JP2003203839A - 信号波形補正方法及び被観察面撮像方法並びにそれを用いる露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被観察マークを撮像する画像蓄積時間内でス
テージのｘ軸、ｙ軸またはｚ軸位置が変化しても、画像
処理工程における計測誤差を小さくする。 【解決手段】 移動可能なステージ１１上の物体である
ウエハＷに刻まれているマークＷＭを照明し撮像して得
られる信号波形から被観察面の観察された信号波形を抽
出するために、得られた信号波形を補正する信号補正方
法であって、ステージ１１の位置を連続的に計測可能な
位置計測工程を有し、撮像期間中のステージ１１の位置
変化量から、得られた信号波形を補正する信号波形補正
工程を備え、ステージ１１は３次元の各方向に位置補正
可能である。

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
あるいはレチクル等の物体に刻まれたマークを撮像し、
撮像して得られた信号波形に施す信号波形補正方法及び
被観察面撮像方法並びにそれらのいずれかを用いる半導
体製造装置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マーク撮
像方法の従来例について述べる。図７において、Ｒはレ
チクル、Ｗは露光基板であるウエハ、１はｚ軸を光軸と
する投影光学系である。また、Ｓは被観察マーク撮像用
光学系であり、２はマーク撮像照明手段、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は画像処理手
段、１０はステージ駆動手段、１１は３次元に移動可能
なステージ、１２は干渉計などのステージ位置計測手段
である。次に、マーク撮像手順について説明する。

【０００３】まず、ステージ１１上の被観察マークを観
測できる位置にステージ１１を移動させる。最初に、露
光光を照射する被観察マーク照明装置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及び投影光
学系１を介して、被観察マークを照明する。図２(a) は
被観察マークの一例を示したものであり、同一形状のパ
ターンを複数配置したものである。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を介して撮像手段６の撮像面上にマークＷＭの像を形
成する。そして、撮像手段６は、マークＷＭの像の光電
変換を行う。光電変換したマークＷＭの像は、その後、
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。図７において、８は積算手段であって、図２
(a) に示すｙ方向に積算処理を行い、図２(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。従来は、その変換されたデジタル信号列を用いて
画像処理手段９にてマークＷＭの中心位置を計測した
り、コントラスト値等を計測して、光学系の焦点位置を
探査する指標に用いていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記マーク撮像方法
は、正確なマーク信号波形を必要とする装置において有
効な方法である。しかし、投影光学系の光軸と垂直な平
面上のステージのｘ軸、ｙ軸あるいはｚ軸位置は、図３
のように、被観察マークを撮像する画像蓄積時間内で一
定ではなく、初期に設定したｘ軸、ｙ軸あるいはｚ軸位
置、ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 から僅かに移動したり、振動した
りする場合もある。そのため、本来ならば、図２(b) に
示すようなデジタル信号列Ｓ0(x)になるはずが、ステー
ジの振動により、図２(c) に示すようなつぶれた信号列
Ｓ1(x)に変化してしまう。そうなると、その後のコント
ラスト計測あるいはパターンマッチング等の画像処理工
程において計測誤差が生じてしまう。

【０００５】これらのことから、本発明は、被観察マー
クを撮像する画像蓄積時間内でステージのｘ軸、ｙ軸あ
るいはｚ軸位置が変化しても、画像処理工程における計
測への影響を小さくする信号波形補正方法及び被観察面
撮像方法ならびにそれを用いる装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決する為に、移動可能なステージ上の物体に刻まれてい
るマークを照明し撮像して得られる信号波形から被観察
面の観察された信号波形を抽出するために、得られた信
号波形を補正する信号補正方法であって、前記ステージ
位置を連続的に計測可能な位置計測工程を有し、撮像期
間中のステージ位置変化量から、得られた信号波形を補
正する信号波形補正工程を備えることを特徴とする。本
発明では、前記ステージを、投影光学系の光軸と直交す
るｘｙ方向の位置補正可能にしてもよく、投影光学系の
光軸に沿ったｚ方向の位置補正可能にしてもよい。

