JP2006041386A - 搬送方法、搬送装置、露光装置及び吸着状態検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の搬送対象物を短時間で高速に搬送することができる搬送方法及び搬送装置を提供する
【解決手段】搬送対象物体を吸着保持手段に吸着保持させ、吸着保持手段を移動させることにより物体を搬送する搬送方法において、吸着保持手段に吸着保持された物体に対する吸着力の強さを検出し、検出された吸着力の強さに基づいて吸着保持手段の移動速度を制御する。例えば、検出された吸着力の強さを所定の基準値と比較し、吸着力の強さが基準値より小さい場合には吸着保持手段を所定の低速度で移動させ、吸着力の強さが基準値より大きい場合には吸着保持手段を所定の高速度で移動させる。搬送対象物が実際に吸着保持されている状態の吸着力の強さに応じて搬送速度を制御しているため、その吸着保持状態において最適な、すなわち最速な搬送速度を設定することができ、物体の搬送時間を短縮することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、例えばレチクルやウエハ等の所望の物体を搬送する搬送方法及び搬送装置、その搬送装置によりやレチクルやウエハ等をステージに搬送し露光処理に供する露光装置、及び、そのような搬送装置において使用される搬送対象の物体の吸着状態を検出する吸着状態検出方法に関する。

半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ等の撮像素子、プラズマディスプレイ素子あるいは薄膜磁気ヘッド等の電子デバイス（以下、電子デバイスと総称する）の製造にあたっては、露光装置を用いて、フォトマスクやレチクル（以下、レチクルと総称する）に形成された微細なパターンの像を、フォトレジスト等の感光剤を塗布した半導体ウエハやガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）上に投影露光する。この露光装置としては種々の方式のものがあるが、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）やステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（スキャニング・ステッパ）が主に使用されている。ステッパは、レチクルと感光基板との相対的な位置合わせを行った後で、レチクルに形成されたパターンを感光基板上に設定された１つのショット領域に一括して転写し、転写後に感光基板をステップ移動させて他のショット領域の露光を行なう露光装置である。また、スキャニング・ステッパは、レチクルと感光基板とを相対的に移動（走査）させつつレチクルに形成されたパターンを逐次感光基板に転写し、転写後に感光基板を移動させて他のショット領域に対して再度走査露光を行なう露光装置である。

これらの露光装置において、レチクルやウエハをレチクルステージやウエハステージに搬送する場合には、搬送アーム等の搬送手段に、真空吸着作用によりレチクルやウエハを吸着保持させる構成となっている場合が多い。例えば、レチクルの搬送においては、レチクル搬送系がレチクルを保管してあるレチクルライブラリやバッファ等からレチクルを取り出し、搬送アームがこれを真空吸着して保持しレチクルステージ上に搬送し、レチクルホルダ上に載置するようになっている。ウエハの搬送も、通常、同様の方法で行なわれる。
このような搬送系において、搬送アーム上にレチクル又はウエハが存在するか、あるいは適切に吸着されているかという有無確認あるいは吸着確認は、従来の通常の露光装置においては、真空系の真空圧センサにより真空レベル（真空度）を測定し、これを所定の閾値と比較することにより判断している。この比較及び判断の処理は、ハードウエアにより行なわれる場合、あるいはＡ／Ｄ変換後にソフトウエアにより行なわれる場合等があるが、通常、固定閾値と比較することにより判断がなされている場合が多い。

ところで、露光装置においてはスループットの向上が要求されており、レチクルやウエハの交換を少しでも短時間で行ないたい、すなわち、レチクルやウエハの搬送をより高速に行ないたいという要望がある。
そこで、例えば、搬送対象の基板の重量を検出し、この重量に応じて真空吸着力等の基板保持力や、搬送加速度等の搬送特性を制御し、より短時間で基板を搬送する方法等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３３２６０３号公報

露光装置におけるスループットの向上の要求は、近年、一層高まっており、より高速に短時間でレチクルやウエハを搬送し、効率よく露光処理を行ないたいという要望がある。
しかしながら、例えば前述した特許文献１に参照の方法においては、収容部に収容されている段階でレチクル等の重量を検出し、それに基づいて真空吸着力や搬送加速度等の搬送条件を設定しており、搬送状況等に応じた最適な搬送速度の制御、すなわち最速な搬送速度の制御を行なっているとは言い難い。
また、搬送対象物の搬送手段への吸着保持状態を検出する方法として前述したような真空圧センサを用いる場合、真空圧センサの固体誤差の影響を受ける場合があり、高精度に真空吸着状態を検出することが難しい場合がある。すなわち、搬送対象物の搬送手段による吸着保持状態を適切に検出することが難しい場合がある。このことは、搬送状況に応じた最適な搬送速度で搬送することを困難にする要因とも考えられる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、搬送対象物の搬送手段への吸着保持状態に応じて適切に搬送速度を制御し、もって所望の搬送対象物を短時間で高速に搬送することができる搬送方法及び搬送装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、レチクルあるいはウエハ等の搬送を行なう際に、搬送系における吸着保持状態に応じて適切にその搬送速度を制御し、もってレチクルあるいはウエハ等を短時間で高速にステージに搬送する、すなわち交換することができる露光装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、真空圧センサの固体誤差の影響を受けることなく搬送対象物の搬送手段への吸着保持状態を適切に検出することのできる吸着状態検出方法を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明に係る搬送方法は、搬送対象の物体を吸着保持手段に吸着保持させ、当該吸着保持手段を移動させることにより前記物体を搬送する搬送方法において、前記吸着保持手段に吸着保持された前記物体に対する吸着力の強さを検出し、前記検出された吸着力の強さに基づいて、前記吸着保持手段の移動速度を制御する（請求項１）。
好適には、前記検出された吸着力の強さを所定の基準値と比較し、前記吸着力の強さが前記基準値より小さい場合には前記吸着保持手段を所定の第１の速度で移動させ、前記吸着力の強さが前記基準値より大きい場合には前記吸着保持手段を前記第１の速度より高速な所定の第２の速度で移動させる（請求項２）。

