JP2003068618A

JP2003068618A - 露光装置、デバイス製造方法、半導体製造工場および露光装置の保守方法

Info

Publication number: JP2003068618A
Application number: JP2001257519A
Authority: JP
Inventors: Akio Aoki; 明夫青木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2003-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体デバイスなどの製造時における不良の
発生を回避して、生産ラインの生産性の低下を抑制す
る。【解決手段】原版上に形成された回路パターンを基板
上に投影露光する露光装置において、原版上または基板
上に形成される回路パターンの設計データを位置合わせ
の残差に基づいて変形させる回路パターン変形手段と、
回路パターン変形手段によって変形された設計データを
画像データとしてメモリ上に展開する回路パターン展開
手段と、回路パターン展開手段によってメモリ上に展開
された原版上の回路パターンの画像データおよび基板上
の回路パターンの画像データを重ねて表示する回路パタ
ーン表示手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ
などの半導体デバイス等を製造するための露光装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体露光装置においては、原版
であるレチクル上の回路パターンの像を基板であるウエ
ハ上の回路パターンに高精度に重ね合わせるために、レ
チクル、ウエハおよび装置上のアライメント用マークの
位置を計測して、その計測結果に基づいてレチクルおよ
びウエハの位置合わせの条件を確定している。このよう
な従来の半導体露光装置においては、前記位置合わせの
条件に基づいて位置合わせを行なった上で露光を行なう
が、位置合わせの精度の限界や装置の機構上補正不可能
な位置ずれ要因によって位置ずれ量を０にできない場合
がある。回路パターンの設計時には、このような残差に
よる製造不良の発生を抑えるために回路パターンの寸法
の決定において、種々の製造工程中に発生する位置合わ
せ誤差を考慮した重ね合わせ上のマージン（プロセス用
マージン）を盛り込む。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例に示す半導体露光装置においては、残差がプロ
セス用マージンを越えて発生する製造不良は、実際に露
光を行った後の次工程において基板上に転写された回路
パターンを現像して初めて認識可能となっていた。この
ため、生産ラインの生産性を大幅に低下させる結果を招
く可能性があった。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、半導体デバイスなどの製造時における不良の発生
を回避して、生産ラインの生産性の低下を抑制すること
が可能な露光装置、デバイス製造方法、半導体製造工場
および露光装置の保守方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の露光装置（例えば半導体露光装置）は、原
版上に形成された回路パターンを基板上に投影露光する
に際して、原版上あるいは基板上に形成される回路パタ
ーンの設計データを位置合わせの残差に基づいて変形さ
せる回路パターン変形手段と、この回路パターン変形手
段によって変形された設計データを画像データとしてメ
モリ上に展開する回路パターン展開手段と、この回路パ
ターン展開手段によってメモリ上に展開された原版上の
回路パターンの画像データおよび基板上の回路パターン
の画像データを重ねて表示する回路パターン表示手段と
を具備することを特徴とする。

【０００６】ここで、原版上に形成される回路パターン
の設計データとしては、例えば、原版作成時に用いた電
子ビーム描画装置用パターンデータ、イオンビーム描画
装置用パターンデータ等が挙げられる。また、基板上に
形成される回路パターンの設計データとしては、単純に
原版上に形成される回路パターンの設計データに露光倍
率を積算したものが挙げられる。ただし、原版上の回路
パターンと重ね合わせる基板上の回路パターンが、複数
の原版の露光によって実現されたものである場合には、
単一の原版の回路パターンではなく、通常、重ね合わせ
の対象となる基板上の回路パターンを形成する全ての原
版の回路パターンとそれらの原版の露光領域および露光
したときの重ね合わせ残差に基づいて回路パターンを変
形させる。

【０００７】さらに、前記メモリ上に展開されたレチク
ル上の回路パターンの画像データおよびウエハ上の回路
パターンの画像データに対して演算を行なうことによっ
て、これら２つの回路パターンの重なり状態について評
価する重なり状態評価手段を設けてもよい。この重なり
状態評価手段とは、具体的には、例えば、予め回路パタ
ーンのずれた領域のビット数等により許容範囲を決めて
おき、２つの回路パターンのずれ量が許容範囲を超える
か否かを判断する。そして、この重なり状態評価手段に
よる評価結果に基づいて、露光装置上で行なわれる処理
のシーケンスを変更する手段を設けてもよい。このシー
ケンスの変更手段は、例えば、２つの回路パターンのず
れ量が許容範囲を超える場合に、露光処理を終了した
り、タッチパネル付きディスプレイのような入力機能を
有する回路パターン表示手段により、画像データを重ね
て表示しオペレータの判断を促すといったシーケンスに
変更する。