【０００７】また、本発明に係る被観察面撮像方法は、
移動可能なステージ上の物体に刻まれているマークを照
明し撮像して得られる信号波形から被観察面の観察され
た信号波形を抽出するために、前記ステージ位置を連続
的に計測可能な位置計測工程と、前記観測された信号波
形に基づいて前記ステージの位置変動の収束を判断する
工程とを有することを特徴とする。この場合、ステージ
の位置変動が収束したと判断してから被観察面の撮像を
開始し、撮像期間中のステージ位置の変動が収束しない
と判断した場合に、再び被観察面の撮像を行う撮像工程
を備えることが好ましい。

【０００８】上記被観察面撮像方法では、前記ステージ
が投影光学系の光軸と直交するｘｙ方向に移動可能であ
ってもよく、投影光学系の光軸に沿ったｚ方向に移動可
能であってもよい。

【０００９】より具体的には、本発明では、ステージ上
の被観察マークを撮像する画像蓄積中に、ステージのｘ
あるいはｙ軸位置を連続的に観測し、画像蓄積時間内の
ステージ位置変動量を用いて図２(c) に示す信号列Ｓ1
(x)の補正を行い、本来の図２(b) に示すようなデジタ
ル信号列Ｓ0(x)を求める。

【００１０】この様に被観察マーク画像蓄積中のｘ軸、
ｙ軸あるいはｚ軸位置を追従することにより、撮像期間
中にステージ位置が変動しても、撮像して得られたマー
ク信号の補正を行うことができ、その後のコントラスト
計測やマーク中心位置計測等の画像処理工程で発生する
計測誤差を低減することができる。

【００１１】また、本発明に係る半導体製造用露光装置
は、前記信号補正方法または前記被観察面撮像方法のど
れを用いるものであってもよい。

【００１２】また、本発明は、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半導体デバイス
製造方法にも適用される。前記製造装置群をローカルエ
リアネットワークで接続する工程と、前記ローカルエリ
アネットワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワ
ークとの間で、前記製造装置群の少なくとも１台に関す
る情報をデータ通信する工程とをさらに有することが望
ましい。前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供す
るデータベースに前記外部ネットワークを介してアクセ
スしてデータ通信によって前記製造装置の保守情報を得
る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半導体製造工
場との間で前記外部ネットワークを介してデータ通信し
て生産管理を行うことが好ましい。

【００１３】また、本発明は、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した半
導体製造工場にも適用される。

【００１４】また、本発明は、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
ベンダもしくはユーザが、半導体製造工場の外部ネット
ワークに接続された保守データベースを提供する工程
と、前記半導体製造工場内から前記外部ネットワークを
介して前記保守データベースへのアクセスを許可する工
程と、前記保守データベースに蓄積される保守情報を前
記外部ネットワークを介して半導体製造工場側に送信す
る工程とを有することを特徴としてもよい。

【００１５】また、本発明は、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を可能にしたことを特
徴としてもよい。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もしくはユーザが提供する
保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
能にすることが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体製造用露光
装置における実施の形態の例を示す。 （第１の実施形態）図１において、Ｒはレチクル、Ｗは
露光基板であるウエハ、１はＺ軸を光軸とする投影光学
系である。また、Ｓは被観察マーク撮像用光学系であ
り、２はマーク撮像照明手段、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は画像処理手段、１０はス
テージ駆動手段、１１は３次元に移動可能なステージ、
１２は干渉計などのステージ位置計測手段、１３はステ
ージ位置記憶手段、１４は信号波形補正手段である。次
に、マーク撮像及び信号波形補正手順について説明す
る。

