KR19980081142A - 리소그래피 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 인라인 리소그래피 시스템(in-line lithography system)에 있어서, 노광 장치 본체를 수용하는 챔버 내부와, 도포 장치·현상 장치 본체를 수용하는 챔버 내부에 각각 환경 센서가 배치되어 있다. 리소그래피 공정중에는 이 양쪽의 환경 센서에 의해 계측된 기압, 온도, 습도 등의 계측값에 근거하여 환경 제어부가 각 챔버의 환경 조건이 거의 일치하도록 공기 조절부를 제어한다. 이에 따라, 접속부를 거쳐 웨이퍼 W의 수수를 하더라도 양 챔버 내부의 환경 조건이 서로 영향을 미치지 않게 할 수 있다.

Description

리소그래피 시스템
본 발명은 리소그래피 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 레지스트가 도포된 기판상에 패턴을 노광하는 노광 장치와 이 노광 장치에 접속된 기판의 처리 장치를 구비한 리소그래피 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자 등의 제조에 있어서의 노광 장치를 중심으로 하는 리소그래피 공정에서는, 도포 장치(coater)에 의해 웨이퍼 등의 기판 표면에 레지스트가 도포되고, 이 기판이 반송계에 의해 노광 장치로 인도되어 노광 처리가 행해진 후, 이 노광 처리가 완료된 기판이 현상 장치(developer)에 의해 현상 처리되는 것에 의해, 레지스트 패턴이 기판상에 형성된다. 최근에는, 도포 장치와 현상 장치가 일체화된, 소위 도포 장치·현상 장치가 주류를 이루고 있다.
종래, 도포 장치·현상 장치와 노광 장치는, 각각 독립된 챔버 내부에 수용되어 각각 독립된 공기 조절기를 구비하고 있고, 각 챔버 내부는 각각의 처리 내용에 적합한 환경 조건(기압, 온도, 습도 등)에 의해 제어되고 있었다.
그런데, 최근에는 집적 회로의 고밀도화·미세화에 대응하기 위하여 노광광이 단파장화되는 경향에 있으며, 이 때문에 노광광으로서 엑시머 레이저 등의 DUV(Deep Ultraviolet)광이 사용되게 되었다. 그것에 대응하여 레지스트로서는, 화학 증폭형 레지스트(Chemically Amplified Resist) 등의 고감도 레지스트가 비교적 많이 이용되게 되었다. 이 화학 증폭형 레지스트는 주위의 화학적 환경에 대하여 대단히 민감하고, 특히 공기중의 알칼리성 물질과 반응해 그 특성이 변화되어 버리는 특징을 갖고 있다. 그래서, 화학 증폭형 레지스트를 사용하는 노광 장치나 도포 장치·현상 장치에는, 각 챔버 내부에 물리적 폐기물을 제거하는 헤파(HEPA) 필터에 부가하여, 화학 증폭형 레지스트에 대하여 유해한 화학 물질(예컨대, 알칼리성 물질)을 제거하기 위한 화학적 필터(chemical filter)가 통상 장비되어 있다.
상기 내용으로부터 명백한 바와 같이, 화학 증폭형 레지스트를 사용하는 리소그래피 공정에서는, 레지스트 도포로부터 현상 종료까지의 기간 동안에는 바깥 공기에 접촉되지 않도록 하는 것이 바람직하고, 이 때문에 리소그래피 공정내에서 노광 장치와 도포 장치·현상 장치에 의해 인라인(in-line)을 구성하는 것이 비교적 많이 실행되어 왔다. 그리고, 노광 장치와 도포 장치·현상 장치간에 인라인을 구성하는 경우에는, 양 장치 사이에서 웨이퍼의 수수를 실행하는 부분(접속부)에 대해서도 화학적 환경의 영향이 문제로 되기 때문에, 외부의 청정실(clean-room) 환경과 격리시켜, 이 접속부를 양 장치의 챔버 내부와 동등한 환경으로 되도록 밀폐성이 양호하게 커버로 덮는 것이 실행되고 있다.
그러나, 상술한 종래의 리소그래피 공정에 있어서의 인라인 시스템(in-line system)에 있어서는, 노광 장치와 도포 장치·현상 장치가 각각 독립된 챔버 내부에 수용되어, 각 챔버마다 공기 조절기에 의해 챔버 내부의 기압, 온도, 및 습도 등을 개별적으로 제어하고 있었기 때문에, 양 장치간에 기압차나 온도차, 혹은 습도차가 발생하는 경우가 많아서, 정밀하게 제어되어 있던 양 챔버 내부의 환경이 서로 영향을 미쳐 편차가 발생해 버린다고 하는 문제점이 있었다.