【０００８】ここで、ずれ量の許容範囲としては、例え
ば、パターンデータ作成時に、位置合わせ誤差を補償す
るために予め設けられるマージンの範囲としてもよい
が、評価対象のレイヤまたは回路パターンの密度によっ
て、適宜評価基準を変更してもよい。

【０００９】さらに、露光装置の保守情報等をコンピュ
ータネットワークを介してデータ通信できるように、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有し
てもよい。このネットワーク用ソフトウェアは、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露光
装置のベンダーもしくはユーザー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ーインタフェースを
ディスプレイ上に提供し、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。

【００１０】本発明のデバイス製造方法は、上記本発明
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、この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を
有する。この場合、製造装置群をローカルエリアネット
ワークにより接続し、ローカルエリアネットワークと半
導体製造工場外の外部ネットワークにより製造装置群の
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
有してもよい。このとき、例えば、露光装置のベンダー
もしくはユーザーが提供するデータベースに外部ネット
ワークを介してアクセスしてデータ通信によって露光装
置の保守情報を得る、または半導体製造工場とは別の半
導体製造工場との間で外部ネットワークを介してデータ
通信して生産管理等を行ってもよい。

【００１１】本発明の半導体製造工場は、上記本発明の
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、外部ネッ
トワークと製造装置群の少なくとも１台との間で情報を
データ通信することを可能にしたことを特徴とする。

【００１２】本発明の保守方法は、半導体製造工場に設
置された上記本発明の露光装置の保守方法であって、露
光装置のベンダーもしくはユーザーが、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、半導体製造工場内から外部ネットワーク
を介して保守データベースへのアクセスを許可する工程
と、保守データベースに蓄積される保守情報を外部ネッ
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。

【００１３】

【作用】前記回路パターン変形手段は、位置情報を含む
図形データの集合である回路パターンの設計データから
一つずつ図形データを入力して、予め確定している倍
率、直行度、平行移動および回転等に関する変動量に基
づいて、入力した図形データを変形させる。前記回路パ
ターン展開手段は、前記回路パターン変形手段によって
変形された図形データを順次２値化された画像データ
（ビットマップ）に変換しながらメモリ上に展開する。
このとき処理の対象としてメモリ上に展開する回路パタ
ーンは、露光領域全体あるいは指定された一部の領域で
ある。前記回路パターン表示手段は、前記回路パターン
展開手段および前記回路パターン変形手段によってメモ
リ上に展開された原版上の回路パターンの画像データお
よび基板上の回路パターンの画像データを重ねて表示す
る。前記重なり状態評価手段は、設計データを元に展開
したレチクル上の回路パターンの画像データおよびウエ
ハ上の回路パターンの画像データのそれぞれに対して特
定の演算処理を行なうことにより、前記レチクルの回路
パターンの像と前記ウエハ上の回路パターンの重なり状
態について評価する。また、前記重なり状態評価手段に
よる評価結果を予め設定しておいた評価基準と比較判断
して、その判断結果に基づいて以後の処理を変更するこ
とができる。

【００１４】この結果、レチクルの回路パターンを実際
にウエハ上に転写する前に、回路パターンの重なり状態
を予測することが可能となる。

【００１５】

【実施例】（実施例１）図１は本発明の特徴を最も良く
表す図であり、半導体露光装置の本体とその周辺装置等
を示す模式図である。同図において１０１は半導体露光
装置を制御する制御装置、１０２は以下に図２を用いて
開示する半導体露光装置のユニット群、１１０は画像デ
ータに対する演算処理を高速に行なう高速演算処理装
置、１１１はレチクルを作成した際に使用したラスター
スキャン型電子ビーム描画装置用のパターンファイルか
ら設計データであるパターンデータを読み込んで予め指
定されたシフト量、回転量、倍率および直交度のパラメ
ータにしたがってパターンデータを変形するパターンデ
ータ変形手段（回路パターン変形手段）、１１２はパタ
ーンデータ変形手段１１１によって変形されたパターン
データを２値化した画像データとしてメモリ１２０上に
展開する画像データ展開手段（回路パターン展開手
段）、１１３はメモリ１２０上に展開された２つの回路
パターンの画像データをタッチパネル付きディスプレイ
１５０に表示する画像データ表示手段（回路パターン表
示手段）、１２０は画像データを保持するメモリ、１３
１はパターンデータ変形手段１１１が読み込むパターン
ファイルを保管しているパターンファイル保管手段、１
３２はメモリ１２０上に展開された画像データを再利用
のために保管しておく画像データ保管手段、１５０は回
路パターンの画像データを表示するタッチパネル付ディ
スプレイである。また同図において、１４１は制御装置
１０１からユニット群１０２の中の各ユニットに対して
発行されるコマンドおよびそれらのユニットから制御装
置１０１に返される実行結果の流れ、１４２は制御装置
１０１から高速演算処理装置１１０に対して発行される
処理要求および高速演算処理装置１１０から返される処
理結果の流れ、１４３は高速演算処理装置１１０とメモ
リ１２０の間の画像データの流れ、１４４はパターンフ
ァイル保管手段１３１から高速演算処理装置１１０ヘの
パターンデータの流れ、１４５は高速演算処理装置１１
０から画像データ保管手段１３２への画像データの流
れ、１４６は画像データ表示手段１１３から前記タッチ
パネル付きディスプレイ１５０に対して出力される画像
データと前記タッチパネル付ディスプレイ１５０から画
像データ表示手段１１３へ入力されるオペレータの操作
結果の流れを表す。

