JP2009071194A - 半導体製造装置、半導体製造方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

半導体製造装置、半導体製造方法及びデバイス製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ジョブにおいて使用又は処理される物品の搬送を伴うジョブを実行する半導体製造装置のスループットを向上させる。
【解決手段】 本発明は、半導体製造装置であって、処理部と、処理部において使用又は処理される物品を搬送する搬送部と、キューテーブルと、キューテーブルに基づいて搬送部を制御する制御部と、を備える。キューテーブルには、現在処理部が実行しているジョブの次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送することを制御するための制御情報が登録される。制御部は、制御情報に基づいて、次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送するように搬送部を制御する。
【選択図】図4

Description

本発明は、複数のロットを連続して処理可能な半導体製造装置、半導体製造方法及びデバイス製造方法に関する。
従来、半導体露光装置においては、装置に対してロット処理の開始を指示してからウエハの搬入を行い、ウエハがウエハステージに到着し、かつウエハを露光するための回路原板であるレチクルまたはマスクがそのステージ上に到着した時点で露光処理が開始される。
特許文献1には、予めロットの処理列が指定されたジョブキューにより、ロットの自動開始又はオペレータによる処理開始の指示により、ロットのウエハ搬入を行いウエハがウエハステージに到着すると露光処理を開始させることが示されている。
特許文献2には、ジョブキューにより後続ロット以降の複数のレチクルが分かっている場合に、レチクル使用順番に応じてレチクル配置場所を決定することにより、レチクル搬送にかかる時間を最小限にすることが提案されている。
特許文献3には、複数のロットが連続して処理される場合に、次のロットが処理可能な状態か否かを判定することにより、現在処理中のロットの処理が完了する前に次のロットの処理を可能な範囲で進行できるようにすることが提案されている。
特開平8−167562号公報 特開2000−323391号公報 特開2001−307972号公報
半導体製造装置において、ジョブキューに登録される連続するジョブの中には、製造処理のロット処理だけではなく半導体露光装置の調整コマンド等も含まれる。調整コマンドの中には、ウエハやレチクルなどの材料が途中の搬送経路にあると調整を実行できないコマンドも存在する。また、ロット処理だけを扱うジョブキューでも、調整が必要な際には、その都度オペレータが後続ジョブを停止させて調整処理を割り込ませる等の対応が必要となり、後続ジョブの材料に対する準備搬送の機能を十分に活かせていない。
本発明は、ジョブにおいて使用又は処理される物品の搬送を伴うジョブを実行する半導体製造装置のスループットを向上させることを目的とする。
本発明の半導体製造装置は、処理部と、処理部において使用又は処理される物品を搬送する搬送部と、キューテーブルと、キューテーブルに基づいて搬送部を制御する制御部と、を備え、キューテーブルには、現在処理部が実行しているジョブの次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送することを制御するための制御情報が登録され、制御部は、制御情報に基づいて、次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送するように搬送部を制御する、ことを特徴とする。
本発明の半導体製造方法は、キューテーブルに基づいて、処理部において使用又は処理される物品を搬送する工程を含み、キューテーブルには、処理部が実行しているジョブの次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送することを制御するための制御情報が登録され、前記工程では、制御情報に基づいて、次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送する、ことを特徴とする。
本発明によれば、ジョブにおいて使用又は処理される物品の搬送を伴うジョブを実行する半導体製造装置のスループットを向上させることができる。
以下、添付図面を参照として本発明の好適な実施例を詳細に説明する。図1は本発明に係る半導体製造方法に使用される半導体製造装置の一例の全体構成を示す概念図である。半導体製造装置は、処理部と、処理部において使用又は処理される物品を搬送する搬送部と、キューテーブルと、キューテーブルに基づいて搬送部を制御する制御部と、を備えている。この実施例における半導体製造装置は露光装置100である。
キューテーブルとしてのジョブキュー101には、実行すべき各ジョブが登録されている。102はジョブキュー101に登録されている先頭のジョブである。ジョブ102以降に続く「Lot」や「Command」もジョブキュー101に登録されているジョブである。「Lot」は製造のためのジョブを示し、「Command」は点検のような調整処理のジョブを示している。ジョブ102が保持している属性103は、ジョブにおいて使用又は処理される物品の搬送先や次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送することの可否の制御情報である。ジョブ102以外のジョブもこのジョブ属性103と同様の属性を保持する。
