JP2008124380A - 電子部品の製造方法及びデバイス製造方法並びに電子部品の製造システム - Google Patents

電子部品の製造方法及びデバイス製造方法並びに電子部品の製造システム Download PDF

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Abstract

【課題】いずれかの装置で生じる待ち時間を有効に活用する。
【解決手段】第1の処理装置50で第1の処理が施された物体Wに第2の処理装置10で第2の処理を行う。第1の処理装置50の処理能力と第2の処理装置10の処理能力の差により生じる空き時間に、第1の処理と第2の処理の少なくともいずれか一方に関連する関連処理の調整を行う調整工程を有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子部品の製造方法及びデバイス製造方法並びに電子部品の製造システムに関するものである。
電子部品の製造工程では、複数の処理装置を用いた処理が行われることがある。
このような複数の処理装置を用いて処理が行われる電子部品の製造工程の一例として、半導体の露光(リソグラフィ)工程では、例えば基板上に感光材を塗布する機能と、露光後に基板の現像を行う機能とを有するコータ・デベロッパ装置(以下C/D装置)を露光装置にインラインで接続したインライン・リソグラフィシステムを用いることがある。
この種のインライン・リソグラフィシステムでは、C/D装置において定期的なメンテナンス、部品交換等、運転を停止した場合に露光装置の運転も停止しなければならないことから、露光装置の稼働率を低下させる要因が露光装置単体の場合に比べて、明らかに多くなる。
そこで、特許文献1には、露光装置が、C/D装置からのメンテナンスに関する情報に基づいて、自装置の動作を決定する動作決定装置としての主制御装置を備え、主制御装置が、C/D装置のメンテナンス中、すなわち露光装置の本来の運転も必然的に停止しなければならないときに、これと並行して、自装置の性能維持のために必要な動作であって装置本来の動作の停止が必要となる特定動作を行うことを決定する技術が開示されている。この技術によれば、その特定動作を行うのに必要な露光装置のダウンタイムを全体として減少させることができ、これにより、基板処理装置にインライン接続された露光装置の装置性能を低下させることなく、稼働率を向上させることができる。
国際公開第06/025302号パンフレット
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
C/D装置と露光装置とでは処理能力に差があり、多くの場合、露光装置の方が処理能力が優れていることから、露光装置にはC/D装置が運転を停止させない通常の稼働状態でも、待ち時間が生じる場合がある。
このように、装置間で処理能力に差がある場合でも、いずれかの装置で生じる待ち時間を有効に活用できる方策が望まれていた。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、いずれかの装置で生じる待ち時間を有効に活用できる電子部品の製造方法及びデバイス製造方法並びに電子部品の製造システムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図1ないし図6に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の電子部品の製造方法は、第1の処理装置(50)で第1の処理が施された物体(W)に第2の処理装置(10)で第2の処理を行う電子部品の製造方法であって、第1の処理装置の処理能力と第2の処理装置の処理能力の差により生じる空き時間に、第1の処理と第2の処理の少なくともいずれか一方に関連する関連処理の調整を行う調整工程を有することを特徴とするものである。
従って、本発明の電子部品の製造方法では、第1の処理装置(50)の処理能力と第2の処理装置(10)の処理能力の差により生じる空き時間に、第1の処理と第2の処理の少なくともいずれか一方に関連する関連処理の調整を行うため、別途、上記関連処理の調整時間を確保する必要がなくなり、空き時間を有効活用でき、生産性の向上に寄与できる。
この関連としては、第2の処理に関する計測処理、この計測処理の較正処理、第2の処理に用いる材料の交換処理の少なくとも一つを選択可能である。
また、本発明のデバイス製造方法は、先に記載の電子部品の製造方法を用いることを特徴とするものである。
従って、本発明のデバイス製造方法では、空き時間を有効に活用してデバイスを製造することができる。
そして、本発明の電子部品の製造システムは、物体(W)に第1の処理を施す第1の処理装置(50)と、第1の処理が施された物体(W)に第2の処理を施す第2の処理装置(10)とを有する電子部品の製造システムであって、第1の処理と第2の処理の少なくともいずれか一方にに関連する関連処理を行う関連処理装置(ALG)と、第1の処理装置の処理能力と第2の処理装置の処理能力の差により生じる空き時間に、関連処理装置(ALG)の調整を行わせる調整装置(120)とを有することを特徴とするものである。
従って、本発明の電子部品の製造システムでは、第1の処理装置(50)の処理能力と第2の処理装置(10)の処理能力の差により生じる空き時間に、第1の処理と第2の処理の少なくともいずれか一方に関連する関連処理の調整を行うため、別途、上記関連処理の調整時間を確保する必要がなくなり、空き時間を有効活用でき、生産性の向上に寄与できる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
本発明では、処理能力の差により生じた空き時間を有効に活用することで、生産性の向上に寄与できるとともに、処理精度の向上も図ることができる。
以下、本発明の電子部品の製造方法及びデバイス製造方法並びに電子部品の製造システムの実施の形態を、図1ないし図8を参照して説明する。
ここでは、例えば、第1の処理装置として、半導体デバイス製造用の半導体ウエハに対する感光材塗布処理を第1の処理として行うとともに、露光処理が施されたウエハに現像処理を施すコータデベロッパ装置(以下、C/D装置と称する)を用い、第2の処理装置として、C/D装置から搬送されたウエハに対して、第2の処理として露光処理を施す露光装置を用いる場合について説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
(第1実施形態)
図1には、本発明に係る露光装置及びC/D装置を含んで構成された第1実施形態に係るリソグラフィシステムの構成が、平面図にて示されている。