예를 들어, 노광 장치측에서는 도포 장치·현상 장치측으로부터의 공기 유입 등에 기인한 기압 변화에 의해 공기의 굴절율이 변해 투영 광학계의 투영 배율이 변화하여, 노광시의 배율 제어 정밀도에 영향을 미치거나, 온도 변화에 의해 공기의 불안정(온도의 불안정)이 발생한다. 그로 인하여, 웨이퍼의 위치를 계측하는 레이저 간섭계의 계측 오차가 발생하기 쉽게 되기 때문에, 그 결과 스테이지의 스텝핑 정밀도나 정렬 정밀도에 악영향을 미치게 되는 등의 문제점이 있었다. 습도의 변화에 의해서도 공기의 굴절율이 변화하기 때문에, 마찬가지의 악영향이 발생할 수 있다.
한편, 도포 장치·현상 장치측에서는, 현상에 있어서 최적의 온도가 있기 때문에, 노광 장치측으로부터의 공기의 유입 등에 의해 최적 온도를 유지할 수 없게 되어 현상 결과에 악영향이 발생하는 등의 문제점이 발생할 우려가 있었다.
본 발명의 목적은 노광 장치와 이것에 접속된 기판의 처리 장치의 장치 내부의 환경 조건이 서로 영향을 미치지 않게 할 수 있는 인라인형(in-line type) 리소그래피 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 기판 처리 장치와 접속된 노광 장치 내부의 환경을 정밀하게 제어할 수 있는 리소그래피 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 노광 장치와 접속된 기판 처리 장치 내부의 환경을 정밀하게 제어할 수 있는 리소그래피 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 일실시예에 대한 리소그래피 시스템의 개략 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 리소그래피 시스템을 구성하는 장치 내부의 환경 제어에 관련되는 구성 부분을 나타내는 블럭도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 리소그래피 시스템 20 : 노광 장치
40 : 도포 장치·현상 장치(처리 장치) 50 : 접속부
60, 62 : 환경 센서 64 : 환경 제어부(제어 장치)
W : 웨이퍼(기판)
본 발명에 따르면, 레지스트가 도포된 기판(W)상에 패턴을 노광시키는 노광 장치(20)와 이 노광 장치(20)에 접속된 상기 기판(W)의 처리 장치(40)와, 상기 노광 장치(20) 및 상기 처리 장치(40) 중 적어도 한쪽의 환경을 계측하는 환경 센서(60, 62)와, 상기 환경 센서(60, 62)의 계측값에 근거하여 상기 노광 장치(20) 내부의 환경과 상기 처리 장치(40) 내부의 환경이 거의 동일하게 되도록 상기 노광 장치(20) 내부 및 상기 처리 장치(40) 내부 중 적어도 한쪽의 환경을 제어하는 제어 장치(64)를 갖는 리소그래피 시스템이 제공된다.
이에 따르면, 환경 센서에 의해 노광 장치 및 기판의 처리 장치 중 적어도 한쪽의 환경이 계측되고, 그 환경 센서의 계측값에 근거하여 제어 장치에 의해 노광 장치 내부의 환경과 처리 장치 내부의 환경이 거의 동일하게 되도록, 노광 장치 내부 및 처리 장치 내부 중 적어도 한쪽의 환경이 제어된다. 이 때문에, 노광 장치와 처리 장치 사이에서 기판의 수수 등을 하더라도, 그 때 양 장치 내부의 환경이 서로 악영향을 미치게 하는 경우가 거의 없게 되고, 그 결과 각 장치 내부에서의 처리를 항상 적정하게 실행하는 것이 가능하게 된다.
이 경우에 있어서, 환경 센서는 노광 장치 내부 및 처리 장치 내부의 어느 한 곳에 마련하면 되는데, 양 장치의 접속부 근방에 마련하는 것이 보다 바람직하다.
리소그래피 시스템에 있어서, 환경 센서는 양 장치 내부의 환경이면 여러 가지의 것을 측정해도 좋은데, 환경 센서(60, 62)는 장치 내부의 압력, 온도, 및 습도 중 적어도 1개를 측정하는 것이 보다 바람직하다.
즉, 장치 내부의 압력, 온도, 혹은 습도 등은, 양 장치간에 서로 영향을 미치는 환경 조건 중에서도 영향력이 큰 것이며, 이들 중 적어도 1개, 바람직하게는 상기 3가지 조건을 양 장치 사이에서 일치시키는 것이 한층 더 바람직하다.
