JP2004158643A - Aligning method and aligner - Google Patents

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JP2004158643A
JP2004158643A JP2002322822A JP2002322822A JP2004158643A JP 2004158643 A JP2004158643 A JP 2004158643A JP 2002322822 A JP2002322822 A JP 2002322822A JP 2002322822 A JP2002322822 A JP 2002322822A JP 2004158643 A JP2004158643 A JP 2004158643A
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mask
loader
exposure
stage
exposure apparatus
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JP2002322822A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Hirayanagi
徳行 平柳
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aligning method and an aligner improved such that a mask can be exchanged efficiently. <P>SOLUTION: Masks B among a plurality of masks A and B not mounted on the mask stage 11 of an aligner are made to wait on the end effector 59-2 of a carrier 50 (loader) to the mask. In the way of exposure of one sensitive substrate, the masks A on the mask stage 11 and the waiting masks B are exposed while being exchanged in the order of ABBAABBAABB... Since the number of exchanging times of masks can be decreased, total throughput is enhanced and since the number of operating times of the loader 50 can be decreased, vibration incident to operation of the loader 50 and disturbance of magnetic field can be minimized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路等の露光方法及び露光装置に関する。特には、マスクの搬送に改良を加えた露光方法及び露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム露光装置のように真空（減圧）雰囲気下で露光を行う装置においては、マスクや感応基板を、マスク（レチクル）や感応基板（ウェハ）が収容されているカセットからプリアライナ装置等の前処理装置に搬送し、その後同前処理装置から露光装置の露光チャンバに搬送している。カセットは、常圧、雰囲気下にあり、前処理装置や露光装置は真空雰囲気下にある。
【０００３】
図６は、従来の電子ビーム露光装置の露光装置におけるマスク搬送装置を模式的に説明するための平面図である。
この例の露光装置の露光チャンバには、前処理された複数枚のマスクが収容されているマスクストッカ６１と、マスクローダー１００が配置されている。露光チャンバ内で、マスクは、ローダー１００によって、マスクストッカ６１から露光チャンバ内のマスクステージ１１上に搬送されて、同ステージ１１上に載置され、露光転写に供される。ローダー１００は、第１アーム１０１、同アーム１０１と回転可能に連結された第２アーム１０３、同アーム１０３と回転可能に連結された第３アーム１０５から構成されている。第１アーム１０１にはエンドエフェクタ（手）１０９が備えられている。
【０００４】
上述のような搬送装置においては、マスクは、マスクストッカ６１からマスクステージ１１へローダー１００により一枚ずつ搬送される。また、転写終了後にマスクステージ１１からマスクストッカ６１へ戻される場合も、一枚ずつ搬送される。
【０００５】
ところで、露光されるデバイスパターンが大きくて１枚のマスクに入りきらない場合は、パターンを分割して２枚（あるいはそれ以上の）マスクに形成している。また、いわゆるパターンのコンプリメンタリー分割を行う場合にも、デバイスパターンの１つのレイヤーを露光するのに２枚のマスクを用いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一つのパターンが複数のマスク上に形成されている場合、パターンを１枚のウェハに転写する際に、途中でマスクを交換する必要がある。マスクの搬送は上述のように１枚ずつ行われるため、このマスク交換には時間がかかる。この結果、装置全体のスループットが低下してしまう。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、マスク交換を効率的に行えるよう改良を加えた露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の露光方法は、 １枚の感応基板上に形成するデバイスパターンの１つのレイヤーの露光に複数枚のマスクを用いてパターンを前記感応基板上に転写する露光方法であって、 前記複数枚のマスクのうち露光装置のマスクステージ上に搭載していないマスクを、前記マスクの搬送装置（ローダー）上で待機させることを特徴とする。
