JP2532836B2 - マスク自動交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、半導体露光装置においてマスクまたはレチ
クルを自動的に交換してマスクアライナに装着するため
のマスク自動交換装置に関する。

なお、本明細書においてマスクを例にした説明はレチ
クルに対しても同様に適用可能であり、「マスク」は
「レチクル」を含むものとする。

［発明の背景」 半導体フォトリソグラフィプロセスにおいては、ウエ
ハの各チップにパターンを形成するために、実寸パター
ンのマスクをウエハ面に密着させて露光焼付を行なった
りまたは実寸の数倍〜10倍程度の１チップ分のパターン
が形成されたレチクルを光学的手段を介して縮小してウ
エハ上に投影しパターン焼付けを行なっている。１つの
半導体デバイスを完成するには、１枚のウエハに対しこ
のパターンの焼付けの工程を通常数回〜数10回行なう。
具体的には、まずあるマスク工程のレチクルを露光装置
本体にセットし、所定量（例えば100枚）のウエハにつ
いてパターン焼付け工程を実施する。焼付け工程を終え
たウエハ群は必要に応じてエッチングや不純物拡散、ま
た導体層、絶縁層、半導体層の形成、さらにはフォトレ
ジスト塗布等の処理をし、その後レチクルを次のマスク
工程のものに交換し、これらのウエハすべてについてそ
のレチクルのパターン焼付け工程を実施する。以下、同
様に焼付け工程を繰返し、求めるパターンのウエハを得
る。

この場合、各焼付け工程で用いられるパターンすなわ
ちマスク（またはレチクル）は異なるのが普通である。
したがって、各段階の露光に際して露光装置本体（マス
クアライナ）に別々のマスクをセットする必要がある。
このようなマスク交換を行なうためにマスク自動交換装
置が用いられる。各マスクは１枚ずつマスクカセットに
収容され、複数のマスクカセットがカセットキャリアの
各スロットに収納される。マスク自動交換装置の駆動制
御回路は、カセットキャリアの各スロットに収納された
マスクカセット内のマスクに関する情報、例えばマスク
製品番号、パターン識別情報等が入力された記憶回路を
有し、マスク交換指令に応じてこの記憶回路の情報に基
いて使用すべきマスクカセットを選択しカセットキャリ
アから自動的に取出しこれをマスクアライナまで搬送す
るように駆動制御する。

［従来の技術］ 従来のマスク自動交換装置においては、前記マスクに
関する情報はオペレータがコンソールのキーボード操作
によりマンマシンインターフェイスを介して手動で入力
していた。したがって、マスクカセットをカセットキャ
リアに装着する毎にマスク識別情報の入力操作が必要と
なりカセット交換作業に手間を要しスループットが低下
し露光工程の完全自動化の妨げになるとともに、誤操作
等による入力ミスの発生という問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、前記従来技術の欠点に鑑みなされたもので
あって、マスクカセット交換に伴うマスク識別情報を自
動入力化してオペレータの操作の軽減およびスループッ
トの向上を図り、入力ミスを防止して信頼性の高いマス
ク自動交換装置の提供を目的とする。

この目的を達成するため本発明では、カセットキャリ
アに複数のマスクカセットを収納し、このカセットキャ
リアから使用すべきマスクカセットを自動で選択的に取
り出す半導体露光装置のマスク自動交換装置において、
前記マスクカセット上に設けられ、そのカセット内に収
容したマスクに関する情報を予め記録した記録媒体と、
この記録媒体の情報を読み取る情報読取手段とを備え、
この情報読取手段は、前記マスク自動交換装置の駆動制
御手段に連結されかつ前記カセットキャリアに設けられ
ているとともに、マスクカセット収納動作時に前記情報
の読取りを行ない、この情報を前記駆動制御手段内の記
憶回路に入力するように構成したことを特徴とする。

前記情報は、例えば、バーコードや磁気記録手段によ
り記録され、その場合、前記情報読取手段はバーコード
リーダや読取用磁気ヘッドからなる。また、前記情報読
取手段は前記カセットキャリアにマスクカセットが収納
されたことを検知するためのカセット検知手段を含むこ
とができ、その場合、カセット検知手段はカセットの挿
入動作を検知する挿入センサおよび挿入動作完了を検知
する挿入完了センサで構成することができる。また、前
記記録媒体としては、カードが使用でき、その場合、カ
ードをマスクカセット側面に突出して取り付けるととも
に、前記挿入センサは前記カードを検知するための挿入
方向に並列して設けた２個のフォトセンサで構成し、前
記挿入完了センサは収納位置のマスクカセットにより押
圧動作されるスイッチで構成するようにしてもよい。

