JPH1055944A - パターン転写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストメリットの観点で、６インチ角マスク
若しくは９インチ角マスクの露光装置それぞれの基板を
使った場合、若しくはそれらの混用を考えた場合の欠点
を除去し、効率良く半導体装置の生産を行うことを可能
とする。 【解決手段】 半導体装置の回路パターンが形成された
マスクを保持可能なマスクステージ３と、マスクに対向
する位置でウェハ５を載置可能なウェハステージ６と、
マスクを照明するための照明光学系４と、マスクのパタ
ーンをウェハ５上に転写するための縮小投影光学系７と
を備えたパターン転写装置において、マスクステージ３
は、異なるサイズのマスク２，８を選択的に保持するマ
スク保持機構を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板上に半
導体装置の回路パターンを転写するためのパターン転写
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体
装置に要求される回路線幅は益々狭くなってきている。
下記の（表１）に半導体装置（ＤＲＡＭ及びロジック）
のトレンドを示す。

【０００３】

【表１】

【０００４】これらの半導体装置の製造には、一般にｇ
線，ｉ線或いは短波長化された光（ＫｒＦ，ＡｒＦ）等
を光源として用い、所望の回路パターンが形成された数
十種類の原画パターン（レティクル或いはマスク）をウ
ェハに対して高精度に位置合わせした後、ウェハ上の露
光領域に５分の１或いは４分の１に縮小して転写すると
いう手段が採られている。従来、光の波長から導かれる
光学的な解像限界から、１μｍ以下のパターンは波長が
１ｎｍ程度の軟Ｘ線を光源として用いた露光装置（パタ
ーン転写装置）や、電子ビーム直接描画装置などが光リ
ソグラフィに取って代わるという議論がなされてきた
が、光リソグラフィ技術の進歩によって１ＧビットＤＲ
ＡＭ及び４ＧビットＤＲＡＭの初期までは持ちこたえら
れるのではないかとの見通しが出てきた。

【０００５】このような光リソグラフィ技術は、例えば
精密工学会「超精密位置決めに関する専門委員会例会講
演前刷集（No.93-3)」に示されているように、露光装置
に関して言えば、ＴＴＬ（Through The Lens）やＴＴＲ
（Through The Reticle ）などのアライメント方式や、
ＥＧＡ（Enhanced Global Alignment ）や重み付けＥＧ
Ａ等アライメントアルゴリズムの見直しによるウェハと
マスク（レティクル）のアライメント時間や精度の向上
や、ステージ構成要素について非接触案内の適用やステ
ージの軽量化・高剛性化によるウェハステージの高速・
高精度化などによる、装置の改良によって高いスループ
ット（単位時間当たりの露光ウェハ枚数）を得てきた。

【０００６】また、位相シフトマスク，変形照明法やフ
ィルタ法などに代表される超解像露光技術を適用するこ
とによって、解像力と焦点深度をさらに向上しようとす
る試みや、「第２回ＵＬＳＩリソグラフィ緊急フォーラ
ム」や「SPIE Vol.2348,pp465-473,1995」に示されてい
るような、表面イメージング法などのプロセス開発が行
われている。

【０００７】また一方で、集積度の向上と共に必要とさ
れる半導体装置の面積の拡大に伴って、図１２（ａ）に
示すように、マスク３４上の回路パターン領域３０を転
写するための大口径のレンズ３１が必要となってくる。
下記の（表２）にチップサイズと必要となるレンズ口径
との関係を示す。

【０００８】

【表２】

【０００９】チップサイズが大きくなるほど、必要とな
るレンズ口径が大きくなっている。さらに、集積度の向
上に伴い、露光面全面にわたって歪みがより小さいレン
ズが必要となっている。しかし、例えば「次世代の超精
密加工技術（上巻），p106,1993 」に示されているよう
に、露光面全面にわたってこれまで以上に歪みが小さい
ような大口径のレンズを作ることは非常に困難である。

【００１０】ところが、図１２（ｂ）に示すような矩形
スリット状の露光面３２を矢印３３に示すようにスキャ
ンすることにより、一方向に露光面積を拡大することが
可能なスキャン型の露光装置が開発されて、２５６Ｍ及
び１ＧビットＤＲＡＭクラスの半導体装置の生産に対し
ても、対応することが可能となってきた。この場合は、
必要となるレンズ口径（露光面３２の長さと同等）が小
さくなると共に、レンズ３１′の中央付近の歪みの小さ
い場所を使用することになるため、光学系にとっては一
括転写の場合に比べて有利となる。

【００１１】スキャンの方式としては、光学系を固定し
てマスクとウェハを相対的にスキャンする方法と、マス
クを固定して光学系とウェハを相対的にスキャンする方
法とがある。いずれの方式も、従来のようにマスクを固
定してウェハを相対的にステップ＆リピートさせる露光
装置に比較して、マスク若しくは光学系とウェハとを正
確に同期させて駆動しなければならないため、マスクス
テージ及びウェハステージの制御や構造などが複雑とな
る。

