JP2000012450A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パラメータ値の不正による露光処理中でのエ
ラー発生を防止する。 【解決手段】 露光処理に必要な各種パラメータの設定
値に基づいて装置の各ユニット２２２〜２２５を制御し
て露光処理を行う露光装置において、各種パラメータの
設定値が各ユニットで要求される条件に適合するか否か
を露光処理前にチェックする手段２０１、２１０、２２
１を有する。

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
素子等のデバイスを製造するための露光装置であって、
露光処理に必要な各種パラメータの値の正当性をチェッ
クするようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、露光処理を行なうために必要な各
種パラメータにおける個々の値の正当性、および既知の
定数や変数を用いた関係式から導き出せる相対的な整合
性については、そのパラメータの読出し、変更、保存と
いった入出力時にチェックを行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来技術によれば、露光装置を構成する各ユニットに依存
しているパラメータ値や、それらのユニットの状態を用
いないと正当性が判断できないようなパラメータ値につ
いては、実際に露光処理を行ない、各ユニットが実際に
パラメータ値を使う処理に至るまで正当性を判断するこ
とができない。このため、パラメータ値を設定したり読
み込んだりするときに相対的なパラメータ値のチェック
を行なえないパラメータについて、そのパラメータ値に
問題がある場合には、実際に露光処理を行ない、そのパ
ラメータを用いる工程まで進み、そのパラメータを用い
たユニットでエラーが発生し、異常終了してしまうとい
う問題がある。そして、エラーの内容によっては、復旧
処理に時間がかるため、装置の効率的な運用に支障を来
している。

【０００４】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、露光装置において、パラメータ値の不正に
よる露光処理中でのエラー発生を防止し、もって生産性
の効率向上を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、露光処理に必要な各種パラメータの設定値
に基づいて装置の各ユニットを制御して露光処理を行う
露光装置において、各種パラメータの設定値が各ユニッ
トで要求される条件に適合するか否かを露光処理前にチ
ェックする手段を有することを特徴とする。

【０００６】これによれば、各種パラメータの設定値が
各ユニットで要求される条件に適合するか否かが露光処
理前にチェックされるため、露光処理へ進んでからの各
種パラメータの設定値が各ユニットで要求される条件に
適合しないことによるエラーの発生が回避される。した
がって、生産性の向上が図られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、前記チェック手段は、露光装置の各ユニット情報
と前記各種パラメータの設定値とを用いて、各ユニット
の動作を、ソフトウェア等を用いてシミュレートするこ
とによって、擬似的に露光処理を実行し、各種パラメー
タの設定値が各ユニットで要求される条件に適合するか
否かを露光処理前にチェックする。また、ユニット情報
を必要としないパラメータのチェックも従来どおり行わ
れる。したがって、全パラメータ値のチェックが露光処
理前に行われる。チェックは、たとえば露光処理直前に
行われる。

【０００８】また、前記チェック手段は、前記各種パラ
メータのチェックの実行を、各パラメータ毎に行うもの
であり、あるいは１回の露光処理に必要なパラメータ群
を単位として一括して行うものである。このような場
合、前記チェック手段は、前記各種パラメータのチェッ
クの実行を、外部記憶媒体やネットワーク等を用いて露
光装置に各種パラメータをダウンロードするときに行っ
たり、露光装置が休止状態のときにまとめて行うことが
できる。そのような場合、前記チェック手段は、前記各
種パラメータのチェックの実行を行うとき、不適合なパ
ラメータについては、それらをまとめて表示する手段を
有し、あるいは、不適合なパラメータについては、それ
らをパラメータ編集画面上において、反転や強調等を行
うことによって判別しやすく表示する手段を有するよう
にしてもよい。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る半導体素子露
光装置の構成を示すブロック図である。同図において、
１０１は例えばＫｒＦやＡｒＦが封入され、パルス化さ
れたレーザ光を発光するレーザ光源である。１０２はエ
キシマレーザ光源１０１が発光するレーザ光を所望のビ
ーム形状に整形し、光束の配光特性を均一にして照射す
る照明系であり、ビーム整形光学系、ハエの目レンズ等
のオプティカルインテグレータ、コリメータレンズ、ミ
ラー等により構成される。Ｍは照明系１０２の出射光路
上に配置され、集積回路パターンが形成されたマスクま
たはレチクル、１０９はマスキングブレード、１０３は
投影光学系、Ｗはウエハであり、マスクＭに形成された
集積回路パターンはマスキングブレード１０９で決定さ
れたエリアが投影光学系３を介しウエハＷ上に投影露光
されるようになっている。

