(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定サイズのウェハを、前記ウェハの大きさに等しい大きさのマスクを介して露光する露光装置であって、
前記ウェハおよびマスクを搬送する共用の搬送装置と、
前記搬送装置にて搬送された前記ウェハが設置される露光ステージと、
前記露光ステージに対向して取り付けられ前記搬送装置にて搬送された前記マスクが設置されるマスクホルダと、
前記マスクホルダを介して前記露光ステージに対向して取り付けられた露光光源とを備え、
前記搬送装置は、前記ウェハおよびマスクを前記露光ステージと前記マスクホルダとの間へ搬送する
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の露光装置において、
前記搬送装置にて搬送される前記ウェハおよびマスクを設置する設置ポートを有する前室を備え、
前記搬送装置は、前記前室の設置ポートに設置されたウェハおよびマスクを搬送する
ことを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の露光装置を備え、
前記マスクおよびウェハが同一サイズで、
これらマスクの搬送とウェハの搬送とを一つの装置間搬送システムで行う
ことを特徴とする半導体製造システム。
【請求項４】
請求項１または２記載の露光装置の搬送装置にてマスクを搬送し、このマスクをマスクホルダの露光ステージに対向する側に設置するマスク搬入工程と、
前記搬送装置にてウェハを搬送し、このウェハを前記露光ステージの前記マスクホルダに対向する側に設置するウェハ搬入工程と、
前記露光光源から光を照射して前記マスクを介して前記ウェハを露光する露光工程と、
前記搬送装置にて前記ウェハを搬送し、このウェハを前記露光ステージから搬出させるウェハ搬出工程と、
前記搬送装置にてマスクを搬送し、このマスクをマスクホルダから搬出させるマスク搬出工程と
を備えていることを特徴とする露光方法。
【請求項５】
請求項４記載の露光方法において、
前記マスク搬入工程は、前記前室の設置ポートに設置された前記マスクを前記搬送装置にて搬送し、
前記ウェハ搬入工程は、前記前室の設置ポートに設置された前記ウェハを前記搬送装置にて搬送し、
前記ウェハ搬出工程は、前記ウェハを前記露光ステージから前記前室の設置ポートへ搬送し、
前記マスク搬出工程は、前記マスクを前記マスクホルダから前記前室の設置ポートへ搬送する
ことを特徴とする露光方法。
【請求項６】
請求項４または５記載の露光方法において、
前記露光工程は、前記ウェハを前記マスクに重ねた状態で、このマスクを介して前記ウェハを露光する
ことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクを介してウェハを露光する露光装置および露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の露光装置が用いられる半導体デバイスの製造ラインは、広大なクリーンルーム内に、同種機能の処理装置を纏めたベイと呼ばれるユニットを複数備え、そのベイ間を搬送ロボットやベルトコンベアで接続するジョブショップ方式を採用したレイアウトが主流になっている。
【０００３】
また、そのような製造ラインで処理されるワークに、１２インチなどの大口径のウェハが使用され、１枚のウェハから数千個の半導体チップが製造される生産システムとされている。
【０００４】
ところがこのジョブショップ方式では、複数の似たような処理工程を繰り返す場合には、ベイ内での搬送やベイ間での搬送距離が大幅に伸びるとともに、待機時間も増加するため、製造時間が増大し、仕掛品の増大を招くなどコストアップの要因となり、ワークを大量生産する製造ラインとしては、生産性の低さが問題となる場合が生じる。
【０００５】
そこで、従来のジョブショップ方式の製造ラインに代え、半導体処理装置を処理工程順に配置したフローショップ方式による製造ラインも提案されている。
【０００６】
一方、このようなフローショップ方式による製造ラインは、単一の製品を大量に製造する場合には最適であるが、製造品を変えることで製造手順（レシピ）を変えなければならない場合には、製造ラインでの各半導体処理装置の設置をワークの処理フロー順に並べ替えることが必要となる。しかしながら、製品が変わるたびにそのような並び替えを行うのは、再配置のための手間と時間を考慮すると、現実的ではない。特に、クリーンルームという閉鎖空間内に巨大な半導体処理装置が固定配置されている現状では、その半導体処理装置をその都度再配置することは、現実的には不可能である。
【０００７】
また、エンジニアサンプルやユビキタスセンサー用など、製造単位数が数個〜数百個というような超少量の半導体を製造するニーズも存在する。しかしながら、上述したジョブショップ方式やフローシップ方式による巨大な製造ラインでは、超少量の半導体を製造すると、コストパフォーマンスが極端に悪くなってしまうため、その製造ラインに他の品種を流さざるを得ないこととなる。
【０００８】
ところが、そのように多品種を同時に投入して混流生産をするとなると、製造ラインの生産性は品種数の増大ととともに一層低下することとなるので、結局のところ、このような巨大な製造ラインでは、超少量生産でかつ多品種生産に適切に対応することができない。
【０００９】
また、この種の製造ラインに用いられる露光装置としては、マスクを交換せずに複数枚のウェハを露光する従来技術が特許文献１に開示されている。そして、この特許文献１においては、所定のチャンバ内に設置された複数枚のマスクのパターンを交換しながら、このチャンバ内へと搬送されてくる一枚のウェハ（基板）を複数回に亘って転写して露光する構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２３７１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来技術においては、チャンバ内に設置された複数枚のマスクを用いてウェハを露光するものであるため、製造単位数が数個〜数百個といった超少量の半導体の製造に用いた場合には、製造する半導体の品種が変わるたびに、露光装置を分解等してチャンバ内に設置された複数枚のマスクを交換しなければならない。このため、コストパフォーマンスが極端に悪くなってしまうおそれがあるから、超少量生産かつ多品種生産に適切に対応させることが容易でない。
【００１２】
また、一般にマスクとウェハとは形状が異なるため、露光装置内での搬送機構は全く別の２系統として設けられる。このため、露光装置へのマスクおよびウェハの出入り口がそれぞれ設けられている。さらに、これらマスクおよびウェハの形状が異なることから、これらマスクまたはウェハを収容するための容器の形状および出入り口の場所も異なるため、装置間搬送経路および装置間搬送メカニズムについても全く別系統とされることとなる。この結果、マスク方式の露光装置を含む微細加工システムにおいては、マスクとウェハとでそれぞれ別個の搬送システムを装置内外に有しており、結果として２重のメカニズムを必要とする複雑さや高コスト性を有してしまうという問題点がある。