【００１２】ところで、このような２５６Ｍ及び１Ｇビ
ットＤＲＡＭクラスの半導体装置の生産を意図された露
光装置は、照明系やレンズ系、さらには装置の駆動系や
制御系等に従来装置とは異なる特殊な機能を有している
ため、非常に高価な装置となっている。さらに、露光波
長以下の解像度を有する露光装置に使用されるマスクに
も、パターンのリニアリティや均一性などパターンの精
度などの向上が要求され、マスク自体も高価なものとな
ってきている。

【００１３】さて、最先端の半導体装置を生産するため
には装置コストが上昇することは避けられないことが分
かってきた。そこで、半導体装置の生産システム全体の
コスト削減のためにＣＯＯ（Cost Of Ownership ）の観
点から、全体の最適化の考えを導入していく必要が不可
欠となってきた。

【００１４】即ち、例えば高解像度が必要な層の露光に
関しては、最新のスキャン型露光装置を使用し、解像度
のあまり必要のない層の露光に関しては、従来の装置で
対応するなど、露光装置同士の Mix & Matchという考え
方である。但し、先ほどのＣＯＯの観点から半導体装置
の価格を下げるためには、「月刊 Semiconductor Worl
d, 1993.9」にも見られるように、クリーンルームの設
置面積や装置個々のスループットを加味して考えていく
と、必ずしも設置面積が大きくスループットの低い従来
装置を用いるのではなく、設置面積が小さくスループッ
トの高い最新式の装置を用いた方が、結果的にコストパ
フォーマンス的にも優れていることが示されている。

【００１５】このような観点から、Mix & Match をさら
に押し進めて解像度の必要とされない層に関する露光
は、縮小倍率を下げて露光するという考えに基づいた、
高いスループットを有する低倍率縮小露光装置も登場し
ている。これは、現在の主流である４分の１縮小の半分
２分の１縮小露光装置で、図１２（ｃ）に示すようにマ
スク３４上に一括転写の場合と同じ面積に描かれたパタ
ーン３５でも、４倍の情報をウェハに転写することが可
能となるため、スループットは飛躍的に向上できる。

【００１６】またこれとは別に、露光装置全体のスルー
プットを向上させる方法として、マスクの大口径化につ
いて検討した。マスクの大口径化は、基板が大きくなる
こと及びそれに伴うプロセス装置の新規開発などによる
マスク価格の上昇と、それを使って露光するための露光
装置の価格などが、半導体装置の価格の上昇につながる
と考えられる。その反面、スループットによる生産性が
向上すれば、全体としてコストダウンにつながると考え
られる。

【００１７】そこで、マスクサイズを６４ＭビットＤＲ
ＡＭで主流の６インチ角の基板に比べて、それ以上の
７，８及び９インチ角の基板にすると、当然１回の露光
で転写できる情報量が増すためにスループットの向上が
期待できる。図１３に示すように、マスク４０において
周囲１５ｍｍの中に露光装置のアライメントマーク４３
やパターン面４２を保護するペリクル保護領域４１の張
り付け代を確保して、それぞれの露光領域に２５６Ｍ，
１Ｇ及び４ＧビットＤＲＡＭで必要と考えられる領域を
敷き詰めていった場合、幾つのパターン領域が確保でき
るかを下記の（表３）に示す。

【００１８】

【表３】

【００１９】単純な面積比較で、ＤＲＡＭの場合は従来
主流の６インチ角マスクに比べて、９インチ角のマスク
を採用することによって、１回の露光で最大２倍の露光
領域の確保が見込めると考えられる。（表３）におい
て、第１世代では開発・試作レベルのチップであり、第
２世代及び第３世代がその世代のチップを量産するため
に開発されたラインで生産されるチップであり、第４世
代になると次世代のリソグラフィ技術を使って生産され
るため最も生産効率が高い。

【００２０】また、下記の（表４）にロジックの場合を
示しているが、必要となるパターン領域が正方形となる
ことやＤＲＡＭの場合に比べて広い領域を必要とするた
め、確保できるパターン領域の数は少ないがＤＲＡＭの
場合と同様に９インチ角のマスクを採用することによっ
て最大で２倍程度の露光領域の確保が見込めると考えら
れる。

【００２１】

【表４】

【００２２】一方、露光装置の価格は、２５６Ｍ，１
Ｇ，４ＧビットＤＲＡＭと解像度及びその露光可能領域
（フィールドサイズ）の向上に従って、歪みが小さく大
口径のレンズや効率の高い照明系など、装置価格上昇が
予想される。さらに、露光装置の価格同様にマスクの価
格も、ブランクスそのものの価格上昇に加え、Ｃｒ膜を
成膜するためのＣｒ蒸着装置やレジストを均一に塗布す
るためのコータなどのプロセス装置の開発なども考慮す
る必要がある。そのため、マスクの価格も上昇すること
が想定される。

