JP2002083762A

JP2002083762A - 投影露光装置及び投影露光方法

Info

Publication number: JP2002083762A
Application number: JP2000273735A
Authority: JP
Inventors: Masami Yonekawa; 雅見米川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】【課題】スループットの低減を最小限に保ち、高い計
測精度を維持する。【解決手段】露光を行う際、移動可能なｘｙステージ
１９上のステージ１５に搭載したウエハ１８上のショッ
ト配列とその露光順序を記憶しておくショット配列・露
光順序記憶手段と、ウエハ１８上のショットのうちいく
つかのサンプルショットを計測し、ウエハ１８のアライ
メントを行う際、前記サンプルショットの計測順序とし
て、ウエハ１８の既に露光された先行レイヤの露光順序
に対応させて順番付けをするサンプルショット計測順序
付け手段と、ステージ１５によるサンプルショットへの
ステップ移動に関しては、前記サンプルショットの前記
先行レイヤの露光順序における直前ショットにダミース
テップし、その後、サンプルショットにステップして、
実際の計測を行うサンプルショット計測手段８，２１等
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ、な
どの半導体素子を製造する際に、原板としてのレチクル
面上の電子回路パターンを投影光学系を介し、基板とし
てのウエハ面上に順にステップアンドリピートして投影
露光する露光装置（いわゆるステッパ）と、同様に、レ
チクル面上の電子回路パターンを投影光学系を介し、ウ
エハ面上に順にステップアンドスキャンして投影露光す
る露光装置（いわゆるスキャナ）に関するものである。
特に、グローバルアライメントの際、サンプルショット
の計測順を適切に選択することにより、計測誤差の発生
を最小限にし、グローバルアライメント精度を常に良好
に保つ半導体製造用の投影露光装置及び投影露光方法等
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣ、ＬＳＩ、等の半導体集積回
路のパターンが微細化するのに伴い、投影露光装置に
は、像性能、重ね合わせ精度、スループットの更なる向
上が求められている。重ね合わせ精度に関しては、ウエ
ハ内のショット配列のグローバル成分と、ショット内の
成分に大別できる。前者は一般的に、ウエハシフト、ウ
エハ倍率、ウエハローテーション、等の成分に細分化で
きる。後者は一般的に、ショット（チップ）倍率、ショ
ット（チップ）ディストーション、ショット（チップ）
ローテーション、等の成分に細分化できる。

【０００３】これら一連の誤差成分の中でも、近年、半
導体集積回路パターンの微細化に伴う装置性能の向上に
より、本体構造体の微少変形、ステージステップによる
装置各部の揺動の影響、ステージ位置計測用のレーザ干
渉計光路の微少温度変化、等によって生ずる誤差成分が
次第に顕在化してきた。この誤差成分は、主に、ウエハ
内のショット配列のグローバル成分である。

【０００４】通常、グローバルアライメントとは、ウエ
ハ内の複数のサンプルショットの位置座標を計測し、そ
の計測値を統計処理し、ウエハのシフト、倍率、ローテ
ーション誤差を算出し、この誤差を考慮して座標系を補
正した後、各ショットへのステップ移動を行う、という
ものである。図４に、ウエハ内に５２ショットレイアウ
トを考えた場合の、８サンプルショットの位置と、その
計測順序を示している。通常、サンプルショットは、ア
ライメント計測値異常となるのを避けるため、レイアウ
ト最外周のショットを除き、かつ統計処理を高精度にて
行うため、各ショットスパンが最大になるようなショッ
トが選択される。

【０００５】図４に示す従来例では、前述の選択条件を
満たすような、ショット、すなわち第７，１７，３３，
４７，４５，４１，２５，９ショットが選択され、この
順番でアライメント計測が行われる。この計測順序は、
通常、ウエハ中心に対して左回り、あるいは右回りとい
うように、ステップ距離が最短になる様に考慮されてい
る。

【０００６】また、最近では、スループットを最大限に
引き出すため、ウエハステージの加速度を可能な限り上
げ、なおかつ統計処理が可能な範囲でサンプルショット
を減らすような試みも為されている。これを図５に即し
て説明する。図５では図４と同じショットレイアウト
で、サンプルショットが４ショットになっている例であ
る。サンプルショットは、前述の選択条件を満たすよう
なショット、すなわち第７，３３，４５，２５ショット
が選択され、この順番でアライメント計測が行われる。

【０００７】この例では、図４と比較すると、サンプル
ショットが半減しているため、スループット的にはかな
り有利になる。例えば、サンプルショット数が８ショッ
トで、スループット１００枚／時間の装置があった場
合、単純に１枚の処理時間は３６００ｓｅｃ／１００枚
＝３６ｓｅｃ（秒）であるが、サンプルショットの計測
時間が１ｓｅｃとすると、サンプルショットが半減する
ことにより、１枚の処理時間は３２ｓｅｃとなり、スル
ープットが３６００ｓｅｃ／３２ｓｅｃ＝１１２．５枚
と一挙に１２枚も増えたものになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、サンプル
ショットを減らすことは、スループットの点で有利にな
るが、高速なステージが大きな距離を移動することにな
るため、さまざまな弊害が生ずる。例えば、本体構造体
の微少変形、ステージステップによる装置各部の揺動、
ステージ位置計測用のレーザ干渉計光路の微少温度変
化、等である。

【０００９】本体構造体の微少変形に関しては、ウエハ
ステージ駆動反力、あるいはレチクルステージ駆動反力
が本体に直接作用することによる動的、静的な変形がま
ず挙げられる。しかし、これ以外に、これら反力による
本体振動を制振し、かつ重心移動に伴う姿勢を制御し、
かつ床からの振動を除振するところの目的である制振除
振装置（以後マウントという）が本体構造体に及ぼす動
的、静的な変形が近年明らかになってきた。つまり、マ
ウントが本体制振、あるいは重心移動に伴う姿勢制御の
ために本体に加える力によって本体構造体が変形し、ア
ライメント計測データ、焼きデータ、等に無視できない
影響を与えるということである。各ステージが駆動し本
体が傾き、振動する以上、これらを抑制するというマウ
ント機能の目的から、これによる構造体変形を０にする
ことは不可能である。

