JP2002203773A - Aligner - Google Patents

Aligner

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JP2002203773A
JP2002203773A JP2000401764A JP2000401764A JP2002203773A JP 2002203773 A JP2002203773 A JP 2002203773A JP 2000401764 A JP2000401764 A JP 2000401764A JP 2000401764 A JP2000401764 A JP 2000401764A JP 2002203773 A JP2002203773 A JP 2002203773A
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aligner or the like wherein overlay precision can be improved by accurately calculating nonlinear shift of an alignment mark and an exposure shot which are caused by distortion in a substrate surface direction of chucking of a substrate like a wafer, and performing position correction.
SOLUTION: This aligner is provided with an alignment detector 9 for detecting a position of an alignment mark formed on a part of sample shot out of a plurality of exposure shots, a storage part 16 or the like as a means for holding a hysteresis value of inclination difference between an alignment mark neighboring surface and a reference surface to be exposed when an alignment mark 6a is exposed and formed, a stage driving control system 11 as a means which corrects a measured value of a position of the alignment mark 6a by using difference between an inclination difference value and the hysteresis value of inclination difference, before position presumption of all exposure shots, a synchronous control system 12, a focus measuring system 13, etc.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レチクル等の原版に描画された微細パターンをウエハ等の基板上に露光転写する露光装置並びにデバイス製造方法等に関するものである。 The present invention relates to relates to an exposure apparatus and device manufacturing method and the like for exposing and transferring a fine pattern drawn on an original such as a reticle onto a substrate such as a wafer.

【0002】 [0002]

【技術の説明】半導体デバイスや波晶ディスプレイ等の微細パターン形成工程には、フォトリソグラフィと呼ばれる投影転写技術力が利用される。 The Technical Description of the semiconductor devices and NamiAkira display or the like of the fine pattern forming step, projected and transferred technology called photolithography is utilized. 投影転写は、例えば以下の様に行なわれる。 Projected and transferred is carried out, for example, as follows. レチクルまたはマスクと呼ばれる石英ガラス基板上に形成された原版パターンが照明され、投影光学系を介して感光性レジストが塗布された基板へ潜像パターンを転写露光する。 Original pattern formed on a quartz glass substrate called a reticle or mask is illuminated, the photosensitive resist through the projection optical system is transferred and exposed a latent image pattern on the substrate coated. 潜像パターンは、レジストパターンに現像された後、パターンとレジスト下地面との加工選択比が高いエッチング加工により基板が微細加工される。 Latent image pattern after being developed resist pattern, the substrate is finely processed by the processing selection ratio is high etching the pattern and the resist under the ground.

【0003】このようなパターン形成工程において、特に高い微細度と加工精度が要求される最新のMPUやD In such a pattern forming step, the latest MPU and the particularly high fineness and processing accuracy is required D
RAMに代表される半導体デバイス製造における投影露光工程では、ステッパと呼称される縮小投影型露光装置が主に利用される。 The projection exposure process in a semiconductor device manufacturing typified by RAM, a reduction projection exposure apparatus called a stepper is mainly used. ステッパは、ウエハ上に等分分割された露光領域(露光ショット)を、ウエハ搭載ステージにより投影光学系下の露光画角内ヘ順次移動させてパターン露光を繰り返し行なう、いわゆるステップ・アンド・リピート方式の露光装置である。 Stepper, a wafer on equally divided exposure region (exposure shot), the wafer support stage is moved sequentially f exposure angle of view under the projection optical system is repeated pattern exposure, a so-called step-and-repeat method it is of the exposure apparatus.

【0004】また、スキャナと呼称されるステップ・アンド・スキャン方式の露光装置は、矩形状の照明領域を持つ投影光学系に対し、ウエハおよびレチクルを走査露光する方式であり、ステッパと比べ露光画角が広く、パターンの均一性が高いことを特徴とする。 [0004] The exposure apparatus of step-and-scan method is referred to as scanner, relative to the projection optical system having a rectangular illumination area of ​​a method of scanning exposure of the wafer and reticle, exposure view compared to the stepper angle is wide, characterized by a high uniformity of the pattern.

【0005】ところで、ステッパとスキャナのいずれの露光装置においても、近年の半導体微細化要求に答えるべく、投影光学系の解像力向上が求められており、様々な手法が考案され、製品に適用されている。 [0005] In any of the exposure apparatus of the stepper and scanner, to answer the recent semiconductor miniaturization demand, has been demanded resolution improvement of the projection optical system, various techniques have been devised, it is applied to the product there.

【0006】解像力向上手段として、投影露光装置に対して過去行なわれてきたのは、例えば波長を固定して投影光学系のNA(開口数)を大きくする手法や、g線からi線、さらにはKrF或いはArFエキシマレーザの発振波長というように露光波長をより短波長化する手法である。 [0006] As the resolution enhancing means, the have been made previously with respect to the projection exposure apparatus, for example, and techniques to fix the wavelength to increase the projection optical system of NA (numerical aperture), i-rays from g-line, further is a technique for shortening the wavelength of more the exposure wavelength so that the oscillation wavelength of the KrF or ArF excimer laser. また、照明光源の形状を変えて斜入射照明光を強調する変形照明法や、隣接するレチクルパターン間の透過光に位相差を設ける位相シフトマスク等により、光露光による加工限界を広げる試みが行なわれている。 Further, by changing the shape of the illumination source and oblique illumination light to emphasize modified illumination method, a phase shift mask or the like to provide a phase difference to transmitted light between adjacent reticle pattern, made an attempt to broaden the processing limit by light exposure It has been.

【0007】このような解像力向上に伴って、半導体プロセスの制御精度がますます厳しくなる一方で、例えば投影光学系の焦点深度やトータルオーバーレイの許容量等、いわゆるプロセスマージンが減少してきている。 [0007] Along with such sensitive resin while control accuracy of the semiconductor process becomes more and more stringent, for example, the allowable amount of the depth of focus and the total overlay of the projection optical system, so-called process margin has decreased. 他方、解像力向上とは別に、オーバーレイ精度自身の向上も要求されている。 On the other hand, it is separate, also required improvement of overlay accuracy itself and enhancing the resolution. その理由は、オーバーレイ精度が高まり、レチクルパターンの配置マージンが軽減してデバイスサイズの縮小が可能となり、基板単位でのデバイス収率が上がる結果、コストダウンが図れるためである。 The reason is that increased overlay accuracy, it is possible to reduce the device size arrangement margin of the reticle pattern to reduce the device yield is improved results at the substrate unit, because the cost can be reduced.

【0008】投影露光装置は、これらの要求に答えるべく、露光フォーカスシステムとオーバーレイ精度に直接関わるアライメントシステムの改良が行なわれている。 [0008] The projection exposure apparatus, to meet these requirements, improvement of alignment systems directly related to the exposure focus system and overlay accuracy is performed.
以下、その露光フォーカスシステムの従来例について簡単に説明し、次いでオーバーレイ精度に関わるアライメントシステムについて説明する。 Hereinafter, brief description conventional example of the exposure focus system, then it is described alignment system according to overlay accuracy.

【0009】露光フォーカスシステムにおけるフォーカス検出器は、検出面に対してプローブ光を斜入射させ、 [0009] Focus detector in exposure focus system, the probe light is obliquely incident on the detection surface,
反射光の集光位置より検出を行なうオフ・アクシス型のものが一般的であり、検出器は通常投影光学系の像面周辺に固設されている。 Those off-axis type for detecting from the focusing position of the reflected light are common, the detector is usually fixed to the image plane around the projection optical system. ステッパにおいては、露光ショットを投影光学系の露光画角内に位置決め後に、検出器で測定されたウエハ面の高さと傾斜量に基づいて、ウエハステージを上下および傾斜駆動(フォーカシング)させ、投影レンズの結像平面と転写領域の被結像平面とを一致させて露光を行なう。 In a stepper, after positioning the exposure shot in the exposure field angle of the projection optical system, based on the height and tilt of the wafer surface measured by the detector, the wafer stage up and down and tilt drive (focusing), a projection lens to match the image plane of the object image plane of the transfer region performs exposure. スキャナにおいては、上記検出器によるウエハ面の高さと傾斜量の測定とフォーカシングが走査露光と同時に行なわれている。 In the scanner, the height and tilt of the measuring and focusing the wafer surface by the detectors are carried out simultaneously with the scanning exposure.

【0010】ウエハアライメントがオーバーレイ精度の支配的要因であることは論を待たない。 [0010] It wafer alignment is the dominant factor of the overlay accuracy without saying. アライメントシステムは、ウエハ上に形成されたアライメントマークを計測するアライメント検出器と、位置計測値を所定の方法により処理した結果に従って、各ショットを露光位置に位置決めするアライメント手段より構成されている。 Alignment system includes an alignment detector for measuring the alignment marks formed on the wafer, in accordance with a result of the position measurement value treated by a predetermined method, and is composed of an alignment means for positioning each shot in the exposure position.

【0011】前者のアライメント検出器は、露光ショットに隣接して形成されたアライメントマーク位置より該当ショット位置を計測する。 [0011] The former alignment detector measures the appropriate shot position from the alignment mark position formed adjacent to the exposure shots. アライメント検出器による検出方式としては、投影光学系を介して位置計測するT The detection method by the alignment detector to position measurement via the projection optical system T
TL方式や投影光学系を介さないオフ・アクシス方式がある。 There is an off-axis type that does not pass through the TL method and the projection optical system. 検出時には、両方式共にウエハ上のアライメントマークを検出面と一致させるいわゆるフォーカス動作が必要であり、検出面高さの計測は前述した投影光学系のフォーカス検出器を併用するもの、或いはアライメント検出系自身にフォーカス検出手段を併せ持つもの等がある。 Upon detection, both formulas together called focus operation for an alignment mark on the wafer coincides with the detection surface is required, that the measurement of the detection surface height to use a focus detector of the projection optical system as described above, or the alignment detection system own some, such as those that combine a focus detection means is in.

【0012】アライメント手段としては、各露光ショット毎に露光位置を計測して位置合わせを行なうダイバイダイ方式があるが、現在一般によく用いられているのはグローバルアライメントと呼ばれるアライメント方式である。 [0012] As the alignment means, it is die-by-die method of performing alignment by measuring the exposure position for each of the exposure shot, the currently used generally well an alignment method called global alignment. このグローバルアライメント方式は、予め指定された適切な数のサンプルショットの位置計測を行ない、 The global alignment method performs a pre-specified position measurement of an appropriate number of sample shots,
その結果から位置に対する線形補正式を作成して全ショット位置を推定し、位置合わせを行なう手法である。 Create a linear correction equation to estimate the total shot position to that effect from the position, which is a technique for performing alignment. グローバルアライメント方式による位置補正式によって、 The position correction formula by global alignment method,
ウエハシフト成分のみならず、ショット配置に関わるウエハ全体の倍率、直交性、回転の補正が可能であり、さらに計側点によってはショット自身の倍率、回転も補正が可能である。 Not wafer shift component only, the entire wafer magnification involved in shot arrangement, orthogonality is possible to correct the rotation, further magnification of a shot himself by meter side point, the rotation is also possible to correct. このようにグローバルアライメント方式には、高スループット、高精度等の位置合わせが得られる等の優れた点がある他、ウエハ全域に対して同一の補正式に従った位置合わせを行なうため、基板内の数点を検定すれば位置合わせの状態が判断できる等、使い勝手の上でも利点がある。 Such global alignment method, the high-throughput, presents excellent points such as the alignment of such a high accuracy can be obtained, for performing alignment in accordance with the same correction expression for the wafer throughout the substrate like state of alignment when test several points can be determined in an advantage even over the usability.

【0013】一方、被露光ショット間相互の位置偏差が位置に対して線形性がない場合、つまり非線形性を有する場合、線形補正量から乖離する非線形偏差が直接アライメント誤差となり、オーバーレイ精度を悪化させる。 Meanwhile, if the position deviation of the cross between the exposed shot is no linearity with respect to the position, that is, when having nonlinearity, the nonlinear deviation deviates from the linear correction amount is directly alignment error, deteriorating the overlay accuracy .
また、サンプルショット位置に非線形偏差が発生している場合は、サンプルショット位置から算出する線形補正式に誤差を与える。 Further, if the non-linear deviation occurs in the sample shot position gives an error in the linear correction equation to calculate the sample shot position. 従って、オーバーレイ精度を向上させる上で、被露光ショット間相互の非線形偏差軽減は重要な課題である。 Therefore, to improve overlay accuracy, non-linear deviation reduce inter the exposure shots is an important problem.

【0014】 [0014]

【発明が解決しようとする課題】前述したようにアライメントの際のオーバーレイ精度が厳しくなり、前述の非線形偏差を軽減する必要性がますます高まってきており、抑圧すべき非線形偏差発生の原因となる要因因子の対象範囲も広がりつつある。 [0005] becomes severe overlay accuracy in alignment as described above, has been increasingly a need to reduce the non-linear variation of the above, causing nonlinear deviation occurs to be suppressed scope of factors factor also is spreading. 特に、最近顕在化してきた要因因子の一つにウエハチャッキング時のウエハ面方向歪みがある。 In particular, there is a wafer plane direction strain at the wafer chucking one factor factor that has recently become apparent. これは、ウエハ面内において局所的な伸び縮みが発生して、被露光パターンやアライメントマークの位置がシフトする現象である。 This shrinkage local elongation in the wafer surface occurs, a phenomenon that the position of the exposure pattern and the alignment mark is shifted.

