JP2009016388A - Original transfer device, exposure device, and method for manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原版搬送装置、該原版搬送装置を備える露光装置、および、該露光装置を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an original transport apparatus, an exposure apparatus including the original transport apparatus, and a device manufacturing method for manufacturing a device using the exposure apparatus.
半導体デバイス等のデバイスの製造のためのリソグラフィー工程において露光装置が使用される。露光装置は、原版ステージに保持された原版のパターンを投影光学系によって基板に投影して該基板を露光する。これによって、原版のパターンが基板上の感光剤に転写される。原版は、原版搬送機構によって原版ステージに提供され、および/または、原版ステージから回収される。 An exposure apparatus is used in a lithography process for manufacturing a device such as a semiconductor device. The exposure apparatus projects the pattern of the original held on the original stage onto the substrate by the projection optical system to expose the substrate. Thereby, the pattern of the original plate is transferred to the photosensitive agent on the substrate. The original is provided to the original stage by the original transport mechanism and / or collected from the original stage.
特許文献1には、基板の一方の面を吸着する第1保持部と、基板の他方の面に当接して基板を支持する第2保持部と、基板を吸着した第1保持部を前記第2保持部側に押し付ける手段とを備える基板保持機構が開示されている。特許文献1における基板とは、例えば、レチクル(原版)である。
予め位置決めされた原版を原版搬送装置によって原版ステージに提供する場合を考える。原版搬送機構は、その保持機構によって原版を保持し該保持機構を移動させることによって原版ステージの所定位置まで原版を搬送して原版ステージに渡す。この過程において、保持機構に対する原版の位置が変化したとすると、原版ステージに渡される段階で原版の位置決め精度が低下することになる。特許文献1には、原版の搬送の際における位置決め精度を考慮した具体的な構成は開示されていない。
Consider a case where a pre-positioned original is provided to an original stage by an original conveying device. The original conveyance mechanism holds the original by the holding mechanism and moves the original to a predetermined position of the original stage by moving the holding mechanism and delivers the original to the original stage. In this process, if the position of the original plate with respect to the holding mechanism is changed, the positioning accuracy of the original plate is lowered at the stage of passing to the original plate stage.
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、例えば、原版の搬送に起因した原版の位置決め精度の低下を低減することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of the above-mentioned problem recognition, and an object of the present invention is, for example, to reduce a decrease in the positioning accuracy of the original plate due to the conveyance of the original plate.
本発明の1つの側面は、原版を搬送する原版搬送装置に係り、前記原版搬送装置は、前記原版を保持する保持機構と、前記保持機構を移動させる駆動機構とを備える。前記保持機構は、第1端および第2端を有する第1板バネと、第1端および第2端を有する第2板バネと、前記第1板バネおよび前記第2板バネが水平方向かつ互いに反対方向に延びるように前記第1板バネおよび前記第2板バネのそれぞれの第1端を支持するベースと、鉛直方向に移動の自由度を有するように前記第1板バネの第2端によって支持されて前記原版の上面を吸着する第1吸着部と、鉛直方向に移動の自由度を有するように前記第2板バネの第2端によって支持されて前記原版の上面を吸着する第2吸着部とを備える。 One aspect of the present invention relates to an original conveying apparatus that conveys an original, and the original conveying apparatus includes a holding mechanism that holds the original and a drive mechanism that moves the holding mechanism. The holding mechanism includes a first leaf spring having a first end and a second end, a second leaf spring having a first end and a second end, and the first leaf spring and the second leaf spring in a horizontal direction. A base that supports the first ends of the first leaf spring and the second leaf spring so as to extend in directions opposite to each other, and a second end of the first leaf spring so as to have a freedom of movement in the vertical direction. A first suction portion that is supported by the first suction portion and sucks the upper surface of the original plate; and a second suction portion that is supported by the second end of the second leaf spring so as to have a freedom of movement in the vertical direction. An adsorption part.
