JPH11219896A

JPH11219896A - 露光装置およびデバイス製造方法

Info

Publication number: JPH11219896A
Application number: JP10033548A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Kubo; 博義久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の製造コストをそれほど増大させずに、
生産性を向上させる。【解決手段】順次基板をステージ上に供給し、位置合
せし、露光し、そして回収する露光装置において、それ
ぞれが前記供給、位置合せ、露光、および回収のために
露光位置および他の処理位置に移動する前記ステージ
３、４を２以上有し、露光位置に位置するステージ４上
の基板に対して露光を行う間に他の処理位置に位置する
ステージ３上において露光以外の処理を行うことによ
り、露光以外の処理を露光と並列的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は半導体素子や液晶表
示素子等のデバイスの製造方法およびこれに用いられる
露光装置に関し、特に、半導体ウェハ等の基板を高速処
理し、生産性を向上させたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体露光装置は、図１０に示す
ように、搬送系２０１および２０２により搬入されるＳ
ｉウェハ等のウェハ２０３を保持する１つのステージ２
０５と、搬入されるウェハ２０３のステージ２０５に対
する供給および回収、ならびにステージ２０５上に供給
されるウェハ２０３の位置決めや露光を行うための処理
部２０４とを有する。搬送系のウェハ供給部２０１は、
ウェハ２０３に設けられたオリエンテーション・フラッ
トにより粗い位置決めを行うためのステージを具備して
いる場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の露光装置によれば、ウェハの精密位置決めや露光に
用いられるウェハ移動ステージ２０５が１つであるた
め、ウェハの供給、位置決め、露光および回収を１枚ず
つ順番に処理しなければならない。したがって、生産性
を向上させるためは、おのおのの処理時間を短くする方
法か、露光できる処理部を増やす方法しかない。前者の
方法としては、例えば、ステージの移動時間を短くする
方法が採られる。この場合、ステージの駆動パワーを増
大させるが、そうすると、ステージが発生する振動や発
熱も増加し、ステージ装置自身だけではなく、他の装置
にも影響を及ぼすという問題がある。一方、後者の方法
は、搬送系を共有して、露光を行う部分を増やすもので
あるが、高価な投影レンズを増やすことは、装置価格の
増大につながり、得策とは言えない。すなわち装置を２
台並べるのと大差のない仕様である。

【０００４】そこで、本発明の目的は、露光装置および
デバイス製造方法において、装置の製造コストをそれほ
ど増大させずに、生産性を向上させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、順次基板をステージ上に供給し、位置合せ
し、露光し、そして回収する露光装置において、それぞ
れが前記供給、位置合せ、露光、および回収のために露
光位置および他の処理位置に移動する前記ステージを２
以上有し、露光位置に位置するステージ上の基板に対し
て露光を行う間に他の処理位置に位置するステージ上の
基板に対して露光以外の処理を行うことにより、露光以
外の処理を露光と並行して行うことを特徴とし、これに
より、高価な投影レンズを１つのみ用いて装置の製造コ
ストの増大を抑え、生産性の向上を図っている。

【０００６】また、本発明のデバイス製造方法では、こ
のような露光装置を用い、露光処理とそれ以外の基板供
給・回収処理および位置合せ処理の少なくとも一部とを
並行して行うことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、２種類以上の処理部を備え、そのうちの１種類が
前記露光を行うための１つの露光処理部であり、他の種
類が前記供給、位置合せ、および回収を行うための１種
類以上の他の処理部であって各種類毎に２つずつが存在
するものであり、前記露光処理部および他の各処理部は
必要に応じて並列的に動作することが可能であり、前記
ステージの数は前記露光処理部を含めた処理部の種類の
数と同数であり、各ステージは相互に種類が異なる処理
部のそれぞれに同時に位置するとともに順次別の種類の
処理部に位置するように移動する。前記他の種類の処理
部として、前記供給、位置合せ、および回収を行うため
の１種類で２つの処理部を有する場合は、これらの間に
前記露光部が位置し、２つの前記ステージのうちの一方
が一方の前記他の種類の処理部に位置するときは他方の
ステージが前記露光部に位置し、前記他方のステージが
他方の前記他の種類の処理部に位置するときは前記一方
のステージが前記露光処理部に位置するように、各ステ
ージは連動して往復移動する。

【０００８】前記他の処理部として、前記基板の供給お
よび回収を行うための供給回収部と、前記基板の位置合
せを行うための位置合せ部の２種類が存在する場合は、
前記露光処理部、２つの供給回収部および２つの位置合
せ部は必要に応じて並列的に動作することが可能であ
り、３つの前記ステージは前記露光処理部、いずれかの
供給回収部およびいずれかの位置合せ部のそれぞれに同
時に位置するとともに順次別の種類の処理部に位置する
ように移動するものであり、これにより前記露光、基板
の供給または回収、および位置合せが並列的に行われ
る。この場合、各処理部は、一方の供給回収部、一方の
位置合せ部、露光部、他方の供給回収部、そして他方の
位置合せ部の順で直列的に配置されており、各ステージ
は、前記露光、基板の供給または回収、および位置合せ
が並列的に行われるように、前記直列的配置に沿って一
体的に往復移動する。

