JP2001267210A

JP2001267210A - 露光装置

Info

Publication number: JP2001267210A
Application number: JP2000073152A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Nomura; 恵一郎野村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】露光装置の保守管理の観点から充分と考えら
れる稼動情報を正確且つ容易に得ることができるととも
に、保守を行う場合には、露光装置の保守管理を正確に
且つ高い利便性で行うことができる露光装置を提供す
る。【解決手段】露光光ＥＬを用いてウェハＷを露光する
露光装置において、露光装置の稼動情報を記憶する不揮
発性の記憶装置５０を備える。ここで、稼動情報は、ウ
ェハＷの搬送枚数、露光処理を行ったウェハＷの枚数、
露光を行った回数、レチクル（２０ａ〜２０ｄ）の使用
時間等である。また、主制御系４２内には保守作業が必
要であるか否かを判断する閾値が設定され、稼動情報が
閾値を越えた場合には保守作業が必要である旨を示す警
報をＣＲＴ６８に発する。主制御系４２は警報を発した
場合に、露光装置の動作を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば統計的手法
を用いて予測した配列座標に基づいてウェハ上の各ショ
ット領域に順次レチクルのパターン像を転写する露光装
置又は電子線（ＥＢ）を直接ウェハ上に照射してウェハ
上に塗布された感光性レジストを露光する露光装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をフォト
リソグラフィ工程で製造する際に、フォトマスク又はレ
チクル（以下「レチクル」と総称する）のパターン像を
投影光学系を介して感光基板上の各ショット領域に投影
する露光装置が使用されている。この種の露光装置とし
て近年は、感光基板を２次元的に移動自在なステージ上
に載置し、このステージにより感光基板を歩進（ステッ
ピング）させて、レチクルのパターン像を感光基板上の
各ショット領域に順次露光する動作を繰り返す、ステッ
プ・アンド・リピート方式の露光装置（ステッパー）が
多用されている。また、製造する半導体素子等の種類に
よっては、上記のようにレチクルに形成された同一のパ
ターンを基板上に複数投影するのではなく、電子線（Ｅ
Ｂ）を直接基板上に照射して感光基板を露光する露光装
置も用いられる。

【０００３】このような露光装置においては、処理を行
った状況をホストコンピュータに通知するためにロット
単位又は指定されたウェハ単位の処理結果やレチクル使
用時間等の情報を一時的に露光装置内の記憶装置（ディ
スク）に仮想メモリーとして保存し、逐次ホストコンピ
ュータに通知していた。また、複数台の露光装置がネッ
トワーク等を介してホストコンピュータに接続されてい
るためホストコンピュータは、各露光装置のウェハ処理
枚数やレチクル使用時間等の処理状況を一元管理するよ
うにしていた。

【０００４】また、従来は露光装置が記憶するウェハの
処理結果及びレチクルの使用時間等の情報は他の通知情
報と共に露光装置の制御ソフトウェアに依存する形式で
最新のものが記憶装置に保持されていた。これらの情報
は、ホストコンピュータから露光装置に対して問い合わ
せがあった場合に、露光装置からホストコンピュータへ
送信される。ホストコンピュータは、露光装置の所定の
処理（ウェハ処理やロット処理等）毎に逐次露光装置か
らの情報を収集することができるため、一定期間におけ
る露光装置や各レチクルの積算使用状況を把握すること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウェハの処
理枚数を積算する場合や、レチクルの積算使用時間を得
る場合には、必ずホストコンピュータで集計を行わなけ
ればならないため、仮に露光装置とホストコンピュータ
との間の接続に支障をきたし、その間に露光処理が行わ
れた場合には、その間におけるウェハの処理枚数やレチ
クルの使用時間等の情報が欠落してしまい、ホストコン
ピュータの集計結果が正確に算出されないという問題が
あった。

【０００６】また、ウェハの処理結果やレチクルの使用
時間算出結果を最新の通知情報として露光装置内の仮想
メモリーに、制御ソフトウェアに依存する形式で記憶さ
れているため、ソフトウェアのバージョンアップなど
で、他の通知情報が追加された場合は、仮想メモリー上
に記憶する形式又は保存場所が変更されてしまい、ホス
トコンピュータがそれらの通知情報を正しく読めなくな
ってしまうという問題があった。更に、この種の露光装
置では、集計結果はホストコンピュータが露光装置に問
い合わせを行って得られるため、操作者が直接任意の露
光装置に対して任意の時間で集計結果を得てその露光装
置の稼動状況、及びレチクルのダメージや汚染の状況を
確認したり、保守を促す判断をすることができず、保守
管理、及びプロセス管理上極めて不便であるという問題
があった。

【０００７】また、集計結果に基づいて露光装置の保守
作業が必要であるか否かを判断する機能及び、保守作業
が必要であると判断したときに作業者対して警報を発す
る機能をホストコンピュータに備え、自動化を図ること
も考えられる。しかし、ホストコンピュータが集計結果
に基づき保守作業が必要であると判断して警報を発した
場合であっても、作業者がその警報を無視して保守作業
を行わないということが可能であれば装置の保守管理上
好ましくなく、ホストコンピュータに備えた上記の機能
が全く活用されず無駄なものとなってしまう。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、露光装置の保守管理及びプロセス管理を正確に
且つ高い利便性で行うことができる露光装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、露光ビーム（ＥＬ）を用いて基板（Ｗ）
を露光する露光装置において、前記露光装置の稼動情報
を該露光装置の制御ソフトウェアに依存しない保存形式
で記憶する不揮発性の記憶装置（５０）を具備すること
を特徴としている。かかる本発明によれば、稼動情報が
制御ソフトウェアに依存しない形式で不揮発性の記憶装
置に記憶されているため、例えばソフトウェアのバージ
ョンが変わったとしても稼動情報が安定して保持され、
保守管理に必要な稼動情報を正確に得ることができる。