この図1に示されるリソグラフィシステム(電子部品の製造システム)100は、クリーンルーム内に設置されている。このリソグラフィシステム100は、クリーンルームの床面上に設置された露光装置(第2の処理装置)10と、該露光装置10の−Y側(図1における紙面左側)に、インライン・インタフェース部(以下、「インラインI/F部」と呼ぶ)110を介して接続された第1の処理装置としてのC/D装置50とを備えている。このリソグラフィシステム100は、クリーンルーム内に設置されている。
露光装置10は、図1におけるY軸方向の中央やや−Y側寄りの位置に仕切り壁14が設けられたチャンバ16と、該チャンバ16内部の仕切り壁14によって区画されたX軸方向一側(−X側)の大部屋12Aの内部に収容された露光装置本体10A(図1では、ウエハステージWST及び投影光学系PL以外の部分は図示省略)と、チャンバ16内部の仕切り壁14によって区画されたX軸方向他側(+X側)の小部屋12Bの内部にその大部分が収容された基板搬送系としてのウエハローダ系40とを備えている。露光装置本体10Aには、チャンバ16の外部に配置された光源としてのレーザ装置1が、引き回し光学系BMUを介して接続されている。
図2には、露光装置10の構成が正面図にて概略的に示されている。但し、この図2では、チャンバ16が仮想線(二点鎖線)にて示されている。この露光装置10は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置、すなわちいわゆるスキャナ(スキャニング・ステッパとも呼ばれる)である。
前記レーザ装置1としては、KrFエキシマレーザ(発振波長248nm)あるいはArFエキシマレーザ(発振波長193nm)などの遠紫外域のパルス光を発振するパルスレーザが用いられている。なお、レーザ装置1として、Fレーザ(発振波長157nm)等の真空紫外光源を用いても良い。
前記露光装置本体10Aは、照明ユニットILU、マスクとしてのレチクルRを保持するレチクルステージRST、投影光学系PL、ウエハWを保持してXY平面内を自在に移動可能なウエハステージWST、前記レチクルステージRST及び投影光学系PLなどが搭載されたボディBD、並びに装置全体を統括的に制御する主制御装置120等を備えている。
前記照明ユニットILUは、照明系ハウジング111と、該照明系ハウジング111内に所定の位置関係で配置されたビーム整形光学系、エネルギ粗調器、オプティカルインテグレータ、照明系開口絞り板、ビームスプリッタ及びリレー光学系等(いずれも図示せず)から成る照明光学系と、を備えている。また、照明光学系のリレー光学系の内部には、不図示の固定ブラインド及び可動ブラインドから成る視野絞り(レチクルブラインド又はマスキングブレードとも呼ばれる)が配置されている。なお、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッド型(内面反射型)インテグレータ、あるいは回折光学素子などが用いられる。
この照明ユニットILUの入射端部、すなわち照明光学系の入射端部に設けられた上記ビーム整形光学系に、送光光学系BMUを介してレーザ装置1が接続されている。
この照明ユニットILUは、レチクルステージRST上に保持されたレチクルR上でX軸方向に細長く延びる矩形(例えば長方形)スリット状の照明領域IAR(固定ブラインドの開口で規定される)を均一な照度分布で照明する。本実施形態と同様の照明ユニットの内部構成は、例えば特開平6−349701号公報などに詳細に開示されている。
前記レチクルステージRSTは、ボディBDを構成する第2コラム134の天板部であるレチクルベース136の上面の上方に設けられている。このレチクルステージRST上には、レチクルRが、例えば真空吸着(又は静電吸着など)により固定されている。レチクルステージRSTは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部112により、照明光学系の光軸(投影光学系PLの光軸AXに一致)に垂直なXY平面内で2次元的に(X軸方向、Y軸方向及びXY平面に直交するZ軸回りの回転方向(θz方向)に)微少駆動可能であるとともに、レチクルベース136上をY軸方向に指定された走査速度で駆動可能となっている。
レチクルステージRSTのXY面内の位置(Z軸回りの回転方向であるθz方向の回転を含む)は、移動鏡15(及びX軸方向計測用のX移動鏡(不図示))を介してレチクルベース136に固定されたレチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)13によって常時検出されている。
レチクルステージRSTの位置情報(又は速度情報)は、主制御装置120に送られ、主制御装置120では該位置情報(又は速度情報)に基づいてレチクルステージ駆動部112を介してレチクルステージRSTを駆動する。レチクルステージRSTのレチクルRの載置領域の−Y側の位置には、不図示のレチクルフィデューシャルマーク板(RFM板)が設けられている。このRFM板には、複数種類の計測用マークが形成されている。本実施形態と同様の、RFM板については、例えば特開2002−198303号公報などに詳細に開示されている。
前記ボディBDは、第1コラム132と、この第1コラム132上に配置された第2コラム134とを備えている。第1コラム132は、3本の脚部137A、137B、137C(但し、図2における紙面奥側の脚部137Cは図示省略)と、これらの脚部137A〜137Cによって支持され、第1コラム132の天板を構成する鏡筒定盤(メインフレームとも呼ばれる)138とを備えている。脚部137A〜137Cのそれぞれは、支柱140と、該支柱140の上部に固定された防振ユニット139とを備えている。各防振ユニット139によって、床面からの微振動ができるだけ絶縁され、鏡筒定盤138に殆ど伝達されないようになっている。鏡筒定盤138には、そのほぼ中央部に、不図示の円形開口が形成され、この開口内に投影光学系PLが上方から挿入されている。この投影光学系PLの鏡筒には、フランジFLGが設けられ、該フランジFLGを介して投影光学系PLが鏡筒定盤138によって支持されている。前記第2コラム134は、鏡筒定盤138の上面に、投影光学系PLを取り囲んで設けられ、上下方向にそれぞれ延びる複数本、例えば3本の脚41A、41B、41C(但し、図2における紙面奥側の脚41Cは図示省略)と、これらの脚41A〜41Cの上端面相互間を連結するとともに、これらの脚41A〜41Cによって支持された前述のレチクルベース136とを備えている。
