JP4454909B2 - フォトリソグラフィー工程システム及びフォトリソグラフィー工程方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術の分野】
本発明は、半導体素子のフォトリソグラフィー工程システム及びフォトリソグラフィー工程方法に関するもので、詳しくはパターンマスクを形成するために投入されるウェーハの表面上にパーチクルが存在するか否かを検査し、そのパーチクルの存在有無に従いそのウェーハの過程を決定するフォトリソグラフィー工程システム及びフォトリソグラフィー工程方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に半導体素子は、ウェーハ上に写真、食刻、拡散、化学蒸着、イオン注入及び金属蒸着などの工程を反復且つ選択的に行うことにより形成され、これらの工程のうち頻繁に行われる工程の一つとしてウェーハ上にパターンマスクを形成する写真工程のフォトリソグラフィー工程がある。
【0003】
このようなフォトリソグラフィー工程に対し添付の図4を参照して説明する。
まず、フォトリソグラフィー工程を行う構成は、図4に示すように、キャリヤーCに複数搭載されたウェーハWが生産ラインからローダー部12に投入されて配置され、ウェーハWはローダー部12の一側に続いて設置された移送部14の複数のロボットR1、R2、R3、・・・により、要求される位置に一枚ずつ移送される過程を経るようになっている。
【0004】
このとき、ローダー部12に近接して位置する移送部14の第1ロボットR1は、キャリヤーCからウェーハWを引き出して、次に続いて設置される第2ロボットR2との間に位置したテーブルT上にウェーハWを移送して配置させる。
このとき、テーブル上に置かれるウェーハWは、再び第2ロボットR2により、その表面にコーティング液を塗布する作業、コーティング液が塗布されたウェーハの表面に対しフォトレジストを塗布する作業、塗布されたコーティング液又はフォトレジストを固着させるための加熱及び冷却作業、ならびにフォトレジストが塗布されたウェーハWの縁部位を露光で除去する作業などの露光工程を行う前の前処理過程を行う前処理部16を経ることになる。
【0005】
このような一連の前処理過程を終えたウェーハWは他のロボットR2により露光部18に近接して位置したテーブルT2に安着して配置され、次いで、露光部18に近接して設置された別のロボットR3により露光部18に移送されて整列過程、露光過程及び検査過程を順次経て、また別のロボットR3によりテーブルT2に移送され配置される。
【0006】
そして、露光による一連の過程を終えたウェーハWは再び他のロボットR2により、現像過程と洗浄過程を含んだ一連の過程を行う後処理部20を経て、他のロボットR2により、ローダー部12に近接して位置したテーブルT1に移送されて配置され、次いでローダー部12に続いて設置されたロボットR1により、要求されるキャリヤーCに搭載されるアンローディング過程を経る。
【0007】
このような一連の過程において、他の工程から露光作業を行うために投入されるウェーハWの表面上にはパーチクルなどの多くの種類の不純物が残存する場合があり、これら不純物はフォトレジストの塗布過程と露光過程などでその部位に対する欠陥、ならびにその他の多くの不良の原因を誘発する。
【0008】
これは、フォトリソグラフィー工程の再作業率を増大させるだけでなく生産性を低下させ、また、製造される半導体素子の品質及び製造収率を低下させる要因として作用する。
そして、現像過程を含んだ後処理部20を経て再びローダー部12のキャリヤーCに搭載されるように移送されるウェーハWは、フォトリソグラフィー工程の実行過程で表面にパーチクルが付いた状態で移送される可能性があり、このようなパーチクルは次の工程での欠陥を誘発するなどの問題点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、露光工程を行うためのウェーハ投入過程においてその表面上に残存するパーチクルを含んだ不純物が存在するか否かを検査し、これを通じて不純物を除去した後に露光の一連の作業を行うことにより欠陥及び不良を防止し、再作業率を減少させ、生産性を増大し、製造される半導体素子の品質と共に製造収率を向上させる半導体素子のフォトリソグラフィー工程システム及びフォトリソグラフィー工程方法を提供することにある。
【0010】
このような目的を達成するため本発明のフォトリソグラフィー工程システムは、キャリヤーが配置されるローダー部に近接して位置し、ロボットにより移送される過程のウェーハを支持するように設置されたテーブルと、テーブル上に配置されるウェーハ表面を照明するように少なくとも一つ設置される照明装置と、配置されるウェーハの表面を撮影するカメラと、前記ロボット、照明装置及びカメラの駆動を制御し、前記カメラから印加されるウェーハの表面状態を通じて不純物が存在するか否かを判断するコントローラーとを備え、照明装置は、テーブルの両側部位に互いに高さが異なるように設置されて所定の傾斜角で照明する複数の第1照明装置と、テーブルの上側からウェーハの表面に垂直に対向して照明する第2照明装置とから構成されていることを特徴とする。
