JP2003031644A

JP2003031644A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JP2003031644A
Application number: JP2001217541A
Authority: JP
Inventors: Koji Marumo; 光司丸茂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】３００ｍｍウエハ以降のウエハ処理に際して
もスループットの向上を図ることができる半導体製造装
置を提供する。【解決手段】半導体製造装置のＰＡステーション１２
に、ウエハ１の厚さを計測する厚さ計測センサー３、４
および厚さ計測センサー３、４による厚さ計測結果を記
憶する記憶手段を配設し、ＰＡステーション１２におい
て、ウエハ１のオリフラまたはノッチの位置合わせを行
う際に厚さ計測センサー３、４によってウエハ１の厚さ
計測を同時に行って計測されたウエハ厚さ情報を記憶手
段に記憶し、露光ステージ上に搬送されたウエハ１を複
数のプリアライメントマークによってアライメントを行
う際のフォーカス計測時に前記ウエハ厚さ情報を反映す
る。これによって、アライメントのＺ駆動時間の短縮を
行うことができ、３００ｍｍウエハ以降のウエハ処理に
おいてもスループットの向上を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリアライメント
ユニットにおいて基板のオリエンテーションフラットま
たはノッチの位置を検出して位置合わせを行い、そし
て、露光ステージ上に基板をローディングした後に複数
のアライメントマークによってアライメントを行う半導
体製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体露光装置においては、図８
に図示するように、ウエハ等の基板１（以下、単にウエ
ハという）を複数枚収容したキャリア１５を載置するキ
ャリア載置部１１、ウエハの位置合わせを行うための
（メカニカル）プリアライメントステーション１２、ウ
エハの露光処理等を行う露光ステーション１３、および
各ステーション間のウエハの搬送を行う搬送手段として
の搬送ロボット１４等を備え、ウエハ１を複数枚収容し
たキャリア１５からウエハ１を順次搬送ロボット１４で
取り出し、（メカニカル）プリアライメントステーショ
ン１２（以下、単にＰＡステーションともいう）へロー
ドする。ＰＡステーション１２では、ウエハ１のオリエ
ンテーションフラット（あるいはノッチ）１ａの位置合
わせが行われる。この位置合わせに際しては、ウエハ１
をＰＡチャック２４で保持した後に、（ＰＡ）θステー
ジ２３によってウエハ１を回転させながらウエハ１のエ
ッジの位置をＰＡ光学系２５（２５ａ〜２５ｃ）によっ
て検出する。そして、オリエンテーションフラット１ａ
の位置およびウエハ１の偏心量を演算し、その演算結果
に基づいて（ＰＡ）Ｘステージ２１、（ＰＡ）Ｙステー
ジ２２および（ＰＡ）θステージ２３を駆動してウエハ
１を所定位置に位置決めする。この動作はオリエンテー
ションフラット検知と呼ばれている。

【０００３】その後、ウエハ１は、搬送ロボット１４の
基板保持手段（ハンド）に保持されて、露光ステーショ
ン１３へ搬送され、露光ステージ上のウエハチャック２
６へ受け渡される。そして、ウエハ１上の少なくとも２
個のプリアライメントマーク（不図示）によりプリアラ
イメントを行い、次いで、ファインアライメントを行っ
て、ウエハ１の位置を正確に位置合わせを行った後に、
Ｘステージ２７およびＹステージ２８によってステップ
送りをして露光が行われる。

【０００４】そして、露光終了後のウエハ１は、搬送ロ
ボット１４によって露光ステージ上のウエハチャック２
６から取り出され、キャリア載置部１１上のキャリア１
５に回収される。

