JP2001297966A - 露光方法、露光システム、露光装置、半導体デバイス製造方法、半導体製造工場、および露光装置の保守方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光装置の露光に関する機能をより効率的に
使用できるようにする。 【解決手段】 先行する基板について位置合せのための
精密な第１の計測を行う第１の工程と、後の基板につい
ては順次、前記第１計測より簡易な第２の計測を行い、
その結果と前記第１計測の結果に基づいて位置合せを行
って露光を行う第２の工程とを経て露光を行う際に、第
１工程（Ｓ００３）を、第２工程（Ｓ００６）を行う露
光装置（ステッパＳＴ１、ＳＴ２）とは別の装置（ウェ
ハオフセット計測装置ＡＬ）で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原板上に形成され
ている微細な電子回路パターンと基板上のパターンとの
相対的な位置合せを行い、露光する際に好適な露光方
法、露光システム、露光装置、半導体デバイス製造方
法、半導体製造工場、および前記露光装置の保守方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子製造用の投影露光装置では、
回路パターンの微細化に伴い、レチクル上に形成されて
いる電子回路パターンとウェハ上のパターンを高精度に
アライメントすることが要求される。ウェハをアライメ
ントする手法として、ウェハ上のいくつかの露光ショッ
ト領域に形成されたアライメントマークの設計値からの
位置ずれ量を検出してショット配列の規則性を求めるこ
とによって、各ショット領域を位置合せするグローバル
・アライメント方式が多く利用されている。この方法に
よれば、全ての露光ショットで位置合せ誤差の計測を行
わず、限られたサンプルショットを使って位置合せを行
うため、装置のスループットが向上するメリットがあ
る。

【０００３】一般に、グローバルアライメントにおい
て、サンプルショット数を増加させることにより平均化
効果が向上し、計測精度を向上させることができる。ま
た、ウェハ内の局所的なひずみを算出するために、ウェ
ハ上の多数のサンプルショットについて計測を行い、ウ
ェハ内の座標に基づいて各々の計測結果に重み付けを行
う手法などが既に提案されている。これらの手法におい
ては、サンプルショット計測を増加させることが必要と
なるが、サンプルショットの増加は、スループットの低
下につながる。また、ショット内に配置されたアライメ
ントマークの数を増やすと、ショット形状の歪み等を細
かく算出することができ、アライメント精度が向上する
ことが知られているが、これもまたスループットを低下
させてしまう。

【０００４】通常、ウェハは数枚〜数十枚程度のロット
単位で同一工程を経て来る。工程が異なると、ウェハパ
ターンの態様が大きく変容するのに対し、同一ロット内
の各ウェハにおけるパターン差はほぼ無視できるほど小
さい。そこで、ロット内で先行して処理されるウェハに
おいては、可能な限り多数のサンプルショット、多数の
アライメントマークを用いてアライメント計測（以下、
精密アライメントと呼ぶ）を行い、ロット内の後の方で
処理されるウェハにおいては、サンプルショット数、サ
ンプルアライメントマーク数を減らすことでスループッ
トを向上させる手法が考案されている。例えば、本出願
人による特開平０６−２５２０２７号公報には、ロット
内の先行するウェハで可能な限り多くのサンプルを取っ
てアライメント計測を行い、決定された所定の変換式か
らの誤差を、同一ロットの基板に対する位置合せにおい
て変換式の補正値とすることで、高い位置合せ精度を確
保しつつ、スループットの低下を防ぐ手法が提案されて
いる。

【０００５】ロット内の先頭ウェハのみで精密アライメ
ント計測を行うことの有効性について、図２を用いて説
明する。図２は、生産ライン内の２台のステッパＳＴ１
およびＳＴ２について、装置稼働状況を示す図である。
ステッパＳＴ１とＳＴ２の両者で１ロット１０枚のウェ
ハを処理している。同図の棒グラフは、ステッパＳＴ１
とＳＴ２が、ウェハ（ロット）の搬入および搬出、ウェ
ハのアライメントおよび露光の各処理に要する時間を表
している。Ｌｏｔ１−１，Ｌｏｔ２−１，…の記号は、
各ステッパでのロット処理の開始タイミングを示してい
る。例えば、図中の記号Ｌｏｔ２−１は、ステッパＳＴ
２が１番目のロットであるロット２−１について処理を
開始するタイミングを示す。各々のステッパは、多数の
アライメントマーク、多数のサンプルショットを使用し
てアライメント計測を行う精密アライメント計測と、精
密アライメント計測よりも少ないマーク、少ないショッ
トを使用してアライメント計測を行う通常アライメント
計測の２種類のアライメント計測機能を有するものとす
る。図２の例では、精密アライメント計測を行った場合
の１枚のウェハ処理が、通常計測を行った場合に比べて
４倍の時間を要すると試算してある。また、ロットを交
換するのに要する時間は、ウェハを交換するのに要する
時間よりも多く掛かるように試算している。

【０００６】図２（ａ）は、精密アライメント計測を全
てのウェハで行った場合を示しており、図２（ｂ）はロ
ット内の先頭ウェハで精密アライメント計測を行い、ロ
ット内の残りのウェハでは通常計測を行った場合を示
す。精密アライメント計測は、通常アライメント計測に
比べて多くの時間を要する。図２（ａ）に比べて図２
（ｂ）の場合の方が、同一時間内に多くの数のウェハを
処理可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、先行す
るウェハにおいてのみ精密アライメント計測を行えば、
ロット内の全てのウェハで精密アライメント計測を行う
場合よりも、処理速度は向上する。しかし、先行ウェハ
での精密アライメント計測は、多大の時間を要する。先
行ウェハでの精密アライメント計測を行っている最中
は、半導体露光装置の本質的な機能であるところの露光
に関する機能は使用されていない。このことは、多くの
半導体露光装置を有する半導体生産ライン全体からみる
と、生産効率を低下させる要因となっている。

