JP2002110526A - 走査露光方法及び走査露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期精度を悪化させることなく走査露光時に
必要となる整定距離を短縮し、全体としてスループット
を向上させる。 【解決手段】 基板としてのウエハＷを載せたウエハス
テージ１の加速終了時から走査露光開始までに必要とな
る該ウエハステージ１の同期整定距離を、該ウエハステ
ージ１の実際の位置に応じた目標位置に対するレチクル
ステージの位置ずれ量である同期誤差が許容値以内に収
まるまでの時間（同期整定時間という）に基づいて設定
し、原版であるレチクルＲに形成された転写用のパター
ンの一部をウエハＷ上に投射した状態で、レチクルＲ、
及びウエハＷを同期して移動することによって、ウエハ
Ｗ上の各ショット領域にそれぞれレチクルＲのパターン
を逐次転写露光する。

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
表示素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程
で、原版としてのレチクル上のパターンを基板としての
ウエハ上に露光する為の露光方法、及び露光装置に関
し、特にレチクル上のパターンの一部をウエハ上に投影
した状態でそのレチクルとそのウエハとを同期走査して
そのレチクルのパターンをそのウエハ上の各ショット領
域に逐次転写するステップ・アンド・スキャン方式の走
査露光方法及び走査露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば半導体素子、液晶表示
素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、または薄膜磁気ヘッド等
を製造する為のフォトリソグラフィ工程では、マスクと
してのレチクルに形成されたパターンを感光性の基板と
してのウエハ上に露光するステッパ等の一括露光型の投
影露光装置が使用されている。最近では、半導体素子の
チップが大型化する傾向があり、レチクル上のより大き
な面積のパターンをウエハ上に露光する必要から、レチ
クルとウエハとを同期して走査することで、投影光学系
の照野フィールド（静止状態でのパターンの露光領域）
より広い範囲の領域を露光することが可能な、ステップ
・アンド・スキャン方式の投影露光装置が多く利用され
ている。

【０００３】さて、一括露光型の投影露光装置では、露
光対象のショット領域を照野フィールドヘステッピング
移動する動作と、そのショット領域とレチクルとを位置
合わせする位置決め動作と、そのショット領域へ露光す
る動作とが繰り返される。これに対して、ステップ・ア
ンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置
においては、次のショット領域の走査開始位置までウエ
ハステージをステッピングしてウエハステージ及びレチ
クルステージの走査を開始し、露光開始位置でそれぞれ
所定の走査速度になるように加速した後、レチクルステ
ージとウエハステージとの相対位置を高い位置決め精度
で整定し、露光光の照射を開始して所定の走査速度でレ
チクルステージ、及びウエハステージを駆動して走査露
光を行う。走査露光が終了した後は、次ショットへの非
露光軸ステップを開始すると同時に、走査露光開始前に
ウエハステージを整定させるために必要な距離だけ走査
させてその後減速する。そして、露光軸に対する走査が
完了したならば走査方向を反転させ、次ショットの走査
露光を開始するという一連の動作が繰り返される。走査
露光が開始される前に必要となる整定距離は、ウエハス
テージの加速後に発生する振動が露光に支障がない許容
範囲に収まるまでに必要な時間（整定時間）とスキャン
スピードの積により求められる。

【０００４】現状では、この整定時間は加速終了時から
同期誤差を測定して、この誤差が許容範囲内に収まるま
での時間を計測し、その値にマージンを加算して余裕を
持たせた値を使用している。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】上記のように従来
の走査露光型の投影露光装置においては、走査露光時の
レチクルステージ、及びウエハステージのそれぞれの同
期整定時間が予め計測された整定時間にマージンを加算
した値、つまり整定時間の最悪値に基づいて決定されて
いた。しかし、実際の露光時には、露光速度やハード的
な要因、さらにはウエハステージの駆動源であるリニア
モータコイルの推力がウエハステージの駆動座標値によ
って微妙に異なっているなどの要因により、同期精度が
許容範囲内に収まるまでの時間が従来使用していた整定
時間よりかなり短い場合もありうる。このような場合に
も現状では整定時間の最悪値をもとに整定距離を決定し
ているため、無駄な走査距離が発生し、スループットの
向上が妨げられる要因になっていた。