前記投影光学系PLとしては、ここでは両側テレセントリックな縮小系であり、共通のZ軸方向の光軸AXを有する複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。この投影光学系PLとしては投影倍率βが、一例として1/4の縮小光学系が用いられている。このため、照明ユニットILU(照明光学系)からの照明光ILによってレチクルR上のスリット状照明領域IARが照明されると、このレチクルRを通過した照明光ILにより、そのスリット状照明領域IAR内のレチクルRの回路パターンの投影光学系PLを介した縮小像(部分倒立像)が表面にフォトレジストが塗布されたウエハ(基板、物体)W上の前記照明領域IARに共役な露光領域IAに形成される。
前記ウエハステージWSTは、リニアモータあるいは平面モータ等の不図示の駆動系によってXY2次元面内(θz回転を含む)でステージベースSB上面に沿って自在に駆動されるXYステージ141と、該XYステージ141上に搭載されたウエハテーブルTBとを含んで構成されている。前記ステージベースSBは、定盤とも呼ばれ、本実施形態では、床面上に設置された複数、例えば3つ又は4つの防振ユニット43を介して支持されている。
前記ウエハステージWSTは、リニアモータあるいは平面モータ等の不図示の駆動系によってXY2次元面内(θz回転を含む)でステージベースSB上面に沿って自在に駆動されるXYステージ141と、該XYステージ141上に搭載されたウエハテーブルTBとを含んで構成されている。前記ステージベースSBは、定盤とも呼ばれ、本実施形態では、床面上に設置された複数、例えば3つ又は4つの防振ユニット43を介して支持されている。
ウエハテーブルTB上には、ウエハホルダ25を介してウエハWが真空吸着(又は静電吸着)によって保持されている。また、ウエハテーブルTB上には、ウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)31からのレーザビームを反射する移動鏡27(及びX軸方向計測用のX移動鏡(不図示))が固定され、鏡筒定盤138から吊り下げ支持されたウエハ干渉計31により、ウエハテーブルTB(ウエハW)のXY面内の位置が常時検出されている。以下の説明ではウエハ干渉計31によって、ウエハテーブルTBのX、Y、θz、θy、θxの5自由度方向の位置が計測されるものとする。ウエハテーブルTBの位置情報(又は速度情報)は主制御装置120に送られ、主制御装置120では前記位置情報(又は速度情報)に基づいてウエハステージ駆動部128を介してウエハテーブルTBを制御する。
ウエハステージ駆動部128はリニアモータあるいは平面モータ、ボイスコイルモータなどを含んで構成されるが、図2では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。ウエハテーブルTB上には、その表面がウエハWの表面とほぼ同一の高さとされた基準マーク板FMが固定されている。この基準マーク板FMの表面には、各種の基準マークが形成されている。また、ウエハテーブルTB上には、基準平面板143が固定されている。この基準平面板143の表面は、上記基準マーク板FMと同様、ウエハWの表面とほぼ同一の高さとされている。
基準平面板143の一部には、スリット開口が形成されており、このスリット開口を除く部分は、反射膜が成膜された反射面とされている。スリット開口下方のウエハテーブルTBの内部には、フォトマルチプライヤチューブ(PMT)などの不図示の光電変換素子が配置されている。この光電変換素子からの光電変換信号が主制御装置120に供給されている。主制御装置120は、前述のRFM板を投影光学系PLの視野内に位置させ、ウエハテーブルTBをY軸方向又はX軸方向に移動しつつ、光電変換素子からの光電変換信号を受信することで、投影光学系PLによって像面に形成された各種計測用マークの空間像をスリットスキャン方式で計測できるようになっている。すなわち、本実施形態では、基準平面板143に形成されたスリット開口及びウエハテーブルTB内の光電変換素子等を含んで、前述の特開2002−198303号公報などに開示される空間像計測器が構成されている。
さらに、本実施形態の露光装置本体10Aには、送光系160a及び受光系160bを有し、ウエハW表面の光軸AX方向(Z軸方向)に関する位置及びXY面に対する傾斜を検出する斜入射方式の多点焦点位置検出系(以下、適宜「多点AF系」と呼ぶ)が設けられている。本実施形態の多点AF系と同様の多点AF系は、例えば特開平6−283403号公報などに詳細に開示されている。主制御装置120では、走査露光時等に、多点AF系160a,160bからのフォーカス信号に基づいてウエハステージ駆動部128を介してウエハステージWSTのZ軸方向への移動に加え、2次元的な傾斜(すなわち、θx,θy方向の回転)をも制御する、すなわち多点AF系を用いてウエハステージWSTの移動を制御することにより、照明光ILの照射領域(前述の露光領域IA)内で投影光学系PLの結像面とウエハWの表面とを実質的に合致させるオートフォーカス(自動焦点合わせ)及びオートレベリングを実行する。
また、露光装置本体10Aでは、ウエハW上のアライメントマーク、基準マーク板FM上の基準マークなどを検出するオフアクシス方式のアライメント系ALGが投影光学系PLの鏡筒の側面に配置されている。このアライメント系ALGとしては、例えばウエハW上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子(CCD等)を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサが用いられる。なお、FIA系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出したり、その対象マークから発生する2つの回折光(例えば同次数)を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせてもよい。
図1に戻り、前記ウエハローダ系40は、Y軸方向に延びるYガイド18と、該Yガイド18の上方(図1における紙面手前側)に位置し、X軸方向に延びるXガイド20とを搬送ガイドとして備えている。Yガイド18上には、Yガイド18に沿って移動する水平多関節型のロボット26が設けられている。また、Xガイド20には、Xガイド20に沿って移動するロードアーム28とアンロードアーム30とが設けられている。なお、仕切り壁14には、これらロードアーム28、アンロードアーム30がそれぞれ通過可能な開口が形成されている。さらに、Xガイド20の+X側端部近傍の−Y側の位置には、近傍に不図示のウエハエッジセンサが配置されたターンテーブル32が設けられている。また、ローダ室12B内には、ウエハローダ系40の各部を制御するとともに、後述するC/D側の制御装置との間で通信回線を介して搬送中のウエハに関する情報の交換、すなわち通信を行うローダ制御装置34が設けられている。