【0015】投影露光装置では、一般的に平面度を保障したピンコンタクトチャックにウエハを真空吸着して、 [0015] In the projection exposure apparatus, generally a wafer pin contact chuck guarantees flatness by vacuum suction,
ウエハの平面矯正を行なっている。 It has carried out a plan correction of the wafer. しかしながら、ピンとウエハ間に異物の挟入、或いはCVD等の成膜プロセスを経てウエハ接触面の凹凸形状が堆積物により変化した場合、または露光プロセスを経る度にウエハとチャックの位置関係が変わるのに伴い、ピンとウエハの凹凸形状の接触状態が変わる場合等において、ウエハ接触面の吸着反力に応じて発生する曲げモーメントによりウエハに歪みが発生する。 However, foreign matter interposed enter the pin-to-pin and the wafer, or if through the deposition process such as CVD uneven shape of the wafer contact surface is changed by deposits, or the positional relationship between the wafer and the chuck every time through the exposure process varies in with, for example, in the case where the contact state of the irregularities of the pins and the wafer is changed, distortion in the wafer by the bending moment generated in accordance with the adsorption reaction force of the wafer contact surface is generated. この時のウエハ内の歪み分布に従って、被露光ショット間相互の非線形シフトが発生し、オーバーレイ精度が悪化する。 Accordance strain distribution in the case of the wafer, the non-linear shift of the inter-be exposed shot occurs, overlay accuracy is deteriorated.

【0016】このような非線形シフトが発生する理由について、図6を用いて説明する。 The reason for such non-linear shift occurs, it will be described with reference to FIG. 図6は、ピンコンタクトチャック上のウエハが異物の挟入により歪みが発生している状態を示す図であり、P 1 ,P 2はピンコンタクトチャックのピン、Wは厚さ2hのウエハ、DはピンP Figure 6 is a diagram showing a state in which the wafer on the pin contacts the chuck distortion occurs by clamping incoming of the foreign matter, P 1, P 2 are pins of the contact chuck, W is the thickness of 2h wafer, D pin P is
2とウエハWの間に挟入された異物であり、ピン高さ基準面をO−R面で示し、ここで問題とする検査面をB− A foreign matter is KyoIri between 2 and the wafer W, illustrates the pin height reference plane O-R plane, the test surface that at issue here B-
1面とする。 And one surface B. ウエハWは、異物Dの挟み込みがない場合には、P 1 ,P 2 ,…に保持されて平面に維持され、 Wafer W, when there is no entrapment of foreign object D is, P 1, P 2, is held ... to be maintained in a plane,
ピンP 1のO−O 1面、検査面であるB−B 1面およびP 2上の面であるA−A 1面は互いに平行となるけれども、ピンP 2上に異物Dの挟み込みがある場合には、この異物DによりウエハWの支持点であるOとAの高さの差による曲げモーメントが発生し、このため検査面であるB−B 1面はO−O 1面に対して微小角△θの傾きを有するようになる。 O-O 1 side of the pin P 1, although the A-A 1 surface which is on the B-B 1 side and P 2 is an inspection surface parallel to each other, there is entrapment of foreign object D on the pin P 2 in this case, with respect to O and bending moment is generated due to a difference in height of the a, B-B 1 surface as an inspection surface for this O-O 1 surface which is supported point of the wafer W by the foreign substance D It will have a slope of a small angle △ θ. なお、図中、ウエハWの断面中央に位置する一点鎖線で示すO 2 −B 2 −A 2面は、曲げモーメントによって伸縮が発生しない中立面である。 In FIG, O 2 -B 2 -A 2 surfaces shown by one-dot chain line which is located in the cross-sectional center of the wafer W is a neutral plane expansion and contraction does not occur due to the bending moment. ここで、 (1)曲げモーメントによるOR方向の距離変化は、△ Here, (1) Bending OR direction distance change by moment, △
θの2次以上のオーダより無視できる。 It can be ignored from the secondary or more of the order of θ. (2)B−B 1面は、中立面であるO 2 −B 2 −A 2面に対して直交する(Bernoulli-Navier仮説)とすると、 (2) B-B 1 side, when the orthogonal with respect to O 2 -B 2 -A 2 faces a neutral plane (Bernoulli-Navier hypothesis),
異物Dの挟み込みにより発生するシフト△rは次式(数1)で表せる。 Shift △ r generated by the entrapment of foreign object D can be expressed by the following equation (Equation 1).

【0017】 [0017]

【数1】 [Number 1] 微小角△θは、ピン高さ基準面である0−R面、つまりチャック基準面に対するウエハ面の傾きを表している。 Grazing △ theta is pin 0-R plane is the height reference surface, that is, represents the inclination of the wafer surface with respect to the chuck reference plane.
従って、微小角△θが、例えばアライメントマーク面で検出されれば、上記の非線形シフト量を算出して計測値より減算することにより、正確なショット位置線形補正式を得られ、アライメント精度が向上する。 Thus, small angle △ theta is, for example, if it is detected by the alignment mark surface, by subtracting from the measured value by calculating the nonlinear shift amount of the obtained accurate shot position linear correction equation improved alignment accuracy to.

【0018】ところで、従来の露光装置におけるアライメントシステムでは、以下のような問題があった。 [0018] In the alignment system in a conventional exposure apparatus, it has the following problem. (1)従来の露光装置においては、アライメントマーク近傍面の微小角△θを検出する機能を備えていない。 (1) In the conventional exposure apparatus it is not provided with a function of detecting a small angle △ theta alignment mark near the surface. (2)また、アライメントマーク近傍面の微小角△θ (2) In addition, small angle of the alignment mark near surface △ theta
は、露光面検出用のフォーカスシステムで計測することは一応可能だが、アライメント検出系で計測する前に或いは後に△θの計測をする場合、アライメントとフォーカスの計測を行なうウエハ位置が異なるため、ウエハをフォーカス計測位置に移動する時間が追加されてしまい、その結果、装置スループットが低下する。 Is it possible tentatively be measured by focusing system for the exposure surface detection, but if the measurement of △ theta to or after before counting with alignment detection system, since the wafer position for measurement of alignment and focusing are different, the wafer the cause time to move is added to the focus measurement position, as a result, device throughput is reduced. また、露光面検出用のフォーカスシステムは、複数のウエハ高さ測定点間距離を露光ショット領域長程度(10〜20 The focus system for the exposure surface detection, the distance between the plurality of wafer height measurement points exposure shot region length of about (10 to 20
[mm])に設けている。 Is provided in [mm]). 従って、高々□0.1[m Therefore, at most □ 0.1 [m
m]程度の局所的なアライメントマーク領域の傾きを計測するために、同程度にウエハ位置を変えて複数回計測する必要がある。 To measure the inclination of the local alignment mark region of about m], it is necessary to measure a plurality of times while changing the wafer position to the same extent. この場合フォーカス計測時間が増大してスループットが悪化する。 In this case the focus measurement time throughput is deteriorated increases. (3)さらに問題となるのは、アライメントマーク露光形成時とアライメント計測時の非線形な位置偏差である。 (3) Further, the problem is a nonlinear positional deviation at the alignment measurement during the alignment mark exposure formation. すなわち、シフト量を補正するための計測対象となるマーク近傍面微小角△θは、アライメントマーク面の形成時傾き△θprと計測時傾き△θpoの差分である。 That is, the measurement subject to mark near surface grazing △ theta for correcting the shift amount, which is the difference between the forming time of the slope △ Shitapr alignment mark surface measurement when the slope △ θpo. 従って、アライメントマーク形成時に△θprを測定して、 Thus, by measuring the △ θpr at the time of the alignment mark formation,
△θprを履歴値として保存し、アライメントマークの位置計測時に読み出し、この△θprと△θpoから微小角△ △ Shitapr save as history value, read at the time of position measurement of the alignment mark, a small angle from the △ Shitapr and △ θpo △
θを算出することが必要である。 It is necessary to calculate the θ. しかし、△θprの測定は上記(1)、(2)で述べた問題と同様の問題があり、また従来の露光装置においては、△θprの保存と読み出しの機能を備えていない。 However, △ measurements Shitapr above (1), it has the same problem as the problem described in (2), also in the conventional exposure apparatus is not provided with a storage and readout function △ θpr.

【0019】また、露光ショット位置自身の非線形シフトもアライメントと同様、ショット面の微小角△θa から補正可能であり、実際露光時には露光フォーカスシステムにより微小角△θa の検出と補正を行なっているが、従来の露光装置においては、微小角△θa に基づいた露光ショット位置の補正機能がなく、また、前記(3)と同様、オーバーレイ精度で問題となるのは、正確には被露光ショットのレジスト下地パターンの露光形成時と当該レジスト露光時の間に発生する非線形シフトである。 Further, similar to the non-linear shift also alignment of the exposure shot position itself, it can be corrected from the small angle △ .theta.a shot surface, but in actual exposure is performed to detect and correct small angle △ .theta.a by exposure focus system in the conventional exposure apparatus, there is no correction function of the exposure shot positions based on small angle △ .theta.a, also the same as (3), a problem in the overlay precision, exactly of the exposure shots resist is a non-linear shift occurs to the exposed formation when the said resist exposure o'clock underlying pattern. 従って、計測対象となる微小角△θa は、下地パターン露光形成時の露光面傾き△θapr と当該レジスト露光時の露光面傾き△θapo の差分である。 Thus, small angle △ .theta.a to be measured is the difference of the exposure surface slope △ Shitaapo during exposure surface slope △ Shitaapr and the resist exposure for the underlying pattern exposure formed. 一方、下地パターン露光形成時には、フォーカスシステムにより、被露光面傾き△θapr を検出補正してはいるが、露光履歴としての情報は保存はされていない。 On the other hand, when the base pattern exposure formed by the focus system, but detects correct the exposed surface slope △ Shitaapr, information as an exposure history saving is not. 従って、△ Therefore, △
θapr と△θapo の差分をとって正確な△θa を算出することができなかった。 It was not possible to calculate an accurate △ θa taking the difference of θapr and △ θapo.

【0020】そこで、本発明は、上記の従来技術の有する未解決の問題に鑑みてなされたものであって、ウエハ等の基板のチャッキングの基板面方向ひずみによるアライメントマークや露光ショットの非線形シフトを正確に算出して位置補正を行なうことができるようにし、オーバーレイ精度の向上を図ることができる露光装置並びにデバイス製造方法を提供することを目的とするものである。 [0020] The present invention, which was made in view of the unsolved problems with the above prior art, non-linear shift of the alignment mark and the exposure shot of Strain substrate surface direction of the substrate chucking the wafer or the like was to be able to perform accurately calculated and the position correction, it is an object to provide an exposure apparatus and device manufacturing method can improve the overlay accuracy.

【0021】 [0021]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、基板における被露光面の複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系を介して投影する露光装置において、基板に形成されたアライメントマークの位置を検出するアライメント検出器と、アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段と、前記傾斜差分値より前記アライメントマークの位置の計測値を補正する手段とを具備することを特徴とする。 To achieve the above object, according to the Invention The exposure apparatus of the present invention, an exposure apparatus for projecting through the original pattern projection optical system into a plurality of exposure shots of the exposure surface of the substrate, an alignment detector for detecting a position of an alignment mark formed on the substrate, means for measuring an alignment mark near surface and the inclination difference value of the exposure reference plane of the substrate, the position of the alignment mark from the inclined difference characterized by comprising a means for correcting the measured value.

【0022】本発明においては、前記露光装置は、前記アライメントマーク露光形成時の前記アライメントマーク近傍面と前記被露光基準面と傾斜差分の履歴値を保持または保存する手段と、前記傾斜差分値と前記履歴値との差分より前記アライメントマークの位置の計測値を補正する手段とを具備することが好ましい。 In the present invention, the exposure apparatus includes a means for holding or store historical values ​​of the alignment mark the tilt difference alignment mark near surface and said object to be exposed reference surface at the time of exposure formation, and the inclined difference value it is preferable and means for correcting the measured value of the position of the alignment mark from the difference between the historical values. また、前記露光装置は、前記アライメント検出器の検出結果に基づいて全露光ショットの位置を推定して前記露光ショットを前記投影光学系の露光画角に位置決めするアライメント手段をさらに有することが好ましい。 Further, the exposure apparatus preferably further comprises an alignment means for positioning the exposure shot by estimating the positions of all exposure shot based on the detection result of the alignment detector exposure view angle of the projection optical system. また、前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段は、前記アライメント検出器に設けられていることが好ましい。 Further, it means for measuring the inclination difference value of the exposure reference plane of the substrate and the alignment mark near surface is preferably provided on the alignment detector.

【0023】また、前記露光装置は、当該露光に関するアライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定し、履歴値として前記記憶手段に保存することが可能である。 Further, the exposure apparatus measures the inclination difference value of the alignment mark near surface about the exposure and the exposed reference surface of the substrate, it is possible to store in the storage means as a history value. また、前記記憶手段は、露光プロセスに必要な情報ファイルであるジョブ(Job)ファイルのパラメータとして、少なくとも前記傾斜差分の履歴値を保持または保存することが好ましい。 Also, the storage unit, as a parameter of the job (Job) file is a data file necessary for exposure process, it is preferable to hold or store the historical values ​​of at least the gradient difference. また、前記被露光基準面の傾斜面は、グローバルチルト面であることが好ましい。 Further, the inclined surface of the object to be exposed reference surface is preferably a global tilt plane.

【0024】また、上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、基板被露光面の複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系を介して投影する露光装置において、前記基板被露光面に形成されたアライメントマークの位置を検出する第1の検出器と、該アライメントマークの近傍面の高さと傾きを計測する第2の検出器とを備えたことを特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, an exposure apparatus of the present invention, an exposure apparatus for projecting through a plurality of the original pattern projection optical system in the exposure shot of the substrate surface to be exposed, the substrate surface to be exposed a first detector for detecting the position of the alignment mark formed on, characterized in that a second detector for measuring the height and tilt of the near surface of the alignment mark.

