JP2000114161A - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカス合せ処理の速度と精度の両立を図
る。 【解決手段】 被露光基板５上の各露光領域の高さおよ
び傾斜量を検出する面位置検出手段８、９、１０と、前
記高さおよび傾斜量を変化させるために被露光基板を駆
動する駆動手段６、１２と、これらの手段を制御し、各
露光領域への投影露光時において各露光領域を投影像面
位置に位置させる際、投影像面位置との位置ずれが所定
の許容トレランスの範囲内に収束するまで前記検出と駆
動を繰り返してフォーカス合せ処理を行うフォーカス制
御手段１１とを備えた露光装置において、前記許容トレ
ランスの値を、前記フォーカス合せ処理の速度と精度間
のバランスを考慮したものとして任意に設定する手段を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイス製造
用の回路パターン転写を目的とした、ステップアンドリ
ピート方式で露光する縮小型投影露光装置（ステッパ）
や、ステップアンドスキャン方式を用いた走査型露光装
置などの露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法
に関し、特に、ウエハステージ上に載置された半導体ウ
エハ等の被露光基板の各露光領域を、縮小型の投影レン
ズ系（投影光学系）の焦平面に合焦せしめるために利用
されるオートフォーカス装置を有した露光装置およびこ
れを用いたデバイス製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステップアンドリピート方式の投
影露光装置におけるオートフォーカス機能は、各被露光
領域（ショット）をＸＹステージにより投影レンズ下の
露光位置に移動する毎に、被露光面と投影像面位置のず
れ量を検出・補正している。これは、大口径のＮＡ比を
もつレンズを用いた縮小投影光学系において微少パター
ンを転写投影する用途においては、相反して許容深度
（焦点深度）が狭くなるため、各露光対象面の平坦度、
感光材料の塗布状況などの差異による焦点ずれ量がパタ
ーンの転写性能に大きく影響するためである。特に近
年、超ＬＳＩの高集積化に応じて回路パターンの微細化
が進んでおり、これに伴なって縮小型の投影レンズ系
は、より高ＮＡ化され、また、投影レンズ系により露光
すべき被露光領域の大きさも大型化される傾向にある。

【０００３】大型化された被露光領域全体に亘って良好
な回路パターンの転写を可能にするためには、投影レン
ズ系の許容深度内に確実に、ウエハの被露光領域（ショ
ット）全体を位置付ける必要がある。これを達成するた
めには、ウエハ表面の投影レンズ系光軸方向に対する位
置を高精度に検出し、ウエハ表面の位置を調整する手段
が重要となってくる。投影露光装置におけるウエハ表面
の面位置の検出方法としては、ウエハ表面に光束を斜め
方向から入射させ、ウエハ表面からの反射光の反射点の
位置ずれをセンサ上への反射光の位置ずれとして検出す
る検出光学系を用いて、ウエハ表面の位置を検出する方
法である、斜入射ＡＦ方式が知られている。

【０００４】オートフォーカスの制御シーケンスとして
は、１回のみの面位置検出と面位置補正を実行してオー
トフォーカス処理を終了するオープン制御方式と、所定
の位置ずれトレランス内に収束するまで面位置検出と面
位置補正を繰り返し実行するクローズト制御方式が一般
的に知られている。使用目的としては、許容焦点深度に
余裕があり、処理スループットを低下させたくない処理
に対してはオープン制御方式、許容焦点深度内に確実に
収束させたい処理に対してはクロ−ズト制御方式のオー
トフォーカス処理が選択される場合が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】斜入射ＡＦ方式は、処
理は高速であるが、被露光領域（ショット）単位で処理
を実施する必要があるため、ウエハ全体の露光処理時間
（スループット）に与える影響が大きい。現在のように
ウエハ直径の主流が２００ｍｍから３００ｍｍへ移行す
る段階においては、ウエハ単位の処理ショット数が増大
するため、オートフォーカス処理には一層のスループッ
ト性能の向上が要求されている。一方で、チップ生産コ
ストを下げる目的で、ウエハ内でできるかぎり、不良シ
ョットを発生させないことが必要であり、不良ショット
の大きな要因になる焦点はずれを防ぐために、確実にシ
ョット領域全面を許容焦点深度内に収束させる要求もま
た、オートフォーカス処理によせられる。