インラインI/F部110は、インライン受け渡し部114、キャリア台118及び水平多関節型ロボット116等を備えている。
前記C/D装置50は、C/D装置50の構成各部を統括的に制御する制御用コンピュータとしての塗布・現像制御装置62、ウエハ受け渡し部64、Y軸方向に延びるYガイド66、Yガイド66に沿って移動する水平多関節型のロボット68、Yガイド66に対向配置された第1現像部70、第2現像部72、及びベーク部74、第1塗布部76、第2塗布部78、冷却部80を有している。塗布・現像制御装置62は、C/D装置50内のウエハの搬送系等の他、前述したインラインI/F部110内のスカラーロボット116等をも制御する。Yガイド66の端部近傍には、インラインI/F部110との境界部分にウエハ受け渡し部82が設けられている。
図3には、リソグラフィシステム100の制御系の構成がブロック図にて示されている。この図3に示されるように、露光装置10側の制御系は、主制御装置120を中心として構成され、該主制御装置120の管理下に前述したローダ制御装置34などが置かれている。主制御装置120は、ワークステーション(又はマイクロコンピュータ)などから成り、この主制御装置120には、キーボード、マウス等のポインティングデバイスや、CRTディスプレイ又は液晶ディスプレイなどを備えた入出力装置230が併設されている。一方、C/D装置50側の制御系は、塗布・現像制御装置62を中心として構成され、この塗布・現像制御装置62によって、スカラーロボット68、116等が制御される。この塗布・現像制御装置62にも、入出力装置230と同様の入出力装置63が接続されている。
本実施形態では、露光装置10側のローダ制御装置34とC/D装置50の塗布・現像制御装置62との間、及び主制御装置120と塗布・現像制御装置62との間で、それぞれデータ通信が可能な構成となっている。この場合、ローダ制御装置34と塗布・現像制御装置62との間では、主として搬送中のウエハに関する情報のやり取りが行われる。また、主制御装置120と塗布・現像制御装置62との間では、ウエハWが露光装置10へ供給されるまでの時間等の種々の情報のやり取りが行われる。
次に、リソグラフィシステム100によるウエハの処理動作について説明する。
ここでは、基板(物体)としての第1枚目のウエハW(以下、便宜上「ウエハW1」と記述する)がウエハ受け渡し部64上に載置されているものとする。そこで、スカラーロボット68は、ウエハ受け渡し部64上からウエハWを例えば第1塗布部76内に搬入する。これにより、ウエハWは、第1塗布部76内でレジストの塗布が開始される。そして、ウエハWのレジスト塗布が終了すると、ロボット68は、ウエハWを第1塗布部76からベーク部74に搬入する。これにより、ウエハWは、ベーク部74内で加熱処理(PB)される。
そして、加熱処理されたウエハWは、冷却部80内に搬入されて、露光室12A内に搬入された際に、その露光室12A内の各部に影響を与えない温度、例えば20〜25℃の範囲で定められた温度に冷却される。そして、冷却部80内での冷却が終了すると、ウエハWは、ロボット68によりウエハ受け渡し部82上に載置された後、ロボット116によってインライン受け渡し部114上に載置される。
一方、露光装置10側では、まず、ロボット26が、インライン受け渡し部114からウエハWを受け取り、ターンテーブル32上に載置する。ここでウエハエッジセンサによってウエハエッジの検出が行われ、その検出信号に基づいてローダ制御装置34によってターンテーブル32を回転させてウエハWのノッチ部の方向を所定方向に合わせる。その後、ロードアーム28がターンテーブル32上のウエハWを受け取り、Xガイド20に沿って移動してウエハステージWSTに搬送する。
ウエハステージWST上に搬送されたウエハWに対しては、レチクルR(レチクルステージRST)とウエハW(ウエハステージWST)とを各ショット領域の露光のための走査開始位置へ位置決めする動作と、レチクルRとウエハWとを同期移動しつつレチクルR上のスリット状の照明領域を露光用照明光により照明して、レチクルRのパターンを投影光学系PLを介してウエハW上の各ショット領域に逐次転写する走査露光動作とを、繰り返すことにより露光処理が行われる。上記の露光処理が終了すると、アンロードアーム30が、露光済みのウエハWを受け取り、ロボット26に渡す。そして、ロボット26により、ウエハWが搬送され、インライン受け渡し部114に渡される。
この後、露光済みのウエハWは、ロボット116によりインライン受け渡し部114からウエハ受け渡し部82上に搬送され、さらにロボット68によりベーク部74内に搬入され、該ベーク部74内でPEB(ポストベーク)が行われる。
一方、PEBが終了したウエハWは、ロボット68によりベーク部74から取り出され、例えば第1現像部70内に搬入され、現像処理される。現像が終了したウエハWは、ロボット68によりウエハ受け渡し部64上に載置される。
ところで、上述したC/D装置50と、露光装置10とでは処理能力に差があることがある。本実施形態では、露光装置10における処理能力がC/D装置50における処理能力よりも高い場合について説明する。
露光装置10における処理能力がC/D装置50における処理能力よりも高い場合、露光装置10においてウエハWに対する処理開始までに空き時間(待ち時間)が生じることがある。また、ウエハの処理動作を長期間に亘り円滑に行うためには、リソグラフィシステム100を構成する露光装置10やC/D装置50の構成各部のメンテナンスなどの装置の性能維持のために、露光処理に関連して必要な特定動作(関連処理)を行うことが必要である。なお、この特定動作とは、メンテナンス(定期メンテナンス、その他のメンテナンスの他、部品交換なども含む)、及び自己キャリブレーションなどの、装置の性能維持のために必要な動作であって装置の本来の動作を停止することが必要となる動作の全てを含む。
そこで、本実施形態では、上記装置10、50間の処理能力の差により生じる空き時間に、上記特定動作の調整を行う。