【０００８】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、露光方法、露光システム、露光装置、半導体デバイ
ス製造方法、半導体製造工場、および露光装置の保守方
法において、露光装置の露光に関する機能をより効率的
に使用できるようにすることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明の第１の露光方法は、先行する基板について
位置合せのための精密な第１の計測を行う第１の工程
と、後の基板については順次、前記第１計測より簡易な
第２の計測を行い、その結果と前記第１計測の結果に基
づいて位置合せを行って露光を行う第２の工程とを備え
た露光方法において、前記第１工程を、前記第２工程を
行う露光装置とは別の装置で行うことを特徴とする。

【００１０】第２の露光方法は、第１の露光方法におい
て、前記別の装置が前記第１工程を行うことができる状
態にない場合には前記第１工程は前記第２工程を行う露
光装置により行うことを特徴とする。

【００１１】第３の露光方法は、第１または第２の露光
方法において、前記基板は設計上の配列座標に従って規
則的に整列した複数の小領域が形成されたものであり、
前記第１および第２計測は、前記小領域表面の情報を検
知することにより前記基板あるいは各小領域の位置に関
する情報の計測を行うものであり、前記第１計測はＮ枚
（ただし、Ｎ＞１）の前記基板のうち１枚目からｎ枚目
（ただし、ｎ≧１）までの基板についてそれぞれＭ個
（ただし、Ｍ≧１）の前記小領域をサンプル領域として
行い、前記第２計測はＮ枚の前記基板のうちｎ＋１枚目
以降の基板についてそれぞれＭ個より少ない個数の前記
小領域をサンプル領域として行うことを特徴とする。

【００１２】第４の露光方法は、第１〜第３のいずれか
の露光方法において、前記別の装置は露光装置であるこ
とを特徴とする。

【００１３】第５の露光方法は、第１〜第４のいずれか
の露光方法において、複数台の前記露光装置および別の
装置が上位のコンピュータにより管理されており、前記
上位コンピュータが、前記露光装置および別の装置のう
ちいずれか１台に対して前記第１工程を行わせる指令を
発する工程と、この第１工程による計測の結果を、前記
上位コンピュータが、前記１台とは別の装置である前記
露光装置のうちのいずれかに転送する工程とを有するこ
とを特徴とする。

【００１４】そして、第６の露光方法は、第５の露光方
法において、前記上位コンピュータが、前記露光装置お
よび別の装置のうちいずれに対して前記第１工程を行わ
せるかを前記露光装置および別の装置の稼働状況に応じ
て決定する工程を有することを特徴とする。

【００１５】また、本発明の露光システムは、第１〜第
６のいずれかの露光方法を行う各装置を具備することを
特徴とする。また、本発明の第１の露光装置は、第１〜
第６のいずれかの露光方法に適合した機能を有すること
を特徴とする。

【００１６】第２の露光装置は、第１の露光装置におい
て、ディスプレイと、ネットワークインターフェース
と、ネットワーク用ソフトウェアを実行するコンピュー
タとをさらに有し、露光装置の保守情報をコンピュータ
ネットワークを介してデータ通信することを可能にした
ものである。

【００１７】そして第３の露光装置は、第２の露光装置
において、前記ネットワーク用ソフトウェアは、前記露
光装置が設置された工場の外部ネットワークに接続され
前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供する保守デ
ータベースにアクセスするためのユーザインターフェー
スを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネットワー
クを介して該データベースから情報を得ることを可能に
するものである。

【００１８】また、本発明の第１の半導体デバイス製造
方法は、前記第１の露光装置を含む各種プロセス用の製
造装置群を半導体製造工場に設置する工程と、該製造装
置群を用いて複数のプロセスによって半導体デバイスを
製造する工程とを有することを特徴とする。

【００１９】第２の半導体デバイス製造方法は、第１の
半導体デバイス製造方法において、前記製造装置群をロ
ーカルエリアネットワークで接続する工程と、前記ロー
カルエリアネットワークと前記半導体製造工場外の外部
ネットワークとの間で、前記製造装置群の少なくとも１
台に関する情報をデータ通信する工程とをさらに有する
ものである。

【００２０】そして第３の半導体デバイス製造方法は、
第２の半導体デバイス製造方法において、前記露光シス
テムのベンダもしくはユーザが提供するデータベースに
前記外部ネットワークを介してアクセスしてデータ通信
によって前記製造装置の保守情報を得る、もしくは前記
半導体製造工場とは別の半導体製造工場との間で前記外
部ネットワークを介してデータ通信して生産管理を行う
ものである。

【００２１】また、本発明の半導体製造工場は、前記第
１の露光装置を含む各種プロセス用の製造装置群と、該
製造装置群を接続するローカルエリアネットワークと、
該ローカルエリアネットワークから工場外の外部ネット
ワークにアクセス可能にするゲートウェイを有し、前記
製造装置群の少なくとも１台に関する情報をデータ通信
することを可能にしたものである。

【００２２】また、本発明の露光装置の保守方法は、半
導体製造工場に設置された前記第１の露光装置の保守方
法であって、前記露光装置のベンダもしくはユーザが、
半導体製造工場の外部ネットワークに接続された保守デ
ータベースを提供する工程と、前記半導体製造工場内か
ら前記外部ネットワークを介して前記保守データベース
ヘのアクセスを許可する工程と、前記保守データベース
に蓄積される保守情報を前記外部ネットワークを介して
半導体製造工場側に送信する工程とを有することを特徴
とする。

