JP2000049088A - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

露光装置およびデバイス製造方法

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JP2000049088A
JP2000049088A JP10227558A JP22755898A JP2000049088A JP 2000049088 A JP2000049088 A JP 2000049088A JP 10227558 A JP10227558 A JP 10227558A JP 22755898 A JP22755898 A JP 22755898A JP 2000049088 A JP2000049088 A JP 2000049088A
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孝志 毛利
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロット間における処理移行の時間を短縮す
る。 【解決手段】 装置本体に転送されるジョブに従い、ま
た、所定のキャリブレーション処理を行って、原版のパ
ターンを基板に露光転写する露光装置において、今回の
ロットの基板の露光処理で使用するジョブおよび原版が
前回のロットの基板の露光処理で使用したジョブおよび
原版と同一である場合、今回のロットの露光処理につい
ては装置本体へのジョブの再転送(S107)または前
記キャリブレーション(S109)のいずれかあるいは
両方の処理をバイパスする機能(S103)を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LSI、VLSI
等の半導体デバイスを製造する半導体製造装置等の露光
装置およびこれを用いたデバイス製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、リソグラフィ工程で使用される
複数台の半導体露光装置は、半導体デバイスの製造動作
におけるロットの処理を迅速かつ効率良く行うため、各
露光装置側のコンピュータの上位の関係にあるホストコ
ンピュータまたはパソコンによって統括制御されてい
る。そして通常は、あるロットを処理するために必要な
ジョブを、動作パラメータが格納されているデータベー
スから選択してから露光処理の開始の指示がなされる。
【0003】また、半導体デバイスの製造動作の自動化
に伴い、半導体工場の各露光装置毎に稼働率を高め、ク
リーンルーム内の無人化を図るためにも、各露光装置の
前後の工程で用いられる塗布および現像装置とのインラ
イン化を図り、ホストコンピュータまたはパソコンによ
って統括制御する傾向にある。
【0004】露光処理に際しては、通常、1キャリア
(25枚のウエハ)=1ロットとして処理されることが
多く、少量多品種の製品であれば、ロット毎に使用する
ジョブまたは使用するレチクルが異なるのが通例であ
る。しかし、大量少品種の製品では、連続して2、3ロ
ットで同じジョブ・レチクルを使用することがあり得
る。このような状況下において、半導体デバイスの製造
動作の自動化を図り、各露光装置毎の稼働率を上げ、か
つ効率良く作業するためには、ロットとロットの切替え
処理を迅速に行わなければならない。従来の場合は、連
続して2、3ロットを同じジョブ・レチクルで処理する
場合でも、ロットとロットとの間では、データベースか
ら選択したジョブを露光装置本体へ転送し、かつキャリ
ブレーション処理を必ず実行している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例によれば、連続して2、3ロットで同じジョブ・レチ
クルを使用するにも関わらず、ロットとロットとの間
で、ジョブの再転送およびキャリブレーションのための
再計測を行っているため、露光装置の実質稼働率を下
げ、ロットとロットとの切替え時に無駄な時間を費やし
ているという問題がある。
【0006】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法に
おいて、同一のジョブおよびレチクルを使用するロット
を連続して処理する場合における、ロットとロットの切
替え時に費やしている無駄な時間を排除してロット間の
切替え時間を短縮し、もって露光装置の実質稼働率を向
上させることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、装置本体に転送されるジョブに従い、
また、所定のキャリブレーション処理を行って、原版の
パターンを基板に露光転写する露光装置において、今回
のロットの基板の露光処理で使用するジョブおよび原版
が前回のロットの基板の露光処理で使用したジョブおよ
び原版と同一である場合、今回のロットの露光処理につ
いては装置本体へのジョブの再転送または前記キャリブ
レーションのいずれかあるいは両方の処理をバイパスす
る機能を具備することを特徴とする。
【0008】これによれば、同一のジョブおよび原版を
使用するロットを連続して処理する場合は、ジョブの再
転送またはキャリブレーション処理のいずれか一方また
は双方がバイパスされて、不要な処理が省略され、前回
のロットから今回のロットへの切替え時に無駄な時間を
費やすことがなくなる。したがって、同一のジョブおよ
び原版を使用するロットを連続して処理する場合はロッ
ト間の切替え時間が短縮し、露光装置の実質稼働率が向
上する。なお、ジョブの再転送やキャリブレーション処
理がバイパスされる場合、前回のロットで使用したジョ