マスクを露光毎にカセットから搬送する必要がないのでマスク交換時間を短縮でき、露光装置のスループットを向上できる。さらに、ローダーの作動時間を短くできるため、ローダーの作動に伴う振動の発生や磁場の外乱を最小に抑えることができ、パターン精度がへの影響を低減できる。なお、露光に用いるエネルギ線の種類に限定はなく、光、紫外光、Ｘ線、電子線、イオンビームなどを用いることができる。また、露光の方式も限定されず、縮小投影露光及び等倍近接転写、描画式などに適用できる。
【０００９】
本発明においては、 １枚の感応基板の露光の途中で前記マスクステージ上のマスクと前記待機中のマスクを交換しながら露光することができる。例えば、コンプリメンタリーな２枚のマスクＡ、Ｂを露光する際は、２枚のマスクを交換しながらＡＢＢＡＡＢＢＡＡＢＢ…と露光すると、マスクの交換回数を減らすことができる。これにより、装置全体のスループットが向上し、さらに、ローダーの作動回数を減らすことができるため、ローダーの作動に伴う振動の発生や磁場の外乱を最小に抑えることができ、パターン精度が向上する。
【００１０】
本発明においては、 １枚の感応基板上の全チップにつき１番目のマスクを用いて転写を行い、その後にマスク交換して２番目のマスクを用いて全チップにつき転写を行うこととすれば、マスクの交換回数を減らすことができる。
【００１１】
本発明においては、 複数枚の感応基板上の全チップにつき１番目のマスクを用いて転写を行い、その後にマスク交換して２番目のマスクを用いて該複数枚の感応基板上の全チップにつき転写を行うこととできる。つまり、１ロット（例えば１２枚）の全ての感応基板についてマスクＡの転写を行い、その後、同ロットの全ての感応基板についてマスクＢの転写を行う（ＡＡＡＡＡ…ＡＢＢＢＢＢ…Ｂ）ことにより、マスク交換回数を減らすことができる。
【００１２】
本発明においては、 前記ローダーの搬送アームとその上で待機中のマスクとの間の位置関係を計測しておき、該マスクを前記マスクステージ上に搭載する際に前記位置関係の計測結果を用いてマスク搭載位置を補正することが好ましい。マスクアライメント（位置合わせ時間）を短縮でき、スループットが向上する。
【００１３】
本発明においては、 前記ローダーで待機しているマスクの温度を制御して、露光中の温度上昇に対応するエネルギーを与えれば、待機中のマスクの温度低下を防ぐことができる。したがって、マスクの熱変形を低減でき、露光精度が向上する。
【００１４】
本発明の露光装置は、 感応基板上に転写すべきパターンを有するマスクを載置するマスクステージと、 該マスクステージにマスクを搭載するローダーと、を備える露光装置であって、 露光待機中のマスクを前記ローダー上で待機させることを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の態様の露光装置は、 感応基板上に転写すべきパターンを有するマスクを載置するマスクステージと、 該マスクステージにマスクを搭載するローダーと、を備える露光装置であって、 前記ローダーの搬送アームとその上で待機中のマスクとの間の位置関係を計測する手段を備え、 該マスクを前記マスクステージ上に搭載する際に前記位置関係計測手段の計測結果を用いてマスク搭載位置を補正することを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の態様の露光装置は、 感応基板上に転写すべきパターンを有するマスクを載置するマスクステージと、 該マスクステージにマスクを搭載するローダーと、を備える露光装置であって、 前記ローダー上で待機中のマスクの温度を計測する手段及び該マスクの温度を制御する手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の態様の露光装置は、 感応基板上に転写すべきパターンを有するマスクを載置するマスクステージと、 該マスクステージにマスクを搭載するローダーと、を備える露光装置であって、 前記ローダーが複数のエンドエフェクターを有することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、電子線露光装置全体の構成と結像関係の概要について説明する。
図５は、電子線露光装置（分割転写方式）の構成例を模式的に示す図である。光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１の下方には、コンデンサレンズ２及び照明レンズ３が備えられており、電子線は、これらのレンズ２、３を通って、マスク１０を照明する。
【００１９】
これらのレンズ２、３を主な構成要素とする照明光学系中には、図示されていないが、照明ビーム成形開口やブランキング偏向器、ブランキング開口、照明ビーム偏向器等が配置されている。照明光学系において成形された照明ビームＩＢは、マスク１０上で順次走査され、照明光学系の視野内にあるマスク１０の各サブフィールドの照明を行う。
【００２０】
マスク１０は多数のサブフィールドを有し、移動可能なマスクステージ１１に載置されている。マスクステージ１１を光軸垂直面内で移動させることにより、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるマスク上の各サブフィールドを照明する。
【００２１】
マスク１０の下方には第１投影レンズ１５、第２投影レンズ１９、及び、収差補正や像位置調整に用いられる偏向器１６（１６−１〜１６−６）が設けられている。マスク１０の一つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ（感応基板）２３上の所定の位置に結像される。ウェハ２３上には適当なレジストが塗布されており、レジスト上に電子線のドーズが与えられ、マスク１０上のパターンが縮小（一例で１／４）されてウェハ２３上に転写される。なお、投影光学系中には、図示は省略されているが、各種の収差補正レンズや倍率・形状補正レンズも設けられている。
【００２２】
マスク１０とウェハ２３の間を縮小率比で内分する点にクロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、同クロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けられている。同開口１８は、マスク１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に達しないように遮断する。
【００２３】