【００１０】また、装置各部の揺動の影響に関しては、
数百ｋｇもの重量物である投影レンズや、照明系等は、
ウエハステージ駆動反力、あるいはレチクルステージ駆
動反力を原因とした本体揺動によって、低周波数で微少
振動する。また、各ステージが駆動した際、位置に依存
した本体の傾斜、変形が発生することにより、レンズの
回転偏心が生ずる場合も考えられる。これらの振動、傾
斜、変形は、例えば投影レンズであれば、レンズ光軸と
レチクル位置との位置ずれを生じさせたり、レンズ光軸
とＴＴＬ（Through The Lens）アライメントスコープ光
軸とのずれを生じさせることになる。その結果、露光時
のショットのシフト成分や、アライメント計測時の計測
エラーを引き起こすことになる。

【００１１】干渉計光路の温度変化に関しては、ウエハ
ステージ位置に依存した温度変化が無いことが理想であ
る。通常、ウエハステージ空間は精密に温調された空気
が一定流速で流されている。しかし、現実には、ステー
ジ位置によって、ステージ空間の気流の流れが変化する
ことで、精密に温調されていないステージ空間以外から
の空気塊の巻き込みが生じてしまい、干渉計光路温度が
変化してしまう。また、ステージにはリニアモータなど
駆動機構の発熱源がある。通常それらは、冷却されてい
るが、近年、干渉計光路では数／１００℃の温度変動が
問題になってきているので、干渉計光路とは異なる温度
のリニアモータ近傍の空気が光路に舞い上がることによ
る温度揺らぎは大きな問題である。

【００１２】このように、アライメント計測時に高速な
ステージが、大きな距離を短時間でステップすること
は、前述したような要因により、サンプルショットの計
測に著しい悪影響を及ぼす。

【００１３】近年、量産でも従来の２００ｍｍウエハプ
ロセスに対し、３００ｍｍウエハプロセスの導入が本格
化しつつあり、さらに４００ｍｍウエハを用いたプロセ
スの声も聞こえる。ウエハが大きくなれば同じサンプル
ショット数でアライメントしようとすると、必然的にス
テップ距離が大きくなり、アライメント計測誤差が大き
くなる。

【００１４】また、装置のスループットも回路パターン
微細化と同様に、今後とも向上していくことが予想され
る。従って、それに伴ってステージが高速化、高加速度
化されていくことは容易に予想され、前述したような要
因により、アライメント計測誤差が今後とも大きな問題
になってくる。

【００１５】本発明では、このようにグローバルアライ
メント計測でサンプルショットを大幅に減らしても、ア
ライメント時に発生する計測エラーをほぼ０にすること
で、スループットの低減を最小限に保ったまま、計測精
度を常に高精度に維持することが可能な投影露光装置及
び投影露光方法を提供することを目的とし、そのために
注力されている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、基板を搭載して移動可能な基板ステージ
と、前記基板を所定の位置にアライメントするためのア
ライメント計測手段とを有し、光学系を介して、原板上
の回路パターンを前記基板上に投影露光する投影露光装
置において、露光を行う際、前記基板上のショット配列
とその露光順序を記憶しておくショット配列・露光順序
記憶手段と、前記基板上のショットのうちいくつかのサ
ンプルショットを計測し、前記基板のアライメントを行
う際、前記サンプルショットの計測順序として、前記基
板上に既に露光された先行レイヤの前記露光順序に対応
させて順番付けをするサンプルショット計測順序付け手
段と、前記基板ステージによる前記サンプルショットへ
のステップ移動に関しては、前記サンプルショットの前
記先行レイヤの露光順序における直前ショットにダミー
ステップし、その後、前記サンプルショットにステップ
して、実際の計測を行うサンプルショット計測手段と、
を備えたことを特徴とする。前記サンプルショット計測
順序付け手段は、前記回路パターンが焼き付けられた前
記基板のグローバルアライメントを行う際、前記サンプ
ルショットの順番付けをすることを特徴とする。

【００１７】また、本発明は、基板を搭載して移動可能
な基板ステージと、前記基板を所定の位置にアライメン
トするためのアライメント計測手段とを有し、光学系を
介して、原板上の回路パターンを前記基板上に投影露光
する投影露光装置において、実際の露光に先立ち、前記
アライメント計測手段を用いて、前記基板上に既に露光
された先行レイヤの露光順序に対応させて、前記先行レ
イヤのショット座標を計測し、これを複数回繰り返し、
平均することにより各ショット座標値を求めるショット
座標計測手段と、実際の露光に先立ち、アライメントシ
ーケンスを実行し、各サンプルショット座標を計測し、
これを複数回繰り返し、平均することにより各サンプル
ショット座標値を求めるサンプルショット座標計測手段
と、前記各ショット座標値と前記各サンプルショット座
標値に基づいてオフセット量を算出するオフセット量算
出手段と、実際のアライメント計測の際、前記オフセッ
ト量に基づいて前記各サンプルショット座標値を補正す
る手段と、を備えたことを特徴とする。前記各ショット
座標計測手段は前記各ショット座標値として

【００１８】

【外７】を求め、前記サンプルショット座標計測手段は、前記各
サンプルショット座標値として

【００１９】

【外８】を求め、オフセット量算出手段は、前記オフセット量と
して

【００２０】

【外９】を算出することを特徴としてもよい。

【００２１】また、本発明は、基板を搭載して移動可能
な基板ステージと、前記基板を所定の位置にアライメン
トするためのアライメント計測手段とを使用し、光学系
を介して、原板上の回路パターンを前記基板上に投影露
光する投影露光方法において、露光を行う際、前記基板
上のショット配列とその露光順序を記憶しておくショッ
ト配列・露光順序記憶工程と、前記基板上のショットの
うちいくつかのサンプルショットを計測し、前記基板の
アライメントを行う際、前記サンプルショットの計測順
序として、前記基板上に既に露光された先行レイヤの前
記露光順序に対応させて順番付けをするサンプルショッ
ト計測順序付け工程と、前記基板ステージによる前記サ
ンプルショットへのステップ移動に関しては、前記サン
プルショットの前記先行レイヤの露光順序における直前
ショットにダミーステップし、その後、前記サンプルシ
ョットにステップして、実際の計測を行うサンプルショ
ット計測工程と、を備えたことを特徴とする。前記サン
プルショット計測順序付け工程では、前記回路パターン
が焼き付けられた前記基板のグローバルアライメントを
行う際、前記サンプルショットの順番付けをすることを
特徴としてもよい。