【００１６】図２はユニット群１０２の基本構造の一例
を示す図であり、半導体露光装置としてのステッパが示
されている。図中の２０２はレチクル、２０３はウエハ
であり、光源装置２０４から出た光束が照明光学系２０
５を通ってレチクル２０２を照明するとき、投影光学レ
ンズ２０６によりレチクル２０２上のパターンをウエハ
２０３上の感光層に転写することができる。レチクル２
０２はレチクルステージ２０７により支持されている。
ウエハ２０３はウエハチャック２９１により支持された
状態で露光される。ウエハチャック２９１はウエハステ
ージ２０９上に固定されて、該ウエハステージ２０９の
可動範囲内での移動が可能である。レチクル２０２の上
側には主にレチクルの位置ずれ量を検出するためのレチ
クル光学系２８１が配置される。ウエハステージ２０９
の上方に、投影光学レンズ２０６に隣接してオフアクシ
ス顕微鏡２８２が配置されている。オフアクシス顕微鏡
２８２はウエハ２０３上のアライメントマークを観察す
るのが主たる役割で撮像手段を含んでいる。また、これ
ら本体ユニットに隣接してレチクルライブラリ２２０や
レチクルロボット２２１などから構成されるレチクル搬
送ユニットおよびウエハカセットエレベータ２３０やウ
エハ搬入出ロボット２３１などから構成されるウエハ搬
送ユニットが配置される。

【００１７】チャンバ１０３は、主に空気の温度調節を
行なう空調機室２１０および微小異物をろかし清浄空気
の均一な流れを形成するフィルタボックス２１３、また
装置環境を外部と遮断するブース２１４で構成されてい
る。チャンバ１０３内では、空調機室２１０内にある冷
却器２１５および再熱ヒータ２１６により温度調節され
た空気が、送風機２１７によりエアフィルタｇを介して
ブース２１４内に供給される。このブース２１４に供給
された空気はリターン口ｒａより再度空調機室２１０に
取り込まれチャンバ１０３内を循環する。通常、このチ
ャンバ１０３は厳密には完全な循環系ではなく、ブース
２１４内を常時陽圧に保つため循環空気量の約１割のブ
ース２１４外の空気を空調機室２１０に設けられた外気
導入口ｏａより送風機を介して導入している。このよう
にしてチャンバ１０３は本装置の置かれる環境温度を一
定に保ち、かつ空気を清浄に保つことを可能としてい
る。また光源装置２０４には超高圧水銀灯の冷却やレー
ザ異常時の有毒ガス発生に備えて吸気口ｓａと排気口ｅ
ａが設けられ、ブース２１４内の空気の一部が光源装置
２０４を経由し、空調機室２１０に備えられた専用の排
気ファンを介して工場設備に強制排気されている。ま
た、空気中の化学物質を除去するための化学吸着フィル
タｃｆを、空調機室２１０の外気導入口ｏａおよびリタ
ーン口ｒａにそれぞれ接続して備えている。

【００１８】図３は前記制御装置１０１が実行する露光
シーケンスの概要を示すフローチャートである。前記制
御装置１０１は、露光シーケンス開始すると（ステップ
Ｓ１）、システムパラメータおよび露光制御パラメータ
を読み込み（ステップＳ２）、ユニット群１０２に対し
てウエハ２０３の搬送のコマンドを発行する。これに基
づいてユニット群１０２は、ウエハ２０３の搬送を開始
し（ステップＳ３）、ウエハ２０３の搬送が終了したら
制御装置１０１に対して搬送終了を通知する（以下、ユ
ニット群１０２の各ユニットを用いた処理は、同様に、
制御装置１０１からユニット群１０２へのコマンド発
行、ユニット群１０２での処理、ユニット群１０２から
制御装置１０１への実行結果の送信という、流れに沿っ
て実行される）。次に制御装置１０１（およびユニット
群１０２）は、レチクル２０２をレチクルステージ２０
７にロードし（ステップＳ４）、同時にレチクル２０２
のアライメントの準備（即ち、アライメント処理に使用
するユニットの駆動など）を行う（ステップＳ５）。

