JPH10284405A - リソク゛ラフィシステム - Google Patents
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Abstract
の装置内環境条件が相互に及ぼす影響を殆どなくすこと
ができるインラインのリソグラフィシステムを提供す
る。 【解決手段】 露光装置本体22を収容するチャンバ2
4内と、コータ・デベロッパ本体42を収容するチャン
バ44内にそれぞれ環境センサ60,62が配置されて
いる。リソグラフィ工程中は、この両方の環境センサ6
0,62で計測された気圧、温度、湿度等の計測値に基
づいて環境制御部64が各チャンバ24,44の環境条
件がほぼ一致するように空気調節部28,46を制御す
る。これにより、接続部50を介してウエハWの受渡し
を行っても、両チャンバ24,44内の環境条件が互い
に及ぼす影響が殆どなくなる。
Description
テムに係り、更に詳しくは、レジストが塗布された基板
上にパターンを露光する露光装置とこの露光装置に接続
された基板の処理装置とを備えたリソグラフィシステム
に関する。
中心とするリソグラフィ工程では、塗布装置(コータ:
Coater)によってウエハ等の基板表面にレジストが塗布
され、この基板が搬送系により露光装置に受け渡され露
光処理が行われた後、この露光処理済みの基板が現像装
置(デベロッパ: Developer)により現像処理されるこ
とにより、レジストパターンが基板上に形成される。近
年では、コータとデベロッパとが一体化された、いわゆ
るコータ・デベロッパが主流となっている。
は、それぞれ独立したチャンバ内に収容され、それぞれ
独立した空気調節機を備えており、各チャンバ内はそれ
ぞれの処理内容に適した環境条件(気圧、温度、湿度
等)に制御されていた。
微細化に対応するため露光光が短波長化する傾向にあ
り、このため、露光光としてエキシマレーザ等のDUV
(DeepUltraviolet)光が使用されるようになってき
た。それに対応してレジストとしては、化学増幅型レジ
スト(Chemically Amplified Resist )等の高感度レジ
ストが比較的多く用いられるようになってきた。この化
学増幅型レジストは、周囲の化学的環境に対して非常に
敏感で、特に空気中のアルカリ性物質と反応しその特性
が変化してしまう特徴を有している。そこで、化学増幅
型レジストを使用する露光装置やコータ・デベロッパで
は、各チャンバ内に物理的ゴミを除去するヘパ(HEP
A)フィルタに加えて、化学増幅型レジストに対して有
害な化学物質(例えば、アルカリ性物質)を除去するた
めのケミカルフィルタが通常装備されている。
レジストを使用するリソグラフィ工程では、レジスト塗
布から現像終了までの間は外気に触れないようにするこ
とが望ましく、このためリソグラフィ工程内で露光装置
とコータ・デベロッパとでインラインを組むことが比較
的多く行われるようになってきた。そして、露光装置と
コータ・デベロッパ間でインラインを組む場合には、両
装置間でウエハの受渡しを行う部分(接続部)について
も化学的環境の影響が問題となるため、外部のクリーン
ルーム環境と隔離して、この接続部を両装置のチャンバ
内と同等の環境になるように密閉性良くカバーで覆う事
が行われている。
た従来のリソグラフィ工程におけるインラインシステム
にあっては、露光装置とコータ・デベロッパとがそれぞ
れ独立したチャンバ内に収容され、各チャンバ毎に空気
調節機によりチャンバ内の気圧、温度、及び湿度等を個
別に制御していたことから、両装置間で気圧差や温度
差、あるいは湿度差が生ずることが多く、ウエハ等の受
渡しを行う際にせっかく精度良く制御していた両チャン
バ内の環境が相互に影響し合って乱されてしまうという
不都合があった。
ッパ側からの空気の流入等に起因する気圧変化により空
気の屈折率が変わって投影光学系の投影倍率が変化し、
露光時の倍率制御精度に影響が出たり、温度変化により
空気ゆらぎ(温度の揺らぎ)が生じ、ウエハの位置を計
測するレーザ干渉計の計測誤差が発生し易くなる結果、
ステージのステッピング精度やアライメント精度に悪影
響を及ぼす等の不都合があった。湿度の変化によっても
空気の屈折率が変化するため、同様の悪影響が生じ得
る。
とって最適な温度があるため、露光装置側からの空気の
流入等により最適温度が保持できなくなって現像結果に
悪影響が生じる等の不都合が生じるおそれがあった。
で、請求項1ないし請求項4に記載の発明の目的は、露
光装置とこれに接続された基板の処理装置の装置内環境
条件が相互に及ぼす影響を殆どなくすことができるイン
