CN1424627A - 曝光方法和曝光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能容易地进行掩模交换和温度管理的曝光方法和曝光装置。在真空初缩掩模版库64上设有用于承载放置被搬运的初缩掩模版的多级初缩掩模版台68。在该初缩掩模版台68内形成液道68a。通过使温度调节用的水流过初缩掩模版台68的液道68a，可以对初缩掩模版台上的初缩掩模版进行温度调节。另一方面，在大气初缩掩模版库66上设有多级初缩掩模版台69。初缩掩模版容器67分别放置在各初缩掩模版台69上。在初缩掩模版容器67和各初缩掩模版上贴有条形码70。当搬运初缩掩模版时，通过读取贴在初缩掩模版上的条形码70，可以对所搬运的初缩掩模版进行确认。

Description

曝光方法和曝光装置
技术领域
本发明涉及一种在减压气氛中，将掩模(包含初缩掩模版)的图形复制到感应基板上的曝光方法和曝光装置。特别是涉及一种能容易进行掩模交换和温度管理的曝光方法和曝光装置。
背景技术
图5是表示现有的曝光装置的构成的简图。
图5所示的曝光装置的主体100包括：照明光学系统镜筒101；初缩掩模版容纳腔103；投影光学系统镜筒105；晶片容纳腔107。
在装置主体100上部的照明光学系统镜筒101内具有电子枪和射束形成孔径、聚光透镜(condenser lens)、射束偏转器等，但其图示省略。投影光学系统镜筒105通过初缩掩模版容纳腔103，设置在照明光学系统镜筒101的下方。投影光学系统镜筒105内具有投影透镜和射束偏转器、各种校正线圈等，但其图示省略。在初缩掩模版容纳腔103内设有用于承载初缩掩模版的初缩掩模版载物台104。在投影光学系统镜筒105下方的晶片容纳腔107内设有用于承载晶片(感应基板)的晶片载物台108。
在初缩掩模版容纳腔103的图中右端，连接有初缩掩模版装载联锁室111。在初缩掩模版装载联锁室111内，设有作为初缩掩模版交换装置的真空侧搬运机械手113。在初缩掩模版装载联锁室111的图中右方，配置有大气侧搬运机械手115和初缩掩模版台119。在初缩掩模版台119上配置有初缩掩模版容器117。在初缩掩模版容器117内收藏有形成多种不同图形的初缩掩模版120。
在进行初缩掩模版交换时，由操作人员用手将收藏在初缩掩模版容器117内的初缩掩模版120放置在初缩掩模版台119上。当操作人员发出初缩掩模版装入的指令时，大气侧搬运机械手115从初缩掩模版容器117内取出初缩掩模版120，向初缩掩模版装载联锁室111内搬运。然后，通过未图示的真空泵使初缩掩模版装载联锁室111内真空排气，使其内部成为减压气氛。搬运到初缩掩模版装载联锁室111内的初缩掩模版通过真空侧搬运机械手113被搬运·设置在初缩掩模版容纳腔103内的初缩掩模版载物台104上。当初缩掩模版被设置在初缩掩模版载物台104上之后，进行最后的初缩掩模版位置对准。
发明内容
在上述的曝光装置中存在以下问题。
(1)当进行初缩掩模版交换时，操作人员必须每次都将初缩掩模版容器117内的初缩掩模版120放置在初缩掩模版台119上。因此，在频繁地交换多种初缩掩模版进行曝光的情况下，其操作很烦琐。
(2)当从初缩掩模版容器117内向初缩掩模版装载联锁室111内搬运初缩掩模版时，初缩掩模版从大气中移入减压气氛中。此时，初缩掩模版发生温度变化，到该温度稳定为止需花费时间。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种能容易进行初缩掩模版交换和温度管理的曝光方法和曝光装置。
为了解决上述问题，本发明提供一种曝光方法，在减压气氛中将掩模(包括初缩掩模版)上的图形复制到感应基板上，其特征在于，将预定使用的多枚掩模保持在与曝光装置连通的减压气氛中。
在本发明的曝光方法中，当上述掩模处于从掩模容器露出的状态下，可以将上述掩模保持在上述减压气氛中。
在本发明的曝光方法中，可以将上述掩模容器保持在大气中。
掩模容器通常由树脂制成，当将其保持在减压气氛中时，气体可能会从容器中逸出，造成真空度下降。本发明仅将掩模保持在减压气氛中，由此可以降低真空度的下降。此外，通过保持多枚掩模，当进行掩模交换时，不必进行频繁地操作，一次就可以完成。
在本发明的曝光方法中，在保持上述掩模时，可以将该掩模的温度调节到曝光时的适宜温度。
掩模在曝光时接收照明射束，温度上升。因此，通过预测曝光时的温度上升，并调节到适宜的温度，可以稳定掩模的温度。