【００２２】また、本発明は、基板を搭載して移動可能
な基板ステージと、前記基板を所定の位置にアライメン
トするためのアライメント計測手段とを使用し、光学系
を介して、原板上の回路パターンを前記基板上に投影露
光する投影露光方法において、実際の露光に先立ち、前
記アライメント計測手段を用いて、前記基板上に既に露
光された先行レイヤの露光順序に対応させて、前記先行
レイヤのショット座標を計測し、これを複数回繰り返
し、平均することにより各ショット座標値を求めるショ
ット座標計測工程と、実際の露光に先立ち、アライメン
トシーケンスを実行し、各サンプルショット座標を計測
し、これを複数回繰り返し、平均することにより各サン
プルショット座標値を求めるサンプルショット座標計測
工程と、前記各ショット座標値と前記各サンプルショッ
ト座標値に基づいてオフセット量を算出するオフセット
量算出工程と、実際のアライメント計測の際、前記オフ
セット量に基づいて前記各サンプルショット座標値を補
正する工程と、を備えたことを特徴とする。前記ショッ
ト座標計測工程では、前記各ショット座標値として

【００２３】

【外１０】を求め、前記サンプルショット座標計測工程では、前記
各サンプルショット座標値として

【００２４】

【外１１】を求め、前記オフセット量算出工程では、前記オフセッ
ト量として

【００２５】

【外１２】を算出することを特徴としてもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態及び作用】本発明の実施の形態で
は、第２レイヤ以降のグローバルアライメント計測時
の、計測誤差となりうる装置状態を、第１レイヤ露光時
の装置状態と全く同じに再現することで、アライメント
計測時の装置状態差を無くし、計測精度を高精度に保つ
ことを大きな特徴としている。

【００２７】まず、第１レイヤで露光が行われた際のシ
ョットの配列とステージステップ順序を記憶しておく。
次に第２レイヤでは、第１レイヤで焼かれたショットパ
ターンに対し、グローバルアライメントが行われるが、
その際、第１レイヤの露光で記憶したステージステップ
順序を考慮し次のように行われる。まず、グローバルア
ライメントの複数のサンプルショットが決定されると、
その計測順序は、第１レイヤ露光時のステップ順序に完
全に沿うように順番付けがされる。計測ショットへのス
テップ移動に関しては、ウエハステージは直接計測ショ
ットへはステップ移動せず、一旦、サンプルショットの
第１レイヤ露光時の直前のショットにステップする。こ
の直前ショットではステージがステップするだけで、何
の計測も行われない。その後、サンプルショットにステ
ップして、実際のショット計測が行われる。このように
して全アライメント計測が、第１レイヤのステップ順に
沿って行われると、その計測値を統計処理し、ウエハの
シフト、倍率、ローテーション誤差を算出し、この誤差
を考慮して座標系を補正した後、第２レイヤの露光が行
われる。第２レイヤ以降のレイヤのアライメント計測に
対しても、全く同様のことが行われる。

【００２８】本発明では、このような手段を用いること
により、第２レイヤ以降におけるサンプルショット計測
の際、計測誤差の原因となりうる前述の本体構造体の微
少変形、ステージステップによる装置各部の揺動、ステ
ージ位置計測用のレーザ干渉計光路の微少温度変化を、
第１レイヤで焼いた状態と全く同じに再現することが可
能になるため、先行レイヤに対するサンプルショット計
測誤差が０になり、従ってアライメント計測を高精度に
行うことを可能にする。

【００２９】また、本発明は、前記投影露光装置または
投影露光方法を使用して半導体デバイスを製造する場合
にも適用することができ、前記投影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半導体デバイス
製造方法にも適用可能であり、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していて
もよく、前記投影露光装置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ことを特徴としてもよい。

【００３０】また、本発明は、前記投影露光装置を含む
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
た半導体製造工場にも適用可能である。

【００３１】また、本発明は、半導体製造工場に設置さ
れた前記投影露光装置の保守方法であって、前記投影露
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へのアクセスを許可
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してもよい。

【００３２】また、本発明は、前記投影露光装置におい
て、ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、
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こと
を特徴としてもよく、前記ネットワーク用ソフトウェア
は、前記投影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投影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ことが望ましい。

【００３３】

【実施例】（第１の実施例）以下、本発明の第１の実施
例について説明する。まず、本発明が適用される実施例
に係る投影露光装置（スキャナの場合）について、その
主要部を図３を用いて説明する。

【００３４】同図において、１は照明系であり、不図示
の超高圧水銀ランプ、ＫｒＦ、ＡｒＦ、Ｆ₂エキシマレ
ーザ、等の光源からの光を照明光学系を介し、Ｃｒ蒸着
された回路パターンが形成されている原板としてのレチ
クル２を所定波長の照明光で照明する。３はレチクル２
をステージ上に固定し、ｙ方向にスキャン移動可能なレ
チクルステージであり、その位置はレーザ干渉計５とス
テージ３上のミラー４により、常にモニタされている。
９は露光装置の各ユニットを支持している本体構造体で
あり、同図ではその断面が斜線で表されている。

【００３５】６はレチクル２の回路パターン像を基板と
してのウエハ１８に投影する投影レンズであり、７は投
影レンズ６の気圧及び露光による結像性能変化を補正す
る為の周知のレンズ駆動ユニットである。８は投影レン
ズ６から一定距離離れて本体構造体９に固定されたオフ
アクシス（Off-Axis）によるアライメントスコープであ
る。２１はＴＴＬ（Through The Lens）にてアライメン
ト計測を行うＴＴＬアライメントスコープであり、２２
はプローブ光、及びウエハ１８からの反射光を４５度に
折り曲げるためのミラーである。実際のグローバルアラ
イメントの際には、プロセスにより、どちらかのスコー
プを選択し、各サンプルショット座標がオフアクシスス
コープ８、もしくはＴＴＬスコープ２１により計測さ
れ、統計処理が施され、露光のための補正座標系が決定
される。