【００１０】また、本発明は、前記稼動情報は露光処理
に関する情報であり、前記露光処理に関する情報を計数
する計数手段（４２）を備え、前記記憶装置は、前記計
数手段からの情報を記憶することを特徴としている。ま
た、本発明は、前記計数手段（４２）が、前記基板
（Ｗ）をステージ（３０）に搬送した枚数を計数する搬
送枚数計数装置（５８）を含み、前記記憶装置（５０）
は、前記搬送枚数計数装置によって計数された基板の枚
数を前記稼動情報として記憶することを特徴としてい
る。また、本発明は、前記計数手段（４２）が、露光処
理を行った基板（Ｗ）の数を計数する露光基板数計数装
置（５８）を含み、前記記憶装置（５０）は、前記露光
基板数計数装置（５８）によって計数された基板の枚数
を前記稼動情報として記憶することを特徴としている。
また、本発明は、前記基板（Ｗ）が、その基板面に複数
の露光領域が形成され、前記計数手段（４２）は、当該
露光領域毎の露光回数を計数する露光回数計数装置（５
８）を含み、前記記憶装置（５０）は、前記露光回数計
数装置（５８）によって計数された露光領域の露光回数
を前記稼動情報として記憶することを特徴としている。
また、本発明は、前記計数手段（４２）が、前記マスク
（２０ａ〜２０ｄ）の使用時間を積算するとともに、マ
スクの露光回数を計数するマスク使用測定装置（５８）
を含み、前記記憶装置（５０）は、前記マスク使用測定
装置（５８）によって測定された前記マスクの積算使用
時間及び前記マスクを使用した露光回数を前記稼動情報
として記憶することを特徴としている。また、本発明
は、前記マスク（２０ａ〜２０ｄ）を複数収納するマス
ク収納装置（２４）を備え、前記マスク使用測定装置
（５８）は、前記マスク収納装置（２４）から取り出さ
れたマスクの種類毎に、前記マスクの使用時間を積算す
るとともに、マスクの露光回数を計数することを特徴と
している。これらの発明によれば、露光装置の保守管理
の観点から充分と考えられる稼動情報を正確且つ容易に
得ることができる。

【００１１】また、本発明は、操作者の指示を入力する
入力装置（６４，６６）と、前記入力装置（６４，６
６）から読み出し指示が入力された場合に、指示された
稼動情報を前記記憶装置から読み出す制御装置（５８）
と、前記制御装置（５８）によって読み出された稼動情
報を表示する表示装置（６８）とを具備することを特徴
としている。かかる発明によれば、操作者の必要に応じ
て露光装置の稼動情報が得られるため、保守管理の利便
性が向上する。また、本発明は、前記制御装置（５８）
は、前記入力装置（６４，６６）からリセットの指示が
なされた場合に、前記記憶装置（５０）に記憶された稼
動情報を消去することを特徴としている。かかる発明に
よれば、操作者の必要に応じて露光装置の稼動情報を消
去することができるため、保守管理の利便性が向上す
る。また、本発明は、前記稼動情報の閾値を記憶する制
限値記憶装置（５２，５４）と、警報を発する警報装置
（６８）とを備え、前記制御装置（５８）は、前記稼動
情報が前記閾値を越えた場合に、前記警報装置を制御し
て警報を発することを特徴としている。かかる発明によ
れば閾値を越えた場合に警報が発せられるので、保守管
理を正確に行うことができる。また、本発明は、前記制
御装置（５８）が、前記稼動情報が前記閾値を越えた場
合に、露光動作の制御を停止することを特徴としてい
る、かかる発明によれば、閾値を越えた場合に露光装置
の動作が停止するので、警報を無視して露光処理を行う
ことができないため、保守管理を正確に行うことができ
る。また、本発明は、前記制御装置（５８）が、特権動
作モードを備え、当該特権動作モードの指示が前記入力
装置（６４，６６）から入力された場合には前記警報装
置（６８）を停止し、前記露光動作を継続することを特
徴としている。かかる発明によれば、閾値を越えた場合
に露光装置の動作が停止している状態であっても、例外
的に露光装置の動作を継続することができるので、利便
性が極めて高い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態による露光装置について詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示
す図である。本実施形態においては、レチクルを用い、
レチクルのパターン像を感光基板上の各ショット領域
（露光領域）に順次露光する動作を繰り返すステップ・
アンド・リピート方式の露光装置を例に挙げている。
尚、以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直
交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ
各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系
は、Ｘ軸及びＺ軸が紙面に対して平行となるよう設定さ
れ、Ｙ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されてい
る。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面
に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定され
る。

【００１３】図１において、光源１０は後述する主制御
系４２から露光光出射を指示する制御信号が出力された
場合に、ほぼ均一の照度を有する露光光ＥＬを出射す
る。露光光ＥＬの光軸はＺ軸方向に対して平行に設定さ
れている。上記露光光ＥＬとしては、例えばｇ線（４３
６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ₂エキシマレーザ（１９３ｎｍ）が用いられ
る。露光光ＥＬが出射されると照明光学系１２に入射す
る。この照明光学系１２は、露光光ＥＬの光軸をＸ軸方
向に対して平行な方向に折り曲げる反射板１４、露光光
ＥＬの照度を均一にしたり、通過する光量を制御して整
形する光学系１６、及び露光光ＥＬの光軸をＺ軸方向に
対して平行な方向に折り曲げる反射板１８から概略構成
されている。尚、照明光学系１２を通過する光量は主制
御系４２によって制御されている。照明光学系１２から
出射された露光光ＥＬはレチクルホルダ２２上に保持さ
れたレチクル（図１ではレチクル２０ｄ）を照射する。

