(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリヤーが配置されるローダー部に近接して配置され、ロボットにより移送される過程のウェーハを支持するように設置されているテーブルと、
前記テーブルの上に配置されるウェーハ表面を照明するように設置されている少なくとも一つの照明装置と、
配置されるウェーハの表面を撮影するカメラと、
前記ロボット、前記照明装置及び前記カメラの駆動を制御し、前記カメラから印加されるウェーハの表面状態を通じて不純物が存在するか否かを判断するコントローラーと、
を備え、
前記照明装置は、前記テーブルの両側部位に互いに高さが異なるように設置されて所定の傾斜角で照明する複数の第１照明装置と、
前記テーブルの上側からウェーハの表面に垂直に対向して照明する第２照明装置とから構成されていることを特徴とするフォトリソグラフィー工程システム。
【請求項２】
前記照明装置は、レーザーランプ又は紫外線ランプを有することを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
【請求項３】
前記第１照明装置の照明角度から離隔された前記カメラとウェーハとの間にハーフミラーが傾斜をなして設置され、
前記第２照明装置は、前記ハーフミラーを通じて照明するように設置されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
【請求項４】
前記第２照明装置は、前記カメラの周りに設置されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
【請求項５】
前記照明装置には前記コントローラーから印加される照明制御信号に従い照明照度及び照明角度を調節する調節手段が設置されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
【請求項６】
前記調節手段は、印加される一照明制御信号に従い前記第１照明装置をスライディング昇降移動させるエレベーター手段と、印加される他の照明制御信号に従い、前記第１照明装置及び前記第２照明装置に印加される電源の抵抗値を変化させて照度を調節する照度調節部とを有することを特徴とする請求項５に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
【請求項７】
前記テーブルは、前記照明装置の照明角度に対応して、配置されるウェーハを回転移動させるように前記コントローラーの制御信号に従い回転可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィー工程システム。
【請求項８】
ローダー部に近接して設置され、ロボットにより移送されるウェーハを一時的に支持するテーブルと、前記テーブルの上に配置されるウェーハを照明する照明装置と、前記テーブルの上側に離隔して設置されウェーハの表面を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影された信号を受信してウェーハの表面にパーチクルを含んだ不純物が存在するか否かを判断するコントローラーとを備え、前記照明装置は、前記テーブルの両側部位に互いに高さが異なるように設置されて所定の傾斜角で照明する複数の第１照明装置と、前記テーブルの上側からウェーハの表面に垂直に対向して照明する第２照明装置とから構成されているフォトリソグラフィー工程システムのフォトリソグラフィー工程方法であって、
前記テーブルの上に配置されるウェーハに対し照明すると共に撮影する段階と、
前記撮影の信号を受信してウェーハの表面上にパーチクルが存在するか否かを確認する段階と、
ウェーハ上にパーチクルが存在するか否かに従いウェーハを工程実行位置又は洗浄位置に移送する段階と、
を含み、
前記ウェーハを照明し撮影する段階は、
前記第１照明装置がオンで前記第２照明装置がオフの状態で第１映像を求める段階と、
前記第１照明装置がオフで前記第２照明装置がオンの状態で第２映像を求める段階と、
前記第１映像及び前記第２映像を組み合わせて立体映像を具現する段階と、
を含むことを特徴とするフォトリソグラフィー工程方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、半導体素子のフォトリソグラフィー工程システム及びフォトリソグラフィー工程方法に関するもので、詳しくはパターンマスクを形成するために投入されるウェーハの表面上にパーチクルが存在するか否かを検査し、そのパーチクルの存在有無に従いそのウェーハの過程を決定するフォトリソグラフィー工程システム及びフォトリソグラフィー工程方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に半導体素子は、ウェーハ上に写真、食刻、拡散、化学蒸着、イオン注入及び金属蒸着などの工程を反復且つ選択的に行うことにより形成され、これらの工程のうち頻繁に行われる工程の一つとしてウェーハ上にパターンマスクを形成する写真工程のフォトリソグラフィー工程がある。
【０００３】
