JP2889126B2 - Method for setting gap between work and mask, and gap setting mechanism - Google Patents
Method for setting gap between work and mask, and gap setting mechanismInfo
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造工
程で使用される露光装置におけるワークとマスクの間隙
の設定方法、及び間隙の設定機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for setting a gap between a work and a mask in an exposure apparatus used in a semiconductor device manufacturing process, and a mechanism for setting the gap.
【0002】[0002]
【従来技術】従来から、ワークとマスクを、微小の間隙
をもって配置させる、いわゆるプロキシミティ露光が行
われていた。この時のワークには、半導体ウエハや液晶
表示用ガラス基板が使われる。(以下、ワークを代表し
てウエハと称する。)図12に、プロキシミティ露光装
置の概略図を示す。光源1からの放射光は、楕円反射鏡
2によってインテグレータレンズ3に入射する。インテ
グレータレンズ3からの出力光は、コリメータレンズ4
を経て、回路パターン等が描かれたマスクMを通過して
ウエハWを照射する。マスクMとウエハWの間隙は、2
0μm程度であり、その精度は誤差2μm以内が要求さ
れる。2. Description of the Related Art Conventionally, so-called proximity exposure in which a work and a mask are arranged with a minute gap has been performed. A semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display is used for the work at this time. (Hereinafter, a work is generally referred to as a wafer.) FIG. 12 is a schematic view of a proximity exposure apparatus. Light emitted from a light source 1 is incident on an integrator lens 3 by an elliptical reflecting mirror 2. The output light from the integrator lens 3 is output to the collimator lens 4
Then, the wafer W is irradiated through the mask M on which a circuit pattern and the like are drawn. The gap between the mask M and the wafer W is 2
The accuracy is required to be within about 2 μm.
【0003】従来は、球面座方式のステージを使って、
このステージをマスクに対して上下動させることによ
り、上記「微小の間隙」を作っていた。図11は、この
球面座方式による機構を示す。ステージ5は、球面座6
に載置され、ステージ5の上には、ウエハWが配置され
る。ステージ5には、ウエハWをステージ5に吸着する
ための真空管路8を有し、また、球面座6には、ステー
ジ5を球面座6に固定するための真空管路9を有する。
これら真空管路8、真空管路9は、図示していない真空
吸着手段へと接続される。そして、球面座6は、移動手
段7によって上下に移動させることができる。このよう
な機構において、以下のような動作を行う。まず、移動
手段7によってステージ5を十分に下げて、この状態で
ステージ5にウエハWを載せる。そして、真空吸着手段
と真空管路8を作動させて、ウエハWをステージ5に吸
着させ、その状態のまま移動手段7を駆動してステージ
5をマスクMの方へ上昇させる。このときはまだ真空管
路9は働いておらず、球面座6とステージ5の位置関係
はフリーになっている。Conventionally, using a spherical seat type stage,
By moving this stage up and down with respect to the mask, the above "micro gap" was created. FIG. 11 shows a mechanism using the spherical seat system. Stage 5 is a spherical seat 6
The wafer W is placed on the stage 5. The stage 5 has a vacuum line 8 for attracting the wafer W to the stage 5, and the spherical seat 6 has a vacuum line 9 for fixing the stage 5 to the spherical seat 6.
These vacuum lines 8 and 9 are connected to vacuum suction means (not shown). The spherical seat 6 can be moved up and down by the moving means 7. In such a mechanism, the following operation is performed. First, the stage 5 is sufficiently lowered by the moving means 7, and the wafer W is placed on the stage 5 in this state. Then, the vacuum suction means and the vacuum pipe 8 are operated to suck the wafer W onto the stage 5, and in this state, the moving means 7 is driven to raise the stage 5 toward the mask M. At this time, the vacuum pipe 9 has not yet been operated, and the positional relationship between the spherical seat 6 and the stage 5 is free.
【0004】ウエハWがマスクMに接触するまで上昇し
たら、移動手段7を止めてウエハWの上昇も停止させ
る。この時、球面座6によって、ステージ5は、マスク
Mと平行になるよう傾き、ウエハWとマスクMの平行位
置関係が実現される。次に、真空管路9を作動させて、
ステージ5を球面座6に吸着固定させる。その後、所望
の距離だけステージ5を下げる。この所望の距離が、い
わゆる、「微小の間隙」となる。このようなウエハWと
マスクMの間隙設定は、ウエハを1枚露光するたびに、
その都度行わなければならない。これは、ウエハWがス
テージ5へ吸着される際に吸着ムラによって、ウエハW
に傾きが発生することや、あるいは、ウエハWが個々に
厚みムラをもっているので、ウエハWとマスクMとの平
行関係のズレが発生するためである。When the wafer W rises until it comes into contact with the mask M, the moving means 7 is stopped to stop the elevation of the wafer W. At this time, the stage 5 is tilted by the spherical seat 6 so as to be parallel to the mask M, and a parallel positional relationship between the wafer W and the mask M is realized. Next, the vacuum line 9 is activated,
The stage 5 is fixed to the spherical seat 6 by suction. Thereafter, the stage 5 is lowered by a desired distance. This desired distance is a so-called “micro gap”. The gap between the wafer W and the mask M is set each time one wafer is exposed.
