KR100678404B1 - 양면 투영 노광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저 비용이며 스루풋이 좋으며, 효율적으로, 투영 노광에 의한 워크의 양면 노광 처리를 행하는 것에 관한 것이다.
노광 스테이지(WS)를 반송 교환 위치(B)에 이동시켜 워크를 반입하고, 노광 스테이지(WS)를 노광 위치(A)에 이동시켜 마스크와 워크의 위치맞춤을 행하여 워크의 표면에 마스크 패턴을 전사한다. 이어서, 노광 스테이지(WS)를 반전 교환 위치(C)에 이동시켜 워크를 반전시키고, 노광 스테이지(WS)를 노광 위치(A)에 되돌려, 워크의 표면에 마스크 패턴을 노광하고, 노광 스테이지(WS)를 반송 교환 위치(B)에 이동시켜 양면 노광이 완료된 워크를 반출한다. 노광 스테이지(WS)의 이동 방향 후단 측에는 반사 부재가 설치되어, 노광 스테이지(WS)가 상기 반송 교환 위치(B), 반전 교환 위치(C)에 있을 때, 상기 반사 부재에 반사한 마스크 얼라인먼트 마크 이미지를 얼라인먼트 현미경으로 검출하고, 그 위치를 검출하여 기억한다.

Description

양면 투영 노광 장치{TWO-SIDED PROJECTION EXPOSURE APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예의 양면 노광 장치의 구성을 도시하는 도면(상면도),
도 2는 본 발명의 실시예의 양면 노광 장치의 구성을 도시하는 도면(노광 스테이지가 노광 위치에 있을 때의 측면도),
도 3은 본 발명의 실시예의 양면 노광 장치의 구성을 도시하는 도면(노광 스테이지가 반송 교환 위치, 반전 교환 위치에 있을 때의 측면도),
도 4는 노광 스테이지에 설치된 반사 부재를 설명하는 도면,
도 5는 워크의 반전을 설명하는 도면,
도 6은 본 실시예의 양면 노광 장치를 제어하는 제어 장치의 구성예를 도시하는 도면,
도 7은 워크 반송·각 스테이지에서의 처리 순서를 도시하는 타임 차트,
도 8은 노광 스테이지 1개와 투영 렌즈 1개가 설치된 양면 투영 노광 장치의 개략구성예를 도시하는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 광조사부 2 : 투영 렌즈
3 : 얼라인먼트 현미경 4a, 4b : 반사 부재
11 : 투입 스테이지 12 : 반출 스테이지
13 : 반전 스테이지 14 : 반전 교환 스테이지
20 : 제어부 21 : 화상 처리부
22 : 마스크 스테이지 구동 기구 23 : 노광 스테이지 구동 기구
24 : 반입 반출 스테이지 구동 기구 25 : 반전 스테이지 구동 기구
26 : 얼라인먼트 현미경 구동 기구 A : 노광 위치
B : 반송 교환 위치 C : 반전 교환 위치
W : 워크 WS : 노광 스테이지
M1, M2 : 마스크 MS : 마스크 스테이지
MAM : 마스크 얼라인먼트 마크
본 발명은 기판(워크)의 양면을 투영 노광에 의해 노광하는 양면 투영 노광 장치에 관한 것이고, 특히 워크의 양면 노광이 가능하고, 저비용이며 또한 스루풋이 좋은 투영 노광 장치에 관한 것이다.
프린트 기판 등의 워크의 양면에 회로 등의 패턴을 제작하는 경우가 있으며, 이를 위한 노광 장치가 양면 노광 장치로서 알려져 있다.
특허 문헌 l에는, 노광하는 기판(워크(W))과 마스크를 근접시켜 마스크 이미 지로부터 노광 광을 조사하여, 워크에 마스크 패턴을 노광하는, 소위 프록시미티 노광 장치에서, 워크의 양면에 마스크 패턴을 노광하는 양면 노광 장치가 기재되어 있다.
특허 문헌 1에 기재된 것은, 노광하는 기판(워크(W))을, 「반입 스테이지(A)에 반입」→「제1 얼라인먼트 스테이지(B)에서의 위치 맞춤」→「제1 노광 스테이지(C)에서의 표면 노광」→「반전 스테이지(D)에서의 반전」→「제2 얼라인먼트 스테이지(E)에서의 위치 맞춤」→「제2 노광 스테이지(F)에서의 이면 노광」→「반출 스테이지(G)로부터의 반출」의 순서로 처리하는 것이다.
특허 문헌 2도 상기와 동일한 프록시미티 노광 장치에서, 워크의 양면에 마스크 패턴을 노광하는 양면 노광 장치가 기재되어 있다.
특허 문헌 2에 기재된 것은, 워크(피 노광판)를 유지하는 워크 스테이지(워크 유지 베이스)를, 표면 노광용과 이면 노광용의 2개를 설치하고, 각각의 위치에서 표면 노광과 이면 노광을 하도록 한 것이다. 특히, 특허 문헌 2에 기재된 것에서는, 표면 노광 동작과 이면 노광 동작의 위상을 어긋나게 하여 처리 시간의 단축을 도모하고 있다.
