JPH03289121A - マスク搬送装置とマスク位置決め保持方法 - Google Patents

マスク搬送装置とマスク位置決め保持方法

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JPH03289121A
JPH03289121A JP2090413A JP9041390A JPH03289121A JP H03289121 A JPH03289121 A JP H03289121A JP 2090413 A JP2090413 A JP 2090413A JP 9041390 A JP9041390 A JP 9041390A JP H03289121 A JPH03289121 A JP H03289121A
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Mitsutoshi Kuno
久野 光俊
Hidehiko Fujioka
秀彦 藤岡
Nobutoshi Mizusawa
水澤 伸俊
Yuji Chiba
千葉 裕司
Takuo Kariya
刈谷 卓夫
Koji Uda
宇田 幸二
Shunichi Uzawa
鵜澤 俊一
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/707Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体ウェハ等にマスクを介してパターンを
転写する露光装置に関し、特にマスクをマスクステージ
の所定位置に固定保持するためのマスク位置決め方法に
関するものである。
[従来の技術] 転写すべきパターンが形成されたマスクは、はぼ垂直に
立てた状態でマスクハンドに把持され露光装置のマスク
ステージ上に搬送され受は渡される。従来のマスク受は
渡しのシーケンスを¥S6図に示す。
マスクハンド内にマスクが保持されていることが確認さ
れると、マスク搬送装置のX軸ステージが駆動されマス
クをマスクステージ上の■ブロック方向に向けて搬送す
る(ステップ1)。■ブロックにマスクが当接するとこ
れが検知される(ステップ2)、続いてマスクが所定の
押圧力で■ブロックを押圧するまで搬送装置のパルス送
りを続ける(ステップ3)、所定の押圧力になるとマス
クのXY力方向位置決めが達成されたものとし、次にマ
スクステージのθ駆動を行ない、マスクを回転させθ方
向の位置決めを行なう(ステップ4)。次にマスクをZ
軸(回転軸)に沿ってステージ側に押圧する(ステップ
5)。所定の押圧力で押圧した状態でマスクをステージ
に吸着する(ステップ6)。その後マスクハントを開い
て搬送装置をステージ位置から後退させ受は渡しを終了
する。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記従来技術においては、マスクをVブ
ロックに押圧した状態でθ駆動を行なうため、マスク(
マスクフレーム)とVブロワ9間の摺動により塵埃が発
生していた。この場合、単に押圧力を弱めてVブロック
に当接させたのでは位置決め精度の低下あるい、はバラ
ツキを来す。またマスクの歪はVブロックへの押圧力と
マスクの自重に関係するため、単に一定の押圧力を付与
した場合、マスクパターン歪にバラツキが生じ安定した
均一精度のパターン露光ができなかった。
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、マスクパターンの歪のバラツキをなくし、また塵埃
の発生を最小限に抑えるとともにV6O13面の保護を
図り位置決め精度の低下を防止したマスク位置決め方法
の提供を目的とする。
[課題を解決するための手段] 前記目的を達成するため、本発明は、マスクをVブロッ
クに押圧してxY力方向位置決めを行ない、マスクを回
転させてθ方向の位置決めを行なうマスクの位置決め方
法において、 (a)マスクをVブロックに対し該Vブロックの2面に
圧接する第1の押圧力で押しつけるステップと、 (bl マスクをVブロックから退避方向にm劾して該
Vブロックに対する押しつけ力が前記第1の押圧力より
弱い第2の押圧力となるようにするステップと、 (C)該第2の押圧力の状態でマスクを回転させるステ
ップと、 (d)マスクを再び前記第1の押圧力でVブロックに押
