(57)【要約】    【課題】  露光装置に於いて、マスクをローディングする際の、マスクの汚染、マスクの微細な位置合せを可能とし、露光精度の向上、歩留りの向上を図る。    【解決手段】  マスク３１を下面に保持するマスクステージ１７と、露光処理される基板を載置する基板ステージ１４と、該基板ステージを昇降させるステップステージ１３と、前記基板ステージに設けられ、該基板ステージの上面より上昇又は下降し、上昇状態で前記マスクを載置可能なマスクリフタ１５とを具備し、前記ステップステージにより前記基板ステージを介して前記マスクリフタを上昇させ、前記マスクを前記マスクステージに保持させる様構成した。    【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを下面に保持するマスクステージと、露光処理される基板を載置する基板ステージと、該基板ステージを昇降させるステップステージと、前記基板ステージに設けられ、該基板ステージの上面より上昇又は下降し、上昇状態で前記マスクを載置可能なマスクリフタとを具備し、前記ステップステージにより前記基板ステージを介して前記マスクリフタを上昇させ、前記マスクを前記マスクステージに保持させる様構成したことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記マスクリフタは昇降可能に設けられ、マスクが載置されるマスクチャックを有し、該マスクチャックはスプリングにより上方に付勢された請求項１の露光装置。
【請求項３】
前記マスクリフタはマスクが載置されるマスクチャックと、該マスクチャックをマスク中心方向に移動させるスライド部を具備し、前記マスクチャックはマスク側面に当接する段差を有し、前記スライド部により前記マスクチャックを中心方向に移動させ、前記段差を介してマスクを挾込むことで前記マスクのプリアライメントを行う様構成した請求項１の露光装置。
【請求項４】
前記マスクステージに前記マスクが負圧により吸着され、前記マスクステージのマスク吸着面が中心に向って上がり傾斜となっており、吸着によりマスク中央部の撓みが補正される様構成した請求項１の露光装置。
【請求項５】
前記ステップステージは、前記基板ステージをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θ軸の４軸方向の駆動が可能であり、前記マスクリフタ上の前記マスクをアライメント可能とした請求項１の露光装置。
【請求項６】
前記マスクは前記マスクリフタによりプリアライメントした状態で前記マスクステージに保持される請求項３の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩ、液晶表示装置等の半導体装置を製造する場合の１工程である露光工程に用いられる露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ、液晶表示装置等の半導体装置を製造する場合の１工程にマスクパターンをシリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に転写する露光工程があり、露光工程を実行する装置として、露光装置が用いられる。
【０００３】
従来、露光装置としては特許文献１に示されるものがある。
【０００４】
図９に於いて概略を説明すると、マスク１を載置する矩形枠状のマスクローダ２がレール３に沿って水平方向に移動し、前記マスク１を矩形枠状のマスクステージ４の下方に位置決めする。
【０００５】
ワークステージ５が上昇することで前記マスク１は前記ワークステージ５に支持され、更に該ワークステージ５が上昇することで、前記マスク１は前記マスクステージ４の下面に吸着される。
【０００６】
前記マスクステージ４が後退し、前記ワークステージ５にガラス基板等の基板（図示せず）が載置される。前記マスクステージ４は、水平２方向、上下、回転の３軸の調整機構６を具備し、前記マスク１の位置合せを行う。前記ワークステージ５が上昇して基板が前記マスク１と所定の間隔となる様に位置決めされ、光照射部７によって露光され、前記マスク１を通してマスクパターンが基板に転写される。
【０００７】
処理済の基板が搬出され、未処理基板が搬入され、更に露光が繰返し行われる。
【０００８】
半導体製造工程に於いては数十ナノオーダの微細加工がされるので、繊細な位置合せ、更に加工途中でのパーティクル等による汚染の防止が要求される。
【０００９】
