JP2009027020A - 検査装置、露光装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置のメンテナンスにかかる時間を最小限に抑え、装置の稼働率の低下を抑止する。
【解決手段】 指標の画像を取得する画像取得部と、画像取得部により取得された画像から、指標に関する情報を取得する情報取得手段と、指標に関する情報に基づいて、メンテナンスの必要度合いを予測する予測手段と、予測手段における予測結果を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体デバイスを製造する過程で用いられる装置のメンテナンス時期を検査する検査装置、該検査装置を備えた露光装置、及び装置のメンテナンス時期を検査する検査方法に関する。

半導体デバイスを製造する際に、レクチル（マスク）に形成されたパターンを半導体ウェハ等の感光性基板上に露光する露光装置が使用されている。この半導体ウェハは、多層のパターンを積み重ねて形成しており、半導体ウェハの２層目以降に重ね合わせ露光する際には、半導体ウェハのパターン露光領域（以下、ショット領域）と、レクチルのパターン像とを高精度に位置合わせすることが要求される。このため、レクチルや、半導体ウェハなどに形成されたアライメントマークを検出或いは撮像し、検出又は撮像されたアライメントマークから位置情報を取得することで、ショット領域とパターン像との位置合わせを行うことが多い。この位置合わせを行う際に、レクチル又は半導体ウェハを保持するステージに形成されたアライメントマークを検出し、このアライメントマークの検出時に得られるステージの位置情報を用いて、ステージの位置調整も行う場合もある。これにより、ショット領域とパターン像との位置合わせを高精度に行うことが可能となる。
特開２００１−３４５２５０号公報

しかしながら、上述したアライメントマークを検出する場合、アライメントマークに向けて照射する光源の発光量の低下や、露光装置を長時間稼働することでの露光装置の各部の位置ズレが生じてしまう。また、この他に、半導体ウェハを吸着保持するウェハステージに形成されたアライメントマークは、露光装置を長時間稼働させることで耐水性のコーティングが劣化する、または水垢などの汚れが付着していくことから、時間経過とともに、アライメントマークを適切に検出することができなくなる。例えばアライメントマークが適切に検出することができなくなると、レチクルと半導体ウェハとの位置合わせ、つまりショット領域とパターン像との位置合わせを高精度で行うことができなくなり、半導体ウェハのショット領域にパターン像を適切に露光できなくなる。このような問題を解決する方法としては、露光装置に対するメンテナンス作業を定期的に行うことが考えられるが、メンテナンスは、露光装置を停止させて行うことから、露光装置の稼働率を低下させてしまうこと要因となり、あまり好ましくない。

本発明は、上述した課題を解決するために発明されたものであり、装置のメンテナンスにかかる時間を最小限に抑え、装置の稼働率の低下を抑止することができるようにした検査装置、露光装置及び検査方法を提供することを目的とする。

第１の発明の検査装置は、稼働する装置に対してメンテナンスを行う必要があるか否かを検査する検査装置において、指標の画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された画像から、前記指標に関する情報を取得する情報取得手段と、前記指標に関する情報に基づいて、前記メンテナンスの時期を予測する予測手段と、前記予測手段における予測結果を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記情報取得手段は、前記指標の画像と予め取得された指標の基本画像との相関から得られる評価値を、前記指標に関する情報の一つとして算出する算出手段を備えていることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１の発明において、前記情報取得手段は、少なくとも１つ以上の評価用アルゴリズムを用いて前記指標の画像に対する評価値を、前記指標に関する情報の一つとして算出する算出手段を備えていることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１の発明において、前記情報取得手段は、取得された画像のノイズ成分、又はコントラスト成分の何れかに対する評価値を、前記指標に関する情報の一つとして算出する算出手段を備えていることを特徴とする。

また、第５の発明は、第２から第４の発明において、前記算出手段によって算出された評価値を時系列に記憶していく記憶手段を備え、前記予測手段は、算出された評価値と、前記記憶手段に記憶された複数の評価値とを用いて前記メンテナンスの時期を予測することを特徴とする。

また、第６の発明の露光装置は、第１〜第５のいずれかの検査装置を備えたことを特徴とする。

また、第７の発明は、第６の発明において、マスクのパターン像が露光される感光性基板を保持する基板用ステージを備え、前記指標は、前記保持ステージに設けられていることを特徴とする。