【０００６】本発明では、走査露光方式での露光におい
て、同期精度を悪化させることなく走査露光時に必要と
なる整定距離を短縮し、全体としてスループットを向上
できる走査露光方法及び走査露光装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、原版に形成された転写用のパターンの一
部を基板上に投射した状態で、前記原版、及び前記基板
を同期して移動することによって、前記基板上の各ショ
ット領域にそれぞれ前記原版のパターンを逐次転写露光
する露光方法において、前記基板を載せた基板ステージ
の加速終了時から走査露光開始までに必要となる該基板
ステージの同期整定距離を、該基板ステージの実際の位
置に応じた目標位置に対する原版ステージの位置ずれ量
である同期誤差が許容値以内に収まるまでの時間（同期
整定時間という）に基づいて設定することを特徴とし、
前記基板を載せた基板ステージの加速終了時から走査露
光開始までに必要となる該基板ステージの同期整定距離
を、走査速度、走査加速度、露光速度、ステップ速度、
ステップ加速度、及び前記基板上のショットレイアウト
のうちのいずれかに基づく条件によって適宜最適な距離
に調整することを特徴としてもよい。

【０００８】また、本発明は、前記基板を載せた基板ス
テージの加速終了時から走査露光開始までに該基板ステ
ージの実際の位置に応じた目標位置に対する原版ステー
ジの位置ずれ量である同期誤差が許容値以内に収まるま
での時間（同期整定時間という）を予め様々な条件のも
とで計測し、走査露光開始前に前記同期整定時間と走査
露光速度の積により整定距離を求め、最適な同期整定距
離で走査露光を行うことを特徴としてもよく、予め複数
条件のもと計測された前記同期整定時間を、記憶媒体内
のファイルや不揮発性のメモリ内に保持し、この記憶さ
れている同期整定時間を露光条件やハード要因によって
適宜使用することが望ましい。

【０００９】また、本発明は、転写用のパターンが形成
された原版を移動する原版ステージと、該原版ステージ
に同期して基板を移動する基板ステージを備え、前記原
版のパターンの一部を前記基板上に投射した状態で前記
原版ステージ、及び前記基板ステージを介して前記原版
及び前記基板を同期して移動することにより、前記基板
の各ショット領域に前記原版パターンを逐次転写露光す
る走査型の露光装置において、前記基板ステージの加速
終了後から該基板ステージの実際の位置に応じた目標位
置に対する前記原版ステージの位置ずれ量である同期誤
差がある許容範囲内に収まるまでの時間（同期整定時間
という）を計測する計測手段と、前記計測手段で計測さ
れた複数のパターンの同期整定時間を保持できるような
記憶手段と、前記基板ステージの加速終了時から走査露
光開始までに必要となる該基板ステージの同期整定距離
を、前記同期整定時間に基づいて設定する制御手段と、
を有することを特徴とし、前記制御手段は、走査速度、
走査加速度、露光速度、ステップ速度、ステップ加速
度、及び基板上のショットレイアウトのうちのいずれか
に基づく条件によって走査露光時に必要となる前記同期
整定時間を適宜切り替え、最適な同期整定距離を計算す
ることができ、上記いずれかの投影露光方法を用いた投
影露光装置とすることも可能である。

【００１０】より具体的には、本発明に係る露光方法
は、レチクルＲに形成された転写用のパターンの一部を
ウエハＷ上に投射した状態で、そのレチクルＲ及びその
ウエハＷを同期して移動することによって、そのウエハ
Ｗ上の各ショット領域にそれぞれのレチクルＲのパター
ンを逐次転写露光する露光方式において、前記ウエハＷ
を載せたウエハステージ１の加速終了時から走査露光開
始までに必要となる同期整定距離を、露光時の走査速度
や前記ウエハＷ上のショットレイアウトなどの条件によ
って適宜最適な距離に調整して走査露光を行うものであ
る。ショットレイアウトによる影響は、特にウエハステ
ージ１が改行する際に顕著に現れる為、改行時に露光す
るショットに関しては他のショットより長めに同期整定
時間を設定しておく方法も考えられる。

【００１１】また、ウエハステージ１が加速終了してか
ら同期誤差がある許容範囲内に収まるまでの期間、いわ
ゆる同期整定時間を様々な条件のもとで事前に計測し、
走査露光開始前に前記同期整定時間と走査露光速度の積
により整定距離を求め、最適な同期整定距離で走査露光
を行う。

