JP3818620B2 - 露光装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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微小デバイスの製造に使用される露光装置に関し、特にこのような露光装置におけるレチクルの搬送制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の露光装置においては、ロット切り換えによりレチクルを交換する場合、レチクルステージからレチクルを搬出し、レチクル搬入搬出口またはレチクルライブラリーへ回収すると同時に、レチクル搬入搬出口またはレチクルライブラリーからレチクルステージへレチクルを搬入していた。また、次ロットで使用するレチクルが予め分かっている場合、特開平5−55103号ではそのレチクルをロット切り換えに先立ってレチクルステージの近傍に設けられたレチクル待機位置に搬入しておくことにより、ロット切り換えを速やかに行なって、スループットを向上させる方法が提案されている。
【0003】
一方、特開平8−167562号等ではジョブキューテーブルを用いて次ロット以降の複数のジョブを予約することが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、ロット処理の実行順番を登録するジョブキューテーブルを有する露光装置において、スループットをさらに向上させるべく検討した結果、以下の問題点を見出した。
【0005】
上述のように、次ロットで使用するレチクルが予め分かっている場合、そのレチクルをレチクルステージ近傍の待機位置まで搬送する方法は提案されていた。しかし、ジョブキューテーブルにより次ロット以降で使用するレチクルが分かっている場合において次ロット以降のレチクル情報を考慮したレチクル搬送は行なわれていなかったため、レチクル搬送に余分な時間を要することがあった。
【0006】
また、レチクルがレチクルステージに配置された状態で、新たなレチクルをレチクルステージに搬送する際、レチクルステージに配置されていたレチクルを、ジョブキューテーブルの情報とは無関係に、予め決定されているレチクル回収先に回収していた。例えば、レチクルステージに配置されていたレチクルが、現在使用されているレチクルの次に使用される場合であっても、レチクルステージとは離れたレチクル保管装置(レチクルライブラリー)に回収されていた。
【0007】
このため、回収されたレチクルが再度使用される場合、レチクルステージからレチクルステージとは離れたレチクル保管装置(レチクルライブラリー)への搬送、およびレチクルライブラリーからレチクルステージへの搬送時間分スループットが低下するという問題があった。
【0008】
本発明は、ジョブを予約するためのジョブキューテーブルを有する露光装置において、次ロット以降で使用する複数のレチクルが分かっている場合のスループットを向上させることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明では、レチクルを介して基板の露光を行う露光装置であって、前記露光の際にレチクルが配置されるレチクルステージと、レチクルを収納するレチクルライブラリーと、前記レチクルステージと前記レチクルライブラリーとの間に配置されたレチクル待機位置と、前記レチクルステージ、前記レチクルライブラリーおよび前記レチクル待機位置の間でレチクルを搬送するためのレチクル搬送手段と、ロット処理の実行順番を登録するジョブキューテーブルとを有し、前記レチクルステージに配置されたレチクルの回収先を、先に使用されるレチクルが前記レチクルステージのより近傍に配置されるように、前記レチクルライブラリーおよび前記レチクル待機位置の中から前記ジョブキューテーブルの情報に基づいて決定することを特徴とする。
【0012】
前記レチクル待機位置は複数設けることが好ましい。前記レチクル待機位置としては、前記レチクルステージの最も近傍に設けられたレチクルプリステージ、前記レチクルライブラリーの近傍に設けられたレチクル搬入搬出口、前記レチクルステージと前記レチクルライブラリーまたは前記レチクル搬入搬出口との間に設けられた中継収納ユニット、および前記レチクル搬送手段に含まれる搬送ロボット等がある。また、レチクルライブラリーをレチクルステージまたはレチクルプリステージの近傍に設け、このレチクルライブラリーの各棚をそれぞれ1つの待機位置に設定してもよい。
【0013】
本発明は、前記レチクル待機位置が3か所以上であり、前記レチクルステージ上に配置されるレチクルの他に、次ロット以降で使用する2枚以上のレチクルを含む3枚以上のレチクルを前記レチクル前記待機位置に待機可能することが特に好ましい。
【0014】
【作用】
本発明では、レチクルライブラリーと、レチクルステージとレチクルライブラリーとの間に配置されたレチクル待機位置とを有する半導体製造装置において、ジョブキューテーブルにより次ロット以降で使用する複数のレチクルが分かっている場合、レチクルステージに配置されたレチクルの回収先を、先に使用されるレチクルが前記レチクルステージのより近傍に配置されるように、前記レチクルライブラリーおよびレチクル待機位置の中から前記ジョブキューテーブルの情報に基づいて決定する。これにより、レチクル搬送にかかる時間を最小限とすることが可能となり、露光装置の運用スループットを向上することが可能となる。
【0017】