【0025】本発明においては、前記第2の検出器の計測値に基づいて、前記第1の検出器の計測値の補正を行うことが可能である。 [0025] In the present invention, based on the measurement value of the second detector, it is possible to correct the measurement value of the first detector. また、前記アライメントマーク露光形成時の前記アライメントマーク近傍面と前記被露光基準面の履歴値を保持または保存する記憶手段と、前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を求める手段とを備え、該傾斜差分値と該履歴値との差分に基づいて前記アライメントマークの位置の計測値を補正することが好ましい。 Also, a storage means for holding or store historical values ​​of the object to be exposed reference surface and the alignment mark near surface during the alignment mark exposed formation, the inclination difference value of the exposure reference plane of the substrate and the alignment mark near surface and means for determining, it is preferable to correct the measured value of the position of the alignment mark based on a difference between the inclination difference value and the historical value.

【0026】また、上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、基板被露光面の別パターンが転写された複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系を介して投影する露光装置において、前記被露光基準面に対する全露光ショットの高さおよび傾きである当該ショットフォーカス値を測定して前記投影光学系の前記原版パターン像面と一致させるフォーカス手段と、前記別パターンの転写露光時の被露光基準面に対する高さおよび傾きである別パターンフォーカス値の履歴値の差分から前記露光ショット位置を補正する手段と、次回の露光プロセスのアライメントに使用する前記複数の露光ショットの一部のサンプルショットの露光ショット位置の補正量を履歴値として保持または保存し、次回の露光プロセスのアライメント時に Further, in order to achieve the above object, an exposure apparatus of the present invention, in an exposure apparatus that another pattern of the substrate the exposed surface is projected through the projection optical system an original pattern into a plurality of exposure shot transcribed the focus means for matching the original pattern image plane of the projection optical system by measuring the shot focus value is the height and tilt of the entire exposure shot with respect to the exposure reference plane, at the time of transfer exposure of the further pattern and means for correcting the exposure shot position from the difference between the historical values ​​of the different patterns focus value is the height and inclination with respect to the exposure reference plane, a portion of the sample of said plurality of exposure shots used for the alignment of the next exposure process hold or store the correction amount of the exposure shot position of the shot as a history value, the time alignment of the next exposure process 記履歴値をオフセットとして反映する手段とを具備することを特徴とする。 The serial history value, characterized by comprising means for reflected as an offset.

【0027】本発明においては、前記記憶手段は、露光プロセスに必要な情報ファイルであるジョブ(Job) [0027] In the present invention, the storage means is information files necessary for exposure process job (Job)
ファイルのパラメータとして、少なくとも前記2つの履歴値を保持または保存することが好ましい。 As a parameter file, it is preferable to hold or store at least the two historical values. また、前記複数の露光ショットの一部のサンプルショットに形成されたアライメントマーク位置を検出するアライメントマーク検出器と、該アライメントマーク検出器の検出結果に基づいて全露光ショットの位置を推定して前記露光ショットを前記投影光学系の露光画角に位置決めするアライメント手段と、前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段と、前記アライメントマーク露光形成時のアライメントマーク近傍面と前記被露光基準面の傾斜差分の履歴値を保持または保存する記憶手段と、前記全露光ショットの位置推定に先立って前記傾斜差分値と前記傾斜差分の履歴値との差分から前記アライメント位置の計測値を補正する手段をさらに具備することが可能である。 Further, an alignment mark detector for detecting an alignment mark position formed on a part of the sample shot of the plurality of exposure shots, the estimate the position of the entire exposure shot based on the detection result of the alignment mark detector an alignment means for positioning the exposure shot exposure field angle of said projection optical system, means for measuring the inclination difference value of the exposure reference plane of the substrate and the alignment mark near surface, the alignment mark at the alignment mark exposure formed storage means for holding or store historical values ​​of the inclination difference between neighboring surface the object to be exposed reference surface, wherein the alignment from the difference between the historical values ​​of the inclination difference and the slope difference value prior to the location estimation of the entire exposure shot it is possible to further comprising means for correcting the measured value of the position. また、前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段は、前記アライメント検出器に設けられていることが好ましい。 Further, it means for measuring the inclination difference value of the exposure reference plane of the substrate and the alignment mark near surface is preferably provided on the alignment detector.

【0028】そして、上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、基板被露光面の複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系を介して投影する露光装置において、前記複数の露光ショットの一部のサンプルショットに形成されたアライメントマーク位置を検出するアライメントマーク検出器と、前記アライメントマーク近傍面の傾斜を測定する手段とを備え、前記基板の最初の層の露光時に露光ショットの位置を補正することを特徴とする。 [0028] In order to achieve the above object, an exposure apparatus of the present invention, an exposure apparatus for projecting through a plurality of the original pattern projection optical system in the exposure shot of the substrate surface to be exposed, the plurality of exposure shots an alignment mark detector for detecting a portion of the sample shots to form the alignment mark position, and means for measuring the tilt of the alignment mark near the surface, the position of the exposure shot during exposure of the first layer of the substrate and correcting the.

【0029】さらに、前記露光装置において、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が可能である。 Furthermore, in the exposure apparatus further comprises a display, a network interface and a computer for executing network software, it is possible to data communicating maintenance information of the exposure apparatus via a computer network. また、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若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が可能である。 The software for the network provides a user interface for a vendor or user of the exposure apparatus is connected to an external network of the installed plant the exposure device to access to the maintenance database to provide on said display, said via the external network it is possible to obtain information from the database.

【0030】本発明の露光方法は、基板における被露光面の複数の露光ショットに原版のパターンを投影光学系を介して露光する露光方法において、露光プロセスに必要な情報ファイルであるジョブ(Job)ファイルのジョブ(Job)名および露光シーケンス起動信号を入力し、露光シーケンスを起動するために該ジョブ(Jo The exposure method of the present invention is an exposure method of the original pattern into a plurality of exposure shots of the exposure surface through the projection optical system exposure on the substrate, an information file necessary for exposure process job (Job) type a file for the job (job) name and exposure sequence start signal, the job in order to start the exposure sequence (Jo
b)ファイルの情報に沿ったシーケンスパラメータを転送する工程と、転送されたシーケンスパラメータに基づいて前記基板および/または前記原版をロードする工程と、前記ジョブ(Job)ファイルに沿った前記基板のサンプルショットのアライメントマークの高さ、傾きおよび位置を計測する工程と、全アライメント計測終了後にグローバルチルト補正を行い、前記アライメントマークの非線形シフト量および/または線形補正式を算出する工程と、走査露光を行う工程と、全ショットの露光が終了した後に引き続き露光を行う際に次の基板に交換若しくは露光を終了する工程とを有することを特徴とする。 A step of transferring the sequence parameter along the information b) file, a step of loading the substrate and / or the original based on the transferred sequence parameter, a sample of the substrate along said job (Job) file shot of the alignment mark of the height, the step of measuring the inclination and position, performs global tilt correction after completion full alignment measurement, a step of calculating a nonlinear shift amount and / or linear correction equation of the alignment mark, the scanning exposure and having a step of performing, and the step of terminating the exchange or exposure to the next board in performing continued exposure after exposure of all the shot has been completed.

【0031】本発明の半導体デバイス製造方法は、前記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。 [0031] Semiconductor device manufacturing method of the present invention, for manufacturing semiconductor devices by a plurality of processes using the process of installing a manufacturing apparatus for various processes including the exposure apparatus in a semiconductor manufacturing factory, the manufacturing apparatuses characterized by a step. また、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可能である。 Further, a step of connecting the manufacturing apparatuses by a local area network, between the local area network and the semiconductor manufacturing factory via the external network of the steps of data communicating information about at least one of said manufacturing apparatuses it can further have. さらに、前記露光装置のベンダ若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、若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なうことが好ましい。 Furthermore, to obtain maintenance information of the manufacturing apparatus by data communication by accessing via the external network to a vendor or a database provided by a user of the exposure apparatus, or between the different semiconductor manufacturing plant to the semiconductor manufacturing plant in it it is preferable to perform the production management and data communication via the external network.

【0032】本発明の前記露光装置を収容する半導体製造工場は、前記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することを特徴とする。 The semiconductor manufacturing plant that houses the exposure apparatus of the present invention, a manufacturing apparatus for various processes including the exposure apparatus, and a local area network for connecting the manufacturing apparatuses, outside the factory from the local area network has a gateway to allow access to the external network, characterized by allowing the information about at least one of said manufacturing apparatuses for data communication.

【0033】本発明の前記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露光装置の保守方法であって、前記露光装置のベンダ若しくはユーザが、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。 The maintenance method of the exposure apparatus of the present invention is a maintenance method installed in a semiconductor manufacturing factory said exposure device, a vendor or user of the exposure apparatus, is connected to an external network of the semiconductor manufacturing plant providing a maintenance database, semiconductor manufacturing through a step of allowing access to the maintenance database from the semiconductor manufacturing factory via the external network, the external network maintenance information accumulated in the maintenance database characterized by a step of transmitting to the factory.

【0034】 [0034]

【作用】本発明の投影露光装置によれば、基板被露光面の複数ショットの一部のサンプルショットに形成されたアライメントマーク位置を検出するアライメント検出器と、該アライメント検出器の検出結果に基づいて全露光ショットの位置を推定して露光ショットを投影光学系の露光画角に位置決めするアライメント手段と、アライメントマーク近傍面と基板被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段を備えるとともに、アライメントマーク露光形成時のアライメントマーク近傍面と被露光基準面の傾斜差分の履歴値を保持する記憶手段を備え、測定された傾斜差分値と前記記憶手段に保持されている傾斜差分値との差分からアライメント位置の計測値を補正することにより、基板とピン間の異物挟入或は基板吸着保持に起因する基板表面の According to the projection exposure apparatus of the present invention, an alignment detector for detecting an alignment mark position formed on a part of the sample shots plurality shots of the substrate surface to be exposed, based on a detection result of the alignment detector All exposure shot positions estimated by the the alignment means for positioning the exposure shot exposure view angle of the projection optical system provided with a means for measuring the inclination difference value of the alignment mark near surface and the substrate to be exposed reference surface Te, alignment comprising a storage means for storing a history value of the slope difference of the alignment mark near surface and the exposed reference surface when the mark exposure formed from the difference between the inclination difference value retained in the measured inclination difference value the storage means by correcting the measurement values ​​of the alignment position, the foreign matter sandwiched Iriaru between the substrate and the pins of the substrate surface due to the substrate attracting and holding 形等による基板面分布応力によって発生する非線形シフト量を正確に算出することができ、 The nonlinear shift amount generated by the substrate plane distribution stress due form, etc. can be accurately calculated,
非線形シフトの位置補正を高精度に行なうことが可能となり、アライメント精度とそれに伴うオーバーレイ精度を大きく向上させることができる。 It is possible to perform the positional correction of the nonlinear shift with high precision, it is possible to greatly improve the alignment accuracy and overlay accuracy associated therewith.

【0035】さらに、露光ショット位置に関しても、露光前のフォーカス計測時に得られるa層の各露光ショット傾きを履歴情報化して、b層露光前に得られるフォーカス計測値との差分から、非線形シフト量を算出することにより、露光ショット位置を同様に補正することができ、オーバーレイ精度の向上を図ることができる。 Furthermore, with regard exposure shot positions, each exposure shot slope of a layer obtained during focus measurement before the exposure to the history information of, from the difference between the focus measurement value obtained before the layer b exposure nonlinear shift the by calculating the exposure shot position can be corrected in the same manner, it is possible to improve the overlay accuracy.

【0036】 [0036]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next will be described in detail with reference to drawings, embodiments of the present invention. [第1の実施形態]図1は、本発明の好ましい一実施形態に係る投影露光装置の要部構成を概略的に図示する構成図であり、本実施形態の露光装置は露光光源にパルス発振型のエキシマレーザを使用した、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式のスキャナ型投影露光装置である。 [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a main part of a projection exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, an exposure apparatus of this embodiment is pulsed exposure light source using an excimer laser type, a scanner projection exposure apparatus of a so-called step-and-scan method.

【0037】図1において、露光光源としてのパルス発振型のエキシマレーザ1から放射された光束は、ビーム整形光学系2により強度および照明方向が均一な所望のスリット形状の露光光束に整形され、原版としてのレチクル3に入射する。 [0037] In FIG. 1, the light beam irradiated from the excimer laser 1 in a pulsed as the exposure light source, a beam shaping optical system 2 is the intensity and the illumination direction is shaped into the exposure light beam having a uniform desired slit shape, the original incident on the reticle 3 as. このレチクル3は、基板としてのウエハ6に転写する素子パターンが形成されており、2次元的に移動可能なレチクルステージ4上に載置され、レチクルステージ4とともに位置制御される。 The reticle 3 is, element pattern to be transferred to the wafer 6 as a substrate has been formed, it is placed on the two-dimensionally movable reticle stage 4, which position is controlled with the reticle stage 4.

