(57)【要約】【課題】プロキシミティ露光と３５ｎｍ以下のリソグラフィーを可能にするインプリントを同一装置上に構成して、１００ｎｍ〜１０ｎｍまでの一貫した転写を可能にするとともに、半導体製造装置としての設置スペースの節約を図る。【解決手段】プロキシミティ露光とインプリントの両方が可能な半導体製造装置・露光用マスクとインプリント用型を同じ大きさと形状にする・インプリント用型にはアライメント用マークとウエハとの位置合わせを行なうためのアライメント光用透過窓がある。【選択図】        図１
2005005636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下からなる半導体製造装置：
・露光用光源、
・透過形のマスクおよびインプリント用型である原盤を搬送する原盤搬送手段、
・原盤を保持し、該原盤の姿勢を制御可能な原盤保持手段、
・前記原盤のパターンを転写する基板を搬送する基板搬送手段、
・基板を保持し、前記原盤保持手段上の原盤との相対的位置及び姿勢を制御可能な基板保持手段、
・該基板保持手段または前記原盤保持手段は基板と原盤を接触させ、圧着することが可能である。
【請求項２】
インプリント用型が透過形のマスクと形状と大きさが同じであることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
原盤に基板との接触圧力を検知する圧力検知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
圧力検知手段の出力に応じて基板と原盤との接触状態を変化させることを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原盤の微細パターンを基板に転写する半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、微細化する半導体製造に対して、光や電子線を使用しないナノインプリントと呼ばれる方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。この方式は表面に微細パターンを有するモールド（型）をウエハのレジスト表面に圧着させ、直接パターンの転写を行なうものである。このような従来と方式の異なる新しい半導体製造装置をこれまでの製造ラインに投入するには、そのための新たなスペースが必要で、工場内のレイアウトを変更することになり多大な費用がかかる。また、原盤として従来の透過形マスクとインプリント用モールドとでその形状や大きさが異なる場合、両者の搬送・管理に個別の装置が必要となり、半導体製造装置全体の大きさが大きくなる問題がある。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｊ．  Ｖａｃ．  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｂ１４，  １９９６，  ｐ４１２９
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、新規な転写方式が可能で、従来の製造ラインに投入しても新たなスペースを必要としない半導体製造装置を提供することにある。
【０００５】
例えば、プロキシミティ露光と３５ｎｍ以下のリソグラフィーを可能にするインプリントを同一装置上に構成して、１００ｎｍ〜１０ｎｍまでの一貫した転写を可能にするとともに、半導体製造装置としての設置スペースの節約を図る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の半導体製造装置では、露光用光源、透過形のマスクおよびインプリント用モールドである原盤を搬送する原盤搬送手段、該原盤を保持し、その姿勢を制御可能な原盤保持手段、該原盤のパターンを転写するための基板を搬送する基板搬送手段、該基板を保持し、原盤保持手段上の原盤との相対的位置と姿勢を制御可能な基板保持手段とを有し、基板保持手段または原盤保持手段は基板と原盤を接触させ、圧着することを可能としている。このため、一つの装置で異なる転写方式を可能とし、そのための新たなスペースを必要としない。また、インプリント用モールドと透過形マスクとの形状と大きさを同じにすることで両者の原盤としての搬送や管理を容易にすることが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態においては、透過形マスクは光、電子線もしくはＸ線用で近接露光を目的とする半導体製造装置である。以下、本発明の実施形態を、実施例を通じてより具体的に説明する。
【０００８】
（実施例）
図１は本発明の実施例に係る半導体製造装置の構成を示す。１はウエハ２に転写する微細パターンを有する原盤、３は原盤１を載置し、ｚ軸方向の移動とｚ軸回りの回転が可能で、かつチルト（ｘ、ｙ各軸回りの傾き）が可能な原盤ステージ、４はウエハ２を載置し、ｘ、ｙ、ｚ各軸方向の移動とｚ軸回りの回転が可能で、かつチルト（ｘ、ｙ各軸回りの傾き）が可能なウエハステージである。原盤ステージ３とウエハステージ４は、図１では説明の都合上分離して表示してある、一体のステージ定盤７及び７’に支持される。５はウエハステージ上のウエハ表面との距離を計測するウエハ高さセンサ、６は原盤ステージ上の原盤表面との距離を計測する原盤高さセンサである。８及び８’は原盤１とウエハ２とのｘ、ｙ方向の位置ずれを検出するアライメントスコープ、９は露光用光源、１０はレンズ系、１１はシャッタである。１２は複数の原盤を収納可能な原盤カセットで、１３は原盤を原盤カセット１２と原盤ステージ３の間で搬送するための原盤搬送用ロボットである。１４は複数のウエハを収納するウエハキャリヤで、１５はウエハをウエハキャリヤ１４とウエハステージ４の間で搬送するウエハ搬送用ロボットである。図２はインプリント用モールド原盤の平面図と断面図で、図３は透過形マスク原盤の平面図と断面図である。