리소그래피 시스템에 있어서의 처리 장치는 노광전 혹은 노광후의 기판을 처리하는 장치이면 특정한 처리 장치에 한정되지는 않는데, 예를 들면 처리 장치는 레지스트 도포 기능 및 현상 기능 중 적어도 하나를 구비한 장치인 것이 바람직하다. 이러한 레지스트 도포 기능이나 현상 기능을 가진 장치에서는, 장치 내부의 압력이나 온도, 습도 등의 장치 환경을 정밀하게 제어해야 하므로, 양 장치 내부의 환경을 거의 일치시키도록 제어한 경우에 큰 효과를 발휘하기 때문이다.
또한, 리소그래피 시스템은, 기판상에 도포되는 레지스트에 대하여 특히 한정되어 있지는 않지만, 화학 증폭형 레지스트이어도 좋다. 이 화학 증폭형 레지스트는 DUV 노광, 엑시머 레이저 노광, X선 노광, 혹은 전자선 노광 등에 대응할 수 있는 고감도 레지스트인데, 주위의 화학적 환경에 대단히 민감하기 때문에(특히, 알칼리성 물질에 반응하기 쉬움), 노광 장치와 처리 장치의 화학적 환경을 일치시킬 필요가 있다. 즉, 화학 증폭형 레지스트는, 도포되고 나서부터 현상될 때까지 유해 화학 물질(여기서는, 알칼리성 물질)이 제거된 환경중에 놓아 두어야 하기 때문에, 노광 장치와 처리 장치 모두에 유해 화학 물질을 제거하는 화학 필터를 장비함으로써 화학적 환경을 일치시키는 것도 가능하다.
(실시예)
이하, 본 발명의 일실시예를 도 1 및 도 2에 근거하여 설명한다.
도 1에는 일실시예에 대한 리소그래피 시스템(10)의 개략 구성을 나타내는 사시도가 도시되어 있다.
이 리소그래피 시스템(10)은, 여기서는 스텝·앤드·리피트(step and repeat) 방식에 의한 노광 처리를 하는 노광 장치(20)와, 웨이퍼 W로의 레지스트 도포 처리 및 노광후의 현상 처리를 하는 처리 장치로서의 도포 장치·현상 장치(40)와, 상기 노광 장치(20)와 도포 장치·현상 장치(40) 사이를 접속하여, 웨이퍼 W의 수수를 밀폐 공간내에서 실행하는 접속부(50)를 구비하고 있다. 즉, 노광 장치(20)와 도포 장치·현상 장치(40) 사이에 인라인 시스템이 구성되어 있다.
노광 장치(20)는, 노광 장치용 챔버(24)와, 이 노광 장치용 챔버(24) 내부에 수용된 노광 장치 본체(22) 및 웨이퍼 로더(26) 등을 구비하고 있다. 노광 장치용 챔버(24)에는, 노광 장치용 공기 조절부(28)가 인접 배치되어 있고, 이 노광 장치용 공기 조절부(28) 내부의 공기 조절기(도시하지 않음)에 의해 노광 장치용 챔버(24) 내부의 공기 조절이 행해지고 있다. 공기 조절부(28)로서는, 예를 들면 1997년 3월 26일자의 U.S.Serial NO.08/824,467에 개시되어 있는 것을 이용할 수 있다.
상기 노광 장치 본체(22)의 노광용 광원으로서는, 노광 장치용 챔버(24)의 외부에 별도 배치된 엑시머 레이저(30)가 사용되고, 여기서 발생된 레이저광이 빔·매칭·유닛(BMU)(32)을 거쳐 노광 장치 본체(22)로 도입되고 있다. 노광 장치 본체(22)내에 도입된 레이저광(노광광)은 조명 광학계(34)를 거쳐 레티클 R의 패턴 영역을 균일하게 조명한다. 이에 따라, 레티클 R에 형성된 패턴이 투영 광학계 PL을 거쳐 표면에 레지스트가 도포된 기판으로서의 웨이퍼 W 상의 소정의 숏(shot) 영역에 투영 노광된다.
웨이퍼 W는, X축 방향(도 1에 있어서의 지면 좌우 방향)과 Y축 방향(도 1에 있어서의 지면 오른쪽 사선 깊이 방향)으로 이동 가능한 웨이퍼 스테이지(36)상에 도시하지 않은 웨이퍼 홀더를 거쳐 진공 흡착되어 있다. 또한, 이 웨이퍼 W의 XY 위치는, 웨이퍼 스테이지(36)상에 Y축 방향으로 연이어 마련된 X 이동 거울(37X), X축 방향으로 연이어 마련된 Y 이동 거울(37Y)을 각각 거쳐 X 간섭계(38X), Y 간섭계(38Y)에 의해 소정의 분해능(예컨대 0.5∼1㎚ 정도의 분해능)으로 고정밀도로 측정되어 있다.
