JP2019090955A - 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より確実に露光品質を保証する。【解決手段】露光機３０に備えられコントローラ３１は、レチクルアライメントセンサ４２による検出位置とウエハアライメントセンサ５２による検出位置との差であるベースライン量の計測を、処理対象のロットを処理する前と、処理対象のロットを処理する途中と、処理対象のロットを処理した後に行うように構成される。【選択図】図２

Description

この開示は、半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関し、たとえば、露光機およびレジスト露光工程において好適に用いられるものである。

たとえば、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置では、レチクルの位置合わせ用マークと基板の位置合わせマークとは別個のアライメントセンサを用いて位置計測が行われる。この場合、レチクルアライメントセンサの計測位置とウエハアライメントセンサの計測位置との相対距離の計測、すなわちベースライン量の計測が別途必要になる（たとえば、特許文献１および２を参照）。

ベースライン計測方法のうちの１つでは、ウエハを載置するためのウエハステージ上に形成された基準マークが用いられる。具体的には、まず、レチクルマークのウエハステージ上への投影像の位置にその基準マークが位置合わせされ、そのときのウエハステージの位置がまず計測される。次に、その基準マークがウエハアライメントセンサの下に移動され、ウエハアライメントセンサを基準マークに対して位置合わせした状態で、ウエハステージの位置が計測される。これら２つのステージ位置の差がベースライン量となる。

通常、ベースライン計測は、レチクル交換後および１ロットの処理開始前に行われる。さらに、ベースライン量は、温度、気圧、湿度等の装置の環境変動によって変化することがあるので、露光精度維持のため、一定枚数のウエハを露光処理する毎にベースライン計測を行う、いわゆるインターバル・ベースライン計測が行われる（たとえば、特許文献１を参照）。

特開２００６−６００２６号公報 特開平１１−１２６７４１号公報

半導体製造装置の状態が正常か否かを確認する作業は、一般的に処理前に行われる。すなわち、「事前チェック」が一般的である。この理由は、処理開始前の事前チェックにおいて異常が発見できれば、不良品を作り込まなくて済むからである。特に、複数のローダ・アンローダを備えた半導体製造装置が一般化している今日においては、一つの処理チャンバーで複数ロットが並行して処理されるため、一連の処理の開始前に装置状態の確認を行う「事前チェック」が現実的ある。

上記の露光機のように複数のロットを順次処理する半導体製造装置であって、特に高い精度が要求される場合には、各ロット（たとえば、２５枚のウエハ）を処理する途中で装置状態の確認を行う場合がある。たとえば露光機では上記したインターバル・ベースライン計測が行われる。しかし、この場合も従来の「事前チェック」の考え方の延長線上にあるので、各ロットの最終ウエハの処理完了を契機として何らかのチェック処理が行われることはない。

ところが、本願発明者の検討によれば、従来の露光機のインターバル・ベースライン計測では、最後のベースライン計測後に露光機の状態が急変したとしてもそのことを検知することができない。すなわち、最後のベースライン計測後のウエハから当該ロットの最終ウエハまでの間は露光品質が完全には保証されておらず、結果として露光工程のエラーが見逃される場合がある。露光工程のエラーがその場で完全に検出できれば、レジストを剥離した後にレジスト塗布工程からやり直しができるが、そのエラーが見逃されて現像後の次工程で発覚すると、やり直しができずにウエハ全体（場合によってはロット全体）が無駄になってしまうことになる。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施形態による半導体製造装置に備えられた露光機は、処理対象のロットを処理する前と、処理対象のロットを処理する途中と、処理対象のロットを処理した後にベースライン計測を行うように構成される。

上記の実施形態によれば、より確実に露光品質を保証することができる。

露光機とその周辺装置を含めた露光処理システムの構成の一例を示すブロック図である。 露光機のハードウェア構成の一例を示す模式図である。 図１の露光処理システムの動作を示すフローチャートである。 図２の露光機の動作を示すフローチャートである。 従来の露光機におけるログファイルの一例を示す図である。 第２の実施形態の露光機の動作を示すフローチャートである。

