JPH0141250B2

JPH0141250B2 -

Info

Publication number: JPH0141250B2
Application number: JP59162689A
Authority: JP
Inventors: Motonori Yokoyama; Yutaka Nakamura
Original assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1989-09-04
Also published as: JPS6140029A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、半導体製造方法に関し、特に、マ
スクとウエーハの目合せ及びウエーハの焼付けを
自動的に行なう自動マスク・ウエーハ目合せ焼付
方法に関する。

従来の技術従来、この種の方法では直線路にそつて未露光
ウエーハは供給して次の場所でマスクとウエーハ
の目合せ、及びこれに続いて目合せ装置を移動
し、その移動した後でマスクを介してウエーハへ
のマスク・パターンの露光焼付を行ない、その後
で露光済ウエーハをウエーハ・キヤリヤに収納す
ることをそれぞれ半自動的に行なつていた。

発明が解決しようとする問題点上述の従来技術では同一場所で目合せと焼付が
行なわれ、その間、未露光ウエーハの供給及び露
光済ウエーハの収納はできないため半導体の量産
化は効率的でなかつた。

問題を解決するための手段及び作用この発明の自動マスク・ウエーハ目合せ焼付方
法によれば、割出しテーブルの周上に少なくとも
４個のマスク・ウエーハ・カセツトが配置されて
いる。割出しテーブルの周にそう一固定点にはウ
エーハ向き検出受渡し手段が設けられて未露光ウ
エーハを受け取り、その向きを決めこれを到来す
るマスク・ウエーハ・カセツトに供給する。マス
ク・ウエーハ・カセツトがウエーハ向き検出手段
から未露光ウエーハを受けた時、このマスク・ウ
エーハ・カセツト内のマスクとウエーハの間に
上、下面の中央部に空気孔を設けた平行板が挿入
されてマスクとウエーハに対して空気を吹き出し
て両者を平行な所定間隔に調整維持する。この点
より割出しテーブルが更に所定角度所定方向に回
転した点でマスクとウエーハはｘ，ｙ軸と回転角
θに関し目合せされる。この目合せに引続いて更
に所定角度、割出しテーブルが所定方向に回転し
た位置から更に所定角度、割出しテーブルが所定
方向に回転した位置までの間にマスクを介してウ
エーハは露光及び焼付をされる。この後、露光済
ウエーハは露光済みウエーハ・キヤリヤに収納さ
れる。