【００１３】
さらに、これらマスクおよびウェハはセットとして露光に用いられるため、特定のマスクは特定のウェハと組み合わせなければならない。このため、マスクの搬送系とウェハの搬送系とでは、それぞれ別個の搬送経路を通りながら、正しく組み合わせるための正確な２系統の制御システムが必要となる。元来、ウェハ搬送システムのみで、現在の微細加工システムは肥大化しており、マスクの制御との同期を取らなければならないため、その複雑さと肥大化は重大な問題となっている。
【００１４】
特に、製造品種が多くなり、かつ個々の製造品の数量が少なくなると、マスクをきめ細かくすぐに変更しなければならなくなり、システムのバクの増大、コスト増、製造スピードの甚大な低下を招くこととなる。
【００１５】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、超少量生産かつ多品種生産に適切に対応できる露光装置および露光方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、所定サイズのウェハを、前記ウェハの大きさに等しい大きさのマスクを介して露光する露光装置であって、前記ウェハおよびマスクを搬送する共用の搬送装置と、前記搬送装置にて搬送された前記ウェハが設置される露光ステージと、前記露光ステージに対向して取り付けられ前記搬送装置にて搬送された前記マスクが設置されるマスクホルダと、前記マスクホルダを介して前記露光ステージに対向して取り付けられた露光光源とを備え、前記搬送装置は、前記ウェハおよびマスクを前記露光ステージと前記マスクホルダとの間へ搬送する露光装置とした。
露光装置とした。
【００１７】
このように構成された本発明によれば、搬送装置にてマスクを搬送してマスクホルダに設置するとともに、この共用の搬送装置にてウェハを搬送して露光ステージに設置した状態で露光光源から光を照射させることにより、ウェハの大きさに等しい大きさのマスクを介してウェハを露光できる。すなわち、ウェハを露光ステージへ搬送する搬送装置を用い、このウェハを露光するためのマスクをマスクホルダへ搬送する構成としたことにより、これらウェハおよびマスクを露光のたびに変更できるため、露光するウェハに対応させて容易にマスクを交換したり選択したりできる。よって、超少量生産かつ多品種生産に適切に対応させることが可能となる。また、ウェハは、搬送装置にて露光ステージとマスクホルダとの間へ搬送されて露光ステージに設置され、マスクは、搬送装置にて露光ステージとマスクホルダとの間へ搬送されてマスクホルダに設置される。したがって、これらウェハおよびマスクを搬送する際の搬送装置の搬送経路を短くできるため、より適切かつ短時間の露光処理が可能となる。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記搬送装置にて搬送される前記ウェハおよびマスクを設置する設置ポートを有する前室を備え、前記搬送装置は、前記前室の設置ポートに設置されたウェハおよびマスクを搬送することを特徴とする露光装置とした。
【００１９】
このように構成された本発明は、前室の設置ポートに設置されたウェハは、搬送装置にて露光ステージとマスクホルダとの間へ搬送されて露光ステージに設置され、前室の設置ポートに設置されたマスクは、搬送装置にて露光ステージとマスクホルダとの間へ搬送されてマスクホルダに設置される。
【００２０】
また、上記目的を達成するために、本発明は、露光装置を備え、前記マスクおよびウェハが同一サイズで、これらマスクの搬送とウェハの搬送とを一つの装置間搬送システムで行うことを特徴とする半導体製造システムとした。
【００２１】
このように構成された本発明は、マスクおよびウェハが同サイズで、これらマスクの搬送とウェハの搬送とを一つの装置間搬送システムで行うことにより、システムがシンプル化できるとともに応答を速くでき、かつバグを発生しにくくできる。
【００２２】
また、上記目的を達成するために、本発明は、露光装置の搬送装置にてマスクを搬送し、このマスクをマスクホルダの露光ステージに対向する側に設置するマスク搬入工程と、前記搬送装置にてウェハを搬送し、このウェハを前記露光ステージの前記マスクホルダに対向する側に設置するウェハ搬入工程と、前記露光光源から光を照射して前記マスクを介して前記ウェハを露光する露光工程と、前記搬送装置にて前記ウェハを搬送し、このウェハを前記露光ステージから搬出させるウェハ搬出工程と、前記搬送装置にてマスクを搬送し、このマスクをマスクホルダから搬出させるマスク搬出工程とを備えていることを特徴とする露光方法とした。
【００２３】
このように構成された本発明は、搬送装置にてマスクを搬送し、このマスクをマスクホルダの露光ステージに対向する側に設置した後に、搬送装置にてウェハを搬送し、このウェハを露光ステージのマスクホルダに対向する側に設置する。この状態で、露光光源から光を照射してマスクを介してウェハを露光した後、搬送装置にてウェハを搬送して露光ステージから搬出させてから、搬送装置にてマスクを搬送してマスクホルダから搬出させる構成とした。この結果、ウェハを露光ステージへ搬送する搬送装置を用い、このウェハを露光するためのマスクをマスクホルダへ搬送することができる。よって、露光するウェハに対応させて容易にマスクを交換したり選択したりでき、これらウェハおよびマスクの搬送および設置が容易にできるため、超少量生産かつ多品種生産に適切に対応させることが可能となる。
【００２４】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記マスク搬入工程は、前記前室の設置ポートに設置された前記マスクを前記搬送装置にて搬送し、前記ウェハ搬入工程は、前記前室の設置ポートに設置された前記ウェハを前記搬送装置にて搬送し、前記ウェハ搬出工程は、前記ウェハを前記露光ステージから前記前室の設置ポートへ搬送し、前記マスク搬出工程は、前記マスクを前記マスクホルダから前記前室の設置ポートへ搬送することを特徴とする露光方法とした。
【００２５】
このように構成された本発明は、マスク搬入工程およびウェハ搬入工程において、前室の設置ポートに設置されたマスクおよびウェハが搬送装置にて搬送される。そして、ウェハ搬出工程において、露光ステージからウェハが前室の設置ポートへ搬送され、マスク搬出工程において、マスクホルダからマスクが前室の設置ポートへ搬送される。したがって、これらウェハおよびマスクを搬送する際の搬送装置の搬送経路を略等しくでき、これらウェハおよびマスクの搬送経路を短くできるため、より適切かつ短時間の露光処理が可能となる。
【００２６】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記露光工程は、前記ウェハを前記マスクに重ねた状態で、このマスクを介して前記ウェハを露光することを特徴とする露光方法とした。
【００２７】