このレチクル回収方式を採用することにより、レチクル交換にかかる時間を最小限とすることが可能となり、半導体製造装置の運用スループットを向上することが可能となる。
【0018】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図1は本発明の一実施例に係わる半導体製造装置の概略の構成を示す。
【0019】
同図に示すように、この装置は、光源とシャッタとを含む照明装置1と、回路パターンの描かれたレチクル2を載せるためのレチクルステージ3と、レチクルステージ3上のレチクル2の位置を計測するレチクル位置計測機構4と、焼付け用の投影光学系となる結像レンズ5と、焼付け対象のウエハ8を載せてXY平面内でXおよびYの2方向に移動するXYステージ6の位置を計測するレーザー干渉計7と、ウエハ9を載せ露光時のピントを調節する(フォーカシングする)ためにウエハ9を垂直方向に移動させるウエハZステージ8と、ウエハ9のピント位置を計測するオートフォーカスユニット10とを備えている。
【0020】
図2は半導体製造装置内のレチクル搬送に関連するユニットについて概略の構成を示す。
半導体製造装置チャンバー11には外部からレチクルの出し入れを可能とするレチクル搬入搬出口16が設けられている。オペレータはこのレチクル搬入搬出口16よりレチクル2をレチクルカセットに入れた状態で半導体製造装置内に挿入する。オペレータはワークステーション19に接続されたX端末17より挿入されたレチクル2の搬送指示を出す。搬送指示はワークステーション19を経由してレチクル搬送ロボット15を制御するレチクル搬送制御ボード18に伝達される。
【0021】
オペレータが挿入されたレチクル2をレチクルステージ14に搬送する指示を出した場合、レチクル搬送ロボット15はレチクルカセットに入れられたレチクルを中継収納ユニット13まで搬送し、中継収納ユニット13においてレチクル2をレチクルカセットより取り出し、レチクルプリステージ14に搬送する。レチクルプリステージ14に置かれたレチクル2は更にレチクルステージ3に搬送される。
【0022】
オペレータは、また、レチクル搬入搬出口16より挿入されたレチクル2をレチクルライブラリー12に収納する指示を出すこともできる。その場合、レチクル搬送ロボット15はレチクルカセットに入れられたレチクルをレチクルライブラリー12に搬送し、レチクルカセットに入ったままレチクルライブラリー12の空き位置に収納する。
【0023】
図3は、レチクルステージ3にレチクル2が配置された状態において、レチクルロードオペレーションを実施する場合の回収レチクルの制御を示すフローチャートを示す。
S301において制御シーケンスがスタートする。
【0024】
S302においてレチクル搬送制御ボード18はレチクルロードコマンドを受信したか否かを判断する。レチクルロードコマンドを受信していない場合は再度S302を実行する。レチクルロードコマンドを受信した場合はS303へ進む。
【0025】
S303においてレチクル搬送制御ボード18はレチクルステージ3にレチクルが存在しているか否かを判断する。レチクルが存在していない場合はS304へ進む。レチクルが存在している場合はS305へ進む。
【0026】
S304においてレチクル搬送制御ボード18はレチクル2をレチクルステージ3へ搬送する指示をレチクル搬送ロボット15に出す。レチクル搬送ロボット15はレチクルをレチクルステージ3に搬送する。
【0027】
S305においてレチクル搬送制御ボード18はワークステーション19に格納されている情報から現在ジョブキューモードがオンであるかオフであるか判定する。ジョブキューモードがオンである場合S306へ、オフである場合S307へ進む。
【0028】
S306においてレチクル搬送制御ボード18はワークステーション19に格納されているジョブ実行順番情報(ジョブキューテーブル)から、現在実行されるジョブ以降に、レチクルステージ上にある回収対象レチクルを指定したジョブがあるか否か判断する。ある場合S308に、無い場合S307へ進む。
【0029】
S307においてレチクル搬送制御ボード18はレチクルステージ3上にあるレチクルを予め指定されているレチクル回収位置に搬送する指示をレチクル搬送ロボット15に出す。レチクル搬送ロボット15はレチクルを予め指定されているレチクル回収位置に搬送する。レチクル回収位置には、レチクルプリステージ14、中継収納ユニット13、レチクルライブラリー12、レチクル搬入搬出口16がある。S307における回収位置としては、通常、レチクルライブラリー12またはレチクル搬入搬出口16が指定されている。
【0030】
S308においてレチクル搬送制御ボード18はワークステーション19に格納されているジョブ実行順番情報(ジョブキューテーブル)から、レチクルステージ3上にある回収対象レチクルを指定したジョブが現在実行するジョブの次のジョブであるか否か判断する。次のジョブである場合S309に、次のジョブでない場合S310へ進む。
【0031】
S309においてレチクル搬送制御ボード18はレチクルステージ3上にあるレチクルをレチクルステージ3の近傍にあるレチクルプリステージ14に搬送する指示をレチクル搬送ロボット15に出す。レチクル搬送ロボット15はレチクルをレチクルプリステージ14に搬送する。
【0032】
S310においてレチクル搬送制御ボード18はレチクルステージ3上にあるレチクルをレチクルプリステージ14の近傍にある中継収納ユニット13に搬送する指示をレチクル搬送ロボット15に出す。レチクル搬送ロボット15はレチクルを中継収納ユニット13に搬送する。