【０００９】前記他の処理部として、前記基板の供給お
よび回収を行うための供給回収部と、前記基板の粗位置
合せを行うための粗位置合せ部と、前記基板の精密位置
合せを行うための精密位置合せ部の３種類が存在する場
合は、前記露光処理部、２つの供給回収部、２つの粗位
置合せ部および２つの精密位置合せ部は必要に応じて並
列的に動作することが可能であり、４つの前記ステージ
は前記露光処理部、いずれかの供給回収部、いずれかの
粗位置合せ部およびいずれかの精密位置合せ部のそれぞ
れに同時に位置するとともに順次別の種類の処理部に位
置するように移動するものであり、これにより前記露
光、基板の供給または回収、粗位置合せおよび精密位置
合せが並列的に行われる。この場合、各処理部は、一方
の供給回収部、一方の粗位置合せ部、一方の精密位置合
せ部、露光部、他方の供給回収部、他方の粗位置合せ
部、そして他方の精密位置合せ部の順で直列的に配置さ
れており、各ステージは、前記露光、基板の供給または
回収、粗位置合せ、および精密位置合せが並列的に行わ
れるように、前記直列的配置に沿って一体的に往復移動
する。

【００１０】いずれの場合においても、各ステージは、
前記露光、位置合せ等のために相互に独立に動作できる
ステージであるが、互いに干渉しないように、機械的ま
たは制御的に連結され、一体ステージのごとく移動する
こともできるものである。

【００１１】さらに、処理している基板と異なるパター
ンを露光すべき新たな種類の基板が供給されてきたため
に、露光パターンを有する原画の交換が必要な場合に、
その新たな種類の基板が露光位置に達するまでに前記原
画の交換を行う手段を有し、前記原画の交換のために、
前記処理している基板を各ステージ上からすべて排出す
ることがない。

【００１２】前記ステージの数が２であり、露光処理部
以外の処理部が１種類である場合を例としてより具体的
に説明する。この場合、露光装置は、図１に示すよう
に、感光基板であるウェハの供給回収および位置合せを
行う１種類で２つの処理部としての処理ステーション５
と７、および露光を行う露光処理部としての処理ステー
ション６を備え、処理ステーション５と７は同じ機能を
有し、処理ステーション５、６、７がこの順に一直線上
に並んでいる。さらにこれら３つの処理ステーションに
対して、２つのサブステージ３、４を備え、これらのス
テージは、メインステージ９上に設けられている。各サ
ブステージ３、４上には各処理ステーションで処理され
るべきウェハが保持される。メインステージ９上で、各
ウェハは各処理ステーションにおいて、それぞれのサブ
ステージ３、４により、必要な量だけ移動される。各サ
ブステージ３、４はメインステージ９により一体的に移
動され、お互いに干渉せず、衝突するようなことはな
い。ウェハは搬送系１および２の供給部１から供給さ
れ、回収部２によって回収される。

【００１３】図１の状態において、処理ステーション５
は、メインステージ９上の右側のサブステージ３上に供
給したウェハの位置決めを実施している。これと同時
に、露光ステーション６は左側のサブステージ４上のウ
ェハについて露光処理を行っている。つまり、２つの処
理を並行処理している。この２つの処理が終わると、メ
インステージ９は左方へ移動し、これにより、露光が終
わった左側のウェハは処理ステーション７へ、位置合せ
されたウェハは処理ステーション６へそれぞれ移動す
る。そして左側のウェハは回収および搬出され、新たな
ウェハが左側のサブステージ４上に供給され、位置決め
される。またこれと同時に、すでに位置合せが完了して
いる右側のウェハに対する露光動作が行われる。このよ
うにして、サブステージ３が処理ステーション５に位置
するときはサブステージ４が露光処理ステーション６に
位置し、サブステージ４が処理ステーション７に位置す
るときはサブステージ３が処理ステーション６に位置す
るように、各サブステージは連動して往復移動する。こ
れにより、常に、露光動作と、供給回収および位置合せ
等の他の動作とが並行処理される。

【００１４】ウェハは、従来のような薄型円盤状ではな
く、投影露光光学系の露光面積の１．１倍と同等以下の
寸法で囲まれた領域の範囲内にあるサイズであっても良
い。このような角状チップも処理できる手段を有してい
る。つまりこの場合には、露光ステーションにおいて、
露光とサブステージ移動の動作が繰り返されることな
く、メインステージ９の移動が完了した後、すぐに露光
動作にはいり、これが終了すると、メインステージ９は
次のステーションに移動する。

【００１５】このように、露光ステーション６のみに着
目すると、メインステージ９の移動、露光、メインステ
ージ９の移動、露光・・・が繰り返され、途切れること
なく連続的に露光が行われる。

【００１６】このように、本発明においては、生産性の
向上を、ステージのスピードを上げたり、露光処理部の
数を増やしたりすることによらず、並列処理を可能にす
ることにより実現している。そしてその手段として、２
以上のステージを設け、これらが同時に１つの露光位置
とそれ以外の処理位置に位置するようにし、これによ
り、常に露光と基板供給回収等の露光以外の動作とが完
全に並列動作となるようにしている。したがって、ステ
ージのスピードも従来と同じであり、振動や熱の問題も
発生するようなことはない。さらに、高価な投影レンズ
を増やす必要がないため、製造コストも抑えられる。