【０００６】前述したオープン制御方式は、スループッ
ト上安定した高速度の処理が可能であるが、装置性能に
依存した補正結果で処理が終了するため、位置合せ処理
の精度を保証することが難しく、位置合せ不良のショッ
トを発生させる恐れがある。また、クローズト制御方式
の場合は、設定したトレランスに収束するまで検出・補
正駆動処理を繰り返し実行するため、位置合せ精度を保
証させることが可能になるが、当然スループットを低下
させる要因になり、また、処理するプロセスやショット
単位に処理時間のばらつきが発生するため、ウエハ単位
でのオートフォーカス処理時間が安定しない場合が考え
られる。

【０００７】現在の露光装置においては、投影レンズの
露光光およびレーザなどによる熱変動の影響などを正確
に制御する必要があるために、プロセスの処理時間を厳
密に管理・予測している。オートフォーカス処理におい
ても、処理速度向上、位置合せ精度保証に合わせて、処
理時間の把握と処理速度の安定化が可能なシステムが望
ましい。

【０００８】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、処理スループットの向上と位置合せ精度の
保証の両立、処理スループットの安定化、あるいはさら
にプロセス処理の障害となるフォーカス性能劣化の警告
を可能にする、新しいオートフォーカス処理の手段を有
する露光装置およびデバイス製造方法を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の露光装置は、被露光基板上の各露光領域の高さ
および傾斜量を検出する面位置検出手段と、前記高さお
よび傾斜量を変化させるために被露光基板を駆動する駆
動手段と、これらの手段を制御し、各露光領域への投影
露光時において各露光領域を投影像面位置に位置させる
際、投影像面位置との位置ずれが所定の許容トレランス
の範囲内に収束するまで前記検出と駆動を繰り返してフ
ォーカス合せ処理を行うフォーカス制御手段とを備えた
露光装置において、前記許容トレランスの値を、前記フ
ォーカス合せ処理の速度と精度間のバランスを考慮した
ものとして任意に設定する手段を具備し、これにより、
処理スループットの向上と位置合せ精度の保証の両立を
図っている。

【００１０】また、本発明の別の露光装置は、被露光基
板上の各露光領域の高さおよび傾斜量を検出する面位置
検出手段と、前記高さおよび傾斜量を変化させるために
被露光基板を駆動する駆動手段と、これらの手段を制御
し、各露光領域への投影露光時において各露光領域を投
影像面位置に位置させる際、投影像面位置との位置ずれ
が所定の許容トレランスの範囲内に収束するまで前記検
出と駆動を繰り返してフォーカス合せ処理を行うフォー
カス制御手段とを備えた露光装置において、各露光領域
ごとの前記検出および駆動の回数に応じた所定の表示を
各露光領域に対応させて把握し得るように行い、あるい
はさらに各露光領域についての前記検出と駆動の結果に
基づいて前記許容トレランスの値に対する前記フォーカ
ス合せ処理のスループットの変動を把握し得るデータを
表示する表示手段を具備することを特徴とする。この表
示を参照することにより、フォーカス合せ処理の速度と
精度間のバランスを考慮し、さらにはスループットを安
定化させるような前記許容トレランス値の設定の容易化
や、処理の障害となり得る要因の早期発見が図られる。

【００１１】また、本発明のデバイス製造方法は、この
ような露光装置を用い、フォーカス合せ処理における許
容トレランスの値を適宜設定・変更しながら露光を行う
ことを特徴とする。これにより、フォーカス合せ処理の
速度と精度のバランスをとりつつ、また安定したスルー
プットで、デバイス製造が行われる。