상기 웨이퍼 로더(26)는, 노광 장치 본체(22)의 웨이퍼 스테이지(36)에 대하여 웨이퍼 W를 반송(로드·언로드)함과 동시에, 접속부(50)를 거쳐 도포 장치·현상 장치 본체(42)와의 사이에서 웨이퍼 W의 수수를 한다.
노광 장치용 공기 조절부(28)는, 노광 장치용 챔버(24)의 내부를 외부의 청정실에 대하여 항상 양압(陽壓)으로 되는 일정한 기압값으로 제어한다. 이것은, 노광 장치 본체(22)에 외부로부터의 폐기물이나 먼지가 들어가지 않도록 함과 동시에, 노광중인 챔버(24) 내부의 기압 변화에 의해 광의 굴절율이 변하여, 적절한 노광을 실행할 수 없게 되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 노광 장치용 공기 조절부(28)는, 도시하지 않은 공기 조절기를 구성하는 송풍기에 의해 노광 장치용 챔버(24) 내부의 공기를 순환시킬 때, 공기 조절기를 구성하는 냉동기에 의한 공기의 냉각 및 히터에 의한 공기의 가열을 조절함으로써, 챔버(24) 내부의 온도를 소정 온도로 제어하고 있다. 이 노광 장치용 챔버(24) 내부의 온도 제어는, 여기서는 설정 온도에 대하여 ±1/10℃ 정도의 범위내에서 실행되고 있다. 또한, 노광 장치용 공기 조절부(28)는, 챔버(24) 내부의 습도에 대해서도 일정하게 유지하도록 제어한다. 단, 이 경우, 습도 조정을 직접 실행하는 것이 아니라, 챔버(24) 내부의 기압과 온도를 제어함으로써 간접적으로 습도 조정을 하고 있다.
노광 장치용 공기 조절부(28)와 노광 장치용 챔버(24)의 경계 벽면에는 헤파 필터 및 화학 필터 등이 마련되어 있다. 헤파 필터에 의해 물리적인 폐기물이나 먼지가 제거되고, 또한 화학 필터에 의해 화학 증폭형 레지스트에 있어서 화학적으로 유해한 물질(알칼리성 물질)이 제거되어, 노광 장치용 챔버(24) 내부는 물리적으로도 화학적으로도 깨끗한 상태로 유지되어 있다.
상기 도포 장치·현상 장치(40)는, 도포 장치·현상 장치용 챔버(44)와, 이 도포 장치·현상 장치용 챔버(44) 내부에 수용된 도포 장치·현상 장치 본체(42)를 구비하고 있다. 도포 장치·현상 장치용 챔버(44)의 윗쪽에는, 도포 장치·현상 장치용 공기 조절부(46)가 인접 배치되고, 이 도포 장치·현상 장치용 공기 조절부(46)에 의해 챔버(44) 내부의 공기 조절이 행해지고 있다.
상기 도포 장치·현상 장치 본체(42)에서는 노광전에 고감도의 화학 증폭형 레지스트(Chemically Amplified Resist)를 스핀식 등에 의해 웨이퍼 W면상에 도포하고, 노광후의 웨이퍼 W를 현상 처리한다. 이 현상 처리는, 온도 조건에 민감하게 반응하여 현상 결과에 영향을 미치기 때문에, 후술하는 노광 장치(20)와의 사이의 접속부(50)에 대하여 가능한 한 떨어진, 온도 변화의 영향을 받기 어려운 위치에서 현상 처리를 하는 것이 바람직하다. 도포 장치·현상 장치용 공기 조절부(46)는, 상술한 노광 장치용 공기 조절부(28)와 마찬가지로 하여, 도포 장치·현상 장치용 챔버(44) 내부의 기압, 온도, 습도를 일정하게 유지하도록 되어 있다.
또한, 공기 조절부(46)와 챔버(44) 사이의 벽면에는, 헤파 필터나 화학 필터가 마찬가지로 배치되어 있기 때문에, 물리적인 폐기물이나 먼지, 혹은 화학적으로 유해한 물질이 제거되어, 물리적으로도 화학적으로도 챔버(44) 내부는 깨끗이 유지되도록 되어 있다.
상기 접속부(50)는, 노광 장치용 챔버(24)와 도포 장치·현상 장치용 챔버(44) 사이에서 웨이퍼 W의 수수를 할 때, 화학 증폭형 레지스트가 도포된 웨이퍼 W가 물리적으로도 화학적으로도 깨끗한 상태가 유지되도록 양 장치(20, 40)의 챔버와 마찬가지로 밀폐성이 양호하게 커버로 덮여져 있다.