【００３６】本体構造体９はマウント１０，１１によっ
て支えられている。本実施例では、マウント１０，１１
の水平、及び垂直のアクチュエータが、本体の加速度、
及び変位信号等でフィードバック制御することにより、
制振除振機能を実現しているものとする。マウント１
０，１１は図では２台示しているのみであるが、通常４
台もしくは３台で本体を支持している。

【００３７】１２，１３は、周知のフォーカス・ウエハ
チルト検出器である。検出器１２はウエハ１８の表面に
低角度で光ビームを照射し、検出器１３はその反射光を
光電検出することにより、投影レンズ６のフォーカス位
置とウエハ１８の傾きを検出する。そして、この検出器
１２，１３を用いて、ショット毎、あるいはウエハ毎
に、後述するウエハステージのフォーカス・チルト駆動
機構により、ウエハ１８のΖ方向の位置合わせがなされ
る。

【００３８】１５はウエハ１８を搭載してチルト及びθ
Ｚ方向に粗微動可能なθＺチルトステージであり、１９
はｘ及びｙ方向に粗微動可能なｘｙステージであり、ウ
エハステージは、θΖチルトステージ１５とｘｙステー
ジ１９とにより構成されていて６自由度に粗微動可能で
ある。そして、その位置はθＺチルトステージ１５に取
り付けられたバーミラー１７、本体構造体９に取り付け
られたレーザ干渉計１４によって常にモニタされてい
る。本露光装置の例は、スキャナタイプなので、投影レ
ンズ６の縮小倍率が１／４の場合は、レチクルステージ
３とウエハｘｙステージ１９は、４対１の速度比で同期
走査される。

【００３９】これら主要ユニットを含め、露光装置全体
のコントロールはメインコントロールユニット２０が司
っている。メインコントロールユニット２０は、露光を
行う際、ウエハ１８上のショット配列とその露光順序を
記憶しておくショット配列・露光順序記憶と、回路パタ
ーンが焼き付けられたウエハ１８に対しグローバルアラ
イメントを行う際、複数のサンプルショットの計測順序
として、ウエハ１８の既に行われた先行レイヤの露光順
序に対応させて順番付けをするサンプルショット計測順
序付け等、も行う。以上が本発明が適用される実施例に
係る投影露光装置の概要である。

【００４０】次に、本発明の第１の実施例に係る投影露
光方法について、図１を用いて、具体的に説明する。図
１は、ノッチタイプのウエハに対し、第１レイヤで５２
ショットレイアウトで露光が行われ、必要なプロセス処
理を経た後、第２レイヤの露光に移る直前のウエハ３０
を示している。図１において、各ショットの中に描かれ
ている数字は、第１レイヤで露光したショット順序を示
している。つまり、ウエハ３０右上端の第１ショットか
ら開始（start ）し、細線矢印に従い、第２，３，４，
５・・・と露光が行われ、ジグザグ模様で進みながら、
最終的にウエハ３０右下端の第５２ショットで終了（en
d ）となるようなステップ順序である。このようなステ
ップ順序をｘ主体ステップという。

【００４１】このウエハ３０に対し、第２レイヤの処理
が行われる。本実施例では、スループット向上のため
に、サンプルショットを４ショットとして説明する。通
常、サンプルショットは、アライメント計測値異常とな
るのを避けるため、レイアウト最外周のショットを除
き、かつ統計処理を高精度にて行うため、各ショットス
パンが最大になるようなショットが選択される。このよ
うな条件を満たせば、どのショットをサンプルショット
に選択しても構わないが、本実施例では第７，２５，３
３，４５ショットをサンプルショットに選択するとす
る。前述したが、サンプルショット数が少なくなると、
高速なステージが大きな距離を移動することにより、さ
まざまな弊害が生ずる。例えば、本体構造体９の微少変
形、ステージステップによる装置各部の揺動、ステージ
位置計測用のレーザ干渉計光路の微少温度変化、等であ
る。これらは全て、サンプルショット計測時のエラーと
して計測値に乗ってしまうため、アライメントの精度を
著しく低下させる。特に、本実施例のようにサンプルシ
ョット数が少ない場合は、統計処理の際の平均化効果が
低減されるため、１ショットでも大きな計測エラーが乗
ると、それがアライメントエラーに大きく効いてくる。

【００４２】以下に具体的な数値を示して説明する。サ
ンプルショットの設計上の座標値を（ｘi ，ｙi ）、
（ここで、i ＝１〜４、もしくは１〜８）とし、サンプ
ルショットの計測座標値を（Ｘi ，Ｙi ）、（ここで、
i ＝１〜４、もしくは１〜８）とする。前述したよう
に、ウエハのショット配列座標は、（１）ウエハの回転成分（Ｒx ，Ｒy ）（２）ウエハの倍率成分（Ｍx ，Ｍy ）（３）ウエハのシフト成分（Ｓx ，Ｓy ）の配列成分が含まれており、これを考慮すると、サンプ
ルショットの計測座標値は次のような１次式にモデル化
できる。Ｘi ＝ａｘi ＋ｂｙi ＋ｃＹi ＝ｄｘi ＋ｅｙi ＋ｆここで、i ＝１，．．．４、または１，．．．８であ
る。

【００４３】そして、このモデル式に含まれる各ａ〜ｆ
の６つの係数は、最小二乗法により求めらる。つまり、 Δｘi ＝Ｘi −（ａｘi ＋ｂｙi ＋ｃ） Δｙi ＝Ｙi −（ｄｘi ＋ｅｙi ＋ｆ）として、アライメント誤差（Δｘi ，Δｙi ）を定義し
たとき、この二乗和が最小になるようにａ〜ｆを算出す
る。ここで、アライメント誤差とは、ウエハのショット
配列が上記の６つの配列成分では表現できない非線形な
誤差と、アライメントスコープが、前述したように高速
ステージが大きな距離をステップすることによって、だ
まされてしまう誤差の両方を含んでいる。

【００４４】このモデル式を用いたシミュレーションを
行うと、サンプルショット数が少ない場合、１ショット
でも大きな計測エラーが乗ると、それがアライメント誤
差として大きく効いてくる例を示すことができる。