ウェハ２３は、静電チャックを介してＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されている。マスクステージ１１とウェハステージ２４とを互いに逆方向に同期走査することにより、投影光学系の視野を越えて広がるデバイスパターンの各部を順次露光することができる。
【００２４】
次に、本発明に係る露光装置に使用されるマスクローダーについて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る露光装置のマスク搬送装置（ローダー）の構造を模式的に示す平面図である。
ローダー５０は、露光装置のチャンバ８０内に設置されており、チャンバ８０内のマスクストッカ６１とマスクステージ１１との間でマスクを搬送する。この例では、ウェハ２３に露光すべき１つのパターンが２枚のマスクＡ、Ｂに分割されている場合を示す。
ローダー５０は、第１アーム部材５１と、第２アーム部材５３と、第３アーム部材５５とから構成される。第３アーム部材５５の一端は露光装置内に固定された台座５７に回転可能に取り付けられ、他端は第２アーム部材５３の一端に回転可能に接続している。第２アーム部材５３の他端は、第１アーム部材５１の中央に回転可能に接続している。
【００２５】
第１アーム部材５１は直線状で、その両端には、各々エンドエフェクタ（手）５９が設けられている。このエンドエフェクタ５９にマスクが載せられる。各アーム部材は接続部を中心に回転して、マスクをエンドエフェクタ５９に載せてマスクストッカ６１とマスクステージ１１との間で搬送する。
【００２６】
このローダー５０を用いてマスクを露光する手順を説明する。
まず、エンドエフェクタ５９−１でマスクＡをマスクストッカ６１から取り出し、次に、第１アーム部材５１を回転させて、エンドエフェクタ５９−２でマスクＢをマスクストッカ６１から取り出す。そして、マスクＡをマスクステージ１１に搬送し、同ステージ上に載置してマスクＡの露光を行う。マスクＡの露光が終了すると、マスクＡをエンドエフェクタ５９−１でマスクステージ１１から取り出す。そして、第１アーム部材５１を回転させて、エンドエフェクタ５９−２でマスクＢをマスクステージ１１に搬送し、同ステージ上に載置してマスクＢの露光を行う。これにより、マスクＡとマスクＢからなる一つのパターンを１枚のウェハに露光できる。なお、この間、マスクＡはエンドエフェクタ５９−１上で待機している。
【００２７】
そして、露光終了後のウェハを次のウェハに交換する。この間、マスクＢはマスクステージ１１上で待機している。次のウェハがウェハステージに載置されると、今度は、最初にマスクＢの露光が行われる。そして、マスクＢの露光終了後、第１アーム部材５１を回転させてエンドエフェクタ５９−１上で待機していたマスクＡをマスクステージ１１に載置する。このように、ＡＢＢＡＡＢＢＡＡＢＢＡ…の順序でマスクをマスクステージ１１に搬送して、露光する。これにより、露光終了後のマスクをいったんマスクストッカ６１に戻したり、同ストッカから取り出す操作が必要なくなるため、マスク交換時間を短縮できる。
【００２８】
なお、この例では、ウェハ１枚ごとにマスクＡとマスクＢを交換していたが、１ロット（例えば１２枚）のウェハについては、全てのウェハにマスクＡの転写を終了した後、マスクＡを待機中のマスクＢと交換して、全てのウェハにマスクＢを転写してもよい。つまり、ＡＡＡＡＡ…ＡＢＢＢＢＢ…Ｂの順序とする。この場合もマスク交換時間を短縮できる。
【００２９】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る露光装置のマスク搬送装置の構造を模式的に示す平面図である。
この例のローダー５０’は、第１アーム部材５１が十字状で、４つのエンドエフェクタ５９−１〜４が等角度で配置されている。このようにエンドエフェクタを４個設けることにより、最大で３枚のマスクＢ、Ｃ、Ｄを待機させておくことができる。
【００３０】
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る露光装置のマスク搬送装置の構造を模式的に示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は一部を示す平面図、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）の側面図である。
この例のローダー５０’’は、図１のローダーとほぼ同様の構成を有するが、マスクとエンドエフェクタ５９の各々に位置検出用マーク６３、６５が設けられている。そして、待機位置にあるエンドエフェクタ５９の下方に、マーク位置検出センサ６７が配置されている。マーク位置検出センサ６７としては、例えば画像処理方式の顕微鏡センサを使用できる。
【００３１】
あるマスク（Ａ）が待機中のとき、マーク位置検出センサ６７でマスクＡとエンドエフェクタ５９の各マーク６３、６５の位置を検出して、マスクＡとエンドエフェクタ５９の相対位置関係を求めておく。そして、待機中のマスクＡをマスクステージ１１に搬送する際に、得られた位置関係に基づいてマスクステージ１１をＸＹ方向に移動させて、マスクＡを所定の位置に位置決めする。
【００３２】
一般に、マスクＡの位置は、アーム５１の回転によってはずれず、主にマスクＡの載せ降ろしによってずれる。このため、マスクＡのマスクステージ１１とエンドエフェクタ５９との間の載せ降ろしの繰り返しによって、マスクの位置ずれが徐々に発生する。そこで、待機中のマスクＡとエンドエフェクタ５９の相対位置関係を予め求めておき、このマスクＡをマスクステージ１１に位置決めする際に、エンドエフェクタ５９とマスクステージ１１との位置関係に基づいて、マスクＡが所定の位置となるようにマスクステージ１１をＸＹ方向に移動させる。
【００３３】
この例においては、マスクのマスクステージ上への設置精度が向上し、マスクステージ上でのマスク位置合わせ時間を短縮できる。
【００３４】
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る露光装置のマスク搬送装置の構造を模式的に示す図であり、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は一部を示す側面図である。