以下、各実施形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない場合がある。

＜第１の実施形態＞
［露光処理システムの構成］
図１は、露光機とその周辺装置を含めた露光処理システムの構成の一例を示すブロック図である。図１では、露光機を含む半導体製造装置の構成が示されている。

図１を参照して、露光処理システム１０は、露光機３０と、塗布・現像機１３、ローダ・アンローダ１５と、レチクルライブラリ２０と、マシンコントローラ（ＭＣ：Machine Controller）１２と、ホストコンピュータ１１とを備える。露光機３０の具体的構成については図２で詳しく説明する。

塗布・現像機１３は、ウエハへのレジストの塗布、レジスト塗布後のウエハのプリベーキング、露光後のレジストの現像、現像後のウエハのポストベーキングなどを行う。

ローダ・アンローダ１５には、１ロットのウエハを格納するウエハキャリア１６がセットされる。ウエハはローダ・アンローダ１５から塗布・現像機１３にロードされ、現像およびポストベーキング後のウエハが塗布・現像機１３からローダ・アンローダ１５にアンロードされる。なお、１ロットのウエハ枚数は例えば２５枚であるが、プロセス途中で脱落するものもあるので、それに満たない数の場合もあり得る。

ウエハキャリア１６には、バーコードおよびＩＣ（Integrated Circuit）タグなどの識別子が取り付けられている。これらの識別子はローダ・アンローダ１５に設けられたバーコードリーダおよびＩＣタグリーダーなどの検出器１７によって検出される。

レチクルライブラリ２０は、半導体製造プロセスに用いる多数のレチクルを収納する。各レチクルは個別にレチクルケース２１に収納される。レチクルケース２１からレチクルが露光機３０にロードされ、露光機３０からレチクルケース２１にレチクルがアンロードされる。

レチクルケース２１にはバーコードおよびＩＣタグなどの識別子が取り付けられている。これらの識別子はレチクルライブラリ２０に設けられたバーコードリーダおよびＩＣタグリーダーなどの検出器２２によって検出される。

マシンコントローラ１２は、露光機３０のコントローラ３１および塗布・現像機１３のコントローラ１４とそれぞれ通信可能な上位のコントローラである。マシンコントローラ１２は、露光機３０のコントローラ３１に対して作業内容を指示するとともに、露光機３０の動作状態を検知する。同様に、マシンコントローラ１２は、塗布・現像機１３のコントローラ１４に対して作業内容を指示するとともに、塗布・現像機１３の動作状態を検知する。

さらに、マシンコントローラ１２は、ローダ・アンローダ１５に設けられた検出器１７からウエハキャリア１６の識別情報を取得する。マシンコントローラ１２は、レチクルライブラリ２０に設けられた検出器２２によって、レチクルライブラリ２０に収納されているレチクルケース２１の識別情報を取得する。

ホストコンピュータ１１は、マシンコントローラ１２と通信可能に構成されている。ホストコンピュータ１１は、半導体製造プロセス全体を管理する。たとえば、ホストコンピュータ１１は、各ロットの識別情報、ウエハ枚数、プロセスの進行状況などの情報、および各半導体製造装置の運転状態などの情報を保持して更新する。

［露光機の構成］
（１．基本構成）
図２は、露光機のハードウェア構成の一例を示す模式図である。図２を参照して、露光機３０は、露光光源３２と、照明光学系３３と、レチクルホルダ３６と、駆動系４１と、レーザ干渉計４０と、レチクル搬送系４３と、投影光学系３４と、ウエハステージ３８と、駆動系５１と、レーザ干渉計５０と、ウエハ搬送系５５とを備える。

