JPH06291017A

JPH06291017A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH06291017A
Application number: JP9806192A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takahashi; 一雄高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1994-10-18
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JP2505952B2

Abstract

(57)【要約】【目的】異なる性能の複数の露光システム間での半導
体基板のハンドリング回数を低減させることにより、コ
ンタミネーションの発生を軽減させると共に、生産性を
高める。【構成】異なる性能の複数の露光システムを設けると
共に、各露光システムごとに設けられるＸ，Ｙ，Ｚ，θ
駆動機構を有する露光ステーションが前記露光システム
間で交換可能とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置を製造する
ための半導体製造装置、特には半導体製造用露光装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体装置製造用の露光装置
としては、各種のものが提案されている。これらの露光
装置は、それぞれ好ましい特徴的な性能を有している
が、一方では以下に述べるような不都合な点を有してい
る。

【０００３】例えば、光学的な露光装置には、使用して
いる光の波長によって、限界解像力と焦点深度が制限さ
れ、また、投影光学系の設計では、使用する硝材の均一
性や加工精度などの問題もあり、露光可能な画面サイズ
を大きくすると、投影光学系のＮＡ（開口数）を大きく
することが難しいという問題がある。

【０００４】また、現在、半導体製造用の露光装置とし
て主流となっている縮小投影露光装置（一般にステッパ
ーと呼ばれている）においては、製造する半導体装置の
微細化に伴い、大気圧、温度、及び湿度等の変化による
投影倍率や焦点位置変化も無視できない量となってい
る。

【０００５】更に、電子ビーム露光装置では、微細な半
導体装置の回路パターンを半導体基板上に塗布された感
光剤に直接描画することが可能であるが、回路パターン
の描画には時間がかかるために、生産装置としては使用
しにくい等の問題がある。

【０００６】この他、軟Ｘ線、ＳＯＲ（シンクロトロン
放射線）、イオンビーム等を用いた露光装置にも、いく
つかの解決が必要な問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】これらの個々の露
光装置の問題を解消するために、複数種類の露光システ
ムを同一装置内に組み込んで、個々の装置の問題を両装
置の機能で補間することにより解消する半導体製造装置
を、本件出願人は、１９９１年０６月３０日に出願した
特願平３−１５３７４６号で提案した。

【０００８】しかしながら、先に提案した装置において
も、更に解決すべき問題がある。例えば、露光される半
導体基板の装置内でのハンドリングである。露光される
半導体基板の装置内でのハンドリング回数が多くなれ
ば、コンタミネーションの問題や、生産性の低下等の不
都合が生じる。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、その目的は、複数の露光システム間での半導体
基板のハンドリング回数を低減させることにより、コン
タミネーションの発生を軽減させると共に、生産性を高
めることを可能にする半導体製造装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上述
した目的を達成するために、半導体製造装置において、
半導体素子用パターンを半導体基板上に焼付けるための
異なる性能と仕様を有する複数の露光システムと、前記
露光システムのそれぞれに対応する位置に半導体基板を
保持する複数の基板保持ステーションを有し、前記基板
保持ステーションのそれぞれは、半導体基板を吸着固定
するためのチャックと、前記チャックに保持された半導
体基板の表面を対応する露光システムの露光面に合致さ
せるための位置合せ機構と、前記チャックに保持された
半導体基板を前記露光面に沿って移動させるためのステ
ージ機構を有し、前記基板保持ステーションが前記露光
システム間で交換可能とされていることを特徴としてい
る。

【００１１】また、より好ましくは、前記ステージ機構
のそれぞれを支持するベーステーブルと、前記ベーステ
ーブルを移動する共通ステージ機構と、前記ベーステー
ブルを前記共通ステージ機構上で回転させる回転機構を
有していたり、少なくとも前記基板保持ステーションの
それぞれの周囲を減圧雰囲気とするためのチャンバーを
有している。