특허 문헌 1, 2에 기재된 것은, 양자 모두, 광원은 하나이지만, 노광 스테이션(워크 스테이지와 마스크 스테이지)이 2개소 있고, 광로를 전환하여 양면의 노광을 행하고 있다.
또한, 상기 특허 문헌 1, 2에 기재된 것은, 모두 패턴을 형성한 마스크와, 노광하는 워크를 근접시켜 배치하여 노광을 행하는 프록시미티 노광 장치에 관한 것이지만, 최근에는 워크인 기판의 대형화에 따라, 워크를 다수의 노광 영역으로 분할하고, 이 분할한 노광 영역에 투영 렌즈를 이용하여 마스크 패턴을 투영하여 순차 노광하는, 분할 투영 노광 방식이 채용되어 오고 있다(예컨대, 특허 문헌 3 참조).
(특허 문헌 1)
특허 제2832673호 공보
(특허 문헌 2)
특허 공개 제2000-l71980호 공보
(특허 문헌 3)
특허 제2994991호 공보
특허 문헌 1, 2에 기재된 것은, 모두 프록시미티 노광 장치에 관한 것이지만, 최근에는 상기한 바와 같이, 분할 투영 노광 방식이 채용되어 오고 있으며, 이에 따라 투영 노광에 의해서 워크의 양면을 노광하는 장치(이하, 이러한 장치를 양면 투영 노광 장치라 한다)가 요망되어 오고 있다.
투영 노광에 의해 워크의 양면을 노광하는 장치를 실현하기 위해서는, 다음과 같은 문제가 있다.
상기 특허 문헌 1, 2에 기재된 것을 투영 노광에 적용하는 경우, 각 노광 스테이션의 마스크와 워크 간에 투영 렌즈를 설치한 것을 고려할 수 있다.
그러나, 투영 렌즈는 높은 정밀도로 연마한 석영 렌즈를 다수 조합한 것으 로, 매우 고가이다. 이것을 장치의 2개소에 설치하면, 장치의 비용이 대단히 높아지며, 따라서 제품의 비용도 높아진다.
장치의 고 비용화를 방지하기 위해서, 도 8에 도시하는 바와 같이, 노광 스테이지(WS)에 인접시켜 워크 반입 스테이지(11), 워크 반출 스테이지(l2), 워크를 반전(뒤집음)하기 위한 반전 스테이지(13)를 설치하고, 노광 스테이지(WS) 상에 광 조사부, 투영 렌즈, 얼라인먼트 현미경(도시하지 않음)을 설치함으로써, 투영 렌즈는 1개만 하고, 노광 스테이지(WS)도 1개로 하여, 저 비용으로 하는 것을 고려할 수 있다.
그러나, 이와 같이 구성하면, 처리 순서는 「워크의 반입 스테이지(11)로부터 노광 스테이지(WS)로의 반송」→「워크의 표면 노광」→「노광 스테이지(WS)로부터 반전 스테이지(13)로의 반송」→「반전 스테이지(13)에서의 워크의 반전」→「반전 스테이지(13)로부터 노광 스테이지(WS)로의 워크의 반송」→「워크의 이면 노광」→「노광 스테이지(WS)로부터 반출 스테이지(12)로의 반송」이 된다. 워크 반전 중에는 노광 처리를 할 수 없으므로, 워크의 반입으로부터 반출까지의 스루풋이 길어져 효율이 저하된다.
또한, 통상적으로, 워크의 표면에 형성하는 패턴과, 이면에 형성하는 패턴은 상이하다. 따라서 표면을 노광할 때와, 이면을 노광할 때와는 마스크를 교환할 필요가 있다. 마스크를 교환하면, 마스크와 워크의 위치를 맞추기 위해서, 교환한 마스크의 위치를 검출해야만 한다. 워크의 이면과 표면을 노광할 때마다 마스크의 위치 검출을 행할 필요가 있으며, 따라서 마스크의 위치검출을 원활하게 행하지 않 으면, 스루풋이 길어진다.
또한, 투영 렌즈와 노광 스테이지와의 간격은, 마스크 패턴 이미지를 워크 표면에 결상시키기 위한 광학적인 조건에 의해 결정되지만, 좁아지는 경우가 많아, 그 사이에 워크를 반입하거나 그 사이로부터 반출하는 반송 기구의 구성이 제약된다. 이것도 설계의 자유도를 저하시켜, 소형이며 특별한 부품으로 구성해야만 하게 되어, 고 비용화의 문제가 된다.
이상과 같이, 특허 문헌 1, 2에 기재되는 것을 그대로 양면 투영 노광 장치에 적용하여도, 스루풋이 길어지거나, 고 비용화가 된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 투영 노광에 의한 워크의 양면 노광이 가능하고, 저 비용이며 또한 스루풋이 좋으며, 또 투영 렌즈 1개, 노광 스테이지 1개로, 효율적으로 워크의 양면 노광 처리를 행할 수 있고, 또한 표면 노광용 마스크와 이면 노광용 마스크의 교환과 위치 검출 및 노광 스테이지로의 워크의 반입이나 반출을 원활하게 행할 수 있는 투영 노광 장치를 실현하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 워크를 올려놓고 노광 처리를 행하는 노광 스테이지를, 노광 위치(A)와, 워크의 반입 반출을 행하는 반송 교환 위치(B)와, 워크를 반전시키는 기구와의 사이에서 워크의 교환을 행하는 반전 교환 위치(C) 간에서 이동 가능하게 한다. 상기 반송 교환 위치(B)와 반전 교환 위치(C)는, 노광 위치(A)에 인접하는 상이한 위치에 배치된다.