露光光源３２は、レジストを感光させる波長の光を生成する。露光光源３２は、たとえば、ＡｒＦのエキシマレーザである。

照明光学系３３は、露光光源３２から出射された光束に基づいてレチクル３５の表面をケーラー照明するように構成される。照明光学系３３は、複数のレンズ、絞り等を備える。

レチクルホルダ３６は、レチクル３５を真空チャックすることによりレチクル３５を支持する。駆動系４１は、たとえばリニアモータによって構成され、レチクルホルダ３６を水平方向および垂直方向に駆動する。レチクルホルダ３６の位置はレーザ干渉計４０によって検出される。

レチクル３５は、レチクル搬送系４３によってレチクルホルダ３６上に載置される。使用後のレチクル３５は、レチクル搬送系４３によってレチクルホルダ３６から図１のレチクルケース２１に戻される。レチクル３５には、ウエハ３７上に塗布されたレジストに転写されるべき回路パターンが形成されている。

投影光学系３４は、レチクル３５に形成された回路パターンをウエハ３７上に結像させる。ウエハ３７上には、投影光学系３４を透過した光によって感光するフォトレジストが塗布されている。投影光学系３４は、回折限界まで収差が補正されるように多数枚のレンズによって構成されている。

ウエハステージ３８は、ウエハ３７を真空チャックすることによりウエハ３７を支持する。駆動系５１は、たとえばリニアモータによって構成され、ウエハステージ３８を水平方向および垂直方向に駆動する。ウエハステージ３８の位置はレーザ干渉計５０によって検出される。ウエハステージ３８上には、ベースライン計測に用いられる１つ以上の基準マーク３９Ａ，３９Ｂ（総称する場合、基準マーク３９と記載する）が設けられている。

ウエハ３７は、ウエハ搬送系５５によってウエハステージ３８上に載置される。露光後のウエハ３７は、ウエハ搬送系５５によって図１の塗布・現像機１３に搬送される。

（２．フォーカス、アライメント計測系）
さらに、露光機３０は、フォーカス計測系として、ウエハステージ３８の表面の高さを光学的に検出するための投光装置５３と受光装置５４とを備える。この計測結果に基づいて、ウエハ３７の表面において投影光学系３４が合焦するようにウエハステージ３８の垂直方向の高さが制御される。投光装置５３および受光装置５４を２組以上設けることによって、基板面のチルトを検出してもよい。

投光装置５３は、たとえば、発光ダイオード等の光源と、その光源から出射された光が通過するスリットと、スリットを通過した光をウエハステージ３８の表面に斜め方向から投影するための投影光学系とを備える。受光装置５４は、たとえば、受光素子と、ウエハステージ３８によって反射されたスリットパターンを受光素子に導くための受光光学系と、受光素子と受光光学系との間に設けられたガルバノミラーとを備える。

さらに、露光機３０は、レチクルアライメントセンサとしての顕微鏡４２Ａ，４２Ｂ（総称する場合、顕微鏡４２と称する）と、ウエハアライメントセンサとしての１つ以上の顕微鏡５２とを備える。これらの顕微鏡４２，５２によってアライメント計測系が構成される。

顕微鏡４２は、レチクル３５の位置合わせ用マーク（不図示）の検出用に用いられる。顕微鏡５２は、ウエハの位置合わせマーク（不図示）の検出用に用いられる。この場合、顕微鏡４２の視野の中心と顕微鏡５２の視野の中心との相対距離（すなわち、ベースライン量）の計測が別途必要となる。

ベースライン計測方法の１つでは、ウエハステージ３８上に形成された基準マーク３９の位置とレチクル３５上の位置合わせマークとが、顕微鏡４２を用いて位置合わせされる。そして、そのときのウエハステージ３８の位置がレーザ干渉計５０によって測定される。次に、顕微鏡５２を用いて基準マーク３９の位置合わせが行われ、そのときのウエハステージ３８の位置がレーザ干渉計５０によって測定される。両者のウエハステージ３８の位置の差がベースライン量である。

（３．各種センサ）
露光条件は、温度、気圧、湿度等の装置の環境変動によって変化するので、露光機３０には、これらの環境パラメータを計測するためのセンサが設けられている。