【００１０】１０４はミラー、１０５はセンサであり、
照明系１０２が照射する光束の一部をミラー１０４によ
ってセンサ１０５の光電変換面に入射させている。１０
６はセンサ１０５に入射したパルス光の光量を積算する
光量積算回路である。１０７はＣＰＵであり、エキシマ
レーザ１０１が発光する度に、光量積算回路１０６から
１パスルの信号が入力される。ＣＰＵ１０７はレーザ制
御部１０８を介してエキシマレーザ１に対して発光タイ
ミング等の制御指令を行う。また、マスキングブレード
制御部１１０はＣＰＵ１０７からの位置指令等の制御指
令に従ってマスキングブレード１０９を移動し、指令値
に合致した照明エリアが露光されるように制御する。

【００１１】１１１はコンソールユニットであり、本体
ＣＰＵ１０７にこの露光装置の動作に関する各種ジョブ
のパラメータを与えるためのものである。すなわち、オ
ペレータとの間で情報の授受を行うためのものである。
１１２はコンソールＣＰＵ、１１３はキーボード、１１
４はディスプレイ、１１５は各種ジョブのパラメータ等
を記憶する外部メモリであり、これらによりコンソール
ユニット１１１を構成している。

【００１２】図２は、この露光装置において本発明を具
体化した様子を示すブロック図である。図中の破線より
上側の部分はコンソール部分であるが、機能的にブロッ
ク化したブロック図として示されている。同図におい
て、２０１は、装置全体の制御を司るＣＰＵであるマイ
クロコンピュータまたはミニコンピュータ等の中央演算
装置と、記憶装置とからなるコンソール制御手段、２０
３はブラウン管や液晶等を用いたディスプレイ装置、２
０２はキーボードやポインテイングデバイス等を用いた
入力装置、２０４は露光処理に必要なパラメータを保存
してあるデータベースである。データベース２０４に格
納されるパラメータ値は、パラメータ編集手段２０５を
用いて変更、追加が可能である。２０７は各ユニット
（２２２〜２２５）が露光処理に必要なパラメータが保
存してあるデータベースである。データベース２０７に
格納されるパラメータ値は、パラメータ編集手段２０５
を用いて変更が可能であるが、計測動作や自動補正動作
が行われると、システム制御手段２２１により自動更新
される。２１０は、データベース（２０４および２０
７）の情報を取得することにより露光パラメータのチェ
ックを行うパラメータチェック手段である。

【００１３】２２２はウエハＷを保持して移動させるウ
エハステージおよび投影光学系１０３（図１）の駆動を
制御するステージ・フォーカス制御ユニット、２２３は
複数のレチクルを管理するレチクルチェンジャの駆動を
制御するレチクルチェンジャ制御ユニット、２２４は複
数のウエハを管理するウエハフィーダの駆動を制御する
ウエハフィーダ制御ユニット、２２５は投影光学系１０
３に隣接して設置されている光学顕微鏡を使ってアライ
メント等の駆動を制御するＴＶアライメント制御ユニッ
トである。２２１はこれらの制御ユニットを並列制御す
るシステム制御手段である。