また、第８の発明は、第６の発明において、前記指標は、パターンが形成されたマスクに形成された位置検出用のマークであることを特徴とする。

また、第９の発明は、第６の発明において、前記指標は、マスクのパターン像が露光される感光性基板に形成された位置検出用マークであることを特徴とする。

また、第１０の発明の検査方法は、稼働する装置に対してメンテナンスを行う必要があるか否かを検査する方法において、指標の画像を取得する画像取得工程と、取得された画像から、前記指標に関する情報を取得する情報取得工程と、前記指標に関する情報に基づいて、メンテナンスの時期を予測する予測工程と、前記予測工程における予測結果を表示する表示工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、指標に関する情報に基づいて、メンテナンスを行う必要があるか否か、また、メンテナンスの時期を予測できるので、予めメンテナンスに必要となる部品の確保や、メンテナンス作業を行う人員の確保などの作業を前もって行うことができる。また、このような作業を前もって行うことで、装置自体の稼働率の低下を最小限に留めることができる。

図１は、本発明を実施した露光装置の一例を示す概略図である。図１において、投影露光装置１０の設置面に垂直にＺ軸をとり、Ｚ軸に垂直な面内で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸をとるものとする。超高圧水銀ランプや、エキシマレーザ光源などの露光光源１５から射出された照明光は、ミラー１６で反射されて波長選択フィルタ１７に入射する。波長選択フィルタ１７を通過した露光に必要な波長域の照明光（露光光）は、照度分布均一化用のフライアイ・インテグレータ１８に入射する。なお、装置全体の動作を統轄制御する主制御系５１が露光光源１５の発光タイミング、及び出力等を制御している。

フライアイ・インテグレータ１８の射出面に形成される多数の光源像からの露光光ＩＬは、不図示の開口絞りを通過して、第１リレーレンズ１９ａを経てレチクルブラインド（可変視野絞り）２０に到達する。レチクルブラインド２０は、駆動装置２１によって開口の大きさが切り換えられ、これによって露光光ＩＬによるレチクル上の照明領域が制御される。レチクルブラインド２０の開口を通過した露光光ＩＬは、第２リレーレンズ１９ｂを経て、ミラー２２で反射された後、コンデンサレンズ系２３を介してレチクル３０のパターン面の照明領域を照明する。レチクルの照明領域内のパターンの像は、投影光学系２４を介して投影倍率β（βは１／４，１／５等）で、レジストが塗布された半導体ウェハ３５の表面の各ショット領域に投影される。

レチクル３０は、このレチクル３０をＸＹ平面内で位置決めするレチクルステージ４０上に吸着保持されている。レチクルステージ４０の位置は不図示のレーザ干渉計によって計測され、この計測値及び主制御系５１からの制御情報によってレチクルステージ４０の動作が制御されている。一方、半導体ウェハ３５は、不図示のウェハホルダ上に真空吸着によって保持され、このウェハホルダはウェハステージ４２上に固定されている。ウェハステージ４２は、例えばリニアモータ方式によってＸ方向、Ｙ方向に半導体ウェハ３５をステップ移動するとともに、オートフォーカス方式で半導体ウェハ３５のフォーカス位置（光軸ＡＸ方向の位置）、及び傾斜角を制御することによって、半導体ウェハ３５の表面を投影光学系２４の像面に合わせ込む。

ウェハステージ４２の上部に固定された移動鏡４３、及び対向して配置されたレーザ干渉計４４によってウェハステージ４２のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が計測され、この計測値がステージ制御系５０及び主制御系５１に出力されている。ステージ制御系５０は、その計測値、及び主制御系５１からの制御情報に基づいて、ウェハステージ駆動部５２を介してウェハステージ４２の動作を制御する。露光時には、半導体ウェハ３５上の１つのショット領域５５への露光が終了すると、ウェハステージ４２のステップ移動によって半導体ウェハ３５上の次のショット領域５５が投影光学系２４の露光領域に移動し、以下ステップ・アンド・リピート方式で半導体ウェハ３５上の各ショット領域へのレチクル３０のパターン像の露光が行われる。

