JPH01236621A - ウエハ露光用ステッパにおけるウエハ搭載部材の移転機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 半導体の製造過程においてウェハに対して所定のパター
ンを転写するための新規なＸ線露光装置に関し、 スキャニング時に動かされるステッパ本体の部分を軽量
化して、装置の簡略化を図ると共に、ウェハの安定した
位置決めを行うことを目的とし、ウェハ搭載部材のステ
ップ移動によって、搭載部材に固定されたウェハの所定
領域をスキャンテーブルに固定されたパターン担持マス
ク上に位置決めし、次に該マスクと前記ウェハとの相対
位置を固定したまま、一定の経路から両者に対して垂直
方向に照射されるＳＯＲに対してスキャニング移動を行
って、前記マスク上のパターンを前記ウェハの所定領域
上に林野するに際し、前記ステップ移動は、前記スキャ
ンテーブルと所定の間隔を置いて対面し制御された位置
決め運動を行うＸＹステージ上に前記搭載部材を移転し
た状態で該ＸＹステージの運動によって行い、一方、前
記スキャニング移動は、前記搭載部材を前記スキャンテ
ーブル上に移転した状態で該スキャンテーブルの運動に
よって行うように構成されたウェハ露光用ステッパにお
いて、前記ＸＹステージ側の搭載部材保持領域に電磁石
を固定し、一方、前記搭載部材側のこれに対応する領域
には、前記電磁石に対する移動範囲全体にわたってこれ
と対面して永久磁石を固定し、前記ステップ移動時には
前記電磁石の極性を対面する永久磁石の極性と逆にして
相゛互間に吸引力を発生させ、一方、前記スキヤニジグ
移動時には同じ極性にして相互間に反発力を発生させる
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体の製造過程にといてウェハに対して所
定のパターンを転写するための新規な装置に関する。特
に、光源としてシンクロトロンから放射されるＸ線（Ｓ
　ＯＲと略称する）を用いて、ウェハ上にサブミクロン
オーダーの線幅で描かれた細密なパターンを転写するＸ
線リソグラフィを応用したステッパによるウェハ加工装
置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

ＳＯＲは波長が短いため、細い線で描がれたパターンを
転写するための光源として近年注目されている。このＳ
ＯＲは、直径５〜１０メートルの大きなストレージリン
グからなるシンクロトロン内で、マグネットによって電
子を回転加速し、これが方向転換する際に発する電磁波
を取り出して、その中に含まれる所定波長のＸ線を利用
するものである。ＳＯＲの特徴として電子の回転面内で
は成る程度の幅を持つが、その厚み方向には殆ど拡がり
を持たないテープ状のビームとして取り出される。この
ため、所望のパターンを担持したマスクを介してウェハ
上の所定領域にパターンの転写を行う場合に、ワンショ
ットの露光では露光面積が不足するので、全領域をカバ
ーするようにビームの厚さ方向にスキャニングを行う必
要がある。

しかし、この場合、ＳＯＲを効率良く反射できるミラー
が存在しないので、ミラーの回動による簡便なスキャン
方式の採用は困難である。しかも、ＸｖＡの特性として
ミラーに対する入射角が変化すると反射光の波長が変化
するので、スキャニング位置によってＸ線の波長が異な
ることとなり、得られたパターンの精度に問題が生じる
。

現在発表されているこの種の装置（ステッパと称する）
を見ると、シンクロトロンはそのサイズ（直径５〜１０
メートル）を考慮すれば当然に水平に設置せざるを得す
、従って、ＳＯＲは水平面内で１方向を指向するテープ
状のビームとして取り出されるように構成されている。