【００１４】図３はこの露光装置におけるパラメータ値
のエラーチェックの概要を示すフローチャートである。
同図に示すように、まずステップ３０１において、コン
ソール制御手段２０１が、複数のパラメータで構成され
るジョブを読み込む。これにより、パラメータチェック
手段２１０は、チェックの対象となる露光パラメータを
取得できるようになる。次に、ステップ３０２におい
て、各ユニットパラメータを含む、前記ジョブには含ま
れないパラメータであるシステムパラメータを読み込
む。次に、ステップ３０３において、読み込んだすべて
の露光パラメータであるジョブとシステムパラメータを
用いて、ジョブのチェックを行う。次に、このパラメー
タチェックの結果を、ステップ３０４において判断す
る。ステップ３０４において、問題のあるパラメータが
検出された場合は、ステップ３０６へ進み、エラーの発
生を表示装置や警告音等を用いてオペレータに通知す
る。

【００１５】図６は、この図３の処理に対応する従来の
エラーチェックの概要を示すフローチャートである。こ
の従来の処理では、図３のステップ３０１および３０２
と同様に、ステップ８０１および８０２においてジョブ
の読込みおよびシステムパラメータの読込みを行なう。
次に、ステップ８０３において図３のステップ３０５と
同様に、露光処理を開始する。露光処理を開始すると、
各ユニットは、露光パラメータを用いて露光処理を行
い、そしてステップ８０４において、露光処理が正常に
終了したか否かを判定する。ステップ８０４において何
も問題なく処理を終了したと判定した場合は正常終了
し、エラーが発生し、露光処理が中断したと判定した場
合は異常終了する。

【００１６】このように、従来は、ステップ８０３にお
いて実際に露光処理を行ない、パラメータに起因するエ
ラーが発生した時点で、異常終了することにより、問題
のあるパラメータを検出していたのに対し、本実施例で
は、ステップ３０３において、露光処理を開始する前に
全パラメータのチェックを行なう点で、両者は異なる。

【００１７】本実施例によれば、ステップ３０３で、露
光処理開始前に全パラメータのチェックを行なうため、
ステップ３０５の露光処理でのパラメータに起因するエ
ラーが発生しなくなり、図６に示されるような異常終了
もなくなる。

【００１８】図４はジョブの構成図である。同図に示す
ように、１つのジョブは複数のパラメータテーブルで構
成され、１つのパラメータテーブルは１つのパラメータ
に関する複数の情報から構成される。つまり、異なった
意味をもつ複数のパラメータをひとまとめにして１回の
露光のパラメータ群としたものがジョブである。

【００１９】オペレータは、入力装置２０２を用いて、
露光処理に必要な各パラメータのパラメータテーブルの
値を設定し、１回の露光シーケンスに必要なパラメータ
群で構成されるジョブを作成する。作成したジョブは、
データベース２０４に保存される。またジョブは、外部
にあるジョブエディタで作成して、コンソールシステム
に導入することも可能である。

【００２０】このような、ジョブに含まれる露光パラメ
ータは、１ショット毎のパラメータ値やショットレイア
ウトといった露光毎に変更するような露光パラメータで
構成されるが、システムパラメータは、露光毎に変更が
必要でない露光パラメータで構成される。１つのシステ
ムパラメータの構成は、ジョブを構成しているパラメー
タと同様である。

【００２１】図５は、図３のステップ３０３におけるパ
ラメータチェック処理のフローチャートである。この処
理では、まず、ステップ５０１において、使用するジョ
ブおよびシステムパラメータの現在値が、そのパラメー
タテーブル内の条件を満たすかを検査する。つまり、各
パラメータテーブルは、図４に示されるように、パラメ
ータの上限・下限といった連続的な範囲や、パラメータ
のメンバといった選択可能な選択肢を有する。パラメー
タテーブル中のパラメータの型としては、例えば整数型
とか選択型などが設定されている。整数型であれば、パ
ラメータの現在値がパラメータの上限から下限の間に収
まっているかを判定し、また、選択型であれば、パラメ
ータの現在値がパラメータのメンバに設定されている選
択肢に含まれているかどうかを判定するという具合にし
てパラメータの現在値が条件を満たすかどうかを調べ
る。