このような露光が重ね合わせ露光であるとすると、予め半導体ウェハ３５の各ショット領域とレチクル３０とのアライメントを高精度に行っておく必要がある。そのため、図３（ａ）に示すように、半導体ウェハ３５上の各ショット領域５５にはそれぞれ、Ｘ方向に配列された凹凸のライン・アンド・スペースパターンよりなるＸ軸のウェハマーク５６Ｘ、及びＹ方向に配列された凹凸のライン・アンド・スペースパターンよりなるＹ軸のウェハマーク５６Ｙが付設されている。ウェハマーク５６ＸのＸ方向の中心座標、及びウェハマーク５６ＹのＹ方向の中心座標と、対応するショット領域５５の中心座標とのオフセットは、露光データとして主制御系５１に出力されている。

また、図３（ｂ）に示すように、レチクル３０のパターン領域５９の＋Ｘ方向側に窓部６０Ｙを挟んでＹ方向に所定ピッチでＹ軸のレチクルマーク６１Ｙが形成され、パターン領域５９の＋Ｙ方向側に窓部６０Ｘを挟んでＸ方向に所定ピッチでＸ軸のレチクルマーク６１Ｘが形成されている。本実施形態では、レチクル３０のパターン領域５９の投影像の中心に半導体ウェハ３５のショット領域５５の中心をほぼ合わせた状態で、ウェハマーク５６Ｘ及び５６Ｙの共役像がそれぞれ窓部６０Ｘ及び６０Ｙに形成されるようになっている。更に、不図示であるが、レチクル３０のパターン面にはパターン領域５９をＸ方向に挟むように、レチクルアライメント用の２つのアライメントマークが形成されている。

投影露光装置１０には、レチクル３０のレチクルマーク６１Ｘ，６１Ｙ（図３参照）と、対応する半導体ウェハ３５上の各ショット領域５５のウェハマーク５６Ｘ，５６Ｙとの位置ずれ量を投影光学系２４を介して検出する、ＴＴＲ（Through The Reticle）方式のアライメントセンサ６５が備えられ、アライメントセンサ６５の計測信号がアライメント信号処理系６６に出力されている。アライメントセンサ６５は、実際には２つのレチクルマーク６１Ｘ，６１Ｙの上方に２軸配置されている。

アライメントセンサ６５の方式としては、アライメント光としてＨｅ−Ｎｅレーザ等を使用してドット列状のマークからの回折光を受光するＬＳＡ方式、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光等を使用して回折格子状のマークからの回折光よりなる干渉光を受光するＬＩＡ方式、又は露光光と同じ波長域の照明光を使用して被検マークの像を撮像する露光光アライメント方式等が使用できる。特に、露光光として、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザ光を使用した場合には、アライメント光としてＨｅ−Ｎｅレーザ光を使用すると、露光光との波長差が大きくなって投影光学系２４における色収差の補正が複雑になるため、露光光アライメント方式が好ましい。また、露光光アライメント方式を使うとオフセットを考慮する必要がなく、いわゆるベースライン量（アライメントセンサの検出中心と露光中心との間隔）を管理する必要もない。

そこで、本実施形態では、アライメントセンサ６５として、露光光と同じ波長域の照明光でレチクルマーク及びウェハマークを照明し、両マークの像をＣＣＤカメラ等の撮像素子で撮像する画像処理方式で、かつ露光光アライメント方式のセンサを使用する。また、レチクル３０のアライメント用として、ウェハステージ４２上に所定の基準マークが形成された基準マーク部材６６が固定されている。そして、例えばレチクル３０をレチクルステージ４０上に載置した際には、基準マーク部材６６を投影光学系２４の露光領域に移動して、アライメントセンサ６５によって投影光学系２４を介して、レチクル３０上のアライメントマークと対応する基準マーク部材６６上の基準マークとの位置ずれ量を計測する。この位置ずれ量は、アライメント信号処理系６７によって求められて主制御系５１に出力され、主制御系５１ではその位置ずれ量が所定範囲内に収まるようにレチクルステージ４０を制御する。