このように構成された本発明は、ウェハをマスクに重ねた状態で、このマスクを介してウェハを露光する。このため、このマスクをウェハの大きさに略等しい大きさにすることができ、このマスクを小型化することができるから、超少量生産かつ多品種生産により適切に対応させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、搬送装置にてマスクを搬送してマスクホルダに設置し、この搬送装置にてウェハを搬送して露光ステージに設置してから、露光光源から光を照射させることにより、このマスクを介してウェハを露光できる。つまりウェハを搬送する搬送装置を用い、このウェハを露光するためのマスクをマスクホルダへ搬送する構成としたことにより、これらウェハおよびマスクを露光のたびに変更できるから、露光するウェハに対応させて容易にマスクを交換したり選択したりできる。よって、超少量生産かつ多品種生産に適切に対応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置を示す正面図である。
【図２】上記露光装置を示す右側面図である。
【図３】上記露光装置の露光ユニットを示す左正面側斜視図である。
【図４】上記露光ユニットを示す右背面側斜視図である。
【図５】上記露光ユニットを示す概略説明図である。
【図６】上記露光装置の前室に搬送容器を設置した状態を示す概略断面図である。
【図７】上記露光装置の前室に設置された搬送容器を開放させた状態を示す概略断面図である。
【図８】上記露光装置の一部を示す概略説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図９】上記露光装置の露光光源の一部を示す概略説明図である。
【図１０】上記露光装置を備えた半導体製造システムを示す概略断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３１】
図は本発明の一実施形態に係る露光装置を示す正面図で、図２は記露光装置を示す右側面図である。また、図３は露光装置の露光ユニットを示す左正面側斜視図で、図４は露光ユニットを示す右背面側斜視図である。さらに、図５は露光ユニットを示す概略説明図で、図６は露光装置の前室に搬送容器を設置した状態を示す概略断面図で、図７は露光装置の前室に設置された搬送容器を開放させた状態を示す概略断面図である。さらに、図８は露光装置の一部を示す概略説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図であり、図９は露光装置の露光光源の一部を示す概略断面説明図である。
【００３２】
そして、本発明に係る露光装置の一実施形態であるマスクアライナ１は、図１および図２に示すように、予め規格された大きさの筐体２内に収容されたミニマルファブ（minimal fab）構想に基づくミニマルアライナである。ここで、このミニマルファブ構想とは、多品種少量という半導体製造市場に最適なもので、省資源・省エネルギ・省投資・高性能な多様なファブに対応でき、例えば特願２０１０−１９５９９６号に記載の生産をミニマル化させるミニマル生産システムを実現させるためのものである。
【００３３】
また、マスクアライナ１の筐体２は、上下方向に長手方向を有する略直方体状に形成されており、内部への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構造であるとともに、ＵＶ光の進入を阻止するイエロールーム構造とされている。そして、この筐体２の上側の装置上部２ａ内には、露光ユニット３が収容されている。また、この筐体２の下側には、装置上部２ａに対する原料供給系や排気系、制御装置等を内蔵させるための装置下部２ｂが設けられている。
【００３４】
さらに、この筐体２の装置上部２ａの上下方向の中間部には、この筐体２の正面側を側面視凹状に窪ませた凹状部が形成されており、この凹状部の下側の部分が、ウェハＷおよびマスクＭを筐体２内に搬入させるための前室２ｃとされている。そして、この前室２ｃの上面の略中央部には、搬送容器４を設置するためのシャトル収容部としての略円形状のドッキングポート２ｄが設けられている。ここで、この前室２ｃは、筐体２内への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断するために設けられている。すなわち、この前室２ｃは、搬送容器４内に収容されているウェハＷまたはマスクＭを外気に曝す等することなく筐体２内へ出し入れできるようにするためのＰＬＡＤ（Particle Lock Air-tight Docking）システムとされている。さらに、この前室２ｃ内には、ドッキングポート２ｄから搬入されてくるウェハＷおよびマスクＭを露光ユニット３の所定位置へ搬送するとともに、この露光ユニット３にて露光された後のウェハＷおよびマスクＭをドッキングポート２ｄへ搬出するための搬送装置５が収容されている。
【００３５】
さらに、露光ユニット３は、筐体２内の前室２ｃの後側上部のウェハ処理室２ｅ内に収容されて取り付けられている。そして、この露光ユニット３にて露光するウェハＷは、所定の大きさ、例えば直径１２．５ｍｍの円形状の一側面としての表面を有する円盤状に形成されている。そして、このウェハＷには、フォトレジストが形成されているとともに、マスクとの位置合わせ用のアライメントマークが設けられている。ここで、このウェハＷの外周の約１ｍｍの部分は、パターンエリアとされずデッドスペースとされており、具体的には、真空吸着用の保持スペースとされている。また、マスクＭは、ウェハＷを露光するための露光パターンが予め形成されている露光マスクであって、ウェハＷの大きさに等しい大きさの円盤状に形成されたものが用いられる。そして、このマスクＭにもまた、ウェハＷとの位置合わせ用のアライメントマークが設けられている。
【００３６】
次いで、搬送装置５は、例えば特開２０１１−９６９４２号公報に記載のワーク搬送装置等が用いられる。このワーク搬送装置は、複数本の細長棒状の機体を順次延出させたり退出させたりして、これら機体の先端に設けられている保持部材にて保持したウェハやマスクを搬送するスライド式の伸縮アクチュエータが用いられている。
【００３７】
さらに、露光ユニット３は、図５に示すように、正面視矩形枠状の枠体３ａを備えている。そして、この枠体３ａの上側に位置する平板状の板材の中心部が開口されて開口部が形成され、この開口部の内側に平板状のマスクホルダ３ｂが取り付けられている。このマスクホルダ３ｂは、露光ステージ３ｆのウェハＷが設置される側である上面に対向して取り付けられており、このマスクホルダ３ｂに設置されるウェハＷに対向する側の一側面である下面にマスクＭが設置される構成とされている。そして、このマスクホルダ３ｂには、このマスクホルダ３ｂの下面中央部に設置されるマスクＭを、このマスクホルダ３ｂの下面に位置決め固定させるマスク吸着手段としてのマスク吸着固定機構３ｂａが設けられている。
【００３８】
一方、露光ユニット３の枠体３ａの底面部には、Ｚステージ３ｃが設置されている。このＺステージ３ｃは、このＺステージ３ｃ上にロードセル３ｄおよびレベル調整機構３ｅを介して取り付けられた露光ステージ３ｆのＸ方向、Ｙ方向、および傾斜角度（θ方向）のそれぞれを調整するための三次元調整構造のＸＹθステージである。すなわち、このＸステージ３ｃは、露光ステージ３ｆを水平方向（Ｘ方向）に移動可能であるとともに、この露光ステージ３ｆを上下方向（Ｙ方向）に昇降可能であり、さらにこの露光ステージ３ｆの傾斜角度（θ方向）が調整可能に構成されている。