このようなフォトリソグラフィー工程に対し添付の図４を参照して説明する。
まず、フォトリソグラフィー工程を行う構成は、図４に示すように、キャリヤーＣに複数搭載されたウェーハＷが生産ラインからローダー部１２に投入されて配置され、ウェーハＷはローダー部１２の一側に続いて設置された移送部１４の複数のロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・により、要求される位置に一枚ずつ移送される過程を経るようになっている。
【０００４】
このとき、ローダー部１２に近接して位置する移送部１４の第１ロボットＲ１は、キャリヤーＣからウェーハＷを引き出して、次に続いて設置される第２ロボットＲ２との間に位置したテーブルＴ上にウェーハＷを移送して配置させる。
このとき、テーブル上に置かれるウェーハＷは、再び第２ロボットＲ２により、その表面にコーティング液を塗布する作業、コーティング液が塗布されたウェーハの表面に対しフォトレジストを塗布する作業、塗布されたコーティング液又はフォトレジストを固着させるための加熱及び冷却作業、ならびにフォトレジストが塗布されたウェーハＷの縁部位を露光で除去する作業などの露光工程を行う前の前処理過程を行う前処理部１６を経ることになる。
【０００５】
このような一連の前処理過程を終えたウェーハＷは他のロボットＲ２により露光部１８に近接して位置したテーブルＴ２に安着して配置され、次いで、露光部１８に近接して設置された別のロボットＲ３により露光部１８に移送されて整列過程、露光過程及び検査過程を順次経て、また別のロボットＲ３によりテーブルＴ２に移送され配置される。
【０００６】
そして、露光による一連の過程を終えたウェーハＷは再び他のロボットＲ２により、現像過程と洗浄過程を含んだ一連の過程を行う後処理部２０を経て、他のロボットＲ２により、ローダー部１２に近接して位置したテーブルＴ１に移送されて配置され、次いでローダー部１２に続いて設置されたロボットＲ１により、要求されるキャリヤーＣに搭載されるアンローディング過程を経る。
【０００７】
このような一連の過程において、他の工程から露光作業を行うために投入されるウェーハＷの表面上にはパーチクルなどの多くの種類の不純物が残存する場合があり、これら不純物はフォトレジストの塗布過程と露光過程などでその部位に対する欠陥、ならびにその他の多くの不良の原因を誘発する。
【０００８】
これは、フォトリソグラフィー工程の再作業率を増大させるだけでなく生産性を低下させ、また、製造される半導体素子の品質及び製造収率を低下させる要因として作用する。
そして、現像過程を含んだ後処理部２０を経て再びローダー部１２のキャリヤーＣに搭載されるように移送されるウェーハＷは、フォトリソグラフィー工程の実行過程で表面にパーチクルが付いた状態で移送される可能性があり、このようなパーチクルは次の工程での欠陥を誘発するなどの問題点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、露光工程を行うためのウェーハ投入過程においてその表面上に残存するパーチクルを含んだ不純物が存在するか否かを検査し、これを通じて不純物を除去した後に露光の一連の作業を行うことにより欠陥及び不良を防止し、再作業率を減少させ、生産性を増大し、製造される半導体素子の品質と共に製造収率を向上させる半導体素子のフォトリソグラフィー工程システム及びフォトリソグラフィー工程方法を提供することにある。
【００１０】
このような目的を達成するため本発明のフォトリソグラフィー工程システムは、キャリヤーが配置されるローダー部に近接して位置し、ロボットにより移送される過程のウェーハを支持するように設置されたテーブルと、テーブル上に配置されるウェーハ表面を照明するように少なくとも一つ設置される照明装置と、配置されるウェーハの表面を撮影するカメラと、前記ロボット、照明装置及びカメラの駆動を制御し、前記カメラから印加されるウェーハの表面状態を通じて不純物が存在するか否かを判断するコントローラーとを備え、照明装置は、テーブルの両側部位に互いに高さが異なるように設置されて所定の傾斜角で照明する複数の第１照明装置と、テーブルの上側からウェーハの表面に垂直に対向して照明する第２照明装置とから構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記照明装置はレーザーランプ又は紫外線ランプのうち何れか１種類のものを単独で複数設置して構成されるか、あるいはこれらそれぞれを複合的に用いて構成される。
【００１２】
そして、前記第１照明装置の照明角度から離隔された前記カメラとウェーハとの間にハーフミラーが傾斜して更に設置され、前記第２照明装置は前記ハーフミラーを通じて照明するように設置されるか、又は前記ハーフミラーなしで前記カメラの周りに設置された構成である。
【００１３】
このような構成に加えて前記照明装置には前記コントローラーから印加される照明制御信号に従い照明照度と照明角度を調節する調節手段を更に設置して構成することが好ましく、前記調節手段は印加される照明制御信号に従い前記第１照明装置をスライディング昇降移動させるエレベーター手段と、印加される他の照明制御信号に従い前記第１照明装置と第２照明装置に印加される電源の抵抗値を変化させて照度を調節する照度調節部とから構成される。