【００１７】また、角状のチップにも対応して、効果を
上げることができる。つまり、露光以外の処理を行う処
理部としてのステーションの数を増やし、露光動作とそ
れ以外の動作をタイミング的に一致させることにより、
各基板の処理には、見かけ上、露光動作を行う時間のみ
を要することとなる。したがって、基板サイズを大きく
して生産効率をあげる場合に比べて、基板交換時間等を
実質的になくすることができるため、さらに効率の良い
処理が実現され、生産性の飛躍的な向上が図られる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る投影露光
装置の構成を示す概略図であり、図３はその動作の流れ
を示す概略図である。これらの図に示すように、この露
光装置は、それぞれがウェハの供給（ロード）、位置合
せ（アライメント）、および回収（アンロード）を行う
ための２つの処理部としてのステーション５および６、
露光を行うための露光処理部としてのステーション６、
ならびに、２つのサブステージ３および４を備える。各
サブステージは、ウェハの供給、位置合せ、露光、およ
び回収のためにステーション６およびステーション５ま
たは７に移動する。１は感光材が塗布されたウェハを供
給するための搬送系、２は露光装置で露光処理されたウ
ェハを回収するための搬送系である。

【００１９】すなわち、露光とそれ以外の処理を並行処
理するために、処理工程が“ウェハの供給回収と位置合
せ動作”および“露光動作”の２つに分割されている。
露光を行うためのステーション６は中心に配置され、そ
の左右にウェハの供給回収と位置合せを行うためのステ
ーション５と７が配置されている。ステーション５と７
は同じ機能を有する。これらステーション５〜７は直線
状に配置されている。この各工程のステーションで処理
ができるようにメインステージ９が配置されている。２
つのサブステージ４および３はメインステージ９上の左
右に設けられ、それぞれ、ウェハを搭載できるようにな
っている。各サブステージ３および４は、相互に干渉し
ない範囲で、メインステージ９上において独立動作でき
るように配置されている。メインステージ９および各サ
ブステージ３と４は、リニアスケール、静電容量セン
サ、レーザ干渉計等で位置が計測され、各サブステージ
３と４上のウェハは独立に位置制御がなされている。

【００２０】メインステージ９は、２つのウェハを搭載
した状態で、それぞれのウェハについてステーション５
とステーション６の各々の作業ができる、図１の位置に
位置し、その状態において、各作業は同時並行処理され
る。この作業が終了すると、メインステージ９は１ステ
ーション分、左方へ移動して、ステーション６とステー
ション７の各々の作業ができるようにする。この作業が
終わると、先ほどのステーション５とステーション６の
各々の作業ができる位置に戻る。このように、メインス
テージ９はステーション間を往復運動する。

【００２１】さて、投影露光の処理の流れを図３を用い
て説明する。メインステージ９が左側のサブステージ４
上にウェハが供給されるように、ステーション６と７の
前に移動すると、工程１Ａにおいて、ウェハの供給およ
び回収の機能を有する搬送系とステーション７の供給機
能により、左側のサブステージ４上にウェハａが供給さ
れる。さらに、ステーション７によって、ウェハａはア
ライメント（位置決め）される。このとき、左側のサブ
ステージは、メインステージ９上でウェハａを位置決め
されるべき位置へ移動する。

【００２２】このようにして位置決めが完了すると、工
程１Ｂに示すように、メインステージ９はステーション
５と６の前に移動する。そして、先ほど位置決めされた
ウェハａについて、ステーション６は露光動作を実行す
る。これと同時に、前記搬送系とステーション５の供給
機能より、メインステージ９上の右側のサブステージ３
上にウェハｂが供給され、ステーション５において、ア
ライメントがなされる。このように、２つの動作を並行
して処理する。メインステージ９がステーション５と６
の前に移動したときに移動誤差が発生すると、アライメ
ントエラーが発生したようにステーション６で露光され
てしまう。そこで、この誤差は、メインステージ９にフ
ィードバックして補正してもよいが、サブステージ４で
補正しても等価である。サブステージで補正すれば、メ
インステージ９に高精度を要求する必要はなく、サブス
テージのみ高精度にすればよい。すなわちメインステー
ジ９は生産性向上のために高速移動は要求されるが、精
度面ではゆるいステージで足りる。ステーション９上の
各サブステージ３と４は、ウェハを全面露光するため
に、ウェハ全域に移動することが可能である。この動き
は、従来の縮小投影露光装置と同様にステップ＆リピー
ト動作になっている。当然であるが、スキャンニング露
光のための移動であってもよい。

【００２３】ウェハａの露光が完了し、ウェハｂの位置
決めが完了すると、工程１Ｃに移行する。ステーション
７は、ウェハａを左側のサブステージ４から回収（メイ
ンステージから排出）し、新しい未処理のウェハｃを左
側のサブステージ４に供給してアライメントする。この
時、同時に右側のウェハｂについてステーション６で露
光動作がなされる。工程１Ｂと工程１Ｃは、ステーショ
ン５を使うかステーション７を使うかの違いと、ウェハ
の回収動作が追加されたことを除けば、基本的に同じ処
理を行う工程である。