【００１２】更には、前記露光システムの一方が光学的
な縮小投影露光システムを有し、他方が電子ビームによ
る直接描画システムを有している。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図に示した実施例に基づいて
詳細に説明する。

【００１４】図１は、半導体装置用の微細な回路パター
ンを感光剤を塗布した半導体基板上に形成するための本
発明にかかわる半導体製造装置の一例を示すものであ
る。この図において、２０１は半導体回路パターンが形
成されているガラス基板からなるレチクルまたはマスク
（以下レチクルと総称する）、２１１はレチクル２０１
を介した露光光で半導体基板２０２上の感光層を各シヨ
ツト領域ごとに露光するための光学的の第１露光システ
ムである。

【００１５】第１露光システム２１１には、レチクル２
０１に露光光を照射すると共に、露光量制御用のシャッ
ター２０３を有する照明光学系２０４と、保持したレチ
クル２０１の位置決めを行なうレチクルステージ２０５
と、照明光学系２０４からの露光光で照明されたレチク
ル２０１上の回路パターンの像を半導体基板２０２上の
あるシヨツト領域に縮小結像させる投影光学系２０７が
設けられている。

【００１６】更に、第１露光システム２１１には、投影
光学系２０７の倍率や焦点位置を制御するための検出を
行なう検出系２０８と、レチクル２０１に対する半導体
基板２０２のアライメント誤差を検出するアライメント
検出系２０９と、投影光学系２０７により投影された回
路パターンの像を半導体基板２０２上に合焦させるため
のフォーカス検出系２１０等が設けられると良い。

【００１７】２２２は第１露光システム２１１と並置さ
れている直接描画露光システムである。この直接描画を
行なう第２露光システム２２２には、電子銃２１３から
電子ビームを発生させるための電源２１２と、電子ビー
ムの形状を整形するための電子レンズ２１４と、電子ビ
ームの方向を制御するための偏向制御器２１５と、電子
ビームの焦点を制御するための焦点制御器２１６と、電
子ビームを効率よく照射面に到達させるためのビームコ
ラム２１８が設けられている。

【００１８】更に、第２露光システム２２２は、予めプ
ログラムされた条件にしたがって電子ビームをオン／オ
フするための制御機構２１７と、ビームコラム２１８内
の電子ビームの行路を真空にするための真空ポンプ２１
９と、ビームコラム２１８内の真空度を測定するための
真空ゲージ２２０と、ビームコラム２１８内の真空度を
保持するための開閉可能な隔壁２２１を具備していても
良い。

【００１９】露光ステーション２３０は第１露光システ
ム２１１の下に位置すると共に、露光ステーション２３
１は第２露光システム２２２の下に位置する。これらの
露光ステーション２３０，２３１は、半導体基板２０２
の全面を露光可能とするように、半導体基板２０２を露
光システムの光軸に垂直な面内のＸ軸、Ｙ軸、及び露光
システムの光軸に平行なＺ軸に沿って移動可能とすると
共に、Ｚ軸回りのθ方向の回転を可能にしている。ま
た、半導体基板の表面を対応する露光システムの露光面
（像面）に合わせるための機構と、半導体基板を保持す
る基板チャック２２５Ａ，Ｂをそれぞれ具備している。

【００２０】水平面（ＸＹ面）内で回転可能に構成され
たターンテーブル２３２は、露光ステーション２３０，
２３１を搭載している。ターンテーブル２３２はステー
ジ２３３に搭載され、ステージ２３３は半導体基板の全
面を露光可能なストロークを有しＸ及びＹ軸方向に移動
可能である。これらを収納するチャンバー２３７は、上
部に第１露光システム２１１に対して内部の減圧（真
空）雰囲気を保持するための透明な隔壁２３４を設けた
開口と、第２露光システム２２２に対して内部の減圧
（真空）雰囲気を保持するための隔壁２３５を設けた開
口と、半導体基板を出し入れするための開閉可能な隔壁
２３６を有する。