本発明によれば、例えば、原版の搬送に起因した原版の位置決め精度の低下を低減することができる。 According to the present invention, for example, a decrease in the positioning accuracy of the original plate due to the conveyance of the original plate can be reduced.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を模式的に示す図である。照明光学系1から出射された光束によって、不図示の位置決め機構によって位置決めされる原版ステージ2によって保持された原版(レチクル)Rが照明される。照明された原版Rのパターンは、投影光学系3によって基板Wに投影され、これによって基板Wが露光され、基板W上の感光剤に原版Rのパターンが転写される。基板Wは、不図示の位置決め機構によって位置決めされる基板ステージ4によって保持される。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. An original (reticle) R held by an original stage 2 positioned by a positioning mechanism (not shown) is illuminated by a light beam emitted from the illumination
原版Rは、予備位置決めステージ5で位置決めされ、露光位置とは異なる原版受渡し位置に移動してきた原版ステージ2に対して、原版搬送装置6によって搬送される。原版ステージ2の原版保持部と予備位置決めステージ5の原版保持部は同じ高さを有するように構成または調整される。なお、図1では、原版ステージ2は露光位置にあり、原版交換時には−Y方向に移動する。
The original R is positioned by the
図2は、本発明の好適な実施形態の原版搬送装置6の概略構成を示す図である。原版搬送装置6は、原版を保持する保持機構20と、保持機構20を移動させる駆動機構7とを備える。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the
図2に示す実施形態では、原版搬送装置6は、2つの保持機構20を備える。2つの保持機構20は、アーム30の両端に配置されている。駆動機構7は、アーム30を旋回および昇降させる機構を含む。駆動機構7の旋回機構の回転軸は、予備位置決めステージ5の原版保持部と原版ステージ2の原版保持部との中間点に位置する。駆動機構7がアーム30を旋回させることによって、予備位置決めステージ5の原版保持部に置かれた原版を原版ステージ2の原版保持部に置くこと、および、原版ステージ2の原版保持部に置かれた原版を予備位置決めステージ5の原版保持部に置くことができる。1つの保持機構20によって予備位置決めステージ5の原版保持部の上の原版を保持し、他の保持機構20によって原版ステージ2の原版保持部の上の原版を保持してアーム30を旋回させることによって2つの原版を入れ替えることができる。
In the embodiment shown in FIG. 2, the
図3は、原版搬送装置6の保持機構20の概略構成を示す図である。保持機構20は、第1板バネ101と、第2板バネ102と、ベース8と、第1吸着部91と、第2吸着部92とを含む。第1板バネ101は、第1端101aおよび第2端101bを有する。第2板バネ102は、第1端102aおよび第2端102bを有する。ベース8は、第1板バネ101および第2板バネ102が水平方向かつ互いに反対方向に延びるように第1板バネ101の第1端101a、第2板バネ102の102aをそれぞれ第1凸部81、第2凸部82で支持する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
第1吸着部91は、鉛直方向に移動の自由度を有するように第1板バネ101の第2端101bによって支持されて原版Rの上面を吸着する。第2吸着部92は、鉛直方向に移動の自由度を有するように第2板バネ102の第2端102bによって支持されて原版Rの上面を吸着する。第1吸着部91、第2吸着部92は、水平方向に延びた板バネ101、102によって支持されているので、水平方向の移動の自由度が与えられていない。したがって、第1吸着部91、第2吸着部92によって吸着された原版Rは、鉛直方向には移動の自由度を有するが、水平方向には移動の自由度を有しないので、水平方向の位置決め精度が維持された状態で搬送される。
The
水平方向の位置決め精度を更に高く維持するために、第1吸着部91、第2吸着部92の水平方向における位置を規制しつつ第1吸着部91、第2吸着部92の鉛直方向における移動を許す第1ガイド121、第2ガイド122を更に備えることが好ましい。
In order to maintain higher positioning accuracy in the horizontal direction, the
第1吸着部91および第2吸着部92の鉛直方向における自由度は、例えば、原版Rに対してその上方から第1吸着部91および第2吸着部92が接近して原版Rに当接した際に原版Rに加わる衝撃の低減に寄与する。第1吸着部91および第2吸着部92の鉛直方向における自由度は、更に、後述の下面支持部11と協働して原版Rを支持することにも寄与する。
The degree of freedom in the vertical direction of the
吸着部91、92は、例えば、セラミックス、金属、樹脂などで構成されうる。吸着部91、92による原版Rの吸着は、例えば、真空吸着、静電吸着によってなされうる。或いは、吸着部91、92は、ベルヌーイチャックを含んで構成されてもよい。吸着部91、92は、原版Rを保持していないときは、ベース8に着座している。
The
保持機構20は、更に、原版Rの下面を支持する一対の下面支持部11、11を備えることが好ましい。一対の下面支持部11、11は、開閉機構12によって開閉される。換言すると、一対の下面支持部11、11の間隔は、開閉機構12によって調整される。下面支持部11は、原版Rを吸着する機構を有することが好ましいが、有しなくてもよい。
The
下面支持部11によって原版Rの下面が支持されている状態において、変形した第1板バネ101および第2板バネ102が復元力により第1吸着部91および第2吸着部92を原版Rに押し付ける。下面支持部11は、y方向における原版Rの位置を規制する機能をも有する。
In a state where the lower surface of the original plate R is supported by the lower
保持機構20は、原版Rの水平方向(x方向)への移動を規制する規制部13を更に備えることが好ましい。
The
図4は、本発明の好適な実施形態の原版搬送装置6によって原版ステージ2の上の原版Rを回収する手順を示す図である。なお、図4は、原版搬送装置6の大雑把な動作を説明することを目的とする図であるので、保持機構20は、模式化されている。
FIG. 4 is a diagram showing a procedure for collecting the original R on the original stage 2 by the
まず、図4(a)に示すように、一対の下面支持部11が開いた状態で保持機構20が下降を開始する。一対の下面支持部11が開いた状態では、原版Rと下面支持部11とが干渉しない。次いで、図4(b)に示すように、吸着部91、92が原版Rの上面に当接し、この状態で吸着部91、92による原版Rの吸着が開始される。保持機構20が更に下降すると、それにしたがって板バネ101、102が弾性変形する。保持機構20は、下面支持部11が原版Rの下面よりも低い位置に到達するまで下降する。この状態で、原版ステージ2による原版Rの吸着が停止される。次いで、図4(c)に示すように、一対の下面支持部11が閉じられる。次いで、図4(d)に示すように、保持機構20が上昇し、下面支持部11が原版Rの下面と接触する。この状態では、第1板バネ101および第2板バネ102が復元力により第1吸着部91および第2吸着部92が前記原版に押し付ける。
