JP2000173895A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数枚の絞りを小スペース内に収容し逐次選
択して取り出し自動的に光路上にセットすることができ
る半導体製造用の露光装置を提供する。 【解決手段】 光路２上に絞り１８を備えた光学レンズ
系を介してマスク９に形成されたパターンをウェーハ１
１上に投影露光する露光装置において、種類の異なる複
数の絞り１９を収容したストッカー２１と、前記絞りを
搭載するための光路２上に設けた絞りステージ１７と、
前記ストッカー２１から絞り１９を取り出して前記絞り
ステージ１７上にセットする絞り交換手段２０とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置製造用の
露光装置に関する。より詳しくは、光学系の絞り交換機
構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハ上にＩＣやＬＳＩ等の半
導体素子を形成するために、投影露光装置が用いられ、
レチクル（マスク）に形成されたパターンを光学系を介
してウェーハ上に投影露光する。

【０００３】図４は、従来の半導体露光装置の光学系の
構成図である。水銀ランプ等からなる光源１からの光路
２に沿って順番に、露光タイミングや露光時間を制御す
るシャッター３と、絞りの径に応じて光を集中させたり
広げたりするインプットレンズ４と、照射する光を均一
化するフライアイレンズ５と、投影レンズに対する光の
入射角度に対応した開口数を変化させる絞り部６と、フ
ライアイレンズにより発生した収差を補正するための第
１リレーレンズ７および第２リレーレンズ８と、露光転
写すべきパターンが形成されたレチクル９と、レチクル
のパターンを縮小してウェーハ１１上に投影する縮小投
影レンズ１０が設けられる。

【０００４】このような従来の露光装置において、絞り
部６は、複数の開口数の異なる絞りを装着した円盤状の
レボルバーを光路２上に切替え可能に設けた構成であ
る。露光条件に合わせてレボルバーをタレット式に回転
して必要とする開口数の絞りを選択する。選択された絞
りを光路２上に配置し露光を行う。

【０００５】一方、近年の回路パターンの微細化と高集
積化に伴い、回路条件に応じた露光条件が複雑化してき
ている。このため、素子形成時の露光プロセスにおい
て、露光条件に対応させて絞りを変更する必要があり、
開口数（ＮＡ）やコヒーレンス度（σ）等が異なる複数
の絞りを逐次交換して用いなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
露光装置においては、レボルバーにセットされた数枚の
絞りしか選択できず、多種類の絞りを用いるためには、
露光条件が変るごとにレボルバーに絞りをセットし直さ
なければならない。

【０００７】これに対処して、レボルバーにセットする
絞りの枚数を増やせば、レボルバーの外径が大きくな
り、光路部分が拡大されて装置が大型化する。

【０００８】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、多数枚の絞りを小スペース内に収容し逐次選択し
て取り出し自動的に光路上にセットすることができる半
導体製造用の露光装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では光路上に絞りを備えた光学レンズ系を介
してマスクに形成されたパターンをウェーハ上に投影露
光する露光装置において、種類の異なる複数の絞りを収
容したストッカーと、前記絞りを搭載するための光路上
に設けた絞りステージと、前記ストッカーから絞りを取
り出して前記絞りステージ上にセットする絞り交換手段
とを備えたことを特徴とする露光装置を提供する。

【００１０】この構成によれば、光路に隣接して複数の
絞りを収容したストッカーが設けられ、絞り交換手段に
よりこのストッカーから絞りを取り出して光路上の絞り
ステージ上にセットするため、光路部分を拡大して装置
を大型化することなくコンパクトな構成で多数種類の絞
りを交換してセットすることができる。

【００１１】好ましい構成例では、前記ストッカーは、
複数の絞りを上下に間隔を隔てて重ねて収容することを
特徴としている。

【００１２】この構成によれば、複数の絞りが出し入れ
に必要な間隔を隔てて上下方向に重ねて収容されるた
め、小スペース内に多数の絞りを収容することができ
る。

【００１３】さらに好ましい構成例では、前記絞りはそ
の周縁部に位置合せ用の凹部を有し、この凹部が嵌合す
るアライメントバーを前記絞りステージ側に設けたこと
を特徴としている。

【００１４】この構成によれば、絞りステージ上にセッ
トされた絞りは、その周縁部の凹部に絞りステージ側の
アライメントバーが嵌合して位置決めされるため、所定
の位置に確実に固定保持される。

