JP3198309B2 - 露光装置、露光方法およびワーク処理方法 - Google Patents

露光装置、露光方法およびワーク処理方法

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JP3198309B2 JP33075292A JP33075292A JP3198309B2 JP 3198309 B2 JP3198309 B2 JP 3198309B2 JP 33075292 A JP33075292 A JP 33075292A JP 33075292 A JP33075292 A JP 33075292A JP 3198309 B2 JP3198309 B2 JP 3198309B2
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程で使用
するレチクルやマスク用のプレートあるいは半導体ウエ
ハ上のレジストに所望のパターンを露光する露光技術お
よびワーク処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の装置では、露光しようとするプ
レートやウエハ等のワークがX−Yステージ上に搬入さ
れると、ワークをステージ上のホルダで真空吸着した上
で、露光位置を合わせるためにアライメント調整を行な
う。ワークの反りや欠損などにより吸着やアライメント
ができなかった場合は、リジェクト処理としてワークを
露光処理することなくステージから搬出する。リジェク
ト処理されたワークはそのまま現像機側へ送るか、正常
に露光処理されたワークを収納するキャリアに混載す
る。特にリジェクトされたワーク専用のキャリアが用意
されている場合はそこに収納する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に現像前の段階で
はワーク上のレジストが露光しているか否かを判別でき
ないので、リジェクト処理されたワークを現像機へ送っ
た場合および露光処理済のワークのキャリアに混載した
場合は、正常に露光処理されたワークとともにリジェク
ト処理された未露光のワークも現像処理せざるを得な
い。ところが、現像後であっても露光処理がされている
か否かを外観上判別し難い場合が多く、結局何等かの検
査工程を経るまでリジェクト処理されたワークを選別で
きず、この間に無駄な処理時間、費用が発生する。特に
何層にも渡ってパターン形成が繰り返されるウエハの場
合は、未露光のウエハといえども前回の処理で形成され
たパターンがその表面に残っているので、正常に露光処
理されたウエハと区別することが極めて困難である。一
方、リジェクトされたワーク専用のキャリアを設けた場
合には上述した問題は生じないが、専用キャリアを設置
するスペースを新たに確保する必要があり、露光装置の
専有面積が増大する。特に面積が大きいプレートを対象
としたときは問題が多い。
【0004】本発明の目的は、正常に露光処理できなか
ったワークを後工程で容易に発見できる状態にして搬出
でき、かつ装置の専有面積も増加しない露光装置、露光
方法およびワーク処理方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1およ
び図3に対応付けて説明すると、請求項1の発明は、ス
テージ3上に搬入されたワークPが正常に露光処理でき
る状態にあるか否かを判別するワーク状態判別手段7,
8,10を備えた露光装置に適用される。そして、上述
した目的は、ワークPが正常に露光処理できない状態に
あると判別されたとき、ワークPに対して正常な露光処
理時の露光パターンとは異なるパターンEr1を露光す
るリジェクト露光手段10を設けることにより達成され
る。異なるパターンを露光する露光光学系は、正常な露
光処理を行なう露光光学系と別に設けてもよく、請求項
2の装置のように正常な露光処理を行なう露光光学系を
用いて異なるパターンを露光してもよい。請求項3の装
置では、リジェクト露光手段10が、正常な露光処理時
における露光範囲の外に露光を行なう。請求項4の装置
では、リジェクト露光手段10が、正常な露光処理時の
露光パターンを露光しつつステージ3を移動させて異な
るパターンを露光する。請求項5の発明は、ステージ上
にワークを搬入する搬入工程と、搬入工程で搬入された
ワークに所定のパターンを露光する露光工程とを備えた
露光方法に適用される。そして、ステージ上に搬入され
たワークが正常に露光処理できる状態にあるか否かを判
別する状態判別工程と、正常に露光処理できない状態に
あると状態判別工程で判別されたワークに対して、露光
工程とは異なる露光処理を行うリジェクト露光工程とを
備えることにより、上記目的を達成する。請求項6の露
光方法は、リジェクト露光工程時に、露光工程でのワー
クの露光領域外に露光工程とは異なる露光を行うことを
特徴とする。請求項7の露光方法は、リジェクト露光工
程を、露光工程でのワークの露光時間よりも長く設定し
たことを特徴とする。請求項8の発明は、ステージ上に
ワークを搬入する搬入工程と、搬入工程で搬入されたワ