ブやキャリブレーション値が今回のロットの処理ヘ継承
される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、前回のロットまたは基板の露光処理が終了してか
ら今回のロットまたは基板の露光処理を開始するまでの
時間が、予め設定された時間を越えている場合は、前回
と今回のジョブおよび原版が同一であっても、今回のロ
ットまたは基板の露光処理を行う前に前記キャリブレー
ション処理を行い、露光精度の劣化を防止するようにし
ている。
【0010】キャリブレーション処理としては、たとえ
ばチルトパターンオフセット計測およびフォーカスパタ
ーンオフセット計測が含まれる。キャリブレーション処
理を今回のロットの露光処理を行う前に行うときは、今
回のロットの最初の基板を使用してキャリブレーション
処理を行う。
【0011】前記ジョブの再転送またはキャリブレーシ
ョンのいずれかあるいは両方の処理をバイパスするか否
かの判定は、装置のコンソールあるいはホストコンピュ
ータまたはパソコンからの指示を考慮して行うようにし
てもよい。より具体的には、実際の判断はホストコンピ
ュータ等が行い、露光装置はこの判断結果に従ってバイ
パスを行うか否かを判定するようにしてもよい。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る半導体露光装
置の外観を示す斜視図である。同図に示すように、この
半導体露光装置は、装置本体の制御を行うCPUを有す
るEWS本体106、ならびに、装置における所定の情
報を表示するEWS用ディスプレイ装置102、装置本
体において撮像手段を介して得られる画像情報を表示す
るモニタTV105、装置に対し所定の入力を行うため
の操作パネル103、EWS用キーボード104等を含
むコンソール部を備えている。図中、107はON−O
FFスイッチ、108は非常停止スイッチ、109は各
種スイッチ、マウス等、110はLAN通信ケーブル、
111はコンソール機能からの発熱の排気ダクト、そし
て112はチャンバの排気装置である。半導体露光装置
本体はチャンバ101の内部に設置される。
【0013】EWS用ディスプレイ102は、EL、プ
ラズマ、液晶等の薄型フラットタイプのものであり、チ
ャンバ101前面に納められ、LANケーブル110に
よりEWS本体106と接続される。操作パネル10
3、キーボード104、モニタTV105等もチャンバ
101前面に設置し、チャンバ101前面から従来と同
様のコンソール操作が行えるようにしてある。
【0014】図2は、図1の装置の内部構造を示す図で
ある。同図においては、半導体露光装置としてのステッ
パが示されている。図中、202はレチクル、203は
ウエハであり、光源装置204から出た光束が照明光学
系205を通ってレチクル202を照明するとき、投影
レンズ206によりレチクル202上のパターンをウエ
ハ203上の感光層に転写することができる。レチクル
202はレチクル202を保持、移動するためのレチク
ルステージ207により支持されている。ウエハ203
はウエハチャック291により真空吸着された状態で露
光される。ウエハチャック291はウエハステージ20
9により各軸方向に移動可能である。レチクル202の
上側にはレチクルの位置ずれ量を検出するためのレチク
ル光学系281が配置される。ウエハステージ209の
上方に、投影レンズ206に隣接してオフアクシス顕微
鏡282が配置されている。オフアクシス顕微鏡282
は内部の基準マークとウエハ203上のアライメントマ
ークとの相対位置検出を行うのが主たる役割である。ま
た、これらステッパ本体に隣接して周辺装置であるレチ
クルライブラリ220やウエハキャリアエレベータ23
0が配置され、必要なレチクルやウエハはレチクル搬送
装置221およびウエハ搬送装置231によって本体に
搬送される。尚、レチクルがレチクル搬送装置221に
よってレチクルライブラリ220または本体に搬送され
る際、レチクルカセットバーコードリーダ222により
レチクルカセット上のバーコードを読み込む。
【0015】チャンバ101は、主に空気の温度調節を
行う空調装置210および微小異物を濾過し清浄空気の
均一な流れを形成するフィルタボックス213、また装
置環境を外部と遮断するブース214で構成されてい
る。チャンバ101内では、空調気室210内にある冷
却器215および再熱ヒータ216により温度調節され
た空気が、送風機217によりエアフィルタgを介して
ブース214内に供給される。このブース214に供給
された空気はリターン口raより再度空調機室210に
取り込まれチャンバ101内を循環する。通常、このチ
ャンバ101は厳密には完全な循環系ではなく、ブース
214内を常時陽圧に保つため循環空気量の約1割のブ
ース214外の空気を空調機室210に設けられた外気
導入口oaより送風機を介して導入している。このよう
にしてチャンバ101は本装置の置かれる環境温度を一
定に保ち、かつ空気を清浄に保つことを可能にしてい
る。また光源装置204には超高圧水銀灯の冷却やレー
ザ異常時の有毒ガス発生に備えて吸気口saと排気口e
aが設けられ、ブース214内の空気の一部が光源装置
204を経由し、空調機室210に備えられた専用の排
気ファンを介して工場設備に強制排気されている。ま
た、空気中の化学物質を除去するための化学吸着フィル
タcfを、空調機室210の外気導入口oaおよびリタ
ーン口raにそれぞれ接続して備えている。
【0016】図3は、図1の装置の電気回路構成を示す
ブロック図である。同図において、321は装置全体の
制御を司る、前記EWS本体106に内蔵された本体C
