JPS6140029A - 自動マスク・ウェーハ目合せ焼付方法 - Google Patents

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 この発明は、半導体製造装置に関し、特に１マスクドウ
エーハの目合せ及びウェーハの焼付ケｔ−自動的に行な
う自動マスク・ウェーハ目金せ焼付装置に関する。

従来の技術 従来、この種の装置では直線路にそって未露光ウェーハ
は供給して次の場所でマスクとウエーノ・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
マスクを介してウェーハへのマスク・パターンの露光焼
付を行ない、その後で露光済ウェーハをウェーハ・キャ
リヤに収納することをそれぞれ半自動的に行なっていた
。

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、未露光ウエーノ・の供給及び露光済ウェーハ
の収納はできないため半導体の量産化は効率的でなかり
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・ヴエーハ目金せ焼付装置によれ
ば、割出しテーブルの周上に少なくとも４個のマスク・
ウェーハ・カセッ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ェーハ向き検出受渡し手段が
設けられて未露光ウェーハを受け取り、″その向きを決
めこれを到来するマスク・ウェーハ・カセットに供給す
る。マスク・ウェーハ・カセットがウェーハ向き検出手
段から未露光ウェーハを受けた時、このマスク・ウェー
ハ・カセット内のマスクとウェーハの間に平行板が挿入
されてマスクとウェ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
ウェーハはｘ、ｙ軸と回動角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
ウェー・・は露光及び焼付をされる。この後、露光済ウ
ェー・・は露光済つエーノ・・キャリヤに収納される。

よる自動マスク・ウエーノ・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、その周にそりて等間
隔に５個のマスク・ウェーＩ・・カセット１４が割出テ
ーブル１２に設けられている。各マスク・ウェーＩ・・
カセット１４は第４図かられかるように、はぼ４角形の
カバー１４１とこれに可変間隔をもつ底板１４２′ｔ−
有し、カッ（−１４１には露光焼付装置６０よりの露光
を受ける円形の窓１４６とガラスマスク１４４ｔ−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上にはウェー
ハ取付板１４７が設けられ、このウェーハ取付板１４７
’には底板１４２を貫通して下方に半球上の整合部１４
８があり、更に、整合部１４８の下には、これ金相補的
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１４９１１．１
４８ａ、１４７ａがあり、更に、カバー１４１と底板１
４２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。１５６はスロット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−プル１２の
周にそう空間の第一の点Ｐ１の近くＫはウェーハＯＦ検
出部受渡し装置１６が設けられていて未露光ウェーハ・
モヤリヤ１８から受取った未露光ウェーハのＯＦ（切欠
縁）を検出して所定の向きをこの未露光ウエーノ・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・
ウェーハ・カセット１４に空気吸着式の平行板２０で吸
着してその未露光ウェーハを渡すようになっている。こ
の平行板２０はウェーハＯＦ検出部受渡し装置１６の位
置に設けられていて到来したマスク・ウェーハφカセブ
ト１４のマスク拳ウェーハの間に挿入されてマスクとウ
ェーハが完全に平行になるよう空気をマスクとウェーハ
に向って吹き出す。この時にマスク・ウェーハ・カセッ
ト１４は上方から圧力を受けてマスク・ウェー・・・カ
セットの各構成要素を下方に押し、ウェーハ取付板１４
７の下方の半球状の凸凹整合部を調整してウェーハ。

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ＰＪを作って空気を流し、これら二部材
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、ウェーハとその取付板、及び球面受台のクランプ部
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・ウェーハ平行板２０はマスク・ウェ
ーハ・カセット１４から引き抜かれて所定位置で待機デ
る。完全に平行になりたマスクとウェーハの間隔は検出
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１７５回転した割出しテー
ブル１２にそう空間内の第２の点Ｐ、には目合せ用顕微
鏡２２及びマニプレータ２４が設けられていて左右のマ
スク・ウェー／・目合せ用微動ノ・７ドル２６（ＸＹ±
５ｎ以内の微調整可能）とマスク・ウェーハ目金せ用粗
動ノ・ンドル２８（ＸＹ±２０ｗ５）と協力してマスク
とウエーノ・のｘ、ｙ軸及び回動角θ（スイッチによる
モータの作動制御による）について正確な目合わせがで
きるようになっている。　、 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５０ｈを介して第２の点Ｐ、から到来
したカセットの未露光ウェーハに対し、第２の点Ｐ、か
ら時計方向に１１５回転回動した空間内の第３の点Ｐ、
から露光焼付を開始し、第３の点から更に時計方向に１
１５回転した空間内の第４の点Ｐ４までウエーノ・と共
に回動して露光焼付を継続して行ない、第４０点Ｐ４で
焼付けが終ると露光焼付装［３０は第３の点Ｐ３まで復
帰するようになっている。