【0038】照明されたレチクル3上の素子パターン像は、投影光学系5を介して光学的共役面にスリット形状に集光結像される。 The element pattern image on the reticle 3, which is illuminated is focused imaged slit optically conjugate plane via the projection optical system 5. 投影光学系5は、縮小率が例えば1 The projection optical system 5, the reduction ratio is for example 1
/4または1/5の両側テレセントリック光学系である。 / 4 or both-side telecentric optical system 1/5. また、ウエハ(被露光基板)6はウエハステージ7 Further, the wafer (substrate to be exposed) 6 wafer stage 7
にウエハチャック7aを介して保持され、ウエハステージ7とともに位置制御される。 To be held via a wafer chuck 7a, is position control with the wafer stage 7. ウエハ6上には、予め露光光によって化学反応を効果的に起こす感光材であるフォトレジスト材料が薄く塗布されており、次工程のエッチングマスクとして機能する。 On the wafer 6 is coated photoresist material is thin is a photosensitive material effectively react chemically in advance by the exposure light, functions as an etching mask for the next step.

【0039】露光フォーカス検出器8は、光束を放射する投光系8aとウエハ6からの反射光の一情報を検出する受光系8bとから構成され、ウエハ6の被露光面の面高さや傾きを検出する。 The exposure focus detector 8 is composed of a light receiving system 8b for detecting an information of the reflected light from the light projecting system 8a and the wafer 6 that emits a light beam, the surface height and inclination of the surface to be exposed of the wafer 6 to detect. 走査露光時には、このフォーカス検出器8の検出情報を基に、ウエハステージ7がウエハ6の被露光面をパターン像面と一致するよう制御を行なう。 During scanning exposure, on the basis of the detection information of the focus detector 8, the wafer stage 7 performs a control so that the surface to be exposed of the wafer 6 matches the pattern image surface. この時、レチクルステージ4とウエハステージ7 At this time, the reticle stage 4 and the wafer stage 7
は、投影光学系5に対し同期走行し、同時にウエハ6がスリット光により露光され、ウエハ6上のフォトレジスト層にパターンが転写される。 Is to run synchronously with respect to the projection optical system 5 is exposed wafer 6 by the slit light at the same time, the pattern is transferred to the photoresist layer on the wafer 6. また、アライメント検出器9(図3にて後述)は、ウエハ6の複数の露光ショットの一部のサンプルショットに形成されたアライメントマーク6aの位置を検出し、ウエハステージ7の移動により複数のサンプルショットの位置を計測し、グローバルアライメントによりウエハ6を位置決めする。 Further, (described later in FIG. 3) alignment detector 9 detects the position of a portion of the alignment mark 6a formed on the sample shots of a plurality of exposure shots of the wafer 6, the plurality of samples by the movement of the wafer stage 7 measuring the position of the shot, positioning the wafer 6 by the global alignment.

【0040】図1において、11〜17は本実施形態の投影露光装置の制御システムを構成する各構成要素であり、11はステージ駆動制御系を示し、レチクルステージ4とウエハステージ7を駆動するドライバ機能を有する。 [0040] In FIG. 1, 11 to 17 are the components that constitute the control system of the projection exposure apparatus of the present embodiment, 11 denotes a stage drive control system, a driver for driving the reticle stage 4 and the wafer stage 7 It has a function. 12は同期制御系を示し、露光面の位置制御まで含めた走査露光時のレチクルステージ4とウエハステージ7の同期走行制御を行なう。 12 shows a synchronous control system performs synchronous running control of the reticle stage 4 at the time of scanning exposure, including to a position control of the exposure surface wafer stage 7. 13はフォーカス計測系を示し、フォーカス検出器8から入力されるウエハ高さ情報から被検出面の高さと傾きを算出し、同期制御系12 13 shows a focus measurement system calculates the height and inclination of the detection plane from the wafer height information inputted from the focus detector 8, synchronous control system 12
に出力する。 And outputs it to. 14はアライメント計測系を示し、アライメント検出器9から入力されるアライメントマーク信号からマーク位置の算出を行なう。 14 shows an alignment measurement system, to calculate the mark position from the alignment mark signal inputted from the alignment detector 9. また、アライメント検出器9に配設されたAMフォーカス検出系(後述の図3 Further, the alignment detector 9 disposed the AM focus detection system (described below Fig 3
参照)からの検出値よりアライメントマーク近傍面の高さと傾きの算出も行なう。 Calculating the height and tilt of the alignment mark near surface than the detection value from the reference) is also performed. 15は主制御部を示し、記憶部16に記憶されているジョブ(Job)ファイル(ウエハの露光ショットレイアウトや露光量等の露光条件、 15 shows a main control unit, a job stored in the storage unit 16 (Job) file (wafer exposure shot layout and exposure such as an exposure condition,
傾斜差分の履歴値、ウエハやレチクルの情報等、露光プロセスに必要な情報ファイル)に従って露光装置の露光シーケンスを制御する。 Historical values ​​of the inclination difference information of wafer or reticle, etc., to control the exposure sequence of the exposure device according to the information file) necessary for exposure process. また、露光装置の起動停止や装置固有の制御パラメータ、Job情報の変更修正は、マンマシンインタフェース若しくはメディアインタフェースである入力装置17より主制御部15に入力され、記憶都16に記憶される。 Also, starting and stopping and device-specific control parameters of the exposure device, changes and modifications of the Job information is input from the input device 17 is a man-machine interface or media interface to the main control unit 15, is stored in the storage Metropolitan 16.

【0041】次に、以上のように構成された本実施形態における各ステージの同期制御およびフォーカス系について説明する。 Next, a description will be given synchronous control and focusing system for each stage in the present embodiment configured as described above. ここで、投影光学系5の像平面と光軸の交点は座標原点であり、像平面をX−Y平面、光軸方向をZ方向、また走査方向をY方向とし、各X,Y,Z軸の右手系回転方向をωx,ωy,θ方向とする。 Here, the image plane and the intersection of the optical axis of the projection optical system 5 are the coordinates origin, the image plane the X-Y plane, the optical axis Z direction, the scanning direction is Y-direction, each X, Y, Z the right-handed rotation direction of the shaft .omega.x, .omega.y, and θ directions.

【0042】レチクルステージ4は、X−Y平面上のX,Y,θ軸位置決め制御ができるように構成され、またウエハステージ7は、6軸位置決め制御ができるように構成されている。 [0042] The reticle stage 4, X on the X-Y plane, Y, is configured to be controlled θ axis positioning, also the wafer stage 7 is configured so as to be six-axis positioning control. 両ステージ4,7のアクチュエータ(不図示)はリニアモータであり、ステージ駆動制御系11より駆動電力が供給される。 Of both stages 4,7 actuator (not shown) is a linear motor, driving power is supplied from the stage drive control system 11. また、両ステージ4, In addition, both the stage 4,
7は、ステージ位置計測系(不図示)が配設されており、レチクルステージ4にはX,Y,θ軸に関する3軸干渉計、ウエハステージ7には不図示のX,Y,Z,ω 7, the stage position measurement system (not shown) are disposed, the reticle stage 4 X, Y, 3-axis interferometer about θ axis, the wafer stage 7, not shown X, Y, Z, omega
x,ωy,θ軸に関する6軸干渉計がそれぞれ配設され、これらの干渉計により計測されたレチクル/ウエハ両ステージ4,7の位置は、ステージ駆動制御系11に出力され、同期制御系12で処理された後、ステージ駆動量信号として再びステージ駆動制御系11に戻り、ステージ駆動電流に変換される。 x, .omega.y, 6-axis interferometer about θ axes are arranged respectively, the position of the reticle / wafer both stages 4,7 measured by these interferometers is outputted to the stage driving control system 11, the synchronization control system 12 after in treated, it returns to the stage drive control system 11 again as a stage driving amount signal is converted to a stage drive current.

【0043】露光時のX,Y,θ方向の位置制御は、一方の対象(マスター)に対して他方の対象(スレーブ) [0043] X at the time of exposure, Y, the position control of θ direction, the other object with respect to one object (master) (slave)
を追従させるマスター・スレーブ方式を採用し、制御帯域がより高いレチクルステージ4をスレーブ、ウエハステージ6をマスターにしてX,Y,θ方向の位置ズレを補正する。 Employing a master-slave mode to follow, and the reticle stage 4 higher control bandwidth slave, and the wafer stage 6 to the master X, Y, to correct the positional deviation of θ direction. Z軸のωx,ωy方向の制御は、ウエハステージ7側で行ない、フォーカス計測系13により算出されるウエハ面の位置傾き補正(Z方向位置や面傾きω The Z-axis .omega.x, .omega.y direction control is performed at the wafer stage 7 side, the position of the wafer surface which is calculated by the focus measuring system 13 tilt correction (Z-direction position and the surface inclination ω
x,ωy)等を行なう。 x, ωy), etc. perform.

【0044】投影光学系5に対するウエハ6の被露光面のZ方向位置を計測するフォーカス検出器8は、6組の投光系8aと受光系8bがそれぞれ投影光学系5下の露光領域を狭持するように配設され、各投光系8aからはウエハ6上に塗布されたレジストの非感光波長の検出光を用いた光束がウエハ6に斜入射されてスリット像を形成する。 The focus detector 8 for measuring the Z-direction position of the exposure surface of the wafer 6 with respect to the projection optical system 5, narrow the six sets of light projecting system 8a and the light receiving system 8b is exposed regions of 5 beneath each projection optical system disposed so as to lifting, from the light projecting system 8a the light beam using the detected light non-photosensitive wavelength of the resist applied on the wafer 6 is obliquely incident on the wafer 6 to form a slit image. ウエハ6からの反射光は、各受光系8b内の不図示のCCD受光センサ面上でスリット像として再結像する。 Light reflected from the wafer 6 is re-imaged as a slit image on the CCD light-receiving sensor surface (not shown) in the light receiving system 8b. CCD受光センサは、結像したスリット像の位置を直接測定し、基準位置からの差分(アライメントマーク近傍面とウエハの被露光基準面の傾斜差分値を測定) CCD light sensor measures the position of the imaged slit image directly, (measured slope difference of the alignment mark near surface and the exposure reference plane of the wafer) the difference from the reference position
からウエハ6上のスリット光とウエハ6反射面自身の位置を算出する。 Calculating the slit light and the wafer of 6 reflecting surface itself position on the wafer 6 from.

【0045】図2は、本発明の好ましい一実施形態に係る投影露光装置の露光フォーカス検出器による露光スリット光束に対する計測位置を示す図である。 [0045] Figure 2 is a diagram showing the measurement positions with respect to the exposure slit light beam by the exposure focus detector of a projection exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. フォーカス検出器8における露光スリット光束に対する各6組の投光受光系の計測位置(Fa,Fb,Fc,Ba,Bb, Each six sets of measurement position of the light projecting and receiving systems for the exposure slit light beam in the focus detector 8 (Fa, Fb, Fc, Ba, Bb,
Bc)は図2に示すように、露光スリット光束に対し走査方向であるY方向に所定の距離だけ離れている。 Bc), as shown in FIG. 2, are separated by a predetermined distance in the scanning direction Y with respect to the exposure slit light beam. このように、露光スリット光束から所定の距離だけ離れ、Y Thus, apart from the exposure slit light beam by a predetermined distance, Y
方向に対して測定位置Fa,Fb,FcとBa,Bb, Measuring position with respect to the direction Fa, Fb, Fc and Ba, Bb,
Bcがそれぞれ対称なのは往復走査露光を可能せしめるためであり、露光スリット光束から離れているのは、露光に先立って計測を行なう(先読み計測)ことよりフォーカシングに時間余裕を設けるためである。 Bc is because allowed to permit symmetrical Nanoha reciprocating scanning exposure, respectively, of spaced apart from the exposure slit light beam is to provide a time margin focusing than that performing measurement prior to exposure (pre-read measurements). また、露光スリット光束に対して対照的に配置することにより、往復走査露光を可能にする。 Also, by contrast, disposed with respect to the exposure slit light beam, to enable reciprocal scanning exposure. 本実施形態においては、計測を行なう計測スリットは、3個組を基本としており(F In the present embodiment, measurement slit performing measurement, it has a basic three sets (F
a,Fb,FcとBa,Bb,Bcという組み合わせを基本組としている)、露光スリット光束の長手方向であるX方向に一致している。 a, Fb, Fc and Ba, Bb, and the basic sets of combination of Bc), coincides with the X-direction is the longitudinal direction of the exposure slit light beam. また、走査中は計測サンプル時間に従って露光ショット内を所定ピッチ毎に計測し、 Also, during scanning to measure the inside exposure shot every predetermined pitch in accordance with the measurement sample time,
各々の検出点でのZ方向位置情報から露光スリット領域の被検面高さと面傾きの算出を行なう。 The interfering optical system of the exposure slit area from the Z direction position information at each detection point to calculate the height and surface tilt. この算出は、図1より、フォーカス計測系13で行なわれ、その算出値は、ステージ干渉系の位置情報と同様に、同期制御系1 This calculation is, from FIG. 1, carried out in focus measurement system 13, the calculated value, as well as the position information of the stage interferometer, synchronous control system 1
2にて処理され、処理後も同様にステージ駆動制御系1 Is processed by 2, as well after the treatment stage drive control system 1
1によりステージ駆動電流に変換され、ウエハステージ7をZ,ωx,ωy方向に駆動される。 Is converted into a stage driving current by 1, the wafer stage 7 Z, .omega.x, driven in the ωy direction.

【0046】次に、アライメントシステムについて、アライメント検出器9の概略構成を示す図3を参照して説明する。 Next, the alignment system will be explained with reference to FIG. 3 showing a schematic configuration of the alignment detector 9. ここで、図3は、本発明の好ましい一実施形態に係る投影露光装置におけるアライメント検出器の構成を概略的に示す図である。 Here, FIG. 3, the configuration of the alignment detector in a projection exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention is a diagram schematically showing.