［実施例］ 第１図は本発明に係るマスク自動交換装置の斜視図で
ある。カセットキャリア１内に複数のマスクカセット２
が収納されている。３は選択されたマスクカセット２か
らマスクを取出すためのフォークユニット、４はフォー
クユニット３を上下移動させるためのエレベータユニッ
ト、５はエレベータユニット４の上下位置を検知するフ
ォトスイッチ、６はエレベータユニット４の上下位置を
割り出すインデックス板、７はマスクをマスクアライナ
のローディングステーションに受渡すハンドユニットで
ある。マスクカセット２は、第２図に示すようにカセッ
トキャリア１の各スロット31内に矢印Ａのように挿入さ
れて収納される。このマスクカセット２の側面には第３
図に示すようにバーコードカード８が突出して取付けら
れている。バーコードカード８にはマスクカセット２内
に収容されているマスク（図示しない）の各称、品番、
パターン型式等のマスク識別情報がコード化されバーコ
ード形式で記録されている。このバーコードカード８の
情報はカセットキャリア１内に設けた矢印Ｂ（第４図）
のように移動可能なバーコードリーダ11により読取られ
る。カセットキャリア１内の各スロット側面にはマスク
カセット２の挿入方向（矢印Ａ方向）に順番に、第５図
に示すように、第１フォトセンサ９、第２フォトセンサ
10および前記バーコードリーダ11が設けられる。また、
挿入方向の終端位置には、マスクカセット２の挿入を停
止させるためのストッパ13,14およびマスクカセット２
がストッパ13,14に当接し挿入動作が完了したことを検
知するためのスィッチ12が設けられる。各センサおよび
スイッチの配列構成を第６図に示す。（ａ）は側面から
見た配列、（ｂ）は正面から見た配列である。第1,第２
フォトセンサ9,10は発光素子およびフォトトランジスタ
からなるフォトカプラであり、マスクカセット２のバー
コードカード８の通過により動作する。スイッチ12はマ
スクカセット２が当接して押圧することにより動作する
機械的接点スイッチである。各フォトセンサ9,10および
スイッチ12は図示しない制御回路に連結され、各検出信
号に基いてバーコード読取動作を制御する。

次に前記構成のマスク自動交換装置のマスク識別情報
（バーコード）読取動作について説明する。半導体露光
装置およびマスク自動交換装置を使用する場合には各装
置の初期化を行ない使用する各マスクの識別情報を入力
する必要がある。この場合、マスク自動交換装置の制御
回路は、カセットキャリアの各スロットにマスクカセッ
トが収納されているか否かをスイッチ12からの信号によ
り判断し、収納されているスロットのバーコードリーダ
11を駆動してマスクカセットに取付けられたバーコード
カードからマスク識別情報を読取り制御回路内の記憶回
路に入力する。

装置稼動中にカセットキャリアに新しいマスクカセッ
トを挿入した場合には、第1,第２フォトセンサ9,10から
の信号によりマスクカセットの挿入動作が検出されさら
にスイッチ12からの信号により挿入完了が確認される。
その後バーコードリーダ11を駆動して新しく収納された
マスクカセットの識別情報を読取る。マスクカセットの
挿入動作を検出するために例えば第１フォトセンサ９の
信号が第２フォトセンサ10の信号より先に出力されたこ
とを検知してマスクカセットが挿入方向に移動中である
ことを識別できるように検出回路を構成してもよい。

第1,第２フォトセンサ9,10およびスイッチ12の検出信
号を制御回路に入力するためのインターフェイス回路の
一例を第７図に示す。第1,第２フォトセンサ9,10は発光
ダイオード9a,10aおよびフォトトランジスタ9b,10bから
なり、各センサ9,10はそれぞれ第1,第2,第3NAND回路15,
18,22に接続される。第1,第2,第3NAND回路15,18,22は各
々微分回路16,19,20を介してフリップフロップ17のセッ
ト側およびリセット側、およびフリップフロップ21のリ
セット側に接続される。各フリップフロップ17,21は信
号変換回路（インターフェイス）23を介して制御回路
（CPU）24に連結される。カセット挿入完了を検知する
ためのスイッチ12はフリップフロップ21のセット側に接
続される。制御24にはさらにバーコードリーダ11を駆動
制御するためのバーコードリーダ制御部30が連結され
る。29はバーコードリーダ駆動用モータである。バーコ
ードリーダ11は直並列変換回路等からなる信号変換回路
25を介してバーコード検出制御回路26に連結される。バ
ーコード検出制御回路26はバッファ回路27を介してモー
タ29に連結される。