【００２３】これら本発明の構成において、先行する基
板についての精密な第１計測は、露光を行う露光装置と
は別の装置で行われるため、その間に、その露光装置
は、他の基板について第１計測より簡易な第２計測を行
って位置合せし、露光を行うことができる。その場合の
位置合せに必要な第１計測結果の情報としては、より先
行する基板について既に行われた第１計測の結果が用い
られる。

【００２４】これによれば、多大な時間を要する精密な
第１計測については専用の計測装置に任せ、その分、露
光装置の露光機能を最大限に利用し、それにより生産効
率が向上することになる。

【００２５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係るシステムの
構成を示すブロック図である。同図において、ＳＴ１お
よびＳＴ２は半導体露光装置、ＡＬはウェハオフセット
計測装置、ＣＯＭは各露光装置ＳＴ１およびＳＴ２なら
びに計測装置ＡＬとオンライン接続されているホストコ
ンピュータである。ホストコンピュータＣＯＭは、各装
置に対してパラメータや動作の実行指示信号を送信し、
自動化処理を行うことができる。

【００２６】図３は半導体露光装置（ステッパ）ＳＴ１
およびＳＴ２の構成を示す。半導体露光装置ＳＴ１およ
びＳＴ２は双方とも、レチクルＲＴ上に形成されている
パターンをウェハＷＦ上に転写するために、中央演算処
理装置ＣＵ、露光照明系ＩＬ、投影露光光学系ＵＬ、ア
ライメントマーク検出ユニットＡＳ、レベリング検出ユ
ニットＦＴ、ウェハ保持・駆動ユニット（ウェハステー
ジ）ＷＳ、ウェハ搬送ユニットＷＴ、およびレチクル保
持ユニットＲＳを備える。これら各ユニットの制御は、
それらに接続された中央演算処理装置ＣＵにより行われ
る。中央演算処理装置ＣＵ自身は、操作者の操作を入力
する手段や、オンラインからの制御指令信号を受信する
インターフェースを備える。ステッパＳＴ１およびＳＴ
２は、それぞれ次の工程（１）〜（４）を経てウェハを
露光することが可能である。

【００２７】工程（１）では、不図示のウェハキャリア
内にセットされたウェハのうちの１枚を、ウェハ搬送ユ
ニットＷＴを用いてウェハ保持・駆動ユニットＷＳに搬
入する。この時、ウェハ搬送ユニットＷＴのメカプリア
ライメント機構により、ウェハの外形基準であるオリフ
ラやノッチに基づいてウェハは大まかにアライメントさ
れ、ウェハ保持・駆動ユニットＷＳ上にセットされる。
レチクルＲＴは、レチクル保持ユニットＲＳ上に保持さ
れて、レチクル中心と投影光学系ＵＬとの相対距離が計
測され、正確にアライメントされる。

【００２８】工程（２）では、アライメントマーク検出
ユニットＡＳが、ウェハＷＦ上に形成されたアライメン
トマークの画像信号を取り込み、画像処理によりアライ
メントマークのずれ量を求める。中央演算処理装置ＣＵ
は、得られたアライメントマークのずれ量を統計計算し
て、ウェハＷＦの露光領域の設計値に対する位置合せ誤
差パラメータを算出する。ここでいうウェハ露光領域の
位置合せ誤差パラメータとは、ウェハの平行移動量、ウ
ェハ自体の倍率（伸縮）量、ウェハのステージ上での回
転誤差、ウェハのショット配列の直交度、ショットの回
転、倍率、ウェハの線形補正格子に対するショットの平
行移動量残差、ショットの形状歪み量などを指す。ウェ
ハ露光領域の位置合せ誤差を計測する手法としては、ダ
イ・バイ・ダイアライメント手法、グローバルアライメ
ント手法などのアライメント計測手法がある。

【００２９】工程（３）では、レベリング検出ユニット
ＦＴにより、投影露光光学系ＵＬの結像面に対するウェ
ハ露光領域表面の傾斜量および最適フォーカス量（露光
レンズと露光領域面との間隔）を計測する。

【００３０】工程（４）では、工程（２）の位置合せ誤
差パラメータ、および工程（３）の傾斜とフォーカス量
に基づいて、ウェハ露光領域を露光に最適な位置にウェ
ハ保持・駆動ユニットＷＳによって順次駆動し、照明系
ＩＬから放出され、レチクルＲＴおよび投影露光光学系
ＵＬを通った露光光束をウェハＷＦの露光領域上に照射
し、レチクルＲＴのパターンを転写する。

【００３１】図４はウェハオフセット計測装置ＡＬの構
成を示す。ウェハオフセット計測装置ＡＬは、上記工程
（１）〜（３）の処理を行うための機能として、上述と
同様のアライメントマーク検出ユニットＡＳ、レベリン
グ検出ユニットＦＴ、ウェハ保持・駆動ユニットＷＳ、
ウェハ搬送ユニットＷＴを備える。

【００３２】図６は、ステッパＳＴ１およびＳＴ２なら
びにウェハオフセット計測装置ＡＬを運用した場合の処
理の流れを表している。以下、図６に沿って説明する。
本実施例では、１ｓｔ（ファースト）レイヤ露光済みの
ウェハが複数ロット分既に存在し、これら複数のロット
をステッパＳＴ１およびＳＴ２を用いて重ね合せ露光を
行う場合を想定している。また、ステッパＳＴ１で処理
するロットをロット１−１，ロット１−２，…、ステッ
パＳＴ２で処理するロットをロット２−ｌ，ロット２−
２，…としている。ステッパＳＴ１およびＳＴ２の各露
光装置でどのロットを処理するかは、操作者が既にホス
トコンピュータＣＯＭに登録してある。

