JPH11150059A - 半導体装置の製造方法及びその装置並びに投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い生産性を維持して、次世代になっても、
ウェハーの価格が上昇することなく、装置寸法を変えず
に、さらに精度劣化等を発生させない半導体装置の製造
方法及びその装置並びに投影露光装置を提供することを
課題とする。 【解決手段】 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ーを、投影露光光学系の露光面積の
１．１倍以下の寸法にウェハーを切断し、角状のチップ
１とする。この角状のチップ１には、最終的に製品にな
る半導体素子が数個から数十個程度入っている。露光工
程では、角状のチップ単位で処理できる手段を持ち、露
光工程以外の工程では、例えば、エッチング工程では、
角状になったチップ１をトレー上に並べて一括処理でき
る手段を持っ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子や液晶表
示素子等の製造方法及びその装置並びに素子等を製造す
る投影露光装置において、半導体ウェハ等の基板の高速
処理、生産性向上を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子等を製造するため
に、例えば、シリコンインゴットから円筒の薄板である
ウェハーを切り出し、露光、現像、エッチング、ドーピ
ング、蒸着等の工程を何回か繰り返し、この上に複数個
の半導体素子（チップ）を形成させる。そして、ウェハ
ーを切断して、チップ単位に切り離しをし、各チップ毎
にボンディングし、モールディングして半導体素子を完
成させている。

【０００３】より高性能な次世代の半導体素子をつくる
ためには、より高い精度を維持しつつ、高い生産性が必
要である。１５０ｍｍから２００ｍｍに移行した時と同
じように、ウェハーサイズを現状の２００ｍｍから３０
０ｍｍに移行することによって、素子製造全体のコスト
を低減させようとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、ウェハー
サイズを大きくすると、２００ｍｍに移行した時以上に
多くの問題を抱えている。例えば、欠陥密度が小さい大
口径ウェハーは、面積以上に価格がアップしている。ウ
ェハー単体では逆にコストアップしている。しかし、他
の製造装置のチップあたりの効率向上によってコスト効
果をだそうとしている。しかし、さらに４００ｍｍや５
００ｍｍと大きくすると、他の装置の効率を超えて、ウ
ェハーの価格はさらに上昇し、素子製造全体としてコス
トメリットがなくなる可能性がある。

【０００５】また、露光装置等の製造装置寸法も、ウェ
ハーサイズに比例して大きくなる。現状は、コントロー
ルユニット等を垂直配置して、見かけのフットプリント
を縮小させようとしている。しかし、この方式にも、す
べてのユニットを垂直配置することはできず、無理に実
施しようとすれば、精度劣化を起したり、メンテナンス
性が悪化したりして、限界がある。４００ｍｍや５００
ｍｍの時代は再び装置拡大すると予想される。

【０００６】また、精度面からすると、露光装置におい
て、処理中の不安定要因が２００ｍｍ時には無視できた
ものが、大口径になって、１枚の処理時間が伸び、３０
０ｍｍで精度劣化につながることが予想される。また、
露光ステージの位置を計測するためのミラーもウェハー
の中心から遠くなり、露光中心の状況を遠くから監視す
るようになり、精度劣化しやすい構成になる。４００ｍ
ｍ以降ではさらに精度劣化が予想される。

【０００７】２００ｍｍから３００ｍｍで露光ステージ
の重量は重くなる。このために、ステージスピードは落
ち、結果として、生産性を落とす原因になる。セラミッ
ク等を利用して、比剛性を向上させ、スピードを同等に
し、３００ｍｍでも、２００ｍｍと同等の精度と生産性
が確保できたとしても、４００ｍｍ以降は、より高い精
度を維持しつつ、高い生産性を維持するのは困難であ
る。

【０００８】このように、３００ｍｍでは、ウェハーサ
イズを大きくする方法で高い生産性を達成できても、更
なる、ウェハーサイズの拡大は、ウェハーの価格を上昇
と装置寸法拡大と精度劣化等を発生させ、メリットがな
くなる。