この例のローダー５０’’’は、図１のローダーとほぼ同様の構成を有するが、待機位置にあるエンドエフェクタ５９の下方に、非接触温度センサ７１と非接触加熱手段７３が配置されている。非接触温度センサ７１は、待機中のマスクＡの温度を計測し、非接触加熱手段７３は同マスクＡを加熱する。非接触温度センサ７１としては、例えば放射温度計を使用できる。非接触加熱手段７３としては、例えば加熱用ランプを使用できる。
【００３５】
マスクＡは、露光中は、露光ビームを若干吸収して温度上昇するが、待機中ではその熱が発散して温度が低下する。そこで、待機中のマスクＡの温度を非接触温度センサ７１で計測し、温度がマスクステージ上のマスクの温度より低下した場合、加熱用ランプ７３でマスクＡの温度を上昇させる。これにより、マスクＡは露光中と待機中でほぼ同じ温度に維持され、露光開始後のマスクの温度上昇勾配を小さくできる。このため、熱によるマスクの変形が起こらず、露光精度が向上する。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、マスクステージ上に搭載していないマスクを、ローダー上で待機させることにより、マスク交換時間を短縮でき、露光装置のスループットを向上できる。さらに、ローダーの作動時間を短くできるため、ローダーの作動に伴う振動の発生や磁場の外乱を最小に抑えることができ、パターン精度への影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る露光装置のマスク搬送装置（ローダー）の構造を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る露光装置のマスク搬送装置の構造を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る露光装置のマスク搬送装置の構造を模式的に示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は一部を示す平面図、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）の側面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る露光装置のマスク搬送装置の構造を模式的に示す図であり、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は一部を示す側面図である。
【図５】電子線露光装置（分割転写方式）の構成例を模式的に示す図である。
【図６】従来の電子ビーム露光装置の露光装置におけるマスク搬送装置を模式的に説明するための平面図である。
【符号の説明】
１１ マスクステージ
５０ ローダー ５１ 第１アーム部材
５３ 第２アーム部材 ５５ 第３アーム部材
５７ 台座 ５９ エンドエフェクタ
６１ マスクストッカ ６３ 位置検出用マーク
６５ 位置面出用マーク ６７ マーク位置検出センサ
７１ 非接触温度センサ ７３ 非接触加熱手段
８０ チャンバ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus for a semiconductor integrated circuit and the like. In particular, the present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus in which the transport of a mask is improved.
[0002]
[Prior art]
In an apparatus such as an electron beam exposure apparatus that performs exposure under a vacuum (reduced pressure) atmosphere, a mask or a sensitive substrate is pre-processed from a cassette containing a mask (reticle) or a sensitive substrate (wafer) to a pre-aligner device or the like. Then, the wafer is transferred from the pre-processing apparatus to the exposure chamber of the exposure apparatus. The cassette is under normal pressure and atmosphere, and the pretreatment device and the exposure device are under vacuum atmosphere.
[0003]
FIG. 6 is a plan view schematically illustrating a mask transport device in an exposure apparatus of a conventional electron beam exposure apparatus.
In the exposure chamber of the exposure apparatus of this example, a mask stocker 61 accommodating a plurality of preprocessed masks and a mask loader 100 are arranged. In the exposure chamber, the mask is conveyed from the mask stocker 61 to the mask stage 11 in the exposure chamber by the loader 100, is placed on the stage 11, and is subjected to exposure transfer. The loader 100 includes a first arm 101, a second arm 103 rotatably connected to the arm 101, and a third arm 105 rotatably connected to the arm 103. The first arm 101 is provided with an end effector (hand) 109.