上記した従来の露光装置では、前記マスク１、或は基板は前記ワークステージ５に載置されるが、載置された時の前記マスク１、基板と前記ワークステージ５との接触による汚染の可能性があり、又前記マスク１が前記マスクステージ４に吸着される際に位置ずれを起す可能性がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１８４０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は斯かる実情に鑑み、マスクをローディングする際の、マスクの汚染、マスクの微細な位置合せを可能とし、露光精度の向上、歩留りの向上を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、マスクを下面に保持するマスクステージと、露光処理される基板を載置する基板ステージと、該基板ステージを昇降させるステップステージと、前記基板ステージに設けられ、該基板ステージの上面より上昇又は下降し、上昇状態で前記マスクを載置可能なマスクリフタとを具備し、前記ステップステージにより前記基板ステージを介して前記マスクリフタを上昇させ、前記マスクを前記マスクステージに保持させる様構成した露光装置に係り、又前記マスクリフタは昇降可能に設けられ、マスクが載置されるマスクチャックを有し、該マスクチャックはスプリングにより上方に付勢された露光装置に係り、又前記マスクリフタはマスクが載置されるマスクチャックと、該マスクチャックをマスク中心方向に移動させるスライド部を具備し、前記マスクチャックはマスク側面に当接する段差を有し、前記スライド部により前記マスクチャックを中心方向に移動させ、前記段差を介してマスクを挾込むことで前記マスクのプリアライメントを行う様構成した露光装置に係り、又前記マスクステージに前記マスクが負圧により吸着され、前記マスクステージのマスク吸着面が中心に向って上がり傾斜となっており、吸着によりマスク中央部の撓みが補正される様構成した露光装置に係り、又前記ステップステージは、前記基板ステージをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θ軸の４軸方向の駆動が可能であり、前記マスクリフタ上の前記マスクをアライメント可能とした露光装置に係り、更に又前記マスクは前記マスクリフタによりプリアライメントした状態で前記マスクステージに保持される露光装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マスクを下面に保持するマスクステージと、露光処理される基板を載置する基板ステージと、該基板ステージを昇降させるステップステージと、前記基板ステージに設けられ、該基板ステージの上面より上昇又は下降し、上昇状態で前記マスクを載置可能なマスクリフタとを具備し、前記ステップステージにより前記基板ステージを介して前記マスクリフタを上昇させ、前記マスクを前記マスクステージに保持させる様構成したので、マスクが基板ステージに触れることなく前記マスクステージに保持され、汚染の可能性が低減される。
【００１４】
又本発明によれば、前記マスクリフタは昇降可能に設けられ、マスクが載置されるマスクチャックを有し、該マスクチャックはスプリングにより上方に付勢されたので、前記マスクを前記マスクステージに保持させる際にマスクへの過度な荷重、片当りが防止でき、又マスクをマスクステージへ均一に当接させることが可能となる。
【００１５】
又本発明によれば、前記マスクリフタはマスクが載置されるマスクチャックと、該マスクチャックをマスク中心方向に移動させるスライド部を具備し、前記マスクチャックはマスク側面に当接する段差を有し、前記スライド部により前記マスクチャックを中心方向に移動させ、前記段差を介してマスクを挾込むことで前記マスクのプリアライメントを行う様構成したので、マスクをマスクステージに保持させる場合の精度が向上する。
【００１６】
又本発明によれば、前記マスクステージに前記マスクが負圧により吸着され、前記マスクステージのマスク吸着面が中心に向って上がり傾斜となっており、吸着によりマスク中央部の撓みが補正される様構成したので、保持したマスクの平面度が向上し、露光精度が向上する。
【００１７】
又本発明によれば、前記ステップステージは、前記基板ステージをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θ軸の４軸方向の駆動が可能であり、前記マスクリフタ上の前記マスクをアライメント可能としたので、プリアライメントした状態でアライメントが可能となり、前記基板ステージでのアライメントの信頼性が向上する。