First, as shown in FIG. 4A, the holding
図5は、本発明の好適な実施形態の原版搬送装置6によって原版ステージ2の上に原版Rを提供する手順を示す図である。なお、図5は、原版搬送装置6の大雑把な動作を説明することを目的とする図であるので、保持機構20は、模式化されている。
FIG. 5 is a diagram showing a procedure for providing the original R on the original stage 2 by the original conveying
まず、図5(a)に示すように、原版Rを保持した保持機構20が下降する。次いで、図5(b)に示すように、原版Rが原版ステージ2の上に置かれ、原版ステージ2が原版Rの吸着を開始する。そして、更に板バネ101、102を変形させながら、下面支持部11が原版Rの下面から離れるまで保持機構20が下降する。この状態で、吸着部91、92による原版Rの吸着を停止する。次いで、図5(c)に示すように、一対の下面支持部11を開いた状態にする。次いで、図5(d)に示すように、保持機構20が上昇し、吸着部91、92がベース8に着座する。保持機構20は、更に、駆動機構7によって保持機構20を旋回させる位置まで上昇する。
First, as shown in FIG. 5A, the holding
以上のような原版ステージ2からの基板の回収および原版ステージへの基板の提供の手順は、予備位置決めステージ5からの基板の回収および予備位置決めステージ5への基板の提供についても同様である。
The procedures for recovering the substrate from the original stage 2 and providing the substrate to the original stage are the same for the recovery of the substrate from the
図6および図7は、下面支持部11と原版Rとの好ましい寸法関係を説明する図である。図6および図7において、一対の下面支持部11、11は閉じた状態である。原版Rのy方向の長さをLy、一対の下面支持部11のうち一方の先端から他方の根元までのy方向の距離をAとすると、一対の下面支持部11、11が閉じた状態において、Ly>Aが満たされることが好ましい。このような寸法関係によれば、故障または電力遮断等によって吸着部91、92による原版Rの吸着が切れて、図7に例示すように原版Rがy方向に滑ったとしても、原版Rは下面支持部11によって依然として支持されているため、落下することはない。
6 and 7 are views for explaining a preferable dimensional relationship between the lower
図8および図9は、下面支持部11と原版Rとの好ましい寸法関係を説明する図である。原版Rのx方向の長さをLx、規制部13から当該側面支持部に最も遠い下面支持部11までの距離をBとすると、Lx>Bが満たされることが好ましい。このような寸法関係によれば、故障または電力遮断等によって吸着部91、92による原版Rの吸着が切れて、図9に例示するように、原版RがX方向に滑ったとしても、原版Rは下面支持部11によって依然として支持されているため、落下することはない。
8 and 9 are diagrams for explaining a preferable dimensional relationship between the lower
図6ないし図9では、4個の下面支持部11と4個の規制部13が設けられているが、これらの個数は変更可能である。原版Rの各側面について、少なくとも1個ずつ下面支持部11と規制部13が設けられればよい。
In FIG. 6 to FIG. 9, four lower
また、図6ないし図9では、下面支持部11がy方向の規制用、規制部13がx方向の規制用に配置されているが、下面支持部11がx方向の規制用、規制部13がy方向の規制用に配置されてもよい。また、図10に例示するように、規制部13の機能を下面支持部11に取り込んでもよい。
6 to 9, the lower
次に上記の露光装置を利用したデバイス製造方法を説明する。図11は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(レチクル作製)では設計した回路パターンに基づいてレチクル(原版またはマスクともいう)を作製する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハ(基板ともいう)を製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記のレチクルとウエハを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組み立て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ7)する。
Next, a device manufacturing method using the above exposure apparatus will be described. FIG. 11 is a diagram showing a flow of an entire manufacturing process of a semiconductor device. In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (reticle fabrication), a reticle (also referred to as an original or a mask) is fabricated based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer (also referred to as a substrate) is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the reticle and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and is an assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), etc. Process. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in
図12は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(CMP)ではCMP工程によって絶縁膜を平坦化する。ステップ16(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ17(露光)では上記の露光装置を使って、回路パターンが形成されたマスクを介し感光剤が塗布されたウエハを露光してレジストに潜像パターンを形成する。ステップ18(現像)ではウエハ上のレジストに形成された潜像パターンを現像してレジストパターンを形成する。ステップ19(エッチング)ではレジストパターンが開口した部分を通してレジストパターンの下にある層又は基板をエッチングする。ステップ20(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。 FIG. 12 shows a detailed flow of the wafer process. In step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (CMP), the insulating film is planarized by a CMP process. In step 16 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 17 (exposure), the above exposure apparatus is used to expose the wafer coated with the photosensitive agent through the mask on which the circuit pattern is formed, thereby forming a latent image pattern on the resist. In step 18 (development), the latent image pattern formed on the resist on the wafer is developed to form a resist pattern. In step 19 (etching), the layer or substrate under the resist pattern is etched through the portion where the resist pattern is opened. In step 20 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