実施例第１図、第２図、第３図、第４図、第５図を見
ると、この発明による自動マスク・ウエーハ目合
せ焼付装置１０の一実施が示されている。この装
置には割出し動作をする割出しテーブル１２が設
けられており、その周にそつて等間隔に５個のマ
スク・ウエーハ・カセツト１４が割出テーブル１
２に設けられている。各マスク・ウエーハ・カセ
ツト１４は第４図からわかるように、ほぼ４角形
のカバー１４１とこれに可変間隔をもつ底板１４
２を有し、カバー１４１には露光焼付装置３０よ
りの露光を受ける円形の窓１４３とガラスマスク
１４４を空気流により吸着する周辺溝１４５、こ
れに連通する吸引ニブル１４６が設けられてい
る。底板１４２上にはウエーハ取付板１４７が設
けられ、このウエーハ取付板１４７には底板１４
２を貫通して下方に半球上の整合部１４８があ
り、更に、整合部１４８の下には、これを相補的
に受ける凹状の球面受台１４９がある。これらの
部材を一体の組立状態に保つには、空気通流溝１
４９ｂ，１４８ａ，１４７ａがあり、更に、カバ
ー１４１と底板１４２の接合部にも空気通流溝が
１５０，１５１，１５２の個所に設けられてい
る。１５３はスロツト１５３ａ内のねじ部材でば
ね１５４を介してカバー１４１と底板１４２とを
ゆるく連結している。割出しテーブル１２の周に
そう空間の第一の点P₁（未露光ウエーハ供給及び
平行出し間隔測定部）の近くにはウエーハOF検
出部受渡し装置１６が設けられていて未露光ウエ
ーハ・キヤリヤ１８から受取つた未露光ウエーハ
のOF（切欠縁）を検出して所定の向きをこの未露
光ウエーハに与え到来した割出しテーブル１２の
マスク内蔵のマスク・ウエーハ・カセツト１４に
空気吸着式の平行板２０で吸着してその未露光ウ
エーハを渡すようになつている。この平行板２０
はウエーハOF検出部受渡し装置１６の位置に設
けられていて、その上、下面の中央部には空気孔
２０ａ，２０ｂが設けられている。そしてバキユ
ームをかけることにより、その下面側に未露光ウ
エーハを吸着するようになつていると共に、到来
したマスク・ウエーハ・カセツト１４に挿入する
ことにより、マスクと未露光ウエーハの間に介在
されるようになつていて、マスクと未露光ウエー
ハが完全に平行になるように圧縮空気を前記上、
下面の中央部に設けた空気孔２０ａ，２０ｂから
マスクと未露光ウエーハに向けて吹き出すように
なつている。この時にマスク・ウエーハ・カセツ
ト１４は上方から圧力を受けてマスク・ウエー
ハ・カセツトの各構成要素を下方に押し、ウエー
ハ取付板１４７の下方の半球状の凸凹整合部を調
整してウエーハ、マスク、平行板の三部材を平行
状態にし、これら三部材間にそれぞれ空隙を作つ
て空気を流し、これら三部材が接触されないよう
にする。この後、この三部材間の平行状態が維持
されるようにするため上記凸凹球面整合部間、ウ
エーハとその取付板、及び球面受台のフランジ部
と底板それぞれの間が真空でクランプされる。平
行が得られると、マスク・ウエーハ平行板２０は
マスク・ウエーハ・カセツト１４から引き抜かれ
て所定位置で待機する。完全に平行になつたマス
クとウエーハの間隔は検出装置（図示せず）によ
り読み出され記憶される。

第１の点P₁より時計方向に1/5回転した割出し
テーブル１２にそう空間内の第２の点P₂（目合せ
部）には目合せ用顕微鏡２２及びマニプレータ２
４が設けられていて左右のマスク・ウエーハ目合
せ用微動ハンドル２６（XY±５mm以内の微調整
可能）とマスク・ウエーハ目合せ用粗動ハンドル
２８（XY±20mm）と協力してマスクとウエーハ
のｘ，ｙ軸及び回動角θ（スイツチによるモータ
の作動制御による）について正確な目合わせがで
きるようになつている。

割出しテーブル１２の中央には水銀灯内蔵の回
動可能な露光部焼付装置３０が設けられ、その半
径方向外方下方に延びる露光案内部３０ａを介し
て第２の点P₂から到来したカセツトの未露光ウ
エーハに対し、第２の点P₂から時計方向に1/5回
転回動した空間内の第３の点P₃露光開始部から
露光焼付を開始し、第３の点から更に時計方向に
１／５回転した空間内の第４の点P₄（露光終了部）
までウエーハと共に回動して露光焼付を継続して
行ない、第４の点P₄で焼付けが終ると露光焼付
装置３０は第３の点P₃まで復帰するようになつ
ている。

焼付が終つたウエーハはカセツト１４に収納さ
れたまま、第４の点P₄から時計方向に1/5回転し
た空間内の第５の点P₅（露光ウエーハ取出部）ま
で割出しテーブル１２により回動されて第５の点
P₅で露光済ウエーハは露光焼付ウエーハキヤリ
ア３２へ渡されて収納されるようになつている。