【０００９】ウェハーサイズ拡大で、重くなったステー
ジは精度以外にも、問題を含んでいる。従来以上に高い
生産（スループット）を確保するために、ステージの加
速度はアップする方向である。その加速のために、必要
とする駆動力は増加する。その発生した力の一部は工場
の床を加振する。例えば、ステージが、２００ｍｍから
３００ｍｍの面積比分重くなって、加速度を２倍にしよ
うとすると、２．２５＊２＝４．５倍の力が必要にな
る。当然、床を加振する力も４．５倍になる。この力に
よって、他の製造装置を揺らすし、他の装置の性能を劣
化させてしまう。これを、工場の建物の剛性アップ等に
よって、ある程度対策することが可能であろうが、結果
として、工場の建設費用や建設期間を増大させ、半導体
素子の製造コストアップにつながるという問題がある。

【００１０】そこで、本発明は、高い生産性を維持し
て、次世代になっても、ウェハーの価格が上昇すること
なく、装置寸法を変えずに、さらに精度劣化等を発生さ
せない半導体装置の製造方法及びその装置並びに投影露
光装置を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明においては、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ーを、さらに、投影露光光
学系の露光面積の１．１倍以下の寸法にウェハーを切断
（ダイシング）し、角状のチップとした後、従来と同様
に、感光材を塗布し、露光、現像の工程に入る。そし
て、エッチング、ドーピング、蒸着等の工程を行い、再
び、露光工程に戻り、同様の作業が、何回か繰り返され
る。前記の角状のチップには、最終的に製品になる半導
体素子が数個から数十個程度入っている。露光装置は、
前記の角状のチップ単位で処理できる手段を具備してい
る。露光工程以外の工程では、従来の様に一括処理が効
率的な工程、例えば、エッチング工程では、角状になっ
たチップを図３や図４のようにトレーや接着テープ上に
並べて一括処理できる手段を持っている。上記工程が終
了し、半導体素子（チップ）を形成された前記角状チッ
プは、さらに最終製品単位に切断され、製品チップ毎に
ボンディングし、モールディングして半導体素子が完成
される。

【００１２】特に、投影露光装置は、前記角状のチップ
を処理するために、図１に示す第１の手段では、感光基
板供給回収部３、基板粗位置合わせ部４、基板精密位置
合わせ部５、露光部６の４つのステーションに分割され
ている。このステーションの周りを４つのステージ７、
８、９、１０が移動する。始め、感光基板１をステージ
７に供給し、供給が完了すると、ステージ７は次のステ
ーションである基板粗位置合わせ部４に移動できる手段
を持っていて、ステージ８があった場所に、ステージ７
が行く。ステージ８はステージ９があった位置に移動で
き、ステージ１０はステージ７の位置に移動できる手段
を持つ。結果として、一つ位置がずれる。感光基板供給
回収部３に来たステージ１０は、新しい感光基板の供給
を受ける。同時に、ステージ７上の感光基板は基板粗位
置合わせ部４によって、基板粗位置合わせがなされる。
この感光基板供給と基板粗位置合わせの作業が完了する
と、また、ステージが一つ移動する。前回のステージ１
０と同様にステージ９に、新しい感光基板の供給がなさ
れる。また同時に、ステージ１０上の感光基板は基板粗
位置合わせの作業なされ、ステージ７上の感光基板は基
板精密位置合わせの作業がなされいる。このように、投
影露光工程を分割させた各ステーションで常に並行処理
ができる手段によって、処理が完了すると次の工程であ
るステーションに移動する。そして、露光が完了した感
光基板は感光基板供給回収部３のステーションで外部に
出され、同時に投影露光装置は新しい感光基板の供給を
受ける。露光部６のステーションのみに着目すると、露
光が完了すると、次のステージが位置決めされた感光基
板を持って移動してくる。そして、即座に露光する。ス
テージ移動、露光、ステージ移動、露光が繰り返し、途
切れることなく連続動作できる手段を具備している。

【００１３】また、本発明による第２の手段を図５に示
す。図１に示した第１の手段では、４つのステーション
が円周上に配置していたが、本手段では直線上に配置し
ている。すなわち、感光基板供給回収部３３、基板粗位
置合わせ部３４、基板精密位置合わせ部３５、露光部３
６の４つのステーションを持ち、このステーションにそ
って、４つのステージ３７、３８、３９、４０があり、
さらに、露光部３６で露光が完了したステージは、即座
にステーション３３に戻れないので、中間ステージとし
て、ステージ４１を具備している。ステージの動きに関
しては、図１と基本的に同一である。各ステーションが
並行処理できる手段をもち、処理完了すると各ステージ
が次のステーションに移動できる手段をもっている。こ
れも露光部３６のステーションのみに着目すると、露光
が完了すると、次のステージが位置決めされた感光基板
を持って移動してくる。そして、即座に露光がなされ
る。ステージ移動、露光、ステージ移動、露光が繰り返
し、途切れることなく連続動作できる手段となってい
る。