また、投影光学系２４の側方には、ウェハ１２上のウェハマーク５６の位置検出を行うために、オフ・アクシス方式のアライメントセンサ６７も備えられている。アライメントセンサ６７のアライメント方式としては、画像処理方式（ＦＩＡ方式）、ＬＳＡ方式、又はＬＩＡ方式等が使用できるが、オフ・アクシス方式のアライメントセンサは、半導体ウェハ３５の大まかな位置合わせ（サーチアライメント）にも使用されることが多いため、画像処理方式が便利である。そこで、本実施形態のアライメントセンサ６７も、広帯域の照明光で被検マークを照明し、被検マークの像をＣＣＤカメラ等の撮像素子で撮像する画像処理方式とする。アライメントセンサ６７からの撮像信号よりなる計測信号もアライメント信号処理系６９に出力されている。なお、アライメントセンサ６７の検出中心とレチクル３０のパターンの投影像の中心（露光中心）との間隔（ベースライン量）は、基準マーク部材６６上の所定の基準マークを用いて予め求められて、主制御系５１の内部に記憶されている。

露光時にＴＴＲ方式のアライメントセンサ６５を使用する場合には、アライメントセンサ６５を用いて、レチクル３０上のレチクルマーク６１Ｘ，６１Ｙと、半導体ウェハ３５上の露光対象のショット領域５５のウェハマーク５６Ｘ，５６Ｙの像とを同時に撮像し、アライメント信号処理系６９でそれらのマーク間の位置ずれ量を検出し、検出結果を主制御系５１に出力する。主制御系５１では、それらの位置ずれ量が所定の許容範囲に収まるようにウェハステージ４２を駆動した後、当該ショット領域５５にレチクル３０のパターン像を露光する。

一方、露光時にオフ・アクシス方式のアライメントセンサ６７を使用する場合には、例えば半導体ウェハ３５上から選択された所定個数のショット領域（サンプルショット）５５のウェハマーク５６Ｘ，５６Ｙをアライメントセンサ６７で撮像する。そして、アライメント信号処理系では、計測信号を処理することによって各ウェハマーク５６Ｘ，５６Ｙのアライメントセンサ６７内の検出中心からのＸ方向、Ｙ方向への位置ずれ量を検出し、検出結果を主制御系５１に出力する。主制御系５１は、各ウェハマークの位置ずれ量を各ウェハマークの位置を検出したときにレーザ干渉計４４によって計測されている座標に加算することによって、各ウェハマークのＸ座標、又はＹ座標を算出し、更に各サンプルショットの配列座標を求める。

そして、主制御系５１は、例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式でそれらの配列座標を処理することによって、半導体ウェハ３５上の全部のショット領域５５の配列座標を求める。その後、主制御系５１は、得られた配列座標をアライメントセンサ６７のベースライン量等で補正した値に基づいて、ウェハステージ４２を駆動して半導体ウェハ３５上の各ショット領域５５を露光位置に位置決めして、レチクル３０のパターン像を露光する。

次に、アライメント信号処理系６９において、オフ・アクシス方式のアライメントセンサ６７からの計測信号より、図３（ａ）のＸ軸のウェハマーク５６Ｘの検出中心からＸ方向への位置ずれ量を求める方法の一例につき説明する。なお、ＴＴＲ方式のアライメントセンサ６７からの計測信号も同様に処理できる。図２は、アライメント信号処理系６９の構成を示すブロック図であり、この図２において、アライメントセンサ６５及び６７からの撮像信号よりなる計測信号は、それぞれアライメント信号処理系６９内の信号処理部７０及び７１に出力される。信号処理部７０及び７１は、それぞれ対応する計測信号を例えば画素毎にデジタル信号に変換した後、非計測方向に加算して平均化し、このように平均化された計測信号のパターンをＲＡＭ等の第１メモリ７２に格納する。第１メモリ７２に格納された計測信号のパターンは、制御部７３に読み出されて演算判定部７４に出力される。なお、制御部７３、及び演算判定部７４は、例えばマイクロプロセッサより構成されている。