【００１７】まず、ステージ駆動手段１０と、位置計測
手段１２とを用いて、ステージ１１上の被観察マークＷ
Ｍを観測できる位置にステージ１１を移動させる。最初
に、露光光を照射する焦点位置計測用マーク撮像照明手
段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及び投影光学系１を介して、被観察マークＷＭ
を照明する。図２(a) は被観察マークを示したものであ
り、同一形状のパターンを複数配置したものである。マ
ークＷＭから反射した光束は、再度投影光学系１と、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を介して撮像手段６の撮像面上に
被観察マークＷＭの像を形成する。そして撮像手段６
は、マークＷＭの像の光電変換を行う。撮像中であるこ
とを示す信号は、撮像手段６からステージ位置記憶手段
１３に送られる。撮像中であることを示す信号がＯＮで
あると、ステージ１１の位置変化は、連続的に測定され
ながら、ステージ位置記憶手段１３に記憶される。撮像
された被観察マークＷＭは、その後、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。図１
において、８は積算手段であり、この積算手段８は、図
２(a) に示すｙ方向に積算処理を行い、図２(c) に示す
ように、２次元信号を１次元のデジタル信号列Ｓ1(x)に
変換する。ステージ位置記憶手段１３に記憶された蓄積
時間中のステージ１１の位置変化は、信号波形補正手段
１４で、図３に示すように、＋ｘ方向振動成分と−ｘ方
向振動成分に分けられ、それぞれ積分される。積分され
て求めた＋ｘ方向振動成分積分量Ｓｐx と、−ｘ方向振
動成分積分量Ｓｍx と、デジタル信号列Ｓ1(x)から、ｘ
がｘs ＜ｘ＜ｘe の範囲で、次のような（ｘe −ｘs ＋
１) 次連立方程式を立てる。

【００１８】

【数１】

【００１９】ｘs ，ｘe は、図２(c) のように、信号列
Ｓ1(x)が一定値となる被観察マーク外側の、ステージ位
置変動の影響を受けない領域に設定する。上記（ｘe −
ｘs ＋１) 次連立方程式を数値計算でよく用いられてい
るガウスの消去法などで解き、ステージ振動成分を補正
した信号列Ｓ0(x)を、ｘがｘs ＜ｘ＜ｘe の範囲で求め
る。

【００２０】その補正されたデジタル信号列Ｓ0(x)を用
いて、画像処理手段９にて被観察マークＷＭのマーク中
心位置を計測したり、光学系の焦点位置を探査するため
にコントラスト値等を計測する。

【００２１】本実施形態ではｘ方向計測マークについて
述べたが、ｙ方向計測マークにおいても同様に波形の補
正が行える。

【００２２】また、記憶されているステージ位置のバラ
ツキが大きく、Ｓｍx ，Ｓｐx が予め設定された範囲を
超える場合、ステージ位置の変動が収束しないと判断
し、再度被観察マークＷＭを撮像しても良い。さらに
は、ステージ１１の位置をモニタし続け、バラツキもし
くは分散等が予め設定された範囲内に入って、ステージ
位置の変動が収束したと判断してから、画像の撮像を行
うようにしても良い。

【００２３】（第２の実施形態）半導体製造用露光装置
における第２の実施形態を示す。図１において、Ｒはレ
チクル、Ｗは露光基板であるウエハ、１はｚ軸を光軸と
する投影光学系である。また、Ｓは被観察マーク撮像用
光学系であり、２はマーク撮像照明手段、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は画像処理手
段、１０はステージ駆動手段、１１は３次元に移動可能
なステージ、１２は干渉計などのステージ位置計測手
段、１３はステージ位置記憶手段、１４は信号波形補正
手段である。次に、マーク撮像及び信号波形補正手順に
ついて説明する。

【００２４】まず、ステージ駆動手段１０と、位置計測
手段１２とを用いて、ステージ１１上の被観察マークＷ
Ｍを観測できる位置にステージ１１を移動させる。最初
に、露光光を照射する焦点位置計測用マーク撮像照明手
段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及び投影光学系１を介して、被観察マークＷＭ
を照明する。図２(a) は被観察マークＷＭを示したもの
であり、同一形状のパターンを複数配置したものであ
る。マークＷＭから反射した光束は、再度投影光学系１
と、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を介して撮像手段６の撮像
面上に被観察マークＷＭの像を形成する。そして、撮像
手段６は、マークＷＭの像の光電変換を行う。撮像中で
あることを示す信号は、撮像手段６からステージ位置記
憶手段１３に送られる。撮像中であることを示す信号が
ＯＮであると、ステージ１１の位置変化は、連続的に測
定されながら、ステージ位置記憶手段１３に記憶され
る。撮像された被計測マークＷＭの像は、その後、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。図１における８は積算手段であり、この積算手
段８は、図２(a) に示すｙ方向に積算処理を行い、図２
(c) に示すように、２次元信号を１次元のデジタル信号
列Ｓ1(x)に変換する。ステージ位置記憶手段１３に記憶
された蓄積時間中のステージ位置変化は、信号波形補正
手段１４で＋ｚ方向振動成分と−ｚ方向振動成分に分け
られて、それぞれ積分される。積分されて求められた＋
ｚ方向振動成分積分量Ｓｐz と、−ｚ方向振動成分積分
量Ｓｚｍと、デジタル信号列Ｓ1(x)から、ｘがｘs ＜ｘ
＜ｘe の範囲で、次のような（ｘe −ｘs ＋１) 次連立
方程式を立てる。