このような搬送方法においては、吸着保持手段に搬送対象の物体が実際に吸着保持されている状態において、その吸着力の強さを検出し、その吸着力の強さに応じて吸着保持手段の移動速度、すなわち搬送速度を制御している。従って、実際の吸着保持状態に基づいた搬送速度の制御を行なうことができ、その吸着保持状態において最適な、換言すれば最速な搬送速度を設定することができる。その結果、物体の搬送時間を短縮することができる。

好適には、前記検出された吸着力の強さが前記基準値より大きい状態から前記基準値より小さい状態に移行した場合には、その後当該吸着力が前記基準値より大きい状態に戻ったとしても、前記吸着保持手段の移動速度を前記第２の速度にまで早くしない（請求項３）。
このような速度制御をすることにより、搬送対象の物体の吸着保持状態に何らかの不具合が生じたと予測される場合において、より安全性高く物体を搬送することができる。

好適には、前記基準値は、前記吸着保持手段が前記物体を吸着保持していない時に、前記吸着力の強さを検出するセンサからの出力値を検出し、前記検出された出力値と、所定の吸着力に対して規定される前記センサの出力値とに基づいて決定する（請求項４）。
このように基準値を決定することにより、センサの固体誤差を吸収して正確に吸着力を検出することが可能となり、適切な搬送速度の制御が可能となる。

また、本発明に係る搬送装置は、搬送対象の物体を吸着保持する吸着保持手段と、前記吸着保持手段を移動させることにより当該吸着保持手段に吸着保持された前記物体を搬送する搬送手段と、前記吸着保持手段に吸着保持された前記物体に対する吸着力の強さを検出する吸着力検出手段と、前記検出された吸着力の強さに基づいて、前記吸着保持手段の移動速度を制御する移動速度制御手段とを有する（請求項５）。

また、本発明に係る露光装置は、マスクに形成されたパターンの像を、投影光学系を介して物体に転写する露光装置であって、前記マスク及び前記物体の少なくとも何れか一方をステージに搬送する搬送装置として、前述した何れかに記載の搬送装置を有する（請求項６）。

また、本発明に係る吸着状態検出方法は、任意の被吸着体を吸着する吸着装置における前記被吸着体の吸着状態を検出する方法であって、前記吸着装置による前記被吸着体の吸着力を検出するセンサからの前記吸着装置が吸着を行なっていない時の出力値を検出し、前記検出された出力値と、所定の吸着力に対して規定される前記センサの出力値とに基づいて、前記吸着状態を検出するための基準値を決定し、前記吸着装置により前記被吸着体が吸着された時に前記センサから出力される出力値と、前記決定された基準値とを比較し、前記被吸着体の吸着状態を検出する（請求項７）。

好適には、前記吸着装置は真空吸着装置であり、前記基準値は、前記吸着装置が大気開放されている時の前記センサからの出力値と、前記所定の吸着力に対して規定される前記センサの出力値とに基づいて決定する（請求項８）。

本発明によれば、搬送対象物の搬送手段への吸着保持状態に応じて適切に搬送速度を制御し、もって所望の搬送対象物を短時間で高速に搬送することができる搬送方法及び搬送装置を提供することができる。
また、レチクルあるいはウエハ等の搬送を行なう際に、搬送系における吸着保持状態に応じて適切にその搬送速度を制御し、もってレチクルあるいはウエハ等を短時間で高速にステージに搬送する、すなわち交換することができる露光装置を提供することができる。
また、真空圧センサの固体誤差の影響を受けることなく搬送対象物の搬送手段への吸着保持状態を適切に検出することのできる吸着状態検出方法を提供することができる。

本発明の一実施形態の露光装置について、図１〜図１１を参照して説明する。
本実施形態においては、図１に示すような、レチクルに形成されたパターンの像を投影光学系を介してウエハ上に投影し転写する露光装置本体２００、及び、露光装置本体２００へのレチクルの投入に用いられるレチクルローディング装置１００を具備する露光装置１を例示して本発明を説明する。
なお、露光装置本体２００は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置である。
また、以下の説明においては、図１に示すようなＸＹＺ直交座標系を参照して各部材の位置関係等について説明する。

まず、露光装置本体２００の構成について、図１を参照して簡単に説明する。
光源１０は、主制御系４２からの制御信号に基づいて、ほぼ均一の照度を有する露光光ＥＬを出射する。露光光ＥＬの光軸はＺ軸方向に対して平行に設定されている。露光光ＥＬとしては、例えばｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）あるいはＦ_２ レーザ光（波長１５７ｎｍ）等が用いられる。

光源１０から出射された露光光ＥＬは、照明光学系１２に入射する。
照明光学系１２は、露光光ＥＬの光軸をＸ軸方向に対して平行な方向に折り曲げる反射板１４、露光光ＥＬの照度の均一や通過する光量を制御しての整形等をする光学系１６、及び露光光ＥＬの光軸をＺ軸方向に対して平行な方向に折り曲げる反射板１８等を有する。なお、照明光学系１２を通過する光量は主制御系４２によって制御される。
照明光学系１２から出射された露光光ＥＬは、レチクルステージ２２に保持されたレチクルＲを照射する。

レチクルＲは、フォトレジストが塗布されたウエハ（基板）Ｗ上に転写するためのパターンを有するマスク基板である。
レチクルＲは、本発明に係るレチクルローディング装置１００により、露光処理に使用するレチクルが順次レチクルステージ２２に載置される。
レチクルローディング装置１００の構成及び動作については、後に詳細に説明する。

レチクルＲに露光光ＥＬが照射されると、レチクルＲのパターン像が投影光学系２８を介してウエハＷ上の各ショット領域に投影される。
投影光学系２８は複数のレンズ等の光学素子を有し、その光学素子の硝材としては露光光ＥＬの波長に応じて石英、蛍石等の光学材料から選択される。