【００２４】２つのステーション７および６での処理が
完了すると工程１Ｄに進み、メインステージ９は再び、
ステーション５と６に移動する。工程１Ｂと実施するこ
とはほとんど同じだが、ウェハｂの回収が追加される。

【００２５】工程１Ｄが完了すると、工程１Ｅに進む。
工程１Ｅと工程１Ｃとは処理内容が同一である。工程１
Ｅの次の工程は、工程１Ｄと同じである。このようにし
て、工程１Ｃおよび工程１Ｄと同内容の処理が繰り返さ
れる。したがって、ウェハが供給され続ければ、永遠に
メインステージ９は往復運動をし続ける。つまり、一度
動作を始めたら、メンテナンス等で停止させる以外は、
止まることはない。

【００２６】もし、途中で、異なる半導体素子を製作す
るために、異なった種類のウェハを送り込む場合であっ
ても装置を停止させることはない。つまり、従来のよう
に、異なる半導体素子を製作するために、投影露光装置
から、前の半導体素子をすべて排出させてから次の種類
のウェハの処理を開始するようなことはしない。当然の
ことながら、異なる半導体素子を製作するための原画
（レチクル）の交換も、メインステージ９が隣のステー
ションに移動する間に実行する。このような動作におい
て、ステーション６だけを見ていると、露光処理しかし
ていないように見える。つまり、装置のスタート時にお
ける１枚目のウェハを除けば、それ以降のウェハの処理
においては、並行処理が行われるため、従来の露光装置
に存在したウェハ交換時間やアライメント時間が存在し
ない。これにより、ステージのスピードやアライメント
の計測ポイントの削減によって処理時間を短くする方法
を使わずに、全処理時間の１／３を占める“ウェハ交換
時間やアライメント時間”を見かけ上カットでき、生産
性が約１．５倍も向上する。

【００２７】ステーション６での露光に必要な“露光時
間”と、ステーション５や７での“ウェハ交換時間やア
ライメント時間”との間に、“露光時間”≧“ウェハ交
換時間やアライメント時間”、という関係が成り立って
いる。この関係が成り立つ範囲内で、アライメントのポ
イント数は、増やすことができる。前記のように、従来
の装置では、“ウェハ交換時間やアライメント時間”の
２倍が“露光時間”なので、少なくとも、計測ポイント
を２倍増やしても、上記関係を満足する。このようにす
れば、生産性を向上させ、同時に精度も向上させること
が可能である。

【００２８】本実施例では、メインステージ９上に２つ
のサブステージを有するが、メインステージ９をなく
し、２つサブステージに隣接ステーション間を移動でき
るストロークをもたせ、これら２つのステージを、相互
に干渉しないように、同期させながら、移動させるよう
にしてもよい。これによっても、まったく同じ効果を奏
することができる。２つのステージを、移動させるとき
に、機械的に連結したり、電磁クラッチ等の電磁力で連
結しても良いし、制御により、互いに衝突しないように
駆動しても良い。

【００２９】また、本実施例では、処理をする感光基板
として、シリコンインゴットから切り出した円筒の薄板
であるウェハを対象としているが、この代わりに、図２
に示すような、円筒ウェハを切断（ダイシング）して得
た角状のチップ１０１や１０５を対象とする場合であっ
ても同様の効果が得られる。チップ１０１には、２つの
半導体素子１０２および１０３が形成されるようになっ
ている。このようなチップの寸法は、縦の寸法が、（完
成する半導体素子の大きさの縦寸法の整数倍）＋（各半
導体素子に分割切断するのに必要な幅）＊（半導体装置
の縦の数−１）であり、横の寸法が、（完成する半導体
素子の大きさの横寸法の整数倍）＋（各半導体素子に分
割切断するのに必要な幅）＊（半導体装置の横の数−
１）であることを要する。角状のチップ１０１の場合
は、当然、半導体素子１０２と半導体素子１０３は同じ
で、同寸法であり、（半導体素子の縦寸法の２倍）＋
（半導体素子に分割切断するのに必要な幅）が縦寸法β
である。横寸法αは半導体素子の横寸法に等しい。角状
のチップ１０５には、半導体素子１０４が３つ入ってい
る。この場合は半導体素子１０４の縦寸法の３倍＋切断
必要幅＊２が縦寸法である。

【００３０】このような角状チップの縦寸法および横寸
法は、半導体素子の寸法の整数倍であることだけでな
く、投影露光装置の露光範囲内であることが必要条件に
なる。ただしこの寸法は、感光材の塗布むらや露光最外
周エッジ部でのフレア等を防ぐために露光範囲の１．１
倍以下の範囲で大きく取ってもよい。この大きくとった
部分は半導体素子としての機能はないので、後で取り除
くことになる。この無駄な部分は製造コストを増大させ
るので、できるだけ小さくとるのは当然である。図２の
例では、それぞれ２つおよび３つの半導体素子が縦並び
に入る場合を示したが、投影露光範囲であれば、縦横に
何個並べて入る場合でもよい。また、角状チップに限ら
ず、前記縦寸法と横寸法の式で囲まれる範囲に内接すれ
ば、多角形や円形のチップであってもよい。