【００１４】本発明においては、生産性を向上する手段
に、ウェハーサイズを大きくすることなく、逆に、影露
光光学系の露光面積の１．１倍以下の寸法に感光基板を
切断している。このため、切断前のウェハーは３００ｍ
ｍ以上にする必要がなく、従来の２００ｍｍのウェハー
で良く、ウェハー径を大きくしていないのでウェハーの
欠陥密度増大が発生しない。また、キャリア内等でのウ
ェハーの自重たわみを防ぐために必要としたウェハーの
厚みも必要なく、従来以下にすることも可能となり、ウ
ェハーコストを大幅に削減できる。一方、切断された感
光基板でも、従来以上の生産性を維持するために、投影
露光装置に、並行処理ができるステーションを設ける。
第１の手段では、円筒状にステーション３、４、５、６
を配置し、その円周をステーションに対応した分存在す
るステージ７、８、９、１０が配置されていて、各ステ
ーションで、感光基板供給回収、基板粗位置合わせ、基
板精密位置合わせ、露光が並行動作しているので、見か
け、従来のアライメントや感光基板の交換時間がなくな
り、常に露光とステージ移動しかしていない状態に見
え、スループット（生産性）を向上する。さらに、移動
する感光基板大きさが従来の数十分一以下で、軽くなっ
て、さらに、ステージストロークも縮小でき、結果とし
て、ステージの移動荷重は軽くなる。移動荷重が軽くな
ったことで、既存のアクチュエータを利用しても、今ま
で以上の加速度を出すことが可能になり。さらにまた、
軽くすることによって、固有振動数があがり、ステージ
の制御特性が向上し、ステージの位置決め時間は短縮さ
れる。これらにより、スループットが大幅に向上する。
さらに、ステージの移動重量を軽くできたことで、小さ
な力で物を動かすことができ、従来問題となっている工
場床を振動させる加振力も比例して小さくなり、他の製
造装置を揺らすこともなく、他の装置の性能を劣化させ
ることがない。これにより、工場の建物の剛性アップが
不要となり、工場の建設工期を短縮でき、建設費用を削
減し、最終的には、半導体素子の製造コストアップに下
げることができる。

【００１５】露光装置以外の装置で、分割処理するより
も、同時処理する方が良いものに関しては、図３や図４
のように、トレー上に並べることによって、今までと同
様に処理することができる。トレーの大きさを３００ｍ
ｍ以上に大きくすれば、さらに、生産性は向上する。

【００１６】第２の手段では、ステーションを円筒上に
配置せずに、直線上に配置した。円筒配置では、４隅に
無駄な空間ができやすいが、直線に配置することによ
り、さらに、投影露光装置の寸法を小さくできる。ま
た、直線運動の位置計測と回転の位置計測では、一般的
に直線運動の方が良いので、精度面で有利になる場合も
ある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明による半導体装置
の製造方法および装置の実施の形態を実施例に基づき図
２〜図４を参照して説明する。

【００１８】シリコンインゴットから切り出した円筒の
薄板であるウェハーを、切断（ダイシング）し、図２
（ａ）に示す角状のチップ１０１にする。チップ１０１
には、二つの半導体素子１０２、１０３が形成されてい
る。チップ１０１の縦・横寸法は数式１通りとし、厚み
は１．０ｍｍ以下とする。

【００１９】

【数１】縦寸；（完成する半導体素子の大きさの縦寸の
整数倍）＋（各々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） 横寸；（完成する半導体素子の大きさの横寸の整数倍）
＋（各々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） この例では、当然、半導体素子１０２と半導体素子１０
３は同じで、同寸法であり、角状のチップ１０１の縦寸
法βは、（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）になる。横寸法αは、半
導体素子の横寸法に等しくなる。図２（ｂ）に示す角状
のチップ１０５は、半導体素子が三つ入った場合を示し
ている。これも、半導体素子１０４の縦寸法の３倍＋切
断必要幅＊２が角状のチップ１０５の縦寸法である。上
記縦寸法αと横寸法βは、半導体素子の整数倍だけでな
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、感光材の塗布むらや露光最外周エッジ部
でのフレアー等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。無駄な分
は製造コストをアップさせるので、できるだけ小さく取
るのは当然である。この実施例では、半導体素子が二つ
と三つが縦並びに入る場合を示したが、投影露光範囲で
あれば、縦横に並べて何個になってもよい。