ＲＡＭ等の第２メモリ７５には、予め主制御系５１から制御部７３を介して、ウェハマーク５６Ｘの計測信号のパターンを判定する際の基準となる標準パターンのデータが格納されている。制御部７３は、アライメント時には第２メモリ７５から読み出した標準パターンのデータを演算判定部７４に出力する。演算判定部７４では、ＤＰマッチング方法を用いて、所定のマッチング度が最大値を取るときのシフト量を求める。なお、ＤＰマッチング方法は、計測信号のパターンから切り出す範囲をずらしながら、切り出された所定幅のデータと、その標準パターンのデータとを比較することで得られるマッチング度（評価値）Ｅを求め、その評価値Ｅが最大値を取るときのシフト量を位置すれ量として求める。演算判定部７４は、算出された計測信号のパターンのシフト量と、そのときの評価値Ｅとを制御部７３に出力する。

主制御系５１は、投影露光装置１０が自動停止される時期を予測する停止予測部８５を備えている。この停止予測部８５は、２つの閾値（以下、第１基準値Ｅ１、第２基準値Ｅ２と称する）を備えており、主制御部７３から評価値Ｅが入力されたときに、これら第１基準値Ｅ１及び第２基準値Ｅ２と、評価値Ｅとの比較が行われる。この比較結果に応じて、表示装置８６に警告表示、或いは投影露光装置１０の自動停止の時期が表示される。

図５は、半導体ウェハ３５にレクチル３０上のパターン像を露光する流れを示すフローチャートである。ステップＳ１は、半導体ウェハ３５をウェハステージ４２にセットする処理である。この処理が終わると、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２は、アライメントセンサ６５，６７により、ウェハマーク、レクチルマークなどを撮像する処理である。このステップＳ２が終了すると、ステップＳ３へと進む。

ステップＳ３は、アライメントセンサ６５，６７によって撮像された画像から位置ずれ量を算出する処理である。アライメントセンサ６５，６７によって取得された画像は信号処理部７０，７１に出力される。この信号処理部７０，７１に出力された画像は、処理信号のパターンに変換された後、第１メモリ７２に記憶される。その後、第１メモリ７２に記憶された処理信号のパターンは、第２メモリ７５に記憶された標準パターンとともに演算判定部７４に出力され、例えばＤＰマッチング法などによって、位置ずれ量が求められる。この位置ずれ量は、該位置ずれ量を求める際に算出された評価値Ｅとともに、主制御系５１に出力される。

ステップＳ４は、求められた位置ずれ量に基づいて、ウェハステージ４２の位置調整を行う処理である。ウェハステージ４２の位置調整が行われると、ステップＳ５に進み、露光処理が開始される。つまり、レクチル３０のパターン像を、半導体ウェハ３５の各ショット領域に露光する。

図６は、メンテナンスを行う必要があるか否かを判定する処理手順を示すフローチャートである。この基準値のうち、第１基準値Ｅ１は、投影露光装置１０が自動停止されるときの評価値の値である。また、第２基準値Ｅ２は、投影露光装置１０は自動停止されないが、メンテナンスを行う必要があると判断するときの基準値である。これら第１基準値Ｅ１、第２基準値Ｅ２は、予め実験などから得られる値であっても良いし、ウェハステージ３５の位置合わせを行う際に入力される評価値Ｅの時間的変化を記憶していき、記憶した評価値Ｅの時間的変化から実際に投影露光装置１０が自動停止したときの評価値の値から、第１基準値Ｅ１、第２基準値Ｅ２を設定することも可能である。

ステップＳ１１は、評価値Ｅと第２基準値Ｅ２との比較を行う処理である。この評価値Ｅと第２基準値Ｅ２との比較において、評価値Ｅ＞第２基準値となる場合には、投影露光装置１０は、ウェハステージの位置合わせ、及び半導体ウェハの露光が適切に行われているものと判定される。一方、評価値Ｅ≦第２基準値Ｅ２となる場合には、第２基準値Ｅ２は、投影露光装置１０自体は自動停止されないが、投影露光装置１０のメンテナンスを行う時期に到達したと判定される。この場合には、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２は、評価値Ｅと第１基準値Ｅ１との比較を行う処理である。この評価値Ｅと第１基準値Ｅ１との比較において、評価値Ｅ＞第１基準値Ｅ１となる場合には、ステップＳ１３に進み、評価値Ｅ≦第１基準値Ｅ１となる場合には、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１３は、投影露光装置１０が自動停止する時期を予測する処理である。図４に示すように、評価値Ｅは投影露光装置１０の稼働時間Ｔに伴って徐々に低下していく。この評価値Ｅの時間推移を示すデータを予め停止予測部８５に設け、停止予測部８５において現在の評価値Ｅが第１基準値Ｅ１になるまでの時間を算出する。なお、この評価値Ｅの時間推移のデータは、予め実験等により取得される統計的なデータの他に、実際に投影露光装置１０を稼働したときに得られる評価値のデータを用いることができる。このステップＳ１３の処理が終わると、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４は、メンテナンスを行う必要がある旨を示す警告表示、及び投影露光装置が停止される時期の表示を、表示装置８６に行う。