【００１４】レチクル２０ｄは、フォトレジストが塗布
されたウェハ（基板）Ｗ上に転写するための微細なパタ
ーンを有し、露光処理が行われないときにはレチクルケ
ース２４に格納されるか、又は再度使用することが予め
分かっているときは、破線で示すレチクル２０ａの如く
待機位置で待機する。露光処理が開始され露光処理を行
う際に必要なレチクル（図１ではレチクル２０ｄ）のみ
がレチクルホルダ２２上に保持される。レチクルを搬送
する搬送アーム２５は、図中Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に往復運動
が可能な構成であり、その動作は、主制御系４２が搬送
制御装置２６に制御信号を出力することにより制御され
る。搬送アーム２５はレチクルをレチクルホルダ２２に
載置するためのロードアームや、レチクルホルダ２２か
ら取りはずすアンロードアーム等を備えている。また、
複数のレチクルケース２４を保管するレチクルライブラ
リ２９から処理するレチクルを格納するレチクルケース
２４を所定の位置へ配置するアームも有する。尚、レチ
クルケース２４は、１枚のレチクルを格納するものでも
良いし、複数のレチクルを格納するものでも良い。

【００１５】例えば、レチクルホルダ２２上にレチクル
２２ｄ保持されている状態で主制御系４２から次に用い
るレチクル２０ａと交換する旨の制御信号が出力された
場合、搬送制御装置２６は、まず不図示のアンロードア
ームによってレチクル２０ｄをアンロード内に搬入す
る。この搬入が終了すると搬送制御装置２６は搬入終了
の旨を示す制御信号を主制御系４２に出力する。また、
予め待機位置にあるレチクル２０ａを図示しないロード
アームによって搬送し、レチクルホルダ２２上へ載置す
る。レチクル２０ａの搬送が終了すると、搬送制御装置
２６は主制御系４２に対して搬送完了の旨を示す信号を
出力する。レチクル２０ａ，２０ｄ以外のレチクルを用
いる時は、露光時に必要なレチクルがレチクルケース２
４内から取り出される。

【００１６】図１の装置には、レチクルに設けられたバ
ーコードＢＣを読み取るバーコードリーダ２７が設けら
れており、このバーコード情報は主制御系４２に送られ
る。バーコードＢＣにはレチクルの識別情報（名称）が
記録されている。図１の装置には複数のレチクルを選択
する順番が予め登録されており、バーコードＢＣの情報
と登録されたレチクル情報とから選択すべきレチクルが
正しく搬送されたかどうか確認できる。また、レチクル
の識別情報から同じレチクルの搬送回数を計測可能であ
る。また、バーコードＢＣにはレチクルのパターン情報
や露光条件等が記録されており、この情報は２次元移動
可能なウェハステージ３４上に載置されたウェハＷ上に
レチクル２０ｄのパターンを投影光学系２８を介して結
像する際の露光条件設定にも使用される。

【００１７】レチクルホルダ２２上に保持されたレチク
ル（図１に示した例ではレチクル２０ｄ）に露光光ＥＬ
が照射されると、レチクル２０ｄのパターン像が投影光
学系２８を介してウェハＷ上のデバイス部分たる各ショ
ット領域に投影される。投影光学系２８は複数のレンズ
等の光学素子を有し、その光学素子の硝材としては露光
光ＥＬの波長に応じて石英、蛍石等の光学材料から選択
される。ウェハＷはウェハホルダ３０を介してＺステー
ジ３２に載置されている。Ｚステージ３２は、ウェハＷ
のＺ軸方向の位置を微調整させるステージである。ま
た、Ｚステージ３２はＸＹステージ３４上に載置されて
いる。ＸＹステージ３４は、ＸＹ平面内にウェハＷを移
動させるステージである。尚、図示は省略しているが、
ウェハＷをＸＹ平面内で微小回転させるステージ及びＺ
軸に対する角度を変化させてＸＹ平面に対するウェハＷ
の傾きを調整するステージを設けてもよい。

【００１８】ウェハホルダ３０の上面の一端にはＬ字型
の移動鏡３６が取り付けられ、移動鏡３６の鏡面に対向
した位置にレーザ干渉計３８が配置されている。レーザ
干渉計３８により計測されたＸ座標、Ｙ座標及び回転角
の情報はステージ駆動系４０に供給される。これらの情
報は位置情報としてステージ駆動系４０から主制御系４
２へ出力される、主制御系４２は、供給された位置情報
をモニターしつつステージ駆動系４０を介して、ウェハ
ホルダ３０の位置決め動作を制御する。尚、図１には示
していないが、レチクルホルダ２２にもウェハホルダ３
０に設けられた移動鏡及びレーザ干渉計と同様のものが
設けられており、レチクルホルダ２２のＸＹＺ位置等の
情報が主制御系４２に入力される。