【００１２】露光速度やレイアウトの違いなど、様々な
露光条件のもと計測された前記同期整定時間を、記憶媒
体内のファイルや不揮発性のメモリ内に保持し、この記
憶されている同期整定時間を露光条件やハード要因によ
って適宜切り替えて使用することで最適な同期整定距離
で露光を行う。

【００１３】また、本発明による走査露光装置は、転写
用のパターンが形成されたレチクルＲを移動するレチク
ルステージ７と、該レチクルステージ７に同期してウエ
ハＷを移動するウエハステージ１を備え、前記レチクル
Ｒのパターンの一部を前記ウエハＷ上に投射した状態で
前記レチクルステージ７、及び前記ウエハステージ１を
介して前記レチクルＲ及び前記ウエハＷを同期して移動
することにより、前記ウエハＷの各ショット領域に前記
レチクルＲのパターンを逐次転写露光する走査型の露光
装置において、ウエハステージ１の加速終了後から同期
誤差がある許容範囲内に収まるまでに経過した時間を計
測する制御部２１内の計測手段２２と、前記計測手段で
計測された複数パターンの同期整定時間を保持するため
の記憶手段２４と、露光速度やウエハＷ上のショットレ
イアウトなどによって、走査露光時に必要となる同期整
定時間を切り替え、最適な同期整定距離での露光を可能
とする制御部２１内の制御手段２３と、を有しているの
で、本発明の露光方法が可能である。

【００１４】また、本発明は、上記いずれかの走査露光
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
さらに有することが望ましく、前記走査露光装置のベン
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が好ま
しい。

【００１５】また、本発明は、上記いずれかの走査露光
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り、半導
体製造工場に設置された上記いずれかの走査露光装置の
保守方法であって、前記走査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
走査露光装置の保守方法にも適用できる。

【００１６】また、本発明は、上記いずれかの走査露光
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、走査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
可能にしてもよく、前記ネットワーク用ソフトウェア
は、前記走査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走査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。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態の一例につき、図面を参照して説明す
る。本例は、原版としてのレチクル及び基板としてのウ
エハを投影光学系に対して同期して走査することによ
り、レチクル上のパターンをそのウエハ上の各ショット
領域に逐次転写露光する、ステップ・アンド・スキャン
方式の投影露光装置で露光する場合に本発明を適用した
ものである。

【００１８】図１は、本実施形態に係る投影露光装置の
概略構成を示し、この図１において、光源、照明光の形
状を整形する可変の視野絞り、及びコンデンサレンズ等
を含む照明光学系ＳＬから射出された照明光ＩＬがレチ
クルＲ上のスリットの照明領域を均一な照度分布で照明
し、レチクルＲ上の照明領域内のパターンを投影光学系
ＵＬを介して投影倍率α（例えばα＝１／４）で反転縮
小した像がウエハＷ上のスリット状の照野フィールドに
投影露光される。照明光ＩＬとしては、例えばＫｒＦエ
キシマレーザ光やＡｒＦエキシマレーザ光、あるいは超
高圧水銀ランプの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線など）が用
いられる。

【００１９】レチクルＲは、レチクルステージ７に載置
されている。また、レチクルステージ７は、投影光学系
ＵＬの光軸に垂直な平面内で２次元的に微動してレチク
ルＲを位置決めするとともに、ウエハステージ１と同期
を取りながら走査する。また、レチクルステージ７は走
査方向にレチクルＲのパターン領域の全面が少なくとも
照明領域を横切ることが出来るだけのストロークを有し
ている。また、レチクルステージ７の端部には、外部の
レーザ干渉計２８からレーザビームを反射するミラー８
が固定されており、レチクルステージ７の位置は、レー
ザ干渉計２８により常時モニタされている。レーザ干渉
計２８からのレチクルステージ７の位置情報は制御部２
１に供給されている。制御部２１はその位置情報に基づ
き、レチクルステージ駆動部２６を介して、レチクルス
テージ７の位置及び速度を制御している。