在本发明的曝光方法中，在上述掩模和掩模容器上贴有辨认标记，当将掩模送回对应的掩模容器时，可以通过读取上述辨认标记来确认对应关系。
在掩模和掩模容器成对的情况下，必须将使用后的掩模送回原来的掩模容器(使用前收藏该掩模的掩模容器)。此时，通过读取辨认标记(条形码等)来确认掩模和掩模容器的对应关系，可以无误地将掩模送回原来的掩模容器中。
本发明的第一实施方式的曝光装置，在减压气氛中将掩模(包括初缩掩模版)上的图形复制到感应基板上，其特征在于，包括：装载联锁室，用于掩模出入曝光装置；掩模收藏库，设置在上述装载联锁室的内侧，在减压气氛中收藏多枚掩模。进而，可以在上述掩模收藏室上设置上述掩模的温度调节装置。
本发明的第二实施方式的曝光装置，在减压气氛中将掩模(包括初缩掩模版)上的图形复制到感应基板上，其特征在于，包括：与曝光装置连接的多个装载联锁室，用于掩模出入曝光装置。
附图说明
图1(A)是表示本发明第一实施例的曝光装置的构成简图，图1(B)是该曝光装置的真空初缩掩模版库的初缩掩模版台的放大简图。
图2是表示本发明第二实施例的曝光装置的构成简图。
图3是表示初缩掩模版装载联锁室的实例的简图。
图4是表示电子射线曝光装置(分割复制方式)的构成例的简图。
图5是表示现有的曝光装置的简图。
具体实施方式
以下参照附图进行说明。
首先，对电子射线曝光装置的整体构成和成像关系进行简要说明。
图4是表示电子射线曝光装置(分割复制方式)的构成例的简图。
配置在光学系统最上级的电子枪1向下方发射电子射线。在电子枪1的下方具有聚光透镜2和照明透镜3，电子射线通过上述透镜2、3，对初缩掩模版10进行照明。
在以上述透镜2、3为主要构成要素的照明光学系统中，配置有照明射束形成孔径和消隐(blanking)偏转器、消隐孔径、照明射束偏转器等，但图中未示出。在照明光学系统中成形的照明射束IB，在初缩掩模版10上顺次扫描，对照明光学系统视场内的初缩掩模版10的各子区(subfield)进行照明。
初缩掩模版10具有多个子区，置于可移动的初缩掩模版载物台11上。通过使初缩掩模版载物台11在光轴垂直面内移动，可以照明比照明光学系统视场更宽范围内的初缩掩模版上的各子区。
在初缩掩模版10的下方设有第一投影透镜15、第二投影透镜19以及用于像差校正和成像位置调整的偏转器16(16-1～16-6)。通过初缩掩模版10的一个子区的电子射线，通过投影透镜15、19、偏转器16，在晶片(感应基板)23的规定位置上成像。在晶片23上涂覆适合的光致抗蚀剂，对光致抗蚀剂照射一定剂量的电子射线，从而使初缩掩模版10上的图形缩小(例如1/4)复制到晶片23上。
在以缩小比例内分初缩掩模版10和晶片23之间的点上，形成交叉区(cross-over)C.O.，在该交叉区位置上设有对比(contrast)孔径18。该孔径18遮挡在初缩掩模版10的非图形部分散射的电子射线，以使其射不到晶片23上。
通过静电夹具(chuck)把晶片23置于在XY方向上可移动的晶片载物台24上。通过使初缩掩模版载物台11和晶片载物台24在彼此相反的方向上同步扫描，可以顺次扫描比投影光学系统视场更宽的器件图形。
以下，对本发明的曝光装置的初缩掩模版保管·交换系统进行说明。
图1(A)是表示本发明第一实施例的曝光装置的构成简图，图1(B)是该曝光装置的真空初缩掩模版库的初缩掩模版台的放大简图。
如图1(A)所示的曝光装置包括具有前述的电子枪1和聚光透镜2、照明透镜3等的照明光学系统镜筒51。在照明光学系统镜筒51的下方设置具有初缩掩模版载物台11的初缩掩模版容纳腔53。在初缩掩模版容纳腔53的下方设置具有前述的第一投影透镜15和第二投影透镜19、偏转器16等的投影光学系统镜筒55。在投影光学系统镜筒55的下方，设置具有晶片载物台24的晶片容纳腔57。
在初缩掩模版容纳腔53的图中右侧，配置有真空侧搬运机械手63。在该机械手63的旁边，连接有真空初缩掩模版库64和初缩掩模版装载联锁室61。在真空初缩掩模版库64和初缩掩模版装载联锁室61之间设有闸门阀62。此外，在初缩掩模版装载联锁室61的入口也设有闸门阀71。在真空初缩掩模版库64上设有用于放置被搬运的初缩掩模版的多级(图1(A)中为4级)初缩掩模版台68。如图1(b)所示，在真空初缩掩模版库64的初缩掩模版台68内，形成液道68a。该液道68a与未图示的配管连通，在其内部流过水等温度调节流体。