【００２１】カセット２２３は半導体基板を収納し、基
板搬送機構２２６はカセット２２３から取り出した半導
体基板のプリアライメントを行なった後、半導体基板を
光学的露光システム２１１の下にある露光ステーション
の基板チャック２２５上に載置する。これらを内蔵する
チャンバー２２９は、カセット２２３の出し入れするた
めの開閉可能な隔壁２２７、及びプリアライメントされ
た半導体基板を露光ステーションに搬出するための開閉
可能な隔壁２２８を持っている。

【００２２】カセット２３８は露光終了後の半導体基板
２０２を一時保存するためのものである。チャンバー２
４１は基板チャック２２５上の半導体基板２０２をカセ
ット２３８に移動させるための基板移送機構２３９を内
蔵し、チャンバー２３７から基板を搬出するための開口
２３６と、カセット２３８を出し入れするための開閉可
能な隔壁２４０を有する。

【００２３】チャンバー２２９，２４１とチャンバー２
３７は、振動的にも絶縁され、チャンバー２３７及び露
光システム２１１，２２２は、防振システム２４２（複
数）上に位置する。チャンバー２２９，２３７，２４１
のそれぞれは、独立した真空ポンプ２４３，２４４，２
４５により独立に真空にすることが可能な構成になって
いる。

【００２４】また、本実施例では、露光システム２１
１，２２２を制御するための制御装置２４６、装置の動
作を指令し、装置の動作状態をモニターするためのコン
ソールシステム２４７等を具備している。

【００２５】図２及び図３は、露光ステーション２３
０，２３１と、ターンテーブル２３２の詳細な構成を示
している。基板チャック２２５Ａ，２２５Ｂは対応する
半導体基板２０２Ａ，２０２Ｂを平面矯正して吸着固定
する。基板チャック２２５Ａ，２２５Ｂを載置するレベ
リング天板２５２Ａ，２５２Ｂのそれぞれには、Ｘ及び
Ｙ軸方向の位置を計測のために用いられる基準ミラー２
４９Ｘ，２４９Ｙと、基準ミラー２５０Ｘ，２５０Ｙが
搭載されている。

【００２６】Ｚ駆動機構２４８Ａ，２４８Ｂは対応する
レベリング天板２５２Ａ，２５２ＢをＺ軸方向に駆動
し、傾斜機構２５１Ａ，２５１Ｂは対応する露光システ
ム２１１，２２２の像面に半導体基板２０２の表面を合
致させ、移動機構２５３Ａ，２５３Ｂは対応するレベリ
ング天板２５２Ａ，２５２ＢをＸ，Ｙ，θ方向に移動さ
せるものであり、これらは水平面（ＸＹ面）内で回転中
心を軸に３６０度回転可能なターンテーブル２３２上に
載置されている。

【００２７】レーザ干渉計等の位置センサー２５４Ａ，
２５４Ｂ，２５５Ａ，２５５Ｂ，２５６Ａ，２５６Ｂ
は、対応する基準ミラー２４９Ｘ，２４９Ｙ，基準ミラ
ー２５０Ｘ，２５０Ｙと共同して露光ステーション２３
０，２３１のＸ及びＹ軸方向及びθ方向の位置を計測す
る。露光ステーション２３０，２３１を載せてＸ軸方向
に移動するＸステージ２５９は、これをＹ方向に移動さ
せるＹステージ２６０上に載置されている。

【００２８】Ｘステージ２５９の側面には、Ｘ及びＹ軸
方向の位置計測のための基準ミラー２５７，２５８が設
けられ、これとレーザー干渉計２６３Ｘ，２６３Ｙが共
同してＸステージ２５９のＸ、Ｙ座標を計測する。Ｙス
テージ２６０が載置されるステージ基板２６１はベース
ステージ２６２上に載置される。