前述の理由によりミラーの使用が禁止されている関係上
、ステッパ本体はマスクやウェハを直立状態で保持し、
ＳＯＲを横方向から受けるいわゆる縦型ステッパとして
構成される必要がある。このステッパ本体は、ウェハチ
ャックを載せてステップ移動するためのＸＹ皮テージや
、マスクを固定するマスクチャック、並びに全体の相対
位置を固定するための構造材等を一体的に搭載したまま
、前述のスキャニングのためにＳＯＲに対して上下方向
に相対移動しているが、何分にも動かす部分の重量が大
きいため、全体として装置が大掛かりになる欠点があっ
た。

これを解決するために、ウェハ搭載部材のステップ移動
によって、該搭載部材に固定されたウェハを所定領域を
スキャンテーブルに固定されたパターン担持マスク上に
位置決めし、次に該マスクとウェハ搭載部材に保持され
たウェハとの相対位置を固定したまま、一定の経路から
両者に対して垂直方向に照射されるビームに対してスキ
ャニング移動を行って、前記マスク上のパターンを前記
ウェハの所定領域に転写するに際し、前記ステップ移動
は前記ウェハ搭載部材を制御された運動を行うＸＹステ
ージ上に移転した状態で行い、前記スキャニング移動は
前記搭載部材をスキャンテーブル上に移転した状態で行
うように構成されたＸ線露光用のステ・ツバが提案され
ている。

これによれば、スキャニング移動時にはＸＹステージを
含む重量部分を上下動させる必要が解消され、軽量のス
キャンテーブルとその付属物のみの移動ですむため、装
置を全体として小型で且つ簡単な構造にすることができ
る。

前述のＸＹステージとスキャンテーブルとの間でウェハ
搭載部材を移転するための機構としては、例えば第２図
並びに第３図に示すようなものが使用されている。即ち
、ｘＹステージ１の側には四隅に電磁石３を固定した支
持板２を固定し、該電磁石３に対応する位置に永久磁石
５を固定した部材６を前記支持板２と重ね合わせ、前記
電磁石３の極性を永久磁石５のそれと逆にして両者を磁
力による吸引によって一体的に保持している。そして第
３図に示すように、この部材６にはウェハｌＯを担持し
たウェハチャック９が固定されている。前述のようにマ
スク１１とウェハ１０との位置合わせは、スキャンテー
ブル１３を第４図（ａ）のようにＸＹステージＩと対面
させた状態で、ＸＹステージｌを操作することによって
行われる。

これが終了すると電磁石３の極性が逆転され、両磁石３
．５は反発し合って部材６はスキャンテーブル１３側に
押しつけられるにの時スキャンテーブル１３に設けられ
ている真空吸引装置８が作動して部材６を吸引保持する
。これによって部材６はＸＹステージ１から切り離され
てスキャンテーブル１３に保持される。このように真空
吸引と磁石の併用による従来の方式によれば、スキャン
テーブル１３上へ移転した部材６は、移転した時点では
真空吸着と磁石同士の反発力によってこれに保持されて
いるが、第４図（ｂ）のようにスキャニング移動が開始
された後は磁石３と５との対面が解除されるので、専ら
真空吸着のみによってスキャンテーブル１３上に保持さ
れることになり不安定である。又、真空吸着のための空
気配管が付設されているため、移動動作が阻害され、更
に機構全体が大型化する等の問題点が生じる。その他に
も、真空吸着を効率良く行うためには吸着面の製作精度
を向上させる必要があるが、このことは吸着面間の摩擦
係数を小さくし、滑り易くする弊害をもたらす。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決し、上述
の構成のステッパにおいて、ＸＹステージ上のウェハ搭
載部材をスキャンテーブル上へ移転して保持し、次いで
その逆の動作を行うための簡単且つ確実な手段を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明によれば、ウェハ搭
載部材のステップ移動によって、搭載部材に固定された
ウェハの所定領域をスキャンテーブルに固定されたパタ
ーン担持マスク上に位置決めし、次に該マスクと前記ウ
ェハとの相対位置を固定したまま、一定の経路から両者
に対して垂直方向に照射され、るＳＯＲに対してスキャ
ニング移動を行って、前記マスク上のパターンを前記ウ
ェハの所定領域上に林等するに際し、前記ステップ移動
は、前記スキャンテーブルと所定の間隔を置いて対面し
制御された位置決め運動を行うＸＹステージ上に前記搭
載部材を移転した状態で該ｘｙステージの運動によって
行い、一方、前記スキャニング移動は、前記搭載部材を
前記スキャンテーブル上に移転した状態で該スキャンテ
ーブルの運動によって行うように構成されたウェハ露光
用ステッパにおいて、前記ＸＹステージ側の搭載部材保
持領域に電磁石を固定し、一方、前記搭載部材側のこれ
に対応する領域には、前記電磁石に対する移動範囲全体
にわたってこれと対面して永久磁石を固定し、前記ステ
ップ移動時には前記電磁石の極性を対面する永久磁石の
極性と逆にして相互間に吸引力を発生させ、一方、前記
スキャニング移動時には同じ極性にして相互間に反発力
を発生させるように構成したことを特徴とするウェハ搭
載部材の移転機構が堤案される。