ラインのリソグラフィシステムを提供することにある。
は、レジストが塗布された基板(W)上にパターンを露
光する露光装置(20)とこの露光装置(20)に接続
された前記基板(W)の処理装置(40)とを備えたリ
ソグラフィシステムであって、前記露光装置(20)及
び前記処理装置(40)の少なくとも一方の環境を計測
する環境センサ(60、62)と;前記環境センサ(6
0、62)の計測値に基づいて前記露光装置(20)内
の環境と前記処理装置(40)内の環境とがほぼ同じに
なるように前記露光装置(20)内及び前記処理装置
(40)内の少なくとも一方の環境を制御する制御装置
(64)とを有する。
及び基板の処理装置の少なくとも一方の環境が計測さ
れ、その環境センサの計測値に基づいて制御装置により
露光装置内の環境と処理装置内の環境とがほぼ同じにな
るように、露光装置内及び処理装置内の少なくとも一方
の環境が制御される。このため、露光装置と処理装置と
の間で基板の受渡し等を行っても、その際に両装置内の
環境が相互に悪影響を及ぼすことが殆どなくなり、この
結果、各装置内での処理を常に適正に行うことが可能に
なる。
置内及び処理装置内のいずこかに設ければ足りるが、両
装置の接続部の近傍に設けることがより望ましい。
ムでは、環境センサは両装置内の環境であれば種々のも
のを測定して良いが、例えば請求項2に記載の発明の如
く、環境センサ(60、62)は、装置内部の圧力、温
度、及び湿度の少なくとも1つを測定するものであるこ
とがより望ましい。
は湿度等は、両装置間で相互に影響を与える環境条件の
中でも影響力の大きいものであり、これらの少なくとも
1つ、好ましくは、上記3つの条件を両装置間で一致さ
せることがより一層望ましい。
ムにおける処理装置は露光前あるいは露光後の基板を処
理する装置であれば特定の処理装置に限定されることは
ないが、例えば請求項3に記載の発明の如く、処理装置
は、レジスト塗布機能及び現像機能の少なくとも一方を
備えた装置であることが望ましい。かかるレジスト塗布
機能や現像機能を持った装置では、装置内部の圧力や温
度、湿度等の装置環境を精密に制御する必要があるか
ら、両装置内部の環境をほぼ一致させるように制御した
場合に大きな効果を発揮するからである。
フィシステムは、基板上に塗布されるレジストについて
特に限定していないが、請求項4に記載の発明の如く、
化学増幅型レジストであっても良い。この化学増幅型レ
ジストは、DUV露光、エキシマレーザ露光、X線露
光、あるいは電子線露光等に対応可能な高感度なレジス
トであるが、周囲の化学的環境に非常に敏感であるため
(特に、アルカリ性物質に反応し易い)、露光装置と処
理装置の化学的環境を一致させる必要がある。すなわ
ち、化学増幅型レジストは、塗布されてから現像される
まで有害化学物質(ここでは、アルカリ性物質)が除去
された環境中に置いておく必要があるため、露光装置と
処理装置の何れにも有害化学物質を取り除くケミカルフ
ィルタを装備することにより、化学的環境を一致させる
こともできる。
及び図2に基づいて説明する。
システム10の概略構成を示す斜視図が示されている。
はステップ・アンド・リピート方式による露光処理を行
う露光装置20と、ウエハWへのレジスト塗布処理及び
露光後の現像処理を行う処理装置としてのコータ・デベ
ロッパ40と、前記露光装置20とコータ・デベロッパ
40との間を接続し、ウエハWの受渡しを密閉空間内で
行う接続部50とを備えている。
と、この露光装置用チャンバ24内収容された露光装置
本体22及びウエハローダ26等を備えている。露光装
置用チャンバ24には、露光装置用空気調節部28が隣
接配置されており、この露光装置用空気調節部28内の
空気調節機(図示省略)によって露光装置用チャンバ2
4内の空気調節(空調)が行われている。
は、露光装置用チャンバ24の外に別置きされたエキシ
マレーザ30が使用され、ここで発生されたレーザ光が
ビーム・マッチング・ユニット(BMU)32を介して
露光装置本体22へ導かれている。露光装置本体22内
に導かれたレーザ光(露光光)は照明光学系34を介し
てレチクルRのパターン領域を均一に照明する。これに
より、レチクルRに形成されたパターンが、投影光学系
PLを介して表面にレジストが塗布された基板としての
ウエハW上の所定のショット領域に投影露光される。
左右方向)とY軸方向(図1における紙面右斜め奥行き
方向)に移動可能なウエハステージ36上に不図示のウ
エハホルダを介して真空吸着されている。また、このウ
エハWのXY位置は、ウエハステージ36上にY軸方向
に延設されたX移動鏡37X、X軸方向に延設されたY