ウエハＷはレベリング可能なウエハホルダ３１を介してウエハステージ３０上に載置されている。ウエハステージ３０は、ウエハＷのＺ軸方向の位置を微調整させるＺステージ３２を有し、Ｚステージ３２はＸＹ平面内にウエハＷを移動させるＸＹステージ３３上に載置されている。
ウエハステージ３０上のウエハホルダ３１の上面の一端にはＬ字型の移動鏡３６が取り付けられ、移動鏡３６の鏡面に対向した位置に、ステージのＸ座標、Ｙ座標及び回転角を検出するレーザ干渉計３８が配置されている。検出されたこれらの情報は、ステージ駆動系４０を介して主制御系４２へ出力される。主制御系４２は、供給された位置情報をモニターしつつステージ駆動系４０を介して、ウエハステージ３０の位置決め動作を制御する。
なお、図１には示していないが、レチクルステージ２２にもウエハステージ３０に設けられた移動鏡及びレーザ干渉計と同様のものが設けられており、レチクルステージ２２のＸＹＺ位置等の情報が主制御系４２に入力される。

投影光学系２８の側方にはオフ・アクシスのアライメントセンサ４４が設けられている。アライメントセンサ４４は、例えばＦＩＡ（Field Image Alignment ）方式のアライメント装置である。アライメントセンサ４４は、例えばウエハＷ上に塗布されたフォトレジストに対して非感光性のハロゲンランプ（図示省略）を備え、このハロゲンランプから出射された光をウエハＷ上に照射して、その反射光を電気信号に変換する。この電気信号はアライメント信号処理系４６に出力されて処理され、ウエハＷに形成されたアライメントマークの位置及びウエハＷ表面のＺ軸方向の位置が計測される。計測されたアライメントマークの位置及びウエハＷ表面のＺ軸方向の位置を示す信号は主制御系４２へ出力される。

ウエハ搬送装置４８は、主制御系４２の制御の下、不図示のプリアライメント装置で粗く回転及び位置調整されたウエハＷをウエハステージ３０上に搬送する。

主制御系４２は、アライメント信号処理系４６、ウエハ搬送装置４８、ステージ駆動系４０及びレチクルローディング装置１００の内部にそれぞれ設けられた制御ユニットから出力される信号等に基づき露光装置の全体動作を制御する。

次に、このような露光装置本体２００に対して、レチクルのローディングあるいはアンローディングを行なう本発明に係るレチクルローディング装置１００について説明する。
まず、レチクルローディング装置１００全体構成について図２及び図３を参照して説明する。
図２は、そのレチクルローディング装置１００の全体の構成を模式的に示す図であり、図３は旋回アーム部１４０の構成を示す図である。

レチクルローディング装置１００は、それぞれ後述するポッド１１０、インデクサ１１２、ＲＬロボット１１４、プリアライメント１ステーション１１６、バーコードリーダ１１８、バッファ１２０、ゴミ検出装置（ＰＰＤ）１２２、ＰＰＤアーム１２４、プリアライメント２部１２６及び旋回アーム部１４０を有する。プリアライメント２部１２６は、それぞれ後述するプリアライメント２ステーション１２８、プリアライメント２光学系１３０及びプリアライメント２撮像系１３２を有する。また、旋回アーム部１４０は、後述するレチクル搬送アーム部１４１及び１４２、ＬＺ機構１４５及びＬθ機構１４６を有し、レチクル搬送アーム部１４１は、さらに、後述するアーム１４３及びレチクル吸着部１４４を有する。

ポッド１１０は、露光装置１で使用するレチクルを搬送するケースであり、例えば６枚程度のレチクルを収容するケースである。使用対象のレチクルが収容されたポッド１１０は、例えば作業者により搬送され、インデクサ１１２の上部の所定の位置に載置される。インデクサ１１２の上部に載置されたポット１１０は、その下部が開放され、収容されていたレチクルが、インデクサ１１２に移動される。

インデクサ１１２は、ポッド１１０によりレチクルローディング装置１００に搬送されてきたレチクルが移動されて、バッファ１２０に移動されるまでの間、一時的に収容される収容部である。インデクサ１１２に移動されたレチクルは、順次ＲＬロボット１１４により取り出されてプリアライメント１ステーション１１６を介してバッファ１２０に移動される。

ＲＬロボット１１４は、レチクルローディング装置１００に投入されたレチクルを、インデクサ１１２、プリアライメント１ステーション１１６、バッファ１２０、ＰＰＤアーム１２４及びプリアライメント２ステーション１２８の相互間で搬送する搬送ロボットである。

プリアライメント１ステーション１１６は、インデクサ１１２とバッファ１２０やプリアライメント２ステーション１２８との間でレチクルを搬送する際のレチクルの位置決め（プリアライメント１と称する）を行なうためのアライメント機構である。

バーコードリーダ１１８は、レチクルの搬送、収容状態等を管理するために、レチクルにバーコードで付されている識別情報を読み取る装置である。バーコードリーダ１１８は、プリアライメント１ステーション１１６の近傍であって、レチクルがプリアライメント１ステーション１１６に載置された状態においてそのレチクルの上面に付されたバーコードを観察できる位置に設置されており、プリアライメント１ステーション１１６を介してインデクサ１１２とバッファ１２０やプリアライメント２ステーション１２８との間で搬送されるレチクルに付されているバーコードを読み取る。バーコードリーダ１１８で読み取られたレチクルのバーコードのデータは、図示しないレチクルローディング装置１００の制御部に出力される。制御部においては、例えば複数のレチクルを選択する順番等の情報が予め登録されており、読み取ったバーコードの情報と登録されたレチクル情報とから選択すべきレチクルが正しく搬送されたかどうか確認できる。