【００２０】このようにして形成された角状のチップ１
０１、１０５は、従来と同様に、感光材を塗布し、露光
・現像の工程に入る。そして、エッチング、ドーピン
グ、蒸着等の工程を行い、再び、露光工程に戻り、同様
の作業が、何回か繰り返される。投影露光装置は、前記
の角状のチップ単位で処理できる手段を具備している。
露光工程以外の工程では、従来の様に一括処理が効率的
な工程、例えば、エッチング工程では、角状になったチ
ップを図３や図４のようにトレーや接着テープ上に並べ
て一括処理できるようになっている。なお、上記工程が
終了し、半導体素子（チップ）を形成された角状チップ
は、さらに最終製品単位に切断され、製品チップ毎にボ
ンディングし、モールディングして半導体素子が完成さ
れる。

【００２１】本実施例では、角状チップで説明している
か、前記縦寸と横寸の式で囲まれる範囲に内接する多角
形や円でもよい。完成する半導体素子の形状よっては、
三角形であっても、問題はない。

【００２２】図３には、上記角状のチップを一括処理す
るために、角状のチップ２１をトレー２２上に並べた場
合を示している。この図の例では、縦６個、横８個並
べ、合計４８個並んでいる。符号２５はトレー２２の断
面を示している。図中右端の角状のチップ２４はトレー
２５にセット中であり、残り７個の角状のチップ２６は
トレー２５にセット済である。符号２７は角状のチップ
２６をトレー２２から着脱するための駆動部が通るため
の穴を示し、符号２８は駆動部の一部を構成するロッド
２８を示している。図示していないハンドで、角状のチ
ップ２４がロッド２８の先端に置かれている。この後、
ロッド２８が下がり、トレー２５に置かれる。トレー２
５の窪みは角状のチップとほぼ同一の寸法であり、トレ
ー２５に角状のチップ２４が着地した時点で位置決めさ
れる。窪みの深さは、角状のチップ２４の厚みと同一か
小さい寸法になっている。角状のチップ２４をトレーに
固定することが必要な場合は、図示していない負圧や静
電気や接着材等を用いて保持される。また、別の保持方
法として、角状のチップ２４の外周を機械的にクランプ
しても良い。

【００２３】図４は、他のトレーの形状の場合を示す。
これは、従来のウェハーを処理している装置を改造する
ことなく、本発明を適用可能とするため手段であり、ト
レー２３の外形が、例えば、１２インチと同一の外形形
状している。断面の形状は図３と同じであり、トレー２
２の時と同じようにセットされる。外形が１２インチウ
ェハーと同じなので、既存のウェハー保管や運搬用のキ
ャリアもそのまま使用することができる。このトレーを
採用することにより、既存の設備を変更することなく、
効率の良いシステムが提供できる。完全に、上記トレー
は、ＳＥＭＩ規格で規定される値に一致している必要は
ない。半導体製造装置側が許容する範囲であれば、当然
いくつでもよい。しかし、装置間の共通性を確保するた
めに、２ｍｍ以下を選択している。

【００２４】さらに、１６インチ化して、バッチ処理の
効率アップが必要になっても、トレーのサイズを変更す
るだけで良く、角状のチップの寸法を変更する不要はな
い。当然、半導体素子を作るための基盤材であるＳｉ等
のインゴットのサイズも１６インチにする必要もなく、
シリコン製造が容易になる。

【００２５】次に、本発明の感光基板である角状のチッ
プを適用した投影露光装置の実施の形態を実施例に基づ
き、図１および図５を参照して説明する。

【００２６】図１は、角状のチップとされた感光基板を
処理可能な投影露光装置の第１の手段を示す。符号１で
示されるものは感光材が塗布された状態で供給される角
状のチップで、符号２で示されるものは本露光装置で露
光処理され、回収されるチップである。露光処理を実施
させるために、露光工程を４つに分割した。感光基板供
給回収、基板粗位置合わせ、基板精密位置合わせ、露光
である。この工程を処理できるステーション３、４、
５、６が順番に円筒状に配置されている。その円周の内
側にステーションに対応した分だけステージ７、８、
９、１０が配置されている。各ステージは同じ機能を有
している。