【０００５】ここで、プリアライメントのシーケンスに
ついて、図７に示すフローを用いて説明すると、ウエハ
１が露光ステージ上のウエハチャック２６に供給された
後に、露光ステージは、プリアライメントの第一マーク
位置（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ，Ｚ₁ ）に移動する（ステップＳｂ０
１）。このとき、ＸおよびＹ位置とウエハの厚さ方向の
Ｚ駆動を行う。この際、例えば３００ｍｍウエハではＳ
ＥＭＩ規格のウエハの厚さが０．７７５ｍｍであるため
Ｚ方向はこの値にあわせて移動する（Ｚ₁ 位置）。次
に、フォーカス計測を行い、露光ステージをＺ_h 駆動す
る（ステップＳｂ０２）。ここで、Ｚ₁ 位置とＺ_h の差
は、ウエハによって厚さのばらつきがあるためである。
通常、ウエハの厚さの公差は２５μｍ程度ある。Ｚ_h 駆
動後に、第一マークの位置計測を行う（ステップＳｂ０
３）。

【０００６】次に、プリアライメントの第二マーク位置
（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ，Ｚ_h ）に露光ステージを移動する（ステ
ップＳｂ０４）。そして、第二マークに関しても、第一
マークと同様に、フォーカス計測を行い、露光ステージ
をＺ_i 駆動を行う（ステップＳｂ０５）。この際、第一
マークでのフォーカス計測によりＺ方向の位置はほぼ合
っているのでＺ_i の駆動量は少ない。次いで、第二マー
クの位置計測を行う（ステップＳｂ０６）。この結果か
らウエハのアライメントを行い、ファインアライメント
が可能となる。ファインアライメントの計測範囲は約１
０μｍ程度であるので、この範囲にプリアライメントで
追い込むことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、３００ｍｍ
ウエハ以降の半導体露光装置では、露光する面積が大き
いため、装置全体のスループットは、アライメントから
露光終了までの時間が律束する。このため、キャリアよ
りウエハを取り出してから、メカニカルプリアライメン
トを行って露光ステージにローディングするまでの搬送
装置は露光が終了するまで待ちの時間となる。

【０００８】前述した従来例でスループットを大きくす
るためには、待ちの時間にある搬送装置において露光ス
テージ上で行う機能の一部をもたせるとともに、各動作
時間を短縮することも必要となる。

【０００９】そこで、本発明は、前述した従来技術の有
する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、３０
０ｍｍウエハ以降のウエハ処理に際してもスループット
の向上を図ることができる半導体製造装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体製造装置は、プリアライメントステ
ーションにおいて基板のオリエンテーションフラットま
たはノッチの位置合わせを行い、その後に、基板ステー
ジ上に搬送された前記基板を複数のアライメントマーク
によってアライメントを行う半導体製造装置において、
前記プリアライメントステーションに、基板の厚さを計
測するセンサーと、該センサーにより計測された厚さ情
報を記憶する記憶手段を配設することを特徴とする。

【００１１】本発明の半導体製造装置において、前記プ
リアライメントステーションにおいて、前記センサーに
よって基板の厚さ計測を行い、計測された厚さ情報を前
記記憶手段に記憶し、前記基板ステージ上に搬送された
前記基板を少なくとも２点のアライメントマークからア
ライメントを行う際のフォーカス計測時に前記厚さ情報
を反映することが好ましく、また、前記プリアライメン
トステーションにおいてはメカニカルプリアライメント
を行うことが好ましい。

【００１２】本発明の半導体製造装置において、前記セ
ンサーは、基板上のアライメントマークの配置に応じて
移動調整可能に配設されていることが好ましい。

【００１３】本発明の半導体製造装置において、前記セ
ンサーは、基板を挟むように上下の位置にそれぞれ配置
されていることが好ましい。

【００１４】

【作用】本発明の半導体製造装置によれば、メカニカル
プリアライメント等を行うプリアライメントステーショ
ンに、ウエハの厚さ計測が可能なセンサーおよび該セン
サーによる厚さ計測結果の値を記憶する記憶手段を配設
し、プリアライメントステーションにおいてウエハの位
置決めを行うとともにセンサーによってウエハの厚さを
計測し、このウエハの厚さの計測値を、基板ステージ上
でアライメントを行う際のＺ駆動量に反映することによ
って、アライメントのＺ駆動時間を短縮することを可能
にする。これによって、３００ｍｍウエハ以降の半導体
製造装置においてもスループットの向上が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１６】（第１実施例）図１は、本発明の半導体製
造装置の第１実施例におけるプリアライメント（ＰＡ）
ステーションの平面図であり、図２は、本発明の半導体
製造装置の第１実施例におけるＰＡステーションのセン
サー部を明確に示すように図１に図示するＰＡステーシ
ョンを右方向から見た側面図である。なお、本実施例に
おいて、前述した従来例と同様の要素や部材には同一符
号を付して説明する。