【００１８】
更に又本発明によれば、前記マスクは前記マスクリフタによりプリアライメントした状態で前記マスクステージに保持されるので、マスクをマスクステージに保持させる際に生じる位置ずれを防止でき、アライメントの信頼性、精度の向上が図れる等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る露光装置１１の概略を示す模式図である。
【００２１】
図１〜図３中に於いて、１２は筐体、１３はステップステージ、１４は基板ステージ、１５はマスクリフタ、１６はチルトステージ、１７はマスクステージ、１８はアライメント顕微鏡、１９は発光装置を示す。
【００２２】
前記筐体１２は除振台２２を介して設置され、前記筐体１２の下部ベース２１に前記ステップステージ１３が設けられている。
【００２３】
該ステップステージ１３は紙面に対して左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能なＸ軸テーブル２３、紙面に対して垂直な方向（Ｙ軸方向）に移動可能なＹ軸テーブル２４、上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能なＺ軸テーブル２５、Ｚ軸を中心に回転可能なθ軸テーブル２６を具備している。
【００２４】
前記ステップステージ１３の上面にはアライメント台２７が位置し、該アライメント台２７の上方に所要の間隙を明けて前記基板ステージ１４が設けられている。該基板ステージ１４には、露光処理される基板（図示せず）が載置される様になっており、前記Ｘ軸テーブル２３、前記Ｙ軸テーブル２４、前記Ｚ軸テーブル２５、前記θ軸テーブル２６により、４軸方向の調整が可能となっていると共に前記Ｘ軸テーブル２３、前記Ｙ軸テーブル２４により基板の露光位置を移動させる様になっている。
【００２５】
前記筐体１２の上部ベース２８は中央部が空間の矩形枠形状であり、前記上部ベース２８の中央部に矩形枠形状の前記チルトステージ１６がチルト機構２９を介して設けられている。又、前記チルトステージ１６の上面には、複数、例えば２台の前記アライメント顕微鏡１８が設けられており、該アライメント顕微鏡１８は後述するマスク３１のアライメントマークを観察できる様に、又露光時には照明光を遮らない様に移動可能となっている。
【００２６】
前記チルト機構２９は、前記チルトステージ１６を、ＸＹ軸の２方向での傾斜を調整可能となっている。
【００２７】
前記マスクステージ１７は中央部に矩形の窓３２が形成された矩形枠形状をしており、前記チルトステージ１６に所要の支持機構（図示せず）を介して取付けられている。前記マスクステージ１７の下面に前記マスク３１が保持される。該マスク３１は、周辺部を真空により吸着されることで保持され、又、前記マスクステージ１７の前記マスク３１が密着する内周縁下面は、中央に向って上がり傾斜となる円錐曲面状となっており、前記マスク３１が吸着されることで、中央部を迫り上げる様な力が作用し、前記マスク３１の撓み補正がなされる。
【００２８】
前記基板ステージ１４の前記アライメント台２７の周辺に沿って、又該アライメント台２７と前記基板ステージ１４との間に前記マスクリフタ１５が設けられている。
【００２９】
該マスクリフタ１５について、図４を参照して説明する。
【００３０】
該マスクリフタ１５は４組のマスクハンド３４，３５，３６，３７を有し、該マスクハンド３４，３５は前記マスク３１の長辺の縁部を支持し、前記マスクハンド３６，３７は前記マスク３１の短辺の縁部を支持する様になっており、前記マスクハンド３４，３５、又前記マスクハンド３６，３７はそれぞれ同構造となっている。尚、マスクハンド３５、マスクハンド３７については説明を省略する。
【００３１】
前記マスクハンド３４について説明する。
【００３２】
該マスクハンド３４は空圧で水平方向に駆動されるスライド部３８と、該スライド部３８に設けられ空圧で上下方向に駆動される昇降部３９と、該昇降部３９に設けられ、中心方向に水平に延出する昇降アーム４１を有し、該昇降アーム４１は３股フォーク形状をしており、両側の分岐部先端にエッジクランプ４２，４２が設けられ、中央の分岐部先端にはエッジクランプ４３が設けられている。
【００３３】