【００２７】図示していないが、このステージでは干渉
計等で位置を計測し、位置の制御が可能とされている。
角状のチップは、従来のウェハーよりも大幅に小さくな
っているので、露光中心と露光ステージの位置を計測す
るためのミラーが距離も接近し、ａｂｂｅ誤差や熱変形
や部品の変形の影響を受けにくい構造になり、精度が向
上する。また、角状チップ用のステージ７、８、９、１
０のストロークは少なくとも、チップの２倍あればよ
い。従来の巨大なウェハーを移動する必要がなくなった
分、ステージは軽量化され、コンパクトなステージとな
る。この結果、比剛性が向上したこのステージは、既存
の技術で、今まで以上の加速度や最高速を達成でき、位
置決めの整定時間も短縮される特徴をもつ。

【００２８】次に、角状チップの処理の流れを説明す
る。感光基板供給回収の機能を持つステーション３で、
角状のチップ１は外部から供給され、ステージ７のチャ
ック１１にセットされる。次に、ステージ７は次のステ
ーション４に移動する。このステーションは基板粗位置
合わせの機能を持つ。ここで、ステージ７上の前記角状
のチップはおおまかな位置決め動作がなされる。この
時、同時に、ステージ１０がステーション３に移動し
て、新しい角状のチップをチャック１４にセットする。
残りステージ８、９も隣のステーションに移動する。

【００２９】上記の２つの処理が完了すると、ステージ
７は、さらに次のステーション５に移動する。このステ
ーション５では、ステーション４でおおまかな位置決め
をしたチャック１１上の角状のチップを精確に位置決め
を行う。このステーションでは、ずれ量のみを計測し、
次の露光ステーション６に移動する時に、移動目標値を
残差分だけ変更して処理してもよい。先ほどと同様に、
ステージ１０はステーション４に移動し、チャック１４
上の角状のチップは、おおまかな位置決め動作をする。
ステージ９はステーション３に移動し、チャック１３上
に新しい角状のチップをセットする。

【００３０】上記の３つの処理が完了すると、ステージ
７は、ステーション６に移動する。このステーション６
では、露光動作が実施される。同時に、ステージ１０
は、ステーション５に移動し、精確な位置決めを行う。
ステージ９はステーション４に移動し、おおまかな位置
決め動作をする。ステージ８はステーション３に移動
し、チャック１２上に新しい角状のチップをセットす
る。

【００３１】上記の４つの処理が完了すると、ステージ
７、８、９、１０は、図１に示す始めの位置に戻る。ス
テーション３で、ステージ７上のチャック１１から角状
チップが回収され、始めと同じ様に、新しい角状チップ
がチャック１１に供給される。他のステージも、次のス
テーションに移動し、各ステーションで、基板粗位置合
わせ、基板精密位置合わせ、露光が同時に行われる。こ
れで、始めに供給された角状チップが排出され、一つの
サイクルが完了するが、このサイクルは連続して続く。
ステージが次ステーションに移動するたびに、次々と新
しいチップが供給され、露光が完了されたチップが排出
され続ける。

【００３２】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、止まることなく、動作し続ける事が可
能である。もし、途中で、異なる半導体素子を製作する
ために、異なった形状の角状のチップを送り込む場合で
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行う
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、異な
る半導体素子が精密合わせステーション５の処理を終了
し、露光ステーション６にステージを移動している間に
行われる。このようにすれば、見かけ上、露光と次ステ
ーションへのステップ移動以外の動作が存在しないよう
に、並行処理ができる。

【００３３】本発明のステージ７、８、９、１０は独立
に動作しても良いが、隣のステーションに移動する時
は、各ステージを機械的に連結して、回転させることも
できる。この時、ステージの位置は精密合わせステーシ
ョン５から露光ステーション６に移動するステージの位
置で全体の回転を制御している。このステーション移動
時では、角状のチップは目標値に対して１μｍ以下に位
置決めされている。この程度の位置ずれは、他のステー
ションで必要とされる精度と比較すると、無視できる。
また、目標値から１μｍ以下のズレは露光ステーション
自身で補正すれば良く、精度上問題はない。ステーショ
ン移動時だけ、連結して移動する形でも当然良い。さら
に、一体の回転ステージの上に、独立した動作できる４
つのステージがあっても、同じ機能を果たすことができ
る。

