JPH03225812A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子製造用の装置に
関し、特に、その性能を維持するため、誤差要因を自動
的に補正する機能を有し、その補正機能の作動条件を設
定可能にした半導体製造装置に関する。

［従来の技術］ ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体製造用の露光装置には、解像性
能、重ね合せ性能および処理能力という３つの基本的な
性能が要求されている。解像性能とは、半導体基板（以
下「ウェハ」と称す）面上に塗布されたフォトレジスト
面上にいかに微細なパターンを形成するかという能力で
あり、重ね合わせ性能とは、前工程でウニへ面上に形成
されたパターンに対しフォトマスク上のパターンをいか
に正確に位置合せして転写できるかという能力である。

また、処理能力とは、一定の時間内にいかに多くのクエ
へにパターンを露光転写できるかという能力である。

一般に半導体製造用の露光装置の解像力は０．８μｍ近
傍であり、さらには０．５μｍ近傍を狙う装置も現れは
じめている。一方、重ね合せ精度は、焼き付は最小線巾
の１／３〜１１５の値が必要とされ、それは０．１μｍ
以内にもなる。このような領域では、温度、気圧などの
外部環境、部品の摩耗など運用履歴による、微妙な経時
変化は無視できないものとなる。このため、性能を安定
維持するためには定期的に、その誤差要因をチエツクし
補正してやることが必須となる。

この様な補正の対象となる要因として、レンズの投影倍
率、焦点位置、レチクルのアライメント位置、ウェハス
テージの配列座標系、投影レンズ光軸とアライメント光
学系の光軸との距ａｌｌ（これをＢａ５ｅ　　Ｌｉｎｅ
という）などがある。

−船釣に、維持しようとする性能のレベルが高ければ、
それだけ補正作業の頻度はたかくなり、作業時間も多く
を要し、人手に頼るのは非現実的なものとなる。このよ
うな事情を改善する手段として、補正作業の自動化があ
る。

例えば、書き込み消去可能な感光材料を用いて、Ｂａ５
ｅ　　Ｌｉｎｅや、ウェハステージの配列座標系を補正
するもの、また一定のウェハ処理枚数毎にレチクルの自
動アライメントをするものなどがある。

このような、自動補正機能は、通常次のように行なわれ
る。

装置の運用条件、例えば時間、ウェハ処理枚数、温度、
気圧などが、一定の状態に達すると、通常のウェハ処理
ルーチンを、−旦停止し、自動補正動作を行なった後、
また通常のウェハ処理ルーチンを再開する。したがって
、ウニへの処理枚数すなわち装置の処理能力を上げるた
めには、自動補正動作は行なわない方が望ましい。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、自動補正機能は、装置の性能維持のためには、
必要欠くべからざるものである。したがって、この点も
考慮して、処理能力を向上させるために、次のような改
善が行なわれる。一つは、自動補正機能そのものの改善
による、補正時間の短縮である。もう一つは、装置の性
能安定性の改善による、補正頻度の減少である。

しかしなから、補正動作には必ずそれなりの時間を必要
とするし、ミクロン、サブミクロン単位での装置性能の
経時変化は厳然として存在する。

したがって、現実的にはウェハ処理工程からくる必Ｊ！
精度、自動補正に必要とする時間、および装置性能の安
定性とから、補正頻度を決定することが、重要な意味を
持つ。

本発明の目的は、このような現実に鑑み、複数の条件を
入力することにより補正頻度を設定することを可能とし
た露光装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため本発明では通常のウェハ処理を
実現するプログラムの複数の箇所に、補正条件の発生を
判断し発生しているならば自動補正を実施するシーケン
スを挿入している。

［作用コ 通常のウェハ処理シーケンスの所定の複数のルーチンの
終了後に自動補正ルーチンが行なわれる。自動補正ルー
チンでは補正の必要性が判断されるとともに補正条件が
設定される。