【００１９】次に制御装置１０１（およびユニット群１
０２）は、ステップＳ４およびステップＳ５の完了を待
って、レチクル２０２のアライメントを行なう（ステッ
プＳ６）。ステップＳ７のエラー処理では、レチクル上
の計測対象となるマークを見つけることができないとき
など、アライメント結果が正常でない場合に、オペレー
タが補助的な操作（目視によるマーク検索やマーク計測
に関連するパラメータの変更など）を行い、その後ステ
ップＳ４（およびＳ５）に戻り、再度自動計測を行う。
また、アライメント結果が正常であった場合は、次のス
テップＳ８およびステップＳ９に進む。次に制御装置１
０１（およびユニット群１０２）は、ウエハ２０３をウ
エハチャック２９１上に供給し（ステップＳ８）、同時
に、ステップＳ５のレチクルアライメントの準備と同様
に、ウエハアライメント用計測の準備を行なう（ステッ
プＳ９）。

【００２０】次に制御装置１０１（およびユニット群１
０２）は、ステップＳ８とステップＳ９の完了を待って
からウエハアライメントのためにウエハ上のアライメン
トマークの計測を行なう（ステップＳ１０）。続くステ
ップＳ１１では、ステップＳ７と同様のエラー処理を行
い、エラーが発生した場合はステップＳ１０に戻り、再
度自動計測を行う。この後ステップＳ１０の計測結果に
基づいてウエハ２０３のステップ移動、位置合わせおよ
びフォーカス処理（ステップＳ１２）を行なう。

【００２１】次に、制御装置１０１は、これから露光す
るショットが第１ショットであるかどうか判断し（ステ
ップＳ２１）、第１ショット（Ｙｅｓ）であればステッ
プＳ２２に進み、高速演算処理装置１１０に対して回路
パターン表示処理の要求をする、そうでなければ（Ｎ
ｏ）、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１２で位置合
わせしたショット位置に露光処理を行う。ここで、ステ
ップＳ２２は回路パターン表示処理であり、詳細につい
ては図６を用いて後述する。また、ステップＳ２３で
は、高速演算処理装置１１０における回路パターン表示
処理（ステップＳ２２）の結果に基づき、露光シーケン
スを継続（Ｙｅｓ）するか否か（Ｎｏ）を判断し、その
処理結果を制御装置１０１に返信する。このステップＳ
２３の結果が露光シーケンスの継続（Ｙｅｓ）を示せ
ば、ステップＳ１３に進み、そうでなければ（Ｎｏ）ス
テップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、制御装置１
０１（ユニット群１０２）は、高速演算処理１１０から
返される処理結果（露光シーケンスの中止）を受けて、
ウエハ２０３をアンロードして（ステップＳ２４）、露
光シーケンスを終了する（ステップＳ１７）。

【００２２】一方、ステップＳ１３の露光処理が完了し
たら、露光したショットが最終ショットであるかどうか
を判断する（ステップＳ１４）。そして、ステップＳ１
４で最終ショット（Ｙｅｓ）と判断した場合は、ウエハ
２０３をアンロードし（ステップＳ１５）、ステップＳ
１４において最終ショットでない（Ｎｏ）と判断された
場合は、ステップＳ１２に戻る。次にステップＳ１５に
おいてウエハをアンロードした後で、そのウエハがロッ
トの最終ウエハあるかどうかを判断し（ステップＳ１
６）、最終ウエハ（Ｙｅｓ）であれば、露光シーケンス
を終了する（ステップＳ１７）。ステップＳ１６におい
て最終ウエハでない（Ｎｏ）と判断された場合、ステッ
プＳ８およびステップＳ９に戻って次のウエハの処理を
開始する。

【００２３】図４および図５は、前記電子ビーム描画装
置用のパターンファイル内の論理的なデータ構造を示
す。図４において、行（Ｃｏｌｕｍｎ＃）ｃおよび列
（Ｒｏｗ＃）ｒは、回路パターン全体を１回のスキャン
の最大描画範囲（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）に基づいて、そ
れぞれ横（Ｘ）方向および縦（Ｙ）方向に分割されたス
キャン領域に割り当てられた番号である。