具体的に、レチクル３５の温度を推定するためにレチクルホルダ３６の温度を検出する温度センサ４４Ａ，４４Ｂ（総称する場合、温度センサ４４と記載する）が設けられている。さらに、ウエハステージ３８の温度を検出するための温度センサ（不図示）、露光機３０が設置されているチャンバーの気圧を検出するための圧力センサ（不図示）、湿度センサ（不図示）、照明光学系３３および投影光学系３４の内部の圧力を検出するための圧力センサ（不図示）などが設けられる。

（４．コントローラ）
上記の露光光源（３２）、光学系（３３，３４）、駆動系（４１，５１）、搬送系（４３，５５）などを制御し、計測系（４０，４２，５０，５２）および各種センサ（４４）などからデータを受け取るためのコントローラ３１が設けられている。コントローラ３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの１つ以上のプロセッサとメモリとを含むコンピュータをベースに構成されていてもよい。もしくは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの回路によって構成されていてもよいし、コンピュータとＦＰＧＡなどとを組み合わせたものであってもよい。

［露光処理］
以下、具体的な露光処理について説明する。以下では、図１に示す露光処理システム１０の全体の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。次に、図２に示す露光機３０の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。

図３は、図１の露光処理システムの動作を示すフローチャートである。図１および図３を参照して、ステップＳ１０１において、まず、ローダ・アンローダ１５にウエハキャリア１６がセットされる。そうすると、ローダ・アンローダ１５に設けられた検出器１７によってウエハキャリア１６に設けられたロット識別情報（バーコードなど）が読み出され、読み出されたロット識別情報はマシンコントローラ１２に送信される。

次のステップＳ１４１において、マシンコントローラ１２は、ロット識別情報に基づいて対象ロットの処理作業に必要な情報をホストコンピュータ１１に問い合わせる。

その次のステップＳ１６１において、ホストコンピュータ１１は、マシンコントローラ１２からの作業問合せ（ステップＳ１４１）に対して応答する。具体的に、ホストコンピュータ１１は、当該ロットに含まれるウエハの枚数、処理条件、レチクルなどの情報をマシンコントローラ１２に伝達する。

その次のステップＳ１４２において、マシンコントローラ１２は、露光機３０に対して具体的な作業を開始するように指令する。この作業開始指令を受けて、露光機３０のコントローラ３１は、当該ロットに対する処理作業を実行する（ステップＳ１２１）。露光機３０における作業の具体的内容は図４で詳しく説明する。なお、図３には示されていないが、マシンコントローラ１２は、塗布・現像機１３に対しても同様に具体的な作業を開始するように指令し、この作業開始指令を受けて、塗布・現像機１３のコントローラ１４は、当該ロットに対する処理作業を実行する。

ステップＳ１２２において、当該ロットに対する処理が終了すると、露光機３０のコントローラ３１は、その旨をマシンコントローラ１２に通知する。なお、図３には示されていないが、塗布・現像機１３のコントローラ１４も同様に、当該ロットに対する全ての処理が終了するとその旨をマシンコントローラ１２に通知する。

次のステップＳ１４３において、マシンコントローラ１２は、塗布・現像機１３および露光機３０から処理作業の通知を受け取ると、ホストコンピュータ１１に対して作業終了を報告する。ステップＳ１６２において、ホストコンピュータ１１は作業終了報告へ応答する。

図４は、図２の露光機の動作を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、図３のステップＳ１２１の動作をさらに詳しく示したものである。以下の各ステップは、図２のコントローラ３１からの制御に基づいて実行される。

図２および図４を参照して、ステップＳ２０１において、レチクル搬送系４３はレチクル３５をレチクルホルダ３６にロードする。レチクル３５はレチクルホルダ３６に真空チャックされる。

次のステップＳ２０２において、コントローラ３１は、駆動系４１によってレチクルホルダ３６を粗動させながら、顕微鏡４２の視野内に入るようにレチクル３５に形成された位置合わせマークを検索する（レチクルサーチアライメント）。