後述するフローチャートによる処理手順は、例に限定されることはなく、いかなる手順を組み合わせることも、複数のジョブをまとめることも、ジョブを細分化することも可能である。また、各ジョブを個々に切り出して一つの機能要素として単体として機能し、他のジョブと組み合わせて使用することも可能である。
[実施例1]
図2は、図1で示したジョブ属性103の詳細な例を示している。ジョブID201はジョブの順番を示す。ジョブ名202はジョブの名前を示す。レチクル搬送先203はジョブにおいて使用するレチクルの最終搬送先を示す。ウエハ搬送先204はジョブにおいて処理される物品であるウエハの最終搬送先を示す。次のレチクル準備搬送可否205は次のジョブにおいて使用する物品であるレチクルを予め搬送することを許すか否かを示すフラグである。ここで言う準備搬送とは、現在ステージ等の処理部が実行している処理中ジョブのレチクルの最終搬送先がレチクルステージであるとする。ここで言う準備搬送とは、次のジョブのレチクルを例えばレチクルプレステージに搬送することである。次のウエハ準備搬送可否206は次のジョブのレチクルの準備搬送可否205と同様に、次のジョブのウエハの準備搬送可否を示すフラグである。
図4は、本実施例において、搬送部を制御する制御部の全体的な処理手順を示している。制御部は、ジョブキュー101の先頭にあるジョブの処理をスタートするタイミングで、物品の搬送フローが開始する。また、一旦準備搬送を諦めたジョブに対しても、周期的或いは各ジョブにおいて使用又は処理される物品が存在する位置の状況に変化が生じたタイミングで、制御部は搬送フローを開始する。制御部は、1つのジョブに対して搬送するべき物品の分だけ同時に並行処理することが可能である。例えば、準備搬送を管理される物品がレチクルとウエハであれば、このレチクル搬送の処理とウエハ搬送の処理とのそれぞれで処理が実行されることになる。
ステップ401で、制御部は、ジョブの処理をスタートされた処理中ジョブにおいて使用するレチクルやウエハの搬送先が空いていて使用可能な状態かを確認する。物品の搬送先が空いていて使用可能な状態ならばステップ402へ進む。何等かの理由により搬送先が使用可能でない状態の場合、制御部は、ステップ401を繰り返し、処理中ジョブにおいて使用又は処理される物品の搬送先が使用可能になるのを確認し続ける。例えば、図2のジョブID201が「1」、ジョブ名202が「Lot1」であるジョブが処理中のジョブであるとする。その場合、制御部は、レチクル搬送先203が「ステージ」であることから、現在レチクルステージが空いていて使用可能かどうかを確認する。もしレチクルステージが使用可能の状態でないならば、レチクルステージが空くまで待つことになる。
ステップ402で、制御部は、搬送部に処理中のジョブの物品を搬送先へ搬送させることを開始する。但し、この処理は搬送の開始を実行した後、物品が搬送先に到着する前であっても次ステップの処理が実行可能である。例えば、図2のジョブ名202「Lot1」が処理中のジョブである場合、レチクル搬送先203である「ステージ」へ搬送することを開始すると同時に、ステップ403の処理に進むことが可能である。
ステップ403で、制御部は、処理中ジョブの次のジョブの準備搬送可否情報を参照し、処理中ジョブが次のジョブにおいて使用又は処理される物品の搬送を許すか否を確認する。次のジョブの準備搬送可否情報が「可」の場合にはステップ404へ進み、「否」の場合には本フローの処理を終了し次のジョブの準備搬送は行なわない。例えば、図2のジョブ名202「Lot1」が処理中のジョブであるとする。次のレチクル準備搬送可否205が「可」であるので、ジョブID201が「2」、ジョブ名202が「Lot2」である次のジョブの準備搬送が許可されている。したがって、ステップ404の処理に進むことが可能である。逆に、ジョブID201が「3」のジョブ名202「Command1」が処理中のジョブであるとする。その場合、次のレチクル準備搬送可否205が「否」であるので、ジョブID201が「4」、ジョブ名202が「Lot3」である次のジョブの準備搬送は許可されておらず、本フローの処理を終了することになる。
ステップ404で、制御部は、次のジョブにおいて使用又は処理される物品を処理中のジョブの処理を妨げない範囲で、搬送先に最も近い位置に準備搬送する。例えば、処理中ジョブで使用するレチクルがレチクルステージで処理されており、レチクルステージまでの搬送経路でレチクルを待機可能な位置としてレチクルプレステージが設定されているとする。その場合、後続ジョブで使用するレチクルはレチクルプレステージに搬送されることになる。
本実施例によると、処理中のジョブの処理がなされている最中に、その処理中の内容により、次のジョブにおいて使用又は処理される物品の準備搬送をさせたり、準備搬送をさせなかったりすることを処理中ジョブの属性として持つことができる。これにより、処理中ジョブが次のジョブの準備搬送を許さない調整コマンドなどの場合においても、オペレータがジョブを手動で止めたり、止める操作を予約したりしなくても自動でジョブの準備搬送を処理することが可能となる。その結果、オペレータは、調整コマンドなどのジョブをジョブキューのどの順番にも躊躇すること無く割り込ませることができるようになる。