移動鏡37Yをそれぞれ介してX干渉計38X、Y干渉
計38Yにより所定の分解能(例えば0.5〜1nm程
度の分解能)で高精度に測定されている。
2のウエハステージ36に対してウエハWを搬送(ロー
ド・アンロード)するとともに、接続部50を介してコ
ータ・デベロッパ本体42との間でウエハWの受渡しを
行う。
チャンバ24の内部を外部のクリーンルームに対して常
に陽圧となるような一定の気圧値に制御する。これは、
露光装置本体22に外部からの塵や埃が入らないように
するとともに、露光中のチャンバ24内の気圧変化によ
り光の屈折率が変わって、適正な露光が行えなくなるの
を防止する等のためである。また、露光装置用空気調節
部28は、不図示の空気調節機を構成する送風機により
露光装置用チャンバ24内の空気を循環させる際に、空
気調節機を構成する冷凍機による空気の冷却及びヒータ
による空気の加熱とを調節することにより、チャンバ2
4内の温度を所定温度に制御している。この露光装置用
チャンバ24内の温度制御は、ここでは設定温度に対し
て±1/10℃程度の範囲内で行われている。さらに、
露光装置用空気調節部28は、チャンバ24内の湿度に
ついても一定に保つように制御する。但し、この場合、
湿度の調整を直接行うのではなく、チャンバ24内の気
圧と温度を制御することで、間接的に湿度の調整を行っ
ている。
ャンバ24との境の壁面にはへパフィルタ及びケミカル
フィルタ等が設けられており、へパフィルタにより物理
的な塵や埃が除去され、更にケミカルフィルタにより化
学増幅型レジストにとって化学的に有害な物質(アルカ
リ性物質)が取り除かれ、露光装置用チャンバ24内は
物理的にも化学的にもクリーンな状態に保たれている。
デベロッパ用チャンバ44と、このコータ・デベロッパ
用チャンバ44内に収容されたコータ・デベロッパ本体
42とを備えている。コータ・デベロッパ用チャンバ4
4の上方には、コータ・デベロッパ用空気調節部46が
隣接配置され、このコータ・デベロッパ用空気調節部4
6によりチャンバ44内の空気調節が行われている。
前に高感度な化学増幅型レジスト(Cemically Amplifie
d Resist)をスピン式等によりウエハW面上に塗布し、
露光後のウエハWの現像処理を行う。この現像処理は、
温度条件に敏感に反応して現像結果に影響を与えるた
め、後述する露光装置20との間の接続部50に対して
できるだけ離れた温度変化の影響を受け難い位置で現像
処理を行うのが望ましい。コータ・デベロッパ用空気調
節部46は、上述した露光装置用空気調節部28と同様
にして、コータ・デベロッパ用チャンバ44内の気圧、
温度、湿度を一定に保つようになっている。
間の壁面には、ヘパフィルターやケミカルフィルターが
同様に配置されているため、物理的な塵や埃、あるいは
化学的に有害な物質が除去されて、物理的にも化学的に
もチャンバ44内はクリーンに保たれるようになってい
る。
4とコータ・デベロッパ用チャンバ44との間でウエハ
Wの受渡しを行う際に、化学増幅型レジストが塗布され
たウエハWが物理的にも、化学的にもクリーンな状態が
保たれるように両装置20、40のチャンバと同様に密
閉度良くカバーで覆われている。
れるように、露光装置用チャンバ24とコータ・デベロ
ッパ用チャンバ44の内部の接続部50の近傍に、それ
ぞれのチャンバ内の環境条件を計測する環境センサ6
0、62が配置され、これらの環境センサ60、62か
らの計測値に基づいて各チャンバ内の環境条件を制御す
る制御装置としての環境制御部64が設けられている。
環境センサ60、62は、ぞれぞれのチャンバ24、4
4内の気圧、温度、湿度等の環境条件を高精度に計測す
ることが可能なセンサであり、気圧計、温度計、湿度計
等で構成されている。そして、環境制御部64では、こ
れらの環境センサ60、62から入力される計測結果に
基づいて、両チャンバ24、44間の気圧差、温度差、
湿度差を計算し、それぞれのチャンバ内の環境条件の差
がほとんど「0」となるように露光装置用空気調節部2
8及びコータ・デベロッパ用空気調節部46を制御する
ことによって、両チャンバ24、44内の環境条件をほ
ぼ一致させるようになっている。この場合、前記環境セ
ンサ60、62をそれぞれ構成する気圧計、温度計、湿
度計等は、相互間の感度を調整するために、予め校正
(キャリブレーション)したものが用いられている。こ
れにより、両装置内の気圧差、温度差、湿度差を正しく
計測することが可能となる。
ラフィシステム10のリソグラフィ工程における動作を
簡単に説明する。
本体42にウエハWをセットする。そして、オペレータ