【0047】アライメント検出器9は、ウエハ6の表面上のアライメントマーク6aの投影光学系5(図1)の光軸に垂直な方向であるX,Y方向位置と共に、アライメントマーク近傍面の高さと傾き、つまりZ,ωx,ω The alignment detector 9, X is a direction perpendicular to the optical axis of the projection optical system 5 of the alignment mark 6a on the surface of the wafer 6 (Fig. 1), the Y-direction position, and the height of the alignment mark near surface slope, ie Z, ωx, ω
y方向の検出もできるように構成されている。 It is configured to be also y direction of the detection. 即ち、アライメントマーク6aの光軸方向の位置を検出するAM That, AM to detect the position of the optical axis of the alignment mark 6a
フォーカス検出系26としての機能を合わせ持っている。 They have combined function as a focus detection system 26. このアライメント検出器9は、投影レンズ5を介さずに検出を行なうタイプであり、オフ・アクシス方式である。 The alignment detector 9 is of the type which detects not via the projection lens 5, an off-axis type.

【0048】光源を含む照明光学系21から出射した光束は、ライトガイド22経由でアライメント検出器9本体に出射され、ビームスプリッタ23で反射し、ミラー24を経てウエハ6上にあるアライメントマーク6aを照明する。 The light flux emitted from the illumination optical system 21 including a light source is emitted in alignment detector 9 body via the light guide 22 is reflected by the beam splitter 23, the alignment mark 6a on the top wafer 6 via mirrors 24 lighting to. ウエハ6上のアライメントマーク6aによって反射した信号光は、再び順にミラー24を経てビームスプリッタ23に入射する。 The signal light reflected by the alignment mark 6a on the wafer 6 is incident on the beam splitter 23 via the mirror 24 in this order again. ビームスプリッタ23に入射した信号光は、ビームスプリッタ23を透過し、CC Signal light incident on the beam splitter 23, passes through the beam splitter 23, CC
Dカメラ25の撮像面25a上にアライメントマーク像を結像する。 Images the alignment mark image on an imaging plane 25a of the D camera 25. CCDカメラ25からのアライメントマーク像に基づく画像信号は、アライメント計測系14に転送され、アライメントマーク像と事前に得たアライメント検出器9内にある基準マーク像(不図示)の両者を比較し、アライメントマーク6aのX,Y方向位置を計測している。 Image signal based on the alignment mark image from the CCD camera 25 compares transferred to the alignment measuring system 14, an alignment mark image and the pre-obtained alignment detector reference mark images within 9 both (not shown), X of the alignment mark 6a, measures the Y-direction position.

【0049】また、アライメント検出器9に設けられたAM(Alignment Mark)フォーカス検出系26は、アライメント検出器9の対物光軸近傍のアライメントマーク近傍面が検出可能となるよう、光束を放射する投光系2 [0049] Further, it provided in the alignment detector 9 AM (Alignment Mark) focus detection system 26, so that the alignment mark near surface of the objective optical axis near the alignment detector 9 can be detected, projecting for emitting a light beam light system 2
6aと反射光の位置情報を検出する受光系26bがアライメント検出器9の対物光軸を挟んで対称に設けられている。 Light receiving system 26b for detecting the position information of the 6a and the reflected light are provided symmetrically about the objective optical axis of the alignment detector 9. これらの投光系26aと受光系26bは、全体として3個ずつ(不図示)搭載されており、アライメントマーク近傍面のウエハ面位置と傾き(傾斜差分値)が同時に測定可能である。 These light projecting system 26a and photodetection system 26b is three by three overall are (not shown) mounted, an alignment mark near surface of the wafer surface position and tilt (inclination difference value) can be measured simultaneously.

【0050】次に、本実施形態における基本シーケンスについて、図1に基づいて図4に示すフローチャートに従って説明する。 Next, the basic sequence in this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4 with reference to FIG. 図4は、本発明の好ましい一実施形態に係る投影露光装置の基本シーケンスのフローチャートである。 Figure 4 is a flow chart of a basic sequence of a projection exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. ここでは、ウエハバルク層から上に向かって順にa,b,cの3パターンの層から構成される半導体デバイスの製造プロセスにおけるb層を露光する露光シーケンスを例にとって説明する。 Here, a description will be given a sequentially upward from the wafer bulk layer, b, the exposure sequence for exposing the b layer in a manufacturing process of a semiconductor device composed of a layer of three patterns of c as an example. b層は、a層パターンのアライメントマークをターゲットに位置決めされ、またc層の位置決めターゲット用にb層にもアライメントマークを露光形成するものとする。 b layer is positioned alignment marks a layer pattern in the target, and shall be exposed form the alignment mark on the b layer for positioning target c layer.

【0051】 ・ステップS1(Job転送と露光シーケ [0051] Step S1 (Job transfer and exposure sequencer
ンス起動)まず、入力部17からJob名と露光シーケンス起動信号を入力する。 Nsu activation) first inputs the Job name and exposure sequence start signal from the input unit 17. 主制御部15は、入力されたJob名に基づいて、記憶部16から入力名と一致するJobを検索し、読み込む。 The main control unit 15, based on the input Job name, searches the Job that matches the input name from the storage unit 16, reads. ここで、記憶部16に保持されているJobには、露光ショットレイアウトや露光条件、ロット中の各ウエハ毎のa層露光時に形成されたb層用のアライメントマークの位置や非線型シフトを算出するための傾き履歴情報、b層露光時に形成されるc層用アライメントマーク位置等が含まれている。 Here, the Job held in the storage unit 16, calculates the exposure shot layout and exposure conditions, the position and the non-linear shift of the alignment marks for the layer b formed on a layer upon exposure for each wafer in the lot tilt history information to, c layer alignment mark position or the like formed during the b layer exposed are included.

【0052】露光ショットレイアウトとサンプルショット、およびアライメントマークの一例を図5(a)および(b)に図示する。 [0052] The illustrated exposure shot layout and sample shots, and an example of the alignment mark in FIGS. 5 (a) and (b). ここで、図5(a)は本実施形態に係る露光ショットレイアウトとサンプルショットの一例を示す図であり、図5(b)は本実施形態に係るアライメントマークの配置関係を示す図である。 Here, FIG. 5 (a) is a diagram showing an example of an exposure shot layout and sample shots according to the present embodiment, FIG. 5 (b) is a diagram showing the placement of alignment marks according to the present embodiment. 各格子は露光ショットを表わし、ハッチングを施したショット51 Each lattice represents an exposure shot, shot hatched 51
〜54がサンプルショットであり、隣接するショットとのクリアランスエリアであるスクライブライン55に、 To 54 is a sample shot, the scribe line 55, which is the clearance area of ​​the adjacent shot,
図5(b)に示すように、b層用アライメントマーク5 As shown in FIG. 5 (b), b layer alignment mark 5
1bが形成されており、その近傍にc層用アライメントマーク51cがb層露光によって形成される。 1b are formed, c layer alignment mark 51c in the vicinity thereof is formed by a layer b exposure.

【0053】読み込まれたJobの情報に沿ったシーケンスパラメータが同期制御系12や不図示のウエハ・レチクル搬送制御系に転送される。 [0053] Job sequence parameter along the information read is transferred to the wafer reticle conveyance control system of the synchronous control system 12 and not shown.

【0054】 ・ステップS2(ウエハ・レチクルロー [0054] Step S2 (wafer Rechikururo
ド)シーケンスパラメータが転送されたウエハ・レチクル制御系は不図示のウエハ・レチクル搬送系を駆動させ、ウエハ6およびレチクル3をそれぞれウエハステージ7およびレチクルステージ3に搬送する。 De) sequence parameter wafer reticle control system which is transferred to drive the wafer reticle transport system (not shown), and transports the wafer 6 and the reticle 3 to the wafer stage 7 and the reticle stage 3, respectively. このウエハ・レチクル搬送系による搬送時にウエハ6およびレチクル3 Wafer 6 and the reticle 3 during conveyance by the wafer reticle transport system
は、共に各ステージに対し粗い位置決めが行われる。 The coarse positioning is performed on each stage together. なお、搬送源はシーケンスパラメータに従うが、通常ウエハは露光装置とインライン接続されているコーターディベロッパから搬入され、レチクルは投影露光装置内のレチクルストッカより搬入される。 The transport source is according to the sequence parameter, typically the wafer is carried from the coater - Developer that is an exposure apparatus and connected inline, the reticle is carried from the reticle stocker in the projection exposure apparatus.

【0055】 ・ステップS3(マークフォーカスおよび [0055] Step S3 (mark focus and
グローバルアライメント計測) Jobに沿ったサンプルショットのb層用アライメントマークの高さと傾きおよび位置を次のような手順により計測する。 The global alignment measurement) height and inclination and the position of b layer alignment mark of a sample shot along a Job measured by the following procedure. ショット51のアライメントマーク51b Alignment mark 51b of the shot 51
(図5(b)参照)がアライメント検出器9の検出視野内に位置決めされるようにウエハ6が送り込まれる。 (See FIG. 5 (b)) is the wafer 6 is fed to be positioned within the detection field of the alignment detector 9. ウエハ6は、ショット配列格子の算出のためのアライメント計測に入る前に、AMフォーカス検出系26により、 Wafer 6 before entering the alignment measurement for the calculation of the shot arrangement grating, the AM focus detection system 26,
アライメントマーク51b近傍面の高さZ 51bおよび傾きωx 51bとωy 51bが測定され、アライメント検出器9の検出面高さと一致するようにウエハ6が位置決めされる。 Height-Z 51b and tilt .omega.x 51b and .omega.y 51b of the alignment marks 51b near surface measurement, the wafer 6 is positioned to coincide with the detection surface height of the alignment detector 9. 通常、この位置決めにおいて、アライメントマークの傾きによる検出高さ差は、検出深度に対して小さく無視できるため、高さ方向のみで行なう。 Normally, in this positioning, detecting the height difference due to the inclination of the alignment mark, because the negligibly small with respect to the detection depth is performed only in the height direction.

【0056】位置決め後、アライメント検出器9にてアライメントマーク101bの位置をX,Y両方向に関し検出し、検出値はアライメント計測系14にてX,Y位置(X 51 ,Y 51 )で算出される。 [0056] After positioning, is calculated the position of the alignment mark 101b at the alignment detector 9 X, detects relates Y directions, the X detection value at the alignment measurement system 14, Y position (X 51, Y 51) . ショット51のb層用アライメントマーク51bの計測後、ウエハ6を移動させて検出視野内に隣接するc層用アライメントマーク5 After the measurement of the b layer alignment mark 51b of the shot 51, c layer alignment mark 5 of the wafer 6 is moved adjacent to the detection field of view
1cを送り込み、その近傍面の高さZ 51cおよび傾き値ωx 51cとωy 51cを計測する。 Feeding the 1c, to measure the height Z 51c and the slope value .omega.x 51c and .omega.y 51c in the vicinity thereof face. なお、b層用およびc Incidentally, b layer and c
層用の各アライメントマークが十分に近接していて互いの面傾きがほぼ等しく、ωx 51b =ωx 51c ,ωy 51b Approximately equal to each other face inclination the alignment marks for the layer is not sufficiently close, ωx 51b = ωx 51c, ωy 51b
=ωy 51cと見なせる場合は、この計測を行なわない。 = If regarded as .omega.y 51c does not perform the measurement.
この計測を行なうか否かの判断は、b層用およびc層用の各アライメントマーク間の距離により主計測部が判断するように構成する。 Decision whether or not to perform this measurement, the main measurement unit is configured to determine the distance between the alignment marks for b layer and c layer.

【0057】次に、ウエハ6をウエハステージ7により移動させて、ショット52をアライメント検出器9の検出視野内に送り込み、以下ショット54の計測終了まで、ショット51の計測と同様の計測を繰り返す。 Next, the wafer 6 is moved by the wafer stage 7, feeding the shot 52 within the detection field of the alignment detector 9, the following measures until the end of the shot 54, and repeats the measurement and same measurement shot 51. そして、これらの検出結果は、アライメント計測系14から主制御部15に転送される。 Then, these detection results are transferred from the alignment measurement system 14 to the main control unit 15.

【0058】 ・ステップS4(グローバルチルトと非線 [0058] Step S4 (global tilt and non-line
形シフト量算出と線型補正式算出)全アライメント計測終了後、主制御部15において、高さ計測値Z 51b 〜Z 54 bから最小自乗近似による一次平面と、ウエハステージ走行面(ウエハ像面と一致するように構成)に対するウエハ全面の傾きωwxとωwyを算出し、この一次平面がウエハ像面と一致するようにウエハステージ7のZ,ωx,ωy方向を補正する。 Shape shift amount calculating a linear correction equation calculation) after completion of all the alignment measurement, the main control unit 15, and the primary plane by the least square approximation from the height measurements Z 51b to Z 54 b, the wafer stage running surface (wafer image plane and and calculating an inclination ωwx and ωwy entire surface of the wafer with respect to coincide configured to), Z of the wafer stage 7 as the primary plane coincides with the wafer image plane, .omega.x, corrects the ωy direction. この補正シーメンスをグローバルチルト補正と呼ぶ。 This correction Siemens is referred to as a global tilt correction.

