판 주변부분과 동일 형상의 부재이기 때문에 기판 지지가 더 안정적이다.

또한, 바람직한 형태에 따르면 상기 제 1 및 제 2 아암의 적어도 일측이 당해 아암상에 상기 기판이 지지되어 있는지의 여부를 검출하는 기판센서 (45d, 46d) 를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 형태에 따르면 상기 제 1 및 제 2 아암의 적어도 일측이 당해 아암상에 상기 기판이 지지되어 있는지의 여부를 검출하는 기판센서 (45d, 46d) 를 더 구비하기 때문에 기판 지지가 확실해진다.

또한, 바람직한 형태에 따르면 상기 제 1 및 제 2 아암의 간격 및 위치를 검출하는 위치센서 (47) 를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 형태에 따르면 상기 제 1 및 제 2 아암의 간격 및 위치를 검출하는 위치센서 (47) 를 더 구비하기 때문에 기판 지지가 확실해진다.

본 발명의 다른 목적은 노광장치의 웨이퍼 등의 기판용 스테이지를 소형화시킬 수 있음과 동시에 그 스테이지상에 기판을 탑재할 때 위치결정 정밀도를 향상시킬 수 있는 기판 수수 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 노광장치의 기판용 스테이지와의 사이에서 기판 교환시간을 단축시킬 수 있음과 동시에 그 스테이지상에 기판을 탑재할 때 위치결정 정밀도를 향상시킬 수 있는 기판 수수 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 그와 같은 기판 수수 방법을 사용할 수 있는 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이어서, 본 발명에 따른 기판 수수 방법은 기판 스테이지 (222) 에 의해 위치결정되거나 이동되는 기판 (W) 상에 마스크 (R1) 패턴을 전사하는 노광장치의 그 기판 스테이지 (222) 와의 사이에서 그 기판 수수를 하는 기판 수수 방법에서, 그 기판 (W) 을 지지하면서 그 기판을 승강시키는 반입용 아암 (225, 228) 을 구비하고, 그 반입용 아암에 그 기판을 지지한 상태에서 그 기판 위치를 외형 기준으로 또는 소정의 위치맞춤용 마크를 기준으로 검출하고, 그 검출결과에 따라 그 기판 스테이지를 그 기판을 받는 위치까지 이동시킨 상태에서 그 반입용 아암을 강하시켜 그 기판을 그 기판 스테이지상에 탑재한 후에 그 반입용 아암을 그 기판에서 분리하는 것이다.

이러한 기판 수수 방법에 따르면 그 기판 스테이지가 기판의 로딩위치, 즉 그 반입용 아암 하측으로 이동하였을 때에 그 반입용 아암을 강하시킴으로써 그 반입용 아암에서 그 기판 스테이지에 그 기판이 건네진다. 그 후 예컨대 그 기판 스테이지를 원위치 방향으로 이동시킴으로써 그 반입용 아암을 잡아당길 수 있다. 그럼으로써 그 기판 스테이지측에는 그 기판을 승강시키기 위한 부재를 설치할 필요가 없어 그 기판 스테이지 구성이 간소화되며 소형화된다.

또, 그 반입용 아암에 그 기판을 지지한 상태에서 그 기판 위치 (예컨대 소정의 기준위치로부터의 위치 어긋남량 및 기준방향에 대한 회전오차 등) 을 계측하고서 그 반입용 아암을 그 기판 스테이지상에 강하시킬 때에 그 기판 위치는 거의 변화하지 않기 때문에, 그 기판 스테이지상에 그 기판을 탑재할 때 위치결정 정밀도가 향상된다. 따라서, 서치얼라인먼트를 거의 생략할 수 있다. 또, 그 반입용 아암에 지지된 기판의 위치계측 (프리얼라인먼트) 은 그 기판 스테이지상에서 다른 기판의 최종적인 얼라인먼트 (파인얼라인먼트) 및 노광이 이뤄질 때에 병행하여 실행할 수 있기 때문에, 전체적인 처리시간이 더 단축되어 스루풋이 향상된다.

이 경우 그 반입용 아암 (225, 228) 에 지지된 그 기판 (W) 위치를 검출할 때에 그 기판 외주부에 형성된 노치부 (N1, N2) 를 포함한 적어도 3 군데 위치를 검출하고, 그 검출된 위치에 의거하여 그 기판의 회전각을 산출하며 그 산출결과에 따라 그 반입용 아암을 회전시켜 그 기판의 회전각을 보정하는 것이 바람직하다. 그럼으로써 그 기판을 그 기판 스테이지상에 탑재할 때에 회전오차가 보정되기 때문에, 그 기판 스테이지측에서는 회전오차를 보정하는 동작을 생략할 수 있어 처리시간이 더 단축된다.

본 발명의 기판 수수 방법에 따르면 기판 스테이지측에는 기판을 승강시키는 부재를 설치할 필요가 없기 때문에, 그 기판 스테이지를 소형화시킬 수 있어, 그 기판 스테이지 이동속도나 위치결정 정밀도 (제어성) 를 향상시킬 수 있다. 또한, 반입용 아암상에서 기판 위치를 계측한 후 그대로 그 기판을 기판 스테이지상에 수수하고 있기 때문에, 그 기판 스테이지상에 기판을 탑재할 때 위치결정 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또, 그 기판 중심의 소정의 검출중심으로부터의 위치 어긋남량 (ΔWX, ΔWY) 을 구한 경우 이 위치 어긋남량 (ΔWX, ΔWY) 은 예컨대 그 기판의 최종적인 얼라인먼트를 할 때 오프세트로 사용할 수 있다. 그 이외에 그 위치 어긋남량 (ΔWX, ΔWY) 에 따라 그 기판 스테이지의 로딩위치를 보정해도 된다.

이어서, 본 발명의 다른 형태인 기판 수수 방법은 기판 스테이지 (222) 에 의해 위치결정되거나 이동되는 기판 (W) 상에 마스크 (R1) 패턴을 전사하는 노광장치의 그 기판 스테이지 (222) 와의 사이에서 그 기판을 수수하는 기판 수수 방법에서, 그 기판을 지지하면서 이 기판을 강하시키는 반입용 아암 (225, 228) 과 그 기판을 지지하면서 이 기판을 상승시키는 반출용 아암 (238) 을 구비하고, 그 반입용 아암 (225, 228) 에 그 기판을 지지한 상태에서 이 기판 위치를 검출하는 제 1 스텝 (S103, S104) 과, 그 검출결과에 따라 그 기판 스테이지 (222) 를 그 기판을 받는 위치까지 이동시키고 그 반입용 아암을 강하시켜 그 기판을 그 기판 스테이지상에 탑재하고서 그 반입용 아암을 그 기판에서 분리하는 제 2 스텝 (S111, S113 ∼ S116) 과, 그 기판상의 소정의 위치맞춤용 마크 (WM1 ∼ WM3) 위치를 검출하고 그 검출결과에 따라 그 기판상의 복수의 피노광영역과 그 마스크 패턴의 위치관계를 구하는 제 3 스텝 (S117, 도 27) 과, 그 구한 위치관계에 의거하여 위치맞춤을 하면서 그 기판상의 복수의 피노광영역에 순서대로 그 마스크 패턴을 전사하는 제 4 스텝 (S117, 도 29) 과, 그 기판 스테이지를 그 기판을 반출하는 위치까지 이동시키고 그 반출용 아암으로 그 기판을 상승시켜 그 노광장치에서 반출되는 제 5 스텝 (S111, S112) 을 갖는 것이다.

이러한 본 발명의 형태에 따르면 그 기판 스테이지를 그 기판 반입을 하는 위치까지 이동시키는 동작과 그 반입용 아암 (225, 228) 을 강하시키는 동작의 조합으로 기판 반입이 이뤄지고, 그 기판 스테이지를 그 기판 반출을 하는 위치 (그 기판 반입을 하는 위치와 동일한 것이 바람직하다) 까지 이동시키는 동작과 그 반출용 아암 (238) 을 상승시키는 동작의 조합으로 그 기판 반출이 이뤄지기 때문에, 기판 교환을 고속으로 할 수 있다. 또한, 그 제 1 스텝에서 그 반입용 아암에 지지된 기판 위치를 검출하고 있기 때문에, 그 기판 스테이지에 대한 그 기판의 위치결정 정밀도가 향상된다. 또, 그 기판 스테이지에 대한 위치결정 정밀도가 향상되기 때문에, 그 제 3 스텝에서는 서치얼라인먼트가 아니라 실질적으로 직접 파인얼라인먼트를 할 수 있어 스루풋이 향상된다.

상기 기판 수수 방법에 따르면 기판 스테이지의 가로방향에 대한 이동동작과, 반입용 아암 및 반출용 아암의 상하 운동의 조합으로 기판을 수수할 수 있기 때문에, 기판 스테이지와의 사이에서 기판 교환시간을 단축시킬 수 있다. 또, 반입용 아암상에서 기판 위치를 계측한 후, 그대로 그 기판을 기판 스테이지상에 수수하고 있기 때문에, 그 기판 스테이지상에 기판을 탑재할 때 위치결정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 제 3 스텝에서는 서치얼라인먼트를 거의 생략할 수 있어 노광공정의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 형태의 노광장치는 기판 (W1) 의 위치결정 또는 이동을 하는 기판 스테이지 (222) 와 이 기판 스테이지상의 그 기판에 대해 마스크 (R1) 패턴을 전사하는 노광부 (210, 213, 217) 를 갖는 노광장치에서, 그 기판을 지지하면서 이 기판을 승강시키는 반입용 아암 (225, 228) 과, 이 반입용 아암에 지지된 그 기판 위치를 검출하는 화상처리계 (226, 245) 와, 이 화상처리계의 검출결과에 따라 그 기판 스테이지 및 그 반입용 아암의 동작을 제어하는 제어계 (215, 205) 를 구비하고, 그 제어계는 그 화상처리계에서 검출되는 그 기판 위치에 의거하여 그 기판 스테이지를 그 기판을 받는 위치까지 이동시키며 그 반입용 아암을 강하시켜 그 기판을 그 기판 스테이지상에 탑재시킨 것이다. 이러한 본 발명에 따라 본 발명의 제 1 기판 수수 방법을 사용할 수 있다.

이 경우 그 화상처리계는 그 반입용 아암 (225, 228) 의 바닥면측에 출입 가능하여 그 기판을 바닥면측으로부터 조명하는 가동조명장치 (245) 와, 이 가동조명장치로 조명된 그 기판의 외형 이미지를 촬상하는 촬상장치 (226) 를 갖는 것이 바람직하다. 이렇게 그 기판의 이미지를 투과조명으로 촬상함으로써 그 기판의 에지부 표면의 반사율의 불균일 등에 영향받지 않고 고정밀도하게 그 기판 위치를 계측할 수 있다. 또, 그 반입용 아암을 그 기판 스테이지상에 강하시킬 때에는 그 가동조명장치 (245) 를 퇴피시킴으로써 그 가동조명장치 (245) 는 장해가 되지 않는다.

또, 그 기판이 대형 (예컨대 직경 12 인치 (약 300 ㎜) 의 웨이퍼 등) 인 경우에, 그 가동조명장치 (245) 는 그 기판의 위치검출시에 그 기판상의 검출부분 (226L, 226N1, 226R 와 226U, 226N2, 226R) 에 추종하여 이동하도록 해도 된다. 그럼으로써 그 가동조명장치 (245) 를 소형화시킬 수 있어 퇴피도 쉬워진다. 또, 예컨대 직경이 12 인치인 웨이퍼의 0°노치와 90°노치를 동일한 가동조명장치를 회전시킴으로써 순서대로 검출할 수 있다. 또한, 그 가동조명장치는 예컨대 웨이퍼의 노치검출 및 다른 웨이퍼의 오리엔테이션플랫부의 검출 양쪽에 대응할 수 있는 넓은 조명필드를 갖는 면광원 (형광램프, 형광판 등) 과 같은 것을 구비해도 된다.

또한, 그 반입용 아암 (225, 228) 은 그 기판을 상면측에서 감싸 지지하는 지지부재 (228) 를 구비하고, 그 기판 스테이지 (222) 의 그 기판의 탑재면 (221) 에 그 지지부재 (228) 의 선단부 (250A, 250B) 를 수납하기 위한 홈 (237A, 237B) 이 형성되는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 그 반입용 아암을 그 기판 스테이지상에 강하시켰을 때에 그 지지부재의 선단부 (250A, 250B) 가 그 기판 스테이지상의 홈 (237A, 237B) 에 수납되기 때문에, 쉽게 그 기판을 그 기판 스테이지에 건네줄 수 있다. 그 후, 그 홈 (237A, 237B) 에 평행한 방향으로 그 기판 스테이지를 이동시킴으로써 그 반입용 아암을 그 기판 스테이지로부터 잡아당길 수 있다.

단, 그 홈 (237A, 237B) 폭을 넓게 해두고, 그 기판을 그 기판 스테이지상에 탑재한 후, 그 반입용 아암을 넓혀 상승시킴으로써 그 기판 스테이지로부터 잡아당기도록 해도 된다.

또, 그 기판 스테이지 (222) 상의 그 기판을 반출하기 위한 승강 가능한 반출용 아암을 더 구비하고, 그 반출용 아암도 그 기판을 상면측에서 감싸 지지하는 지지부재 (238) 를 구비하고, 이 지지부재의 선단부 (249A, 249B) 도 그 기판 스테이지상의 홈 (237A, 237B) 에 수납 가능한 것이 바람직하다. 이 경우 그 기판을 검출할 때에는 그 홈에 그 반출용 아암의 선단부가 수납되도록 그 기판 스테이지를 이동하고서 그 반출용 아암을 상승시킴으로써 쉽게 그 기판을 반출할 수 있다.

또한, 그 반입용 아암 (225, 228) 에는 그 기판을 회전 및 승강시키는 기능을 지니게 하고, 기판의 반송 라인에서 그 반입용 아암 (225, 228) 에 노광 대상의 기판을 반송하기 위한 반송용 아암 (243) 을 별도로 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 그 반출용 아암 (238) 에는 그 기판을 받고서 그 기판의 반송 라인까지 이동시킬 수 있는 기능을 지니게 하고, 이들 반송용 아암 (243) 및 반출용 아암 (238) 을 지지하는 베이스부재 (242) 와 그 반입용 아암 (225, 228) 및 그 화상처리계 (226, 245) 를 지지하는 베이스부재 (248) 를 상호 독립적으로 하는 것이 바람직하다. 투영광학계 (217) 를 갖는 경우 후자의 베이스부재 (248) 에는 그 투영광학계 (317) 를 고정시키는 것이 바람직하다. 이 경우 그 반송 라인과 그 기판 스테이지 사이에서 그 기판을 반송할 때 진동 영향이 그 반입용 아암상에서 그 기판 위치를 검출할 때와 그 기판 스테이지상에 그 기판을 건네줄 때에 미치지 않기 때문에 그 기판 스테이지에 대한 그 기판의 위치결정 정밀도가 향상된다.

즉, 본 발명의 제 1 노광장치에 따르면 그러한 제 1 기판의 수수 방법을 사용할 수 있다. 그리고, 반출용 아암을 구비하였을 때에는 그러한 제 2 기판의 수수 방법을 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 기판을 보다 단시간에 기판지지부재에서 반출할 수 있는 기판 반송방법 및 기판 반송장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은 기판을 보다 단시간에 고정밀도하게 기판지지부재로 반입할 수 있는 기판 반송방법 및 기판 반송장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기판지지부재상의 기판 교환시간을 단축시킬 수 있는 기판 반송방법 및 기판 반송장치를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 기판 교환시간의 단축으로 스루풋 향상을 도모할 수 있는 노광장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 디바이스 생산성을 향상시킬 수 있는 디바이스 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 형태는 2 차원면 내에서 이동 가능한 기판지지부재 (318) 에서 기판 (W) 을 반출하는 기판 반송방법으로, 기판 수수 위치에 반출아암 (352) 을 대기시키는 제 1 공정과 ; 상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재를 상기 기판 수수 위치까지 이동시키고 상기 기판을 상기 기판지지부재에서 상기 반출아암에 건네준 제 2 공정과 ; 상기 반출아암과 상기 기판지지부재를 상대 이동시키고 상기 기판을 지지한 상기 반출아암을 상기 기판지지부재로부터 퇴피시키는 제 3 공정을 포함한다.

이것에 의하면 먼저 기판 수수 위치에 반출아암을 대기시켜두고, 이어서 기판을 지지한 기판지지부재를 기판 수수 위치까지 이동시키며 기판을 기판지지부재에서 반출아암에 건네준다. 그리고, 반출아암과 기판지지부재를 상대 이동시키고 기판을 지지한 반출아암을 기판지지부재로부터 퇴피시킨다. 따라서, 기판 수수 위치에 반출아암을 대기시키는 것과 동시 병행적으로 기판지지부재상에 지지된 기판에 대해 여러가지 처리를 할 수 있다. 또, 기판지지부재로부터 반출아암에 대한 기판의 수수는 반출아암이 아니라 이것보다 고속으로 이동하는 기판지지부재를 기판 수수 위치까지 이동시킴으로써 이뤄지고, 그 수수가 완료된 후 기판을 지지한 반출아암의 기판지지부재로부터의 퇴피도 반출아암과 기판지지부재의 상대 이동으로 이뤄지기 때문에, 종래의 언로딩아암과 센터업의 공동작업에 의한 기판 언로딩에 비해 고속의 기판지지부재로부터의 기판 반출 (언로딩) 이 가능해져 스루풋 향상이 가능해진다.

이 경우에 제 2 공정에서 기판 (W) 을 기판지지부재 (318) 에서 반출아암 (352) 에 건네줄 때에 기판지지부재 및 반출아암의 적어도 일측을 2 차원면에 직교한 방향으로 이동시켜도 된다. 이러한 경우에는 기판지지부재 및 반출아암의 2 차원면에 직교한 방향의 상대 이동에 의해 기판지지부재와 기판을 지지한 반출아암을 이간시킬 수 있기 때문에, 제 3 공정의 반출아암과 기판지지부재의 상대 이동을 신속하게 개시할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 형태는 2 차원면 내에서 이동 가능한 기판지지부재 (318) 에 기판 (W') 을 반입하는 기판 반송방법으로, 기판 수수 위치에 기판 (W') 을 지지한 반입아암 (336) 을 대기시키는 제 1 공정과 ; 상기 기판지지부재를 상기 기판 수수 위치까지 이동시키고 상기 기판을 상기 반입아암에서 상기 기판지지부재에 건네주는 제 2 공정과 ; 상기 기판지지부재와 상기 반입아암을 상대 이동시킴으로써 상기 기판을 상기 반입아암에서 이간시키는 제 3 공정을 포함한다.

이것에 의하면 먼저 기판 수수 위치에 기판을 지지한 반입아암을 대기시켜두고, 이어서 기판지지부재를 기판 수수 위치까지 이동시키며 기판을 반입아암에서 기판지지부재에 건네준다. 그리고, 기판지지부재와 반입아암을 상대 이동시킴으로써 기판을 반입아암에서 이간시킨다. 즉, 반입아암에서 기판지지부재에 기판을 건네주기 위해 반입아암이 아니라 이것보다 고속으로 이동하는 기판지지부재를 기판 수수 위치까지 이동시키고, 그 수수가 완료된 후 기판 (즉, 기판을 지지한 기판지지부재) 의 반입아암으로부터의 이간도 기판지지부재와 반입아암의 상대 이동에 의해 이뤄지기 때문에, 종래의 로딩아암과 센터업의 공동작업에 의한 기판의 로딩에 비해 고속의 기판지지부재상으로의 기판 반입 (로딩) 이 가능해져 스루풋 향상이 가능해진다.

이 경우에 상기 제 2 공정에서 상기 기판 (W') 을 상기 반입아암 (336) 에서 상기 기판지지부재 (318) 에 건네줄 때에 상기 기판지지부재 및 상기 반입아암의 적어도 일측을 상기 2 차원면에 직교한 방향으로 이동시켜도 된다. 이러한 경우에는 기판지지부재 및 반입아암의 2 차원면에 직교한 방향의 상대 이동에 의해 반입아암에서 기판지지부재에 기판을 건네줌과 동시에 기판을 반입아암으로부터 이간시킬 수 있기 때문에, 한층 더 단시간에 기판의 로딩이 완료된다. 즉, 제 3 공정의 상대 이동 개시전에 기판을 반입아암으로부터 이간시킬 수 있다.

본 발명의 다른 형태는 2 차원면 내에서 이동 가능한 기판지지부재 (318) 상에서 기판 (W) 을 반출함과 동시에 상기 기판지지부재상에 다른 기판 (W') 을 반입하는 기판 반송방법으로, 기판 수수 위치에 반출아암 (352) 및 상기 다른 기판 (W') 을 지지한 반입아암 (336) 을 대기시키는 제 1 공정과 ; 상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재를 상기 기판 수수 위치까지 이동시키며 상기 기판을 상기 기판지지부재에서 상기 반출아암에 건네주는 제 2 공정과 ; 상기 기판을 지지한 상기 반출아암을 상기 기판지지부재로부터 퇴피시키는 제 3 공정과 ; 상기 반출아암의 퇴피 후에 상기 다른 기판을 상기 반입아암에서 상기 기판지지부재에 건네주는 제 4 공정을 포함한다.

이것에 의하면, 먼저 기판 수수 위치에 반출아암 및 다른 기판 (편의상 「제 2 기판」이라고 함) 을 지지한 반입아암을 대기시키고, 기판 (편의상「제 1 기판」이라고 함) 을 지지한 기판지지부재를 기판 수수 위치까지 이동시키며 제 1 기판을 기판지지부재에서 반출아암에 건네준다. 이어서, 그 제 1 기판을 지지한 반출아암을 기판지지부재로부터 퇴피시키고, 그 반출아암의 퇴피 후에 제 2 기판을 반입아암에서 기판지지부재에 건네준다. 따라서, 기판 수수 위치에 반출아암 및 제 2 기판을 지지한 반입아암을 대기시키는 것과 동시 병행적으로 기판지지부재상에 지지된 제 1 기판에 대해 여러가지 처리를 할 수 있다. 또, 기판지지부재로부터 반출아암에 대한 기판의 수수는 반출아암이 아니라 이것보다 고속으로 이동하는 기판지지부재를 기판 수수 위치까지 이동시킴으로써 이뤄지고, 그 수수가 완료된 후에 제 1 기판을 지지한 반출아암을 기판지지부재로부터 퇴피시키고, 그 반출아암의 퇴피 후에 제 2 기판이 반입아암에서 기판지지부재에 건네진다. 따라서, 종래의 언로딩아암과 센터업의 공동작업 및 로딩아암과 센터업의 공동작업에 의해 기판지지부재상의 기판 교환을 한 경우에 비해 고속의 기판지지부재상의 기판 교환, 즉 언로딩 및 로딩이 가능해져 기판 교환시간을 단축시킬 수 있다.

이 경우에 상기 제 2 공정에서 상기 기판 (W) 을 상기 기판지지부재 (318) 에서 상기 반출아암 (352) 에 건네줄 때에 상기 기판지지부재 및 상기 반출아암의 적어도 일측을 상기 2 차원면에 직교한 방향으로 이동시키고, 상기 제 4 공정에서 상기 반출아암의 퇴피 후에 상기 다른 기판 (W') 을 상기 반입아암 (336) 에서 상기 기판지지부재에 건네줄 때에 상기 기판지지부재 및 상기 반입아암의 적어도 일측을 상기 2 차원면에 직교한 방향으로 이동시키도록 해도 된다. 이러한 경우에는 제 2 공정에서 기판지지부재 및 반출아암의 2 차원면에 직교한 방향의 상대 이동에 의해 기판지지부재와 제 1 기판을 지지한 반출아암을 이간시킬 수 있으며, 또한 제 4 공정에서 기판지지부재 및 반입아암의 2 차원면에 직교한 방향의 상대 이동에 의해 반입아암에서 기판지지부재에 제 2 기판을 건네줌과 동시에 제 2 기판을 반입아암으로부터 이간시킬 수 있다.

본 발명의 다른 형태는 2 차원 방향으로 이동 가능한 스테이지 (WST) 에서 기판 (W) 을 반출하는 기판 반송방법으로, 상기 스테이지상에 설치되며 상기 기판과의 접촉면측에 상기 기판을 지지한 상태에서 반출아암 (352) 의 적어도 일부가 삽입 가능한 소정 방향으로 연장된 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 가 형성된 기판지지부재 (318) 를 미리 준비하고, 상기 반출아암을 기판 수수 위치에 대기시키는 제 1 공정과 ; 상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반출아암의 적어도 일부 (350a, 350b) 를 삽입하기 위해 상기 기판 수수 위치쪽으로 상기 스테이지를 이동시키는 제 2 공정과 ; 상기 반출아암을 상기 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 상기 반출아암과 상기 기판지지부재를 상기 2 차원 방향에 직교한 방향으로 상대 이동시킴으로써 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 이간시키는 제 3 공정을 포함한다.

이것에 의하면 먼저 반출아암을 기판 수수 위치에 대기시키고, 이어서 기판을 지지한 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반출아암의 적어도 일부를 삽입하기 위해 기판 수수 위치쪽으로 기판 스테이지를 이동시킨다. 그리고, 반출아암을 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 반출아암과 기판지지부재를 2 차원 방향에 직교한 방향으로 상대 이동시킴으로써 기판을 기판지지부재로부터 이간시킨다. 따라서, 기판 수수 위치에 반출아암을 대기시키는 것과 동시 병행적으로 기판지지부재상에 지지된 기판에 대해 여러가지 처리를 할 수 있다. 또한, 기판지지부재로부터 반출아암에 대한 기판의 수수는 반출아암이 아니라 이것보다 고속으로 이동하는 스테이지 (즉, 기판지지부재) 를 기판 수수 위치까지 이동시키며 반출아암의 적어도 일부를 기판을 지지한 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 반출아암과 기판지지부재를 2 차원 방향에 직교한 방향으로 상대 이동시킴으로써 기판을 기판지지부재로부터 이간시킴으로써 이루어진다. 따라서, 종래의 언로딩아암과 센터업의 공동작업에 의한 기판 언로딩에 비해 고속의 기판지지부재로부터의 기판 반출 (언로딩) 이 가능해져 스루풋 향상이 가능해진다.

이 경우에 제 2 공정의 기판을 지지한 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 대한 반출아암의 적어도 일부 삽입동작은 반입아암을 기판 수수 위치에 정지시킨 채 기판 수수 위치쪽으로 기판 스테이지를 이동시킴으로써 행해도 물론 되지만, 상기 제 2 공정에서 상기 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 에 상기 반출아암 (352) 의 적어도 일부 (350a, 350b) 를 삽입할 때에 상기 반출아암을 동시에 상기 소정 방향 (오목부 또는 노치가 연장된 방향) 으로 구동시키도록 해도 된다. 이러한 경우에는 보다 단시간에 오목부 또는 노치에 반출아암을 삽입할 수 있게 되어 한층 더 고속의 기판지지부재로부터의 기판 반출 (언로딩) 이 가능해진다.

본 발명의 다른 형태는 2 차원 방향으로 이동 가능한 스테이지 (WST) 상에 기판 (W') 을 반입하는 기판 반송방법으로, 상기 스테이지상에 설치되며 반입아암 (336) 의 적어도 일부 (350a, 350b) 가 삽입 가능한 소정 방향으로 연장된 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 가 형성된 기판지지부재 (318) 를 미리 준비하고, 기판 수수 위치에 기판을 지지한 상기 반입아암을 대기시키는 제 1 공정과 ; 상기 스테이지를 상기 기판 수수 위치쪽으로 이동시키는 제 2 공정과 ; 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암의 적어도 일부를 상기 제 2 차원 방향에 직교한 방향에서 삽입하는 제 3 공정과 ; 상기 기판이 상기 반입아암에서 상기 기판지지부재에 건네준 후, 상기 반입아암과 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 기판을 상기 반입아암으로부터 이간시키는 제 4 공정을 포함한다.

이것에 의하면 먼저 기판 수수 위치에 기판을 지지한 반입아암을 대기시켜 두고, 이어서 스테이지 (즉, 기판지지부재) 를 기판 수수 위치쪽으로 이동시키며 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반입아암의 적어도 일부를 2 차원 방향에 직교한 방향에서 삽입한다. 그리고, 기판이 반입아암에서 기판지지부재에 건네진 후, 반입아암과 스테이지를 상대 이동시켜 기판을 반입아암으로부터 이간시킨다. 즉, 반입아암에서 기판지지부재에 기판을 건네주기 위해 반입아암이 아니라 이것보다 고속으로 이동하는 스테이지를 기판 수수 위치쪽으로 이동시키고, 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반입아암의 적어도 일부를 2 차원 방향에 직교한 방향에서 삽입하여 기판을 기판지지부재에 건네주고, 기판이 반입아암에서 기판지지부재에 건네진 후, 반입아암과 스테이지를 상대 이동시켜 기판을 반입아암으로부터 이간시킨다. 따라서, 종래의 로딩아암과 센터업의 공동작업에 의한 기판의 로딩에 비해 고속의 기판지지부재상으로의 기판 반입 (로딩) 이 가능해져 스루풋 향상이 가능해진다.

이 경우 제 3 공정에서 스테이지가 기판 수수 위치로 이동 완료된 후에, 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반입아암의 적어도 일부를 삽입해도 물론 되지만, 상기 제 3 공정의 기판지지부재 (318) 의 상기 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 에 대한 상기 반입아암 (336) 의 적어도 일부 (350a, 350b) 의 삽입은 상기 스테이지 (WST) 이동 중에 이뤄져도 된다. 이러한 경우에는 스테이지의 기판 수수 위치로 이동 완료되기 전에 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반입아암의 적어도 일부를 삽입할 수 있기 때문에, 기판을 더 빨리 반입아암에서 기판지지부재에 건네줄 수 있게 된다. 단, 기판지지부재상의 소정 위치에 정확히 기판을 건네주기 위해, 기판지지부재가 스테이지상에서 이동할 수 있는 구성으로 하거나 반입아암을 스테이지 이동방향과 반대방향으로 동시에 이동시키는 것이 필요해진다.

이러한 의미에서 상기 제 3 공정에서 상기 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 에 상기 반입아암 (336) 의 적어도 일부 (350a, 350b) 를 삽입할 때에 상기 반입아암을 2 차원 방향에 직교한 방향으로 이동시킴과 동시에 상기 소정 방향으로 구동시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 형태는 2 차원 방향으로 이동 가능한 스테이지 (WST) 에서 기판 (W) 을 반출하는 기판 반송장치로, 반출아암 (352) 과 ; 상기 반출아암을 구동시키는 아암구동기구 (356) 와 ; 상기 스테이지상에 설치되며 상기 기판과의 접촉면측에 상기 기판을 지지한 상태에서 상기 반출아암의 적어도 일부 (350a, 350b) 를 삽입할 수 있는 소정 방향으로 연장된 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 가 형성된 기판지지부재 (318) 와 ; 상기 스테이지를 상기 2 차원 방향으로 구동시키는 스테이지 구동장치 (315) 와 ; 상기 반출아암과 상기 기판지지부재를 2 차원 방향에 직교한 방향으로 상대적으로 구동시키는 상대구동기구 (358) 와 ; 상기 반출아암을 상기 아암구동기구를 통해 기판 수수 위치로 이동시키는 제 1 기능과, 상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반출아암의 적어도 일부를 삽입하기 위해 상기 기판 수수 위치쪽으로 상기 기판 스테이지를 상기 스테이지 구동장치를 통해 이동시키는 제 2 기능과, 상기 반출아암을 상기 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 상기 상대구동기구를 통해 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 이간시키는 제 3 기능을 갖는 제어장치 (319, 320, 321) 를 구비한다.

