JPH10284403A - ウエハのリソグラフィー装置 - Google Patents

ウエハのリソグラフィー装置

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JPH10284403A
JPH10284403A JP10274897A JP10274897A JPH10284403A JP H10284403 A JPH10284403 A JP H10284403A JP 10274897 A JP10274897 A JP 10274897A JP 10274897 A JP10274897 A JP 10274897A JP H10284403 A JPH10284403 A JP H10284403A
Authority
JP
Japan
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wafer
unit
resist
exposure
overlay
Prior art date
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Pending
Application number
JP10274897A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Sagawa
恒一 寒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一連の処理から人手の介入を排除してリソグ
ラフィー工程を自動化し、かつ重ね合わせ検査から露光
条件決定へのフィードバックをリアルタイム的に行なえ
るようにする。 【解決手段】 1枚のウエハに、レジスト塗布ユニット
4でレジスト塗布が行なわれ、そのウエハに初めに設定
された条件に従って露光が行なわれる。露光後のウエハ
が現像処理され、重ね合わせ検査が行なわれる。重ね合
わせ検査の結果が許容範囲内であれば、その検査結果が
露光ユニット6へフィードバックされて次のウエハの露
光条件が決定され、その決定された条件で露光処理され
る。あるウエハの重ね合わせ検査の結果が許容範囲内で
なかった場合には、そのウエハのレジストが除去され、
再びレジスト塗布、露光、現像、及び重ね合わせ検査が
繰り返される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路装置
の製造プロセスにおいて、ウエハにレジストを塗布し、
そのレジストが塗布されたウエハを露光し、露光された
ウエハを現像し、現像後の転写パターンの重ね合わせ精
度を検査し、その検査結果を露光条件にフィードバック
するようにした一連のリソグラフィー装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来のリソグラフィー工程においては、
レジスト塗布、露光及び現像処理はユニット化された装
置内で人手を介さずに自動的に処理が進められるように
インライン化されており、その装置にウエハを装着する
とレジスト塗布、露光及び現像が連続して自動的に処理
される。
【0003】最近の半導体集積回路装置は、パターンの
微細化が進むにつれて、ウエハに転写されたパターンの
重ね合わせ測定を行なうことが必須になりつつある。し
かし、重ね合わせ測定結果の露光装置へのフィードバッ
ク方法や、測定したウエハの品質異常時の処理が明確で
ないため、重ね合わせ測定装置まで含めたリソグラフィ
ーのインライン化は現在のところまだ確立されていな
い。
【0004】一般にはリソグラフィー処理はロット単位
で行なわれている。1ロットには例えば25枚のウエハ
が含まれるが、そのうちから例えば3枚程度を先行ウエ
ハとして選択し、図1(A)に示されるように、レジス
ト塗布、露光及び現像を行なわせる。その現像の終わっ
た先行ウエハを、人手を介して重ね合わせ検査装置へ移
送し、そこで重ね合わせ検査を行なわせる。重ね合わせ
検査は、ウエハ上の下のパターンとその上に転写された
パターンとのずれ量を測定することである。その重ね合
わせ検査結果が許容範囲内のものである場合には、その
結果に基づいてそのロットの母集団の露光条件を定め、
そのロットの残りのウエハに対して露光及び現像を行な
う。そして、本ロットの残りのウエハに対しても現像後
のパターンの重ね合わせ検査を再び行なって、重ね合わ
せ精度の確認を行なう。
【0005】もし、先行ウエハでレジスト塗布、露光及
び現像まで行なって重ね合わせ検査を行なった結果が許
容範囲外になった場合には、その先行ウエハのレジスト
を除去した後、再び先行ウエハについてレジスト塗布、
露光及び現像を行ない、重ね合わせ検査を行なって、そ
の重ね合わせ検査結果が許容範囲内のものか否かを判定