PUであり、マイクロコンピュータまたはミニコンピュ
ータ等の中央演算処理装置からなる。322はウエハス
テージ駆動装置、323は前記オフアクシス顕微鏡28
2等のアライメント検出系、324はレチクルステージ
駆動装置、325は前記光源装置204等の照明系、3
26はシャッタ駆動装置、327はフォーカス検出系、
328はZ駆動装置であり、これらは、本体CPU32
1により制御される。329は前記レチクル搬送装置2
21、ウエハ搬送装置231等の搬送系である。330
は前記ディスプレイ102、キーボード104等を有す
るコンソールユニットであり、本体CPU321にこの
露光装置の動作に関する各種のコマンドやパラメータを
与えるためのものである。すなわち、オペレータとの間
で情報の授受を行うためのものである。331はコンソ
ールCPU、332はパラメータ等を記憶する外部メモ
リである。
【0017】図4はユーザセットアップパラメータを設
定する画面を示す。オペレータは、装置の入力手段(タ
ッチパネル103、キーボード104、不図示のマウス
等)により、ユーザセットアップパラメータの設定画面
を選択すると、ディスプレイ(およびタッチパネル)1
02上に図4に示される画面(ウィンドウ)が表示され
る。図4の画面には、実際には他にも多数のパラメータ
が表示されるが、図4では、本発明に関するパラメータ
だけを表示している。同一ジョブ・レチクルを使用する
連続したロットであっても、ロットとロットとの間の時
間がある一定時間を越えた場合はキャリブレーションを
行う必要がある。図4に示される“Calibrati
on Time”は、その判定を行うために使用するパ
ラメータである。また、このパラメータは、ロット内の
各ウエハ間の時間の判定にも使用する。すなわち、この
“Calibration Time”で設定する時間
は、ロット間あるいはウエハ間において、キャリブレー
ションを行う必要が発生するまでの時間である。もし設
定時間を“0”にすると、ロット間およびウエハ間の時
間監視を行わないことを意味する。
【0018】次に、図5を参照し、図1の装置の動作す
なわち本発明に従ったジョブの再転送およびキャリブレ
ーション処理を含む実施例を説明する。図5は、図1の
露光装置のロット処理内容のシーケンスフローを示す。
同図に示すように、露光装置がロット待ちの状態(ステ
ップS101)において、オペレータが、ディスプレイ
(およびタッチパネル)102上のStartボタン
(不図示)あるいはContinueボタン(不図示)
を押し、ロット処理を開始すると(このロット処理開始
の指令は、ホストコンピュータまたはパソコンからSt
art指令あるいはContinue指令として行って
も良い)、露光装置は、次のステップS103におい
て、このホストコンピュータまたはパソコンあるいは図
3のコンソール102からの指令内容を判断し、Sta
rt指令であればステップS107へ進み、Conti
nue指令であればステップS105へ進む。
【0019】ステップS105では、前のロット処理の
終了時から今回の指令を受けるまでの時間が図4に示さ
れる“Calibration Time”として設定
した時間を越えているか否かをチェックする。このと
き、設定時間を越えていると判定した場合は、キャリブ
レーションを行う必要があるため、処理をステップS1
07へ進む。設定した時間を越えていないと判定した場
合は、ステップS111へ進む。
【0020】ステップS107では、図3の本体CPU
321ヘジョブを転送し、次にステップS109のキャ
リブレーション処理において、チルトパターンオフセッ
ト計測やフォーカスパターンオフセット計測等を行い、
そしてステップS111へ進む。ステップS111で
は、アライメント動作ならびに露光動作を行う。このよ
うにして1枚のウエハの露光動作が終了すると(ステッ
プS113)、ステップS115において、処理したウ
エハがロットの最終ウエハか否かを判定する。処理した
ウエハが最終ウエハ(ロット処理終了)であれば、ステ
ップS101へ戻り、露光装置は次のロットのロット待
ち状態となる。
【0021】ステップS115において、処理したウエ
ハが最終ウエハでないと判定した場合はステップS11
7へ進み、次のウエハの搬入を待つ。その後、次のウエ
ハが搬入されると、ステップS119において、前のウ
エハの露光動作の終了時から今回のウエハ搬入までの時
間が図4に示される“Calibration Tim
e”として設定した時間を越えているか否かをチェック
する。このとき、設定時間を越えていると判定した場合
は、キャリブレーションを行う必要があるため、ステッ
プS109へ進む。一方、設定時間を越えていない場合
は、ステップS111へ戻り、アライメント動作ならび
に露光動作を行う。このようにして、ステップS115
において、処理したウエハがロットの最終ウエハである
と判定されるまで、繰り返し露光処理を行う。
【0022】これによれば、ステップS103において
判定される、ホストコンピュータ等からの指令がCon
tinue指令すなわち前回のロットと同一のジョブお
よびレチクルを用いる場合であって、かつ前回のロット
の処理の終了から今回のロットの処理の開始までの時間
が設定時間を越えていなければ、ステップS107およ
びS109をバイパスしてジョブの転送およびキャリブ
レーション処理を行わないようにしているため、前回の
ロットから今回のロットの処理への移行時間を短縮する
ことができる。
【0023】図6は、本発明の他の実施例に係る半導体
露光装置の動作を示すフローチャートである。装置の構
成は、図1〜3と同様である。この場合、露光装置がロ
ット待ちの状態(ステップS201)において、オペレ