その次のステップＳ２０３において、コントローラ３１は、駆動系４１によってレチクルホルダ３６を微動させながら、顕微鏡４２の視野内の基準位置に、レチクル３５に形成された位置合わせマークを合わせる（レチクルアライメント）。

その次のステップＳ２０４において、コントローラ３１は、フォーカス・キャリブレーションを行う。具体的に、コントローラ３１は、フォーカス計測系（投光装置５３および受光装置５４）を用いてウエハステージ３８の表面の高さを計測する。コントローラ３１は、この計測結果に基づいて、ウエハ３７の表面において投影光学系３４が合焦するようにウエハステージ３８の垂直方向の高さを調整する。

次のステップＳ２０５において、コントローラ３１は、ベースライン計測を行う。具体的に、コントローラ３１は、ウエハステージ３８上に形成された基準マーク３９の位置とレチクル３５上の位置合わせマークとを、顕微鏡４２を用いて位置合わせする。そして、コントローラ３１は、その時のウエハステージ３８の位置をレーザ干渉計５０によって測定する。次に、コントローラ３１は、顕微鏡５２を用いて基準マーク３９の位置合わせを行い、そのときのウエハステージ３８の位置をレーザ干渉計５０によって測定する。コントローラ３１は、計測したウエハステージ３８の位置の差分を求めることによってベースライン量を算出する。

さらに、コントローラ３１は、温度センサ４４を用いてレチクルホルダ３６の温度を検出することによってレチクル３５の温度を推定する。

後述するウエハアライメントでは、上記のベースライン量は、レチクル３５の推定温度に基づいて調整され、調整後のベースライン量に基づいてアライメントが行われる。この理由は、ベースライン量の測定はレチクル上の一点の位置で行われているにすぎないので、レチクルのその他の位置でのベースライン量は、温度によるレチクルの伸長または収縮量に応じて補正する必要があるからである。

その次のステップＳ２０６において、コントローラ３１は、ステップＳ２０５で測定したベースライン量およびレチクルホルダ３６の温度に異常がないかどうかを判定する。具体的に、コントローラ３１は、計測したベースライン量が装置定数として予め設定されている範囲を超えているか否かを判定する。さらに、コントローラ３１は、計測したレチクルホルダ３６の温度が装置定数として予め設定されている範囲を超えているか否かを判定する。いずれも、計測値が予め設定された範囲を超えている場合に異常と判定される。

また、インターバル・ベースライン計測の場合には、コントローラ３１は、計測したベースライン量が前回の測定値よりも予め設定された閾値を超えて変化しているか否かを判定する。さらに、コントローラ３１は、計測したレチクルホルダ３６の温度が前回の測定値よりも予め設定された閾値を超えて変化しているか否かを判定する。いずれも、前回の測定値よりも予め設定された閾値を超えて変化している場合に異常と判定される。

ステップＳ２０６において異常と判定された場合は（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、コントローラ３１はマシンコントローラ１２に異常を報知する（ステップＳ２１６）。

一方、ステップＳ２０６において異常でないと判定された場合には（ステップＳ２０６でＮＯ）、次のステップに処理が進む。すなわち、次のステップＳ２０７において、コントローラ３１は、ウエハ搬送系５５によって１枚目のウエハをウエハステージ３８にロードする。ロットの途中の場合は、コントローラ３１は、ウエハ搬送系５５によって、露光済みのウエハを取り出して次のウエハと交換する。

その次のステップＳ２０８において、コントローラ３１は、駆動系５１によってウエハステージ３８を粗動させながら、顕微鏡５２の視野内に入るようにウエハ３７に形成された位置合わせマークを検索する（ウエハサーチアライメント）。

その次のステップＳ２０９において、コントローラ３１は、駆動系５１によってウエハステージ３８を微動させながら、顕微鏡５２の視野内の基準位置に、ウエハ３７に形成された位置合わせマークを合わせる（ウエハファインアライメント）。