【００２９】次に、本実施例の動作について説明する。

【００３０】（１）稼働状態にセットアップした後に、
隔壁２２８，２３６を閉じてチャンバー２３７を減圧
（真空）に保てるようにすると共に、隔壁２２７を開い
て、処理しようとしている半導体基板２０２の入ったカ
セット２２３をチャンバー２２９内にセットする。そし
て、隔壁２２７を閉じ、真空ポンプ２４３を動作させる
ことにより、チャンバー２２９内を真空にする。

【００３１】（２）次に、隔壁２４０を開き、処理を終
了した半導体基板２０２を収納するためのカセット２３
８をチャンバー２４１内にセットし、隔壁２４０を閉
じ、真空ポンプ４５を動作させて、チャンバー２４１内
を真空を開始する。

【００３２】（３）チャンバー２３７内が、チャンバー
２２９内と同程度の真空度になった時点で隔壁２２８を
開いて、カセット２２３内の半導体基板２０２を基板搬
送装置２２６で取り出し、プリアライメントした後に、
チャンバー２３７内にある露光ステーション２３０の基
板チャック２２５Ａ上に移送する。

【００３３】（４）この時、露光ステーション２３０，
２３１は、ターンテーブル２３２上に設置されたセンサ
ー２９０，２９１を用いた調整で初期位置（Ｘ，Ｙ，
θ）に位置決めされる。同時に、共通のステージ２５
９，２６０を移動させて、基板搬送装置２２６から半導
体基板２０２を基板チャック２２５Ａに受け取る。

【００３４】（５）レーザー干渉計２６３Ｘ，２６３Ｙ
によって位置計測されるステージ２５９，２６０は、第
１露光システム２１１の直下に露光ステーション２３０
を移動させ、フォーカス計測系２１０で基板表面の位置
を計測し、露光ステーション２３０を駆動して、第１露
光システム２１１の光学系２０７の像面の位置に半導体
基板２０２の表面を合致させる。

【００３５】（６）次に、半導体基板２０２上の複数の
ショットの位置合わせマークを、ステージを移動させな
がらアライメント計測系２３４で計測し、これらの計測
値とレーザー干渉計２５５Ａ，２５５Ｂで計測したステ
ージの位置情報から、露光システム２１１に対する半導
体基板２０２の相対的な位置関係を計算し、ステージ２
５９，２６０をステップ駆動するために予めコンソール
２４７内にある記憶装置（不図示）に記憶させておいた
標準ステージ駆動マップを、上記の計算にもとずいて補
正し、再び記憶させておく。

【００３６】（７）この補正駆動マップを基にステージ
２５９，２６０を移動させ、半導体基板２０２上の第一
ショット位置に合わせる。同時に、露光ステーション２
３０の移動機構２５３Ｂのθ駆動機能を用いて、半導体
基板２０２上の回路パターンの配列方向とステージ２５
９のＸ軸方向を合致させる。この状態で、露光ステーシ
ョン２３０の位置を計測するためのレーザー干渉計２５
５Ａ，２５５Ｂ，２５６Ｂを起動させる。

【００３７】（８）この後、オートフォーカス、あるい
は、傾き補正のためのレベリング動作を行い、露光シス
テム２１１の像面の位置と半導体基板２０２の表面の位
置を正確に一致させて、露光システム２１１のシャッタ
ー２０３を動作させて、第１ショットの露光を完了させ
る。

【００３８】（９）再び、補正駆動マップを基にステー
ジ２５９，２６０を移動させ、第２ショットの位置が露
光システム２１１の直下に来るようにして同様な手順で
露光を行なう。

【００３９】（１０）以下、順次半導体基板２０２上の
最終ショットまで上記の（９）を繰り返し、第１露光シ
ステム２１１による一枚目の半導体基板２０２の露光処
理を完了させる。この間、露光ステーション２３０の位
置を計測しているレーザー干渉計２５５Ａ，２５５Ｂ，
２５６Ｂの値は、各ショット毎のデータとして記憶され
ている。レーザー干渉計２５５Ａ，２５５Ｂ，２５６Ｂ
をオフにする。