しつけるステップと、 (e)マスクをVブロックから退避方向に駆動して該V
ブロックに対する押しっけ力が前記第1の押圧力より弱
い第3の押圧力となるようにするステップと、 (f)該第3の押圧力の状態でマスクを固定保持するス
テップとからなる。
前記第1〜第3の押圧力は、マスクの押圧手段側に設け
たセンサにより検出してフィードバック制御することが
望ましい。
あるいは、前記第1〜第3の押圧力は、マスク歪量に対
応して予め定めたマスク搬送用アクチュエーターの駆動
量に基づいて制御することが望ましい。
[作用] マスク(マスクフレーム)はVブロックの2面に確実に
圧接する力で一旦押圧力されたXY力方向位置決めが達
成される。θ方向の回転は押圧力をほぼOまたはそれに
近い状態まで弱めた状態で行なう。θ方向の位置決め後
■ブロックに再び圧接させその後圧接力を弱めた状態で
マスクを吸着等により固定保持する。
[実施例コ 第1図は、本発明が適用されるマスク受は渡し機構の構
成を平面的に示したものである。ここでマスクは、はぼ
垂直に立てた状態で搬送される。
マスク搬送装置はマスク摺動部8とガイド部9からなる
。10は連結部であり、この連結部10を介して摺動部
8がガイド部9からなる。10は連結部であり、この連
結部10を介して摺動部8がガイド部9のリニアガイド
12上に、矢印AのようにX軸方向に摺動可能に装着さ
れる。11は摺動部8を摺動させるための駆動ベルトで
ある。13はマスクハンドであり、マスクフレーム14
の両側面を把持する。15はマスクフレーム14の側面
に磁気手段等により取りつけられた吸着部材である。1
6は押圧力検知用板ばねであり、表面に歪ゲージ(図示
しない)が貼付しである。マスクフレーム14は実際に
はリング状であり、中央部にパターンを形成したマスク
(図示しない)が装着されている。17はマスクフレー
ム14が受は渡されるマスクステージ、18はVブロッ
ク、19は吸着部、20は回転位置決め用ピンである。
第2図はマスクステージ17のθ駆動部の構成図である
。21はθステージベース、22はθ方向に回転変位さ
せるためのピエゾ素子、23はピエゾ素子の変位を拡大
するテコ拡大機構、24はマスクチャック、25はθス
テージベース21に対するマスクの相対的回転角度を近
似的に円周方向の直線変位で測定するための変位センサ
、26は振動減衰ダンパである。マスクチャック24に
保持゛されたマスクはピエゾ素子22の駆動により、テ
コ拡大機構23を介してθ方向に回転駆動される。
第3図は、上記マスク搬送受は渡し機構の電気系の制御
ブロック図である。押圧力検知用板ばね16(第1図)
に貼付した歪ゲージ17は、ブリッジ回路28等を介し
て歪量演算回路29に接続される。この演算回路29は
パスラインを介してCPU30に連結される。マスクフ
レーム側面に吸着される吸着部15(第1図)は、トラ
イバ32により駆動されるマグネット31により着脱制
御される。マスクハンド13(第1図)の開閉制御は、
ドライバ32により駆動される2つのソレノイド33に
より行なわれる。摺動部8(第1図)は、X軸ドライバ
37を介してパルスモータにより駆動される。ピエゾ素
子22(第2図)は、ピエゾトライバ35により駆動制
御される。
ブリッジ回路28の出力に基づく歪量の演算および各ド
ライバ32,35,36.37の駆動はパスラインを介
してCPU30によりシーケンス制御される。
本発明においては、はぼ垂直に立てた状態のマスクの位
置決めに際し、マスクフレームは■ブロックに対し、第
1〜第3の3段階の力で押し付けられる。
ところで、マスクフレームの■ブロックに対する押圧力
(突当力)は以下のようにして算出できる。第7図に示
すように、Fを突当力、Wをマスクフレーム重量、fを
摩擦力、θをVブロック開き角の半分の値、μを■ブロ
ックとマスクとの間の摩擦係数、PI、P2をVブロッ
ク角面に加わる力とする。図より、 P、=Fcos θ+W sin θ p2=Fsin θ−f−Wsin θ=Fsin θ
−μ(w+F)sin θ−W sin θしたがって
、■ブロック2点に突き当たる押し付は力(マスクフレ
ームを■ブロックに密着させるための押付は力)Fは、 F=(Wsinθ(D u )+P2) /  (si
nθ(t−u) )となる。本実施例では、マスク重1
t(W)を120g、摩擦係数(μ)を0.4、■ブロ