You have to do it each time. This is because when the wafer W is attracted to the stage 5, the wafer W
This is because the wafer W and the mask M are displaced because the wafers W have uneven thicknesses individually.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような球面座方式
によるマスクとウエハの間隙設定方法、及び間隙設定機
構では、ステージにおける球面に細かい面精度が要求さ
れるので、ステージ及び球面座を作るのに製造コストが
高くなり、また、かなりの製造時間を要する。In such a method for setting a gap between a mask and a wafer by the spherical seat method and a gap setting mechanism, fine surface accuracy is required for the spherical surface of the stage. In addition, the production cost is high, and considerable production time is required.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】そこで、この発明にかか
るワークとマスクの間隙の設定方法は、以下のように行
うことを特徴とする。まず、ワークを、ワークとマスク
が接触しない状態で、ワークステージに保持させる。次
に、ワークとマスクが接触する方向に、ワークステージ
及び/又はマスク保持したマスクステージを移動手段に
より移動させる。そして、ワークとマスクが接触して
も、なお、当該移動は継続する。ワークステージ又はマ
スクステージに少なくとも3つ設けられた、ワークとマ
スクが接触し実質的にそれ以上に当該相対的移動ができ
なくなった時点から、前記移動手段からの駆動力を吸収
して変位し始める調整機構が、所定量の変位をしたとき
に、それぞれの調整機構がシステムコントローラに信号
を送る。次に、システムコントローラが、全ての調整機
構から当該信号を受信した時を、ワークとマスクの平行
状態として、当該ワークステージ及び/又はマスクステ
ージの移動を停止するとともに、かつ、各々の調整機構
において、その時の変位状態を保持させる。その後、所
定の距離だけワークステージ及び/又はマスクステージ
を前記移動方向とは反対方向に移動させて所望の間隙を
作るまた、この発明にかかるワークとマスクの間隙の設
定機構は、ワークを保持するワークステージと、マスク
を保持するマスクステージと、ワークとマスクを相対的
に近づけたり、あるいは、離したりする方向に、当該ワ
ークステージ及び/又はマスクステージを移動させる移
動手段と、ワークステージ又はマスクステージと前記移
動手段とをつなげるように設けられた、少なくとも3つ
の調整機構とからなる。そして、この調整機構は、前記
移動手段をワークとマスクが接触する方向に駆動した場
合において、ワークとマスクが接触した後もなお継続し
て前記移動手段を当該方向に駆動した場合に、ワークと
マスクが接触し実質的にそれ以上に当該相対的移動がで
きなくなった時点から、前記移動手段からの駆動力を吸
収して変位し始めるものであって、当該調整機構が、所
望量だけ変位したことを検出する検出手段と、その時の
変位状態を保持する保持手段とを含むことを特徴とす
る。さらに、好ましくは、前記調整機構は、ケーシング
と、ケーシング内に配置されたシャフトと、このシャフ
トの動きを上下方向のみに規制するガイド部材と、ケー
シング内に位置しシャフトに力を及ぼす第1の弾性部材
と、シャフトに連結された板状の弾性体と、該弾性体を
介してシャフトの位置を一定の位置に保持する保持手段
と、該第1の弾性部材の変位量を検出する検出手段と、
シャフト先端とワークステージ又はマスクステージの間
に位置する球と、シャフトとマスクステージを一定の力
で引き合う第2の弾性部材からなることを特徴とする。Therefore, a method of setting a gap between a work and a mask according to the present invention is characterized in that it is performed as follows. First, the work is held on the work stage in a state where the work does not contact the mask. Next, the work stage and / or the mask stage holding the mask are moved by the moving means in the direction in which the work and the mask come into contact. Then, even if the work and the mask come into contact, the movement continues. At least three of the work stages or the mask stages are provided, and when the work and the mask come into contact with each other and the relative movement cannot be performed any more, the driving force from the moving means is absorbed and the displacement starts. Each of the adjustment mechanisms sends a signal to the system controller when the adjustment mechanism makes a predetermined amount of displacement. Next, the system controller stops the movement of the work stage and / or the mask stage by setting the time when the system controller receives the signal from all the adjustment mechanisms as a parallel state of the work and the mask, and in each adjustment mechanism , The displacement state at that time is held. Thereafter, the work stage and / or the mask stage are moved by a predetermined distance in the direction opposite to the moving direction to form a desired gap. The mechanism for setting the gap between the work and the mask according to the present invention holds the work. A work stage, a mask stage for holding a mask, moving means for moving the work stage and / or the mask stage in a direction of relatively approaching or separating the work and the mask, and a work stage or a mask stage And at least three adjusting mechanisms provided so as to connect the moving means and the moving means. When the moving mechanism is driven in a direction in which the work and the mask come into contact with each other, the moving mechanism is continuously driven even after the work and the mask come in contact with each other. From the point in time when the mask makes contact and the relative movement becomes substantially no longer possible, the mask absorbs the driving force from the moving means and starts to be displaced, and the adjustment mechanism is displaced by a desired amount. And a holding means for holding the displacement state at that time. Further preferably, the adjusting mechanism includes a casing, a shaft disposed in the casing, a guide member for restricting the movement of the shaft only in the vertical direction, and a first member located in the casing and acting on the shaft. An elastic member, a plate-like elastic body connected to the shaft, holding means for holding the position of the shaft at a fixed position via the elastic body, and detecting means for detecting an amount of displacement of the first elastic member When,
It is characterized by comprising a sphere located between the tip of the shaft and the work stage or the mask stage, and a second elastic member for attracting the shaft and the mask stage with a constant force.