【００４０】（１１）この後、ターンテーブル２３２を
１８０度回転させて、露光ステーション２３１を第１露
光システム２１１の直下に、露光ステーション２３０を
第２露光システム２２２の直下に移動させる。同時に、
各露光ステーション２３０，２３１もそれぞれターンテ
ーブル２３２上で１８０度回転させておく。

【００４１】（１２）上記の（３）と同様の手順で、二
枚目の半導体基板２０２を露光ステーション２３１のチ
ャック２２５Ｂ上に固定する。

【００４２】（１３）この後、ステージ２５９，２６０
は、第１露光システム２１１の直下に露光ステーション
２３１を移動させ、フォーカス計測系２１０で基板表面
の位置を計測し、露光ステーション２３１を駆動して第
１露光システム２１１の光学系２０７の像面の位置に半
導体基板２０２の表面を合致させる。この時、当然、第
２露光システム２２２の直下に露光ステーション２３０
に搭載された一枚目の半導体基板２０２が位置している
ので、必要に応じてオートフォーカスさせることもでき
る。一般に、第２露光システム２２２が、電子ビームに
よる直接描画システムの場合には、焦点深度が深いため
にオートフォーカスは不要である。

【００４３】（１４）次に、第１露光システム２１１の
直下で、露光ステーション２３１をステージ２５９，２
６０により移動させながら、予め形成された電子回路パ
ターンのアライメントマークをアライメント計測系２３
４を用いて複数のショット位置で計測し、これらの計測
値とレーザー干渉計２５５Ａ，２５５Ｂ，２５６Ｂで計
測しているステージの位置情報から、第１露光システム
２１１に対する基板２０２の相対位置関係を計算し、ス
テージ２５９，２６０のステップ駆動のために予めコン
ソール内に記憶させておいた駆動マップを補正する。同
時に、露光ステーション２３０も位置が反転し、基板２
０２の位置情報も変わることから、露光ステーション２
３１上の基板２０２の位置情報も加味して補正駆動マッ
プを作成する。

【００４４】（１５）露光ステーション２３１上の半導
体基板２０２の第１ショット位置へステージ２５９，２
６０を移動させる。このとき、露光ステーション２３０
も同じ動作をすることになるので、露光ステーション２
３０上の基板２０２もその第１ショットの位置に移動し
ていることになる。但し、ステージ２５９，２６０は、
Ｘ、Ｙ軸方向のみしか移動しないので、基板２０２の走
り方向、補正マップとの差分は、露光ステーション２３
０のＸ、Ｙ、θ駆動機構２５１Ａで補正することにな
る。露光ステーション２３０，２３１のレーザー干渉計
を作動させる。

【００４５】（１６）この状態で、第１露光システム２
１１のフォーカス調整を行ない、この後、第１露光シス
テム２１１のシャッター２０３を動作させて第１のショ
ットの露光を行う。同時に、第２露光システム２２２の
直下では、コンソール２４７内に記憶させてある回路パ
ターンの情報と前記補正駆動マップの情報を基に、第１
ショットの直接描画が行われる。但し、この場合、第２
露光システム２２２は、直接描画のために、露光ステー
ション２３０をレーザー干渉計２５４Ａ，２５４Ｂ，２
５６Ａで制御しながら移動させて、そのショット内の必
要箇所を順次描画させることになる。ショット内の描画
が完了した後、レーザー干渉計２５４Ａ，２５４Ｂ，２
５６Ａで露光ステーション２３０を初期位置に戻す。

【００４６】（１７）ステージ２５９，２６０を移動さ
せ、第２ショット位置に基板を移動させ、露光システム
２１１，２２２２で（１６）と同様に露光及び直接描画
を行う。このステップアンドリピート動作を、基板２０
２の最終ショットの露光及び直接描画が完了するまで繰
り返す。