前記エッジクランプ４２は、上下方向に摺動自在なロッド４４と該ロッド４４上端に設けられたマスクチャック４５とを有し、該マスクチャック４５は前記基板ステージ１４を貫通しており、該基板ステージ１４の上面より下方に降下し、又該基板ステージ１４の上面より上方に突出する様になっている。又、前記マスクリフタ１５が貫通する前記基板ステージ１４の孔２０は、前記マスクチャック４５が水平方向に移動しても干渉しないだけの充分な大きさとなっている。
【００３４】
前記マスクチャック４５はマスク、基板を汚染しない材質、例えば超高分子ポリエチレン（例えばニューライト（帯電防止タイプ））が用いられ、上部は段付き形状となっており、段差水平面４５ａが前記マスク３１の下面縁部に当接し、段差垂直面４５ｂが前記マスク３１の側面に当接する様になっている。又、前記ロッド４４は圧縮バネ４６によって上方に付勢されている。
【００３５】
前記エッジクランプ４３は、前記エッジクランプ４２と略同構造であり、ロッド４４の上端に設けられるマスクチャック４７の形状のみが異なる。該マスクチャック４７の上端は平面４７ａとなっており、前記マスクチャック４７の高さのレベルは前記段差水平面４５ａと同一となっている。
【００３６】
前記マスクハンド３６について説明する。
【００３７】
該マスクハンド３６は、前記マスクハンド３４と同構造のスライド部３８と昇降部３９とを有し、該昇降部３９にはＴ字形状の昇降アーム４８が設けられ、該昇降アーム４８の水平方向に延びた先端部にはエッジクランプ４２が設けられる。該エッジクランプ４２は前記マスクハンド３４で用いられたものと同一である。
【００３８】
以下、作動について説明する。
【００３９】
図５は露光装置１１の初期状態を示しており、前記マスクハンド３４，３５，３６，３７は、前記昇降部３９により前記エッジクランプ４２、前記エッジクランプ４３をそれぞれ降下させる。前記マスクチャック４５、前記マスクチャック４７は前記基板ステージ１４の上面より下方に位置している。
【００４０】
図６に示される様に、前記マスク３１を受取る準備として、前記昇降部３９，３９により前記エッジクランプ４２，４３が上昇され、前記マスクチャック４５、前記マスクチャック４７が基板受取り位置で待機する。この時、前記マスクハンド３４と３５の段差垂直面４５ｂ，４５ｂ間、前記マスクハンド３６，３７のマスクチャック４５，４５の段差垂直面４５ｂ，４５ｂ間の距離は、それぞれマスク３１の幅寸法、長手寸法より若干大きくなっている。
【００４１】
前記マスク３１は図示しない外部搬送装置、例えば基板搬送ロボットにより、図中矢印の方向から搬入され、前記マスクチャック４５の段差水平面４５ａ上に載置される。尚、前記マスク３１の受渡しについて、前記マスクステージ１７の真下でもよいし、或は前記基板ステージ１４が図中左方に移動した状態で行ってもよい。
【００４２】
図７は、前記マスクチャック４５に前記マスク３１が載置された状態を示しており、該マスク３１と前記段差垂直面４５ｂとの間には隙間が存在している。
【００４３】
前記スライド部３８によりそれぞれマスクチャック４５が中心方向に移動され、前記マスク３１が前記マスクチャック４５により挾込まれ、前記マスク３１と前記段差垂直面４５ｂとの間の隙間がなくなる（図８参照）。又前記基板ステージ１４の所定位置にはストッパ（図示せず）が設けられ、前記マスクハンド３４，３５の可動部が前記ストッパによって位置決めされ、前記マスクチャック４５の中心方向の動きが拘束される様になっている。従って、前記マスクチャック４５による前記マスク３１の挾込みによって、該マスク３１の正確な機械的位置決め（プリアライメント）がなされる。
【００４４】
尚、前記マスクチャック４５によるマスク３１の挾込みの際、該マスク３１に過度な荷重が作用しない様に、前記スライド部３８は空圧制御によるスピードが調整される。
【００４５】
前記基板ステージ１４が前記マスクステージ１７の直下に位置決めされ、更に、前記ステップステージ１３によって水平２軸、垂直方向、更にθ方向の位置決めがされる。
【００４６】
前記アライメント顕微鏡１８が観察可能な位置迄移動して、該アライメント顕微鏡１８により前記マスク３１のアライメントマークの像を取得し、アライメントマークの画像処理で位置合せを行う。この工程での前記アライメント顕微鏡１８は低倍率、例えば１倍でもよい。
【００４７】
前記マスクチャック４５が前記マスク３１を拘束した状態で、前記Ｚ軸テーブル２５により前記マスク３１が前記マスクステージ１７に押当てられる。負圧により前記マスク３１が前記マスクステージ１７に吸着される。
【００４８】
