JP4011371B2 - 半導体露光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体の製造工程において半導体ウエハー表面にパターニングを行う際に用いられる露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハー上に特定のパターンを形成する為には、半導体ウエハー表面にフォトレジストを塗布し露光装置中のステージに搬送し、マスクパターンをフォトレジストに転写する事により行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
レジスト塗布の以前の工程やレジスト塗布装置において半導体ウエハー裏面に異物が付着した場合、露光装置のステージと半導体ウエハーの間に異物が介在し、半導体ウエハー表面が盛り上がり局部的なフォーカスずれを起こしてしまいレジストパターンのパターニング不良を引き起こしてしまう。
【０００４】
現状、半導体製造工程においてレジスト塗布、露光、現像後にパターニングされたレジストの出来あがりを顕微鏡による目視検査を行い、パターン不良が検出された場合は、パターニングされたレジストパターンを剥離し、再パターニングを行っている。しかし、目視検査にて全てを発見するのは、困難であり、パターン不良のあるウエハーを、次工程へ進めた場合、歩留まりの低下を招く事になる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フォトレジストが塗布された半導体ウエハーをステップアンドリピート方式により露光する半導体露光装置において、前記半導体ウエハーを前記半導体露光装置のステージに吸着させた状態で露光領域内の複数位置においてフォーカス測定をし、局部的にフォーカスがずれている位置が有るか検出する事により前記半導体ウエハーと半導体露光装置のステージ間に異物の有無を判断する機能を有する。
【０００６】
更に、露光領域内のフォーカス値の近似平面を求めるとともに、前期近似平面から局部的にフォーカス値がずれている位置を検出し、局部的なフォーカスずれが検出された場合は、予め設定した前記半導体露光装置のフォーカス許容値と比較し、前記局部的なフォーカスずれが前記フォーカス許容値内の場合及び局部的なフォーカスずれが検出されなかった場合は、前記露光領域内を露光する機能を有すること特徴とする。
【０００７】
更に、前記局部的なフォーカスずれが予め設定した前記半導体露光装置のフォーカス許容値より大きかった場合、前記半導体ウエハーを前記半導体露光装置のステージから脱着し、前記半導体ウエハーの裏面及び前記半導体露光装置のステージ上の異物を除去し、前記半導体露光装置のステージ上に前記半導体ウエハーを吸着させて前記半導体ウエハーの露光を再開する機能を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、図１に示す通り半導体露光装置ステージ１上に吸着された半導体ウエハー２の露光を行う時、露光を行う前に露光領域内の複数位置においてフォーカス測定を行う。フォーカス測定は、複数のフォーカス計測系３を用いて行う。また、ステージを移動させながらフォーカス計測をおこなう事により露光領域全面のフォーカス値を計測する。
【０００９】
フォーカス計測を行った後、図３に示すフォーカス値の近似平面５を求め各フォーカス値６との差を予め設定しておいたフォーカス許容値と比較していく。
半導体ウエハー裏面に異物４があった場合のフォーカス計測を図２に示す。この場合近似平面は、図４に示す通りとなり、異物４部分のフォーカス値７は、近似平面からΔｆのフォーカスずれとなる。
【００１０】
この時、予め設定したフォーカス許容値と比較し、
（Δｆ）＜（フォーカス許容値）の場合、計測した露光領域の露光を行う。
（Δｆ）＞（フォーカス許容値）の場合、露光処理を中断し、半導体ウエハーを露光装置のステージからはずし、局部的なフォーカスずれの原因となった半導体ウエハー裏面及び露光装置のステージ上面の異物の除去をエアブローによって行う。異物の除去は、半導体レーザーでも良い。異物除去後、半導体ウエハーを再度露光装置のステージに吸着させ、半導体ウエハーの処理を再開させる。
【００１１】
また、局部的なフォーカスずれが検出された場合には、その半導体ウエハーの露光処理を中断し、及び／又は、警告を発して、必要な処置を採れるようにしてもよい。
【００１２】
以上のように本発明によれば、パターン不良につながる半導体ウエハー裏面の異物を即座に検出する事ができ、処理を中断或いは、その異物を除去する事により、レジストパターン不良が発生した半導体ウエハーの次工程への流出を未然に防ぐ事が可能となる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は、半導体露光装置ステージ上に吸着された半導体ウエハーの露光領域内の複数位置においてフォーカス測定を行う。この計測において、局部的なフォーカスずれが有るか検出し、そのフォーカスずれが、予め設定している露光装置のフォーカス許容値と比較して大きかった場合には、異常を警告する事により、異常のある半導体ウエハーを次工程に流出させることなく再加工を行う事が出来る。また、異常を検出した時に、露光処理を中断し、半導体ウエハーを露光装置のステージからはずし、局部的なフォーカスずれの原因となった半導体ウエハー裏面及び露光装置のステージ上面の異物の除去を行う。異物除去後、半導体ウエハーを再度露光装置のステージに吸着させ、半導体ウエハーの処理を再開させる事により、フォーカスずれを防止する事が出来、レジストパターン不良を未然に防ぐ事が可能となる。
【００１４】
この結果、得られる半導体デバイスの歩留りや信頼性を向上させる事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光領域内のフォーカス計測の概要図。
【図２】半導体ウエハー裏面に異物があった場合の露光領域内のフォーカス計測の概要図。
【図３】露光領域内のフォーカス近似平面図。
【図４】半導体ウエハー裏面に異物があった場合の露光領域内のフォーカス近似平面図。
【符号の説明】
１ 半導体露光装置ステージ
２ 半導体ウエハー
３ ウエハー表面のフォーカス値を計測するフォーカス系
４ 半導体ウエハー裏面の異物
５ フォーカス値近似平面
６ フォーカス値
７ 異物部分のフォーカス値Δｆ

Claims (2)

1. フォトレジストが塗布された半導体ウエハーをステップアンドリピート方式により露光する半導体露光装置において、前記半導体ウエハーを前記露光装置のステージに吸着させた状態で、前記半導体ウエハーを移動させながら露光領域内全域で、複数のフォーカス計測系により前記露光領域内の複数位置のフォーカス測定をし、前記複数位置のフォーカス値から近似平面を求め、前記近似平面と前記複数位置のフォーカス値との差を予め設定しておいたフォーカス許容値と比較することにより前記半導体ウエハーと前記半導体露光装置のステージの間の異物の有無を判断し、前記近似平面と前記複数位置のフォーカス値との差が予め設定しておいたフォーカス許容値より小さい場合に、前記露光領域内を露光する機能を有することを特徴とする半導体露光装置。
2. 前記差が予め設定した前記半導体露光装置のフォーカス許容値より大きかった場合、前記半導体ウエハーを前記半導体露光装置のステージからはずし、前記半導体ウエハーの裏面及び前記半導体露光装置のステージ上の異物を除去し、その後再度前記半導体露光装置のステージ上に前記半導体ウエハーを吸着させて前記半導体ウエハーの露光を再開する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体露光装置。

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