【0059】次いで、アライメントマークの非線形シフト量を算出するためのアライメントマーク近傍面の傾き([ωx ib ],[ωy ib ])(なお、i=51〜54であり、以下同様)を求める。 [0059] Then, the alignment marks near surface slope for calculating the nonlinear shift of the alignment mark ([ωx ib], [ωy ib]) ( Note that a i = 51 to 54, hereinafter the same) is obtained. このアライメントマーク近傍面の傾きは、ウエハ全面の傾き(ωwx,ωwy)を考慮し、アライメントマーク計測時におけるその近傍面の傾きとアライメントマークの露光形成時における近傍面の傾きとの差から算出することができる。 The slope of the alignment mark near surface, the inclination of the entire wafer surface (ωwx, ωwy) considering, calculated from the difference between the inclination of the near surface during exposure formation of the slope and the alignment mark in the vicinity thereof faces during the alignment mark measurement be able to. ここで、アライメントマーク計測時におけるその近傍面の傾きは、 Here, the inclination of the near surface during the alignment mark measurement,
ステップS3において計測された値(ωx ib ,ωy ib Measured values in step S3 (ωx ib, ωy ib,
ωx ic ,ωy ic )であり、アライメントマーク露光形成時における近傍面の傾き(すなわち、a層露光時に形成されるb層用アライメントマーク傾き([ωx iab ], .omega.x ics, a .omega.y ics), the slope in the vicinity of surface at the alignment mark exposed formation (i.e., b layer alignment mark slope is formed at a layer exposure ([.omega.x iab],
[ωy ia b ]))は、本実施形態においては、a層露光時にAMフォーカス系でa層露光の前に或いは後に測定・算出され、予め履歴情報化されて記憶部16のJob [Ωy ia b])), in the present embodiment, the measured and calculated after or before a layer exposed in AM focusing system during a layer exposure, Job storage unit 16 is pre-history information of
内に保存されている。 It is stored within.

【0060】そこで、非線形シフト量を算出するためのアライメントマーク近傍面の傾き([ωx ib ],[ωy [0060] Therefore, an alignment mark near surface slope for calculating the nonlinear shift amount ([ωx ib], [ωy
ib ])は、Job内のa層露光時に形成されるb層用アライメントマークの近傍面の傾き([ωx iab ],[ω ib]) is the slope near surface of the b layer alignment mark formed at a layer exposed in the Job ([ωx iab], [ ω
iab ])を記憶部16から読み出し、数2に示す式(1)および(2)から求めることができる。 reads the y iab]) from the storage unit 16, can be obtained from Equation shown in Equation 2 (1) and (2).

【0061】 [0061]

【数2】 [Number 2] そして、同時にb層露光時に形成するc層用アライメントマークの近傍面の傾き([ωx ibc ],[ωy Then, the inclination of the near surface of the alignment mark c layer formed at b layer exposed simultaneously ([ωx ibc], [ωy
ibc ])は、ステップS3において計測されたc層用アライメントマーク近傍面の傾き(ωx ic ,ωy ic )から数3に示す式(3)および(4)で算出することができる。 ibc]) can be calculated with a slope (.omega.x ics of the measured c layer alignment mark near surface in step S3, the formula (3 shown in Expression 3 from .omega.y ics)) and (4).

【0062】 [0062]

【数3】 [Number 3] これらの値([ωx ibc ],[ωy ibc ])は、記憶部16の次プロセスのc層露光用Job内に当該ウエハのウエハマーク傾き履歴情報として自動的に保存され、c These values ([ωx ibc], [ωy ibc]) are automatically saved as the wafer mark tilt history information of the wafer c layer exposure within Job the next process in the storage unit 16, c
層露光時に使用されることとなる。 It would be used when the layer exposure.

【0063】また、非線形シフト量(△x i ,△y i [0063] In addition, non-linear shift amount (△ x i, △ y i )
を前記の算出されたアライメントマーク近傍面の傾き([ωx ib ],[ωy ib ])から計算でき、数4に示す式(5)および(6)のように、アライメント計測値(X i ,Y i )を補正して、真値([X i ],[Y The inclination of the alignment mark near surface calculated in the ([ωx ib], [ωy ib]) can be calculated from, as in equation shown in Equation 4 (5) and (6), alignment measurement values (X i, Y i) by correcting the true value ([X i], [Y
i ])を得ることができる。 i]) can be obtained. なお、ここでウエハの厚さを2hとする。 Here, the thickness of the wafer and 2h.

【0064】 [0064]

【数4】 [Number 4] そして、これらの真値([X i ],[Y i ])より位置に対する線形補正式を作成(算出)して全露光ショットの位置を推定する。 And these true value ([X i], [Y i]) to estimate the position of creating a linear correction equation for the position (calculated) to entire exposure shot.

【0065】 ・ステップS5(露光)露光スリット光束位置をウエハ6上の第1露光ショット領域の走査開始位置と一致させてから走査露光を行なう。 [0065] Step S5 (exposure) the exposure slit light beam position is matched with the scanning start position of the first exposure shot area on the wafer 6 performs scanning exposure from. 走査開始時は、ウエハ面はグローバルチルト補正によりステージ走行面と一致させ、露光直前のフォーカス先読み計測値に従い、ウエハステージのZ,ωx,ωy At start of scan, the wafer surface is made to coincide with the stage travel surface by global tilt correction in accordance with the focus prefetch measured values ​​immediately before exposure, the wafer stage Z, .omega.x, .omega.y
を制御してショット領域のフォーカシングを行ないながら走査露光をする。 It controls to scanning exposure while performing the focusing of the shot area. 露光終了後、直ちに次ショット領域に移動し、次走査露光開始位置に位置決めし、その後同様に走査露光を繰り返す。 After the exposure, immediately move to the next shot region, positioned to the next scan exposure start position, and repeats the subsequent likewise scanning exposure. ショット領域は、ウエハ上に2次元格子状に配列されており、通常、方向同列のショットが順に露光され、同一列の露光が終了後、Y方向にステップして露光対象ショット列を変えて露光を続ける。 Shot area, on the wafer are arranged in a two-dimensional lattice form, usually, the direction same column of the shot is exposed in sequence, after the exposure of the same column is finished, and the step in the Y direction while changing the exposure target shot column exposure continue.

【0066】 ・ステップS6(ウエハ交換と終了)走査露光を反復して行ない、全ショットの露光が終了した後、ウエハ6をウエハステージ7からアンロードして終了する。 [0066] Step S6 (Exit and wafer exchange) carried out by repeating the scanning exposure, after the exposure of all the shots has been completed, to end the wafer 6 from the wafer stage 7 is unloaded. なお、引き続き露光を行なう際には、次露光ウエハに交換される。 Note that subsequently when performing exposure is exchanged in the next exposure wafer.

【0067】以上の露光シーケンスを行なうことにより、ピンとウエハ間の異物挟入、或いはウエハ吸着保持に起因するウエハ表面の変形等によるウエハ面分布応力によって発生する非線形シフト量を正確に算出することができ、グローバルアライメントによる正しい位置線形補正式が得られ、アライメント精度とそれに伴うオーバーレイ精度を向上させることができる。 [0067] By performing the above exposure sequence, the foreign matter sandwiched inlet between the pins and the wafer, or it possible to accurately calculate the nonlinear shift amount generated by the wafer plane distribution stress due to deformation or the like of the wafer surface due to the wafer sucked and held can, correct position linear correction equation is obtained by the global alignment, it is possible to improve the alignment accuracy and overlay accuracy associated therewith.

【0068】また、次層の露光プロセスに使用するアライメントマークの傾き履歴情報も自動的に得られる。 [0068] In addition, the slope history information of the alignment mark to be used in the exposure process of the next layer is also automatically obtained. なお、本実施形態の露光装置はステップ・アンド・スキャン方式のスキャナ型であるが、ステッパ型の露光装置でも全く同様に本実施形態における発明技術を適用することが可能である。 The exposure apparatus of this embodiment is a scanner-type step-and-scan method, it is possible to apply the present technique in this embodiment just like in the stepper type exposure apparatus.

【0069】[第2の実施形態]次に、本発明の好ましい他の実施形態(第2の実施形態)について説明する。 [0069] [Second Embodiment] Next, a description will be given another preferred embodiment of the present invention (second embodiment).
前述した第1の実施形態では、アライメントマーク近傍面の傾き履歴情報を用いてアライメントマークの非線形シフトを補正するようにしたが、同様に、露光ショットの位置の補正に適用することもできる。 In the first embodiment described above, but so as to correct the non-linear shift of the alignment mark by using the tilt history information of the alignment marks near surface, equally, also be applied to correct the position of the exposure shots. すなわち、露光前のフォーカス計測時に得られるa層の各露光ショット傾きを履歴情報化して、b層露光前に得られるフォーカス計測値との差分から非線形シフトを算出することより、露光ショット位置を補正することができる。 That is, each exposure shot slope of a layer obtained during focus measurement before the exposure to the history information of, from the difference between the focus measurement value obtained before the layer b exposure than calculating a nonlinear shift, corrects the exposure shot position can do. この場合にも、露光ショット自身の位置シフト量としてやはり履歴情報化し、次層露光ショットの露光位置に反映させる必要がある。 Also in this case, also to the history information as the position shift amount of the exposure shot himself, it is necessary to reflect the exposure position of the next layer exposure shot.

【0070】また、露光ショットの位置シフト量の履歴情報に基づき、サンプルショットのアライメントマーク位置のシフト量を、次層の露光プロセスのアライメント計測値から減算してグローバルアライメントの線形補正式を算出するようにし、アライメントマークの位置較正をすることもできる。 [0070] Further, based on the position shift amount of the history information of the exposure shot, the shift amount of the alignment mark position of the sample shots, to calculate the linear correction equation global alignment is subtracted from the alignment measurement value of the exposure process of the next layer and so on, it can also be the position calibration of the alignment mark.

【0071】なお、本実施形態の露光ショットの非線形シフト補正は、露光装置がスキャナ型の場合には、露光ショット内のスキャン方向全域で可能となるが、ステッパ型の露光装置においては、露光ショット中心位置のみの補正となる。 [0071] Incidentally, a non-linear shift correction of the exposure shots of the present embodiment, when the exposure apparatus of the scanner type, it becomes possible to scan the entire region in the direction of the exposure shot, the stepper type exposure apparatus, exposure shot the correction of the center position only. このように、本実施形態では、各露光ショットで発生する非線形シフトまで補正することができ、オーバーレイ精度の大幅な向上が可能となる。 Thus, in the present embodiment, it is possible to correct up to a non-linear shift occurs at each exposure shot, it is possible to greatly improve the overlay accuracy.

【0072】また、下地パターンとのアライメントを行なわない、第1層であるa層露光時において、各露光ショット傾きによる非線型シフト量を露光ショット位置に反映することもできる。 [0072] Further, not performed alignment of the underlying pattern in a layer during exposure is the first layer, it is also possible to reflect the non-linear shift amount by each exposure shot tilt in the exposure shot position. この時、各露光ショットに傾きがなくなった場合に絶対格子に対する非線形シフトが解消するため、逆に言えば傾きに比例して非線形シフトが発生することを意味する。 At this time, in order to solve the nonlinear shift with respect to the absolute grid when the inclination runs out each exposure shot, it means that the non-linear shift occurs in proportion to the inclination conversely. 従って、前層の露光プロセスにおける各露光ショット傾きの履歴情報を用いることなく、当該層露光ショットの傾き量に比例して露光位置を補正するのみでよい。 Therefore, without using the history information of each exposure shot slope before layer exposure process, it is only to correct the exposure position in proportion to the tilt amount of the layer exposure shots. また、アライメントマークに関しては、マーク近傍傾きとマークの該当サンプルショット露光時の非線形シフト量を履歴情報化してグローバルアライメントに反映する。 With respect to the alignment mark reflects the global alignment and historical information of a non-linear shift amount at the time of the corresponding sample shot exposure of the mark near the slope and the mark.

【0073】[半導体生産システムの実施形態]次に、 [0073] [embodiment of a semiconductor production system] Next,
上記説明した露光装置を利用した半導体等のデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CC Semiconductor chips, liquid crystal panel of the device (IC or LSI, etc. of a semiconductor or the like uses an exposure apparatus described above, CC
D、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。 D, thin-film magnetic head, a micromachine, or the like) will be described. 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、若しくはソフトウェア提供等の保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワーク等を利用して行うものである。 This trouble remedy or periodic maintenance of a manufacturing apparatus installed in a semiconductor manufacturing factory, or maintenance service software provision, is performed by utilizing a computer network outside the manufacturing factory or the like.

【0074】図7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。 [0074] Figure 7 is obtained by seen from a certain angle the entire system. 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。 In the figure, 101 denotes a business office of a vendor that provides semiconductor device manufacturing apparatus (device supply manufacturer). 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、 Examples of the manufacturing apparatus are semiconductor manufacturing apparatuses for various processes used in a semiconductor manufacturing factory, for example,
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、 Before process apparatuses (exposure apparatus, resist processing apparatus, an etching apparatus, an annealing apparatus, film formation apparatus,
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。 It assumes a planarization apparatus, and the like) and post-process apparatuses (assembly apparatus, inspection apparatus, etc.). 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 The office 101, the host management system 10 for providing a maintenance database for the manufacturing apparatus
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。 8, comprise a local area network (LAN) 109 to construct an intranet and the like by connecting a plurality of operation terminal computers 110, these. ホスト管理システム1 The host management system 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。 08 has a gateway for connecting to the Internet 105 as an external network of the business office LAN 109, and a security function for limiting external accesses.