する操作を繰り返す。
【0006】図1(B)は上記で説明した従来のリソグ
ラフィー工程におけるプロセスのシーケンスをまとめて
示したものであり、各ロットの先行ウエハ(黒丸の3
枚)について重ね合わせ検査を行ない、その結果に基づ
いてロットの母集団の残りのウエハ全ての露光条件を定
める操作を表わしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のように数枚の先
行ウエハについて重ね合わせ検査を行ない、その結果で
ロットの母集団を処理する方法では、先行ウエハの品質
のバラツキによって母集団ウエハに悪影響を与えること
がある。また、1ロットが25枚のウエハを含んでいる
とした場合、最初の数枚、例えば3枚の先行ウエハで残
りのウエハの露光条件を定めるので、先行ウエハの処理
から残りのウエハの処理が完了するまでの時間が長くな
り、その間に露光条件が変化することも考えられる。
【0008】図1(A)で破線で囲まれたブロックはユ
ニット化された装置を表わし、その装置内では処理が自
動的に行なわれるが、それらの装置間のウエハの搬送は
人手によって行なわれているため、従来の方法では工数
面で少なくとも4回のオペレータによる介入が発生す
る。このことから処理コストを高くするとともに、人手
の介入によって品質のバラツキをまねく虞れがある。
【0009】本発明はレジスト塗布、露光及び現像から
重ね合わせ検査を経て露光条件へのフィードバックに至
る一連の処理から人手の介入を排除してリソグラフィー
工程を自動化し、かつ重ね合わせ検査から露光条件決定
へのフィードバックをリアルタイム的に行なえるように
して、コスト低下と品質向上を図ることを目的とするも
のである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のリソグラフィー
装置は、1枚ずつのウエハにレジストを塗布するレジス
ト塗布ユニットと、レジストが塗布されたウエハにマス
クを通して露光しパターンを転写する露光ユニットと、
露光されたウエハを現像する現像ユニットと、現像後の
ウエハのパターンの重ね合わせ精度を検査する重ね合わ
せ測定ユニットと、ウエハに塗布されたレジストを除去
するレジスト除去ユニットと、それらのユニット間でウ
エハを搬送する搬送機構と、制御装置とを備え、かつ、
各ユニットが搬送機構によるウエハ搬送範囲内に配置さ
れたものである。そして、制御装置は、搬送機構による
ウエハの搬送を制御するとともに、レジスト塗布ユニッ
トにおけるウエハへのレジスト塗布を実行し、レジスト
が塗布されたウエハに対する露光ユニットでの露光及び
現像ユニットでの現像を1枚ずつ実行させ、重ね合わせ
測定ユニットにおける重ね合わせ精度の検査を実行さ
せ、その検査結果が許容範囲内であればその検査結果に
基づいてその後のウエハの露光条件を決定し、その検査
結果が許容範囲内でなければそのウエハのレジストを前
記レジスト除去ユニットで除去させた後、レジスト塗
布、露光、現像及びパターン重ね合わせ精度検査を繰り
返すように、自動的に制御するものである。
【0011】制御部は、重ね合わせ測定ユニットにおけ
る重ね合わせ精度の検査を、全てのウエハについて行な
わせるものであってもよい。また、制御部は、重ね合わ
せ測定ユニットにおける重ね合わせ精度の検査を、複数
枚のウエハごとに行なわせてそのウエハの重ね合わせ精
度の検査結果に基づいてその後のウエハの露光条件を制
御していき、次の重ね合わせ精度検査を行なうウエハの
検査結果が出るまではその露光条件で露光を続けるとと
もに、重ね合わせ精度検査を行なうウエハ間隔が可変に
なっているものであってもよい。
【0012】本発明は各ユニットを有機的に連結し、各
ユニット間をロボットアーム等の搬送機構によって移送
するようにしているので、一連の処理を人手を介さずに
インライン化できる。重ね合わせ検査結果を露光ユニッ
トにリアルタイム的にフィードバックすることにより、
時間経過に伴なう露光条件の変動を避けることができ
る。
【0013】
【実施例】図2は本発明における各ユニットの配置の一
例を示したものである。4はレジスト塗布ユニットであ
り、1枚ずつのウエハにレジストを塗布する。6は露光
ユニットであり、レジスト塗布ユニット4でレジストが
塗布されたウエハにマスクを通して露光しパターンを転
写する。8は現像ユニットであり、露光ユニット6で露
光されたウエハを現像する。10は重ね合わせ測定ユニ
ットであり、現像ユニット8で現像されたウエハのパタ
ーンの重ね合わせ精度を検査するものである。12はウ
エハに塗布されたレジストを除去するレジスト除去ユニ
ットである。14はユニットからユニットへウエハを移
送する際に、一時的にウエハを保持するためのバッファ
ユニットである。16はそれらのユニット間でウエハを
