JP2002357405A

JP2002357405A - 信号波形補正良否判別方法および信号波形補正方法並びにこれらの方法を用いた半導体製造装置

Info

Publication number: JP2002357405A
Application number: JP2001167717A
Authority: JP
Inventors: Nozomi Hayashi; 望林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-04
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】照度むらや感度むらが局所的に生じた変化で
あっても数値的に調べ補正する方法である位置検出方法
を提供する。【解決手段】投影光学系の光軸と交差する平面上を２
次元方向に移動可能であり、アライメントマークの刻ま
れているステージに対して、ステージの位置を測定可能
なステージ位置測定工程（ステップ１０４）と、アライ
メントマークを撮像可能な画像情報入力工程（ステップ
１０２）と、予め作成しておいた補正式により入力され
た画像情報の補正を行う画像補正工程（ステップ１０
２）とを備え、ステージを計測方向にステップ移動させ
ながら、アライメントマークの位置変化量の計測とステ
ージの移動量の計測を所定の範囲で行い、該各計測値か
らアライメントマークの位置変化量とステージの移動量
の線形性を調べ（ステップ１０７）、その線形残差から
補正式による補正の良否を判別（ステップ１０８）す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等のデバイ
ス製造用の縮小投影露光装置（ステッパ）において、ウ
エハステージ等の基板ステージ上に載置された半導体ウ
エハ等の基板の各被露光領域の位置を計測するために使
用される位置検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造用露光装置におけるアライメ
ント方法、特にパターンの信号波形の補正を行うアライ
メント方法として、信号波形補正方法、信号波形補正良
否判別方法および信号波形補正装置並びにそれらを用い
た半導体製造装置として特願２０００−１２２７３０号
における技術がある。この技術を用いた半導体製造用露
光装置には、照明強度を変更し複数の参照信号を入力す
る参照信号入力工程と、参照信号から各信号要素毎に補
正式を作成する補正式作成工程と、作成した補正式を用
いて入力信号を補正する信号補正工程を備えている。以
下に、この技術を用いた半導体製造用露光装置の従来例
を図５を用いて簡単に述べる。

【０００３】図５に示される露光装置において、Ｒはレ
チクル等の原版（以降、レチクルと称する）、Ｗはウエ
ハ等の露光基板（以降、ウエハと称する）、１は投影光
学系である。また、Ｓは位置合わせ用光学系であり、２
は位置合わせ照明手段、３はビームスプリッタ、４と５
は結像光学系、６は撮像手段である。７はＡ／Ｄ変換手
段、８は積算手段、９は位置検出手段、１０はステージ
駆動手段、１１は２次元に移動可能なＸＹステージであ
る。１２は参照信号バッファ、１３は補正式作成手段、
１４は補正式メモリ、１５は信号補正手段である。次
に、ウエハマークＷＭの位置操作手順について説明す
る。

【０００４】最初に、非露光光を照射する位置合わせ用
照明装置２から照射した光束により、ビームスプリッタ
３、レチクルＲおよび投影光学系１を介して、位置合わ
せ用マーク（以降、ウエハマークと称する）ＷＭを照明
する。図１１は、従来例のマーク撮像画面の一例を示す
図である。図１１（ａ）は、ウエハマークＷＭを示した
図であり、ウエハマークＷＭとして同一形状の矩形パタ
ーンを複数配置したものである。ウエハマークＷＭから
反射した光束は、再度投影光学系１、レチクルＲを介し
てビームスプリッタ３に到達し、ここで反射して結像光
学系５を介して撮像装置６の撮像画面Ｗｐ上にウエハマ
ークＷＭの像を形成する。撮像装置６では、ウエハマー
クＷＭの像を光電変換する。

【０００５】その後、Ａ／Ｄ変換手段７においては、撮
像装置６の出力を２次元のデジタル信号列に変換する。
積算手段８は、図１１（ａ）に示すＹ方向に積算処理を
行い、同図（ｂ）に示すように、２次元信号を１次元の
デジタル信号列Ｓ０（ｘ）に変換する。続いて、予め求
めてあった補正式を用いて信号補正手段１５により補正
計算を行い、同図（ｃ）に示すような補正信号列Ｓ１
（ｘ）を計算する。ここで、図１１（ｂ）および（ｃ）
において、縦軸は光束の強度または明暗度（intensity
）、横軸はｘ方向の距離（移動量）をそれぞれ示す。
位置検出手段９では、補正手段１５から出力した１次元
の補正信号列に対し、マーク中心座標位置を求める。