【００３１】角状のチップ１０１を対象とする場合は、
ウェハの場合に比べて、露光に必要とする時間が“１／
ショット数”になる。この場合、“露光時間”≧“ウェ
ハ交換時間やアライメント時間”の関係式において、左
辺が小さくなる。もしこの式を満足しないときは、後述
の第２や第３の実施例を適用すればよい。すなわち、右
辺に係る機能を分割する。第２の実施例は、右辺を、
“ウェハ交換時間”と“アライメント時間”の２つに分
割した場合である。第３の実施例は、さらに分割し、右
辺を、“ウェハ交換時間”、“粗アライメント時間”お
よび“精密アライメント時間”の３つに分割した場合で
ある。ここでは、３分割までであるが、前記関係式が成
り立つように、右辺の項目は分割される。そしてこれら
の場合、ステーションの数は、［左辺の個数（露光ステ
ーション）］＋［右辺の項目数の２倍］となる。左辺は
常に１個である。第１の実施例では、右辺が１個なの
で、ステーションの数は３個。第２の実施例では、右辺
が２個なので、ステーションの数は５個。第３の実施例
では、右辺が３個なので、ステーションの数は７個とな
る。

【００３２】図４は第２の実施例に係る露光装置を示
す。図中、１１は感光材が塗布されたウェハを供給する
ための搬送系、１２は本露光装置で露光処理されたウェ
ハを回収するための搬送系である。先に述べたように、
本実施例では、露光とそれ以外の処理を並行処理するた
めに、工程を３つに分割している。“ウェハの供給回
収”、“位置合せ動作”、および“露光動作”である。
これらの工程を処理するステーションとして、中心に露
光を行うステーションを、左右にウェハの供給回収工程
と位置合せ工程を行うステーションを配置する。すなわ
ち図４に示すように、右から順に、ウェハの供給回収工
程を行うステーション１３、位置合せ工程を行うステー
ション１４、露光工程を行うステーション１５、ウェハ
の供給回収工程を行うステーション１６、位置合せ工程
を行うステーション１７を配置する。左右のステーショ
ン１３と１６および１４と１７はそれぞれ同じ機能を有
する。第１の実施例と同様に、これらは直線状に配置さ
れる。この各工程のステーションで処理ができるように
メインステージ２２が配置されている。このメインステ
ージ２２上にサブステージ１８、１９および２０が設け
られ、３つのウェハを搭載できるようになっている。メ
インステージ２２およびサブステージ１８、１９および
２０には、現在位置を計測できるセンサが設けられ、３
つのウェハが独立に位置制御される。メインステージ２
２に３つのウェハを搭載した図４の状態で、各ウェハに
対してステーション１３、ステーション１４およびステ
ーション１５における各作業が行われる。各作業は同時
並行処理される。この作業が終了すると、メインステー
ジ２２は、ステーション１４、ステーション１５および
ステーション１６における各作業が同時にできるような
位置に移動する。このように、メインステージ２２は、
常に３つの作業が同時処理できる位置に移動する。

【００３３】さて、この露光装置における処理の流れを
図５と図６を用いて説明する。メインステージ２２をス
テーション１４、１５および１６の前に移動させ、工程
２Ａにおいて、ウェハの供給回収の機能をもつ搬送系１
１とステーション１６の供給機能により、メインステー
ジ２２の左側のサブステージ２０上にウェハａを供給す
る。ウェハａの供給が完了すると、工程２Ｂにおいて、
その図に示す位置にメインステージ２２は移動する。工
程２Ａでサブステージ２０にセットされたウェハａは、
ステーション１７でアライメント（位置決め）される。
すなわち、サブステージ２０によってウェハａをメイン
ステージ２２上で位置決めされるべき位置へ移動する。
これと同時に、搬送系１１とステーション１６によっ
て、ウェハｂをサブステージ１９上に供給する。この２
つの動作が完了すると、図６に示す工程２Ｃに進む。す
なわちメインステージ２２はステーション１３、１４お
よび１５の前に移動し、ステーション１５は、先ほど位
置決めが完了したウェハａに対して露光動作を実行す
る。これと同時に、ステーション１７と同じ機能のステ
ーション１４はウェハｂをアライメントするとともに、
ステーション１３は、メインステージ２２上の右側のサ
ブステージ１８上に新しいウェハｃを供給する。

【００３４】前記３つの並行動作が完了すると、工程２
Ｄに進んで、メインステージ２２は１つのステーション
分移動し、ステーション１４、１５および１６の前に位
置する。この位置は、工程２Ａと同じ位置である。工程
２Ａとの動作上の違いは、露光と位置決めの動作が加わ
ることにある。ステーション１６では露光が終了したウ
ェハａを回収（メインステージから排出）し、新しい未
処理のウェハｄを供給する。これと同時にステーション
１５ではウェハｂを露光し、ステーション１４ではウェ
ハｃをアライメントする。

【００３５】次に、工程２Ｅに進む。工程２Ｅでは、工
程２Ｄとはどのステーションを使うかが異なるだけで処
理内容は同じであり、露光が終了したウェハｂを回収
し、新しいウェハｅを供給すると同時に、ウェハｄをア
ライメントし、ウェハｃを露光する。これが、終了する
と工程２Ｆに進むが、この工程も、どのステーションを
使うかが異なるだけで、処理内容は工程２Ｄと同じであ
り、また、工程２Ｃとメインステージ２２の位置が同じ
である。工程２Ｃとの動作上の違いは、ウェハｃの回収
が追加されている点である。

