JPH0197961A - 露光用原板作成装置及び方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、防塵膜（ペリクル）付きのフレームをフォト
マスクやレチクルに自動的に貼付ける装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体素子の製造においては、ＩＣ等の回路゛構
造は増々微細化、高密度化が進み、回路の線幅ルールも
１μｍ以下になってきた。半導体製造は古くからゴミ（
微小なダスト等）との戦いであるとされている程、製造
ラインのクリーン度が要求されている。そのため、フォ
トリソグラフィ工程で使われるフォトマスク又はレチク
ルの保管、　　゛管−は極めてやつ力中なものであった
。そこでフォトマスクやレチクルのパターン領域に異物
が付着するのを防止するために、マスクやレチクルの表
面から一定間隔（５〜７■程度）のところに光学的に安
定した透明な高分子薄膜（ペリクル）を張設する手法が
採用されてきた。ペリクルはマスクやレチクルの形状に
合わせた円形又は矩形の厚さ５〜７ｍ程度のフレームの
一面に均一に張設され、フレームの反対の面には粘着性
の層が設けられている。このペリクル付フレームをレチ
クルに取り付けるには、人手によってレチクルのパター
ン領域とフレーム外形とを合わせた後、フレームの粘着
層でレチクルに固定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来では、ペリクル付フレームのマスク又は
レチクルへの貼付けを人手で行なっているため、人体か
ら発生する微小異物がペリクル付フレームの内側に入り
込み、貼付は完了後にその微小異物がマスクやレチクル
のパターン領域に落着するといった不都合が生じる。

このような場合、落着した異物はマスクやレチクルの使
用時（露光転写時）の後に判明するため、半導体素子の
製造工程において多大な障害となっていた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、ペ
リクル付フレームをレチクルやマスクに貼付ける際に、
異物の混入や付着を極力排除する構成をもった貼付は装
置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明においては、ペリクル付フレームをほぼ密閉状態
に収納するとともに、一部が開閉可能な防塵ケースをス
トックするケースストック部と、マスク又はレチクル等
の基板をストックする基板ストック部と、前記ケースス
トック部の防塵ケースを開き、収納されたペリクル付フ
レームを取り出すフレーム取出し機構と、基板ストック
部からマスク又はレチクルを取り出す基板取出し機構と
、取り出されたペリクル付フレームをマスク又はレチク
ルの所定位置に位置決めして貼り付ける貼付は機構と、
貼付けられたペリクル付フレームをさらに圧着させ、フ
レームの粘着層とマスク又はレチクルとの貼合わせを確
実にする圧着機構とを設けるようにした。

【作　用〕

従来の貼付作業ではべりタル付フレームを人手で直接触
れていたため、ゴミの付着はさけられなかった。そこで
本発明では、異物（ゴミ）の付着のないペリクル付フレ
ームを防塵ケースに収納したまま使用場所に持ち込み、
人手によって防塵ケースを開封することなく、自動貼付
は装置にセットする。自動貼付は装置内部では防塵ケー
スから自動的にペリクル付フレームを取り出し、このフ
レームは同様に防塵状態でセントされたマスク又はレチ
クルに位置決め、！Ｊで貼付けられる。このようにペリ
クル付フレームとマスク又はレチクルは貼り合わせの直
前にケースから取り出されるため、ゴミの付着を最小限
に押えることが可能である。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例によるペリクル自動貼付は装置
の概略的な内部構成を上面よりみた図である０本実施例
の装置には、ペリクル貼付は装置本体１とレチクル、又
はペリクル付レチクルに付着した異物を検査する検査装
置本体２とが一体に設けられている０両装置本体１．２
とも内部は適当なりリーン度が保たれるようにほぼ密閉
され、空調される。

さて、装置本体ｌの正面側には、ペリクル付フレームを
１個ずつ密閉状態で収納したフレームケースの複数をセ
ットするためのケースストック部３と、レチクルを１枚
ずつ密閉状態で収納した公知のレチクルケースの複数を
セットするための基板ストック部４とが設けられている
。この基板ストック部４とレチクルケースの構成は、例
えば特開昭５７−６４９２８号公報に開示されているも
のがそのまま採用できる。