【００３４】図５は、角状のチップとされた感光基板を
処理可能な投影露光装置の第２の手段を示す。符号３１
で示されるものは感光材が塗布された状態で供給される
角状のチップで、符号３２で示されるものは本露光装置
で露光処理され、回収されるチップが３２である。本手
段でも第１の手段と同様に、露光処理を実施させるため
に、感光基板供給回収、基板粗位置合わせ、基板精密位
置合わせ、露光の４つの工程に分割した。この工程を処
理できるステーションが３３、３４、３５、３６であ
り、直線状にこれを配置した。この直線上に配置したス
テーションに対応した分だけステージ３７、３８、３
９、４０が配置されている。さらに、露光動作が行なわ
れるステーション３６で露光が完了したステージは、即
座に感光基板供給回収の機能を持つステーション３３に
戻れないので、中間ステージとして、ステージ４１を具
備している。この５つのステージは同じ機能を有してい
る。

【００３５】次に、角状のチップの処理の流れを説明す
る。ステージの動きに関しては、図１と基本的に同一で
ある。各ステーションが並行処理できる手段をもち、処
理完了すると各ステージが次のステーションに移動でき
る手段をもっている。

【００３６】感光基板供給回収の機能を持つステーショ
ン３３で、角状のチップ３１は外部から供給され、ステ
ージ３７のチャック４２にセットされる。この時、同時
に、ステージ４１は、露光動作が行なわれるステーショ
ン３６から感光基板供給回収の機能を持つステーション
３３へ移動中である。

【００３７】次に、ステージ３７は次のステーション３
４に移動する。このステーションは基板粗位置合わせの
機能を持つ。ここで、ステージ３７上の前記角状チップ
はおおまかな位置決め動作がなされる。ステージ４１
は、感光基板供給回収の機能を持つステーション３３に
移動して、新しい角状のチップをチャック４６にセット
する。ステージ４０は、ステーション３３へ移動中であ
る。他のステージ３９、３８も隣のステーションに移動
する。

【００３８】上記の２つの処理が完了すると、ステージ
３７は、さらに次のステーション３５に移動する。この
ステーション３５では、ステーション３４でおおまかな
位置決めをしたチャック４２上の角状のチップを精確に
位置決めを行う。ステージ４１はステーション３４に移
動し、チャック４６上の角状チップは、おおまかな位置
決めがなされる。ステージ４０はステーション３３に移
動し、チャック４５上に新しい角状のチップをセットす
る。ステージ３９は、ステーション３３へ移動中であ
る。

【００３９】上記処理が完了後、ステージ３７は、ステ
ーション３６に移動する。このステーション６では、露
光動作が実施される。ステージ４１は、ステーション３
５に移動し、精確な位置決めを行う。ステージ４０はス
テーション３４に移動し、おおまかな位置決め動作をす
る。ステージ３９はステーション３３に移動し、チャッ
ク４４上に新しい角状のチップをセットする。ステージ
３８は、ステーション３３へ移動中である。

【００４０】その次に、ステージ３７は、ステーション
３３へ移動中となる。ステージ４１は、ステーション３
６に移動し、角状のチップに露光を行う。ステージ４０
はステーション３５に移動し、精確な位置決めを行う。
ステージ３９はステーション３４に移動し、おおまかな
位置決め動作をする。ステージ３８は、チャック４３上
に新しい角状のチップをセットする。

【００４１】上記の５つの処理が完了すると、ステージ
３７、３８、３９、４０、４１は、図２に示す始めの位
置に戻る。ステーション３３は、ステージ３７上のチャ
ック４２から角状のチップを回収し、始めと同じ様に、
新しい角状のチップをチャック４２に供給する。他のス
テージも、次のステーションに移動し、各ステーション
で、基板粗位置合わせ部、基板精密位置合わせ部、露光
部、感光基板供給回収部の各ステーションへの移動が同
時に行われている。これで、始めに供給された角状のチ
ップが排出され、一つのサイクルが完了するが、第１の
手段と同様に、このサイクルは連続して続く。ステージ
が次ステーションに移動するたびに、次々と新しいチッ
プが供給され、露光が完了されたチップが排出され続け
る。

【００４２】このような、連続動作＋並行処理により、
見かけ不要となったチップ供給回収時間やアライメント
時間がなくなり、少なくとも、１．５倍以上の生産性を
向上させることができる。