이것에 의하면 먼저 제어장치에 의해 반출아암이 아암구동기구를 통해 기판 수수 위치로 이동되고, 이어서 기판을 지지한 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반출아암의 적어도 일부를 삽입하기 위해 기판 수수 위치쪽으로 스테이지가 스테이지 구동장치를 통해 이동된다. 그리고, 반출아암을 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 제어장치에 의해 상대구동기구를 통해 기판이 기판지지부재로부터 이간된다. 이 때문에, 기판 수수 위치에 반출아암을 대기시키는 것과 동시 병행적으로 기판지지부재상에 지지된 기판에 대해서 여러 가지 처리할 수 있다. 또, 기판지지부재로부터 반출아암에 대한 기판의 수수는 반출아암이 아니라, 이것보다 고속으로 이동하는 스테이지 (즉 기판지지부재) 를 기판 수수 위치까지 이동시키며 반출아암의 적어도 일부를 기판을 지지한 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 반출아암과 기판지지부재를 2 차원 방향에 직교한 방향으로 상대 이동시킴으로써 기판을 기판지지부재로부터 이간시킴으로써 행해진다. 따라서, 종래의 언로딩아암과 센터업의 공동작업에 의한 기판 언로딩에 비해 고속의 기판지지부재로부터의 기판 반출 (언로딩) 이 가능해져 스루풋 향상이 가능해진다.

이 경우에 상기 제어장치 (319, 320, 321) 는 상기 기판지지부재 (318) 에서 상기 반출아암 (352) 에 상기 기판 (W) 이 이동 탑재된 후, 상기 반출아암과 상기 스테이지 (WST) 를 상대 이동시켜 상기 반출아암을 상기 기판지지부재로부터 퇴피시키는 제 4 기능을 더 갖고 있어도 된다. 이러한 경우에는 반출아암과 스테이지의 적어도 일측 이동에 의해 기판지지부재에서 반출아암에 기판이 이동 탑재된 후 반출아암의 기판지지부재로부터의 퇴피가 가능해져, 결과적으로 기판을 반출아암으로부터 빨리 퇴피시킬 수 있고, 퇴피 후 기판 처리를 빨리 개시할 수 있게 된다.

상기 기판 반송장치에서, 제어장치는 반출아암을 기판 수수 위치에 대기시킨 상태에서 스테이지 (WST) 만 기판 수수 위치쪽으로 이동시킴으로써 기판을 지지한 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반출아암의 적어도 일부를 삽입해도 물론 되지만, 상기 제어장치 (319, 320, 321) 는 상기 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 에 상기 반출아암 (352) 의 적어도 일부 (350a, 350b) 를 삽입할 때, 상기 반출아암이 상기 소정 방향으로 동시에 이동하도록 상기 아암구동기구 (356) 를 제어하도록 해도 된다. 이러한 경우에는 오목부 또는 노치에 반출아암을 더 빨리 삽입할 수 있게 된다.

또, 상기 기판 반송장치에서, 상기 제어장치 (319, 320, 321) 는 상기 반출아암 (352) 의 적어도 일부 (350a, 350b) 가 상기 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 에 삽입된 후, 상기 반출아암과 상기 스테이지 (WST) 가 상기 소정 방향으로 상대 이동하도록 상기 아암구동기구 (356) 및 상기 스테이지 구동장치 (315) 의 적어도 일측을 제어하도록 해도 된다. 이러한 경우에는 오목부 또는 노치에 대한 반출아암의 삽입을 보다 빨리 완료할 수 있고, 그 후 반출아암과 기판지지부재의 2 차원 방향에 직교한 방향의 상대 이동을 그 만큼 빨리 개시할 수 있다.

본 발명의 다른 형태는 2 차원 방향으로 이동 가능한 스테이지 (WST) 상에 기판 (W') 을 반입하는 기판 반송장치로, 기판 수수 위치에서 기판을 지지하는 반입아암 (336) 과 ; 상기 스테이지상에 설치되며, 상기 반입아암의 적어도 일부 (350a, 350b) 가 삽입 가능한 소정 방향으로 연장된 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 가 형성된 기판지지부재 (318) 와 ; 상기 스테이지를 상기 2 차원 방향으로 구동시키는 스테이지 구동장치 (315) 와 ; 상기 반입아암과 상기 기판지지부재를 상기 2 차원 방향에 직교한 방향으로 상대적으로 구동시키는 상대구동기구 (338) 와 ; 상기 스테이지를 상기 스테이지 구동장치를 통해 상기 기판 수수 위치쪽으로 이동시키는 제 1 기능과, 상기 상대구동기구를 통해 상기 반입아암을 상기 기판지지부재에 접근시킴으로써 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암의 적어도 일부를 상기 2 차원 방향에 직교한 방향에서 삽입하는 제 2 기능과, 상기 기판이 상기 반입아암에서 상기 기판지지부재에 건네진 후, 상기 반입아암과 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 기판을 상기 반입아암으로부터 이간시키는 제 3 기능을 갖는 제어장치 (319, 320, 321) 를 구비한다.

이것에 의하면 기판 수수 위치에 기판을 지지한 반입아암을 대기시켜 둔다. 그리고, 제어장치에 의해 스테이지가 스테이지 구동장치를 통해 기판 수수 위치쪽으로 이동된다. 이어서, 제어장치에 의해 상대구동기구를 통해 반입아암을 기판지지부재에 접근시킴으로써 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반입아암의 적어도 일부가 2 차원 방향에 직교한 방향에서 삽입된다. 그럼으로써 기판이 반입아암에서 기판지지부재에 건네진다. 그 후, 제어장치에 의해 반입아암과 스테이지가 상대 이동되고, 기판이 반입아암으로부터 이간된다. 즉, 반입아암에서 기판지지부재에 기판을 건네주므로, 반입아암이 아니라, 이것보다 고속으로 이동하는 스테이지를 기판 수수 위치쪽으로 이동시키고, 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반입아암의 적어도 일부를 2 차원 방향에 직교한 방향에서 삽입하여 기판을 기판지지부재에 건네주며 기판이 반입아암에서 기판지지부재에 건네진 후, 반입아암과 스테이지를 상대 이동시켜 기판을 반입아암으로부터 이간시킨다. 따라서, 종래의 로딩아암과 센터업의 공동작업에 의한 기판의 로딩에 비해 고속의 기판지지부재상으로의 기판 반입 (로딩) 이 가능해져 스루풋 향상이 가능해진다.

이 경우에 제어장치는 스테이지의 기판 수수 위치로 이동 완료된 후에 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반입아암의 적어도 일부를 삽입해도 물론 되지만, 상기 제어장치 (319, 320, 321) 는 상기 스테이지 (WST) 의 이동중에 상기 기판지지부재 (318) 의 상기 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 에 상기 반입아암 (336) 의 적어도 일부를 삽입해도 된다. 이러한 경우에는 보다 단시간으로 반입아암에서 기판지지부재에 기판을 건네줄 수 있게 된다.

또, 상기 기판 반송장치에서, 상기 반입아암 (336) 을 구동시키는 아암구동기구를 더 구비하고 있는 경우에는 상기 제어장치 (319, 320, 321) 는 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암 (336) 의 적어도 일부 (350a, 350b) 를 상기 2 차원 방향에 직교한 방향에서 삽입할 때, 상기 반입아암이 상기 2 차원 방향에 직교한 방향의 이동에 더하여 상기 소정 방향으로 이동하도록 상기 아암구동기구를 제어하도록 해도 된다. 이러한 경우에는 스테이지의 기판 수수 위치로의 이동이 완료하기 전에 기판지지부재상의 소정 위치로의 기판 수수를 완료시킬 수 있게 된다.

또는 상기 기판 반송장치에서, 상기 반입아암 (336) 을 구동시키는 아암구동기구를 더 구비하고, 상기 제어장치 (319, 320, 321) 는 상기 반입아암 (336) 의 적어도 일부 (350a, 350b) 가 상기 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 에 삽입된 후, 상기 반입아암과 상기 스테이지 (WST) 가 상기 소정 방향으로 상대 이동하도록 상기 아암구동기구 및 상기 스테이지 구동장치 (315) 의 적어도 일측을 제어하도록 해도 된다.

본 발명의 다른 형태는 2 차원 방향으로 이동 가능한 스테이지 (WST) 상으로부터 기판 (W) 을 반출함과 동시에 상기 스테이지상에 다른 기판 (W') 을 반입하는 기판 반송장치로, 반출아암 (352) 과 ; 상기 기판을 기판 수수 위치에서 지지하는 반입아암 (336) 과 ; 상기 반출아암을 구동시키는 아암구동기구 (356) 와 ; 상기 스테이지상에 설치되며, 상기 기판과의 접촉면측에 상기 기판을 지지한 상태에서 상기 반출아암의 적어도 일부 (350a, 350b) 가 삽입 가능하고, 또한 상기 반입아암의 적어도 일부를 삽입 가능한 제 1 방향으로 연장된 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 가 형성된 기판지지부재 (318) 와 ; 상기 반출아암 및 상기 반입아암의 적어도 일측과, 상기 기판지지부재를 상기 2 차원 방향에 직교한 방향으로 상대적으로 구동시키는 상대구동기구 (338, 358) 와 ; 상기 스테이지를 상기 2 차원 방향으로 구동시키는 스테이지 구동장치 (315) 와 ; 상기 반출아암을 상기 아암구동기구를 통해 상기 기판 수수 위치로 이동시키는 제 1 기능과, 상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반출아암의 적어도 일부를 삽입하기 위해 상기 기판 수수 위치쪽으로 상기 스테이지를 상기 스테이지 구동장치를 통해 이동시키는 제 2 기능과, 상기 반출아암을 상기 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 상기 상대구동기구를 통해 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 이간시키는 제 3 기능과, 상기 반출아암을 상기 아암구동기구를 통해 상기 기판 수수 위치로부터 퇴피시키는 제 4 기능과, 상기 반출아암의 퇴피 후에 상기 상대구동기구를 통해 상기 반입아암을 상기 기판지지부재에 접근시킴으로써 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암의 적어도 일부를 상기 2 차원 방향에 직교한 방향에서 삽입하는 제 5 기능과, 상기 기판이 상기 반입아암에서 상기 기판지지부재에 건네진 후, 상기 반입아암과 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 기판을 상기 반입아암으로부터 이간시키는 제 6 기능을 갖는 제어장치 (319, 320, 321) 를 구비한다.

이것에 의하면 제어장치에 의해 반출아암이 아암구동기구를 통해 기판 수수 위치로 이동되고, 기판을 지지한 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반출아암의 적어도 일부를 삽입하기 위해 기판 수수 위치쪽으로 기판 스테이지가 스테이지 구동장치를 통해 이동된다. 그리고, 반출아암을 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 제어장치에 의해 상대구동기구를 통해 기판이 기판지지부재로부터 이간된다. 이어서, 제어장치에 의해 반출아암이 아암구동기구를 통해 기판 수수 위치로부터 퇴피된다. 이 반출아암의 퇴피 후에 제어장치에서는 상대구동기구를 통해 반입아암 기판지지부재에 접근시킴으로써 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 반입아암의 적어도 일부를 2 차원 방향에 직교한 방향에서 삽입하고, 그 기판이 반입아암에서 기판지지부재에 건네진 후, 반입아암과 스테이지를 상대 이동시켜 기판을 반입아암으로부터 이간시킨다. 따라서, 종래의 언로딩아암과 센터업의 공동작업 및 로딩아암과 센터업의 공동작업에 의해 기판지지부재상의 기판 교환을 행한 경우에 비해 고속의 기판지지부재상의 기판 교환, 즉 언로딩 및 로딩이 가능해지고, 기판 교환시간의 단축 및 얼라인먼트 후의 수수 횟수가 적은 것에 의한 정밀도 향상을 도모할 수 있다.

상기 기판 반송장치에서, 상기 반입아암 (336) 은 상기 기판 수수 위치에 배치됨과 동시에, 상기 기판을 지지하면서 이 기판의 면내에서 회전할 수 있고, 상기 반입아암에 지지된 기판 (W') 외형을 계측하는 계측장치 (340a, 340b, 340c) 와 ; 상기 계측장치의 계측결과에 따라 상기 기판의 상기 2 차원 방향과 평행한 면내의 위치 어긋남을 산출하는 연산장치 (321) 와 ; 상기 연산장치에서 산출된 기판의 회전방향의 위치 어긋남을 상기 반입아암의 회전량을 제어하여 보정하는 제 2 제어장치 (320, 321) 를 더 구비하고 있어도 된다.

이러한 경우에는 스테이지가 기판 수수 위치로 이동되기까지 계측장치에 의해 반입아암에 지지된 기판의 외형을 계측하고, 이 계측장치의 계측결과에 따라 기판의 상기 2 차원 방향과 평행한 면내의 위치 어긋남을 연산장치에 의해 산출하고, 제 2 제어장치에 의해 연산장치에서 산출된 기판의 회전방향의 위치 어긋남을 반입아암의 회전량을 제어하여 보정할 수 있게 된다. 즉, 기판지지부재상으로부터의 기판 반출을 위해 스테이지가 기판 수수 위치로 이동되는 것에 앞서 다음 기판의 회전보정을 완료할 수 있게 되어 스루풋을 전혀 저하시키지 않고 기판의 회전보정 (프리얼라인먼트) 이 가능해진다.

상기 기판 반송장치에서, 상기 반출아암 (352) 및 반입아암 (336) 은 상기 오목부 또는 노치 (330a, 330b) 에 삽입 가능한 형상으로 이루어진 돌기부 (350a, 350b) 를 가지며, 상기 돌기부 상측에 상기 기판을 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로부터 출입 가능한 공간이 형성되어 있어도 된다. 이러한 경우에는 반출아암 및 반입아암의 돌기부의 기판지지부재의 오목부 또는 노치에 대한 삽입 또는 이탈은 스테이지와 반출아암 및 반입아암을 제 1 방향으로 상대 이동함으로써 행하고, 기판 반출아암 및 반입아암에 대한 기판 반입 또는 반출은 제 2 방향으로부터 기판을 출입함으로써 행할 수 있다.

상기 각 형태에서, 상기 오목부 또는 노치는 상기 기판접촉면과 다른 위치에 형성된 소정 방향으로 연장된 제 1 오목부와, 이 제 1 오목부에 연통하며 상기 기판접촉면에 형성된 제 2 오목부를 포함하고, 상기 제 1 오목부와 상기 제 2 오목부에 의거하여 상기 반출아암을 안내하는 측면에서 본 L 자형 경로가 형성되어 있어도 된다. 이러한 경우에는 노치의 경로의 소정 방향으로 연장된 부분의 스테이지와 반대측에는 기판접촉면의 일부가 돌출되어 있으므로, 만약 평탄도가 나쁜 기판이 기판지지부재상에 탑재된 경우에도 그 기판이 거의 전면에 걸쳐 기판지지부재와 접촉하여 평탄화되며, 기판은 평탄도 좋게 기판지지부재에 지지된다. 또, 그 기판을 지지한 상태의 기판지지부재의 노치에 반출아암을 삽입할 때, 그 삽입을 기판이 방해하는 등의 문제점 발생을 확실하게 회피할 수 있음과 동시에, 기판접촉면의 기판에 대한 접촉면적을 보다 크게 할 수 있다.

본 발명의 다른 형태는 스테이지 (WST) 상의 기판에 소정의 패턴을 전사하는 노광장치로, 상술한 기판 반송장치를 상기 스테이지상의 기판 교환장치로서 구비하는 것을 특징으로 한다.

이것에 의하면 상기 각 형태의 기판 반송장치에 의해 기판지지부로의 기판의 로딩 및 기판지지부재로부터의 기판 언로딩의 적어도 일측을 고속화할 수 있어 스루풋 향상이 가능해진다.

본 발명의 다른 형태는 스테이지 (WST) 상의 기판에 소정의 패턴을 전사하는 노광장치로, 상기 기판 반송장치를 상기 스테이지상의 기판 교환장치로서 구비하고, 상기 기판상의 위치검출마크를 검출하는 마크검출계 (ALG) 를 더 구비하고, 상기 제 2 제어장치 (320, 321) 는 상기 연산장치 (321) 에서 산출된 기판의 2 차원 방향의 위치 어긋남을 상기 반입아암 (336) 의 위치조정, 상기 스테이지 (WST) 의 위치조정 및 상기 마크검출계 (ALG) 에 의한 위치검출마크의 검출결과의 보정 중 어느 하나로 보정하는 것을 특징으로 한다.

이것에 의하면 상기 기판 반송장치를 스테이지상의 기판 교환장치로서 구비하므로, 기판지지부재상의 기판 교환시간의 단축화에 따른 스루풋 향상이 가능하다. 또, 이 경우, 기판상의 위치검출마크를 검출하는 마크검출계를 더 구비하고, 제 2 제어장치는 연산장치에서 산출된 기판의 2 차원 방향의 위치 어긋남을 반입아암의 위치조정, 스테이지의 위치조정 및 마크검출계에 의한 위치검출마크의 검출결과의 보정 중 어느 하나로 보정하기 때문에, 기판지지부재상으로부터의 기판 반출을 위해 스테이지가 기판 수수 위치로 이동되는 것에 앞서 다음 기판의 회전보정을 완료할 수 있게 되어 스루풋을 전혀 저하시키지 않고, 기판의 회전보정 (프리얼라인먼트) 이 가능해지는 데다 기판을 수수할 때 양쪽 위치조정이 불필요해져 수수 시간의 단축과, 수수 횟수의 삭감으로 기판의 프리얼라인먼트 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.

이 경우에 상기 계측장치에 의한 상기 기판의 외형계측, 상기 연산장치에 의한 상기 기판의 위치 어긋남 산출 및 상기 제 2 제어장치에 의한 상기 기판의 회전보정이 상기 기판에 대한 상기 마스크 패턴의 전사가 종료되기까지 사이에 상기 기판상의 동작과 동시 병행적으로 행해지는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 디바이스 제조방법은 상술한 노광장치를 사용하여 노광을 행하는 노광공정을 포함한다.

발명을 실시하기 위한 최량 형태

다음에서, 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해서 설명한다. 단, 본 발명은 다음의 각 실시형태에 한정하지 않고, 예를 들면 이들 실시형태의 구성요소끼리 적절히 조합시켜도 되는 것은 물론이다.

도 1 은 실시형태의 기판 반송장치를 장착한 기판 처리장치인 노광장치의 평면구조를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 상기 노광장치는 챔버 (1) 내에 수용되고, 도시되지 않은 카세트에서 웨이퍼 (W) 를 꺼내는 제 1 반송부 (3) 와, 이 제 1 반송부 (3) 와의 사이에서 웨이퍼 (W) 를 수수하는 제 2 반송부 (4) 와, 제 2 반송부 (4) 에서 받은 웨이퍼 (W) 의 센터링 및 회전위치 조정을 행하는 얼라인먼트부 (5) 와, 제 2 반송부 (4) 에서 받은 웨이퍼 (W) 를 노광광학계 (6) 바로 밑의 노광위치 등으로 이동시키는 XY 스테이지 (7) 를 구비한다.

제 1 반송부 (3) 는 웨이퍼 (W) 를 흡착 지지하여 반송하는 아암 (31) 과, 아암 (31) 을 연직방향으로 승강 이동시키는 승강구동부 (32) 와, 승강구동부 (32) 를 안내하여 아암 (31) 을 수평 이동시키는 가이드 (33) 를 구비한다.

제 2 반송부 (4) 는 연직방향의 높이위치가 상이한 한쌍의 반송유닛 (41, 42) 과, 이들 반송유닛 (41, 42) 을 안내하여 수평 이동시키는 가이드 (43) 를 구비한다. 또, 양 반송유닛 (41, 42) 은 각각 한쌍의 아암으로 이루어지고, 한쌍의 아암을 일체로 하여 웨이퍼 (W) 를 지지하면서 가이드 (43) 를 따라 이동함과 동시에, 필요시에는 한쌍의 아암의 간격을 조정하여 웨이퍼 (W) 를 수수하도록 되어 있다.

얼라인먼트부 (5) 는 상세한 설명은 생략하나, 웨이퍼 (W) 의 중심위치를 계산해내기 위함 중심센서와 웨이퍼 (W) 의 회전위치를 계산해내기 위한 올리후라 센서를 구비한다.

XY 스테이지 (7) 는 웨이퍼 (W) 를 흡착 지지하기 위한 탑재테이블 (71) 을 구비한다. 탑재테이블 (71) 의 중심에는 웨이퍼 (W) 이면을 3 점 지지하면서 연직방향으로 승강시키는 지지핀 (72) 이 배치되어 있다. 또, XY 스테이지 (7) 는 모터 (73) 및 나사기구 (74) 로 이루어진 한쌍의 구동장치에서 구동되어 수평면내에서 2 차원적으로 이동할 수 있게 되어 있다.

도 2 는 제 2 반송부 (4) 의 요부를 설명하는 것이다. 제 2 반송부 (4)에 설치한 반송유닛 (41) 은 한쌍의 아암부재 (45, 46) 로 이루어진다. 각 아암부재 (45, 46) 는 가이드 (43) 에 설치한 리니어모터에 의해 수평방향으로 각각 독립적으로 이동 가능할 수 있게 되어 있다. 즉, 각 아암부재 (45, 46) 의 근원에는 코일 (45a, 46a) 이 감겨있고, 각 코일 (45a, 46a) 로의 공급전류를 조절함으로써 가이드 (43) 내부에 설치된 자석 (43a) 을 따라 양 아암부재 (45, 46) 를 이동시킬 수 있다.

양 아암부재 (45, 46) 의 선단측은 웨이퍼 (W) 의 가장자리와 동일형상을 갖는 기판지지부 (45c, 46c) 로 되어 있으며, 웨이퍼 (W) 의 반송시나 수수시에 대향하는 가장자리부분 이면을 협동하여 지지하도록 되어 있다. 기판지지부 (45c, 46c) 의 근원측에는 웨이퍼 (W) 의 유무를 웨이퍼 (W) 의 무게로부터 검출하는 감압센서로 이루어진 웨이퍼 센서 (45d, 46d) 가 설치되어 있다. 또, 기판지지부 (45c, 46c) 의 형상은 동일형상에 한하지 않으며, 웨이퍼 (W) 의 가장자리를 지지할 수 있다면 어떠한 형상이어도 된다.

또, 양 아암부재 (45, 46) 가 원하는 위치로 이동했는가 아닌가를 정확히 판별하기 위한 장치로서, 가이드 (43) 의 측면에는 한쌍의 위치센서 (47) 가 설치되어 있다. 각 위치센서 (47) 의 상면측에는 한쌍의 투수광부 (47a, 47b) 가 설치되어 있다. 양 위치센서 (47) 는 양 아암부재 (45, 46) 보다도 하측에 배치되어 있고, 양 아암부재 (45, 46) 이면에 설치된 거울 (45h, 46h) 은 양 아암부재 (45, 46) 가 도시된 바와 같이 배치되는 대기위치에서 투수광부 (47a) 와 대향하며, 양 아암부재 (45, 46) 가 서로 근접하는 수수 위치에서 투수광부 (47b) 와 대향한다. 양 아암부재 (45, 46) 가 수평방향으로 이동할 때에는 각 위치센서 (47) 가 양 아암부재 (45, 46) 보다도 하측에 배치되어 있기 때문에 서로의 간섭을 방지할 수 있다. 위치센서 (47) 의 투수광부 (47a, 47b) 로부터 출사된 광은 그 상측에 거울 (45h, 46h) 이 있을 때에는 이 거울 (45h, 46h) 에서 반사되어 각 투수광부 (47a, 47b) 로 입사된다. 각 투수광부 (47a, 47b) 의 검출 출력을 감시해 두면, 양 아암부재 (45, 46) 의 위치가 도시된 대기위치와 서로 근접한 수수 위치 중 어디 하나에 있는가를 검출할 수 있어, 양 아암부재 (45, 46) 를 목적위치로 이동시킬 수 있다.

또, 반송유닛 (42) 은 상세한 설명은 생략하나, 반송유닛 (41) 과 동일 구조를 가지고 있다. 단, 양자 (41, 42) 는 높이 위치가 상이하여 상호의 간섭을 회피하고 있다.

도 3 및 도 4 는 아암부재 (45, 46) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 지지를 설명하는 도면으로, 도 3 은 기판지지부 (45c, 46c) 에 지지된 웨이퍼 (W) 를 측면에서 본 도면, 도 4 는 기판지지부 (45c) 에 지지된 웨이퍼 (W) 를 상측에서 본 도면이다. 기판지지부 (45c, 46c) 는 웨이퍼 (W) 의 가장자리와 동일형상을 가짐과 동시에 웨이퍼 (W) 주변부 이면을 하측에서 지지하는 본체부분 (45e, 46e) 과 이들 본체부분 (45e, 46e) 의 바깥 가장자리측에 입설되어 웨이퍼 (W) 의 수평방향 이동을 제한하는 이동제한부 (45f, 46f) 를 구비하고 있다. 예를 들면 웨이퍼 (W) 가 지지핀 (72: 도 1 참조) 에 의해 상승했을 때, 아암부재 (45, 46), 즉 기판지지부 (45c, 46c) 를 적당히 이동시켜, 본체부분 (45e, 46e) 이 웨이퍼 (W) 주변부 이면 바로 아래로 이동하도록 한다. 그 후, 지지핀 (72) 을 하강시켜 웨이퍼 (W) 가 소정위치까지 하강하면, 웨이퍼 (W) 가 대향하는 가장자리부분이 본체부분 (45e, 46e) 에 의해 하측에서 지지된다. 그럼으로써 웨이퍼 (W) 는 수평으로 지지된다. 또, 기판지지부 (45c, 46c) 가 서로의 간격 (상대거리) 을 유지하여 일체적으로 CD 방향으로 반송될 때, 대향하는 이동제한부 (45f, 46f) 가 웨이퍼 (W) 의 이동을 저지하여, 웨이퍼 (W) 의 낙하 및 위치 어긋남을 방지한다.

도 5 는 도 1 에 나타낸 제 2 반송부 (4), XY 스테이지 (7) 등의 제어장치 등을 설명하는 블록도이다. 주제어부 (80) 는 노광장치 전체를 총괄 제어한다. 이 주제어부 (80) 의 제어하에 스테이지 제어부 (81) 와 아암제어부 (82) 가 설치되어 있다. 스테이지 제어부 (81) 는 도시를 생략하는 위치계측기구로부터의 위치정보를 감시하면서 스테이지 구동장치 (83) 를 통해 모터 (73) 를 적절하게 구동하여, 도 1 의 XY 스테이지 (7) 를 원하는 위치로 이동시킨다. 또, 스테이지 제어부 (81) 는 핀구동장치 (84) 를 통해 지지핀 (72) 을 적절하게 상하 구동하고, 탑재테이블 (71) 상의 웨이퍼 (W) 를 적절한 곳까지 상승시켜, 아암부재 (45, 46) 와의 사이에서 웨이퍼 (W) 를 주고 받는다.

아암제어부 (82) 는 상측 아암 구동장치 (85) 를 통해 도 2 의 아암부재 (45) 의 간격과 병진이동을 제어하고, 하측 아암 구동장치 (86) 를 통해 아암부재 (46) 의 간격이나 병진이동을 제어한다. 이 때, 위치센서 (47) 나 웨이퍼 센서 (45d, 46d) 의 검출출력이 모니터되어 양 아암부재 (45, 46) 의 오동작 등을 방지하고 있다.

이하, 도 1 의 노광장치의 동작에 대해서 설명한다. 외부로부터 반입되어 온 웨이퍼 (W) 는 제 1 반송부 (3) 에서 제 2 반송부 (4) 에 건네진 후, 얼라인먼트부 (5) 에 반송되어 센터링 및 회전위치조정이 행해진다. 얼라인먼트가 종료된 웨이퍼 (W) 는 제 2 반송부 (4) 에서 XY 스테이지 (7) 에 건네져 노광광학계 (6) 의 바로 아래에서 소정의 얼라인먼트 및 노광처리가 행해진다. 노광처리를 종료한 웨이퍼 (W) 는 다시 제 2 반송부 (4) 에 건네진 후, 제 1 반송부 (3) 에 되돌려져 장치 밖으로 반출된다.

이하, 제 2 반송부 (4) 와 XY 스테이지 (7) 사이에서의 웨이퍼 (W) 교환의 시퀀스를 상세하게 설명한다. 상기 웨이퍼 (W) 교환의 시퀀스에서는 노광처리가 종료된 웨이퍼 (W) 를 XY 스테이지 (7) 의 탑재테이블 (71) 로부터 회수하여, 미노광된 웨이퍼 (W) 를 탑재테이블 (71) 에 탑재한다.

먼저, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 (W) 를 탑재한 XY 스테이지 (7) 를 웨이퍼 교환위치로 이동시킨다. 이 때, 언로드용의 반송유닛 (41) 도 웨이퍼 교환위치로 이동시킨다. 반송유닛 (41) 이 웨이퍼 교환위치로 이동된 때에는 아암부재 (45, 46) 가 웨이퍼 (W) 의 직경보다도 약간 근접한 수수 위치로부터 서로 이간된 대기위치까지 이동하고 있다 (도 6 참조). 이이서, 탑재테이블 (71) 을 동작시켜 웨이퍼 (W) 의 흡착을 해제함과 동시에 지지핀 (72)의 상승을 개시한다. 그럼으로써, 탑재테이블 (71) 상의 노광이 완료된 웨이퍼 (W) 가 밀어올려진다. 이어서, 지지핀 (72) 이 아암부재 (45, 46) 보다도 높은 위치까지 충분히 상승된 단계에서, 아암부재 (45, 46) 를 대기위치로부터 서로 웨이퍼 (W) 의 직경보다도 약간 근접한 수수 위치까지 이동시킨다 (도 7 참조). 이어서, 지지핀 (72) 을 강하시켜, 지지핀 (72) 으로부터 아암부재 (45, 46), 즉 반송유닛 (41) 측에 웨이퍼 (W) 를 건넨다. 이어서, 노광이 완료된 웨이퍼 (W) 를 탑재한 반송유닛 (41) 과 미노광된 웨이퍼 (W) 를 탑재한 로드용의 반송유닛 (42) 을 교체한다. 이 때, 반송유닛 (42) 의 아암부재는 수수 위치에 배치된다. 이어서, 탑재테이블 (71) 을 동작시켜 지지핀 (72) 의 상승을 개시한다. 지지핀 (72) 이 반송유닛 (42) 보다도 높은 위치까지 상승하면, 반송유닛 (42) 에서 지지핀 (72) 측에 웨이퍼 (W) 가 보내진다. 반송유닛 (42) 의 아암부재를 수수 위치에서 대기위치로 이동시킨다. 이어서, 지지핀 (72) 을 강하시켜, 탑재테이블 (71) 상에 웨이퍼 (W) 를 흡착 지지한다. 이상의 공정에서, 아암부재 (45, 46) 에 형성한 기판지지부 (45c, 46c) 가 웨이퍼 (W) 의 가장자리부분을 지지하므로, 아암부재 (45, 46) 는 대기위치에서 수수 위치, 또는 수수 위치에서 대기위치까지 신속하게 이동할 수 있어, 웨이퍼 (W) 의 반송을 신속한 것으로 할 수 있다. 또, 이 때 웨이퍼 (W) 를 흡착하고 있지않으므로, 더욱 웨이퍼 (W) 의 수수가 신속해진다.