【0033】
S311においてレチクル制御ボード18は搬送対象レチクルをレチクルステージ3へ搬送する指示をレチクル搬送ロボット15に出す。レチクル搬送ロボット15はレチクルをレチクルステージに搬送する。
【0034】
【表1】
【0035】
表1は、ジョブ実行順番情報(ジョブキューテーブル)の例としてケース1〜ケース4において、それぞれの場合の回収レチクルの搬送先を示した表である。
<ケース1>
今まで実行されていたジョブがA.jobで、これから実行されるジョブがB.jobであり、その後にA.jobで指定されているレチクルa.rfを指定しているジョブはジョブキューテーブルに無い。この場合レチクルステージ上にあるレチクルa.rfは予め設定されている指定回収位置へ搬送される。
【0036】
<ケース2>
今まで実行されていたジョブがA.jobで、これから実行されるジョブがB.jobであり、A.jobで指定されているレチクルa.rfを指定しているジョブがジョブキューテーブルで次に実行するジョブとして登録されている。この場合レチクルステージ上にあるレチクルa.rfはレチクルプリステージ14ヘ搬送される。
【0037】
<ケース3>および<ケース4>
今まで実行されていたジョブがA.jobで、これから実行されるジョブがB.jobであり、A.jobで指定されているレチクルa.rfを指定しているジョブがジョブキューテーブルで次に実行するジョブ(C.job)より後に実行するジョブとして登録されている。この場合レチクルステージ上にあるレチクルa.rfは中継収納ユニット13ヘ搬送される。
ここで、レチクルプリステージ14には次に実行されるジョブ(C.job)で指定されるレチクルc.rfが、回収レチクルの制御とは別制御として搬送される。
【0038】
レチクルを搬入する場合について説明する。
a.rf,b.rf,c.rf,d.rf,e.rf,f.rfのレチクルがレチクルライブラリー12に保管されている状態で、表2に示すジョブキューテーブルが選択実行された場合、各処理状態における半導体製造装置内の複数待機位置のレチクル配置を表3に示す。
【0039】
【表2】
【0040】
【表3】
【0041】
(状態1)
中継収納ユニット13、レチクルプリステージ14、レチクルステージ3にはレチクルは存在していない。
【0042】
(状態2〜状態4)
ジョブキューテーブルに指定された処理順番に応じて、レチクルステージ3から近い順に対応するレチクルを搬送する。
レチクルステージ3にレチクルa.rfが配置されるとレチクル位置補正動作の後、露光処理を実施する。
【0043】
(状態5)
レチクルa.rfを使用した露光処理が終了すると、レチクルプリステージ14に配置されたレチクルb.rfとレチクルステージ3に配置されたa.rfを入れ替える。
【0044】
レチクルステージ3にレチクルb.rfが配置されるとレチクル位置補正動作の後露光処理を実施する。
【0045】
(状態6)
中継収納ユニット13に配置されているレチクルc.rfとレチクルプリステージ14に配置されているレチクルa.rfを入れ替える。
【0046】
(状態7)
レチクルb.rfを使用した露光処理が終了すると、レチクルプリステージ14に配置されたレチクルc.rfとレチクルステージ3に配置されたb.rfを入れ替える。
レチクルステージ3にレチクルc.rfが配置されるとレチクル位置補正動作の後、露光処理を実施する。
また、レチクルd.rfをレチクルライブラリー12から中継収納ユニット13に搬送し、中継収納ユニット13のレチクルa.rfをレチクルライブラリー12に搬送する。
【0047】
(状態8)
中継収納ユニット13に配置されているレチクルd.rfとレチクルプリステージ14に配置されているレチクルb.rfを入れ替える。
ここでレチクルライブラリー12から中継収納ユニット13までの搬送に要する時間が、中継収納ユニット13からレチクルプリステージ14までの搬送に要する時間、レチクルプリステージ14とレチクルステージ3のレチクル交換に要する時間、およびレチクルステージ3上でのレチクルの位置補正と露光処理に要する時間に比べて十分長い場合、レチクルd.rfをレチクルライブラリー12から中継収納ユニット13に搬送する処理を、レチクルプリステージ14に配置されたレチクルc.rfとレチクルステージ3に配置されたb.rfの入れ替え時間と並行して実施することにより、レチクルc.rfの露光処理がd.rfをレチクルプリステージ14に搬送する処理の前に終了した場合、レチクルd.rfが予め中継収納ユニット13に搬送完了または搬送途中であることで、レチクルd.rfの中継収納ユニット13からレチクルプリステージ14への搬送終了、およびレチクルプリステージ14とレチクルステージ3のレチクル交換の終了タイミングが早くなり、全体の処理時間を短縮することが可能となる。
【0048】
(状態9)
レチクルc.rfを使用した露光処理が終了すると、「(状態7)」と同様に、レチクルプリステージ14に配置されたレチクルd.rfとレチクルステージ3に配置されたc.rfを入れ替える。
【0049】
レチクルステージ3にレチクルd.rfが配置されるとレチクル位置補正動作の後、露光処理を実施する。
【0050】
また、レチクルe.rfをレチクルライブラリー12から中継収納ユニット13に搬送し、中継収納ユニット13のレチクルb.rfをレチクルライブラリー12に搬送する。
【0051】
(状態10、状態12)
「(状態8)」と同様な考え方で、レチクルe.rf、レチクルf.rfの搬送終了のタイミングが早くなる。