一方、ケースストック部３にセットされるフレームケー
スは、第２図のような構造を有し、ペリクル付フレーム
１６を載置するトレイ部１４と、トレイ部１４を上から
ふさぐ蓋部１５とで構成される。第２図（Ａ）はトレイ
部１４の内側を上面からみたもので、ペリクル付フレー
ム１６がケース内部で位置ずれをおこさないように、４
辺の夫々に対応してリプ１４ａが設けられている。この
リプ１４ａはケース（トレイ部）外形に対して所定の位
置精度で設けられ、ペリクル付フレーム１６を取り出す
ときの搬送アーム等との位置合わせを容易にしている。

第２図（Ｂ）はトレイ部１４の上に蓋部１５をして密閉
した場合の断面を示し、リプ１４ａはペリタル付フレー
ム１６の高さ（厚さ）よりも低くなるように定められる
。

さらにトレイ部１５の下面には、第２図ＣＢ）、（Ｃ）
に示すように２本の平行なリプ１４ｂが設けられている
０本実施例では、２本のリプ１４ｂの間隔はべりタル付
フレーム１６の外形幅よりも大きくなるように定められ
ている。このリプ１４ｂは、貼付は装置本体１内にフレ
ームケースを自動搬送するときのハンドリングのために
設けられている。尚、第２図（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、ケース内のフレーム１６の左右には所定の空間がと
られるが、これはフレーム１６を搬送するためのアーム
等が進入する際のにげである。

第３図は、自動搬送に適したペリクル付フレーム１６の
具体的な構造の一例を示したもので、第３図（Ａ）は正
面図、第３図（Ｂ）は側面図である。ペリクル付フレー
ム１６はほぼ矩形の枠部１６ａで構成され、枠部１６ａ
の互いに平行な２辺の角部分（４ケ所）には、第３図（
Ａ）のように円すい形の凹部１６ｂが設けられる。この
４隅の凹部１６ｂは、搬送用のアーム等によって挟持す
る際の位置決め、及びすべり止めの機能をもたせるため
のものである。またペリクル付フレーム１６のレチクル
との貼付は面には、第３図（Ｂ）に示すように、粘着性
の接着層３０が形成され、さらに接着層３０を保護する
ために、枠部１６ａの外形と同一形状の保護シート材１
７が密着されている。この保護シート材１７は、フレー
ム１６をレチクルに貼付ける直前に、第３図（Ａ）に示
すようにシート材１７の一部の枠１６ａの外形よりも突
出させた部分１７ａをつかんではがされる。

さて、このようなペリクル付フレーム１６を収納したフ
レームケース（１４，１５）は、第１図中のケーススト
ック部３に、第４図に示すように、はぼ水平状態で積み
重ねるような配置でセットされる。第４図はケーススト
ック部３を装置本体ｌの正面側からみた図で、ストック
部３にはフレームケース（１４，１５）のトレイ部１４
の下面両脇を保持する段部３ａが設けられる。各フレー
ムケース間には、搬送アーム進入のために所定の空間が
できるように各段部３ａで支えられる０、ところで第１
図において、上記フレームケース（１４，１５）は、ス
ライダー５ａに沿ってＸ方向に移動する搬送アーム５ｂ
により、ケースストック部３から取り出され、組立テー
ブル９に運。

ばれる０組立テーブル９は上段テーブルと下段テーブル
との２段構造になっており、第１図中の位置ＡからＡｏ
までの間をＸ方向に直進移動可能に設けられている。＊
送アーム５ｂによって運ばれたフレームケース（１４，
１５）は位置Ａで組立テーブル９の下段テーブルにｉ！
置される０組立テーブル９が位置Ａ°まで移動すると、
フレームケース（１４，１５）は蓋開閉手段１０の吸着
パッド下方に位置する。！開閉手段１０はフレームケー
ス（１４，１５）の蓋部１５を吸着パッドで真空吸着し
、蓋部１５を上方に持ち上げる。これによりフレームケ
ースが開かれることになる。