도 8 및 도 9 는 도 2 에 나타낸 반송유닛 (41) 의 변형예를 설명하는 도면이다. 도 8 은 반송유닛 (141) 의 평면도이고, 도 9 는 반송유닛 (141) 의 측면도이다. 이 반송유닛 (141) 은 1 쌍의 아암부재 (145, 146) 를 구비한다. 양 아암부재 (145,146) 의 근원측에는 각각 승강장치 (148, 149) 가 설치되어 있고, 양 아암부재 (145, 146) 를 동기하여 승강시킬 수 있도록 되어 있다. 또, 양승강장치 (148, 149) 는 가이드 (143) 를 따라 독립적으로 CD 방향으로 이동할 수 있게도 되어 있다. 승강장치 (148, 149) 는 제어회로 (150) 에 의해, 승강 (지면과 수직인 방향) 과 CD 방향의 이동을 제어한다.

아암부재 (145, 146) 의 선단에는 웨이퍼 (W) 가 대향하는 1 쌍의 주변부를 지지하는 지지부 (145c, 146c) 가 형성되어 있고, 그 상면에는 웨이퍼 (W) 이면을 흡착 지지하는 흡착부 (145g, 146g) 가 형성되어 있다. 웨이퍼 (W) 를 탑재한 탑재테이블 (71) 에는 서로 대향한 대향부에 1 쌍의 노치 (71a) 가 형성되어 있다. 노치 (71a) 는 아암부재 (145, 146) 의 선단 (지지부 (145c, 146c)) 을 삽입할 수 있도록 지지부 (145c, 146c) 의 형상보다도 크게 형성되어 있다. 다시말하면, 양 아암부재 (145, 146) 를 탑재테이블 (71) 을 끼우는 위치에 배치함과 동시에 웨이퍼 (W) 의 직경보다도 이간시켜 탑재테이블 (71) 의 상면 (웨이퍼 (W) 의 하면) 보다도 하측까지 이동시킨다. 그리고, 양 아암부재 (145, 146) 를 근접시키면, 양 지지부 (145c, 146c) 가 탑재테이블 (71) 의 1 쌍 노치 (71a) 에 삽입된다. 이 상태에서, 지지부 (145c, 146c) 가 웨이퍼 (W) 이면을 흡착 지지하고, 그리고, 양 아암부재 (145, 146) 를 동기하여 상승시키면, 웨이퍼 (W) 를 안전하게 상승시킬 수 있다. 이 때, 양 지지부 (145c, 146c) 가 이간된 대기위치와 양 지지부 (145c, 146c) 가 근접한 수수 위치 사이에서 이동량이 적으므로, 웨이퍼 (W) 의 수수 동작이 신속해진다.

즉, 도 1 에 나타낸 바와 같은 지지핀 (72) 을 사용하지 않고, 탑재테이블 (71) 에 대한 웨이퍼 (W) 를 수수할 수 있다. 또, 이와 같은 구성에 의하면, 웨이퍼 (W) 의 상하운동기구 및 스테이지에 대하는 웨이퍼 (W) 의 위치결정도 행할 수 있다.

본 실시형태에서는 탑재테이블 (71) 에 노치 (71a) 를 형성했으나, 탑재테이블 (71) 의 탑재면을 웨이퍼 (W) 의 크기보다 작게 구성해도 된다. 즉, 탑재테이블 (71) 에 웨이퍼 (W) 를 탑재했을 때, 웨이퍼 (W) 의 주변부만이 부상된 상태가 된다. 이와 같은 구성으로 한 경우, 도 2 에 나타낸 웨이퍼 (W) 의 가장자리와 동일형상을 갖는 기판지지부 (45c, 46c) 를 사용해도 된다.

도 10 은 도 8 및 도 9 에 나타낸 아암부재 (145, 146) 를 변형한 것이다. 이 경우, 흡착부 (145g, 146g) 대신에, 양 지지부양 지지부146c) 의 외측에 이동제한부 (145f, 146f) 를 입설하여 웨이퍼 (W) 의 수평방향 이동을 제한하고 있다.

이상, 실시형태에 근거하여 본 발명을 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 1 쌍의 아암부재 (45, 46) 로 웨이퍼 (W) 를 지지하고 있으나, 아암부재 (45) 에 웨이퍼 (W) 를 흡착하는 흡착부를 형성하면, 단일 아암부재 (45) 만으로 웨이퍼 (W) 를 반송하며 탑재테이블 (71) 과의 사이에서 웨이퍼 (W) 를 교환하는 것이 가능해진다.

또, 3 개 이상의 아암부재로 웨이퍼 (W) 를 반송하며 탑재테이블 (71) 에 웨이퍼 (W) 를 탑재하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태는 노광장치에서 설명했는데, 패턴검사장치, 결함검사장치 등, 그 이외의 장치에도 적용하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 다른 형태의 일례에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 본 예는 스텝 앤드 스캔 방식의 투영노광장치의 웨이퍼 로더계에 본 발명을 적용한 것이다.

도 11 은 본 예의 투영노광장치를 나타낸 개략구성도로, 이 도 11 에서, 노광시에는 수은램프, 또는 엑시머레이저광원 등의 노광광원, 이 노광광원으로부터의 노광광의 광량을 제어하는 ND 가변필터 등의 감광기, 그 노광광의 조도분포를 균일화시키기 위한 옵티컬·인티그레이터 (후라이아이렌즈, 또는 로드렌즈 등), 조명영역을 규정하는 시야조리개 및 콘덴서렌즈계 등으로 이루어진 조명광학계 (203) 로부터, 레티클 (R1) 상의 직사각형의 조명영역에 대해서 노광광 (IL) 이 조사된다. 노광광 (IL) 으로서는 수은램프의 i선 (파장 365 ㎚), KrF (파장 248 ㎚), ArF (파장 193 ㎚), 또는 F₂(파장 157 ㎚) 등의 엑시머레이저광, 또는 연X선 등을 사용할 수 있다.

그리고, 노광광 (IL) 하에서, 레티클 (R1) 에 형성되어 있는 패턴 이미지가, 투영광학계 (217) 를 통해서 투영배율 (β;β는 1/5, 1/4 등) 로, 웨이퍼 (W1) 상의 노광대상인 쇼트영역상의 직사각형의 노광영역 (230 ; 도 12 참조) 에 투영된다. 웨이퍼 (W1) 표면에는 레지스트가 도포되어 있고, 조명광학계 (203) 내에는 레지스트에 대한 노광량을 간접적으로 모니터하는 계측계가 구비되어 있다. 이 계측계의 계측결과 및 장치전체의 동작을 제어하는 컴퓨터로 이루어진 주제어계 (205) 의 제어정보에 근거하여, 조명제어계 (204) 가 노광광원의 출력, 또는 감광기의 감광율 등을 제어하여 노광광 (IL)의 조도, 나아가서는 레지스트에 대한 노광량을 적정화시킨다. 또한, 노광량은 웨이퍼 (W1) 의 주사속도 및 노광영역 (230) 의 주사방향 폭에도 의존하고 있다.

이하, 투영광학계 (217) 의 광축 (AX) 에 평행으로 Z 축을 취하고, Z 축에 수직인 평면내에서 도 11 의 지면에 수직 (비주사방향) 으로 X 축울 취하며, 도 11 의 지면에 평행 (주사방향) 으로 Y 축을 취하여 설명한다. 이 때, 레티클 (R1) 은 레티클 스테이지 (210) 상에 진공 흡착으로 지지되고, 레티클 스테이지 (210) 는 레티클 베이스 (213) 상에 에어베어링을 통해서 부상하도록 지지되어 있으며, 리니어 모터 등의 구동기구에 의해 Y 방향으로 연속 이동함과 동시에, X 방향, Y 방향, 회전방향으로 미동한다. 레티클 스테이지 (210) 의 X 방향 및 Y 방향의 측면은 각각 이동경으로서의 경면에 가공되고, 이들의 경면에 레티클용의 레이저 간섭계 (212) 로부터 예를 들면 3 축의 레이저빔이 조사되며, 레이저 간섭계 (212) 는 레티클 스테이지 (210) 의 X 좌표, Y 좌표 및 회전각을 계측하여, 이 계측치를 스테이지 제어계 (216) 및 주제어계 (205) 에 공급한다. 스테이지 제어계 (216) 는 그 계측치 및 주제어계 (205) 로부터의 제어정보에 근거하여 레티클 스테이지 (210) 의 주사동작 및 위치결정동작을 제어한다.

또한, 노광중의 웨이퍼 (W1) 는 소정 두께의 원판형 웨이퍼 홀더 (221) 상에 진공 흡착으로 지지되어 있고, 이 웨이퍼 홀더 (221) 가 웨이퍼 스테이지 (222) 상에 고정되며, 웨이퍼 스테이지 (222) 는 정반으로 이루어진 웨이퍼 베이스 (223) 상에 에어베어링을 통해서 부상하도록 지지되어 있다. 투영광학계 (217) 의 측면에는 도 12 의 점선으로 나타낸 바와 같이, 투광계 (232E) 및 수광계 (232R) 로 이루어지고, 웨이퍼 (W1) 상의 노광영역 (230) 및 이에 대해서 주사방형의 바로 앞측의 선판독영역내의 복수의 계측점에 검출광을 조사하여, 각 계측점에서 투영광학계 (217) 의 광축방향 위치 (포커스위치) 를 검출하는 다점의 사입사방식의 오토 포커스 센서 (AF 센서) 가 배치되어 있고, 이 AF 센서의 검출결과가 연속적으로 스테이지 제어계 (216) 에 공급되고 있다. 스테이지 제어계 (216) 는 그 AF 센서의 검출결과에 근거하여, 노광영역 (230) 내에서 웨이퍼 (W1) 의 표면의 포커스위치 및 경사각이 투영광학계 (217) 의 상면에 합치되도록 오토 포커스 방식 및 오토레벨링방식으로 웨이퍼 스테이지 (222) 내의 3 군데 Z 구동부 (도시생략) 동작을 제어한다.

또, 도 11 에서, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 X 방향, Y 방향의 측면도 각각 이동경으로서의 경면에 가공되고, 이들의 경면에 웨이퍼측의 레이저 간섭계 (218) 로부터 복수축의 레이저빔이 조사되고 있다. 레이저 간섭계 (218) 는 웨이퍼 스테이지 (222) 의 X 좌표, Y 좌표 및 회전각을 계측하고, 이 계측치를 스테이지 제어계 (216) 및 주제어계 (205) 에 공급한다. 웨이퍼측의 레이저 간섭계 (218) 에 의해 계측되는 웨이퍼 스테이지 (222 ; 웨이퍼 (W)) 의 X 좌표 및 Y 좌표로 이루어진 좌표계 (X, Y) 를, 웨이퍼 스테이지의 좌표계, 또는 정지좌표계라 한다. 스테이지 제어계 (216) 는 그 계측치 및 주제어계 (205) 로부터의 제어정보에 근거하여 웨이퍼 스테이지 (222) 의 X 방향, Y 방향으로의 동작을 제어한다. 웨이퍼 스테이지 (222) 는 예를 들면 리니어 모터방식으로, 레티클 베이스 (223) 상을 X 방향, Y 방향으로 스텝 이동 및 연속 이동시킨다.

그리고, 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광시에는 웨이퍼 (W1) 상의 하나의 쇼트영역에 대한 노광이 종료된 후에, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 스텝 이동시킴으로써, 웨이퍼 (W1) 상의 다음 쇼트영역이 투영광학계 (217) 에 의한 노광영역 (230) 의 바로 앞으로 이동된다. 그 후, 레티클 스테이지 (210) 및 웨이퍼 스테이지 (222) 를 구동시켜 레티클 (R1) 과 웨이퍼 (W1) 를, 투영배율 (β) 을 속도비로서 투영광학계 (217) 에 대해서 동기주사하여 노광광 (IL) 을 조사하는 동작이, 스텝 앤드 스캔 방식으로 반복되어, 웨이퍼 (W1) 상의 각 쇼트영역에 대한 주사노광이 행해진다.

이와 같은 노광이 중첩노광인 경우에는 미리 웨이퍼 (W1) 상의 각 쇼트영역과 레티클 (R1) 의 패턴 이미지의 얼라인먼트를 고정밀도로 행해둘 필요가 있다. 또한, 투영광학계 (217) 의 결상특성 등도 고정밀도도 계측하여, 가능하면 보정해 둘 필요가 있다. 그 얼라인먼트를 행하기 위해, 레티클 (R1) 상측에는 레티클 얼라인먼트 현미경 (도시생략) 이 배치되고, 투영광학계 (217) 의 -Y 방향의 측면부에 오프·액시스방식으로, 화상처리방식의 얼라인먼트센서 (219) 가 설치되어 있다. 얼라인먼트센서 (219) 는 웨이퍼 (W1) 상의 피검마크를 조명하는 조명계, 그 피검마크의 이미지를 형성하는 확대결상계 및 그 이미지를 촬상하는 CCD형 등의 2차원의 촬상소자를 구비하고 있다. 그 촬상소자로부터의 화상신호는 얼라인먼트 신호처리계 (220) 에 공급되고 있고, 웨이퍼의 얼라인먼트시에 얼라인먼트 신호처리계 (220) 는 그 화상신호를 처리하여 소정의 검출중심에 대하는 피검마크의 X 방향, Y 방향으로의 위치 어긋남을 구하며 그 위치 어긋남량을 주제어계 (205) 에 공급한다. 주제어계 (205) 에는 웨이퍼측의 레이저 간섭계 (218) 로 계측되는 웨이퍼 스테이지 (222) 의 좌표도 공급되고 있고, 주제어계 (205) 는 그 좌표에 그 피검마크의 위치 어긋남량을 가산함으로써, 그 피검마크의 웨이퍼 스테이지의 좌표계 (X, Y) 상에서의 좌표를 산출한다.

또, 도 15 는 도 11 의 투영광학계 (217) 의 지지기구 등을 나타내고, 이 도 15 에서, 투영광학계 (217) 는 매우 팽창율이 작은 재료 (인벌 등) 로 이루어진 지지부재 (248) 에 지지되어 있다. 즉, 투영광학계 (217) 의 웨이퍼에 가장 가까운 부분의 렌즈엘리먼트를 지지하는 선단부 (217a) 가, 지지부재 (248) 의 원통형 지지부 (248a) 내에 수납되어 있다. 그리고, 투영광학계 (217) 의 선단부 (217a) 및 지지부재 (248) 의 지지부 (248a) 가 각각 도 12 에 점선으로 나타나 있다.

상기 도 12 는 웨이퍼 스테이지 (222) 의 좌표를 계측하는 레이저 간섭계 (218) 의 레이저빔 배치 등을 나타내고, 이 도 12 에 직사각형의 노광영역 (230) 의 중심이 투영광학계 (217) 의 광축 (AX) 으로 되어 있다. 또, 얼라인먼트센서 (219) 의 원형의 검출시야 (219b) 의 중심이 검출중심 (219a) 으로 되어 있다. 검출중심 (219a) 은 예를 들면 얼라인먼트센서 (219) 내의 지표마크의 중심이 얼라인먼트용의 촬상소자상에 투영된 위치이고, 본 예에서는 검출중심 (219a) 과 광축 (AX) 과는 Y 축에 평행인 동일직선상에 배치되어 있다. 그리고, 도 11 의 웨이퍼측의 레이저 간섭계 (218) 로부터 웨이퍼 스테이지 (222) 의 X방향의 경면 (222x) 에 대해서, 제 1 레이저빔 (LBX1) ∼ 제 5 레이저빔 (LBX5) 으로 이루어진 5 축의 레이저빔이 X 축에 평행으로 조사되고 있고, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 Y 방향의 경면 (222y) 에 대해서, 제 1 레이저빔 (LBY) ∼ 제 3 레이저빔 (LBY3) 으로 이루어진 3 축의 레이저빔이 Y 축에 평행으로 조사되고 있다.

이 경우, 8 축의 레이저빔 (LBX1 ∼ LBY3) 은 각각 더블패스방식으로 되어 있고, 각각을 예를 들면 투영광학계 (217) 의 측면에 형성한 참조경 (도시생략) 으로부터 반사되는 레이저빔과 간섭시킴으로써, 대응하는 계측점에서의 변위가 싱글패스방식에 비하여 1/2 의 보다 세밀한 분해능으로 계측된다. 그리고, X 축의 2 축의 레이저빔 (LBX1, LBX2) 의 광축 (31X) 및 1 축의 레이저빔 (LBX4) 의 광축 (231A) 은 각각 X 축에 평행으로 투영광학계 (217) 의 광축 (AX) 및 얼라인먼트센서 (219) 의 검출중심 (219a) 을 통하는 직선상에 있고, Y 축의 2 축의 레이저빔 (LBY1 및 LBY2) 의 광축 (231Y) 은 Y 축에 평행으로 이들의 광축 (AX) 및 검출중심 (219a) 을 통하는 직선상에 있다.

따라서, 통상의 노광시에는 X 축의 레이저빔 (LBX1 및 LBX2) 에 의해 계측되는 변위의 평균치를 웨이퍼 스테이지 (222) 의 X 좌표, Y 축의 레이저빔 (LBY1 및 LBY2) 에 의해 계측되는 변위의 평균치를 웨이퍼 스테이지 (222) 의 Y 좌표로 함으로써, 투영광학계 (217) 의 광축 (AX) 을 기준으로 한 웨이퍼 스테이지 (222) 의 변위를, 요잉량에 기인하는 아베오차가 없는 상태로 고정밀도로 계측할 수 있다. 또, 레이저빔 (LBX1 및 LBX2) 에 의해 계측되는 변위의 차이분, 또는 레이저빔 (LBY1 및 LBY2) 에 의해 계측되는 변위의 차이분으로부터, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 요잉량을 구할 수 있다. 또한, 본 예에서는 도 11 로부터 알 수 있는 바와 같이, 레이저 간섭계 (218) 로부터의 레이저빔의 광로는 Z 방향에 대해서 웨이퍼 (W1) 의 표면에서 하측으로 소정량 (HZ1 으로 함) 벗어나 있기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 X 축의 주위의 경사각 (주사노광시의 피칭량), 또는 Y 축의 주의의 경사각 (주사노광시의 롤링량) 이 발생하면, 각각 웨이퍼 스테이지 (222) 의 Y 좌표 및 X 좌표에 아베오차가 혼입된다.

따라서, 이 아베오차를 보정하기 위해, 도 12 에 레이저빔 (LBY1, LBY2) 에 대해서 Z 방향으로 간격 (HZ2) 만큼 어긋난 위치에 레이저빔 (LBY3) 이 조사되어 있고, 이 레이저빔 (LBY3) 을 통해서 검출되는 Y 좌표와, 레이저빔 (LBY1, LBY2) 를 통해서 검출되는 Y 좌표와의 차이분을 간격 (HZ2) 으로 제산함으로써, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 피칭량 (θX) 이 구해진다. 이 피칭량 (θX) 을 사용하여, 도 11 의 스테이지 제어계 (216) 는 상기와 같이 구해지고 있는 웨이퍼 스테이지 (222) 의 Y 좌표로부터 θY·HZ1 을 뺌으로써, 아베오차를 보정한 Y 좌표를 구하고 있다. 동일하게 X 축에서도, 레이저빔 (LBZ1, LBX2) 에 대해서 Z 방향으로 어긋난 위치에 레이저빔 (LBX3) 이 조사되고 있고, 이 계측치를 사용함으로써 롤링량 (θY) 에 기인하는 아베오차가 보정되고 있다.

또한, 웨이퍼의 얼라인먼트시에는 X 축의 레이저빔 (LBX4) 에 의해 계측되는 변위를 웨이퍼 스테이지 (222) 의 X 좌표로 함으로서, 얼라인먼트센서 (219) 의 검출중심 (219a) 을 기준으로 한 웨이퍼 스테이지 (222) 의 변위를, 요잉량에 기인하는 아베오차가 없는 상태로 고정밀도도 계측할 수 있다. 이 때에도, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 롤링량에 기인하는 아베오차를 보정하기 위해, 레이저빔 (LBX4) 에 대해서 Z 방향으로 간격 (HZ2) 만큼 어긋난 위치에 레이저빔 (LBX5) 이 조사되고 있다.

또, 웨이퍼 스테이지 (222) 상에서 웨이퍼 홀더 (221) 의 주위에, 기준플레이트 (234), 공간상계측계(空間像計測系) (235) 및 조사불균일 센서 (236) 이 배치되어 있다. 기준플레이트 (234) 의 표면에는 얼라인먼트센서 (219) 용의 기준마크 (234a) 및 도 11 의 레티클 스테이지 (210) 상의 레티클용의 기준마크 (234b, 234c) 가 형성되어 있고, 이들의 기준마크를 사용함으로써, 레티클의 패턴 이미지의 중심 (본 예에서는 광축 (AX) 에 합치되어 있는 것으로 한다) 과 얼라인먼트센서 (219) 의 검출중심 (219a) 의 간격인 베이스라인량이 검출된다. 또, 공간상계측계 (235) 로서는 예컨대 나이프에지 (235a) 를 통과한 광량을 수광하는 광전센서 등이 설치되어 있고, 그 광전센서의 검출신호를 처리함으로써, 투영광학계 (217) 에 의한 투영 이미지의 베스트 포커스 위치, 상질(像質) (해상도 등) 및 디스토션 등의 제반 수차가 계측되고, 이들의 계측결과는 주제어계 (205) 에 공급된다. 또한 조도얼룩센서 (236) 에 의하여, 직사각형의 노광영역 (230) 내에서의 노광광의 조도분포 등이 계측된다.

한편, 상기와 같은 얼라인먼트 및 노광을 실행하기 위해, 웨이퍼 및 레티클의 교환을 행할 필요가 있다. 이하에서는 도 11 의 투영노광장치의 레티클 로더계 및 웨이퍼 로더계에 대해서 설명한다. 우선, 레티클 로더계에 관하여, 레티클 베이스 (213) 의 근방에 레티클 로드아암 (206) 및 레티클 언로드아암 (207) 이 도시되지 않은 반송기구를 따라서 이동 가능하게 배치되고, 아암 (206,207) 의 선단부에는 각각 진공 흡착을 행하는 흡착부 (209,208) 가 부착되어 있다. 이들의 아암 (206,207) 의 동작은 컴퓨터로 이루어진 R/W 로더계 제어계 (215) 에 의하여 제어되고 있다. 또, 레티클 베이스 (213) 내에서 레티클 스테이지 (210) 의 이동스트록내에 돌출몰입 가능하며 또한 회전 가능하게 스핀들을 갖는 레티클 회전 상하부 (214) 가 배치되어 있고, 이 상측에 촬상계 (202) 가 배치되어, 촬상계 (202) 의 화상신호가 화상처리장치 (201) 에 공급되고 있다. 레티클회전상하부 (214) 의 동작도 R/W 로더계 제어계 (215) 에 의하여 제어되고 있다.

레티클의 교환시에는 사용이 종료된 레티클 (R1) 이 레티클 회전 상하부 (214) 의 상승한 스핀들을 통해서 레티클 언로드아암 (207) 의 흡착부 (208) 에 보내진후, 레티클 로드아암 (206) 상의 레티클 (R) 이 한번 레티클회전상하부 (214) 의 돌출된 스핀들의 상단에 탑재되어, 흡착유지된다. 이 상태에서, 촬상소자 (202) 의 화상신호를 화상처리장치 (201) 에서 처리함으로써, 레티클 (R) 의 중심위치의 변동량 및 회전오차를 구할 수 있고, 이 결과는 R/W 로더계 제어계 (215) 에 공급된다. R/W 로더계 제어계 (215) 는 그 레티클 (R) 의 중심위치의 변동량을 보정하도록 레티클 스테이지 (210) 의 위치를 보정하고, 회전오차를 보정하도록 레티클회전상하부 (214) 를 통해서 스핀들의 회전각을 보정한후, 그 스핀들을 강하시켜 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 (210) 상에 탑재시킨다. 이것으로써, 레티클 (R) 은 프리얼라인먼트가 행해진 상태에서 레티클 스테이지 (210) 상에 로드된다.

다음은 웨이퍼 스테이지 (222) 상의 웨이퍼 홀더 (221) 에 대한 웨이퍼의 반입 및 그 웨이퍼 홀더 (221) 로부터의 웨이퍼의 반출을 행하기 위한 웨이퍼 로더계에 대해서 설명한다. 도 11 에서, 투영광학계 (217) 의 -Y 방향의 측면근방에서, 웨이퍼측의 레이저 간섭계 (218) 과 기계적으로 간섭하지 않는 위치에 웨이퍼 로더계가 배치되어 있다. 즉, 투영광학계 (217) 의 측면에 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 가 설치되고, 이 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 의 바닥면에 회전상하부 (225) 가 Z 축으로 평행하게 배치되어, 회전상하부 (225) 의 하단에 웨이퍼 로드아암 (웨이퍼 반입아암)(228) 이 고정되어 있다. 웨이퍼 로드아암 (228) 은 반입 대상의 웨이퍼 (W) 를 상측에서 감싸 유지하는 아암이고, 웨이퍼 로드아암 (228) 은 회전상하부 (225) 에 의하여 예컨대 직동 스핀들방식으로 Z 방향으로 비교적 크게 변위할 수 있음과 동시에, 회전상하부 (225) 를 전체로서 회전함으로써, 그 회전중심을 축으로서 웨이퍼 로드아암 (228) 을 시계방향 및 반시계방향으로 소정의 각도범위에서 회전할 수 있도록 구성되어 있다.

또, 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 에는 웨이퍼 로드아암 (228) 에 유지된 웨이퍼 (W) 외형 윤곽의 위치를 검출하기 위한 촬상장치 (226) 가 배치되어 있다. 촬상장치 (226) 는 후술하듯이 웨이퍼 (W) 외형의 복수의 검출위치에 따라서 상이한 위치에 배치된 복수의 촬상장치로 구성되고, 각 촬상장치는 각각 확대결상계 및 CCD 형 등의 2 차원의 촬상소자로 구성되어 있다. 또, 본예에서는 웨이퍼 로드아암 (228) 에 유지된 웨이퍼 (W) 의 바닥면에 투과조명용의 복수 조명계를 구비한 조명계 지지부가 삽입 이탈 가능하게 배치되어 있고, 이 투과조명에 의하여 촬상장치 (226) 에서 출력되는 복수의 화상신호가 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 를 통해서 R/W 로더계 제어계 (215) 에 공급되어, R/W 로더계 제어계 (215) 에서는 그들의 화상신호를 화상처리하여 웨이퍼 (W) 외형 기준에 의한 위치맞춤 (이하, 본 예에서는 「프리얼라인먼트」라고 부름) 을 행한다. 그후, 웨이퍼 로드아암 (228) 에서 웨이퍼 스테이지 (222) 상의 웨이퍼 홀더 (221) 상으로 웨이퍼 (W) 를 주고 받는다. 또, 웨이퍼 로더계로서는 이 외에, 웨이퍼 홀더 (221) 상의 노광이 완료된 웨이퍼 (W1) 를 반출하기 위한 웨이퍼 언로드아암 및 웨이퍼의 반송 라인에서 웨이퍼 로드아암 (228) 에 웨이퍼 (W) 를 반송하기 위한 웨이퍼 반송아암 등도 구비되어 있다.

그리고, 웨이퍼 로드아암 (228) 및 촬상장치 (226) 는 각각 직경이 12 인치 (약 300 ㎜) 의 웨이퍼 (12 인치 웨이퍼) 용의 부재이고, 예컨대 직경이 8 인치 (약 200 ㎜) 의 웨이퍼 (8 인치 웨이퍼) 를 노광하는 경우에는 그것에 맞춘 다른 웨이퍼 로드아암 및 촬상장치 (227) 가 사용된다. 마찬가지로, 웨이퍼 홀더 (221) 도 12 인치 웨이퍼용이고, 8 인치 웨이퍼의 노광시에는 다른 소형의 웨이퍼 홀더가 사용된다. 그리고 예컨대 웨이퍼 홀더 (221) 를 복수의 크기의 웨이퍼에 대해서 공통으로 사용할수 있도록 할 수도 있다.

다음은 웨이퍼 로더계의 지지기구 및 웨이퍼 언로드아암 등에 대해서 상세히 설명한다.

도 15 는 이미 설명하였듯이 투영광학계 (217) 의 지지기구를 나타내고 있으나, 이 도면에서, 투영광학계 (217) 를 지지하는 저팽창율의 재료로 이루어진 지지부재 (248) 에, 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 가 고정되고, 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 의 바닥면에 회전상하부 (225) 를 통해서 웨이퍼 로드아암 (228) 이 Z 방향으로 이동 가능하며 또한 회전 가능하게 유지되어 있다. 이 경우, 웨이퍼 로드아암 (228) 에 유지된 웨이퍼 (W) 는 Z 방향에서 투영광학계 (217) 를 유지하는 유지부 (248a) 의 바닥면에서 웨이퍼 홀더 (221) 의 상면까지의 간격 (g1 + g2) 의 범위에서 승강할 수 있도록 구성되고, 일예로서 간격 (g1 + g2) 은 50 ㎜ 이다.