バッファ１２０は、露光装置１で使用予定のあるレチクルをストックしておくレチクル保管部である。本実施形態のレチクルローディング装置１００において、バッファ１２０には、例えば１４枚程度のレチクルが収容される。バッファ１２０には、ＲＬロボット１１４により、レチクルが搬入され、また搬出される。

ゴミ検出装置（ＰＰＤ）１２２は、レチクル上にゴミが付着しているか否かを検査する装置である。ゴミ検出装置１２２は、ＰＰＤアーム１２４に載置されて検査位置に移動されたレチクルに対して、パーティクル（粒子状物質）等のゴミが付着していないかどうか検査する。
ＰＰＤアーム１２４は、ゴミ検出装置１２２のゴミ検査位置までレチクルを保持し移動する手段である。

プリアライメント２部１２６は、露光装置本体２００のレチクルステージ２２との間でレチクルの搬送をする時に、そのレチクルを一時的に載置して精細な位置決め（プリアライメント２と称する）を行なうアライメント部である。
レチクルをレチクルステージ２２に供給する場合、プリアライメント２ステーション１２８には、ＲＬロボット１１４により、供給対象のレチクルがバッファ１２０又はゴミ検出装置１２２（ＰＰＤアーム１２４）から搬送され載置される。プリアライメント２部１２６は、載置されたレチクルを高精度に位置決めした後に、これを旋回アーム部１４０に受け渡す。

また、レチクルがレチクルステージ２２から搬出される場合、プリアライメント２ステーション１２８には、旋回アーム部１４０により、その搬出したレチクルが載置される。プリアライメント２ステーション１２８に載置されたレチクルは、ＲＬロボット１１４により受け取られて、例えばバッファ１２０やプリアライメント１ステーション１１６に搬送される。

なお、プリアライメント２ステーション１２８に載置されたレチクルは、図示しないプリアライメント２部１２６の真空吸引機構により真空吸着されてプリアライメント２ステーション１２８上に保持される。この真空吸着の状態は、図示しない真空センサにより検出される構成となっており、後述するように、プリアライメント２ステーション１２８を介してレチクルの受け渡しをする際に、適宜参照される。

プリアライメント２部１２６は、図示しないピンを用いた機械的な方法、及び、プリアライメント２照明系１３０及びプリアライメント２撮像系１３２を用いた光学的な方法によりレチクルのアライメントを行なう。後者の場合、プリアライメント２部１２６は、プリアライメント２光学系１３０から出射された光によりプリアライメント２ステーション１２８に載置されたレチクルに形成されたマークを照明し、そのマークの像をプリアライメント２撮像系１３２で撮像し、そのマークの位置を検出することにより、レチクルの位置合わせを行なう。

旋回アーム部１４０は、プリアライメント２ステーション１２８から露光装置本体２００にレチクルを搬送し、レチクルステージ２２にレチクルを載置する搬送機構である。
旋回アーム部１４０は、図３に示すように、２つのレチクル搬送アーム部１４１及び１４２、レチクル搬送アーム１４１及び１４２を鉛直方向（図３中のＺ方向）に移動させるＬＺ機構１４５、及びレチクル搬送アーム１４１及び１４２を水平面内で回転移動（図３中のθ方向）させるＬθ機構１４６を有する。

レチクル搬送アーム部１４１とレチクル搬送アーム部１４２とは、アームＬθ機構１４６を中心として１８０度反対向きに設けられた２つのレチクル保持及び搬送機構である。レチクル搬送アーム部１４１及び１４２は、Ｌθ機構１４６の回転により一方のレチクル搬送アーム部がプリアライメント２ステーション１２８に対してレチクルを受け渡し可能な位置に配置されている時には、他方のレチクル搬送アーム部はローディングポジションに移動したレチクルステージ２２に対してレチクルを受け渡し可能な位置になる構成となっている。これにより、次にレチクルステージ２２上で使用するレチクルのプリアライメント２ステーション１２８からの受け取り動作と既に使用の終了したレチクルのレチクルステージ２２からの受け取り動作、あるいは、これに続く、次に使用するレチクルのレチクルステージ２２への載置動作と使用の終了したレチクルのプリアライメント２ステーション１２８への載置動作とを、Ｌθ機構１４６を中心とした２箇所において同時に並行して行なえるようになっている。換言すれば、そのような相対的な位置関係となるように、レチクル搬送アーム部１４１及び１４２を有する旋回アーム部１４０、プリアライメント２部１２６及びレチクルステージ２２が配置されている。

なお、レチクル搬送アーム部１４１とレチクル搬送アーム部１４２とは実質的に同一の構成なので、以下、レチクル搬送アーム部１４１についてその構成を説明する。
レチクル搬送アーム１４１は、２本のアーム１４３_−１及び１４３_−２（以下、単にアーム１４３と称する場合もある）及びアーム１４３に設けられている４箇所のレチクル吸着部１４４_−１〜１４４_−４（以下、単にレチクル吸着部１４４と称する場合もある）を有する。

レチクル吸着部１４４_−１〜１４４_−４は、各々、搬送対象のレチクルの縁部に下側から接触してこれを支持するための機構である。４個のレチクル吸着部１４４_−１〜１４４_−４によりレチクルの４箇所を下側から支持することによりレチクルを保持する。
４箇所のレチクル吸着部１４４_−１〜１４４_−４のうちの３箇所は、図示しない真空吸着機構によりレチクル接触面に真空吸引力が作用するようになっており、これにより、接触したレチクルを真空吸着するようになっている。

アーム１４３_−１及び１４３_−２は、図示しないアーム開閉機構により水平方向に開閉移動するようになっており、後述するＬＺ機構１４５によるアーム１４３の上下方向の移動と協働することにより、レチクル吸着部１４４を搬送対象のレチクルの下側に回り込ませたり、あるいは搬送の終了したレチクルの下側からレチクル吸着部１４４を解放したりする。

