JP2656204B2 - マスク交換装置 - Google Patents

マスク交換装置

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JP2656204B2
JP2656204B2 JP5134666A JP13466693A JP2656204B2 JP 2656204 B2 JP2656204 B2 JP 2656204B2 JP 5134666 A JP5134666 A JP 5134666A JP 13466693 A JP13466693 A JP 13466693A JP 2656204 B2 JP2656204 B2 JP 2656204B2
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    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は基板に露光転写されるパ
ターンが形成されたマスクを交換するマスク交換装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種のマスク交換装置は種
々のタイプのものが知られ、例えば特開昭48−308
74号公報では、複数のマスクを並列的にガラスプレー
ト上に保持し、このプレートを露光位置に対して移動す
ることにより、マスクの交換を迅速に行うことができる
装置が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】ところで、上述の
特開昭48−30874号公報に示された装置では、複
数のマスクを保持するプレートを移動して一つのマスク
を露光位置にセットした後、露光位置にセットされたマ
スクを複数のマスクを保持するプレートごとX,Y,θ
の各方向に微動させることにより、露光位置にセットさ
れたマスクのアライメントを行っている。
【0004】このため、このマスク交換装置では、複数
のマスクを保持するような比較的大きなプレートがX,
Y,θの各方向に移動可能な空間を露光装置に設けるこ
とが必要になる。また、斯かるプレートをマスク交換の
ために大きく移動させることができると共に、マスクの
アライメントのために微動させることもできる駆動機構
を設ける必要がある。このような駆動機構はその構成が
複雑になり、一般的には、マスク交換時のプレートの移
動速度を高速にしようとするとマスクアライメント時の
微動精度が低下しがちであり、逆にマスクのアライメン
ト時の微動精度を高くするとマスク交換時のプレートの
移動速度の高速化が困難になりがちである。
【0005】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、その目的は、マスクを高速度に交換可能である
と共に、露光位置に高精度に設定することのできるマス
ク交換装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、マスクのパターンを基板に露光転写する
ための露光光が照射される露光位置でマスクをアライメ
ントするマスクステージに対してマスクの交換を行うマ
スク交換装置において、前記マスクステージ上のマスク
を前記露光位置で前記マスクステージから取り外し、前
記マスクステージから取り外されたマスクを含む複数の
マスクを並列的に保持したまま前記露光光の光路と交差
する方向に移動して前記複数のマスクの中から次に前記
マスクステージに保持されるマスクを前記露光位置に搬
送し、前記次のマスクを前記露光位置へ搬送した後に前
記露光位置で前記マスクステージに装着するマスク搬送
機構を有することを特徴としている。
【0007】
【実施例】図1は本発明のマスク交換装置をミラープロ
ジエクシヨンタイプの露光装置に適用した一実施例を示
すものあるが、以下この実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。
【0008】図1において、1a〜1dはそれぞれ異な
ったパターンが設けられているマスクで、例えば一つの
パターンを4分割した部分パターンをそれぞれ有するも
のである。2はマスク1a〜1dの一つを露光位置で保
持するマスクステージで、保持したマスクを露光位置で
アライメントするために移動する。5は液晶表示板を構
成するためにその表面に多数の画素と、画素のオンオフ
を制御するためのスイツチングトランジスタが各画素ご
とに通常のフオトリソグラフイの手順で形成されるガラ
ス基板で、対角線の長さが14インチ程度の方形であ
る。
【0009】6は不図示の光源からの特定の波長の光で
露光位置にあるマスクを照明し、マスクを介して基板5