また搬送アーム５ｂの位置Ａとケースストック部３の間
の搬送路の途中には、ペリクル付フレーム１６の保護シ
ート材１７の突出部分１７ａをつかむ機構１２が設けら
れる。

一方、基板ストック部４には、レチクルを収納したケー
スが装着され、スライダー６ａに沿ってＸ方向に移動す
る搬送アーム６ｂにより、ケース内のレチクルが取り出
され、水平状態で装置の奥の方へ運ばれる。搬送アーム
７ｂはスライダー７ａに沿ってＸ方向に移動し、搬送ア
ーム６ｂとの間でのレチクルの受渡し位置と位置Ａとの
間で往復できるように構成される。

従って搬送アーム７ｂは、搬送アーム６ｂからレチクル
を受は取り、組立テーブル９の上段テーブルまで運ぶこ
とができる。

組立テーブル９が位置Ａにあるとき、ペリクル付フレー
ム１６がレチクルに貼付けられ、その後組立テーブル９
は位置Ａ°をへて位置Ａ　Ｉ　＋に移動する０位置Ａ１
でペリクルフレーム１６の貼られたレチクルの上方（又
は下方）には、ペリクルフレーム１６とレチクルとを均
等に圧着させるための加圧機構１１が設けられている。

加圧機構１１の加圧部材はべりタル付フレーム１６の枠
部１６ａの上端面（又は下端面）のみに当接するように
設けられている。

以上、第１図において３つの搬送アーム５ｂ、６ｂ、７
ｂはともに上下方向（Ｚ方向）に移動可能に設けられて
いる。また搬送アーム６ｂ、７ｂはレチクルの周辺を保
持するコの字状の簡単なアームでよいが、搬送アーム５
ｂはべりタル付フレーム１６の搬送とフレームケース（
１４，１５）の搬送とを兼ねるため特別な構造になって
いる。そこで以下に搬送アーム５ｂの詳細な構造と゛そ
の他主要部分の詳細な構造を順次説明する。

第５図は搬送アーム５ｂの構造を示す平面図であり、ア
ーム部全体はスライダー５ａに沿ってｙ方向に移動する
アーム支持体５０ａに設けられる。

そしてアーム部全体は、アーム支持体５０ａに固定され
たＤＣモータ２２とベルト駆動とにより、ｙ方向に伸び
た中心軸ｌの回りを矢印Ｃの如く１８０６以上に渡って
回転可能に構成される。２本のＬ字状のアーム指２４は
互いに対向するように設けられ、スライドガイド１９に
沿って図中の矢印Ｂの方向（Ｘ方向）に中心軸ｉに関す
る対称性を保って直進移動可能である。２本の平行なア
ーム指２４の開閉運動はＤＣモータ２３とカム機構１８
とによって行なわれる０両アーム指２４の中心軸ｌに向
う側には、ペリクル付フレーム１６の凹部１６ｂに係合
する円すい状の凸部２１が、凹部１６ｂの各位置に対応
して形成されている。さらに両アーム指２４の外側には
フレームケース（１４，１５）の下面のリプ１４ｂと係
合し得るように突出した部材２０が各２ケ所に設けられ
ている。この部材２０によってフレームケースのハンド
リングを確実なものにする。このように搬送アーム部５
ｂは、フレームケース（１４，１５）の搬送とフレーム
１６の搬送とを兼用するものであり、さらにアーム指２
４が１８０°以上回転することから、挾持したペリクル
付フレーム１６の接着層３０を下向き又は上向きの任意
の向きにすることができ、ペリクルフレーム１６の片面
貼り、両面貼りのいずれの場合にも対応できる。尚、搬
送アーム５ｂは、アーム支持体５０ａを含めて第５図に
示した全体が上下動する。

第６図は組立テーブル９の全体的な形状を示す斜視図で
あり、レチクルが載置される上段テーブル９ａ、フレー
ムケース（１４，１５）が載置される下段テーブル９ｂ
、及び移動のためのレールに全体を載せるための底部９
ｃとが所定の空間をもって上下に配置されている。ただ
し上段テーブル９ａ、下段テーブル９ｂの中央部は想像
線で示すように切り取られており、搬送アーム５ｂ（ア
ーム指２４）が自由に上下動できるようなスペースが確
保されている。