ＬＺ機構１４５は、レチクル搬送アーム部１４１及び１４２を鉛直方向に移動させるためのアクチュエータである。
また、Ｌθ機構１４６は、レチクル搬送アーム部１４１及び１４２を水平面内で回転させるアクチュエータである。

なお、図２に示すレチクルステージ２２は、前述した露光装置本体２００のレチクルステージ２２であり、特に、レチクルを交換するローディングポジションに配置されているレチクルステージ２２である。

次に、このような構成のレチクルローディング装置１００の全体の動作を概略的に説明する。
使用対象のレチクルは、ポッド１１０に収容されて露光装置１に搬送され、レチクルローディング装置１００のインデクサ１１２上に設置される。インデクサ１１２に設置されたポッド１１０は、その下部が開放され、収容されていたレチクルがインデクサ１１２内に移動される。

インデクサ１１２に収容されたレチクルは、ＲＬロボット１１４により取り出され、プリアライメント１ステーション１１６上に載置されてアライメントが行なわれた後、ＲＬロボット１１４によりバッファ１２０に搬送され収容される。この際、バーコードリーダ１１８によりレチクルのバーコードが読み取られて制御部に送られ、レチクルの管理に供される。

バッファ１２０に収容されたレチクルは、露光装置本体２００において次に使用される状況となった等のタイミングで、ＲＬロボット１１４により取り出されてＰＰＤアーム１２４に載置される。ＰＰＤアーム１２４に載置されたレチクルは、ＰＰＤアーム１２４によりゴミ検出装置１２２に投入され、パーティクル等のゴミ検査が行なわれる。

ゴミ検出装置１２２においてゴミの検査が終了したレチクルは、ＲＬロボット１１４によりＰＰＤアーム１２４から受け取られ、プリアライメント２ステーション１２８に載置され、高精度なアライメントが行なわれる。
アライメントの終了したレチクルは、旋回アーム部１４０により受け取られ、搬送されて、ローディングポジションに移動されたレチクルステージ２２に載置され、露光装置本体２００における露光処理に供される。この際の旋回アーム部１４０によるレチクルの搬送は、本発明に係る搬送方法により高速に行なわれ、その結果、露光装置本体２００における露光処理が効率よく行なわれることとなる。この本発明に係る搬送方法によるレチクルの搬送動作については、後に詳細に説明する。

旋回アーム部１４０の一方のアーム１４３により、プリアライメント２ステーション１２８からレチクルが搬送されると、旋回アーム部１４０の他方のアーム１４３により、使用の終了したレチクルが搬送され、プリアライメント２ステーション１２８に載置される。
プリアライメント２ステーション１２８に載置された使用の終了したレチクルは、ＲＬロボット１１４に受け取られるのに適した所定の精度でアライメントが行なわれた後、ＲＬロボット１１４により受け取られる。

ＲＬロボット１１４に受けられたレチクルは、再び露光装置本体２００において使用される予定のある場合や、後に一連のレチクルをまとめてポッド１１０に移送する場合等には、一旦バッファ１２０に収容される。また、以後使用の予定がなく直ちにインデクサ１１２あるいはポッド１１０に戻す場合には、プリアライメント１ステーション１１６に一旦載置されてインデクサ１１２への搬送に適した所定の精度でのアライメントが行なわれた後、再度、ＲＬロボット１１４によりインデクサ１１２に搬送される。

インデクサ１１２に搬送されたレチクルは、必要に応じてポッド１１０に移送されて、ポッド１１０の下蓋が閉じられ、露光装置１より運び出される。

次に、このような構成及び動作をするレチクルローディング装置１００における、本発明に係る旋回アーム部１４０によるレチクルの搬送動作について、図４〜図１１を参照して詳細に説明する。

本実施形態の旋回アーム部１４０においては、アーム１４３のレチクル吸着部１４４にレチクルが十分な吸着強度で吸着保持されている時には、アーム１４３を高速に移動（上昇、下降及び回転を含むが、本実施形態においては上昇及び下降を中心に説明する）させ、レチクルの吸着（吸着強度）が十分でない場合には移動を停止したり又は低速で移動したりする。
その際の吸着力の判定は、レチクル吸着部１４４に真空吸引力を作用させる真空吸着機構内に設けられた真空センサにより、その真空圧を検出することにより行なう。レチクルローディング装置１００においては、真空センサの出力値をＡ／Ｄ変換してディジタル信号として取り込み、予め設定された所定の閾値とソフトウエア内で比較することにより、レチクルの有無及び吸着レベルを判定する。そして、その判定結果に基づいて、すなわちレチクルの吸着度合いに応じてレチクルの搬送速度を変えて、迅速かつ適切にレチクルの搬送を行なう。

具体的には、例えば、レチクル搬送アーム部１４１によりプリアライメント２ステーション１２８に載置されているレチクルを持ち上げる場合、レチクル搬送アーム部１４１のアーム１４３は、最下位置（ダウン位置）から所定の低速度でゆっくりと上昇する。その結果、レチクルの存在位置においてレチクル下面とレチクル吸着部１４４とが接触し、レチクル吸着部１４４がレチクルを支持し持ち上げることとなる。
レチクル吸着部１４４は、前述したように真空吸引力が作用しているので、レチクルをレチクル吸着部１４４が適切に保持した場合（十分な吸着力で吸着された場合）にはこの真空吸着系の真空圧は上昇し、仮にレチクルがずれる等してレチクル吸着部１４４が適切にレチクルを保持できない場合（弱い吸着力で吸着されている場合）には、真空圧は上昇しないこととなる。従って、この真空圧の状態を検出すれば、レチクル吸着部１４４にレチクルがしっかりと吸着されているか否かを検出することができる。

そこで、レチクル搬送アーム部１４１においては、この真空圧を検出し、レチクル吸着部１４４にレチクルが適切に吸着保持されたか否かを検出する。そして、適切に吸着保持した場合には、アーム１４３の上昇速度を高速にし、早く目的地点（ＵＰ位置）に到達するようにする。
また、仮に吸着を開始してから十分な時間が経過した、あるいはアーム部４１の十分な距離の移動があったにも関わらず、レチクル吸着部１４４に対する真空吸着機構の真空圧が上昇しない場合には、レチクルが適切に吸着保持していないものと判定して、移動の停止や低速移動等の処理を行なう。