〔作　用〕

ウェハとマスクとの位置合わせの際のステップ移動の場
合には、ＸＹステージ側に設置された電磁石の極性をこ
れと対面しているウェハ搭載部材側の永久磁石の極性と
逆になるように設定して、両方の磁石間に吸引力が働く
ようにすると、ウェハを担持した搭載部材はＸＹステー
ジ上に吸着され、これに保持される。この状態でＸＹス
テージを操作してウェハとスキャンテーブル上のマスク
との位置合わせを行う。この作業が終了した後、電磁石
の極性を逆転させ、両方の磁石間に反発力が働くように
すると、ウェハ搭載部材はＸＹステージから離れてスキ
ャンテーブル上に押し付けられ、マス々との正確な位置
を保ったまま摩擦力によってスキャンテーブル上に保持
される。この状態で、ウェハとマスクに向かって一定位
置から垂直方向に照射されるＳＯＲを横切ってスキャン
テーブルがスキャニング移動を行い、マスクに描かれた
パターンをウェハ上に露光・転写する。

〔実施例〕

以下、図面に示す好適実施例に基づいて、本発明を更に
詳細に説明する。

第５図は本発明の適用されるウェハ露光用ステッパの概
略斜視図を示す。垂直に固定されたフレーム２０上には
、これに沿って上下方向にスライド可能にスキャンテー
ブル１３が搭載され、その中央には回路パターンを担持
したマスク１１が固定され、これを通じてウェハ搭載部
材６上に搭載されたウェハｌＯを露光するように構成さ
れている。

ウェハ搭載部材６はスキャンテーブル１３の下に設けら
れたＸＹステージｌ上に搭載され、該ステージに付設さ
れた機構の左右及び回転運動によってウェハ搭載部材６
の位置をマスク１１に対して正確に位置合わせされる。

この機構は公知なのでここでの詳述は省略する。

第６図〜第８図は本考案のウェハ搭載部材の移転機構を
示し、各図はそれぞれ前述の第２図〜第４図に対応し、
各部品には共通の符号が付されている。本発明が従来機
構と異なる点は、永久磁石５が搭載部材６の四隅だけで
なく、移動の方向に沿って線状に設置されている点とス
キャンテーブル１３側に真空吸着手段が省略された点で
ある。

第１図に基づいてその作用を詳細に説明する。

ウェハとマスクとの位置合わせのために、永久磁石５を
担持している部材６は電磁石３を担持している支持板２
と対面する位置を占める。両方の磁石３，５の極性が逆
になるように電磁石３に通電されると、部材６は磁力に
よって支持板２の方に吸引され、両者は一体化される。