【００２３】光学系固定で、マスクとウェハを同時に走
査するタイプのスキャン型露光装置を想定して、６イン
チ，７インチ，８インチ及び９インチのマスクを使用し
た場合のスループットを計算してみると、ＤＲＡＭの場
合は下記の（表５）、ロジックの場合は下記の（表６）
に示すような結果となる。このとき、想定したウェハサ
イズは１２インチで、フィールドサイズは各世代に想定
されるレンズ径を基にして、露光ドーズを２５ｍＪ／ｃ
ｍ² とし、露光パワーを３６０ｍＷ／ｃｍ² と想定して
計算し、６インチ角を露光可能で２５６ＭビットＤＲＡ
Ｍ相当の解像度を有する露光装置のスループットを基準
として規格化してある。

【００２４】

【表５】

【００２５】

【表６】

【００２６】（表５）及び（表６）によるとスループッ
トは、ＤＲＡＭの場合、特に２５６Ｍ第４世代の最大と
して６インチ角の基板よりも９インチ角の基板を使用し
た方が約１．３４倍有利となる場合をピークに、平均で
１．２７倍向上することになる。ロジックの場合は、特
に２５６Ｍ世代の場合が同様に６インチ角の基板よりも
９インチ角の基板を使用した方が約１．３３倍有利とな
る場合をピークに、平均で１．２５倍向上することにな
る。

【００２７】また、「日経マイクロデバイス 1993 年12
月号,pp120-126」で仮定として与えられているように、
２５６ＭビットＤＲＡＭ第１世代の価格を従来型マスク
を１万ドルとし、かつＤＲＡＭの場合は２万５千枚のウ
ェハ当たり１枚のマスクを使用することを想定し、ロジ
ックの場合は２千枚のウェハ当たり１枚のマスクを使用
することを想定した場合、リソグラフィのコストパフォ
ーマンスは、スループット×ウェハ当たりのチップ数／
（露光装置コスト＋マスクコスト＋プロセスコスト）で
表される。この値をＤＲＡＭの場合とロジックの場合
で、それぞれ２５６Ｍ第１世代の値で規格化して、マス
クのサイズ毎にどうなるかを示すと、下記の（表７）及
び（表８）のようになる。

【００２８】

【表７】

【００２９】

【表８】

【００３０】このとき、（表７）に示されたＤＲＡＭの
コストパフォーマンスから、２５６Ｍ第４世代から１Ｇ
第２世代までメリットが出せる９インチ角マスクの場合
と、１Ｇ第３世代から４Ｇ第１世代までメリットが出せ
る８インチ角マスクの場合とは、全体の平均値から考え
れば共に１．０７倍と大きな差はみられなかった。ま
た、（表８）に示されるようにロジックの場合は２５６
Ｍ及び１Ｇ相当の世代では６インチ角マスクにもっとも
メリットがあり、４Ｇ相当の世代では７インチ角マスク
に最もメリットがあることが分かる。

【００３１】従って、ＤＲＡＭを生産する場合には８イ
ンチ角若しくは９インチ角基板対応の露光装置を使用し
て、ロジックを生産する場合には６インチ角若しくは７
インチ角対応の露光装置を使用することが、コストメリ
ットの観点から一番良いと考えられる。しかし、それぞ
れの露光装置において世代毎にメリットが得られる場合
が異なるため、どのマスク若しくは露光装置を選択する
のかは一意的には決まらない。

【００３２】マスク生産装置である描画装置や評価装
置、欠陥検査装置や修正装置などは、数種類の基板のサ
イズに対応することは可能であるため、６インチ角基
板、７インチ角基板、８インチ角基板及び９インチ角基
板の混用を検討することは可能である。ところが、露光
装置のマスクステージは、露光領域のすぐ外側に真空チ
ャックなど基板の固定装置が必要となるため、複数の基
板の大きさに対応することは考えられていない。従っ
て、さしあたってのＤＲＡＭ生産にメリットを残して全
てを９インチ対応の生産ラインとするか、それとは別に
他品種・少量生産のロジックのために６インチ角対応の
露光装置を用意するか、ＤＲＡＭ生産のメリットを犠牲
にして全てを６インチ対応の露光装置とするのか、等の
議論がなされている。