搬送する搬送機構としてのロボットアームであり、各ユ
ニットはロボットアーム16によるウエハ搬送範囲内に
配置されている。2はウエハの入ったカセットを置いて
処理を介しさせるためのキャリアステーションである。
【0014】18は制御装置であり、ロボットアーム1
6によるウエハの搬送を制御するとともに、レジスト塗
布ユニット4におけるウエハへのレジスト塗布を実行
し、レジストが塗布されたウエハに対する露光ユニット
6での露光及び現像ユニット8での現像を1枚ずつ実行
させ、重ね合わせ測定ユニット10における重ね合わせ
精度の検査を実行させ、その検査結果が許容範囲内であ
ればその検査結果に基づいてその後のウエハの露光条件
を決定し、その検査結果が許容範囲内でなければそのウ
エハのレジストをレジスト除去ユニット12で除去させ
た後、レジスト塗布、露光、現像及びパターン重ね合わ
せ精度検査を繰り返すように、自動的に制御する。
【0015】次に、この実施例の動作について図3を参
照して説明する。第1の処理の例は、全てのウエハにつ
いて重ね合わせ検査を行なうようにしたものである。ウ
エハの入ったカセットをキャリアステーション2に置
き、必要な条件をセットして動作をスタートさせる。ま
ず1枚のウエハがロボットアーム16によってキャリア
ステーション2からレジスト塗布ユニット4へ移送さ
れ、レジスト塗布が行なわれる。次にそのウエハがロボ
ットアーム16によって露光ユニット6へ移送され、初
めに設定された条件に従って露光が行なわれる。露光後
のウエハがロボットアーム16によって現像ユニット8
へ移送されて現像処理される。現像されたウエハがロボ
ットアーム16によって重ね合わせ測定ユニット10へ
移送されて重ね合わせ検査が行なわれる。
【0016】重ね合わせ検査が終了し、その検査結果が
許容範囲内であれば、その検査結果が露光ユニット6へ
フィードバックされて次のウエハの露光条件が決定さ
れ、その決定された条件で露光処理される。そのよう
に、露光、現像及び重ね合わせ検査が各ウエハについて
順次進められ、その都度重ね合わせ検査が行なわれて次
のウエハの露光条件が修正されていく。
【0017】あるウエハの重ね合わせ検査の結果が許容
範囲内でなかった場合には、そのウエハがロボットアー
ム16によってレジスト除去ユニット12へ送られ、そ
こでレジストが除去され、そのウエハがロボットアーム
16によって再びレジスト塗布ユニット4へ移送され
る。そしてレジスト塗布、露光、現像、及び重ね合わせ
検査が再び繰り返される。
【0018】図3(B)は各ウエハごとに重ね合わせ検
査結果が次のウエハの露光条件の決定にフィードバック
されるシーケンスをまとめて示したものである。このよ
うにロットの各ウエハが現像処理される毎に重ね合わせ
検査が行なわれ、その結果が次のウエハの露光条件へフ
ィードバックされて、露光が常に最も品質のよい状態に
保たれる。また、キャリアステーション2にウエハを装
着し、一度処理を開始すれば、全てのウエハの処理が完
了するまでオペレータの介入は不要である。
【0019】図3(B)の一実施例のシーケンスを図1
(B)の従来のシーケンスと比較すると、本発明では重
ね合わせ検査を行なった結果を次のウエハにフィードバ
ックしている点で異なる。図1(B)の従来の方法で
は、1ロット中の何枚かのウエハを先行処理し、その結
果をそのロットの残りの全てのウエハにフィードバック
して露光条件を決定しているため、本発明の方がロット
全体の重ね合わせ精度が向上する。図3の実施例は、従
来では抜取りでの重ね合わせ検査であるのに対し、全数
検査となっている。
【0020】他の処理方法の実施例は、例えばウエハ3
枚に1枚づつ重ね合わせ検査を行なうようにし、1番目
のウエハで重ね合わせ検査を行なった結果を次の2枚目
と3枚目のウエハの露光条件決定にフィードバックし、
3枚目のウエハの重ね合わせ検査結果を4枚目と5枚目
の露光条件にフィードバックするというように、重ね合
わせ検査を行なうウエハ間隔を複数枚にするものであ
る。この場合、何枚のウエハおきに重ね合わせ検査を行
なうかをユーザ側で任意に決定できるようにしておけば
便利である。図3のように全てのウエハで重ね合わせ検
査を行なうのに比べると、リアルタイム性という点では
劣るが、重ね合わせ検査の頻度が少なくなることによっ
て処理速度が早くなり。リソグラフィー装置の稼働率が
高まる。
【0021】
【発明の効果】本発明では各ユニットを有機的に連結
し、各ユニット間をロボットアーム等の搬送機構によっ
て移送するようにしているので、一連の処理を人手を介
さずにインライン化でき、コスト低下に寄与する。ま
た、ウエハを1枚ずつ処理し、各ウエハ又は数枚に1枚
ずつのウエハの重ね合わせ検査結果を露光ユニットにリ