【0007】[0007]
【作用効果】このような、ワークとマスクの間隙設定方
法、及び間隙設定機構によって、球面座方式のように細
かい面精度が要求される球面構造を採用していないの
で、球面座方式の製造コストに比較して安価であり、ま
た、その作成が簡単である。[Effects] Due to such a method of setting the gap between the work and the mask and the gap setting mechanism, a spherical structure requiring fine surface accuracy is not adopted unlike the spherical seat method, so that the manufacturing cost of the spherical seat method is provided. It is inexpensive and easy to create.
【0008】[0008]
【実施例】図1は、この発明にかかるワークとマスクの
間隙設定方法、及び間隙設定機構を説明するための概略
図である。ウエハWが載せられたワークステージ10
(以下、ステージという)には、ベース20、支柱3
0、調整機構40が接続される。ステージ10は、例え
ば、アルミニウムよりなり、調整機構40とは後述する
V溝受けと剛球の接触でつながっている。従って、ステ
ージ10は、ウエハWの大きさに合わせて、容易に交換
することができる。支柱30は図示略の移動手段につな
がっている。この移動手段は、支柱30を上下動させる
ことができればよく、例えば、エアシリンダーや回転カ
ムなどが使われる。移動手段については、既知のものな
ので説明は省略する。また、移動手段は、後述するシス
テムコントローラに接続されており、移動制御に関する
情報が送られる。支柱30の先端には、ステージ10と
ほぼ同一形状のベース20が設けられている。ベース2
0には、棒状の調整機構40がベース20と垂直に立設
される。この調整機構40の先端には、前述のごとく、
ステージ10が載せられるので、ステージ10の位置を
確定するためには、少なくとも3つ立設されることを必
要とする。マスクMはマスクステージM10に保持され
ている。この構造は図示略であるが、例えば真空吸着方
式により、マスクステージM10の下面(ウエハWに対
抗する側)から保持されている。従って、この吸着を解
除することによって、容易に他のマスクに交換すること
ができる。FIG. 1 is a schematic view for explaining a method for setting a gap between a work and a mask and a gap setting mechanism according to the present invention. Work stage 10 on which wafer W is placed
(Hereinafter referred to as “stage”), base 20 and support 3
0, the adjustment mechanism 40 is connected. The stage 10 is made of, for example, aluminum, and is connected to the adjustment mechanism 40 by contact of a V-groove receiver described later with a hard sphere. Therefore, the stage 10 can be easily replaced according to the size of the wafer W. The column 30 is connected to a moving means (not shown). The moving means only needs to be able to move the column 30 up and down, and for example, an air cylinder or a rotating cam is used. Since the moving means is known, the description is omitted. Further, the moving means is connected to a system controller to be described later, and information on movement control is sent. A base 20 having substantially the same shape as the stage 10 is provided at the tip of the support 30. Base 2
At 0, a rod-shaped adjustment mechanism 40 is erected perpendicularly to the base 20. At the tip of the adjusting mechanism 40, as described above,
Since the stage 10 is mounted, at least three of them need to be erected in order to determine the position of the stage 10. The mask M is held on a mask stage M10. This structure is not shown, but is held from the lower surface (the side facing the wafer W) of the mask stage M10 by, for example, a vacuum suction method. Therefore, by releasing the suction, the mask can be easily replaced with another mask.
【0009】次に、ウエハとマスクの間隙設定方法につ
いて説明する。まず、マスクに描かれた回路パターンを
露光するために、ウエハWが、搬送アーム等によってス
テージ10の上に載せられる。そして、真空吸着機能な
どによってウエハWはステージ10に保持される。この
時は、マスクMとウエハWの間は、約3〜4mmであ
る。ウエハWがステージ10に載せられると、システム
コントローラからの信号を受けて、支柱30が上方(マ
スクMの方向)に移動する。従って、支柱30につなが
ったベース20やステージ10、さらには、ウエハWも
マスクMの方向に移動する。この移動が進み、ウエハW
がマスクMに接触しても、移動手段の駆動は停止するこ
となく、上記移動がそのまま継続される。調整機構40
には、後述する第1の弾性部材としての圧縮コイルが内
蔵されており、ウエハWがマスクMに接触して、実質的
に、それ以上に移動できなくなった時点から、移動手段
からの駆動力を吸収して変位し始める機能を有する。そ
して、圧縮コイルが所定量だけ変位したときに、検出手
段により、そのことをシステムコントローラに知らせ
る。調整機構40は、前述のごとく少なくとも3つ設け
られており、各々の調整機構から信号がシステムコント
ローラに送信される。システムコントーラが、全ての調
整機構40から当該信号を受けた時に、支柱30を上昇
させる移動を停止させる。そして、後述するように、各
々の調整機構40に対して、真空吸着機能等の保持機構
を働かせて、その時の変位状態を保持させる。そして、
支柱30を下降させるように移動させる。ステージ10
に、ウエハWが載ったときは、必ずしも、ウエハWの露
光面とマスクMは平行ではないが、このような間隙設定
方法を行うことにより、マスクとワークを平行に、か
つ、一定の間隙を設定することができる。Next, a method for setting the gap between the wafer and the mask will be described. First, in order to expose a circuit pattern drawn on a mask, a wafer W is placed on the stage 10 by a transfer arm or the like. Then, the wafer W is held on the stage 10 by a vacuum suction function or the like. At this time, the distance between the mask M and the wafer W is about 3 to 4 mm. When the wafer W is placed on the stage 10, the column 30 moves upward (toward the mask M) in response to a signal from the system controller. Therefore, the base 20 and the stage 10 connected to the support 30 and the wafer W also move in the direction of the mask M. This movement proceeds, and the wafer W
Even if contacts the mask M, the movement is continued without stopping the driving of the moving means. Adjustment mechanism 40