노광 위치(A)에는, 광 조사부와, 마스크 스테이지와, 투영 렌즈와, 얼라인먼트 현미경이 설치되어, 노광 스테이지가 노광 위치(A)에 있을 때, 마스크 스테이지에 올려놓은 마스크와 노광 스테이지에 올려놓은 워크의 위치 맞춤을 행하여, 광 조사부로부터 노광 광을 조사하고, 마스크 스테이지에 올려 놓여진 마스크와, 투영 렌즈를 통하여, 워크에 마스크 패턴을 전사한다.
마스크 스테이지에는, 제1 마스크와 제2 마스크가 전환 가능하게 설치되어, 제1 마스크를 이용하여 워크의 제1 면(표면)을 노광하고, 제2 마스크를 이용하여 워크의 제2 면(이면)을 노광한다.
또한 제1, 제2 마스크에 설치된 마스크 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하기 위하여, 노광 스테이지의 이동 방향 후단 측의 2개소에 반사 부재를 설치한다. 상기 반사 부재는 노광 스테이지가 상기 반송 교환 위치(B), 반전 교환 위치(C)에 있을 때, 투영 렌즈의 바로 아래가 되는 위치에 설치되어, 제1, 제2 마스크에 노광 광을 조사하여, 마스크 얼라인먼트 마크를 상기 반사 부재에 투영시키고, 반사 부재에 반사한 마스크 마크 이미지를, 상기 얼라인먼트 현미경으로 검출하여, 그 위치를 검출하여 기억한다.
반송 교환 위치(B)에는, 반송되어 온 워크를 노광 스테이지에 올려놓는 기구와, 양면 노광이 완료된 워크를 노광 스테이지로부터 반출하는 기구가 설치된다.
또한, 반전 교환 위치(C)에는, 워크를 반전시키는 반전 기구가 설치되어, 반전 교환 위치(C)에 노광 스테이지가 이동하면, 반전 기구로 워크를 반전(뒤집음)시켜 반전된 워크를 노광 스테이지에 되돌린다.
상기 구성의 양면 투영 노광 장치에서, 양면 투영 노광 처리를 제어하는 제어 장치를 설치하여, 이 제어 장치에 의해 노광 스테이지를 반송 교환 위치(B)에 이동시켜 워크를 반입하고, 노광 스테이지를 노광 위치(A)로 이동시켜 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행하여 워크의 표면에 마스크 패턴을 전사한다. 이어서, 노광 스테이지를 반전 교환 위치(C)에 이동시켜 워크를 반전시키고, 노광 스테이지를 노광 위치(A)에 되돌려, 워크의 이면에 마스크 패턴을 노광하고, 노광 스테이지를 반송 교환 위치(B)로 이동시켜 양면 노광이 완료된 워크를 반출한다.
(n-1), (n), (n+1), (n+2)의 순으로 워크가 반송되어 온다고 하면, 각 워크는 다음과 같은 순서로 노광된다.
(1)(n)매 째 워크의 제1 면(표면) 노광
(2)(n-1)매 째 워크의 제2 면(이면) 노광
(3)(n+1)매 째 워크의 제1 면(표면) 노광
(4)(n)매 째 워크의 제2 면(이면) 노광
(5)(n+2)매 째 워크의 제1 면(표면) 노광
(6)(n+1)매 째 워크의 제2 면(이면) 노광
상기에서, 노광 처리가 완료된 워크와 미 처리 워크의 교환, 및 표면 노광이 끝난 워크와 반전시킨 워크의 교환을 행할 때, 노광 스테이지를 투영 렌즈 바로 아래의 노광 위치로부터, 각각의 교환 위치에 퇴피시킨다.
그리고, 노광 스테이지의 이동 및 워크의 교환을 행하고 있을 때, 마스크를 제1 면(표면) 노광용의 마스크로부터 제2 면(이면) 노광용의 마스크로 전환하고, 또는 제2 면(이면) 노광용의 마스크로부터 제1 면(표면) 노광용의 마스크로 전환하고, 노광 스테이지가 반송 교환 위치(B) 및 반전 교환 위치(C)에 있을 때, 상기 마스크에 노광 광을 조사하여, 마스크 얼라인먼트 마크를 상기 반사 부재에 투영시키고, 반사 부재에 반사된 얼라인먼트 마크 이미지를 얼라인먼트 현미경으로 검출하여, 그 위치를 기억한다.
또한, 노광 스테이지가 노광 위치(A)에 있을 때, 상기 얼라인먼트 현미경에 의해 워크의 얼라인먼트 마크를 검출하여, 상기 기억되어 있는 마스크의 얼라인먼트 마크의 위치에 의해 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행한다.
또 상기와 같이 얼라인먼트 현미경에 의해 얼라인먼트 마크를 검출, 기억하거나, 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행하는 것을 얼라인먼트 처리라 한다.