【００１５】さらに好ましい構成例では、前記絞り交換
手段は、進退移動可能で且つ回転可能なアームからな
り、このアーム先端に絞り把持手段を備えたことを特徴
としている。

【００１６】この構成によれば、ストッカー内に収容さ
れた絞りは、例えば伸縮してストッカー内に進入するア
ームにより取り出され、取り出し後アームが光路の絞り
ステージ方向に回転して取り出した絞りを絞りステージ
上に載置し、絞り交換が自動的に行われる。

【００１７】さらに好ましい構成例では、前記絞り把持
手段は、真空チャックからなることを特徴としている。

【００１８】この構成によれば、アーム先端に設けた真
空チャックにより、絞りが確実に吸着され保持される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
形態に係る露光装置の構成図である。

【００２０】この実施形態に係る露光装置は、光路上の
絞り部の構成が前述の図４の露光装置と異なるものであ
り、その他の部分は実質上図４の構成と同様である。す
なわち、水銀ランプ等からなる光源１からの光路２に沿
って、露光タイミングや露光時間を制御するシャッター
３と、絞りの径に応じて光を集中させたり広げたりする
インプットレンズ４と、照射する光を均一化するフライ
アイレンズ５と、投影レンズに対する光の入射角度に対
応した開口数を変化させる絞り部１６と、フライアイレ
ンズにより発生した収差を補正するための第１リレーレ
ンズ７および第２リレーレンズ８と、露光転写すべきパ
ターン（図示しない）が形成されたレチクル９と、レチ
クル９のパターンを縮小してウェーハ１１上に投影する
縮小投影レンズ１０が順番に設けられる。

【００２１】この露光装置の絞り部１６においては、絞
り１８が光路２上に設けた絞りステージ１７上に搭載さ
れる。この絞りステージ１７に隣接して、複数枚の種類
の異なる絞り１９を収容したストッカー２１およびこの
ストッカー２１から絞りを出し入れして光路上の絞りス
テージ１７に受け渡しするための絞り交換ロボット２０
が設置される。

【００２２】図２は、上記絞り部１６の構成を示す斜視
図である。ストッカー２１内に、上下に複数段に出し入
れ操作のための間隔を隔てて、仕切板３０上あるいは仕
切溝（図示しない）にスライド係入させて絞り１９が収
容される。各絞り１９は、開口数やコヒーレンス度ある
いは開口パターン形状等が異なり、多種類の絞り１９が
ストッカー２１内に上下方向に重ねて収容される。この
ように上下方向に重ねて収容することにより、狭いスペ
ース内に多数の絞り１９を収容することができる。

【００２３】絞り交換ロボット２０は、台２６上に支柱
２２を備え、この支柱２２の上端にアーム２３が設けら
れた構成である。台２６は、ストッカー２１方向に矢印
Ｂのように進退移動可能であり、かつ光路２上の絞りス
テージ１７方向に矢印Ｄのように進退移動可能である。
これにより、アーム２３が各方向に進退移動可能にな
る。台２６を移動させる構成に代えて、又はこれととも
に、アーム２３自体を伸縮可能な構成としてもよい。

【００２４】支柱２２は上下方向に矢印Ａのように伸縮
可能な構造である。また、アーム２３はこの支柱２２に
対し、矢印Ｃのように回転して方向変更可能な構造であ
る。アーム２３の先端には、図示しない真空チャックが
備り、各絞り１９の外縁に突出させて設けた柄部２４を
吸着保持する。

【００２５】各絞り１９の外縁には４箇所に位置合せ用
の凹部２５が形成される。この絞り１９の凹部２５に対
応して、絞りステージ１７側に位置決め用の溝２８およ
びアライメントバー２７が設けられる。このアライメン
トバー２７は、後述の図３に示すように、溝２８内を矢
印Ｅのように移動可能である。

【００２６】図３は、絞りステージ１７上に絞り１９が
位置決め固定された状態の平面図である。この絞り１９
は、十字状のリブ２９を有する開口パターン形状であ
る。このような開口パターン形状はこの例の十字状に限
らず、複数の打ち抜き円形状その他各種形状が可能であ
る。この絞り１９の外縁の凹部２５と絞りステージ１７
の溝２８がほぼ一致する位置に、前記絞り交換ロボット
２０により絞り１９が運ばれ絞りステージ１７上に搭載
される。この状態で、アライメントバー２７が溝２８内
に進入して絞り１９の凹部２５に係入し、この絞り１９
を固定する。