또, 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 의 바닥면에서 웨이퍼 로드아암 (228) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 에 접촉하지 않는 위치에 조명계 회전축 (246) 이 회전 가능하게 설치되고, 이 조명계 회전축 (246) 의 하단에 복수의 조명을 구비한 조명계 지지부 (245) 가 고정되어 있다. 웨이퍼 (W) 의 프리얼라인먼트시에는 회전상하부 (225) 의 상승에 의하여 웨이퍼 (W) 는 유지부 (248a) 에 근접한 위치까지 상승하고 있고, 그 유지부 (248a) 의 바닥면에서 간격 (g1) 의 범위내의 웨이퍼 (W) 의 바닥면에, 조명계 회전축 (246) 의 회전에 의하여 조명계 지지부 (245) 가 삽입되어 있다. 그리고, 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 의 배변측에, 웨이퍼 반송기구 지지부 (242) 가 설치되고, 조명계 지지부 (245) 의 바닥면에서 웨이퍼 홀더 (221) 의 상면까지의 간격 (g2) 의 범위내에서 웨이퍼 반송기구지지부 (242) 에 웨이퍼 반송아암 (243) 및 웨이퍼 언로드아암 (웨이퍼 반출아암)(238) 이 부착되어 있다. 일예로서, 간격 (g1 + g2) 이 50 ㎜ 일때, 간격 g2 는 30 ㎜ (간격 g1 은 20 ㎜) 이고, 웨이퍼 언로드아암 (238) 은 웨이퍼 로드아암 (228) 과 같은 형상이다.

또, 웨이퍼 반송아암 (243) 은 웨이퍼 언로드아암 (238) 상측에서 Y 축에 평행하게 형성된 슬릿형상의 개구 (242a) 를 따라서, 도시되지 않은 구동부에 의하여 Y 방향으로 이동할 수 있다. 또, 웨이퍼 반송기구 지지부 (242) 에는 개구 (242a) 하측에 이 개구 (242a) 에 평행하게 슬릿형상의 개구 (242b) 가 형성되고, 이 개구 (242b) 를 따라서 도시되지 않은 구동부에 의하여 Y 방향으로 이동 가능하게 웨이퍼 언로드아암 (238) 이 지지되고 있다. 또한 웨이퍼 언로드아암 (238) 은 개구 (242b) 의 축방향 (Z 방향) 으로 소정범위에서 승강할 수 있도록 지지되고 있다. 그 웨이퍼 반송기구 지지부 (242) 는 투영광학계 (217) 를 지지하는 지지부재 (248) 와는 다른 부재에 부착되어 있다. 이와같이 투영광학계 (217) 및 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 용의 지지부재 (248) 와, 웨이퍼 반송기구 지지부 (242) 를 서로 상이한 부재에 고정함으로써, 웨이퍼 반송아암 (243) 및 웨이퍼 언로드아암 (238) 에서 발생하는 진동이, 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 및 투영광학계 (217) 에 전해지지 않게 되고, 프리얼라인먼트 및 노광시의 위치맞춤을 고정밀도로 행할 수 있다.

또, 웨이퍼 반송기구 지지부 (242) 의 우측에 도시되지 않았으나, 노광전 및 노광이 완료된 웨이퍼를 레지스트의 코터디벨로퍼 등의 사이에서 반송하기 위한 웨이퍼 반송 라인이 설치되어 있다. 웨이퍼 반송아암 (243) 은 그 웨이퍼 반송 라인의 노광전의 웨이퍼를 개구 (242a) 를 따라서 웨이퍼 로드아암 (228) 까지 반송하는 역할을 수행하고, 웨이퍼 언로드아암 (238) 은 웨이퍼 홀더 (221) 에서 반출된 노광 후의 웨이퍼를 개구 (242b) 를 따라서 그 웨이퍼 반송 라인까지 반송하는 역할을 수행하고 있다. 또한 그 웨이퍼 반송 라인에서 웨이퍼 반송아암 (243) 으로 웨이퍼를 주고 받을때는 일예로서, 그 웨이퍼는 턴테이블 및 위치검출장치 (도시 생략) 를 통해서 외형기준으로 대략 위치 및 회전각의 조정이 이루어진다. 이 턴테이블 등을 이용한 위치 등의 조정을 1 회째의 예비적인 위치맞춤이라고 보면, 상기 웨이퍼 로드아암 (228) 에 유지된 웨이퍼 (W) 의 프리얼라인먼트는 2 회째의 예비적인 위치맞춤이라고 볼 수 있다.

상기와 같이, 웨이퍼 반송아암 (243) 에서 웨이퍼 로드아암 (228) 으로 웨이퍼 (W) 를 수수할 때는 도 16 에 나타나듯이, 조명계 지지부 (245) 는 조명계 회전축 (246) 의 회전에 의하여 퇴피하고 있다. 그리고 웨이퍼 로드아암 (228) 을 도 15 의 개구 (242a) 보다도 약간 낮은 높이까지 강하시킨 상태에서, 웨이퍼 반송아암 (243) 에 의하여 웨이퍼 (W) 의 중심을 회전상하부 (225) 의 중심까지 이동시킨후, 웨이퍼 로드아암 (228) 을 상승시킴으로써, 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 로드아암 (228) 으로 보내진다. 이들의 회전상하부 (225), 조명계 회전축 (246), 웨이퍼 반송아암 (243) 및 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 동작은 도 11 의 R/W 로더계 제어계 (215) 에 의하여 제어되고 있고, R/W 로더계 제어계 (215) 는 주제어계 (205) 의 사이에서 타이밍 정보의 수수 등을 행하고 있다.

도 13 은 본 예의 투영광학장치에서의 웨이퍼 스테이지 (222) 와 웨이퍼 로더계와의 위치관계를 나타내는 평면도이고, 이 도 13 은 12 인치 웨이퍼용의 시스템을 나타내고 있다. 이때, 웨이퍼 로드아암 (228) 은 반입대상의 웨이퍼 (W) 를 위에서 감싸는 구조이고, 그 웨이퍼와의 2 군데 접촉부에는 진공 흡착으로 웨이퍼를 유지하기 위한 흡착부 (250a 및 250b) 가 형성되어 있고, 도 15 및 도 16 에 나타나듯이, 흡착부 (250a 및 250b) 는 유지하는 웨이퍼 (W) 의 바닥면보다도 더욱 하측으로 돌출되어 있다. 마찬가지로, 도 13 의 웨이퍼 언로드아암 (238) 에도, 반출대상의 웨이퍼 (웨이퍼 W1 로 함) 를 바닥면측에서 진공 흡착에 의하여 유지하기 위한 흡착부 (249a,249b) 가 형성되어 있고, 이들의 흡착부 (249a,249b) 도 웨이퍼 (W1) 의 바닥면 하측으로 돌출되어 있다. 그리고, 이들의 흡착부 (250a,250b,249a,249b) 가 웨이퍼 스테이지 (222) 상의 웨이퍼 홀더 (221) 의 표면에 접촉하지 않도록, 웨이퍼 홀더 (221) 의 상면에서 웨이퍼 스테이지 (222) 의 상면에 걸쳐서 평행하게 2 개의 홈부 (237a,237b) 가 형성되어 있다.

홈부 (237a,237b) 의 간격은 웨이퍼 로드아암 (228) 에서의 흡착부 (250a,250b) 의 간격, 즉 웨이퍼 언로드아암 (238) 에서의 흡착부 (249a,249b) 의 간격과 동일하며, 홈부 (237a,237b) 의 각각의 폭은 흡착부 (250a,250b 및 249a,249b) 의 각각의 하단부의 폭보다 넓게 형성되고, 홈부 (237a,237b) 의 각각의 깊이는 흡착부 (250a,250b 및 249a,249b) 의 각각의 두께보다 깊게 형성되어 있다. 본 예에서는 프리얼라인먼트의 결과에 따라서는 회전상하부 (225) 를 통해서 웨이퍼 로드아암 (228) 을 소정각도만큼 회전하고, 또한 홈부 (237a,237b) 에 각 흡착부가 끼워진 상태에서 웨이퍼 스테이지 (222) 의 구동을 행하는 경우가 있으므로, 그때의 흡착부 (250a,250b) 의 간격 등의 변화의 상한에 따르기 위해, 홈부 (237a,237b) 의 폭은 여유를 갖고 설정되어 있다.

이 구성에서, 웨이퍼 로드아암 (228) 에서 웨이퍼 홀더 (221) 상에 웨이퍼 (W) 를 주고 받으려면, 회전상하부 (225) 의 중심에 웨이퍼 홀더 (221) 의 중심이 합치하도록 웨이퍼 스테이지 (222) 를 이동시키고서, 웨이퍼 로드아암 (228) 을 강하시켜 홈부 (237a,237b) 에 흡착부 (250a,250b) 를 끼운후, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 홈부 (237,237b) 에 평행하게 좌상측으로 이동시키면 된다. 반대로, 웨이퍼 홀더 (221) 에서 웨이퍼 언로드아암 (238) 으로 웨이퍼 (W) 를 주고 받을때는 미리 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 중심을 회전상하부 (225) 의 중심에 합치시키고, 또한 흡착부 (249a, 249b) 의 높이를 홈부 (237a,237b) 에 맞춘상태에서, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 홈부 (237a,237b) 에 평행하게 이동시켜, 웨이퍼 홀더 (221) 의 중심을 회전상하부 (225) 의 중심까지 이동시킨후, 웨이퍼 언로드아암 (238) 을 상승시키면 된다.

이와같이, 종래에는 웨이퍼 홀더내에 돌출몰입 가능하게 설치되어 있던 웨이퍼 상하 핀의 상하동의 동작을, 웨이퍼 로드아암 (228) 및 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 승강동작으로 대체하고, 종래에는 예컨데 웨이퍼 로드아암 및 웨이퍼 언로드아암측에서 행해지고 있던 퇴피동작을 웨이퍼 스테이지 (222) 의 이동동작으로 대체함으로써, 웨이퍼 홀더 (221) 측에는 웨이퍼 상하 핀을 설치할 필요가 없어진다. 따라서, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 구성을 간소화할 수 있음과 동시에, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 소형화도 가능하게 되어, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 구동하기 위한 리니어모터 등의 구동모터의 출력을 크게하지 않고, 또한 발열량을 증대시키지 않고, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 스텝 이동속도 및 주사속도를 용이하게 향상시킬 수 있기 때문에, 노광공정의 스루풋이 향상된다.

그리고, 웨이퍼 홀더 (221) 에서 웨이퍼 스테이지 (222) 의 상면에 걸쳐서 설치되어 있는 홈부 (237a,237b) 의 길이는 요점은 흡착부 (250a,250b) (또는 249a,249b) 와 웨이퍼 (W)(또는 W1) 이 중첩하지 않게되는 범위까지 설치하면 되는데, 웨이퍼 로드아암 (228) 을 끌어올리는 타이밍, 또는 웨이퍼 언로드아암 (238) 을 강하시켜두는 타이밍과 웨이퍼 스테이지 (222) 를 이동시키는 타이밍과의 어긋남 등을 고려하면, 어느 정도의 여유를 갖는 길이로 해두는 것이 바람직하다.

단, 가령 웨이퍼 스테이지 (222) 상의 웨이퍼 홀더 (221) 의 두께가, 흡착부 (250a,250b 또는 249a,249b) 의 두께보다도 여유가 있어 두꺼운 경우에는 홈부 (237a,237b) 는 웨이퍼 홀더 (221) 에만 설치해두면 되며, 웨이퍼 스테이지 (222) 측에는 설치해둘 필요가 없다. 이 경우에는 홈부 (237a,237b) 의 단부는 개방상태가 되기 때문에, 웨이퍼 로드아암 (228) 의 상승 및 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 강하의 타이밍의 자유도가 증가하기 때문에, 예컨대 웨이퍼 스테이지 (222) 의 이동속도를 빨리 할 수 있게되어, 스루풋이 향상된다.

한편, 본 예와 같이, 웨이퍼 홀더 (221) 의 두께가 흡착부 (250a,250b 또는 249a,249b) 의 두께와 동일 정도이거나, 또는 그보다 얇은 경우에, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 상면이 평탄한 경우에는 도 13 에 실선으로 나타내듯이, 흡착부 (250a,250b 또는 249a,249b) 와의 접촉을 방지하기 위해, 홈부 (237a,237b) 를 길게 형성해둘 필요가 있다. 그리고, 이것은 웨이퍼 스테이지 (222) 에서 웨이퍼 홀더 (221) 를 겸용하는 경우, 즉 웨이퍼 스테이지 (222) 의 상면과 웨이퍼 홀더 (221) 의 상면이 동일 평면인 경우에도 해당된다. 이 경우에는 홈부 (237a,237b) 의 단부 등과 흡착부 (250a,250b 또는 249a,249b) 의 접촉을 방지하기 위해, 웨이퍼 교환시에 예컨대 웨이퍼 스테이지 (222) 의 이동속도를 늦추는 것이 바람직하므로, 스루풋이 저하할 염려가 있다.

그리하여, 본 예에서는 웨이퍼 스테이지 (222) 의 상면에서 웨이퍼 홀더 (221) 의 좌하측 부분에 소정의 깊이의 단차부 (239) 를 형성해둔다. 이 단차부 (239) 의 깊이와 웨이퍼 홀더 (221) 의 두께와의 합은 흡착부 (250a,250b 또는 249a, 249B) 의 두께에 대해서 여유를 갖고 두껍게 되도록 설정되어 있다. 그럼으로써, 홈부 (237A, 237B) 는 단차부 (239) 의 에지부 (239a) 내측에는 형성할 필요가 없게 되고, 홈부 (237A, 237B) 를 길게 형성할 경우에 비하여, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 고속 이동시킬 수 있도록 되어 스루풋이 향상된다.

또한 도 13 에서는 웨이퍼 로드아암 (228) 에 지지된 웨이퍼 (W) 의 프리얼라이먼트가 행해지고, 웨이퍼 반송아암 (243) 에는 웨이퍼 (W) 의 다음에 노광되는 웨이퍼 (W2) 가 지지되어 있다. 웨이퍼 반송아암 (243) 의 선단부에도 웨이퍼를 진공 흡착하는 흡착부 (244) 가 형성되어 있다. 이 경우, 웨이퍼 로드아암 (228) 에 지지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 외주 5 군데 상측에 촬상장치 (226L, 226N1, 226R, 226N2, 226U) 가 배열 설치되고, 이들 5 군데 촬상장치 (226L ∼ 226U) 의 검출중심은 각각 회전상하부 (225) 의 회전축 (중심축) 을 중심으로 하는 동일한 원주상에 설정되어 있다. 웨이퍼 (W) 저면측에, 조명계 회전축 (246) 을 축으로 하여 회전이 가능하게 조명계 지지부 (245) 가 배열 설치되고, 도 13 에서는 촬상장치 (226L, 226N1, 226R) 에 대향하도록 조명계 지지부 (245) 내의 조명계가 배열 설치되도록 조명계 지지부 (245) 의 회전각이 설정되어 있다.

도 17 ∼ 도 20 은 12 인치의 웨이퍼 (W) 에 대해서 프리얼라이먼트를 행할 경우의 동작 설명도이고, 도 17 은 조명계 지지부 (245) 가 웨이퍼 (W) 저면에서 퇴피한 상태를 나타내고 있다. 조명계 지지부 (245) 에는 6 군데 조명계 (247L, 247N2, 247R1, 247U, 247N1, 247R2) 가 고정되고, 이들 조명계는 각각 조명광을 발생하는 광원 및 콘덴서 렌즈등을 갖추고 있다.

또한 12 인치의 웨이퍼 (W) 에서는 예를 들면 SIA (Semiconductor Industry Association : 미국 반도체 공업회) 의 규격에 의하여 이른바 (이하, 「0°방향」이라 칭한다.) 노치 (N1) 및 그것에 대해서 90°회전한 위치에 있는 90°방향의 노치 (N2) 가 설치되어 있다. 또한 노치의 위치 및 개수는 임의이고, 또한 노치대신에 오리엔테이션 플랫등을 설치해도 된다.

이와 같이 두개의 노치 (N1, N2) 를 가질 경우, 노치 (N1, N2) 를 관찰하도록 촬상장치 (226N1, 226N2) 가 설치되고, 노치 (N1) 의 좌우의 외주를 관찰하도록 촬상장치 (226L, 226R) 이 설치되고, 노치 (N2) 의 좌우의 외주를 관찰하도록 촬상장치 (226R, 226U) 가 설치되어 있다. 그리고, 노치 (N1) 및 이 좌우의 웨이퍼 (W) 의 외주 위치를 검출할 때에는 도 18 에 나타낸 바와 같이 도 17 의 상태에서 조명계 지지부 (245) 가 90°회전하여, 조명계 지지부 (245) 내의 조명계 (247L, 247N1, 247R1) 가 각각 촬상장치 (226L, 226N1, 226R) 에 대향한다. 그리고, 쵤상장치 (226L, 226R) 의 화면신호를 처리함으로써, 일예로서 웨이퍼 (W) 의 외주에서 검출중심에 가장 가까운 점인 그 검출 중심에서의 2 차원적인 위치 어긋남량이 구해진다. 또, 노치 (N1) 에 대해서는 촬상장치 (226N1) 의 화상신호를 처리함으로써, 일예로서 도 20 에 나타낸 바와 같이, 노치 (N1) 의 좌우의 에지의 가상적인 교점 (Q1) 을 중심으로 하여 노치 (N1) 를 2 등분하는 직선과, 웨이퍼 (W) 의 외주를 가상적으로 연장한 원호의 교점 (이하, 「노치의 중심」이라 칭한다.) (Q2) 의 검출중심에서의 2 차원적인 위치 어긋남량이 구해진다.

다음, 노치 (N2) 및 이 좌우의 웨이퍼 (W) 의 외주 위치를 검출할 때는 도 19 에 나타낸 바와 같이 도 18 의 상태에서 더욱 조명계 지지부 (245) 가 90°회전하고, 조명계 지지부 (245) 내의 조명계 (247R2, 247N2, 247U) 가 각각 촬상장치 (226R, 226N2, 226U) 에 대향한다. 그리고, 촬상장치 (226R, 226U) 의 화상신호를 처리함으로써 일예로서 웨이퍼 (W) 의 외주에서 검출중심에 가장 가까운 점의 2 차원적인 위치 어긋남량이 구해지고 촬상장치 (226N2) 의 화상신호를 처리함으로써, 일예로서 노치 (N2) 의 중심의 위치 어긋남량이 구해진다.

그 후, R/W 로더계 제어계 (215) 에서, 이들의 웨이퍼 (W) 의 외주 및 노치 (N1, N2) 의 중심의 위치 어긋남량을 최소 자승법등을 이용하여 처리함으로써, 도 13 의 회전상하부 (225) 의 회전축에 대한 웨이퍼 (W) 의 중심의 X 방향, Y 방향에 대한 위치 어긋남량 (△WX, △WY) 및 노치 (N1, N2) 를 기준으로 한 웨이퍼 (W) 의 회전각의 오차 (회전오차) (△θW) 를 산출한다. 노치 (N1, N2) 를 기준으로 한 회전오차 (△θW) 라는 것은 일예로서 노치 (N1) 및 (N2) 의 중심과 웨이퍼 (W) 의 중심을 연결하는 각 직선의 Y 축 및 X 축에 대한 경사각의 평균치이다. 이 후, R/W 로더계 제어계 (215) 는 도 13 의 회전상하부 (225) 를 그 회전오차 (△θW) 를 상쇄하도록 회전하여 웨이퍼 (W) 의 회전각을 보정함과 동시에 위치 어긋남량 (△WX, △WY) 을 주제어계 (205) 로 공급한다. 주제어계 (205) 에서는 그 위치 어긋남량 (△WX, △WY) 을 웨이퍼 (W) 의 최종적인 얼라이먼트 (파인얼라이먼트) 를 행할 때의 오프세트에 가산한다.

이와 같이 본예에서는 조명계 지지부 (245) 를 2 단계로 회전함으로써, 웨이퍼 (W) 의 외주의 2 쌍의 계측점에서의 위치를 검출하고 있기 때문에 웨이퍼 (W) 가 대형인 12 인치 웨이퍼라도 조명계 지지부 (245) 를 소형화할 수 있고, 웨이퍼 로더계를 소형화할 수 있다.

또한, 도 13 및 도 17 ∼ 도 20 은 12 인치 웨이퍼용 기구를 나타내고 있는데, 노광대상의 웨이퍼가 8 인치 웨이퍼인 경우는 각각 도 14, 도 21 및 도 22 의 기구가 사용된다.

즉, 도 14 는 8 인치 웨이퍼에 노광을 행할 경우의 웨이퍼 로더계를 도 13 에 대응시켜서 나타낸 평면도이고, 이 도 14 에서 웨이퍼 스테이지 (222) 의 상면에 직경이 8 인치보다 훨씬 큰 원판형상의 웨이퍼 홀더 (221S) 가 고정되고, 웨이퍼 홀더 (221S) 의 양단에 접하도록 평행하게 홈부 (237SA, 237SB) 가 형성되어 있다. 이 경우도 웨이퍼 홀더 (221S) 가 두꺼울 경우에는 홈부 (237SA, 237SB) 는 웨이퍼 스테이지 (222) 상에는 형성할 필요가 없고, 웨이퍼 홀더 (221S) 가 얇거나 또는 웨이퍼 스테이지 (222) 와 일체화되어 있는 경우라도 단차부 (239) 를 설치함으로써 홈부 (237SA, 237SB) 는 단차부 (239) 의 에지부 (239a) 내측에는 형성할 필요가 없게 되고 웨이퍼 스테이지 (222) 를 고속 이동시킬수 있도록 되어 스루풋이 향상된다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 더욱 소형화해도 된다.

또, 프리얼라이먼트중의 8 인치의 웨이퍼 (WS) 를 지지하는 웨이퍼 로드아암 (228S) 도 소형화되고, 이 웨이퍼 (WS) 의 외주 5 군데 위치를 검출하기 위해 촬상장치 (227D, 227N1, 227N2, 227R, 227L) 가 배열 설치되어 있다. 또한, 웨이퍼 로드아암 (228S) 에도 웨이퍼 (W) 를 바닥면에서 흡착 지지하는 흡착부 (250A, 250B) 가 형성되고, 이들의 흡착부 (250A, 250B) 가 홈부 (237SA, 237SB) 로 수납하게 되어 있다. 또, 웨이퍼 (WS) 의 바닥면측에 조명계 회전축 (246) 을 중심으로 회전함으로써 삽입 이탈 가능하게 조명계 지지부 (245S) 가 배열 설치되고, 조명계 지지부 (245S) 내에 5 개의 조명계가 부착되어 있다. 또, 웨이퍼 로드아암 (238S) 도 8 인치 웨이퍼 (WS1) 에 맞추어 소형화되고, 웨이퍼 반송아암 (243) 에도 8 인치의 웨이퍼 (WS2) 가 탑재되어 있다. 그 외의 구성은 도 13 의 예와 마찬가지이다.

도 21 및 도 22 는 8 인치의 웨이퍼 (WS) 에 대해서 프리얼라이먼트를 행할 경우의 동작 설명도이고, 도 21 은 조명계 지지부 (245S) 가 웨이퍼 (WS) 의 바닥면에서 퇴피한 상태를 나타내고 있다. 조명계 지지부 (245S) 에는 5 개의 조명계 (248L, 248D, 248N1, 248N2, 248R) 가 고정되어 있다. 또, 8 인치의 웨이퍼 (WS) 에서도 예를 들면 (SIA) 의 규격에 의해 0°방향의 노치 (N1') 및/또는 그것에 대해서 90°회전한 위치에 있는 90°방향의 노치가 설치되어 있다. 이 예에서도 노치의 위치 및 개수는 임의이고 또한 노치대신에 오리엔테이션 플랫등을 설치해도 된다.

도 21 의 예에서는 0°의 노치 (N1') 및 90°의 노치 (도시 생략) 를 관찰하도록 촬상장치 (227N1, 227N2) 가 배열 설치되고, 노치 (N1') 에서 시계주위로 웨이퍼 (WS) 의 외주 위치를 관찰하도록 촬상장치 (227D, 227L, 227R) 가 설치되어 있다. 그리고, 웨이퍼 (WS) 의 외주 위치를 검출할 때에는 도 22 에 나타낸 바와 같이 도 21 의 상태에서 조명계 지지부 (245S) 가 90°회전하여 조명계 지지부 (245S) 내의 5 개의 조명계 (248N1 ∼ 248N2) 가 각각 촬상장치 (227N1 ∼ 227N2)에 대향한다. 그리고, 5 개의 촬상장치 (227N1 ∼ 227N2) 의 화상신호를 처리함으로써 도 14 의 회전상 하부 (225) 의 회전축에 대한 웨이퍼 (WS) 중심의 X 방향, Y 방향에 대한 위치 어긋남량 및 노치 (N1') 등을 기준으로 한 웨이퍼 (WS) 의 회전오차를 산출된다.

이와 같이 8 인치 웨이퍼의 경우에는 전부 촬상장치 (227N1 ∼ 227N2) 의 검출시야를 동시에 조명하는 조명계를 설치하여도 조명계 지지부 (245S) 가 그 정도로 대형화시키지 않기 때문에, 웨이퍼 (WS) 를 한번에 조명할 수 있다. 따라서, 프리얼라이먼트를 고속으로 행할 수 있다. 또한, 웨이퍼 외주의 복수 검출영역에서 검출되는 위치에서 그 웨이퍼의 중심위치 및 회전각을 검출하기위한 보다 상세한 방법은 예를 들면 특허출원 평 9-36202 호에 개시되어 있다. 또한 8 인치 웨이퍼에서는 노치이외에 오리엔테이션 플랫을 갖는 경우도 있다. 이 오리엔테이션 플랫의 조명과 노치의 조명을 겸용하기 위해 조명계 지지부 (245S) 에 조명영역이 넓은 형광램프나 형광판과 같은 것을 설치해도 된다.

다음, 도 13 에 나타낸 웨이퍼 (W) 의 프리얼라이먼트시 일련의 동작에 관하여 도 23 의 플로 챠트 및 도 24 를 참조하여 설명한다. 도 24 (a) ∼ (f) 는 각각 투영 광학계 (217) 의 하부 및 웨이퍼 로더계의 계략을 나타내고 있다.

우선, 도 23 의 스텝 (S101) 에 서, 도 24 (a) 의 웨이퍼 로드아암 (228) 을 웨이퍼 언로드아암 (238) 과 기계적으로 간섭하지 않는 높이의 웨이퍼 받음 위치로 이동시킨다. 이 때, 조명계 지지부 (245) 는 퇴피하는 것으로 한다. 그리고, 웨이퍼 반송아암 (243) (웨이퍼 (W) 를 지지하는 것으로 한다.) 을 웨이퍼 반송 기계 지지부 (242) 를 따라 + Y 방향으로 웨이퍼 받음 위치까지 이동시킨다.

그 후, 스텝 (S102) 에서, 웨이퍼 반송아암 (243) 의 진공 흡착을 오프로 함과 동시에 웨이퍼 로드아암 (228) 의 흡착부 (250A, 250B) (도 13 참조) 의 진공 흡착을 온으로 하여 웨이퍼 로드아암 (228) 을 Z 방향으로 프리얼라이먼트 위치까지 상승시킨다. 그럼으로써, 웨이퍼 로드아암 (228) 의 흡착부 (250A, 250B) 에 웨이퍼 (W) 가 주고 받게된다.

다음 스텝 (S103) 에서 조명계 회전축 (246) 을 통해서 조명계 지지부 (245) 를 웨이퍼 (W) 의 바닥면의 제 1 계측위치 (도 18 의 상태) 로 이동시켜 조명광을 조사시킨다. 이 상태가 도 24 (a) 에 나타낸 상태이다. 그리고, 도 18 의 촬상장치 (226L, 226N1, 226R) 의 화상신호를 도 11 의 R/W 로더계 제어계 (215) 로 입력되게 한다. 다음, 조명계 회전축 (246) 을 통해서 조명계 지지부 (245) 를 또한 웨이퍼 (W) 의 바닥면의 제 2 계측위치 (도 19 의 상태) 로 이동시키고, 도 19 의 촬상장치 (226R, 226N2, 226U) 의 화상신호를 도 11 의 R/W 로더계 제어계 (215) 로 입력되게 한다.

그것에 이어 스텝 (S104) 에서 R/W 로더계 제어계 (215) 는 그들의 화상신호를 상기와 같이 처리하고 회전상하부 (225) 의 회전축을 기준으로 웨이퍼 (W) 의 중심의 위치 어긋남량 (△WX, △WY) 및 노치를 기준으로 한 회전오차 (△θW) 를 산출한다. 또한 스텝 (S105) 에서 R/W 로더계 제어계 (215) 는 회전상하부 (225) 를 통해서 (-△θW) 만큼 웨이퍼 로드아암 (228) 을 회전하여 대기시켜 두고, 웨이퍼 (W) 의 위치 어긋남량 (△WX, △WY) 을 주제어계 (205) 로 공급한다. 본 예에서는 그 위치 어긋남량 (△WX, △WY) 은 웨이퍼 (W) 의 최종적인 얼라이먼트를 행할 때의 오프세트로서 고려되지만 그 대신에 예를 들면 도 13 에서 웨이퍼 스테이지 (222) 를 로딩 위치로 이동할 때에 그 위치 어긋남량 (△WX, △WY) 분 만큼 웨이퍼 스테이지 (222) 의 위치를 벗어나도 된다. 그 후, 스텝 (S106) 에서 도 24 (b) 에 나타낸 바와 같이, 조명계 회전축 (246) 을 회전하여 조명계 지지부 (245) 를 퇴피시킴으로써, 프리얼라이먼트가 종료된다. 그 후에 웨이퍼 교환이 실행된다. 또, 그 프리얼라이먼트의 실행중에 웨이퍼 스테이지 (222) 상에서는 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광이 병렬하여 실행되고 있다.

이어, 웨이퍼 교환, 웨이퍼의 최종적인 얼라이먼트 및 웨이퍼의 노광동작의 일예에 관하여 도 25 의 플로 챠트를 참조하여 설명한다.

도 25 의 스텝 (S111) 에서 도 24 (b) 에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 홀더 (221) 의 중심 (이것을 「웨이퍼 스테이지 (222) 의 중심」이라고도 칭한다.) 이 웨이퍼의 로딩위치에 합치하도록 웨이퍼 스테이지 (222) 를 이동시킨다. 본예의 「로딩 위치」란 웨이퍼 홀더 (221) 의 표면을 포함하는 평면과 웨이퍼 로드아암 (228) 의 회전상하부 (225) 의 중심선 (회전축) 이 교차하는 점이다. 이하에서는 웨이퍼 홀더 (221) 의 중심이 소정의 점까지 이동하도록 웨이퍼 스테이지 (222) 를 구동시키는 것을 간단하게 웨이퍼 스테이지 (222) 를 그 소정의 점까지 이동시킨다고 한다. 또, 도 24 (b) 에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (222) 가 로딩 위치까지 이동하기 전에 미리 웨이퍼 반송기구 지지부 (242) 를 따라 웨이퍼 로드아암 (238) 의 중심이 로딩위치 상측에 이르고, 또한 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 흡착부 (249A, 249B) (도 13 참조) 의 Z 방향의 위치는 웨이퍼 스테이지 (222) 상의 홈부 (237A, 237B) 의 가운데로 수납되는 위치로 설정되어 있다. 이 위치를 「웨이퍼의 넘겨줌 위치」라고 칭한다. 따라서, 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광이 끝나고 웨이퍼 스테이지 (222) 를 로딩위치까지 이동함으로써 웨이퍼 (W1) 의 바닥면에 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 흡착부 (249A, 249B) 가 삽입되어 있다. 이 때, 웨이퍼 언로드아암 (238) 상측에 웨이퍼 로드아암 (228) 이 겹치도록 대기하고 있다.