【００２４】図５は、スキャン領域（ｃ，ｒ）内の回路
パターンを表す標準的な図形データの一例を示す。ここ
で、ａ，ｂ，ｄ，ｅは台形の４つの頂点、ｘおよびｙは
それぞれスキャン領域（ｃ，ｒ）の左下のコーナを原点
とした頂点ｄのｘ座標およびｙ座標、Ｈは台形ａｂｄｅ
の高さ、ＬおよびＵはそれぞれ下底ｄｅおよび上底ａｂ
の長さ、Ｓは頂点ｄおよびａのＸ方向の距離をそれぞれ
表している。また上記図形は、Ｓ＝０かつＬ＝Ｈならば
矩形を、Ｌ≦Ｈならば倒立した台形を、Ｌ＝０ならば三
角形を表わすことになり、組み合わせによって、前記ス
キャン領域に分割された回路パターンのうち直線から成
る部分の全てを表現することができる。さらに、前記ス
キャン領域に分割された回路パターンのうち曲線から成
る部分については、Ｈ＝１またはＬ＝１とした矩形の組
み合わせなどによって表現することができる。

【００２５】図６は、前記回路パターン表示処理の詳細
を示すフローチャートである。同図に示すように、まず
制御装置１０１から処理要求を受けると、高速演算処理
装置１１０は、パターンファイル保管手段１３１に保管
されているレチクル上の回路パターンのパターンファイ
ルからパターンデータ１４４を図形データとして１つず
つ読み込む（ステップＳ１０２）。続いて、パターンデ
ータ変形手段１１１によってその図形データを、前記ス
テップＳ６においてレチクル２０２をアライメントした
際の位置合わせの残差（シフト量、回転量、倍率、直交
度）に基づいて、位置および形状について変換し（ステ
ップＳ１０３）、その変換後の図形データを画像データ
展開手段１１２によってメモリ１２０上に２値化された
画像データとして展開する（ステップＳ１０４）。その
後、レチクル上の回路パターンのパターンファイルの読
み込みが終了か否かを判断し（ステップＳ１０５）、終
了でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻って次の
パターンデータの処理を進める。またステップＳ１０５
において終了（Ｙｅｓ）と判断された場合、ステップＳ
１１２以降の処理に進む。ステップＳ１１２からＳ１１
５は、前記ステップＳ１０２からＳ１０５においてレチ
クル上の回路パターンに対して行なった処理と同様にウ
エハ上に形成される回路パターンについて行なう処理で
あるが、ステップＳ１１３において用いる位置合わせ残
差として、前記ステップＳ１２のウエハ２０３の位置合
わせにおいて発生したものを用いる点が異なる。ステッ
プＳ１１５でウエハ上に形成される回路パターンのパタ
ーンファイルの読み込みが終了か否かを判断し、終了で
あると判断したらステップＳ１２６に進む。レチクル上
の回路パターンおよびウエハ上の回路パターンの画像デ
ータの展開が全て終了したら、次のステップＳ１２６に
おいては、それらの画像データをタッチパネル付きディ
スプレイ１５０に、重ねて表示するとともに、画像デー
タ表示手段１１３は、タッチパネル付きディスプレイ１
５０上で行なわれるオペレータによる所定の操作の結果
を入力し、任意のスケールで画像データを拡大・縮小す
る。また前記ステップＳ１２６において、露光処理の継
続または中断を示す操作が行なわれた場合、ステップＳ
２３において入力信号から継続か中断かを判断し、その
判断結果を含む処理結果を電気信号として制御装置１０
１に返信し、回路パターン表示処理を終了する。一方、
制御装置１０１では、受信した判断結果に従って、処理
内容を切替える。

【００２６】本実施例によると、オペレータが回路パタ
ーンの重なり状態を目視で確認し、実際に露光を行う前
に製造不良の発生を認識することができるので、露光シ
ーケンスの継続あるいは中断の判断が可能となる。

【００２７】また、画像データ展開手段１１２の入力を
パターンファイルから読み込んだパターンデータとし、
かつパターンデータ変形手段１１１の入力を画像データ
展開手段１１２がメモリ１２０上に展開した画像データ
とし、かつパターンデータ変形手段１１１の出力をメモ
リ１２０上の画像データとした上で、パターンデータ変
形手段１１１による処理と画像データ展開手段１１２に
よる処理を入れ換えた処理のフローによっても上述の実
施例１と同様な結果をもたらすことができる。

【００２８】（実施例２）本実施例では、上述の実施例
１と同様の構成の半導体露光装置において、前記ステッ
プＳ１１５とＳ１２６の間に図７に示すフローチャート
に従う重なり状態評価処理を新たに追加する。