【0011】
また、前記照明装置はレーザーランプ又は紫外線ランプのうち何れか1種類のものを単独で複数設置して構成されるか、あるいはこれらそれぞれを複合的に用いて構成される。
【0012】
そして、前記第1照明装置の照明角度から離隔された前記カメラとウェーハとの間にハーフミラーが傾斜して更に設置され、前記第2照明装置は前記ハーフミラーを通じて照明するように設置されるか、又は前記ハーフミラーなしで前記カメラの周りに設置された構成である。
【0013】
このような構成に加えて前記照明装置には前記コントローラーから印加される照明制御信号に従い照明照度と照明角度を調節する調節手段を更に設置して構成することが好ましく、前記調節手段は印加される照明制御信号に従い前記第1照明装置をスライディング昇降移動させるエレベーター手段と、印加される他の照明制御信号に従い前記第1照明装置と第2照明装置に印加される電源の抵抗値を変化させて照度を調節する照度調節部とから構成される。
【0014】
そして、前記テーブルは前記照明装置の照明角度に対応して配置されるウェーハを回転移動させるように前記コントローラーの制御信号に従い回転可能に構成することが効果的である。
一方、前記目的を達成するためのフォトリソグラフィー工程方法は、ローダー部に近接して設置され、ロボットにより移送されるウェーハを一時的に支持するテーブルと、テーブル上に配置されるウェーハを照明する照明装置と、テーブル上側に離隔して設置されてウェーハの表面を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影された信号を受信して、その表面にパーチクルを含んだ不純物が存在するか否かを判断するコントローラーとを備え、前記照明装置は、前記テーブルの両側部位に互いに高さが異なるように設置されて所定の傾斜角で照明する複数の第1照明装置と、前記テーブルの上側からウェーハの表面に垂直に対向して照明する第2照明装置とから構成されているフォトリソグラフィー工程システムのフォトリソグラフィー工程であって、前記テーブル上に配置されるウェーハに対し照明すると共に撮影する段階と、撮影信号を受信してウェーハ表面上にパーチクルが存在するか否かを確認する段階と、ウェーハ上にパーチクルが存在するか否かに従いウェーハを工程実行位置又は洗浄位置に移送させる段階とを含み、前記ウェーハを照明し撮影する段階は、前記第1照明装置がオンで前記第2照明装置がオフの状態で第1映像を求める段階と、前記第1照明装置がオフで前記第2照明装置がオンの状態で第2映像を求める段階と、
前記第1映像及び前記第2映像を組み合わせて立体映像を具現する段階とを含む。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。
本発明の一実施例による半導体素子のフォトリソグラフィー工程システムにおけるウェーハの進行過程を説明すると、図1に示すように、キャリヤーCに複数搭載されたウェーハWが生産ラインからローダー部12に投入されて配置され、次いで、ウェーハWはローダー部12の一側に続いて設置された移送部14の複数のロボットR1、R2、R3、・・・により、要求される位置に一枚ずつ移送される過程を経る。
【0017】
このとき、ローダー部12に近く位置する移送部14には第1ロボットR1によりキャリヤーCから引き出されて工程実行位置に移送される前のウェーハWと、工程を終え第2ロボットR2によりアンローディングされローダー部12の所定キャリヤーCに投入される以前の過程のウェーハWとを一時的に引き受けて支持するテーブル30が設置される。
【0018】
このように設置されたテーブル30の両側にはテーブルT上に配置されるウェーハWに対向して所定の光を照明する少なくとも一つ以上の照明装置32が設置され、前記テーブル30の上側所定位置にはテーブル30上に位置して照明を受けるウェーハWの表面を撮影するカメラ34が設置される。
【0019】
このような構成において、前記ロボットR1、R2、・・・、照明装置32及びカメラ34はコントローラー(図面の単純化のために省略する)により制御され、前記カメラ34により撮影されたウェーハWの表面状態信号はコントローラーに印加されて、コントローラーがウェーハW上にパーチクルが存在するか否かを判断するようになっている。
【0020】
ここで、前記照明装置32はレーザー光で照明するレーザーランプから構成されるか、又は紫外線光で照明する紫外線ランプから構成され、また、前記カメラ34はCCD(Charge Coupled Device)カメラから構成される。