[実施例2]
図3は、図1で示したジョブ属性103ではあるが、図2で示した例とは違う情報の形式の例を示している。この例では、レチクルだけを取り上げているが、図2と同様にウエハ等他の材料においても同じ情報をジョブの属性として保持することが可能である。
ジョブID301はジョブの順番を示す。ジョブ名302はジョブの名前である。レチクル搬送先303はジョブにおいて使用する物品であるレチクルの最終搬送先である。次のレチクル準備搬送可能位置304は次のジョブで扱う物品であるレチクルを予め搬送することがどの位置まで可能かを示す位置情報である。例えば、処理中ジョブのレチクルの最終搬送先がレチクルステージであるとする。その場合に、ここで言う位置は、レチクルステージの手前に次のジョブのレチクルを待機させうるレチクルプレステージ、第1及び第2レチクル中継収納ユニット、レチクルライブラリ等の搬送経路を意味する。
レチクル現在位置305は、ジョブキュー101にあるジョブ毎に、使用又は処理される物品の現在位置の情報である。例えば、処理中ジョブのレチクルはレチクルステージに位置し、次のジョブのレチクルはレチクルプレステージに位置するというような各ジョブで使用する物品が存在する位置の情報である。
図3中の式306はジョブキューにあるジョブ毎に、物品をどの位置まで準備搬送することが可能かを算出するための計算式の一例である。
図5は、実施例2における制御部の全体的な処理手順を示している。制御部は、ジョブキュー101にある各ジョブが各々の準備搬送を可能なタイミングで開始する。制御部は、更に、一旦このフローで準備搬送を諦めたジョブに対しても、周期的或いは各ジョブにおいて使用又は処理される物品が存在する位置の状況に変化が生じたタイミングでフローを開始する。制御部は、1つのジョブに対して搬送するべき物品の分だけ同時に並行処理することが可能である。例えば、準備搬送を管理される物品がレチクルとウエハであれば、このレチクル搬送の処理とウエハ搬送の処理とのそれぞれで処理が実行されることになる。
以下、本フローチャートの処理対象であるジョブを「対象ジョブ」と呼び、対象ジョブの1つ前に先行しているジョブを「先行ジョブ」と呼ぶこととする。
ステップ501で、制御部は、対象ジョブの先行ジョブが次のジョブで使用又は処理される物品の準備搬送を許しているか否かを、先行ジョブの次のジョブ準備搬送可能位置情報を参照することで確認する。次のジョブの準備搬送可能位置情報が準備搬送は「可」であるという値、例えば「1以上」の値を示しているならば、ステップ502へ進む。準備搬送は「否」であるという値、例えば、「0」の値を示しているならば、制御部は、本フローチャートの処理を終了する。例えば、図3のジョブID301が「2」、ジョブ名302が「Lot2」が対象ジョブである場合、先行ジョブである「Lot1」の次のレチクル準備搬送可能位置304が「3:レチクルプレステージ」と0以上の値である。したがって、対象ジョブ「Lot2」の準備搬送は可ということになり、ステップ502へ進むことになる。もし、先行ジョブ「Lot1」の次のレチクル準備搬送可能位置304が「0:レチクルライブラリ」であったならば、対象ジョブの準備搬送はできない。
ステップ502で、制御部は、対象ジョブで使用又は処理される物品の現在位置から先に搬送可能かどうかを、対象ジョブで使用又は処理される物品の現在位置の情報と、先行ジョブで使用又は処理される物品の現在位置情報を参照することで確認する。対象ジョブと先行ジョブとの物品の搬送経路に物品を待機させるための空きがある場合、制御部は、ステップ503へ進み、空きが無い場合、制御部は本フローチャートの処理を終了する。図3では、対象ジョブ「Lot2」のレチクル現在位置305が「2:レチクル中継収納ユニット2」であり、先行ジョブ「Lot1」のレチクル現在位置が「4:レチクルステージ」である。すなわち、対象ジョブと先行ジョブとの搬送経路の間に「3:レチクルプレステージ」があり、対象ジョブのレチクルを待機させるための空きスペースがあることから制御部はステップ503へ進む。仮に、先行ジョブのレチクル現在位置が「3:レチクルプレステージ」であり、対象ジョブのレチクル搬送位置が既に「2:レチクル中継収納ユニット2」であるとする。その場合、対象ジョブのレチクルを先に搬送するための空きスペースが無いことになり、これ以上の準備搬送はできないことになる。
ステップ503で、制御部は、対象ジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送が可能な位置を算出する。当該算出は、先行ジョブの次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送することが可能な位置の情報304と、先行ジョブで使用又は処理される物品の、搬送先の情報303及び現在位置の情報305とからなされる。例えば、図3の「Lot2」で使用するレチクルの準備搬送位置Aは、「C:ステージ4」から「D:ステージ4」を引いた値を、「B:レチクルプレステージ3」から引くことで算出できる。その結果、対象ジョブ「Lot2」において使用するレチクルを準備搬送する位置は「A:レチクルプレステージ3」となる。但し、この算出手段は、この最低限の条件を考慮した計算式の例に限定されることは無く、各物品や搬送経路等の条件や、露光スピードや搬送スピードなど性能などの特性から導かれる計算式であってもよい。