上の感光層を露光することにより、マスク上のパターン
を基板5に露光転写する照明光学系で、以下の説明で
は、その光軸7(図2参照)をZ方向、光軸7に直交す
る平面内で直交する2つの方向をそれぞれX,Y方向、
光軸7を中心とした回転方向をθ方向と呼ぶ。
【0010】8は基板5を保持するための基板ステージ
で、基板5をX,Y,Z,θの各方向に移動する。基板
5は露光位置に設定されたマスクに対して任意の領域が
投影光学系11を介して対向できるようにステージ8に
よって移動される。また、ステージ8の斯かる移動はレ
ーザ干渉計を用いた精密測長システムによって制御され
る。9a,9b(図2参照)はアライメント光学系の対
物レンズで、露光位置にあるマスクと基板5のある領域
をアライメントするために利用される。
【0011】10はマスク1a〜1dを並列的に保持す
ると共に、各マスク1a〜1dを図2の矢印で示す方
向、即ち照明系6からの露光光の光路と交差する方向に
移動することにより、各マスク1a〜1dを露光光が通
過する露光位置にあるマスクステージ2の上方に順次搬
送するマスク搬送機構、11はマスクステージ2によっ
て所定位置にアライメントされたマスクのパターンを基
板5上へ等倍投影する凹面鏡と凸面鏡の組合せからなる
周知のミラー投影系である。
【0012】12は投影系11のピント面と基板5の表
面の間隔を検出するためのギヤツプセンサで、例えばエ
アーマイクロセンサや、基板5からの反射光で間隔を検
出する光電タイプのセンサである。ギヤツプセンサ12
は複数設けられ、基板5の表面上の複数の点についてピ
ント面までの距離を検出する。
【0013】13はY方向(紙面に垂直な方向)に設け
られた2つのガイドレール14に沿って移動可能なLA
B(リニアエアーベアリング)で、一方はX,Z方向拘
束タイプ、他方はZ方向拘束タイプとなされている。な
お、投影系11の光軸は照明系6の光軸7と一致してい
る。15はマスクステージ2、基板ステージ8、マスク
搬送機構10を一定の関係で保持しているホルダで、L
AB13に支持されることによりマスクステージ2上の
マスクと基板ステージ8上の基板を投影系11に対して
一体的に移動する。
【0014】16はマスクステージ2上のマスクを照明
するための照明系6、ミラー投影系11、ガイドレール
14が一定の位置関係となるように取付けられる基台、
17は基板収納部18内の基板5を基板ステージ8へ搬
送するための基板搬送機構の一部を構成するベルトで、
ベルト17を介して収納部18から取り出された基板5
は所定のプリアライメントが行なわれた後、ステージ8
上に固定される。
【0015】ステージ8は上述した如くホルダ15に対
して基板5をX,Y,Z,θの各方向に移動可能とする
と共に、レーザ干渉計を用いた測長システムによって
X,Y方向の移動が制御される。
【0016】次に、この実施例の動作を図2を用いて説
明する。この図では1番目のマスク1aのパターン
(1)が基板5の領域5aに転写され、2番目のマスク
1bのパターン(2)が基板5の領域5bに転写されて
いる状態を示しているが、動作はマスク1aのパターン
(1)の転写が終了した時点から説明する。
【0017】基板5の領域5aへのパターン(1)の転
写が終了すると、マスク搬送機構10は先ずマスクステ
ージ2からマスク1aを取り外す。そして、マスク1a
〜1dのそれぞれを図2の矢印方向に移動して、マスク
1bをマスクステージ2の上方に位置させ、その後マス
ク1bをマスクステージ2上に装着する。装着されたマ
スク1bを保持したマスクステージ2は、周知の方法に
よりX,Y,Z,θの各方向に移動してマスク1bを所
定の露光位置にセツトする。
【0018】また、これと同時に基板ステージ8は基板
5をホルダ15に対してステツプ移動し、基板5の領域
5bを投影系11によってマスク1bのパターン(2)
が投影される位置にセツトする。この移動は不図示のレ
ーザ干渉計によって極めて正確に制御される。
【0019】この後、ギヤツプセンサー12によって検
出された投影系11のピント面と基板5の領域5b間の
複数の間隔情報に基づいてステージ8のZ駆動系が作動
し、投影系11のピント面に領域5bの表面が一致され
る。このZ方向のアライメント(フオーカシング)が完
了すると、アライメント光学系の対物レンズ9a,9b
によってマスク1b上の2つのアライメント用の十字マ
ーク(+)と部分5b上のアライメント用の十字マーク
(+)が投影系11を介してそれぞれ同時に観察され、
両者が一致するまで基板5がX,Y,θの各方向に移動
される。
【0020】アライメントが完了すると、照明系6は投
影系11の最良結像領域の形状に対応して照明領域が円