1:照明光学系、2:原版ステージ、3:投影光学系,4:基板ステージ、5:予備位置決めステージ、6:原版搬送装置、7:駆動機構、8:ベース、91:第1吸着部、92:第2吸着部、101:第1板バネ、102:第2板バネ、101a、102a:第1端部、101b、102b:第2端部、11:下面支持部、12:開閉機構、13:規制部、121:第1ガイド、122:第2ガイド、20:保持機構、30:アーム、81:第1凸部、82:第2凸部、R:原版、W:基板 1: illumination optical system, 2: original stage, 3: projection optical system, 4: substrate stage, 5: preliminary positioning stage, 6: original transport device, 7: drive mechanism, 8: base, 91: first suction unit, 92: 2nd adsorption | suction part, 101: 1st leaf | plate spring, 102: 2nd leaf | plate spring, 101a, 102a: 1st edge part, 101b, 102b: 2nd edge part, 11: Lower surface support part, 12: Opening-closing mechanism, 13: restriction part, 121: first guide, 122: second guide, 20: holding mechanism, 30: arm, 81: first convex part, 82: second convex part, R: original plate, W: substrate
Claims (8)
前記原版を保持する保持機構と、
前記保持機構を移動させる駆動機構とを備え、
前記保持機構は、
第1端および第2端を有する第1板バネと、
第1端および第2端を有する第2板バネと、
前記第1板バネおよび前記第2板バネが水平方向かつ互いに反対方向に延びるように前記第1板バネおよび前記第2板バネのそれぞれの第1端を支持するベースと、
鉛直方向に移動の自由度を有するように前記第1板バネの第2端によって支持されて前記原版の上面を吸着する第1吸着部と、
鉛直方向に移動の自由度を有するように前記第2板バネの第2端によって支持されて前記原版の上面を吸着する第2吸着部と、
を備えることを特徴とする原版搬送装置。 An original conveying device for conveying an original,
A holding mechanism for holding the original plate;
A drive mechanism for moving the holding mechanism;
The holding mechanism is
A first leaf spring having a first end and a second end;
A second leaf spring having a first end and a second end;
A base that supports the first ends of the first plate spring and the second plate spring so that the first plate spring and the second plate spring extend in a horizontal direction and in opposite directions to each other;
A first suction portion that is supported by the second end of the first leaf spring so as to have a degree of freedom of movement in the vertical direction and sucks the upper surface of the original plate;
A second suction part that is supported by the second end of the second leaf spring so as to have a degree of freedom of movement in the vertical direction and sucks the upper surface of the original plate;
An original conveying apparatus comprising:
前記原版を保持する原版ステージと、
前記原版のパターンを前記基板に投影する投影光学系と、
前記基板を保持する基板ステージと、
前記原版ステージへの前記原版の提供、および、前記原版ステージからの前記原版の回収の少なくとも一方を行うように構成された請求項1ないし6のいずれか1項に記載の原版搬送装置と、
を備えることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that projects a pattern of an original plate onto a substrate and exposes the substrate,
An original stage holding the original, and
A projection optical system that projects the pattern of the original onto the substrate;
A substrate stage for holding the substrate;
The original transport apparatus according to any one of claims 1 to 6, configured to perform at least one of provision of the original to the original stage and recovery of the original from the original stage,
An exposure apparatus comprising:
請求項7に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
該露光された基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method comprising:
A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 7;
Developing the exposed substrate;
A device manufacturing method comprising:
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