また、前記照明装置32はテーブル30の両側でウェーハWに対向し互いに高さが異なるように複数設置されて所定の傾斜角で照明する第1照明装置32aと、テーブル30上側からウェーハWの表面に対し垂直に対向して照明する第2照明装置32bとに区分される。
【0021】
そこで、前記第1照明装置32aは、その照明角度がテーブル30上に配置されるウェーハW表面に対し少なくとも0°から70°の範囲内にあり、これは第2照明装置32bと共にウェーハW表面上に既に形成された回路パターン、又はフォトリソグラフィー工程実行により形成されたパターンマスクの陰影部位がないようにするためのもので、これに対し5〜45°の間の照明角度をなすようにすることがより好ましい。
【0022】
そして、第1照明装置32aによる照明から離隔されてウェーハWと該ウェーハWに垂直に対向して設置されるカメラ34との間の所定位置にはハーフミラー36が所定傾斜角をなして設置され、前記第2照明装置32bはテーブル30から離隔された側部所定位置に設置されて前記ハーフミラー36を通じてウェーハW上に垂直に照明するように構成される。
【0023】
このように設置される第2照明装置32bの設置構成は、図3に示すように、前記カメラ34の周りにそってウェーハWに垂直に対向して少なくとも一つ以上設置される構成からなることもできる。
また、これに対して前記テーブル30はウェーハW上の回路パターンが各方向に形成されるに従い、照明装置32の照明位置が限定されるのに対応してウェーハWを回転させるように構成されることもできるし、更に前記カメラ34の焦点がウェーハW上の局部に限定される場合に対応して水平方向へ位置移動ができると共に移動前の位置に位置復元ができるように設置されることもできる。
【0024】
一方、前記照明装置32には前記コントローラーから印加される照明制御信号に従い照明装置32の照明照度と照明角度を調節する調節手段38が更に設置される。
前記調節手段38の構成は、照明装置32の構成のうち第1照明装置32aをコントローラーから印加される照明制御信号に従い昇降スライディング移動させるようにするエレベーター手段38aと、印加される他の照明制御信号に従い第1照明装置32aと第2照明装置32bに印加される電源の抵抗値を変化させて照度を調節する照度調節部(図面の単純化のために省略する)とを含んでなされる。
【0025】
このような構成によると、前記テーブル30を通過するウェーハWに対し照明装置32はウェーハWの表面上に形成された回路パターン及びフォトリソグラフィー工程実行に伴うパターンマスクによる陰影部位がないように照明し、このとき、前記カメラ34はウェーハWの表面を撮影してその信号をコントローラーに印可する。
【0026】
このようにカメラ34によるウェーハWの表面状態撮影信号を受信したコントローラーは、既に設定されたデータに基づきウェーハWにパーチクルが存在するか否かを判断し、パーチクルが存在するか否かに従いウェーハWの移送位置を決定する。
【0027】
ここで、上記のように、照明装置32の構成が配置されるウェーハWに対向して所定の傾斜角をなす第1照明装置32aと、ウェーハWの垂直上側から照明する第2照明装置32bとから構成された場合に、まず、第2照明装置32bをオフして第1照明装置32aを通じて回路パターン又はパターンマスクに対する側部形状を撮影して第1映像を求める。
【0028】
次いで、第1照明装置32aをオフし、第2照明装置32bをオンさせて回路パターン又はパターンマスクの上面形状の第2映像を求めて、これら第1映像と第2映像とを組み合わせて立体映像を具現することにより、その表面上に存在するパーチクルを易しく区分して確認できるようにする。
【0029】
そして、前記第1照明装置32aの昇降駆動位置は回路パターン又はパターンマスクの側部形状を陰影から干渉されることがないようにするためのもので、回路パターン又はパターンマスクの溝幅と長さに対応して陰影がないように第1照明装置32aをスライディング昇降位置調節可能に構成することが好ましい。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、露光工程に対するウェーハの投入及び引出過程でその表面上に残存するパーチクルを含んだ不純物が存在するか否かを検査し、これを通じて不純物を除去した後に露光による一連の作業を実行又は再作業がなされるようにして欠陥及び不良を防止し、工程実行以前の検査は再作業率を減少させ、生産性を増大させ、製造される半導体素子の品質と共に製造収率を向上させることができるという効果がある。
本発明は、具体的な実施例のみに対して詳しく説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で変形及び変更できるのは本発明が属する分野の当業者には明白なもので、そのような変形及び変更は本発明の特許請求範囲に属するといえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるフォトリソグラフィー工程システムの構成を概略的に示す平面図である。