ここでは、露光処理に関連する処理の一例として、図4に示すように、キャリブレーションA〜Cの処理を行う場合について説明する。これらのキャリブレーションA〜Cは、ウエハ毎やロット毎の頻度で行われるものであり、例えばフォーカスキャリブレーション、照射量センサのキャリブレーションなどを行う。
なお、図4に示す関連処理の実施時間として、比較的短時間のものを「短」、比較的長時間のものを「長」、比較的短時間のものと比較的長時間のものとの間のものを「中」と示している。
なお、上記の複数の露光関連処理(以下、単に関連処理と称する)については、処理に要する時間と優先順位とがオペレータによって予め入出力装置230を介して主制御装置120に入力されているものとする。また、これら関連処理及びその調整処理は、当該関連処理を実施すべき頻度に応じて、以下の2つのモードを適宜選択して実施する。
(第1モード)
図5(a)は、第1モード(第2工程)における1ロット25枚のウエハに対するリソグラフィシステム100での処理が開始されてから終了するまでの、露光装置10側における空き時間と露光処理時間とを示したタイムチャートである。この図に示すように、C/D装置50においてロット先頭のウエハに対する処理が開始された時間T0から、レジスト塗布処理が完了して空き時間T1が経過した後に、露光装置10では1枚目のウエハWに対して処理時間Teで露光処理を実施し、以後は、空き時間T2を介して2枚目以降のウエハW2〜W25に対してそれぞれ処理時間Teで露光処理を実施する。この空き時間T1、T2は、塗布・現像制御装置62から主制御装置120に出力されるものである。
そして、露光装置10においては、主制御装置120が調整装置として、上記の空き時間T1、T2において、露光装置10で予め設定されている優先順位に基づいて上記関連処理を逐次実施させる。具体的には、まず空き時間T1においては、空き時間T1内で完了する関連処理の中、優先順位の高い処理から順次実施する。この場合、例えば、長い空き時間T1においては、処理時間が長いキャリブレーションC等の較正処理を実施する。また、短い空き時間T2においては、処理時間が短いキャリブレーションA等の較正処理を実施する。さらに、上記空き時間T1、T2で関連処理を実施した残りの空き時間内で完了する処理が存在する場合には、その関連処理を実施し、残りの空き時間では完了する関連処理がなくなるまで、関連処理を実施する。なお、いずれの場合でも、実施可能な関連処理が複数存在する場合には、設定されている上記優先順位に応じて、実施する関連処理を異ならせて選択することが好ましい。
また、ウエハW2の露光処理以後で生じる空き時間T2においては、空き時間T2内で完了する関連処理の中、それ以前の処理前の空き時間T1、T2で未実施の関連処理を優先して選択・実施する。この場合も複数の関連処理が選択可能であれば、上記優先順位の高い処理を選択し、さらに、複数の関連処理が実施可能であれば、これらの関連処理を選択して連続して実施する。
(第2モード)
続いて、第2モード(第1工程)について説明する。
例えば上記のキャリブレーション以外の例えば露光に用いるレーザの材料であるガスの交換や、光学系と液体を介してパターンを形成する液浸露光装置に用いられる液体の交換は、場合によっては30分程度の長い処理時間を要するため、上記第1モードでの空き時間T1、T2で処理時間を確保することが困難である。そこで、このように処理時間が長い関連処理を実施する必要が生じる場合には、ウエハに対する総処理時間を増やすことなく、長い処理時間を確保できるモードを選択する。
図5(b)は、第2モードにおける1ロット25枚のウエハに対するリソグラフィシステム100での処理が開始されてから終了するまでの、露光装置10側における空き時間と露光処理時間とを示したタイムチャートである。この図に示すように、第2モードにおいては、予めC/D装置50の塗布・現像制御装置62から出力されて判明している空き時間T2について、ウエハの数に応じて合計し、さらに空き時間T1と併せた空き時間T3として設定する(図5(b)では空き時間T2を4枚分のみ図示しているが、実際には24枚分)。そして、ウエハW1〜W25に対する露光処理については、空き時間T3が経過した後に、空き時間を設けることなく連続して実施する。
そして、露光装置10においては、第1モードと同様に、主制御装置120が空き時間T3に応じて、上述した関連処理を実施させるが、第2モードでは長時間の空き時間T3を確保できるため、上記キャリブレーションやレーザガス交換処理等を実施できる。また、このモードにおいても、関連処理を実施した後の空き時間で完了する処理が存在する場合には、その関連処理を実施し、残りの空き時間では完了する関連処理がなくなるまで、関連処理を実施する。また、実施可能な関連処理が複数存在する場合には、設定されている上記優先順位に応じて、実施する関連処理を異ならせて選択することが好ましい。
なお、本実施形態では、露光装置10における処理能力がC/D装置50における処理能力よりも高い場合について説明したが、露光装置10における処理能力がC/D装置50における処理能力よりも低い場合でも本発明を用いることができることはいうまでもない。
以上説明したように、本実施形態では、C/D装置50が停止しない場合でも、処理能力の差により生じる空き時間に露光関連処理及びその調整処理を実施するため、この空き時間を有効に活用することで、例えばこれらの関連処理及びその調整処理のための時間を別途設ける必要がなくなり、生産性の向上に寄与できる。
また、本実施形態では、従来では実施していないタイミングで、例えば各種計測処理に係るキャリブレーションを実施できるため、それ以降の露光処理における計測精度が向上し、パターンの転写精度やパターン線幅の微細化等、露光精度の向上にも寄与できる。
さらに、本実施形態では、実施すべき関連処理に要する時間に応じて第1モード、第2モードを選択できるため、処理時間が長い関連処理が存在する場合でも、露光処理時間を長くすることなく当該関連処理を実施して露光装置10の性能を確保することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図6を参照して説明する。ここで、前述した第1の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を省略するものとする。この第2実施形態のリソグラフィシステムは、制御系の構成が、前述した第1実施形態と相違するのみであるから、以下では、この相違点を中心として説明する。