ークに所定のパターンを露光する露光工程と、ワークを
搬出する搬出工程と、搬出工程で搬出されたワークを現
像する現像処理工程とを備えたワーク処理方法に適用さ
れる。そして、ステージ上に搬入されたワークが正常に
露光処理できる状態にあるか否かを判別する状態判別工
程と、正常に露光処理できない状態にあると状態判別工
程で判別されたワークに対して、露光工程とは異なる露
光処理を行うリジェクト露光工程と、現像処理工程で現
像されたワークがリジェクト露光工程で露光されたか否
かを判別する露光処理判別工程とを備えることにより、
上記目的を達成する。
【0006】
【作用】請求項1の装置および請求項5の方法では、ワ
ークPが正常に露光処理できない状態にあると判別され
ると、ワークP上に正常な露光処理時の露光パターンと
は異なるパターンEr1が露光される。リジェクト露光
による露光パターンEr1と正常な露光処理での露光パ
ターンとの差を大きくすれば、現像処理後のワークPを
一見しただけで正常な露光処理がなされているか否かを
判別できる。請求項3の装置および請求項6の方法で
は、通常は露光パターンがあり得ない位置にリジェクト
露光による露光パターンEr1が形成される。請求項4
の装置および請求項7の方法では、ステージ3の移動に
より正常な露光処理では得られない大きさの露光パター
ンEr1が得られる。請求項8のワーク処理方法では、
露光を終えたワークに対して現像が行われ、現像された
ワークがリジェクト露光工程により露光されたかを判別
する。
【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【0008】
【実施例】以下、図1〜図3を参照して本発明の一実施
例を説明する。図1に示すように本実施例の露光装置
は、水銀ランプ等を用いた光源1からの光でレチクルR
を照射してそのパターン像を投影レンズ2によりX−Y
ステージ3上に載置したプレートP上に縮小投影するも
ので、光源1からプレートPに至る光路上には、露光時
間を調整するシャッタ4、レチクルRの照射範囲を調整
するブラインド5が設けられている。X−Yステージ3
は互いに直交する方向へ移動可能な2基のステージを組
合せてプレートPを水平面内の任意位置に移動させるも
ので、その上面にはプレートPを真空吸着する不図示の
ホルダが装着される。X−Yステージ3の側方には、一
対の腕6a(図では一方のみ示す)でプレートPを把持
してホルダに対するプレートPの搬入および搬出を行な
うローダ6が配置される。
【0009】10は露光装置の各部を制御する制御回路
であって、この制御回路10にはシャッタ駆動回路1
1、ブラインド駆動回路12、ステージ駆動回路13、
ローダ駆動回路14が接続される。シャッタ駆動回路1
1は制御回路10から指令されるタイミングでシャッタ
4を駆動し、ブラインド駆動回路12は制御回路10か
ら指令される照射範囲に応じてブラインド5の開口量を
調整し、ローダ駆動回路14は制御回路10からの指令
に応答してローダ6のアクチュエータ(不図示)を駆動
する。ステージ駆動回路13は、制御回路10からのス
テージ駆動指令にしたがってX−Yステージ3のアクチ
ュエータ(不図示)を駆動するとともに、制御回路10
からのプレート着脱指令に応答してホルダを駆動する。
ホルダによるプレートPの吸着動作はセンサ7で監視さ
れ、このセンサ7はプレートPが正常に吸着されたとき
所定の吸着完了信号を制御回路10へ出力する。
【0010】投影レンズ2の側方にはアライメント顕微
鏡8が設けられる。このアライメント顕微鏡8は、X−
Yステージ3上のプレートPに設けたアライメントマー
クの位置を検出し、その座標値を制御回路10へ送出す
る。制御回路10は検出されたアライメントマークの位
置と正規のアライメントマーク位置とのずれ量を算出
し、その結果に応じた量だけX−Yステージ3を駆動す
べくステージ駆動回路13へステージ駆動信号を出力す
る。これによりプレートPのアライメント調整が行なわ
れる。
【0011】図2は制御回路10による露光処理手順を
示すフローチャートである。露光すべきパターンに対応
したレチクルRがブラインド5と投影レンズ2との間に
介装され、露光装置の操作盤(不図示)から露光処理が
指令されると図2のプログラムによる処理が開始され
る。ステップS1ではローダ駆動回路14にプレート搬
入命令を出力し、X−Yステージ3上にプレートPを搬
入させる。次のステップS2では吸着動作の経過時間を
計時するタイマを起動し、ステップS3ではX−Yステ
ージ3上のホルダを駆動してプレートPを吸着する。ス
テップS4ではセンサ7からプレートPの吸着完了信号
が出力されたか否かを判断する。吸着未了と判断したと
きはステップS5に進み、ステップS2で起動したタイ
マの計時時間が所定の計時時間に達したか否かを判断す
る。所定の計時時間に達していないと判断したときはス
テップS3へ戻り、プレートPの吸着動作を継続する。
【0012】ステップS4で吸着完了と判断したとき
は、ステップS6へ進んでアライメント調整の経過時間