【００１２】

【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、前記表示手段は、前記所定の表示を、前記検出お
よび駆動の回数が１回であった露光領域と２回以上であ
った露光領域とを表示色で区別して行い、さらには、前
記所定の表示を、各露光領域を、被露光基板上の位置に
対応した位置に配置した所定の図形として表示すること
により行う。さらに、前記表示手段は、前記データとし
て、前記許容トレランス値が種々の値である場合につい
て、１つの露光領域についての前記検出と駆動の回数が
１回でフォーカス合せが完了する確率を被露光基板ごと
に表示する。フォーカス制御手段は、各露光領域につい
ての前記検出および駆動の１回目を、その露光領域が露
光位置へ移動する最中に行うとともに、その際、検出を
行う位置から露光位置へ移動するときに生ずるであろう
露光領域の高さおよび傾斜量の変動を考慮して駆動を行
う。

【００１３】より具体的は、本発明の露光装置は、斜入
射ＡＦ方式等の多点計測式ウエハ面位置検出装置による
投影像面からの高さおよび傾斜の位置ずれの検出と、レ
ベリングステージによる検出した位置ずれの補正動作と
を１段階の制御として多段階に連続処理する手段をも
ち、ウエハ面の位置ずれ量の検出結果が、コンソール装
置により処理するプロセス毎に設定・記憶が可能なトレ
ランスパラメータで指定される許容焦点深度領域内部に
収束した段階でオートフォーカス処理を終了する。ま
た、第１段階の補正制御を終了した後の第２段階目の位
置検出結果を一時的に半導体メモリに保持し、ウエハ単
位の全処理が終了するごとにコンソール装置のモニタ上
に許容トレランスの設定値に対して、第１段階で処理が
終了するショット数の全処理ショットにおける割合値、
および第２段階以降に処理が終了する同割合を統計計算
して表示する。第１段階の補正制御で処理可能なショッ
ト数が多い程、スループットの向上が見込まれるため、
使用者は処理プロセスの要求する最低限の許容焦点深度
以内で前記許容トレランスを設定することによって、処
理するプロセス毎に最も高速に位置合せ処理するに最適
なオートフォーカス制御方式が選択可能になる。

【００１４】また、前記オートフォーカス処理を行う手
段は上述のように多段階の処理手段をもち、各段階にお
ける補正結果に対し、次段の位置検出結果が設定された
許容トレランス値で指定される許容焦点深度領域内部に
収束するまで連続して処理を繰り返すため、位置合せ精
度は保証することが可能である。収束の判定条件として
は、高さ方向のずれ量、傾斜値のずれ量、および両検出
値を合算した算出面の許容焦点深度空間からのずれ量
や、露光量域内の一点や領域全体の平均などを任意に組
み合わせたものを用いることができる。

【００１５】また、スループットの計測結果を指標にし
て許容トレランスの設定を調整することで、ウエハ単位
の処理時間が予測可能になり、スループットを安定化さ
せることができる。

【００１６】また、ショット処理毎に第１段階以内に補
正処理が終了したショットと、第２段階以降に補正処理
が終了したショットを区分けしてコンソール装置のモニ
タ上に色分けしたブロックを表示することと、ウエハ単
位の処理結果を表示することで、装置使用者に対し、早
期のオートフォーカス処理工程での焦点はずれの発生状
況を視覚的に認識させることが可能になり、ウエハの欠
陥や装置劣化などのプロセス処理の障害となりうる要因
の早期発見の警告を施す。

【００１７】

【実施例】《第１実施例》図１は本発明の一実施例に係
る投影露光装置の概略図である。この装置では、同図に
示されるように、レチクルステージ２上に搭載された転
写パターンの原画であるレチクル３は、照明光学系１と
投影レンズ４によって、レベリングステージ６およびＸ
Ｙステージ７で構成されるウエハステージ上に搭載され
るウエハ５上の被露光領域に逐次縮小投影される。