【００１７】図１および図２に図示する本実施例におけ
るプリアライメント（ＰＡ）ステーション１２には、図
８に図示する従来の半導体露光装置におけるＰＡステー
ション１２と同様に、（ＰＡ）Ｘステージ２１、（Ｐ
Ａ）Ｙステージ２２、（ＰＡ）θステージ２３、（Ｐ
Ａ）θステージ２３上に配置されてウエハ１を保持する
ＰＡチャック２４、および、（ＰＡ）θステージ２３に
よってウエハ１を回転させながらウエハ１のエッジの位
置を検出するためのＰＡ光学系２５（２５ａ〜２５ｃ）
等が配置されている。そして、本実施例のＰＡステーシ
ョン１２には、さらに、ＰＡチャック２４に保持された
ウエハ１の厚さを計測するための厚さ計測センサー３、
４および厚さ計測センサー３、４により計測されたウエ
ハの厚さ情報を記憶する記憶手段（不図示）が設けられ
ている。本実施例では、厚さ計測センサーとして静電容
量センサーを用い、これらの厚さ計測センサー３、４
は、図２に示すように、ＰＡチャック２４に保持される
ウエハ１を挟むように上下にそれぞれ配設され、ウエハ
１の上面と下面における上下方向の変位をそれぞれ検出
する。なお、本実施例では、厚さ計測センサーとして静
電容量センサーを用いているが、別の方式のセンサーを
用いることもでき、例えば、レーザーセンサー、超音波
センサー、フォトセンサー等でも良い。

【００１８】このように、ＰＡステーション１２に、ウ
エハ１の厚さを計測するための厚さ計測センサー３、４
および厚さ計測センサー３、４により計測されたウエハ
の厚さ情報を記憶する記憶手段を付設することにより、
ＰＡチャック２４に保持されたウエハ１のオリエンテー
ションフラット（あるいはノッチ）１ａの検知に際し
て、同時に、厚さ計測センサー３、４によりウエハ１の
厚さを計測することを可能にし、このウエハの厚さ計測
値を露光ステージ上でのウエハのアライメントを行うと
きのＺ駆動量に反映させることによって、アライメント
のＺ駆動時間を短縮させようとするものである。

【００１９】次に、本実施例におけるＰＡステーション
でのウエハの厚さ計測のシーケンスについて、図３に示
すフローに沿って説明する。

【００２０】ウエハ１が搬送ロボット１４によってＰＡ
ステーション１２のＰＡチャック８上へ搬入される（ス
テップＳ０１）と、オリエンテーションフラット（ある
いはノッチ）１ａの位置を計測するために、（ＰＡ）θ
ステージ２３のθ軸駆動部５を作動させてウエハ１を回
転させる（ステップＳ０２）。そして、ＰＡ光学系２５
（２５ａ〜２５ｃ）でウエハ１の外形を計測する（ステ
ップＳ０３）。すなわち、ウエハ１を回転させながらＰ
Ａ光学系２５（２５ａ〜２５ｃ）によってウエハ１のエ
ッジの位置を検出し、オリエンテーションフラット１ａ
の位置およびウエハ１の偏心量を演算する。この演算結
果から、オリエンテーションフラット１ａの位置を、
（ＰＡ）Ｘステージ２１、（ＰＡ）Ｙステージ２２およ
び（ＰＡ）θステージ２３によって、所定位置に位置決
めを行う（ステップＳ０４）。