그래서, 스텝 (S112) 에서 웨이퍼 홀더 (221) 의 진공 흡착을 오프로 하고, 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 진공 흡착을 온으로 함과 동시에 웨이퍼 언로드아암 (238) 을 Z 방향으로 소정량 (여기에서는 웨이퍼 (W1) 나 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 흡착부 (249A, 249B) 가 웨이퍼 스테이지 (222) 또는 웨이퍼 홀더 (221) 와 기계적으로 간섭하지 않는 위치까지) 상승시킨다. 그럼으로써, 웨이퍼 홀더 (221) 로부터 웨이퍼 언로드아암 (238) 에 노광을 마친 웨이퍼 (W1) 가 주고 받게된다. 그 후 스텝 (S113) 에서 도 24 (C) 에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 언로드아암 (238) 을 웨이퍼 반송기구 지지부 (242) 를 따라 - Y 방향으로 퇴피시키는 것과 병렬로 웨이퍼 로드아암 (228) 을 - Z 방향으로, 웨이퍼 언로드아암 (238) 과 기계적으로 간섭하지 않는 위치까지 하강시켜 대기 시킨다. 이것은 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 이동타이밍이 벗어난 경우의 접촉을 피함과 동시에 웨이퍼 언로드아암 (238) 이 퇴피한 후 웨이퍼 로드아암 (228) 으로 부터 웨이퍼 스테이지 (222) 까지의 거리가 짧아지고 처리시간을 단축할 수 있기 때문이다.

그리고, 스템 (S114) 에서 도 24 (d) 에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 로드아암 (228) 을 웨이퍼 넘겨줌 위치까지 하강시킨다. 그럼으로써, 도 13 의 웨이퍼 로드아암 (228) 의 흡착부 (250A, 250B) 가 웨이퍼 스테이지 (222) 상의 홈부 (237A, 237B) 로 수납된다. 이와 같이 흡착부 (250A, 250B) 가 홈부 (237A, 237B) 로 수납되기 직전부터 웨이퍼 로드아암 (228) 의 진공 흡착은 오프로 된다. 다음 스텝 (S115) 에서 웨이퍼 홀더 (221) 의 진공 흡착을 온으로 함으로써, 웨이퍼 로드아암 (228) 으로부터 웨이퍼 홀더 (221) 에 미노광된 웨이퍼 (W) 가 주고 받게된다. 이 동작과 병렬로, 도 24 (d) 에서 웨이퍼 언로드아암 (238) 은 또한 - Y 방향으로 도시되지 않은 웨이퍼 반송라인까지 이동하고 웨이퍼 (W1) 를 그 웨이퍼 반송라인으로 건네주고 되돌아온다.

다음 스텝 (S116) 에서 도 24 (e) 에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (222) 를 이동시키고 웨이퍼 로드아암 (228) 을 웨이퍼 (W) 의 바닥면에서 뽑아내고나고 웨이퍼 로드아암 (228) 을 상승시킨다. 구체적으로 도 13 에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (222) 를 홈부 (237A, 237B) 에 평행하게 좌우쪽으로 이동시키고, 웨이퍼 로드아암 (228) 의 흡착부 (250A, 250B) 가 웨이퍼 (W) 이면에서 벗어났을 경우, 회전상하부 (225) 를 통해서 웨이퍼 로드아암 (228) 을 웨이퍼 반송아암 (243) 이 반송하여 오는 웨이퍼를 받을 수 있는 위치, 즉 웨이퍼 받음 위치까지 상승시킨다. 그것에 이어지는 스텝 (S117) 에서, 도 24 (f) 에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 순차 얼라이먼트위치, 베이스라인량 계측위치 및 노광위치로 이동시키고 웨이퍼 (W) 에 대한 최종적인 얼라이먼트 (파인얼라이먼트) 및 노광을 행한다. 이것과 병렬하여 다음에 노광되는 웨이퍼 (W2) 를 얹은 웨이퍼 반송아암 (243) 의 중심이 웨이퍼 로드아암 (228) 의 중심까지 이동한 후, 웨이퍼 로드아암 (228) 을 상승시킴으로써, 웨이퍼 로드아암 (228) 에 웨이퍼 (W2) 가 주고 받게된다. 이것은 도 23 의 스텝 (S101, 102) 의 동작과 같다. 이 때, 웨이퍼 언로드아암 (238) 은 도 24 (a) 에 나타낸 바와 같이 웨이퍼의 넘겨줌 위치에 대기한다. 그 후, 스텝 (S118) 에서 상기 동작을 반복함으로써 다음의 웨이퍼에 대한 노광이 행해진다.

이어, 도 25 의 스텝 (S117) 의 웨이퍼 (W) 에 대한 얼라이먼트 및 노광동작의 일예에 관하여 도 26 ∼ 도 29 를 참조하여 설명한다.

우선 도 26 은 스텝 (S111) 처럼 웨이퍼 스테이지 (222) 를 로딩위치 (P1) (별표시(星印)가 부착되어 있다, 이하 동일) 로 이동시킨 상태, 즉 웨이퍼 홀더 (221) 의 중심을 회전상하부 (225) 의 중심선상으로 이동시킨 상태를 나타내고, 이 도 26 에서 웨이퍼 로드아암 (228) 으로부터 웨이퍼 홀더 (221) 상에 웨이퍼 (W) 가 주고 받게된다. 이 상태에서도 웨이퍼 스테이지 (222) 의 측면의 단부에 도 1 의 레이저 간섭계 (218) 에서의 레이저 빔이 조사되고, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 위치는 고정밀도로 계측되고 있다.

이어, 도 27 은 웨이퍼 (W) 의 최종적인 얼라이먼트 (파인얼라이먼트) 를 행할 경우의 웨이퍼 스테이지 (222) 의 궤적, 즉 웨이퍼 홀더 (221) 의 중심 궤적 (240) 을 나타내고, 웨이퍼 스테이지 (222) 는 도 26 의 상태에서 홈부 (237A, 237B) 를 따라 좌우쪽으로 이동하고, 웨이퍼 로드아암 (228) 의 흡착부 (250A, 250B) 가 웨이퍼 (W) 의 바닥면에서 벗어난 후, 궤적 (240) 에서 나타낸 바와 같이 순차 3 개의 얼라이먼트위치 (P2, P3, P4) 로 이동한다. 본예에서는 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트영역에 각각 2 차원의 파인얼라이먼트용의 웨이퍼 마크가 부설되어 있는 것으로서 그것들의 쇼트영역에서 미리 선택되어 있는 동일직선상에는 존재하지 않는 3 개의 쇼트영역 (샘플쇼트) 의 웨이퍼 마크 (WM1,WM2,WM3) 의 좌표 (X,Y) 를 도 1 의 얼라인먼트 센서 (219) 를 사용하여 계측하고, 이 계측결과를 처리하여 웨이퍼 (W) 상의 전부의 쇼트영역의 배열좌표를 산출하는 것으로 한다. 이것은 계측하는 샘플쇼트의 개수를 최저인 3 개로 한 EGA (인핸스드 ·글로벌 ·얼라인먼트) 방식의 얼라인먼트로 볼 수 있다. 이 방식은 3 점 EGA 방식이라고도 부를 수 있다. 또한, 샘플쇼트의 개수를 예컨대 3 개 이상 (예컨대 8 개 등) 으로 설정해도 된다. 또, EGA 방식의 얼라인먼트 방법에 대해서는 예컨대 일본 공개특허공보 소 61-44429 호 등에 개시되어 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 제 1 얼라인먼트 위치 (P2) 는 웨이퍼 (W) 의 설계상의 쇼트배열을 도 23 의 프리얼라인먼트 공정의 결과로 보정함으로써 결정된다. 즉, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 설계상의 배열좌표 (여기서는 대응하는 웨이퍼 마크의 배열좌표과 동일하다고 가정한다.) 에, 도 23 의 스텝 (S105) 에서 구한 웨이퍼 (W) 의 중심의 위치 어긋남량 (ΔWX, ΔWY) 을 오프세트으로서 가산하여 얻어지는 배열좌표를, 제 1 오프세트 보정후의 배열좌표 (SX1,SY1) 로 한다. 그리고, 이 제 1 오프세트 보정후의 웨이퍼 마크 (WM1) 의 배열좌표로부터, 이 웨이퍼 마크 (WM1) 를 얼라인먼트 센서 (219) 의 검출시야 (219b) 내의 검출중심 (219a) 에 합치시키기 위해, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 위치를 구하면, 이 위치가 제 1 얼라인먼트 위치 (P2) 가 된다. 이로써, 웨이퍼 스테이지 (222) 가 제 1 얼라인먼트 위치 (P2) 에 달하면, 관찰시야 (219a) 내에 웨이퍼 (W) 상의 웨이퍼 마크 (WM1) 가 수납되게 된다. 그러므로 본예에서는 웨이퍼 (W) 상의 대략의 쇼트배열을 구하기 위한 서치 얼라인먼트 공정이 불필요하게 되었는데, 이것은 본예의 프리얼라인먼트 정밀도가 높기 때문에 가능해진 것이다.

그리고, 얼라인먼트 센서 (219) 를 통해 웨이퍼 마크 (WM1) 의 좌표 (XM1,YM1) 를 계측할 때, 웨이퍼 마크 (WM1) 의 검출중심 (219a) 에 대한 X 방향, Y 방향에의 위치 어긋남량 (ΔEX1, ΔEY1) 을 구하고, 상기의 제 1 오프세트 보정후의 배열좌표 (SX1,SY1) 를 다시 그 위치 어긋남량 (ΔEX1, ΔEY1) 만큼 보정하여, 제 2 오프세트 보정후의 배열좌표 (SX2,SY2) 를 구한다. 또, 얼라인먼트 위치 (P2 ∼ P4) 에서의 웨이퍼 스테이지 (222) 의 X 좌표는 아베 오차가 발생하지 않도록 레이저 빔 (LBX4,LBX5) 을 사용하여 계측된다. 그리고, 위치 어긋남량 (ΔEX1, ΔEY1) 을 보정하도록 웨이퍼 스테이지 (222) 를 이동시킨 후, 다시 얼라인먼트 센서 (219) 를 통해서 웨이퍼 마크 (WM1) 의 좌표 (XM1',YM1') 를 계측한다. 이것은 화상처리방식의 관찰시야 (219b) 의 주변부에서는 결상계의 수차에 의해 위치검출 정밀도가 저하될 우려가 있기 때문에, 가능한 한 피검마크를 검출중심 (219a) 에 근접시켜 검출 정밀도를 향상시키기 위해서이다. 따라서, 결상계의 수차가 주변부에서도 매우 작은 경우, 또는 특히 엄격한 겹침 정밀도가 요구되지 않는 경우 등에는 웨이퍼 마크 (WM1) 의 위치의 재계측을 실시할 필요는 없다.

다음, 도 27 에 웨이퍼 스테이지 (222) 를 제 2 얼라인먼트 위치 (P3) 로 이동시켜 얼라인먼트 센서 (219) 를 통해 웨이퍼 마크 (WM2) 의 좌표 (XM2,YM2) 를 계측한다. 그 얼라인먼트 위치 (P3) 는 상기의 제 2 오프세트 보정후의 배열좌표 (SX2,SX2) 상에서의 웨이퍼 마크 (WM2) 의 배열좌표에 의거하여, 웨이퍼 마크 (WM2) 를 얼라인먼트 센서 (219) 의 검출중심 (219a) 에 합치시키기 위해 결정한 웨이퍼 스테이지 (222) 의 위치이다. 이 경우, 본예에서는 웨이퍼 마크 (WM1) 의 좌표 (XM1',YM1') 와 웨이퍼 마크 (WM2) 의 좌표 (XM2,YM2) 를 결합하는 직선의, 설계상에서 양 마크 (WM1,WM2) 를 결합하는 직선에 대한 경사각을 구하여, 이 경사각만큼 웨이퍼 마크 (WM1) 를 중심으로 하여 그 제 2 오프세트 보정후의 배열좌표 (SX2,SX2) 를 회전하여, 제 3 오프세트 및 회전각 보정후의 배열좌표 (SX3,SX3) 를 구한다.

또, 여기서도 그 경사각만큼 웨이퍼 (W) 를 회전한 위치가 얼라인먼트 센서 (219) 의 검출중심 (219a) 이 되도록 웨이퍼 스테이지 (222) 의 위치를 미조정하여, 다시 제 2 웨이퍼 마크의 좌표 (XM2',YM2') 를 계측한다. 그 후, 그 제 3 오프세트 및 회전각 보정후의 배열좌표 (SX3,SX3) 에 의거하여, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 제 3 얼라인먼트 위치 (P4) 로 이동시켜 얼라인먼트 센서 (219) 를 통해 웨이퍼 마크 (WM3) 의 좌표 (XM3,YM3) 를 계측한다. 그리고, 3 개의 웨이퍼 마크 (WM1,WM2,WM3) 의 좌표의 계측치로부터, 웨이퍼 (W) 상의 쇼트배열의 X 방향, Y 방향의 스켈링, 로테이션, 직교도 오차 및 X 방향, Y 방향의 오프세트으로 이루어진 6 개의 변환 파라미터를 결정하고, 이들의 변환 파라미터를 사용하여 웨이퍼 (W) 상의 설계상의 쇼트배열을 변환하여, 웨이퍼 (W) 상의 전부의 쇼트영역의 배열좌표를 산출한다. 이것으로, 웨이퍼 (W) 의 파인 얼라인먼트가 종료한 것이 된다.

다음, 도 28 에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 베이스라인량 계측위치 (P5) 로 이동시킨다. 이 베이스라인량 계측위치 (P5) 에서는 웨이퍼 스테이지 (222) 상의 기준 플레이트 (234) 가 투영광학계 (217) 의 광축 (AX) 및 얼라인먼트 센서 (219) 의 검출중심 (219a) 과 거의 겹치게 된다. 이 상태에서, 도 11 의 레티클 (R1) 상의 얼라인먼트 마크와 대응하는 기준 마크와의 위치 어긋남량을 계측하고, 얼라인먼트 센서 (219) 의 검출중심 (219a) 과 대응하는 기준 마크와의 위치 어긋남량을 계측하여, 이들 위치 어긋남량을 그들의 기준마크의 간격에 가산함으로써, 레티클 (R1) 의 패턴 이미지의 중심 (여기서는 광축 (AX) 과 합치하고 있다.) 과 얼라인먼트 센서 (219) 의 검출중심 (219a) 과의 간격인 베이스라인량 (BL) 이 고정밀도로 계측된다. 그 후는 도 27 에서 구한 웨이퍼 (W) 상의 쇼트영역의 배열좌표를 그 베이스라인량으로 보정한 좌표에 의거하여 웨이퍼 스테이지 (222) 를 구동함으로써, 각 쇼트영역과 레티클 (R1) 의 패턴 이미지를 고정밀도로 겹치게 할 수 있다.

그래서, 도 29 에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 노광개시위치 (P6) 로 이동시켜 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역 (SA) 에의 주사노광을 개시한다. 즉, 투영광학계 (217) 에 의한 노광영역 (230) 에 대해 아베 오차가 발생하지 않도록, 웨이퍼 스테이지 (222) 의 X 좌표를 레이저 빔 (LBX1 ∼ LBX3) 을 사용하여 계측함과 동시에, 각 쇼트영역 (SA) 을 노광영역 (230) 이 궤적 (241) 에서 나타낸 바와 같이 사행(蛇行)하여 주사하도록 웨이퍼 스테이지 (222) 를 구동시킨다. 그 후, 전부의 쇼트영역에의 노광이 종료되면, 웨이퍼 스테이지 (222) 는 노광종료위치 (P7) 에 달한다. 그 후, 궤적 (240) 에서 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (222) 가 로딩 위치 (P1) 의 근방에서는 홈부 (237A,237B) 에 평행하게 이동하도록, 웨이퍼 스테이지 (222) 를 로딩 위치 (P1) 까지 이동시킨다. 이 때, 미리 로딩 위치 (P1) 에 웨이퍼 언로드아암 (238) 이 대기하고 있기 때문에, 웨이퍼 언로드아암 (238) 에 그대로 웨이퍼 (W) 를 수수할 수 있다.

상기의 실시형태에 의하면, 도 15 및 도 16 에 나타낸 바와 같이, 투영광학계 (217) 를 지지하는 지지부재 (248) 에 고정된 웨이퍼 프리얼라인먼트 구동부 (224) 에 장착된 회전상하부 (225) 의 하단의 웨이퍼 로드아암 (228) 에서, 노광 대상인 웨이퍼의 프리얼라인먼트를 실행하고, 그 웨이퍼의 위치를 유지한 상태에서 그 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지 (222) 상의 웨이퍼 홀더 (221) 에 수수하고 있기 때문에, 웨이퍼 홀더 (221) 에 대해 웨이퍼를 반송했을 때의 위치결정 정밀도가 종래보다도 향상되었다. 그러므로, 서치 얼라인먼트를 생략할 수 있고, 전체의 얼라인먼트에 필요한 시간이 단축되어, 노광 정밀도의 스루풋이 향상되고 있다.

또, 프리얼라인먼트를 실시할 때의 웨이퍼 로드아암 (228) 의 높이와 웨이퍼 언로드아암 (238) 의 높이를 Z 방향으로 어긋나게 하여, 노광동작 중에도 병행하여 프리얼라인먼트가 가능한 구성으로 하고 있기 때문에, 스루풋이 더욱 향상되었다. 또한, 본예에서는 조명계 지지부 (245) 의 퇴피를 조명계 회전축 (246) 의 회전에 의해 실시되고 있기 때문에, 웨이퍼가 통과하는 영역에서의 이물의 발생이 억제되고 있는 효과도 있다.

상기의 실시형태의 투영광학계 (217) 는 굴절계를 전제로 하고 있는데, 예컨대 ArF (파장 193 nm) 엑시머 레이저광 등을 노광광으로서 사용하는 경우에는 투과율이 양호한 초재(硝材)가 적기 때문에, 투영광학계 (217) 로는 반사굴절계 (카타디오프트릭계) 를 사용해도 되고, 이 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또, 노광 빔으로서, 파장 100 nm 정도 이하의 극단 자외광 (EUVL, 또는 XVL), 나아가서는 연 X 선 등을 사용하는 노광장치 (예컨대, 주사노광형) 의 웨이퍼 로더계, 또는 마스크를 사용하지 않는 전자선 묘획장치의 웨이퍼 로더계 등에도 본 발명은 적용가능하다. 극단 자외광 등은 광로를 진공으로 하는 것이 바람직하기 때문에, 상기의 실시형태에서의 진공 흡착에 의한 레티클이나 웨이퍼 등의 기판의 유지 대신, 평행도를 엄격하게 설정한 3 점 지지방식으로 기판을 지지하거나, 또는 정전흡착에 의한 지지방법 등을 적용할 필요가 있다.

또, 얼라인먼트 센서 (219) 로는 화상처리방식 대신, 레이저 스텝 얼라인먼트 (LSA) 방식이나 2 광속 간섭 방식 (LIA 방식) 등을 사용해도 된다. 또한, 상기의 실시형태는 스텝 앤드 스캔 방식 (주사노광형) 의 투영노광장치에 대해 설명하고 있지만, 본 발명은 스테퍼와 같은 일괄노광형의 투영노광장치, 또는 투영광학계를 사용하지 않는 프록시미티 방식의 노광장치 등에도 적용가능하다. 또한, 본 발명은 전자선 노광장치의 웨이퍼 스테이지 등에도 적용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 구성을 취할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시형태를 도 30 ∼ 도 46 에 의거하여 설명한다.

도 30 에는 일실시형태에 관한 기판 반송장치를 포함하는 노광장치 (300) 의 구성이 개시되어 있다. 이 노광장치 (300) 는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 투영노광장치 (소위 스캐닝 ·스텝) 이다.

이 노광장치 (300) 는 노광광원을 포함하는 조명계 (312), 마스크로서의 레티클 (R) 을 지지하는 레티클 스테이지 (RST), 투영광학계 (PL), 기판으로서의 웨이퍼 (W) 가 탑재되는 스테이지로서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다.

상기 조명계 (312) 는 노광광원과 조명광학계 (모두 도시되지 않음) 로 구성된다. 조명광학계는 콜리메이터 렌즈, 플라이아이 렌즈 또는 로드형 인테그레이터 등의 옵티컬 인테그레이터 등으로 이루어진 조도균일화 광학계, 릴레이 렌즈, 가변 ND 필터, 레티클 블라인드, 릴레이 렌즈 등을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 이 조명계의 구성 각 부에 대해 그 작용과 함께 설명하면, 노광광원에서 발생한 조명광 (IL) 은 조도균일화 광학계 및 조도를 제어하는 가변 ND 필터 등에 의해 조도분포가 거의 균일하며 소정의 조도를 갖는 광속으로 변환된다. 조명광 (IL) 으로는 예컨대, KrF 엑시머 레이저광, ArF 엑시머 레이저광, F₂엑시머 레이저광 (파장 157 nm) 등의 엑시머 레이저광, 구리증기 레이저나 YAG 레이저의 고주파, 또는 초고압 수은램프로부터의 자외역의 휘선 (g 선, i 선 등) 이 사용된다.

조도균일화 광학계로부터 사출된 광속은 릴레이 렌즈를 통해서, 레티클 블라인드에 달한다. 이 레티클 블라인드는 레티클 (R) 의 패턴형성면 및 웨이퍼 (W) 의 노광면과 광학적으로 공액인 면에 배치되어 있다.

상기 레티클 블라인드는 복수장의 가동차광판 (예컨대, 2 장의 L 자형의 가동차광판) 을 예컨대 모터에 의해 개폐함으로써 개구부의 크기 (슬릿 폭 등) 를 조정하고, 레티클 (R) 을 조명하는 슬릿형상의 조명영역 (IAR) (도 33 참조) 을 임의의 형상 및 크기로 설정할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 조명계 내의 상기 각 구동부, 즉, 가변 ND 필터, 레티클 블라인드 등은 주제어장치 (320) 로부터의 지시에 따라 조명제어장치 (노광 컨트롤러)(314) 에 의해 제어된다.

상기 레티클 스테이지 (RST) 는 레티클 베이스반 (313) 상에 배치되고, 그 상면에는 레티클 (R) 이, 예컨대 진공 흡착에 의해 고정되어 있다. 레티클 스테이지 (RST) 는 여기서는 자기부상형의 2 차원 리니어 액츄에이터로 이루어진 도시되지 않은 레티클 스테이지 구동부에 의해, 레티클 (R) 의 위치결정을 위해, 조명광학계의 광축 (후술하는 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 일치) 에 수직인 평면내 (XY 평면내) 에서 2 차원적으로 (X 축 방향, 여기에 직교하는 Y 축 방향 및 XY 평면에 직교하는 Z 축 주위의 회전방향으로) 미소구동 가능함과 동시에, 소정의 주사방향 (여기서는 Y 방향으로 함) 에 지정된 주사속도로 구동가능하게 되어 있다. 이 레티클 스테이지 (RST) 는 레티클 (R) 의 전면이 적어도 조명광학계의 광축을 가로지를수 있는 만큼의 Y 방향의 이동 스트로크를 가지고 있다.

레티클 스테이지 (RST) 의 측면에는 경면가공이 실시되어, 레티클 레이저 간섭계 (이하,「레티클 간섭계」라 함) (316) 로부터의 간섭계 빔을 반사하는 반사면이 형성되어 있다. 레티클 간섭계 (316) 에서는 그 반사면으로부터의 복귀광과 도시되지 않은 레퍼 렌즈부로부터의 복귀광을 간섭시켜 그 간섭광의 광전변환신호에 의거하여, 레티클 스테이지 (RST) 의 스테이지 이동면내의 위치를, 예컨대 0.5 ∼ 1 nm 정도의 분해능으로 상시 검출하고 있다. 이 레티클 간섭계 (316) 의 측장축은 실제로는 주사방향에 2 축, 비주사방향에 1 축 설치되어 있다.

레티클 간섭계 (316) 로부터의 레티클 스테이지 (RST) 의 위치정보는 스테이지 제어장치 (319) 및 이것을 통해 주제어장치 (320) 에 보내지고, 스테이지 제어장치 (319) 에서는 주제어장치 (320) 로부터의 지시에 따라, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치정보에 의거하여 레티클 스테이지 구동부 (도시 생략) 를 통해 레티클 스테이지 (RST) 를 구동시킨다.

또한, 도시되지 않은 TTR 레티클 얼라인먼트계에 의해 소정의 기준위치에 레티클 (R) 이 고정밀도로 위치결정되도록, 레티클 스테이지 (RST) 의 초기위치가 결정되기 때문에, 반사면의 위치를 레티클 간섭계 (316) 로 측정하는 것만으로 레티클 (R) 의 위치를 충분히 고정밀도로 제어하는 것이 가능해진다.

상기 투영광학계 (PL) 는 레티클 스테이지 (RST) 의 도 30 에서의 하측에 배치되고, 실제로는 퍼스트 임버라 불리는 지지부재 (322) (도 30 에서는 도시되지 않음, 도 32 참조) 를 통해 도시되지 않은 본체 칼럼에 지지되어 있다. 이 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) (조명광학계의 광축에 일치) 의 방향이 Z 축 방향이 되어, 여기서는 양측 텔레센트릭한 광학배치가 되도록 광축 (AX) 방향을 따라서 소정 간격으로 배치된 복수장의 렌즈 엘리먼트로 이루어진 굴절광학계가 사용되고 있다. 이 투영광학계 (PL) 의 경통의 하부 (웨이퍼 측) 에는 소경의 볼록부 (323) 가 형성되어 있다. 또, 이 투영광학계 (PL) 는 소정의 투영배율, 예컨대 1/5 (또는 1/4) 을 갖는 축소광학계이다.

그러므로, 조명계 (312) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 레티클 (R) 의 조명영역 (IAR) 이 조명되면, 이 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영광학계 (PL) 를 통해 조명영역 (IAR) 부분의 레티클 (R) 의 회로패턴의 축소상 (부분 도립상) 이 표면에 레지스트 (감광제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상에 형성된다.

상기 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 투영광학계 (PL) 의 도 30 에서의 하측에 배치된 웨이퍼 베이스반 (317) 상에 배치되고, 이 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에는 기판지지부재로서의 웨이퍼 홀더 (318) 가 재치되어 있다. 이 웨이퍼 홀더 (318) 상에는 직경 12 인치의 웨이퍼 (W) 가 진공 흡착되어 있다. 웨이퍼 홀더 (318) 는 도시되지 않은 구동부에 의해, 투영광학계 (PL) 의 최량 결상면에 대해, 임의의 방향으로 경사가능하며 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 방향 (Z 방향) 으로 미동할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 이 웨이퍼 홀더 (318) 는 Z 축 주위의 회전동작도 가능하게 되어 있다.

웨이퍼 스테이지 (WST) 는 주사방향 (Y 방향) 의 이동뿐만 아니라, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트영역을 상기 조명영역 (IAR) 과 공액인 노광영역 (IA) (도 33 참조) 에 위치시킬 수 있도록, 주사방향에 수직인 비주사방향 (X 방향) 에도 이동가능하게 구성되어 있고, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역을 후술하도록 하여 주사 (스캔) 노광하는 동작과, 다음 쇼트의 노광을 위한 주사개시위치까지 이동하는 동작을 반복하는 스텝 앤드 스캔 동작을 실시한다.

웨이퍼 스테이지 (WST) 는 여기서는 자기부상형의 2 차원 리니어 액츄에이터로 이루어진 스테이지 구동장치로서의 웨이퍼 구동장치 (315) 에 의해 X 축 및 Y 축의 2 차원 방향으로 구동된다. 또한, 웨이퍼 구동장치 (315) 는 상기 2 차원 리니어 액츄에이터에 의해 구성되지만, 도 30 에는 도시된 편의상의 블록으로 나타나 있다.

도 31 에는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 평면도가 나타나 있다. 이 도 31 에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 가상선으로 나타내는 장방형의 일부가 잘려진 육각형상이며, Y 방향의 일방측 (+Y 방향) 과 X 방향의 일방측 (X 방향) 의 측면에는 각각 경면가공이 실시되고, Y 축용 레이저 간섭계 (324Y) 로부터의 간섭계 빔 (WIY), X 축용 레이저 간섭계 (324X) 로부터의 간섭계 빔 (WIX) 을 각각 반사하는 반사면이 형성되어 있다. 이 경우, X 방향 일측의 반사면에는 얼라인먼트 레이터 간섭계 (324A) 로부터의 간섭계 빔 (AIX) 도 투사되어 있다.

간섭계 빔 (WIY) 은 투영광학계 (PL) 의 볼록부 (323) 의 중심, 즉 광축 (AX) 으로부터 동일거리만큼 X 방향으로 떨어진 X 위치를 통과하는 Y 방향의 제 1 측장축 (WIY1), 제 2 측장축 (WIY2) 및 어느 한 쪽의 Z 방향 하측을 통과하는 제 3 측장축 (도 30 참조) 을 포함하고 있다. 제 1 측장축 (WIY1), 제 2 측장축 (WIY2) 의 각각은 실제로는 소위 더블패스형 광속이다. 마찬가지로, 측장빔 (WIX) 은 광축 (AX) 으로부터 동일거리만큼 Y 방향으로 떨어진 Y 위치를 통과하는 X 방향의 제 4 측장축 (WIX1), 제 5 측장축 (WIX2) 및 어느 하나의 Z 방향 하측을 통과하는 제 6 측장축을 포함하고 있다. 제 4 측장축 (WIX1), 제 5 측장축 (WIX2) 의 각각은 실제로는 소위 더블패스형 광속이다. 또, 측장빔 (AIX) 은 후술하는 얼라인먼트 현미경 (ALG) 의 검출중심을 통과하는 X 방향의 광속이며, 더블패스형 광속이다.

간섭계 (324X,324Y,324A) 에서는 각 측장축마다 각각의 반사면으로부터의 복귀광과 도시되지 않은 리퍼 렌즈부로부터의 복귀광을 간섭시켜 그 간섭광의 광전변환신호에 의거하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스테이지 이동면내의 위치를, 예컨대 0.5 ∼ 1 nm 정도의 분해능으로 상시 검출하고 있다.

간섭계 (324X,324Y,324A) 의 각 측장축에서의 계측치는 도 30 의 스테이지 제어장치 (319) 및 이것을 통해 주제어장치 (320) 에 보내어지고, 스테이지 제어장치 (319) 에서는 다음과 같이 하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치를 산출한다.

