JPH03296210A - 両面アライナ用試料位置決め機構 - 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） 本発明は試料の両面に対し同時にアライメント、露光等
を行なうための位置決め機構に関し、例えば半導体素子
、パワーＩＣ１水晶振動子等の製造プロセスで使用する
のに適したものである。

（従来の技術） 半導体製造プロセスに於るフォトリソグラフィ工程では
、互いに直行するＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向及びＺ軸の傾斜
角に関するθ方向へ夫々調節可能に設けられたステージ
が用いられ、その上に置かれる試料台にシリコン単結晶
板等よりなる試料が吸着手段によって固定され、ステー
ジを前記各方向へ微動させて試料とマスクパターンとの
アライメントが行なわれる。

試料は表裏両面が使用可能であるので、前記のフォトリ
ソグラフィ工程は１個の試料について２度繰返され、そ
のためレジスト膜塗布、アライメント、プリベイク、現
像その他の工程も夫々重複して行なわれる。

（技術的課題） フｊ１〜リングラフイエ程の簡素化を図る試みは従来も
行なわれており、精密なアライメントの必要ない１次露
光（アライメントマーク等を入れる工程）のみ両面同時
露光する方法は既に実施されている、しかしそれだけで
は抜本的な解決にならす、なお複雑な工程を繰返さなけ
ればならない。

他方一部の装置には、上下両面同時にアライメント、露
光が可能なものも存在した。その装置は試料を搬送する
搬送ハントで上下マスク間に試料を挿入するときにアラ
イメントを行なう機構を有し、試料は下マスクとも上マ
スクとも接触することなくステージを兼ねるハンドに保
持されている。

そのためアライメント後にハンドの開放や、マスクの密
着が行なわれる際に試料がずれてしまうおそれが常に存
在する。これはアライメントの前後を通じて試料を固定
し続ける手段を持たない以上、避りることかできない欠
点である。またこの装置ではハンドステージが大型のた
め、上下マスクの移動量も大きくなり位置ずれが生じ易
い、問題もある。

本発明は前記のような欠点乃至問題点を解決するもので
その目的は、上下マスクパターン間に於て試料を一対の
支え爪によって挟持、固定することができ、それにより
表裏両面に対するアライメント、露光が同時に行なえ、
かつまたそれらに関連するレジスト膜塗布、プリベーク
、現像その他の工程も重箱が避けられ製造ザイクルのス
ピードアップ乃至製造コストの低減に寄与する両面アラ
イナ用試料位置決め機構を提供することにある。

（技術的手段） 前記目的は、上下に貫通した窓孔１を有し、その上位に
試料Ｓを置くステージ板２が配置されたステージ本体３
と、Ｘ方向又はこれと直交するＹ方向に沿って窓孔を横
断するように対向的に配置され、夫々の先端によりステ
ージ板上の試料の縁に当接して試料を支える断面曲状の
端部４．５を有する一対の試料支え爪６．７と、ステー
ジ本体に設けられ、試料支え爪を取付けた取付部材８．
９を前記Ｘ、Ｙ方向へ移動させかっＸＹ平面上で回動さ
ぜるだめの調節手段とを備えた構成によって達すること
ができる。

（実施例） 以下図面を参照して説明する。本発明に係る両面アライ
ナ用の試料位置決め機構は第１図に例示されており、該
機構は半導体素子の製造に関するもので、後述する半導
体素子製造装置の中心部分に設定された露光部に組込ま
れる。

ステージ本体３は、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸方向及びＺ軸の傾
斜に関するＯ方向への調節のために微動可能な構成であ
り、０方向への調節のための手段として例えば球面座部
１１Ａ或いは可撓支持板１１Ｂ等により支持されている
。本体中心部には、それを上下に貫通した窓孔１が形成
され、本体上側の窓孔周辺部は、試料Ｓを置くステージ
板２の載置面１２に設けられた周溝で、本体内吸引路１
４、コネクタ１５を経て吸引装置へ通じる。１６．　、
１６２．１６゜はステージ板２の位置決めピンを示す。

なおステージ板２は透明で両面の精度が良く、−面に罫
線その他が記入されたもの或いは無地もので、従来と同
様ガラス製品が使用できる。

ウェハ即ち試料Ｓは、前記ステージ板上に置かれ、それ
に対して一対の試料支え爪６．７が左右から試料Ｓの縁
に当接して挟持により固定する（第８図〜第１０図参照
）。爪６．７自体は試料Ｓの厚味より薄い材厚のばね性
を有する累月により形成され、その先端はＸ軸方向へ彎
曲状乃至折曲状に形成した曲状断面の端部４．５となっ
ている。