この時、部材６に取付けられている鋼球４と支持板２の
盾部２ａとが係合して再現性良（位置決めが可能である
。（第１図（ａ）参照）。

支持板２が搭載されているＸＹステージｌを作動してウ
ェハ１０とマスク１１．ｌ！１１の位置合わせが完全に
行われた後、電磁石３ａの極性が逆転され、両磁石３，
５の間には反発力が発生する。これによって搭載部材６
はマスク１１及びウェハ１ｏを搭載したままＸＹステー
ジｌを離れてスキャンテーブル１３の方へ押し付けられ
る。ＸＹステージ１とスキャンテーブル１３との距離は
実際には高々数十μｍ程度しかないので、この移転は極
めて容易に精度よ〈実施可能である。そして部材６はス
キャンテーブル１３との間の摩擦力によってその相対位
置を固定される。この際、鋼球４と支持板２との間には
間隙９が形成される（第１図（ｂ）参照）。

スキャンテーブル１は部材６を固定したまま上方に移動
するが、永久磁石５がその移動範囲にわたって電磁石３
と対面しているので、常に両者間に反発力が働き、摩擦
係合を可能にする（第１図（ｃ）参照）。

なお、前述の電磁石に代えて方向転換機構を具えた永久
磁石を利用することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ウェハとマスクを搭載した部材をＸＹ
ステージとスキャンテーブルとの間で移転させる機構に
真空吸着手段を用いることなく、磁力のみを利用したの
で、機構自体が筒路になった。又、一方の部材に設置さ
れる永久磁石として、スキャニング移動の方向に延びる
長いものを採用したので、スキャニング移動時に電磁石
との間に常時反発力を得ることが可能となり、搭載部材
の安定した保持が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の移転機構の作用を説明
するための一部拡大側面図、 第２図は従来の移転機構のウェハ搭載部材側の平面図、 第３図は同じくＸＹステージ側の平面図、第４図（ａ）
、　　（ｂ）は従来の移転機構のスキャニング移動を説
明するための側面図、第５図は本発明の移転機構を具え
たステッパの斜視図、 第６図は本発明の移転機構のウェハ搭載部材側の平面図
、 第７図は同じくＸＹステージ側の平面図、第８図は本発
明の移転機構のスキャニング移動を説明するための側面
図である。 １−Ｘ　Ｙステージ、　　　　２・−・支持板、３−電
磁石、　　　　　　５−・・永久磁石、６−・−ウェハ
搭載部材、　　　１０−・ウェ、ハ、１１−・マスク、 １３・・・スキャンテーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハ搭載部材（６）のステップ移動によって、
   搭載部材（６）に固定されたウェハ（１０）の所定領域
   をスキャンテーブル（１３）に固定されたパターン担持
   マスク（１１）上に位置決めし、次に該マスク（１１）
   と前記ウェハ（１０）との相対位置を固定したまま、一
   定の経路から両者に対して垂直方向に照射されるＳＯＲ
   に対してスキャニング移動を行って、前記マスク（１１
   ）上のパターンを前記ウェハ（１０）の所定領域上に転
   写するに際し、前記ステップ移動は、前記スキャンテー
   ブル（１３）と所定の間隔を置いて対面し制御された位
   置決め運動を行うＸＹステージ（１）上に前記搭載部材
   （６）を移転した状態で該ＸＹステージ（１）の運動に
   よって行い、一方、前記スキャニング移動は、前記搭載
   部材（６）を前記スキャンテーブル（１３）上に移転し
   た状態で該スキャンテーブル（１３）の連動によって行
   うように構成されたウェハ露光用ステッパにおいて、前
   記ＸＹステージ（１）側の搭載部材（６）保持領域に電
   磁石（３）を固定し、一方、前記搭載部材（６）側のこ
   れに対応する領域には、前記電磁石（３）に対する移動
   範囲全体にわたってこれと対面して永久磁石（５）を固
   定し、前記ステップ移動時には前記電磁石（３）の極性
   を対面する永久磁石（５）の極性と逆にして相互間に吸
   引力を発生させ、一方、前記スキャニング移動時には同
   じ極性にして相互間に反発力を発生させるように構成し
   たことを特徴とするウェハ搭載部材の移転機構。