弧状となるようにマスク1bを照明する。この状態でホ
ルダ15はY方向(矢印方向)にLAB13によって案
内されながら一定の速度で移動する。これによりマスク
1bと基板5の領域5bは一体的に投影系11に対して
移動することになり、領域5bはマスク1bを通過した
照明光によって順次露光され、パターン(2)が転写さ
れる。
【0021】領域5bへのパターン(2)の転写が完了
すると、基板ステージ8、マスク搬送機構10は再び作
動し、基板5の領域5cを投影系11の投影領域に移動
させると共に、ステージ2上のマスク1bをマスク1c
に交換する。なお、この時には対物レンズ9a,9bを
Y方向に所定量移動して、マスク1c上のアライメント
用の十字マーク(+)を観察可能とする。以後、前述と
同様な動作を繰り返して、マスク1cのパターン(3)
を基板5の部分5cに、また、マスク1dのパターン
(4)を部分5dにそれぞれ転写する。
【0022】このようにして、基板5の全面にパターン
(1)〜(4)がそれぞれ重なり合うことなく、もしく
は僅かに重なり合って転写され、基板5上に液晶表示板
のための画素とスイツチングトランジスタ等が形成され
る。
【0023】また、マスク1a〜1dの各パターンが全
面に転写された基板5は、基板搬送機構によってステー
ジ8から収納部18に搬送収納される。この間にマスク
搬送機構10は、各マスク1a〜1dを図2の矢印方向
とは逆の方向に移動してマスク1aをマスクステージ2
の上方に位置させ、マスク1aを再びステージ2にセツ
トする。新たな基板5がステージ8にセツトされた際、
前述の露光動作は再び繰り返される。
【0024】なお、前述の実施例では、ミラープロジエ
クシヨンタイプの露光装置に本願発明のマスク交換装置
を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えばプロキシミテイタイプや、レンズプ
ロジエクシヨンタイプの露光装置にも適用可能である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、露
光光が照射される露光位置でマスクをアライメントする
マスクステージに対してマスクを高速度に交換すること
が可能になると共に、露光位置でマスクをマスクステー
ジによって高精度にアライメントすることが可能とな
る。このため本発明によれば、複数のマスクを使用する
露光装置においても、高精度な露光を高いスループット
で行うことが可能になる。また本発明によれば、従来の
マスクステージをそのまま利用することも可能となるの
で、マスク交換のための構成を比較的簡単なものにでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の露光装置の一実施例を示す平面図。
【図2】本実施例の動作を説明するための斜視図。
【符号の説明】
1a,1b,1c,1d マスク 2 マスクステージ 5 ガラス基板 6 照明光学系 8 基板ステージ 9 アライメント光学系 10 マスク搬送装置 11 ミラー投影系 13 LAB(リニアエアーベアリング) 15 ホルダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 義治 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地キ ヤノン株式会社小杉事業所内 (56)参考文献 特開 昭48−30874(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスクのパターンを基板に露光転写する
    ための露光光が照射される露光位置でマスクをアライメ
    ントするマスクステージに対してマスクの交換を行うマ
    スク交換装置において、前記マスクステージ上のマスク
    を前記露光位置で前記マスクステージから取り外し、前
    記マスクステージから取り外されたマスクを含む複数の
    マスクを並列的に保持したまま前記露光光の光路と交差
    する方向に移動して前記複数のマスクの中から次に前記
    マスクステージに保持されるマスクを前記露光位置に搬
    送し、前記次のマスクを前記露光位置へ搬送した後に前
    記露光位置で前記マスクステージに装着するマスク搬送
    機構を有することを特徴とするマスク交換装置。
  2. 【請求項2】 前記マスク搬送機構はそれぞれ異なった
    パターンが形成された複数のマスクを保持していること
    を特徴とする請求項1に記載のマスク交換装置。
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