또한 본 실시예에서는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 노광 장치용 챔버(24)와 도포 장치·현상 장치용 챔버(44)의 내부의 접속부(50) 근방에, 각각의 챔버 내부의 환경 조건을 계측하는 환경 센서(60, 62)가 배치되고, 이들 환경 센서(60, 62)로부터의 계측값에 근거하여 각 챔버 내부의 환경 조건을 제어하는 제어 장치로서의 환경 제어부(64)가 마련되어 있다. 환경 센서(60, 62)는 각각의 챔버(24, 44) 내부의 기압, 온도, 습도 등의 환경 조건을 고정밀도로 계측하는 것이 가능한 센서로서, 기압계, 온도계, 습도계 등으로 구성되어 있다. 그리고, 환경 제어부(64)에서는, 이들 환경 센서(60, 62)로부터 입력되는 계측 결과에 근거하여 양 챔버(24, 44)간의 기압차, 온도차, 습도차를 계산한다. 그리고, 환경 제어부(64)는 각각의 챔버(24, 44) 내부의 환경 조건의 차가 거의 「O」으로 되도록 노광 장치용 공기 조절부(28) 및 도포 장치·현상 장치용 공기 조절부(46)를 제어함으로써, 양 챔버(24, 44) 내부의 환경 조건을 거의 일치시킨다. 이 경우, 상기 환경 센서(60, 62)를 각각 구성하는 기압계, 온도계, 습도계 등은 상호간의 감도(感度)를 조정하기 위하여 미리 교정(calibration)한 것이 이용되고 있다. 이에 따라, 양 장치 내부의 기압차, 온도차, 습도차를 정확하게 계측하는 것이 가능해진다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 구성된 리소그래피 시스템(10)의 리소그래피 공정에 있어서의 동작을 간단히 설명한다.
우선, 도 1에 도시되는 도포 장치·현상 장치 본체(42)에 웨이퍼 W를 세트한다. 그리고, 조작자(operator)에 의해 노광 장치 본체(22)측의 입력 장치(도시하지 않음)로부터 소정의 입력이 행하여지면, 인라인을 통하여 도포 장치·현상 장치 본체(42)측에 지령이 출력되어, 웨이퍼 W 상에 원하는 조건으로 화학 증폭형 레지스트가 도포된다. 화학 증폭형 레지스트가 도포된 웨이퍼 W는, 접속부(50)로 반송되어 노광 장치측의 웨이퍼 로더(26)로 인도된다.
웨이퍼 W를 수취한 웨이퍼 로더(26)는 그 웨이퍼 W를 노광 장치 본체(22)의 웨이퍼 스테이지(36)상에 세트한다. 이 상태에서, 엑시머 레이저(30)로부터의 레이저광이 BMU(32)를 거쳐 조명 광학계(34)에 도입되어 레티클 R의 패턴 영역이 조명됨으로써, 레티클 R의 패턴이 투영 광학계 PL을 거쳐 웨이퍼 스테이지(36)상에 세트된 웨이퍼 W면상에 축소 투영된다.
본 실시예의 노광 장치 본체(22)는 스텝퍼이기 때문에, 웨이퍼상의 복수의 숏 영역에 대하여 순차적으로 노광이 이루어지도록, 웨이퍼 스테이지(36)가 노광 순서에 따라 차차 스텝 이동되면서 노광 처리가 반복적으로 실행된다.
2층째 이후의 노광시에는, 이미 웨이퍼 W상에 패턴과 함께 정렬 마크가 새겨져 있으며, 이 정렬 마크의 갯수를 정렬 센서(39)에 의해 계측한 후, 그 계측 결과에 근거하여 소위 확장·전역·정렬(EGA)의 방법 등에 의해 웨이퍼상의 숏 배열이 산출된다. 그리고, 이 숏 배열에 근거하여 웨이퍼 스테이지(36)를 스텝핑시키면서 중첩 정렬 노광이 행해진다. 스텝핑이나 정렬시의 웨이퍼 스테이지(36)의 위치는, 레이저 간섭계(38X, 38Y)의 위치 정보에 근거하여 제어된다.
모든 숏 영역에 레티클 패턴이 노광된 웨이퍼 W는, 다시 웨이퍼 로더(26)에 의해 웨이퍼 스테이지(36)상에서 접속부(50)로 반송되어 도포 장치·현상 장치용 챔버(44) 내부의 도포 장치·현상 장치 본체(42)로 인도된다. 그리고, 도포 장치·현상 장치 본체(42)에서는, 수수된 웨이퍼 W를 원하는 조건으로 현상 처리를 하고, 현상 처리가 끝난 웨이퍼 W는 도포 장치·현상 장치용 챔버(44)의 웨이퍼 인출 위치(도시하지 않음)로 반송되어 다음 처리 공정으로 진행하게 된다.