본 발명에서는 상기와 같이 (n)매 째의 워크의 제l 면(표면) 노광과 제2 면(이면) 노광과의 사이에 (n-1)매 째의 워크의 제2 면(이면) 노광과, (n+1)매 째 워크의 제1 면(표면) 노광을 행하고 있으므로, 노광 처리의 흐름이 원활하게 되어, 처리시간을 단축할 수 있다.
또한, 노광 스테이지의 2개소에 반사 부재를 구비하여, 노광 스테이지가 이동하였을 때, 이 반사 부재에 마스크의 얼라인먼트 마크 이미지를 투영시켜, 워크의 교환과 동시에 마스크의 얼라인먼트 마크의 위치를 기억하고 있으므로, 워크의 교환과 마스크의 위치 검출을 병행하여 할 수 있어, 스루풋의 저하를 방지할 수 있다. 이 결과, 그 후의 마스크와 워크의 위치 맞춤으로 즉시 옮길 수 있어, 일련의 노광 동작을 원활하게 행할 수 있다.
또한, 워크의 교환 시는, 노광 스테이지가 반송 교환 위치(B), 또는 반전 교환 위치(C)에 이동하여, 투영 렌즈의 바로 아래의 위치로부터 벗어나므로, 워크를 반송하는 기구는 노광 위치에 설치된 투영 렌즈 등에 방해받는 일 없이 동작할 수 있어, 워크를 반송하는 기구의 구성의 제약을 줄일 수 있다.
(발명의 실시 형태)
도 1∼도 3은 본 발명의 실시예의 양면 노광 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1은 본 실시예의 양면 노광 장치를 위쪽에서 본 도면이고, 도 2∼도 3은 본 실시예의 양면 노광 장치를 측면에서 본 도면이며, 도 2(a), 도 2(b)는 노광 스테이지가 노광 위치(도 1의 A)에 있을 때, 도 3(c)은 노광 스테이지가 반송 교환 위치(도 1의 B)에 있을 때, 도 3(d)은 노광 스테이지가 반전 교환 위치(도 1의 C)에 있을 때를 도시하고 있다.
우선 본 실시예의 양면 노광 장치의 구성에 관해서 설명한다.
도 1에서 노광 스테이지(WS)는, 워크를 유지하고 노광처리를 행하는 스테이지이다. 노광 스테이지(WS)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 투영 렌즈의 바로 아래에서 노광 처리를 행하는 노광 위치(A)로부터, 양면 노광 처리가 완료된 워크와 미 처리 워크를 교환하기 위한 반송 교환 위치(B), 및 표면 노광을 종료한 워크와 이면 노광을 행하기 위해 반전된 워크를 교환하기 위한 반전 교환 위치(C)로 이동 가능하게 구성되어 있다.
도 1에서는 생략되어 있지만, 노광 스테이지(WS)에는 도 4에 도시하는 바와 같이 노광 스테이지(WS)의 이동 방향 후단 측의 2개소에 마스크 얼라인먼트 마크( 이하 마스크 마크라 한다) 이미지를 반사시키는 제1, 제2 반사 부재(4a, 4b)(예컨대, 거울이나 유리로 구성되어 있다)가 구비되어 있다. 또, 도 4는 노광 스테이지를 위쪽에서 본 도면이다.
노광 위치(A)에는, 도 2(a), 도 2(b)에 도시하는 바와 같이 노광 광을 조사하는 광 조사부(1)와, 마스크(M1), 마스크(M2)가 탑재된 마스크 스테이지(MS)와, 투영 렌즈(2)가 설치되고, 또한 후술하는 바와 같이 얼라인먼트 시에 삽입되고, 노광 시에 퇴피하는 얼라인먼트 현미경(3)(도 3 참조)이 설치된다. 도 3에서는, 얼라인먼트 현미경(3)은 1대밖에 도시하고 있지 않으나, 실제로는 도면 앞쪽과 끝쪽에 2대 있다.
노광 스테이지(WS)가 노광 위치(A)에 있을 때, 상기 얼라인먼트 현미경(3)에 의해 워크(W)에 설치된 워크 얼라인먼트 마크(이하, 워크 마크라 한다)가 검출되어, 기억되어 있는 마스크 마크의 위치에 근거하여, 마스크와 워크의 위치 맞춤(얼라인먼트)이 행해진다(마스크 마크의 검출, 기억에 관해서는 후술한다). 또한, 마스크 마크의 검출과, 마스크와 워크의 위치 맞춤의 상세한 내용에 관해서는, 상기 특허 문헌 3(특허 제2994991호 공보) 등을 참조하기 바란다.
얼라인먼트가 종료되면, 광 조사부(1)로부터 노광 광이 마스크(M1) 또는 마스크(M2), 투영 렌즈(2)를 통하여 노광 스테이지(WS) 상에 올려놓은 워크(W)에 조사되어, 마스크(M1) 또는 마스크(M2)의 마스크 패턴이 워크(W) 상에 전사된다.
본 실시예의 마스크 스테이지(MS)에는, 워크의 제1 면(이하 표면이라 한다)을 노광하기 위한 패턴이 형성된 제1 마스크(M1)과, 제2 면(이하 이면이라 한다)용의 패턴이 형성된 제2 마스크(M2)를 올려놓는다.
도 2(a), 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 마스크 스테이지(MS)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 본 도면의 좌우 방향(굵은 화살표로 나타낸다)으로 이동하여, 사용하는 마스크를 전환시킬 수 있다.
