JP2009010202A

JP2009010202A - 露光方法、露光装置およびデバイス製造方法

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Publication number: JP2009010202A
Application number: JP2007170766A
Authority: JP
Inventors: Shin Takakura; 伸高倉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】
複数のステーションを有する露光装置において、２つのステーション上の処理時間を同期させることで精度とスループットの最適バランスを達成する露光方法を提供する。
露光装置の予定外の動作に対し、スループットおよび精度を高く保持できる露光方法を提供する。
【解決手段】
複数のステーションを有する露光装置を用いて基板を露光する露光方法において、前記露光装置を構成する複数の制御対象を並行して動作させた後、該複数の制御対象を、少なくとも１つのイベントに関して同期して動作させるものであって、前記複数の制御対象の前記動作の終了時間を、事前または実行中に判定して前記制御対象の解放期間を算出し、前記解放期間が、ほぼ０（０の場合も含む）になるように前記複数の制御対象のうちの少なくとも１の動作単位を調整することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体デバイス製造時におけるリソグラフィ工程で用いられる露光方法および露光装置に関する。

半導体デバイス等の各種のデバイスの製造において、感光剤が塗布された基板の該感光剤に潜像パターンを形成する露光装置が使用されている。潜像パターンは、その後の現像工程においてパタニングされる。
露光装置において重要な事項の１つとして、露光処理能力、すなわちスループットを挙げることができる。
例えば、特開２００４−３１９８９１号公報（特許文献１）、特開平１１−２１９８９６号公報（特許文献２）、特開平１０−１６３０９９号公報（特許文献３）では、スループットを飛躍的に向上させる方式が提案されている。
この従来例は、アライメント処理およびフォーカス処理と露光処理とを並行して実行する方式である。
ここで、アライメント処理はアライメント用の計測処理、フォーカス処理はウェハ表面形状計測、露光処理はアライメント処理とフォーカス処理によって得られた情報に基づいて基板を位置決めしながら該基板に潜像パターンを形成する処理である。

この方式は、２つのステージを設け、計測系の処理領域である計測ステーション内のステージ上の基板についてはアライメント処理およびフォーカス処理を実行する。
同時に、露光処理領域である露光ステーション内のステージ上の基板について露光処理を実行するものである。
露光処理としては高精度を追求した露光装置では基盤とマスクを高精度に同期させてスキャンし露光スリットを通して潜像パターンを形成するいわゆるスキャン露光が一般的となっている。
このようにして並行処理が終了すると、計測処理が終了した基板を保持しているステージを計測ステーション内から露光処理領域内に移動させる。
さらに、この移動と共に露光処理が終了した基板を保持しているステージを露光処理領域内から計測ステーション内に移動させる。
計測ステーション内の露光済み基板は基板搬送ユニットにより装置外に搬出されるとともに新たな基板が搬入され、計測ステーション上で計測処理が開始される。
その間、並行して露光ステーション上では先の計測ステーション側から移動した基板の露光処理が行われる。
この一連の動作の繰り返しで複数の基板が高速で処理されることになる。

一方、スループットと並ぶ露光装置の重要な事項としてパターンニングの精度があり、これはアライメント精度、フォーカス精度、同期精度やＣＤ精度等の露光精度等の成分によって表現される。
これらを十分に高く保つことにより半導体デバイス等各種デバイスの製造時の歩留まりを向上することが可能になる。
これらの精度を決定する主要な要素はいずれも露光装置を制御するためのソフトウェアパラメータ（以下、パラメータと称する）として表現される。
例えば、アライメント精度を決定するパラメータとして、グローバルアライメントの計測サンプリング点の位置および数がある。
また、フォーカス精度を決定するパラメータとしてフォーカス計測の計測間隔および回数、露光精度を決定するパラメータとしてスキャン露光スピード、ステージ加速度、整定時間等がある。
これらのパラメータの一部は装置固有の値として装置のパラメータ記憶領域に保存され実行時に参照される。
また、残りのパラメータはレシピと呼ばれる一連のパラメータセットとして表現され、露光装置の使用者の操作によって値が決定され、露光装置への指示値として露光装置外部から投入される。露光装置はこれらのパラメータによって正確に動作が制御される。
特開２００４−３１９８９１号公報特開平１１−２１９８９６号公報特開平１０−１６３０９９号公報

露光装置の精度を決定する上述のパラメータは基板の処理に先立ってレシピとして定義されて露光装置に投入される。
露光装置上では露光ステーションと計測ステーションで、アライメントおよびフォーカス処理と、露光処理が並行して実施され、パラメータによって正確に制御された時間でそれぞれの処理を終了する。
露光装置はこれらの処理が終了した時点で２つのステージの交換作業であるスワップを開始するが、レシピを定義する際には必要な精度を満たすパラメータを、それぞれのアライメント精度、フォーカス精度、露光精度等の精度項目毎に個別に設定する。
このため、それぞれの処理に対応する経過時間はまちまちとなり、通常、露光と計測の２つのステーション上でのウェハの処理時間は一致せず、どちらかのステーション上での処理が早く終わる。
このため、もう一方のステーション上の処理が終了しスワップが可能になるまでにステーション上の主なユニットである、例えば、ウェハステージやレチクルステージ等は処理待ち状態となりステージは待機せざるを得なくなる。

図４は計測ステーションでの処理が露光ステーション上の処理よりも早く終了する場合を示しており、計測ステーションの制御ユニットであるウェハステージ９、アライメントスコープ１０、フォーカス検出ユニット１１，１２は待機状態１０７となる。

図５は、露光ステーションでの処理が計測ステーション上の処理よりも早く終了する場合を示す。
露光ステーションの制御ユニットであるウェハステージ７、投影光学系５、レチクルステージ３、不図示の照明系等の主要制御ユニットが待機状態１０８となる。
露光装置は大変高価な装置であるから、その稼働率を常に限界まで高めることが要求されるが、このようにステージが待機状態（遊休状態）となることは、部分的ではあるが装置の稼働率を下げることになる。
また、一般にパラメータ調整によって決まる処理時間と精度は、処理時間をかければかけるほど精度が高くなる単調な関係にある。
もし、スループットが同じであれば、精度は高ければ高い程半導体の歩留まり向上の観点から望ましいのは言うまでもない。
露光ステーションが待機状態になってしまうということは、余っている時間で処理続ければより高精度な結果を求め得るにも関わらず、待機することで精度向上分を捨てていることになる。
このため、露光装置の性能を限界まで発揮することができず生産性を落としてしまうことになる。
また、予定外の外乱により片側のステーション上の処理が中断する場合を考えてみる。
露光装置は、通常定期的に、装置性能の保全を図るために、装置自身によるユニットを使用した補正であるキャリブレーションを実行する。
このキャリブレーションは、複数の装置精度保証項目について個別のタイミングで実行される。
しかし、一般に精度保証の為のキャリブレーション動作には精度要求が高まるについてより時間を掛けてより高精度に保証する必要がでてきており装置のスループットを低下させる原因となってきている。

ここで、図６で示すように予定外の外乱としてアライメント信号検出の失敗による計測ステーションの動作停止を考える。
アライメント信号検出の失敗は、アライメントマークの位置がアライメント信号検出センサの捕捉範囲を超えた場合やウェハ表面に施された処理によりアライメントマーク形状が変化することによる検出エラー１１１等で引き起こされる。
しかし、このような失敗は、非決定的な予定外の外乱となり、計測ステーション上の制御を続けることが困難になり、いわゆる人手によるアシスト作業であるマニュアルアシスト１１５による回復を図る必要がある。
このため、装置はすかさず計測ステーションを一時停止状態とし、オペレータへの操作を誘導するアラーム等を発することになる。
オペレータは各種のアシスト手段によりアライメントマークを検出可能な状態に復帰させ装置の動作を再開させるが、オペレータが操作を開始するまでの間、計測ステーションは待機状態１０７となっている。
また、露光ステーション側では露光処理が継続されるがいずれ露光終了状態となる。
しかしながら、計測ステーション上での処理が終了していないため、２つのステージをスワップすることができず露光ステーション側も待機状態１０８に遷移せざるを得えず、装置の制御ユニットの稼働効率を低下させてしまう問題がある。
そこで、本発明は、複数のステーションを有する露光装置において、２つのステーション上の処理時間を同期させることで精度とスループットの最適バランスを達成する露光方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、露光装置の予定外の動作に対し、スループットおよび精度を高く保持できる露光方法を提供することを目的とする。