【００１８】オートフォーカス機能は、転写パターンの
結像位置にウエハ５の被露光領域を位置合せする目的に
使用される。ウエハ５の被露光領域の高さおよび傾斜量
の検出は、被露光領域の複数点に対し、投影器８よりウ
エハを感光させることのないスポット光８ａを斜方向よ
り投射し、ウエハ表面での反射光８ａを受光器９によっ
て検出することにより行う。検出された信号は、面位置
検出部１０において画像処理され、被露光領域の光軸Ａ
Ｘに対する高さおよび傾斜の位置ずれ量が算出される。
面位置検出部１０によって算出された位置ずれ量はオー
トフォーカス制御部１１に送られ、オートフォーカス制
御部１１は位置ずれを補正する目的で、算出された位置
ずれ量分を面位置制御部１２に駆動指令として送る。駆
動指令をうけた面位置制御部１２は、ＸＹステージ７上
に搭載されたレベリングステージ６を駆動制御して位置
ずれ量を補正する。

【００１９】図２はこの露光装置の主機能部分を示す。
この部分は、上述のオートフォーカス系の面位置検出部
１０および面位置制御部１２、演算およびシーケンス制
御を行うメイン処理制御部１３、演算データを一時的に
保管する半導体メモリからなる主記憶部１４、制御パラ
メータの入力と処理結果を表示する入出力機能を備えた
コンソール部１５、ならびに制御パラメータと処理結果
を保持するための不揮発性メモリからなるデータベース
部１６で構成される。各部位の関係としては、面位置検
出部１０は、メイン制御部１３から位置合せ面の面位置
を検出する制御命令を受け、検出した面位置情報を再び
メイン制御部１３ヘ返信する。また、面位置制御部１２
は、メイン制御部１３より与えられた面位置情報を駆動
目標に置き換えて位置合せ面を駆動補正し、処理の終了
通知をメイン制御部１３ヘ返信する。主記憶部１４は主
に、面位置情報と補正駆動の処理結果情報をウエハの処
理中保特する目的に使用される。コンソール装置１５は
入力部と表示部をもち、入力部は装置使用者より設定さ
れるオートフォーカス制御用のパラメータ値を装置に取
り込み、データベース１６に保管する。一方、表示部
は、メイン処理制御部１３において、先の面位置情報、
補正駆動の処理結果情報、およびコンソールより取り込
まれたパラメータ情報をもとに算出するオートフォーカ
ス処理の実行結果を、コンソール装置１５上のディスプ
レイモニタなどの出力部に、オートフォーカス実行毎お
よびウエハ毎の処理終了毎に表示する。

【００２０】面位置検出には、斜入射ＡＦ方式を使用し
ており、その位置検出の原理を図３に従い説明する。ま
ずウエハ上の被露光領域Ｗ上の５つの計測ポイントＰに
対し、計測スポット光を斜方向より投影したときの被露
光領域Ｗからの反射光Ｌを受光器９によって検出する。
検出された信号は画像処理段階において、計測点Ｐの光
軸ＡＸ方向の高さ量の変化に比例した検出像の位置変化
を生じるため、この位置変化を利用して、各計測点Ｐの
投影像面からの高さ方向の位置ずれ量△Ｚを示す。検出
された５点の高さ情報は、最小自乗近似平面の算出の情
報として用いられ、算出された平面の高さおよび傾斜量
が、面位置制御部１２における補正の駆動目標値とな
る。