표면 노광 시에는, 광 조사부(1)로부터 노광 광이 도 2(a)에 도시하는 바와 같이 마스크 스테이지(MS)에 놓여진 마스크(M1)에 조사되어, 마스크(M1)에 형성되어 있는 마스크 패턴이, 투영 렌즈(2)를 통하여 노광 스테이지(WS)에 올려 놓여진 워크(W) 표면에 투영된다.
또한, 이면 노광 시에는, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이 마스크 스테이지(MS)가 이동하여, 광 조사부(1)로부터 노광 광이, 마스크(M2)에 조사되어, 마스크(M2)에 형성되어 있는 마스크 패턴이, 투영 렌즈(2)를 통하여 노광 스테이지(WS)에 올려 놓여진 워크(W) 이면에 투영된다.
또, 상기 광 조사부(1)(노광 광 조사 장치), 마스크 및 마스크 스테이지(MS), 투영 렌즈(2), 얼라인먼트 현미경(3)(얼라인먼트 유닛), 노광 스테이지(WS)(워크 스테이지)는, 상기한 특허 문헌 3(특허 제2994991호 공보)에 기재된 것과 기본적으로 같다.
노광 스테이지(WS)가 반송 교환 위치(B)에 있을 때, 도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 현미경(3)이 투영 렌즈(2)와 노광 스테이지(W) 간에 삽입되고, 광 조사부(1)로부터 출사되는 노광 광이 제1 마스크(M1)에 형성된 마스크 마크(MAM)에 조사되어, 투영 렌즈(2)를 통하여, 마스크 마크 이미지가 제1 반사 부 재(4a)에 투영되어 반사되고, 얼라인먼트 현미경(3)에 의해 검출된다. 검출된 마스크 마크 이미지는, 후술하는 화상 처리부에서 처리되고, 그 위치가 기억된다.
또한, 노광 스테이지(WS)가 반전 교환 위치(C)에 있을 때, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 마스크 스테이지(MS)의 마스크가 마스크(M1)로부터 마스크(M2)로 전환된다. 그리고, 얼라인먼트 현미경(3)이 삽입되어, 광 조사부(1)로부터 출사되는 노광 광이 제2 마스크(M2)에 형성된 마스크 마크(MAM)에 조사되고, 투영 렌즈를 통하여 마스크 마크 이미지가 제2 반사 부재(4b)에 투영되어 반사되어, 얼라인먼트 현미경(3)에 의해 검출된다. 검출된 마스크 마크 이미지는 후술하는 화상 처리부에서 처리되어, 그 위치가 기억된다.
도 1로 되돌아가, 반입 스테이지(11)는 본 실시예의 노광 장치 밖으로부터, 노광 처리를 행하는 워크가 도시하지 않은 반송 장치에 의해 반송되어 와 대기하는 스테이지이며, 노광 스테이지(WS)가 반송 교환 위치(B)에 있을 때, 여기에 반송되어 온 워크(W)가 핸들러(11a)에 의해 잡혀져, 노광 스테이지(WS) 상의 소정 위치에 올려 놓여진다.
또한, 반출 스테이지(12)는 양면 노광 처리가 종료된 워크를 노광 장치 밖으로 반출하기 위해서 대기하는 스테이지이며, 워크(W)(양면 노광 처리가 종료된 워크)를 올려놓은 노광 스테이지(WS)가 반송 교환 위치(B)에 있을 때, 이 워크(W)가 핸들러(12a)에 의해 잡혀서, 노광 스테이지(WS)로부터 반출 스테이지(12) 상으로 반송된다.
반전 스테이지(13)과 반전 교환(reversal handing over) 스테이지(14)는, 워크(W)를 반전시키기(뒤집기) 위한 스테이지이다.
워크(W)의 반전은 도 5에 도시하는 바와 같이 행해진다. 또한 동일 도면은 반전 스테이지(13) 및 반전 교환 스테이지(14)를 옆에서 본 도면이다.
도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 반전 스테이지(13)에 워크(W)가 놓이면, 반전 스테이지(13)는 도시하지 않은 진공 흡착 기구로 워크(W)를 반전 스테이지(13)에 유지한다. 그 상태로 반전 스테이지(13)는 도 5(b), 도 5(c)에 도시하는 바와 같이 회전축(13a)을 중심으로 회전하여, 워크(W)의 표면이 아래가 되도록, 반전 교환 스테이지(14)에 워크를 놓는다. 다음으로 반전 스테이지(13)는 워크의 유지를 해제하고, 도 5(d)에 도시하는 바와 같이 회전 이동하여 원래의 위치로 되돌아간다. 워크(W)는 반전 교환 스테이지(14)에 이면이 위로 된 상태로 남겨진다.
노광 스테이지(WS)로부터 상기 반전 스테이지(13)로의 워크(W)의 반송, 및 반전 교환 스테이지(14)로부터 반전이 완료된 워크(W)의 노광 스테이지(WS)로의 반송은, 노광 스테이지(WS)가 도 1의 반전 교환 위치(C)에 있을 때 실행된다.