ックに加わる力(P2)をlog、θを45°として算
出しである。
先に述へた第1の押圧力は、マスクフレームが■ブロッ
クの2面に確実に当接する押し付は力である。第1の押
圧力が小さすぎると、マスクフレムがVブロックの1面
に当接した後その面との摩擦により移動停止し他方の面
に達しない場合がある。したがって、xY力方向信頼性
の高い位置決めおよび均一精度の反復再現性を高めるた
めにはある程度以上の押圧力が必要である。この場合、
マスクパターン歪は弾性範囲内であって後述のようにマ
スク吸着時には押圧力を弱めるため、パターン精度の劣
化を生しない。尚、本実施例では、前述の式を用いて算
出された値に基づいて第1の押圧力を320gfとして
いる。
第2の押圧力は、θ方向の位置決めを行なう場合の押圧
力である。すなわち、マスクステージ17(第1図)の
ビン20に対しマスクフレーム14が位置合わせされた
状態でθステージが回転する際、■ブロックへの押圧力
な0とすることにより摺動摩擦による塵埃の発生が防止
される。また、マスクハンドの把持力か弱い場合に、■
ブロックとともにマスクフレームが移動することが防止
される。尚、本実施例では第2の押圧力をOgfとして
いる。
第3の押圧力は、XY方向およびθ方向に位置決めした
後マスクフレームを吸着するときの押圧力である。XY
方向位置決め用の押圧力より小さいこの第3の押圧力で
マスクを固定保持することにより、位置決め時に生じた
パターン歪を一定の許容範囲内に抑えることができる。
これは、マスクのX、Y方向の位置決め精度を劣化させ
ない下限の力である。尚、本実施例では、この点を考慮
して第3の押圧力を240gfとしている。
本発明のマスク位置決め方法は制御例として2通りの方
法がある。
第1の方法は、歪ゲージを用いる方法である。
これは、マスクフレームの押し付は力(マスク歪)はマ
スクハンド内の板ばね16(第1図)でマスクフレーム
に固定保持した吸着部材15を押圧することにより、発
生させ、この押圧力による板ばねの撓み量を板ばねに貼
付した歪ゲージの抵抗変化として電気的に検出してマス
ク歪に対応した押圧力が計測される。この押圧力の検出
値に基づき前記第1〜第3の押圧力が算出され、これら
の押圧力に基づいて各アクチュエータをフィードバック
制御する。
第2の方法は、予めマスク歪(板ばねの歪)に対応した
押圧力とパルス送り量との関係を求めておき、この関係
に基づいて所定の押圧力を得るために必要なパルス量を
定め各アクチュエータをオーブン制御するものである。
第1の方法によるシーケンス制御のフローを第4図に示
す。CPUからのマスク搬送指令により、マスクハンド
がマスクステージ方向に移動する(ステップ38)。マ
スク(マスクフレーム)がVブロックに当接すると、前
記第1の押圧力(320gf)になるまでパルス送りが
続けられる(ステップ3つ)。第1の押圧力に達すると
パルスモータを逆方向に駆動する(ステップ40)。こ
の逆方向送りはマスクの押し付は力が前記第2の押圧力
(Ogf)またはそれに近い所定のしきい値になるまで
行なわれる(ステップ41)。第2の押圧力に達すると
パルスモータ駆動を停止してステージなθ回転させる(
ステップ42)。
次に、再びパルスモータを駆動し、■ブロックへの押圧
力を¥S1の押圧力としくステップ43)、続いてパル
スモータを逆方向に駆動して■ブロックへの押圧力を第
3の押圧力(240gf)とする(ステップ44)。第
3の押圧力に達するとモータ駆動を停止し、マスクフレ
ームをマスクチャックにより吸着固定する(ステップ4
5)。その後マスクハンドを開きマスクを離してステー
ジ位置から後退しマスクの受は渡しを終了する。
第2の方法によるマスク位置決めのシーケンス制御フロ
ーを第5図に示す。まず、マスクハンドをマスクステー
ジに向けて移動させ、前記第1の押圧力になるまでパル
ス送りする(ステップ46)。このパルス送りは例えば
マスクハンドが所定位置を通過したことを検知しその位
置から第1の押圧力が得られるまでに必要なパルス数を
予め求めておき、このパルス数だけモータ送りを行なう
。次に、予め定めたパルス数だけモータを逆方向に駆動
し第2の押圧力とする(ステップ47)。この状態でス
テージをθ回転させる(ステップ48〉。次に、再びモ
ータを所定パルス数だけ正方向(抑圧方向)に駆動し第
1の押圧力とする(ステップ49)。続いてモータを所