本発明の一露光方法は、複数のステーションを有する露光装置を用いて基板を露光する露光方法において、前記露光装置を構成する複数の制御対象を並行して動作させた後、該複数の制御対象を、少なくとも１つのイベントに関して同期して動作させるものであって、前記複数の制御対象の前記動作の終了時間を、事前または実行中に判定して前記制御対象の解放期間を算出し、前記解放期間が、ほぼ０（０の場合も含む）になるように前記複数の制御対象のうちの少なくとも１の動作単位を調整することを特徴とする。
また、本発明の他の露光方法は、複数のステーションを有する露光装置を用いて基板を露光する露光方法であって、前記露光装置を構成する複数の制御対象が解放されたことを検出し、解放された1以上の前記制御対象を使った動作単位の動作パラメータおよび実行を決定し、前記制御対象の動作開始要求を検出し、前記動作単位の実行を中止し、前記動作単位の中断状況に応じた実行結果の精度指標を算出し、求めた前記実行結果の精度指標に基づいて前記露光装置を制御することを特徴とする。

本発明の一露光方法によれば、同期制御される複数の制御対象の動作の終了時間と同期終了時間を、事前または実行中に判定して前記制御対象の解放期間を算出する。
さらに、前記解放期間が、ほぼ０（０の場合を含む）になるように少なくとも１以上の前記制御対象の動作単位を調整する。
このため、２つのステーション上での基板の処理時間が等しくなるように露光装置を制御し、スループットと精度の最適なバランスを達成する。
さらに、本発明の他の露光方法によれば、複数のステーションを有する露光装置を用いて基板を露光する露光方法であって、前記露光装置を構成する複数の制御対象が解放されたことを検出する。
さらに、解放された1以上の前記制御対象を使った動作単位の動作パラメータおよび実行を決定し、前記制御対象の動作開始要求を検出し、前記動作単位の実行を中止する。
さらに、前記動作単位の中断状況に応じた実行結果の精度指標を算出し、求めた前記実行結果の精度指標に基づいて前記露光装置を制御する。
このため、露光装置の予定外の動作や予定外の外乱に対しても、スループットおよび精度を高く保持できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１の露光方法は、複数のステーションを有する露光装置を用いて基板を露光する露光方法である。
さらに、この露光装置を構成する複数の制御対象を並行して動作させた後、該複数の制御対象を、少なくとも１つのイベントに関して同期して動作させるものである。
さらに、複数の制御対象の前記動作の終了時間を、事前または実行中に判定して前記制御対象の解放期間を算出する。
また、前記解放期間が、ほぼ０（０の場合も含む）になるように前記複数の制御対象のうちの少なくとも１の動作単位を調整する。
換言すると、露光装置を構成する複数の制御対象の並行な動作状態が、少なくとも１つのイベントに同期するように制御する。
さらに、前記複数の制御対象の動作の終了時間と同期終了時間を、事前または実行中に判定して前記制御対象の解放期間を算出する。
さらに、前記解放期間が、ほぼ０（０の場合も含む）になるように少なくとも１以上の前記制御対象の動作単位を調整する。
ここで、前記複数の制御対象は、基板を載置する複数のステージ、投影光学系、レチクルステージ、前記基板の位置検出ユニットおよび前記基板の形状検出ユニットの組み合わせである。
ここで、前記イベントは、複数のステージの交換（あるいは交換タイミング）である。
ここで、前記露光装置に投入される動作パラメータを基に演算することにより、前記複数の制御対象の動作の終了時間を求める。
ここで、前記露光装置の動作履歴を学習することにより、前記複数の制御対象の動作の終了時間を求める。
ここで、１以上の動作単位の動作パラメータを調整するステップ、および、新たな１以上の動作単位を追加するステップの少なくとも１つのステップを含み前記動作単位を調整する。
ここで、動作時間と動作パラメータの関係表あるいは関係式に従い前記動作パラメータを調整する。
ここで、前記動作パラメータと前記動作単位の実行結果の精度指標の関係表あるいは関係式と、前記動作時間と前記動作パラメータの関係表あるいは関係式とにより、複数の動作単位の前記動作パラメータを調整する。
ここで、前記露光装置の動作精度に関わる１以上の精度指標を入力し、前記動作パラメータと前記動作単位の実行結果の精度指標の関係表もしくは関係式を比較する。
上記ステップの後、さらに、入力された指標を満たす動作パラメータを決定し、前記複数の動作単位の前記動作パラメータを調整する。
ここで、前記露光装置の動作精度に関わる１以上の前記精度指標は、動作精度を物理単位で表し、前記複数の動作単位の動作パラメータを調整する。
ここで、前記露光装置の動作に関わる１以上の精度指標は、予め指定されたパラメータに対する動作精度の向上または低下の比である前記複数の動作単位の動作パラメータを調整する。
ここで、予定された前記露光装置の保全の動作単位を追加する。
ここで、予定された前記露光装置の保全の動作単位を追加し、前記動作単位のパラメータを調整し、調整後の前記パラメータの実行結果の精度指標を推定し、前記動作単位を追加する。
ここで、前記実行結果の前記精度指標は、予めほぼ同じパラメータによる実施結果を学習することにより得るか、または、精度モデルに従い推定する。
ここで、前記実行結果の前記精度指標に応じた重みを実行結果に反映し、重み付き実行結果を前記露光装置の保全のキャリブレーション動作に反映し、前記露光装置の保全の動作単位の実行結果を反映する。
ここで、前記実行結果の前記精度指標に応じた重みを前記実行結果に反映し、前記実行結果または重み付き実行結果を、外部インタフェースを通して報告し、外部からの反映指示または反映値を入力し、前記露光装置の保全の動作単位の実行結果を報告する。

図１は、本発明の実施例１および２の露光方法が用いられる露光装置の概略構成を示す側面図、図２は、図１に示す露光装置において処理される基板の計測処理および露光処理のタイミングチャートである。
本発明の露光方法が用いられ基板を露光する露光装置は、複数のステーションを有し、本発明の実施例１および２の露光方法が用いられ基板を露光する露光装置は２つのステーションから構成される。
すなわち、アライメント計測処理およびフォーカス計測処理を実施する計測ステーション１４とスキャン露光処理を実施する露光ステーション１３である。
計測ステーション１４は、計測対象であるウェハ８を保持したウェハステージ９およびウェハ位置検出ユニットであるアライメントスコープ１０を有する。
さらに、計測ステーション１４は、フォーカス検出ユニットの一要素であるフォーカス光投光部１１と、同ユニットの一要素であるフォーカス信号検出ユニット１２も有する。
計測ステーション１４上のウェハステージ９をＸＹＺ方向にステップ駆動またはスキャニングさせることにより、不図示のアライメント信号検出センサ、およびフォーカス信号検出ユニット１２の検出位置にウェハ８の任意の位置を移動させることができる。
また、本実施例ではウェハ８上の複数の高さ方向のポイントを高速に検出するためにフォーカス検出時にはステージをＸ又はＹ方向に走査（スキャン）しつつフォーカス検出信号を取得するいわゆるスキャンフォーカス（検出）を実施している。
スキャンフォーカスの場合はステージの移動と同期して検出光の取り込みを一定間隔で行うが、取り込み間隔を可変とすることでウェハ上の計測間隔を調整することができる。
露光ステーション１３は、露光対象であるウェハ６を保持したウェハステージ７、投影光学系５、レチクル４およびレチクルステージ３より構成される。
露光ステーションでは、ウェハステージにより保持されたウェハの露光領域である各ショットを、不図示の照明系とレチクルと投影光学系により生成されるレチクルの投影像に対しＸＹＺ方向および回転軸方向（ωx,ωy,ωｚ）方向に合わせる。
この合わせを行いつつ、レチクルステージとウェハステージを同期させスキャンすることでウェハ上にレチクル像を転写する。
この際のＸＹＺ方向および回転軸方向の目標値は、予め同ウェハ（の各ショット）を計測ステーション上にてアライメント計測処理およびフォーカス計測処理することで得られる。