【００２５】

【数２】

【００２６】Ｗz(z0) は、蓄積開始ｚ軸位置ｚ0 におけ
る光学特性から予め作成しておいた重みであり、例えば
図４のような関数から求める。

【００２７】ｘs ，ｘe は、図２(c) のように、信号列
Ｓ1(x)が一定値となる被観察マーク外側にあって、ステ
ージ位置変動の影響を受けない領域に設定する。上記
（ｘe−ｘs ＋１) 次連立方程式は数値計算でよく用い
られているガウスの消去法などで解き、ステージ振動成
分を補正した信号列Ｓ0(x)を、ｘがｘs ＜ｘ＜ｘe の範
囲で求める。

【００２８】その補正されたデジタル信号列Ｓ0(x)を用
いて、画像処理手段９にて被観察マークＷＭのマーク中
心位置を計測したり、光学系の焦点位置を探査するため
にコントラスト値等を計測する。

【００２９】本実施形態では、ｘ方向計測マークについ
て述べたが、ｙ方向計測マークにおいても同様に波形の
補正が行える。

【００３０】また、記憶されているステージ位置のバラ
ツキが大きく、Ｓｍz , Ｓｐz が予め設定された範囲を
超える場合、ステージ位置の変動が収束しないと判断
し、再度被観察マークＷＭを撮像しても良い。さらに
は、ステージ１１の位置をモニタし続け、バラツキもし
くは分散等が予め設定された範囲内に入って、ステージ
位置の変動が収束したと判断してから、画像の撮像を行
うようにしても良い。

【００３１】（第３の実施形態）半導体製造用露光装置
における第３の実施形態を示す。図５において、Ｒはレ
チクル、Ｗは露光基板であるウエハ、１はｚ軸を光軸と
する投影光学系である。また、Ｓは被観察マーク撮像用
光学系であり、２はマーク撮像照明手段、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は画像処理手
段、１０はステージ駆動手段、１１は３次元に移動可能
なステージ、１２は干渉計などのステージ位置計測手
段、１３はステージ位置記憶手段、１４は信号波形補正
手段である。本実施形態は、第１の実施形態のような構
成とは限らず、レチクルを介さないでステージ１１上の
被観察マークＷＭを撮像することも可能である。マーク
撮像及び信号波形補正手順については、第１及び第２の
実施形態と同様である。

【００３２】（第４の実施形態）半導体製造用露光装置
における第４の実施形態を示す。図６において、Ｒはレ
チクル、Ｗは露光基板であるウエハ、１はｚ軸を光軸と
する投影光学系である。また、Ｓは被観察マーク撮像用
光学系であり、２はマーク撮像照明手段、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は画像処理手
段、１０はステージ駆動手段、１１は３次元に移動可能
なステージ、１２は干渉計などのステージ位置計測手
段、１３はステージ位置記憶手段、１４は信号波形補正
手段である。本実施形態は、第１の実施形態のような構
成とは限らず、レチクルＲや投影光学系１を介さないで
ステージ１１上の被観察マークＷＭを直接撮像すること
も可能である。マーク撮像及び信号波形補正手順につい
ては、第１及び第２の実施形態と同様である。

【００３３】（半導体生産システムの実施形態）次に、
本発明に係る装置を用いた半導体デバイス（ＩＣやＬＳ
Ｉ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８は全体システムをある角度から切り出
して表現したものである。図中、１０１は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の事
業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工場
で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、
前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッチン
グ装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、
平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査装置
等）を想定している。事業所１０１内には、製造装置の
保守データベースを提供するホスト管理システム１０
８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結ん
でイントラネット等を構築するローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム１
０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークであ
るインターネット１０５に接続するためのゲートウェイ
と、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を
備える。