この曲状端部４．５の成形により外形上爪先端は厚さが
試料の厚さを越えることもあるが、上マスクパターンに
より加圧されると試料の厚さまで容易に扁平化する。曲
状端部４．５の形態は第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に
例示されている。同図（ａ）は上に開いた円弧からなる
曲状、同図（ｂ）は上向き円弧の左右に下向き円弧がつ
ながった波形曲状、同図（ｃ）は■の字が３個連続した
鋸歯形折曲状の端部である。このような爪６．７はステ
ンレス、ばね鋼、りん青銅等により形成することができ
る。１６．１６□・・・、１７．　、１７２・・・は冬
瓜に設けた小孔で、３インチ、２インチ等ウェハのサイ
ズに応じて取付位置を変えるために用意され、取付部材
８．９に止め具１８．１９により夫々止着される。

取付部材８．９は試料Ｓを左右から挾む爪基端を止着す
る部材であるので、試料載置面１２の左右に配置され、
これを設Ｃ−＋た部分２０は各部０８．９の厚さ程度低
い段状になっている。操作部側から見て左に位置する第
１の支え爪６を止着した第］の取付部材８はＹ軸方向に
延びており、その操作部側端部から載置面１２を囲むよ
うにＸ方向へ延ひたアングル部材２１を一体に有する鉤
型に形成されている。該取付部材８は、その外側（左側
）に配置されたＹ軸方向の外枠２２に、Ｘ軸方向へは外
枠２２と一体に移動可能であり、Ｙ軸方向へは可撓板２
３．２４の撓みにより第１取付部材８のみ独立して移動
可能なように、Ｘ軸方向の可撓板２３．２４を介して取
付けられている。

２５は第１取付部材８をＹ軸方向へ押圧するＹ操作軸で
、本体３の操作部側端辺に設けられた取例台２６と螺合
するねじを持つ先端部２５ａを有してい０ る。２７は戻しばねで、第１取付部材８をＹ方向操作部
側へ加圧するように該部材８と外枠２２との間に設けら
れている。

外枠２２の操作部側端部には、該枠２２と第１取付部材
８とをＸ軸方向へ移動させるリンク２８が取付けられて
おり、該リンク２８はＸ軸方向へ延びているので、前記
Ｙ操作軸２５と同様にＸ操作軸３０をＹ軸方向へ並び操
作し易（するため、該軸３０の先端の進退動作をＸ軸方
向の動きに変換するクランク２９に連絡している。２９
ａはクランク支軸、３０ａは本体３の操作部側端辺に設
けられた取付台３１と螺合するねじを持つ先端部を示す
。外枠２２は載置面１２の向う側でＸ軸方向へ延びた外
アングル３２を一体に有し、該アングルの左右両端部に
設けられた、Ｙ軸方向の可撓板３３．３４を介して本体
３に取付けられている。３５は戻しばねで、外アングル
３２をＸ方向反操作側へ加圧するように外アングル３２
と本体との間に設けられている。

Ｘ軸方向の２部材即ちアングル部材２１と外アングル３
２とは夫々の端部に於て第１取付部材８と平行な第２取
付部材９に連結されている。該部イＡ９には前述の支え
爪６．７の他方即ち第２の爪７が取付けられているが、
第２取付部材９はＹ軸方向へ移動可能なように同方向の
長孔３６．３７をもって、アングル部材２１と外アング
ル３２にリンクされている。３８．３９は各長孔３６．
３７を通してアングル部材２１、外アングル３２に止着
された連結軸であり、該軸３８．３９と長孔３６．３７
とはＸ軸方向へは遊びが無くされ、かつまたアングル部
材２１の方向へ第２取付部材９がばね４３によりＹ方向
操作部側へ付勢さ１ ２ れている。φ操作軸４０は、その第２取付部材９をＹ軸
方向へ前記戻しばね４３に抗して押圧するために設けら
れ、長孔３６．３７により第２取付部材９の動きは第１
の爪６の端部４を中心に試料をψ方向へ回動させる。φ
操作軸４０は第１取付部材８のアングル部材２１に設け
られた取付部４１と螺合し、軸先端部４０ａは第２取付
部材９に設けた受は部４２に当接する。４４は押し板で
、前記受は部４２を介して第２取付部材９をＸ方向へ加
圧するよう、アングル部材２１に止着されている。

前記構成の試料位置決め機構１０が組込まれる半導体製
造装置５０は第５図乃至第７図に示されている。各図中
、５１は装置本体上面の作業部、５２はその中心の露光
部、５３は作業部右手に配置された試料供給側エレベー
タ、５４はエレベータ５３と露光部５２との間に配置さ
れたオリエンテーションフラット部の検出、方向出し、
中心出し機構を有するプリアライメント部、５５はエレ
ベータ５３からプリアライメント部５４へ試料を送るブ
ツシャ等の搬入手段、５６はプリアライメント部５４か
らステージ板２上へ試料を送るメカニカルハンド等の搬
送手段、５７は搬出側の同様な搬送手段、５８はブツシ
ャ等の搬出手段、５９は収納側エレベータを示す。６０
は露光部５２上のアライメント用顕微鏡、６１はステー
ジ上位の上マスクホルダ、６２は同下位の下マスクホル
ダ、６３は上ランプハウス、６４は下ランプハウス、６
５は制御装置、６６．６７はランプ電源制御部を示す。