図３は、露光装置の制御部の構成を示したものであり、以後はこの図を基に制御の流れを説明する。
まず、露光装置には露光する為のパラメータの集合であるレシピパラメータがオペレータ３０２、または露光装置を制御するホストコンピュータ３０３によって投入される。
以降はオペレータやホストコンピュータ等の装置制御部とやりとりする対象をアクターと呼ぶ。
レシピパラメータには、露光装置の制御パラメータのうち主にウェハプロセスによって変化するパラメータが定義されることになる。レシピパラメータの中で本発明に関係するパラメータをいくつか列挙し説明する。

アライメントショット数と計測位置:
いわゆるグローバルアライメントにおいてはウェハ上の複数のサンプルショット上の１ないし複数マークをアライメント信号検出センサで検出する。
これにより、ウェハの変位をいわゆる線形成分（並進ずれ、倍率ずれ、回転ずれ）に変換しウェハ上のショットの位置を正確に検出することを可能としている。
このサンプルショットの数と位置はアライメントの精度と密接な関連がある。
一般にサンプルショット数を増やすことでアライメントの精度は向上する。
これはアライメント計測誤差の要因のうちセンサがマークを検出するときにマークの検出信号以外のノイズ等により発生する誤差を考えた場合、ランダムなノイズ成分については、計測点数を増やすことにより統計的に誤差を低減することができるためである。
よく知られているように、計測点数を増やしていった場合徐々に誤差低減効果は減少し最終的には飽和することになる。
そのため精度を保つに必要十分なサンプルショット数とサンプルショットの位置を選びそれをレシピパラメータとすることがスループット向上と精度向上の２つの視点から求められる。

サンプルショットの数と位置が決められればアライメント処理に必要となる時間は容易に求めることができる。
すなわち、１点の計測時間はステージの移動時間とステージを静止させてＣＣＤセンサの信号蓄積時間の和であり、ステージ時間はステージ加速度、最高速整定時間等のパラメータで決定させるいわゆる台形駆動の計算式から求めることができる。
このため、ＣＣＤセンサの信号積時間は、予め精度上、十分な時間を設定することで決まる。
サンプルショットの数と位置は精度に密接に関連するが、一般に計測点数を増加させるとアライメント精度および計測再現性は単調に向上する。
その向上のモデルはマーク計測の事象の独立性および計測誤差を正規分布と仮定した場合、いわゆる二乗和根によって表すことができる。
また、プロセスウェハの系統的な誤差などが発生する場合、単純なモデルでは計測精度を表現できない。
しかし、いわゆる先行ウェハ等を用いてアライメント後に露光した結果を外部計測装置等で検証し実験的に露光精度を求めることでパラメータと精度との関係表を作成することが可能である。
また、計測の再現性はアライメント処理を繰り返しアライメント補正値のばらつきで評価することができる。
図８(a)は縦軸にアライメント再現性またはアライメント精度とり、横軸に精度と時間に関わるパラメータの一例としてサンプルショット数をとり、上記のように精度モデル式または実験的手法によりパラメータと精度の関係をプロットしたものであり、
図８(ｂ)は縦軸に計測時間、横軸に同様にサンプルショット数を取った場合のパラメータと時間の関係をプロットしたものである。
このような関係を表形式または関係式として保持することで時間と精度の関係を求めることが可能になる。

フォーカス計測点数:
ウェハの表面高さの形状を計測するパラメータのうち計測のＸＹ方向の分解能を規定するパラメータである。
いわゆるウェハ全面をスキャニングによりフォーカス計測するスキャンフォーカスの場合、スキャン方向をY方向とすると、Ｙ方向の分解能はスキャンスピードとサンプリング間隔で規定される。
スキャンスピードを低下させれば分解能があがりより高精度の計測が可能となるがスキャンフォーカスの実行時間は延びることになる。
サンプリング間隔を短くすれば同様に分解能の向上を計ることができるが、ＣＣＤセンサの取り込み間隔には上限があり一定の限界がある。
一方、スキャン方向と直交するＸ方法についてはフォーカス検出ユニットのハード構成によるメカニカルな制約により１度のスキャン時の分解能が決定される。
このため変更することは難しいが、スキャンのＸ方向の原点を微少量ずらしながら複数回同一領域をスキャニングすることにより分解能を高める効果がある。
アライメントパラメータと同様にフォーカス計測点数についてもパラメータと計測時間および精度や繰り返し再現性についての関係を求めることができる。

スキャン露光パラメータ：
スキャン露光時にはレチクルステージとウェハステージを等速に同期させて駆動し、投影像を正確にウェハ上に転写する必要があり、同期性能は極めて高いものが要求される。
同期性能を支配するパラメータとしてステージの最高速度、加速度、整定時間等がある。
いずれも制御パラメータとして設定することができステージの動作時間は上記パラメータの計算式により正確に求めることができる。
このパラメータの組み合わせによる同期精度はシミュレーションで求めることもできる。
また、この同期精度は、アライメントと同様に先行ウェハ等を実際にさまざまなスキャン露光パラメータで露光し現像後の像質を外部計測器等で検証することにより実験的に求めておくこともできる。
これらのパラメータ以外にも精度とスループットに関与する様々なパラメータが存在する。
例えば、アライメント信号検出センサにおいて、現在一般的に実施されているCCDラインセンサによりマーク像を検出する場合、CCDの電荷蓄積時間やステージと同期して取り込みを開始する。
パラメータは、この場合のステージの目標値への移動の収束の程度を表す取り込み開始トレランス等がある。
これらは、いずれもある範囲においては時間をかけるほど精度が向上する関係がある。つまりスループットと精度は相反する関係にある。
フォーカス信号検出ユニットのセンサにおいても、やはり一般的に実施されているCCDラインセンサの蓄積時間がパラメータとなる。
当然ではあるが、これらのパラメータも必要に応じてアクターの指定するパラメータとして構成してもよい。

さて、アクター３０４は露光を開始するに先立ってこれから露光しようとする半導体ウェハのさまざまな特性に応じてこれらのパラメータを決定する。
このパラメータをレシピとして、表示部３０６と入力部３１７から成るMMIF(Man Machine Interface)３０５を通して装置制御部３０１に投入する。
装置制御部３０１は、レシピをMRIF（Machine Readable Interface）３０７を経由してレシピインタプリタ３０８にて解釈しパラメータを統括的にコントロールするパラメータコントローラ３０９にデータとして渡す。
パラメータコントローラ３０９は、スループットと精度に関わるパラメータを抽出する。
さらに、パラメータコントローラ３０９は、ウェハの特性と直接関係しない露光装置システム固有のパラメータを管理するシステムパラメータ管理部３１０から、やはり精度とスループットに関わるパラメータを参照する。
これらのパラメータを実行時間算出部３１１に転送し制御単位（タスク）の実行時間を算出する。
実行時間算出部は、これらのパラメータを元にウェハの処理時間である実行時間を算出する。