を計時するタイマを起動し、次のステップS7でアライ
メント調整を開始する。ステップS8ではアライメント
顕微鏡8が検出するアライメントマークの位置と正規の
アライメント位置とを比較してアライメント調整が完了
したか否かを判断する。アライメント未了と判断したと
きはステップS9へ進み、ステップS6で起動したタイ
マの計時時間が所定の計時時間に達したか否かを判断す
る。所定の計時時間に達していないと判断したときはス
テップS7へ戻り、アライメント調整を継続する。
【0013】ステップS8でアライメント完了と判断し
たときはステップS10へ進み、予め制御回路10に入
力された露光情報にしたがってX−Yステージ3、シャ
ッタ4およびブラインド5を制御してプレートP上の所
定位置にレチクルRのパターン像に応じた露光パターン
を露光する。一方、ステップS5またはステップS9で
タイムアップと判断されたときはステップS11へ進
み、ステップS10での露光処理とは異なるリジェクト
露光処理を行なう。このリジェクト露光処理では、シャ
ッタ4を開放しかつブラインド5を全開した状態で、図
3に示すように「X」状の露光パターンEr1がプレー
トP上に形成されるようにX−Yステージ3を駆動す
る。なお図3において点線で示す範囲ZsはX−Yステ
ージ3を停止した状態でブラインド5を全開したときの
露光範囲であり、ステップS10の正常露光処理では、
かかる範囲Zs内での露光とX−Yステージ3の移動と
を交互に繰り返してレチクルRのパターン像を多数形成
する。
【0014】ステップS10またはステップS11によ
る露光処理を終えた後は、ステップS12へ進み、ホル
ダからプレートを開放してローダ6によりプレートPを
X−Yステージ3から搬出する。搬出したプレートPは
現像処理工程に送る。
【0015】以上の処理手順では、反り等の変形によっ
てプレートPをホルダに吸着できない場合はステップS
4が否定され続け、タイムアップによりステップS5が
肯定されてステップS11でリジェクト露光処理が行な
われ、ステップS12でプレートPが搬出される。ま
た、アライメントマークの欠損やプレートPの汚れによ
りアラメント顕微鏡8がアライメントマークを検出でき
ない場合、およびアライメントのずれ量が調整可能な範
囲を越えている場合はステップS8が否定され続け、タ
イムアップによりステップS9が肯定されてステップS
11でリジェクト露光処理が行なわれ、ステップS12
でプレートPが搬出される。図3から明らかなように、
リジェクト露光処理による露光パターンEr1は正常な
露光処理による露光パターンと全く異なるので、現像処
理後に一見しただけで正常な露光処理がされていないこ
とを判別できる。本実施例ではリジェクト露光処理した
プレートPと、正常に露光処理したプレートとを区別す
ることなく現像工程へ送るので、正常に露光処理できな
かったプレート専用のキャリアを用意する必要がなく、
装置の専有面積は何等増加しない。
【0016】本実施例では、X−Yステージ3を移動さ
せつつリジェクト露光処理を行なっているので、一回の
正常な露光処理では得られない大きさの露光パターンE
r1を露光でき、プレートの判別が一層容易となる。た
だし、本発明はこのような態様に限るものではなく、正
常な露光処理時の露光パターンとの相違を現像後に目視
で把握できるようなパターンであれば種々変更可能であ
る。正常な露光処理による露光範囲が図3の2点鎖線で
囲まれた範囲Za内であるとしたとき、かかる範囲Za
の外にリジェクト露光処理の露光パターンが形成される
ようにすれば、通常は露光パターンがあり得ない箇所に
露光パターンが存在することになるのでリジェクト露光
処理されたプレートPの判別が一層容易となる。この
点、図3に示すように正常な露光パターンの露光範囲Z
aの内外にかけてリジェクト露光処理を行なう例に限ら
ず、例えば図4に示すように範囲Zaの外側にのみリジ
ェクト露光処理による露光パターンEr2を形成しても
よい。リジェクト露光処理に用いる露光光学系は、正常
な露光処理を行なう露光光学系とは別に設けてもよい。
【0017】リジェクト露光処理の露光時間について
は、正常な露光処理を行なうときの露光時間より長く設
定するとよい。露光時間が長くなればそれに応じてプレ
ートP上に形成される露光パターンが拡大するので、正
常な露光処理による露光パターンとリジェクト露光処理
による露光パターンとの差が一層鮮明となる。
【0018】実施例ではプレートPをワークとする露光
装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、ウエハや
その他種々のワーク上のレジストに対して光学的にパタ
ーンを形成するあらゆる露光装置に適用される。
【0019】以上の実施例では、センサ7、アライメン
ト顕微鏡8および制御回路10がワーク状態判別手段
を、制御回路10がリジェクト露光処理手段を構成す
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、リジ
ェクト露光による露光パターンと正常な露光処理時の露