真空圧に基づいてこのような制御を行なう場合の閾値としては、例えば、レチクル無しレベル、レチクル有りレベル、及び、レチクル搬送可能レベル等を設定するのが有効である。
なお、その際、基準のレベルとしては、レチクル無し状態での真空センサの出力値を基準レベルとするのが有効である。具体的には、レチクルステージ２２等の搬送目的地にレチクルがないことを確認し、その時の真空センサ出力をレチクル無し時の基準レベルとして設定する。このようにしておけば、真空センサ自体の個体差や、気圧等の周囲環境の影響によるセンサ出力の変化を吸収することが可能となる。
なお、この基準レベルの設定は、頻繁に行なって最新状態にしておく（更新する）ことも有効である。

以下、実際にこのようなレチクル搬送方法を適用してレチクルを搬送する場合のレチクルローディング装置１００の動作について図面を参照して説明する。
ここでは、露光装置本体２００に投入するレチクルは、既にプリアライメント２ステーション１２８に載置され、プリアライメント２ステーション１２８に吸着保持され、プリアライメントも終了しているものとし、このレチクルをレチクルステージ２２に搬送する動作について説明する。また、旋回アーム部１４０においては、レチクルを保持していないアーム１４３が、プリアライメント２ステーション１２８の上方位置に待機しているものとする。

このような状況においては、まず、プリアライメント２ステーション１２８のレチクルを機械的に位置決めするために用いるピンが解放状態であり、旋回アーム部１４０のアーム１４３が開いた状態であることを確認する（動作Ｓ１）。
次に、レチクルステージ２２がローディングポジションに移動していることを確認する（動作Ｓ２）。
次に、プリアライメント２ステーション１２８及びレチクルステージ２２において、その時点で載置されているレチクルに対して作動されている真空吸着作用をＯＦＦ（無効）にする（動作Ｓ３）。
そして、ＬＺ機構１４５が作動して、旋回アーム部１４０のレチクル搬送アーム部１４１エスケープ位置（ＥＳＣ位置）からダウン位置（ＤＯＷＮ位置）に下す（動作Ｓ４）。この時、レチクル搬送アーム部１４１のアーム１４３は開いているため、レチクル吸着部１４４がレチクルに接触することなく、レチクル搬送アーム部１４１はレチクルの下側まで移動する。

次に、旋回アーム部１４０のアーム１４３を閉じる（動作Ｓ５）。これにより、レチクル搬送アーム部１４１のレチクル吸着部１４４が、プリアライメント２ステーション１２８に載置されているレチクルの下側に入り込んだ状態となる。
次に、プリアライメント２ステーション１２８及びレチクルステージ２２に対する真空吸着作用がＯＦＦ（無効）になっていることを確認する（動作Ｓ６）。
次に、旋回アーム部１４０のアーム１４３のレチクル吸着部１４４に対する真空吸着（ＶＡＣ）作用をＯＮ（有効）にする（動作Ｓ７）。この時点では、レチクル吸着部１４４には何も接触していないので、これによりレチクル吸着部１４４は空吸い状態となる。

そして、ＬＺ機構１４５を動作させてアーム１４３を上昇させる（動作Ｓ８）。
この時のアーム１４３の動作について、図５を参照して説明する。
まず、図５（Ｂ）に示すように、アーム１４３は、空吸いの状態でダウン位置（ＤＯＷＮ位置）から、所定の加速度ａ１で加速した後所定の低速度ｖ１で徐々に上昇する。
アーム１４３がレチクルの接触高さに達すると、レチクルはアーム１４３のレチクル吸着部１４４に吸着される。その結果、レチクルはレチクル搬送アーム部１４１に保持され、プリアライメント２ステーション１２８から持ち上げられてアーム１４３の上昇とともに上昇する。また、これにより、図５（Ａ）に示すように、レチクルがレチクル吸着部１４４に吸着されることにより、真空センサにより検出される真空圧も上昇する。
このような状態で、真空センサにより検出されるレチクル吸着部１４４の真空吸着機構の真空圧が、レチクル吸着が適切に行なわれたことを示す所定のレベル（吸着ＯＮレベル）に達すると、アーム１４３は、所定の加速度ａ２で加速した後、所定の高速な移動速度（上昇速度）ｖ２で最終点（ＵＰ位置）まで移動する。

一方、前述したようにアーム１４３がレチクルを搬送しようとする際に、レチクルがアーム１４３に適切に吸着保持されなかった場合の動作について図６を参照して説明する。
レチクルがレチクル吸着部１４４に適切に接触できなかった場合、レチクル吸着部１４４に対する真空吸引機構の真空圧は、図６（Ａ）に示すように、いつまでたっても吸着ＯＮレベルに達しない。そこで、所定の基準位置（アーム１４３の移動位置）を吸着ＯＮチェック位置（ＶＡＣＯＮＣＨＫ）として設定しておき、アーム１４３がこの位置を通過した時点で未だ真空センサ出力が吸着ＯＮレベルに達していない時は、真空吸着が適切に行なわれていないものと判断する。そして、例えば図６（Ｂ）に示すように、アーム１４３の移動（上昇）を停止する等の処理を行なう。

図４に戻って、このような動作（動作Ｓ８）により、アーム１４３がＵＰ位置に達したら、Ｌθ機構１４６が動作することにより旋回アーム部１４０を回転させ、レチクルを保持しているレチクル搬送アーム部１４１がレチクルステージ２２の上部に配置されるようにする（動作Ｓ９）。
次に、レチクルステージ２２の位置が、ローディング位置に適切に配置されているか否かをチェックする（動作Ｓ１０）。