Has a built-in compression coil as a first elastic member, which will be described later, and when the wafer W comes into contact with the mask M and cannot substantially move any more, the driving force from the moving means is It has a function to absorb and start displacing. When the compression coil is displaced by a predetermined amount, the detection means notifies the system controller of the displacement. As described above, at least three adjustment mechanisms 40 are provided, and a signal is transmitted from each adjustment mechanism to the system controller. When the system controller receives the signal from all the adjusting mechanisms 40, the system controller stops the movement of raising the support column 30. Then, as described later, a holding mechanism such as a vacuum suction function is operated for each adjusting mechanism 40 to hold the displacement state at that time. And
The support 30 is moved so as to descend. Stage 10
When the wafer W is placed on the wafer W, the exposure surface of the wafer W and the mask M are not necessarily parallel to each other. However, by performing such a gap setting method, the mask and the work are parallel and a certain gap is formed. Can be set.
【0010】なお、この実施例においては、ウエハWに
対して移動手段を設けて、ウエハWをマスクMに対して
上下動させる方法、及び機構について説明したが、マス
クステージM10に移動手段を設けて、マスクMをウエ
ハWに対して上下動させることもできる。この場合、調
整機構40もマスクM側に設けることができる。すなわ
ち、マスクMとウエハWを接触させるように相対的に移
動させることができればよい。In this embodiment, the method and mechanism for moving the wafer W up and down with respect to the mask M by providing the moving means for the wafer W have been described. However, the moving means is provided for the mask stage M10. Thus, the mask M can be moved up and down with respect to the wafer W. In this case, the adjustment mechanism 40 can also be provided on the mask M side. That is, it is sufficient that the mask M and the wafer W can be relatively moved so as to be in contact with each other.
【0011】図2は、調整機構40の構造を分解した示
す。この図を使って、調整機構40の構造、及び作動を
詳述する。V字受け11は、ステージ10の下面に埋設
され、剛球12を介してボール受け41につながる。こ
のボール受け41の中央部には、剛球12に対応した円
錐状の凹部14が設けられる。この剛球12が、シャフ
ト43の先端とマスクステージM10の間に位置する球
に該当する。この構造の特徴は、ステージ10が上下方
向に移動したときに、ステージ10がV字受け11のV
溝方向のみに自由に動けることにある。ステージ10と
ボール受け41は、互いに、第2の弾性部材である、引
っ張りバネ13によって引き合っている。この引っ張り
バネ13を設けた理由は次のとおりである。FIG. 2 shows the structure of the adjusting mechanism 40 in an exploded manner. The structure and operation of the adjusting mechanism 40 will be described in detail with reference to FIG. The V-shaped receiver 11 is embedded in the lower surface of the stage 10 and is connected to the ball receiver 41 via the hard sphere 12. At the center of the ball receiver 41, a conical concave portion 14 corresponding to the hard sphere 12 is provided. The hard sphere 12 corresponds to a sphere located between the tip of the shaft 43 and the mask stage M10. The feature of this structure is that when the stage 10 moves up and down, the stage 10
The ability to move freely only in the groove direction. The stage 10 and the ball receiver 41 are attracted to each other by a tension spring 13 which is a second elastic member. The reason for providing the extension spring 13 is as follows.
【0012】ウエハWには、レジストのような露光処理
に使う材料が塗布されている。このレジストが、ウエハ
WとマスクMが接触する時、あるいは、離れる時に、マ
スクMに対して、微小の接着力を発生させる。従って、
移動手段により支柱30やベース20が移動し始めて
も、ステージ10は、その接着力のために瞬時には連動
しない。そして、ステージ10は、その重力により、ウ
エハWとマスクMの接着状態が破壊されるまで下方に移
動できずに位置が保持される。そして、接着状態が破壊
されると、ステージ10は剛球12、ボール受け41に
落下することになり、その衝撃により、ウエハWの位置
のズレが発生してしまう。このような意味で、引っ張り
バネ13を設けておけば、ステージ10の「落下現象」
を防止でき、また、ウエハWの位置ズレを防止できる。The wafer W is coated with a material such as a resist used for exposure processing. This resist generates a small adhesive force on the mask M when the wafer W comes into contact with the mask M or when the mask W separates. Therefore,
Even if the support 30 or the base 20 starts moving by the moving means, the stage 10 does not interlock instantaneously due to its adhesive strength. Then, due to the gravity, the stage 10 cannot be moved downward until the bonding state between the wafer W and the mask M is broken, and the position is held. Then, when the bonding state is broken, the stage 10 falls on the hard sphere 12 and the ball receiver 41, and the impact causes a displacement of the position of the wafer W. In this sense, if the tension spring 13 is provided, the “fall phenomenon” of the stage 10
Can be prevented, and the positional deviation of the wafer W can be prevented.