第７図は機構１２の付近を装置正面側がらみた図であり
、搬送アーム５ｂのアーム指２４はベリタル付フレーム
１６を水平に挾持している。この際アーム指２４の下面
はフレーム１６の下面（シート材１７）よりも上方に位
置するように定められている。搬送アーム５ｂがｙ方向
の所定位置にくると、つかみ機構１２のトグル回転部１
２ａが直立し、回転部１２ａの先端に設けられたつかみ
部１２ｂが保護シート材１７の突出部１７ａを上下には
さみ込む、この後、第５図に示したＤＣモータ２２が駆
動され、アーム指２４の全体が第７図中の矢印Ｅのよう
に回転し、保護シート材１７が接着３１３０からひきは
がされる。はがされたシート材１７は不図示の廃棄箱に
落下される。

第８図は加圧機構１１の構造の一例を示す斜視図であり
、上下に配置された２枚の加圧プレート１１ａ、Ｉｌｂ
は互いに近づく方向と離れる方向とに可動し、加圧パッ
ト部１１ｃがペリクル付レチクルのフレーム１６に上下
から当接し、レチクルの上下面ｉ仮りに貼り付けられた
フレーム１６を所定の圧力で密着させる。２枚の加圧プ
レート１１ａ、ｌｌｂは、その間の空間に、上段テーブ
ル９ａに載置゛されたペリクル付レチクルが運ばれてく
るように配置されている。

尚、組立テーブル９を第１図中の位置Ａ　”において上
下動するようにすれば、上側の加圧プレート１１ａは固
定にしたままでもよい。

ところで第１図において、貼付装置本体１の左側には、
レチクルのガラス面やパターン面に付着した異物等の欠
陥を光学的に検査する異物検査装置本体２が接続されて
いる。基板ストック部４から搬送アーム６ｂでＸ方向に
運び出されたレチクル、又はフレーム１６の貼付けが終
って搬送アーム７ｂでＸ方向に運ばれてくるペリクル付
レチクルは、装置本体２のアーム８ｂに受は渡される。

アーム８ｂはスライダー８ａに沿ってＸ方向に水平移動
し、検査時の副走査を兼用して行なう、主走査はレーザ
ビームのスポットをレチクル表面上でＸ方向にスキャン
することで行なわれる。尚、本実施例では、アーム８ｂ
と搬送アーム６ｂとの間ではレチクルの受は渡しが可能
であるが、アーム８ｂと搬送アーム７ｂとの間では受は
渡しができない、そのため搬送アーム７ｂで運ばれてく
るペリクル付レチクルは一度搬送アーム６ｂに受は渡さ
れ、その後アーム７ｂに受は渡されるように動作する。

またアーム８ｂはレチクルを装置本体２内に搬入する動
作と検査時の副走査を兼ねるため、上下動はしないよう
な構成となっている。

次に本装置の全体的な動作を説明する。

まず、ペリクル付フレーム１６の製造メーカーからは、
第２図に示すように、フレーム１６をフレームケース（
１４，１５）に収納した状態で供給される。オペレータ
はその状態のフレームケース（１４，１５）を装置本体
１のケースストック部３に第４図のようにセットする。

ペリクルを貼付けるべきレチクルは、公知のレチクルケ
ースに収納されたまま、基板ストック部４に装着される
。

次に、搬送アーム５ｂ（第５図）は２本のアーム指２４
を所定の間隔に調整し、ケースストック部３内のフレー
ムケース（１４，１５）の下方空間に進入する。そして
搬送アーム５ｂをわずかに上方に移動させると、フレー
ムケース（１４，１５）はストック部３の段部３ａから
アーム指２４の突出部材２０の上に受は渡される。さら
に２本のアーム指２４がわずかに開かれ、突出部材２０
はフレームケース（１４，１５）のトレイ部１４の下面
のリプ１４ｂを内側からつかむ。