作用まず、本装置の作動には主電源スイツチ、各部
機構機能スイツチ、マスク合せ顕微鏡光源電源ス
イツチ、露光焼付用水銀灯光源電源スイツチがオ
ンとされる。

(a) 次に各部機構、機能始動スイツチ（図示せ
ず）をオンにする。すると露光済ウエーハ・キ
ヤリヤ３２が最下位置にセツトされ上部より露
光済ウエーハを受ける準備をする。また、未露
光ウエーハ・キヤリヤ１８は最上位置にセツト
されてその最下位置よりOF検出受渡し部１６
に未露光ウエーハを供給して後一段下がる。
OF検出受渡し部１６は供給された未露光ウエ
ーハのOFを検出してこのウエーハに適正な向
きを与えて割出しテーブル１２のマスク・ウエ
ーハ・カセツト１４が第１の点P₁に来た時に
ウエーハを供給できるよう準備する。

マスク・ウエーハ・カセツト１４が第１の点
P₁に来ると、OF検出受渡し装置１６は平行板
２０に適正な向きの未露光ウエーハを吸着して
カセツト１４内に挿入する。するとカセツト１
４には上方より圧力が加わつて平行板２０を間
にしてマスクとウエーハが平行になるようウエ
ーハ取付板１４７の下方の半球状の凸整合部１
４８とこれを受ける凹半球状の球面受台１４９
の球面部１４９ｂとの間で角度調整がされる。
そしてウエーハ、マスク、平行板２０のそれぞ
れの間には空隙が作られて空気流を流し、これ
ら三部材が接触されて損傷されることがないよ
うにする。次に、これらの三部材が平行状態で
クランプされたまま維持されるようにするた
め、凸整合部１４８と球面受台１４９との間、
ウエーハとその取付板１４７の間、球面受台１
４９のフランジ部１４９ｄと底板１４２の間に
それぞれ存在する空気通流溝１４８ａ，１４９
ｂ，１４７ａ，１４９ｅが真空吸引され、カバ
ー１４１と底板１４２の接合部の個所１５０，
１５１，１５２の空気通流溝（図示せず）も真
空吸引される。この後、マスクとウエーハの間
の間隔が測定されてその数値が記憶され、平行
板２０はマスクとウエーハの間から後退して定
位置で停止する。この時はまだ、露光焼付装置
３０の水銀灯光源ランプハウスは第３の点P₃
にあつてシヤツタはオフである。この後、各部
機構、機能及び粗動、微動ハンドルは零位置に
セツトされる。

(b) 次に各部機構機能始動スイツチをオンにす
る。すると、割出しテーブル１２は1/5回転時
計方向に回転して第２の点P₂に停止する。マ
ニプレータ部２４に割出しテーブル１２のクラ
ンプ状態のカセツトが空気吸着式で装着され
る。また、この時、OF検出受渡し装置１６に
未露光ウエーハが供給され、未露光ウエーハ・
キヤリヤ１８は一段下る。OF検出受渡し装置
１６は供給された未露光ウエーハのOF検出を
行なう。

この後、上記段階(a)の場合と同様に、OF検
出のウエーハは第１の点P₁に到来したカセツ
ト内に平行板２０により挿入され、マスク、平
行板２０、ウエーハの平行がとられ、マスクと
ウエーハの間隔が測定されてその数値が記憶さ
れ、マスク、ウエーハの位置が保持されてクラ
ンプされ、平行板２０は定位置へ後退する。

先にマニプレータ部２４に装着されたカセツ
ト１４に対し、マニプレータ部２４のＺ軸２４
ａが上記段階(a)で得たマスクとウエーハの間隔
の記憶数値に対応して上昇し、目合せできるマ
スク・ウエーハ間隔で停止される。それから目
合せ顕微鏡２２により微動ステージ移動ハンド
ル２６と粗動ステージ移動ハンドル２８及びθ
角度調整スイツチ（図示せず）によりマスクと
ウエーハの目合せをする｛第４図Ｇ｝。この時
は第１の点P₁と第２の点P₂の定位置に各カセ
ツトが設定されている。

次に、第２の点P₂のマニプレータ部２４に
装着されていたカセツト１４の吸着が解け割出
テーブル１２に装着できる状態となる。次にマ
ニプレータ部２４のＺ軸２４ａが下り割出テー
ブル１２にカセツト１４が装着される。マニプ
レータ部２４よりカセツト１４放出後各部機
構、機能及びステージ粗動微動ハンドルは零位
置にセツトされる。