【００３５】一方、１０２〜１０４は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカに属する工場
であっても良いし、同一のメーカに属する工場（例え
ば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良
い。各工場１０２〜１０４内には、夫々、複数の製造装
置１０６と、それらを結んでイントラネット等を構築す
るローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１と、各
製造装置１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホ
スト管理システム１０７とが設けられている。各工場１
０２〜１０４に設けられたホスト管理システム１０７
は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワーク
であるインターネット１０５に接続するためのゲートウ
ェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１からイ
ンターネット１０５を介してベンダの事業所１０１側の
ホスト管理システム１０８にアクセスが可能となり、ホ
スト管理システム１０８のセキュリティ機能によって限
られたユーザだけにアクセスが許可となっている。具体
的には、インターネット１０５を介して、各製造装置１
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側に
通知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、ト
ラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフ
トウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情
報などの保守情報をベンダ側から受け取ることができ
る。各工場１０２〜１０４とベンダの事業所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など）を利
用することもできる。また、ホスト管理システムはベン
ダが提供するものに限らずユーザがデータベースを構築
して外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数の工場か
ら該データベースへのアクセスを許可するようにしても
よい。

【００３６】さて、図９は本実施形態の全体システムを
図８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９では製
造工場２０１は１つだけ描いているが、実際は複数の工
場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装置
はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネットを構成し、
ホスト管理システム２０５で製造ラインの稼動管理がさ
れている。

【００３７】一方、露光装置メーカ２１０、レジスト処
理装置メーカ２２０、成膜装置メーカ２３０などベンダ
（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給した
機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム２１
１，２２１，２３１を備え、これらは上述したように保
守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備
える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム２０５と、各装置のベンダの管理システム２
１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２００で
あるインターネットもしくは専用線ネットワークによっ
て接続されている。このシステムにおいて、製造ライン
の一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、
製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起き
た機器のベンダからインターネット２００を介した遠隔
保守を受けることで迅速な対応が可能であり、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。

【００３８】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインタフェー
スと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用
ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行
するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモ
リやハードディスク、あるいはネットワークファイルサ
ーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフト
ウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例え
ば図１０に一例を示す様な画面のユーザインタフェース
をディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理
するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機
種４０１、シリアルナンバー４０２、トラブルの件名４
０３、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〜
４１２を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報
にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライ
ブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフト
ウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する
操作ガイド（ヘルプ情報）を引出したりすることができ
る。ここで、保守データベースが提供する保守情報に
は、上記説明した本発明に関する情報も含まれ、また前
記ソフトウェアライブラリは本発明を実現するための最
新のソフトウェアも提供する。

【００３９】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１１は半
導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計
を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３
（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを
製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラ
フィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次
のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ
４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化す
る工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンデ
ィング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立
て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作
製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テス
ト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これを出荷（ステップ７）する。前工程と後
工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎
に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされ
る。また前工程工場と後工程工場との間でも、インター
ネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装
置保守のための情報がデータ通信される。

【００４０】図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造
機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
されているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしト
ラブルが発生しても迅速な復旧が可能であり、従来に比
べて半導体デバイスの生産性を向上させることができ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、被観
察マーク撮像時のステージ位置変化による撮像信号波形
変化を補正することができ、より正確な画像処理を行う
ことが可能となる。また、半導体製造用露光装置におい
ても、上記信号波形補正方法を用いることにより、正確
なコントラスト計測やパターンマッチング処理を行うこ
とができ、焦点位置計測やマーク位置計測等での効果が
期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１及び第２の実施形態に係る半導
体製造用露光装置の構成を示す図である。

【図２】 マーク撮像画面の例を示す図である。

【図３】 光軸と垂直な方向（ｘもしくはｙ方向) の変
化を説明するための図である。

【図４】 光軸方向の振動に対する重み関数の例を示す
図である。

【図５】 本発明の第３の実施形態に係る半導体製造用
露光装置の構成を示す図である。

【図６】 本発明の第４の実施形態に係る半導体製造用
露光装置の構成を示す図である。

【図７】 従来の半導体製造用露光装置の代表的な構成
例の図である。

【図８】 本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの
生産システムをある角度から見た概念図である。

【図９】 本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの
生産システムを別の角度から見た概念図である。