【図2】本発明の一実施例によるフォトリソグラフィー工程システムのパーチクル検査部の構成とこの構成の設置関係とを概略的に示す模式図である。
【図3】本発明の別の実施例によるフォトリソグラフィー工程システムにおいて、各構成の設置関係を概略的に示す模式図である。
【図4】一般の半導体素子のフォトリソグラフィー工程システムを概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
12 ローダー部
14 移送部
16 前処理部
18 露光部
20 後処理部
30 テーブル
32 照明装置
34 カメラ
36 ハーフミラー
38 調節手段
C キャリヤー
R1、R2、R3 ロボット
W ウェーハ
Claims (8)
- キャリヤーが配置されるローダー部に近接して配置され、ロボットにより移送される過程のウェーハを支持するように設置されているテーブルと、
前記テーブルの上に配置されるウェーハ表面を照明するように設置されている少なくとも一つの照明装置と、
配置されるウェーハの表面を撮影するカメラと、
前記ロボット、前記照明装置及び前記カメラの駆動を制御し、前記カメラから印加されるウェーハの表面状態を通じて不純物が存在するか否かを判断するコントローラーと、
を備え、
前記照明装置は、前記テーブルの両側部位に互いに高さが異なるように設置されて所定の傾斜角で照明する複数の第1照明装置と、
前記テーブルの上側からウェーハの表面に垂直に対向して照明する第2照明装置とから構成されていることを特徴とするフォトリソグラフィー工程システム。 - 前記照明装置は、レーザーランプ又は紫外線ランプを有することを特徴とする請求項1に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
- 前記第1照明装置の照明角度から離隔された前記カメラとウェーハとの間にハーフミラーが傾斜をなして設置され、
前記第2照明装置は、前記ハーフミラーを通じて照明するように設置されていることを特徴とする請求項1に記載のフォトリソグラフィー工程システム。 - 前記第2照明装置は、前記カメラの周りに設置されていることを特徴とする請求項1に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
- 前記照明装置には前記コントローラーから印加される照明制御信号に従い照明照度及び照明角度を調節する調節手段が設置されていることを特徴とする請求項1に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
- 前記調節手段は、印加される一照明制御信号に従い前記第1照明装置をスライディング昇降移動させるエレベーター手段と、印加される他の照明制御信号に従い、前記第1照明装置及び前記第2照明装置に印加される電源の抵抗値を変化させて照度を調節する照度調節部とを有することを特徴とする請求項5に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
- 前記テーブルは、前記照明装置の照明角度に対応して、配置されるウェーハを回転移動させるように前記コントローラーの制御信号に従い回転可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
- ローダー部に近接して設置され、ロボットにより移送されるウェーハを一時的に支持するテーブルと、前記テーブルの上に配置されるウェーハを照明する照明装置と、前記テーブルの上側に離隔して設置されウェーハの表面を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影された信号を受信してウェーハの表面にパーチクルを含んだ不純物が存在するか否かを判断するコントローラーとを備え、前記照明装置は、前記テーブルの両側部位に互いに高さが異なるように設置されて所定の傾斜角で照明する複数の第1照明装置と、前記テーブルの上側からウェーハの表面に垂直に対向して照明する第2照明装置とから構成されているフォトリソグラフィー工程システムのフォトリソグラフィー工程方法であって、
前記テーブルの上に配置されるウェーハに対し照明すると共に撮影する段階と、
前記撮影の信号を受信してウェーハの表面上にパーチクルが存在するか否かを確認する段階と、
ウェーハ上にパーチクルが存在するか否かに従いウェーハを工程実行位置又は洗浄位置に移送する段階と、
を含み、
前記ウェーハを照明し撮影する段階は、
前記第1照明装置がオンで前記第2照明装置がオフの状態で第1映像を求める段階と、
前記第1照明装置がオフで前記第2照明装置がオンの状態で第2映像を求める段階と、
前記第1映像及び前記第2映像を組み合わせて立体映像を具現する段階と、
を含むことを特徴とするフォトリソグラフィー工程方法。
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