【００４５】今、適当なサンプルショット計測座標値に
対し、第１サンプルショットのＸ座標を計測する際、ア
ライメントスコープが先述したような要因によってだま
されて、誤差が乗ったとする（誤差は単位量）。これを
４ショットサンプルの場合と８ショットサンプルの場合
で、シミュレーションすると、表１のようにウエハの各
配列成分が算出できる。この表１はアライメント計測に
誤差が入った際の、ウエハ上の各配列成分のシミュレー
ション結果を示す。

【００４６】

【表１】このように、４ショットサンプルでは、同じ第１ショッ
トのＸ計測時のアライメントスコープだまされ量に対
し、２〜２倍強の効き率で配列成分が大きく算出されて
しまい、これがそのままアライメント誤差として生じて
しまうことがわかる。従って、本実施例ではこのような
場合でも、スループットの低減を最小限に抑えて、アラ
イメント精度の向上を図るために以下のような手段をと
る。

【００４７】前述したように、アライメント誤差（Δｘ
i ，Δｙi ）とは、ショット配列誤差とスコープだまさ
れ誤差の両方が含まれている。本実施例では後者の誤差
を０にすることを目的にしている。

【００４８】従って、アライメント計測の際、スコープ
だまされ誤差の原因となるサンプルショット計測時の本
体構造体の微少変形、ステージステップによる装置各部
の揺動、ステージ位置計測用のレーザ干渉計光路の微少
温度変化を、第１レイヤが焼かれたときと全く同じ状態
に再現することができれば、スコープ計測時のだまされ
誤差を原理的に０にすることが可能になる。図１におい
て、第１レイヤ露光時のステージステップ順は、細線矢
印の順なので、サンプルショットの計測も第７，２５，
３３，４５ショットの順となる。そして、各サンプルシ
ョットは、単純にこのショット順で計測したのでは、そ
の前のステージステップ動作が第１レイヤの露光時と全
く異なる。これを回避するため、各サンプルショットを
計測する前に、一旦ステージは、先行レイヤである第１
レイヤの露光順序における直前ショットにダミーステッ
プする。つまり、第７ショットを計測する際、一旦ステ
ージは、第１レイヤの露光順序における直前ショットで
ある第６ショットにダミーステップした後、第７ショッ
トにステップし、その座標値が計測される。同様にし
て、第２５ショットを計測する際、一旦ステージは第２
４ショットにダミーステップする。第３３，４５ショッ
トの計測も全く同様で、一旦ステージは第３３ショット
にあっては第１レイヤの露光順序における直前ショット
である第３２ショットにダミーステップした後、第４５
ショットにあっては第４４ショットにダミーステップし
た後、計測ショットにステップし、その座標値が計測さ
れる。

【００４９】この結果、アライメント計測時のステージ
のステップ順は、太線矢印のように従来のステップとは
異なり、ジグザグを描いたものになるが、アライメント
計測時の装置状態を第１レイヤ露光時の装置状態と全く
同じに再現できるため、アライメントスコープ計測だま
されによる誤差成分を０にすることが可能となり、計測
ショット数を減らしてもアライメント精度を高精度に保
つことが可能になる。次に、本実施例に係る装置または
方法を用いた際のスループットについて簡単に説明す
る。

【００５０】本実施例では、サンプリングショットを計
測する前に、一旦第１レイヤの露光順序における直前シ
ョットにダミーステップするが、このことによるスルー
プットの低減は次のように最小限に抑えることが可能で
ある。

【００５１】例を使って説明する。サンプルショット数
が８ショットで、スループット１００枚／時間の装置が
あった場合、１枚の処理時間は３６ｓｅｃ（秒）であ
る。サンプルショットのｘｙ座標値計測時間が１ｓｅｃ
とした場合、サンプルショット数を４ショットとする
と、１枚の処理時間は３２ｓｅｃとなり、スループット
が１１２枚／時間になる。ここまでは、前述の例と全く
同様である。

【００５２】ここで、サンプルショットの計測の前に、
ステージが一旦第１レイヤ露光時の直前ショットにステ
ップした後、計測ショットにステップしたとすると、こ
こで１ステップ分の計測時間が余計にかかる。通常アラ
イメント計測時間は、ｘ座標を計測した後、ステージが
ショット内を所定距離ステップしてｙ座標を計測する
（あるいは、その逆もある）。また、アライメントマー
クの計測時間も通常、数１０ｍｓｅｃかかる為、ステー
ジが単純にステップするのに要する時間は、サンプルシ
ョットの計測時間よりも短く１／３程度になる。従っ
て、この場合１ステップ分余計にかかる時間は３５０ｍ
ｓｅｃ程度と見積もることができる。従って、４ショッ
ト分余計にかかる時間が０．３５ｓｅｃ×４＝１．４ｓ
ｅｃ、ウエハ１枚処理する時間が３２ｓｅｃ＋１．４ｓ
ｅｃ＝３３．４ｓｅｃとなり、スループットは３６００
ｓｅｃ／３３．４ｓｅｃ＝１０７枚となる。

【００５３】この１０７枚という数字は、サンプル数が
従来のサンプルショット数４のスループットよりも５枚
程度低いが、アライメント精度を高精度に保った上で、
サンプルショット数が８ショットのスループットより
も、依然として７枚程度上回っているため、本発明の優
位性はここでも見出されている。

【００５４】本実施例では、第１レイヤ露光時の露光順
序を図１に示すように、単純に仮定したため、アライメ
ントの方法は前述してきたような方法になったが、第１
レイヤがもっと複雑なステージステップを行っても、第
２レイヤのアライメント方法は、これに依存して全く同
様にして行われる。

【００５５】また、本実施例では、第１レイヤに対する
第２レイヤ処理時のアライメント方法を説明してきた
が、これは全く同様にして第１レイヤに対する第３レイ
ヤ、第１レイヤに対する第４レイヤ、・・・というよう
に他のレイヤにも適用可能である。あるいは、直前レイ
ヤにおける装置状態を基準にして、直前レイヤに対する
現在のレイヤ処理としてアライメントを行う場合も全く
同様な結果になる。つまり、全プロセスが終了するま
で、一貫してアライメント計測時の装置状態を常に一定
に保つことができれば良いのであって、どの先行レイヤ
を基準にとっても構わない。