【００２２】次に、ステップ５０２において、ステップ
５０１の検査で条件を満たさないパラメータの値が存在
したか否かを判定する。条件を満たさないものがなけれ
ば、ステップ５０４へ進み、ジョブおよびシステムパラ
メータを使用して、露光動作をシミュレートすることに
よって、露光パラメータの正当性を判断する。例えば、
ステージ・フォーカス制御ユニット２２２に関するパラ
メータの検査処理は次のようにして行う。

【００２３】ステージ駆動のパラメータには、ステージ
をｘｙｚ方向に動かす為の、パラメータｘ、ｙ、ｚがあ
る。使用するステージの種類により、パラメータｘ、
ｙ、ｚの有効範囲は変わる。また、経時変化やメカ精度
を補正するために、ｘ、ｙ、ｚ各々にオフセットが存在
する。図７は、システムパラメータ内のステージ関連パ
ラメータを示す。９０１はステージのｘパラメータの範
囲、９０２はステージのｙパラメータの範囲、９０３は
ステージのｚパラメータの範囲であり、９１１はステー
ジのｘパラメータのオフセット、９１２はステージのｙ
パラメータのオフセット、９１３はステージのｚパラメ
ータのオフセットである。ステージ駆動のパラメータ
ｘ、ｙ、ｚに、それぞれのオフセット値を加えることに
よって、ユニットで使用する最終的な値を算出し、その
値が使用するステージの有効範囲内であるか否かを判断
する。

【００２４】このようにしてステップ５０４での検査を
終了すると、次に、ステップ５０５において、ステップ
５０４の検査で条件を満たさないパラメータの現在値が
存在したか否かを判定する。

【００２５】ステップ５０２または５０５で、条件を満
たさないパラメータの現在値が存在すると判定した場合
は、ステップ５０６へ進み、コンソール制御手段２０１
に、エラーの発生を通知する。例えば、上述のステージ
駆動のパラメータｘ、ｙ、ｚのうち、パラメータｘの値
が、図７のステージのｘパラメータの範囲を越えるよう
な大きな値であれば、パラメータｘがエラーである旨を
通知する。

【００２６】本実施例では、パラメータチェックの実行
を、露光の直前としているが、チェックのタイミング
は、より早い段階でもよい。例えば、パラメータ編集手
段２０５によって編集が終了したときに行ってもよく、
ネットワークや外部記憶媒体（ＭＯやフロッピディスク
等）を介して、ジョブを装置内データベースに入れ込む
ときに実行しても構わない。

【００２７】また、図４のジョブパラメータ内に、自身
のパラメータ群（ジョブ）チェックが終了した／してい
ない、を表すパラメータを追加することによって、任意
のタイミングでパラメータチェックを行っても、そのジ
ョブのチェックが済んでいるのか済んでいないのかを判
断することが可能となり、露光時に既にジョブチェック
が済んでいたらパラメータチェックを省略するといった
ことが可能となる。

【００２８】また、パラメータのチェックの実行を、装
置のオペレータからの指示によらずに、装置がアイドリ
ング状態にあるときに、チェックが終了していないジョ
ブのチェックを自動的に行うようにすることによって、
より稼働効率を上げることが可能となる。

【００２９】次に、このような露光装置を用いることが
できるデバイスの製造例について説明する。図８は微小
デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネ
ル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製
造のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイ
スのパターン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）
では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハ
プロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウ
エハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実
際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後
工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを
用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工
程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）で
はステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を
経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ
７）される。

【００３０】図９は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハにレジストを塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置または露
光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数の
ショット領域に並べて焼付露光する。ステップ１７（現
像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エ
ッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取
る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済
んで不要となったレジストを取り除く。これらのステッ
プを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回
路パターンが形成される。