즉, 노광 스테이지(WS)가 도 1의 반전 교환 위치(C)에 있을 때, 표면 측의 노광 처리가 행해진 워크가, 노광 스테이지(WS)로부터 핸들러(13a)에 의해 반전 스테이지(13)상에 올려 놓여지고, 반전 교환 스테이지(14) 상의 반전이 완료된 워크(W)가, 핸들러(14a)에 의해 노광 스테이지(WS) 상으로 되돌려진다.
도 6은 본 실시예의 양면 노광 장치를 제어하는 제어 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
동일 도면에서, 20은 제어부이며, 광 조사부(1)를 제어하는 동시에, 마스크 스테이지 구동 기구(22)에 의해 마스크 스테이지(MS)를 구동하여, 상기한 바와 같이 마스크(Ml, M2)의 전환을 행한다. 또한, 노광 스테이지 구동 기구(23)에 의해 노광 스테이지(WS)를 구동하여, 노광 스테이지(WS)를 상기 노광 위치(A), 반송 교환 위치(B), 반전 교환 위치(C)에 이동시키는 동시에, 마스크(M1) 또는 (M2)와 워크(W)의 얼라인먼트 시에 노광 스테이지를 구동한다.
또한, 반입 반출 스테이지 구동 기구(24)에 의해 핸들러(1la,l2a)를 조작하여, 워크(W)의 반입, 반출 조작을 행한다.
또, 반전 스테이지 구동 기구(25)에 의해 상기한 바와 같이 반전 스테이지(13)를 회전시켜, 워크(W)의 반전 조작을 행하는 동시에, 핸들러(13a,14a)를 조작하여, 노광 스테이지(WS)와 반전 스테이지(13), 반전 교환 스테이지(14) 간에서 워크(W)의 반송을 행한다.
또한, 얼라인먼트 현미경 구동 기구(26)에 의해 얼라인먼트 현미경(3)의 투영 렌즈(2)와 노광 스테이지(WS) 간으로의 삽입과 퇴피를 행한다.
(21)은 화상 처리부이며, 상기 제어부(20)에 의해 제어되고, 상기한 바와 같이 얼라인먼트 현미경(3)에 의해 검출된 마스크(M1) 또는 (M2)의 마스크 마크 이미지를 처리하여, 그 위치를 검출하여 기억한다.
또한 상기한 바와 같이, 얼라인먼트 현미경(3)에 의해 검출된 워크 마크 이미지를 처리하여 워크 마크의 위치를 검출하고, 기억되어 있는 마스크(M1 또는 M2)의 마스크 마크의 위치와의 어긋남량을 구한다.
제어부(20)는 상기 어긋남량에 근거하여 노광 스테이지 구동 기구(23)를 구 동하여, 마스크(M1 또는 M2)와 워크(W)의 위치 맞춤을 행한다.
다음으로 본 실시예에서의 워크(W)의 반송 순서를 설명한다.
상기 제어부(20)는, 상기 광 조사부(1), 상기 마스크 스테이지(MS), 노광 스테이지(WS), 반입 반출 스테이지(11),(12)의 핸들러(11a,12a), 반전 스테이지(13) 및 핸들러(13a,14a)의 제어, 얼라인먼트 현미경(3)의 삽입, 퇴피, 얼라인먼트 현미경(3)에 의한 마스크 마크, 워크 마크의 검출, 화상 처리부(21)에 의한 워크 마크, 마스크 마크 위치의 검출, 마스크 마크의 위치의 기억, 마스크(Ml,M2)와 워크(W)의 위치 맞춤 등을 행하고, 이하의 순서로 양면 노광 처리를 행한다.
도 7은 본 실시예에서의 워크 반송·각 스테이지에서의 처리 순서를 도시하는 타임 차트이며, 도 7 및 도 1∼도 3을 참조하면서, 본 실시예의 양면 노광 처리에 관해서 설명한다. 또한 이하의 설명에서는, 노광 처리의 순서대로 워크(W)에 (n-2), (n-1), (n), (n+1)의 번호를 붙이고, 각각의 워크를 워크(n-2), 워크(n-1), 워크(n), 워크(n+1)이라 부른다.
또한, 도 7에서의 굵은 실선, 가는 실선, 2중선은, 상이한 워크에 대해서의 처리를 도시하고 있다. 또한 도 7의 가로 방향의 l 눈금은 약 2초이다.
(1)반송 스테이지(13)에 미 처리 워크(n)가 반입된다(도 7의 가는 실선). 노광 스테이지(WS)가 반송 교환 위치(B)로 이동하여, 노광 스테이지(WS)의 제1 반사 부재(4a)가 투영 렌즈(2)의 바로 아래에 온다. 마스크 스테이지(MS)는, 표면 노광용의 마스크(M1)를 사용하는 위치로 이동한다〔도 3(c) 참조〕.
(2)광 조사부(1)로부터 노광 광이 출사되어, 제1 마스크(M1)에 형성된 마스 크 마크(MAM)에 조사된다. 투영 렌즈(2)를 통하여, 마스크 마크 이미지가 제1 반사 부재(4a)에 투영되어 반사되고, 얼라인먼트 현미경(3)에 의해 검출되어, 그 위치가 기억된다. 그 후 광 조사부(1)로부터의 노광 광 출사를 정지한다.