【００５６】（第２の実施例）第１の実施例では、サン
プルショット数を４ショットとして考えてきたが、ショ
ット数は、前述のモデル式からも分かるように最低限３
ショットあれば良い。なぜならば、次のモデル式、Ｘi ＝ａｘi ＋ｂｙi ＋ｃＹi ＝ｄｘi ＋ｅｙi ＋ｆ（ここで、i ＝１，２，３である。）からも明らかなように、未知数がａ〜ｆの６個なので、
最低限６個の連立方程式があれば、未知数が求められる
ということに基づいている。このように本実施例では、
更なるスループット向上のためサンプルショットを３シ
ョットにした場合の例を示す。

【００５７】図２は、本発明の第２の実施例に係るノッ
チタイプのウエハに対し、第１レイヤで５２ショットレ
イアウトで露光が行われ、必要なプロセス処理を経た
後、第２レイヤの露光に移る直前のウエハ４０を示して
いる。図２において、各ショットの中に描かれている数
字は、第１レイヤで露光したショット順序を示してい
る。つまり、ウエハ４０右上端の第１ショットから開始
（start ）し、細線矢印に従い、第２，３，４，５・・
・と露光が行われ、ジグザグ模様で進みながら、最終的
にウエハ４０右下端の第５２ショットで終了（end ）と
なるようなステップ順序である。ここまでは、第１の実
施例と同様である。このウエハ４０に対し、第２レイヤ
の処理が行われる。

【００５８】本実施例では、サンプルショットが３ショ
ットであるため、アライメント計測値異常となるのを避
け、かつ、レイアウト最外周のショットを除き、かつ、
各ショットスパンが最大になるよう、第７，３６，４１
ショットをサンプルショットに選択するとする。そし
て、第１レイヤ時のステージステップ順は、細線矢印の
順なので、サンプルショットの計測順も第７，３６，４
１ショットとなる。各サンプルショット計測時、装置全
体の状態を第１レイヤ露光時と全く同じに再現するため
に、各サンプルショットを計測する前に、一旦ステージ
は、第１レイヤの露光順序における直前ショットにダミ
ーステップする。つまり、第７ショットを計測する際、
一旦ステージは、第１レイヤの露光順序における直前シ
ョットである第６ショットにダミーステップした後、第
７ショットにステップし、その座標値が計測される。同
様にして、第３６ショットを計測する際、一旦ステージ
は第３５ショットにダミーステップする。第４１ショッ
トの計測も同様に一旦ステージは第４０ショットにダミ
ーステップする。

【００５９】このような手段により、アライメント計測
時の装置状態を第１レイヤ露光時の装置状態に再現でき
るため、第１レイヤの配列に対するアライメントスコー
プ計測だまされによる誤差成分を０にすることが可能と
なる。従って、計測ショット数を３にまで減らしても、
装置の再現性が確保されている限り、アライメント精度
を高精度に保つことが可能になる。

【００６０】次に、本実施例に係る方法を用いた際のス
ループットについて、第１の実施例と比較して説明す
る。第１の実施例では、サンプルショット数が４ショッ
トであって、計測の前に、ステージが一旦第１レイヤ露
光時の直前ショットにステップした後、計測ショットに
ステップする。この４ショット分余計にかかる時間が
０．３５ｓｅｃ×４＝１．４ｓｅｃ、ウエハ１枚処理す
る時間が３２ｓｅｃ＋１．４ｓｅｃ＝３３．４ｓｅｃと
なり、スループットは３６００ｓｅｃ／３３．４ｓｅｃ
＝１０７枚であった。

【００６１】本実施例では、サンプルショット数が３シ
ョットなので、余計にかかる時間が０．３５ｓｅｃ×３
＝１．０５ｓｅｃ、ウエハ１枚処理する時間が３２ｓｅ
ｃ＋１．０５ｓｅｃ＝３３．０５ｓｅｃとなり、スルー
プットは３６００ｓｅｃ／３３．０５ｓｅｃ＝１０９枚
となる。本実施例によれば、アライメント精度を高精度
に保った上で、第１の実施例の場合よりも２枚スループ
ットを増やすことが可能になる。

【００６２】また、通常グローバルアライメント計測で
は、先行レイヤのプロセスに依存して、サンプルショッ
ト計測に異常値が現れることがある。この処理は、サン
プルショットを多数定義している場合は、その異常値を
取り除いて、通常の統計処理が行われる。しかし、本発
明の実施例で説明したように、サンプルショット数が
３、もしくは４ショットの場合、１ショットでも計測異
常値があると、統計処理が不可能、もしくはアライメン
ト精度が大きく低下するという事態になる。この場合、
異常ショットの周辺ショットを代替ショットとして、再
びアライメント計測が行われる（以下代替アライメント
計測という）。つまり、本発明の実施例で説明してきた
ような手段を用いることにより、代替アライメント計測
においても、第１レイヤ露光時の装置の状態を全く同じ
に再現することが可能なため、アライメント精度を高精
度に保つことが可能である。スループットについても、
サンプルショットに計測値異常があった場合は、ウエハ
上の対象領域のアライメント計測が２回行われることに
なるが、本実施例に係る方法を用いれば、サンプルショ
ット数を可能な限り少なくできるため、スループットの
低下も従来ほどではない。

【００６３】（第３の実施例）前述の実施例では、第２
レイヤ以降のグローバルアライメント計測時の、計測誤
差となりうる装置の動的、静的な状態を、第１レイヤ露
光時と全く同じに再現するために、計測時のステージ動
作を第１レイヤ露光時と全く同じになるようにすること
で、装置状態差を無くし、計測精度を高精度に保つこと
を大きな特徴としている。

【００６４】これに対し、本実施例では、装置状態差を
無くするのではなく、予め、サンプルショット計測時の
装置の動的、静的状態から発生する計測誤差をオフセッ
ト量として算出し、これに基づき計測誤差を補正すると
いうものである。

【００６５】以下において、具体的に説明する。予めテ
ストレチクル等を用いて、所望のショット配列からなる
第１レイヤを露光する。次に、実プロセスで用いるアラ
イメントスコープでそのレジスト像を、第１レイヤ露光
時と全く同様なステージステップで全ショットを複数回
計測する。そして、それを平均し、各ショットの位置
（各ショット座標値）は、