により露光装置本体22側の不図示の入力装置から所定
の入力が行われると、インラインを通じてコータ・デベ
ロッパ本体42側に指令が出され、ウエハW上に所望の
条件で化学増幅型レジストが塗布される。化学増幅型レ
ジストが塗布されたウエハWは、接続部50に搬送さ
れ、露光装置側のウエハローダ26に受け渡される。
は、そのウエハWを露光装置本体22のウエハステージ
36上にセットする。この状態で、エキシマレーザ30
からのレーザ光がBMU32を介して照明光学系34に
導かれ、レチクルRのパターン領域が照明されると、レ
チクルRのパターンが投影光学系PLを介してウエハス
テージ36上にセットされたウエハW面上に縮小投影さ
れる。
パーであるため、ウエハ上の複数のショット領域に対し
て順次露光がなされるように、ウエハステージ36が露
光順序にしたがって逐次ステップ移動されながら露光処
理が繰り返し行われる。
上にパターンとともにアライメントマークが焼き付けら
れており、このアライメントマークの数個をアライメン
トセンサ39により計測した後、その計測結果に基づい
ていわゆるエンハンスト・グローバル・アライメント
(EGA)の手法等によりウエハ上のショット配列が算
出される。そして、このショット配列に基づいてウエハ
ステージ36をステッピングさせながら重ね合わせ露光
が行われる。ステッピングやアライメントの際のウエハ
ステージ36の位置は、レーザ干渉計38X、38Yの
位置情報に基づいて制御される。
されたウエハWは、再度ウエハローダ26によりウエハ
ステージ36上から接続部50へ搬送され、コータ・デ
ベロッパ用チャンバ44内のコータ・デベロッパ本体4
2に渡される。そして、コータ・デベロッパ本体42で
は、受け渡されたウエハWを所望の条件で現像処理を行
い、現像処理が済んだウエハWは、コータ・デベロッパ
用チャンバ44の不図示のウエハ取り出し位置に搬送さ
れて、次の処理工程に進むことになる。
0では、上述したようなリソグラフィ工程が行われてい
るが、その工程中は常に環境制御部64により、両チャ
ンバ24,44内の気圧、温度、湿度等の環境条件がほ
ぼ一致するように、露光装置用空気調節部28及びコー
タ・デベロッパ用空気調節部46が制御されている。例
えば、両チャンバ24,44内に気圧差が生じた場合
は、両チャンバ24,44間の気圧差がほぼ「0」にな
るように、露光装置用空気調節部28及びコータ・デベ
ロッパ用空気調節部46内のファンの回転が制御された
り、可変に構成された外部からの空気取り入れ口(図示
省略)の大きさが変更されたりする。また、温度差や湿
度差が生じた場合には、温度差や湿度差がほぼ「0」に
なるように両空気調節部28,46内の冷凍機、ヒータ
ー、ファンが制御される。
4,44を接続するとともにウエハWの受渡しが行われ
る接続部50が密閉性良くカバーされているため、両チ
ャンバ24,44内の環境条件が一致していれば、ウエ
ハWを受渡す際に両チャンバ24、44を相互に連通さ
せても環境条件(気圧、温度、湿度等)の変動が殆ど起
こらず、露光装置本体22とコータ・デベロッパ本体4
2で適正な処理を行うことができる。
ラフィシステム10によると、リソグラフィ工程中に露
光装置本体22が収容された露光装置用チャンバ24内
と、コータ・デベロッパ本体42が収容されたコータ・
デベロッパ用チャンバ44内における環境条件を、予め
校正された高精度な気圧計、温度計、湿度計等から成る
環境センサ60、62を用いて計測し、その計測結果に
基づいて両チャンバ24、44内の環境条件が一致する
ように、環境制御部64により双方の空気調節部28、
46が制御され、露光装置とコータ・デベロッパのチャ
ンバ内環境が、相互に及ぼし合う影響を殆どなすくこと
ができ、特に露光装置本体22においては、露光時の倍
率制御精度や、ウエハステージ36のステッピングング
精度や、アライメント精度が低下するという不都合が生
じなくなり、コータ・デベロッパ40とインラインを組
んでいるにもかかわらず、露光装置20単独の場合と同
様に高精度に露光を行うことが可能になる。
10によると、露光装置20とコータ・デベロッパ40
との間での気圧差がないように各チャンバ内の気圧が制
御されることから、接続部50において新たな風の流れ
が発生する事によるゴミの巻き上げなども防止でき、半
導体素子製造の歩留まりが向上するという利点もある。
2とコータ・デベロッパ本体42とがそれぞれ1つのチ
ャンバ内に設置された場合について説明したが、本発明
がこれに限定されるものではなく、例えば、露光装置本
体とウエハローダ部、あるいは、コータ部とデベロッパ