次に搬送アーム５ｂはフレームケース（１４，１５）を
ストック部３から引き出し、位ｙＩＡで待機している組
立テーブル９（第６図）の下段テーブル９ｂ上にフレー
ムケースを受は渡す、下段テーブル９ｂはフレームケー
スの下面を真空吸着し、ずれないように固定する。その
後、組立テーブル９は位置Ａ゛に移動し、開閉機構ｌＯ
の吸着パッドが組立テーブル９の上段テーブル９ａの下
方で、フレームケースの上方の空間に進入する。

吸着パッドはフレームケースの蓋部１５の上面を真空吸
着し、そのままわずかに上方に持ち上げる。

これにより蓋部１５とトレイ部１４とが分離され、吸着
パッドに蓋部１５を残したまま、組立テーブル９は位置
Ａ”から位置Ａに戻る。

次に、再び搬送アーム５ｂのアーム指２４が位置Ａにお
いてトレイ部１４上のペリクル付フレーム１６を、第７
図のように挾持し、トレイ部１４かられずかに持ち上げ
た後、つかみ機構１２のところまで水平に移動する。そ
して、第７図に示したようにつかみ部１２ｂによってシ
ート材１７の突出部分１７ａをつかみ、アーム指２４は
ＤＣモータ２２によって回転する。これにより保護シー
ト材１７がはがされ、アーム指２４は水平に戻される。

一方、基板ストック部４にセットされたレチクルケース
からは、搬送アーム６ｂによってレチク°ルが取り出さ
れる。アーム６ｂ上に真空吸着されたレチクルは、検査
装置本体２の搬送アーム８ｂに受は渡され、異物の付着
の無有、付着位置、異物の大きさ等が検査され、検査結
果が記憶される。

この際、露光に障害となる異物が発見された場合は、そ
のレチクルを基板ストック部４の空のレチクルケースに
戻し、洗浄等のメンテナンスが必要であることをオペレ
ータに知らせ、他のレチクルケースから別のレチクルを
取り出す。

検査の結果問題がないときは、レチクルを搬送アーム８
ｂからアーム６ｂで受渡した後、搬送アーム７ｂに受は
渡す、アーム７ｂはレチクルを位置Ａまで運び、組立テ
ーブル９の上段テーブル９ａに受渡す、上段テーブル９
ａはレチクルを真空吸着により固定し、フレーム１６を
挟持したアーム５ｂは組立テーブル９の上方空間まで移
動する。その後、搬送アーム５ｂは所定量降下して、ペ
リクル付フレーム１６の接着１１３０をレチクル上面に
当接させる。

このときレチクルに不要な応力を加えないように、上段
テーブル９ａはレチクルを弾性体（仮バネ等）を介して
保持している。従ってアーム５ｂが降下して、フレーム
１６がレチクルに当接した後は、レチクルがわずかに下
方に逃げられるような構造となっている。

次に組立テーブル９は位置Ａから位ＩＡ°まで移動し、
開閉機構１０の吸着パッドに保持されている蓋部１５を
、空になったトレイ部１４に重ね合わせる。そして再び
組立テーブル９は位置Ａに戻され、搬送アーム５ｂが空
になったフレームケース（１４，１５）の下方空間に進
入され、空のフレームケースを受は取り、ケースストッ
ク部３に戻す。

次に搬送アーム５ｂはレチクル下面用のペリクル付フレ
ーム１６を、別のフレームケース（１４，１５）から取
り出す、このシーケンスは、先の蓋部１５の開放、シー
ト材１７のはがしと全く同様に行なわれ、異なる点は、
このシーケンスの間、上段テーブル９ａ上には上面にペ
リクル付フレーム１６が貼られたレチクルが載置されて
いることである。こうして２つ目のフレーム１６が搬送
アーム５ｂに挾持されたら、アーム指２４はモータ２２
により回転され、フレーム１６の接着層３０が上方に向
くように反転される。その後、このフレーム１６は位置
Ａにある上段テーブル９ａの下方空間に進入され、搬送
アーム５ｂはわずかに上方にフレーム１６を上昇させ、
接着層３０をレチクル下面に当接させる。これによりレ
チクルの上下面の両方にペリクル付フレーム１６が貼ら
れたことになる０通常、上下面のフレームは、寸法が同
じものを上下に重ね合わせるように貼付けられ、フレー
ムの外形はレチクル外周よりも小さくなるように決めら
れている。