【００３６】この次の工程２Ｇは、工程２Ｄと同一であ
る。これ以降は、工程２Ｄから工程２Ｆまでが繰り返さ
れる。この場合も、第１の実施例と同様に、ウェハが供
給され続ければ、永遠にメインステージ２２は３つの位
置の間で移動し続ける。なお、メインステージ２２の駆
動エラー等の補正、サブステージの構成、およびレチク
ル交換に関しては第１の実施例と同様である。

【００３７】図７は第３の実施例に係る露光装置を示
す。図中、３１は感光材が塗布されたウェハを供給する
ための搬送系、３２は本露光装置で露光処理されるウェ
ハを回収するための搬送系である。ここでは、露光とそ
れ以外の処理を並行処理するために、工程を４つに分割
している。“ウェハの供給回収”、“粗位置合せ動
作”、“精密位置合せ動作”および“露光動作”であ
る。これらの工程を処理するステーションとして、中心
に露光工程を行うためのステーション３６を配置し、左
右にウェハの供給回収工程、粗位置合せ工程、および精
密位置合せ工程をそれぞれ行うためのステーションを配
置する。つまり図７に示すように、右から順に、ウェハ
の供給回収工程を行うためのステーション３３、粗位置
合せ工程を行うためのステーション３４、精密位置合せ
工程を行うためのステーション３５、露光工程を行うた
めのステーション３６、ウェハの供給回収工程を行うた
めのステーション３７、粗位置合せ工程を行うためのス
テーション３８、および精密位置合せ工程を行うための
ステーション３９をこの順で配置する。左右のステーシ
ョン３３と３７、３４と３８、および、３５と３９はそ
れぞれ同じ機能を有する。第１の実施例と同様に、これ
らは直線上に配置されている。この各工程のステーショ
ンで処理ができるようにメインステージ４５が配置され
ている。メインステージ４５上にはサブステージ４０、
４１、４２および４３が設けられ、それらの上に４つの
ウェハを搭載できるようになっている。サブステージ４
０、４１、４２および４３はそれぞれ独立に動作するこ
とができる。さらに、これらのメインステージとサブス
テージには、現在位置を計測できるセンサが設けられ、
４つのウェハの位置が独立に制御される。メインステー
ジ４５が図７の位置にあるとき、４つのウェハを搭載し
た状態で、これらのウェハに対してステーション３３、
ステーション３４、ステーション３５およびステーショ
ン３６での各々の作業ができる。各作業は同時並行処理
される。この作業が終了すると、メインステージ４５
は、例えば、ステーション３４、ステーション３５、ス
テーション３６およびステーション３７の各々の作業が
同時に行うことができるような位置に移動する。このよ
うに、メインステージ４５は、常に４つの作業が同時処
理できる位置に移動する。

【００３８】この露光装置の処理の流れを図８と図９を
用いて説明する。メインステージ２２をステーション３
４、３５、３６および３７の前に移動し、工程３Ａにお
いて、ウェハの供給回収の機能をもつ搬送系３１とステ
ーション３７の供給機能により、メインステージ４５の
左側のサブステージ４３上にウェハａを供給する。ウェ
ハａの供給が完了すると、工程３Ｂにおいて、その図に
示す位置にメインステージ４５が移動し、工程３Ａでサ
ブステージ４３上にセットされたウェハａを、ステーシ
ョン３８で粗アライメント（粗位置決め）する。すなわ
ちメインステージ４５上で、サブステージ４３によりウ
ェハａを移動し、粗位置決めする。これと同時に、搬送
系３１とステーション３７によって、ウェハｂをサブス
テージ４２上に供給する。この２つの並列動作が完了す
ると、工程３Ｃに進み、メインステージ４５はステーシ
ョン３６、３７、３８および３９の前に移動する。先ほ
ど粗位置決めしたウェハａはステーション３９で精密ア
ライメント（精密位置決め）される。同時に、ウェハｂ
はステーション３８で粗アライメントされ、前記搬送系
３１とステーション３７によって、ウェハｃが供給され
る。

【００３９】工程３Ｃが終了すると、工程３Ｄに進み、
メインステージ４５は３ステーション分移動し、工程３
Ｄの図に示す位置に位置する。位置決めが完了したウェ
ハａはステーション３６で露光される。同時に、ウェハ
ｂはステーション３５で精密アライメント（精密位置決
め）され、ウェハｃはステーション３４で粗アライメン
トされ、搬送系３１とステーション３３によって、サブ
ステージ４０上にウェハｄが供給される。これにより、
サブステージ４０から４３までのすべての位置にウェハ
が載り、４つの処理が並列処理される状態となる。

【００４０】工程３Ｄが完了すると、工程３Ｆに進む。
工程３Ｆにおけるメインステージ４５の位置は、工程３
Ａの場合と同じである。工程３Ａとの違いは、４つのス
テーション３４〜３７で同時に処理を行うことである。
ここで、ステーション３７では、露光が終了したウェハ
ａが回収（メインステージから排出）され、代わりに新
しい未処理のウェハｅが供給される。これらの動作は第
２実施例の場合と基本的に同じである。