【００３３】この図６の処理では、まず、ステップＳ０
０１において、ロット１−１内のウェハを１枚だけロッ
ト内先行ウェハとしてウェハオフセット計測装置ＡＬの
ウェハ保持・駆動ユニットＷＳ上にロードする。このス
テップＳ００１の処理が開始されると同時に、ステップ
Ｓ００２において、ロット１−１のウェハオフセット計
測装置ＡＬに供給したウェハ以外の残りのウェハをステ
ッパＳＴ１で処理できるように準備する。各装置の同期
制御は、ホストコンピュータＣＯＭが制御信号を送るこ
とにより処理されている。各装置までウェハを搬送する
処理は、操作者が手動で行ってもよいし、インラインユ
ニット、搬送ロボット、ウェハソータ等を組み合わせて
自動搬送してもよい。ステッパＳＴ１は、ウェハオフセ
ット計測装置ＡＬでの計測処理が終了するまで、一時的
に待機状態になる。

【００３４】ステップＳ００１の後、ウェハオフセット
計測装置ＡＬは、ステップＳ００３において、ロードさ
れたウェハの精密アライメント計測を行う。ここでいう
精密アライメント計測とは、前述の工程（２）において
ウェハ内のサンプルショット数あるいはアライメントマ
ーク数を増やしてアライメント計測を行うことや、工程
（３）において多数の箇所でウェハ面の傾きやフォーカ
ス量検出による計測を行うことを意味している。例え
ば、グローバルアライメント手法により、ウェハの線形
配列誤差を算出し、線形補正を行った後、全ショットで
アライメント計測を行い、線形補正からの残差分を非線
形誤差として算出する計測方法や、ショット内に配置さ
れたアライメントマークを３点以上計測し、ショットの
形状歪み等を定量的に計測することが、この精密アライ
メント計測に相当する。

【００３５】ステップＳ００３の処理が終わると、ウェ
ハオフセット計測装置ＡＬは、ステップＳ００４におい
て、精密アライメント計測の結果得られた位置合せ誤差
パラメータ、傾きおよびフォーカス量を送信する。

【００３６】すると、ホストコンピュータＣＯＭは、ス
テップＳ００５において、ウェハオフセット計測装置Ａ
Ｌから送られて来た計測結果である位置合せ誤差パラメ
ータと露光開始信号をステッパＳＴ１に送信する。

【００３７】するとステッパＳＴ１は、ステップＳ００
６において、ホストコンピュータＣＯＭから送られて来
た露光開始信号を受信して待機状態から復帰し、ロード
済みのロット１の残りのウェハを順次ウェハ保持・駆動
ユニットＷＳ上にロードし、通常アライメント処理によ
る計測結果と、ホストコンピュータＣＯＭから受信した
ウェハオフセット計測装置ＡＬの精密アライメント計測
でのウェハ位置合せ誤差パラメータとを用いて位置合せ
を行い、露光を行う。

【００３８】ここでいう通常アライメント処理とは、精
密アライメント計測よりも少ないサンプルショット、あ
るいは少ないアライメントマークを使ってアライメント
計測を行い、位置合せ誤差パラメータのうちの一部のパ
ラメータのみを算出することである。図９に示すよう
に、ウェハ９０１上の２箇所のアライメントマーク９０
２のＸ，Ｙ方向のずれを計測すれば、ウェハ全体の回転
量および大まかな平行移動量を算出することができる。
図９中、ＯＲＧは各装置が有するウェハステージＷＳ上
で基準となるＸＹ座標の原点、Ｓはウェハの平行移動
量、θで表した角度はウェハ全体の回転量である。

【００３９】この通常アライメント処理は、ウェハ搬送
ユニットＷＴの送り込み精度に依存するウェハの平行移
動量や、回転量のばらつきといったような装置の調整状
態や製造状態に起因する誤差成分を補正するのを主な目
的としている。ウェハ要因で決まるその他の位置合せ誤
差パラメータ、すなわちウェハ倍率、ウェハのショット
配列の直交度、ショットの回転、倍率、ウェハの線形補
正格子に対するショットの平行移動量残差、ショットの
形状歪み量、ショットの回転誤差などについては、ホス
トコンピュータＣＯＭから送られて来たウェハオフセッ
ト計測装置ＡＬでの計測結果を使用すればよい。また、
ウェハの平行移動量および回転量について、ウェハオフ
セット計測装置ＡＬにおいて通常アライメント計測と精
密アライメント計測の両方をステップＳ００３で行い、
各誤差量の差分（この差分はウェハ要因で発生する値）
を算出しておき、ステッパＳＴ１でその差分を通常アラ
イメントの結果に足し込むようにすれば、精密アライメ
ント計測での精度並で誤差量を算出することができる。
このようにすることで、ロット１−１内の先行ウェハ以
外のウェハについては、多くの時間を要する精密アライ
メント計測を行わなくても、ウェハの位置合せ誤差パラ
メータを正確に算出することが可能となる。

【００４０】ステップＳ００６でステッパＳＴ１がロッ
ト１−１のウェハを開始すると、ロット１−１の先行ウ
ェハを搬出し、ホストコンピュータＣＯＭはこの先行ウ
ェハをステップＳ００６の処理中にステッパＳＴ１に搬
送して露光するように、ウェハ搬送ユニットＷＴに対し
て指令する。その後、ウェハオフセット計測装置ＡＬ
は、ステップＳ００７において、ロット２−１内のウェ
ハを１枚ロードし、ステッパＳＴ２はステップＳ００８
において、ロット２−１の残りのウェハをセットする。