【００２１】また、前記のθ駆動時に、外形計測（ステ
ップＳ０３）と同時に、厚さ計測センサー３、４により
ウエハの厚さ（Ｚ方向）を計測する（ステップＳ０
５）。このとき、ＰＡチャック２４に保持されているウ
エハ１の上下にそれぞれ厚さ計測センサー３、４が配置
されているので、ウエハ１の反りによってだまされる量
をキャンセルすることが可能である。例えば、一つのセ
ンサーで計測していると、ウエハの反りによる上下方向
の変動か、厚さによる上下方向の変動かを判別すること
ができないが、二つのセンサーを用いることにより、同
じ方向に同じ量だけ変動すれば、ウエハの反りによる上
下方向の変動分と判別することができる。なお、厚さ計
測センサーにおいては、事前に厚さが分かっている基板
をＰＡチャックに保持して、基板の厚さとセンサーの出
力値の関係を正確に計測しておく必要がある。

【００２２】ここで、ウエハ１の厚さ計測に際しては、
ウエハを１回転させる間に一定のサンプリング間隔で計
測してｎ個の厚さの計測値を得て、これらのｎ個の厚さ
データの平均値ｔｗをウエハの厚さの代表値として採用
する。このウエハの厚さの値ｔｗは記憶手段（不図示）
に記憶保存しておく。以上のシーケンスにより、ＰＡス
テーション１２でのウエハの位置決めとウエハ厚さの計
測が終了する（ステップＳ０６）。

【００２３】この後、ウエハ１は、図８に示すように、
ＰＡステーション１２から搬送手段によって露光ステー
ション１３のウエハチャック２６にローディングされ
る。このローディング後のアライメントのプリアライメ
ントシーケンスを図４を用いて説明する。

【００２４】露光ステージ上のウエハチャック２６にウ
エハ１が供給された後に、露光ステージをプリアライメ
ント第一マーク位置（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ，Ｚ_tw）に移動する
（ステップＳａ０１）。このとき、ＸおよびＹ方向は、
従来例と同じ位置へ移動する。Ｚ方向についてはＰＡス
テーション１２上でウエハ１の厚さｔｗを計測している
ので、この値からＺ_twの位置へ移動する。次に、フォー
カス計測を行い、露光ステージをＺ_a 駆動する（ステッ
プＳａ０２）。この際にフォーカスは既に略合致してい
るため、Ｚ_a 駆動量は、従来例におけるＺ_h 駆動量に比
べて数１００ｍｓｅｃ程度速くなる。この後に、第一マ
ークの位置計測を行う（ステップＳａ０３）。

【００２５】次に、プリアライメント第二マーク位置
（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ，Ｚ_a ）に露光ステージを移動し（ステッ
プＳａ０４）、第二マークのフォーカス計測を行い、Ｚ
_b 位置へ露光ステージを移動するＺ_b 駆動を行う（ステ
ップＳａ０５）。このＺ_b 駆動については、第一マーク
で略Ｚ方向は合っているため微少駆動となる。この後
に、第二マーク位置計測を行う（ステップＳａ０６）。
以上のように計測された二つのプリアライメントマーク
の位置計測結果からアライメントを行う。

【００２６】以上のように、ウエハの厚さ情報を露光ス
テージでのプリアライメント時のフォーカス計測時のＺ
駆動量に反映することによって、Ｚ駆動の駆動時間の短
縮を図ることができる。

【００２７】また、前述した実施例では、プリアライメ
ント時のフォーカス計測にウエハの厚さ情報を反映させ
たが、この他のフォーカス計測時に反映させることもで
き、例えば、プリアライメントマークを用いて露光ステ
ージにローディングする前に位置決めするような場合で
は、露光ステージにローディングした後にファインアラ
イメントを行うが、このときのフォーカス計測時にウエ
ハ厚さ情報を反映させることもでき、これにより、ファ
インアライメントのフォーカス計測時のＺ駆動時間を短
縮させることもできる。さらに、露光前のフォーカス計
測時に上記と同様にウエハの厚さの値を反映させること
も可能である。