焼付が終−）たウェーハはカセ−ｙ　）　１４に収納さ
れｆｃまま、第４の点Ｐ４から時計方向Ｖｃ１１５回転
した空間内の第６の点Ｐ、！で割出しテーブル１２によ
シ回動されて第６の点Ｐ、で露光法ウェーハはｇ元焼付
ウェーハキャリア８２へ渡されて収納されるようになっ
ている。

作用 １ず、本装開の作動には主電源スイッチ、各部機構機能
スイッチ、マスク合せ顕微鏡光源電源スィッチ、露光焼
付用水銀灯光源電源スィッチがオンとされる。

（ａ）　　次に各部機構、機能始動スイッチ（図示せず
）をオンにする。すると露光済つェーノドキャリヤ８２
が最下位置にセットされ上部より絽光済ウェーハを受け
る準備をする。また、未露光つ工−ハ・キャリヤ１８は
最上位置にセットされてその最下位置よ、９０Ｆ検出受
渡し部１６に未露光ウェーハを供給して後−股下がる。

ＯＦ検出受渡し部１６は供給された未絽元ウェーハの０
Ｆ＝ｉ検出してこのウェーハに適正な向きを与えて割出
しテーブル１２のマスク・ウェーハ・カ七ツ）１４が第
１の点Ｐ１に来た時にウェーハを供給できるよう準備す
る。

マスク−ウェーハ・カセット１４が第１の点２里に来る
と、ＯＦ検出受渡し装置１６は平行板２０に適正な向き
の未露光ウェーハを吸着してカセット１４内に挿入する
。するとカセット１４には上方より圧力が加わって平行
板２０を間にしてマスクとウェーハが平行になるようウ
ェーハ取付板１４７の下方の半球状の６整合部１４８と
これを受ける四半球状の球面受台１４９の球面部１４９
ｂとの間で角度！！＃整がされる。

そしてウェーハ、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、これら三
部材が平行状態でクランプされた１１維持されるように
するため、６整合部１４８と球面受台１４９との間、ウ
ェーハとその取付板１４７の間、球面受台１４９０７ラ
ンジ１１４９ｄと底板１４２の間にそれ・それ存在する
空気通流溝１４８ａ　、１４９ｂ　。

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
とウェー７１の間の間隔が測定されてその数値が記憶さ
れ、平行板２０はマスクとウエーノ・の間から後退して
定位置で停止する　７　　　　　　。この時は萱だ、Ｎ
１光焼付装置３０の水銀灯光源２ンプノ・ウスは第８の
点Ｐ３にあってシャッタはオフである。この後、各部機
構、ｆＪＡ能及び粗動、微動ノ・ンドルは零位置にセッ
トされる。

（ｂｌ　　次に各部ｉａｓ機能始動スイッチをオンにす
る。

すると、割出しテーブル１２は１１５回転時計方向に回
転して第２の点Ｐ！に停止する。マ二グレータ部２４に
割出しテーブル１２のり２ンプ状態のカセットが空気吸
着式で、装着される。

また、この時、０’　Ｆ検出受渡し装置１６に未露光ウ
ェーハが供給され、未繕元ウェーハーキャリヤ１８は一
段下る。ＯＦ検出受渡し装置１６は供給された未ｊｌＩ
ｆｔ、ウエーノ・のＯＦ検出を行なうＯ この後、上記段階（ａ）の場合と同様に、ＯＦ検出のウ
ェーハは第１の点Ｐ１に到来し九カセット内に平行板２
０により挿入され、マスク、平行板２０、ウェーハの平
行がとられ、マスクとウェーハの間隔が測定されてその
数値が記憶され、マスク、ウェーハの位置が保持されて
り２／プされ、平行板２０は定位置へ後退する。

先にマニグレータ部２４に装着されたカセツ）１４に対
し、マニプレータ部２４の２軸２４ａが上記段階（ａｌ
で得たマスクとウェ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・ウェーハ間隔で停止される
。それから目合せ顕微鏡２２によシ穐、動ステージ移動
ハンドル２６と粗動ステージ移動）１ンドル２８及びθ
と第２の点Ｐ！の定位置に各カセットが設定されている
。

次に、第２の点Ｐ、のマニプレータ部２４に装着されて
いたカセツ）１４の吸着が解は割出テーブル１２に装着
できる状態となる。次にマニプレータ部２４の２軸２４
ａが下９割出テーブル１２にカセット１４が装着される
。マニプレータ部２４よシカセット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ット
される。

（Ｃ）　　次に各部機構・機能始動スイッチ金オンにす
る。すると、割出しテーブル１２が時計方向に１／６回
転回転して停止する。これによシ、マニプレータ部２４
には割出しテーブル１２の第１の点ＰＫにあったカセッ
トエ４が装着される。