ステップ504で、制御部は、ステップ503の処理で算出した値が正か、つまり対象ジョブで使用又は処理される物品の準備搬送が可能かどうかを判断する。制御部は、準備搬送が可能な場合にはステップ505へ進み、0以下の値、つまり準備搬送が可能でない場合には本フローチャートの処理を終了する。例えば、図3の「Lot2」を対象ジョブとした場合、ステップ503の処理で算出された準備搬送する位置は「3:レチクルプレステージ」となるので、ステップ505へ進む。
ステップ505で、制御部は、対象ジョブで使用又は処理される物品をステップ503で算出した値の位置へ搬送させる。例えば、図3の「Lot2」を対象ジョブとした場合、「3:レチクルプレステージ」と算出されたので、Lot2で使用するレチクルは、現在位置の第2レチクル中継収納ユニット2からレチクルプレステージ3へ搬送されることになる。
ステップ506で、制御部は、対象ジョブで使用又は処理される物品の現在位置の情報を、ステップ505で搬送した位置に更新する。例えば、図3の「Lot2」を対象ジョブとした場合、レチクル現在位置情報である「第2レチクル中継収納ユニット2」を、ステップ505で搬送した「レチクルプレステージ3」に更新する。
本実施例によると、処理中ジョブの処理がなされている最中に、その処理の内容により、後続ジョブで使用又は処理される物品を指定した位置まで準備搬送をさせることができる。これにより、後続ジョブの準備搬送を基本的には許さない調整コマンド等の場合にも、準備搬送する位置を細分化して定義しておくことで、その許される位置までは準備搬送するように制御することが可能となる。また、後続ジョブやそれ以降の待機ジョブ等ジョブキュー全体の準備搬送をさせることできる。さらに、各ロットのウエハ枚数が少ないようなジョブが連続して待機していても、処理中ジョブの処理終了にも関わらず後続ジョブのウエハやレチクルの搬送がステージの近傍まで届いていない状況を少なくすることができる。そして、全体のスループットの低下を防ぐことが望める。
以下、半導体装置の一例としての露光装置を説明する。露光装置は図6に示すように、照明装置、レチクルを搭載したレチクルステージ、投影光学系、ウエハを搭載したウエハステージとを有する。露光装置は、レチクルに形成された回路パターンをウエハに投影露光するものであり、ステップアンドリピート投影露光方式またはステップアンドスキャン投影露光方式であってもよい。
照明装置は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、例えば、光源としてレーザを使用する。レーザは、波長約193nmのArFエキシマレーザ、波長約248nmのKrFエキシマレーザ、波長約153nmのF2エキシマレーザなどを使用することができる。レーザの種類はエキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用してもよいし、そのレーザの個数も限定されない。光源にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザ光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部に使用可能な光源はレーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
照明光学系はマスクを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。
投影光学系は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子を少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系、複数のレンズ素子と回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。
レチクルステージおよびウエハステージは、たとえばリニアモータによって移動可能である。ステップアンドスキャン投影露光方式の場合には、それぞれのステージは同期して移動する。また、レチクルのパターンをウエハ上に位置合わせするためにウエハステージおよびレチクルステージの少なくともいずれかに別途アクチュエータを備える。
このような露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用されうる。
[デバイス製造方法の実施例]
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なう。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基板であるウエハを製造する。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におい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なう。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。