【００２８】（第２実施例）図５は、本発明の半導体製
造装置の第２実施例におけるＰＡステーションのセンサ
ー部を明確に示すためのＰＡステーションの側面図であ
る。

【００２９】本実施例においては、厚さ計測センサー
３、４をウエハの半径方向に移動可能に構成する点で、
前述した第１実施例と相違する。ウエハの厚さ計測は、
プリアライメントマークの位置に合わせて計測できるよ
うにすることが好ましく、このプリアライメントマーク
の位置は各ユーザーによって位置が変わる場合がある。
そこで、本実施例においては、厚さ計測センサー３、４
をウエハ１の半径方向に移動可能な１軸ステージ６に搭
載し、厚さ計測センサー３、４をプリアライメントマー
クの位置に応じて移動調整して、そのマーク位置に合わ
せてウエハ厚さを計測できるようにする。プリアライメ
ントマークが、例えば図６に示すように、中心よりｒだ
け離れた位置に配置される場合には、この値を半導体製
造装置のセッチング時のパラメータに予め入力してお
く。

【００３０】本実施例においては、ウエハ外形の位置決
めおよびウエハ厚さ計測に際して、ウエハ１がＰＡチャ
ック２４にローディングされて、ウエハ１が回転を始め
るまでに、ウエハ中心からのｒの距離に厚さ計測センサ
ー３、４を不図示の駆動手段によって１軸ステージ６を
移動させる。次いで、前述した第１実施例と同様に、ウ
エハ１を１回転させながら、ウエハ外形を計測すると同
時にプリアライメントマークの位置に対応する部位の厚
さ計測を行う。そして、ここで計測したウエハ厚さｔｗ
を、ウエハを露光ステージにローディングした後にプリ
アライメントマーク第一マーク位置に移動するときのＺ
駆動時に用いる。

【００３１】本実施例によって、ウエハの半径方向に厚
さむらがある場合であっても、プリアライメントマーク
位置での厚さをより正確に計測できるために、フォーカ
ス計測時のＺ駆動の時間を一層短縮することができる。

【００３２】（第３実施例）前述した第１および第２実
施例においては、ウエハの厚さを計測したｎ個の計測値
の平均値をウエハの厚さｔｗとして、プリアライメント
の第一マーク位置移動時に用いているが、オリエンテー
ションフラットとプリアライメントマークの位置関係が
分かっている場合には、プリアライメントマークの位置
でのウエハの厚さを求めて、このマーク位置での実際の
厚さデータをプリアライメント時のフォーカス計測に反
映させることができる。このプリアライメントマーク位
置での厚さは、ウエハ厚さを一周分計測することにより
簡単に求めることができる。

【００３３】そこで、本実施例では、前述した第２実施
例と同様に、プリアライメントマークが配置されている
ウエハの中心からｒだけ離れた位置でウエハの厚さ計測
を行い、ウエハ１を１回転する間にサンプリング時間と
ｎ個の厚さ測定データとウエハ外形のデータが得られ
る。そして、サンプリング時間をオリエンテーションフ
ラット１ａからの角度のデータに直せば、角度とｎ個の
厚さ測定データとウエハ外形のデータが得られる。例え
ば、図６に示すウエハ１においては、オリエンテーショ
ンフラット１ａとプリアライメント第一マーク１ｃの角
度関係はθ₁ （＝９０°）、同じく第二マーク１ｄとの
角度関係はθ₂ ＝２７０°（なお、θ₂ は不図示）とな
る。これらから、オリエンテーションフラット１ａから
９０°の位置（第一マーク１ｃの位置）の厚さデータｔ
₁ 、およびオリエンテーションフラット１ａから２７０
°の位置（第二マーク１ｄの位置）での厚さデータｔ₂
を求めることができる。

【００３４】したがって、プリアライメントを行う際
に、Ｚ位置はプリアライメント第一マーク１ｃへ移動す
るときに厚さデータｔ₁ を、第二マーク１ｄへ移動する
ときに厚さデータｔ₂ を反映させれば、プリアライメン
トマーク位置での厚さを正確に計測できる。このように
プリアライメントマーク位置の厚さデータをプリアライ
メントマーク位置に移動する際に反映することによって
フォーカス計測時間のより一層の短縮が可能となる。