【００２０】一方、ウエハＷはウエハステージ１上の吸
着版の上に載置される。ウエハステージ１により、ウエ
ハＷ上の各ショット領域ヘステップする動作とスキャン
する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作
が行われる。垂直方向への移動やチルト方向の移動も制
御部２１がウエハステージ１を制御することにより行っ
ている。また、ウエハステージ１の端部にはレーザ干渉
計２７からのレーザビームを反射するためのミラー３が
備え付けられており、ウエハステージ１の位置は、レー
ザ干渉計２７により常時モニタされている。レチクルス
テージ７の制御と同様に、ウエハステージ１の位置及び
速度は制御部２１によって制御されている。

【００２１】以下、投影光学系ＵＬの光軸に並行にＺ軸
をとり、その光軸に垂直な平面内で紙面と並行な軸をＸ
軸、紙面に垂直な軸をＹ軸として説明する。まず、ウエ
ハステージ１、及びレチクルステージ７の駆動目標値設
定について説明する。ウエハステージ１は、レーザ干渉
計２７から発光されるレーザビームがミラー３で反射さ
れた後の値を読み取り、解析することによりＸ方向、Ｙ
方向、回転方向（θ方向）などに駆動される。レーザ干
渉計２７には３軸のレーザ光源が搭載されている為、θ
方向やチルト方向の駆動量も検出することが可能になっ
ている。ある一定時間間隔でレーザ干渉計２７で読み込
まれた位置情報は、装置全体の動作を統括制御する制御
部２１に供給され、一定時間間隔毎にウエハステージ駆
動部２５に対して駆動命令を行い、この制御を繰り返し
行うことによりウエハステージ１は目標位置ヘと駆動さ
れる。レチクルステージ７もウエハステージ１と同様
に、ミラー８で反射されたレーザビームの値をレーザ干
渉計２８で読み取り、その値をもとに制御部２１が駆動
量を計算し、レチクルステージ駆動部２４に対して駆動
命令を行うことにより目標位置への駆動が実現されてい
る。

【００２２】本例では走査露光時に、レチクルＲが＋Ｙ
方向へ、例えば速度Ｖｒでスキャンされるのと同期して
ウエハＷが−Ｙ方向に速度Ｖｗでスキャンされる。走査
速度ＶｒとＶｗとの比（Ｖｗ／Ｖｒ）は投影光学系ＵＬ
のレチクルＲからウエハＷへの投影倍率αに正確に一致
したものになっており、これによってレチクルＲ上のパ
ターンがウエハＷの各ショット領域に正確に転写され
る。なお、図１において、２はリニアモータコイル、４
はウエハステージ１やこれを駆動するリニアモータなど
が設置されているウエハステージ定盤、６は投影光学系
ＵＬ等を支持するための鏡筒定盤、９はレチクルステー
ジガイド、１０は外筒である。

【００２３】次に、本例の走査露光方法について説明す
る。まず、走査露光とは、露光に伴うウエハステージ１
やレチクルステージ７のステッピング、停止動作、位置
決め動作、露光開始前の整定に要する走査、減速や加速
走査、光源の発光や停止動作、及び走査露光動作などを
含む動作を表すものである。前記の走査露光のなかで、
露光開始前の整定に要する走査は、露光時のウエハステ
ージ１とレチクルステージ７との同期精度や実際の露光
に影響を与える要素である。この整定に要する走査と
は、ウエハステージ１に発生した振動が、露光に支障が
ない状態に収まるまでに必要となる走査である。この整
定に要する距離は、ステージの性能で決まる整定時間と
走査速度により決められる。

【００２４】図２は走査露光を行った時の走査軸Ｙ軸方
向のウエハステージ１の駆動の様子を表した図である。
通常、走査露光を行う場合は、所定の露光速度に達する
まで加速し（区間Ｌ１）、その後整定に要する距離だけ
等速度移動し（区間Ｌ２）、ウエハステージ１が整定し
たら露光を開始する（区間Ｌ３）。露光終了後は次ショ
ットへの非走査軸（Ｘ軸）ステップを行うのと同時に、
露光を開始する前に必要になった整定に要する距離だけ
走査軸（Ｙ軸）方向に等速度移動（区間Ｌ４）した後に
減速を開始し（区間Ｌ５）、走査軸（Ｙ軸）方向の移動
が完了したならば、走査方向を反転させ、次ショットへ
の走査を開始する。この動作を繰り返し行うことで、ウ
エハＷ上に配置されたショットレイアウトの順番で露光
が行われる。隣り合うショットを露光する場合には、露
光終了後に整定に要する距離だけ等速度移動すること
で、次ショットの露光開始前に必要になる整定距離を予
め進めることができ、ショット間の移動の際の走査を停
止することなく露光を行うことが可能である。整定に要
する距離Ｌ２は、露光速度Ｖｗとウエハステージ１の整
定時間Ｔｗの積（Ｌ２＝Ｖｗ×Ｔｗ）により求められ
る。現状では、この整定時間Ｔｗはどのような条件でも
常に一定な値を用いている為、露光速度に関わらずウエ
ハステージ１が距離Ｌ２を移動する時間は同じである。