【0013】ボール受け41の下方にはシャフト43が
つながり、このシャフト43は、ガイド部材であるスプ
ライン42を介して、ケーシング46に至る。スプライ
ン42はシャフト43の動きを上下方向にのみ規制する
ものである。また、シャフト43は、ケーシング46を
貫通した後、板状の弾性体である板バネ45に連結す
る。また、ケーシング46の内部には、第1の弾性部材
であり、シャフト43に力を及ぼす圧縮コイル44が設
置され、シャフト43の周囲に接触している。板バネ4
5は、保持手段である吸着ブロック47に挟まれてな
り、その一部に凸部49を有してなり、この凸部49の
位置を検出するように検出手段であるセンサー48が設
けられる。また、保持手段である吸着ブロック47に
は、図示していない真空吸着機構を有する。この真空吸
着機構は、例えば、ロータリー式真空ポンプである。こ
のような構造により、ウエハWとマスクMが接触して、
実質的には、それ以上に相対的に移動することができな
くなると、その駆動力を吸収するように、第2の弾性部
材である圧縮コイル44が圧縮を始める。この圧縮によ
り、板バネ45の吸着ブロック47に対する相対位置が
変位するので、板バネ45に設けられた凸部49も移動
して、センサ48がこの移動を検出する。従って、凸部
49とセンサ48の位置関係より所定の変位量を設定す
ることができる。このようにして、各々の調整機構40
が、所定量の変位をした時に、そのことをシステムコン
トローラに知らせる。全ての調整機構が、所望の変位を
した時に前述のごとく、移動手段を停止させる。そし
て、各々の調整機構において、保持手段である吸着ブロ
ック47に真空吸着機構を作動させ、その時の圧縮コイ
ル44の圧縮状態を維持させる。このようにしたまま、
ウエハWを、マスクMと離れるように移動させることに
よって、ウエハWとマスクMの平行位置関係を維持させ
たまま、一定の間隙を作ることができる。A shaft 43 is connected below the ball receiver 41, and the shaft 43 reaches a casing 46 via a spline 42 as a guide member. The spline 42 restricts the movement of the shaft 43 only in the vertical direction. After penetrating the casing 46, the shaft 43 is connected to a leaf spring 45 which is a plate-like elastic body. A compression coil 44, which is a first elastic member and acts on the shaft 43, is provided inside the casing 46 and is in contact with the periphery of the shaft 43. Leaf spring 4
5 is sandwiched between a suction block 47 as a holding means, and has a convex part 49 in a part thereof. A sensor 48 as a detecting means is provided to detect the position of the convex part 49. The suction block 47 serving as a holding unit has a vacuum suction mechanism (not shown). This vacuum suction mechanism is, for example, a rotary vacuum pump. With such a structure, the wafer W comes into contact with the mask M,
Practically, when it becomes impossible to move relatively further, the compression coil 44 as the second elastic member starts to compress so as to absorb the driving force. Due to this compression, the relative position of the leaf spring 45 with respect to the suction block 47 is displaced, so that the protrusion 49 provided on the leaf spring 45 also moves, and the sensor 48 detects this movement. Therefore, a predetermined amount of displacement can be set based on the positional relationship between the projection 49 and the sensor 48. In this way, each adjusting mechanism 40
Informs the system controller when a predetermined amount of displacement has occurred. When all the adjustment mechanisms have made the desired displacement, the moving means is stopped as described above. Then, in each adjustment mechanism, the suction block 47 as the holding means operates the vacuum suction mechanism to maintain the compressed state of the compression coil 44 at that time. In this way,
By moving the wafer W away from the mask M, a constant gap can be created while maintaining the parallel positional relationship between the wafer W and the mask M.
【0014】次に、図3から図10を使って、調整機構
40による、マスクMとウエハWの間隙設定方法を具体
的に説明する。図3,図5,図7,図9は、図2に示す
調整機構40をX方向からみた説明用断面図を示す。図
4,図6,図8,図10は、図2に示す調整機構40を
Y方向からみた説明用断面図を示す。図3と図4、図5
と図6、図7と図8、図9と図10は、それぞれ同一の
状態を示し、この順に状態は変化する。Next, a method of setting a gap between the mask M and the wafer W by the adjusting mechanism 40 will be described in detail with reference to FIGS. FIGS. 3, 5, 7, and 9 are explanatory cross-sectional views of the adjustment mechanism 40 shown in FIG. 2 as viewed in the X direction. 4, FIG. 6, FIG. 8, and FIG. 10 are explanatory sectional views of the adjusting mechanism 40 shown in FIG. 3 and 4, 5
6, FIGS. 7, 8 and 9 and 10 show the same state, respectively, and the state changes in this order.