［実施例］ 以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。

′ｔＳ１図は、本発明の一実施例に係る投影露光装置の
外観を示す。同図において、１は集積回路パターンを具
えたマスクで、他にマスクアライメントマークやマスク
・ウエノいアライメントマークを具えるものとする。２
はマスクステージでマスク１を保持してマスク１を平面
内（ＸＹ力方向および回転方向（θ方向）に移動させる
。３は縮小投影レンズ、４は感光層を具えるウェハでマ
スク・ウェハ・アライメントマークとテレビ・ウェハア
ライメントマークを具えるものとする。５はウェハステ
ージである。ウェハステージ５はウェハ４を保持してそ
れを平面内および回転方向に移動させるものであり、ま
たウェハ焼付位置（投影視野内）とテレビ・ウェハアラ
イメント位置間を移動する。６はテレビ・ウェハアライ
メント用検知装置の対物レンズ、７は撮像管（または個
体撮像素子）である。９は双眼ユニットで投影レンズ３
を介してウェハ４の表面を観察するために役立つ。１０
は照明光学系およびマスク・ウェハ・アライメント用の
検知装置を収容する上部ユニットである。１１はモニタ
受像機（コンソールＣＲＴ）、１２は装置における各種
の動作指令やパラメータを入力するためのキーボードで
ある。

第２図は、第１図の装置の電気回路構成を示す。

同図において、２１は装置全体の制御を司る本体ＣＰＵ
で、マイクロコンピュータまたはミニコンピユータ等の
中央演算処理装置からなる。２２はウェハステージ駆動
装置、２３はアライメント検出系、２４はレチクルステ
ージ駆動装置、２５は照明系、２６はシャッタ駆動装置
、２７はフォーカス検出系、２８は２駆動装置で、これ
らは、本体ＣＰＵ２１により制御される。２９は搬送系
である。

３０はコンソールユニットで、本体ＣＰＵ２１にこの露
光装置の動作に関する各種の指令やパラメータを与える
ためのものである。３１はコンソールＣＰυ、３２はパ
ラメータ等を記憶する外部メモリである。なお、ＣＲＴ
ＩＩおよびキーボード１２は第１図のものと同一である
。

３３は、環境センサーである。温度計、気圧計、湿度計
、加速度計、時計、カウンタなどからなり、後述の自動
補正条件発生の判定に使用される。

第１図の装置においては、第３図に示すごとく、電源投
入後の初期化が終了したとき（ステップ４０）等にコマ
ンド入力待ち状態（ステップ４１）となる。つまり、コ
ンソールＣＰＵ３１はキーボード１２におけるキー操作
を待機し、本体ＣＰＵ２１はコンソールＣＰＵ３１から
の通信待ち状態となる。このとき、ＣＲＴＩＩは例えば
第４図に示す画面を表示する。そして、この状態でキー
ボード１２から補正条件設定のためのコマンド（例えば
ＣＣ５）が人力されると、コンソールＣＰＵ３１の制御
のもとに以下の補正条件設定の処理（ステップ４２）を
開始する。

第５図のフローチャートならびに第６図の表示画面例を
参照しながら補正条件設定処理を説明する。第３図ステ
ップ４１において、補正条件設定のコマンドが人力され
るとステップ５０に進む。ステップ５０においては、第
６図（ａ）に示すように自動補正すべき項目を表示し、
さらにいずれかの項目を番号で選択すべき旨をプロンプ
ト表示する。このいずれかの項目番号が選択されると、
ステップ５１へ進み、第６図（ｂ）に示すような表示画
面に切り替わる。ここでは、選択された項目と、変更ま
たは設定すべき条件が表示され、さらにいずれかの条件
を番号で選択すべきプロンプトが表示される。この表示
に応じて、いずれかの条件番号が選択されると、第６図
（Ｃ）に示すようにその条件の入力を促すプロンプトメ
ツセージを表示する。ここにおいて、キーボード１２か
ら条件が人力されると、これに基づいて補正条件が更新
され、画面は、第６図（ｄ）のようになる。この表示は
、第６図（Ｃ）と同じものであるが、更新された条件を
示しているところが異なる。

ここで他にも変更または設定したい条件があれば、その
条件番号を入力し、前述と同様にして条件を設定する。

もしこの項目についての条件設定を終了するのであれば
、プロンプトメツセージに応じてキーボード１２からｒ
Ｈ，を入力すると、ステップ５０に戻る。

ここでさらに他の項目についても条件変更または設定す
るのであれば、前述と同様にする。また、条件設定を終
了する場合は、キーボード１２よりｒ　Ｅ　Ｊを入力し
、コマンド入力待ち状態ステップ４１へ戻る。