【図１０】 ユーザインタフェースの具体例である。

【図１１】 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１２】 ウエハプロセスを説明する図である。

【符号の説明】

１：投影光学系、２：マーク撮像照明手段、３：ビーム
スプリッタ、４：結像光学系、５：結像光学系、６：撮
像手段、７：Ａ／Ｄ変換手段、８：積算手段、９：画像
処理手段、１０：ステージ駆動手段、１１：ステージ、
１２：ステージ位置計測手段、１３：ステージ位置記憶
手段、１４：信号波形補正手段、Ｗ：ウエハ、ＷＭ：被
観察マーク、Ｒ：レチクル、Ｓ：被観察マーク撮像用光
学系、ＷＰ：撮像画面。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動可能なステージ上の物体に刻まれて
   いるマークを照明し撮像して得られる信号波形から被観
   察面の観察された信号波形を抽出するために、得られた
   信号波形を補正する信号補正方法であって、前記ステー
   ジ位置を連続的に計測可能な位置計測工程を有し、撮像
   期間中のステージ位置変化量から、得られた信号波形を
   補正する信号波形補正工程を備えることを特徴とする信
   号波形補正方法。
2. 【請求項２】 前記ステージを、投影光学系の光軸と直
   交するｘｙ方向の位置補正可能にすることを特徴とする
   請求項１に記載の信号波形補正方法。
3. 【請求項３】 前記ステージを、投影光学系の光軸に沿
   ったｚ方向の位置補正可能にすることを特徴とする請求
   項１または２に記載の信号波形補正方法。
4. 【請求項４】 移動可能なステージ上の物体に刻まれて
   いるマークを照明し撮像して得られる信号波形から被観
   察面の観察された信号波形を抽出するために、前記ステ
   ージ位置を連続的に計測可能な位置計測工程と、前記観
   測された信号波形に基づいて前記ステージの位置変動の
   収束を判断する工程とを有することを特徴とする被観察
   面撮像方法。
5. 【請求項５】 ステージの位置変動が収束したと判断し
   てから被観察面の撮像を開始し、撮像期間中のステージ
   位置の変動が収束しないと判断した場合に、再び被観察
   面の撮像を行う撮像工程を備えることを特徴とする請求
   項４に記載の被観察面撮像方法。
6. 【請求項６】 前記ステージが投影光学系の光軸と直交
   するｘｙ方向に移動可能であることを特徴とする請求項
   ４または５に記載の被観察面撮像方法。
7. 【請求項７】 前記ステージが投影光学系の光軸に沿っ
   たｚ方向に移動可能であることを特徴とする請求項４〜
   ６のいずれかに記載の被観察面撮像方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜３のいずれかに記載の信号波
   形補正方法を用いることを特徴とする半導体製造用露光
   装置。
9. 【請求項９】 請求項４〜７のいずれかに記載の被観察
   面撮像方法を用いることを特徴とする半導体製造用露光
   装置。
10. 【請求項１０】 請求項８または９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。
11. 【請求項１１】 前記製造装置群をローカルエリアネッ
    トワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネット
    ワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの
    間で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報を
    データ通信する工程とをさらに有することを特徴とする
    請求項１０に記載の半導体デバイス製造方法。
12. 【請求項１２】 前記露光装置のベンダもしくはユーザ
    が提供するデータベースに前記外部ネットワークを介し
    てアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の保守
    情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半導
    体製造工場との間で前記外部ネットワークを介してデー
    タ通信して生産管理を行うことを特徴とする請求項１１
    に記載の半導体デバイス製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項８または９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
    にしたことを特徴とする半導体製造工場。
14. 【請求項１４】 半導体製造工場に設置された請求項８
    または９に記載の露光装置の保守方法であって、前記露
    光装置のベンダもしくはユーザが、半導体製造工場の外
    部ネットワークに接続された保守データベースを提供す
    る工程と、前記半導体製造工場内から前記外部ネットワ
    ークを介して前記保守データベースへのアクセスを許可
    する工程と、前記保守データベースに蓄積される保守情
    報を前記外部ネットワークを介して半導体製造工場側に
    送信する工程とを有することを特徴とする露光装置の保
    守方法。
15. 【請求項１５】 請求項８または９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
    ことを特徴とする露光装置。
16. 【請求項１６】 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もしくはユーザが提供する
    保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
    ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
    ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
    能にすることを特徴とする請求項１５に記載の露光装
    置。