【００１４】
そして、前記テーブルは前記照明装置の照明角度に対応して配置されるウェーハを回転移動させるように前記コントローラーの制御信号に従い回転可能に構成することが効果的である。
一方、前記目的を達成するためのフォトリソグラフィー工程方法は、ローダー部に近接して設置され、ロボットにより移送されるウェーハを一時的に支持するテーブルと、テーブル上に配置されるウェーハを照明する照明装置と、テーブル上側に離隔して設置されてウェーハの表面を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影された信号を受信して、その表面にパーチクルを含んだ不純物が存在するか否かを判断するコントローラーとを備え、前記照明装置は、前記テーブルの両側部位に互いに高さが異なるように設置されて所定の傾斜角で照明する複数の第１照明装置と、前記テーブルの上側からウェーハの表面に垂直に対向して照明する第２照明装置とから構成されているフォトリソグラフィー工程システムのフォトリソグラフィー工程であって、前記テーブル上に配置されるウェーハに対し照明すると共に撮影する段階と、撮影信号を受信してウェーハ表面上にパーチクルが存在するか否かを確認する段階と、ウェーハ上にパーチクルが存在するか否かに従いウェーハを工程実行位置又は洗浄位置に移送させる段階とを含み、前記ウェーハを照明し撮影する段階は、前記第１照明装置がオンで前記第２照明装置がオフの状態で第１映像を求める段階と、前記第１照明装置がオフで前記第２照明装置がオンの状態で第２映像を求める段階と、
前記第１映像及び前記第２映像を組み合わせて立体映像を具現する段階とを含む。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。
本発明の一実施例による半導体素子のフォトリソグラフィー工程システムにおけるウェーハの進行過程を説明すると、図１に示すように、キャリヤーＣに複数搭載されたウェーハＷが生産ラインからローダー部１２に投入されて配置され、次いで、ウェーハＷはローダー部１２の一側に続いて設置された移送部１４の複数のロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・により、要求される位置に一枚ずつ移送される過程を経る。
【００１７】
このとき、ローダー部１２に近く位置する移送部１４には第１ロボットＲ１によりキャリヤーＣから引き出されて工程実行位置に移送される前のウェーハＷと、工程を終え第２ロボットＲ２によりアンローディングされローダー部１２の所定キャリヤーＣに投入される以前の過程のウェーハＷとを一時的に引き受けて支持するテーブル３０が設置される。
【００１８】
このように設置されたテーブル３０の両側にはテーブルＴ上に配置されるウェーハＷに対向して所定の光を照明する少なくとも一つ以上の照明装置３２が設置され、前記テーブル３０の上側所定位置にはテーブル３０上に位置して照明を受けるウェーハＷの表面を撮影するカメラ３４が設置される。
【００１９】
このような構成において、前記ロボットＲ１、Ｒ２、・・・、照明装置３２及びカメラ３４はコントローラー（図面の単純化のために省略する）により制御され、前記カメラ３４により撮影されたウェーハＷの表面状態信号はコントローラーに印加されて、コントローラーがウェーハＷ上にパーチクルが存在するか否かを判断するようになっている。
【００２０】
ここで、前記照明装置３２はレーザー光で照明するレーザーランプから構成されるか、又は紫外線光で照明する紫外線ランプから構成され、また、前記カメラ３４はＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラから構成される。
また、前記照明装置３２はテーブル３０の両側でウェーハＷに対向し互いに高さが異なるように複数設置されて所定の傾斜角で照明する第１照明装置３２ａと、テーブル３０上側からウェーハＷの表面に対し垂直に対向して照明する第２照明装置３２ｂとに区分される。
【００２１】
そこで、前記第１照明装置３２ａは、その照明角度がテーブル３０上に配置されるウェーハＷ表面に対し少なくとも０°から７０°の範囲内にあり、これは第２照明装置３２ｂと共にウェーハＷ表面上に既に形成された回路パターン、又はフォトリソグラフィー工程実行により形成されたパターンマスクの陰影部位がないようにするためのもので、これに対し５〜４５°の間の照明角度をなすようにすることがより好ましい。
【００２２】
そして、第１照明装置３２ａによる照明から離隔されてウェーハＷと該ウェーハＷに垂直に対向して設置されるカメラ３４との間の所定位置にはハーフミラー３６が所定傾斜角をなして設置され、前記第２照明装置３２ｂはテーブル３０から離隔された側部所定位置に設置されて前記ハーフミラー３６を通じてウェーハＷ上に垂直に照明するように構成される。
【００２３】