部と搬送部等が、分割されたチャンバ内に設置されてい
る場合でも本発明は適用可能である。この場合は、特に
上記接続部50と同様のウエハの受け渡しのための部分
を介して接続された2つの装置のチャンバ内の環境をそ
れぞれ制御する空気調節機に対して環境制御部64から
指令を出すようにすれば良い。
ンバ24やコータ・デベロッパ用チャンバ44内の環境
の調節は、露光装置用空気調節部28やコータ・ベロッ
パ用空気調節部46を用いて行っているが、これに限定
されるものではなく、空気調節部とは別にチャンバ内の
気圧、温度、湿度等の環境条件をそれぞれ調節可能な装
置を設けても良い。
の気圧を気圧計で計測し、その気圧差を計算したが、差
圧計を用いることにより気圧差を直接求めるようにして
も良い。
ータ・デベロッパ側の両方のチャンバ内に環境センサ6
0、62をそれぞれ設けた場合について説明したが、本
発明がこれに限定されることはなく、何れか一方(例え
ば、コータ・デベロッパ)のチャンバ内にのみ環境セン
サを設け、このチャンバ内の環境を他方の装置(例え
ば、露光装置)のチャンバ内の環境の目標値に近づける
ように環境制御部64が制御するようにしても良い。
0、62で計測する環境条件として気圧、温度、湿度の
3つとしたが、この3つの環境条件に限定されるもので
はなく、他の環境条件を計測して両チャンバ内の環境を
一致させるようにしても良い。また、上記3つの環境条
件を全て計測しなくても良く、気圧と温度を計測して制
御したり、気圧のみを計測して両チャンバ内の気圧差が
無くなるように制御するものであっても良い。これは、
少なくともチャンバ間での気圧差が無くなれば、チャン
バ間で空気の流入・流出が殆ど無くなるため、多少温度
差や湿度差があったとしても、その影響はそれ程大きく
ないと考えられるからである。
ステムを構成する露光装置本体22がステッパーである
場合について説明したが、これに限らず、ステップ・ア
ンド・スキャン方式などのスキャン型露光装置であって
も勿論良く、この場合であっても上記実施形態と同等の
効果を得ることができる。
に記載の発明によれば、露光装置とこれに接続された基
板の処理装置の装置内環境条件が相互に及ぼす影響を殆
どなくすことができるという従来にない優れたインライ
ンのリソグラフィシステムを提供することができる。
構成を示す斜視図である。
環境制御に関連する構成部分を示すブロック図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 レジストが塗布された基板上にパターン
を露光する露光装置とこの露光装置に接続された前記基
板の処理装置とを備えたリソグラフィシステムであっ
て、 前記露光装置及び前記処理装置の少なくとも一方の環境
を計測する環境センサと;前記環境センサの計測値に基
づいて前記露光装置内の環境と前記処理装置内の環境と
がほぼ同じになるように前記露光装置内及び前記処理装
置内の少なくとも一方の環境を制御する制御装置とを有
するリソグラフィシステム。 - 【請求項2】 前記環境センサは、装置内部の圧力、温
度、及び湿度の少なくとも1つを測定することを特徴と
する請求項1に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項3】 前記処理装置は、レジスト塗布機能及び
現像機能の少なくとも一方を備えた装置であることを特
徴とする請求項2に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項4】 前記基板上に塗布されるレジストは、化
学増幅型レジストであることを特徴とする請求項1又は
3に記載のリソグラフィシステム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10381497A JP3849822B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | リソク゛ラフィシステム |
KR1019980012207A KR100572419B1 (ko) | 1997-04-07 | 1998-04-07 | 리소그래피시스템,리소그래피방법,노광장치와그제조방법및기판처리장치와그제조방법 |
US09/684,898 US6882403B1 (en) | 1997-04-07 | 2000-10-10 | Lithography system and method |
Applications Claiming Priority (1)
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