一方、ＯＦ検出受渡し装置１６に未露光ウェーハ・キャ
リヤ１８からウェーハが供給され、未露光ウェーハ拳キ
ャリヤ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ェーハの０Ｆｔ−検出し、上述のよ
りに、未露光ウェ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・ウェーハ・カセ
ット１４内へ挿入されて平行にされ、マスクとウェーハ
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２０は定位置へ後退する◎ 第３の位置Ｐｓ　Ｋは目合せされたマスク−ウェーハの
カセット１４が米てｉで、露光焼付装置８０の水銀灯シ
ャッタが開き照射が始する。

第２０点Ｐ３では、マニプレータ２４に装着されたカセ
ット１４に対しマニプレータ２４のＺ軸２４ａが対応の
カセット１４のマスクとウェ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・ウェー／Ｓ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角度調整スイッ
チでマスクとウェーハの目合せをし、カセット１４のマ
スクとウェーハは適正な位置関係を保持して空気作用で
■定される。マニプレータ部２４に装着さ・れていたカ
セツ）１４の吸着が解はカセット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２軸２４ａが下クカセット１４ 以下余白 は割出テーブル１２に装着される。マニプレータ部２４
よシカセット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ット
される。この状態では第１．２．８の点ＰＩ、Ｐ２．Ｐ
８において、カセット１４がそれぞれ定位置にセットさ
れている。

（ｄ）　　次に各部機構機能始動スイッチをオンにする
。すると割出しテーブル１２はイ回転時計方、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よシ第１の点Ｐ１から今到来したマスク・
ウェーハ・カセット１４が装着される。

一方、未露光ウーーハ・＝ヤリヤニ８は。Ｆ検出受渡し
装置１６へ未露光ウェーハを供給して一段下る。ＯＦ検
出受渡し装置１６は受け取った未露光ウェーハのＯＦを
検出し、このウェーハに適正な向きを与える。平行板２
０はこのウェーハを吸着して第１の点Ｐ１にあるカセッ
ト１４にウェーハを供給し上述の場合と同様にマスクと
ウェーハの平行が取られ、その間隔は記憶され、マスク
とウェ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に来九カセツ）　／４Ｌ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％回転時計方
向にずれた第４の点ア４まで第８の点Ｐ８から回転する
カセット１４のウェーハは水銀灯光源から照射を受ける
。シャッタはリセット光電計の設定量が達せられるとオ
フとなシ、露光焼付装置８０は第２の点Ｐ２へ回動して
戻シ、そこに到着したカセット１２０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・ウェーハ・カ
セット１４に対しマニプレータ部２４の２軸２４＆が上
昇し目合せできるマスク・ウェーハ間隔で停止する。目
合せ顕微鏡２２にょシ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角度調整用スイッチ
によシマスフとウェーハの目合せをする。この結果、カ
セット１４のマスクとウェーハの位置は保持され空気作
用で固定される。マニプレータ部２４に装着されていた
カセット１４の吸着が解け、このカセットは割出テーブ
ル１２に装着できる状態となる。そして、マニプレータ
部２４の２軸２４ａが下シそのカセット１４は割出テー
ブル１２に装着される。マニプレータ部２４よシカセッ
ト１４の放出後、各部機構１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位置にセットされる。

（ｅ）　　次に各部機構・機能始動スイッチ始動スイッ
チがオンとされる。すると、割出しテーブル１．２は％
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のカセット１
４が装着される。

未露光ウェーハ・キャリヤ１８はＯＦ検出受渡し部１６
に未露光ウェ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ェーハの
ＯＦを検出してこのウェーハに適正な向きを与える。平
行板２０紘この向きを与えられたウェーハを吸着して第
１の点Ｐ１に到来し九カセット１４の中にそのウェーハ
を挿入する。

上述の場合と同様に、マスク、ウェーハ、平行板２０の
平行がとられ、マスクとウェーハ間の間隔は測定されて
記憶される。マスクとウェーハの相互間係は真空クラン
プされ、平行板２゜は定位置へ後退する。