算出にはいくつかの方式あり、以下に説明する。
第１の方法は演算による算出である。
実行時間算出部はあらかじめスループットに関連するパラメータと精度に関連するパラメータを抽出しそれぞれの機能の設計仕様の一部として保持し、必要に応じて参照することで予測実行時間を算出するものである。
露光装置のユニット制御においては、高精度の駆動制御が要求されるため極めて精緻な制御機構が搭載される。
例えば、ウェハステージにおいてはポジションセンサとして干渉計システムを搭載しナノメートルオーダの位置計測が可能であり、また駆動ユニットもリニアモータとエアベアリングから構成され、駆動の誤差が極めて少ないものとなる。
すなわち、駆動時間においても入力されるパラメータ、たとえば目標位置、計測回数等に応じて事前に判明している設計情報からほぼ正確に駆動時間の算出が可能となっている。
よって、第１の方法による予測実行時間の算出方法は、事前に設計仕様として入力パラメータを引数とする算出式を保持することにより達成されるものである。

次に第２の方法について説明する。
第２の方法は、事前に得られる動作結果を元に学習により時間算出するものであり、あるパラメータの組み合わせによるあるタスクの実行時間を実測により得るものである。
実測はあらかじめ計測を目的とした特定の動作をさせそこから抽出してもよいし、過去の生産中の装置情報から入手してもよい。
また、複数の同タイプ装置からの実行時間の情報を装置間で流通させ、パラメータセットとそのパラメータセットによる実行時間を装置間で共有することによりサンプル数を増やし推定精度を高めてもよい。
これらの実測値は装置の実行時間算出部に記憶され適宜必要に応じて参照が可能である。
これまでの説明で明らかなように装置の制御が極めて精緻に行われる結果として、いわゆる機差も非常に小さくなる傾向があるため、自機以外の装置でのスループット計測情報を共有することは十分意味があるといえる。

次に第３の方法について説明する。
第３の方法は、シミュレータ方式であり、学習方式に似ているが大きな違いは実際に露光装置のユニットを駆動させることなく、いわゆるシミュレーション環境にて実行時間を得るものである。
シミュレータ機能は通常はあるレベル以下のハードウェアをシミュレーションするものであるが、正常系の動作においては露光装置が極めて再現性よく仕様通り動作するものである。
このため、ハードウェアの設計仕様をそのままシミュレータの動作仕様として流用することが可能となる。
なお、シミュレータは装置とは別体のシミュレーション装置上に構成してもよいし、装置上にシミュレータ部分を搭載してもよい。
後者の場合は制御ソフトを２重に構成することで装置を制御しつつスループットシミュレーションが行えるメリットもある。
ここで重要なことは、いずれもある機能と実行のまとまりである機能単位であるタスクについて、それぞれの実行時間の算出が可能である。
また、重要なことは、そのタスクの並行動作性に応じて実行時間の重ね合わせまたはシーケンシャルな加算が判断できるようになっていることである。
本実施例では、これらの各タスクの実施の因果関係である順番依存性および実施に置ける並行動作できるかどうかという並行動作性は装置の実行時間算出部のタスク仕様DB３１８に保存される。
これらのタスクの論理的な関係と制御的な関係およびタスクが独占するユニットのリストはタスク仕様管理DBを参照することで得られる。

本実施例では簡単に明確に説明するために、アライメント処理とフォーカス処理と露光処理を中心に説明する。
しかし、実際には、これら以外にもそれぞれのステージの原点計測１０３，１０４、投影レンズの特性変化を検出し補正する投影レンズフォーカス補正計測１１４等のタスクがある。
さらに、事前に行うべきフォーカス信号検出ユニットのセンサの光量計測、基準ウェハを計測するステージ直交度計測、ステージバーミラーのゆがみを計測し補正するバーミラー形状計測１１３，１１４等のタスクがある。
これらのタスクについては、前述のタスク仕様DBに順番依存性と並行動作記述性が管理されている。

実行時間算出部は、各タスク毎に求めた実行時間を、上記タスク仕様DBを参照することにより得た機能の実行順序と並行動作条件を基に、ウェハを１枚処理する時間である最終的なサイクルタイムを求める。
また、同時に実行時間算出部は主要な制御リソースの空き時間の検出が可能となるが、空き時間を検出するロジックについて、露光機能とアライメント機能とフォーカス機能を例にして説明する。

まず、図４で説明するように露光処理１０６がアライメント計測１０４及びフォーカス計測１０５の時間の和よりも長い場合である。
露光処理は露光投影系、レチクルステージを含む露光ステーション側で実施される。主要な制御ユニットはレチクルステージ３、露光ステーション側にあるウェハステージ７、不図示の照明用レーザ光源となる。
また、アライメント計測（処理）１０４及びフォーカス計測（処理）１０５はアライメントスコープと不図示のアライメント信号検出センサおよびフォーカス検出ユニット１１，１２を構成要素とする計測ステーション側で実施される。
主要な制御ユニットはアライメントスコープ、フォーカス検出ユニット、計測ステーション側にあるウェハステージ９の一つとなる。
露光ステーションと計測ステーションでは主要な制御ユニットを共有しておらず、基本的には露光ステーションと計測ステーションではそれぞれ別の機能のタスクを並行実行可能である。
ただし、スワップ動作１０１は、露光ステーション上のステージと計測ステーション上のステージが同期しつつ移動する必要があるため、スワップ動作の開始は両ステーション上での一連のタスクがすべて終了する時点から開始する必要がある。
よって、実行時間算出部において算出された時間を組み合わせそれぞれのステーションでの処理時間の総和を求めた場合、今回の例では露光側の処理時間がアライメント時間とフォーカス時間の和を越えている。
このため、露光処理が終了するまでの間、計測ステーション側の主要な制御ユニットは待機状態１０８となる。実行時間算出部はこの待機時間を算出する。
この待機時間は、投入されるレシピや装置パラメータから算出された制御ユニットの空き時間の予測値となっている。

次に、実行時間算出部は空き時間に相当する制御パラメータの演算を行う。
実行時間算出部にはタスク毎に図８(b)に示すようなパラメータと実行時間の関係モデル（表や関係式）が保持されており、この関係モデルを元に空き時間に相当するパラメータを決定することが可能である。
ここで空き時間を解消するロジックについて説明する。
第１のロジックはあらかじめ決められたタスクを投入するものである。
あらかじめ決められたタスクは装置があらかじめリストとして保持してもよいし、アクターが装置に対してリストを投入してもよい。
いずれにせよ、予め決められたタスクとタスク仕様ＤＢを参照し決められたタスクの中から実行可能なタスクを選別し当該タスクの関係モデルにより空き時間を０にするような新たなパラメータを決定してパラメータコントローラに通知する。
パラメータが個数や回数が離散的な場合は正確に空き時間を０にすることは難しいためその場合は空き時間を超えないパラメータの内で最も空き時間が０に近いパラメータを選定する。
パラメータコントローラは新たなパラメータをタスクコントローラに通知するとともにアクターに対しパラメータ変更の通知を行う。
同時に新たなパラメータでレシピを上書きしてもよいし、アクターに問い合わせた後に上書きして長期保存するか一時保存するかを判断してもよい。
第２のロジックは装置の性能保全の程度を表す装置精度やウェハを計測し露光する際のウェハのプロセスに起因する計測精度や露光精度を表す精度指標を元にタスクおよびパラメータを選択し空き時間を解消するものである。
前出のように一般にタスクの実行時間とタスクが達成する精度指標には実行時間を長くとると各精度指標が向上するという単調な関係が存在するが、たとえばむやみに長時間計測したとしても誤差成分がランダムな傾向をもつ場合はある一定の精度に収束する。
よってバランスのとれた適切な実行時間と精度との関係を保つことがスループットと高精度を達成するための要点である。