定パルス数だけ逆方向に駆動し押圧力を第3の押圧力ま
で弱める(ステップ50)。この状態でマスクフレーム
をマスクステージ側に吸着し固定保持する(ステップ5
1)。その後、マスクハンドを開きマスクを離してステ
ージ位置から後退しマスクの受は渡しを終了する。この
第2の方法によれば、歪ゲージは不要であり制御の構成
が簡単になり、また動作時間が短縮される。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明においては、位置決め用V
ブロックにほぼ垂直に立てた状態でマスクフレームを所
定圧力で押圧した後、押圧力を弱めた状態でθ回転およ
びマスク吸着を行なっているため、θ回転時のマスクフ
レームとVブロック間のWi擦による塵埃の発生が抑制
される。またマスク歪に対応して押圧力を制御できるた
め、常に一定の範囲内の歪とすることができマスクパタ
ーン歪のバラツキが低減する。またxY位置決めは所定
の高い押圧力で行なわれるため、位置決め精度の低下や
反復再現性の低下を来すことはない。
さらに、押圧力を弱めた状態でθ回転およびマスク吸着
を行なうため、■ブロック面の摩耗や損傷が防止されV
ブロックの保護が図られ位置決め精度の低下が防止され
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されるマスク搬送装置の構成図、 第2図は第1図の装置のθステージ部の詳細図、 第3図は本発明の電気制御系のブロック図、第4図は本
発明方法の第1の実施例のフローチャート、 第5図は本発明方法の第2の実施例のフローチャート、 第6図は従来のマスク受は渡し方法のフローチャート、 第7図はVブロックへの押圧力の説明図である。 13:マスクハンド、 14:マスクフレーム、 16:板ばね、 17:マスクステージ、 18:vブロック。 第 2 図 第 6 図 ンe  vブローノフ開y肖 Pl、P2 : V?07す111JDCろカ第、7 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マスクをVブロックに押圧してXY方向の位置決
    めを行ない、マスクを回転させてθ方向の位置決めを行
    なうマスクの位置決め方法において、 (a)マスクをVブロックに対し該Vブロックの2面に
    圧接する第1の押圧力で押しつけるステップと、 (b)マスクをVブロックから退避方向に駆動して該V
    ブロックに対する押しつけ力が前記第1の押圧力より弱
    い第2の押圧力となるようにするステップと、 (c)該第2の押圧力の状態でマスクを回転させるステ
    ップと、 (d)マスクを再び前記第1の押圧力でVブロックに押
    しつけるステップと、 (e)マスクをVブロックから退避方向に駆動して該V
    ブロックに対する押しつけ力が前記第1の押圧力より弱
    い第3の押圧力となるようにするステップと、 (f)該第3の押圧力の状態でマスクを固定保持するス
    テップとからなることを特徴とするマスク位置決め方法
  2. (2)前記第1〜第3の押圧力を、マスクの押圧手段側
    に設けたセンサにより検出してフィードバック制御する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマスク位
    置決め方法。
  3. (3)前記第1〜第3の押圧力を、マスク歪量に対応し
    て予め定めたマスク搬送用アクチュエータの駆動量に基
    づいて制御することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のマスク位置決め方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110034047A (zh) * 2018-01-05 2019-07-19 东京毅力科创株式会社 基片抓持机构、基片输送装置和基片处理系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110034047A (zh) * 2018-01-05 2019-07-19 东京毅力科创株式会社 基片抓持机构、基片输送装置和基片处理系统

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