そして、ＬＺ機構１４５を動作させてアーム１４３を下降させる（動作Ｓ１１）。
この時のレチクル搬送アーム部１４１の動作について、図７を参照して説明する。
まず、図７（Ｂ）に示すように、アーム１４３は、最上位置（ＵＰ位置）から所定の加速度ａ１で加速して相対的に高速な所定の速度ｖ２で下降され、レチクルがレチクルステージ２２へ接触する直前の位置（ＶＡＣＯＦＦ位置）で一旦停止される。そしてこの時に（停止の直前あるいはほぼ同時に）、図７（Ａ）に示すように、レチクル吸着部１４４に対する真空吸着作用を無効（ＯＦＦ）にする。

アーム１４３が停止したら、その位置（ＶＡＣＯＦＦＣＨＫ）において、実際に真空センサの出力値がレチクル吸着ＯＦＦレベルに達していること、すなわち、吸着がＯＦＦにされていることを確認する。
吸着ＯＦＦが確認されたら、アーム１４３を所定の加速度ａ１で加速して相対的に低速度な所定の速度ｖ１でゆっくりとＤＯＷＮ位置に下降させる。
これにより、アーム１４３に保持されていたレチクルは、レチクルステージ２２上に載置され、アーム１４３から分離される。

前述したようにアーム１４３がレチクルをレチクルステージ２２上に載置しようとする際に、レチクルのレチクル吸着部１４４による吸着保持が適切に解除されなかった場合の動作について図８を参照して説明する。
図８（Ｂ）に示すように、アーム１４３を下降させて所定位置（ＶＡＣＯＦＦ高さ）で一旦停止し、真空吸着作用をＯＦＦにしたとしても、図８（Ａ）に示すように、チェック位置において（ＶＡＣＯＦＦＣＨＫ）真空センサの出力が高真空レベルを維持し続けて吸着ＯＦＦレベルに達しないような場合、真空吸着の解放が適切に行なわれていないものと判断する。そして、例えば図８（Ｂ）に示すように、アーム１４３の移動（下降）を停止する等の処理を行なう。
真空吸着状態が持続する、すなわちレチクルをリリースできないことは、何らかの不具合が生じていることが予測されるため、このように移動を停止することにより、さらなる障害の拡大を防ぐことができる。

図４に戻り、適切に吸着ＯＦＦ状態となり、レチクルをレチクルステージ２２に載置したら、レチクルステージ２２の真空吸着機構を有効（ＯＮ）にし、レチクルをレチクルステージ２２に吸着保持させる（動作Ｓ１２）。なお、旋回アーム部１４０の他方のレチクル搬送アーム部１４２により、このレチクルのレチクルステージ２２への搬送動作と並行して、使用の終了したレチクルをレチクルステージ２２からプリアライメント２ステーション１２８に搬送した場合には、この時同時に、プリアライメント２ステーション１２８の真空吸着機構も作用させて、そのレチクルをプリアライメント２ステーション１２８に吸着保持させる。

次に、制御系４２は、レチクル搬送アーム部１４１及び１４２のアーム１４３を開く（動作Ｓ１３）。
次に、ＬＺ機構１４５の作動によりアーム１４３をダウン位置からＥＳＣ位置に移動させる（動作Ｓ１４）。
そして、レチクルステージ２２及びプリアライメント２ステーション１２８の真空吸着機能が有効（ＯＮ）となっていることを確認し（動作Ｓ１５）、一連の搬送動作を終了する。

このように、本実施形態のレチクルローディング装置１００においては、レチクルの吸着状態を監視し、その吸着状態に応じてレチクルの移動速度を変更している。従って、レチクルの安全な搬送を行なうことができる。また、レチクルの状態に応じて、搬送速度を高速にすることができるため、搬送時間及びレチクル交換時間を短縮することができる。
そして、その結果、所望のデバイスを効率よく製造することができる。

なお、本実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。
例えば、前述した実施形態においては、レチクル搬送アーム部１４１及び１４２の上下移動について搬送速度を制御する例を示したが、Ｌθ機構１４６による回転方向についても同様に速度制御を行なうことができる。

また、検出した真空センサの出力値に応じたレチクルの搬送速度の制御形態は、本実施形態のような形態に限られるものではなく、任意に設定してよい。
例えば、図９に示すように、真空センサの出力値を監視して、真空圧状態が所定のレベル（吸着ＯＮレベル）以上の場合には、所定の高速度で移動するように設定している場合に対して、例えば図１０に示すように、搬送途中において突如真空圧が所定のレベル（吸着ＯＮレベル）より低下した場合には、図１０（Ｂ）に示すように、搬送速度を減速し、低速度で目標位置まで移動するようにしてもよい。
その場合、一度吸着レベルが低下すると、レチクルがずれている可能性があるため、仮に吸着レベルが上昇したとしても、再加速は行なわないようにしてもよい。

一方で、図１１に示すように、吸着力が上昇すると、吸着力に応じて搬送速度を高速にするようにしてもよい。
なお、これらの場合には、吸着異常の検出タイミング等によっては、加速中に減速処理が発生し、いわゆる三角駆動になる可能性がある。そのような状態を避けるために、加速及び減速の切り換え時には、一定速度期間を設けるように制御してもよい。
なお、図９〜図１１は、Ｌθ機構１４６による回転方向に対して搬送速度の制御を行なった例を示す図である。

また、本実施形態においては、露光装置本体２００に対してレチクルを交換するためのレチクルローディング装置１００を例示して本発明を説明したが、ウエハの交換や、ガラス基板の搬送等、任意の物質の搬送に適用することができる。

また、本発明はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に限らず、ステップ・アンド・リピート方式、又はプロキシミティ方式の露光装置（Ｘ線露光装置等）を始めとする各種方式の露光装置にも全く同様に適用が可能である。