【００３３】さらに現状を踏まえていえば、ＤＲＡＭは
景気の良い時と悪い時の需要の差が著しい。このために
半導体産業の景気・不景気の上下は大きい。そこで、最
近は景気の良い時にはＤＲＡＭをフル生産し、景気が悪
い時には需要が安定しているロジックの生産に一部設備
を切り換えることが行われている。即ち、ＤＲＡＭ専用
工場は有り得ず、ＤＲＡＭとロジックを共に効率良く生
産する工場が必須となる。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、半導
体装置の回路パターンの転写においては、ＤＲＡＭかロ
ジックか、更にはその世代毎にコストメリットが最も大
きくなる最適なマスクサイズがあるが、パターン転写装
置には装置固有のマスクサイズが存在し、１種類のマス
クサイズしか使用できない。このため、単一の半導体装
置を生産するのであればそれに適したパターン転写装置
を用いればよいが、複数種の半導体装置を生産する場
合、いずれのマスクサイズのパターン転写装置を選択し
ても、全ての半導体装置を効率良く生産することは不可
能であった。

【００３５】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的とするところは、コストメリットの観
点で、６インチ角マスク若しくは９インチ角マスクを用
いた場合、又はこれらの混用を考えた場合の問題点を解
消することができ、半導体装置の生産を効率良く行うこ
とを可能にするパターン転写装置を提供することにあ
る。

【００３６】

【課題を解決するための手段】

（構成）上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。 （１）半導体装置の回路パターンが形成されたマスクを
保持可能な第１のステージと、前記マスクに対向する位
置で被処理基板を載置可能な第２のステージと、前記マ
スクを照明するための照明光学系と、前記マスクのパタ
ーンを前記被処理基板上に転写するための投影光学系と
を備えたパターン転写装置において、第１のステージ
は、異なるサイズのマスクを選択的に保持するマスク保
持機構を有することを特徴とする。 （２）（１）の構成に加えて、マスク保持機構はマスク
のサイズ及び厚さに応じてマスクの保持力を可変するこ
とを特徴とする。 （３）（１）の構成に加えて、サイズの異なる複数のマ
スクを収納可能なマスク収納機構と、第１のステージと
マスク収納機構との間で異なるサイズのマスクを搬送可
能に構成されたマスク搬送機構とを備えたことを特徴と
する。 （４）（１）の構成に加えて、マスクに関する情報を外
部から入力するための通信手段と、該通信手段によって
得られた情報をもとにマスク保持機構，マスク搬送機構
及びマスク収納機構を制御するための制御手段とを具備
してなることを特徴とする。 （５）マスクに形成された半導体装置の回路パターンを
被処理基板上に投影露光して該基板にマスクのパターン
を転写するパターン転写方法において、同一のパターン
転写装置で、サイズの異なるマスクを使い分ける、例え
ば半導体装置の製造コストに応じて使い分けることを特
徴とする。 （６）マスクに形成された半導体装置の回路パターンを
被処理基板上に投影露光する装置であり、サイズの異な
るマスクに対応して複数台設置されたパターン転写装置
と、転写の際に用いるマスクのサイズによってパターン
転写装置を選択し、該パターン転写装置に指令を送る管
理部とを具備してなることを特徴とするパターン転写装
置の運用システム。 （７）所定のパターンをマスク上に形成するための描画
手段と、前記マスクのパターンを評価するための評価手
段と、前記マスクのパターンを修正するための修正手段
と、前記マスクのパターンをウェハ上に転写するための
パターン転写手段と、前記描画手段，評価手段，修正手
段及びパターン転写手段の稼働状況を把握し、運用する
ことが可能な半導体製造装置の運用管理システムにおい
て、前記各手段は、少なくとも２種類の基板サイズに対
応可能か、少なくとも２種類の基板サイズに対応するた
めに複数台用意されており、生産すべき任意の半導体装
置の回路パターンの種類に応じて、前記描画手段，評価
手段，修正手段及びパターン転写手段のうちの一部若し
くは全てを選択・運用することを特徴とする半導体製造
装置の運用管理システム。 （作用）本発明によれば、第１のステージに異なるサイ
ズのマスクを選択的に保持するマスク保持機構を設ける
ことにより、同一のパターン転写装置を用いながら、用
途に応じてマスクサイズを選択することが可能となる。
さらに、サイズの異なるマスクに対応してマスク搬送機
構及びマスク収納機構を構成することにより、サイズの
異なるマスクの交換を容易に行うことができる。このた
め、ＤＲＡＭの生産にもロジックの生産においても、生
産性の向上をはかることができる。