【００４１】これ以降の工程３Ｇ、工程３Ｈ、工程３Ｉ
においても同時に４つの動作を並行処理する。メインス
テージ４５の位置は、それぞれ工程３Ｂ、工程３Ｃ、工
程３Ｄと同じである。次の工程３Ｊは、工程３Ｆと同一
であり、これ以降は、工程３Ｆから工程３Ｉまでが繰り
返される。この場合も、第１の実施例や第２の実施例と
同様に、ウェハが供給され続ければ、永遠にメインステ
ージ４５はこれらの繰返し工程に従って往復運動をす
る。なお、メインステージ４５の駆動エラー等の補正、
サブステージの構成、レチクル交換等については、第１
の実施例の場合と同様である。

【００４２】本実施例は、角状のチップを処理する場合
に、高い生産性が維持できる実施形態である。なお、本
実施例では、各ステーションの配置を直線的配置とした
が、扇型に配置しても、同様の効果がある。

【００４３】次に、上述した露光装置を利用することが
できるデバイス製造例について説明する。図１１は微小
デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネ
ル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製
造のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイ
スのパターン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）
では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハ
プロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウ
エハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実
際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後
工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを
用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工
程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）で
はステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を
経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ
７）される。

【００４４】図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハにレジストを塗布する。
ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置または
露光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数
のショット領域に並べて焼付露光する。ステップ１７
（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８
（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削
り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチング
が済んで不要となったレジストを取り除く。これらのス
テップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重
に回路パターンが形成される。

【００４５】これによれば、従来は製造が難しかった大
型のデバイスを低コストで製造することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板を処
理するためのステージを２以上有し、露光位置に位置す
るステージ上の基板に対して露光を行う間に他の処理位
置に位置するステージ上において露光以外の処理を行う
ことにより、露光以外の処理を露光と並列的に行うよう
にしたため、ステージのスピードを上げたり、露光処理
部の数を増やしたりすることなく、生産性を向上させる
ことができる。また、これと同時に、高価な投影レンズ
を増やしていないため、製造コストの上昇も抑えること
ができる。

【００４７】さらに、本発明は、ウェハサイズの拡大に
よる半導体素子の製造コスト低減以上の効果を生む角状
のチップに対してより有効である。つまり、角状のチッ
プを使用する場合は露光処理部以外の処理部の数を増や
し、露光動作とそれ以外の動作を時間的に一致させるこ
とにより、処理に要する時間は見かけ上露光動作のみと
なり、ウェハサイズを大きくして生産効率をあげる場合
に比べて、ウェハ交換時間等がなくなるため、さらに効
率よい処理を実現し、生産性を飛躍的に向上させること
ができる。

【００４８】また、このように角状のチップの利用を可
能にすることによって、半導体素子を作るための基板材
自体の製造はウェハサイズの変更に影響されない。その
ため、従来のウェハ製造ラインを使用でき、コスト上昇
を押さえることができ、ウェハの歩留まり（価格）を決
めている欠陥密度の改善に集中でき、さらに、良質の基
板材を供給できる効果がある。また、ウェハのサイズが
大きくなるにつれて、ウェハが厚くなる傾向も防ぐこと
ができる。結果として、高価な原料の使用量を減らし、
コスト削減のみならず、製造時に必要とされる電力等も
減らすことができ、省エネルギーも達成できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る、ウェハ処理を
２分割した場合の並行処理機能を備えた投影露光装置の
構成を示す概略図である。

【図２】ウェハを角状のチップに切断した概略図であ
る。

【図３】図１の投影露光装置におけるステージ動作フ
ローの一部を示す概略図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係る、ウェハ処理を
３分割した場合の並行処理機能を備えた投影露光装置の
構成を示す概略図である。