【００２１】この算出された平面について、メイン処理
制御部１３において、補正駆動を実行すべきかどうかの
判定処理を行っている。その判定処理について図４に従
い説明する。投影レンズ４下に位置合せされたウエハ５
上の被露光領域Ｗに対する、位置ずれ補正駆動実行の有
無は、被露光領域Ｗがオートフォーカスシステムとして
保証する許容焦点深度領域空間ＴＬ内に収束しているか
どうかで判定される。空間ＴＬは、生産する１ショット
あたりの露光画角のＸＹ成分ＭＸ，ＭＹとコンソール装
置に対し使用者より設定される焦点深度トレランス値
Ｄ．Ｏ．Ｆで決定される。Ｄ．Ｏ．Ｆは、投影像面ＰＬ
に対する光軸ＡＸ方向の位置ずれの許容範囲として扱わ
れる。空間ＴＬに収束しない被露光領域Ｗは、デフォー
カス要因となりうる。メイン制御部１３は面位置検出部
１０を用いて、ウエハ上の計測点Ｐの投影像面からの光
軸方向の位置ずれ量△Ｚを検出し、△Ｚから本来平面で
はないウエハ表面を最小自乗平面として扱う。この被露
光領域Ｗに対応する算出面はあらかじめメイン制御部１
３によって演算され、主記憶部１４に保持されている空
間ＴＬと比較され、空間ＴＬに収束しない領域Ｗａが見
つかった場合は、メイン制御部１３から面位置駆動部１
２に対し、補正駆動指令が発行される。補正された被露
光領域Ｗについては再度、位置が算出され、必要に応じ
て補正駆動される。このようにして、空間ＴＬ内に収束
するまで、オートフォーカス処理が繰り返される。

【００２２】次に、このオートフォーカス処理のプロセ
ス処理における一連のシーケンスを図５のフローチャー
トに従い説明する。同図に示すように、コンソール装置
より発行される処理スタート命令によりプロセス処理を
実行開始すると、装置は、まず、処理対象となるウエハ
の１枚目をＸＹステージ上に供給（ロード）する（ステ
ップ１００）。次に、供給されたウエハを、コンソール
装置のデータベース１６上に保特し、処理開始時にメイ
ン制御部１３の主記憶部上に展開されるウエハ上の処理
レイアウト情報に従い、レイアウト上の１番目の被露光
領域を投影露光位置までＸＹ移動する( ステップ１０
１）。次に、面位置検出部１０により補正対象面の面位
置を検出し（ステップ１０２）、メイン制御部１３にお
いて前記した焦点深度はずれの判定処理を実行する（ス
テップ１０３）。この判定処理の結果、面位置が焦点深
度をはずれている場合は、面位置補正駆動を実行し（ス
テップ１０４）、再度面位置検出を行う（ステップ１０
２）。このようにして、判定結果が焦点深度内に収束す
るまで、最大１５段階の制限回数までステップ１０２〜
１０４を繰り返す。１５段階の補正を終了してもなお収
束しない被露光領域に対してはオートフォーカス失敗と
判定し、次のショットに対して処理を移すことになる。

【００２３】１番目のショットに対するオートフォーカ
ス処理が終了すると、補正結果の表示処理を実行する
（ステップ１０５）。すなわち、先のオートフォーカス
処理において、位置ずれが第１段階の補正で収束し、補
正が完了した場合と、補正が第２段階以降に終了しまた
は失敗した場合とで区別した表示を行う。ステップ１０
５の処理が終了すると、１番目のショットに対するオー
トフォーカス処理工程が終了したことになる。以上のス
テップ１０１〜１０５をウエハ内の最後のショットにな
るまで繰り返す（ステップ１０６）。

【００２４】図７はステップ１０５で行われる表示のイ
メージを示す。同図に示すように、監視モニタ上にはレ
イアウト情報に従ったウエハの絵ＷＦと、ショットを表
すブロックの絵を随時表示している。つまり、ショット
の処理順序を示す矢印ＡＲの順番で、オートフォーカス
補正が第１段階で完了になる高速に処理されたショット
ＳＴ１と、そうではなく処理に時間を要したショットＳ
Ｔ２とを明確に色分けして順次表示することで、装置使
用者に対して、視覚的にオートフォーカス処理の動作状
況を示している。