本実施例では、空き時間をアライメント計測とフォーカス計測に振り分けるが、空き時間をＴｍ、アライメント時間に配分する時間Ｔａ、フォーカス計測に配分する時間をＴｆとする。
このときに、Ｔｍ＝Ｔａ＋Ｔｆを満たしつつ、それぞれの精度向上分がより効果的に装置の生産性向上に寄与するようにパラメータを決定する必要がある。
アライメント計測の場合は、前出のサンプルショット数や計測回数やセンサ信号の蓄積時間をパラメータとして図８(a)および図８(b)のごとく実行時間と精度の関係が得られる。
フォーカス計測の場合はスキャン速度、サンプリングピッチ、Ｘ方向の原点をずらした複数回スキャン等をパラメータとして同様な関係が得られるため、これらの関係モデルよりＴａとＴｆを決定する。
決定方法として、単純に精度改善率の高い、つまり、時間精度曲線の傾きが急なタスクを優先して割り当てる方法がある。
この方法では空き時間を２つのタスクが達成する精度指標を同質とみなしより改善率の高いタスクの実行時間を優先するものである。
アクターからの明示的な情報がない場合はこれでも十分であるが、アクターがあらかじめ優先すべき精度指標を装置に指定してもよく、その場合はアクターの入力の指示に従って実行時間の配分を変更することができる。
すなわち第3のロジックはアクターの指示によって選択されたタスクを投入するものである。
一般に、アクターは露光装置にて露光しようとするウェハについての詳細な情報を有する。
すなわち必要とされる各種精度指標や、これまでの実績による歩留まり情報や、QC等にて先行する同一ロットの露光結果情報等である。

第３のロジックはこれらの情報をもとにどのようなタスクを投入すべきかアクターに指示させるものであり、露光装置にはアクターからの指示を受け付ける入力機構が具備される。
この機構はレシピの一部分を構成してもよいし、MRIFやMMIFを通じてインタラクティブに投入してもよい。
入力機構は、たとえば装置が適用しうるタスクを表示しアクターに直接指定させてもよいし直接タスクを選択させるのではなく、例えば、スループット優先のスループットモードか精度優先の精度モードかを選択させてもよい。
また、精度優先の場合にはさらに詳細にどの精度指標を重視するかを精度指標毎に重みを入力することで表現することも可能である。
この場合、たとえば精度指標としてアライメントシフトバラツキ、アライメントショットローテーションバラツキ、スキャン露光時の同期精度バラツキがあるとして、このそれぞれの指標の重み入力フィールドに0から１までの重み係数を指定する。
本実施例では0.5を標準として重みを入力する。
つまり0.5であれば中庸であり、とくにこれ以上精度が必要ではないことを意味し、0.5から１までの間であれば精度をより向上させる指示と判断される。
この重み係数により装置は上記空き時間に割り当てるタスクを選別することが可能となる。
上記精度指標の一例を挙げれば、例えば、計測ステーションにて１０秒の空き時間が発生している状態でアライメントシフトばらつき重み＝０．５というアクターの指定があった場合である。
さらに、アライメントショットローテーションばらつき重み＝０．９、スキャン露光同期精度ばらつき重み＝０．５というアクターの指定があった場合である。
この場合、空き時間のタスクの割り当てにはショットローテーションのバラツキを向上させるタスクが投入されるように、前記タスク仕様DBからショットローテーションの精度に関するショット内の多点計測のショット数を増やす判断が可能となる。
多点計測のショット数増加による精度指標の向上率は図８に示される時間精度関係グラフから求めることが可能である。
この向上率に上記重みを掛け合わせた重み付き向上率がコントロール可能な各精度指標毎にほぼ同じ程度に維持されるようにパラメータを変更する。

変更の方法としては組み合わせ的に変更するような探索的手法を用いてもよい。
また、精度重視モードであってスループットのボトルネックとなっているタスクに関わる精度重みが0.5以上になった場合の装置の振る舞いであるが、２つの選択が可能である。
１つは、スループットを低下させて精度を向上させることであり、もう一つはスループットの低下を招くタスクの組み替えを禁止するものである。
どちらを選択するかはアクターに選択させてもよいし、装置側の基本ロジックの設定テーブルに事前にフラグとして設定してもよい。
もし、自動でスループットを低下させる場合はその旨をアクターに報告し、また、もしスループットを低下させない場合も、重み指定とスループット指示に矛盾が生じておりスループットを優先している旨をアクターに報告する。
アクターの入力方法としては、ここで説明した以外にも、精度指標の目標値を直接入力する方法や、精度指標の改善量をレートとして入力する方法、また、精度指標間の重要度の重みをそれぞれ入力する方法がある。
これらはアクターの使い勝手やプロセスの管理手法によって適宜、選択すればよい。
これまで説明したように、アライメントの計測においてはショット数をパラメータ調整手段とした。
しかし、その代わりに、同じショットを複数回計測し得られた複数個の計測値の統計演算結果を利用する方法やセンサへの取り込み時間を延長し信号のS/N比をあげることで精度を向上させる方法などがあり、これらを適宜使い分けることが可能である。
一般にウェハの形状のばらつきや表面状態に応じてこれらの精度向上手法の効果の程度が変わる。
つまり、露光仕様とするマテリアルに応じた選択が有効な場合がある。
例えば、その選択の方法は、複数の手段を実験的に繰り返し露光装置が自動的にばらつき指標を元に精度向上効果を定量化し方式を選択してもよいし、アクターの実施するQCの結果等によりアクター側から指定してもよい。
いずれにせよ、プロセス毎にパラメータ精度モデルがアクターより投入可能であり装置は精度推定部に保持することができる。

本発明の実施例２の露光方法も、複数のステーションを有する露光装置を用いて基板を露光する露光方法である。
さらに、前記露光装置を構成する複数の制御対象が解放されたことを検出し、解放された1以上の前記制御対象を使った動作単位の動作パラメータおよび実行を決定し、前記制御対象の動作開始要求を検出し、前記動作単位の実行を中止する。
さらに、前記動作単位の中断状況に応じた実行結果の精度指標を算出し、求めた前記実行結果の精度指標に基づいて前記露光装置を制御する。
ここで、予定されている前記露光装置の保全もしくは前記基板の前記計測精度の保全の動作単位のリストを有し、解放された１以上の制御対象で実行可能な前記動作単位の１以上の候補を選別する。
さらに、選別された候補中のなかで所定の論理で複数の前記動作単位を選別し、動作パラメータを決定し、前記動作単位の実行を決定する。
ここで、前記所定の論理は、選別された候補中で次の実施予定期間の短い順に１以上の前記動作単位を選ぶことである。
ここで、前記所定の論理は、選別された候補中で周期的な予定期間の短い順に１以上の前記動作単位を選ぶことである。
ここで、予定されている前記露光装置の保全もしくは前記基板の前記計測精度の保全の動作単位のリストを有し、前記露光装置の前記精度指標をモニタし、劣化度が大きい前記精度指標を選別する。
さらに、選別された前記精度指標を改善する動作単位で、かつ、解放された１以上の前記制御対象の中から実行可能な動作単位の１以上の候補を選別し、動作パラメータを決定し、前記動作単位の実行を決定する。
ここで、選別された複数の前記動作単位を分割し組み合わせを実行させ、前記動作単位の実行方式を決定する。
ここで、前記実行結果の前記精度指標に応じた重みを前記実行結果に反映し、前記実行結果または重み付き実行結果を外部インタフェースを通して報告し、外部からの反映指示または反映値を入力し、前記動作単位の前記実行結果を報告する。
ここで、予め設定された前記精度指標に関する精度劣化または精度向上のトレランスとの比較し、前記トレランス内に精度を制御するように動作単位のパラメータを調整し、
前記基板の前記計測精度の保全に関わる前記動作単位の前記実行結果を反映する。
ここで、予め設定された前記精度指標に関する精度劣化と精度向上のトレランスとを比較し、前記比較結果を外部インタフェースを通して報告し、前記基板の前記計測精度の保全に関わる前記動作単位の前記実行結果を反映する。
ここで、前記精度指標は、前記基板のアライメント精度および再現精度、前記基板の高さ形状測定精度および再現精度、スキャン同期露光の同期精度および再現精度のいずれかを分散、レンジ、比あるいは真値からの偏差量で表すことである。
さらに、前記精度指標は、スキャン同期露光の露光量制御精度、ステージ原点計測精度および再現精度、レンズフォーカス計測精度および再現精度いずれかを分散、レンジ、比あるいは真値からの偏差量で表すことである。
さらに、前記精度指標は、レチクルベンド計測精度および再現精度、ステージ直行度計測精度および再現精度、ステージバーミラー形状計測精度および再現精度のいずれかを分散、レンジ、比あるいは真値からの偏差量で表すことである。
さらに、前記精度指標は、ステージ非線形成分の計測精度および再現精度、ステージ精度安定性、レチクルステージ精度安定性のいずれかを分散、レンジ、比あるいは真値からの偏差量で表すことである。