[0004]
In the transport apparatus as described above, the masks are transported one by one from the mask stocker 61 to the mask stage 11 by the loader 100. Also, when the image is returned from the mask stage 11 to the mask stocker 61 after the transfer is completed, the sheets are transported one by one.
[0005]
By the way, when the device pattern to be exposed is too large to fit in one mask, the pattern is divided into two (or more) masks. Also, when performing so-called complementary division of a pattern, two masks are used to expose one layer of the device pattern.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the case where one pattern is formed on a plurality of masks, it is necessary to replace the mask in the middle of transferring the pattern to one wafer. Since the transport of the masks is performed one by one as described above, it takes time to exchange the masks. As a result, the throughput of the entire apparatus decreases.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an exposure method and an exposure apparatus improved so that mask replacement can be performed efficiently.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an exposure method according to the present invention includes an exposure method for transferring a pattern onto a sensitive substrate by using a plurality of masks for exposing one layer of a device pattern formed on one sensitive substrate. Wherein, among the plurality of masks, a mask not mounted on a mask stage of an exposure apparatus is made to stand by on a mask transport device (loader).
Since it is not necessary to transport the mask from the cassette for each exposure, the mask replacement time can be reduced, and the throughput of the exposure apparatus can be improved. Furthermore, since the operation time of the loader can be shortened, the generation of vibration and disturbance of the magnetic field due to the operation of the loader can be minimized, and the influence on the pattern accuracy can be reduced. The type of energy beam used for exposure is not limited, and light, ultraviolet light, X-ray, electron beam, ion beam, or the like can be used. In addition, the method of exposure is not limited, and the present invention can be applied to reduced projection exposure, close proximity transfer, drawing method, and the like.
[0009]
In the present invention, exposure can be performed while exchanging the mask on the mask stage and the mask on standby during the exposure of one sensitive substrate. For example, when exposing two complementary masks A and B, exchanging the two masks with ABBAABBAABB... While exchanging the two masks can reduce the number of mask exchanges. As a result, the throughput of the entire apparatus can be improved, and the number of times of operation of the loader can be reduced, so that the generation of vibrations and disturbance of the magnetic field due to the operation of the loader can be minimized, and the pattern accuracy can be improved.
[0010]
In the present invention, if the transfer is performed using the first mask for all the chips on one sensitive substrate, and then the mask is replaced and the transfer is performed for all the chips using the second mask, The number of mask replacements can be reduced.
[0011]
In the present invention, transfer is performed using the first mask for all the chips on the plurality of sensitive substrates, and then the mask is replaced, and all the chips on the plurality of sensitive substrates are replaced using the second mask. Transfer can be performed. That is, the mask A is transferred to all the sensitive substrates of one lot (for example, 12), and then the mask B is transferred to all the sensitive substrates of the same lot (AAAAA... ABBBBBB. The number of times can be reduced.
[0012]
In the present invention, the positional relationship between the transfer arm of the loader and the mask waiting on the loader is measured, and the measurement result of the positional relationship is used when the mask is mounted on the mask stage. It is preferable to correct the mask mounting position by using the above method. Mask alignment (positioning time) can be reduced, and throughput can be improved.
[0013]
In the present invention, by controlling the temperature of the mask on standby by the loader and applying energy corresponding to the temperature increase during exposure, the temperature of the mask on standby can be prevented from lowering. Therefore, thermal deformation of the mask can be reduced, and exposure accuracy can be improved.
[0014]
An exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus comprising: a mask stage on which a mask having a pattern to be transferred onto a sensitive substrate is mounted; and a loader for mounting the mask on the mask stage. On the loader.
[0015]
An exposure apparatus according to another aspect of the present invention is an exposure apparatus including: a mask stage for mounting a mask having a pattern to be transferred onto a sensitive substrate; and a loader for mounting the mask on the mask stage. Means for measuring a positional relationship between a transfer arm of the loader and a mask waiting on the loader, and mounting the mask using the measurement result of the positional relation measuring means when mounting the mask on the mask stage The position is corrected.
[0016]
An exposure apparatus according to another aspect of the present invention is an exposure apparatus including: a mask stage for mounting a mask having a pattern to be transferred onto a sensitive substrate; and a loader for mounting the mask on the mask stage. The apparatus is characterized by comprising means for measuring the temperature of the mask waiting on the loader and means for controlling the temperature of the mask.