【００３９】
ここで、この露光ステージ３ｆは、この露光ステージ３ｆの上面を、マスクホルダ３ｂの下面に対向した状態で取り付けられた試料台である。さらに、この露光ステージ３ｆには、この露光ステージ３ｆの上面中央部に設置されるウェハＷを、この露光ステージ３ｆの上面に吸着固定して位置決め固定させるためのウェハ吸着手段としての試料吸着固定機構３ｆａが設けられている。
【００４０】
また、レベル調整機構３ｅは、図５に示すように、底面側が球面状に形成された球面摺動部３ｅａと、この球面摺動部３ｅａの球面状の摺動面を受ける凹弧面状の凹部を有する保持部３ｅｂとを備えている。さらに、このレベル調整機構３ｅは、球面摺動部３ｅａと保持部３ｅｂとの間に、例えば窒素等の気体が供給されて浮上式とされている。そして、この保持部３ｅｂの円弧面状の凹部に対して球面摺動部３ｅａを摺動させることにより、この球面摺動部３ｅａ上に取り付けられている露光ステージ３ｆの角度、すなわち傾き（θ方向）が調整可能な球面摺動機構とされている。
【００４１】
また、ロードセル３ｄは、Ｚステージ３ｃにて露光ステージ３ｆを昇降させ、この露光ステージ３ｆ上に設置されているウェハＷを、マスクホルダ３ｂの下面に設置されているマスクＭに接触させて位置合わせする際の力を検出し、このマスクＭに対するウェハＷの接触圧等の加圧力を検出するための圧力センサである。
【００４２】
さらに、露光ユニット３には、図８ｂに示すように、この露光ユニット３の露光ステージ３ｆ上に設置されたウェハＷと、マスクホルダ３ｂの下面に吸着固定されたマスクＭとを水平出しおよびアライメントする際に、これらウェハＷとマスクＭとの間に介在させる３点式のボールコンタクト機構３ｇが取り付けられている。このボールコンタクト機構３ｇは、複数、例えば３つの球状体のボール３ｇａを備えている。これら各ボール３ｇａは、マスクホルダの下面に沿った周方向に等間隔に離間された位置に設置されており、細長状のボールバー３ｇｂの先端部に固定されて取り付けられている。そして、これら各ボールバー３ｇｂの基端側には、これらボールバー３ｇｂを水平方向に回動させて、各ボール３ｇａをマスクＭとウェハＷとの間の外周縁に等間隔に介在させて挟持させるための駆動機構３ｇｃが取り付けられている。
【００４３】
一方、搬送容器４は、外気に直接触れることにより汚染や反応等の何等かの支障を生じる物、すなわちウェハＷおよびマスクＭを搬送するための密封容器としてのミニマルシャトルである。具体的に、この搬送容器４は、内部への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構造であるとともに、ＵＶ光の進入を阻止するイエロールーム構造とされている。そして、この搬送容器４は、図６に示すように、下面が開口した中空円盤状の搬送容器本体４ａを備えており、この搬送容器本体４ａの下面に容器扉４ｂが着脱可能に取り付けられている。そして、この容器扉４ｂの上面には、ウェハＷやマスクＭを設置できる形状とされており、これらウェハＷまたはマスクＭを容器扉４ｂの上面に設置させた状態で、この容器扉４ｂを搬送容器本体４ａの下面に嵌合させることによって、この搬送容器４内が密閉された状態となるように構成されている。
【００４４】
さらに、前室２ｃのドッキングポート２ｄは、ウェハＷまたはマスクＭが収容されている搬送容器４を設置するための設置ポートであって、図７に示すように、この前室２ｃの内側から嵌合された装置扉２ｄａを備えている。この装置扉２ｄａには、容器扉４ｂを下方に向けた状態で搬送容器４が嵌合され、この状態で、装置扉２ｄａを下方に移動させることによって、例えば電磁石等の作用により装置扉２ｄａとともに容器扉４ｂが下方へ移動し、この容器扉４ｂ上に設置されているウェハＷやマスクＭ等を前室２ｃ内へ搬送可能とさせる構成となっている。
【００４５】
さらに、露光ユニット３の枠体３ａの上部には、図１、図３および図４に示すように、ワーク検出用カメラ６と、モニタリングカメラ７と、ＵＶ照射ユニット８とのそれぞれが並列させた状態で取り付けられている。これらワーク検出用カメラ６、モニタリングカメラ７およびＵＶ照射ユニット８は、搬送装置５にてウェハＷおよびマスクＭを搬送する際の搬送方向に沿って並列されており、この搬送方向に沿って移動可能なカメラ移動ステージ９上に設置されている。そして、このカメラ移動ステージ９には、駆動機構（図示せず）が取り付けられている。
【００４６】
ここで、ワーク検出用カメラ６は、露光ステージ３ｆまたはマスクホルダ３ｂへと搬送されたウェハＷまたはマスクＭを検出するものであって、例えばＣＣＤカメラ等にて構成されている。そして、このワーク検出用カメラ６は、マスクＭに予め形成されている、例えばオリフラ（Orientation Flat：オリエンテーションフラット）等の位置合せ部を検出するためのオリフラ検出用カメラである。
【００４７】
また、モニタリングカメラ７は、アライメント用カメラであって、マスクＭのアライメントマークと、ウェハＷのアライメントマークとに基づき、このウェハＷに対するマスクＭの位置を調整するために用いられるものである。
【００４８】
さらに、ＵＶ照射ユニット８は、マスクホルダ３ｂを介して露光ステージ３ｆに対向する位置に取り付けられており、この露光ステージ３ｆ上に設置されたウェハＷを、マスクホルダ３ｂに設置されたマスクＭを介して等倍露光するためのＵＶ光源出力ユニットである。具体的に、このＵＶ照射ユニット８は、図９に示すように、円筒状のライト本体としての集光レンズ筒８ａと、この集光レンズ筒８ａの先端部に同心状に嵌合されて取り付けられた円筒状のインテグレータレンズ筒８ｂとを有している。そして、集光レンズ筒８ａ内の基端側に、露光光源となる一つのＵＶ−ＬＥＤチップが取り付けられてＬＥＤ光源８ｃが設けられている。このＬＥＤ光源８ｃは、ｉ線に相当する、例えば３６５ｎｍの短波長の紫外線光を発する発光ダイオードにて構成されている。
【００４９】
また、集光レンズ筒８ａ内のＬＥＤ光源８ｃより先端側の光軸上には、このＬＥＤ光源８ｃから照射された紫外線光を集光させる複数、例えば４枚の第１〜第４集光レンズ８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇが取り付けられている。これら第１〜第４集光レンズ８ｄ，〜８ｇのそれぞれは、図９に示すように、方凸レンズとして構成されている。さらに、これら第１〜第４集光レンズ８ｄ，〜８ｇは、平面部をＬＥＤ光源８ｃ側に向け、凸面部を集光レンズ筒８ａの先端側に向けた状態で直線状に並べられて、この集光レンズ筒８ａ内に収容されている。そして、これら第１〜第４集光レンズ８ｄ，〜８ｇは、ＬＥＤ光源８ｃからの紫外線光の拡散を第１集光レンズ８ｄ、第２集光レンズ８ｅ、第３集光レンズ８ｆおよび第４集光レンズ８ｇにて段階的に抑制させていくことによって、このＬＥＤ光源８ｃから照射される紫外線光を効率よく集光させている。
【００５０】