【００４１】以下、ステップＳ００３〜Ｓ００６までの
処理と同様に、ステップＳ００９においてウェハオフセ
ット計測装置ＡＬでロット２−１の先行ウェハの精密ア
ライメント計測を行い、ステップＳ０１０でその結果を
ホストコンピュータＣＯＭに送信し、ステップＳ０１１
でホストコンピュータＣＯＭはウェハオフセット計測装
置ＡＬで計測された位置合せ誤差パラメータをステッパ
ＳＴ２に送信し、ステップＳ０１２でステッパＳＴ２は
ロット２−１の残りのウェハを通常アライメントし、ウ
ェハオフセット計測装置ＡＬで算出された位置合せ誤差
パラメータを使用してウェハの正確な位置合せ誤差パラ
メータを算出し、そして各ショットの領域を正確に位置
合せして露光する。以下、ステップＳ０１３以降で、処
理すべきロットが続く限り、同様な処理を繰り返す。

【００４２】図５は、本実施例の方法を用いた場合の各
装置の稼働状況を、従来のものと比較して示す。ステッ
パＳＴ１とＳＴ２の両者で１ロット１０枚のウェハを処
理している。同図の棒グラフはステッパＳＴ１およびＳ
Ｔ２について、ウェハ（ロット）の搬入および搬出、ウ
ェハのアライメント、および露光の各処理に要する時間
を表している。Ｌｏｔ１−１、Ｌｏｔ２−１等の記号
は、各ステッパでのロット処理の開始タイミングを示し
ている。各々のステッパは、多数のアライメントマー
ク、多数のサンプルショットを使用してアライメント計
測を行う精密アライメント計測と、精密アライメント計
測よりも少ないマーク、少ないショットを使用してアラ
イメント計測を行う通常アライメント計測の２種類のア
ライメント計測機能を有するものとする。図５の例で
は、精密アライメント計測を行った場合の１枚のウェハ
処理が、通常計測を行った場合にくらべて４倍の時間を
要すると試算してある。また、ロットを交換するのに要
する時間は、ウェハを交換するのに要する時間よりも多
く掛かるように試算している。

【００４３】図５（ａ）は、ウェハオフセット計測装置
ＡＬを用いない従来手法を用いた場合を示しており、同
図（ｂ）は、本実施例の手法を用いた場合を示す。同図
（ａ）に比べて同図（ｂ）では、ステッパＳＴ１および
ＳＴ２が最初のロットを処理し始めるまでの間に待機時
間が生じるものの、それ以降は、露光機能を停止する時
間が短縮されている。２ロット目以降の処理では、１ロ
ットの処理に掛かる時間は、同図（ａ）に比べて同図
（ｂ）の方が早い。したがって、半導体製造ラインにお
いて、大量のロットを処理しなければならない場合は、
従来の同図（ａ）よりも本実施例の同図（ｂ）の方が、
生産性が高くなる。

【００４４】［変形例１］上述実施例においては、図４
のウェハオフセット計測装置ＡＬを計測専用の装置とし
たが、ステッパなどの露光装置自体を計測装置ＡＬとし
て使用しても構わない。例えば、露光性能や処理速度の
低い旧機種や、露光機能が修理や調整により使用できな
い装置をウェハオフセット計測装置ＡＬとして使うこと
ができる。これにより、新たに専用の計測装置を導入す
る必要が無い上、遊休装置を有効に活用することができ
るという利点も生じる。さらに、露光機能が充分に使用
できる装置をウェハオフセット計測装置ＡＬとして利用
すれば、ウェハオフセット計測装置ＡＬで精密アライメ
ント計測を行った先行ウェハをウェハオフセット計測装
置ＡＬ自体で露光することもできるため、システムの自
由度が増す。

【００４５】［変形例２］図５（ｂ）の例で、ステッパ
ＳＴ２の稼働状況に着目すると、ロット２−１の処理開
始前、およびウェハオフセット計測装置ＡＬの計測結果
を待つ所で、長い待機時間が生じている。このような場
合は、ステッパＳＴ２で精密アライメント計測を行った
方が、生産ライン全体の処理速度を向上させることがで
きる。そこで、ロットの処理を依頼するホストコンピュ
ータＣＯＭにおいて、当該ロットを処理させるべき露光
装置と計測装置の稼働状況によって、どちらに精密アラ
イメント計測をさせるかの判断を行う処理を付加するこ
とで、より効率的な処理を行うことができる。

【００４６】図７は、図１と同様に構成された半導体製
造システムにおいて、本変形例の方法に基づいて、ホス
トコンピュータＣＯＭが行う処理のフローチャートであ
る。以下、図７を用いてホストコンピュータＣＯＭが行
う処理について説明する。処理を開始すると、まずステ
ップＳ２０１において、操作者により指定された処理す
べきロットを選択する。次に、ステップＳ２０２におい
て、接続された全露光装置の稼働状況および操作者の指
示により、該ロットを処理すべき露光装置ＳＴを決定す
る。図１の構成では、ステッパＳＴ１もしくはＳＴ２が
露光装置ＳＴとなる。ステッパＳＴ１およびＳＴ２の両
者が処理を受け付けられない状態にある場合は、どちら
かの露光装置で処理を受け付けられるようになるまで、
処理待ち状態になる。