【００２５】次に前記整定時間を求めるために必要とな
る同期誤差に関して説明する。走査露光時に時間と共に
変化するウエハステージ１の目標座標ＹＷＮは制御部２
１で計算され、レーザ干渉計２７から提供される現在座
標ＹＷとの差分値ΔＹＷ（＝ＹＷＮ−ＹＷ）をウエハス
テージ駆動部２５に供給しウエハステージ１を駆動させ
る。レチクルステージ７に関しては、まず照明光学系Ｓ
ＬのレチクルＲからウエハＷへの投影倍率αの逆数（１
／α）を上記差分値ΔＹＷに乗じた値をレチクルステー
ジ７の目標座標ＹＲＮから差し引いた値（＝ＹＲＮ−Δ
ＹＷ／α）が制御部２１に供給される。これは、ウエハ
ステージ１の目標値からのずれ量分をレチクルステージ
７にも反映させ位置ずれさせておく必要がある為であ
る。

【００２６】制御部２１には、制御手段２２及び計測手
段２３が含まれており、レーザ干渉計２８で計測された
レチクルステージ７の座標値ＹＲも供給されて、次式で
表わされる差分値ΔＹＲが演算される。 ΔＹＲ＝ＹＲＮ−ΔＹＷ／α−ＹＲ この差分値ΔＹＲが、ウエハステージ１の実際の位置に
応じた目標位置に対するレチクルステージ７の位置ずれ
量、すなわち走査方向に対する同期誤差になる。

【００２７】ウエハステージ１の整定時間を求める際に
はこの同期誤差を一定時間間隔でモニタする必要があ
る。整定時間の計測の仕方に関して図３を用いて説明す
る。図３はウエハステージ１の加速が終了した時点から
の同期誤差ΔＹの変化を表わしたものである。つまり、
ウエハステージ１が等速度移動している時の同期誤差Δ
Ｙの時間変化を表わしている。この同期誤差ΔＹは、時
間が経過するにしたがって値が減少して振動が収束して
いく。同期整定時間を求める場合には、ウエハステージ
１の加速駆動が終了した時点から前記同期誤差ΔＹを一
定時間間隔で計測し、同期誤差ΔＹの絶対値が許容値ε
以内に収まるまでの時間を計測する。図３では、ＴＡが
同期整定時間となる。

【００２８】εの値は、装置の性能やハード的な要因な
どによって決定されるものである。次に、本発明に関す
る一例を図４を用いて説明する。図４は露光時にショッ
トの改行が発生する場合に、改行ショットに対する同期
整定距離を他ショットより長めに取り露光を行ったとき
の状況を表す平面図である。図中の距離Ｄはウエハステ
ージが露光速度に達するまで加速する際に移動する距離
である。距離Ｌ１、及び距離Ｌ１’（Ｌ１＜Ｌ１’）は
ウエハステージ１が加速後に必要となる同期整定距離を
表わしている。通常、シヨットの改行時にはウエハステ
ージ１のステップ動作が余計に発生する為、並びショッ
ト（ショットのＸ座標が同じショットのことを指す）を
露光する場合よりはウエハステージ１の加速後の振動が
大きくなる。その結果、並びショットを露光する際に必
要となる同期整定距離よりも長い整定距離が必要にな
る。しかし、現状では全てのショットに対して同一の整
定距離を指定する構造になっている為、全てのショット
で確実にウエハステージ１が整定する距離、つまり改行
時に必要になる最も長い整定距離にマージンを持たせた
値が使われている。