さらに、インテグレータレンズ筒８ｂの内部には、インテグレータレンズ８ｈが収容されている。このインテグレータレンズ８ｈは、断面正方形状に形成された四角柱状の複数、例えば４本のロッドレンズ８ｉにて構成されている。さらに、このインテグレータレンズ８ｈは、４本のロッドレンズ８ｉそれぞれの長手方向を平行にした状態で、これらロッドレンズ８ｉの側面同士を面接触させて正面視「田」の字状に連結された構成とされている。そして、このインテグレータレンズ８ｈは、第４集光レンズ８ｇを通過した紫外線光が各ロッドレンズ８ｉに入射する位置に設置されている。すなわち、このインテグレータレンズ８ｈは、ＬＥＤ光源８ｃから発し第１〜第４集光レンズ８ｄ，〜８ｇにて集光された紫外線光を、このインテグレータレンズ８ｈの各ロッドレンズ８ｉで全反射させ、これらロッドレンズ８ｉを通過する紫外線光が照射する紫外線光照射面の照度分布を均一化させるものである。具体的に、このインテグレータレンズ８ｈは、ウェハＷ表面での照射範囲を±５％以内とするものである。
【００５１】
次に、上記一実施形態の露光装置を備えた半導体製造システムについて説明する。
【００５２】
図１０は、露光装置を備えた半導体製造システムを示す概略説明図である。そして、図１０に示すように、マスクアライナ１を含む同一の筐体２にて構成された各単位処理装置１０は、半導体製造ラインを形成するためのレール状に形成されたガイドウェイ１２上に載置されることで、床上に予め設定された同一の半導体製造ライン上に位置決めされる。通常の状態では、各単位処理装置１０は、レシピの順序に従って、ガイドウェイ２上にフローショップ方式で配置される。図１０における単位処理装置１の配置例では、単位処理装置１が所定の間隔をおいて規則的に配置されているが、各単位処理装置１０を、間隙を開けないように密接配置してもよい。
【００５３】
各単位処理装置１０には、これら単位処理装置１０が、プロセス処理におけるどのような単一の処理（レシピに対応した処理）を行う装置であるかを識別するためのレシピＩＤが、その外側面に記録される。このレシピＩＤの記録には、単位処理装置１０のレシピの変更等に伴って書込、読み出しが非接触により容易に行えるように、ＲＦＩＤ（radio frequency ID）が用いられている。
【００５４】
また、ガイドウェイ１２と平行して、マスクおよびウェハを収納する搬送容器４を搬送するための装置間搬送システムである搬送手段１４が設けられている。この搬送手段１４には、ベルト式やメカニカル式などの半導体製造装置に通常用いられる機構を用いることができる。また、この搬送手段１４は、単位処理装置１０毎に設けられる前室２ｃの間で、搬送容器４を搬送するように構成されている。
【００５５】
さらに、このように構成された半導体製造ラインの上方には、図９に示すように、単位処理装置１を再配置するためのレイアウト装置１７が設けられている。このレイアウト装置１７は、ガイドウェイ１２と平行して配置されるガイドレール１７ａと、このガイドレール１７ａに懸垂されて移動する単位処理装置運搬部１７ｂとを有している。そして、このレイアウト装置１７は、各単位処理装置１０のレシピＩＤの読み取り機構を有しており、中央制御装置からの制御信号に応じて、所定のレシピＩＤを有する単位処理装置１０を選択し、選択した単位処理装置１０を単位処理装置運搬部１７ｂにより把持・運搬して所定位置に再配置することができるように構成されている。
【００５６】
さらに、レイアウト装置１７は、多数の単位処理装置１０のレイアウト変更を素早く行うのには適しているが、一方で、レイアウト装置１７の設備コストが必要となる。そこで、レイアウト変更に時間を要してもかまわないか、レイアウト装置１７設備費用を省くために、単位処理装置１０は人が搬送してもよく、そのような人による搬送では、単位処理装置１の底部にキャスタが設けられて搬送される。
【００５７】
次に、上記一実施形態の露光装置を用いた露光方法について説明する。
【００５８】
＜マスクセット工程＞
まず、搬送容器４の搬送容器本体４ａから容器扉４ｂを取り外し、この容器扉４ｂ上にマスクＭをセットしてから、この容器扉４ｂを搬送容器本体４ｂに取り付けて、このマスクＭを搬送容器４にセットする。
【００５９】
＜マスク搬入工程＞
次いで、このマスクＭがセットされた搬送容器４の容器扉４ｂ側を下側に向けた状態とし、この搬送容器４をマスクアライナ１の前室２ｃのドッキングポート２ｄに嵌合させる。このとき、例えば手動モード等において、Ｚステージ３ｃおよびレベル調整機構３ｅを適宜駆動させ、露光ステージ３ｆの水平出しを行う。
【００６０】
この後、マスクアライナ１の前室２ｃのドッキングポート２ｄの装置扉２ｄａを下方に移動させて、この装置扉２ｄａとともに搬送容器４の容器扉４ｂを下方に移動させ、この搬送容器４から容器扉４ｂを取り外して開放させる。
【００６１】
この状態で、Ｚステージ３ｃにて露光ステージ３ｆが高さ調整され、この露光ステージ３ｆが、予め設定されたマスク受け渡し位置へ移動される。そして、例えば自動モード等とし、搬送装置５の駆動を開始させるスタートスイッチ（図示せず）を押す等して、容器扉４ｂ上に設置されているマスクＭを搬送装置５にて保持してから伸縮アクチュエータにて搬送し、露光ユニット３の露光ステージ３ｆ上の所定位置にマスクＭを設置させる。
【００６２】
この後、この露光ステージ３ｆ上に設置されたマスクＭは、マスクホルダ３ｂのマスク吸着固定機構３ｂａにて真空吸着され、このマスクホルダ３ｂの下面の所定位置に吸着固定される。
【００６３】
次いで、予め登録されているワーク検出用カメラ６の焦点距離内の高さとなるようにＺステージ３ｃにて露光ステージ３ｆが移動されて待機状態とされる。この状態で、例えば手動モード等により、ワーク検出用カメラ６を用いてマスクＭのマスクパターンを目視確認しながらＺステージ３ｃを適宜駆動させて、露光ステージ３ｆ上のマスクＭのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置調整を行う。
【００６４】
この後、例えば手動モード等により、露光ステージ３ｆ上のマスクＭがマスクホルダ３ｂの下面に密着するまで、この露光ステージ３ｆをＺステージ３ｃにて上昇移動させる。この状態で、マスクホルダ３ｂのマスク吸着固定機構３ｂａにてマスクＭを真空吸着させ、このマスクホルダ３ｂの下面の所定位置にマスクＭを吸着固定させる。
【００６５】
この後、露光ステージ３ｆの試料吸着固定機構３ｆａによるマスクＭの吸着固定を解除させてから、この露光ステージ３ｆをＺステージ３ｃにてマスク受け渡し位置へ移動させる。
【００６６】
さらに、例えばマスクＭの搬出動作を模擬的に行う等し、搬送装置５を引き戻し動作させるとともに、ドッキングポート２ｄの装置扉２ｄａを上方へ移動させ、このドッキングポート２ｄに嵌合された搬送容器４の搬送容器本体４ａに容器扉４ｂを嵌合させて密封させる。
【００６７】
そして、この容器扉４ｂが取り付けられて密封された空の搬送容器４を、前室２ｃのドッキングポート２ｄから取り外す。
【００６８】
＜ウェハ搬入工程＞
次いで、露光処理前のウェハＷが収容された搬送容器４を用意し、この搬送容器４の容器扉４ｂ側を下側に向けて、マスクアライナ１のドッキングポート２ｄに嵌合させる。
【００６９】