【0015】図3と図4は、ステージ10上にウエハW
が載置された後の初期状態を示す。従って、ウエハWと
マスクMは、まだ平行関係に設定されていない。この状
態から、ベース20が、矢印Zの方向に移動すると、調
整機構40も同様に移動する。そして、マスクMとウエ
ハWの間の距離は短くなっていく。この状態では、ケー
シング46内の圧縮コイル44は何ら機能していない。FIGS. 3 and 4 show that the wafer W
2 shows an initial state after being placed. Therefore, the wafer W and the mask M are not yet set in a parallel relationship. When the base 20 moves in the direction of the arrow Z from this state, the adjustment mechanism 40 also moves. Then, the distance between the mask M and the wafer W becomes shorter. In this state, the compression coil 44 in the casing 46 does not function at all.
【0016】図5と図6は、マスクMとウエハWが接触
した状態を示す。すなわち、ウエハWの矢印Zの方向へ
の移動が進み、ウエハWがマスクMに突き当たった状態
である。ウエハWは、マスクMに対して平行ではない状
態のまま上昇するので、ウエハWの一部分はマスクMに
接触するが、その他の部分においては、未だ接触してい
ない。ベース2には少なくとも3つの調整機構40が設
けられているが、この状態より、接触地点の近傍にある
調整機構40からその内部の圧縮コイル44の圧縮が始
まる。やがて、ウエハWの全面が完全にマスクMに接触
するようになる。従って、各調整機構40における圧縮
コイル44の圧縮量は、必ずしも同一ではない。FIGS. 5 and 6 show a state where the mask M and the wafer W are in contact with each other. That is, the movement of the wafer W in the direction of the arrow Z proceeds, and the wafer W abuts on the mask M. Since the wafer W rises while being not parallel to the mask M, a part of the wafer W comes into contact with the mask M, but the other parts are not yet in contact. The base 2 is provided with at least three adjustment mechanisms 40. From this state, compression of the compression coil 44 inside the adjustment mechanism 40 near the contact point starts. Eventually, the entire surface of the wafer W comes into complete contact with the mask M. Therefore, the compression amount of the compression coil 44 in each adjustment mechanism 40 is not always the same.
【0017】図7と図8は、マスクMとウエハWが接触
して、それ以上の移動が完全にできなくなった状態にお
いて、さらに、ベース20がZ方向に移動を続け、その
移動分だけ圧縮コイルバネ44が圧縮している状態を示
す。この状態において、ステージ10はシャフト43、
ボール受け41、剛球12、V字受け11を介して圧縮
コイル44の圧縮力を矢印Zの方向へ受ける。FIGS. 7 and 8 show a state in which the mask M and the wafer W come into contact with each other and cannot be moved further, and the base 20 continues to move in the Z direction. This shows a state where the coil spring 44 is compressed. In this state, the stage 10 has the shaft 43,
The compression force of the compression coil 44 is received in the direction of arrow Z via the ball receiver 41, the hard ball 12, and the V-shaped receiver 11.
【0018】図9と図10は、さらに矢印Zの方向への
移動が進み圧縮コイル44が圧縮され、板バネ45の凸
部49がセンサ48に検知された状態図を示す。センサ
48は、発光部と受光部よりなる光センサであり、凸部
49による光の遮断を検出する。センサ48の検知によ
り、その信号がシステムコントローラに送られる。セン
サ48と凸部49の位置関係により前述の所定の圧縮量
を作ることができる。FIGS. 9 and 10 show a state in which the movement in the direction of the arrow Z is further advanced, the compression coil 44 is compressed, and the projection 49 of the leaf spring 45 is detected by the sensor 48. FIG. The sensor 48 is an optical sensor including a light emitting unit and a light receiving unit, and detects interruption of light by the projection 49. Upon detection of the sensor 48, the signal is sent to the system controller. The above-mentioned predetermined amount of compression can be produced by the positional relationship between the sensor 48 and the projection 49.
【0019】尚、ベース20に設置されている少なくと
も3つ以上の調整機構40におけるセンサ48からの信
号は、それぞれシステムコントローラーに送られる。そ
して、システムコントローラにおいて、全てのセンサ4
8から受信を終えると移動手段を停止させる。また、こ
の信号の処理に伴って、吸着ブロック43の吸着機能を
働かせ、全ての板バネ45を吸着ブロック47に真空吸
着させる。The signals from the sensors 48 in at least three or more adjusting mechanisms 40 installed on the base 20 are sent to the system controller. Then, in the system controller, all the sensors 4
When the reception is completed from step 8, the moving means is stopped. In addition, with the processing of this signal, the suction function of the suction block 43 is activated, and all the leaf springs 45 are vacuum-sucked to the suction block 47.
【0020】この状態から、移動手段を駆動させて、ウ
エハWを下方に移動させて、マスクMから徐々に遠ざけ
る。そして、マスクMとウエハWが、所望の距離になっ
た状態において、移動手段を停止させる。なお、調整機
構40が所定量の変位を検出する方法としては、圧縮コ
イルによる圧縮量によるものに限るものではない。ま
た、ステージ10は、ウエハWを保持することさえでき
れば、その中央に開口を設けることもでき、その場合
は、ウエハWの両面からの露光するということも可能に
なる。このことは、従来の球面座方式による間隙設定方
法ではできないことである。In this state, the moving means is driven to move the wafer W downward and gradually move away from the mask M. Then, when the mask M and the wafer W are at a desired distance, the moving unit is stopped. The method by which the adjustment mechanism 40 detects the predetermined amount of displacement is not limited to the method based on the amount of compression by the compression coil. In addition, as long as the stage 10 can hold the wafer W, an opening can be provided at the center thereof. In that case, exposure from both sides of the wafer W can be performed. This is not possible with the conventional gap setting method using the spherical seat method.