【００６６】

【外１３】と算定する。その後、第２レイヤ露光時以降のアライメ
ントシーケンスを複数回繰り返し、サンプルショット位
置を計測する。そして、それを平均し、各サンプルショ
ットの位置（各サンプルショット座標値）は、

【００６７】

【外１４】と算定する。

【００６８】この計測値には、第１レイヤ露光時とアラ
イメント計測時の装置の状態差によるオフセットエラー
が含まれているため、

【００６９】

【数１】として、各サンプルショット座標値のオフセット量（エ
ラー）を算出する。

【００７０】第２レイヤ以降の実際のプロセスでは、ア
ライメント計測時のサンプルショット座標値にこのオフ
セット量を補正することで、装置状態差によるサンプル
ショット計測誤差を０にすることが可能になる。複数回
計測しそれを平均する上記各ショット座標値と各サンプ
ルショット座標値の算定、オフセット量の算出及びこの
オフセット量に基づく計測誤差の補正は、本実施例の場
合、図３に示したメインコントロールユニット２０が行
う。

【００７１】このように、アライメントスコープの各シ
ョット位置計測を再現性良く行うことが可能であり、本
実施例のような手段をとることも可能である。この場
合、前述した実施例とは異なり、アライメント計測時に
ステージのダミーステップを行う必要が無いため、スル
ープットの低下も無く、高精度なアライメント計測が可
能になる。

【００７２】（半導体生産システムの実施例）次に、本
発明に係る装置を用いた半導体デバイス（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。

【００７３】図６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は、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
でイントラネット等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１
０８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。

【００７４】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
であっても良いし、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）であっても良
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等を構築す
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１
０２〜１０４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にアクセスが可能となり、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
ーザだけにアクセスが許可となっている。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１０１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（Ｔ
ＣＰ／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
者からのアク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
へのアクセスを許可するようにしてもよい。

【００７５】さて、図７は本実施形態の全体システムを
図６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７では製
造工場２０１は１つだけ描いているが、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。

【００７６】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２１
１，２２１，２３１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２
１１，２２１，２３１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あり、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。

【００７７】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
ーバーなどである。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８に一例を示す様な画面のユーザインタフェースを
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、シリアルナンバー４０２、トラブルの件名４０
３、発生日４０４、緊急度４０５、症状４０６、対処法
４０７、経過４０８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フェー
スはさらに図示のごとくハイパーリンク機能４１０〜４
１２を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報に
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最
新のソフトウェアも提供する。

【００７８】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９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
（ウエハ製造）ではシリコン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。

【００７９】図１０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
縁膜を成膜する。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１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した投影露光装置によ
ってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。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あり、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。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、アライメント計測の
際、本体構造体の微少変形、ステージステップによる装
置各部の揺動、ステージ位置計測用のレーザ干渉計光路
の微少温度変化、等のスコープだまされ誤差の原因とな
るサンプルショット計測時の装置状態を、第１レイヤ、
もしくは先行レイヤが焼かれたときと全く同じ状態に再
現することができ、スコープ計測時のだまされ誤差を原
理的に０にすることが可能になる。この理屈に従って、
実施例で説明したような手段を用いることにより、サン
プルショット数を大幅に減らしても、アライメント精度
を高精度に維持することが可能となる。また、実際に本
発明が実施された場合でも、スループットの低減は最低
限にとどめることが可能である。本発明の実施に当たっ
ては、大幅な設計変更は不要であり、アライメントシー
ケンスソフトの改良だけで対応できるため、実施は極め
て簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の実施例に係るサンプ
ルショット（４ショット）とその計測順序とウエハステ
ージの動作順序の説明用平面図である。

【図２】本発明を適用した第２の実施例に係るサンプ
ルショット（３ショット）とその計測順序とウエハステ
ージの動作順序の説明用平面図である。

【図３】本発明を適用した実施例に係る投影露光装置
の主要なユニットを模式的に表した図である

【図４】従来のサンプルショットが８ショットの場合
の各ショットとその計測順の例を表す平面図である。

【図５】従来のサンプルショットが４ショットの場合
の各ショットとその計測順の例を表す平面図である。

【図６】本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの
生産システムをある角度から見た概念図である。

【図７】本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの
生産システムを別の角度から見た概念図である。