この後、マスクアライナ１のドッキングポート２ｄの装置扉２ｄａを下方に移動させて、この装置扉２ｄａとともに搬送容器４の容器扉４ｂを下方に移動させ、この搬送容器４から容器扉４ｂを取り外して開放させる。
【００７０】
この状態で、例えば自動モード等とし、搬送装置５のスタートスイッチを押す等して、容器扉４ｂ上に設置されているウェハＷを搬送装置５にて保持してから伸縮アクチュエータにて搬送し、露光ユニット３の露光ステージ３ｆ上の所定位置に設置させる。このとき、Ｚステージ３ｃにて露光ステージ３ｆが高さ調整され、この露光ステージ３ｆがウェハ受け渡し位置へ移動される。すなわち、これらマスクＭとウェハＷとは質量が異なるため、搬送装置５の伸縮アクチュエータの搬送ストロークの長さに応じ、この伸縮アクチュエータの長さ方向のたわみ量が異なることから、これらマスクＭおよびウェハＷの受け渡し位置が異なる。
【００７１】
さらに、露光ステージ３ｆ上に設置されたウェハＷは、この露光ステージ３の試料吸着固定機構３ｆａにて真空吸着され、この露光ステージ３ｆ上の所定位置に吸着固定される。この状態で、図８に示すように、駆動機構３ｇｃが駆動され各ボールバー３ｇｂが回動動作されてボールコンタクト機構３ｇの各ボール３ｇａがボール待機位置ＡからマスクＭとウェハＷとの間のボール挿入位置Ｂへと挿入される。このとき、この３点式のボールコンタクト機構３ｇの各ボール３ｇａは、ウェハＷ上に塗布されたフォトレジストの表面に接触してコンタクトする位置にセットされる。
【００７２】
次いで、予め登録されているモニタリングカメラ７のアライメント位置移動を行う。具体的には、このモニタリングカメラ７のフォーカス位置、すなわち焦点深度内に入る位置となるようにＺステージ３ｃにて露光ステージ３ｈが上下調整される。
【００７３】
さらに、例えば手動モード等により、Ｚステージ３ｃにて露光ステージ３ｈを上昇移動させ、この露光ステージ３ｈ上のウェハＷをマスクＭに近づけていく。このとき、ボールコンタクト機構３ｇの各ボール３ｇａがウェハＷ上のフォトレジストとマスクＭとの間に挟まれた状態となる。このため、これら各ボール３ｇａによってマスクＭとウェハＷとが不安定な状態（平行状態でない状態）となるが、レベル調整機構３ｅの球面摺動部３ｅａに対する保持部３ｅｂの摺動作用によって、露光ステージ３ｆ上のウェハＷとマスクＭとの水平度が確保され水平出しが行われる。
【００７４】
次いで、これらウェハＷとマスクＭとを三次元的に位置合わせして水平出しした状態で、例えば手動モード等により、例えば３０μｍ（任意設定値）ほど、マスクＭとのクリアランス距離（アライメントギャップ）を確保する。この状態で、モニタリングカメラ７を用いてマスクＭのアライメントマークとウェハＷのアライメントマークとのそれぞれを同時に観察できる状態にする。
【００７５】
さらにこの状態で、例えば操作スイッチ（図示せず）を押す等し、これらマスクＭおよびウェハＷのアライメントマークを目視にて確認しながらＺステージ３ｃを適宜駆動させて、露光ステージ３ｆ上のウェハＷのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置調整、すなわちアライメント（位置合わせ）を行う。
【００７６】
そして、これらマスクＭとウェハＷとのアライメントが完了した後、Ｚステージ３ｃにて露光ステージ３ｆを下方に移動させた後、駆動機構３ｇｃを駆動させて各ボールバー３ｇｂを回動動作させてボールコンタクト機構３ｇの各ボール３ｇａをボール挿入位置Ｂからボール退避位置Ａへ移動させて退避させる。
【００７７】
次いで、ロードセル３ｄにて検出される圧力値を確認しながら、マスクＭに対するウェハＷの加圧力を調整し、所定の加圧力となるまで露光ステージ３ｆを上昇させウェハＷをマスクＭに密着させる。
【００７８】
＜露光工程＞
そして、これらマスクＭとウェハＷとを密着させて重ねた後、例えば操作スイッチ（図示せず）を操作等して、駆動機構にてカメラ移動ステージ９を移動させ、これらマスクＭおよびウェハＷ上にＵＶ照射ユニット８を移動させる。
【００７９】
この状態で、例えば手動モード等とし、予めセットされている照射時間に基づいて、ＵＶ照射ユニット８のＬＥＤ光源８ｃから紫外線光を発光させ、この紫外線光をマスクＭを介してウェハＷに照射させて、このウェハＷを露光させる。
【００８０】
このとき、ＵＶ照射ユニット８のＬＥＤ光源８ｃから発した紫外線光は、集光レンズ筒８ａ内の第１〜第４集光レンズ８ｄ，〜８ｇを通過して集光されてから、インテグレータレンズ筒８ｂ内のインテグレータレンズ８ｈを通過して、この紫外線光の紫外線光照射面の照度分布が均一化された後、マスクＭを介してウェハＷへと照射される。
【００８１】
＜ウェハ搬出工程＞
この後、露光ステージ３ｆをＺステージ３ｃにてウェハ受け渡し位置へ移動させる。このとき、この露光ステージ３ｆは、マスクＭとウェハＷとのアライメント調整によって、露光ステージ３ｆの位置が微調整されているため、このアライメント調整前のウェハ受け渡し位置へ移動させる必要がある。
【００８２】
次いで、例えば露光終了信号を発信させ、露光ステージ３ｆ上の露光されたウェハＷを搬送装置５にて引き戻し動作させて容器扉４ｂ上に設置させてから、ドッキングポート２ｄの装置扉２ｄａを上方へ移動させ、このドッキングポート２ｄに嵌合された搬送容器４の搬送容器本体４ａに容器扉４ｂを嵌合させて密封させる。
【００８３】
そして、この容器扉４ｂが取り付けられて密封され、露光されたウェハＷが収容された搬送容器４を、前室２ｃのドッキングポート２ｄから取り外す。
【００８４】
＜マスク搬出工程＞
この後、空の搬送容器４を用意し、この搬送容器４の容器扉４ｂ側を下側に向けて、マスクアライナ１のドッキングポート２ｄに嵌合させる。この状態で、このドッキングポート２ｄの装置扉２ｄａを下方に移動させて、この装置扉２ｄａとともに搬送容器４の容器扉４ｂを下方に移動させ、この搬送容器４から容器扉４ｂを取り外して開放させる。
【００８５】
次いで、例えばマスク排出スイッチ（図示せず）を押す等してマスク排出モードとする。そして、Ｚステージ３ｃにて露光ステージ３ｆを上昇移動させて、マスクホルダ３ｂの下面に吸着固定されたマスクＭに露光ステージ３ｆを密着させる。この状態で、マスクホルダ３ｂのマスク吸着固定機構３ｂａによるマスクＭの吸着固定を解除させる。
【００８６】
この後、露光ステージ３ｆの試料吸着固定機構３ｆａを駆動させ、この露光ステージ３ｆ上にマスクＭを吸着固定させてから、この露光ステージ３ｆをＺステージ３ｃにてマスク受け渡し位置へ移動させる。この状態で、露光ステージ３ｆの試料吸着固定機構３ｆａによるマスクＭの吸着固定を解除させてから、この露光ステージ３ｆ上のマスクＭを搬送装置５にて引き戻し動作させて容器扉４ｂ上に設置させる。
【００８７】
そして、ドッキングポート２ｄの装置扉２ｄａを上方へ移動させ、このドッキングポート２ｄに嵌合された搬送容器４の搬送容器本体４ａに容器扉４ｂを嵌合させて密封させる。さらに、この容器扉４ｂが取り付けられマスクＭが収容された搬送容器４を、前室２ｃのドッキングポート２ｄから取り外すことによって、マスクアライナ１からマスクＭが搬出される。
【００８８】
＜作用効果＞