図6には、第2の実施形態のリソグラフィシステムの制御系の構成が、ブロック図にて示されている。この図6に示されるように、第2の実施形態では、C/D装置50側の塗布現像装置62と、露光装置10の主制御装置120とに、管理装置としてのホストコンピュータ90が共通に接続されている。このリソグラフィシステムでは、主制御装置120で管理されている露光装置10側の前述の各種の関連処理に関する情報(処理内容、時期(タイミング)、所要時間など)が、常時ホストコンピュータ90に送られている。また、塗布・現像制御装置62で管理されている、C/D装置50側の露光関連処理に関する情報が、常時ホストコンピュータ90に送られている。そして、ホストコンピュータ90では、露光装置10側及びC/D装置50側の関連処理の必要性などを総合的に管理し、C/D装置50側の関連処理と露光装置10側の関連処理とを、調整装置として協調して行う。
具体的には、ホストコンピュータ90は、C/D装置50側から出力された塗布処理状況に応じて、露光装置10にウエハWが供給されるまでの空き時間を予測し、露光装置10側の主制御装置120に出力する。そして、主制御装置120では、ホストコンピュータ90から出力(フィードフォワード)された空き時間に基づいて、上述した関連処理を実施させる。また、ホストコンピュータ90は、C/D装置50における塗布処理が実施される毎に、露光装置10にウエハWが供給されるまでの空き時間を予測し、主制御装置120に出力する空き時間情報を逐次修正する。これにより、主制御装置120においては、常時、より正確な空き時間情報に基づいて的確に上述した関連処理を選択することができる。同様に、ホストコンピュータ90は、露光装置10側(主制御装置120)から出力された露光処理状況に応じて、空き時間を予測し、主制御装置120に出力する構成としてもよい。この場合も、露光処理状況によって変動する空き時間を正確に把握することが可能になり、上述した関連処理を的確に選択して実施させることができる。
また、ホストコンピュータ90は、リソグラフィシステム100で処理が施されたウエハを計測した結果に基づいて(フィードバックして)、空き時間に実施すべき関連処理を主制御装置120に選択させることもできる。例えばウエハに重ね合わせて形成されたパターンの重ね合わせ精度が規定値以下であった場合、ホストコンピュータ90は、主制御装置120に対して、実施すべき関連処理を異ならせて、アライメントキャリブレーションを優先的に選択して実施させるように指示を出したり、パターン線幅が規定値から外れている場合に主制御装置120に対してフォーカスキャリブレーションを優先的に選択して実施させるように指示を出す構成としてもよい。
(第3実施形態)
続いて、本発明の第3実施形態について説明する。
上記実施形態では、空き時間または空き時間に相当(対応)する時間を使って、関連処理を開始する手順としているが、本実施形態では、この空き時間または空き時間に相当する時間を用い、関連処理時間を延ばして実施する場合について説明する。
例えば、ウエハWに対する露光処理が第2層目以降の露光処理であるときには、既に形成されているパターンと重ね合わせ精度良く回路パターンを形成するために、アライメント系ALGを使用したEGA計測(特開昭61−44429号公報等に開示されているいわゆるエンハンストグローバルアライメント)により、ウエハW上におけるショット領域の配列座標が高精度で検出される。このEGA計測では、ウエハW上の所定配置の複数(例えば8ヶ所)のウエハマークの座標を統計処理することによって、ウエハW上の全部のショット領域の配列座標の算出を行っているが、上述した空き時間T1、T2が通知された際には、この空き時間で計測可能なウエハマークの個数(例えば12ヶ所)を求めておき、EGA計測を実施する際に、空き時間に相当する時間を延ばして、12ヶ所の計測・演算処理を行う。
このように、空き時間を活用して、関連処理の処理時間を延ばして実施することにより、ウエハに対する総処理時間を増加させることなく、パターンの転写精度等の露光精度を向上させることが可能になる。
なお、処理時間を延ばすことで、精度向上に寄与する関連処理としては、上記のEGA計測の他に、例えば冷却部80における温度調節処理が挙げられる。
この場合、上述した空き時間を利用して、レジスト塗布後のウエハに対する冷却時間を長くして、より露光室12A内の温度に近づけることができ、温度差に起因してウエハWに歪が生じたり、ウエハホルダ25を膨張させたりすることを防止して、露光精度の向上に寄与できる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記第1実施形態では、第1モードと第2モードとを選択して実施する構成としたが、長時間に亘って関連処理及びその調整処理が実施可能な第2モードのみを連続して実施することも可能である。ただし、特にレーザ光源を用いる場合、ウエハに対する露光処理が完了してから、現像処理を実施するまでの時間を一定に維持することで、レジストの感光特性を一定状態に維持する点を考慮した場合、通常は第1モードを選択し、比較的長時間の関連処理を実施する場合に第2モードを選択することが好ましい。
また、上記実施形態では、露光装置とC/D装置とが接続されたシステムに本発明を適用する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば基板(ウエハ)を検査する検査装置とC/D装置とが接続されたシステムや、上記検査装置と露光装置とが接続されたシステム、さらには基板搬送装置と露光装置とが接続されたシステムなど、複数の処理装置を用いて電子部品を製造するシステムに広く適用可能である。
なお、2つの処理装置の能力差による空き時間を利用するだけでなく、第1の処理装置、第2の処理装置、第3の処理装置……のように、3つ以上の処理装置がある場合、所定の処理装置の処理能力(例えば第3の処理装置)と、この所定の処理装置よりも前処理を行う複数の処理装置の処理能力(例えば第1の処理装置と第2の処理装置とを合わせた処理能力)との処理能力差による空き時間を利用することもできる。
なお、上記各実施形態の基板(物体)としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。
露光装置10としては、レチクルRとウエハWとを同期移動してレチクルRのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、レチクルRとウエハWとを静止した状態でレチクルRのパターンを一括露光し、ウエハWを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。また、本発明はウエハW上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