【００４３】ここでは、各ステーションに角状のチップ
を保持したチャックが載ったステージが各ステーション
に移動するように説明したが、チャックと各ステージの
関係が維持されれば、チップを保持したチャックだけが
各ステージ上に移動してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、さらなる
ウェハーサイズの拡大要求に対しても、枚葉処理やバッ
チ処理をする半導体製造工程は、トレーを使うことによ
って、生産性を落とすことなく、見かけウェハーサイズ
を大きくしたのと同様の効果がある。これにより、生産
コストを低減することができる。また、半導体素子を作
るための基盤材であるＳｉ等のウェハー自身の製造は、
角状のチップにしているために、ウェハーサイズの変更
に影響されず、従来の例えば８インチのインゴットを使
用できる。そのため、ウェハー製造のコスト上昇を押さ
えることができる。インゴットのサイズを変更しないの
で、ウェハーの歩留まり（価格）を決めている欠陥密度
の改善に集中でき、さらに、良質の基盤材を供給できる
効果がある。ウェハーのウェハーのサイズが大きくなる
につれて、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。

【００４５】また、本発明が適用できる投影露光装置
は、見かけのウェハー寸法が４００ｍｍや５００ｍｍの
時代になっても、常に、チップ単位で処理するため、従
来のような、ウェハーサイズに比例して装置寸法が大き
くならない効果がある。さらに、精度面からすると、小
さなチップを処理だけの露光ステージでよくなるので、
露光ステージの位置計測用ミラーも露光中心から距離が
近く、温度等の外乱の影響が小さくなる。当然、このス
テージの小さくなっているので、従来と同じ材料でも剛
性向上させることができる。これにより、より高い精度
を維持しつつ、高い生産性をだすこと可能である。

【００４６】さらに、小さなステージであるため、そこ
に、投入するエネルギーも小さく、ステージ移動による
反動も小さいなる。結果として、工場の床を加振量は減
少し、これによって、３００ｍｍで必要とされた工場の
建物の剛性アップ等が不要となり、工場の建設費用を縮
小させ、建設工期も短縮し、半導体素子の製造コスト削
減に寄与する。

【００４７】本発明によるチップごとに処理することに
より、次の世代になっても、ウェハーのコストを上昇さ
せることなく、大口径に相当する、高い生産性を維持
し、装置寸法の変化もなく。工場全体の製造費用を縮小
させる効果がある。さらに、投影露光装置は、精度向上
＋生産性が同時に向上するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるウェハーを角状のチップに切断し
た感光基板を並行処理可能な機能を備えた投影露光装置
の第１の手段を示す概略図である。

【図２】角状のチップの平面図であり、（ａ）は半導体
素子が二つ入った場合、（ｂ）は三つ入った場合を示
す。

【図３】角状のチップに切断した感光基板を一括処理装
置用に角トレー並べた場合を示す概略図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）はその正面図である。

【図４】角状のチップに切断した感光基板を一括処理装
置用に丸トレー並べた場合を示す概略図である。

【図５】本発明によるウェハーを角状のチップに切断し
た感光基板を並行処理可能な機能を備えた投影露光装置
の第２の手段を示す概略図である。

【符号の説明】

１、２、３１、３２ チップ ３、３３ 感光基板供給回収部（ステーション） ４、３４ 基板粗位置合せ部（ステーション） ５、３５ 基板精密位置合せ部（ステーション） ６、３６ 露出部（ステーション） ７〜１０、３７〜４１ ステージ １１〜１４、４２〜４６ チャック ２１、２４、２６ チップ ２２、２３ トレー（チップ保持ホルダー） ２５ 断面 ２７ 穴 ２８ ロッド １０１、１０５ チップ １０２〜１０４ 半導体素子