[0017]
An exposure apparatus according to another aspect of the present invention is an exposure apparatus including: a mask stage for mounting a mask having a pattern to be transferred onto a sensitive substrate; and a loader for mounting the mask on the mask stage. The loader has a plurality of end effectors.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, description will be made with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the electron beam exposure apparatus and the outline of the imaging relationship will be described.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration example of an electron beam exposure apparatus (split transfer method). The electron gun 1 arranged at the uppermost stream of the optical system emits an electron beam downward. A condenser lens 2 and an illumination lens 3 are provided below the electron gun 1, and the electron beam illuminates the mask 10 through these lenses 2 and 3.
[0019]
Although not shown, an illumination beam shaping aperture, a blanking deflector, a blanking aperture, an illumination beam deflector, and the like are arranged in the illumination optical system having these lenses 2 and 3 as main components. . The illumination beam IB shaped in the illumination optical system is sequentially scanned on the mask 10 to illuminate each subfield of the mask 10 within the field of view of the illumination optical system.
[0020]
The mask 10 has a number of subfields and is mounted on a movable mask stage 11. By moving the mask stage 11 in the plane perpendicular to the optical axis, each subfield on the mask that extends over a wider range than the field of view of the illumination optical system is illuminated.
[0021]
Below the mask 10, a first projection lens 15, a second projection lens 19, and a deflector 16 (16-1 to 16-6) used for aberration correction and image position adjustment are provided. The electron beam passing through one subfield of the mask 10 is imaged at a predetermined position on a wafer (sensitive substrate) 23 by the projection lenses 15 and 19 and the deflector 16. An appropriate resist is applied on the wafer 23, a dose of an electron beam is given on the resist, and the pattern on the mask 10 is reduced (for example, １ ／) and transferred onto the wafer 23. Although not shown, the projection optical system also includes various aberration correction lenses and magnification / shape correction lenses.
[0022]
A crossover C.C. O. Are formed, and a contrast opening 18 is provided at the crossover position. The opening 18 blocks the electron beam scattered by the non-pattern portion of the mask 10 from reaching the wafer 23.
[0023]
The wafer 23 is placed on a wafer stage 24 that can move in the X and Y directions via an electrostatic chuck. By synchronously scanning the mask stage 11 and the wafer stage 24 in directions opposite to each other, each part of the device pattern extending beyond the field of view of the projection optical system can be sequentially exposed.
[0024]
Next, a mask loader used in the exposure apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view schematically showing a structure of a mask transport device (loader) of the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The loader 50 is installed in the chamber 80 of the exposure apparatus, and transports a mask between the mask stocker 61 and the mask stage 11 in the chamber 80. This example shows a case where one pattern to be exposed on the wafer 23 is divided into two masks A and B.
The loader 50 includes a first arm member 51, a second arm member 53, and a third arm member 55. One end of the third arm member 55 is rotatably attached to a pedestal 57 fixed in the exposure apparatus, and the other end is rotatably connected to one end of the second arm member 53. The other end of the second arm member 53 is rotatably connected to the center of the first arm member 51.
[0025]
The first arm member 51 has a linear shape, and an end effector (hand) 59 is provided at each end thereof. A mask is placed on the end effector 59. Each arm member rotates about the connection portion, and places the mask on the end effector 59 to carry the mask between the mask stocker 61 and the mask stage 11.
[0026]
A procedure for exposing a mask using the loader 50 will be described.
First, the mask A is taken out of the mask stocker 61 by the end effector 59-1, and then the first arm member 51 is rotated, and the mask B is taken out of the mask stocker 61 by the end effector 59-2. Then, the mask A is conveyed to the mask stage 11 and mounted on the stage to expose the mask A. When the exposure of the mask A is completed, the mask A is taken out of the mask stage 11 by the end effector 59-1. Then, the first arm member 51 is rotated, and the mask B is conveyed to the mask stage 11 by the end effector 59-2, and is mounted on the stage to perform exposure of the mask B. Thereby, one pattern including the mask A and the mask B can be exposed on one wafer. During this time, the mask A is on standby on the end effector 59-1.
[0027]
Then, the wafer after the exposure is replaced with the next wafer. During this time, the mask B is waiting on the mask stage 11. When the next wafer is placed on the wafer stage, the mask B is exposed first. After the exposure of the mask B is completed, the first arm member 51 is rotated, and the mask A waiting on the end effector 59-1 is placed on the mask stage 11. In this manner, the mask is transported to the mask stage 11 in the order of ABBAABBAABBA. This eliminates the need to temporarily return the mask after the exposure to the mask stocker 61 or take out the mask from the stocker 61, thereby reducing the mask replacement time.
[0028]
In this example, the mask A and the mask B were exchanged for each wafer. However, for one lot (for example, 12) wafers, after the transfer of the mask A to all the wafers, the mask A May be replaced with the mask B on standby, and the mask B may be transferred to all wafers. In other words, the order is AAAAA ... ABBBBB ... B. Also in this case, the mask replacement time can be reduced.