【００３７】また、マスクは十分な保持力で第１のステ
ージに固定する必要があるが、必要以上の保持力を加え
るとマスクが反って良好なパターン転写ができなくなる
ことがある。これに対し本発明では、マスクのサイズ及
び厚さに応じて保持力を可変できるので、異なるマスク
を常に最適な保持力で固定することができ、常に良好な
パターン転写を行うことが可能となる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係わるパターン転写装置を示す概略構成図である。この
装置は基本的には、半導体装置の回路パターン１が描か
れたマスク２又は８を搭載して一方向に走査することが
可能なマスクステージ（第１のステージ）３と、マスク
２又は８のパターン領域１を照射するための照明光学系
４、ウェハ（被処理基板）５を搭載してＸＹ方向に自在
に走査することが可能なウェハステージ（第２のステー
ジ）６と、ウェハ５上にマスク２又は８に描かれたパタ
ーン１を５分の１若しくは４分の１の縮小倍率で投影す
るための縮小投影光学系７とから構成されている。

【００３９】マスク２又は８をマスクステージ３に固定
する手段としては、真空チャック或いは機械的に固定・
解放することが可能なクランプ機構などがある。本実施
形態では、６インチ角マスク２と９インチ角マスク８と
に、マスクの大きさが変わっても保持することが可能な
マスク保持機構を用いた。このマスク保持機構の具体例
を、図２（ａ）（ｂ）に示す。

【００４０】図２（ａ）は、スキャン型のパターン転写
装置においてパターン領域１がスキャン方向のみ長くな
るのに対応するもので、６インチ角マスク２用の真空チ
ャック部９ａを９インチ角マスク８用の真空チャックと
して共用している。さらに、６インチ角マスク２用の真
空チャック部９ａと９インチ角マスク８用の真空チャッ
ク部９ｂをそれぞれ別個の位置に備えるようにしてもよ
い。

【００４１】図２（ｂ）は、パターン領域１がスキャン
方向以外にも長くなるのに対応するもので、マスクを固
定する真空チャック部１０の一部又は全てを、図中の矢
印１１に示すように可動することが可能となっている。
これ以外にも、図示していないが、マスクサイズが変化
してもその変化量を吸収するための治具を介して固定す
るなどの方法がある。

【００４２】マスク２は、ダストなどがパターン面に付
着しないように局所的なクリーンネスを保証するマスク
カセット１２に収納されている。カセット１２は図３に
示すように、マスク２よりも一回り大きな箱体からな
り、その一側面に開閉可能な扉が設けられている。カセ
ット１２は、これらを複数台収納することが可能なカセ
ット収納機構（マスク収納機構）１３に収められてい
る。カセット収納機構１３は、例えば図４に示すよう
に、複数台収納されたカセット１２が矢印７０の方向に
上下することにより、矢印７１の方向から入ってくるハ
ンド１５によってマスクを搬出・搬入することが可能と
なっている。なお、カセット１２の開閉機構は図示して
いないが、カセット１２が所定の高さに来た時に開閉す
るための機構がカセット収納機構１３に備えられてい
る、また、カセット収納機構１３とマスクステージ３と
の間でマスクを搬送する必要があるが、そのために本実
施形態ではマスク搬送機構が設けられている。このマス
ク搬送機構１４は、図５に示すように、２つの連結アー
ム１４ａ，１４ｂによりハンド１５を移動可能に構成し
たものである。そして、カセット収納機構１３に納めら
れた所望のカセット１２からマスクを取り出してマスク
ステージ３上に搬送する、若しくはマスクステージ３か
らマスクを搬出してカセット１２に収納するものとなっ
ている。

【００４３】マスクを収納するためのカセット１２も、
例えば図示してはいないが６インチ角マスク２と９イン
チ角マスク８とにマスクの大きさが変わっても、カセッ
ト内に設けられたマスク支持部の位置をマスクのサイズ
毎に設けるか、マスクサイズが変化してもその変化量を
吸収するための治具を介して固定するなどの方法があ
る。

【００４４】また、これらサイズの異なるマスク２及び
８を、カセット１２からマスクステージ３上に搬送する
若しくはマスクステージ３上からカセット１２に搬出す
るためのマスク搬送機構１４は、例えば図６に示すよう
にハンドストッカ５２からマスクサイズに応じて６イン
チ角用ハンド５０と９インチ角用ハンド５１とを交換す
ることが可能な構造となっている。

【００４５】また、ハンドを交換する代わりに、一つの
ハンドを複数サイズのマスクに対応させるように構成し
ても良い。例えば、図７（ａ）に示すように、マスク搬
送機構１４に設けられたハンド１５は、マスクサイズに
応じてマスク２及び８とコンタクトする部分がサイズに
応じて変わるようになっていて、かつ支持部１６に段差
を設けた構造となっていればよい。また、図７（ｂ）に
示すように、支持部１６の位置をマスクサイズに応じて
矢印５３の示す方向に動かすことが可能な構造となって
いればよい。