【００２５】レイアウト情報で指定されたウエハ内の全
ショットに対してオートフォーカス処理が終了すると
（ステップ１０６）、ウエハ毎に対するオートフォーカ
ス処理の結果をメイン制御部１３において統計処理し、
前記監視モニタ上に表示する（ステップ１０７）。図８
はこの統計処理結果の表示例を示す。この例では、ステ
ップ１０３の判定の基準として用いられるトレランスパ
ラメータの設定値Ａにおける、ウエハ内全ショットのオ
ートフォーカス処理が第１段階以内に終了した割合と、
トレランスパラメータＡを基準に緩く設定した場合（Ａ
＋１、Ａ＋２）および厳しく設定した場合（Ａ−１、Ａ
−２）での同様の割合が表示されている。以上のステッ
プ１００〜１０７の一連の処理は、プロセスが同じ１ロ
ット内の全ウエハの処理が終了するまで繰り返し実行さ
れる（ステップ１０８）。

【００２６】装置使用者は、処理するプロセスに対して
最適と思われる、オートフォーカス処理工程に求める許
容焦点深度とスループットとの組合せを選択し、トレラ
ンスパラメータＡをコンソール装置の入力部より設定
し、次回のプロセス処理に適用することが可能となる。

【００２７】《第２実施例》次に、先読みオートフォー
カス技術を組み合わせた実施例を示す。先読みオートフ
ォーカスとは、従来のオートフォーカス処理では被露光
領域に直接ＡＦセンサにより計測を実行し面位置検出し
ていたのに対し、複数段で実行されるオートフォーカス
処理工程の第１段階においてＸＹステージの移動中に被
露光領域面以外の領域上で計測を実行し、被露光領域の
露光位置での面位置を推定検出して補正駆動を実行する
技術である。

【００２８】被露光領域以外での計測によれば、ＸＹス
テージの移動に伴うステージの加減速Ｇによる計測面の
傾きの発生、計測ポイント下の実素子パターン形状の違
いなど、計測の誤差要因が大きい。しかし、計測ポイン
トを同一プロセス内で常に同じにすることで、被露光領
域以外のポイントで先読みした面位置計測値と実際の露
光位置での被露光領域に対して面位置計測を実行する場
合の計測結果の差分値の再現性を高めており、この差分
値を補正して、露光位置へのＸＹ移動が完了する以前に
被露光領域の露光位置での面位置を推定検出して、第１
段階のオートフォーカスを完了させることを可能にして
いる。

【００２９】先読みオートフォーカスはスループットを
劇的に向上させることができるが、あくまで推定による
面位置の検出のために、位置合せ精度の保証の面から
は、完全にオープン方式のオートフォーカスとして使用
することには不安が残る。そこで、本実施例では、先読
みオートフォーカスに上述実施例の技術を組み合わせて
いる。

【００３０】図６はこの組合せによるシーケンスのフロ
ーチャートを示す。図５の場合と異なるのは、図５のス
テップ１０１の代わりに、ステップ１０１ａにおいて、
ＸＹステージによるショット間の移動中に第１段階のオ
ートフォーカス補正を実行すること、および、図５のス
テップ１０２の代わりに、ステップ１０２ａにおいて、
第１段階の被露光領域以外の領域で計測を実行して算出
した面位置に対してさらに、露光位置での被露光領域に
対して再度面位置検出を実行した場合に発生すると予測
される位置ずれの差分値を加算して、被露光領域の露光
位置での面位置を推定算出する点である。この結果、設
定した許容トレランスを超えた位置ずれが発生していた
場合は、第２段階以降のオートフォーカスにより、確実
に位置合せの精度保証をとることが可能になるので、先
読みオートフォーカスの使用上の信頼性を高めることが
できる。

【００３１】先読みオートフォーカスの使用によって、
スループットを最大限に向上させるには、ウエハ上のす
べての被露光領域に対するオートフォーカス処理を第１
段階で完了させることが効果的であり、スループットを
低減させない最適な位置ずれの許容トレランス値を演算
結果より決定することで、先読みオートフォーカス機能
の運用上の指針に使用することが可能である。