上述のように、上記一実施形態のマスクアライナ１においては、マスクＭおよびウェハＷを同サイズとして、これらマスクＭおよびウェハＷの搬送容器４を同一とし、マスクアライナ１内へのマスクＭとウェハＷとの出入り口を同一とし、前室２ｃも１つであって、ウェハ処理室２ｅと前室２ｃとの間の、マスクＭおよびウェハＷを搬送する搬送装置５も同一であるため、これらに係る機械メカニズムについては、マスクＭおよびウェハＷのためにそれぞれ独立させて設ける場合に比べ、おおよそ１／２の機械メカニズムにすることができる。これにより、装置製造コスト、装置制御コスト、工場内装置搬送コストを大幅に削減することが可能であり、かつ装置内メカニズムが簡単にできるため、微粒子の発生源も１／２の量にでき、製造歩留まりを向上させることができる。さらに、マスクアライナ１内の搬送制御システムおよび工場搬送システムが１系統で済むので、システムがシンプルにできるとともに、応答を速くでき、かつバグを発生しにくくできる。
【００８９】
さらに、従来のマスクアライナでは、通常マスクを密閉容器に入れて装置間搬送したり、マスクアライナにマスク搬送容器をドッキングさせるような複雑なメカニズムは採らず、その代わりとして、クリーンルームを用いて、人間が手でマスクをマスクアライナにセットしたり、取り出したりしていた。このため、従来のようにマスクアライナにマスクとウェハとの２系統を用意することは、機械メカニズムとして高度かつ複雑で、コストアップであった。これに対し、本発明のマスクアライナ１では、ウェハＷおよびマスクＭの搬送が１系統に統一されるため、その点においてのクリーンルームが必要とされない。これらウェハＷおよびマスクＭの搬送として、密閉した搬送容器４を用い、図６および図７に示す前室２ｃの密閉ドッキングシステムを用いてウェハＷおよびマスクＭをマスクアライナ１と搬送容器４との間で密閉搬送することにより、全くクリーンルームを不要にできる。
【００９０】
また、マスクＭとウェハＷとを同サイズとし、これらマスクＭおよびウェハＷを１系統の搬送系（搬送装置５）での搬送を可能としたことにより、ウェハ加工製造システムそれ自体を用いて、マスクＭを製造することができるようになる。すなわち、従来は、マスクとウェハとが異なるサイズであったことから、自ずとマスク向けの微細加工装置群とウェア加工装置群とが異なったものであった。このため、これらマスクおよびウェハは別の工場で製造されていた。一般に、マスクは、（洗浄）→（クロムなどのマスク材堆積）→（レジスト塗布）→（露光）→（現像）→（エッチング）→（レジスト除去）という工程で製造されている。これらの工程は、基本的にウェハ上での微細加工工程の一部である。本発明のマスクアライナ１では、マスクＭとウェハＷとを同一搬送できるため、一つの生産ラインで、これらマスクＭおよびウェハＷのそれぞれを製造することが可能となる。この結果、マスクＭを外注等しなくても済むようになるから、その場で、必要に応じ短時間でマスクＭを製造することが可能となるため、マスクＭの製造コストを大幅に下げることが可能となる。
【００９１】
具体的には、ウェハＷを露光ステージ３ｆへ搬送する搬送装置５を用い、このウェハＷを露光するためのマスクＭを搬送する構成とした。この結果、これらウェハＷおよびマスクＭを露光するたびに変更することが可能となるとともに、露光するウェハＷに対応させて容易にマスクＭを交換したり選択したりすることができる。このとき、搬送装置５にて搬送されるウェハＷ上にマスクＭを重ねた状態で、このマスクＭを介してウェハＷを露光する構成としたことにより、このマスクＭをウェハＷと等しい大きさにでき、このマスクＭを小型化することができる。
【００９２】
この場合に、これらウェハＷおよびマスクＭのそれぞれを直径１２．５ｍｍの円盤状としたことにより、従来から用いられているジョブショップ方式やフローショップ方式のように比較的大きな基板を用いる製造ラインに比べ、半導体となるウェハＷを一枚ずつマスクＭを変えながら露光することができる。よって、超少量生産かつ多品種生産に適切に対応させることができるから、超少量の半導体の製造に適しており、超少量の半導体をコストパフォーマンス良く製造することができる。
【００９３】
また、露光ステージ３ｆ上にマスクホルダ３ｂを対向して設置させたことにより、マスクアライナ１の前室２ｃのドッキングポート２ｄに設置されたウェハＷは、搬送容器４から取り出されて搬送装置５にて露光ステージ３ｆとマスクホルダ３ｂとの間へ搬送されて露光ステージ３ｆ上に設置される。さらに、ドッキングポート２ｄに設置されたマスクＭは、搬送容器４から取り出されて搬送装置５にて露光ステージ３ｆとマスクホルダ３ｂとの間へ搬送されてマスクホルダ３ｂの下面に吸着固定される。したがって、これらウェハＷおよびマスクＭを搬送する際の搬送装置５の搬送経路を略等しくかつ短くすることができるため、より適切かつ短時間にマスクＭおよびウェハＷを搬送できるとともに、これらマスクＭおよびウェハＷを用いた露光処理をより短時間に行うことが可能となる。
【００９４】
このとき、露光ステージ３ｆに試料吸着固定機構３ｆａを設けたことにより、この露光ステージ３ｆ上に設置されるウェハＷを、この露光ステージ３ｆ上に吸着固定させた状態で、ウェハＷの設置位置をＺステージ３ｃ等で調整できる。また、マスクホルダ３ｂにマスク吸着固定機構３ｂａを設けたことにより、このマスクホルダ３ｂの下面に接触されるマスクＭを、このマスクホルダＭの下面に吸着固定させて位置決めすることができる。よって、これらマスクＭおよびウェハＷの位置合わせを、比較的簡単な構成で容易かつ確実に行うことができる。
【００９５】
また、露光ユニット３を筐体２内に収容させたマスクアライナ１としたことにより、このマスクアライナ１の筐体２や、露光ユニット３の周囲等の所定部分を、例えば黄色に着色されたアクリル板等のウェハＷ上のレジストを感光させる光の波長、例えば紫外線光を遮断する部材で覆う等することにより、このマスクアライナ１自体を紫外線遮断室、いわゆるイエロールームにすることができる。さらに、マスクアライナ１に搬入する前のウェハＷやマスクＭを搬送容器４に収容させる構成としたため、この搬送容器４を密閉式とし紫外線遮断部材で形成して、この搬送容器４内をイエロールームとすることにより、マスクアライナ１に搬入する前および搬出した後のそれぞれにおけるウェハＷへの紫外線照射が防止される。したがって、これら搬送容器４およびマスクアライナ１を、紫外線遮断室（イエロールーム）に収容させる必要を無くすことができる。
【００９６】
さらに、マスクアライナ１自体が小型であることから、このマスクアライナ１や搬送容器４自体をイエロールームにしない場合であっても、これらマスクアライナ１および搬送容器４を収容させるための作業室を小さくすることができる。よって、従来のジョブショップ方式やフローショップ方式の製造ラインに比べ、紫外線遮断室（イエロールーム）を小さくすることもできる。
【００９７】