由于初缩掩模版台68的液道68a内流过用于温度调节的水，可调节真空初缩掩模版库64的初缩掩模版台上的初缩掩模版的温度。通过该温度调节，可以使由于真空排气而温度变化的初缩掩模版的温度尽早稳定。或者，不仅能调节初缩掩模版由于真空排气而产生的温度变化量，而且能进行以下调节，即由于曝光而产生温度上升，为此，预测并设定该温度上升，将温度调节至该预测温度附近。在这种情况下，可以同时改变多枚初缩掩模版的设定温度。
在初缩掩模版装载联锁室61的图中右方，通过大气侧搬运机械手65，配置有大气初缩掩模版库66。在大气初缩掩模版库66上设有多级(图1(A)中为4级)初缩掩模版台69。在各初缩掩模版台69上分别承载有初缩掩模版容器67。在初缩掩模版容器67内，收藏有多枚不同的初缩掩模版。在初缩掩模版容器67和各初缩掩模版上，贴有条形码(辨认标记)70。
当搬运初缩掩模版时，首先读取贴在初缩掩模版上的条形码70，对要搬运的初缩掩模版进行确认。在初缩掩模版和初缩掩模版容器67成对的情况下，必须将使用后的初缩掩模版送回原来的初缩掩模版容器。在这种情况下，读取初缩掩模版和初缩掩模版容器的条形码70，对上述对应关系进行确认后，将初缩掩模版10送回初缩掩模版容器。这样，通过读取条形码70，对初缩掩模版进行辨认，由此不会错误地将初缩掩模版送回初缩掩模版容器。
在图1(A)中，初缩掩模版库(初缩掩模版和初缩掩模版容器)64、66纵向重叠而构成，但也可以使搬运机械手在上下方向上可移动地构成，或者初缩掩模版库64、66自身在上下方向上可移动地构成。
当在真空初缩掩模版库64和大气初缩掩模版库66之间搬运初缩掩模版时，可以由操作人员通过控制台等发送指令，也可以操作设置在大气初缩掩模版库66上的搬运开关等(未图示)来进行。
在将初缩掩模版搬运到初缩掩模版载物台11上之前，有时需要对初缩掩模版进行预对准。该预对准可以在将初缩掩模版从大气初缩掩模版库66搬运到初缩掩模版装载联锁室61的途中进行，也可以在将初缩掩模版放置在真空初缩掩模版库64之前进行，或者在两种情况下均进行。
以下，对本发明的另一个实施例进行说明。
图2是表示本发明第二实施例的曝光装置的构成简图。
图3是表示初缩掩模版装载联锁室的实例的简图。
如图2所示的曝光装置设置多个初缩掩模版装载联锁室61′，代替图4的曝光装置的真空初缩掩模版库64。在这种情况下，在各初缩掩模版装载联锁室61′内，分别保持初缩掩模版。各初缩掩模版装载联锁室61′内是大气状态还是真空状态，由操作人员选择。这样，通过设置多个初缩掩模版装载联锁室61′，可以在大气和真空侧之间迅速地移动初缩掩模版。如图3所示，在各初缩掩模版装载联锁室61′内，可以设置保持多枚初缩掩模版的盒子71。
从以上的说明可知，采用本发明，可以容易地进行初缩掩模版交换和温度管理。

Claims (9)

1.一种曝光方法，在减压气氛中将掩模(包括初缩掩模版)上的图形复制到感应基板上，其特征在于，
将预定使用的多枚掩模保持在与曝光装置连通的减压气氛中。
2.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于，当上述掩模处于从掩模容器露出的状态下，将上述掩模保持在上述减压气氛中。
3.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于，将上述掩模容器保持在大气气氛中。
4.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于，在保持上述掩模时，将该掩模的温度调节到曝光时的适宜温度。
5.根据权利要求2所述的曝光方法，其特征在于，在上述掩模和掩模容器上贴有辨认标记，当将掩模送回对应的掩模容器时，通过读取上述辨认标记来确认对应关系。
6.一种曝光装置，在减压气氛中将掩模(包括初缩掩模版)上的图形复制到感应基板上，其特征在于，包括：
装载联锁室，用于掩模出入曝光装置；
掩模收藏库，设置在上述装载联锁室的内侧，在减压气氛中收藏多枚掩模。
7.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，在上述掩模收藏室上设置有上述掩模的温度调节装置。
8.一种曝光装置，在减压气氛中将掩模(包括初缩掩模版)上的图形复制到感应基板上，其特征在于，包括：
与曝光装置连接的多个装载联锁室，用于掩模出入曝光装置。
9.根据权利要求8所述的曝光装置，其特征在于，各上述装载联锁室可以容纳多枚掩模。
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