次のステップＳ２１０において、コントローラ３１は、シャッター（不図示）を開閉することによって定められた露光時間の間、ウエハ３７上のレジストを露光する。

露光したウエハが最終ウエハではなく（ステップＳ２０７でＮＯ）、次のウエハが予め定められた枚数目でもなければ（ステップＳ２１２でＮＯ）、上記のステップＳ２０７からステップＳ２１０が繰り返される。

予め定められた枚数目のウエハに交換する前に（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、コントローラ３１は、ベースライン計測とレチクルホルダ３６の温度計測とを再度行う（ステップＳ２０６）。具体的に図４に示す例では、６枚目と１２枚目と１９枚目のウエハに交換する前に、ベースライン計測が行われる。

そして、測定されたベースライン量とレチクルホルダ３６の温度とが異常値の場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、コントローラ３１はマシンコントローラ１２に異常を報知する（ステップＳ２１６）。一方、測定値が異常でない場合は、その後のウエハアライメントおよび露光は、再計測としたベースライン量とレチクルホルダ３６の温度とに基づいて実行される。

最終ウエハまで露光が完了すると（ステップＳ２１１でＹＥＳ）、コントローラ３１は、ベースライン計測とレチクルホルダ３６の温度計測を再度行う（ステップＳ２１３）。

次のステップ２１４において、コントローラ３１は、測定されたベースライン量とレチクルホルダ３６の温度とが異常でないか否かを判定する。測定値が異常の場合（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、コントローラ３１はマシンコントローラ１２に異常を報知する（ステップＳ２１６）。測定値が異常でない場合は（ステップＳ２１４でＮＯ）、コントローラ３１は、当該ロットの処理を終了する（ステップＳ２１５）。

既に説明したように、測定値が異常である場合とは、（１）測定値が装置定数として予め設定された範囲外の場合と、（２）測定値が前回の測定値よりも予め設定された閾値を超えて変化している場合とである。

なお、ステップＳ２１３では、コントローラ３１は、さらに、フォーカス計測系を用いてウエハステージ３８の高さを再測定するようにしてもよい。この場合、次のステップＳ２１４において、コントローラ３１は、測定したウエハステージ３８の高さが異常であるか否かを判定し、異常の場合は（ステップＳ２１４でＹＥＳ）マシンコントローラ１２に異常を報知する（ステップＳ２１６）。

［最終ウエハの判定について］
既に説明したように、従来の露光装置においてインターバル・ベースライン計測は、「事前チェック」の考え方に基づいているので、ロットの途中でのベースライン計測しか設定できないようになっている。また、１ロットを構成するウエハ枚数は必ずしも一定していないので、存在しない枚数を設定するとエラーが生じてしまう。

したがって、最終ウエハの終了後にベースライン計測を行うには、まず、処理対象のロットを構成する全ウエハの露光が完了したか否かを判定する必要がある。図３で説明したように、処理対象のロットを構成するウエハの合計枚数は、ホストコンピュータ１１からマシンコントローラ１２を介して露光機３０に通知される。したがって、コントローラ３１は、処理したウエハ枚数が通知されたロットのウエハ合計枚数に等しいか否かによって当該ロットの処理が完了したか否かを判定することができる。

ここで、従来の露光機においても、上記と同様に１ロットの処理が終了した場合には、ロット終了をマシンコントローラに通知するようになっている。そこで、その信号をトリガとして利用すれば、ロット終了後のベースライン計測を行うように露光機の制御プログラムを容易に修正することができる。

図５は、従来の露光機におけるログファイルの一例を示す図である。図５のログファイル７０は、設定パラメータ、センサ測定値、イベント等を記録したものである。

具体的に図５のログファイル７０の例では、露光機３０が設置されているチャンバーの気圧７１、ウエハステージ３８およびレチクルホルダ３６の温度７２、レーザ干渉計４０，５０の補正係数７３、照明光学系３３および投影光学系３４の内部の圧力の現在値と目標値７４、フォーカスのオフセット値７５、測定された湿度７６などが記録されている。さらに、ウエハの交換７７、ロット終了信号の出力７８、１ロットの処理の終了７９、処理したウエハ数の出力８０などのイベントが生じた時刻が記録されている。