(3)이 때, 핸들러(12a)에 의해 처리가 완료된 워크(n-2)가 노광 스테이지(WS)로부터 반출 스테이지(12)에 반출되고(도 7의 2중선), 이어서 핸들러(11a)에 의해 워크(n)가 반입 스테이지(11)로부터 노광 스테이지(WS)에 반송된다(도 7의 가는 실선). 반입 스테이지(11)에는, 다음으로 처리할 워크(n+l)가 반송되어 대기한다.
(4)노광 스테이지(WS)가, 반송 교환 위치(B)로부터 노광 위치(A)로 이동한다〔도 2(a) 참조〕. 얼라인먼트 현미경(3)이 삽입되어, 워크(n)에 설치된 워크 마크를 검출하고, 기억하고 있는 마스크 마크 이미지의 위치에 근거하여, 노광 스테이지(WS)를 XY 방향으로 이동시키거나 회전시켜, 마스크 (M1)과 워크(n)의 표면 측의 위치 맞춤을 행하고, 위치 맞춤 종료 후, 얼라인먼트 현미경은 퇴피하고, 광 출사부로부터 노광 광을 출사하여, 워크(n)의 표면 측을 노광한다.
(5)노광 스테이지(WS)가, 노광 위치(A)로부터 반전 교환 위치(C)로 이동한다〔도 3(d) 참조〕. 노광 스테이지(WS)의 제2 반사 부재(4b)가 투영 렌즈(2)의 바로 아래에 온다. 마스크 스테이지(MS)는 이면 노광용의 마스크(M2)를 사용하는 위치에 이동한다.
(6)광 조사부(l)로부터 노광 광이 출사되어, 제2 마스크(M2)의 마스크 마크(MAM)에 조사된다. 투영 렌즈(2)를 통하여 마스크 마크 이미지가 제2 반사 부 재(4b)에 투영되어 반사되고, 삽입된 얼라인먼트 현미경(3)에 의해 검출되어, 그 위치가 기억된다. 그 후, 광 조사부로부터의 노광 광 출사를 정지한다.
(7)제2 마스크(M2)의 마스크 마크(MAM)을 검출하고 있는 사이에, 핸들러(13a)에 의해 표면 노광이 완료된 워크(n)가 노광 스테이지(WS)로부터 반전 스테이지(13)로 반송된다.
그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 반전 스테이지(13)가 워크(n)를 반전시켜 반전 교환 스테이지(14)에 놓는다. 그 사이에, 핸들러(14a)에 의해 잡혀 있던 반전이 완료된 워크(n-1)가 노광 스테이지(WS)에 반입된다.
다음으로, 핸들러(14a)는 반전된 표면 노광이 완료된 워크(n)를 유지하고, 그 상태로 대기한다.
(8)노광 스테이지(WS)가 반전 교환 위치(C)로부터 노광 위치(A)로 이동하여, 마스크(M2)와 워크(n-1)(이면 측)가 위치 맞춤되고, 얼라인먼트 현미경(3)의 퇴피 후, 광 조사부(1)로부터 노광 광을 출사하여, 워크(n-1)의 이면 측이 노광된다〔도 2(b) 참조〕.
(9)노광 스테이지(WS)가 반송 교환 위치(B)로 이동되고, 마스크 스테이지(MS)는 마스크(M1)의 사용 위치에 이동된다〔도 3(c)참조〕.
(10)양면이 노광된 워크(n-1)가, 핸들러(12a)에 의해 반출 스테이지(12)에 반송되어, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 장치 밖으로 반출된다.
이어서 핸들러(1la)에 의해 워크(n+1)가 반입 스테이지(1l)로부터 노광 스테이지(WS)로 반송된다. 반입 스테이지(11)에는 워크(n+2)가 반송되어 대기한다.
(ll)제1 마스크(M1)의 마스크 마크(MAM)에 노광 광이 조사되어, 제1 반사 부재(4a)에 반사한 마스크 마크 이미지가 얼라인먼트 현미경(3)에 의해 검출되고, 그 위치가 기억된다〔도 3(a) 참조〕.
(12)노광 스테이지(WS)가 노광 위치(A)로 이동하여, 마스크(M1)과 워크(n+l)의 위치 맞춤 후, 워크(n+1)의 표면이 노광된다〔도 2(a) 참조〕.
(13)노광 스테이지(WS)가 반전 교환 위치(C)에 이동하고, 마스크 스테이지(MS)는 마스크(M2) 사용 위치에 이동한다〔도 3(d) 참조〕.
제2 마스크(M2)의 마스크 마크(MAM)에 노광 광이 조사되어, 제2 반사 부재(4b)에 반사한 마스크 마크 이미지가 얼라인먼트 현미경(3)에 의해 검출되고, 그 위치가 기억된다. 또한 핸들러(13a)에 의해 워크(n+1)가 반전 스테이지(11)에 반송된다.
(14)핸들러(14a)에 의해 반전한 워크(n)가 노광 스테이지(WS)에 반송된다. 또한, 반전 스테이지(13)는 워크(n+1)를 반전시켜 반전 교환 스테이지(14)에 놓는다. 반전된 워크(n+1)는 핸들러(14a)에 의해 잡혀 대기한다.
(15)노광 스테이지(WS)가 노광 위치(A)로 이동하여, 마스크와 워크의 위치 맞춤 후, 워크(n)의 이면이 노광된다〔도 2(b) 참조〕.