【００４６】このような構成であれば、サイズの異なる
複数のマスク２，８をそれぞれカセット１２に入れた状
態でカセット収納機構１３内に収納しておくことによ
り、生産すべき半導体装置に応じて最適なマスクサイズ
を選択してパターン転写を行うことができる。即ち、転
写しようとする半導体装置の回路パターンに対し最もコ
ストメリットが期待できるマスクサイズを選択すること
ができ、最も効率良い状態でパターン転写することがで
きる。このため、ＤＲＡＭの生産にもロジックの生産に
おいても、生産性の向上をはかることができる。 （第２の実施形態）次に、本発明の第２の実施形態に係
わるパターン転写装置について説明する。なお、パター
ン転写装置の基本構成は前記図１と同様であるので省略
する。本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異な
る点は、マスク保持機構の構成にある。

【００４７】先にも説明したように、マスクをマスクス
テージ３に固定するマスク保持機構としては、真空チャ
ック或いは機械的に固定・解放することが可能なクラン
プ機構などがある。本実施形態では、６インチ角マスク
２と９インチ角マスク８とに、マスクの大きさが変わり
それぞれの重さが変わってもマスクステージ３の動作に
よってマスクが動かないように、真空チャックのチャッ
ク面積又は機械的なクランプ力がマスクサイズに応じて
選択されるようにしている。

【００４８】具体的には、図８（ａ）に示すように、６
インチ角マスク用真空チャック部６２に比して、９イン
チ角用真空チャック部６３の面積を大きく形成してお
く。そして、６インチ角マスク２を保持するときには６
インチ角マスク用真空チャック部６２のみを使用し、９
インチ角マスク８を保持するときには９インチ角用真空
チャック部６３のみ、又は６インチ角用真空チャック部
６２と９インチ角用真空チャック部６３を合わせて使用
する。これにより、マスクサイズに応じて真空チャック
面積を変えることができ、マスクサイズに応じた最適な
チャック力を与えることができる。

【００４９】また、図８（ｂ）に示すように、マスク
２，８をクランプするクランプ機構の場合は、クランプ
６６をマスクの大きさに応じて矢印６４方向（マスクの
面内方向）に移動させてマスクをクランプすると共に、
クランプ６６を矢印６５方向（マスクの厚み方向）に移
動させてクランプ力を可変制御する。このクランプ力
は、クランプ部６６の可動部に設けられた荷重センサ
（図示せず）に従って、マスクサイズに応じた所定の力
になるよう調整する。これにより、マスクサイズに応じ
てクランプ力を変えることができ、マスクサイズに応じ
た最適なクランプ力を与えることができる。 （第３の実施形態）次に、本発明の第３の実施形態に係
わるパターン転写装置について説明する。なお、パター
ン転写装置の基本構成は前記図１と同様であるので省略
する。

【００５０】本実施形態では、次にどのマスクを使用す
るのかを、図９に示すようにパターン転写装置１７が設
置された場所とは空間的に隔たった場所から指示する。
例えば、クリーン度の高い部屋（クリーンルーム内）２
８に設置されているパターン転写装置１７を、クリーン
度が低い場所（クリーンルーム外）２９から制御するこ
とができるように、外部端末１８とその通信手段１９が
設けられている。

【００５１】サイズの異なるマスク２，８等を保持する
マスクステージ３、マスクを収納するカセット１２、複
数のカセット１２を収容するカセット収納機構１３、更
にマスク搬送機構１４等の構成は、第１の実施形態又は
第２の実施形態のようにすればよい。

【００５２】本実施形態では、外部端末１８から通信手
段１９を介して、カセット収納機構１３に納められたマ
スクからこれから転写しようと考えている任意のサイズ
のマスクを選択すると、選択された所望のマスクサイズ
に合わせてマスク搬送機構１４のハンド１５やマスクス
テージ３の支持部及び保持力などが選択されて、所望の
サイズのマスク２に描かれた半導体装置のパターン１を
転写することが可能となる。 （第４の実施形態）図１０は、本発明の第４の実施形態
に係わるパターン転写装置の管理システムを示すシステ
ム構成図である。このシステムは、前記図１に示すよう
なパターン転写装置１７を１台若しくは複数台設置する
と共に、マスクサイズが固定のパターン転写装置２０を
１台若しくは複数台設置し、更にこれらの装置１７，２
０を包括的に管理するパターン転写管理部２６を設けて
構成されている。

【００５３】なお、パターン転写装置１７，２０と管理
部２６がクリーン度の異なる部屋に設置されている場
合、前記図９に示したような通信手段１９を設ければ良
い。図１０に示すように本実施形態では、パターン転写
装置１７を少なくとも１台用意しておき、それ以外のパ
ターン転写装置２０は従来のような固定サイズのマスク
対応機、特にコンスタントに生産する必要があるＤＲＡ
Ｍをターゲットとして、９インチ角マスク対応機種とし
てパターン転写管理部２６のもとにおけば、ＤＲＡＭを
フルに生産するときには全てのパターン転写装置を９イ
ンチ角対応機種として、マスクを大口径化することによ
るにスループットメリットを最大限に活用できることと
なる。