【００３５】本実施例によれば、ウエハの回転方向によ
り大きな厚さばらつきがある場合でも、プリアライメン
ト第一マーク、第二マークそれぞれの位置でのウエハの
実際の厚さを採用することができるために、１周分のウ
エハ厚さの平均値を用いるよりも、フォーカス計測時の
Ｚ駆動時間の一層の短縮が見込める。

【００３６】次に、前述した半導体製造装置を利用する
半導体デバイスの生産システムについて説明する。本実
施例における半導体デバイス（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）の生産システムは、半導体製造工場に設置
された製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、あ
るいはソフトウェアの提供などの保守サービスを製造工
場外のコンピュータネットワークを利用して行うもので
ある。

【００３７】図９は、全体システムを示す概要図であ
り、図中、１０１は半導体デバイスの製造装置を提供す
るベンダー（装置供給メーカー）の事業所である。製造
装置の実例として、半導体製造工場で使用する各種プロ
セス用の半導体製造装置、例えば、前工程用機器（露光
装置、レジスト処理装置、熱処理装置、成膜装置等）や
後工程用機器（組立装置、検査装置等）を想定してい
る。事業所１０１内には、製造装置の保守データベース
を提供するホスト管理システム１０８、複数の操作端末
コンピュータ１１０、これらを結んでイントラネットを
構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１０９
を備える。ホスト管理システム１０８は、ＬＡＮ１０９
を事業所の外部ネットワークであるインターネット１０
５に接続するためのゲートウェイと、外部からのアクセ
スを制限するセキュリティ機能を備える。

【００３８】一方、１０２〜１０４は、製造装置のユー
ザーとしての半導体製造メーカーの製造工場である。製
造工場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカーに属す
る工場であっても良いし、同一のメーカーに属する工場
（例えば、前工程用の工場と後工程用の工場等）であっ
ても良い。各工場１０２〜１０４内には、それぞれ、複
数の製造装置１０６と、それらを結んでイントラネット
を構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１
１と、各製造装置１０６の稼働状況を監視する監視装置
としてホスト管理システム１０７とが設けられている。
各工場１０２〜１０４に設けられたホスト管理システム
１０７は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネット
ワークであるインターネット１０５に接続するためのゲ
ートウェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１
からインターネット１０５を介してベンダー１０１側の
ホスト管理システム１０８にアクセスが可能となり、ホ
スト管理システム１０８のセキュリティ機能によって限
られたユーザーだけがアクセスが許可となっている。具
体的には、インターネット１０５を介して、各製造装置
１０６の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラ
ブルが発生した製造装置の症状）を工場側からベンダー
側に通知する他、その通知に対応する応答情報（例え
ば、トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用
のソフトウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘ
ルプ情報などの保守情報をベンダー側から受け取ること
ができる。各工場１０２〜１０４とベンダー１０１との
間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ１１１でのデー
タ通信には、インターネットで一般的に使用されている
通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、
工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用
する代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュ
リティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮ等）を利用
することもできる。また、ホスト管理システムはベンダ
ーが提供するものに限らずユーザーがデータベースを構
築して外部ネットワーク上に置き、ユーザーの複数の工
場から該データベースへのアクセスを許可するようにし
てもよい。