【００４７】次に、ステップＳ２０３において、ウェハ
オフセット計測装置ＡＬの稼働状態を確認し、ウェハオ
フセット計測装置ＡＬが処理を受け付けられるかどうか
の判定を行う。ウェハオフセット計測装置ＡＬが処理を
受け付けられる状態にある場合は、ステップＳ２０４〜
Ｓ２０６の処理を行う。ウェハオフセット計測装置ＡＬ
が現在稼働中などの理由で新たに処理を受け付けられな
い場合は、ステップＳ２０７〜Ｓ２０８の処理を行う。

【００４８】ステップＳ２０４〜Ｓ２０６の処理は、ウ
ェハオフセット計測装置ＡＬに当該ロットの先頭ウェハ
の精密アライメント計測を行わせる場合のパスである。
ステップＳ２０４では、ホストコンピュータＣＯＭは、
ロットの先頭ウェハをウェハオフセット計測装置ＡＬに
セットし、残りのウェハを露光装置ＳＴにセットするよ
うに搬送ユニットＷＴに対して指令を出す。ステップＳ
２０５では、ウェハオフセット計測装置ＡＬに先頭ウェ
ハの精密アライメント計測開始を指示する。ウェハオフ
セット計測装置ＡＬから精密アライメント計測結果を受
信したら、ステップＳ２０６において露光装置ＳＴにそ
の精密アライメント計測結果を送信し、残りのウェハの
露光処理を指令する。

【００４９】ステップＳ２０７〜Ｓ２０８の処理は、露
光装置ＳＴに当該ロット先頭ウェハの精密アライメント
計測を行わせる場合の処理である。ステップＳ２０７で
は、ホストコンピュータＣＯＭは、ロット内のウェハを
露光装置ＳＴにセットするように、搬送ユニットＷＴに
対して指令を出す。ステップＳ２０８では、露光装置Ｓ
Ｔに先頭ウェハの精密アライメント計測の開始と、残り
のウェハの露光処理を指令する。

【００５０】図８は、このようにしてホストコンピュー
タＣＯＭにおいて計測用装置ＡＬと露光装置ＳＴのどち
らに精密アライメント計測を行わせるかの選択を行った
場合の、ウェハオフセット計測装置ＡＬならびにステッ
パＳＴ１およびＳＴ２の稼働状況を示す。ステッパＳＴ
１およびＳＴ２の両者で１ロット１０枚のウェハを処理
している。同図の棒グラフは、ステッパＳＴ１およびＳ
Ｔ２が、ウェハ（ロット）の搬入および搬出、ウェハの
アライメント、および露光の各処理に要する時間を表し
ている。Ｌｏｔ１−１，Ｌｏｔ２−１，…の記号は、各
ステッパでのロット処理の開始タイミングを示してい
る。各々のステッパは、多数のアライメントマーク、多
数のサンプルショットを使用してアライメント計測を行
う精密アライメント計測と、精密アライメント計測より
も少ないマーク、少ないショットを使用してアライメン
ト計測を行う通常アライメント計測の２種類のアライメ
ント計測機能を有するものとする。同図の例では、精密
アライメント計測を行った場合の１枚のウェハ処理が、
通常計測を行った場合にくらべて４倍の時間を要すると
試算してある。また、ロットを交換するのに要する時間
は、ウェハを交換するのに要する時間よりも多く掛かる
ように試算している。

【００５１】図８（ａ）は、上述実施例の手法を用いた
場合を示しており、同図（ｂ）は、変形例１および本変
形例２の手法を用いた場合を示す。変形例１で示したよ
うに露光装置をウェハオフセット計測装置ＡＬとして利
用しているので、先頭ウェハの露光処理をウェハオフセ
ット計測装置ＡＬに行わせている。

【００５２】図８（ｂ）のＬｏｔ２−１の時点で開始さ
れるロット２−１の処理においてはウェハオフセット計
測装置ＡＬが稼働中のため、精密アライメント計測処理
を新たに受け付けられないとホストコンピュータＣＯＭ
が判断し、ステッパＳＴ２に精密アライメント計測処理
を行わせるように処理がなされている。したがって、図
８（ａ）でロット２−１を処理する時に見られるような
待機時間を必要としない。以上のように、本変形例の手
法を用いると、上述実施例の場合よりも装置の待機時間
を減少させることができ、さらに生産性を向上させるこ
とが可能となる。

【００５３】＜半導体生産システムの実施例＞次に、半
導体デバイス（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
生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に
設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナン
ス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、
製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行う
ものである。

【００５４】図１０は全体システムをある角度から切り
出して表現したものである。図中、１０１は半導体デバ
イスの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の
事業所である。製造装置の実例として、半導体製造工場
で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、
前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッチン
グ装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、
平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査装置
等）を想定している。事業所１０１内には、製造装置の
保守データベースを提供するホスト管理システム１０
８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結ん
でイントラネットを構築するローカルエリアネットワー
ク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム１０
８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークである
インターネット１０５に接続するためのゲートウェイ
と、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を
備える。

【００５５】一方、１０２〜１０４は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカに属する工場
であってもよいし、同一のメーカに属する工場（例え
ば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であってもよ
い。各工場１０２〜１０４内には、夫々、複数の製造装
置１０６と、それらを結んでイントラネットを構築する
ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１と、各製
造装置１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホス
ト管理システム１０７とが設けられている。各工場１０
２〜１０４に設けられたホスト管理システム１０７は、
各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワークであ
るインターネット１０５に接続するためのゲートウェイ
を備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１からインタ
ーネット１０５を介してベンダ１０１側のホスト管理シ
ステム１０８にアタセスが可能となり、ホスト管理シス
テム１０８のセキュリティ機能によって限られたユーザ
だけがアクセスが許可となっている。