【００５４】また、特殊なマスクやロジックに対応する
場合には、パターン転写装置管理部２６からこれまで説
明してきたような本発明のパターン転写装置１７に対し
て指令を送って６インチ角対応機種として使用すれば、
ロジックの生産においてもスループットメリットを落と
さないで生産することが可能となる。 （第５の実施形態）図１１は、本発明の第５の実施形態
に係わる半導体装置の生産管理システムを示すシステム
構成図である。

【００５５】本実施形態では、例えば６インチ角マスク
と９インチ角マスクに対応して描画することが可能なマ
スク描画装置２１と、描画された６インチ角マスクと９
インチ角マスクに描かれたパターンの座標位置精度及び
線幅のリニアリティや均一性を評価する可能なマスク寸
法測定器２２と、描画された６インチ角マスクと９イン
チ角マスクに描かれたパターンの欠陥の有無及び欠陥の
大きさ・種類などを測定・評価する欠陥検査装置２３
と、欠陥検査装置などから判った６インチ角マスクと９
インチ角マスクに描かれたパターンの欠陥部分を削っ
て、若しくは埋める等して修正する欠陥修正装置２４
と、少なくとも１台の６インチ角マスクと９インチ角マ
スクに描かれたパターンを転写することが可能なパター
ン転写装置１７とが、それぞれ無塵マスク搬送通路２７
を介して相互に連結されている。そしてこれらは、クリ
ーンルーム環境下に設置されている。

【００５６】また、クリーンルーム外には、描画装置２
１，寸法測定器２２，欠陥検査装置２３，欠陥修正装置
２４，パターン転写装置１７及び無塵マスク搬送通路２
７を通る図示していない無塵マスク搬送車の稼働状況を
モニタして、これらを適宜運用することが可能な半導体
装置の生産管理部２５が設けられている。

【００５７】なお、本実施形態においても、描画装置２
１，寸法測定器２２，欠陥検査装置２３，欠陥修正装置
２４，パターン転写装置１７及び無塵マスク搬送通路２
７を通る無塵マスク搬送車等を遠隔制御するために、前
記図９に示したような通信手段１９を設ければ良い。

【００５８】本実施形態では、ＤＲＡＭをフルに生産す
るときには、生産管理部２５から指令を送ることによっ
て、描画装置２１以下全ての装置を９インチ角対応機種
として運用すれば、マスクを大口径化することによるに
スループットメリットを最大限に活用できることにな
る。

【００５９】また、特殊なマスクやロジックに対応する
場合には、生産管理部２５から指令を送って運用及びコ
スト面から最もメリットが出せる６インチ角マスク若し
くは７インチ角マスクを選択して描画・修正を行い、こ
れまで説明してきたような本発明のパターン転写装置１
７に対して半導体製造装置の生産管理システム２５から
指令を送って６インチ角対応機種として使用すれば、ロ
ジックの生産においてもスループットメリットを落とさ
ないで生産することが可能となる。

【００６０】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。前記マスクを照明するための照明
光学系としては、ｉ線やｇ線の光源は勿論のこと、Ｋｒ
ＦやＡｒＦ等の短波長化された光を光源としてもよい。
さらに、光に限らずＸ線を光源とするＸ線露光装置や、
電子線やイオンビームなどを光源とする露光装置等にも
同様に適用することが可能である。さらに、投影光学系
は必ずしも縮小光学系に限らず等倍転写光学系であって
もよい。

【００６１】また、マスクの保持機構，搬送機構及び収
納機構等は、各実施形態で説明した方式に何等限定され
るものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。ま
た、被処理基板は必ずしも半導体ウェハに限るものでは
なく、ガラス基板等の絶縁基板を用いることも可能であ
る。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、マス
クを保持する第１のステージに異なるサイズのマスクを
選択的に保持するマスク保持機構を設けたことにより、
サイズの異なるマスクを半導体装置の製造コストに応じ
て使い分けることができ、これによりコストメリットが
最も期待できるマスクサイズでパターン転写を行うこと
ができ、半導体装置を生産を効率良く行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わるパターン転写装置を示
す概略構成図。