【００１９】投影光学系２８の側方にはオフ・アクシス
のアライメントセンサ４４が設けられている。このアラ
イメントセンサ４４は、例えばＦＩＡ（Field Image Al
ignment）方式に適用した場合のアライメント装置であ
る。アライメントセンサ４４は、例えばウェハＷ上に塗
布されたフォトレジストに対して非感光性のハロゲンラ
ンプ（図示省略）を備え、このハロゲンランプから出射
された光をウェハＷ上に照射して、その反射光を電気信
号に変換する。この電気信号はアライメント信号処理系
４６に出力されて処理され、ウェハＷに形成されたアラ
イメントマークの位置及びウェハＷ表面のＺ軸方向の位
置が計測される。計測されたアライメントマークの位置
及びウェハＷ表面のＺ軸方向の位置を示す信号は主制御
系４２へ出力される。ウェハ搬送装置４８は、主制御系
４２の制御の下、不図示のプリアライメント装置で粗く
位置調整されたウェハＷをウェハホルダ３０上に搬送す
るものである。また、ウェハ搬送装置４８は、ウェハＷ
をウェハホルダ３０上に搬送する度に、搬送完了を示す
信号を主制御系４２に対して出力する。

【００２０】主制御系４２は、アライメント信号処理系
４６、ウェハ搬送装置４８、ステージ駆動系４０、及び
搬送制御装置２６の内部にそれぞれ設けられた制御ユニ
ット６０から出力される信号等に基づき露光装置の全体
動作を制御する。また、主制御系４２は、アライメント
信号処理系４６、ウェハ搬送装置４８、ステージ駆動系
４０、及び搬送制御装置２６の各制御ユニットから出力
される信号を計数し、計数結果を記憶装置５０に記憶さ
せる。この記憶装置５０は、露光装置の電源を遮断して
も記憶内容を保持する不揮発性の記憶装置であり、例え
ば、ハードディスク等の外部記憶装置やＣＭＯＳ等の不
揮発性半導体メモリである。この記憶装置には露光装置
の動作を制御するプログラムが格納されている。また、
主制御系４２はＬＡＮ（Local Area Network）回線Ｌを
介して不図示のホストコンピュータと接続されている。
ホストコンピュータとの通信手段はＬＡＮ回線Ｌに限ら
ず、シリアル回線（例えばＳＥＣＳ−１等）でも良い。

【００２１】次に、主制御系４２について詳細に説明す
る。図２は、主制御系４２の構成の詳細を示した図であ
る。図２に示したように、主制御系４２は、ＲＯＭ（Re
ad Only Memory）５２、ＲＡＭ５４、タイマ５６、ＣＰ
Ｕ（中央処理装置）５８、制御ユニット６０、通信制御
装置６２からなる。露光装置の動作を制御するプログラ
ムはＲＯＭ５２に格納されていても良い。ＲＡＭ５４
は、ＣＰＵ５８がプログラムを実行する上で必要となる
作業領域を確保する。タイマ５６は、計時信号を出力
し、ＣＰＵ５８が計時を行う際に用いられる。また、電
源が投入された時点において、ＲＯＭ５２に記憶されて
いた警報閾値がＣＰＵ５８を介してＲＡＭ５４に転送さ
れ、記憶される。ここで、警報閾値とは、露光装置の保
守を操作者に警報するときに用いられる閾値であり、露
光装置の稼動情報が警報閾値を越えた場合に警報が発せ
られる。また、稼動情報が警報閾値を越えた場合には、
ＣＰＵ５８が露光装置の動作を停止させることが好まし
い。

【００２２】制御ユニット６０は、図１中のアライメン
ト信号処理系４６、ウェハ搬送装置４８、ステージ駆動
系４０、及び搬送制御装置２６内に設けられ、ＣＰＵ５
８から送られる制御コマンドの下、光源１０、レチクル
ケース制御装置２６、ステージ駆動系４０、ウェハ搬送
装置４８等各ユニットを制御する。また、各ユニットの
処理結果に関する信号をＣＰＵ５８へ送信する。通信制
御装置６２は、ＬＡＮ回線Ｌを介して接続されたホスト
コンピュータＨとの間で行われる通信を制御する。ま
た、ＣＰＵ５８にはキーボード６４及びマウス６６等の
入力装置、及びＣＲＴ（Cathod Ray Tube）６８等の表
示装置が接続されている。更に、ＣＰＵ５８には不揮発
性の記憶装置５０やバーコードリーダ２７が接続されて
いる。

【００２３】ＣＰＵ５８は、露光装置の動作制御プログ
ラムに基づき露光装置の各部の動作を制御するが、キー
ボード６４からリセット指示がなされた場合には、記憶
装置５０に記憶された稼動情報を消去する。また、ＣＰ
Ｕ５８の動作には特権動作モードが設けられ、上記のよ
うに稼動情報が警報閾値を越えた場合にＣＰＵ５８が露
光装置の動作を停止させるよう制御を行っているとき
に、キーボード６４を介して特権動作モードに移行する
旨の信号が入力された場合には、ＣＰＵ５８は警報を停
止し、露光装置の露光動作を再開する。この特権動作モ
ードが設けられている理由は、稼動情報が警報閾値を越
えた場合に保守作業を終えるまで露光装置の露光動作を
全く行うことができないとすると不便であるためであ
る。ただし、この特権動作モードはあくまでも特別の場
合を想定しており、保守管理の観点からは、警報が発せ
られた場合には露光動作を継続せずに保守作業を行うこ
とが好ましい。