両者の形状と寸法はほぼ同じで、原盤搬送用ロボット１３でいずれの搬送も可能であり、図１では図２及び図３の断面図とは上下逆さまに原盤ステージ３に載置される。図２において、１６は原盤のフレームで、１７は表面に凹凸の微細パターンの刻まれたモールド１９を固定支持する台座で、図１におけるｚ方向の押付け圧力を検知する歪みゲージなどの圧力検知手段（図示せず）を内蔵し、フレーム１６には接着固定される。１８は原盤ステージ３上で原盤１の位置を確定させるためのノッチで、モールド１９とは反対側の面から厚み方向に一部を破線状に切り欠いてある。２０はモールド用台座１７に４ヶ所設けられた、回折格子などからなる位置合わせマークで、ウエハ２上の位置合わせマーク（図示せず）に対する前記アライメントスコープ８及び８’からの投光と該マークからの反射光が通過し、アライメントスコープによりウエハと原盤とのｘ、ｙ方向のずれが検出される。２１は前記圧力検知手段への電源供給と出力信号のやり取りを行なうためのコネクタで、原盤ステージには該コネクタに接続するための収納可能なピン（図示せず）が埋設されている。図３において、図２と同じものは同じ番号を付し、説明を省略する。２２は基板で方形の開口を有し、フレーム１６に固定支持される。２３は表面に金属の微細パターンを有するメンブレンで基板２２に接着される。以上のように構成された半導体製造装置の転写工程について図４のフローチャートを用いて説明する。図４において、まずステップＳ１でジョブで指定された透過形マスクまたはインプリント用モールドが原盤搬送用ロボット１３により原盤カセット１２から原盤ステージ３へと搬送され、真空吸着などの方法によって載置される。次にステップＳ２でウエハステージ４上にある原盤高さセンサ６によりウエハステージを移動させつつ、原盤１表面の高さ計測を行い、その結果を元に原盤表面が図示しない装置上の基準となる平面に一致するように原盤ステージ３の姿勢（ｚ方向位置とチルト）が調整される。続いてステップＳ３でウエハがウエハキャリヤ１４からウエハ搬送用ロボット１５によりウエハステージ４へ搬送され、真空吸着などの方法で載置される。次にステップＳ４でステージ定盤７’にあるウエハ高さセンサ５によりウエハステージ４を移動させつつ、ウエハ２表面の高さを計測する。この結果は各ショットごとに原盤１とウエハ２の間隔が一定になるようにウエハステージ４の位置決めを行なう際に使用される。次のステップＳ５で原盤の種類により処理が分かれる。図２のインプリント用モールド原盤の場合、ステップＳ６で所定のショットにウエハステージ４が移動した後、ステップＳ７で原盤ステージ３を−ｚ方向に下降させ、インプリント用モールドをウエハ２に密着させることによりインプリント用モールドのパターンをウエハ上のレジストに転写する。その際、使用するインプリント用モールドのパターンやレジストの種類に応じて、前記圧力検知手段の出力が所定の値となるように原盤ステージ３の位置を調整することにより、常に一定の精度の転写が可能となる。なお、原盤ステージではなく、ウエハステージの方を＋ｚ方向に上昇させることによりパターンの転写を行なってもよい。また、原盤を変えての重ね転写の場合は、アライメントスコープ８、８’により原盤とウエハのとの位置ずれを検出してウエハステージの姿勢を調整してから転写を行なう。ステップＳ８で全ショットの転写が完了したかを判定し、未転写のショットがあればステップＳ６に戻る。一方、図３の透過形マスク原盤の場合は、ステップＳ９で所定のショットにウエハステージ４が移動した後、ステップＳ１０で露光ギャップまでウエハステージを＋ｚ方向に駆動してから、ステップＳ１１でシャッタ１１を駆動して露光を行なう。なお、ステップＳ１１はシャッタを使用せず、光源９の点灯時間を制御することにより露光してもよい。重ね露光の場合はステップＳ１０でウエハステージの＋ｚ駆動の前にアライメントスコープ８、８’により透過形マスクとウエハとの位置ずれを検出して、ずれを無くすようにウエハステージの姿勢を調整する。次にステップＳ１２で全ショットの露光が完了したかを判定し、未露光のショットがあればステップＳ９に戻る。以上のようにして全ショットのパターン転写が終了すると、ステップＳ１３でウエハステージ４上のウエハ２はウエハ搬送用ロボット１５によりウエハキャリヤ１４に回収され、１枚のウエハの転写が完了する。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、露光用光源、透過形マスクおよびインプリント用モールドである原盤を搬送する原盤搬送手段、原盤を保持し、その姿勢を制御可能な原盤保持手段、原盤のパターンを転写するための基板を搬送する基板搬送手段、基板を保持し、原盤保持手段上の原盤との相対的位置と姿勢を制御可能な基板保持手段とを有し、基板保持手段または原盤保持手段は基板と原盤を接触させ、圧着することも出来るようにしたため、一つの装置で異なる転写方式を可能とするとともに設置スペースを節約する効果を有する。また、インプリント用モールドと透過型マスクの種類の異なる原盤の形状と大きさを同じにすることで両者の搬送や管理を容易にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る露光装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例に係るインプリント用モールド原盤の構成図である。
【図３】本発明の実施例に係る透過形マスク原盤の構成図である。
【図４】本発明の実施例に係る転写工程のフローチャートである。
【符号の説明】
１  原盤
２  ウエハ
３  原盤ステージ
４  ウエハステージ
１２  原盤カセット
１３  盤搬送用ロボット
１４  ウエハキャリヤ
１５  ウエハ搬送用ロボット
１６  原盤フレーム
１９  インプリント用モールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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