【０００６】照明手段２の照度むらや撮像手段６の感度
むらは、徐々に変化することがあり、予め求めてあった
補正式では、入力信号の歪みを補正しきれない場合もあ
る。特願２０００−１２２７３０号における方法は、図
１１（ｃ）の補正信号列Ｓ１（ｘ）を４本の黒い矩形マ
ークと見て測定したマーク位置と、３本の白い矩形マー
クと見て測定したマーク位置とを比較し、２つのマーク
位置残差から補正が正しく行われているか否かの判断を
行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した位置検出方法
は、徐々に変化することのある照明手段の照度むらや、
撮像手段の感度むらの位置計測への影響の度合いを測定
し、その値を判断基準として必要なときのみ補正式の再
作成を行う。そのため、この位置検出方法では、補正式
再作成の負荷も減少できるし、いつも正しい補正式で補
正が行える。

【０００８】しかしながら、上記位置検出方法では、照
明手段２の照度むらや撮像手段６の感度むらが局所的に
変化した場合の位置計測への影響を発見しにくく、補正
式を再作成することなく過去に作成した補正式をそのま
ま用いて位置計測を行ってしまう可能性がある。

【０００９】これらのことに鑑み、本発明は、照度むら
や感度むらが局所的に生じた変化であっても数値的に判
断し位置計測を行う方法としての信号波形補正良否判別
方法および信号波形補正方法並びにこれらの方法を用い
た半導体製造装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の信号波形良否判別方法は、投影光学系の光
軸と交差する平面（例えば投影光学系の光軸と直交する
平面）上を２次元方向に移動可能であり、アライメント
マークの刻まれているステージに対して、前記ステージ
の位置を測定可能なステージ位置測定工程と、前記アラ
イメントマークを撮像可能な画像情報入力工程と、予め
作成しておいた補正式により入力された画像情報の補正
を行う画像補正工程とを備えた信号波形補正良否判別方
法において、前記ステージを計測方向にステップ移動さ
せながら、前記アライメントマークの位置変化量の計測
と前記ステージの移動量の計測を所定の範囲で行い、該
各計測値から前記アライメントマークの位置変化量と前
記ステージの移動量の線形性を調べ、その線形残差から
前記補正式による補正の良否を判別することを特徴とす
る。ここで、アライメントマークは、ステージに刻まれ
ているマークに限らず、ステージに搭載した物体に刻ま
れているマークでもよい。

【００１１】本発明において、前記線形残差は前記アラ
イメントマークの位置計測および前記ステージの位置計
測を前記画像情報入力工程の撮像範囲内全域で行い、そ
の時の前記アライメントマークの位置変化量の計測値と
前記ステージの移動量の計測値との線形性から求められ
ることが好ましい。

【００１２】上記目的を達成するために、本発明の信号
波形良否判別方法は、投影光学系の光軸と交差する平面
（例えば投影光学系の光軸と直交する平面）上を２次元
方向に移動可能であり、アライメントマークの刻まれて
いるステージに対して、前記ステージの位置を測定可能
なステージ位置測定工程と、前記アライメントマークを
撮像可能な画像情報入力工程と、予め作成しておいた補
正式により入力された画像情報の補正を行う画像補正工
程とを備えた信号波形補正良否判別方法において、前記
ステージを計測方向にステップ移動させながら、複数種
類の前記アライメントマークの位置変化量の計測と前記
ステージの移動量の計測を所定の範囲で行い、該各計測
値から前記各アライメントマークの位置変化量と前記ス
テージの移動量の線形性をそれぞれ調べ、前記各アライ
メントマークの位置残差から前記補正式による補正の良
否を判別することを特徴とする。ここで、複数種類のア
ライメントマークは、ステージに刻まれている複数種類
のマークに限らず、ステージに搭載した物体に刻まれて
いる複数種類のマークでもよい。

【００１３】本発明において、前記位置残差は前記複数
種類のアライメントマークの位置計測および前記ステー
ジの位置計測を前記画像情報入力工程の撮像範囲内全域
で行い、その時の前記ステージの移動量に対する前記複
数種類のアライメントマークの位置変化量の残差から求
められることが好ましい。