【００５６】具体的には、インターネット１０５を介し
て、各製造装置１０６の稼動状況を示すステータス情報
（例えば、トラブルが発生した製造装置の症状）を工場
側からベンダ側に通知する他、その通知に対応する応答
情報（例えば、トラブルに対する対処方法を指示する情
報、対処用のソフトウェアやデータ）や、最新のソフト
ウェア、ヘルプ情報などの保守情報をベンダ側から受け
取ることができる。各工場１０２〜１０４とベンダ１０
１との間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ１１１で
のデータ通信には、インターネットで一般的に使用され
ている通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。
なお、工場外の外部ネットワークとしてインターネット
を利用する代わりに、第三者からのアタセスができずに
セキュリティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮな
ど）を利用することもできる。また、ホスト管理システ
ムはベンダが提供するものに限らずユーザがデータベー
スを構築して外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数
の工場から該データベースヘのアクセスを許可するよう
にしてもよい。

【００５７】さて、図１１は本実施形態の全体システム
を図１０とは別の角度から切り出して表現した概念図で
ある。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユ
ーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外
部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介し
て各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報
をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複
数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装
置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部
ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデー
タ通信するものである。図中、２０１は製造装置ユーザ
（半導体デバイス製造メーカ）の製造工場であり、工場
の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここで
は例として露光装置２０２、レジスト処理装置２０３、
成膜処理装置２０４が導入されている。なお図１１では
製造工場２０１は１つだけ描いているか、実際は複数の
工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装
置はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネットを構成
し、ホスト管理システム２０５で製造ラインの稼動管理
がされている。一方、露光装置メーカ２１０、レジスト
処理装置メーカ２２０、成膜装置メーカ２３０などのベ
ンダ（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給
した機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム２
１１，２２１，２３１を備え、これらは上述したように
保守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを
備える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト
管理システム２０５と、各装置のベンダの管理システム
２１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２００
であるインターネットもしくは専用線ネットワークによ
って接続されている。このシステムにおいて、製造ライ
ンの一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きる
と、製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが
起きた機器のベンダからインターネット２００を介した
遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。

【００５８】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェ
ースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス
用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実
行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メ
モリやハードディスク、あるいはネットワークファイル
サーバなどである。上記ネットワークアクセス用ソフト
ウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例え
ば図１２に一例を示すような画面のユーザインターフェ
ースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を
管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置
の機種（４０１）、シリアルナンバ（４０２）、トラブ
ルの件名（４０３）、発生日（４０４）、緊急度（４０
５）、症状（４０６）、対処法（４０７）、経過（４０
８）等の情報を画面上の入力項目に入力する。入力され
た情報はインターネットを介して保守データベースに送
信され、その結果の適切な保守情報が保守データベース
から返信されディスプレイ上に提示される。またウェブ
ブラウザが提供するユーザインターフェースはさらに図
示のごとくハイパーリンク機能（４１０〜４１２）を実
現し、オペレータは各項目のさらに詳細な情報にアクセ
スしたり、ベンダが提供するソフトウェアライブラリか
ら製造装置に使用する最新バージョンのソフトウェアを
引出したり、工場のオペレータの参考に供する操作ガイ
ド（ヘルプ情報）を引出したりすることができる。ここ
で、保守データベースが提供する保守情報には、上記説
明した本発明に関する情報も含まれ、また前記ソフトウ
ェアライブラリは本発明を実現するためのソフトウェア
も提供する。

【００５９】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１３は半
導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計
を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３
（ウェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハを
製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウェハを用いて、リソグラ
フィ技術によってウェ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ェ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）等の組立
て工程を含む。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、これを出荷（ステップ７）する。前工程と後
工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎
に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされ
る。また前工程工場と後工程工場との間でも、インター
ネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装
置保守のための情報がデータ通信される。

【００６０】図１４は上記ウェハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウェハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウェハ表面に絶
縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウェハ
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）ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウェハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウェハを現像する。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、ウェハ上に
多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造
機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
されているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしト
ラブルが発生しても迅速な復旧が可能で、従来に比べて
半導体デバイスの生産性を向上させることができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、多大な時間を要する精
密アライメント計測を計測装置に任せることが可能とな
り、その分、露光装置の露光機能を最大限に利用するこ
とができる。したがって、生産効率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露光システムの構成
を示すブロック図である。