【００２９】図７のフローチャートを用いて、本実施例
の重なり状態評価処理を説明する。パターンファイル保
管手段１３１に保管されているウエハ上の回路パターン
のパターンファイルからパターンデータを図形データと
して１つずつ読み込む（ステップＳ２１２）。次に、そ
の読み込んだ図形データを、パターンデータ変形手段１
１１によって、前記ステップＳ６においてレチクル２０
２をアライメントした際の位置合わせの残差（シフト
量、回転量、倍率、直交度）に基づいて、位置および形
状について変換する（ステップＳ２１３）。次に、その
変換後の図形データを画像データ展開手段１１２によっ
てメモリ１２０上に２値化された画像データとして展開
した（ステップＳ２１４）後、ウエハ上の回路パターン
のパターンファイルの読み込みが終了したか否かを判断
し（ステップＳ２１５）、終了でなければ（Ｎｏ）、ス
テップＳ２１２に戻って次のパターンデータを読み込
む。また前記ステップＳ２１５において読み込みが終了
した（Ｙｅｓ）と判断された場合、次のステップＳ２２
６に進む。そして、図６のステップＳ１０２からＳ１０
５において作成したレチクル上の回路パターンの画像デ
ータと図６のＳ１１２からＳ１１５において作成したウ
エハ上の回路パターンの画像データとを、重ね合わせて
排他的論理和の演算を行ない、その結果の画像データを
被評価データとして、新たにメモリ１２０上に展開する
（ステップＳ２２６）。次に前記レチクル上の回路パタ
ーンの画像データとステップＳ２１２からＳ２１５にお
いて作成した画像データを重ね合わせて排他的論理和の
演算を行ない、その結果の画像データを基準データとし
て、さらにメモリ１２０上に展開する（ステップＳ２２
７）。次に前記被評価データと前記基準データを重ね合
わせて排他的論理和の演算を行ない、その結果を評価用
データとして、新たにメモリ上に展開する。次に前記評
価用データ上のオン（１）になっているビット数を数え
（ステップＳ２２８）、そのビット数が予め設定されて
いる判定基準のビット数と比較して（ステップＳ２２
９）、判定基準のビット数を越えていた場合（Ｎｏ）、
図６のステップＳ１２６へ進む。また、ステップＳ２２
９において判定基準のビット数以下（Ｙｅｓ）であれ
ば、図３のステップＳ１３に進み、露光シーケンスを継
続する。

【００３０】図８は、図７のフローチャートで説明した
重なり評価処理における各画像データの概要を示す図で
あり、図中斜線を施した部分はビットがオン（１）とな
っている領域を示している。同図において、Ｇ１は図６
のステップＳ１０２からＳ１０５において展開した画像
データ、Ｇ２は図６のステップＳ１１２からＳ１１５に
おいて展開した画像データ、Ｇ２’は図７のＳ２１２か
らＳ２１５において展開した画像データ、Ｇ１２はＧ１
とＧ２を重ねて排他的論理和を施した画像データ、Ｇ１
２’はＧ１，Ｇ２’を重ねて排他的論理和を施した画像
データ、Ｇ１２２’はＧ１２とＧ１２’を重ねて排他的
論理和を施した画像データを表す。

【００３１】本実施例によると、評価のための演算を単
純な排他的論理和で行なうため、処理時間が短いという
利点がある。また、前記ステップＳ２２８（図７）にお
けるビット数を数える処理を、Ｘ方向およびＹ方向のそ
れぞれに連続するオンのビットの数の最大数を求める処
理として、かつ前記ステップＳ２２９（図７）において
予め設定されている露光シーケンスを継続可能なＸ方向
およびＹ方向のそれぞれの幅を判定基準として用いて、
Ｘ方向およびＹ方向についてそれぞれ判定を行なっても
よい。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれに独
立した判定基準を設けることが可能になる。

【００３２】また本実施例においては、評価において不
合格となった場合に、さらにオペレータの判断が可能で
あるように重なり評価処理を実現したため、回路パター
ンの特性によって自動判定が誤って判定した場合であっ
ても、オペレータの判断により、誤判定を防ぐことがで
きる。

【００３３】（半導体生産システムの実施例）次に、半
導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パ
ネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の
生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に
設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナン
ス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、
製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行う
ものである。

【００３４】図９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、３０１は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダー（装置供給メーカー）
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３０１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３
０８、複数の操作端末コンピュータ３１０、これらを結
んでイントラネットを構築するローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）３０９を備える。ホスト管理システム３
０８は、ＬＡＮ３０９を事業所の外部ネットワークであ
るインターネット３０５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。