【００３２】以上のように各実施例によれば、ウエハ表
面上の面位置計測手段と面位置補正手段から構成される
オートフォーカス機能を有する投影露光装置において、
プロセス処理実行中にオートフォーカス処理実行中の位
置合せ領域が許容焦点深度内に収束する状況を計測・記
録・解析・出力する処理手段を設け、装置の使用者に対
し、オートフォーカス処理状況の視覚的に把握できる情
報と、当該プロセス処理において保証すべき位置合せ精
度と処理実行速度のトレードオフ関係値を提示すること
ができる。また、提示された演算結果より、オートフォ
ーカス処理において保証させるべき位置合せ精度をプロ
セスの特性に応じて選択し、これを位置ずれの許容トレ
ランスとしてプロセス毎に可変設定することが可能とな
り、設定された許容トレランスを超えた領域にのみ高精
度な位置合せ処理を実行することで、トレランス内に収
束している領域には冗長な補正処理を省くことが可能と
なり、オートフォーカス処理のスループットが向上す
る。

【００３３】＜デバイス製造方法の実施例＞次に上記説
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図９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。

【００３４】図１０は上記ウエハプロセス（ステップ
４）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。

【００３５】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
露光基板に対する処理の特性に応じてフォーカス合せ精
度の保証と高スループットとのバランスを最も効果的に
両立させたフォーカス合せ処理を実現することができ
る。また、そのための指針の決定に必要な情報を提示す
ることが可能となる。さらに、スループットを安定化さ
せるような許容トレランス値の設定や、処理の障害とな
り得る要因の早期発見が容易となる。したがって、効率
的なデバイス製造を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る投影露光装置の概略
図である。