【００１４】本発明の信号波形補正方法は、前記補正式
を再作成する前に、請求項１または２に記載の信号波形
補正良否判別方法を用いて求められた前記線形残差が、
または、請求項３または４に記載の信号波形補正良否判
別方法を用いて求められた複数の前記位置残差が、予め
定められた基準以上であれば前記補正式を再作成し、前
記基準未満なら前記補正式を再作成せず今までの前記補
正式を使用することができる。また、請求項５に記載の
信号波形補正方法、または、請求項６に記載の信号波形
補正方法による前記補正式を再作成するか否かの判断
は、前記補正式により位置計測が行われる装置本体のオ
ン／オフ時、前記装置のリセット時、周期的に決められ
た所定の期間、および前記装置のメンテナンス時のいず
れかの場合に行うものであることが好ましい。

【００１５】本発明の半導体製造装置は、請求項１〜４
のいずれか１項に記載の信号波形補正良否判別方法、請
求項５〜８のいずれか１項に記載の信号波形補正方法の
いずれかを用いて半導体等のデバイスを製造するとよ
い。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態で
は、補正式を再作成するか否かの判断を、装置本体のオ
ン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）やリセット時、または期間を
決めて周期的に、或は装置メンテナンス時等に、図１の
フローにて行う。ここで、図１は本発明の一実施形態に
係る信号波形補正式再作成の判断のフローを説明する図
であり、図２は黒マーク撮像画面の一例を示す図であ
り、（ａ）はステージ基準マークを含むウエハマークの
像の撮像画面、（ｂ）はウエハマークの像を光電変換し
て作成された１次元デジタル信号列Ｓ１（ｘ）、（ｃ）
は照度むらや感度むらがない場合のステージ移動量対測
定したマーク位置の変化量のグラフをそれぞれ示す。・ステップ１０１：撮像画面内の定められた位置（例え
ば画面左、図２（ａ）参照）に計測マークが見えるよう
に追い込む。・ステップ１０２：画像情報入力工程によりアライメン
トマークを撮像し、過去に作成した補正式を用いて画像
補正工程により補正を行う。・ステップ１０３：アライメントマークの位置を計測す
る。・ステップ１０４：ステージ位置計測工程により干渉計
等でステージの位置も計測する。・ステップ１０５：ステージの位置を移動させる。・ステップ１０６：アライメントマークが撮像画面右端
まで移動したか否かを判断する。はい（ＹＥＳ）の場合
はステップ１０７を行い、いいえ（ＮＯ）の場合はステ
ップ１０２以下の工程を上記同様に行う。本工程では、
マーク位置とステージ位置の計測作業を、ステージを計
測方向にステップ移動させながら画面内全域で行う。・ステップ１０７：ステージ移動量とマーク位置変化の
線形性を見る。例えば、１次近似式を求める。・ステップ１０８：線形残差が予め定められたレベル以
上であるか否かを判断する。はい（ＹＥＳ）の場合は、
ステップ１０９を行い、いいえ（ＮＯ）の場合は、終了
する。・ステップ１０９：補正式および／または補正テーブル
の再作成を行う。

【００１７】上記したように、本実施形態では、撮像画
面内で連続的に照度むらや感度むらの経時変化の位置計
測への影響の度合を測定することにより、局所的な照度
むらや感度むらの経時変化を観察できる。また、本実施
形態では、この方法により測定した照度むらや感度むら
の経時変化を補正式再作成の判断基準とすることで、補
正式再作成の負荷も減少できるし、いつも正しい補正式
で補正を行うことができる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。［第１の実施例］本発明の一実施例に用いられる半導体
等のデバイス製造装置の一例としての露光装置につい
て、図５を用いて以下に説明する。図５は、本発明の一
実施例に用いられる露光装置の構成を示す図である。同
図において、Ｒはレチクル、Ｗは露光基板であるウエ
ハ、１は投影光学系である。また、Ｓは位置合わせ用光
学系であり、２は位置合わせ照明手段、３はビームスプ
リッタ、４と５は結像光学系、６は撮像手段である。７
はＡ／Ｄ変換手段、８は積算手段、９は位置検出手段、
１０はステージ駆動手段、１１は２次元に移動可能なＸ
Ｙステージである。１２は参照信号バッファ、１３は補
正式作成手段、１４は補正式メモリ、１５は信号補正手
段である。１６は干渉計等で構成されたステージ位置観
測手段である。