【0075】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(半導体デバイスメーカ) [0075] On the other hand, 102 to 104, the semiconductor manufacturer as users of manufacturing apparatuses (semiconductor device manufacturer)
の製造工場である。 It is a manufacturing plant. 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。 Manufacturing plant 102 to 104, may be plants belonging to different manufacturers, plants belonging to the same maker (e.g., a factory for pre-process factory and the like for post-process) may be used. 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。 Within each plant 102-104, respectively, and a plurality of manufacturing apparatuses 106, the host and a local area network (LAN) 111 to construct an intranet or the like connects these, as a monitoring apparatus for monitoring the operation status of each manufacturing apparatus 106 and a management system 107 is provided. 各工場102〜104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。 The host management system 107 in each of the factories 102 to 104 has a gateway for connecting the LAN111 in each plant to the Internet 105 as an external network of the factory. 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がアクセスが許可となっている。 This can access the host management system 108 of the vendor 101 side from LAN111 of each plant via the Internet 105, only a limited user by the security function of the host management system 108 has authorizes access. 具体的には、インターネット105を介して、 Specifically, via the Internet 105,
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、 Status information indicating the operation status of each manufacturing apparatus 106 (e.g., the symptom of a manufacturing apparatus in trouble) addition to notifying the vendor side from the factory side, designating a remedy against the response information (e.g., a trouble that corresponds to the notification information,
対処用のソフトウェアやデータ)や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報等の保守情報をベンダ側から受け取ることができる。 Software and data) and for the deal, it is possible to receive the latest software, the maintenance information such as help information from the vendor side. 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(TCP/IP)が使用される。 The data communication LAN111 data communications and in each plant between the factories 102 to 104 and the vendor 101, the communication protocol that is commonly used in the Internet (TCP / IP) is used. なお、 It should be noted that,
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等)を利用することもできる。 Instead of using the Internet as an external network of the factory, it is also possible to utilize a highly secure leased-line network (ISDN, etc.) that can not be accessed by a third party. 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。 The host management system on an external network to construct a user database is not limited to the one provided by the vendor, or may be from a plurality of factories of the user to authorize access to the database.

【0076】さて、図8は、本実施形態の全体システムを図7とは別の角度から切り出して表現した概念図である。 [0076] Now, FIG. 8 is a conceptual diagram expressing cut at a different angle from FIG. 7 of the overall system of this embodiment. 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。 In the above example, a plurality of user factories each with the manufacturing apparatus vendor are connected via the management system of the manufacturing apparatus in the external network, production management and at least one of each plant via the external network was information of the manufacturing apparatus can be data communicated. 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。 In the example of FIG This a factory having manufacturing apparatuses of a plurality of vendors, by connecting the management system of each vendor of the plurality of manufacturing apparatuses in an external network of the factory, and maintenance information of each manufacturing apparatus it is intended to data communication. 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、 In the figure, 201 denotes a manufacturing factory of a manufacturing apparatus user (semiconductor device manufacturer), factory manufacturing apparatuses for various processes, the production line, an exposure apparatus 202 embodiment, resist processing apparatus 203,
成膜処理装置204が導入されている。 Thin film deposition apparatus 204 has been introduced. なお、図8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。 In FIG. 8, although manufacturing plant 201 depicts only one actually are networked plural factories. 工場内の各装置はLAN206で接続されてイントラネット等を構成し、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。 Each device in the factory are connected to constitute an intranet or the like with LAN 206, which manages the operation of the manufacturing line and a host management system 205. 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等、 On the other hand, the exposure apparatus manufacturer 210, resist processing apparatus manufacturer 220, film formation apparatus manufacturer 230 or the like,
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211,221,231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。 Each office of a vendor (apparatus supply manufacturer), comprises a host management system 211, 221, 231 for performing remote maintenance for the supplied apparatuses. Each of these has a maintenance database and a gateway for an external network, as described above . 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20 The host management system 205 for managing the apparatuses in the manufacturing factory of the user, the management system 211, 221 and 231 of the vendor of the devices are, external network 20
0であるインターネット若しくは専用線ネットワークによって接続されている。 Are connected via the Internet or dedicated network is zero. 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。 In this system, when trouble occurs in any one of a series of manufacturing equipment of the production line, but the operation of the manufacturing line stops, subject to remote maintenance via the Internet 200 from the vendor of the trouble has occurred equipment it can respond quickly that, it is possible to minimize the rest of the production line.

【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並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。 [0077] Semiconductor manufacturing each Each manufacturing apparatus installed in the factory, a display, a network interface, software for network access stored in a storage device and a computer that executes the software and apparatus operating. 記憶装置としては内蔵メモリやハードディスク、若しくはネットワークファイルサーバ等である。 The storage device built-in memory, hard disk, or a network file server or the like. 上記ネットワークアクセス用ソフトウェアは、専用または汎用のウェブブラウザを含み、例えば図9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。 The network access software includes a dedicated or general-purpose web browser, and provides a user interface having a window as shown in FIG. 9 on the display. 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40 The operator who manages manufacturing apparatuses in each factory, with reference to the screen, the manufacturing device model 40
1、シリアルナンバー402、トラブルの件名403、 1, serial number 402, subject of trouble 403,
発生日404、緊急度405、症状406、対処法40 Date 404, degree of urgency 405, symptom 406, remedy 40
7、経過408等の情報を画面上の入力項目に入力する。 7, input information such as the elapsed 408 to an input field on the screen. 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。 The input information is transmitted to the maintenance database via the Internet, and appropriate maintenance information is sent back from the maintenance database and displayed on the display. 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、さらに図示の毎くハイパーリンク機能410, The user interface further each shown ku hyperlink function 410 provided by the web browser,
411,412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。 Achieved 411, operation guide the operator that to access more detailed information of each item, to extract the latest version of software to be used for a manufacturing apparatus from a software library provided by a vendor, for reference by the operator of the plant it is possible to or drawer (help information). 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。 Here, the maintenance information provided by the maintenance database includes the information concerning the present invention described above is also included, The software library also provides the latest software for implementing the present invention.

【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。 [0078] Next, a manufacturing process of a semiconductor device using the production system described above. 図10 Figure 10
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。 Indicates the flow of the overall semiconductor device manufacturing process. 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。 In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. 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。 Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design (mask fabrication). 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。 On the other hand, a wafer is manufactured using a material such as silicon at step 3 (wafer manufacture). 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。 Step 4 (wafer process) called a pre-process wherein, by using the mask and wafer that have been prepared, forms actual circuitry on the wafer through lithography. 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、 The next step 5 (assembly) called a post-process, a semiconductor chip the wafer formed in Step 4 and includes an assembly step (dicing,
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。 Bonding), a packaging step (chip encapsulation). 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。 Step 6 (inspection) performs various tests for the semiconductor device manufactured in step 5, a durability check and perform. 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。 The semiconductor device is completed with these processes and shipped (step 7). 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。 Performed in pre-process and post-process are separate dedicated factories, and maintenance is done by these the above-described remote maintenance system for each plant. また、前工程工場と後工程工場との間でも、 In addition, between the pre-process factory and the post-process factory,
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等がデータ通信される。 Information, etc. for production management and apparatus maintenance is communicated via the Internet or dedicated network.

【0079】図11は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。 [0079] Figure 11 shows the detailed flow of the wafer process. ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。 In step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized. ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。 Step 12 of forming an insulating film on the wafer surface (CVD). 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。 The electrode is formed by vapor deposition step 13 (electrode formation) on the wafer. 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。 Step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. ステップ15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。 Step 15 is coated with a photosensitive agent (resist processing), the wafer.
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エハに焼付露光する。 The circuit pattern of the mask by the step 16 (exposure), the above-mentioned exposure apparatus exposes the wafer. ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。 In step 17 (development) develops the exposed wafer. 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。 In step 18 (etching), portions other than the developed resist image. 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。 In step 19 (resist stripping) removes unused resist after etching. 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。 By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. 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。 A manufacturing apparatus used in each step undergoes maintenance by the remote maintenance system described above has been made, the prevent problems if trouble can be quickly recovered occurs, the semiconductor device as compared with the conventional thereby improving the productivity.

【0080】 [0080]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 As described in the foregoing, according to the present invention,
ウエハ等の基板チャッキング時の基板面方向歪みによるアライメントマークや露光ショットの非線型シフトを正確に算出して位置補正を行なうことができ、非線形シフトの位置補正を行った上で露光を行なうことにより、オーバーレイ精度を大きく向上することができる。 The nonlinear shift of the alignment mark and the exposure shot by the substrate surface direction distortion during substrate chucking the wafer or the like can be performed accurately calculated and the position correction, performing exposure after performing positional correction of the nonlinear shift Accordingly, it is possible to greatly improve the overlay accuracy.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 本発明の好ましい一実施形態に係る投影露光装置を概略的に示す構成図である。 [1] The projection exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention is a configuration diagram schematically showing.

【図2】 本発明の好ましい一実施形態に係る投影露光装置における露光フォーカス検出器による露光スリット光束に対する計測位置を示す図である。 Is a diagram illustrating a measurement position with respect to the exposure slit light beam according to Figure 2 the exposure focus detector in a projection exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の好ましい一実施形態に係る投影露光装置におけるアライメント検出器の構成を概略的に示す図である。 The configuration of the alignment detector in a projection exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention; FIG schematically shows.

【図4】 本発明の好ましい一実施形態に係る投影露光装置における基本シーケンスのフローチヤートである。 Is a flow chart of the basic sequence in a projection exposure apparatus according to a preferred embodiment of the invention; FIG.

【図5】 本発明の好ましい一実施形態に係る投影露光装置における露光ショットレイアウトとサンプルショット、およびアライメントマークの一例を示す図である。 5 is a diagram showing an example of a preferred exposure shot layout and sample shot in a projection exposure apparatus according to an embodiment, and the alignment mark of the present invention. (a)露光ショットレイアウトとサンプルショットの一例を示す図。 (A) shows an example of an exposure shot layout and sample shots. (b)アライメントマークの配置関係の一例を示す図。 (B) shows an example of arrangement of an alignment mark.

【図6】 投影露光装置のピンコンタクトチャックに吸着保持されたウエハにおける非線形シフトを説明するための模式図である。 6 is a schematic diagram for explaining a non-linear shift in the wafer attracted to and held on the pin contacts the chuck of the projection exposure apparatus.

【図7】 本発明の一実施形態に係る露光装置を含む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。 7 is a conceptual view seen from a certain angle a production system for a semiconductor device including an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の一実施形態に係る露光装置を含む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。 8 is a conceptual view of the production system for a semiconductor device from a different angle including an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の一実施形態に係る露光装置を含む半導体デバイスの生産システムにおけるユーザインタフェースの具体例を示す図である。 9 is a diagram showing a specific example of a user interface in the production system for a semiconductor device including an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の一実施形態に係る露光装置によるデバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。 Is a diagram for explaining a flow of a manufacturing process of a device by the exposure apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

【図11】 本発明の一実施形態に係る露光装置によるウエハプロセスを説明する図である。 11 is a diagram for explaining a wafer process by an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1:露光光源(エキシマレーザ)、2:ビーム整形光学系、3:レチクル(原版)、4:レチクルステージ、 1: an exposure light source (excimer laser), 2: beam shaping optics, 3: a reticle (original plate), 4: a reticle stage,
5:投影光学系、6:ウエハ(基板)、6a:ウエハアライメントマーク、7:ウエハステージ、7a:ウエハチャック、8:(露光)フォーカス検出器、8a:投光系、8b:受光系、9:アライメント検出器、11:ステージ駆動制御系、12:同期制御系、13:フォーカス計測系、14:アライメント計測系、15:主制御部、16:記憶部、17:入力部、21:照明光学系、 5: the projection optical system, 6: wafer (substrate), 6a: wafer alignment marks, 7: a wafer stage, 7a: a wafer chuck, 8 :( exposure) focus detector, 8a: light projecting system, 8b: the light receiving system, 9 : alignment detector 11: a stage drive control system, 12: synchronous control system, 13: focus measurement system, 14: alignment measurement system 15 main controller, 16: storage unit, 17: input unit, 21: an illumination optical system,
22:ライトガイド、23:ビームスプリッタ、24: 22: light guide 23: beam splitter, 24:
ミラー、25:CCDカメラ、25a:撮像面、26: Mirror, 25: CCD camera, 25a: imaging surface, 26:
AMフォーカス検出系、26a:投光系、26b:受光系、51,52,53,54:サンプルショット、51 AM focus detection system, 26a: light projecting system, 26b: light-receiving system, 51, 52, 53, 54: sample shots, 51
b,51c:アライメントマーク、55:スクライブライン、101:ベンダの事業所、102,103,10 b, 51c: alignment mark, 55: scribe line, 101: office of the vendor, 102,103,10
4: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、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、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: 4: manufacturing plant, 105: Internet, 106: manufacturing apparatus, 107: plant host management system 108: the vendor side of the host management system 109: a local area network vendor side (LAN), 110: operation terminal computer 111 : local area network plant (LAN), 200: external network 201:
製造装置ユーザの製造工場、202:露光装置、20 Manufacturing apparatus user fabrication factory, 202: exposure apparatus, 20
3:レジスト処理装置、204:成膜処理装置、20 3: resist processing apparatus, 204: thin film deposition apparatus, 20
5: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、 5: Plant host management system 206: factory local area network (LAN), 210: exposure apparatus manufacturer 211: exposure apparatus maker offices host management system 220: resist processing apparatus manufacturer 221: resist treatment unit manufacturer office of the host management system,
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、 230: film formation apparatus manufacturer, 231: the film-forming apparatus maker office of the host management system, 401: of production equipment models,
402:シリアルナンバー、403:トラブルの件名、 402: serial number, 403: subject of trouble,
404:発生日、405:緊急度、406:症状、40 404: date, 405: urgency, 406: Symptoms, 40
7:対処法、408:経過、410,411,412: 7: Remedy, 408: elapsed, 410, 411, 412:
ハイパーリンク機能。 Hyperlink function.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高林 幸夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 塚本 泉 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 5F046 AA28 BA04 BA05 CC01 CC03 CC05 DA05 DA14 DB05 DC09 EB01 EB07 ED02 FA10 FA20 FC03 FC04 FC05 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Yukio Takabayashi Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon within Co., Ltd. (72) inventor Izumi Tsukamoto Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon Co., Ltd. in the F-term (reference) 5F046 AA28 BA04 BA05 CC01 CC03 CC05 DA05 DA14 DB05 DC09 EB01 EB07 ED02 FA10 FA20 FC03 FC04 FC05