アルタイム的にフィードバックしてその後のウエハの露
光条件を決定するようにしたので、時間経過に伴なう露
光条件の変動を避けることができ、品質向上を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のリソグラフィー工程を示す図であり、
(A)はフローチャート図、(B)はそのシーケンス図
である。
【図2】一実施例における各ユニットの配置を示す概略
ブロック図である。
【図3】一実施例の動作を示す図であり、(A)はフロ
ーチャート図、(B)はそのシーケンス図である。
【符号の説明】
2 キャリアステーション 4 レジスト塗布ユニット 6 露光ユニット 8 現像ユニット 10 重ね合わせ測定ユニット 12 レジスト除去ユニット 16 搬送機構のロボットアーム 18 制御装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1枚ずつのウエハにレジストを塗布する
    レジスト塗布ユニットと、 レジストが塗布されたウエハにマスクを通して露光しパ
    ターンを転写する露光ユニットと、 露光されたウエハを現像する現像ユニットと、 現像後のウエハのパターンの重ね合わせ精度を検査する
    重ね合わせ測定ユニットと、 ウエハに塗布されたレジストを除去するレジスト除去ユ
    ニットと、 それらのユニット間でウエハを搬送する搬送機構と、 制御装置とを備え、 かつ、各ユニットが前記搬送機構によるウエハ搬送範囲
    内に配置されており、 前記制御装置は、前記搬送機構によるウエハの搬送を制
    御するとともに、前記レジスト塗布ユニットにおけるウ
    エハへのレジスト塗布を実行し、レジストが塗布された
    ウエハに対する前記露光ユニットでの露光及び前記現像
    ユニットでの現像を1枚ずつ実行させ、前記重ね合わせ
    測定ユニットにおける重ね合わせ精度の検査を実行さ
    せ、その検査結果が許容範囲内であればその検査結果に
    基づいてその後のウエハの露光条件を決定し、その検査
    結果が許容範囲内でなければそのウエハのレジストを前
    記レジスト除去ユニットで除去させた後、レジスト塗
    布、露光、現像及びパターン重ね合わせ精度検査を繰り
    返すように、自動的に制御するものであることを特徴と
    するリソグラフィー装置。
  2. 【請求項2】 前記制御部は、重ね合わせ測定ユニット
    における重ね合わせ精度の検査を全てのウエハについて
    行なわせる請求項1に記載のリソグラフィー装置。
  3. 【請求項3】 前記制御部は、重ね合わせ測定ユニット
    における重ね合わせ精度の検査を複数枚のウエハごとに
    行なわせてそのウエハの重ね合わせ精度の検査結果に基
    づいてその後のウエハの露光条件を制御していき、次の
    重ね合わせ精度検査を行なうウエハの検査結果が出るま
    ではその露光条件で露光を続けるとともに、重ね合わせ
    精度検査を行なうウエハ間隔が可変になっている請求項
    1に記載のリソグラフィー装置。
JP10274897A 1997-04-04 1997-04-04 ウエハのリソグラフィー装置 Pending JPH10284403A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6412326B1 (en) * 1998-05-29 2002-07-02 Philips Electronics North America Corp. Semiconductor calibration structures, semiconductor calibration wafers, calibration methods of calibrating semiconductor wafer coating systems, semiconductor processing methods of ascertaining layer alignment during processing and calibration methods of
JP2004031929A (ja) * 2002-04-30 2004-01-29 Canon Inc 管理システム、管理装置及び管理方法、ならびにデバイスの製造方法
US7579257B2 (en) 1998-11-06 2009-08-25 Canon Kabuhsiki Kaisha Sample separating apparatus and method, and substrate manufacturing method

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