【００１９】次に、補正式再作成判断の手順について説
明する。本実施例では、最初に、ＸＹステージ１１上の
アライメントマークとしての位置合わせ用基準マーク
（以降、ステージ基準マークと称する）を撮像装置等の
撮像手段６の撮像画面Ｗｐ内左端に観察できるようにＸ
Ｙステージ１１の位置を調整する。続いて、ステージ基
準マークに対して測定光を照射する位置合わせ用照明装
置等の位置合わせ照明手段２から照射した光束により、
結像光学系４、ビームスプリッタ３、レチクルＲおよび
投影光学系１を介して、ステージ基準マークを照明す
る。図２（ａ）は、ステージ基準マークを示したもので
あり、矩形パターンのステージ基準マークを１つ配置し
たものである。ステージ基準マークから反射した光束
は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプ
リッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系５を介し
て撮像装置６の撮像画面Ｗｐ上にステージ基準マークお
よび／またはウエハマークの像ＷＭを形成する。撮像装
置６では、マークの像ＷＭを光電変換する。

【００２０】その後、撮像装置６からの出力は、Ａ／Ｄ
変換装置等のＡ／Ｄ変換手段７において、２次元のデジ
タル信号列に変換される。Ａ／Ｄ変換装置７の出力は、
積算装置等の積算手段８にて、Ａ／Ｄ変換装置７の出力
である２次元信号を１次元のデジタル信号列に変換され
る。補正計算装置等の補正計算手段１５では、図２
（ｂ）のような１次元の補正デジタル信号列Ｓ１（ｘ）
を作成する。そして、位置計測装置等の位置計測手段９
では、補正した１次元のデジタル信号列Ｓ１（ｘ）のマ
ーク中心位置を測定する。さらに、その時のＸＹステー
ジ１１の位置をステージ位置観測手段１６で計測する。
この作業については、ＸＹステージ１１を計測方向（こ
こでは図中のｘ方向）にステップ移動させながら、撮像
手段６の観測範囲内に定められた図２（ａ）のＤ区間で
行う。照度むらや感度むらがない場合は、図２（ｃ）の
ように、測定したマーク位置ｄ１（ｘ）とステージ位置
の線形性は保たれている。つまり、測定したマーク位置
ｄ１（ｘ）と線形近似直線ｄ０（ｘ）は、ほぼ同一の傾
きを有する直線として近似できる。しかし、照明手段２
の照度むらや撮像手段６の感度むら等が経時変化した場
合、過去に作成した補正式では、図３（ｂ）のように正
確な補正は行われず、同図（ｃ）のようにマーク位置ｄ
１（ｘ）と線形近似直線ｄ０（ｘ）の両者の線形性が悪
くなる。ここで、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発
明の一実施例に係る黒マーク撮像画面の一例を示す図で
あり、（ａ）はステージ基準マークを含むウエハマーク
の像ＷＭの撮像画面、（ｂ）はウエハマークの像ＷＰを
光電変換して作成された１次元デジタル信号列Ｓ１
（ｘ）、（ｃ）は照度むらや感度むらが経時変化した場
合のステージ移動量対測定したマーク位置の変化量のグ
ラフをそれぞれ示す。

【００２１】そこで、本実施例では、測定したマーク位
置とステージ位置から線形近似直線ｄ０（ｘ）を求め、
測定マーク位置ｄ１（ｘ）との線形残差を調べ、線形残
差が予め定めてあったレベル以上であった場合のときの
み補正式の再作成を行うようにする。或は、線形近似し
た直線との相関係数を求め、この相関係数を補正式の再
作成を行うかどうかの判断基準とすることも可能であ
る。また、本実施例では、計測の信頼性をあげるため
に、ステージを移動させながらマーク位置計測とステー
ジ位置計測を複数回行い、その平均値を求めてマーク位
置とステージ位置の線形性を調べてもよい。

【００２２】さらに本実施例においては、ステージ上の
異なる位置に描かれた同形状のステージ基準マークを上
記手順で計測し、平均値を取ることによって、ステージ
位置の計測誤差を軽減することも可能である。

【００２３】［第２の実施例］上記した第１の実施例で
は、照度むらや感度むらの経時変化の測定を一つのアラ
イメントマークで行っていた。しかし、この方法では、
ディストーション等の結像光学系の光学特性の影響との
切り分けが行えない。そこで、本発明の第２の実施例で
は、光学特性の影響を受けることのない位置計測方法に
ついて説明する。