【0021】[0021]
【発明の効果】この発明によるマスクとワークの間隙設
定機構においては、構成に細かい面精度が要求される球
面構造を採用していないので、球面座方式の製造コスト
に比較して安価である。The mechanism for setting the gap between the mask and the work according to the present invention does not employ a spherical structure which requires a fine surface accuracy in its configuration, and therefore is inexpensive as compared with the manufacturing cost of the spherical seat method.
【図1】図1は、本発明における間隙設定機構の要部の
概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view of a main part of a gap setting mechanism according to the present invention.
【図2】図2は、図1における調整機構40の構造を分
割して示した傾斜図である。FIG. 2 is a perspective view showing the structure of an adjustment mechanism 40 shown in FIG. 1 separately.
【図3】図1、図2の実施例における調整機構40の動
作によるマスクMとウエハWの間隙設定機構を具体的に
説明するために、図2をX方向から見た説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of FIG. 2 viewed from the X direction for specifically explaining a gap setting mechanism between the mask M and the wafer W by an operation of an adjusting mechanism 40 in the embodiment of FIGS. 1 and 2;
【図4】図1、図2の実施例における調整機構40の動
作によるマスクMとウエハWの間隙設定機構を具体的に
説明するために、図2をY方向から見た説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of FIG. 2 viewed from the Y direction for specifically explaining a gap setting mechanism between the mask M and the wafer W by the operation of the adjusting mechanism 40 in the embodiment of FIGS. 1 and 2;
【図5】図1、図2の実施例における調整機構40の動
作によるマスクMとウエハWの間隙設定機構を具体的に
説明するために、図2をX方向から見た説明図である。FIG. 5 is an explanatory view of FIG. 2 viewed from the X direction for specifically explaining a gap setting mechanism between the mask M and the wafer W by the operation of the adjusting mechanism 40 in the embodiment of FIGS. 1 and 2;
【図6】図1、図2の実施例における調整機構40の動
作によるマスクMとウエハWの間隙設定機構を具体的に
説明するために、図2をY方向から見た説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of FIG. 2 viewed from the Y direction to specifically explain a gap setting mechanism between the mask M and the wafer W by the operation of the adjusting mechanism 40 in the embodiment of FIGS. 1 and 2;
【図7】図1、図2の実施例における調整機構40の動
作によるマスクMとウエハWの間隙設定機構を具体的に
説明するために、図2をX方向から見た説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of FIG. 2 viewed from the X direction to specifically explain a gap setting mechanism between the mask M and the wafer W by the operation of the adjusting mechanism 40 in the embodiment of FIGS. 1 and 2;
【図8】図1、図2の実施例における調整機構40の動
作によるマスクMとウエハWの間隙設定機構を具体的に
説明するために、図2をY方向から見た説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of FIG. 2 viewed from the Y direction for specifically explaining a gap setting mechanism between the mask M and the wafer W by the operation of the adjustment mechanism 40 in the embodiment of FIGS. 1 and 2;
【図9】図1、図2の実施例における調整機構40の動
作によるマスクMとウエハWの間隙設定機構を具体的に
説明するために、図2をX方向から見た説明図である。FIG. 9 is an explanatory view of FIG. 2 viewed from the X direction for specifically explaining a gap setting mechanism between the mask M and the wafer W by the operation of the adjusting mechanism 40 in the embodiment of FIGS. 1 and 2;
【図10】図1、図2の実施例における調整機構40の
動作によるマスクMとウエハWの間隙設定機構を具体的
に説明するために、図2をY方向から見た説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram of FIG. 2 viewed from the Y direction for specifically explaining a gap setting mechanism between the mask M and the wafer W by the operation of the adjusting mechanism 40 in the embodiment of FIGS. 1 and 2;
【図11】従来の位置合わせ方法を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a conventional alignment method.
【図12】プロキシミティ露光を説明するための図であ
る。FIG. 12 is a diagram for explaining proximity exposure.