【００２４】次に、上記構成における本発明の一実施形
態による露光装置の動作について説明する。図３は、本
発明の一実施形態による露光装置の動作の概略を示すフ
ローチャートである。尚、図３に示す動作が開始される
までは露光装置は初期状態に設定されているものとす
る。つまり、以下の説明中の各変数の値が「０」に設定
されているものとする。露光動作が開始すると、主制御
系４２は光源１０に対して制御信号を出力し、光源１０
はこの制御信号に基づき露光光ＥＬを出射する（ステッ
プＳ１０）。このとき、制御系４２は、照明光学系１２
を通過する光量も制御している。次に、主制御系４２
は、搬送制御装置２６に対し、露光動作時に必要となる
レチクル（例えば図１中のレチクル２０ｄ）をレチクル
ケース２４から取り出し、レチクルホルダ２２上に保持
させる。このとき、主制御系４２においては、ＣＰＵ５
８がタイマ５６から出力される計時信号に基づき、レチ
クルをレチクルケース２４から出している時間をレチク
ル使用時間としてＲＡＭ５４に記憶する。このとき、Ｃ
ＰＵ５８はレチクルホルダ２２上に保持されたレチクル
の種類が分かっているために、そのレチクルの種類も併
せて記憶する（ステップＳ１２）。

【００２５】次に、主制御系４２は、ウェハ搬送装置４
８に対して制御信号を出力し、露光装置のウェハホルダ
３０上にウェハＷを搬送させる。ウェハ搬送装置４８が
ウェハの搬送を完了すると、その旨の信号を主制御系４
２へ出力する。この信号を受けると主制御系４２は、記
憶装置５０中に記憶されるウェハの搬送枚数を示す変数
の値をインクリメントする（ステップＳ１４）。ウェハ
Ｗの搬送が完了すると、主制御系４２はステージ駆動系
４０を介してＸＹステージ３４を駆動しつつ、アライメ
ントセンサ４４及びアライメント信号処理系４６におい
て計測されたウェハＷ上の複数のサンプルショットの位
置情報に基づき、各ショット領域の配列座標を計測する
（ステップＳ１６）。

【００２６】次に、露光すべきショット領域の順番に従
って各ショット領域を投影光学系の投影視野内に位置合
わせし、位置合わせを行ったショット領域を露光する処
理が行われる。このとき、主制御系４２は、照明光学系
１２を通過する光量を制御することにより露光時間を制
御しているため、ショット領域を露光したか否かが分か
る。従って、主制御系４２は記憶装置５０中に記憶され
るショット領域の露光を行った時には露光ショット数を
格納する変数の値をインクリメントする。また、記憶装
置５０中に記憶されるレチクルの露光回数を格納する変
数の値もインクリメントする（ステップＳ１８）。

【００２７】１つのショット領域に対する露光処理が終
了すると、１枚のウェハＷ上の全ショットの露光処理が
終了したか否かが判断される（ステップＳ２０）。全て
のショット領域に対する処理がまだ終了していないと判
断されると（判断結果が「ＮＯ」の場合）、処理はステ
ップＳ１８へ戻り、露光処理が行われていないショット
領域を投影光学系２８の投影位置に合わせる処理を行っ
て、ショット領域の露光を行う処理が繰り返される。一
方、１枚のウェハＷ上に形成された全ショット領域に対
する露光処理が終了したと判断された場合（判断結果が
「ＹＥＳ」の場合）には、主制御系４２がウェハ搬送装
置４８に対して制御信号を出力し、ウェハホルダ３０上
に載置されたウェハＷを搬出する処理が行われる。ウェ
ハ搬出装置４８がウェハＷの搬出を完了すると、その旨
の信号を主制御系４２へ出力する。この信号を受け取る
と、主制御系４２は、記憶装置５０中に記憶されるウェ
ハの処理枚数を格納する変数の値をインクリメントする
（ステップＳ２２）。

【００２８】次に、主制御系４２は、レチクル２０ｄの
処理対象の１ロット又は複数ロット内のすべてのウェハ
Ｗに対して露光処理を行った否かの判断を行う（ステッ
プＳ２４）。全てのウェハＷに対する処理が終了してい
ないと判断した場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）に
は、処理はステップＳ１４へ戻り、ウェハホルダ３０へ
ウェハＷの搬送が行われ、これまでの処理で用いられて
いたレチクルを用いた露光処理が行われる。ステップＳ
２４で、すべてのウェハＷに対する処理が終了したと判
断した場合、次に処理するレチクルがあるか否か判断す
る（ステップＳ２６）。

【００２９】ステップＳ２６において、レチクルを変更
する必要があると判断した場合（判断結果が「ＹＥＳ」
の場合）には、主制御系４２は、搬送制御装置２６に対
して制御信号を出力し、レチクルホルダ２２上に保持さ
れていたレチクル（レチクル２０ｄ）をレチクルケース
２４内に収納させる。レチクルの収納が完了すると搬送
制御装置２６は、その旨の信号を主制御系４２へ出力す
る。この信号を受けると、主制御系４２内のＣＰＵ５８
はその時点においてタイマ５６から出力される計時信号
を読み出すとともに、ＲＡＭ５４内に記憶した計時信号
を読み出してレチクルの使用時間を算出し、ＲＡＭ５４
に記憶した計時信号を消去する。