Claims (23)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 基板における被露光面の複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系を介して投影する露光装置において、 基板に形成されたアライメントマークの位置を検出するアライメント検出器と、アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段と、 1. A exposure apparatus for projecting through the projection optical system an original pattern into a plurality of exposure shots of the exposure surface of the substrate, and an alignment detector for detecting the position of an alignment mark formed on a substrate, the alignment marks It means for measuring the inclination difference value of the exposure reference plane of the substrate and near the surface,
    前記傾斜差分値より前記アライメントマークの位置の計測値を補正する手段とを具備することを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus characterized by comprising a means for correcting the measured value of the position of the alignment mark from the inclined difference value.
  2. 【請求項2】 前記露光装置において、 前記アライメントマーク露光形成時の前記アライメントマーク近傍面と前記被露光基準面と傾斜差分の履歴値を保持または保存する手段と、 前記傾斜差分値と前記履歴値との差分より前記アライメントマークの位置の計測値を補正する手段とを具備することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 Wherein in said exposure apparatus, and means for holding or store historical values ​​of the alignment mark the tilt difference alignment mark near surface and said object to be exposed reference surface at the time of exposure is formed, the inclined difference value and the historical value an apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a means for correcting the measured value of the position of the alignment mark from the difference between the.
  3. 【請求項3】 前記露光装置は、前記アライメント検出器の検出結果に基づいて全露光ショットの位置を推定して前記露光ショットを前記投影光学系の露光画角に位置決めするアライメント手段をさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の露光装置。 Wherein the exposure apparatus, further comprising an alignment means for positioning the exposure shot by estimating the positions of all exposure shot based on the detection result of the alignment detector exposure view angle of the projection optical system an apparatus according to claim 1 or 2, characterized in.
  4. 【請求項4】 前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段は、前記アライメント検出器に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の露光装置。 4. A means for measuring the inclination difference value of the exposure reference plane of the substrate and the alignment mark near surface, any one of the preceding claims, characterized in that provided in the alignment detector An apparatus according to item 1.
  5. 【請求項5】 前記露光装置は、当該露光に関するアライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定し、履歴値として前記記憶手段に保存することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の露光装置。 Wherein said exposure apparatus, according to claim 1, characterized in that measuring the inclination difference value of the alignment mark near surface about the exposure and the exposed reference surface of the substrate, is stored in the storage means as a history value An apparatus according to any one of to 4.
  6. 【請求項6】 前記記憶手段は、露光プロセスに必要な情報ファイルであるジョブファイルのパラメータとして、少なくとも前記傾斜差分の履歴値を保持または保存することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の露光装置。 Wherein said storage means as a parameter of the job file is a data file necessary for exposure process, any one of the preceding claims, characterized in that to hold or store historical values ​​of at least the gradient difference An apparatus according to item 1.
  7. 【請求項7】 前記被露光基準面の傾斜面は、グローバルチルト面であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の露光装置。 7. inclined surface of the object to be exposed reference surface, the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is a global tilt plane.
  8. 【請求項8】 基板被露光面の複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系を介して投影する露光装置において、 前記基板被露光面に形成されたアライメントマークの位置を検出する第1の検出器と、該アライメントマークの近傍面の高さと傾きを計測する第2の検出器とを備えたことを特徴とする露光装置。 8. An exposure apparatus for projecting through the original pattern projection optical system into a plurality of exposure shots of the substrate surface to be exposed, a first detection for detecting a position of an alignment mark formed on the substrate surface to be exposed vessels and, exposure apparatus characterized by comprising a second detector for measuring the height and tilt of the near surface of the alignment mark.
  9. 【請求項9】 前記第2の検出器の計測値に基づいて、 9. Based on the measured value of the second detector,
    前記第1の検出器の計測値の補正を行うことを特徴とする請求項8に記載の露光装置。 An apparatus according to claim 8, characterized in that correcting the measurement value of the first detector.
  10. 【請求項10】 前記アライメントマーク露光形成時の前記アライメントマーク近傍面と前記被露光基準面の履歴値を保持または保存する記憶手段と、前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を求める手段とを備え、該傾斜差分値と該履歴値との差分に基づいて前記アライメントマークの位置の計測値を補正することを特徴とする請求項8または9に記載の露光装置。 10. A storage means for the alignment mark held or stored the alignment mark near surface at the time of exposure is formed and a history value of the object to be exposed reference surface, the slope of the exposed reference surface of the alignment mark near surface and the substrate and means for determining the difference value, the exposure apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that for correcting the measured value of the position of the alignment mark based on a difference between the inclination difference value and the historical value.
  11. 【請求項11】 基板被露光面の別パターンが転写された複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系を介して投影する露光装置において、 前記被露光基準面に対する全露光ショットの高さおよび傾きである当該ショットフォーカス値を測定して前記投影光学系の前記原版パターン像面と一致させるフォーカス手段と、前記別パターンの転写露光時の被露光基準面に対する高さおよび傾きである別パターンフォーカス値の履歴値の差分から前記露光ショット位置を補正する手段と、次回の露光プロセスのアライメントに使用する前記複数の露光ショットの一部のサンプルショットの露光ショット位置の補正量を履歴値として保持または保存し、次回の露光プロセスのアライメント時に前記履歴値をオフセットとして反映する手段とを具備 11. The exposure apparatus for projecting through the original pattern into a plurality of exposure shot another pattern has been transferred in the substrate the exposed surface projection optical system, height and inclination of the entire exposure shot with respect to the object to be exposed reference surface in it the focus means for shot focus value measured by the match between the original pattern image plane of the projection optical system, another pattern focus value is the height and inclination with respect to the exposure reference plane during transfer exposure of the further pattern and means for correcting the exposure shot position from the difference between the historical values ​​of the holding or storage a correction amount of the exposure shot positions of some sample shots of the plurality of exposure shots used for the alignment of the next exposure process as a history value and, and means for reflecting the offset the history value when the alignment of the next exposure process ることを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus according to claim Rukoto.
  12. 【請求項12】 前記記憶手段は、露光プロセスに必要な情報ファイルであるジョブファイルのパラメータとして、少なくとも前記2つの履歴値を保持または保存することを特徴とする請求項11に記載の露光装置。 12. the storage unit, as a parameter of the job file is a data file necessary for exposure process, an exposure apparatus according to claim 11, characterized in that holding or store at least the two historical values.
  13. 【請求項13】 前記複数の露光ショットの一部のサンプルショットに形成されたアライメントマーク位置を検出するアライメントマーク検出器と、該アライメントマーク検出器の検出結果に基づいて全露光ショットの位置を推定して前記露光ショットを前記投影光学系の露光画角に位置決めするアライメント手段と、前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段と、前記アライメントマーク露光形成時のアライメントマーク近傍面と前記被露光基準面の傾斜差分の履歴値を保持または保存する記憶手段と、前記全露光ショットの位置推定に先立って前記傾斜差分値と前記傾斜差分の履歴値との差分から前記アライメント位置の計測値を補正する手段をさらに具備することを特徴とする請求項11また 13. Estimation and alignment mark detector for detecting an alignment mark position formed on a part of the sample shot of the plurality of exposure shot, the positions of all the exposure shots based on the detection result of the alignment mark detector an alignment means for positioning the exposure shot exposure view angle of the projection optical system and, means for measuring the inclination difference value of the exposure reference plane of the substrate and the alignment mark near surface, when the alignment mark exposure formed difference of the alignment mark near surface and said storage means for holding or store historical values ​​of the inclination difference between the exposed reference surface, wherein the historical values ​​of the inclination difference and the slope difference value prior to the location estimation of the total exposure shot claim 11, further comprising a means for correcting the measured value of the alignment position from the addition は12に記載の露光装置。 An apparatus according to 12.
  14. 【請求項14】 前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段は、前記アライメント検出器に設けられていることを特徴とする請求項13に記載の露光装置。 14. means for measuring the inclination difference value of the exposure reference plane of the substrate and the alignment mark near surface, the exposure apparatus according to claim 13, characterized in that provided in the alignment detector .
  15. 【請求項15】 基板被露光面の複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系を介して投影する露光装置において、 前記複数の露光ショットの一部のサンプルショットに形成されたアライメントマーク位置を検出するアライメントマーク検出器と、前記アライメントマーク近傍面の傾斜を測定する手段とを備え、前記基板の最初の層の露光時に露光ショットの位置を補正することを特徴とする露光装置。 15. The exposure apparatus for projecting through the original pattern into a plurality of exposure shots of the substrate surface to be exposed projection optical system, detecting an alignment mark position formed on a part of the sample shot of the plurality of exposure shots an alignment mark detector, said and means for measuring the inclination of the alignment mark near surface, the exposure apparatus characterized by correcting the position of the exposure shot during exposure of the first layer of the substrate.
  16. 【請求項16】 請求項1〜15のいずれか1項に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することを特徴とする露光装置。 16. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 15, the display and the network interface further comprises a computer for executing network software, computer network maintenance information of the exposure apparatus exposure apparatus, characterized in that can be communicated through.
  17. 【請求項17】 前記ネットワーク用ソフトウェアは、 17. Software for the network,
    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若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16に記載の露光装置。 It provides a user interface for accessing a maintenance database vendor or user of the exposure apparatus is connected to an external network of the installed plant the exposure apparatus is provided on the display, from the database via the external network an apparatus according to claim 16, characterized in that it possible to obtain information.
  18. 【請求項18】 基板における被露光面の複数の露光ショットに原版のパターンを投影光学系を介して露光する露光方法において、 露光プロセスに必要な情報ファイルであるジョブファイルのジョブ名および露光シーケンス起動信号を入力し、 18. An exposure method for exposing through the original pattern into a plurality of exposure shots of the exposure surface of the substrate the projection optical system, the job name and the exposure sequence start of the job file is a data file necessary for exposure process enter the signal,
    露光シーケンスを起動するために該ジョブファイルの情報に沿ったシーケンスパラメータを転送する工程と、転送されたシーケンスパラメータに基づいて前記基板および/または前記原版をロードする工程と、前記ジョブファイルに沿った前記基板のサンプルショットのアライメントマークの高さ、傾きおよび位置を計測する工程と、 A step of transferring the sequence parameter along the information of the job file to start the exposure sequence, the steps of loading the substrate and / or the original based on the transferred sequence parameter, along said job file the height of the alignment mark of a sample shot of the substrate, a step of measuring the inclination and position,
    全アライメント計測終了後にグローバルチルト補正を行い、前記アライメントマークの非線形シフト量および/ It performs global tilt correction after completion full alignment measurement, the nonlinear shift of the alignment mark and /
    または線形補正式を算出する工程と、走査露光を行う工程と、全ショットの露光が終了した後に引き続き露光を行う際に次の基板に交換若しくは露光を終了する工程とを有することを特徴とする露光方法。 Or calculating a linear correction equation, and performing scanning exposure, characterized by a step exposure of all shots to end the exchange or exposure to the next board in performing continued exposure after the completion exposure method.
  19. 【請求項19】 請求項1〜17のいずれか1項に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。 19. A step of installing a manufacturing apparatus for various processes including the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 17 in a semiconductor manufacturing factory, by a plurality of processes using the manufacturing apparatuses semiconductor device manufacturing method characterized by a step of manufacturing a semiconductor device.
  20. 【請求項20】 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19に記載の半導体デバイス製造方法。 20. A process of connecting the manufacturing apparatuses by a local area network, between the local area network and the semiconductor manufacturing factory via the external network of data communication information about at least one of the manufacturing apparatuses semiconductor device manufacturing method according to claim 19, further comprising the step of.
  21. 【請求項21】 前記露光装置のベンダ若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、若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なうことを特徴とする請求項2 21. The obtaining maintenance information of the manufacturing apparatus by accessing via the external network to a vendor or a database provided by a user of the exposure apparatus by data communication, or another semiconductor manufacturing factory to the semiconductor manufacturing plant claim 2, characterized in that to perform production management and data communication via the external network with
    0に記載の半導体デバイス製造方法。 Semiconductor device manufacturing method according to 0.
  22. 【請求項22】 請求項1〜17のいずれか1項に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することを特徴とする半導体製造工場。 22. A manufacturing apparatus for various processes including the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 17, a local area network for connecting the manufacturing apparatuses, outside the factory from the local area network of the external network has a gateway that allows access, a semiconductor manufacturing plant, characterized in that to allow the information about at least one of said manufacturing apparatuses for data communication.
  23. 【請求項23】 半導体製造工場に設置された請求項1 23. The method of claim 1 installed in a semiconductor manufacturing factory
    〜17のいずれか1項に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若しくはユーザが、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露光装置の保守方法。 A maintenance method for an exposure apparatus according to any one of to 17, a vendor or user of the exposure apparatus, comprising: providing a maintenance database connected to an external network of the semiconductor manufacturing plant, the semiconductor manufacturing plant comprising: the step of allowing access to the maintenance database from the inner via the external network, and a step of transmitting maintenance information accumulated in the maintenance database to the semiconductor manufacturing factory via the external network maintenance method for an exposure apparatus to be.
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