【図２】第１実施形態に用いたマスクステージの例を示
す平面図。

【図３】第１の実施形態に用いたカセットの一例を示す
斜視図。

【図４】第１の実施形態に用いたカセット収納機構の一
例を示す斜視図。

【図５】第１の実施形態に用いたマスク搬送機構の一例
を示す平面図。

【図６】第１の実施形態に用いたマスク搬送機構のハン
ド構造例を示す斜視図。

【図７】第１の実施形態に用いたマスク搬送機構のハン
ド構造例を示す平面図。

【図８】第２の実施形態に用いたマスクステージの構成
を示す平面図と側面図。

【図９】第３の実施形態におけるパターン転写装置と端
末との関係を示す模式図。

【図１０】第４の実施形態に係わるパターン転写装置の
管理システムを示すシステム構成図。

【図１１】第５の実施形態に係わる半導体製造装置の生
産管理システムを示すシステム構成図。

【図１２】従来の問題点を説明するためのもので、パタ
ーン領域とレンズとの関係を示す模式図。

【図１３】マスク上の露光領域とマスク保持領域の一例
を示す平面図。

【符号の説明】

１…パターン領域 ２…６インチ角マスク ３…マスクステージ（第１のステージ） ４…照明光学系 ５…ウェハ（被処理基板） ６…ウェハステージ（第２のステージ） ７…縮小投影光学系 ８…９インチ角マスク ９ａ，９ｂ，１０…真空チャック部 １２…マスクカセット １３…カセット収納機構 １４…マスク搬送機構 １５…マスク搬送機構のハンド １６…ハンド上のマスク支持部 １７…マスクサイズ可変のパターン転写装置 １８…端末装置 １９…通信手段 ２０…マスクサイズ固定のパターン転写装置 ２１…マスク描画装置 ２２…パターン寸法評価装置 ２３…欠陥検査装置 ２４…欠陥修正装置 ２５…半導体製造装置の生産管理部 ２６…パターン転写装置の管理部 ２７…無塵マスク搬送回路 ２８…クリーンルーム内 ２９…クリーンルーム外 ５０…６インチ角用ハンド ５１…９インチ角用ハンド ５２…ハンドストッカ ５３…マスク支持部可動方向 ６２…９インチ角マスク用の真空チャック部 ６３…９インチ角マスク用の真空チャック部 ６６…クランプ部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体装置の回路パターンが形成されたマ
   スクを保持可能な第１のステージと、前記マスクに対向
   する位置で被処理基板を載置可能な第２のステージと、
   前記マスクを照明するための照明光学系と、前記マスク
   のパターンを前記被処理基板上に転写するための投影光
   学系とを備えたパターン転写装置において、 第１のステージは、異なるサイズのマスクを選択的に保
   持するマスク保持機構を有することを特徴とするパター
   ン転写装置。
2. 【請求項２】半導体装置の回路パターンが形成されたマ
   スクを保持可能な第１のステージと、前記マスクに対向
   する位置で被処理基板を載置可能な第２のステージと、
   前記マスクを照明するための照明光学系と、前記マスク
   のパターンを前記被処理基板上に転写するための投影光
   学系とを備えたパターン転写装置において、 第１のステージは異なるサイズのマスクを選択的に保持
   するマスク保持機構を有し、該マスク保持機構は前記マ
   スクのサイズ及び厚さに応じて該マスクの保持力を可変
   することを特徴とするパターン転写装置。
3. 【請求項３】半導体装置の回路パターンが形成されたマ
   スクを保持可能な第１のステージと、前記マスクに対向
   する位置で被処理基板を載置可能な第２のステージと、
   前記マスクを収納しておくためのマスク収納機構と、前
   記マスクを第１のステージと前記マスク収納機構との間
   で搬送するマスク搬送機構と、第１のステージ上の前記
   マスクを照明するための照明光学系と、第１のステージ
   上の前記マスクのパターンを前記被処理基板上に転写す
   るための投影光学系とを備えたパターン転写装置におい
   て、 第１のステージは異なるサイズのマスクを選択的に保持
   するマスク保持機構を有し、前記マスク搬送機構は異な
   るサイズのマスクを搬送可能に構成され、前記マスク収
   納機構は異なるサイズのマスクを収納可能に構成されて
   いることを特徴とするパターン転写装置。
4. 【請求項４】半導体装置の回路パターンが形成されたマ
   スクを保持可能で、異なるサイズのマスクを選択的に保
   持し、かつマスクのサイズ及び厚さに応じて該マスクの
   保持力を可変するマスク保持機構を有した第１のステー
   ジと、前記マスクに対向する位置で被処理基板を載置可
   能な第２のステージと、異なるサイズのマスクを収納可
   能に構成されマスク収納機構と、異なるサイズのマスク
   を第１のステージと前記基板収納機構との間で搬送可能
   に構成されたマスク搬送機構と、第１のステージ上のマ
   スクを照明するための照明光学系と、第１のステージ上
   の前記マスクのパターンを前記被処理基板上に転写する
   ための投影光学系と、前記マスクに関する情報を外部か
   ら入力するための通信手段と、該通信手段によって得ら
   れた情報をもとに前記マスク保持機構，マスク搬送機構
   及びマスク収納機構を制御するための制御手段とを具備
   してなることを特徴とするパターン転写装置。