[0029]
FIG. 2 is a plan view schematically showing the structure of the mask transport device of the exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention.
In the loader 50 'of this example, the first arm member 51 has a cross shape, and four end effectors 59-1 to 5-4 are arranged at equal angles. By providing four end effectors in this way, up to three masks B, C, and D can be kept on standby.
[0030]
3A and 3B are diagrams schematically showing the structure of a mask transport device of an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3A is a plan view, and FIG. FIG. 3C is a side view of FIG. 3B.
The loader 50 ″ of this example has substantially the same configuration as the loader of FIG. 1, except that the mask and the end effector 59 are provided with position detection marks 63 and 65, respectively. A mark position detection sensor 67 is disposed below the end effector 59 at the standby position. As the mark position detection sensor 67, for example, a microscope sensor of an image processing method can be used.
[0031]
When a certain mask (A) is on standby, the position of each of the marks 63 and 65 of the mask A and the end effector 59 is detected by the mark position detection sensor 67, and the relative positional relationship between the mask A and the end effector 59 is obtained. . Then, when transferring the waiting mask A to the mask stage 11, the mask stage 11 is moved in the XY directions based on the obtained positional relationship, and the mask A is positioned at a predetermined position.
[0032]
In general, the position of the mask A does not deviate due to the rotation of the arm 51, but mainly deviates when the mask A is loaded and unloaded. For this reason, the positional displacement of the mask A gradually occurs due to the repeated loading and unloading of the mask A between the mask stage 11 and the end effector 59. Therefore, the relative positional relationship between the waiting mask A and the end effector 59 is determined in advance, and when positioning the mask A on the mask stage 11, the mask is determined based on the positional relationship between the end effector 59 and the mask stage 11. The mask stage 11 is moved in the X and Y directions so that A is at a predetermined position.
[0033]
In this example, the placement accuracy of the mask on the mask stage is improved, and the mask positioning time on the mask stage can be shortened.
[0034]
FIG. 4 is a diagram schematically showing a structure of a mask transport device of an exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view, and FIG. FIG.
The loader 50 ′ ″ of this example has substantially the same configuration as the loader of FIG. 1, but a non-contact temperature sensor 71 and a non-contact heating unit 73 are arranged below the end effector 59 at the standby position. . The non-contact temperature sensor 71 measures the temperature of the mask A on standby, and the non-contact heating means 73 heats the mask A. As the non-contact temperature sensor 71, for example, a radiation thermometer can be used. As the non-contact heating means 73, for example, a heating lamp can be used.
[0035]
During the exposure, the mask A slightly absorbs the exposure beam and rises in temperature. However, in the standby state, the heat is radiated to lower the temperature. Therefore, the temperature of the mask A in the standby state is measured by the non-contact temperature sensor 71, and when the temperature is lower than the temperature of the mask on the mask stage, the temperature of the mask A is increased by the heating lamp 73. As a result, the mask A is maintained at substantially the same temperature during exposure and during standby, and the temperature rise gradient of the mask after the start of exposure can be reduced. Therefore, the mask does not deform due to heat, and the exposure accuracy is improved.
[0036]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, a mask not mounted on the mask stage is made to stand by on the loader, so that the mask replacement time can be reduced and the throughput of the exposure apparatus can be improved. Further, since the operation time of the loader can be shortened, generation of vibrations and disturbance of the magnetic field due to the operation of the loader can be minimized, and the influence on the pattern accuracy can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a structure of a mask transport device (loader) of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a structure of a mask transport device of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams schematically showing a structure of a mask transport device of an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. FIG. 3C is a side view of FIG. 3B.
FIG. 4 is a view schematically showing a structure of a mask transport device of an exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 4 (A) is a plan view and FIG. FIG.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration example of an electron beam exposure apparatus (split transfer method).
FIG. 6 is a plan view schematically illustrating a mask transport device in an exposure apparatus of a conventional electron beam exposure apparatus.