본 실시예에 대한 리소그래피 시스템(10)에서는, 상술한 바와 같은 리소그래피 공정이 실행되고 있는데, 그 공정중에는 항상 환경 제어부(64)에 의해 양 챔버(24, 44) 내부의 기압, 온도, 습도 등의 환경 조건이 거의 일치하도록, 노광 장치용 공기 조절부(28) 및 도포 장치·현상 장치용 공기 조절부(46)가 제어되어 있다. 예를 들면, 양 챔버(24, 44) 내부에 기압차가 발생한 경우에는, 양 챔버(24, 44)간의 기압차가 거의 「0」으로 되도록, 노광 장치용 공기 조절부(28) 및 도포 장치·현상 장치용 공기 조절부(46)내의 팬(fan) 회전이 제어되거나, 가변형으로 구성된 외부로부터의 공기 취입구(도시하지 않음)의 크기가 변경되기도 한다. 또한, 온도차나 습도차가 발생한 경우에는, 온도차나 습도차가 거의 「0」으로 되도록 양 공기 조절부(28, 46)내의 냉동기, 히터, 팬이 제어된다.
그리고, 본 실시예에서는, 양 챔버(24, 44)를 접속함과 동시에 웨이퍼 W의 수수가 실행되는 접속부(50)가 밀폐성이 양호하게 커버되어 있다. 따라서, 양 챔버(24, 44) 내부의 환경 조건이 일치되어 있으면, 웨이퍼 W를 수수할 때 양 챔버(24, 44)를 서로 연통시키더라도 환경 조건(기압, 온도, 습도 등)의 변동이 거의 발생하는 일 없이, 노광 장치 본체(22)와 도포 장치·현상 장치 본체(42)에 의해 적정한 처리를 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 리소그래피 시스템(10)에 따르면, 리소그래피 공정중에 노광 장치 본체(22)가 수용된 노광 장치용 챔버(24) 내부와, 도포 장치·현상 장치 본체(42)가 수용된 도포 장치·현상 장치용 챔버(44) 내부에서의 환경 조건을, 미리 교정된 고정밀도의 기압계, 온도계, 습도계 등으로 이루어지는 환경 센서(60, 62)를 이용하여 계측하고, 그 계측 결과에 근거하여 양 챔버(24, 44) 내부의 환경 조건이 일치하도록 환경 제어부(64)에 의해 쌍방의 공기 조절부(28, 46)가 제어된다. 따라서, 노광 장치와 도포 장치·현상 장치의 챔버 내부 환경이 서로 영향을 미치게 하지 않을 수 있고, 특히 노광 장치 본체(22)에 있어서는 노광시의 배율 제어 정밀도나 웨이퍼 스테이지(36)의 스텝핑 정밀도, 정렬 정밀도가 저하된다고 하는 문제점이 발생하지 않게 되어, 도포 장치·현상 장치(40)와 인라인을 구성하고 있음에도 불구하고, 노광 장치(20) 단독의 경우와 마찬가지로 고정밀도로 노광을 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시예의 리소그래피 시스템(10)에 따르면, 노광 장치(20)와 도포 장치·현상 장치(40)간에 기압차가 없도록 각 챔버 내부의 기압이 제어되기 때문에, 접속부(50)에 있어서 새로운 공기의 흐름이 발생하는 것에 의한 폐기물의 와류 등도 방지할 수 있어, 반도체 소자 제조의 양품율이 향상된다고 하는 이점도 있다.
또, 상기 실시예에서는, 노광 장치 본체(22)와 도포 장치·현상 장치 본체(42)가 각각 1개의 챔버 내부에 설치된 경우에 대하여 설명하였는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 노광 장치 본체와 웨이퍼 로더부, 혹은 도포 장치부와 현상 장치부 및 반송부 등이, 분할된 챔버 내부에 설치되어 있는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우에는, 특히 상기 접속부(50)와 마찬가지의 웨이퍼 수수를 위한 부분을 거쳐 접속된 2개의 장치의 챔버 내부의 환경을 각각 제어하는 공기 조절기에 대하여 환경 제어부(64)로부터 지령을 출력하도록 하면 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 노광 장치용 챔버(24)나 도포 장치·현상 장치용 챔버(44) 내부의 환경의 조절은 노광 장치용 공기 조절부(28)나 도포 장치·현상 장치용 공기 조절부(46)를 이용하고 있는데, 이것에 한정되는 것이 아니라 공기 조절부와는 별도로 챔버 내부의 기압, 온도, 습도 등의 환경 조건을 각각 조절할 수 있는 장치를 마련하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 각 챔버 내부의 기압을 기압계로 계측하여 그 기압차를 계산하였는데, 차압계를 이용함으로써 기압차를 직접 구해도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 노광 장치측과 도포 장치·현상 장치측 양쪽의 챔버 내부에 환경 센서(60, 62)를 각각 마련한 경우에 대하여 설명하였는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 어느 한쪽(예컨대, 도포 장치·현상 장치)의 챔버 내부에만 환경 센서를 마련하고, 이 챔버 내부의 환경을 다른쪽 장치(예컨대, 노광 장치)의 챔버 내부 환경의 목표치에 접근시키도록 환경 제어부(64)가 제어하도록 하여도 좋다.