【００４７】（１８）各基板の最終ショットの露光及び
直接描画が完了した時点で、隔壁２３６を開き、基板搬
送機構２３９で露光ステーション２３０上の処理を終了
した基板２０２を取り出し収納カセット２３８に収納す
る。なお、この隔壁２３６を開く場合は、チャンバー２
４１が減圧（真空）になっていることを確認しておく必
要がある。露光ステーション２３０，２３１のレーザー
干渉計をオフにする。

【００４８】（１９）以降、（１１）〜（１８）を繰り
返して、カセットに収納された半導体基板の処理を行
い、最終の基板（ウエハ）の処理を完了すると、隔壁２
２７，２３６が閉じられ、隔壁２２７，２４０が開閉可
能となって、基板を収納したカセットの搬出、搬入が可
能となる。

【００４９】（他の実施例）前記した実施例では、（１
１）以降の動作において、ターンテーブル２３２を１８
０度回転させる際に、露光ステーション２３０，２３１
自体も１８０度回転させる方法を示したが、各露光ステ
ーション２３０，２３１自体がＸ，Ｙ軸方向にウエハの
全面を露光もしくは描画可能なストロークを有するよう
に構成すれば、図４に示すように露光ステーション自体
を回転させなくても良いように構成できる。

【００５０】また、第２露光システム２２２で、基板２
０２の最終ショットから第１ショットに向かって直接描
画が行われるようにすれば、各露光ステーション自体
が、必ずしもＸ及びＹ方向にウエハの全面を露光もしく
は描画可能なストロークを有する必要はない。

【００５１】また、前記した実施例の構成において、２
２６，２３９を搬出入可能な双方向性の基板搬送システ
ムとし、２２３，２３８をそれぞれ供給収納のカセット
とすると、次に述べる動作も可能である。この場合も、
図４に示すように、必ずしも露光ステーション２３０，
２３１自体を１８０度回転させなくても良い。

【００５２】（１）基板搬送システム２２６，２３９で
共用カセット２２３，２３８からそれぞれ半導体基板２
０２を取り出し、露光ステーション２３０，２３１上の
基板チャック２２５Ａ，２２５Ｂのそれぞれにプリアラ
イメントした半導体基板２０２を固定する。

【００５３】（２）ステージ２５９，２６０を移動さ
せ、露光システム２１１，２２２のそれぞれの直下でオ
ートフォーカス動作を行い、露光システム２１１，２２
２でそれぞれ複数のショットの位置計測を行う。

【００５４】（３）各々の露光システム２１１，２２２
での計測値を基に各露光ステーション２３０，２３１を
駆動させて、各露光システムの計測基準（光軸）と各基
板の位置を合わせ、ステージ２５９，２６０の移動方向
と基板上の回路パターンの配列方向を合致させる。

【００５５】（４）また、ステージ２５９，２６０の走
りに対する駆動マップを上記各測定値で補正し、それぞ
れの露光ステーションの位置補正用テーブルを作り記憶
させておく。

【００５６】（５）ステージ２５９，２６０を第１露光
システム２１１の第１ショット位置に移動させ、オート
フォーカス動作を行い、露光する。同時に、露光システ
ム２２２直下では、基板の最終ショットに相当する位置
から直接描画を始める。

【００５７】（６）順次ステージ２５９，２６０を駆動
して、各基板２０２の全ショットを露光或は直接描画す
る。

【００５８】（７）各露光システム２１１，２２２で基
板の全面の処理が完了した時点で、ターンテーブル２３
２を１８０度回転させる。この時、第１露光システム２
１１の直下に移動した基板２０２は、超微細回路のパタ
−ンのみが描画されており、第２露光システム２２２の
直下に移動した基板２０２には、超微細回路のパターン
を除いた全回路のパターンが転写されていることにな
る。