즉, 스테이지 제어장치 (319) 에서는 Y 축용 레이저 간섭계 (324Y) 의 제 1 측장축 (WIY1), 제 2 측장축 (WIY2) 의 계측치 (Y1,Y2) 의 평균치 (Y1-Y2)/2 에 의거하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 위치를 구하고, X 축용 레이저 간섭계 (324X) 의 제 4 측장축 (WIX1), 제 5 측장축 (WIX2) 의 계측치 (X1,X2) 의 평균치 (X1+X2)/2 를 기초로 하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 위치를 구하고, 또 계측치 (Y1,Y2) 의 차 (Y1-Y2) 및 계측치 (X1-X2) 의 차의 적어도 일방을 사용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 θ 회전 (요잉량) 을 구한다. 또 스테이지 제어장치 (319) 에서는 제 4 측장축 (WIY1) (또는 제 5 측장축 (WIY2)) 의 계측치와 제 3 측장축의 계측치의 차이를 기초로 하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 둘레의 회전량 (피칭량) 을 구한다. 또, 스테이지 제어장치 (319) 에서는 제 4 측장축 (WIX1) (또는 제 5 측장축 (WIX2)) 의 계측치와 제 6 측장축의 계측치의 차이를 기초로 하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 둘레의 회전량 (롤링량) 을 구한다.

나아가, 후술하게 될 얼라인먼트 시에는 스테이지 제어장치 (319) 에서는 얼라인먼트용 레이저 간섭계 (324A) 에서 계측치를 토대로 하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 위치를 산출한다. 즉, 본 실시형태에서는 노광시 및 얼라인먼트시의 어느 때에도 소위 어페의 오차가 없이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X, Y 위치를 구할 수 있도록 되어 있다.

스테이지 제어장치 (319) 에서는 주제어장치 (320) 에서 지시한 것에 따라서, 전술한 바와 같이 하여 구한 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치를 기초로 하여 임의의 위치로 이동하도록 웨이퍼 스테이지(WST)를 제어한다. 또, 웨이퍼 스테이지(WST)의 위치를 계측하는 간섭계로는 상기한 바와 같이, Y 축용 레이저 간섭계 (324Y), X 축용 레이저 간섭계 (324X), 얼라인먼트용 레이저 간섭계 (324A) 의 3 개가 형성되어 있으나, 도 30 에서는 이것들이 웨이퍼 레이저 간섭계 (324) 로서 대표적으로 나타내어진다.

여기에서, 이 노광장치 (300) 의 주사노광 원리에 대해서 도 33 을 기초로 하여 간단히 설명한다.

레티클 (R) 의 주사방향 (Y 방향) 에 대해서 수직 방향으로 길이방향을 가지는 장방형 (슬릿형상) 의 조명영역 (IAR) 에서 레티클 (R) 이 조명되고, 레티클 (R) 은 노광시에 -Y 방향으로 속도 (VR) 로 주사 (스캔) 된다. 조명영역 (IAR) (중심은 광축 (AX) 과 거의 일치) 은 투영광학계 (PL) 를 통해서 웨이퍼 (W) 상에 투영되고, 슬릿형상의 투영영역, 즉 노광영역 (IA) 이 형성된다. 웨이퍼 (W) 는 레티클 (R) 과는 도립결상관계에 있기 때문에, 웨이퍼 (W) 는 속도 (VR) 의 방향과는 반대방향 (+Y 방향) 으로 레티클 (R) 에 동기하여 속도 (VW) 로 주사되고, 웨이퍼 (W) 상의 쇼트영역의 전체 면이 노광 가능하게 되어 있다. 주사속도의 비 (VW/VR) 가 정확히 투영광학계 (PL) 의 축소배율에 따른 것으로 되어 있고, 레이저 간섭계 (324Y) 의 패턴영역 (PA) 의 패턴이 웨이퍼 (W) 상의 소트영역 (SR) 상에 정확하게 전사된다. 조명영역 (IAR) 의 길이방향의 폭은 레티클 (R) 상의 패턴영역(PA) 의 비주사방향의 폭보다도 넓고, 차광영역 (ST) 의 최대 폭보다도 좁아지도록 설정되고, 주사 (스캔) 함으로써 패턴영역 전체 면이 조명되도록 되어 있다.

또, 상기 주사노광 시의 조명계 (312), 레티클 스테이지 (RST), 웨이퍼 스테이지 (WST) 등의 각 부의 동작은 주제어장치 (320) 에 의하여 조면제어장치 (314), 스테이지 제어장치 (319) 등을 통해서 관리된다.

나아가, 본 실시형태의 노광장치 (300) 에서는 도 30 에 나타낸 바와 같이, 투영광학계 (PL) 의 측면에, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 부설된 얼라인먼트마크 (웨이퍼 마크) 의 위치를 검출하기 위한 마크검출계로서의 옵ㆍ억세스 방식의 얼라인먼트 현미경, 예컨대 화상처리방식의 결상식 얼라인먼트센서 (ALG) 가 형성되고, 그 얼라인먼트센서 (ALG) 의 계측결과가 주제어장치 (320) 에 공급되도록 되어 있다. 또한, 얼라인먼트센서 (ALG) 는 실제로는 도 32 에 나타낸 바와 같은 배치로 되어 있고, 투영광학계 (PL) 의 볼록부 (323) 의 Y 방향의 타측 (-Y 방향) 에 검출부가 위치하도록 지지부재 (322) 에 지지되고 있다.

또, 이 노광장치 (300) 에서는 투영광학계 (PL) 의 최량 결상면을 향하여 복수의 슬릿형상을 형성하기 위한 결상광속 (검출빔 (FB)) 을 광축 (AX) 방향에 대해서 경사방향에서 공급되는 조사광학계 (AF1) 와, 그 결상광속의 웨이퍼 (W) 의 표면에서의 각 반사광속을 각각 슬릿을 통해서 수광하는 수광광학계 (AF2) 로 이루어진 경사입사방식의 다점초점 위치검출계 (AF) 가, 투영광학계 (PL) 를 지지하는 지지부재 (322) (도 32 참조) 에 고정되어 있다. 이 다점초점 위치검출계 (AF) (AF1, AF2) 로서는 예컨대 일본 공개특허공보 평5-190423 호에 개시된 것과 동일한 구성의 것이 사용되고, 웨이퍼 표면의 복수 점의 결상면에 대한 Z 방향의 위치 어긋남을 검출하고, 웨이퍼 (W) 와 투영광학계 (PL) 가 소정의 간격을 유지하도록 웨이퍼 홀더 (318) 를 Z 방향 및 경사방향으로 구동하기 위해 사용된다. 다점초점 위치검출계 (AF) 로부터의 웨이퍼 위치정보는 주제어장치 (320) 를 통해서 스테이지 제어장치 (319) 로 보내진다. 스테이지 제어장치 (319) 는 이 웨이퍼 위치정보를 기초로 하여 웨이퍼 홀더 (318) 를 Z 방향 및 경사방향으로 구동시킨다.

또, 조사광학계 (AF1), 수광광학계 (AF2) 는 실제로는 도 32 와 같이 배치되고, X 방향, Y 방향에 대해서 45 도 경사진 방향에서 검출빔 (FB) 이 웨이퍼 면에 조사되나, 도 30 에서는 도면작성의 편의상 투영광학계 (PL) 의 X 방향의 양 단부에 조사광학계 (AF1), 수광광학계 (AF2) 를 배치한 상태가 나타내어져 있다.

상기 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에는 도 31 에 나타낸 바와 같이, 얼라인먼트센서 (ALG) 의 검출중심의 위치와 레티클 패턴의 투영 이미지의 위치의 상대위치관계를 계측하기 위한 베이스라인 계측용 기준마크 기타의 기준마크가 형성된 기준플레이트 (FP), 레티클패턴 면에 대한 공액위치에서의 웨이퍼 면의 어긋남, 레티클패턴의 투영 이미지의 상질 및 제 수차를 계측하기 위한 센서가 내장된 AIS 기준판 (326) 및 노광영역 (IA) 내의 조도 어긋남을 계측하기 위한 조도 어긋남 센서 (328) 가 배치되어 있다.

또, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 홀더 (318) 의 상면 (웨이퍼 탑재면) 측에는 도 31 에 나타낸 바와 같이, X 방향 및 Y 방향에 거의 45 도 경사진 방향으로 연장된 한 쌍의 소정 깊이의 노치 (330a, 330b) 가 형성되어 있다. 이 한 쌍의 노치 (330a, 330b) 는 후술하게 될 반입아암, 반출아암의 돌기부를 삽입하기 위한 것이다.

도 30 으로 되돌아가, 노광장치 (300) 는 또 웨이퍼 수수 위치에 배치된 웨이퍼 프리얼라인먼트장치 (332) 를 구비하고 있다. 이 웨이퍼 프리얼라인먼트장치 (332) 는 프리얼라인먼트장치 본체 (334) 와, 이 프리얼라인먼트장치 본체 (334) 하측에 형성되고, 웨이퍼 반입아암 (이하, 「반입아암」이라고 함) (336) 을 지지하여 상하운동 및 회전하는 상대구동기구로서의 상하 운동ㆍ회전기구 (338) 와, 반입아암 (336) 상측에 배치된 계측장치로서의 3 개의 CCD 카메라 (340a, 340b, 340c) 를 구비하고 있다. 프리얼라인먼트장치 본체 (334) 의 내부에는 CCD 카메라 (340a, 340b, 340c) 로부터의 화상신호를 처리하는 화상처리계 또는 상하 운동ㆍ회전기구 (338) 의 제어계 등을 포함하는 제어장치가 내장되어 있다.

CCD 카메라 (340a, 340b, 340c) 는 반입아암 (336) 에 지지된 웨이퍼 (W) 의 외연을 각각 검출하기 위한 것이다. CCD 카메라 (340a, 340b, 340c) 는 여기에서는 도 32 의 평면도에 나타낸 바와 같이, 반입아암 (336) 에 지지된 12 인치 웨이퍼 (이하, 그때 그때 「웨이퍼 (W')」이라고 함) 의 노치를 포함하는 외연을 촬상 가능한 위치에 배치되어 있다. 이 중, 중앙의 CCD 카메라 (340b) 가 노치를 검출하기 위한 것이다.

웨이퍼 프리얼라인먼트장치 (332) 는 도 30 의 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에 의하여 제어되고, 3 개의 CCD 카메라 (340a, 340b, 340c) 에 의하여 웨이퍼 (W) 의 외연 (외형) 을 검출한다. 그리고, 3 개의 CCD 카메라 (340a, 340b, 340c) 로부터의 화상신호가 프리얼라인먼트장치 본체 (334) 에 내장된 제어장치에 의하여 처리되고, 이 제어장치로부터의 신호를 기초로 하여 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에 의하여 웨이퍼 (W') 의 X, Y, θ 오차가 구해진다. 그리고 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서는 이 중의 θ 오차를 보정할 수 있도록 상하 운동ㆍ회전기구 (338) 를 제어하도록 되어 있다.

또, 8 인치 웨이퍼를 사용하는 경우에는 CCD 카메라 (340a, 340b, 340c) 를 대신하여, 도 32 중에 가상선 (이중쇄선) 으로 나타내어지는 CCD 카메라 (340a', 340b', 340c') 가 사용된다. 8 인치ㆍ12 인치의 겸용 로더에서는 CCD 카메라 (340a, 340b, 340c) 및 CCD (340a', 340b', 340c') 가 동시에 배치되게 된다.

또, 웨이퍼 (W') 의 노치의 위치는 CCD 카메라 (340b) 의 위치, 따라서 그 방향은 웨이퍼 (W') 의 중심에서 볼 때 -Y 방향 (6 시 방향) 이나, 이 상태에서 90°회전된 상태, 즉 웨이퍼 (W') 의 중심에서 볼 때, -X 방향 (3 시 방향) 에 노치가 오는 상태에서 웨이퍼 (W') 가 웨이퍼 홀더 (318) 상에 탑재되는 경우도 있다. 이러한 경우에는 예컨대 일본 공개특허공보 평9-36202 호에 기재되어 있는 바와 같이, 3 시 방향, 6 시 방향에 대응한 위치에 CCD 카메라를 배치시킬 수도 있고, 또는 CCD 카메라 (340a, 340b, 340c) 를 사용하여 외형검출 후에 웨이퍼 얼라인먼트장치 (332) 의 상하 운동ㆍ회전기구 (338) 를 사용하여 90°회전하도록 할 수도 있다. 또한, 이 처리에 대한 방법 및 광학배치, 웨이퍼의 XYθ 오차산출방법은 공지된 것으로서, 예컨대 일본 공개특허공보 평9-36202 호에 기재되어 있는 방법과 거의 동일하므로 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.

또, 프리얼라인먼트장치 (332) 에 의한 웨이퍼 외형계측을 기초로 하여 구해진 X, Y 오차는 웨이퍼 로더제어장치 (321) 를 통해서 주제어장치 (320) 에 보내지고, 주제어장치 (320) 에 의하여, 예컨대 후술하게 될 웨이퍼의 서치 얼라인먼트 동작시에 그 X, Y 오차분의 오프세트을 부가함으로써 보정된다.

도 34 ~ 도 36 에는 반입아암 (336) 에 지지된 웨이퍼 (W') 가 웨이퍼 홀더 (318) 에 이동 탑재되는 순간의 모양이 나타내어져 있다. 이 중, 도 34 는 웨이퍼 (W') 의 일부를 파단하여 나타낸 평면도, 도 35 는 정면도, 도 36 은 우측면도이다.

이들 도면에 나타내어진 바와 같이, 반입아암 (336) 은 상하 운동ㆍ회전기구 (338) 하측에 수평하게 형성된 제 1 수평부재 (342) 와, 이 제 1 수평부재 (342) 의 길이방향 양 단부의 길이방향에 직교되는 방향의 일측 및 타측의 면에 그 일단이 각각 형성되고, 타단이 제 1 수평부재 (342) 의 길이방향에 직교되는 방향의 아래로 경사지게 연장된 한 쌍의 경사부재 (344a, 344b) 와, 이들 경사부재 (344a, 344b) 의 타단에 그 일단이 각각 형성되고, 타단이 제 1 수평부재 (342) 에 평행하도록 내부 방향으로 연장된 한 쌍의 제 2 수평부재 (346a, 346b) 와, 이들 제 2 수평부재 (346a, 346b) 의 타단측의 하면에 그 일단이 각각 형성된 한 쌍의 연직부재 (348a, 348b), 이들 연직부재 (348a, 348b) 의 타단에 형성되고, 그 선단에 웨이퍼 홀더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 의 연장 방향인 제 1 방향의 경사면이 형성된 한 쌍의 돌기부 (350a, 350b) 를 구비하고 있다.

한 쌍의 돌기부 (350a, 350b) 의 상면에는 웨이퍼 이면을 흡착하는 도시되지 않은 흡기공이 형성되어 있고, 또 돌기부 (350a) 와 돌기부 (350b) 의 선단부 상호간의 간격은 12 인치 (웨이퍼 (W') 의 직경) 보다 좁게 되어 있다. 따라서, 이 반입아암 (336) 에서는 돌기부 (350a, 350b) 의 흡기공을 통해서 웨이퍼 (W') 이면을 흡착 지지한 상태에서, 웨이퍼 홀더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 에 돌기부 (350a, 350b) 를 상측에서 삽입하고 (도 34 참조), 웨이퍼 (W') 에 대한 흡착을 해제하고, 그 상하방향의 위치를 지지한 채, 제 1 방향을 따라서 웨이퍼 홀더 (318) 와 반입아암 (336) 을 상대이동시킴으로써, 웨이퍼 홀더 (318) 에 웨이퍼 (W') 를 수수함과 동시에, 반입아암 (336) 의 돌기부 (350a, 350b) 를 웨이퍼 홀더 (318) 에서 빼낼 수 있도록 되어 있다.

또, 도 35 에서도 알 수 있는 바와 같이, 돌기부 (350a, 350b) 상측에, 웨이퍼 직경보다 폭이 넓은 공간부 (제 1 수평부재 (342), 경사부재 (344a, 344b) 및 제 2 수평부재 (346a, 346b) 로 둘러싸인 공간부) 가 형성되어 있고, 후술하게 될 웨이퍼 반송아암에서는 동 도면의 지면 직교방향 (Y 방향) 으로부터 웨이퍼를 이 공간부 내로 반입할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 본 실시형태의 노광장치 (300) 는 도 32 에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 홀더 (318) 상의 웨이퍼를 반출하기 위한 웨이퍼 반출아암 (이하, 「반출아암」이라고 함) (352) 과, 상기 반입아암 (336) 에 웨이퍼를 반입하는 웨이퍼 반송아암 (354) 및 이것들을 구동시키는 아암구동기구 (356) 를 구비하고 있다. 반출아암 (352) 은 도 32 에서도 알 수 있는 바와 같이, 전술한 반입아암 (336) 과 완전히 동일하게 구성되어 있다. 단, 반입아암 (336) 이 상하 운동ㆍ회전기구 (338) 의 하단에 지지되어 있는 것에 대해서, 반출아암 (352) 은 리니어모터의 가동자를 포함하는 상하 운동ㆍ슬라이드기구 (358) 에 지지되어 있는 점이 상이하다. 이하의 설명에서는 반출아암의 한 쌍의 돌기부에 대해서도 반입아암의 돌기부와 동일한 부호 (350a, 350b) 를 사용한 것으로 한다.

반출아암 (352) 및 웨이퍼 반송아암 (354) 은 아암구동기구 (356) 에 의하여 Y 방향을 따라서 소정 스트로크로 구동되도록 되어 있다. 또한, 8 인치 웨이퍼를 사용하는 경우에는 반입아암 및 반출아암으로서 돌기부 (350a) 와 돌기부 (350b) 의 선단부 상호간의 간격이 8 인치 (그 8 인치 웨이퍼의 직경) 보다 좁게 된 것이 사용된다.

도 37 에는 반입아암 (336), 웨이퍼 반송아암 (354) 및 반출아암 (352) 의 상호 위치관계를 설명하기 위한 개략 사시도가 나타내어져 있다. 이 도 37 은 구체적으로는 웨이퍼 홀더 상에서 웨이퍼 (W) 가 반출아암 (352) 에 의하여 반출되고, 웨이퍼 반송아암 (354) 이 반입아암 (336) 을 향하여 웨이퍼 (W') 를 반송하는 도중의 상태를 나타내는 도면이다. 이 도 37 에 나타낸 바와 같이, 아암구동기구 (356) 는 Y 방향으로 연장된 리니어가이드 (360) 와, 이 리니어가이드 (360) 를 따라서 Y 방향으로 왕복 이동시키는 상대구동기구로서 기능하는 상하 운동ㆍ슬라이드기구 (358) 를 구비하고 있다. 이 중, 상하 운동ㆍ슬라이드기구 (358) 에 전술한 바와 같이 반출아암 (352) 이 지지되고 있고, 또 슬라이드기구 (362) 에 웨이퍼 반송아암 (354) 이 지지되고 있다. 이들 상하 운동ㆍ슬라이드기구 (358), 슬라이드기구 (362) 는 도 30 의 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에 의하여 제어되도록 되어 있다. 또 이 경우, 리니어가이드 (360) 는 진동방지를 위해 웨이퍼 베이스반 (317) 등을 포함하는 노광장치 (300) 의 보디와는 떨어진 가대가 형성되어 있다.

다음으로, 전술한 바와 같이 하여 구성된 노광장치 (300) 에서의 전체의 동작을, 웨이퍼 반송계의 동작을 중심으로 하여, 도 38 ~ 도 46 을 기초로 하여 설명한다.

먼저, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 홀더 (318) 에 지지된 웨이퍼 (W) 의 노광 중의 동작을, 도 38 을 사용하여 설명한다. 이 도 38 에는 웨이퍼 (W) 에 대한 노광이 이루어지고 있는 도중의 평면도가 나타내어져 있다. 이 도 38 중에 ★ 표로 나타내어지는 A 점은 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 대한 전술한 스텝 앤드 스캔 방식의 노광이 종료된 시점에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 기준점 (여기에서는 웨이퍼 (W) (웨이퍼 홀더 (318)) 의 중심점으로 함) 가 위치하는 위치이다. 이하에서는 특별히 필요 없는 한 이 기준점의 위치를 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치로서 설명한다.

상기 노광 중에, 주제어장치 (320) 에서는 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에 대해서, 다음에 노광을 행하는 웨이퍼 (W') 의 프리얼라인먼트 계측과 반출아암 (352) 의 로딩위치에서의 대기를 지시한다. 그럼으로써, A 점에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 도달하기까지의 동안에, 즉 노광이 종료되기까지의 동안에 다음과 같은 동작이 이루어진다.

즉, 웨이퍼 제어장치 (321) 에 의하여 아암구동기구 (356) 를 구성하는 슬라이드기구 (362) 를 통해서 웨이퍼 (W') 를 지지한 웨이퍼 반송아암 (354) 이, 웨이퍼 수수 위치 (로딩위치) 상측에 배치된 반입아암 (336) 의 공간부 내의 소정 위치 (도 37 의 U 점) 까지 구동된 후, 반입아암 (336) 이 소정량 상승 구동되어 반입아암 (336) 에 대한 웨이퍼 (W') 의 수수가 이루어진다. 이어서, 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에 의하여 웨이퍼 프리얼라인먼트장치 (332) 를 사용하여 웨이퍼 (W') 의 프리얼라인먼트가 이루어진다. 구체적으로는 웨이퍼 프리얼라인먼트자치 (332) 의 제어장치에 의하여 3 개의 CCD 카메라 (340a ~ 340c) 를 사용하여 외형계측이 상하 운동ㆍ회전기구 (338) 를 사용하여 보정된다. 이 프리얼라인먼트 종료 후에 반입아암 (336) 은 그 상태에서 대기한다.

또 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서는 상기의 동작과 병행하여 전회의 노광대상인 웨이퍼의 반송을 종료하고 있는 반출아암 (352) 을 아암구동기구 (356) 를 구성하는 상하 운동ㆍ슬라이드기구 (358) 를 통해서 로딩위치, 즉 도 38 중에 ★ 표로 나타내어진 B 점 (도 37 참조) 까지 Y 방향으로 구동하고 (도 38 화살표 (K) 참조), 대기시킨다.

즉, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 (W) 의 노광이 종료되고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 A 점에 도달한 시점에서는 반입아암 (336) 과 반출아암 (352) 이 로딩위치인 B 점에서 상하로 겹친 상태가 된다.

노광이 종료되면, 주제어장치 (320) 에서는 스테이지 제어장치 (319) 에 대해서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 로딩제어위치인 B 점으로 이동시키도록 지시한다. 그럼으로써, 스테이지 제어장치 (319) 에서는 간섭계 (324Y) 및 간섭계 (324X) 의 계측치를 모니터하면서 웨이퍼 구동장치 (315) 를 통해서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를, 도 38 중에 ＜ 자 형상의 점선 화살표 (a) 로 나타내어지도록 A 점에서 B 점을 향하여 이동시킨다.

상기 A 점에서 B 점까지의 이동경로 (a) 는 중간의 점 (P) 보다 뒤의 부분이, 웨이퍼 홀더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 의 연장 방향 (제 1 방향) 으로 되어 있다. 또 A 점과 B 점을 연결하는 직선경로가 제 1 방향이 되는 위치관계에 A, B 가 정해진 경우에는 그 제 1 방향의 직선경로를 따라서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시키면 된다.

여기에서, 이 이동 도중에서 간섭계 (324) 로부터의 간섭계빔 (WIX) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 측면의 반사면에서 벗어나나, 이 간섭계빔 (WIX) 이 반사면에서 벗어나기 전에, 즉 간섭계빔 (WIX) 와 간섭계 (324A) 로부터의 간섭계빔 (AIX) 가 모두 반사면에 부딪히고 있는 동안에 주제어장치 (320) 에서의 지시에 따라 스테이지 제어장치 (319) 에 의해 간섭계의 전환이 행해지고, 전환후는 간섭계 (324Y) 의 간섭계빔 (WIY) 과 간섭계 (324A) 의 간섭계빔 (AIX) 을 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 위치제어되기 때문에 아무런 문제는 없다.

상기 경로 (a) 에 따른 이동에 의해 로딩위치에 대기하고 있는 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a, 350b) 가 웨이퍼 폴더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 를 따라 삽입되고 웨이퍼 (W) 를 하측에서 지지할 수 있는 위치까지 도달한다. 이때 노치 (330a, 330b) 의 내벽에 돌기부 (350a, 350b) 가 접촉하지 않도록 스테이지 제어장치 (319) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X, Y 방향의 가속도, 속도제어가 행해진다. 도 43 에는 이와 같이 하여 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a, 350b) 가 웨이퍼 폴더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 에 삽입된 상태가 나타나 있다.

다음으로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩위치인 B 점으로 이동했을 때의 그 후의 동작을 도 39 를 사용하여 설명한다.

웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩위치인 B 점에 도달하면 주제어장치 (320) 에서는 웨이퍼 폴더 (318) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡착을 해제함과 동시에 웨이퍼 로더장치 (321) 에 대해 웨이퍼 (W) 의 웨이퍼 폴더 (318) 에서의 반출 (언로딩) 과 웨이퍼 (W') 의 웨이퍼 폴더 (318) 로의 반입 (로딩) 을 지시한다. 그럼으로써, 다음과 같이 하여 웨이퍼 폴더 (318) 상의 웨이퍼 (W) 의 반출 및 웨이퍼 폴더 (318) 로의 웨이퍼 (W') 의 반입이 행해진다.

우선, 웨이퍼 로더장치 (321) 에서는 아암구동기구 (356) 를 통해서 반출아암 (352) 의 배큠(vacuum)을 ON 으로 하고 (흡인을 개시하고), 아암구동기구 (356) 를 구성하는 상하동ㆍ슬라이드기구 (358) 를 통해서 반출아암 (352) 을 소정량 상승구동시킨다. 이 반출아암의 상승 도중에 웨이퍼 (W) 이면이 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a, 350b) 에 의해 흡착된 후 반출아암 (352) 이 더욱 상승하여 웨이퍼 폴더 (318) 상면보다 약간 위의 위치까지 도달하여 정지한다.

이와 같이 하여, 웨이퍼 폴더 (318) 에서 반출아암 (352) 에 웨이퍼 (W) 가 건네지고 웨이퍼 폴더 (318) 에 대해 반출아암 (352) 이 간섭하지 않는 높이까지 상승하여 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 폴더 (318) 에서 떨어지면 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서는 아암구동기구 (356) 를 구성하는 상하동ㆍ슬라이드기구 (358) 를 통해서 도 39 의 화살표 (L) 방향으로 반송한다. 도 44 에는 이 반출아암 (352) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 반출중의 상태가 나타나 있다.

그리고, 반입아암 (336) 에 간섭하지 않는 곳까지 웨이퍼 (W) 를 지지한 반출아암 (352) 이 이동한 시점에서, 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서는 프리얼라인먼트가 종료한 웨이퍼 (W') 를 지지하는 반입아암 (336) 을 소정량 하강시키도록 상하동ㆍ회전기구 (338) 를 제어한다. 그럼으로써, 반입아암 (336) 의 돌기부 (350a, 350b) 가 웨이퍼 폴더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 에 상측에서 삽입된다.

이때, 주제어장치 (320) 에서는 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서의 통지를 받고 웨이퍼 폴더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 에 돌기부 (350a, 350b) 가 도달하기 직전에 웨이퍼 폴더 (318) 의 흡인을 개시하고 그 직후에 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서는 아암구동기구 (356) 를 통해서 웨이퍼반입아암에 의한 웨이퍼 (W') 의 흡인을 해제한다.

그럼으로써, 웨이퍼 (W') 가 웨이퍼 폴더 (318) 의 상면에 도달한 시점에서 웨이퍼 (W') 가 웨이퍼 폴더 (318) 에 의해 흡착되어 고정된다. 즉, 이와 같이 하여 웨이퍼 (W) 가 반입아암 (336) 에서 웨이퍼 폴더 (318) 에 건네진다. 또한, 이 주고 받음이 완료한 시점에서는 반입아암 (336) 의 돌기부 (350a, 350b) 의 상면은 웨이퍼 이면에 접한 상태이거나 약간 떨어진 상태 등 어떤 상태라도 좋다.

도 45 에는 반출아암 (352) 이 웨이퍼 폴더 (318) 상에서 퇴각한 직후의 반입아암 (336) 근방의 상태가 나타나고, 도 46 에는 반입아암 (336) 이 하강하여 반입아암 (336) 의 돌기부 (330a, 330b) 가 웨이퍼 폴더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 에 상측에서 삽입된 직후의 상태가 나타나 있다.

상기의 주고 받음의 종료 후에, 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서 「노광준비종료커맨드」 가 주제어장치 (320) 에 건네진다. 주제어장치 (320) 에서는 이 「노광준비종료커맨드」 를 받고 상기의 주고 받음을 확인한 시점에서 스테이지 제어장치 (319) 에 대해 웨이퍼 얼라인먼트 개시위치, 즉 도 39 중에 ★ 표로 나타난 C 점으로의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동을 지시한다.

스테이지 제어장치 (319) 에서는 이 지령을 받고 간섭계 (324A, 324Y) 의 계측값을 모니터하면서 웨이퍼 구동장치 (315) 를 통해서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 도 39 중에 ㄱ자형상의 점선 화살표 (b) 로 나타난 경로 (b) 를 따라 C 점을 향하여 이동을 개시한다. 이때, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 B 점에서 P 점까지는 도 37 의 경우와 동일한 경로를 역방향으로 이동하고, 이때에 반입아암 (336) 의 돌기부 (350a, 350b) 가 웨이퍼 폴더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 에서 빠진다.

또한, 로딩위치인 B 점에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 있고, 상기의 웨이퍼 (W') 의 주고 받음이 행해질 때에 앞에서 얼라인먼트시에 구해진 웨이퍼 (W') 의 XY 오차를 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 위치를 미세하게 조정함으로써 보정하도록 해도 좋다. 이 경우, XY 오차는 10㎛ 정도인데 대해 돌기부 (350a, 350b) 와 웨이퍼 폴더 (318) 와의 사이에는 1 ∼ 2㎜ 정도의 간격이 있기 때문에, 이러한 미세한 조정은 지장없이 실행할 수 있다.

다음으로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 얼라인먼트 개시위치인 C 점으로 이동한 후의 나중 동작을 도 40 에 의해 설명한다. 도 40 에는 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 C 점으로 이동한 상태가 나타나 있다. C 점은 웨이퍼 (W') 상에 형성된 마크위치의 검출개시위치 (얼라인먼트 개시위치) 이고, 이 위치에서는 다점초점위치검출계 (AF) 의 검출영역 (검출위치) 이 웨이퍼 (W) 상에 걸려있고 러프(rough)한 오토포커스ㆍ오토레벨링동작, 즉 글로벌한 웨이퍼 전면의 광축방향위치 및 경사의 조정이 행해진다. 이 러프한 오토포커스ㆍ오토레벨링동작은 다점초점위치검출계 (AF) 에서의 웨이퍼 위치정보에 의거하여 스테이지 제어장치 (319) 에 의해 웨이퍼 폴더 (318) 를 Z 방향 및 경사방향으로 구동함으로써 행해진다. 단, 얼라인먼트센서 (ALG) 에 러프오토포커스 검출계가 형성되어 있는 경우는 그것을 사용하여 러프한 오토포커스ㆍ오토레벨링을 행해도 좋지만, 통상은 얼라인먼트센서 (ALG) 에는 파인오토포커스 검출용계 만이 형성되어 있고 러프한 오토포커스 계측은 노광용의 오토포커스ㆍ오토레벨링 검출계, 즉 다점초점위치검출계 (AGF) 가 사용된다.