또, 상기 실시예에서는, 환경 센서(60, 62)에 의해 계측하는 환경 조건으로서 기압, 온도, 습도의 3가지로 하였지만, 이 3가지의 환경 조건에 한정되는 것이 아니라 다른 환경 조건을 계측하여 양 챔버 내부의 환경을 일치시키도록 하여도 좋다. 또한, 상기 3가지의 환경 조건을 모두 계측하지 않아도 무방하며, 기압과 온도를 계측하여 제어하거나, 기압만을 계측하여 양 챔버 내부의 기압차가 없어지도록 제어하는 것이어도 좋다. 이것은, 적어도 챔버간의 기압차가 없어지면, 챔버간에 공기의 유입·유출이 거의 없어지기 때문에, 다소 온도차나 습도차가 있다고 하더라도 그 영향은 그다지 크지 않다고 생각되기 때문이다.
또한, 상기 실시예에서는, 리소그래피 시스템을 구성하는 노광 장치 본체(22)가 스텝퍼인 경우에 대하여 설명하였는데, 이것에 한정되지 않고 스텝·앤드·스캔식 등의 스캔형 노광 장치이어도 물론 무방하며, 이 경우에 있어서도 상기 실시예와 동등한 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 노광 장치와 이것에 접속된 기판의 처리 장치의 장치 내부의 환경 조건이 서로 영향을 미치게 하지 않을 수 있다고 하는 종래에 없는 우수한 인라인의 리소그래피 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 1997년 4월 7일 출원된 일본 특허 출원 제 97-103,814 호의 상세한 설명, 청구항, 도면 및 요약서 등의 모든 개시물은 전체적으로 본 발명에 참조로 인용된다.

Claims (28)

  1. 레지스트가 도포된 기판상에 패턴을 노광하는 노광 장치와 이 노광 장치에 접속된 상기 기판의 처리 장치를 구비한 리소그래피 시스템에 있어서,
    상기 노광 장치 및 상기 처리 장치중 적어도 한쪽의 환경을 계측하는 환경 센서와,
    상기 환경 센서의 계측값에 근거하여 상기 노광 장치 내부의 환경과 상기 처리 장치 내부의 환경이 거의 동일하게 되도록 상기 노광 장치 내부 및 상기 처리 장치 내부중 적어도 한쪽의 환경을 제어하는 제어 장치를 포함하는 리소그래피 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환경 센서는, 장치 내부의 압력, 온도, 및 습도 중 적어도 1개를 측정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 처리 장치는, 레지스트 도포 기능 및 현상 기능 중 적어도 하나를 구비한 장치인 것을 특징으로 하는 리소그래피 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 기판상에 도포되는 레지스트는 화학 증폭형 레지스트인 것을 특징으로 하는 리소그래피 시스템.
  5. 기판을 노광하는 노광 장치 내부의 환경을 제어하는 방법으로서, 상기 노광 장치는 그 노광전 또는 노광후에 상기 기판의 처리를 행하는 처리 장치와 접속되는, 상기 방법에 있어서,
    상기 처리 장치 내부의 환경에 관한 데이터를 취득하는 단계와,
    상기 취득된 데이터에 근거하여 상기 노광 장치 내부의 환경을 제어하는 단계를 포함하는 노광 장치 내부의 환경 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 처리 장치는 상기 노광전에 상기 기판상에 감응제를 도포하는 도포 장치와, 상기 노광후에 상기 기판의 현상 처리를 행하는 현상 장치 중 적어도 한쪽을 포함하는 노광 장치 내부의 환경 제어 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 노광 장치 내부의 환경은, 상기 처리 장치 내부의 환경과 거의 동일하게 되도록 제어되는 노광 장치 내부의 환경 제어 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터는 기압, 온도, 습도 중 적어도 하나에 관한 것인 노광 장치 내부의 환경 제어 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 노광 장치와 상기 처리 장치는 각각 독립된 챔버에 수용되는 노광 장치 내부의 환경 제어 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 노광 장치와 상기 처리 장치간에 인라인 시스템이 구성되는 노광 장치 내부의 환경 제어 방법.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판상에는 화학 증폭형 레지스트가 도포되는 노광 장치 내부의 환경 제어 방법.