【００３０】次に、算出した使用時間をレチクルの積算
使用時間としてレチクルの種類に対応づけて記憶装置５
０内に記憶させる。つまり、記憶装置５０内には、レチ
クルの種類毎に積算使用時間が記憶される。尚、以前に
レチクルが使用され、そのレチクルの積算使用時間が記
憶されている場合には、この積算使用時間に算出した使
用時間を加算して記憶内容を更新する処理が行われる
（ステップＳ２８）。ここで、使用したレチクルに対す
る露光ショット数（又はウェハ枚数）を記憶装置５０に
記憶し、積算する。ステップＳ２８の処理が終了する
と、ステップＳ１２の処理に戻り、主制御系４２は搬送
制御装置２６に対して制御信号を出力し、新たなレチク
ルをレチクルホルダ２２上に保持させ、アライメント処
理を行いショット領域を露光する処理を行う。

【００３１】一方、ステップＳ２６において、変更すべ
きレチクルがない、と判断した場合（判断結果が「Ｎ
Ｏ」の場合）には、主制御系４２は、搬送制御装置２６
に対して制御信号を出力し、レチクルホルダ２２上に保
持されていたレチクル（レチクル２０ｄ）をレチクルケ
ース２４内に収納させる。レチクルの収納が完了すると
レチクルケース制御装置２６はその旨の信号を主制御系
４２へ出力し、ステップＳ２８の処理と同様にレチクル
の使用時間を算出し、算出した使用時間をレチクルの積
算使用時間としてレチクルの種類に対応づけて記憶装置
５０内に記憶させる（ステップＳ３０）。ここで、使用
したレチクルに対する露光ショット数（又はウェハ枚
数）を記憶装置５０に記憶し、積算する。最後に、主制
御系４２は光源１０に対して動作停止の制御信号を出力
し、光源１０の動作を停止させて一連の露光処理が終了
する。

【００３２】図３に示すフローの終了後、又はフローの
処理中に、主制御系２４は、露光装置の保守管理を行う
ため、ＲＯＭ５２に記憶された警報閾値と稼動情報との
比較を行う。具体的には、露光装置が処理したウェハ数
（ウェハの搬送枚数）が所定の閾値を越えたか否かの判
断と、露光装置が露光処理したショット数が所定のショ
ット数を越えたか否かの判断との少なくとも一方を行
う。これらの判断によって稼動情報が閾値を越えた場
合、主制御系２４は警報をＣＲＴ６８に表示してオペレ
ータに対して保守を促すか、強制的に露光処理動作を終
了させるようにしてもよい。

【００３３】また、主制御系２４は、各レチクルの使用
時間（レチクルケース２４から出ている時間）を積算し
ているので、レチクルの汚染度を知ることができ、例え
ば所定の時間以上レチクルケース２４から出さないよう
な管理を行うことができる。さらに、各レチクルに対す
る総露光ショット数を積算しているので、露光による各
レチクルのダメージを知ることができ、これについても
所定のショット数以上露光しないような管理をすること
ができる。稼動情報としては上述した情報に限らず、例
えば、露光処理したウェハのロット数、露光処理したレ
チクル数、正常に露光処理されたロット数、ウェハ数、
又はショット数等の情報であってもよい。

【００３４】主制御系２４はレチクルライブラリ２９か
らレチクルケース２４が取り出されたとき、これを検知
して、このレチクルケース２４に格納されていたレチク
ルに対する露光ショット数、及び使用時間等のカウント
を中止し、これらの情報を取り出したときの時刻ととも
にホストコンピュータに通知する。尚、稼動情報を記憶
装置５０に記憶する形式として、露光装置の制御ソフト
ウェアに依存しない保存形式としているが、これは例え
ば、テキスト形式でファイルとして保存すればよい。

【００３５】以上、本発明の露光装置の動作の概略につ
いて説明したが、以上の処理によって露光装置の稼動情
報（ウェハの搬送枚数（処理枚数）、露光ショット数、
使用したレチクルに対する露光ショット数（露光回
数）、レチクル毎の積算使用時間等）が得られる。図２
に示したホストコンピュータＨは所定の時間（例えば、
１週間）毎にＬＡＮ回線Ｌを介して主制御系４２に対し
て稼動情報の収集を行う。稼動情報の収集を行う場合に
は、まずホストコンピュータＨがその旨の信号を主制御
系４２に出力する。この信号は通信制御装置６２を介し
てＣＰＵ５８に入力される。ＣＰＵ５８がこの信号を受
けると記憶装置５０に記憶された稼動情報を読み出し、
通信制御装置６２及びＬＡＮ回線Ｌを介してホストコン
ピュータＨへ送出する。ホストコンピュータＨは、各露
光装置から収集した稼動情報に基づき種々の統計処理を
行う。また、ホストコンピュータに露光装置の保守作業
が必要であるか否かを判断する閾値を設定し、稼働情報
が閾値を越えた場合にその露光装置に対して警報を送信
し、露光装置が備えるＣＲＴ６８へ出力するようにして
もよい。ここで、稼働情報が閾値を越えた場合とは、例
えば稼働情報中のウェハの処理枚数の閾値として「１０
０００」が設定されている場合に、露光装置が１０００
０枚以上のウェハＷを処理した場合をいう。

【００３６】このように、露光装置の稼動情報が露光装
置の制御ソフトウェアに依存しない保存形式で不揮発性
の記憶装置５０に記憶されているため、露光装置の電源
を遮断しても稼動情報が失われる虞がなく、しかも稼動
情報はウェハの搬送枚数、露光ショット数、レチクル毎
の露光回数、レチクル毎の積算使用時間と豊富なため、
正確な保守管理を行うことができる。また、露光装置の
稼動中に操作者が図２中のキーボード６４又はマウス６
６を用いて記憶装置５０内に記憶された稼動情報を読み
出す操作を行った場合には、ＣＰＵ５８は記憶装置５０
から稼動情報から読み出し、読み出した内容をＣＲＴ６
８へ表示する。この場合には、稼動情報を一括して読み
出してその内容を一覧表示するようにしてもよく、操作
者によって指定された稼動情報のみを表示するようにし
てもよい。キーボード６４又はマウス６６を操作して稼
動情報の表示が行われるので、操作者が保守を行う必要
があるか否かをホストコンピュータＨの処理に関わらず
行うことができるため極めて利便性が高い。