【００３５】一方、３０２〜３０４は、製造装置のユー
ザーとしての半導体製造メーカーの製造工場である。製
造工場３０２〜３０４は、互いに異なるメーカーに属す
る工場であっても良いし、同一のメーカーに属する工場
（例えば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっ
ても良い。各工場３０２〜３０４内には、夫々、複数の
製造装置３０６と、それらを結んでイントラネットを構
築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）３１１
と、各製造装置３０６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３０７とが設けられている。各
工場３０２〜３０４に設けられたホスト管理システム３
０７は、各工場内のＬＡＮ３１１を工場の外部ネットワ
ークであるインターネット３０５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ＬＡＮ３１１か
らインターネット３０５を介してベンダー３０１側のホ
スト管理システム３０８にアクセスが可能となり、ホス
ト管理システム３０８のセキュリティ機能によって限ら
れたユーザー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３０５を介して、各製造装置３
０６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ー側
に通知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、
トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソ
フトウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ
情報などの保守情報をベンダー側から受け取ることがで
きる。各工場３０２〜３０４とベンダー３０１との間の
データ通信および各工場内のＬＡＮ３１１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など）を利用す
ることもできる。また、ホスト管理システムはベンダー
が提供するものに限らずユーザーがデータベースを構築
して外部ネットワーク上に置き、ユーザーの複数の工場
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。

【００３６】さて、図１０は本実施形態の全体システム
を図９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
ザー工場と、該製造装置のベンダー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、
複数のベンダー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ー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、５０１は製造装置
ユーザー（半導体デバイス製造メーカー）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５０２、レジスト処理装
置５０３、成膜処理装置５０４が導入されている。なお
図１０では製造工場５０１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ＬＡＮ５０６で接続されてイントラネッ
トを構成し、ホスト管理システム５０５で製造ラインの
稼動管理がされている。一方、露光装置メーカー５１
０、レジスト処理装置メーカー５２０、成膜装置メーカ
ー５３０などベンダー（装置供給メーカー）の各事業所
には、それぞれ供給した機器の遠隔保守を行なうための
ホスト管理システム５１１，５２１，５３１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。ユーザーの製造工場内の
各装置を管理するホスト管理システム５０５と、各装置
のベンダーの管理システム５１１，５２１，５３１と
は、外部ネットワーク５００であるインターネットもし
くは専用線ネットワークによって接続されている。この
システムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中の
どれかにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止
してしまうが、トラブルが起きた機器のベンダーからイ
ンターネット５００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。

【００３７】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェ
ースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス
用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実
行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メ
モリやハードディスク、あるいはネットワークファイル
サーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフ
トウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例
えば図１１に一例を示す様な画面のユーザーインターフ
ェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置
を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装
置の機種（４０１）、シリアルナンバー（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ーインターフェースは
さらに図示のごとくハイパーリンク機能（４１０〜４１
２）を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報に
アクセスしたり、ベンダー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、パターンファイル等、本発明に関連
する情報も含まれる。また、前記ソフトウエアライブラ
リは、回路パターン変形，展開，表示手段、状態評価手
段等の本発明を実現するための最新のソフトウエアも提
供する。

【００３８】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１２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Ｓ３０１（回路設計）では半導体デバイスの回
路設計を行なう。ステップＳ３０２（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Ｓ３０３（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Ｓ３０４（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Ｓ３０５（組立
て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ３０４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Ｓ３０６（検査）ではステップＳ３０５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
等の検査を行なう。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Ｓ３０７）する。前工
程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの
工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守が
なされる。また前工程工場と後工程工場との間でも、イ
ンターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管
理や装置保守のための情報がデータ通信される。

【００３９】図１３は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップＳ３１１（酸化）ではウエハの表面
を酸化させる。ステップＳ３１２（ＣＶＤ）ではウエハ
表面に絶縁膜を成膜する。ステップＳ３１３（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Ｓ３１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打
ち込む。ステップＳ３１５（レジスト処理）ではウエハ
に感光剤を塗布する。ステップＳ３１６（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。ステップＳ３１７（現像）では露
光したウエハを現像する。ステップＳ３１８（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Ｓ３１９（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
を繰り返し行なうことによって、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。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位置合わせの残差による製造不良の発生を露光前あるい
は直後に精度よく判断することができる。また、本発明
の露光装置に、原版と基板の回路パターンの重なり状態
について評価する重なり状態評価手段を設けることによ
り、位置合わせの残差による製造不良の発生を露光装置
においてオペレータの介在無しに自動で判断することが
できる。

【００４１】また、本発明の露光装置に、重なり状態評
価手段による評価結果に基づいて露光装置上で行なわれ
る処理のシーケンスを変更する手段を設けることによ
り、位置合わせの残差による製造不良の自動判定の結果
に応じて、自動で処理を切替えることができる。

【００４２】また、回路パターンの設計データとして、
電子ビーム描画装置用パターンデータまたはイオンビー
ム描画装置用パターンデータを用いることにより、その
元になるＣＡＤデータを回路パターンの設計データとし
て用いた場合と比較して、予め単純な図形データに分割
されているため、画像データヘの展開の処理を比較的単
純な論理で実現できるため、より高速な処理が可能にな
る。また、重なり状態評価手段が、評価対象のレイヤま
たは回路パターンの密度によって評価基準を変更するこ
とにより、品種やレイヤによって回路パターンの特性が
異なる場合においても、正確に製造不良を予測すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る半導体露光装置のシステム構
成図。