さて、次に組立テーブル９は位置Ａから位置Ａ°をへて
位置Ａ１に移動し、加圧機構１１（第８図）により上下
面のペリクル付フレーム１６を所定の圧力で上下に挾み
込む、そして、加圧が終ると組立テーブル９は位置Ａ゛
をへて位置Ａにもどる。このとき位置Ａ°において、開
閉機構１０の吸着バンドに保持されている蓋部１５を、
下段テーブル９ｂに載置されているトレイ部１４の上に
重ね合わせるように、吸着パッドを降下させる。

従って、位置Ａに戻った組立テーブル２の上段テーブル
９ａには、ペリクル付フレームの両面貼付けが完了した
レチクルが載置され、下段テーブル９ｂには空のフレー
ムケース（１４，１５）が載置されている。こうして下
段の空のフレームケース（１４，１５）は搬送アーム５
ｂによりケースストック部３に戻され、上段のペリクル
付レチクルは搬送アーム７ｂ、搬送アーム６ｂを介して
搬送アーム８ｂに受は渡され、異物の検査が行なわれる
。異物検査は、この場合、上下面のペリクルを介して行
なうことになるので、裸のレチクルの検査の場合に対し
て検出感度（特に異物の大きさ）を補正しておくとよい
。

また必要に応じて、先に記憶した裸のレチクルの検査結
果と照合して、適切にペリクル付フレームが貼付けられ
たか否かを判定する。

こうして検査の終ったペリクル付レチクルは搬送アーム
６ｂにより空のレチクルケースに戻され、貼付けの良、
不良がオペレータに表示される。

以上、本実施例ではべりタルの両面貼付けを説明したが
、もちろん片面だけでも同様のシーケンスで実行できる
。

本実施例で搬送アーム５ｂは、フレームケース（１４，
１５）の搬送、ペリクル付フレーム１６の搬送、フレー
ム１６のレチクルへの接着動作、及び保護シート材１７
のはがし動作に兼用して使われるため、装置全体が非常
にコンパクトになるといった利点がある。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば人手によりペリクル（防塵
膜）付フレームを扱うことなく自動的にレチクルやマス
ク等に貼付けられ、またケースからケースへ自動搬送さ
れるため、異物等の混入付着が最小限に押えられるとい
った効果が得られる。

〔主要部分の符号の説明〕

１・・・ペリクル貼付装置本体、 ２・・・異物検査装置本体、 ３・・・フレームケースのストック部、４・・・レチク
ルケースのストック部、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂ・・・
搬送アーム、９・・・組立テーブル、　　１０・・・開
閉機構、１１・・・加圧機構、　　　１２・・・つかみ
機構、１４・・・フレームのトレイ部、　　１５・・・
蓋部、１６・・・ペリクル付フレーム、 ２４・・・搬送アーム５ｂのアーム指。 出願人　　日本光学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　マスク又はレチクルに防塵のためのペリクル付フレー
   ムを自動的に貼付ける装置において、前記ペリクル付フ
   レームをほぼ密閉状態に収納するとともに、一部が開閉
   可能な防塵ケースをストックするケースストック部と； 前記マスク又はレチクルをストックする基板ストック部
   と； 前記ケースストック部の防塵ケースを開き、収納された
   ペリクル付フレームを取り出すフレーム取出し機構と： 前記基板ストック部からマスク又はレチクルを取り出す
   基板取出し機構と； 取り出された前記ペリクル付フレームを、前記マスク又
   はレチクルの所定位置に位置決めして貼り付ける貼付け
   機構と； 該マスク又はレチクルに貼付けられたペリクル付フレー
   ムをさらに圧着させる圧着機構とを備えたことを特徴と
   する自動ペリクル貼付装置。