【００２９】本発明に係る走査露光方法では、無駄な露
光走査距離を削減するため、ショットＳ１やショットＳ
２のような並びショットに関しては整定距離はＬ１を使
用し、改行ショットＳ３の整定距離に関しては、露光開
始前にＳ１やＳ２より長いＬ１’に切り替えて露光を開
始する。同期整定距離Ｌ１，Ｌ１’は、記憶部２４内に
保存されている並びショットと改行ショットに対する同
期整定時間を制御部２１が読み込み、露光時の速度とこ
の同期整定時間を掛け合わせることにより求められる。
記憶部２４内に保存されている整定時間は予め複数回計
測し、それらの平均値に分散を足しあわせることにより
求める。この同期整定時間は走査露光速度に比例して大
きくなる為、例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ、１５０ｍｍ／
ｓｅｃ、２００ｍｍ／ｓｅｃ、２５０ｍｍ／ｓｅｃで予
め同期整定時間を計測しておき、実際の走査露光速度が
１６０ｍｍ／ｓｅｃの場合には２００ｍｍ／ｓｅｃで計
測した時の同期整定時間を用いて走査露光を行うことに
より、さらに整定距離が最適化された露光を行うことが
可能である。

【００３０】図５はウエハレイアウトの一例を表わした
図である。ウエハステージ１の駆動源であるリニアモー
タは場所により推力が不均一であったり、ウエハステー
ジ１の位置によってダンパの反力が異なるなど、駆動座
標によって同期整定時間が異なる場合がある。そのた
め、厳密に計測すると図５中の各ショット毎に同期整定
時間が異なってくる。そこで、図５のレイアウトで各シ
ョット毎の同期整定時間を計測し、走査露光時には各シ
ョット毎に同期整定距離を切り替えて露光を行う方法も
考えられる。しかし、現実的には各ショット毎に同期整
定距離が異なってしまうと、走査開始位置への位置決め
の際に走査方向（Ｙ方向）のステップ駆動が発生してし
まいかえって時間がかかってしまう場合がある。従っ
て、図５中の並び（ｒｏｗ）１から並び（ｒｏｗ）５ま
での各行毎に整定時間を決定し、それをもとに整定距離
を求めて使用することにより、並びショットにおいても
走査開始位置へのステップ駆動が発生することがなくな
るため有効な露光方法が可能となる。この場合も露光速
度によって同期整定時間が変化するため、複数パターン
の露光速度で計測した同期整定時間を記憶部２４に保持
しておく。

【００３１】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態は走査速度または走査加速度から整定距離を求める例
である。本例では、走査速度または走査加速度の変化に
対応する整定時間を計測しておき、計測結果は図１にお
ける記憶部２４等に保持され、制御部２１が読み込み可
能である。記憶部内に保存されている整定時間は予め複
数回計測し、それらに分散を足し合わせることにより求
める。予め同期精度を計測する際には、走査速度と走査
加速度を一定間隔で変化させ、それぞれの条件で計測し
た同期整定時間をテーブルとして図１における記憶部２
４等に保持しておく。スキャン露光の際には、走査速度
に応じてテーブル内の最適な同期整定時間を取得する。
もし、テーブル内に走査速度に対応したテーブルが存在
しない場合には、テーブル内の２つの近似値から直線補
完を行うことにより同期整定時間を算出する。このよう
にして求めた整定時間を用い、整定距離は整定時間と走
査速度との積により求められる。走査加速度に基づく場
合には、整定距離は走査加速度を積分して得られる走査
速度と、走査加速度の変化に対応する整定時間の上記計
測結果に基づくその整定時間との積により算定される。
次に、スキャン露光前のステップ駆動による同期精度へ
の影響の対策例を述べる。スキャン露光の直前のステッ
プ駆動による同期精度への影響は、ステップ速度やステ
ップ加速度にも依存するが、その他にステップの駆動ス
トロークの長さも関係している。例えば、露光第一ショ
ットの開始位置へは、Ｘ軸方向の比較的ストロークの長
いステップ駆動が発生し、この為に他のショットに比べ
第一ショットでは同期精度が悪化してしまう。このよう
な場合には、第一ショットに対する同期整定距離のみを
他ショットより長く取り、他ショットでは第一ショット
の同期整定距離よりも短い同期整定距離を適応すること
が考えられる。