상기의 러프한 오토포커스ㆍ오토레벨링동작에 의한 글로벌한 웨이퍼 (W') 전면의 광축방향위치 및 경사의 조정후 마크서치 및 파인얼라인먼트가 실시된다.

즉, 주제어장치 (320) 에서는 스테이지 제어장치 (319) 를 통해서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 순서대로 이동시키고 얼라인먼트센서 (ALG) 를 사용하여 웨이퍼 (W') 의 미리 정해진 특정의 쇼트영역 (샘플쇼트) 에 부설된 얼라인먼트마크 (웨이퍼마크) 를 검출하고 이 검출결과 (각 마크와 얼라인먼트센서의 검출중심 (도 40 중에 십자마크로 나타난 F 점) 과의 상대위치) 와 각각의 마크검출시의 간섭계 (324Y, 324A) 의 계측값을 사용하고 상기 샘플쇼트의 웨이퍼 마크의 위치를 구하고 이 구한 웨이퍼 마크의 위치에 의거하여 예컨대 일본 공개특허공보 소 61-44429 호에 개시된 통계연산에 의해 웨이퍼 전체의 로테이션, 직교도, X, Y 방향의 스켈링 (배율오차), X, Y 방향의 오프세트으로 대표되는 선형오차를 산출하고 이 산출결과에 따라 웨이퍼 (W) 상의 쇼트영역의 배열좌표를 산출하는 EGA (엔한스트 글로벌 얼라인먼트) 를 행한다.

또한, 상기의 웨이퍼 마크의 산출결과에 전술한 프리얼라인먼트시에 구해진 XY 오차를 오프세트으로서 부여하여 이것을 보정하도록 해도 좋다.

여기서, 간섭계 (331Y) 와 간섭계 (331A) 는 얼라인먼트 (ALG) 에 대해 아베오차가 발생하지 않는 위치관계로 되어 있기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 요잉(yawing) (θ회전) 에 의한 오차는 발생하지 않는다. 단, 웨이퍼 (W') 표면과 각 간섭계 (324X, 324Y, 324) 의 측장축 (WIX1, WIX2, WIY1, WIY2, AIX) 의 높이는 상이하기 때문에, 스테이지 제어장치 (319) 에서는 전술한 바와 같이 하여 제 3 측장축, 제 6 측장축의 계측값을 사용하여 피칭양, 롤링양을 구하고 이들에 의거하여 웨이퍼 폴더 (318) 가 경사졌을 때에 발생하는 상하방향의 아베오차를 보정하도록 되어 있다.

또, C 점에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 도달한 시점에서는 간섭계 (324X) 의 간섭계빔 (WIX) 도 웨이퍼 스테이지 (WST) 측면의 반사면에 부딪히기 때문에, 주제어장치 (320) 에서의 지시에 의해 스테이지 제어장치 (319) 에서는 이 간섭계 (324X) 의 리세트동작을 행한다. 이때의 리세트값은 0 이 아니고 간섭계 (324A) 의 계측값과 동일한 값을 부여하여 간섭계 (324A) 와 간섭계 (324X) 와의 캐리브레이션이 행해진다.

한편, 상기의 얼라인먼트가 행해지고 있는 동안에 반출아암 (352) 에 의해 반출된 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 로더계의 도시되지 않은 로봇아암에 건네지고 있다. 또, 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서는 주제어장치 (320) 의 지시에 의해 웨이퍼 로더계에서 반입된 새로운 웨이퍼 (W') 를 반송하기 위해 아암구동기구 (356) 를 통해서 웨이퍼 반송아암 (354) 에 의해 웨이퍼 (W') 이면을 흡착 지지시킴과 동시에 웨이퍼 반송아암 (354) 을 화살표 (K) 방향으로 이동시키고 있다.

상기의 EGA 종료후, 스테이지 제어장치 (319) 에서는 주제어장치 (320) 의 지시에 따라 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 베이스라인 계측위치, 즉 도 40 중에 ★ 표로 나타난 D 점으로 이동한다.

다음으로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 베이스라인 계측위치인 D 점으로 이동했을 때의 동작을 도 41 을 사용하여 설명한다. 도 41 에는 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 D 점으로 이동한 상태가 나타나 있다. 이 도 41 에서, 한쪽의 십자마크 (F) 는 얼라인먼트센서 (ALG) 의 검출중심을 나타내고, 다른 쪽의 십자마크 (G) 는 레티클 (R) 상측에 배치된 도시되지 않은 TTR 얼라인먼트계 (노광파장을 사용하여 레티클 (R) 상에 형성된 한쌍의 레티클얼라인먼트마크와 기준플레이트 (FP) 상의 대응하는 기준마크 (제 2 기준마크라고 칭함) 와의 상대위치관계를 동시에 계측하기 위한 장치) 의 검출중심의 위치를 모식적으로 나타낸 것이다.

EGA 종료후, 노광동작에 들어가기 전에 얼라인먼트용 레이저 간섭계 (324A) 에서 노광용의 간섭계 (324X) 로 전환하기 위해 레티클패턴의 투영위치와 얼라인먼트센서 (ALG) 와의 거리인 베이스라인량을 정확히 계측할 필요가 있다. 그러기 위해, 주제어장치 (320) 에서는 도 41 에 나타난 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 기준플레이트 (FP) 에 형성된 제 1 기준마크 (도시 생략) 를 얼라인먼트센서 (ALG) 를 사용하여 검출함과 동시에 상기 TTR 얼라인먼트계를 사용하여 기준플레이트 (FP) 상에 형성된 제 2 기준마크 (도시 생략) 를 검출한다. 즉, TTR 얼라인먼트계에 의해 검출되는 한쌍의 레티클얼라인먼트마크 위치의 중심위치가 레티클패턴의 투영위치 (투영광학계 (PL) 의 광축위치) 를 대표적으로 나타낸 점이고, 이 위치에서 얼라인먼트센서 (ALG) 의 검출중심까지의 X 방향, Y 방향의 거리가 X 방향, Y 방향의 베이스라인의 거리이다. 이 경우, 기준플레이트 (FP) 는 저팽창부재로 구성되어 있고 제 1 기준마크와 제 2 기준마크와의 위치관계는 미리 알고 있기 때문에, TTR 얼라인먼트계에서 검출된 레티클얼라인먼트마크와 제 2 기준마크와의 위치관계 (위치오차) 와 얼라인먼트센서 (ALG) 에서 검출된 상기 얼라인먼트센서 (ALG) 의 검출중심과 제 1 기준과의 위치관계 (위치오차) 와 설계상의 베이스라인거리와 각 간섭계의 출력값을 사용하면 실제의 베이스라인거리를 구할 수 있다.

따라서, 상술한 파인얼라인먼트 (EGA) 로 구해진 위치에서 베이스라인거리만큼 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동함으로써 웨이퍼 (W') 상의 각 쇼트영역을 정확히 레티클패턴의 투영위치에 중첩시켜 노광을 행할 수 있다. 단, 본 실시형태에서는 주사노광이 행해지기 때문에, 후술하는 실제의 노광시에는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동은 파인얼라인먼트 (EGA) 로 구해진 위치에서 베이스라인거리만큼 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시킨 쇼트중심의 위치에서 소정거리만큼 주사방향으로 벗어난 각 쇼트의 노광을 위한 주사개시위치로 이동되게 된다.

물론, 상기의 EGA 시에는 각 쇼트영역의 배열좌표까지 구하지 않고 웨이퍼 전체의 로테이션, 직교도, X, Y 방향의 스켈링 (배율오차), X, Y 방향의 오프세트으로 대표되는 선형오차만 구하고 이 구한 선형오차를 사용하여 설계상의 쇼트배열데이터를 보정하도록 해도 좋다. 이 경우도 물론, 얼라인먼트센서 (ALG) 로 검출된 쇼트 위치와 베이스라인거리에 의거하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동을 행할 필요가 있다.

상기의 베이스라인 계측시에 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 기준플레이트 (FP) 의 회전은 계측할 수 없지만, 이 경우 기준플레이트 (FP) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 열팽창계수가 거의 동일한 소재로 구성되어 있고, 일체화 또는 나사 또는 접착제 등으로 견고하게 고정되어 있기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 측면의 반사면과 기준플레이트 (FP) 와의 사이에 회전오차가 발생할 염려는 없다. 또, 웨이퍼 스테이지 (WST) 자체의 요잉은 간섭계 (324Y) 의 측장축 (WY1, WY2) 의 계측값에 의거하여 보정할 수 있기 때문에 아무런 문제도 발생하지 않는다.

또한, 상기의 베이스라인계측후에 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 웨치제어에 사용하는 간섭게는 얼라인먼트용 레이저 간섭계 (324A) 에서 노광용 간섭계 (324X) 로 상기 베이스라인 계측결과 및 상기 요잉결과를 반영한 형태로 전환된다. 이 간섭계의 전환은 주제어장치 (320) 에서의 지시에 따라 스테이지 제어장치 (319) 에 의해 행해지고, 이 전환후에 스테이지 제어장치 (319) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 퍼스트쇼트 (제 1 쇼트) 의 노광을 위한 주사개시위치, 즉 도 41 에 ★ 표로 나타난 E 점으로 이동시킨다.

한편, 웨이퍼 반송아암 (354) 은 로딩위치인 B 점에 도달해 있고 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서는 상하동ㆍ회전기구 (338) 를 통해서 반입아암 (336) 을 상승구동시켜 웨이퍼 (W") 를 웨이퍼 반송아암 (354) 에서 반입아암 (336) 에 건네준다. 이때, 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에 의해 웨이퍼 반송아암 (354) 에 의한 웨이퍼 (W") 의 흡착이 해제되고 반입아암 (336) 에 의한 웨이퍼 (W") 의 흡착이 행해진다. 이 주고 받음의 종료후에, 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에서는 아암구동기구 (356) 를 통해서 웨이퍼 반송아암 (354) 을 화살표 (L) 방향으로 퇴각시킨다.

다음으로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 웨이퍼 (W') 상의 퍼스트쇼트 (제 1 쇼트) 의 노광을 위한 주사개시위치인 E 점으로 이동한 후의 동작에 대해 도 42 를 사용하여 설명한다. 도 42 에는 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 E 점으로 도달한 상태가 나타나 있다.

이 도 42 의 상태에서 앞에서 설명한 스텝 앤드 스캔 방식의 노광이 개시되고, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 대해 순서대로 레티클패턴이 전사된다. 이 스텝 앤드 스캔 방식의 노광동작에 의해 E 점에서 노광종료위치인 A 점까지 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동한다. 이 노광동작중, 각 부의 동작은 스테이지 제어장치 (319), 조명제어장치 (314) 등을 통해서 주제어장치 (320) 에 의해 관리된다.

그리고, 이 노광중에 앞에서 설명한 바와 같이 웨이퍼 프리얼라인먼트장치 (332) 의 제어장치에 의해 3 개의 CCD 카메라 (340a ∼ 340c) 를 사용하여 웨이퍼 (W") 의 외연의 십자마크 (I) 로 나타낸 3 점이 검출되고 웨이퍼 (W") 외형이 계측되고 이 계측에 의해 구해진 웨이퍼 (W') 의 X, Y, θ오차중 θ회전오차가 상하동ㆍ회전기구 (338) 를 사용하여 보정된다. 이 프리얼라인먼트 종료후에 반입아암 (336) 은 그 상태로 대기한다. 또, 상기의 동작과 병행하여 반출아암 (352) 이 로딩위치인 B 점까지 Y 방향으로 이동하여 대기한다.

지금까지의 설명에서 알 수 있듯이, 본 실시형태에서는 스테이지 제어장치 (319) 와 주제어장치 (320) 와 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에 의해 본 발명에 관한 제어장치가 구성되고, 주제어장치 (320) 와 웨이퍼 로더제어장치 (321) 에 의해 제 2 제어장치가 구성되어 있다. 또, 웨이퍼 로더제어장치는 본 발명에 관한 연산장치도 구성한다. 또한, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST), 웨이퍼 폴더 (318), 웨이퍼 구동장치 (315), 반입아암 (336), 반출아암 (352), 프리얼라인먼트장치 (332), 아암구동기구 (356), 스테이지 제어장치 (319), 주제어장치 (320) 및 웨이퍼 로더제어장치 등으로 기판 반송장치가 구성되어 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 노광장치 (300) 에 따르면 웨이퍼 노광중에 로딩위치에서 반출아암 (352) 이 대기하는 것과 병행하고 반입아암 (336) 상의 웨이퍼에 대해 그 로딩위치 상측에서 웨이퍼 외형계측 및 프리얼라인먼트가 실시되기 때문에, 프리얼라인먼트시간을 노광시간에 완전히 오버랩시킬 수 있고, 프리얼라인먼트 때문에 처리시간이 증가하지 않고 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에서 프리얼라인먼트를 행하는 경우와 같이 노광과 프리얼라인먼트를 일련하게 행하는 경우에 비해 스루풋 향상이 가능하다.

또, 웨이퍼 교환의 시퀀서는 대략 다음의 ① ∼ ⑥ 의 6 공정이 된다. ① 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 로딩포지션으로 이동한다. 그때, 대기중의 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a, 350b) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 폴더 (318) 의 노치 (330a, 330b) 에 삽입된다. ② 다음으로, 주제어장치 (320) 에 의해 웨이퍼 폴더 (318) 의 배큠이 OFF 된다. ③ 반출아암 (352) 을 업시킴으로써 웨이퍼가 웨이퍼 스테이지 (WST) 에서 반출아암 (352) 에 건네진다. ④ 반출아암 (352) 을 로딩포지션에서 퇴각시킨다. ⑤ 반입아암 (336) 을 다운시켜 프리얼라인먼트가 종료한 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 폴더 (318) 에 건네준다. ⑥ 웨이퍼 폴더 (318) 와 웨이퍼와의 사이의 배큠을 ON 으로 한다. 따라서, 종래의 10 공정에 비해 대폭적으로 줄기 때문에, 웨이퍼 교환처리에 요하는 시간을 대폭적으로 감축할 수 있고, 그럼으로써 스루풋 향상을 도모할 수 있다. 발명자의 실험에 의하면 종래의 노광장치에서 4.6 초 정도 걸리던 웨이퍼 교환시간을 2.6 초 내지 3 초 정도로 단축할 수 있다는 결론을 얻었다.

이 같은 결론이 얻어진 것은 종래의 센터업과 반입아암의 조합에 의한 웨이퍼 로딩 및 센터업과 반입아암의 조합에 의한 웨이퍼 로딩의 각각에 비하여 반입아암, 반출아암의 어떤 것에 비교해도 고속이면서 고정밀도하게 이동할 수 있는 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 홀더 (318)) 측의 이동에 의해 웨이퍼의 로딩 및 언로딩의 주요 부분을 실시하도록 하였기 때문이다.

또한 본 실시형태에 따르면 반입아암 (336) 위에서 웨이퍼 외형계측 및 θ회전오착의 보정 (프리얼라인먼트) 을 실시하고, 그 회전오차와 동시에 측정된 XY 오차는 웨이퍼 스테이지의 위치 또는 웨이퍼 마크를 검출하는 얼라인먼트시에 보정하도록 하고, 또한 프리얼라인먼트 후의 웨이퍼의 수수 (웨이퍼 배큠 처리를 수반) 를 1 회로 함으로써 그 수수 오차를 최소한으로 억제할 수 있게 되어 결과적으로 고정밀도의 프리얼라인먼트를 실현할 수 있다.

또한 본 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 위에 센터업 등의 웨이퍼 상하동기구를 설치할 필요가 없으므로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 자체의 경량화를 도모할 수 있게 되는 만큼 웨이퍼 스테이지의 제어특성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 위의 웨이퍼 홀더 (318) 에 대한 반출아암 (352) 및 반입아암 (336) 의 돌기부의 삽입 및 이탈동작을 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구동동작으로 실현하기 때문에 반출아암 (352) 이외의 고속화는 필요없으며, 이 점은 비용절감으로 이어진다.

또한 웨이퍼의 프리얼라인먼트 장치는 상기 실시형태에서 설명한 것에 국한되지 않고 여러 가지 형태의 것을 사용할 수 있다. 예컨대 일본 공개특허공보 평9-36202 호와 같이 웨이퍼 스테이지 (WST) 위에 조명계를 탑재하고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 반입아암 (336) 의 밑에 온 다음, 웨이퍼 스테이지 (WST) 위에 탑재한 조명계를 사용하여 프리얼라인먼트를 실시하는 구성으로 해도 된다. 혹은 웨이퍼 상측에서 발광소자로 조명하고, 웨이퍼 하측에 발광소자를 배치하여 투과광을 검출하거나, 웨이퍼 상측 또는 하측에 발광소자 및 수광소자를 배치하여 웨이퍼로부터의 반사광을 수광하도록 해도 된다. 혹은 웨이퍼의 노광동작중에 CCD 카메라의 밑에 조명기구를 삽입하는 구성을 채택해도 된다. 또한, 웨이퍼의 측면에 노치 대신에 바코드가 새겨져 있는 웨이퍼에 대해서도 조명의 각도 및 CCD 의 포커스 위치, N.A. 를 소정의 조건으로 배치함으로써 본 방식으로 검출할 수 있다. 이 같이 프리얼라인먼트 검출로는 여러 가지 수법을 채택할 수 있지만 어떤 수법을 채택하더라도 노광동작중에 병행하여 실시할 수 있으므로 로더계의 고속화를 무리하게 실시할 필요는 없다.

또한 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 형상을 특수한 육각형상으로 한 경우에 대해서 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 통상과 마찬가지로 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 정방형 또는 장방형상으로 해도 되고, 혹은 삼각형상으로 해도 된다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 위에 간섭계용 이동거울을 별도로 설치해도 된다. 나아가서는 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 상부에 웨이퍼 홀더 (318) 의 전체가 돌출되어 있는 경우에 대해서 설명하였으나 웨이퍼 홀더의 일부 또는 전부가 웨이퍼 스테이지의 내부에 매몰된 구성을 채용해도 된다.

예컨대 장방형상으로 웨이퍼 홀더 (318) 의 적어도 일부가 매몰된 웨이퍼 스테이지를 사용하는 경우에는 도 47 에 나타낸 바와 같이 반입아암 및 반출아암의 돌기부의 경사면 방향인 제 1 방향으로 연장된 오목부 (웨이퍼 스테이지 및 웨이퍼 홀더의 양측에 걸쳐 있는 홈) (330c,330d) 를 형성하면 되고, 또한 상기 실시형태와 동일한 육각형상으로 웨이퍼 스테이지 (318) 의 적어도 일부가 매몰된 웨이퍼 스테이지를 사용하는 경우에는 도 48 에 도시된 바와 같이 반입아암 및 반출아암의 돌기부의 경사면 방향인 제 1 방향으로 연장된 오목부 (웨이퍼 스테이지 및 웨이퍼 홀더의 양측에 걸쳐 있는 홈) (330e,330f) 를 형성하면 된다.

그리고, 상기 오목부 또는 노치는 최대한 짧은 편이, 그만큼 짧은 웨이퍼 스테이지 이동동작에 의해 반입아암 및 반출아암의 돌기부와 웨이퍼 스테이지가 간섭하지 않게 되어 처리속도를 향상시킬 수 있으므로, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 홀더 (318) 를 웨이퍼 스테이지 (WST) 상면에 완전하게 돌출시켜 웨이퍼 홀더 (318) 에만 노치를 형성한 것이다.

또한 상기 실시형태에서는 웨이퍼를 지지한 웨이퍼 홀더 (318) 의 노치 (330a,330b) 에 대한 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a,350b) 의 삽입동작은 반입아암 (352) 을 로딩위치 (기판 수수 위치) 에 정지시킨 채 로딩위치쪽으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시킴으로써 실시하였으나, 반출아암을 아암구동기구 (356) 에 의해 X 축 및 Y 축의 2 차원방향으로 구동할 수 있게 구성하고, 노치 (330a,330b) 에 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a,350b) 를 삽입할 때에 반출아암 (352) 을 동시에 노치의 연장된 방향인 제 1 방향으로 구동하도록 해도 된다. 이러한 경우에는 보다 단시간에 노치에 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a,350b) 를 삽입할 수 있게 되어 더욱 고속의 웨이퍼 홀더 (318) 로부터의 웨이퍼의 반출 (언로딩) 이 가능해진다.

또한 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩위치 (기판 수수 위치) 으로 이동 완료된 후에 웨이퍼 스테이지 (318) 의 노치에 반입아암 (336) 의 돌기부를 삽입하는 경우에 대해서 설명하였으나 이에 국한되지 않고 웨이퍼 홀더 (318) 의 노치 (330a,330b) 에 대한 반입아암 (336) 의 돌기부 (350a,350b) 의 삽입은 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동중에 실시해도 된다. 이러한 경우에는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 로딩위치로 이동 완료되기 전에 노치 (330a,330b) 에 반입아암 (336) 의 돌기부 (350a,350b) 를 삽입할 수 있으므로, 웨이퍼를 보다 빨리 반입아암에서 기판홀더(318)로 건넬 수 있게 된다. 단, 이 경우에는 웨이퍼 홀더 (318) 위의 소정위치에 정확하게 웨이퍼를 건네주기 위해 웨이퍼 홀더 (318) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 위에서 이동할 수 있는 구성으로 하거나, 반입아암 (336) 을 스테이지 이동방향과 반대방향으로 동시에 이동시킬 필요가 있다. 이 같은 점을 고려하여 반입아암을 X 축 및 Y 축의 2 차원방향으로 구동시키는 아암구동기구를 설치하여 노치 (330a,330b) 에 반입아암 (336) 의 돌기부 (350a,350b) 를 삽입할 때에 반입아암을 상하방향으로 구동시킴과 동시에 제 1 방향으로 구동시키도록 해도 된다.

또한 상기 실시형태에서는 웨이퍼를 수수할 때에 웨이퍼 홀더와 반입아암, 또는 반출아암과의 상하방향의 상대방향을 아암측의 상하동에 의해 실시하는 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 웨이퍼 홀더 측만 상하동시키거나, 또는 양자를 반대방향으로 상하동시켜도 된다.

그러나, 상술한 실시형태에서는 웨이퍼 흡찹면의 일부를 노치한 소정 깊이의 노치 (즉 오목부) (330a,330b) 를 웨이퍼 홀더 (318) 에 형성하는 경우에 대해서 설명하였으나, 이 경우 만일 상기 노치 (330a,330b) 에 대응하는 부분이 하측으로 휘어진 평탄도가 나쁜 웨이퍼 (이하에서는 식별을 위해 웨이퍼를 웨이퍼 (W1) 라고 함) 가 웨이퍼 홀더 위에 탑재된 경우에 다음과 같은 문제점이 발생할 가능성이 있다.

도 49 에는 설명이 필요하기 때문에 실시형태의 웨이퍼 홀더 (318) 위에 웨이퍼 (W1) 가 탑재되어 흡착 지지된 상태의 평면도가 도시되어 있다. 도 50 에는 도 49 를 화살표 (E) 방향에서 본 모습이 도시되어 있다. 이 도 50 으로도 알 수 있는 바와 같이 웨이퍼 (W1) 의 노치 (330a,330b) 에 대향하는 부분은 하측으로 쳐지듯이 휘어져 있다. 이 경우, 웨이퍼 (W1) 가 휘어진 영역을 포함하는 웨이퍼 주변의 영역에 1 또는 2 이상의 쇼트영역을 설정해도 그들 각 쇼트영역의 전체에 디포커스 없이 레티클 패턴을 고정밀도하게 전사하기는 어려워진다. 따라서, 웨이퍼 1 장 당 얻어지는 양품의 칩수 (디바이스 수) 가 저하될 우려가 있다. 또한, 이 경우 노치 (330a,330b) 의 상하방향의 깊이와 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a,350b) 의 높이방향의 치수설정에 따라서는 웨이퍼 (W1) 를 언로드하기 위해 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a,350b) 를 노치 (330a,330b) 에 도 50 의 지면 바로 앞쪽에서 삽입할 때에 도 51 에 도시되는 바와 같이 돌기부 (350a,350b) 와 웨이퍼 (W1) 가 간섭하여 웨이퍼 (W1) 의 언로드를 원활하게 실시할 수 없는 사태가 발생할 가능성도 있다.

이러한 사태를 회피하기 위해 노치 (330a,330b) 의 길이방향으로 직교하는 방향의 폭치수를 작게 하여 그 면적을 작게 하고, 이에 따라 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a,350b) 의 치수도 작게 하는 것을 생각해 볼 수 있지만, 작게 한 만큼 돌기부 (350a,350b) 와 웨이퍼 (W1) 의 접촉면적이 감소하여 돌기부 (350a,350b) 에 의한 웨이퍼 (W1) 의 흡인력 (배큠) 이 약해지므로 웨이퍼 (W1) 를 반출아암 (352) 에 의해 웨이퍼 홀더 (318) 로부터 이간시킬 때의 반출아암 (352) 의 가속화를 작게 할 필요가 생기며, 결과적으로 언로딩에 요하는 시간이 증가하기 때문에 현실적인 대책이 될 수 없다고 생각된다.

따라서, 상술한 웨이퍼 (W1) 가 탑재되었을 때의 웨이퍼 1 장 당 얻어지는 양품의 칩수 (디바이스 수) 의 저하를 방지하기 위해 웨이퍼 홀더 (318) 대신에 도 52 내지 도 54 에 도시된 바와 같은 웨이퍼 홀더 (318') 를 기판지지부재로서 전술한 웨이퍼 스테이지 (WST) 위에 탑재해도 된다.

도 52 에는 웨이퍼 홀더 (318') 위에 웨이퍼 (W1) 가 탑재되어 흡착 지지된 상태의 평면도가 도시되어 있다. 도 53 에는 도 52 를 화살표 (F) 방향에서 본 모습이 도시되고, 도 54 에는 도 52 를 화살표 (G) 방향에서 본 모습이 도시되어 있다.

이들 도 52 내지 도 54 로 알 수 있는 바와 같이 이 웨이퍼 홀더 (318') 에서는 그 양면측의 바닥면측 (웨이퍼 스테이지 (WST) 측) 이 전술한 노치 (330a,330b) 와 동일한 평면단면형상을 갖도록 소정 깊이로 또한 소정폭으로 일부 절제되고, 이 절제된 부분의 공간 (3130a,3130b) 에 연통하도록 웨이퍼 접촉면 (318a) 의 일부가 절제된 공간 (개구부) (3131a,3131b) 이 형성되어 있다. 이 경우, 공간 (3130a) 과 공간 (3131b) 에 의해 반출아암 (352)의 일방의 돌기부 (350b) 를 소정방향 (X 축 및 Y 축에 대해서 45 도 경사진 방향) 및 XY 2 차원방향으로 직교하는 Z 방향을 따라 L 자형의 경로로 안내하는 노치 (330b') 가 형성되어 있다 (도 54 참조). 마찬가지로 공간 (3130a) 과 공간 (3131a) 에 의해 반출아암 (352) 의 타방의 돌기부 (350a) 를 소정방향 및 Z 방향을 따라 L 자형의 경로로 안내하는 노치 (330a') 가 형성되어 있다. 또한 이 경우 상기 L 자형의 경로의 상기 소정방향으로 연장된 부분 (즉 공간 (3130b,3130a)) 의 기판스테이지 (WST) 와 반대쪽에는 기판접촉면 (318a) 이 일부 돌출되어 있다.

이 웨이퍼 홀더 (318') 에서는 공간 (3131a,3131b) 이외의 부분에 웨이퍼 접촉면 (318a) 이 형성되어 있으므로, 평탄도가 나쁜 웨이퍼 (W1) 일지라도 그 거의 전면에 걸쳐 흡착 지지할 수 있다. 그 결과, 도 53 및 도 54 에 도시된 바와 같이 웨이퍼 (W1) 는 전면에 걸쳐 평탄화되어 평탄도 좋게 웨이퍼 홀더 (318') 에 지지된다.

웨이퍼 홀더 (318') 위의 웨이퍼 (W1) 를 언로드하는 경우, 도 55 에 도시된 바와 같이 도 52 중의 화살표 (F) 방향을 따라 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a,350b) 가 공간 (3130a,3130b) 에 삽입되어 공간 (3131a,3131b) 의 거의 바로 아래까지 돌기부 (350a,350b) 가 각각 도달한 시점에서 반출아암 (352) 을 상측으로 구동시킨다. 이 구동 도중에 웨이퍼 (W1) 가 웨이퍼 홀더 (318') 에서 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a,350b) 에 건네지고, 나아가 반출아암 (352) 이 소정량 상측으로 구동되어 도 56 에 도시된 바와 같이 돌기부 (350a,350b) 의 바닥면이 웨이퍼 홀더 (318') 상면 보다 약간 상측에 도달한 시점에서 웨이퍼 홀더 (318') 로부터의 반출아암 (352) 의 퇴피동작 (도 56 의 지면 직교방향 바로 앞쪽으로의 이동) 이 개시된다.

이 웨이퍼 홀더 (318') 에서는 도 55 로 알 수 있는 바와 같이 웨이퍼 (W1) 를 지지한 상태의 웨이퍼 홀더 (330a',330b') (구체적으로는 공간 (31310a,3130b)) 에 반출아암 (352) 의 돌기부 (350a,350b) 를 삽입할 때에 그 삽입을 웨이퍼 (W1) 가 방해하는 등의 문제점의 발생을 확실하게 회피할 수 있다. 또한, 웨이퍼 접촉면적을 최대한 크게 할 수 있다.

단, 이 웨이퍼 홀더 (318') 를 사용하는 경우에는 도 56 으로 알 수 있는 바와 같이 전술한 실시형태의 경우에 비하여 반출아암 (352) 의 상하의 이동거리가 크기 때문에 언로드시간이 약간이지만 증가할 가능성이 있다.

따라서, 이 점을 고려하여 도 57 내지 도 59 에 도시되는 웨이퍼 홀더 (318") 를 사용해도 된다. 도 57 에서는 웨이퍼 홀더 (318") 위에 웨이퍼 (W1) 가 탑재되어 흡착 지지된 상태의 정면도를 나타내고, 도 58 은 도 57 의 평면도, 도 59 는 도 57 의 좌측면도를 나타낸다. 여기서 도 52 내지 도 54 와 동일하거나 동등한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙인다.

이 웨이퍼 홀더 (318") 를 사용하는 경우에도 웨이퍼 홀더 (318') 를 사용하는 경우와 동일한 방법으로 웨이퍼 (W1) 의 언로드가 실시되고, 동일한 효과를 얻을 수 있는 외에 반출아암 (352) 의 상하의 이동거리를 약간이지만 짧게 할 수 있으며, 짧게 한 만큼 스루풋을 향상시킬 수 있다.