【図２】図１のユニット群の構造を示す図。

【図３】実施例１に係る露光シーケンスを示すフロー
チャート。

【図４】実施例１に係るパターンファイルの構成を示
す図。

【図５】実施例１に係る図形データの一例を示す図。

【図６】実施例１に係る回路パターン表示処理のフロ
ーチャート。

【図７】実施例２に係る重なり状態評価処理のフロー
チャート。

【図８】実施例２に係る画像処理の概要を示す図。

【図９】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。

【図１０】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。

【図１１】ユーザーインタフェースの具体例を示す
図。

【図１２】デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図。

【図１３】ウエハプロセスを説明する図。

【符号の説明】

１０１：制御装置、１０２：ユニット群、１０３：チャ
ンバ、１１０：高速演算処理装置、１１１：パターンデ
ータ変形手段、１１２：画像データ展開手段、１１３：
画像データ表示、１２０：メモリ、１３１：パターンフ
ァイル保管手段、１３２：画像データ保管手段、１５
０：タッチパネル付きディスプレイ、２０２：レチク
ル、２０３：ウエハ、２０４：光源装置、２０５：照明
光学系、２０６：投影光学レンズ、２０７：レチクルス
テージ、２０９：ウエハステージ、２１０：空調機室、
２１３：フィルタボックス、２１４：ブース、２１５：
冷却器、２１６：再熱ヒータ、２１７：送風機、２２
０：レチクルライブラリ、２２１：レチクルロボット、
２３０：ウエハカセットエレベータ、２３１：ウエハ投
入出ロボット、２３２：プリアライメントユニット、２
３３：ウエハ供給ハンド、２３４：インラインステーシ
ョン、２８１：レチクル光学系、２８２：オフアクシス
顕微鏡、２９１：ウエハチャック。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原版上に形成された回路パターンを基板
上に投影露光する露光装置において、前記原版上または
前記基板上に形成される回路パターンの設計データを位
置合わせの残差に基づいて変形させる回路パターン変形
手段と、前記回路パターン変形手段によって変形された
設計データを画像データとしてメモリ上に展開する回路
パターン展開手段と、前記回路パターン展開手段によっ
てメモリ上に展開された原版上の回路パターンの画像デ
ータおよび基板上の回路パターンの画像データを重ねて
表示する回路パターン表示手段とを具備することを特徴
とする露光装置。
【請求項２】前記メモリ上に展開された原版上の回路
パターンの画像データおよび基板上の回路パターンの画
像データに対して演算を行なうことによって、これら２
つの回路パターンの重なり状態について評価する重なり
状態評価手段を具備することを特徴とする請求項１記載
の露光装置。
【請求項３】前記重なり状態評価手段は、前記２つの
回路パターンのずれ量が許容範囲を超えるか否かを判断
するものであることを特徴とする請求項２に記載の露光
装置。
【請求項４】前記重なり状態評価手段による評価結果
に基づいて、露光装置上で行なわれる処理のシーケンス
を変更する手段を有することを特徴とする請求項２また
は３に記載の露光装置。
【請求項５】前記原版上に形成された回路パターンの
設計データは、前記原版の作成時に用いた電子ビーム描
画装置用パターンデータまたはイオンビーム描画装置用
パターンデータであ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。
【請求項６】前記基板上に形成される回路パターンの
設計データは、前記原版上に形成された回路パターンの
設計データに露光倍率を積算したものを含むことを特徴
とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】前記許容範囲は、前記電子ビーム描画装
置用パターンデータまたは前記イオンビーム描画装置用
パターンデータの作成時に、位置合わせ誤差を補償する
ために予め設けられるマージンの範囲であることを特徴
とする請求項５または６に記載の露光装置。
【請求項８】前記重なり状態評価手段は、評価対象の
レイヤまたは回路パターンの密度によって評価基準を変
更する機能を有することを特徴とする請求項１〜７のい
ずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】請求項１〜８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デバイス製造方法。
【請求項１０】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９に記載の
方法。
【請求項１１】前記露光装置のベンダーもしくはユー
ザー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、また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９に記載の方法。
【請求項１２】請求項１〜８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
ことを可能にした半導体製造工場。
【請求項１３】半導体製造工場に設置された請求項１
〜８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ーもしくはユーザーが、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。
【請求項１４】請求項１〜８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
可能にした露光装置。
【請求項１５】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ーもしくはユーザーが提供
する保守データベースにアクセスするためのユーザーイ
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１４に記載の装置。