実施例１では、予定された制御計画の範囲で制御ユニットの動作を精度とスループットの２つの観点から最適に制御するものであったが、実施例２は、露光装置が予定外の制御を必要とする場合の実施例である。
予定外の外乱により片側のステーション上の処理が中断する場合、それが露光装置の要因の故障等ではなく、ウェハプロセス起因による中断であれば、露光装置の各制御ユニットは正常な状態であるにも関わらず計測ステージ上の処理は中断せざるを得ない。
この場合、各制御ユニットは待機状態に遷移せざるを得ない。
ここで、図６で示すように予定外の外乱としてアライメント信号検出の失敗による計測ステーションの動作中断を考える。
アライメント信号検出の失敗は、アライメントマークがアライメント信号検出センサの捕捉範囲を超えた場合やウェハ表面に施された処理によりアライメントマーク形状が変化することによる検出エラー１１１等で引き起こされる。
しかし、これらは、露光装置の制御上は非決定的な予定外の外乱となり、これ以上計測ステーション上の制御を続けることが困難になり、オペレータの人手によるアシスト作業であるマニュアルアシスト１１５による回復を図る必要がある。
アライメントマーク検出エラーによりアライメント計測の続行が不能になった場合は、例外ハンドラ３１５が、タスクコントローラはアライメント計測タスクを中断する。
ユニットコントローラ３１４は中断の指令を受け、アライメント計測中に確保していた計測ステーション上の制御ユニットであるステージ、アライメントスコープ、フォーカス検出ユニットを待機状態に遷移させる。

一方で例外ハンドラはオペレータへの操作を誘導するアラームを発するとともにパラメータコントローラ、MRIFを経由してアクターに装置状態の遷移を報告する。
計測ステーション上の処理停止を報告されたアクターは各種のアシスト手段によりアライメントマークを検出可能な状態に復帰させ装置の動作を再開させるが、例えばオペレータが状態遷移の報告を受けアシスト作業に入るまでには相当な時間がかかる場合がある。
この間、計測ステーションは待機状態１０７となっている。また、露光ステーション側では露光処理が継続されるがいずれ露光終了状態となる。
しかしながら計測ステーション上での処理が終了していないためスワップすることができず露光ステーション側も待機状態１０８に遷移せざるを得ない。
一方で、露光装置は定期的に装置性能の保全を図るための装置自身によるユニットを使用した補正であるキャリブレーションを実行し、装置状態を高精度に維持しなければならない。
一般にこのキャリブレーションは複数の装置精度保証項目について個別のタイミングで実行される。
しかし、精度保証の為のキャリブレーション動作には精度要求が高まるについてより時間を掛けてより高精度に保証する必要がでてきており装置のスループットを低下させる原因となってきている。
本発明では装置の例外的振る舞いと定期的なキャリブレーション動作を連係させることにより高精度と高スループットの両立を達成するものとなっている。

本発明の実施例を図７にて説明する。
本発明の実施例では上記したアライメント計測エラー時に以下のようなシナリオとなる。
従来例と同様にアライメントエラー発生時１１１に例外ハンドラが当該ユニットを一時的に待機状態にするが、同時に例外ハンドラはパラメータコントローラを経由して保全タスク管理部３１６にキャリブレーションタスクの投入を依頼する。
保全タスク管理部は、装置保全に関わる各精度指標を改善するタスクのリストを保持し実行タイミングを管理している。
例えば、レンズフォーカスの補正計測タスクはレンズフォーカスの経時変化によるベストフォーカスのドリフトを補正するものである。
しかし、補正精度は時間経過およびレンズの露光負荷により劣化するため定期的に補正計測タスクを実行し計測結果をレンズフォーカス補正量に反映しキャリブレーションする必要がある。
また、ステージの干渉系によるポジショニングシステムにおいてはバーミラー（レーザ光の反射部材）の平坦度が制御精度を左右する重要な精度指標である。
しかし、例えばバーミラーとステージ本体との結合部のストレスや部材の温度変化等により徐々に変形していくことは避けられず、定期的なバーミラー形状計測タスクを実行する必要がある。
一般にフォーカスの場合は１ロットに1回程度実施するが平均化による精度向上が必須となるため１回のフォーカス補正計測はさらにｎ回（１０回程度）の単体計測の平均値を使用する。
また、バーミラー補正計測においても同様にｍ回（５回程度）のミラー形状計測の平均値を求め最終的な補正値としている。

さて、キャリブレーションタスク投入の依頼を受けた保全タスク管理部は、停止状態となった制御ユニットの情報（リスト）を同時に受け取り、保全タスク管理部で保持するタスクリストの中から実行可能なタスクを選別する。
もちろん実行可能なタスクが１個であれば、即、適切なパラメータとともに当該タスクの実行依頼をパラメータコントローラに行う。
もし実行可能なタスクが複数存在する場合、その選別方法には大きく分けて２種類ある。
すなわち１つは保全管理部が管理する各タスクの実行タイミングに応じて投入するタスクを選別するものであり、もう一つは装置精度の程度を推定しより精度劣化が激しい精度指標項目を補正可能なタスクを優先するものである。
実行タイミングに応じて投入タスクを選別する場合にはさらに、予定された投入タイミングがもっとも近いタスクを選別する方法と、予定された周期的タイミングがもっとも短いタスクを選別する方法がある。
これらは選択可能になっている。
例えば、精度劣化の程度がある閾値を超えると急速に劣化すること、ほぼ時間に反比例したなだらかに劣化すること等の各精度指標の性質に応じて選択すればよい。
また、気圧変動のリップル、ステージ動作状況の変化によるステージ周辺の温度環境の変化等の特定の環境変化に依存して劣化の程度が進むこと等の各精度指標の性質に応じて選択すればよい。
さて、本実施例では、保全管理部は、アライメントエラー後の計測ステーション側の制御ユニットの一時停止に対しバーミラーの形状に関わる精度指標であるバーミラー形状補正精度を改善するバーミラー形状計測１１３を投入する判断をする。
さらに、繰り返し計測回数を通常の５回としてパラメータコントローラに実行依頼をする。
パラメータコントローラはタスクコントローラを通じてバーミラー形状計測タスクを実行させる。

一方、同時にオペレータは装置からの状態遷移通知を受けマニュアルアシストを開始１１２しようとするが,たとえば今回の例では開始まで６０秒の時間間隔があるとする。
バーミラー形状計測タスクは単体計測が例えば２０秒であり、この５回計測すなわち２０ｘ５＝１００秒が必要である。
当然オペレータがアシストを開始しようとした時点ではバーミラー形状計測タスクは終了していない。
しかし、オペレータからのアシスト開始要請を受けたMMIFはMRIF、パラメータコントローラ、タスクコントローラを経由して例外ハンドラに通知する。
例外ハンドラは、即、現在実行中のバーミラー形状計測タスクの中断をタスクコントローラに依頼すると共に、パラメータコントローラに通知する。
パラメータコントローラは、露光装置がアシスト可能な状態に遷移したことを確認した後、オペレータの要求に従ったアシスト用タスクの起動をタスクコントローラに依頼する。
また、パラメータコントローラは、バーミラー形状補正タスクの中断状況と中断するまでの計測結果を受け取り、精度推定部に計測精度の推定を依頼する。
この実施例では本来１００秒必要である補正計測が６０秒で打ち切られることとなっており、３回目の計測が終了した時点で中断されている。
精度推定部はバーミラー補正計測精度に関して、図９に示すような時間と精度の関連データを保持しておりこの関連データより５回と３回での補正計測精度を得ることができる。
この関連データは計測回数の平均化効果を計測ばらつきに正規部分を仮定して求めてもよく、正規分布を仮定できない場合は事前の露光を含む実測等から実験的に求めて保持してもよい。