この評価値の比較は、半導体ウェハ３５がセットされる毎にウェハステージ４２の位置合わせを行うことから、半導体ウェハ３５をウェハステージ４２にセットする毎に行ってもよいし、例えば１日おき、或いは１時間おきなど所定間隔を空けて行うことが可能である。メンテナンスの内容としては、例えば投影露光装置１０の各部の清掃、ウェハステージ３５に設けられた基準マーク部材６８の交換やウェハステージ３５自体の交換などが挙げられる。この表示が表示装置８６に行われることで、交換部品の手配、メンテナンスを行う人員の確保などの作業が行われ、投影露光装置が自動停止される前に投影露光装置１０のメンテナンス作業が実行される。

ステップＳ１５は、投影露光装置を自動停止させる処理である。このステップＳ１５は、ステップＳ１１及びステップＳ１２を行って、投影露光装置１０のメンテナンスを行って入れば、ステップＳ１５の処理が実行されることがないので、このステップＳ１５が実行されるときには、投影露光装置１０のメンテナンスを行っていない場合である。

これによれば、位置合わせの際に算出される値を用いるだけで、メンテナンスを行う必要性があるか否かの判定、さらには、投影露光装置１０が停止される時期の予測を容易に行うことができる。

本実施形態では、評価値Ｅは時間経過とともに低下していくとしているが、評価値Ｅが時間経過とともに、上下に変動する場合もある。このような場合には、評価値Ｅ＞第２基準値Ｅ２となる場合であっても、変動量（振幅量）が閾値を超えた場合に、メンテナンスを行う必要があると判定し、そのような場合にのみ警告表示を行うようにする。

本実施形態では、位置ずれ量を求める際にＤＰマッチング法を用いているが、これに限定する必要はなく、パターンマッチング法などを用いて、位置ズレ量を算出するとともに、被検マークの評価値を算出することも可能である。

本実施形態では、ＤＰマッチング法を用いて位置ズレ量を算出する際に取得される評価値を用いて、メンテナンスが必要であるか否かを判定しているが、これに限定される必要はなく、例えば、複数のアルゴリズムを用いてマークの位置検出を算出する際に得られる評価値を用いてもよい。例えば複数のアルゴリズムとしては、例えば、アライメントセンサで得られた信号を所定の折り返し位置で分割し、一方の信号を折り返した後、押し返し位置をずらしながら、２つの信号の相関からマッチング度を求めた後に、被検マークの位置情報を取得する折り返し自己相関法、隣り合うマークの相関からマッチング度を求めた後に、比肩マークの位置情報を取得する並進相関法、及び取得される画像のコントラストからマッチング度を求めた後に、位置情報を取得する相関法が挙げられる。なお、これら相関法の内容は、周知であることから、ここではその詳細を省略する。

この場合、上述した複数のアルゴリズムの少なくとも１つ以上を用いて被検マークの位置情報を取得する。この位置情報の取得時に得られるマッチング度を評価値として、それぞれの評価値を、予め設定された閾値と比較することによって、メンテナンスを行う必要があるか否か、また、メンテナンスを行う必要がある場合には、投影露光装置が自動停止される時期の予測を行う。なお、上述した相関法を２つ以上用いるときには、それぞれの相関法で得られる評価値のいずれか１つでもメンテナンスを行う必要が行われた場合に、その旨を示す警告表示を行う。