【図８】ユーザインタフェースの具体例である。

【図９】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１０】ウエハプロセスを説明する図である。

【符号の説明】

１：照明系、２：レチクル、３：レチクルステージ、
４：レチクルステージバーミラー、５：レチクルステー
ジレーザ干渉計、６：投影レンズ、７：結像性能補正ユ
ニット、８：オフアクシスアライメントスコープ、９：
本体構造体、１０，１１：マウント、１２，１３：フォ
ーカス・チルト検出器、１４：ウエハステージレーザ干
渉計、１５：θΖチルトステージ、１７：ウエハステー
ジバーミラー、１８：ウエハ、１９：ｘｙステージ、２
０：メインコントロールユニット、２１：ＴＴＬアライ
メントスコープ、２２：プローブ光折り曲げミラー、３
０：第１レイヤで５２ショットレイアウトで露光が行わ
れ、必要なプロセス処理を経た後、第２レイヤの露光に
移る直前のノッチウエハ、１０１：ベンダの事業所、１
０２，１０３，１０４：製造工場、１０５：インターネ
ット、１０６：製造装置、１０７：工場のホスト管理シ
ステム、１０８：ベンダ側のホスト管理システム、１０
９：ベンダ側のローカルエリアネットワーク（ＬＡ
Ｎ）、１１０：操作端末コンピュータ、１１１：工場の
ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、２００：外部
ネットワーク、２０１：製造装置ユーザの製造工場、２
０２：露光装置、２０３：レジスト処理装置、２０４：
成膜処理装置、２０５：工場のホスト管理システム、２
０６：工場のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、
２１０：露光装置メーカ、２１１：露光装置メーカの事
業所のホスト管理システム、２２０：レジスト処理装置
メーカ、２２１：レジスト処理装置メーカの事業所のホ
スト管理システム、２３０：成膜装置メーカ、２３１：
成膜装置メーカの事業所のホスト管理システム、４０
１：製造装置の機種、４０２：シリアルナンバー、４０
３：トラブルの件名、４０４：発生日、４０５：緊急
度、４０６：症状、４０７：対処法、４０８：経過、４
１０，４１１，４１２：ハイパーリンク機能。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を搭載して移動可能な基板ステージ
と、前記基板を所定の位置にアライメントするためのア
ライメント計測手段とを有し、光学系を介して、原板上
の回路パターンを前記基板上に投影露光する投影露光装
置において、露光を行う際、前記基板上のショット配列とその露光順
序を記憶しておくショット配列・露光順序記憶手段と、前記基板上のショットのうちいくつかのサンプルショッ
トを計測し、前記基板のアライメントを行う際、前記サ
ンプルショットの計測順序として、前記基板上に既に露
光された先行レイヤの前記露光順序に対応させて順番付
けをするサンプルショット計測順序付け手段と、前記基板ステージによる前記サンプルショットへのステ
ップ移動に関しては、前記サンプルショットの前記先行
レイヤの露光順序における直前ショットにダミーステッ
プし、その後、前記サンプルショットにステップして、
実際の計測を行うサンプルショット計測手段と、を備え
たことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】前記サンプルショット計測順序付け手段
は、前記回路パターンが焼き付けられた前記基板のグロ
ーバルアライメントを行う際、前記サンプルショットの
順番付けをすることを特徴とする請求項１に記載の投影
露光装置。
【請求項３】基板を搭載して移動可能な基板ステージ
と、前記基板を所定の位置にアライメントするためのア
ライメント計測手段とを有し、光学系を介して、原板上
の回路パターンを前記基板上に投影露光する投影露光装
置において、実際の露光に先立ち、前記アライメント計測手段を用い
て、前記基板上に既に露光された先行レイヤの露光順序
に対応させて、前記先行レイヤのショット座標を計測
し、これを複数回繰り返し、平均することにより各ショ
ット座標値を求めるショット座標計測手段と、実際の露光に先立ち、アライメントシーケンスを実行
し、各サンプルショット座標を計測し、これを複数回繰
り返し、平均することにより各サンプルショット座標値
を求めるサンプルショット座標計測手段と、前記各ショット座標値と前記各サンプルショット座標値
に基づいてオフセット量を算出するオフセット量算出手
段と、実際のアライメント計測の際、前記オフセット量に基づ
いて前記各サンプルショット座標値を補正する手段と、
を備えたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項４】前記ショット座標計測手段は前記各ショ
ット座標値として【外１】を求め、前記サンプルショット座標計測手段は、前記各
サンプルショット座標値として【外２】を求め、前記オフセット量算出手段は、前記オフセット
量として【外３】を算出することを特徴とする請求項３に記載の投影露光
装置。
【請求項５】基板を搭載して移動可能な基板ステージ
と、前記基板を所定の位置にアライメントするためのア
ライメント計測手段とを使用し、光学系を介して、原板
上の回路パターンを前記基板上に投影露光する投影露光
方法において、露光を行う際、前記基板上のショット配列とその露光順
序を記憶しておくショット配列・露光順序記憶工程と、前記基板上のショットのうちいくつかのサンプルショッ
トを計測し、前記基板のアライメントを行う際、前記サ
ンプルショットの計測順序として、前記基板上に既に露
光された先行レイヤの前記露光順序に対応させて順番付
けをするサンプルショット計測順序付け工程と、前記基板ステージによる前記サンプルショットへのステ
ップ移動に関しては、前記サンプルショットの前記先行
レイヤの露光順序における直前ショットにダミーステッ
プし、その後、前記サンプルショットにステップして、
実際の計測を行うサンプルショット計測工程と、を備え
たことを特徴とする投影露光方法。
【請求項６】前記サンプルショット計測順序付け工程
では、前記回路パターンが焼き付けられた前記基板のグ
ローバルアライメントを行う際、前記サンプルショット
の順番付けをすることを特徴とする請求項５に記載の投
影露光方法。
【請求項７】基板を搭載して移動可能な基板ステージ
と、前記基板を所定の位置にアライメントするためのア
ライメント計測手段とを使用し、光学系を介して、原板
上の回路パターンを前記基板上に投影露光する投影露光
方法において、実際の露光に先立ち、前記アライメント計測手段を用い
て、前記基板上に既に露光された先行レイヤの露光順序
に対応させて、前記先行レイヤのショット座標を計測
し、これを複数回繰り返し、平均することにより各ショ
ット座標値を求めるショット座標計測工程と、実際の露光に先立ち、アライメントシーケンスを実行
し、各サンプルショット座標を計測し、これを複数回繰
り返し、平均することにより各サンプルショット座標値
を求めるサンプルショット座標計測工程と、前記各ショ
ット座標値と前記各サンプルショット座標値に基づいて
オフセット量を算出するオフセット量算出工程と、実際のアライメント計測の際、前記オフセット量に基づ
いて前記各サンプルショット座標値を補正する工程と、
を備えたことを特徴とする投影露光方法。
【請求項８】前記ショット座標計測工程では、前記各
ショット座標値として【外４】を求め、前記サンプルショット座標計測工程では、前記
各サンプルショット座標値として【外５】を求め、前記オフセット量算出工程では、前記オフセッ
ト量として【外６】を算出することを特徴とする請求項７に記載の投影露光
方法。
【請求項９】請求項１〜４のいずれかに記載の投影露
光装置または請求項５〜８のいずれかに記載の投影露光
方法を使用して半導体デバイスを製造することを特徴と
する半導体デバイス製造方法。
【請求項１０】請求項１〜４のいずれかに記載の投影
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。
【請求項１１】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ことを特徴とする
請求項１０に記載の半導体デバイス製造方法。
【請求項１２】前記投影露光装置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ことを特徴とする請求項
１１に記載の半導体デバイス製造方法。
【請求項１３】請求項１〜４のいずれかに記載の投影
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
ことを可能にしたことを特徴とする半導体製造工場。
【請求項１４】半導体製造工場に設置された請求項１
〜４のいずれかに記載の投影露光装置の保守方法であっ
て、前記投影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への
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
る投影露光装置の保守方法。
【請求項１５】請求項１〜４のいずれかに記載の投影
露光装置において、ディスプレイと、ネットワークイン
タフェースと、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、投影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
とを可能にしたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１６】前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記投影露光装置が設置された工場の外部ネットワーク
に接続され前記投影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
ことを可能にすることを特徴とする請求項１５に記載の
投影露光装置。