【００３９】また、図１０は半導体デバイスの生産シス
テムの全体システムを図９とは別の角度から切り出して
表現した概要図である。前述した例では、それぞれが製
造装置を備えた複数のユーザー工場と該製造装置のベン
ダーの管理システムとを外部ネットワークで接続して、
該外部ネットワークを介して各工場の生産管理や少なく
とも１台の製造装置の情報をデータ通信するものであっ
たが、本例は、複数のベンダーの製造装置を備えた工場
と該複数の製造装置のそれぞれのベンダーの管理システ
ムとを工場外の外部ネットワークで接続して、各製造装
置の保守情報をデータ通信するものである。図中、２０
１は製造装置ユーザー（半導体デバイス製造メーカー）
の製造工場であり、工場の製造ラインには各種プロセス
を行う製造装置、ここでは例として露光装置２０２、レ
ジスト処理装置２０３、成膜処理装置２０４が導入され
ている。なお、図１０では製造工場２０１は１つだけ描
いているが、実際は複数の工場が同様にネットワーク化
されている。工場内の各装置はＬＡＮ２０６で接続され
てイントラネットを構成し、ホスト管理システム２０５
で製造ラインの稼動管理がされている。一方、露光装置
メーカー２１０、レジスト処理装置メーカー２２０、成
膜装置メーカー２３０などベンダー（装置供給メーカ
ー）の各事業所には、それぞれ供給した機器の遠隔保守
を行うためのホスト管理システム２１１、２２１、２３
１を備え、これらは前述したように保守データベースと
外部ネットワークのゲートウェイを備える。ユーザーの
製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム２０
５と各装置のベンダーの管理システム２１１、２２１、
２３１とは、外部ネットワーク２００であるインターネ
ットもしくは専用線ネットワークによって接続されてい
る。このシステムにおいて、製造ラインの一連の製造機
器の中のどれかにトラブルが起きると、製造ラインの稼
動が休止してしまうが、トラブルが起きた機器のベンダ
ーからインターネット２００を介した遠隔保守を受ける
ことで迅速な対応が可能で、製造ラインの休止を最小限
に抑えることができる。

【００４０】半導体製造工場に設置された各製造装置
は、それぞれ、ディスプレイとネットワークインターフ
ェースと記憶装置にストアされたネットワークアクセス
用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実
行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メ
モリやハードディスク、あるいはネットワークファイル
サーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフ
トウェアは、専用または汎用のウェブブラウザを含み、
例えば図１１に一例を示すような画面のユーザーインタ
ーフェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造
装置を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製
造装置の機種（４０１）、シリアルナンバー（４０
２）、トラブルの発生日や件名（４０３）、トラブルの
緊急度（４０５）、症状（４０６）、対処法（４０
７）、経過（４０８）等の情報を画面上の入力項目に入
力する。入力された情報は、インターネットを介して保
守データベースに送信され、その結果の適切な保守情報
が保守データベースから返信されディスプレイ上に提示
される。また、ウェブブラウザが提供するユーザーイン
ターフェースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能
（４１０〜４１２）を実現し、オペレ−タは各項目の更
に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダーが提供するソ
フトウェアライブラリから製造装置に使用する最新バー
ジョンのソフトウェアを引き出したり、工場のオペレー
タの参考に供する操作ガイド（ヘルプ情報）を引き出し
たりすることができる。

【００４１】次に、上記説明した生産システムを利用し
た半導体デバイスの製造プロセスを説明する。

【００４２】図１２は半導体デバイスの全体的な製造の
フローを示す。ステップＳ１１（回路設計）では半導体
デバイスのパターン設計を行う。ステップＳ１２（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Ｓ１３（ウエハ製造）ではシリコ
ン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ１４
（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。ステップＳ１５（組立）
は後工程と呼ばれ、ステップＳ１４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）等の組立工程を含む。ステップ
Ｓ１６（検査）ではステップＳ１５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
を出荷（ステップＳ１７）する。前工程と後工程はそれ
ぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明
した遠隔保守システムによって保守がなされる。また、
前工程工場と後工程工場との間でも、インターネットま
たは専用線ネットワークを介して生産管理や装置保守の
ための情報がデータ通信される。