M マスク W ウエハ 1 光源 2 楕円反射鏡 3 インテグレータレンズ 4 コリメータレンズ 5 ステージ 6 球面座 7 移動手段 8,9 真空管路 10 ステージ 11 V字受け 12 剛球 13 引っ張りバネ 14 凹部 20 ベース板 30 支柱 40 調整機構 41 ボール受け 42 スプライン 43 シャフト 44 圧縮コイル 45 板バネ 46 ケーシング 47 吸着ブロック 48 センサ 49 板バネ凸部 M Mask W Wafer 1 Light source 2 Elliptical reflecting mirror 3 Integrator lens 4 Collimator lens 5 Stage 6 Spherical seat 7 Moving means 8, 9 Vacuum conduit 10 Stage 11 V-shaped receiver 12 Rigid sphere 13 Tension spring 14 Depression 20 Base plate 30 Column 40 Adjusting mechanism 41 Ball receiver 42 Spline 43 Shaft 44 Compression coil 45 Leaf spring 46 Casing 47 Suction block 48 Sensor 49 Leaf spring convex
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−289553(JP,A) 特開 昭58−75833(JP,A) 特開 昭55−121638(JP,A) 特開 昭57−84306(JP,A) 特公 昭51−23310(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-289553 (JP, A) JP-A-58-75833 (JP, A) JP-A-55-121638 (JP, A) JP-A 57-758 84306 (JP, A) JP 51-23310 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/027
Claims (3)
隙を持って位置させるための間隙設定方法において、 まず、ワークを、ワークとマスクが接触しない状態で、
ワークステージに保持させ、 次に、ワークとマスクが接触する方向に、ワークステー
ジ及び/又はマスクを保持したマスクステージを移動手
段により移動させ、 ワークとマスクが接触しても、なお、当該移動を続け
て、 ワークステージ又はマスクステージに少なくとも3つ設
けられた、ワークとマスクが接触し実質的にそれ以上に
当該相対的移動ができなくなった時点から、前記移動手
段からの駆動力を吸収して変位し始める調整機構が、所
定量の変位をしたときに、それぞれの調整機構がシステ
ムコントローラに信号を送り、 システムコントローラが、全ての調整機構から当該信号
を受信した時を、ワークとマスクの平行状態として、当
該ワークステージ及び/又はマスクステージの移動を停
止するとともに、かつ、各々の調整機構において、その
時の変位状態を保持させて、 その後、所定の距離だけワークステージ及び/又はマス
クステージを前記移動方向とは反対方向に移動させて所
望の間隙を作ることを特徴とするワークとマスクの間隙
設定方法。In a gap setting method for positioning a work and a mask in parallel and with a certain gap, first, a work is placed in a state where the work and the mask are not in contact with each other.
Then, the work stage and / or the mask stage holding the mask is moved by a moving means in a direction in which the work and the mask come into contact with each other. Subsequently, at least three work stages or mask stages are provided on the work stage or the mask stage, and when the work and the mask come into contact with each other and the relative movement cannot be performed any more, the driving force from the moving means is absorbed. When the adjusting mechanisms that start to displace make a predetermined amount of displacement, each adjusting mechanism sends a signal to the system controller, and when the system controller receives the signal from all the adjusting mechanisms, the parallelism between the workpiece and the mask is determined. As a state, the movement of the work stage and / or the mask stage is stopped, and each adjustment mechanism is stopped. And moving the work stage and / or the mask stage by a predetermined distance in a direction opposite to the moving direction to form a desired gap. Gap setting method.
たりする方向に、当該ワークステージ及び/又はマスク
ステージを移動させる移動手段と、 ワークステージ又はマスクステージと前記移動手段とを
つなげるように設けられた、少なくとも3つの調整機構
とからなり、 前記調整機構は、前記移動手段をワークとマスクが接触
する方向に駆動した場合において、ワークとマスクが接
触した後もなお継続して前記移動手段を当該方向に駆動
した場合に、ワークとマスクが接触し実質的にそれ以上
に当該相対的移動ができなくなった時点から、前記移動
手段からの駆動力を吸収して変位し始めるものであっ
て、当該調整機構が、所望量だけ変位したことを検出す
る検出手段と、その時の変位状態を保持する保持手段と
を含むことを特徴とするワークとマスクの間隙設定機
構。2. A work stage for holding a work, a mask stage for holding a mask, and moving the work stage and / or the mask stage in a direction to relatively approach or separate the work and the mask. Moving means, and at least three adjusting mechanisms provided so as to connect the work means or the mask stage to the moving means, wherein the adjusting mechanism drives the moving means in a direction in which the work and the mask come into contact with each other. In the case, when the moving means is continuously driven in the direction even after the work and the mask come into contact with each other, from the time when the work and the mask come into contact and the relative movement cannot be performed any more, That the adjusting mechanism is displaced by a desired amount by absorbing the driving force from the moving means and starting to be displaced. A gap setting mechanism between a work and a mask, comprising: a detecting unit for detecting the displacement; and a holding unit for holding a displacement state at that time.
グ内に配置されたシャフトと、このシャフトの動きを上
下方向のみに規制するガイド部材と、ケーシング内に位
置しシャフトに力を及ぼす第1の弾性部材と、シャフト
に連結された板状の弾性体と、該弾性体を介してシャフ
トの位置を一定の位置に保持する保持手段と、該第1の
弾性部材の変位量を検出する検出手段と、シャフト先端
とワークステージ又はマスクステージの間に位置する球
と、シャフトとマスクステージを一定の力で引き合う第
2の弾性部材と、 から成ることを特徴とする請求項2に記載のワークとマ
スクの間隙設定機構。3. An adjusting mechanism comprising: a casing; a shaft disposed in the casing; a guide member for restricting the movement of the shaft only in a vertical direction; and a first member located in the casing and acting on the shaft. An elastic member, a plate-like elastic member connected to the shaft, holding means for holding the position of the shaft at a fixed position via the elastic member, and detecting means for detecting a displacement amount of the first elastic member And a second elastic member that attracts the shaft and the mask stage with a constant force, and a sphere located between the tip of the shaft and the work stage or the mask stage. Mask gap setting mechanism.
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