したがって、上記の例の場合には、ロット終了信号の出力７８をトリガとしてベースライン計測およびレチクルホルダの温度の測定を行うように露光機の制御プログラムを修正すればよい。

［効果］
上記のとおり第１の実施形態によれば、複数のロットを順次処理する露光装置において、各ロットの処理前のベースライン計測およびインターバル・ベースライン計測に加えて、１ロットの露光処理が完了した後に、ベースライン計測が行われる。そして、ベースライン量に異常があるか否かが判定される。これによって、最後のインターバル・ベースライン計測からロット終了までのウエハの露光品質を確実に保証することができる。

さらに、ベースライン計測に加えて、レチクルホルダ３６の温度測定およびフォーカス計測系を用いてウエハステージ３８の高さ測定を行うようにすれば、より確実に露光品質を保証することができる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、１ロットの露光処理が完了した後に、ベースライン計測を行わずに、レチクルホルダ３６の温度計測のみが行われる。そして、レチクルホルダ３６の温度が異常であるか否かが判定される。以下、図面を参照して具体的に説明する。

なお、図１および図２の装置構成ならびに図３のフローチャートに関しては、第２の実施形態の場合も同様であるので説明を繰り返さない。

図６は、第２の実施形態の露光機の動作を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、図４のステップＳ２１３に代えてステップＳ２１３Ａが実行される点で図４のフローチャートと異なる。

具体的に、図６のステップＳ２１３Ａでは、コントローラ３１は、ベースライン計測を行わずに、レチクルホルダ３６の温度計測のみを行う。ステップＳ２１４において、コントローラ３１は、測定されたレチクルホルダ３６の温度が異常でないか否かを判定する。測定値が異常の場合（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、コントローラ３１はマシンコントローラ１２に異常を報知する（ステップＳ２１６）。測定値が異常でない場合は（ステップＳ２１４でＮＯ）、コントローラ３１は、当該ロットの処理を終了する（ステップＳ２１５）。図６のその他の点は図４の場合と同じまたは類似したものであるので、同一または相当するステップには同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

本願発明者の検討によれば、最後のベースライン計測後にベースライン量が急変する可能性はそれほど高くないが、レチクルホルダ３６の温度が急変することはしばしば起こり得る。この結果、リソグラフィ工程の品質が劣化する。したがって、プロセスの処理時間をできるだけ増大しないようにして従来よりも確実に露光品質を保証するために、１ロットの処理を終了した後に、レチクルホルダ３６の温度計測のみを行うことは効果的である。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１０ 露光処理システム、１１ ホストコンピュータ、１２ マシンコントローラ、１３ 現像機、１４，３１ コントローラ、１５ ローダ・アンローダ、１６ ウエハキャリア、２０ レチクルライブラリ、２１ レチクルケース、３０ 露光機、３２ 露光光源、３３ 照明光学系、３４ 投影光学系、３５ レチクル、３６ レチクルホルダ、３７ ウエハ、３８ ウエハステージ、３９ 基準マーク、４０，５０ レーザ干渉計、４１，５１ 駆動系、４２，５２ 顕微鏡、４３ レチクル搬送系、４４ 温度センサ、５３ 投光装置、５４ 受光装置、５５ ウエハ搬送系。

Claims (12)