【００２７】上記構成の露光装置において、露光条件の
変更等に伴い、絞りを交換する場合には、まず絞り交換
ステージ１７のアライメントバー２７を後退させて絞り
１９から離し、絞り交換ロボット２０のアーム２３の先
端の真空チャックにより絞りステージ１７上の絞り１９
の柄部２４を吸着保持してこれを絞りステージ１７上か
ら取り出す。続いて、アーム２３が回転してストッカー
２１方向に向くとともに、支柱２２の高さをストッカー
の収納位置に合せ、アーム２３がストッカー方向に移動
してその先端に保持している絞り１９をストッカー２１
内に挿入し真空吸着を解除してストッカー内に収納す
る。

【００２８】続いて、ストッカー２１内の新たに使用す
る絞り１９の柄部２４をアーム２３の先端の真空チャッ
クで吸着保持し、ストッカー２１から取り出して、これ
を前述と逆の動作で絞りステージ１７上に搬送し、真空
吸着を解除してこの新たな絞り１９を絞りステージ１７
上に乗せる。続いて、前述のように、アライメントバー
２７が絞りステージ１７の溝２８内に進入して絞り１９
の凹部２５内に係入しこの絞り１９を絞りステージ１７
上に固定保持する。これにより絞り１９の交換動作が終
了する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、光路
に隣接して複数の絞りを収容したストッカーが設けら
れ、ロボット等の絞り交換手段によりこのストッカーか
ら絞りを取り出して光路上の絞りステージ上にセットす
るため、光路部分を拡大して装置を大型化することなく
コンパクトな構成で多数種類の絞りを自動的に交換して
セットすることができる。

【００３０】また、前記ストッカーにより、複数の絞り
を上下に間隔を隔てて重ねて収容する構成とすれば、複
数の絞りが出し入れに必要な間隔を隔てて上下方向に重
ねて多数枚収容することができるため、小スペース内に
多数の絞りを収容して露光装置の小型化を図ることがで
きる。

【００３１】これにより、露光装置の光路部分を拡大す
ることなく、スペースを有効に利用して多数の絞りを選
択可能とし、微細で多様な露光パターンの投影露光処理
を効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る露光装置の構成図。

【図２】 図１の露光装置の絞り交換機構部の構成図。

【図３】 本発明の絞りステージ上に絞りを搭載した状
態の平面図。

【図４】 従来の露光装置の構成図。

【符号の説明】

１：光源、２：光路、３：シャッター、４：インプット
レンズ、５：フライアイレンズ、６：絞り部、７：第１
リレーレンズ、８：第２リレーレンズ、９：レチクル、
１０：縮小投影レンズ、１１：ウェーハ、１６：絞り
部、１７：絞りステージ、１８，１９：絞り、２０：絞
り交換ロボット、２１：ストッカー、２２：支柱、２
３：アーム、２４：柄部、２５：凹部、２６：台、２
７：アライメントバー、２８：溝、２９：リブ、３０：
仕切板。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光路上に絞りを備えた光学レンズ系を介し
   てマスクに形成されたパターンをウェーハ上に投影露光
   する露光装置において、 種類の異なる複数の絞りを収容したストッカーと、 前記絞りを搭載するための光路上に設けた絞りステージ
   と、 前記ストッカーから絞りを取り出して前記絞りステージ
   上にセットする絞り交換手段とを備えたことを特徴とす
   る露光装置。
2. 【請求項２】前記ストッカーは、複数の絞りを上下に間
   隔を隔てて重ねて収容することを特徴とする請求項１に
   記載の露光装置。
3. 【請求項３】前記絞りは、その周縁部に位置合せ用の凹
   部を有し、 この凹部が嵌合するアライメントバーを前記絞りステー
   ジ側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の露光装
   置。
4. 【請求項４】前記絞り交換手段は、進退移動可能で且つ
   回転可能なアームからなり、このアーム先端に絞り把持
   手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の露光装
   置。
5. 【請求項５】前記絞り把持手段は、真空チャックからな
   ることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。