【００５９】（８）この状態で、ステージ２５９，２６
０の移動方向と各露光ステーション２３０，２３１上の
基板２０２の配列方向が変わるが、各露光ステーション
２３０，２３１上の位置センサー２５４Ａ，２５４Ｂ，
２５５Ａ，２５５Ｂ，２５６Ａ，２５６Ｂによって、各
露光システム２１１，２２２の基準と回路パターンの位
置を合致させれば良い。その後、（２）〜（６）を繰り
返して、両露光システム直下の基板の処理を同時に終了
させる。

【００６０】（９）基板搬送システム２２６，２３９を
駆動し、露光ステーション２３０，２３１上の半導体基
板２０２をカセット２２３，２３８にそれぞれ収納す
る。この時、カセット２２３より搬出された半導体基板
２０２はカセット２３８に、カセット２３８より搬出さ
れた半導体基板２０２はカセット２２３に、それぞれ収
納されることになるが、全半導体基板の処理が終了した
時点では、単にカセットが入れ替わったことになるだけ
なので問題はない。

【００６１】この例は、全ての処理が並行して行われる
ために、生産性向上に対してはもっとも効果のある例で
ある。なお、本例では、露光ステーションの位置を計
測、制御するためのレーザー干渉計は、必ずしも必要で
なく、装置のコスト的にも非常に有利である。

【００６２】以上の実施例は、第１露光システム２１１
として、縮小投影光学系を有する光学的な露光システ
ム、所謂ステッパーの機能を有するシステムを想定し、
第２露光システム２２２として、電子ビームによる直接
描画システムを想定して説明したが、必ずしも各露光シ
ステムがこの組み合わせである必要はない。

【００６３】また、上記した実施例では、露光システム
が２つの場合について説明したが、第１露光システム２
１１と第２露光システム２２２の処理能力に差がある場
合には、処理能力のバランスを取るためにいずれか一方
の露光システムの数を増加させることも可能である。

【００６４】例えば、第１露光システムとして縮小投影
光学系、第２露光システムとして、電子ビーム露光シス
テムを考えた場合、一般に、第１露光システムの基板処
理能力は、６インチウエハ５０ショット相当で、１ショ
ットあたり１〜５秒である。また、電子ビームシステム
で、６インチウエハ全面を直接描画使用とすると、使用
するフォトレジストの感度にも依存するが、通常１ウエ
ハ当たり１０〜２０分である。

【００６５】上記実施例のように、超微細な回路パター
ンのみを直接描画させる場合には、１ショット当たりに
換算すると３〜１５秒程度となるので、第２露光システ
ムとして２〜３基の電子ビーム露光システムを組み込め
ば十分である。

【００６６】図５に、第１露光システム１基と、第２露
光システム２基を同心円状に配置した例を示す。本例に
おいても、前記の実施例で示したのと同様に、ターンテ
ーブル２３２を１２０度回転させると同時に、各露光ス
テーションもそれぞれ６０度ずつ回転させることも、図
４の実施例で説明したように、各露光ステーションを回
転させずに露光ステーションのＸ，Ｙ駆動を利用して、
各基板を同時に露光と直接描画させることも可能であ
る。

【００６７】また、図５に示したように、第２露光シス
テムを複数基使用する場合には、第１露光システムで比
較的粗い回路パターンを転写し、第２露光システムの一
方で微細な回路パターンの部分を直接描画させ、更にも
うひとつの第２露光システムで超微細な回路パターンの
部分を描画させることも可能である。

【００６８】更に、第１露光システムで微細な回路パタ
ーンを転写し、第２露光システムで超微細な回路パター
ンを描画させ、この時、第２露光システムの処理能力
が、第１露光システムの処理能力よりも高い場合には、
本来第１露光システムで転写できるパターンの一部を第
２露光システムで描画させることによって、回路パター
ンの重ね合わせ精度を向上させることも可能である。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、異なる
性能と仕様を有する露光システムをそれぞれの特徴を生
かして同一装置内に組み込み、これらの間で基板の交換
を可能とし、共通のステージで駆動できるようにしたの
で、従来この種の個々の露光システムが持っていた欠点
を補うことができる。