上記構成の回路の動作について説明する。カセットの
挿入時、マスクカセットが第1,第２フォトセンサの位置
に達し、終端のストッパ13,14に達する前の挿入途中状
態では、第1,第２フォトセンサ9,10がバーコードカード
８で覆われ、かつスイッチ12は動作していないため第1N
AND回路15に対し第1,第２フォトセンサ9,10は共に“H"
レベル信号を入力しまたフリップフロップ21は“L"レベ
ル出力となりこれがインバータを介して“H"レベルで第
1NAND回路15に入力される。このため入力側信号はすべ
て“H"レベルとなり第1NAND回路15が動作する。第1NAND
回路15の出力は微分回路16で波形成形されてフリップフ
ロップ17をセットする。これによりフリップフロップ17
はカセット挿入信号ａを発する。このカセット挿入信号
ａはインターフェイス23を介して制御回路24に入力され
カセットの挿入動作が検出される。カセットがスロット
終端のストッパ13,14に当接して挿入動作が完了すると
カセットによりスイッチ12が押圧されて動作する。した
がって、フリップフロップ21がセット入力され“H"レベ
ル出力を発する。この“H"レベル出力は挿入完了信号ｂ
としてインターフェイス23を介して制御回路24に入力さ
れカセット挿入動作完了が検出される。この挿入完了信
号ｂはさらに第2NAND回路18に入力されフリップフロッ
プ17をリセットする。マスクカセット引抜かれて第２フ
ォトセンサ10からバーコードカード８が離れ第１フォト
センサ９のみを覆った時点で第3NAND回路22の入力側が
すべて“H"レベルとなりフリップフロップ21をリセット
する。前記カセットの挿入完了信号ｂが制御回路24に送
られ、マスクカセットがカセットキャリアのスロットに
収納されたことが確認されると、バーコード検出制御回
路26を介してバーコードリーダ駆動用モータ29を作動さ
せバーコードの読取りを開始する。バーコードから直列
に送られる読取信号は信号変換回路25のレジスタで並列
に変換されバーコード検出制御回路26を介して制御回路
24に送られマスク識別情報が記憶回路に登録される。

なお、前記実施例においては、バーコードを用いてマ
スク識別情報を記録媒体（バーコードカード）上に記録
したが、磁気記録手段を用いて磁気テープ等に識別情報
を記録してもよい。この場合には、バーコードリーダに
代えて読取用磁気ヘッドを用いて情報読取動作を行な
う。また、記録媒体の取付位置はマスクカセットの側面
に限らず背面、上面、底面等の適当な位置に取付け、こ
れに対応して読取手段を設けてもよい。また、カセット
の挿入検知手段、挿入完了検知手段は前述の実施例のフ
ォトセンサ9,10およびスイッチ12に限らず他の光学的セ
ンサ、磁気センサ、機械的スイッチ等を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るマスク自動交換装
置においては、マスクの識別情報を記録した媒体をマス
クカセットに取付けマスクカセットがカセットキャリア
に挿入されると自動的に識別情報を読取る情報読取手段
を備え、カセット挿入に伴い自動的に情報を登録可能と
している。したがって、マスクカセット挿入、交換時に
オペレータがマスク識別情報をキーボード操作により手
作業で入力する必要はなくなり、カセット装着作業の手
間が軽減され、露光プロセスの完全自動化が図られ、ス
ループットが向上しまた入力ミスが防止され信頼性の高
い半導体露光装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマスク自動交換装置の斜視図、第
２図は第１図のマスク自動交換装置のカセットキャリア
部の部分詳細図、第３図は本発明で使用するマスクカセ
ットの斜視図、第４図は第３図のマスクカセットの情報
読取状態の斜視図、第５図は本発明に係るマスクカセッ
トの検知手段の配置を示す斜視図、第６図は第５図の各
検知手段の配置構成図、第７図は本発明に係るマスク自
動交換装置の回路図である。 1:カセットキャリア、2:マスクカセット、8:バーコード
カード、9,10:フォトセンサ、11:バーコードリーダ、1
2:スイッチ、24:制御回路。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カセットキャリアに複数のマスクカセット
   を収納し、このカセットキャリアから使用すべきマスク
   カセットを自動で選択的に取り出す半導体露光装置のマ
   スク自動交換装置において、前記マスクカセット上に設
   けられ、そのカセット内に収容したマスクに関する情報
   を予め記録した記録媒体と、この記録媒体の情報を読み
   取る情報読取手段とを備え、この情報読取手段は、前記
   マスク自動交換装置の駆動制御手段に連結されかつ前記
   カセットキャリアに設けられているとともに、マスクカ
   セット収納動作時に前記情報の読取りを行ない、この情
   報を前記駆動制御手段内の記憶回路に入力するように構
   成したことを特徴とするマスク自動交換装置。
2. 【請求項２】前記情報はバーコードにより記録され、前
   記情報読取手段はバーコードリーダからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のマスク自動交換装
   置。
3. 【請求項３】前記情報は磁気記録手段により記録され、
   前記情報読取手段は読取用磁気ヘッドからなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のマスク自動交換装
   置。
4. 【請求項４】前記情報読取手段は前記カセットキャリア
   にマスクカセットが収納されたことを検知するためのカ
   セット検知手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のマスク自動交換装置。
5. 【請求項５】前記カセット検知手段はカセットの挿入動
   作を検知する挿入センサおよび挿入動作完了を検知する
   挿入完了センサからなることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項記載のマスク自動交換装置。
6. 【請求項６】前記記録媒体はカードでありマスクカセッ
   ト側面に突出して取り付けられ、前記挿入センサは前記
   カードを検知するための挿入方向に並列して設けた２個
   のフォトセンサからなり、前記挿入完了センサは収納位
   置のマスクカセットにより押圧動作されるスイッチから
   なることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のマス
   ク自動交換装置。