(c) 次に各部機構・機能始動スイツチをオンにす
る。すると、割出しテーブル１２が時計方向に
１／５回転回転して停止する。これにより、マニ
プレータ部２４には割出しテーブル１２の第１
の点P₁にあつたカセツト１４が装着される。
一方、OF検出受渡し装置１６に未露光ウエー
ハ・キヤリヤ１８からウエーハが供給され、未
露光ウエーハ・キヤリヤ１８は一段下がる。
OF検出受渡し装置１６では供給された未露光
ウエーハのOFを検出し、上述のように、未露
光ウエーハは向きを与えられて平行板２０に吸
着されて第１の点P₁に来たマスク・ウエー
ハ・カセツト１４内へ挿入されて平行にされ、
マスクとウエーハはその間隔測定がされ、その
数値が記憶され、真空クランプされ、平行板２
０は定位置へ後退する。

第３の位置P₃には目合せされたマスク・ウ
エーハのカセツト１４が来ていて、露光焼付装
置３０の水銀灯シヤツタが開き照射が始まる。

第２の点P₂では、マニプレータ２４に装着
されたカセツト１４に対しマニプレータ２４の
Ｚ軸２４ａが対応のカセツト１４のマスクとウ
エーハの間隔の記憶数値に対応する量だけ上昇
し目合せできるマスク・ウエーハ間隔で停止す
る。そして、目合せ顕微鏡２２により微動粗動
ステージ移動ハンドル２６，２８、θ角度調整
スイツチでマスクとウエーハの目合せをし、カ
セツト１４のマスクとウエーハは適正な位置関
係を保持して空気作用で固定される。マニプレ
ータ部２４に装着されていたカセツト１４の吸
着が解けカセツト１４は割出テーブル１２に装
着準備可能となる。すると、マニプレータ部２
４のＺ軸２４ａが下りカセツト１４は割出テー
ブル１２に装着される。マニプレータ部２４よ
りカセツト１４の放出後、各部機構、機能及び
ステージ粗動微動ハンドル等は零位置にセツト
される。この状態では第１、２、３の点Ｐ１，
Ｐ２，Ｐ３において、カセツト１４がそれぞれ
定位置にセツトされている。

(d) 次に各部機構機能始動スイツチをオンにす
る。すると割出しテーブル１２は1/5回転時計
方向に回転されて停止する。この時、マニプレ
ータ部２４には割出テーブル１２より第１の点
Ｐ１から今到来したマスク・ウエーハ・カセツ
ト１４が装着される。

一方、未露光ウエーハ・キヤリヤ１８はOF
検出受渡し装置１６へ未露光ウエーハを供給し
て一段下る。OF検出受渡し装置１６は受け取
つた未露光ウエーハのOFを検出し、このウエ
ーハに適正な向きを与える。平行板２０はこの
ウエーハを吸着して第１の点Ｐ１にあるカセツ
ト１４にウエーハを供給し上述の場合と同様に
マスクとウエーハの平行が取られ、その間隔は
記憶され、マスクとウエーハはその平行状態に
クランプされ、平行板２０は後退位置へ移動し
て停止する。

第３の点Ｐ３に来たカセツト１４は露光焼付
準備態勢となる。この時すでに第３の点Ｐ３か
ら1/5回転時計方向にずれた第４の点Ｐ４まで
第３の点Ｐ３から回転するカセツト１４のウエ
ーハは水銀灯光源から照射を受ける。シヤツタ
はリセツト光量計の設定量が達せられるとオフ
となり、露光焼付装置３０は第２の点Ｐ２へ回
動して戻り、そこに到着したカセツト１２のウ
エーハに対しマスクを通して露光焼付を開始す
る。