【００２４】図５を用いて補正式再作成判断の手順につ
いて説明する。本実施例では、最初に、ＸＹステージ１
１上の位置合わせ用基準マーク（以降、ステージ基準マ
ークと称する）を撮像手段６の撮像画面内左端に観察で
きるようにＸＹステージ１１の位置を調整する。続い
て、ステージ基準マークに対して測定光を照射する位置
合わせ用照明装置等の位置合わせ用照明手段２から照射
した光束により、結像光学系４、ビームスプリッタ３、
レチクルＲおよび投影光学系１を介して、ステージ基準
マークを照明する。図２（ａ）は、ステージ基準マーク
を示したものであり、矩形パターンのステージ基準マー
クを１つ配置したものである。ステージ基準マークから
反射した光束は、再度投影光学系１、レチクルＲを介し
てビームスプリッタ３に到達し、ここで反射して結像光
学系５を介して撮像装置等の撮像手段６の撮像画面Ｗｐ
上にステージ基準マークおよび／またはウエハマークの
像ＷＭを形成する。撮像装置６では、マークの像ＷＭを
光電変換する。

【００２５】その後、撮像装置６からの出力は、Ａ／Ｄ
変換装置等のＡ／Ｄ変換手段７において、２次元のデジ
タル信号列に変換する。Ａ／Ｄ変換装置７の出力は、積
算装置等の積算手段８にて、２次元信号を１次元のデジ
タル信号列に変換される。補正計算装置等の補正計算手
段１５では、図２（ｂ）のような１次元の補正デジタル
信号列Ｓ１（ｘ）を作成する。そして、位置計測装置等
の位置計測手段９では、補正した１次元のデジタル信号
列Ｓ１（ｘ）のマーク中心位置を測定する。さらに、そ
の時のステージ位置をステージ位置観測手段１６で計測
する。この作業については、ＸＹステージ１１を計測方
向（ここでは図中のｘ方向）にステップ移動させなが
ら、撮像手段６の観測範囲内に定められた図２（ａ）の
Ｄ区間で行う。

【００２６】続いて、先に測定したマークとは別のマー
ク、例えば先に黒マークを測定したのであれば図４
（ａ）に示すような白マークを用いて、同様にＸＹステ
ージ１１をステップ移動させつつマーク位置計測を行
う。ここで、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の
一実施例に係る白マーク撮像画面の一例を示す図であ
り、（ａ）はステージ基準マークを含むウエハマークの
像ＷＭの撮像画面、（ｂ）はウエハマークの像ＷＭを光
電変換して作成された１次元デジタル信号列Ｓ１
（ｘ）、（ｃ）は照度むらや感度むらが経時変化した場
合のステージ移動量対測定したマーク位置の変化量のグ
ラフをそれぞれ示す。図４（ｃ）において、ｄ１（ｘ）
は黒マークの場合（図３（ｃ）のｄ１（ｘ）参照）、ｄ
２（ｘ）は白マークの場合のステージ移動量に対するマ
ーク位置変化量をそれぞれ示している。

【００２７】照度むらや感度むらがなければ、同ステー
ジ移動量に対して測定した２つのマーク位置は等しくな
る。しかし、照明手段２の照度むらや撮像手段６の感度
むら等が経時変化した場合、過去に作成した補正式では
正確な補正は行われず、図４（ｃ）のように両者のマー
ク位置ｄ１（ｘ）、ｄ２（ｘ）にずれが生じる。

【００２８】そこで、本実施例では、測定したＸＹステ
ージ１１の移動量に対する２つのマーク位置の残差を調
べ、位置残差が予め定めてあったレベル以上であった場
合のときのみ補正式の再作成を行うようにする。或は、
２つのマーク位置の相関係数を求め、この相関係数を補
正式の再作成を行うかどうかの判断基準とすることも可
能である。

【００２９】本実施例においては、計測の信頼性をあげ
るために、ＸＹステージ１１を移動させながらマーク位
置計測とステージ位置計測を複数回行い、その平均値を
求めて２つのマーク位置の残差や相関性を調べてもよ
い。

【００３０】さらに本実施例においては、計測マークは
白黒２つとしたが、マークの形状はこの２つに限らず、
計測を行うマークも２つ以上であってもよい。その場
合、最も残差や相関性が悪い２つのペアを選んで判断基
準とすることが好ましい。

【００３１】［半導体生産システムの実施例］次に、上
記説明した半導体等のデバイス製造装置を利用したデバ
イス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、Ｃ
ＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の生産シス
テムの例を説明する。これは、半導体製造工場に設置さ
れた製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、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。