また第３図中、７０は上下可動機構に設けられた取付板
、７１は回転ガイドのクロスローラベアリング、７２は
下露光筒、７３は上部ステージ板、７４はＹ軸用　３ ４ ホールローラガイド、７５Ｌｊ：Ｙ軸用微動摘み、７６
はＸ軸側微動台、７７はＸ軸用微動摘み、７８は下部基
板で、上、中、下部ステージ板から成るＸＹステージ板
か載置されている。

（作用） 以上の如く構成された本発明の機構により試料両面に対
する同時アライメントを行なうことができる。試料は搬
入側に於るプリアライメント部によりプリアライメント
がなされたのち、搬入手段５５により中央ステージ板２
の上面に搬送載置される。その際試料Ｓを第１、第２の
支え爪４．６で支えるため第２の取付部材９は押し板４
４に抗して外方（第１図中右方）へ若干量（ことができ
、それにより爪先端の曲状端部４．５が試料の縁に当っ
てこれを左右から挟持固定することかできる。

この状態に於て、試料Ｓに向けて上マスクホルダ６１を
それが試料に接するか接しない程度まで下降させる。下
マスクホルダ６２はステージ板２の下面所定位置にある
ものとする。ここで顕微鏡６０により観察を行ない、上
下のマスクパターンと試料Ｓのアライメントマークとを
合致させるため試料を微動させるが、Ｘ軸及びＹ軸方向
の移動では、Ｘ操作軸３１、Ｙ操作軸２５を操作すると
一対の支え爪６．７が一体的に移動し、第１支え爪端部
４を中心とした試料のφ方向への回動が必要ならばφ操
作軸を操作する（第８図）。勿論、第１支え爪６も第２
支え爪７と同様にＹ軸道方向へ移動可能とすることも可
能である（第９図）。また四角い形状の試料に対しては
、支え爪６．７の曲状端部４．５を平面的に円弧状とし
てお（ことによりφ５ ６ 方向の回動が可能となる（第１０図）。

アライメントが終了すると、上下マスクを試料に密着し
た状態で露光が行なわれる（平行出しは予め完了してい
るものとする）。次いで上マスクホルダ６１が上昇し搬
出が搬送手段５７によって行なわれ、搬出手段５８が中
継して収納側エレベータ５９のキャリヤに試料が収めら
れる。

（効果） 従って本発明によれば、上下マスクパターン間に於て試
料のアライメントを行なうに当り、一対の支え爪６．７
に固定させた状態で工程が進められるので、アライメン
ト、露光を通じて試料とマスクパターンの位置関係が固
定されているから、理想的な状態で両面アライメント、
露光等の工程を完了し、これらに関連するレジスト膜塗
布、プリベーク、現像その他の工程を両面について実施
することは容易なので、製造サイクルのスピードアップ
が実現し、製造コストの低減にも寄与するところ大であ
るなど実用上顕著な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明機構の実施例を示すもので、第１図は平面
図、第２図は横断面図、第３図は露光部組込状態の断面
図、第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は曲状端部３種の断
面図、第５図は本発明機構が組込まれる半導体素子製造
装置の正面図、第６図は側面図、第７図は平面説明図、
第８図、第９図、第１Ｏ図は作用説明図である。 特　許　出　願　人　測英舎株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下に貫通した窓孔１を有し、その上位に試料Ｓ
   を置くステージ板２が配置されたステージ本体３と、Ｘ
   方向又はこれと直交するＹ方向に沿って窓孔を横断する
   ように対向的に配置され、夫々の先端によりステージ板
   上の試料の縁に当接して試料を支える断面曲状の端部４
   、５を有する一対の試料支え爪６、７と、ステージ本体
   に設けられ、試料支え爪を取付けた取付部材８、９を前
   記Ｘ、Ｙ方向へ移動させかつＸＹ平面上で回動させるた
   めの調節手段とを備えた両面アライナ用試料位置決め機
   構。
2. （２）試料支え爪を取付けた取付部材８、９は窓孔１を
   挾んで左右両面にＹ方向に向けて配置されており、第１
   の取付部材８と第２の取付部材９とは、各々独立してＹ
   方向へ移動可能なように形成されており、また窓孔１を
   挾んで前後両側にＸ方向に向けてアングル部材２１とア
   ングル２２とが配置されており、両アングル２１、２２
   によって第１、第２の取付部材８、９がＸ方向へ一体に
   移動可能に連結された構成の調節手段を有する請求項第
   １項記載の両面アライナ用試料位置決め機構。
3. （３）第１、第２取付部材８、９を各々独立にＹ方向へ
   操作するＹ操作軸２５、Ｚ軸回りに回動操作するφ操作
   軸４０、両部材８、９を一体的にＸ方向へ操作するＸ操
   作軸３０が本体操作部側に設けられた請求項第１項記載
   の両面アライナ用試料位置決め機構。