第２の点Ｐ２に先に到着していたマスク・ウ
エーハ・カセツト１４に対しマニプレータ部２
４のＺ軸２４ａが上昇し目合せができるマス
ク・ウエーハ間隔で停止する。目合せ顕微鏡２
２により粗動ステージ移動ハンドル２８、微動
ステージ移動ハンドル２６、θ角度調整用スイ
ツチによりマスクとウエーハの目合せをする。
この結果、カセツト１４のマスクとウエーハの
位置は保持された空気作用で固定される。マニ
プレータ部２４に装着されていたカセツト１４
の吸着が解け、このカセツトは割出テーブル１
２に装着できる状態となる。そして、マニプレ
ータ部２４のＺ軸２４ａが下りそのカセツト１
４は割出テーブル１２に装着される。マニプレ
ータ部２４よりカセツト１４の放出後、各部機
構、機能及びステージ粗動微動ステージ移動ハ
ンドル等は０位置にセツトされる。

(e) 次に各部機構・機能始動スイツチ始動スイツ
チがオンとされる。すると、割出しテーブル１
２は1/5回転時計方向に回転され停止される。

マニプレータ部２４には割出テーブル１２の
カセツト１４が装着される。

未露光ウエーハ・キヤリヤ１８はOF検出受
渡し部１６に未露光ウエーハを供給して一段下
る。OF検出受渡し装置１６は供給された未露
光ウエーハのOFを検出してこのウエーハに適
正な向きを与える。平行板２０はこの向きを与
えられたウエーハを吸着して第１の点Ｐ１に到
来したカセツト１４の中にそのウエーハを挿入
する。上述の場合と同様に、マスク、ウエー
ハ、平行板２０の平行がとられ、マスクとウエ
ーハ間の間隔は測定されて記憶される。マスク
とウエーハの相互関係は真空クランプされ、平
行板２０は定位置へ後退する。

第３の点Ｐ３で割出しテーブル１２のカセツ
ト１４は露光焼付可能状態となる。この前すで
に第３の点Ｐ３にあつたカセツト１２は水銀灯
の照射を受けながら第４の点Ｐ４まで移動しリ
セツト光量計の設定量が達成されるとシヤツタ
はオフとなる。露光焼付装置３０の光源は第２
の点３まで回動して戻り、そこに到達したカセ
ツトに露光焼付を開始する。また、第４の点Ｐ
４より時計方向に1/5回転した第５の点Ｐ５ま
で第４の点Ｐ４より回動したカセツト１４の露
光焼付済ウエーハは、カセツト１４が割出しテ
ーブル１２上で回動して露光焼付済ウエーハ・
キヤリヤ３２へ放出口を向け、露光焼付ウエー
ハを露光焼付ウエーハ・キヤリヤ３２へ渡し収
納させる。

マニプレータ部２４に装着された上述のカセ
ツト１４に対しマニプレータ部２４のＺ軸２４
ａが対応のマスクとウエーハの間隔の測定記憶
値に対応する量だけ上昇し目合せできるマス
ク・ウエーハ間隔で停止する。目合せ顕微鏡２
２、微動、粗動ステージ移動ハンドル２６，２
８，θ角度調整用スイツチによりマスクとウエ
ーハの目合せができる。この後、第２の点Ｐ２
にカセツト１４のマスクとウエーハの位置が保
持されて空気作用により固定される。マニプレ
ータ部２４に装着されていたカセツト１４の吸
着が解け、カセツト１４は割出しテーブル１２
に装着できる状態となる。次に、マニプレータ
部２４のＺ軸２４ａが下り割出しテーブル１２
にそのカセツト１４は装着される。マニプレー
タ部２４よりカセツト放出後、各部機構、機能
及び粗動微動ステージ移動ハンドル等は零位置
にセツトされる。

この状態では割出テーブル１２の第１、２、
３、４、５の各点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ
５の定点にカセツトがそれぞれセツトされる。

上記目合せ装置は顕微鏡により手動的に行なう
ものとして示したが公知の自動目合せ装置を組み
こむことにより装置の全自動化が達成される。な
お、目合せ用顕微鏡２２の代りに１個のテレビス
クリーンを設けて複数個の本装置をコンピユータ
制御方式でオペレータが遠隔制御によりマスクと
ウエーハの目合わせを時分割集中制御方式で行な
うことができる。