【００３２】図６は、全体システムをある角度から切り
出して表現したものである。図中、１０１は半導体デバ
イスの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の
事業所である。製造装置の実例として、半導体製造工場
で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、
前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッチン
グ装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、
平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査装置
等）を想定している。事業所１０１内には、製造装置の
保守データベースを提供するホスト管理システム１０
８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結ん
でイントラネット等を構築するローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム１
０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークであ
るインターネット１０５に接続するためのゲートウェイ
と、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を
備える。

【００３３】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）
の製造工場である。製造工場１０２〜１０４は、互いに
異なるメーカに属する工場であってもよいし、同一のメ
ーカに属する工場（例えば、前工程用の工場、後工程用
の工場等）であってもよい。各工場１０２〜１０４内に
は、夫々、複数の製造装置１０６と、それらを結んでイ
ントラネット等を構築するローカルエリアネットワーク
（ＬＡＮ）１１１と、各製造装置１０６の稼動状況を監
視する監視装置としてホスト管理システム１０７とが設
けられている。各工場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。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。具体的には、インターネット１０５を介して、
各製造装置１０６の稼動状況を示すステータス情報（例
えば、トラブルが発生した製造装置の症状）を工場側か
らベンダ側に通知する他、その通知に対応する応答情報
（例えば、トラブルに対する対処方法を指示する情報、
対処用のソフトウェアやデータ）や、最新のソフトウェ
ア、ヘルプ情報等の保守情報をベンダ側から受け取るこ
とができる。各工場１０２〜１０４とベンダ１０１との
間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ１１１でのデー
タ通信には、インターネットで一般的に使用されている
通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、
工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用
する代わりに、第三者からのア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。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。

【００３４】さて、図７は、本実施形態の全体システム
を図６とは別の角度から切り出して表現した概念図であ
る。先の例では、それぞれが製造装置を備えた複数のユ
ーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外
部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介し
て各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報
をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複
数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装
置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部
ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデー
タ通信するものである。図中、２０１は製造装置ユーザ
（半導体デバイス製造メーカ）の製造工場であり、工場
の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここで
は例として露光装置２０２、レジスト処理装置２０３、
成膜処理装置２０４が導入されている。なお、図７で
は、製造工場２０１は１つだけ描いているが、実際は複
数の工場が同様にネットワーク化されている。工場内の
各装置はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネット等を
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。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、
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。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
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。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。

【００３５】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。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。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
８に一例を示す様な画面のユーザインタフェースをディ
スプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理するオ
ペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種（４
０１）、シリアルナンバー（４０２）、トラブルの件名
（４０３）、発生日（４０４）、緊急度（４０５）、症
状（４０６）、対処法（４０７）、経過（４０８）等の
情報を画面上の入力項目に入力する。入力された情報は
インターネットを介して保守データベースに送信され、
その結果の適切な保守情報が保守データベースから返信
されディスプレイ上に提示される。また、ウェブブラウ
ザが提供するユーザインタフェースは、さらに図示のご
とくハイパーリンク機能（４１０，４１１，４１２）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。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。

【００３６】次に、上記説明した生産システムを利用し
た半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図９は、
半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示
す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路
設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した回
路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステッ
プ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエ
ハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程
と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソ
グラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成す
る。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ス
テップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チッ
プ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、
ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等
の組立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デ
バイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。前工
程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの
工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守が
なされる。また、前工程工場と後工程工場との間でも、
インターネットまたは専用線ネットワークを介して生産
管理や装置保守のための情報等がデータ通信される。

【００３７】図１０は、上記ウエハプロセスの詳細なフ
ローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に
絶縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イ
オン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ
１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では上記説明したデバイス製造装
置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行うことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。各工程
で使用する製造機器は上記説明した遠隔保守システムに
よって保守がなされているので、トラブルを未然に防ぐ
と共に、もしトラブルが発生しても迅速な復旧が可能
で、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。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、ステージ
を計測方向にステップ移動させながら、単数または複数
種類のアライメントマークの位置変化量の計測とステー
ジの移動量の計測を所定の範囲で行い、該各計測値から
アライメントマークの位置変化量とステージの移動量の
線形性を調べ、その線形残差または複数種類のアライメ
ントマークの位置残差から補正式による補正の良否を判
別する。本発明においては、例えば、照度むらや感度む
ら等の経時変化によるマーク位置計測への影響を上記し
た方法により数値データで算出する。この線形残差、位
置残差、または上記した各実施例における相関係数を基
準に補正式を作成すれば、不必要に補正式を作らなくて
済み、照度むらや感度むら等の経時変化にも対応可能で
あり、常に正確な補正式で補正を行うことができる。さ
らに、半導体等のデバイスを製造する半導体製造装置に
おいても、同様の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る信号波形補正式再
作成の判断のフローを説明する図である。