【図２】 従来法を用いた場合の装置稼働状況を表す図
である。

【図３】 図１中の半導体露光装置の構成を示す概略図
である。

【図４】 図１中のウェハオフセット計測装置の構成を
示す概略図である。

【図５】 図１のシステムを用いた場合の装置稼働状況
を表す図である。

【図６】 図１のシステムにおける各装置の処理の流れ
を表す図である。

【図７】 本発明の実施例の変形例におけるホストコン
ピュータの処理の流れを表すフローチャートである。

【図８】 図７の変形例による場合の装置稼働状況を示
す図である。

【図９】 通常アライメントを説明するためのウェハと
装置基準座標との関係を示す図である。

【図１０】 半導体デバイスの生産システムをある角度
から見た概念図である。

【図１１】 半導体デバイスの生産システムを別の角度
から見た概念図である。

【図１２】 ユーザインターフェースの具体例を示す図
である。

【図１３】 デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図である。

【図１４】 ウェハプロセスを説明する図である。

【符号の説明】

ＳＴ１，ＳＴ２：半導体露光装置（ステッパ）、ＡＬ：
ウェハオフセット計測装置、ＣＯＭ：ホストコンピュー
タ、ＲＴ：レチクル、ＷＦ：ウェハ、ＣＵ：中央演算処
理装置、ＩＬ：露光照明系、ＵＬ：投影露光光学系、Ａ
Ｓ：アライメントマーク検出ユニット、ＦＴ：レベリン
グ検出ユニット、ＷＳ：ウェハ保持・駆動ユニット（ウ
ェハステージ）、ＷＴ：ウェハ搬送ユニット、ＲＳ：レ
チクル保持ユニット、１０１：事業所、１０２〜１０
４：製造工場、１０５：インターネット、１０６：製造
装置、１０７：ホスト管理システム、１０８：ホスト管
理システム、１０９：ローカルエリアネットワーク、１
１０：操作端末コンピュータ、１１１：ローカルエリア
ネットワーク、２００：外部ネットワーク、２０１：製
造工場、２０２：露光装置、２０３：レジスト処理装
置、２０４：成膜処理装置、２０５：ホスト管理システ
ム、２０６：ＬＡＮ、２１０：露光装置メーカ、２１
１，２２１，２３１：ホスト管理システム、２２０：レ
ジスト処理装置メーカ、２３０：成膜装置メーカ。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行する基板について位置合せのための
   精密な第１の計測を行う第１の工程と、後の基板につい
   ては順次、前記第１計測より簡易な第２の計測を行い、
   その結果と前記第１計測の結果に基づいて位置合せを行
   って露光を行う第２の工程とを備えた露光方法におい
   て、前記第１工程を、前記第２工程を行う露光装置とは
   別の装置で行うことを特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】 前記別の装置が前記第１工程を行うこと
   ができる状態にない場合には前記第１工程は前記第２工
   程を行う露光装置により行うことを特徴とする請求項１
   に記載の露光方法。
3. 【請求項３】 前記基板は設計上の配列座標に従って規
   則的に整列した複数の小領域が形成されたものであり、
   前記第１および第２計測は、前記小領域表面の情報を検
   知することにより前記基板あるいは各小領域の位置に関
   する情報の計測を行うものであり、前記第１計測はＮ枚
   （ただし、Ｎ＞１）の前記基板のうち１枚目からｎ枚目
   （ただし、ｎ≧１）までの基板についてそれぞれＭ個
   （ただし、Ｍ≧１）の前記小領域をサンプル領域として
   行い、前記第２計測はＮ枚の前記基板のうちｎ＋１枚目
   以降の基板についてそれぞれＭ個より少ない個数の前記
   小領域をサンプル領域として行うことを特徴とする請求
   項１または２に記載の露光方法。
4. 【請求項４】 前記別の装置は露光装置であることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光方
   法。
5. 【請求項５】 複数台の前記露光装置および別の装置が
   上位のコンピュータにより管理されており、前記上位コ
   ンピュータが、前記露光装置および別の装置のうちいず
   れか１台に対して前記第１工程を行わせる指令を発する
   工程と、この第１工程による計測の結果を、前記上位コ
   ンピュータが、前記１台とは別の装置である前記露光装
   置のうちのいずれかに転送する工程とを有することを特
   徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の露光方
   法。
6. 【請求項６】 前記上位コンピュータが、前記露光装置
   および別の装置のうちいずれに対して前記第１工程を行
   わせるかを前記露光装置および別の装置の稼働状況に応
   じて決定する工程を有することを特徴とする請求項５に
   記載の露光方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの露光方法を行
   う各装置を具備することを特徴とする露光システム。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかの露光方法に適
   合した機能を有することを特徴とする露光装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の露光装置において、ディ
   スプレイと、ネットワークインターフェースと、ネット
   ワーク用ソフトウェアを実行するコンピュータとをさら
   に有し、露光装置の保守情報をコンピュータネットワー
   クを介してデータ通信することを可能にした露光装置。
10. 【請求項１０】 前記ネットワーク用ソフトウェアは、
    前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
    続され前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供する
    保守データベースにアクセスするためのユーザインター
    フェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネッ
    トワークを介して該データベースから情報を得ることを
    可能にする請求項９に記載の装置。
11. 【請求項１１】 請求項８記載の露光装置を含む各種プ
    ロセス用の製造装置群を半導体製造工場に設置する工程
    と、該製造装置群を用いて複数のプロセスによって半導
    体デバイスを製造する工程とを有することを特徴とする
    半導体デバイス製造方法。
12. 【請求項１２】 前記製造装置群をローカルエリアネッ
    トワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネット
    ワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの
    間で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報を
    データ通信する工程とをさらに有する請求項１１に記載
    の方法。
13. 【請求項１３】 前記露光システムのベンダもしくはユ
    ーザが提供するデータベースに前記外部ネットワークを
    介してアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の
    保守情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の
    半導体製造工場との間で前記外部ネットワークを介して
    データ通信して生産管理を行う請求項１２に記載の方
    法。
14. 【請求項１４】 請求項８記載の露光装置を含む各種プ
    ロセス用の製造装置群と、該製造装置群を接続するロー
    カルエリアネットワークと、該ローカルエリアネットワ
    ークから工場外の外部ネットワークにアクセス可能にす
    るゲートウェイを有し、前記製造装置群の少なくとも１
    台に関する情報をデータ通信することを可能にした半導
    体製造工場。
15. 【請求項１５】 半導体製造工場に設置された請求項８
    記載の露光装置の保守方法であって、前記露光装置のベ
    ンダもしくはユーザが、半導体製造工場の外部ネットワ
    ークに接続された保守データベースを提供する工程と、
    前記半導体製造工場内から前記外部ネットワークを介し
    て前記保守データベースヘのアクセスを許可する工程
    と、前記保守データベースに蓄積される保守情報を前記
    外部ネットワークを介して半導体製造工場側に送信する
    工程とを有することを特徴とする露光装置の保守方法。