第８の点Ｐ３で割出しテーブル１２のカセット１４は露
光焼付可能状態となる。この前すでにｆ４ｓの点Ｐ８に
あったカセット１２は水銀灯の照射を受けながら第４の
点Ｐ４まで移動しリセット光量計の設定量が達成される
とシャッタはオフとなる。露光焼付装置８ｏの光源は第
２の点Ｐ８まで回動して戻ル、そこに到達したカセット
に露光焼付を開始する。また、第４の点−Ｐ４よシ時計
方向にイ回転した第６の点Ｆ５−４で第４の点Ｐ４よ）
回動したカセット１４の露光焼付済ウェーハは、カセッ
ト１４が割出しテーブルエソ上で回動して露光焼付済ウ
ェーハ・キャリヤ３２へ放出口を向け、露光焼付ウェー
ハを露光焼付ウェーハ・キャリヤ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ット１４に
対しマニプレータ部２４のＺ軸２４ａが対応のマスクと
ウェーへ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・ウェーハ間隔で停止する。目合せ顕
微鏡２２゜微動、粗動ステージ移動ハンドル２６．２８
゜θ角度調整用スイッチによシマスフとウェーハの目合
せができる。この後、第２の点Ｐ２にカセット１４のマ
スク生ウェーへの位置−１）Ｄ−保持されて空気作用に
よシ固定される。マニプレータ部２４に装着されていた
カセッ）１４の吸着が解ケ、カセット】４は割出しテー
ブルエ２に装着できる状態となる。次に、マニプレータ
部２４（Ｄ　Ｚ　軸２４　ａが下シ割出しテーブル１２
にそのカセット１４は装着される。マニプレータ部２４
よシカセット放出後、各部機構２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ットされる。

この状９では割出テーブル１２０ｇ１，２゜３．４．５
の各点ｐ１．　Ｐ２　、　Ｐａ　、　Ｐ４　、Ｐ、５の
定莫にカセットがそれぞれセットされる。

上記目合せ装置は顕微鏡にょシ手動的に行なうものとし
て示したが公知の自動目金せ装置を組みこむことにょシ
装置の全自動化が達成される。なお、目合せ用顕微鏡２
２の代ｊＤＫ１個のテレビスクリーンを設けて複数個の
本装置をコンビニ・−夕制御方式でオペレータが遠隔制
御によシマスフとウェ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
ェーハの供給、０１Ｆ検出、平行板の挿入。

！、７．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ットを
順次配置したことによシ装置全体がコンパクトになった
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自動マスク・ウェー八目合せ焼付装
置の簡略平面図、第２図は正面図、第８図は側面図、第
４図（Ａｔ　、　（Ｂ）　、偏（ｏｌ　、　（Ｄ）はそ
れぞれマスク・ウェーハ・カセットの平面図、第４図（
Ａ）の上下左のそれぞれの矢印Ｂ　、　Ｏ、Ｄ４４一方
向に見た側面図、第４図（（、）は知の要素の圧縮図、
第４図（ＦＳ）はマスク・ウェーハ・カセットの底面図
、第４図（Ｐ）は第４図（１１４）の矢印Ｐ方向に見た
側面図、第５図（Ｎは平行板の平面図、第５図体）は第
５図（Ａｌの矢印Ｂ方向に見た側面図である。 １０・・・自動目金せ焼付装置、１２・・・割出しテー
ブル、１４・・・マスク・ウェーハ・カセット、１６・
・・Ｏ’？検出部受渡し装置、１８・・・未露光ウエー
ノ・・カセット、２０・・・マスク・ウェーハ平行板、
２２・・・目合せ用顕微鏡、２４・・・マニプレータ部
、２６・・・マスク・ウエーノ・目合せ用微動ステージ
移動）１ンドル、２８・・・マスク・ウエーノ・目合せ
用粗動ステージ移動Ｉ・ンドル、３０・・・露光焼付装
置、８０ａ・・・露光案内部、８２・・・露光焼付法ウ
エーノ・・キャリヤ、３４・・・装置電源空圧コントロ
ール・ボックス、８６・・・装置コントロール・スイッ
チ部、８８・・・目合せ用顕微鏡用光源ランプ、１４７
ｍ）・・・空気通流溝。 第４図（Ｅ） 計 第４回（Ｆ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 割出しテーブルの周上に少なくとも４個のマスク・ウェ
   ーハ・カセットを等間隔に配置すると共に、割出しテー
   ブルの周にそう一固定点に、未露光ウェーハを受け取っ
   てその向きを決めこれを到来するマスク・ウェーハ・カ
   セットに供給するウェーハ向き検出受渡し手段を設けマ
   スク・ウェーハ・カセットがウェーハ向き検出受渡し手
   段から未露光ウェーハを受けた時、このマスク・ウェー
   ハ・カセット内のマスクとウェーハの間に平行板が挿入
   されてマスクとウェ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維持し、この位置より割出しテーブ
   ルが更に所定角度所定方向に回転した点でマスクとウェ
   ーハはｘ、ｙ軸及びθに関し目合せされ、更に割出しテ
   ーブルが所定角度所定方向に回転した位置からこれに続
   く更に所定角度回転した位置までの間にウェーハはマス
   クを介してそのパターンの焼付け露をされ、その後、露
   光済ウェーハを露光済ウェーハ・キャリヤに収納するこ
   とを特徴とする自動マスク・ウェーハ目合せ焼付装置。