図９の例では５回計測の計測精度をσ５、３回計測の計測精度をσ３としている。
ここで、３回計測で打ち切った場合の補正値の反映方法について説明する。
図１０は模式的に補正計測による補正の関係を示したものであり、横軸に時間をとり、縦軸に補正量をとっている。
曲線１００１は、補正項目の時間によるドリフトを表し、そのドリフトを定期的なタイミング（t1,t2,t3,…）にて補正計測し補正値(c1,c2,c3,…)で補正する。
補正値には補正誤差が含まれるがその補正精度の推定量をσnormで表す。
また、補正しきれない誤算の累積量は、例えば、t1からt2の間では斜線部分１００２、t2からtiの間では斜線部分１００３、tiからt３の間では斜線部分１００４の面積に当たる。この面積が狭いほど良好に補正されている。
さて、ここでt2からt3の間のtiにて本実施例のシナリオのような例外的振る舞いにより補正計測タスクが起動されたとする。
補正計測タスクは本実施例のシナリオのように途中で中断されたとし、その計測値Ｍiと補正精度の推定量σi(１００６)を得る。
σiは本来期待される精度σnormより大きいためこのまま補正すると補正精度を低下させてしまうおそれがある。よってここでは一つ前の補正値との重み付き移動平均を採用している。重みとしてそれぞれの計測精度推定量の逆数をとる。
すなわち、t2における計測値の重みを１／σnormとし、tiにおける計測値の重みを1/σiとした場合、tiにおける補正値ciはci
=σi/(σnorm+σi)*c2 + σnorm/(σnorm+σi)*mi の関係式で求めることができる。
このciの補正による誤差の累積量は斜線部分１００２、１００３、１００４のようになり、移動平均処理をかけない場合に対してクロス線部分１００５だけ補正精度が向上する。
また、タイミングtiによる補正実行により、本来必要とされたタイミングt3での補正計測が不要になるためその部分での装置スループットが向上する結果となっている。
結果的には例外的振る舞いによる制御ユニットの空き時間を有効活用し例外的振る舞いによるスループットの低下を極力回避する効果が得られる。

さて、オペレータがマニュアルアシストを開始した以降のシナリオであるが、図７に示すように露光ステーション側では正常の露光処理が続けられておりいずれ露光処理が終了してしまう。
しかし、その時点でも計測ステーション側の定常のタスクは未終了のためスワップ動作が起動できす、露光ステーション側も待機状態に遷移する。
この場合も計測ステーション側の制御と同様に保全タスク管理部が適切な保全タスク１１４を選別し挿入する。
また、同様に補正計測中にスワップ要求の割り込みにより計測を中断する場合も中断結果に応じた精度を推定し重み付けによる補正を実施している。
１つの補正タスクが終了した後も計測ステーションが正常動作に復帰できない場合は引き続き保全タスク部が前出のロジックにより次の補正タスクを選別し実行することになる。
ここで、２つ以上の補正タスクを起動する場合には、それぞれシーケンシャルに実行してもよいが、露光ステーションの空き時間が事前に予測できないため後半の補正タスクは中断されることになる。
補正項目の均等な補正を期待する場合は、各補正タスクをさらに粒度の小さい単体計測の粒度で交互に実行しつつ時分割的に複数のタスクを実行してもよい。
こうすることで終了が予測できない例外的動作状況のなかでも平均的に補正精度を高めることが可能となっている。
重み付き補正を実施した際には各補正値と重みをMRIFを通じてアクターに通知する。
本実施例では装置では補正結果をすかさず反映しているが、いわゆるAPC等のFAB全体を通したプロセスコントロール下では装置の自律的な補正動作が全体のコントロールに悪影響を及ぼす場合がある。
このような環境下においては装置は自律的な判断をせず、補正値と補正重みをMRIFを通してホストコンピュータに通知し、ホストコンピュータ側の判断で、補正の実行および補正重みの反映程度を決定してもよい。
この場合はホスト側からあらためて補正値がMMIFを通して装置に投入される。

実施例２では露光装置の装置性能の保全を図るためのタスク投入についての実施例であったが、同様のタイミングをウェハプロセスに起因する制御パラメータの確認行為に利用してもよい。いわゆるFDCと呼ばれるものの一種であり、事前に精度不良を防ぐ観点から
プロセス毎にレシピとして設定される、例えば、アライメント計測点数、計測位置等のパラメータの妥当性を判定するタスクを投入するものである。
アライメントの例であれば全ショットのマーク計測からウェハの全面の補正値および補正残差を検出するタスクであるとか、サンプルショット計測を繰り返すことによるアライメント補正再現性を検出するタスク等がある。
これらのタスクにより現状のパラメータの計測精度の推定が可能となり、必要に応じてパラメータの再設定を促す情報をアクターに通知したり、装置が自律的にパラメータの調整を実施したりできる。
また、これらの判定基準を推定精度のトレランスとしてMRIFを通してアクターから受け取ってもよい。またレシピとしてあらかじめ構成してもよい。
トレランスは上限と下限を設け上限を超える場合、すなわちこれ以上精度を上げる必要がないと判断された場合は、パラメータコントローラによって実行時間を調整しトレランスに入る範囲でスループットを向上させることも可能となっている。

次に、図１１及び図１２を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図１１は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
露光装置を用いてウェハを露光する工程と、前記ウェハを現像する工程とを備え、具体的には、以下の工程から成る。
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に基づいてマスクを製作する。
ステップ３（ウェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップ５（組立）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウェ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）等の組み立て工程を含む。
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、それが出荷（ステップ７）される。

図１２は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。
ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップ１３（電極形成）では、ウェハに電極を形成する。
ステップ１４（イオン打込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。
ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。
ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。
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ェハ上に多重に回路パターンが形成される。

本発明の実施例１および２の露光方法が用いられる露光装置の概略構成を示す側面図である。図１の露光装置に組み込まれるタイミングチャートである。本発明の実施例の露光装置の制御部のブロック図である。本発明の実施例１の露光方法が用いられる露光装置の計測ステーションにて待機状態が発生する場合のタイミングチャートである。本発明の実施例１の露光方法が用いられる露光装置の露光ステーションにて待機状態が発生する場合のタイミングチャートである。本発明の実施例２の露光方法の例外的動作により待機状態が発生する場合のタイミングチャートである。本発明の実施例２の露光方法の例外的動作により露光装置の保全タスクが投入される場合のタイミングチャートである。本発明の実施例１の露光方法のアライメント実行時間とパラメータと精度の関連グラフである。本発明の実施例２の露光方法のバーミラー補正計測パラメータと精度の関連図である。本発明の実施例２の露光方法の補正計測と補正量の関係図である。本発明の露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。図１１に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１：ウェハステージ定盤
２：レチクルステージガイド
３：レチクルステージ
４：レチクル
５：投影光学系
６：露光ウェハ
７：ウェハステージ
８：計測ウェハ
９：ウェハステージ
１０：アライメントスコープ
１１：フォーカス検出ユニット（投光部）
１２：フォーカス検出ユニット（信号検出センサ）
１３：露光ステーション
１４：計測ステーション
８１、８２，８３：アライメント８点計測時の時間と精度の関係線
１０１：スワップ動作
１０２：ウェハ交換
１０３：ステージ原点計測（計測ステーション）
１０４：アライメント計測
１０５：フォーカス計測
１０６：露光処理
１０７：計測ステーション待機時間
１０８：露光ステーション待機時間
１０９：アライメント計測（エラー前）
１１０：アライメント計測（エラー復帰後）
１１１：アライメントエラー発生タイミング
１１２：マニュアルアシスト要求タイミング
１１３：計測ステーション挿入タスク
１１４：露光ステーション挿入タスク
３０１：装置制御部
３０２：オペレータ
３０３：ホストコンピュータ
３０４：アクター
３０５：ＭＭＩＦ
３０６：表示部
３０７：ＭＲＩＦ
３０８：レシピインタプリタ
３０９：パラメータコントローラ
３１０：システムパラメータ管理部
３１１：実行時間算出部
３１２：精度推定部
３１３：タスクコントローラ
３１４：ユニットコントローラ
３１５：例外ハンドラ
３１６：保全タスク管理部
１００１：補正項目変動カーブ
１００２：t1からt2にかけての補正エラー量
１００３：t2からtiにかけての補正エラー量
１００４：tiからt３にかけての補正エラー量
１００５：tiからt３にかけての補正エラー改善量