이상의 동작을 반복함으로써, 반입 스테이지(11)로부터 반입된 워크의 양면이 순차 노광되고, 반출 스테이지(12)로부터 반출된다.
또한 이상의 설명에서는, 마스크의 교환을 2장의 마스크를 하나의 스테이지에 실어, 마스크 스테이지를 슬라이드 이동시키는 방법으로 설명하였지만, 다른 교환 방법도 생각할 수 있다. 예컨대, 장치에 마스크를 격납하는 부분을 설치하여, 핸들러에 의해 사용하지 않는 마스크를 마스크 스테이지로부터 떼어내어 격납하고, 사용하는 마스크를 빼내어 마스크 스테이지에 세트하도록 구성하여도 된다.
또한, 노광 위치(A), 반송 교환 위치(B), 반전 교환 위치(C)의 위치 관계, 반사 부재(4a),(4b)의 설치 위치는, 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 노광 위치(A)에 대하여, 반송 교환 위치(B)를 X축 방향으로 배치하고, 반전 교환 위치(C)를 상기 X축에 직교하는 Y축 방향으로 배치하여, 반사부재(4a,4b)를, 노광 스테이지가 반송 교환 위치(B), 반전 교환 위치(C)에 있을 때, 투영 렌즈의 바로 아래가 되는 위치에 설치하여도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1)(n)매 째의 워크의 제1 면(표면) 노광과 제2 면(이면) 노광과의 사이에, (n-1)매 째의 워크의 제2 면(이면) 노광과, (n+1)매 째 워크의 제1 면(표면) 노광을 행한다. 노광 처리의 흐름이 원활해지고, 처리 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 고가의 투영 렌즈를 장치의 2개소에 구비하는 일 없이, 고 비용화를 방지하고 스루풋이 좋은 장치를 실현할 수 있다.
(2)노광 스테이지의 2개소에 반사 부재를 설치하고, 노광 스테이지가 이동하였을 때, 이 반사 부재에 마스크 마크가 투영되도록 하였으므로, 워크의 교환과 동시에 마스크 마크의 위치를 기억할 수 있다. 이 때문에 워크 교환과 마스크의 위치 검출을 병행하여 할 수 있어, 스루풋의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 그 후의 마스크와 워크의 위치 맞춤으로 즉시 옮길 수 있어, 일련의 노광 동작을 원활하게 할 수 있다.
(3)워크의 교환 시는, 노광 스테이지는 반송 교환 위치, 또는 반전 교환 위치로 이동하여, 투영 렌즈의 바로 아래의 위치로부터 벗어나므로, 워크를 반송하는 기구가 노광 위치에 설치된 투영 렌즈 등에 방해받는 일 없이 동작할 수 있어, 워크를 반송하는 기구의 구성상의 제약을 줄일 수 있다.

Claims (1)

  1. 광 조사부;
    워크를 올려놓는 노광 스테이지;
    워크의 제1 면에 패턴을 노광시키기 위한 제1 마스크;
    제2 면에 패턴을 노광시키기 위한 제2 마스크;
    상기 제1 및 상기 제2 마스크에 형성된 마스크 패턴을, 상기 노광 스테이지 상에 올려 놓여진 워크면 상에 투영시키는 투영 렌즈;
    마스크 및 워크에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 현미경;
    제1 면이 노광된 워크를 반전시키는 반전 스테이지;
    워크를 반송하는 핸들러; 및
    상기 광 조사부로부터의 노광 광의 조사와, 상기 제1, 제2 마스크의 전환과, 노광 스테이지의 이동과, 상기 얼라인먼트 현미경에 의한 얼라인먼트 처리와, 상기 반전 스테이지에 의한 워크의 반전 처리와, 상기 핸들러에 의한 상기 워크의 반송을 제어하는 제어 수단을 구비한 투영 노광 장치에 있어서,
    상기 노광 스테이지의 표면에는, 제1 반사 부재와 제2 반사 부재가 설치되고,
    상기 제어 수단은, 상기 노광 스테이지가 워크의 노광 처리를 행하는 노광 위치로부터, 양면의 노광 처리를 종료한 워크와 노광 처리를 행하는 워크를 교환하는 워크 반입 반출 위치로 이동하였을 때, 제1 마스크의 얼라인먼트 마크에 광 조사부로부터 노광 광을 조사하여, 제1 반사 부재에 상기 얼라인먼트 마크 이미지를 투영시켜, 얼라인먼트 현미경에 의해 상기 투영 이미지의 반사 이미지를 검출하여 제1 마스크의 위치를 기억하고,
    노광 스테이지가 제1 면의 노광 처리를 종료하고 반전되는 워크와, 반전을 종료하고 제2 면의 처리를 행하는 워크를 교환하는 워크 반전 교환 위치로 이동하였을 때, 제2 마스크의 얼라인먼트 마크에 광 조사부로부터 노광 광을 조사하여, 제2 반사 부재에 상기 얼라인먼트 마크 이미지를 투영하고, 얼라인먼트 현미경에 의해 상기 투영 이미지의 반사 이미지를 검출하여 제2 마스크의 위치를 기억하는 것을 특징으로 하는 양면 투영 노광 장치.
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