次に第７図、′ｔ％８図を参照して通常のウェハ処理の
途中で自動補正する例を示す。

第７図は、通常のウェハ処理を実行するシーケンス中の
複数の箇所に、自動補正処理を組み込んだフローチャー
トである。図中、ＰｉからＰｌ２の言己号を付した部分
が自動補正処理をする部分である。ｉａ図における記号
Ｐｎは、このＰｌからＰｌ２のいずれかに対応するもの
である。

コマンド人力待ち状態（ステップ４１）において、ウェ
ハ処理を起動させるコマンド（たとえばＳＴ）を人力す
る。これにより３４７図に示すウェハ処理シーケンスが
開始する。

まず最初の自動補正部分Ｐ１が実行される。Ｐｌでの処
理は、第８図に示す処理が行なわれる。

ステップ９１において自動補正の対象となる項目がある
か判断する。第６図（ａ）の例によれば、Ｐｌにおいて
補正の対象になるのは、ベースラインとウェハ配列座標
系がある。したがフて、補正条件の発生を判断するステ
ップ９２へ進む。ここで第６図（ｄ）において示したご
とく補正条件として、起動時に補正、すなわちａｔ　　
５ｔａｒｔの条件がＹｅｓと指定されているものとする
。とすれば、この場合補正条件が発生していることにな
るので補正シーケンスの実行ステップ９３へ進む、この
場合の補正シーケンスとしては、例えば、書き込み消去
可能な感光材料を用いるものがある。この処理が終了す
るとステップ６０とステップ７０へ向けてウェハ処理が
再開される。

以下第７図フローチャートに示す処理を実行し、記号Ｐ
１からＰｌ２で示した自動補正実行部分に達すると第８
図に示した自動補正処理を実行する。例えば、第６図（
ｄ）に示した補正項目ベースラインの場合、ＰｌとＰ３
の部分において補正項目となっている。したがって、シ
ーケンスがｐ３の部分に達するとステップ９１からステ
ップ９２へ進み、補正条件発生の判断が行われる。この
例では補正条件が、ウェハ処理２０枚ごと、または最終
補正後から１時間経過となっているので、このどちらか
の条件が発生していればステップ９３へ進み自動補正（
ベースラインの補正）を行った後、ウェハ処理（ステッ
プ６２）を再開する。もし、どちらの条件も発生してい
なければ、ステップ６２へ進む、以後の自動補正部分に
おいては、ベースラインは補正項目となっていないので
、補正は行われない。ウェハ処理シーケンスが、Ｐｌの
部分に戻ると、条件にしたがって、ベースラインの補正
を行うことになる。以後、同様にしてウェハ処理と自動
補正とを繰り返す。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、補正実施条件が設
定可能となるので、処理工程からくる必要精度、自動補
正に要する時間、装置性能の安定性の観点から、最適な
補正頻度を設定することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る投影露光装置の概観図
、 第２図は、上記実施例の投影露光装置の制御回路を示す
ブロック図、 第３図は、上記実施例の動作を説明するためのフローチ
ャート、 第４図は、第３図の１ステツプでのＣＲＴ画面の表示画
面、 第５図は、上記実施例における自動補正条件の設定を説
明するためのフローチャート、第６図（ａ）〜（ｄ）は
、第５図のフローにおける各別の表示画面、 第７図は、上記実施例における自動補正の実行を説明す
るためのウェハ処理全体のフローチャー第８図は、第７
図のフローにおける自動補正シーケンス部分のフローチ
ャートである。 １ ２ １ ０ ３ ：ＣＲＴ。 ：キーボード、 二本体ｃｐｕ。 ：コンソールユニット、 ：環境センサー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のステップからなるウェハ処理シーケンスを
   実行するＣＰＵと、複数の補正項目を選択的に実行する
   補正機構と、複数の補正条件の検出手段とを具備し、前
   記ウェハ処理シーケンスの必要なステップ間に自動補正
   ステップを設け、該自動補正ステップにおいて、補正項
   目の有無および補正条件を判別し判別結果に応じて補正
   動作を行なうことを特徴とする半導体製造装置。
2. （２）前記補正項目および補正条件を前記シーケンス実
   行前にＣＰＵに入力可能であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の半導体製造装置。