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光基板の大きさを、投影露光装置の投
   影露光光学系の露光面積の１．１倍以下とし、前記感光
   基板単位で半導体装置を製造をすることを特徴する半導
   体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記感光基板の大きさを、半導体装置の
   サイズの整数倍＋半導体装置に分割切断するのに必要な
   幅×（半導体装置の縦又は横の数−１）とし、厚みを
   １．０ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１記載の
   半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記感光基板の形状は、請求項２の式に
   内接する多角形または、円であることを特徴とする半導
   体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記投影露光装置を除く半導体製造装置
   において、前記感光基板を複数枚並べて一括処理するこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 第１の原画に形成されたパターンを感光
   基板上に投影する投影露光光学系と、前記第１の原画と
   感光基板を保持して前記投影光学系の所定の位置に移動
   可能なステージとを備えた投影露光装置であって、前記
   投影露光光学系の露光面積の１．１倍以下の大きさの感
   光基板を処理する機能を具備することを特徴とする投影
   露光装置。
6. 【請求項６】 前記投影露光装置には、前記感光基板を
   連続に処理するために、感光基板供給回収部、基板粗位
   置合わせ部、基板精密位置合わせ部、露光部の各ステー
   ションおよび各ステーションで処理が終了すると次のス
   テーションに感光基板を移動できるステージを有するこ
   とを特徴とする請求項５記載の投影露光装置。
7. 【請求項７】 前記感光基板供給回収部、基板粗位置合
   わせ部、基板精密位置合わせ部、露光部は並行処理され
   ることを特徴する請求項６記載の投影露光装置。
8. 【請求項８】 少なくと４個以上のステージが独立に動
   作でき、各ステージが円周上に配置されており、第一の
   ステージは感光基板供給回収部で感光基板供給回収処理
   をし、第二のステージは基板粗位置合わせ部で基板粗位
   置合わせ処理をし、第三のステージは基板精密位置合わ
   せ部で基板精密位置合わせ処理をし、第四のステージは
   露光部で露光処理を行い、露光が終わると、第一のステ
   ージは基板粗位置合わせ部に移動し、第二のステージは
   基板精密位置合わせ部に移動し、第三のステージは露光
   部に移動し、第四のステージは再び感光基板供給回収部
   に戻り、このサイクルが繰り返されることを特徴とする
   請求項６記載の投影露光装置。
9. 【請求項９】 少なくと５個以上のステージが独立に動
   作でき、各ステージが直線的に配置されており、４個の
   ステージでは、感光基板供給回収、基板粗位置合わせ、
   基板精密位置合わせ、露光の処理を行い、残りのステー
   ジが感光基板供給回収部に移動中であり、露光が終わる
   と、次のステーションに移動し、感光基板供給回収部に
   移動中であったステージは、再び感光基板供給回収部に
   戻ることを特徴とする請求項６記載の投影露光装置。
10. 【請求項１０】 前記感光基板供給回収、基板粗位置合
    わせ、基板精密位置合わせ、露光の４つの処理ごとに独
    立に動作できる４個以上のステージであっても、互いに
    干渉しないように、一時的に機械的に連結して一体ステ
    ージのごとく移動することができることを特徴とする請
    求項６記載の投影露光装置。
11. 【請求項１１】 前記感光基板供給回収、基板粗位置合
    わせ、基板精密位置合わせ、露光の４つの処理ごとに独
    立に動作できる４個以上のステージであって、前記４個
    のステージを同時に移動できる回転ステージを具備して
    いることを特徴とする請求項８記載の投影露光装置。
12. 【請求項１２】 第１の感光基板の処理がなされた後、
    異なる半導体製品や異なる工程の第２の感光基板が送ら
    れ、第１の原画の交換が必要な場合において、第２の感
    光基板が基板精密位置合わせ部から露光部に送られる間
    に原画の交換が行われ、第１の原画交換のために、第１
    の感光基板を前記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６記載の投影露光装置。
13. 【請求項１３】 次のステーションに移動できるステー
    ジに代え、感光基板又は感光基板と感光基板ホルダーが
    一体になったもののみが移動しても良いことを特徴する
    請求項６記載の投影露光装置。
14. 【請求項１４】 前記基板粗位置合わせ部と基板精密位
    置合わせ部または感光基板供給回収部と基板粗位置合わ
    せ部を一つのステーションにまとめ、ステージの数を一
    つ減らすことができることを特徴とする請求項６記載の
    投影露光装置。
15. 【請求項１５】 請求項５〜１４のいずれか１項に記載
    の投影露光装置を除く半導体製造装置において、前記感
    光基板をチップ保持ホルダーに複数枚並べて一括処理す
    ることを特徴とする半導体装置の製造装置。
16. 【請求項１６】 前記チップ保持ホルダーは、円形状ま
    たは角状であって、感光基板位置決め用の窪み及び感光
    基板着脱用の穴を有し、感光基板をクランプ力によって
    保持し、感光基板をトレーにセットした状態で厚みが２
    ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１５記載の半導
    体装置の製造装置。