発明の効果以上から明らかなように、この発明によれば、
未露光ウエーハの供給、OF検出、平行板の挿入、
ｘ，ｙ，θ等の位置合わせ、焼付等すべて順次行
なわれ、各工程のうちで遊んでいるものがないた
め操作が自動的効率的に行なわれ、また、テーブ
ル周辺にカセツトを順次配置したことにより装置
全体がコンパクトになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自動マスク・ウエーハ目合
せ焼付方法に使用する装置の簡略平面図、第２図
は正面図、第３図は側面図、第４図Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄはそれぞれマスク・ウエーハ・カセツトの平面
図、第４図Ａの上下左のそれぞれの矢印Ｂ，Ｃ，
Ｄ方向に見た側面図、第４図ＧはＢの要素の圧縮
図、第４図Ｅはマスク・ウエーハ・カセツトの底
面図、第４図Ｆは第４図Ｅの矢印Ｆ方向に見た側
面図、第５図Ａは平行板の平面図、第５図Ｂは第
５図Ａの矢印Ｂ方向に見た側面図、第５図Ｃは平
行板の使用状態の側面図である。１０……自動目合せ焼付装置、１２……割出し
テーブル、１４……マスク・ウエーハ・カセツ
ト、１６……OF検出部受渡し装置、１８……未
露光ウエーハ・カセツト、２０……マスク・ウエ
ーハ平行板、２２……目合せ用顕微鏡、２４……
マニプレータ部、２６……マスク・ウエーハ目合
せ用微動ステージ移動ハンドル、２８……マス
ク・ウエーハ目合せ用粗動ステージ移動ハンド
ル、３０……露光焼付装置、３０ａ……露光案内
部、３２……露光焼付済ウエーハ・キヤリヤ、３
４……装置電源空圧コントロール・ボツクス、３
６……装置コントロール・スイツチ部、３８……
目合せ用顕微鏡用光源ランプ、１４７ｂ……空気
通流溝。

Claims

【特許請求の範囲】１間欠的に所定の角度づつ回転する割出しテー
ブルの外周部上に、所定の角度ごとに第１〜第ｎ
までの少なくとも４個のマスク・ウエーハ・カセ
ツトを配置すると共に、割出しテーブルの回転停
止時における前記各マスク・ウエーハ・カセツト
に対応する位置には、それぞれ未露光ウエーハ供
給及び平行出し間隔測定部、目合せ部、露光部、
露光済ウエーハ取出部を、割出しテーブルの回転
方向に沿わせて順に設け、前記未露光ウエーハ供給及び平行出し間隔測定
部においては、ウエーハ向き検出受渡し手段で未
露光ウエーハキヤリヤから未露光ウエーハを受け
取つて、その向きを決めて、これを未露光ウエー
ハ供給平行出し間隔測定部に回転してきたマス
ク・ウエーハ・カセツト内に挿入すると共に、該
マスク・ウエーハ・カセツト内のマスクと未露光
ウエーハとの間に挿入されている平行板に設けた
空気孔から圧縮空気を噴出させて、該圧縮空気で
前記マスクと未露光ウエーハを平行かつ所定間隔
に位置決めして維持すると共に、前記目合せ部においては、前記マスク・ウエー
ハ・カセツト内でマスクと未露光ウエーハを平行
かつ所定間隔に保つた状態で、これらのＸ，Ｙ軸
及び回転角θの目合せをし、前記露光部においては、前記目合せをしたマス
クと未露光ウエーハをマスク・ウエーハ・カセツ
ト内で所定のパターンに焼付け露光し、前記露光済ウエーハ取出部においては、前記焼
付け露光された露光済ウエーハをマスク・ウエー
ハ・カセツト内から取出して、露光済ウエーハ・
キヤリヤに収納するようにしたことを特徴とする
自動マスク・ウエーハ目合せ焼付方法。