また、この他に、被検マークの取得時に悪影響を与える要因がわかっている場合には、その要因について調査し、その調査結果に基づいて警告表示を行うことも可能である。例えば被検マークの取得したときにノイズ成分が含まれる場合には、ノイズ成分の分散値を取得する。この分散値は、その値が大きい程ノイズ成分が大きいことを示すことから、この分散値の時間的変化から、被検マークの取得状況を評価することができる。また、この他に、取得された被検マークのコントラストを参照し、このコントラストの値が小さくなり、閾値以下となる場合には、光源の劣化が考えられることから、メンテナンスとして光源の部品交換を行う。

本実施形態では、ウェハマークの位置ずれ量を求める際に取得される評価値を用いて、投影露光装置のメンテナンスが必要であるか否かの判定、及び投影露光装置が自動停止される時期を求めているが、これに限定する必要はなく、レクチルマークや、ウェハステージに固定される基準マーク部材の基準マークの画像から、位置ずれ量を算出する場合に得られる評価値を用いることも可能である。

本実施形態では、露光装置を例に取り上げているが、この他に、半導体ウェハの表面を検査する表面検査装置に本発明の検査装置を用いることも可能である。この場合、本実施形態のアライメントセンサ、ウェハステージ、アライメント信号処理系、ステージ制御系、主制御系を備えた検査装置とすればよい。

本発明を用いた露光装置の構成を示す概略図である。 アライメント信号処理系の構成を示すブロック図である。 ウェハマーク及びレクチルマークの一例をそれぞれ示す平面図である。 評価値の時間推移を示す図である。 半導体ウェハにレクチル上のパターン像を露光する流れを示すフローチャートである。 メンテナンスを行う必要があるか否かを判定する処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…投影露光装置、３０…レクチル、３５…半導体ウェハ、４２…ウェハステージ、５１…主制御系、６５…レクチル用アライメントセンサ、６７…ウェハ用アライメントセンサ、６９…アライメント信号処理系、７４…演算判定部、８５…停止予測部、８６…表示装置

Claims (10)

1. 稼働する装置に対してメンテナンスを行う必要があるか否かを検査する検査装置において、
   指標の画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部により取得された画像から、前記指標に関する情報を取得する情報取得手段と、
   前記指標に関する情報に基づいて、前記メンテナンスの必要度合いを予測する予測手段と、
   前記予測手段における予測結果を表示する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする検査装置。
2. 請求項１記載の検査装置において、
   前記情報取得手段は、前記指標の画像と予め取得された指標の基本画像との相関から得られる評価値を、前記指標に関する情報の一つとして算出する算出手段を備えていることを特徴とする検査装置。
3. 請求項１記載の検査装置において、
   前記情報取得手段は、少なくとも１つ以上の評価用アルゴリズムを用いて前記指標の画像に対する評価値を、前記指標に関する情報の一つとして算出する算出手段を備えていることを特徴とする検査装置。
4. 請求項１記載の検査装置において、
   前記情報取得手段は、取得された画像のノイズ成分、又はコントラスト成分の何れかに対する評価値を、前記指標に関する情報の一つとして算出する算出手段を備えていることを特徴とする検査装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の検査装置において、
   前記算出手段によって算出された評価値を時系列に記憶していく記憶手段を備え、
   前記予測手段は、算出された評価値と、前記記憶手段に記憶された複数の評価値とを用いて前記メンテナンスの時期を予測することを特徴とする検査装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査装置を備えたことを特徴とする露光装置。
7. 請求項６に記載の露光装置において、
   マスクのパターン像が露光される感光性基板を保持する基板用ステージを備え、
   前記指標は、前記保持ステージに設けられていることを特徴とする検査装置。
8. 請求項６に記載の露光装置において、
   前記指標は、パターンが形成されたマスクに形成された位置検出用マークであることを特徴とする露光装置。
9. 請求項６に記載の露光装置において、
   前記指標は、マスクのパターン像が露光される感光性基板に形成された位置検出用マークであることを特徴とする露光装置。
10. 稼働する装置に対してメンテナンスを行う必要があるか否かを検査する方法において、
    指標の画像を取得する画像取得工程と、
    取得された画像から、前記指標に関する情報を取得する情報取得工程と、
    前記指標に関する情報に基づいて、メンテナンスの時期を予測する予測工程と、
    前記予測工程における予測結果を表示する表示工程と、
    を備えたことを特徴とする検査方法。

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