具体的には、従来のジョブショップ方式やフローショップ方式の製造ラインを有する半導体前処理工場においては、紫外線等の光を管理するイエロールームに収めなければならない塗布装置、露光装置および現像装置群の装置設置面積は、前処理工程全体の１／４程度であった。ところが、本発明のマスクアライナ１と同様に、他の塗布装置や現像装置についても、同一の筐体２内に収容させたミニマルファブ構造とした場合には、紫外線等の光を管理しなければならない領域を、従前の１／３０程度まで縮小させることができる。
【００９８】
さらに、露光ステージ３ｆに対向してマスクホルダ３ｂを取り付けたことにより、このマスクホルダ３ｂに対して露光ステージ３ｆをＺステージ３ｃにて三次元的に移動させて、この露光ステージ３ｆに設置されたウェハＷと、マスクホルダ３ｂの下面に吸着固定されたマスクＭとを位置合わせすることができる。また、マスクホルダ３ｂの下面に吸着固定されたマスクＭと、露光ステージ３ｆ上に設置されたウェハＷとの間に、ボールコンタクト機構３ｇの各ボール３ｇａを介在させる。この状態で、Ｚステージ３ｃにて露光ステージ３ｆを上昇移動させて、この露光ステージ３ｆ上のウェハＷを各ボール３ｇａを介してマスクＭに押し付けることによって、この露光ステージ３ｆがレベル調整機構３ｅにて適宜球面状に摺動し、マスクホルダ３ｂに設置されたマスクＭに対してウェハＷを平行出しすることができる。
【００９９】
よって、これらマスクＭとウェハＷとを接触させることなく、これらマスクＭとウェハＷとの水平出しや位置調整を行うことができるから、これらマスクＭとウェハＷとの位置合わせをより容易かつ正確に行うことができる。また、露光ステージ３ｆとマスクホルダ３ｂとを位置合わせした状態で、ＵＶ照射ユニット８のＬＥＤ光源８ｃから紫外線光を照射させることにより、マスクホルダ３ｂに設置されたマスクＭを介して、露光ステージ３ｆに設置されたウェハＷを露光することができる。しがたって、このマスクＭを介したウェハＷの露光を正確に行うことができ、具体的には、ウェハＷ上の不完全描画領域を外周縁の０．５０ｍｍ程度にできるとともに、このウェハＷの露光量均一性を±３．３％程度にすることができる。
【０１００】
さらに、ＵＶ照射ユニット８のＬＥＤ光源８ｃとして紫外線光を照射する発光ダイオードを用いたことにより、発熱量が少なく、露光に必要な波長の光を発するまでの立ち上がり時間が短いＬＥＤ光源８ｃから発する紫外線光を用いて、マスクＭを介したウェハＷの露光ができるため、このウェハＷの露光工程をより短時間かつ確実に行うことができる。
【０１０１】
このとき、このＬＥＤ光源８ｃから発する紫外線光を第１〜第４集光レンズ８ｄ，〜８ｇにて集光させてから、インテグレータレンズ８ｈの各ロッドレンズ８ｉにて全反射させて紫外線光の紫外線光照射面の照射分布を均一化させることにより、露光するウェハＷ表面への紫外線の照射分布を均一化することができる。よって、このウェハＷの表面をより広範囲に亘って精度良く露光することが可能となる。
【０１０２】
さらに、例えば３６５ｎｍの短波光の紫外線光を発するＬＥＤ光源８ｃを用いたことにより、このＬＥＤ光源８ｃから発する紫外線光で確実かつ精度良くウェハＷを露光することができる。また、第１〜第４集光レンズ８ｄ，〜８ｇによる集光と、インテグレータレンズ８ｈによる照射分布の均一化とによって、ＬＥＤ光源８ｃから発する紫外線光のウェハＷへの紫外線照射範囲を±５％以内とすることにより、このウェハＷの±５％以内の範囲を露光することができる。よって、このウェハＷに等しい大きさのマスクＭを用いた場合であっても、このウェハＷの露光精度を確保することができる。
【０１０３】
＜その他＞
なお、上記一実施形態においては、マスクアライナ１の露光ユニット３にて露光するウェハＷとマスクＭとを等しい大きさの直径１２．５ｍｍの円盤状とした。ところが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばマスクＭの大きさをウェハＷより一回り大きくしたり、製造する半導体の大きさ等に適合させて、これらマスクＭおよびウェハＷそれぞれの大きさをより大きくしたり小さくしたりすることもできる。
【０１０４】
また、マスクホルダ３ｂに吸着固定されたマスクＭと、露光ステージ３ｆに設置されたウェハＷとの間にボールコンタクト機構３ｇのボール３ｇａを介在させてから、これらマスクＭとウェハＷとの水平出しおよびアライメントを行う構成としたが、必要に応じ、ボールコンタクト機構３ｇの各ボール３ｇａを介在させずに、これらマスクＭとウェハＷとの水平出しやアライメントを行う構成としても良い。
【０１０５】
さらに、ＵＶ照射ユニット８のインテグレータレンズ８ｈを、断面正方形の４本のロッドレンズ８ｉを田の字状に組み合わせた構成としたが、例えば断面正六角形の複数のロッドレンズを蜂の巣状に組み合わせた構成としても良い。
【０１０６】
また、マスクアライナ１の種々の処理動作については、手動モードと自動モードとを組み合わせた構成とされているが、必要に応じ、手動モードに適宜切り替えることができる構成にしたり、全自動モードとしたりすることもできる。この場合に、マスクアライナ１にマスクＭを搬送した後において、マスクＭの搬出動作を模擬的に行う等して搬送装置５を引き戻し動作させたが、この搬送装置５の引き戻し動作を、露光完了の模擬的信号を発生させて手動的に行ったり、予めプログラム等して自動的に行ったりできる。
【符号の説明】
【０１０７】
１      マスクアライナ
２      筐体
２ａ    装置上部
２ｂ    装置下部
２ｃ    前室
２ｄ    ドッキングポート
２ｄａ  装置扉
２ｅ    ウェハ処理室
３      露光ユニット
３ａ    枠体
３ｂ    マスクホルダ
３ｂａ  マスク吸着固定機構
３ｃ    Ｚステージ
３ｄ    ロードセル
３ｅ    レベル調整機構
３ｅａ  球面摺動部
３ｅｂ  保持部
３ｆ    露光ステージ
３ｆａ  試料吸着固定機構
４      搬送容器
４ａ    搬送容器本体
４ｂ    容器扉
５      搬送装置
６      ワーク検出用カメラ
７      モニタリングカメラ
８      ＵＶ照射ユニット
８ａ    集光レンズ筒
８ｂ    インテグレータレンズ筒
８ｃ    ＬＥＤ光源
８ｄ    第１集光レンズ
８ｅ    第２集光レンズ
８ｆ    第３集光レンズ
８ｇ    第４集光レンズ
８ｈ    インテグレータレンズ
８ｉ    ロッドレンズ
９      カメラ移動ステージ
１０    単位処理装置
１２    ガイドウェイ
１４    搬送手段
１７    レイアウト装置
１７ａ  ガイドレール１７ａ
１７ｂ  単位処理装置搬送部
Ａ      ボール待機位置
Ｂ      ボール挿入位置
Ｍ      マスク
Ｗ      ウェハ
【図１】
0005867916.tif 000002
【図２】
0005867916.tif 000003
【図３】
0005867916.tif 000004
【図４】
0005867916.tif 000005
【図５】
0005867916.tif 000006
【図６】
0005867916.tif 000007
【図７】
0005867916.tif 000008
【図８】
0005867916.tif 000009
【図９】
0005867916.tif 000010
【図１０】
0005867916.tif 000011