露光装置10の種類としては、ウエハWに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
また、本発明が適用される露光装置の光源には、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、Fレーザ(157nm)等のみならず、g線(436nm)及びi線(365nm)を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、上記実施形態では、反射屈折型の投影光学系を例示したが、これに限定されるものではなく、投影光学系の光軸(レチクル中心)と投影領域の中心とが異なる位置に設定される屈折型の投影光学系にも適用可能である。
また、本発明は、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たし、該液体を介して基板を露光する、所謂液浸露光装置に適用したが、液浸露光装置については、国際公開第99/49504号パンフレットに開示されている。さらに、本発明は、特開平6−124873号公報、特開平10−303114号公報、米国特許第5,825,043号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。
また、本発明は、基板ステージ(ウエハステージ)が複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平10−163099号公報及び特開平10−214783号公報(対応米国特許6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及び6,590,634号)、特表2000−505958号(対応米国特許5,969,441号)或いは米国特許6,208,407号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願2004−168481号のウエハステージに適用してもよい。
また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図7は、マイクロデバイス(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)の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップS10(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS11(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクル)を製作する。一方、ステップS12(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
次に、ステップS13(ウエハ処理ステップ)において、ステップS10〜ステップS12で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS14(デバイス組立ステップ)において、ステップS13で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップS14には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS15(検査ステップ)において、ステップS14で作製されたマイクロ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。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
図8は、半導体デバイスの場合におけるステップS13の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS21(酸化ステップ)おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップS22(CVDステップ)においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップS23(電極形成ステップ)においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS24(イオン打込みステップ)においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップS21〜ステップS24のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS25(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップS26(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置)及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップS27(現像ステップ)においては露光されたウエハを現像し、ステップS28(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS29(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程と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。
また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、DUV(深紫外)やVUV(真空紫外)光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のX線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、WO99/34255号、WO99/50712号、WO99/66370号、特開平11−194479号、特開2000−12453号、特開2000−29202号等に開示されている。
本発明の第1の実施形態に係るリソグラフィシステムの構成を概略的に示す平面図である。 図1の露光装置の構成を示す図である。 図1のリソグラフィシステムの制御系の構成を概略的に示すブロック図である。 露光処理に関連する処理の一例を示す図表である。 露光装置における空き時間と露光処理時間とを示したタイムチャートである。 第2実施形態に係るリソグラフィシステムの制御系の構成を概略的に示すブロック図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。 図7におけるステップS13の詳細工程の一例を示す図である。