【図２】 図１の装置のオートフォーカス機能に関する
概略構成を示すブロック図である。

【図３】 図１の装置におけるオートフォーカス計測の
動作手順を示す概要図である。

【図４】 図１の装置におけるオートフォーカス中の被
露光領域の位置ずれを判定する処理を示す概要図であ
る。

【図５】 図１の装置におけるオートフォーカス動作の
動作手順を示すフローチャートである。

【図６】 図１の装置における先読みオートフォーカス
による動作手順を示すフローチャートである。

【図７】 図１の装置におけるオートフォーカス動作の
実行状況を監視するモニタ上への表示イメージ図であ
る。

【図８】 図１の装置におけるオートフォーカス動作の
統計結果の表示データを示す図である。

【図９】 本発明の露光装置を利用できるデバイス製造
方法を示すフローチャートである。

【図１０】 図９中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】

１：照明光学系、２：レチクルステージ、３：レチク
ル、４：投影レンズ、５：ウエハ、６：レベリングステ
ージ、７：ＸＹステージ、８：投光器、８ａ：投射スポ
ット光、９：受光器、１０：面位置検出部、１１：オー
トフォーカス制御部、１２：面位置制御部、１３：メイ
ン処理制御部、１４：主記憶部、１５：コンソール表示
部・出力部、１６：データベース、ＡＲ：処理表示ブロ
ックに対する色づけ表示の実行順序、ＡＸ：光軸、Ｄ．
Ｏ．Ｆ：焦点深度、Ｌ：計測光、ＭＸ：Ｘ方向の露光領
域幅、ＭＹ：Ｙ方向の露光領域幅、Ｐ：フォーカスセン
サによるウエハＷ上の計測ポイント、ＰＬ：最適な投影
像面位置、ＳＴ１：第１段階で収束した露光領域を示す
表示ブロック、ＳＴ２：第１段階で収束しなかった露光
領域を示す表示ブロック、ＴＬ：焦点保証領域空間、
Ｗ：被露光ウエハ上の位置合せ対象領域、Ｗａ：焦点深
度からの位置ずれ発生領域、ＷＦ：ウエハを示す表示、
△Ｚ：計測ポイントにおける光軸方向への位置ずれ検出
量。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被露光基板上の各露光領域の高さおよび
   傾斜量を検出する面位置検出手段と、前記高さおよび傾
   斜量を変化させるために被露光基板を駆動する駆動手段
   と、これらの手段を制御し、各露光領域への投影露光時
   において各露光領域を投影像面位置に位置させる際、投
   影像面位置との位置ずれが所定の許容トレランスの範囲
   内に収束するまで前記検出と駆動を繰り返してフォーカ
   ス合せ処理を行うフォーカス制御手段とを備えた露光装
   置において、前記許容トレランスの値を、前記フォーカ
   ス合せ処理の速度と精度間のバランスを考慮したものと
   して任意に設定する手段を具備することを特徴とする露
   光装置。
2. 【請求項２】 被露光基板上の各露光領域の高さおよび
   傾斜量を検出する面位置検出手段と、前記高さおよび傾
   斜量を変化させるために被露光基板を駆動する駆動手段
   と、これらの手段を制御し、各露光領域への投影露光時
   において各露光領域を投影像面位置に位置させる際、投
   影像面位置との位置ずれが所定の許容トレランスの範囲
   内に収束するまで前記検出と駆動を繰り返してフォーカ
   ス合せ処理を行うフォーカス制御手段とを備えた露光装
   置において、各露光領域ごとの前記検出および駆動の回
   数に応じた所定の表示を各露光領域に対応させて把握し
   得るように行う表示手段を具備することを特徴とする露
   光装置。
3. 【請求項３】 前記表示手段は、前記所定の表示を、前
   記検出および駆動の回数が１回であった露光領域と２回
   以上であった露光領域とを表示色で区別して行うもので
   あることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記表示手段は、前記所定の表示を、各
   露光領域を、被露光基板上の位置に対応した位置に配置
   した所定の図形として表示することにより行うものであ
   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】 被露光基板上の各露光領域の高さおよび
   傾斜量を検出する面位置検出手段と、前記高さおよび傾
   斜量を変化させるために被露光基板を駆動する駆動手段
   と、これらの手段を制御し、各露光領域への投影露光時
   において各露光領域を投影像面位置に位置させる際、投
   影像面位置との位置ずれが所定の許容トレランスの範囲
   内に収束するまで前記検出と駆動を繰り返してフォーカ
   ス合せ処理を行うフォーカス制御手段とを備えた露光装
   置において、各露光領域についての前記検出と駆動の結
   果に基づいて前記許容トレランスの値に対する前記フォ
   ーカス合せ処理のスループットの変動を把握し得るデー
   タを表示する表示手段を具備することを特徴とする露光
   装置。
6. 【請求項６】 前記表示手段は、前記データとして、前
   記許容トレランス値が種々の値である場合について、１
   つの露光領域についての前記検出と駆動の回数が１回で
   フォーカス合せが完了する確率を被露光基板ごとに表示
   するものであることを特徴とする請求項５に記載の露光
   装置。
7. 【請求項７】 前記許容トレランスの値を任意に設定す
   る手段を有することを特徴とする請求項２〜６のいずれ
   か１項に記載の露光装置。
8. 【請求項８】 前記フォーカス制御手段は、各露光領域
   についての前記検出および駆動の１回目を、その露光領
   域が露光位置へ移動する最中に行うとともに、その際、
   検出を行う位置から露光位置へ移動するときに生ずるで
   あろう露光領域の高さおよび傾斜量の変動を考慮して駆
   動を行うものであることを特徴とする請求項１〜７のい
   ずれか１項に記載の露光装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかの露光装置を用
   い、フォーカス合せ処理における許容トレランスの値を
   適宜設定・変更しながら露光を行うことを特徴とするデ
   バイス製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項２〜７のいずれかの露光装置を
    用い、その表示手段による表示内容を考慮して、フォー
    カス合せ処理における許容トレランスの値を適宜設定・
    変更しながら露光を行うことを特徴とするデバイス製造
    方法。