[Explanation of symbols]
11 Mask Stage 50 Loader 51 First Arm Member 53 Second Arm Member 55 Third Arm Member 57 Pedestal 59 End Effector 61 Mask Stocker 63 Position Detection Mark 65 Position Surface Mark 67 Mark Position Detection Sensor 71 Non-Contact Temperature Sensor 73 Non-contact heating means 80 chamber

Claims (10)

１枚の感応基板上に形成するデバイスパターンの１つのレイヤーの露光に複数枚のマスクを用いてパターンを前記感応基板上に転写する露光方法であって、
前記複数枚のマスクのうち露光装置のマスクステージ上に搭載していないマスクを、前記マスクの搬送装置（ローダー）上で待機させることを特徴とする露光方法。An exposure method for transferring a pattern onto the sensitive substrate by using a plurality of masks for exposing one layer of a device pattern formed on one sensitive substrate,
An exposure method, wherein a mask that is not mounted on a mask stage of an exposure apparatus among the plurality of masks is made to stand by on a transfer apparatus (loader) for the mask. １枚の感応基板の露光の途中で前記マスクステージ上のマスクと前記待機中のマスクを交換しながら露光することを特徴とする請求項１記載の露光方法。2. The exposure method according to claim 1, wherein the exposure is performed while exchanging the mask on the mask stage and the mask on standby during the exposure of one sensitive substrate. １枚の感応基板上の全チップにつき１番目のマスクを用いて転写を行い、その後にマスク交換して２番目のマスクを用いて全チップにつき転写を行うことを特徴とする請求項１記載の露光方法。2. The method according to claim 1, wherein the transfer is performed using the first mask for all chips on one sensitive substrate, and then the mask is replaced and the transfer is performed for all chips using the second mask. Exposure method. 複数枚の感応基板上の全チップにつき１番目のマスクを用いて転写を行い、その後にマスク交換して２番目のマスクを用いて該複数枚の感応基板上の全チップにつき転写を行うことを特徴とする請求項１記載の露光方法。The transfer is performed using the first mask for all the chips on the plurality of sensitive substrates, and then the mask is replaced, and the transfer is performed for all the chips on the plurality of sensitive substrates using the second mask. The exposure method according to claim 1, wherein: 前記ローダーの搬送アームとその上で待機中のマスクとの間の位置関係を計測しておき、該マスクを前記マスクステージ上に搭載する際に前記位置関係の計測結果を用いてマスク搭載位置を補正することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の露光方法。The positional relationship between the transfer arm of the loader and the mask waiting on the loader is measured, and when the mask is mounted on the mask stage, the mask mounting position is determined using the measurement result of the positional relationship. The exposure method according to claim 1, wherein the correction is performed. 前記ローダーで待機しているマスクの温度を制御することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の露光方法。The exposure method according to any one of claims 1 to 4, wherein a temperature of the mask waiting by the loader is controlled. 感応基板上に転写すべきパターンを有するマスクを載置するマスクステージと、
該マスクステージにマスクを搭載するローダーと、
を備える露光装置であって、
露光待機中のマスクを前記ローダー上で待機させることを特徴とする露光装置。A mask stage for mounting a mask having a pattern to be transferred on the sensitive substrate,
A loader for mounting a mask on the mask stage,
An exposure apparatus comprising:
An exposure apparatus wherein a mask waiting for exposure is made to wait on the loader. 感応基板上に転写すべきパターンを有するマスクを載置するマスクステージと、
該マスクステージにマスクを搭載するローダーと、
を備える露光装置であって、
前記ローダーの搬送アームとその上で待機中のマスクとの間の位置関係を計測する手段を備え、
該マスクを前記マスクステージ上に搭載する際に前記位置関係計測手段の計測結果を用いてマスク搭載位置を補正することを特徴とする露光装置。A mask stage for mounting a mask having a pattern to be transferred on the sensitive substrate,
A loader for mounting a mask on the mask stage,
An exposure apparatus comprising:
Means for measuring a positional relationship between the transfer arm of the loader and a mask on standby thereon,
An exposure apparatus, wherein when mounting the mask on the mask stage, the mask mounting position is corrected using the measurement result of the positional relationship measuring means. 感応基板上に転写すべきパターンを有するマスクを載置するマスクステージと、
該マスクステージにマスクを搭載するローダーと、
を備える露光装置であって、
前記ローダー上で待機中のマスクの温度を計測する手段及び該マスクの温度を制御する手段を備えることを特徴とする露光装置。A mask stage for mounting a mask having a pattern to be transferred on the sensitive substrate,
A loader for mounting a mask on the mask stage,
An exposure apparatus comprising:
An exposure apparatus comprising: means for measuring the temperature of a mask waiting on the loader; and means for controlling the temperature of the mask. 感応基板上に転写すべきパターンを有するマスクを載置するマスクステージと、
該マスクステージにマスクを搭載するローダーと、
を備える露光装置であって、
前記ローダーが複数のエンドエフェクターを有することを特徴とする露光装置。A mask stage for mounting a mask having a pattern to be transferred on the sensitive substrate,
A loader for mounting a mask on the mask stage,
An exposure apparatus comprising:
An exposure apparatus, wherein the loader has a plurality of end effectors.
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