【0052】
以上レチクルを搬入する場合の実施例では、レチクル待機位置としてレチクルライブラリー、中継収納ユニット13、レチクルプリステージ14を用いる場合について説明したが、待機位置の1つがレチクルまたはレチクルを収納したレチクルカセットを搬送する搬送ロボット15であっても同様な効果が得られる。
【0053】
また、中継収納ユニット13に1個のレチクルのみを待機させる例での説明であったが、複数レチクルを中継収納ユニット13に保管できるシステムであっても同様な効果が得られる。
【0054】
さらに、レチクルライブラリー15をレチクルステージ3の近傍に設け、その複数のレチクル保管位置(棚)を複数の待機位置として用いることもできる。その場合、前記中継収納ユニット13および待機位置としてのレチクルプリステージ14(例えばロボットハンド上でプリアライメントを行なう場合)は無くてもよい。
【0055】
【デバイス生産方法の実施例】
次に上記説明した露光装置を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図4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(組み立て)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。
【0056】
図5は上記ウエハプロセス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)ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では上記説明したレチクル搬送制御を行なう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。
本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造することができる。
【0057】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次ロット以降で使用する複数のレチクルが分かっている場合のスループット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製造装置の概略図である。
【図2】 図1の半導体製造装置内のレチクル搬送に関連するユニットについての概略の構成図である。
【図3】 図1のレチクルステージにレチクルが配置された状態において、レチクルロードオペレーションを行なった場合の回収レチクルの制御流れ図である。
【図4】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図5】 図4におけるウエハプロセスの詳細な流れを示す図である。
【符号の説明】
1:照明装置、2:レチクル、3:レチクルステージ、4:レチクル位置計測機構、5:投影レンズ、6:XYステージ、7:レーザー干渉計、8:ウエハ、9:ウエハZステージ、10:オートフォーカスユニット、11:半導体製造装置チャンバー、12:レチクルライブラリー、13:中継収納ユニット、14:レチクルプリステージ14、15;レチクル搬送ロボット、16:レチクル搬入搬出口、17:X端末、18:レチクル搬送制御ボード、19:ワークステーション。
Claims (5)
- レチクルを介して基板の露光を行う露光装置であって、
前記露光の際にレチクルが配置されるレチクルステージと、
レチクルを収納するレチクルライブラリーと、
前記レチクルステージと前記レチクルライブラリーとの間に配置されたレチクル待機位置と、
前記レチクルステージ、前記レチクルライブラリーおよび前記レチクル待機位置の間でレチクルを搬送するためのレチクル搬送手段と、
ロット処理の実行順番を登録するジョブキューテーブルとを有し、
前記レチクルステージに配置されたレチクルの回収先を、先に使用されるレチクルが前記レチクルステージのより近傍に配置されるように、前記レチクルライブラリーおよび前記レチクル待機位置の中から前記ジョブキューテーブルの情報に基づいて決定することを特徴とする露光装置。 - 前記レチクル待機位置を複数有することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記レチクル待機位置が、前記レチクルステージの最も近傍に設けられたレチクルプリステージ、前記レチクルライブラリーの近傍に設けられたレチクル搬入搬出口、前記レチクルステージと前記レチクルライブラリーまたは前記レチクル搬入搬出口との間に設けられた中継収納ユニット、および前記レチクル搬送手段に含まれる搬送ロボットの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の露光装置。
- 前記レチクル待機位置を3か所以上備え、前記レチクルステージ上に配置されるレチクルの他に、3枚以上のレチクルを前記レチクル待機位置に待機可能にした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。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の露光装置を用いて、レチクルを介し基板を露光するステップを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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