光パターンとの差を大きく設定することにより、現像処
理後にワークを一見しただけで正常な露光処理がなされ
ているか否かを判別できるようになるので、正常に露光
処理できなかったワークを現像直後の段階で取り除いて
無駄時間や無駄費用の発生を最小限に止めることができ
る。正常に露光処理できなかったプレート専用のキャリ
アを増設する必要がないので、装置の専有面積が増加す
ることもない。この点、請求項2の装置のように露光光
学系を共通とすれば、装置の専有面積の増加が一層確実
に防止される。請求項3の装置および請求項5の方法で
は、リジェクト露光により、通常は露光パターンがあり
得ない位置に露光パターンが形成されるので、正常に露
光処理できなかったプレートの判別が一層容易となる。
請求項4の装置および請求項7の方法では、ステージの
移動により1回の正常な露光処理では得られない大きさ
の露光パターンを露光でき、正常に露光処理できなかっ
たプレートの判別が一層容易となる。請求項8の方法で
は、リジェクト露光による露光パターンと正常な露光処
理時の露光パターンとの差を大きく設定して現像処理す
るので、現像後にそのパターンに基づいてリジェクト露
光されたか否かが判別できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体構成を示す図。
【図2】図1の制御回路による露光処理の手順を示すフ
ローチャート。
【図3】図1の装置でリジェクト露光処理されたプレー
トの平面図。
【図4】図3の変形例を示す図。
【符号の説明】
3 X−Yステージ 7 センサ 8 アライメント顕微鏡 10 制御回路 P プレート R レチクル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−101830(JP,A) 特開 昭64−18235(JP,A) 特開 平3−84921(JP,A) 特開 平1−276718(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステージ上に搬入されたワークが正常に
    露光処理できる状態にあるか否かを判別するワーク状態
    判別手段を備えた露光装置において、 前記ワークが正常に露光処理できない状態にあると判別
    されたとき、前記ワークに対して正常な露光処理時の露
    光パターンとは異なるパターンを露光するリジェクト露
    光手段を設けたことを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 前記リジェクト露光手段は、前記正常な
    露光処理を行なう露光光学系を用いて前記異なるパター
    ンを露光することを特徴とする請求項1記載の露光装
    置。
  3. 【請求項3】 前記リジェクト露光手段は、正常な露光
    処理時における露光範囲の外に露光を行なうことを特徴
    とする請求項1または2記載の露光装置。
  4. 【請求項4】 前記リジェクト露光手段は、正常な露光
    処理時の露光パターンを露光しつつ前記ステージを移動
    させて前記異なるパターンを露光することを特徴とする
    請求項1〜3のいずれかに記載の露光装置。
  5. 【請求項5】 ステージ上にワークを搬入する搬入工程
    と、 前記搬入工程で搬入されたワークに所定のパターンを露
    光する露光工程とを備えた露光方法において、 前記ステージ上に搬入されたワークが正常に露光処理で
    きる状態にあるか否かを判別する状態判別工程と、 正常に露光処理できない状態にあると前記状態判別工程
    で判別されたワークに対して、前記露光工程とは異なる
    露光処理を行うリジェクト露光工程とを備えることを特
    徴とする露光方法。
  6. 【請求項6】 前記リジェクト露光工程は、前記露光工
    程での前記ワークの露光領域外に露光することを特徴と
    する請求項5記載の露光方法。
  7. 【請求項7】 前記リジェクト露光工程は、前記露光工
    程での前記ワークの露光時間よりも長く設定することを
    特徴とする請求項5または6記載の露光方法。
  8. 【請求項8】 ステージ上にワークを搬入する搬入工程
    と、 前記搬入工程で搬入されたワークに所定のパターンを露
    光する露光工程と、 前記ワークを搬出する搬出工程と、 前記搬出工程で搬出されたワークを現像する現像処理工
    程とを備えたワーク処理方法において、 前記ステージ上に搬入されたワークが正常に露光処理で
    きる状態にあるか否かを判別する状態判別工程と、 正常に露光処理できない状態にあると前記状態判別工程
    で判別されたワークに対して、前記露光工程とは異なる
    露光処理を行うリジェクト露光工程と、 前記現像処理工程で現像されたワークが前記リジェクト
    露光工程で露光されたか否かを判別する露光処理判別工
    程とを備えることを特徴とするワーク処理方法
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