Claims

複数のステーションを有する露光装置を用いて基板を露光する露光方法において、
前記露光装置を構成する複数の制御対象を並行して動作させた後、該複数の制御対象を、少なくとも１つのイベントに関して同期して動作させるものであって、
前記複数の制御対象の前記動作の終了時間を、事前または実行中に判定して前記制御対象の解放期間を算出し、
前記解放期間が、ほぼ０（０の場合も含む）になるように前記複数の制御対象のうちの少なくとも１の動作単位を調整することを特徴とする露光方法。
前記複数の制御対象は、基板を載置する複数のステージ、投影光学系、レチクルステージ、前記基板の位置検出ユニットおよび前記基板の形状検出ユニットの組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
前記イベントは、複数のステージの交換作業であることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
前記露光装置に投入される動作パラメータを基に演算することにより、前記複数の制御対象の動作の終了時間を求めることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
前記露光装置の動作履歴を学習することにより、前記複数の制御対象の動作の終了時間を求めることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
１以上の動作単位の動作パラメータを調整するステップ、および、新たな１以上の動作単位を追加するステップの少なくとも１つのステップを含み前記動作単位を調整する請求項１に記載の露光方法。
動作時間と動作パラメータの関係表あるいは関係式に従い前記動作パラメータを調整することを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
前記動作パラメータと前記動作単位の実行結果の精度指標の関係表あるいは関係式と、前記動作時間と前記動作パラメータの関係表あるいは関係式とにより、複数の動作単位の前記動作パラメータを調整することを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
前記露光装置の動作精度に関わる１以上の精度指標を入力し、
前記動作パラメータと前記動作単位の実行結果の精度指標の関係表もしくは関係式を比較し、
入力された指標を満たす動作パラメータを決定し、
前記複数の動作単位の前記動作パラメータを調整することを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
前記露光装置の動作精度に関わる１以上の前記精度指標は、動作精度を物理単位で表し、
前記複数の動作単位の動作パラメータを調整することを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
前記露光装置の動作に関わる１以上の精度指標は、予め指定されたパラメータに対する動作精度の向上または低下の比である前記複数の動作単位の動作パラメータを調整することを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
予定された前記露光装置の保全の動作単位を追加することを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
予定された前記露光装置の保全の動作単位を追加し、
前記動作単位のパラメータを調整し、
調整後の前記パラメータの実行結果の精度指標を推定し、前記動作単位を追加することを特徴とする請求項１２に記載の露光方法。
前記実行結果の前記精度指標は、予めほぼ同じパラメータによる実施結果を学習することにより得るか、または、精度モデルに従い推定することを特徴とする請求項１３に記載の露光方法。
前記実行結果の前記精度指標に応じた重みを実行結果に反映し、
重み付き実行結果を前記露光装置の保全のキャリブレーション動作に反映し、
前記露光装置の保全の動作単位の実行結果を反映することを特徴とする請求項１３に記載の露光方法。
前記実行結果の前記精度指標に応じた重みを前記実行結果に反映し、
前記実行結果または重み付き実行結果を、外部インタフェースを通して報告し、
外部からの反映指示または反映値を入力し、
前記露光装置の保全の動作単位の実行結果を報告することを特徴とする請求項１３に記載の露光方法。
複数のステーションを有する露光装置を用いて基板を露光する露光方法であって、
前記露光装置を構成する複数の制御対象が解放されたことを検出し、
解放された1以上の前記制御対象を使った動作単位の動作パラメータおよび実行を決定し、
前記制御対象の動作開始要求を検出し、
前記動作単位の実行を中止し、
前記動作単位の中断状況に応じた実行結果の精度指標を算出し、
求めた前記実行結果の精度指標に基づいて前記露光装置を制御することを特徴とする露光方法。
予定されている前記露光装置の保全もしくは前記基板の計測精度の保全の動作単位のリストを有し、
解放された１以上の制御対象で実行可能な前記動作単位の１以上の候補を選別し、
選別された候補中のなかで所定の論理で複数の前記動作単位を選別し、
動作パラメータを決定し、
前記動作単位の実行を決定することを特徴とする請求項１７に記載の露光方法。
前記所定の論理は、選別された候補中で次の実施予定期間の短い順に１以上の前記動作単位を選ぶことを特徴とする請求項１８に記載の露光方法。
前記所定の論理は、選別された候補中で周期的な予定期間の短い順に１以上の前記動作単位を選ぶことを特徴とする請求項１８に記載の露光方法。
予定されている前記露光装置の保全もしくは前記基板の前記計測精度の保全の動作単位のリストを有し、
前記露光装置の前記精度指標をモニタし、
劣化度が大きい前記精度指標を選別し、
選別された前記精度指標を改善する動作単位で、かつ、解放された１以上の前記制御対象の中から実行可能な動作単位の１以上の候補を選別し、
動作パラメータを決定し、
前記動作単位の実行を決定することを特徴とする請求項１７に記載の露光方法。
選別された複数の前記動作単位を分割し組み合わせを実行させ、前記動作単位の実行方式を決定することを特徴とする請求項１８に記載の露光方法。
前記実行結果の前記精度指標に応じた重みを前記実行結果に反映し、
前記実行結果または重み付き実行結果を外部インタフェースを通して報告し、
外部からの反映指示または反映値を入力し、
前記動作単位の前記実行結果を報告することを特徴とする請求項１７に記載の露光方法。
予め設定された前記精度指標に関する精度劣化または精度向上のトレランスとの比較し、
前記トレランス内に精度を制御するように動作単位のパラメータを調整し、
前記基板の前記計測精度の保全に関わる前記動作単位の前記実行結果を反映することを特徴とする請求項１７に記載の露光方法。
予め設定された前記精度指標に関する精度劣化と精度向上のトレランスとを比較し、
前記比較結果を外部インタフェースを通して報告し、
前記基板の前記計測精度の保全に関わる前記動作単位の前記実行結果を反映することを特徴とする請求項１７に記載の露光方法。
前記精度指標は、前記基板のアライメント精度および再現精度、前記基板の高さ形状測定精度および再現精度、スキャン同期露光の同期精度および再現精度、スキャン同期露光の露光量制御精度、ステージ原点計測精度および再現精度、レンズフォーカス計測精度および再現精度、レチクルベンド計測精度および再現精度、ステージ直行度計測精度および再現精度、ステージバーミラー形状計測精度および再現精度、ステージ非線形成分の計測精度および再現精度、ステージ精度安定性、レチクルステージ精度安定性のいずれかを分散、レンジ、比あるいは真値からの偏差量で表すことであることを特徴とする請求項８，９，１０，１１，１３，１４，１５，１６，１７，２１，２３，２４，２５のいずれかに記載の露光方法。
請求項１から２６のいずれかに記載の露光方法を用いて基板を露光する露光装置。
請求項２７記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、を備えることを特徴とするデバイス製造方法。