このように設置される第２照明装置３２ｂの設置構成は、図３に示すように、前記カメラ３４の周りにそってウェーハＷに垂直に対向して少なくとも一つ以上設置される構成からなることもできる。
また、これに対して前記テーブル３０はウェーハＷ上の回路パターンが各方向に形成されるに従い、照明装置３２の照明位置が限定されるのに対応してウェーハＷを回転させるように構成されることもできるし、更に前記カメラ３４の焦点がウェーハＷ上の局部に限定される場合に対応して水平方向へ位置移動ができると共に移動前の位置に位置復元ができるように設置されることもできる。
【００２４】
一方、前記照明装置３２には前記コントローラーから印加される照明制御信号に従い照明装置３２の照明照度と照明角度を調節する調節手段３８が更に設置される。
前記調節手段３８の構成は、照明装置３２の構成のうち第１照明装置３２ａをコントローラーから印加される照明制御信号に従い昇降スライディング移動させるようにするエレベーター手段３８ａと、印加される他の照明制御信号に従い第１照明装置３２ａと第２照明装置３２ｂに印加される電源の抵抗値を変化させて照度を調節する照度調節部（図面の単純化のために省略する）とを含んでなされる。
【００２５】
このような構成によると、前記テーブル３０を通過するウェーハＷに対し照明装置３２はウェーハＷの表面上に形成された回路パターン及びフォトリソグラフィー工程実行に伴うパターンマスクによる陰影部位がないように照明し、このとき、前記カメラ３４はウェーハＷの表面を撮影してその信号をコントローラーに印可する。
【００２６】
このようにカメラ３４によるウェーハＷの表面状態撮影信号を受信したコントローラーは、既に設定されたデータに基づきウェーハＷにパーチクルが存在するか否かを判断し、パーチクルが存在するか否かに従いウェーハＷの移送位置を決定する。
【００２７】
ここで、上記のように、照明装置３２の構成が配置されるウェーハＷに対向して所定の傾斜角をなす第１照明装置３２ａと、ウェーハＷの垂直上側から照明する第２照明装置３２ｂとから構成された場合に、まず、第２照明装置３２ｂをオフして第１照明装置３２ａを通じて回路パターン又はパターンマスクに対する側部形状を撮影して第１映像を求める。
【００２８】
次いで、第１照明装置３２ａをオフし、第２照明装置３２ｂをオンさせて回路パターン又はパターンマスクの上面形状の第２映像を求めて、これら第１映像と第２映像とを組み合わせて立体映像を具現することにより、その表面上に存在するパーチクルを易しく区分して確認できるようにする。
【００２９】
そして、前記第１照明装置３２ａの昇降駆動位置は回路パターン又はパターンマスクの側部形状を陰影から干渉されることがないようにするためのもので、回路パターン又はパターンマスクの溝幅と長さに対応して陰影がないように第１照明装置３２ａをスライディング昇降位置調節可能に構成することが好ましい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、露光工程に対するウェーハの投入及び引出過程でその表面上に残存するパーチクルを含んだ不純物が存在するか否かを検査し、これを通じて不純物を除去した後に露光による一連の作業を実行又は再作業がなされるようにして欠陥及び不良を防止し、工程実行以前の検査は再作業率を減少させ、生産性を増大させ、製造される半導体素子の品質と共に製造収率を向上させることができるという効果がある。
本発明は、具体的な実施例のみに対して詳しく説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で変形及び変更できるのは本発明が属する分野の当業者には明白なもので、そのような変形及び変更は本発明の特許請求範囲に属するといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるフォトリソグラフィー工程システムの構成を概略的に示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例によるフォトリソグラフィー工程システムのパーチクル検査部の構成とこの構成の設置関係とを概略的に示す模式図である。
【図３】本発明の別の実施例によるフォトリソグラフィー工程システムにおいて、各構成の設置関係を概略的に示す模式図である。
【図４】一般の半導体素子のフォトリソグラフィー工程システムを概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
１２  ローダー部
１４  移送部
１６  前処理部
１８  露光部
２０  後処理部
３０  テーブル
３２  照明装置
３４  カメラ
３６  ハーフミラー
３８  調節手段
Ｃ  キャリヤー
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３  ロボット
Ｗ  ウェーハ
【図１】
0004454909.tif 000002
【図２】
0004454909.tif 000003
【図３】
0004454909.tif 000004
【図４】
0004454909.tif 000005