符号の説明
ALG…アライメント系(関連処理装置)、 R…レチクル(マスク)、 W…ウエハ(基板、物体)、 1…レーザ装置(用力供給装置、関連処理装置)、 10…露光装置(第2の処理装置)、 50…C/D装置(第1の処理装置)、 90…ホストコンピュータ(調整装置)、 100…リソグラフィシステム(電子部品の製造システム)、 120…主制御装置(調整装置)

Claims (21)

  1. 第1の処理装置で第1の処理が施された物体に第2の処理装置で第2の処理を行う電子部品の製造方法であって、
    前記第1の処理装置の処理能力と前記第2の処理装置の処理能力の差により生じる空き時間に、前記第1の処理と前記第2の処理の少なくともいずれか一方に関連する関連処理の調整を行う調整工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
  2. 請求項1記載の電子部品の製造方法において、
    前記調整工程では、前記関連処理の処理時間を前記空き時間に応じて延ばして実施することを特徴とする電子部品の製造方法。
  3. 請求項1記載の電子部品の製造方法において、
    前記調整工程では、前記関連処理を前記空き時間に応じて複数選択して実施することを特徴とする電子部品の製造方法。
  4. 請求項3記載の電子部品の製造方法において、
    前記複数の関連処理は、互いに異なる処理であることを特徴とする電子部品の製造方法。
  5. 請求項3または4記載の電子部品の製造方法において、
    前記物体に前記第2の処理を行った結果に基づいて、実施する前記関連処理を変更することを特徴とする電子部品の製造方法。
  6. 請求項1から5のいずれかに記載の電子部品の製造方法において、
    前記物体に前記第2の処理を行った結果に基づいて前記空き時間を予測し、
    予測した空き時間に応じて前記関連処理の調整を行うことを特徴とする電子部品の製造方法。
  7. 請求項1から5のいずれかに記載の電子部品の製造方法において、
    前記物体に前記第1の処理を行った情報に基づいて前記空き時間を予測し、
    予測した空き時間に応じて前記関連処理の調整を行うことを特徴とする電子部品の製造方法。
  8. 請求項1から7のいずれかに記載の電子部品の製造方法において、
    前記第2の処理で前記物体毎に設定される所定の空き時間を、複数の前記物体の数に応じて合計した時間内に前記調整工程を行った後に、前記複数の物体に対して連続して前記第2の処理を行う第1工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
  9. 請求項8記載の電子部品の製造方法において、
    前記第1の処理が施された前記物体にそれぞれ前記所定の空き時間をあけて複数、第2の処理を施す第2工程と、前記第1工程とを選択して実施することを特徴とする電子部品の製造方法。
  10. 請求項1から9のいずれかに記載の電子部品の製造方法において、
    前記関連処理は、前記第2の処理に関する計測処理、該計測処理の較正処理、前記第2の処理に用いる材料の交換処理の少なくとも一つであることを特徴とする電子部品の製造方法。
  11. 請求項1から10のいずれかに記載の電子部品の製造方法において、
    前記第2の処理装置で行う前記第2の処理は、露光装置で行う露光処理であることを特徴とする電子部品の製造方法。
  12. 請求項1から11のいずれかに記載の電子部品の製造方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
  13. 物体に第1の処理を施す第1の処理装置と、前記第1の処理が施された物体に第2の処理を施す第2の処理装置とを有する電子部品の製造システムであって、
    前記第1の処理と前記第2の処理の少なくともいずれか一方に関連する関連処理を行う関連処理装置と、
    前記第1の処理装置の処理能力と前記第2の処理装置の処理能力の差により生じる空き時間に、前記関連処理装置の調整を行わせる調整装置とを有することを特徴とする電子部品の製造システム。
  14. 請求項13記載の電子部品の製造システムにおいて、
    前記調整装置は、前記関連処理装置の処理時間を前記空き時間に応じて延ばして実施させることを特徴とする電子部品の製造システム。
  15. 請求項13記載の電子部品の製造システムにおいて、
    前記調整装置は、前記関連処理装置を前記空き時間に応じて複数選択して調整させることを特徴とする電子部品の製造システム。
  16. 請求項15記載の電子部品の製造システムにおいて、
    前記複数の関連処理装置は、互いに異なる関連処理を実施することを特徴とする電子部品の製造システム。
  17. 請求項15または16記載の電子部品の製造システムにおいて、
    前記調整装置は、前記物体に前記第2の処理を行った結果に基づいて、選択する前記関連処理装置を変更することを特徴とする電子部品の製造システム。
  18. 請求項13から17のいずれかに記載の電子部品の製造システムにおいて、
    前記調整装置は、前記物体に前記第2の処理を行った結果に基づいて前記空き時間を予測し、
    予測した空き時間に応じて前記関連処理装置に調整を行わせることを特徴とする電子部品の製造システム。
  19. 請求項13から17のいずれかに記載の電子部品の製造システムにおいて、
    前記調整装置は、前記物体に前記第1の処理を行った結果に基づいて前記空き時間を予測し、
    予測した空き時間に応じて前記関連処理装置に調整を行わせることを特徴とする電子部品の製造システム。
  20. 請求項13から19のいずれかに記載の電子部品の製造システムにおいて、
    前記関連処理装置は、前記第2の処理に関する計測処理を行う計測装置、前記第2の処理に用いる材料を交換する材料交換装置の少なくとも一つであることを特徴とする電子部品の製造システム。
  21. 請求項13から20のいずれかに記載の電子部品の製造システムにおいて、
    前記第2の処理装置は、露光処理を行う露光装置であることを特徴とする電子部品の製造システム。
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