상기 어떤 웨이퍼 홀더를 사용하는 경우에도 필요성능을 만족하기 위해 최대한 웨이퍼 접촉면적을 작게 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 실시형태에서는 투영광학계 (PL) 로서 굴절광학계를 사용한 노광장치에 본 발명이 적용된 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 반사굴절형 투영광학계를 사용한 노광장치에도 동일하게 적용할 수 있다. 또한 상기 실시형태에서는 i 선 광원이나 엑시머 레이저를 사용한 주사형 노광장치에 대해서 설명하였으나, 장래적으로 주사형 노광장치로서 주목받고 있다. 연 X 선 광선을 사용한 EUV 노광장치에도 본 발명은 적합하게 적용할 수 있다. 단, 이 경워에는 반사형 레티클과 전면 반사의 투영광학계를 사용할 필요가 있다. 또한 상기 실시형태와 같은 주사형 노광장치에 국한되지 않고 스테퍼 등의 정지노광형 노광장치나 레티클을 사용하지 않는 EB 직접 묘화장치 등에도 본 발명은 동일하게 적용할 수 있다. 단, EUV 노광장치에서는 노광장치 분위기를 진공으로 할 필요가 있으므로, 레티클 등의 흡착·지지방식으로서 진공 흡착을 채용할 수 없으며, 정지흡착이나 평행도를 엄격하게 설정한 3 점 지지방식 등을 채용할 필요가 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 오프액시스의 얼라인먼트 센서로서 정지상태에서 마크검출을 실시하는 결상식 얼라인먼트 센서를 사용하는 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 국한되지 않고, 빔스캔 방식의 얼라인먼트 광학계나 스테이지 스캔형 얼라인먼트 광학계를 채용해도 된다.

그리고, 상기 실시형태에서는 본 발명에 관한 기판 반송방법 및 반송장치가 노광장치에 적용된 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 본발명은 반도체처리의 다른 공정에서 사용되고 있는 여러 가지의 장치, 예컨대 (SEM (주사형 전자현미경)), 레이저 리페어장치 등의 스테이지 위의 기판지지부재에 기판을 지지시킬 필요가 있고, 스테이지가 이동하는 장치라면 바람직하게 적용할 수 있으며, 동일하게 스루풋 향상을 도모할 수 있다.

또한 본 발명의 기판 반송장치는 기판을 보다 단시간으로 기판지지부에서 반출 또는 반입할 수 있도록, 기판 반송장치를 구성하는 각 구성요소가 전기적 또는 기계적으로 연결되어 구성된다.

또한 본 발명의 노광장치는 상기 기판 반송장치에 의해 기반교환시간이 단축되어 스루풋 향상을 도모할 수 있도록 상기 기판 반송장치를 구비한 노광장치를 구성하는 각 구성요소가 전기적, 기계적 또는 광학적으로 연결되어 구성된다.

《디바이스 제조방법》

이어서, 상술한 노광장치 및 노광방법을 리소그래피 공정에서 사용한 디바이스의 제조방법의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 60 에는 디바이스 (IC 나 LSI 등의 반도체 칩, 액정패널, CCD, 박막자기헤드, 마이크로 머신 등) 의 제조예의 흐름도가 도시되어 있다. 도 60 에 도시되는 바와 같이 우선, 스텝 (S201) (설계 스텝) 에서 디바이스의 기능·성능 설계 (예컨대 반도체 디바이스의 회로설계 등) 를 실시하여 그 기능을 실현하기 위한 패턴설계를 실시한다. 이어서, 스텝 (S202) (마스크 제작 스텝) 에서, 설계한 회로패턴을 형성한 마스크를 제작한다. 한편, 스텝 (S203) (웨이퍼 제조 스텝) 에서, 실리콘 등의 재료를 사용하여 웨이퍼를 제조한다.

이어서, 스텝 (S204) (웨이퍼 처리 스텝) 에서, 스텝 (S201) 내지 스텝 (S203) 에서 준비한 마스크와 웨이퍼를 사용하여 후술하는 바와 같이 리소그래피 기술 등에 의해 웨이퍼 위에 실제 회로 등을 형성한다. 이어서, 스텝 (S205) (디바이스 조립 스텝) 에서, 스텝 (S204) 에서 처리된 웨이퍼를 사용하여 디바이스 조립을 실시한다. 이 스텝 (S205) 에는 다이싱 공정, 본딩 공정 및 패키지 공정 (칩 봉입) 등의 공정이 필요에 따라 포함된다.

마지막으로, 스텝 (S205) (검사 스텝) 에서 스텝 (S305) 에서 제작된 디바이스의 동작확인시험, 내구성시험 등의 검사를 실시한다. 이 같은 공정을 거친 후에 디바이스가 완성되어 이것이 출하된다.

도 61 에는 반도체 디바이스의 경우에 있어서의 상기 스텝 (S204) 의 상세한 흐름의 예가 도시되어 있다. 도 61 에서 스텝 (S211) (산화 스텝) 에서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 (S212) (CVD 스텝) 에서는 웨이퍼의 표면에 절연막을 형성한다. 스텝 (S213) (전극형성스텝) 에서는 웨이퍼 위에 전극을 증착에 의해 형성한다. 스텝 (S214) (이온 삽입 스텝) 에서는 웨이퍼에 이온을 삽입한다. 이상의 스텝 (S211) 내지 스텝 (S214) 각각은 웨이퍼 처리의 각 단계의 전처리공정을 구성하며, 각 단계에서 필요한 처리에 따라 선택되어 실행된다.

웨이퍼 공정의 각 단계에서 상술한 전처리공정이 종료하면 다음과 같은 방법으로 후처리공정이 실행된다. 이 후처리공정에서는 우선 스텝 (S215) (레지스트 형성 스텝) 에서, 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 이어서, 스텝 (S216) (노광 스텝) 에서 앞서 설명한 노광장치 및 노광방법에 따라 마스크의 회로패턴을 웨이퍼에 전사한다. 이어서, 스텝 (S217) (현상 스텝) 에서는 노광된 웨이퍼를 현상하고, 스텝 (S218) (에칭 스텝) 에서, 레지스트가 남아 있는 부분 이외의 부분의 노출부재를 에칭하여 제거한다. 그리고, 스텝 (S219) (레지스트 제거 스텝) 에서, 에칭을 종료하여 필요 없게 된 레지스트를 제거한다.

이들 전처리공정과 후처리공정을 반복하여 실시함으로써 웨이퍼 위에 다중으로 회로패턴이 형성된다.

이상 설명한 본 실시형태의 디바이스 제조방법을 이용하면 노광공정 (스텝 S216) 에서 상기 노광장치 (300) 및 그 노광방법을 사용할 수 있으므로, 스루풋 향상으로 디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 상술한 각 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 각 실시형태의 구성을 각각 필요에 따라 조합할 수도 있다. 예컨대 도 11 및 도 30 에 도시된 아암을 도 8 에 도시된 아암부재 (145,146) 로 구성해도 되고, 도 8 에 도시된 아암부재 (145,146) 를 도 11 및 도 30 에 나타내는 아암부재로 구성해도 된다.

본 출원은 특허출원 평성 9 년 제 347360 호, 동 평성 10 년 18919 호 및 동 평성 10 년 제 33594 호를 기초로 하여 그들의 내용을 여기에 일부 기재하는 것으로 한다.

본 발명은 노광장치의 웨이퍼 스테이지 위에 기판으로서의 웨이퍼를 반입하거나 웨이퍼 스테이지에서 웨이퍼를 반출하는 등의 기판 반송에 관한 것으로서, 상기 기판 주변부 중 2 군데 이상의 주변부를 반송아암에 의해 지지하여 기판을 스테이지에 반송함으로써 대기위치에서 약간 반송아암을 수평이동시키는 것만으로 기판 수수가 가능하다. 따라서, 기판 수수 동작이 신속해져서 생산성이 향상된다.

Claims (46)

1. 기판을 반송하는 반송장치에 있어서,

   상기 기판의 주변부 중 적어도 2 군데의 주변부를 지지하면서 상기 기판을 스테이지로 반송하는 반송아암을 갖는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반송아암은,

   상기 기판의 주변부 중 상기 기판의 반송방향에서의 일측 주변부의 이면을 지지하는 제 1 지지부와, 상기 제 1 지지부에 설치되며 상기 기판의 일측 주변부의 측면에 대향하는 제 1 대향부를 갖는 제 1 아암;

   상기 기판의 주변부 중 상기 기판의 반송방향에서의 타측 주변부의 이면을 지지하는 제 2 지지부와, 상기 제 2 지지부에 설치되며 상기 기판의 타측 주변부의 측면에 대향하는 제 2 대향부를 갖는 제 2 아암; 및

   상기 제 1 아암과 상기 제 2 아암을 각각 상호 접근 및 이간하도록 구동시키는 구동기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 반송아암은, 상기 기판이 탑재되는 스테이지의 기판지지위치의 주변부에 형성된 노치부에 삽입되어 상기 기판의 이면을 지지하는 지지부를 갖는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
4. 기판을 지지하는 테이블과, 상기 테이블로 상기 기판을 반송하는 아암을 구비하는 기판 처리장치에 있어서,

   상기 테이블 주변에 형성된 노치부와, 상기 아암에 설치되고 상기 노치부에 삽입되어 상기 기판의 이면을 지지하는 지지부를 갖는 기판처리장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 지지부는, 상기 기판의 주변부 중 적어도 2 군데의 이면을 지지하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 반송아암은,

   상기 지지부로서 상기 기판의 주변부 중 상기 기판의 반송방향에서의 일측 주변부의 이면을 지지하는 제 1 지지부와, 상기 제 1 지지부에 설치되며 상기 기판의 일측 주변부의 측면에 대향하는 제 1 대향부를 갖는 제 1 아암;

   상기 지지부로서 상기 기판의 주변부 중 상기 기판의 반송방향에서의 타측 주변부의 이면을 지지하는 제 2 지지부와, 상기 제 2 지지부에 설치되며 상기 기판의 타측 주변부의 측면에 대향하는 제 2 대향부를 갖는 제 2 아암; 및

   상기 제 1 아암과 상기 제 2 아암을 각각 상호 접근 및 이간하도록 구동시키는 구동기구를 구비하고,

   상기 제 1 아암과 상기 제 2 아암에 각각 설치된 제 1 및 제 2 지지부는 상기 노치부에 삽입가능한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 처리장치는 감광기판에 마스크 패턴을 전사하는 노광장치인 것을 특징으로 하는 노광장치.
8. 기판을 반송함과 동시에 기판탑재대와의 사이에서 상기 기판을 수수하는 기판반송장치에 있어서,

   상기 기판의 주변부분 중 상기 기판의 반송방향으로 거의 대향하는 1 쌍의 대향부분의 일측을 하측으로부터 지지하는 제 1 지지부와, 당해 제 1 지지부에 입설된 제 1 입설부를 갖는 제 1 아암;

   상기 1 쌍의 대향부분의 타측을 하측으로부터 지지하는 제 2 지지부와, 당해 제 2 지지부에 입설됨과 동시에 상기 제 1 입설부와 협동하여 상기 기판의 수평방향으로의 이동을 저지하는 제 2 입설부를 갖는 제 2 아암; 및

   상기 기판 반송시에 상기 제 1 및 제 2 아암의 간격을 유지하면서 상기 제 1 및 제 2 아암을 이동시키고 상기 기판을 수수할 때에 상기 제 1 및 제 2 아암의 간격을 변화시키는 아암구동장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
9. 제 2 항, 제 6 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 지지부는 각각 상기 기판의 주변부분과 동일 형상의 부재인 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
10. 제 2 항, 제 6 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 아암의 적어도 일측은 당해 아암상에 상기 기판이 지지되어 있는지 여부를 검출하는 기판센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 아암의 간격 및 위치를 검출하는 위치센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
12. 기판 스테이지에 의해 위치결정되거나 또는 이동되는 기판상에 마스크 패턴을 전사하는 노광장치의 상기 기판 스테이지와의 사이에서 상기 기판을 수수하는 기판 수수 방법에 있어서,

    상기 기판을 지지하면서 그 기판을 승강시키는 반입용 아암을 구비하고,

    상기 반입용 아암에 상기 기판을 지지한 상태로 상기 기판 위치를 외형 기준으로 또는 소정의 위치맞춤용 마크를 기준으로 검출하고,

    상기 검출결과에 따라 상기 기판 스테이지를 상기 기판을 받는 위치까지 이동시킨 상태에서 상기 반입용 아암을 강하시켜 상기 기판을 상기 기판 스테이지상에 탑재한 후에

    상기 반입용 아암을 상기 기판으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 기판 수수 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 반입용 아암에 지지된 상기 기판 위치를 검출할 때에, 상기 기판의 외주부에 형성된 노치부를 포함한 적어도 3 군데의 위치를 검출하고, 그 검출된 위치에 의거하여 상기 기판의 회전각을 산출하며,

    그 산출결과에 의거하여 상기 반입용 아암을 회전시켜 상기 기판의 회전각을 보정하는 것을 특징으로 하는 기판 수수 방법.
14. 기판 스테이지에 의해 위치결정되거나 또는 이동되는 기판상에 마스크 패턴을 전사하는 노광장치의 상기 기판 스테이지와의 사이에서 상기 기판을 수수하는 기판 수수 방법에 있어서,

    상기 기판을 지지하면서 그 기판을 강하시키는 반입용 아암과 상기 기판을 지지하면서 그 기판을 상승시키는 반출용 아암을 구비하고,

    상기 반입용 아암에 상기 기판을 지지한 상태에서 그 기판 위치를 검출하는 제 1 스텝;

    그 검출결과에 의거하여 상기 기판 스테이지를 상기 기판을 받는 위치까지 이동시키고 상기 반입용 아암을 강하시켜 상기 기판을 상기 기판 스테이지상에 탑재하고서 상기 반입용 아암을 상기 기판에서 분리하는 제 2 스텝;

    상기 기판상의 소정의 위치맞춤용 마크 위치를 검출하고 그 검출결과에 의거하여 상기 기판상의 복수의 피노광영역과 상기 마스크 패턴의 위치 관계를 구하는 제 3 스텝;

    구해진 위치관계에 의거하여 위치맞춤을 하면서 상기 기판상의 복수의 피노광영역에 순차적으로 상기 마스크 패턴을 전사하는 제 4 스텝; 및

    상기 기판 스테이지를 상기 기판을 반출하는 위치까지 이동시키고 상기 반출용 아암으로 상기 기판을 상승시켜 상기 노광장치로부터 반출하는 제 5 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 수수 방법.
15. 기판의 위치결정 또는 이동을 행하는 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지상의 상기 기판에 대해 마스크 패턴을 전사하는 노광부를 갖는 노광장치에 있어서,

    상기 기판을 지지하면서 그 기판을 승강시키는 반입용 아암;

    상기 반입용 아암에 지지되어 있는 상기 기판의 위치를 검출하는 화상처리계; 및

    상기 화상처리계의 검출결과에 따라 상기 기판 스테이지 및 상기 반입용 아암의 동작을 제어하는 제어계를 구비하고,

    상기 제어계는, 상기 화상처리계에서 검출되는 상기 기판 위치에 의거하여, 상기 기판 스테이지를 상기 기판을 받는 위치까지 이동시키고 상기 반입용 아암을 강하시켜 상기 기판을 상기 기판 스테이지상에 탑재시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 화상처리계는,

    상기 반입용 아암의 바닥면측에 출입 가능하게 상기 기판을 바닥면측으로부터 조명하는 가동조명장치와, 그 가동조명장치로 조명된 상기 기판의 외형 이미지를 촬상하는 촬상장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 기판이 대형인 경우에,

    상기 가동조명장치는 상기 기판의 위치검출시에 상기 기판상의 검출부분에 추종하여 이동하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
18. 제 15 항, 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 반입용 아암은 상기 기판을 상면측에서 감싸 지지하는 지지부재를 구비하고,

    상기 기판 스테이지의 상기 기판의 탑재면에 상기 지지부재의 선단부를 수납하기 위한 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 노광장치.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 기판 스테이지상의 상기 기판을 반출하기 위한 승강가능한 반출용 아암을 더 구비하고,

    그 반출용 아암도 상기 기판을 상면측에서 감싸 지지하는 지지부재를 구비하고, 그 지지부재의 선단부도 상기 기판 스테이지상의 홈에 수납가능한 것을 특징으로 하는 노광장치.
20. 2 차원면 내에서 이동가능한 기판지지부재로부터 기판을 반출하는 기판반송방법으로서,

    기판 수수 위치에 반출아암을 대기시키는 제 1 공정;

    상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재를 상기 기판 수수 위치까지 이동시키고 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 상기 반출아암에 건네주는 제 2 공정; 및

    상기 반출아암과 상기 기판지지부재를 상대적으로 이동시키고 상기 기판을 지지한 상기 반출아암을 상기 기판지지부재로부터 퇴피시키는 제 3 공정을 포함하는 기판반송방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 제 2 공정에서, 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 상기 반출아암으로 건네줄 때에, 상기 기판지지부재 및 상기 반출아암의 적어도 일측을 2 차원 면에 직교한 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판반송방법.
22. 2 차원 면 내에서 이동가능한 기판지지부재에 기판을 반입하는 기판반송방법으로서,

    기판 수수 위치에 기판을 지지한 반입아암을 대기시키는 제 1 공정;

    상기 기판지지부재를 상기 기판 수수 위치까지 이동시키고 상기 기판을 상기 반입아암으로부터 상기 기판지지부재에 건네주는 제 2 공정; 및

    상기 기판지지부재와 상기 반입아암을 상대적으로 이동시킴으로써 상기 기판을 상기 반입아암으로부터 이간시키는 제 3 공정을 포함하는 기판반송방법.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 제 2 공정에서, 상기 기판을 상기 반입아암으로부터 상기 기판지지부재에 건네줄 때에, 상기 기판지지부재 및 상기 반입아암의 적어도 일측을 상기 2 차원면에 직교하는 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판반송방법.
24. 2 차원 면 내에서 이동가능한 기판지지부재 상으로부터 기판을 반출함과 동시에 상기 기판지지부재상에 다른 기판을 반입하는 기판반송방법으로서,

    기판 수수 위치에 반출아암 및 상기 다른 기판을 지지한 반입아암을 대기시키는 제 1 공정;

    상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재를 상기 기판 수수 위치까지 이동시키고 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 상기 반출아암으로 건네주는 제 2 공정;

    상기 기판을 지지한 상기 반출아암을 상기 기판지지부재로부터 퇴피시키는 제 3 공정; 및

    상기 반출아암의 퇴피 후에 상기 다른 기판을 상기 반입아암으로부터 상기 기판지지부재로 건네주는 제 4 공정을 포함하는 기판반송방법.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 제 2 공정에서 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 상기 반출아암으로 건네줄 때에, 상기 기판지지부재 및 상기 반출아암의 적어도 일측을 상기 2 차원 면에 직교하는 방향으로 이동시키고,

    상기 제 4 공정에서, 상기 반출아암의 퇴피 후에, 상기 다른 기판을 상기 반입아암으로부터 상기 기판지지부재에 건네줄 때에, 상기 기판지지부재 및 상기 반입아암의 적어도 일측을 상기 2 차원 면에 직교하는 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판반송방법.
26. 2 차원 방향으로 이동가능한 스테이지로부터 기판을 반출하는 기판반송방법으로서,

    상기 스테이지상에 설치되어, 상기 기판과의 접촉면측에 상기 기판을 지지한 상태로, 반출아암의 적어도 일부가 삽입가능한 소정 방향으로 연장되는 오목부 또는 노치가 형성된 기판지지부재를 미리 준비하고,

    상기 반출아암을 기판 수수 위치에 대기시키는 제 1 공정;

    상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반출아암의 적어도 일부를 삽입하기 위해 상기 기판 수수 위치를 향해 상기 스테이지를 이동시키는 제 2 공정; 및

    상기 반출아암을 상기 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 상기 반출아암과 상기 기판지지부재를 상기 2 차원 방향에 직교하는 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 이간시키는 제 3 공정을 포함하는 기판반송방법.
27. 제 26 항에 있어서, 상기 제 2 공정에서, 상기 오목부 또는 노치에 상기 반출아암의 적어도 일부를 삽입할 때에, 상기 반입아암을 동시에 상기 소정 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 기판반송방법.
28. 2 차원 방향으로 이동가능한 스테이지상에 기판을 반입하는 기판반송방법으로서,

    상기 스테이지상에 설치되고 반입아암의 적어도 일부가 삽입가능한 소정 방향으로 연장되는 오목부 또는 노치가 형성된 기판지지부재를 미리 준비하고,

    기판 수수 위치에 기판을 지지한 상기 반입아암을 대기시키는 제 1 공정;

    상기 스테이지를 상기 기판 수수 위치를 향해 이동시키는 제 2 공정;

    상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암의 적어도 일부를 상기 제 2 차원 방향에 직교하는 방향으로부터 삽입하는 제 3 공정; 및

    상기 기판이 상기 반입아암으로부터 상기 기판지지부재에 건네진 후, 상기 반입아암과 상기 스테이지를 상대적으로 이동시켜 상기 기판을 상기 반입아암으로부터 이간시키는 제 4 공정을 포함하는 기판반송방법.
29. 제 28 항에 있어서, 제 3 공정에서의 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 대한 상기 반입아암의 적어도 일부의 삽입은, 상기 스테이지 이동 중에 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판반송방법.
30. 제 28 항에 있어서, 상기 제 3 공정에서, 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암의 적어도 일부를 상기 2 차원 방향에 직교하는 방향으로부터 삽입할 때에, 상기 반입아암을 상기 2 차원 방향에 직교하는 방향으로 이동시킴과 동시에 상기 소정 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 기판반송방법.
31. 2 차원 방향으로 이동가능한 스테이지로부터 기판을 반출하는 기판반송장치로서,

    반출아암;

    상기 반출아암을 구동시키는 아암구동기구;

    상기 스테이지상에 설치되어, 상기 기판과의 접촉면측에 상기 기판을 지지한 상태로, 상기 반출아암의 적어도 일부를 삽입할 수 있는 소정 방향으로 연장되는 오목부 또는 노치가 형성된 기판지지부재;

    상기 스테이지를 상기 2 차원 방향으로 구동시키는 스테이지 구동장치;

    상기 반출아암과 상기 기판지지부재를 2 차원 방향에 직교하는 방향으로 상대적으로 구동시키는 상대구동기구; 및

    상기 반출아암을 상기 아암구동기구를 통해 기판 수수 위치로 이동시키는 제 1 기능과, 상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반출아암의 적어도 일부를 삽입하기 위해 상기 기판 수수 위치를 향해 상기 기판 스테이지를 상기 스테이지 구동장치를 통해 이동시키는 제 2 기능과, 상기 반출아암을 상기 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 상기 상대구동기구를 통해 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 이간시키는 제 3 기능을 갖는 제어장치를 구비하는 기판반송장치.
32. 제 31 항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 기판지지부재로부터 상기 반출아암으로 상기 기판이 이동탑재된 후, 상기 반출아암과 상기 스테이지를 상대적으로 이동시켜 상기 반출아암을 상기 기판지지부재로부터 퇴피시키는 제 4 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
33. 제 31 항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 오목부 또는 노치에 상기 반출아암의 적어도 일부를 삽입할 때, 상기 반출아암이 상기 소정 방향으로 동시에 이동하도록 상기 아암구동기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
34. 제 31 항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 반출아암의 적어도 일부가 상기 오목부 또는 노치에 삽입된 후, 상기 반출아암과 상기 스테이지가 상기 소정 방향으로 상대적으로 이동하도록 상기 아암구동기구 및 상기 스테이지 구동장치의 적어도 일측을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
35. 2 차원 방향으로 이동가능한 스테이지상에 기판을 반입하는 기판반송장치로서,

    기판 수수 위치에서 기판을 지지하는 반입아암;

    상기 스테이지상에 설치되고, 상기 반입아암의 적어도 일부가 삽입가능한 소정 방향으로 연장되는 오목부 또는 노치가 형성된 기판지지부재;

    상기 스테이지를 상기 2 차원 방향으로 구동시키는 스테이지 구동장치;

    상기 반입아암과 상기 기판지지부재를 상기 2 차원 방향에 직교하는 방향으로 상대적으로 구동시키는 상대구동기구; 및

    상기 스테이지를 상기 스테이지 구동장치를 통해 상기 기판 수수 위치를 향해 이동시키는 제 1 기능과, 상기 상대구동기구를 통해 상기 반입아암을 상기 기판지지부재에 접근시킴으로써 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암의 적어도 일부를 상기 2 차원 방향에 직교하는 방향으로부터 삽입하는 제 2 기능과, 상기 기판이 상기 반입아암으로부터 상기 기판지지부재에 건네진 후, 상기 반입아암과 상기 스테이지를 상대적으로 이동시켜 상기 기판을 상기 반입아암으로부터 이간시키는 제 3 기능을 갖는 제어장치를 구비하는 기판반송장치.
36. 제 35 항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 스테이지의 이동 중에, 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암의 적어도 일부를 삽입하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
37. 제 35 항에 있어서, 상기 반입아암을 구동시키는 아암구동기구를 더 구비하고,

    상기 제어장치는, 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암의 적어도 일부를 상기 2 차원 방향에 직교하는 방향으로부터 삽입할 때, 상기 반입아암이 상기 2 차원 방향에 직교하는 방향의 이동에 부가하여 상기 소정 방향으로 이동하도록 상기 아암구동기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
38. 제 35 항에 있어서, 상기 반입아암을 구동시키는 아암구동기구를 더 구비하고,

    상기 제어장치는, 상기 반입아암의 적어도 일부가 상기 오목부 또는 노치에 삽입된 후, 상기 반입아암과 상기 스테이지가 상기 소정 방향으로 상대적으로 이동하도록 상기 아암구동기구 및 상기 스테이지 구동장치의 적어도 일측을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
39. 2 차원 방향으로 이동가능한 스테이지상으로부터 기판을 반출함과 동시에 상기 스테이지상에 다른 기판을 반입하는 기판반송장치로서,

    반출아암;

    상기 기판을 기판 수수 위치에서 지지하는 반입아암;

    상기 반출아암을 구동시키는 아암구동기구;

    상기 스테이지상에 설치되고, 상기 기판과의 접촉면측에 상기 기판을 지지한 상태로, 상기 반출아암의 적어도 일부가 삽입가능하고, 또한 상기 반입아암의 적어도 일부를 삽입가능한 제 1 방향으로 연장되는 오목부 또는 노치가 형성된 기판지지부재;

    상기 반출아암 및 상기 반입아암의 적어도 일측과, 상기 기판지지부재를 상기 2 차원 방향에 직교하는 방향으로 상대적으로 구동시키는 상대구동기구;

    상기 스테이지를 상기 2 차원 방향으로 구동시키는 스테이지 구동장치; 및

    상기 반출아암을 상기 아암구동기구를 통해 상기 기판 수수 위치로 이동시키는 제 1 기능과, 상기 기판을 지지한 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반출아암의 적어도 일부를 삽입하기 위해 상기 기판 수수 위치를 향해 상기 기판스테이지를 상기 스테이지 구동장치를 통해 이동시키는 제 2 기능과, 상기 반출아암을 상기 오목부 또는 노치에 삽입한 후, 상기 상대구동기구를 통해 상기 기판을 상기 기판지지부재로부터 이간시키는 제 3 기능과, 상기 반출아암을 상기 아암구동기구를 통해 상기 기판 수수 위치로부터 퇴피시키는 제 4 기능과, 상기 반출아암의 퇴피 후에 상기 상대구동기구를 통해 상기 반입아암을 상기 기판지지부재에 접근시킴으로써 상기 기판지지부재의 상기 오목부 또는 노치에 상기 반입아암의 적어도 일부를 상기 2 차원 방향에 직교하는 방향으로부터 삽입하는 제 5 기능과, 상기 기판이 상기 반입아암으로부터 상기 기판지지부재에 건네진 후, 상기 반입아암과 상기 스테이지를 상대적으로 이동시켜 상기 기판을 상기 반입아암으로부터 이간시키는 제 6 기능을 갖는 제어장치를 구비하는 기판반송장치.
40. 제 35 항 또는 제 39 항에 있어서, 상기 반입아암은, 상기 기판 수수 위치에 배치됨과 동시에, 상기 기판을 지지하면서 그 기판의 면내 방향에서 회전할 수 있고,

    상기 반입아암에 지지된 기판의 외형을 계측하는 계측장치;

    상기 계측장치의 계측결과에 따라 상기 기판의 상기 2 차원 방향과 평행한 면내의 위치 어긋남을 산출하는 연산장치; 및

    상기 연산장치에서 산출된 기판의 회전방향의 위치 어긋남을 상기 반입아암의 회전량을 제어하여 보정하는 제 2 제어장치를 더 구비하는 기판반송장치.
41. 제 39 항에 있어서, 상기 반출아암 및 반입아암은, 상기 오목부 또는 노치에 삽입가능한 형상으로 이루어진 돌기부를 가지며, 상기 돌기부 상측에 상기 기판을 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로부터 출입가능한 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
42. 제 31 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부 또는 노치는, 상기 기판접촉면과 다른 위치에 형성된 소정 방향으로 연장되는 제 1 오목부와, 그 제 1 오목부에 연통하며 상기 기판접촉면에 형성된 제 2 오목부를 포함하고, 상기 제 1 오목부와 상기 제 2 오목부에 의거하여, 상기 반출아암을 안내하는 측면에서 보아 L 자형상의 경로가 형성된 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
43. 스테이지상의 기판에 소정의 패턴을 전사하는 노광장치로서,

    제 31 항, 제 35 항, 제 39 항, 제 42 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 반송장치를 상기 스테이지상의 기판 교환장치로서 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
44. 스테이지상의 기판에 소정의 패턴을 전사하는 노광장치로서,

    제 40 항에 기재된 기판 반송장치를 상기 스테이지상의 기판 교환장치로서 구비하고,

    상기 기판상의 위치검출마크를 검출하는 마크검출계를 더 구비하고,

    상기 제 2 제어장치는, 상기 연산장치에서 산출된 기판의 2 차원 방향의 위치 어긋남을 상기 반입아암의 위치조정, 상기 스테이지의 위치조정 및 상기 마크검출계에 의한 위치검출마크의 검출결과의 보정 중 어느 하나로 보정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
45. 제 43 항에 있어서, 상기 계측장치에 의한 상기 기판의 외형 계측, 상기 연산장치에 의한 상기 기판의 위치 어긋남 산출 및 상기 제 2 제어장치에 의한 상기 기판의 회전보정이, 상기 기판으로의 상기 마스크 패턴의 전사가 종료될 때까지의 사이에 상기 기판상의 동작과 동시 병행적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 노광장치.
46. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용하여 노광하는 노광공정을 포함하는 디바이스 제조방법.