【００４３】図１３は、上記ウエハプロセスの詳細なフ
ローを示す。ステップＳ２１（酸化）ではウエハの表面
を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤ）ではウエハ表
面に絶縁膜を成膜する。ステップＳ２３（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Ｓ
２４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。
ステップＳ２５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を
塗布する。ステップＳ２６（露光）では露光装置によっ
てマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステ
ップＳ２７（現像）では露光したウエハを現像する。ス
テップＳ２８（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Ｓ２９（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を形成する。各工程で使用
する製造機器は上記説明した遠隔保守システムによって
保守がなされているので、トラブルを未然に防ぐととも
に、もしトラブルが発生しても迅速な復旧が可能で、従
来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることが
できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プリアライメントステーションに、ウエハ等の基板の厚
さ計測が可能なセンサーを配設し、プリアライメントス
テーションにおいてウエハの位置合わせを行うとともに
センサーによってウエハの厚さを計測し、このウエハ厚
さの計測値を、露光ステージ上でのアライメントを行う
際のＺ駆動量に反映することによって、アライメントの
Ｚ駆動時間を短縮することを可能にする。これによっ
て、３００ｍｍウエハ以降の半導体製造装置においても
スループットの向上が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体製造装置の第１実施例における
プリアライメント（ＰＡ）ステーションの平面図であ
る。

【図２】本発明の半導体製造装置の第１実施例における
プリアライメント（ＰＡ）ステーションのセンサー部を
明確に示すように図１に図示するＰＡステーションを右
方向から見た側面図である。

【図３】本発明の半導体製造装置の第１実施例における
プリアライメント（ＰＡ）ステーションでのウエハ厚さ
計測のシーケンスを示す図である。

【図４】本発明の半導体製造装置の第１実施例における
プリアライメントのシーケンスを示す図である。

【図５】本発明の半導体製造装置の第２実施例における
プリアライメント（ＰＡ）ステーションの側面図であ
る。

【図６】ウエハのアライメントマークの位置を説明する
ための模式図である。

【図７】従来の半導体製造装置におけるプリアライメン
トのシーケンスを示す図である。

【図８】従来の半導体製造装置を説明するための模式図
である。

【図９】半導体デバイスの生産システムの全体概要図で
ある。

【図１０】半導体デバイスの生産システムの他の形態を
示す全体概要図である。

【図１１】トラブルデータベースの入力画面のユーザー
インターフェースの一例を示す図である。

【図１２】半導体デバイスの製造プロセスを示すフロー
チャートである。

【図１３】ウエハプロセスを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ウエハ（基板）１ａオリエンテーションフラット１ｃプリアライメント第一マーク１ｄプリアライメント第二マーク３、４厚さ計測センサー５ θ軸駆動部６１軸ステージ１１キャリア載置部１２プリアライメント（ＰＡ）ステーション１３露光ステーション１４搬送ロボット１５キャリア２１（ＰＡ）Ｘステージ２２（ＰＡ）Ｙステージ２３（ＰＡ）θステージ２４ＰＡチャック２５ＰＡ光学系２６ウエハチャック２７Ｘステージ２８Ｙステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F069 AA46 BB15 GG04 GG06 GG07 GG09 GG58 5F031 CA02 FA01 FA11 FA12 FA15 JA02 JA05 JA32 JA34 JA35 JA38 JA51 KA13 KA14 KA18 PA30 5F046 DB04 DB11 FC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリアライメントステーションにおいて
基板のオリエンテーションフラットまたはノッチの位置
合わせを行い、その後に、基板ステージ上に搬送された
前記基板を複数のアライメントマークによってアライメ
ントを行う半導体製造装置において、前記プリアライメ
ントステーションに、基板の厚さを計測するセンサー
と、該センサーにより計測された厚さ情報を記憶する記
憶手段を配設することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】前記プリアライメントステーションにお
いて、前記センサーによって基板の厚さ計測を行い、計
測された厚さ情報を前記記憶手段に記憶し、前記基板ス
テージ上に搬送された前記基板を少なくとも２点のアラ
イメントマークからアライメントを行う際のフォーカス
計測時に前記厚さ情報を反映することを特徴とする請求
項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】前記プリアライメントステーションにお
いてメカニカルプリアライメントを行うことを特徴とす
る請求項１または２記載の半導体製造装置。
【請求項４】前記センサーは、基板上のアライメント
マークの配置に応じて移動調整可能に配設されているこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載
の半導体製造装置。
【請求項５】前記センサーは、基板を挟むように上下
の位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求
項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。