【００３７】また、操作者がキーボード６４又はマウス
６６を操作してリセットの指示を行った場合、ＣＰＵ５
８は記憶装置５０内に記憶された稼動情報を消去する。
操作者の意志により稼動情報を消去することができるよ
うにするのは保守作業の利便性を向上させるためであ
る。例えば、一定期間露光装置を使用して保守作業を行
った後は、保守作業終了後からの稼動情報を収集した方
が次の保守作業が必要であるか否かを判断するのに都合
が良いからである。

【００３８】更に、ホストコンピュータＨから警報が送
信された場合又はＣＰＵ５８自体が警報を発する場合に
ＣＰＵ５８が露光装置の動作を停止するようにしてもよ
い。露光装置の動作が停止した場合には、保守作業を行
わずに操作者の意志によって露光装置を動作させること
は原則としてできない。しかしながら、この原則を貫く
とかえって保守作業上不都合なことが考えられる。そこ
で、ＣＰＵ５８の動作モードの１つに特権動作モードが
備えられている。この特権動作モードとは、警報が発せ
られ、露光装置が動作していない状況においても特別に
露光装置の動作を許可するモードである。ＣＰＵ５８の
動作の特権動作モードへの移行はキーボード６４又はマ
ウス６６を用いて操作者がＣＰＵ５８へ指示することに
より行われる。この操作がなされると、ＣＰＵ５８は停
止した動作を再開する。

【００３９】以上説明した本発明の一実施形態は、レチ
クルを用いる露光装置を例に挙げて説明したが、本発明
は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に
変更が可能である。例えば、電子線（ＥＢ）を直接ウェ
ハ上に照射してウェハ上に塗布された感光性レジストを
露光する露光装置において、ウェハの搬送枚数、電子線
放射装置の使用時間、ウェハの処理枚数等の稼動情報を
不揮発性の記憶装置に記憶させることで本発明を適用す
ることができる。

【００４０】尚、前述した本発明の一実施形態による露
光装置（図１）は、ウェハＷを精度よく高速に位置制御
することができ、スループットを向上しつつ高い露光精
度で露光が可能となるように、照明光学系１２、レチク
ルホルダ２２等のレチクルアライメント系、ウェハホル
ダ３０、Ｚステージ３２、ＸＹステージ３４、移動鏡３
６、及びレーザ干渉計３８を含むウェハアライメント
系、投影光学系２８等の図１に示された各要素が電気
的、機械的、又は光学的に連結して組み上げられた後、
総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより製
造される。尚、露光装置の製造は、温度及びクリーン度
等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００４１】次に、本発明の一実施形態の露光装置を使
用したデバイスの製造について説明する。図４は、本発
明の一実施形態による露光装置を用いてデバイス（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）の生産のフローチャー
トである。図４に示されるように、まず、ステップＳ５
０（設計ステップ）において、デバイスの機能設計（例
えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能
を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステ
ップＳ５２（マスク製作ステップ）において、設計した
回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステ
ップＳ５４（ウェハ製造ステップ）において、シリコン
等の材料を用いてウェハを製造する。

【００４２】次に、ステップＳ５６（ウェハプロセスス
テップ）において、ステップＳ５０〜ステップＳ５４で
用意したマスクとウェハを使用して、リソグラフィ技術
によってウェハ上に実際の回路等を形成する。次いで、
ステップＳ５８（組立ステップ）において、ステップＳ
５６において処理されたウェハを用いてチップ化する。
このステップＳ５８には、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）等の工程が含まれる。最後に、ステップＳ６０（検
査ステップ）において、ステップＳ５８で作製されたデ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行
う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが
出荷される。

【００４３】尚、本実施形態の露光装置として、マスク
と基板とを同期移動してマスクのパターンを露光する走
査型の露光装置（USP5,473,410）にも適用することがで
きる。更に、本実施形態の露光装置として、投影光学系
を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクの
パターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用す
ることができる。また、露光装置の用途としては半導体
製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型
のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液
晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露
光装置にも広く適当できる。本実施形態の露光装置の光
源は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレー
ザ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）のみなら
ず、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることができ
る。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱
電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ₆）、タ
ンタル（Ｔａ）を用いることができる。

【００４４】投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍
および拡大系のいずれでも良い。投影光学系としては、
エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材とし
て石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ
₂レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系
の光学系にし（レチクルも反射型タイプのものを用い
る）、また、電子線を用いる場合には光学系として電子
レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればい
い。なお、電子線が通過する光路は真空状態にすること
はいうまでもない。

【００４５】ウェハステージやレチクルステージにリニ
アモータ（USP5、623,853又はUSP5、528、118参照）を
用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およ
びローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上
型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイド
に沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けない
ガイドレスタイプでもいい。ステージの駆動装置として
は、２次元に磁石を配置した磁石ユニットと、２次元に
コイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力に
よりステージを駆動する平面モ−タを用いてもいい。こ
の場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一
方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニット
との他方をステージの移動面側に設ければよい。