【００７０】また、電子ビーム直接描画システムは、シ
ステム自体のコストも高く、描画速度が非常に遅いため
に、半導体の量産工程では使用が困難と言うのが通説で
あったが、本発明によれば、電子ビーム直接描画システ
ムで半導体回路パターンのごく一部を部分的に直接描画
するようにすることも可能となるため、描画速度が遅い
ことが軽減され、且つ、光学的な露光システムでは解像
が困難な微細な回路パターンを含む半導体素子の量産が
可能になる。

【００７１】この他、本発明によれば、２系統以上の露
光システムを同一装置内に組み込んだシステムで、半導
体基板の処理を共通のステージで行いうる構成としたた
め、装置の設置面積を個々のシステムを並べて設置する
よりも少なくでき、半導体基板を並行して処理出来る構
成としたために生産性も格段に向上する。また、両シス
テムの制御用のコンピュータも共通にでき、ソフトウエ
アも共用できる部分も多く、コスト的にも設置面積的に
も有利となる。

【００７２】更に、本発明によれば、個々の独立システ
ムを用いて半導体基板の露光処理を行う場合、システム
間の半導体基板のハンドリング回数が多くなり、このた
め、コンタミネーションの問題も発生するが、この問題
に対しても、少なくとも２系統のシステムを隣接して同
一装置内に配置し、半導体基板の搬送経路を最短にする
と共に、その処理のすべてを所定のチャンバー内で行え
ることから回避可能で有る。

【００７３】また、本発明によれば、個々のシステムを
別々に定期メンテナンスするのに要する装置のダウンタ
イムよりも、ダウンタイムを短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体製造装置の一実施例を示す断面
図。

【図２】本実施例の要部を詳細に示す正面図。

【図３】本実施例の要部を詳細に示す側面図。

【図４】本発明の他の実施例の要部を詳細に示す正面
図。

【図５】本発明の更に他の実施例の要部を詳細に示す正
面図。

【符号の説明】

２１１第１露光システム２２２第２露光システム２３０，２３１露光ステーション２３２ターンテーブル２４８Ｚ駆動機構２４９，２５０基準ミラー２５１傾斜機構２５２レベリング天板２５３Ｘ，Ｙ，θ移動機構２５４〜２５６位置センサー２５７，２５８基準ミラー２５９Ｘステージ２６０Ｙステージ２６１ステージ基板２６２共通ステージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子用パターンを半導体基板上に
焼付けるための異なる性能と仕様を有する複数の露光シ
ステムと、前記露光システムのそれぞれに対応する位置
に半導体基板を保持する複数の露光ステーションを有
し、前記露光ステーションのそれぞれは、半導体基板を
吸着固定するためのチャックと、前記チャックに吸着固
定された半導体基板の表面を対応する露光システムの露
光面に合致させるための位置合せ機構と、前記チャック
に保持された半導体基板を前記露光面に沿って移動させ
るためのステージ機構を有し、前記露光ステーションが
前記露光システム間で交換可能とされていることを特徴
とする半導体製造装置。
【請求項２】前記ステージ機構のそれぞれを支持する
ベーステーブルと、前記ベーステーブルを移動する共通
ステージ機構と、前記ベーステーブルを前記共通ステー
ジ機構上で回転させる回転機構を有する請求項１記載の
半導体製造装置。
【請求項３】少なくとも前記露光ステーションのそれ
ぞれの周囲を減圧雰囲気とするためのチャンバーを有す
る請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項４】前記露光システムの一方が光学的な縮小
投影露光システムを有し、他方が電子ビームによる直接
描画システムを有する請求項３記載の半導体製造装置。