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なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
本実施例のジョブの制御方法を用いれば、従来は難しかった製造処理と調整処理のジョブの混在をさせた状態でデバイスの製造を効率的に行なうことができる。
実施例の全体構成を示す概要図 ジョブ属性情報の一例を示す図 ジョブ属性情報の他例を示す図 各ジョブの材料の準備搬送処理を示すフローチャートの一例を示す図 各ジョブの材料の準備搬送処理を示すフローチャートの他例を示す図 露光装置を説明するための図 露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャート 図7中のウエハプロセスの詳細なフローチャートの一例を示す図
符号の説明
100:半導体製造(露光)装置、101:ジョブキュー、102:ジョブ、103:ジョブ属性、201:ジョブID情報、202:ジョブ名情報、203:材料搬送先情報(レチクル)、204:材料搬送先情報(ウエハ)、205:後続ジョブ材料準備搬送可否情報(レチクル)、206:後続ジョブ材料準備搬送可否情報(ウエハ)、301:ジョブID情報、302:ジョブ名情報、303:材料搬送先情報(レチクル)、304:後続ジョブ材料準備搬送可能位置情報(レチクル)、305:ジョブ材料現在搬送位置情報(レチクル)

Claims (9)

  1. 半導体製造装置であって、
    処理部と、
    前記処理部において使用又は処理される物品を搬送する搬送部と、
    キューテーブルと、
    前記キューテーブルに基づいて前記搬送部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記キューテーブルには、処理部が実行しているジョブの次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送することを制御するための制御情報が登録され、
    前記制御部は、前記制御情報に基づいて、前記次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送するように前記搬送部を制御する、
    ことを特徴とする半導体製造装置。
  2. 前記制御情報は、前記次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送することの可否の情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置。
  3. 前記制御情報は、前記次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送することが可能な位置の情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置。
  4. 前記キューテーブルには、ジョブ毎に、使用又は処理される物品の現在位置の情報がさらに登録され、
    前記制御部は、
    前記予め搬送することが可能な位置の情報と前記現在位置の情報とに基づいて、前記次のジョブに後続するジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送が可能な位置を算出し、
    前記算出した位置に前記後続するジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送するように前記搬送部を制御する、
    ことを特徴とする請求項3記載の半導体製造装置。
  5. 前記ジョブは、製造のためのジョブと点検のためのジョブとを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
  6. 前記物品はレチクルであり、
    前記半導体製造装置は露光装置である、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
  7. 前記物品は基板であり、
    前記半導体製造装置は露光装置である、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
  8. 請求項6又は請求項7に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記露光された基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
  9. 半導体製造方法であって、
    キューテーブルに基づいて、処理部において使用又は処理される物品を搬送する工程を含み、
    前記キューテーブルには、前記処理部が実行しているジョブの次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送することを制御するための制御情報が登録され、
    前記工程では、前記制御情報に基づいて、前記次のジョブにおいて使用又は処理される物品を予め搬送する、
    ことを特徴とする半導体製造方法。
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