ータが、ディスプレイ(およびタッチパネル)102上
のStartボタン(不図示)あるいはContinu
eボタン(不図示)を押すとともに、付加情報として、
「キャリブレーション有り」、あるいは「キャリブレー
ション無し」の指示を与えることによってロット処理が
開始される。このロット処理開始の指令や指示は、ホス
トコンピュータまたはパソコンから行ってもよい。この
指令を受けると露光装置は、ステップS203において
指令の内容を判断し、Start指令であれば、ステッ
プS204において図3の本体CPU321ヘジョブを
転送してからステップS205へ進む。Continu
e指令であれば、ステップS204をバイパスしてステ
ップS205へ進む。
【0024】ステップS205では、上述の付加情報と
しての指示内容を判定し、「キャリブレーション有り」
の指示であればステップS209へ進み、「キャリブレ
ーション無し」の指示であればステップS207へ進
む。ステップS207では、前のロット処理の終了時か
ら今回の指令を受けるまでの時間が図4に示される“C
alibration Time”として設定した時間
を越えているか否かをチェックする。このとき、設定時
間を越えていると判定した場合は、キャリブレーション
を行う必要があるため、ステップS209へ進む。設定
した時間を越えていないと判定した場合は、ステップS
211へ進む。ステップS209では、チルトパターン
オフセット計測やフォーカスパターンオフセット計測等
のキャリブレーション処理を行い、その後、ステップS
211へ進む。
【0025】ステップS211以降では、図5の場合と
同様にして、ロットの最終ウエハに至るまで、繰り返し
露光処理を行う。
【0026】これによれば、ステップS203において
判定される、ホストコンピュータ等からの指令がCon
tinue指令すなわち前回のロットと同一のジョブお
よびレチクルを用いる場合は、ステップS204のジョ
ブの転送がバイパスされる。また、ホストコンピュータ
等からの指示が「キャリブレーション無し」でかつ前回
のロットの処理の終了から今回のロットの処理の開始ま
での時間が設定時間を越えていなければ、ステップS2
09をバイパスしてキャリブレーション処理は行われな
い。したがって、前回のロットから今回のロットの処理
への移行に際して無駄な時間を費やすことがなくなる。
【0027】<デバイス製造方法の実施例>次に上記説
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図7は微小デバイス(ICやLSI等の半導
体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイ
クロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1(回
路設計)ではデバイスのパターン設計を行う。ステップ
2(マスク製作)では設計したパターンを形成したマス
クを製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシ
リコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ス
テップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用
意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によ
ってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5
(組立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製
されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、
アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッ
ケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステッ
プ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイ
スの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こ
うした工程を経て、半導体デバイスが完成し、これが出
荷(ステップ7)される。
【0028】図8は上記ウエハプロセス(ステップ4)
の詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)ではウエ
ハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウ
エハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形
成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステ
ップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込
む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハにレジス
トを塗布する。ステップ16(露光)では上記説明した
露光装置または露光方法によってマスクの回路パターン
をウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光する。
ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。
ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以
外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)で
はエッチングが済んで不要となったレジストを取り除
く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウ
エハ上に多重に回路パターンが形成される。
【0029】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
一のジョブおよび原版を使用するロットの処理を連続し
て行う場合、ジョブの再転送またはキャリブレーション
のいずれかあるいは両方の処理をバイパスするようにし
たため、ロット間での処理の移行に要する時間を短縮
し、露光装置の実質稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る半導体露光装置の外
観を示す斜視図である。
【図2】 図1の装置の内部構造を示す図である。
【図3】 図1の装置の電気回路構成を示すブロック図
である。
【図4】 図1の装置におけるユーザセットアップパラ
メータの設定画面の一例を示す図である。
【図5】 図1の装置においてジョブ再転送およびキャ
リブレーション処理をバイパスする動作を示すフローチ
ャートである。
【図6】 本発明の他の実施例に係る半導体露光装置の
動作を示すフローチャートである。
【図7】 本発明の露光装置を利用できるデバイス製造
方法を示すフローチャートである。
【図8】 図7中のウエハプロセスの詳細なフローチャ
ートである。
【符号の説明】 101:温調チャンバ、102:EWS用ディスプレイ
装置、103:操作パネル、104:EWS用キーボー
ド、105:モニタTV、106:EWS本体、10
7:ON−OFFスイッチ、108:非常停止スイッ
チ、109:各種スイッチ・マウス等、110:LAN
通信ケーブル、111:排気ダクト、112:排気装
置、202:レチクル、203:ウエハ、204:光源
装置、205:照明光学系、206:投影レンズ、20
7:レチクルステージ、209:ウエハステージ、28
1:レチクル顕微鏡、282:オフアクシス顕微鏡、2
10:空調機室、213:フィルタボックス、214:
ブース、217:送風機、g:エアフィルタ、cf:化
学吸着フィルタ、oa:外気導入口、ra:リターン
口、321:本体CPU、330:コンソール、33
1:コンソールCPU、332:外部メモリ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装置本体に転送されるジョブに従い、ま
    た、所定のキャリブレーション処理を行って、原版のパ
    ターンを基板に露光転写する露光装置において、今回の
    ロットの基板の露光処理で使用するジョブおよび原版が
    前回のロットの基板の露光処理で使用したジョブおよび
    原版と同一である場合、今回のロットの露光処理につい
    ては装置本体へのジョブの再転送または前記キャリブレ
    ーションのいずれかあるいは両方の処理をバイパスする
    機能を具備することを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 前回のロットまたは基板の露光処理が終
    了してから今回のロットまたは基板の露光処理を開始す
    るまでの時間が、予め設定された時間を越えている場合
    は、前回と今回のジョブおよび原版が同一であっても、
    今回のロットまたは基板の露光処理を行う前に前記キャ
    リブレーション処理を行うことを特徴とする請求項1に
    記載の露光装置。
  3. 【請求項3】 前記キャリブレーション処理は、チルト
    パターンオフセット計測およびフォーカスパターンオフ
    セット計測を含み、前記キャリブレーション処理を今回
    のロットの露光処理を行う前に行うときは、今回のロッ
    トの最初の基板を使用して前記キャリブレーション処理
    を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の露光
    装置。
  4. 【請求項4】 前記ジョブの再転送またはキャリブレー
    ションのいずれかあるいは両方の処理をバイパスするか
    否かの判定は、装置のコンソールあるいはホストコンピ
    ュータまたはパソコンからの指示を考慮して行うことを
    特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の露光装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかの露光装置を用
    い、装置本体に転送されるジョブに従い、また、所定の
    キャリブレーション処理を行って、原版のパターンを基
    板に露光転写してデバイスを製造するに際し、今回のロ
    ットの基板の露光処理で使用するジョブおよび原版が前
    回のロットの基板の露光処理で使用したジョブおよび原
    版と同一である場合、今回のロットの露光処理について
    は装置本体へのジョブの再転送または前記キャリブレー
    ションのいずれかあるいは両方の処理をバイパスして、
    今回のロットの基板の露光処理を行うことを特徴とする
    デバイス製造方法。
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