【図５】図４の投影露光装置におけるステージ動作フ
ローの一部を示す概略図である。

【図６】図４の投影露光装置におけるステージ動作フ
ローの他の部分を示す概略図である。

【図７】本発明の第３の実施例に係る、ウェハ処理を
４分割した場合の並行処理機能を備えた投影露光装置の
構成を示す概略図である。

【図８】図７の投影露光装置におけるステージ動作フ
ローの一部を示す概略図である。

【図９】図７の投影露光装置におけるステージ動作フ
ローの他の部分を示す概略図である。

【図１０】従来例に係る露光装置の構成を示す概略図
である。

【図１１】本発明の装置または方法を用いることがで
きるデバイス製造例を示すフローチャートである。

【図１２】図１１におけるウエハプロセスの詳細なフ
ローを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１，１１，３１：感光基板を供給するための搬送系、
２，１２，３２：感光基板を回収するための搬送系、
３，４：メインステージ９上のサブステージ、５，６，
７：処理ステーション、９：メインステージ、１０：感
光基板の供給回収位置、１３，１４，１５，１６，１
７：処理ステーション、１８，１９，２０：メインステ
ージ２２上のサブステージ、２１：感光基板の供給回収
位置、２２：メインステージ、３３，３４，３５，３
６，３７，３８，３９：処理ステーション、４０，４
１，４２，４３：メインステージ４５上サブステージ、
４４：感光基板の供給回収位置、４５：メインステー
ジ、１０１，１０５：角状のチップ、１０２，１０３，
１０４：半導体素子、２０１：感光基板を供給するため
の搬送系、２０２：感光基板を回収するための搬送系、
２０３：ステージ上の感光基板、２０４：処理部（投影
部やアライメント等を含む本体）、２０５：ステージ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】順次基板をステージ上に供給し、位置合
せし、露光し、そして回収する露光装置において、それ
ぞれが前記供給、位置合せ、露光、および回収のために
露光位置および他の処理位置に移動する前記ステージを
２以上有し、露光位置に位置するステージ上の基板に対
して露光を行う間に他の処理位置に位置するステージ上
において露光以外の処理を行うことにより、露光以外の
処理を露光と並列的に行うことを特徴とする露光装置。
【請求項２】２種類以上の処理部を備え、そのうちの
１種類が前記露光を行うための１つの露光処理部であ
り、他の種類が前記供給、位置合せ、および回収を行う
ための１種類以上の他の処理部であって各種類毎に２つ
ずつが存在するものであり、前記露光処理部および他の
各処理部は必要に応じて並列的に動作することが可能で
あり、前記ステージの数は前記露光処理部を含めた処理
部の種類の数と同数であり、各ステージは相互に種類が
異なる処理部のそれぞれに同時に位置するとともに順次
別の種類の処理部に位置するように移動するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記他の処理部としては前記基板の供給
および回収を行うための供給回収部と、前記基板の位置
合せを行うための位置合せ部の２種類が存在し、前記露
光処理部、２つの供給回収部および２つの位置合せ部は
必要に応じて並列的に動作することが可能であり、３つ
の前記ステージは前記露光処理部、いずれかの供給回収
部およびいずれかの位置合せ部のそれぞれに同時に位置
するとともに順次別の種類の処理部に位置するように移
動するものであり、これにより前記露光、基板の供給ま
たは回収、および位置合せが並列的に行われることを特
徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】前記他の処理部としては前記基板の供給
および回収を行うための供給回収部と、前記基板の粗位
置合せを行うための粗位置合せ部と、前記基板の精密位
置合せを行うための精密位置合せ部の３種類が存在し、
前記露光処理部、２つの供給回収部、２つの粗位置合せ
部および２つの精密位置合せ部は必要に応じて並列的に
動作することが可能であり、４つの前記ステージは前記
露光処理部、いずれかの供給回収部、いずれかの粗位置
合せ部およびいずれかの精密位置合せ部のそれぞれに同
時に位置するとともに順次別の種類の処理部に位置する
ように移動するものであり、これにより前記露光、基板
の供給または回収、粗位置合せおよび精密位置合せが並
列的に行われることを特徴とする請求項２に記載の露光
装置。
【請求項５】前記他の種類の処理部としては前記供
給、位置合せ、および回収を行うための１種類で２つの
処理部を有し、これらの処理部の間に前記露光処理部が
位置し、２つの前記ステージのうちの一方が一方の前記
他の種類の処理部に位置するときは他方のステージが前
記露光部に位置し、前記他方のステージが他方の前記他
の種類の処理部に位置するときは前記一方のステージが
前記露光処理部に位置するように、各ステージは連動し
て往復移動するものであることを特徴とする請求項２に
記載の露光装置。
【請求項６】各処理部は、一方の供給回収部、一方の
位置合せ部、露光部、他方の供給回収部、そして他方の
位置合せ部の順で直列的に配置されており、各ステージ
は、前記露光、基板の供給または回収、および位置合せ
が並列的に行われるように、前記直列的配置に沿って一
体的に往復移動するものであることを特徴とする請求項
３に記載の露光装置。
【請求項７】各処理部は、一方の供給回収部、一方の
粗位置合せ部、一方の精密位置合せ部、露光部、他方の
供給回収部、他方の粗位置合せ部、そして他方の精密位
置合せ部の順で直列的に配置されており、各ステージ
は、前記露光、基板の供給または回収、粗位置合せ、お
よび精密位置合せが並列的に行われるように、前記直列
的配置に沿って一体的に往復移動するものであることを
特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項８】各ステージは、前記露光、位置合せ等の
ために相互に独立に動作できるものであるが、互いに干
渉しないように、機械的または制御的に連結され、一体
ステージのごとく移動することもできるものであること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の露光
装置。
【請求項９】前記基板は露光面積の１．１倍と同等ま
たはそれ以下の寸法で囲まれた領域の範囲内にあるサイ
ズであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項
に記載の露光装置。
【請求項１０】処理している基板と異なるパターンを
露光すべき新たな種類の基板が供給されてきたために、
露光パターンを有する原画の交換が必要な場合に、その
新たな種類の基板が露光位置に達するまでに前記原画の
交換を行う手段を有し、前記原画の交換のために、前記
処理している基板を各ステージ上からすべて排出するこ
とがないことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項
に記載の露光装置。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかの露光装置
を用い、露光処理とそれ以外の基板供給・回収処理およ
び位置合せ処理の少なくとも一部とを並列的に行うこと
を特徴とするデバイス製造方法。