【図２】本発明の一実施例に係る黒マーク撮像画面の
一例を示す図であり、（ａ）はステージ基準マークを含
むウエハマークの像の撮像画面、（ｂ）はウエハマーク
の像を光電変換して作成された１次元デジタル信号列Ｓ
１（ｘ）、（ｃ）は照度むらや感度むらがない場合のス
テージ移動量対測定したマーク位置の変化量のグラフを
それぞれ示す。

【図３】本発明の一実施例に係る黒マーク撮像画面の
一例を示す図であり、（ａ）はステージ基準マークを含
むウエハマークの像の撮像画面、（ｂ）はウエハマーク
の像を光電変換して作成された１次元デジタル信号列Ｓ
１（ｘ）、（ｃ）は照度むらや感度むらが経時変化した
場合のステージ移動量対測定したマーク位置の変化量の
グラフをそれぞれ示す。

【図４】本発明の一実施例に係る白マーク撮像画面の
一例を示す図であり、（ａ）はステージ基準マークを含
むウエハマークの像の撮像画面、（ｂ）はウエハマーク
の像を光電変換して作成された１次元デジタル信号列Ｓ
１（ｘ）、（ｃ）は照度むらや感度むらが経時変化した
場合のステージ移動量対測定したマーク位置の変化量の
グラフをそれぞれ示す。