前記Ｚ軸テーブル２５による上昇量は、前記マスク３１が前記マスクステージ１７に当接して更に所定量上昇する。前記マスク３１が前記マスクステージ１７に当接した後は、前記圧縮バネ４６が撓む。該圧縮バネ４６が撓むことで、過剰な押圧力、片当りが解消され、前記マスク３１の周縁は前記マスクステージ１７に均等に当接する。更に、前記エッジクランプ４３は、前記マスク３１の中央部の撓みを補正するものであり、又、前記マスク３１は前記マスクチャック４５によって拘束された状態で、前記マスクステージ１７に吸着されるので、前記マスク３１の前記マスクステージ１７への円滑な吸着、ズレのない正確な吸着を可能とする。
【００４９】
又、上記した様に、前記マスクステージ１７の吸着面は中心に向って上がり傾斜しているので、前記マスク３１の中央を迫り上げる状態となり、中央部の撓みを矯正する。
【００５０】
前記昇降部３９により各マスクチャック４５が前記基板ステージ１４の上面より下方迄降下され、外部搬送装置により基板が搬入され、前記基板ステージ１４上に載置され、前記ステップステージ１３によって位置合せされる。
【００５１】
前記Ｚ軸テーブル２５により前記基板ステージ１４が上昇され、前記マスク３１と前記基板ステージ１４上の基板上面との間隙が所定値となる様に位置決めされ、更に前記チルト機構２９により前記マスクステージ１７と前記基板ステージ１４とが平行になる様に平行度が調整される。
【００５２】
前記アライメント顕微鏡１８を高倍率、例えば１０倍として、アライメントについて画像処理により位置合せを行う。
【００５３】
高精度の位置合せが完了すると、前記発光装置１９を発光させ、マスクパターンを基板に露光する。
【００５４】
基板が大型の場合は、前記ステップステージ１３により前記基板ステージ１４を移動させ、基板の複数の露光領域に順次マスクパターンを露光する。
【００５５】
露光が完了すると、前記基板ステージ１４が降下し、前記マスクリフタ１５が基板を上昇させ、更に外部搬送装置により基板を搬出する。
【００５６】
尚、上記実施の形態では、マスクの長辺に対してエッジクランプを２、短辺に対して１設けたが、エッジクランプの数はマスクの大きさに応じて適宜決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る露光装置を示す骨子図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】前記露光装置が具備するマスクリフタの斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に於ける作動を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に於ける作動を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に於ける作動を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態に於ける作動を示す説明図である。
【図９】従来の露光装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１１            露光装置
１３            ステップステージ
１４            基板ステージ
１５            マスクリフタ
１６            チルトステージ
１７            マスクステージ
１８            アライメント顕微鏡
１９            発光装置
２０            孔
２５            Ｚ軸テーブル
２７            アライメント台
３１            マスク
３４            マスクハンド
３５            マスクハンド
３６            マスクハンド
３７            マスクハンド
３８            スライド部
３９            昇降部
４３            エッジクランプ
４５            マスクチャック
４６            圧縮バネ
４７            マスクチャック
【図１】
2008251944.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008251944.tif 000009
【図８】
2008251944.tif 000010
【図９】
2008251944.tif 000011