【００３２】（第３の実施形態）本発明の第３の実施形
態は走査速度または走査加速度から整定距離を求める例
である。本例では、走査速度または走査加速度の変化に
対応する整定時間を計測しておき、計測結果は図１にお
ける記憶部２４等に保持され、制御部２１が読み込み可
能である。記憶部内に保存されている整定時間は予め複
数回計測し、それらに分散を足し合わせることにより求
める。このようにして求めた整定時間を用い、整定距離
は整定時間と走査速度との積により求められる。走査加
速度に基づく場合には、整定距離は走査加速度を積分し
て得られる走査速度と、走査加速度の変化に対応する整
定時間の上記計測結果に基づくその整定時間との積によ
り算定される。

【００３３】上記各実施形態において、床振動などの条
件が変わった場合にも、同期整定時間が影響を受ける。
従って、装置の設置場所により同期整定時間を再計測し
直す方が望ましい。また、装置の状況や床の状態の経時
変化を考慮して、定期的に同期整定時間を計測すること
が望ましい。

【００３４】（第４の実施形態）本発明の第４の実施形
態として、露光装置が学習機能を有する例について説明
する。本例に係る露光装置では、予め複数条件のもと計
測された同期整定時間を、図１における記憶部２４等の
記憶媒体内のファイルや不揮発性のメモリ内に保持し、
この記憶されている同期整定時間を露光条件やハード要
因によって適宜使用可能であり、ウエハの各ショット領
域に対し走査露光を行う時に、それまでに露光された各
ショット領域に対し計測された実際の同期整定時間が記
憶され、制御部２１がこの同期整定時間も適宜使用して
走査露光を行う毎に最適化を進めて整定距離を算出する
学習機能を有している。実際に計測した同期整定時間
は、ウエハ内の全ショットに対応した値が蓄積され、そ
れらの値の統計処理を行い、ショットレイアウトが同一
であれば、次のウエハに対して実際の同期整定時間より
算出された最適な同期整定時間を設定して走査露光を行
う。この学習機能により、本例に係る露光装置では、露
光された各ショット領域に対し計測された実際の同期整
定時間に基づいて同期整定距離が設定され、整定距離が
必要最小限に抑えられ、スループットの向上が図られ
る。

【００３５】（半導体生産システムの実施形態）次に、
本発明に係る走査露光装置を用いた半導体デバイス（Ｉ
Ｃ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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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）では上記説明した走査露光装置によ
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。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、露光速度や基板上のレ
イアウト条件、またはハード的な要因による整定距離の
ばらつきに対して、各条件ごとに必要最小限の最適な整
定距離を設定し露光時の無駄な走査距離を削減すること
が可能となるため、全体としてのスループットの向上を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態の一例で使用される
投影露光装置を示す概略構成図である。