図１は、本発明の一実施形態の露光装置の構成を示す図である。 図２は、図１に示した露光装置のレチクルローディング装置の構成を示す図である。 図３は、図２に示したレチクルローディング装置の旋回アーム部の構成を示す図である。 図４は、図３に示した旋回アーム部により、レチクルをレチクルステージに載置する動作の流れを示す図である。 図５は、図３に示した旋回アーム部のレチクル搬送アーム部によりレチクルを保持して搬送する際の吸着センサの出力値及び搬送速度を示す第１の図であり、正常動作の場合を示す図である。 図６は、図３に示した旋回アーム部のレチクル搬送アーム部によりレチクルを保持して搬送する際の吸着センサの出力値及び搬送速度を示す第２の図であり、吸着エラーの場合を示す図である。 図７は、図３に示した旋回アーム部のレチクル搬送アーム部により搬送したレチクルをリリースして載置する際の吸着センサの出力値及び搬送速度を示す第１の図であり、正常動作の場合を示す図である。 図８は、図３に示した旋回アーム部のレチクル搬送アーム部により搬送したレチクルをリリースして載置する際の吸着センサの出力値及び搬送速度を示す第２の図であり、吸着リリースエラーの場合を示す図である。 図９は、図３に示した旋回アーム部のレチクル搬送アーム部によりレチクルを搬送する際の吸着センサの出力値及び搬送速度を示す他の例を示す図であり、正常動作の場合を示す図である。 図１０は、図３に示した旋回アーム部のレチクル搬送アーム部によりレチクルを搬送する際の吸着センサの出力値及び搬送速度を示す他の例を示す図であり、吸着異常を検出した場合の第１の動作の例を示す図である。 図１１は、図３に示した旋回アーム部のレチクル搬送アーム部によりレチクルを搬送する際の吸着センサの出力値及び搬送速度を示す他の例を示す図であり、吸着異常を検出した場合の第２の動作の例を示す図である。

符号の説明

１…露光装置
１００…レチクルローディング装置
１１０…ポッド
１１２…インデクサ
１１４…ＲＬロボット
１１６…プリアライメント１ステーション
１１８…バーコードリーダ
１２０…バッファ
１２２…ゴミ検出装置
１２４…ＰＰＤアーム
１２６…プリアライメント２部
１２８…プリアライメント２ステーション
１３０…プリアライメント２照明系
１３２…プリアライメント２撮像系
１４０…旋回アーム部
１４１，１４２…レチクル搬送アーム部
１４３…アーム
１４４…レチクル吸着部
１４５…ＬＺ機構
１４６…Ｌθ機構
２００…露光装置本体
１０…光源
１２…照明光学系
１４…反射板
１６…光学系
１８…反射板
２２…レチクルステージ
２８…投影光学系
３０…ウエハステージ
３１…ウエハホルダ
３２…Ｚステージ
３３…ＸＹステージ
３６…移動鏡
３８…レーザ干渉計
４０…ステージ駆動系
４２…主制御系
４６…アライメント信号処理系
４８…ウエハ搬送装置

Claims (8)

1. 搬送対象の物体を吸着保持手段に吸着保持させ、当該吸着保持手段を移動させることにより前記物体を搬送する搬送方法において、
   前記吸着保持手段に吸着保持された前記物体に対する吸着力の強さを検出し、
   前記検出された吸着力の強さに基づいて、前記吸着保持手段の移動速度を制御する
   ことを特徴とする搬送方法。
2. 前記検出された吸着力の強さを所定の基準値と比較し、前記吸着力の強さが前記基準値より小さい場合には前記吸着保持手段を所定の第１の速度で移動させ、前記吸着力の強さが前記基準値より大きい場合には前記吸着保持手段を前記第１の速度より高速な所定の第２の速度で移動させることを特徴とする請求項１に記載の搬送方法。
3. 前記検出された吸着力の強さが前記基準値より大きい状態から前記基準値より小さい状態に移行した場合には、その後当該吸着力が前記基準値より大きい状態に戻ったとしても、前記吸着保持手段の移動速度を前記第２の速度にまで早くしないことを特徴とする請求項２に記載の搬送方法。
4. 前記基準値は、前記吸着保持手段が前記物体を吸着保持していない時に、前記吸着力の強さを検出するセンサからの出力値を検出し、前記検出された出力値と、所定の吸着力に対して規定される前記センサの出力値とに基づいて決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の搬送方法。
5. 搬送対象の物体を吸着保持する吸着保持手段と、
   前記吸着保持手段を移動させることにより当該吸着保持手段に吸着保持された前記物体を搬送する搬送手段と、
   前記吸着保持手段に吸着保持された前記物体に対する吸着力の強さを検出する吸着力検出手段と、
   前記検出された吸着力の強さに基づいて、前記吸着保持手段の移動速度を制御する移動速度制御手段と、
   を有することを特徴とする搬送装置。
6. マスクに形成されたパターンの像を、投影光学系を介して物体に転写する露光装置であって、前記マスク及び前記物体の少なくとも何れか一方をステージに搬送する搬送装置として、請求項５に記載の搬送装置を有することを特徴とする露光装置。
7. 任意の被吸着体を吸着する吸着装置における前記被吸着体の吸着状態を検出する方法であって、
   前記吸着装置による前記被吸着体の吸着力を検出するセンサからの前記吸着装置が吸着を行なっていない時の出力値を検出し、
   前記検出された出力値と、所定の吸着力に対して規定される前記センサの出力値とに基づいて、前記吸着状態を検出するための基準値を決定し、
   前記吸着装置により前記被吸着体が吸着された時に前記センサから出力される出力値と、前記決定された基準値とを比較し、前記被吸着体の吸着状態を検出する
   ことを特徴とする吸着状態検出方法。
8. 前記吸着装置は真空吸着装置であり、前記基準値は、前記吸着装置が大気開放されている時の前記センサからの出力値と、前記所定の吸着力に対して規定される前記センサの出力値とに基づいて決定することを特徴とする請求項７に記載の吸着状態検出方法。
   

Images