【００４６】ウェハステージの移動により発生する反力
は、特開平８−１６６４７５号公報（USP5、528、118）
に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的
に床（大地）に逃がしてもいい。レチクルステージの移
動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公
報（US S／N 08/416,558）に記載されているように、フ
レーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよ
い。

【００４７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、稼動情報が不揮発性の記憶装置に記憶されているた
め、露光装置の電源を遮断しても遮断前の稼動情報が保
持され、保守管理に必要な稼動情報を正確に得ることが
できるという効果がある。また、本発明によれば、露光
装置の保守管理の観点から充分と考えられる稼動情報
（基板の搬送枚数、露光処理を行った基板の枚数、露光
を行った回数、マスクの使用時間等）を正確且つ容易に
得ることができるという効果がある。また、本発明によ
れば、操作者の必要に応じて露光装置の稼動情報が得ら
れたり、稼動情報を消去することができるため、保守管
理の利便性が向上するという効果がある。また、本発明
によれば、閾値を越えた場合に警報が発せられるので、
保守管理を正確に行うことができる。また、本発明によ
れば、閾値を越えた場合に露光装置の動作が停止するの
で、警報を無視して露光処理を行うことができないた
め、保守管理を正確に行うことができる。ただし、稼動
情報が閾値を越えて露光装置の動作が停止している状態
であっても、例外的に露光装置の動作を継続することが
できるので、利便性が極めて高いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による露光装置の概略構
成を示す図である。

【図２】主制御系４２の構成の詳細を示した図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態による露光装置の動作の
概略を示すフローチャートである。

【図４】本発明の一実施形態による露光装置を用いて
デバイスの生産のフローチャートである。

【符号の説明】

２０ａ〜２０ｄレチクル（マスク）２４レチクルケース（マスク収納装置）３０ウェハステージ（ステージ）４２主制御系（計数手段）５０記憶装置５２ＲＯＭ（制限値記憶装置）５４ＲＡＭ（制限値記憶装置）５８ＣＰＵ（搬送枚数計数手段，露光基板数計数装
置，露光回数計数装置，マスク使用測定装置，制御装
置）６４キーボード（入力装置）６６マウス（入力装置）６８ＣＲＴ（表示装置）ＥＬ露光光（露光ビーム）Ｗウェハ（基板）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光ビームを用いて基板を露光する露光
装置において、前記露光装置の稼動情報を該露光装置の
制御ソフトウェアに依存しない保存形式で記憶する不揮
発性の記憶装置を具備することを特徴とする露光装置。
【請求項２】前記稼動情報は露光処理に関する情報で
あり、前記露光処理に関する情報を計数する計数手段を備え、前記記憶装置は、前記計数手段からの情報を記憶するこ
とを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】前記計数手段は、前記基板をステージに
搬送した枚数を計数する搬送枚数計数装置を含み、前記記憶装置は、前記搬送枚数計数装置によって計数さ
れた基板の枚数を前記稼動情報として記憶することを特
徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】前記計数手段は、露光処理を行った基板
の数を計数する露光基板数計数装置を含み、前記記憶装置は、前記露光基板数計数装置によって計数
された基板の枚数を前記稼動情報として記憶することを
特徴とする請求項２又は請求項３記載の露光装置。
【請求項５】前記基板は、その基板面に複数の露光領
域が形成され、前記計数手段は、当該露光領域毎の露光回数を計数する
露光回数計数装置を含み、前記記憶装置は、前記露光回数計数装置によって計数さ
れた露光領域の露光回数を前記稼動情報として記憶する
ことを特徴とする請求項２、請求項３、又は請求項４記
載の露光装置。
【請求項６】前記計数手段は、前記マスクの使用時間
を積算するとともに、マスクの露光回数を計数するマス
ク使用測定装置を含み、前記記憶装置は、前記マスク使用測定装置によって測定
された前記マスクの積算使用時間及び前記マスクの露光
回数を前記稼動情報として記憶することを特徴とする請
求項２、請求項３、請求項４，又は請求項５記載の露光
装置。
【請求項７】前記マスクを複数収納するマスク収納装
置を備え、前記マスク使用測定装置は、前記マスク収納装置から取
り出されたマスクの種類毎に、前記マスクの使用時間を
積算するとともに、マスクの露光回数を計数することを
特徴とする請求項６記載の露光装置。
【請求項８】操作者の指示を入力する入力装置と、前記入力装置から読み出し指示が入力された場合に、指
示された稼動情報を前記記憶装置から読み出す制御装置
と、前記制御装置によって読み出された稼動情報を表示する
表示装置とを具備することを特徴とする請求項１、請求
項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、又は
請求項７記載の露光装置。
【請求項９】前記制御装置は、前記入力装置からリセ
ットの指示がなされた場合に、前記記憶装置に記憶され
た稼動情報を消去することを特徴とする請求項８記載の
露光装置。
【請求項１０】前記稼動情報の閾値を記憶する制限値
記憶装置と、警報を発する警報装置とを備え、前記制御装置は、前記稼動情報が前記閾値を越えた場合
に、前記警報装置を制御して警報を発することを特徴と
する請求項８記載の露光装置。
【請求項１１】前記制御装置は、前記稼動情報が前記
閾値を越えた場合に、露光動作の制御を停止することを
特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】前記制御装置は、特権動作モードを備
え、当該特権動作モードの指示が前記入力装置から入力
された場合には前記警報装置を停止し、前記露光動作を
継続することを特徴とする請求項１１記載の露光装置。