1. 露光機を備えた半導体製造装置であって、
   前記露光機は、
   レチクルを支持するレチクルホルダと、
   ウエハを支持するウエハステージと、
   前記レチクルに形成された位置合わせマークを検出するレチクルアライメントセンサと、
   前記ウエハに形成された位置合わせマークを検出するウエハアライメントセンサと、
   前記露光機を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、前記レチクルアライメントセンサによる検出位置と前記ウエハアライメントセンサによる検出位置との差であるベースライン量の計測を、処理対象のロットを処理する前と、前記処理対象のロットを処理する途中と、前記処理対象のロットを処理した後に行うように構成される、半導体製造装置。
2. 前記露光機は、前記レチクルホルダの温度を検出する温度センサをさらに備え、
   前記コントローラは、前記ベースライン量を計測する際に、前記温度センサによって前記レチクルホルダの温度を計測するように構成される、請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 前記露光機は、前記ウエハステージの高さを光学的に計測するフォーカス計測系をさらに備え、
   前記コントローラは、前記処理対象のロットを処理する前と、前記処理対象のロットを処理した後に、前記フォーカス計測系によって前記ウエハステージの高さを計測するように構成される、請求項２に記載の半導体製造装置。
4. 前記コントローラは、前記計測された前記レチクルの温度が予め設定された範囲外の場合、または、前記計測された前記レチクルの温度が前記処理対象のロットを処理する途中において計測された前記レチクルの温度よりも閾値を超えて変化している場合に、上位のコントローラに対して異常を報知するにように構成される、請求項２に記載の半導体製造装置。
5. 前記コントローラは、上位のコントローラから前記処理対象のロットに含まれるウエハの合計枚数の情報を予め取得し、
   前記コントローラは、処理したウエハの枚数が、前記上位のコントローラから取得した前記合計枚数に等しくなったときに、前記処理対象のロットの処理が終了した判定する、請求項１に記載の半導体製造装置。
6. 露光機を備えた半導体製造装置であって、
   前記露光機は、
   レチクルを支持するレチクルホルダと、
   ウエハを支持するウエハステージと、
   前記レチクルに形成された位置合わせマークを検出するレチクルアライメントセンサと、
   前記ウエハに形成された位置合わせマークを検出するウエハアライメントセンサと、
   前記レチクルの温度を検出する温度センサと、
   前記露光機を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、前記レチクルアライメントセンサによる検出位置と前記ウエハアライメントセンサによる検出位置との差であるベースライン量の計測を、処理対象のロットを処理する前と、前記処理対象のロットを処理する途中とに行うように構成され、
   前記コントローラは、前記ベースライン量を計測する際および前記処理対象のロットを処理した後に、前記温度センサによって前記レチクルホルダの温度を計測するように構成される、半導体製造装置。
7. 前記コントローラは、前記処理対象のロットを処理した後は、前記ベースライン量の計測を行わない、請求項６に記載の半導体製造装置。
8. レチクルアライメントセンサによる検出位置とウエハアライメントセンサによる検出位置との差であるベースライン量の計測を行う第１の計測ステップと、
   第１の計測ステップでの計測結果に基づいて、処理対象のロットに含まれる複数枚のウエハのアライメントおよび露光を行うステップと、
   前記処理対象のロットを構成する全てのウエハの露光処理が完了したか否かを判定するステップと、
   前記処理対象のロットを構成する全てのウエハ露光処理が完了した後に、前記ベースライン量の計測を行う第２の計測ステップとを備える、半導体装置の製造方法。
9. 前記第１の計測ステップおよび前記第２の計測ステップの各々は、レチクルを支持するレチクルホルダの温度の計測を行うステップを含む、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記第２の計測ステップは、ウエハを支持するウエハステージの高さを光学的に計測するステップを含む、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記第１の計測ステップおよび前記第２の計測ステップの各々は、前記計測された前記レチクルの温度が予め設定された範囲外の場合、または、前記計測された前記レチクルの温度が当該処理対象のロットを処理する途中において計測された前記レチクルの温度よりも閾値を超えて変化している場合に、上位のコントローラに対して異常を報知するステップをさらに備える、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
12. 上位のコントローラから前記処理対象のロットに含まれるウエハの合計枚数の情報を予め取得するステップをさらに備え、
    前記判定するステップは、処理したウエハの枚数が、前記上位のコントローラから取得した前記合計枚数に等しくなったときに、前記処理対象のロットの処理が完了した判定する、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。

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