【図２】 ウエハステージが露光軸（Ｙ軸）方向に走査
移動した時の速度と時間の関係を表した図である。

【図３】 ウエハステージの同期誤差の時間変化を表わ
した図である。

【図４】 改行ショットにおける同期整定距離の適応方
法に関して説明する為の平面図である。

【図５】 あるショットレイアウトを表わした平面図で
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】

ＳＬ：照明光学系、ＩＬ：照明光、Ｒ：レチクル、Ｗ：
ウエハ（感光基板）、ＵＬ：投影光学系、１：ウエハス
テージ、２：リニアモータコイル、３：バーミラー、
４：ウエハステージ定盤、５：多点ＡＦセンサ、６：鏡
筒定盤、７：レチクルステージ、８：バーミラー、９：
レチクルステージガイド、１０：外筒、１０１：ベンダ
の事業所、１０２，１０３，１０４：製造工場、１０
５：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、１０９：ベンダ側のローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）、１１０：操作端末コンピュータ、１１
１：工場のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、２
００：外部ネットワーク、２０１：製造装置ユーザの製
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：工場のホスト管理
システム、２０６：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、４０１：製造装置の機種、４０２：シリアルナン
バー、４０３：トラブルの件名、４０４：発生日、４０
５：緊急度、４０６：症状、４０７：対処法、４０８：
経過、４１０，４１１，４１２：ハイパーリンク機能。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原版に形成された転写用のパターンの一
   部を基板上に投射した状態で、前記原版、及び前記基板
   を同期して移動することによって、前記基板上の各ショ
   ット領域にそれぞれ前記原版のパターンを逐次転写露光
   する露光方法において、前記基板を載せた基板ステージ
   の加速終了時から走査露光開始までに必要となる該基板
   ステージの同期整定距離を、該基板ステージの実際の位
   置に応じた目標位置に対する原版ステージの位置ずれ量
   である同期誤差が許容値以内に収まるまでの時間（同期
   整定時間という）に基づいて設定することを特徴とする
   走査露光方法。
2. 【請求項２】 原版に形成された転写用のパターンの一
   部を基板上に投射した状態で、前記原版、及び前記基板
   を同期して移動することによって、前記基板上の各ショ
   ット領域にそれぞれ前記原版のパターンを逐次転写露光
   する露光方法において、前記基板を載せた基板ステージ
   の加速終了時から走査露光開始までに必要となる該基板
   ステージの同期整定距離を、走査速度、走査加速度、露
   光速度、ステップ速度、ステップ加速度、及び前記基板
   上のショットレイアウトのうちのいずれかに基づく条件
   によって適宜最適な距離に調整することを特徴とする走
   査露光方法。
3. 【請求項３】 原版に形成された転写用のパターンの一
   部を基板上に投射した状態で、前記原版、及び前記基板
   を同期して移動することによって、前記基板上の各ショ
   ット領域にそれぞれ前記原版のパターンを逐次転写露光
   する露光方法において、前記基板を載せた基板ステージ
   の加速終了時から走査露光開始までに該基板ステージの
   実際の位置に応じた目標位置に対する原版ステージの位
   置ずれ量である同期誤差が許容値以内に収まるまでの時
   間（同期整定時間という）を予め様々な条件のもとで計
   測し、走査露光開始前に前記同期整定時間と走査露光速
   度の積により整定距離を求め、最適な同期整定距離で走
   査露光を行うことを特徴とする走査露光方法。
4. 【請求項４】 予め複数条件のもと計測された前記同期
   整定時間を、記憶媒体内のファイルや不揮発性のメモリ
   内に保持し、この記憶されている同期整定時間を露光条
   件やハード要因によって適宜使用することを特徴とする
   請求項３に記載の走査露光方法。
5. 【請求項５】 転写用のパターンが形成された原版を移
   動する原版ステージと、該原版ステージに同期して基板
   を移動する基板ステージを備え、前記原版のパターンの
   一部を前記基板上に投射した状態で前記原版ステージ、
   及び前記基板ステージを介して前記原版及び前記基板を
   同期して移動することにより、前記基板の各ショット領
   域に前記原版パターンを逐次転写露光する走査型の露光
   装置において、 前記基板ステージの加速終了後から該基板ステージの実
   際の位置に応じた目標位置に対する前記原版ステージの
   位置ずれ量である同期誤差がある許容範囲内に収まるま
   での時間（同期整定時間という）を計測する計測手段
   と、 前記計測手段で計測された複数のパターンの同期整定時
   間を保持できるような記憶手段と、 前記基板ステージの加速終了時から走査露光開始までに
   必要となる該基板ステージの同期整定距離を、前記同期
   整定時間に基づいて設定する制御手段と、を有すること
   を特徴とする走査露光装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、走査速度、走査加速
   度、露光速度、ステップ速度、ステップ加速度、及び基
   板上のショットレイアウトのうちのいずれかに基づく条
   件によって走査露光時に必要となる前記同期整定時間を
   適宜切り替え、最適な同期整定距離を計算することを特
   徴とする請求項５に記載の走査露光装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜４のいずれかに記載の走査露
   光方法を用いることを特徴とする走査露光装置。
8. 【請求項８】 請求項５〜７のいずれかに記載の走査露
   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。
9. 【請求項９】 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８に記載の半導体デバイス製造方法。
10. 【請求項１０】 前記走査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
    ９に記載の半導体デバイス製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項５〜７のいずれかに記載の走査
    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。
12. 【請求項１２】 半導体製造工場に設置された請求項５
    〜７のいずれかに記載の走査露光装置の保守方法であっ
    て、前記走査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
    る走査露光装置の保守方法。
13. 【請求項１３】 請求項５〜７のいずれかに記載の走査
    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、走査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走査露光装置。
14. 【請求項１４】 前記ネットワーク用ソフトウェアは、
    前記走査露光装置が設置された工場の外部ネットワーク
    に接続され前記走査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１３に記載の
    走査露光装置。