【００３１】これによれば、従来は製造が難しかった大
型のデバイスを低コストで製造することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
種パラメータの設定値が各ユニットで要求される条件に
適合するか否かが露光処理前にチェックされるため、露
光処理へ進んでからの各種パラメータの設定値が各ユニ
ットで要求される条件に適合しないことによるエラーの
発生を防止することができる。さらに、実際に露光処理
を行なわなくても、全パラメータのチェックが可能にな
り、露光処理中でのエラーの発生を減少させることが可
能になる。したがって、露光装置の稼働率を向上させ、
生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る半導体素子露光装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１の装置において本発明を具体化した様子
を示すブロック図である。

【図３】 図２の構成におけるパラメータ値のエラーチ
ェックの概要を示すフローチャートである。

【図４】 図２の構成におけるジョブの構成図である。

【図５】 図３のステップ３０３におけるパラメータチ
ェック処理のフローチャートである。

【図６】 図３の処理に対応する従来のエラーチェック
の概要を示すフローチャートである。

【図７】 図２中のステージ・フォーカス制御ユニット
のユニット情報を示す図である。

【図８】 本発明の装置を用いることができるデバイス
製造例を示すフローチャートである。

【図９】 図８のウエハプロセスの詳細なフローチャー
トである。

【符号の説明】

Ｍ：マスクまたはレチクル、Ｗ：ウエハ、１０１：レー
ザ光源、１０２：ビーム整形光学系、１０３：投影光学
系、１０４：ミラー、１０５：センサ、１０６：光量積
算回路、１０７：ＣＰＵ、１０８：レーザ制御部、１０
９：マスキングブレード、１１０：マスキングブレード
制御部、１１１：コンソールユニット、１１２：コンソ
ールＣＰＵ、１１３：キーボード、１１４：ディスプレ
イ、１１５：外部メモリ、２０１：コンソール制御手
段、２０２：入力装置、２０３：ディスプレイ装置、２
０４：データベース、２０５：パラメータ編集手段、２
０７：システムパラメータデータベース、２１０：パラ
メータチェック手段、２２２：ステージ・フォーカス制
御ユニット、２２３：レチクルチェンジャ制御ユニッ
ト、２２４：ウエハフィーダ制御ユニット、２２５：Ｔ
Ｖアライメント制御ユニット、９０１：ステージのｘパ
ラメータの範囲、９０２：ステージのｙパラメータの範
囲、９０３：ステージのｚパラメータの範囲、９１１：
ステージのｘオフセット、９１２：ステージのｙオフセ
ット、９１３：ステージのｚオフセット。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光処理に必要な各種パラメータの設定
   値に基づいて装置の各ユニットを制御して露光処理を行
   う露光装置において、各種パラメータの設定値が各ユニ
   ットで要求される条件に適合するか否かを露光処理前に
   チェックする手段を有することを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記チェック手段は、前記各種パラメー
   タのチェックの実行を、各パラメータ毎に行うものであ
   ることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 【請求項３】 前記チェック手段は、前記各種パラメー
   タのチェックの実行を、１回の露光処理に必要なパラメ
   ータ群を単位として一括して行うものであることを特徴
   とする請求項１に記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記チェック手段は、前記各種パラメー
   タのチェックの実行を、外部記憶媒体やネットワーク等
   を用いて露光装置に各種パラメータをダウンロードする
   ときに行うものであることを特徴とする請求項２または
   ３に記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記チェック手段は、前記各種パラメー
   タのチェックの実行を、露光装置が休止状態のときにま
   とめて行うものであることを特徴とする請求項２または
   ３に記載の露光装置。
6. 【請求項６】 前記チェック手段は、前記各種パラメー
   タのチェックの実行を、露光処理を行う直前に行うもの
   であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
7. 【請求項７】 前記チェック手段は、前記各種パラメー
   タのチェックの実行を行ったとき、不適合なパラメータ
   については、それらをまとめて表示する手段を有するこ
   とを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の露
   光装置。
8. 【請求項８】 前記チェック手段は、前記各種パラメー
   タのチェックの実行を行ったとき、不適合なパラメータ
   については、それらをパラメータ編集画面上において、
   反転や強調等を行うことによって判別しやすく表示する
   手段を有することを特徴とする請求項３〜６のいずれか
   １項に記載の露光装置。