  12. 기판의 처리를 행하는 처리 장치 내부의 환경을 제어하는 방법으로서, 상기 처리 장치는 그 처리전 또는 처리후에 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 접속되는, 상기 방법에 있어서,
    상기 노광 장치 내부의 환경에 관한 데이터를 취득하는 단계와,
    상기 취득된 데이터에 근거하여 상기 처리 장치 내부의 환경을 제어하는 단계를 포함하는 처리 장치 내부의 환경 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 처리 장치는, 상기 기판상에 감응제를 도포하는 도포 장치와 상기 기판의 현상 처리를 행하는 현상 장치 중 적어도 한쪽을 포함하는 처리 장치 내부의 환경 제어 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 처리 장치 내부의 환경은 상기 노광 장치 내부의 환경과 거의 동일하게 되도록 제어되는 처리 장치 내부의 환경 제어 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 데이터는 기압, 온도, 습도 중 적어도 하나에 관한 것인 처리 장치 내부의 환경 제어 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 노광 장치와 상기 처리 장치는 각각 독립된 챔버에 수용되는 처리 장치 내부의 환경 제어 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 데이터는 기압, 온도, 습도 중 적어도 하나에 관한 것인 처리 장치 내부의 환경 제어 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 노광 장치와 상기 제어 장치는 각각 독립된 챔버에 수용되는 처리 장치 내부의 환경 제어 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 노광 장치와 상기 처리 장치간에 인라인 시스템이 구성되는 처리 장치 내부의 환경 제어 방법.
  20. 기판을 노광하는 노광 장치를 형성하는 방법으로서, 상기 노광 장치는 그 노광전 또는 노광후에 상기 기판을 처리하는 처리 장치에 접속되는, 상기 방법에 있어서,
    상기 노광 장치 내부의 환경을 조정하는 조정 장치를 제공하는 단계와,
    상기 처리 장치 내부의 환경에 관한 데이터에 따라 상기 조정 장치를 제어하는 제어 장치를 제공하는 단계를 포함하는 노광 장치 형성 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 처리 기판은, 상기 노광전에 상기 기판상에 감응제를 도포하는 도포 장치와, 상기 노광후에 상기 기판의 현상 처리를 하는 현상 장치 중 적어도 한쪽을 포함하는 노광 장치 형성 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 데이터는 기압, 온도, 습도 중 적어도 하나에 관한 것인 노광 장치 형성 방법.
  23. 기판을 노광하는 처리 장치를 형성하는 방법으로서, 상기 처리 장치는 그 처리전 또는 처리후에 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 접속되는, 상기 방법에 있어서,
    상기 처리 장치 내부의 환경을 조정하는 조정 장치를 제공하는 단계와,
    상기 노광 장치 내부의 환경에 관한 데이터에 따라 상기 조정 장치를 제어하는 제어 장치를 제공하는 단계를 포함하는 처리 장치 형성 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 처리 장치는, 상기 기판상에 감응제를 도포하는 도포장치와, 상기 노광후에 상기 기판의 현상 처리를 하는 현상 장치 중 적어도 한쪽을 포함하는 처리 장치 형성 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 데이터는 기압, 온도, 습도 중 적어도 하나에 관한 것인 처리 장치 형성 방법.
  26. 기판을 노광하는 노광 장치와, 그 노광전 또는 노광후에 상기 기판을 처리하는 처리 장치를 사용하는 리소그래피 방법에 있어서,
    상기 노광 장치와 상기 처리 장치 중 한 쪽 장치 내부의 환경에 관한 데이터를 취득하는 단계와,
    상기 취득된 데이터에 근거하여 다른쪽 장치 내부의 환경을 제어하는 단계를 포함하는 리소그래피 방법.
  27. 기판을 노광하는 노광 장치로서, 상기 노광 장치는 그 노광 공정의 전 또는 후에 상기 기판의 처리를 행하는 처리 장치에 접속되는, 상기 노광 장치에 있어서,
    상기 기판을 노광하기 위한 노광 본체 시스템 주위에 배치된 챔버와,
    상기 챔버에 접속되어, 상기 챔버 내부의 환경을 조정하는 조정 장치와,
    상기 조정 장치에 접속되어, 상기 처리 장치 내부의 환경에 관한 데이터에 따라 상기 조정 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 노광 장치.
  28. 기판의 처리를 하는 처리 장치로서, 상기 처리 장치는 그 처리 공정의 전 또는 후에 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 접속되는, 상기 처리 장치에 있어서,
    상기 기판의 처리를 하기 위한 처리 본체 시스템 주위에 배치된 챔버와,
    상기 챔버에 접속되어, 상기 챔버 내부의 환경을 조정하는 조정 장치와,
    상기 조정 장치에 접속되어, 상기 노광 장치 내부의 환경에 관한 데이터에 따라 상기 조정 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 처리 장치.
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