【図５】本発明の一実施例に係る露光装置の構成を示
す図である。

【図６】本発明の一実施例に係る半導体製造装置を含
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。

【図７】本発明の一実施例に係る半導体製造装置を含
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。

【図８】本発明の一実施例に係る半導体製造装置を含
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。

【図９】本発明の一実施例に係る半導体製造装置によ
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。

【図１０】本発明の一実施例に係る半導体製造装置に
よるウエハプロセスを説明する図である。

【図１１】従来例に係るマーク撮像画面の一例を示す
図である。

【符号の説明】１：投影光学系、２：位置合わせ用照明手段、３：ビー
ムスプリッタ、４，５：結像光学系、６：撮像手段、
７：Ａ／Ｄ変換手段、８：積算手段、９：位置検出手
段、１０：ステージ駆動手段、１１：ステージ、１２：
参照信号バッファ、１３：補正式作成手段、１４：補正
式メモリ、１５：信号補正手段、１６：ステージ位置計
測手段、Ｗ：ウエハ、ＷＭ：ウエハマーク、Ｒ：レチク
ル、Ｗｐ：撮像画面、Ｓ：位置合わせ用光学系、Ｗｐ：
撮像画面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２ＧＦターム(参考） 2F065 AA03 AA07 AA09 AA14 BB01 CC20 EE04 EE10 FF01 FF04 FF61 HH13 HH17 JJ03 JJ09 LL04 LL46 MM03 NN17 PP12 QQ03 QQ23 RR06 UU05 5F031 JA38 JA51 MA27 5F046 CC15 FC03 FC04 FC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投影光学系の光軸と交差する平面上を２
次元方向に移動可能であり、アライメントマークの刻ま
れているステージに対して、前記ステージの位置を測定
可能なステージ位置測定工程と、前記アライメントマー
クを撮像可能な画像情報入力工程と、予め作成しておい
た補正式により入力された画像情報の補正を行う画像補
正工程とを備えた信号波形補正良否判別方法において、前記ステージを計測方向にステップ移動させながら、前
記アライメントマークの位置変化量の計測と前記ステー
ジの移動量の計測を所定の範囲で行い、該各計測値から
前記アライメントマークの位置変化量と前記ステージの
移動量の線形性を調べ、その線形残差から前記補正式に
よる補正の良否を判別することを特徴とする信号波形補
正良否判別方法。
【請求項２】前記線形残差は前記アライメントマーク
の位置計測および前記ステージの位置計測を前記画像情
報入力工程の撮像範囲内全域で行い、その時の前記アラ
イメントマークの位置変化量の計測値と前記ステージの
移動量の計測値との線形性から求められることを特徴と
する請求項１に記載の信号波形補正良否判別方法。
【請求項３】投影光学系の光軸と交差する平面上を２
次元方向に移動可能であり、アライメントマークの刻ま
れているステージに対して、前記ステージの位置を測定
可能なステージ位置測定工程と、前記アライメントマー
クを撮像可能な画像情報入力工程と、予め作成しておい
た補正式により入力された画像情報の補正を行う画像補
正工程とを備えた信号波形補正良否判別方法において、前記ステージを計測方向にステップ移動させながら、複
数種類の前記アライメントマークの位置変化量の計測と
前記ステージの移動量の計測を所定の範囲で行い、該各
計測値から前記各アライメントマークの位置変化量と前
記ステージの移動量の線形性をそれぞれ調べ、前記各ア
ライメントマークの位置残差から前記補正式による補正
の良否を判別することを特徴とする信号波形補正良否判
別方法。
【請求項４】前記位置残差は前記複数種類のアライメ
ントマークの位置計測および前記ステージの位置計測を
前記画像情報入力工程の撮像範囲内全域で行い、その時
の前記ステージの移動量に対する前記複数種類のアライ
メントマークの位置変化量の残差から求められることを
特徴とする請求項３に記載の信号波形補正良否判別方
法。
【請求項５】前記補正式を再作成する前に、請求項１
または２に記載の信号波形補正良否判別方法を用いて求
められた前記線形残差が、予め定められた基準以上であ
れば前記補正式を再作成し、前記基準未満なら前記補正
式を再作成せず今までの前記補正式を使用することを特
徴とする信号波形補正方法。
【請求項６】前記補正式を再作成するか否かの判断
は、前記補正式により位置計測が行われる装置本体のオ
ン／オフ時、前記装置のリセット時、周期的に決められ
た所定の期間、および前記装置のメンテナンス時のいず
れかの場合に行うものであることを特徴とする請求項５
に記載の信号波形補正方法。
【請求項７】前記補正式を再作成する前に、請求項３
または４に記載の信号波形補正良否判別方法を用いて求
められた複数の前記位置残差が、予め定められた基準以
上であれば補正式を再作成し、前記基準未満なら前記補
正式は再作成せず今までの前記補正式を使用することを
特徴とする信号波形補正方法。
【請求項８】前記補正式を再作成するか否かの判断
は、前記補正式により位置計測が行われる装置本体のオ
ン／オフ時、前記装置のリセット時、周期的に決められ
た所定の期間、および前記装置のメンテナンス時のいず
れかの場合に行うものであることを特徴とする請求項７
に記載の信号波形補正方法。
【請求項９】請求項１〜４のいずれか１項に記載の信
号波形補正良否判別方法を用いて半導体デバイスを製造
することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１０】請求項５〜８いずれか１項に記載の信
号波形補正方法を用いて半導体デバイスを製造すること
を特徴とする半導体製造装置。
【請求項１１】請求項９または１０に記載の半導体製
造装置において、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、前記半導体製造装置の保守
情報をコンピュータネットワークを介してデータ通信す
ることを可能にした半導体製造装置。
【請求項１２】前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記半導体製造装置が設置された工場の外部ネットワー
クに接続され前記半導体製造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請求項１１に記載の半導体製造装
置。
【請求項１３】請求項９または１０に記載の半導体製
造装置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体製造
工場に設置する工程と、該製造装置群を用いて複数のプ
ロセスによって半導体デバイスを製造する工程とを有す
ることを特徴とする半導体デバイス製造方法。
【請求項１４】前記製造装置群をローカルエリアネッ
トワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネット
ワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの
間で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報を
データ通信する工程とをさらに有する請求項１３に記載
の半導体デバイス製造方法。
【請求項１５】前記半導体製造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う請求項１４に記載の半
導体デバイス製造方法。
【請求項１６】請求項９または１０に記載の半導体製
造装置を含む各種プロセス用の製造装置群と、該製造装
置群を接続するローカルエリアネットワークと、該ロー
カルエリアネットワークから工場外の外部ネットワーク
にアクセス可能にするゲートウェイを有し、前記製造装
置群の少なくとも１台に関する情報をデータ通信するこ
とを可能にしたことを特徴とする半導体製造工場。
【請求項１７】半導体製造工場に設置された請求項９
または１０に記載の半導体製造装置の保守方法であっ
て、前記半導体製造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
する半導体製造装置の保守方法。