JP2014103343A - 露光装置、プログラム、及び管理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】効率良く複数の露光装置を稼動する。
【解決手段】露光履歴情報と露光ジョブの内容とに基づいて熱収差を予測し(ステップ202)、その予測に従って、或いはこの結果から予測される結像特性に従って(ステップ214)、さらには露光ジョブの優先度に従って、次の露光ジョブを実行する露光装置を決定するので(ステップ204、216)、十分な重ね合わせ精度を確保して、稼働率を下げることなく効率良く複数の露光装置を稼動することが可能となる。
【選択図】図3
【解決手段】露光履歴情報と露光ジョブの内容とに基づいて熱収差を予測し(ステップ202)、その予測に従って、或いはこの結果から予測される結像特性に従って(ステップ214)、さらには露光ジョブの優先度に従って、次の露光ジョブを実行する露光装置を決定するので(ステップ204、216)、十分な重ね合わせ精度を確保して、稼働率を下げることなく効率良く複数の露光装置を稼動することが可能となる。
【選択図】図3
Description
本発明は、露光装置、プログラム、及び管理システムに係り、更に詳しくは、少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記パターンを転写する露光装置、該露光装置に用いられるプログラム、及び複数の前記露光装置を管理する管理システムに関する。
半導体素子(集積回路等)、液晶表示素子等の電子デバイス(マイクロデバイス)は、ウエハ、ガラスプレート等の基板の表面に電導性薄膜、絶縁性薄膜等の機能膜を設ける工程と、機能膜が設けられた基板の表面にパターン加工を施す工程、すなわち、基板の表面にレジストパターンを形成するリソグラフィ工程と、レジストパターンをエッチングマスクとして機能膜をエッチング加工することにより基板上にパターン(薄膜パターン)を形成するエッチング工程と、を繰り返して、複数の異なるパターン(薄膜パターン)を基板上に積み重ねて形成することにより製造される。
上記のリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(いわゆるステッパ)と、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))と、が用いられている。これらの露光装置は、照明光を、レチクル(又はマスク)及び投影光学系を介して、感光剤(レジスト)が塗布された基板上に投射することによって、レチクルに形成されたパターン(の縮小像)を基板上の複数のショット領域に転写する。そして、マスクパターンが転写された基板を現像することにより、その基板上にレジストパターンが形成される。
近年では、量産性(スループット)を向上するために、複数の露光装置を導入し、それらをホストコンピュータを用いて集中管理するリソグラフィシステムを構築することがある。この際、システム内の複数の露光装置を用いて、1つの基板上に複数のパターンを重ね形成する。このリソグラフィシステムにおいて、例えば、ウエハの元工程レイヤに対する露光に用いられた露光装置が稼働中である場合には、稼動していない他の露光装置の1つを用いて現工程レイヤに対する露光を行うように、全露光装置の稼動をスケジューリングすることにより、リソグラフィ工程(さらにそれを含む全デバイス製造工程)に要する時間を短縮することができる。
上述のリソグラフィシステムを運用するに際し、各露光装置において、特に強い変形照明を用いて微細なパターンを基板上に転写する場合に、照明光が投影光学系を構成するレンズエレメントに吸収され、そのレンズエレメントが局所的に発熱し、熱膨張して変形し、或いは熱により屈折率が変化することにより、収差(熱収差と呼ぶ)が生じることがある(例えば特許文献1参照)。通常、熱収差は、レンズコントローラを用いて補正することができる。しかし、例えば、複数の基板を極端に異なる変形照明等を用いて露光すると、レンズコントローラを用いて補正することのできない熱収差が生じることもある。係る場合、投影光学系(レンズエレメント)を冷却するために露光装置を停止しなければならず、これにより露光装置、さらにはリソグラフィシステムの稼働率が低下することとなる。
本発明は、上述の事情の下でなされたものであり、第1の観点からすると、少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置であって、前記照明形状を用いて照明光を生成する照明系と、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した前記照明光を前記物体に照射する投影光学系と、前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置と、第1の露光ジョブを実行した時刻、前記第1の露光ジョブによりマスクパターンが転写された物体の数、及び前記第1の露光ジョブによりマスクパターンが転写されたショットの数のいずれかに基づいて露光履歴情報を算出し、該露光履歴情報と前記第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブとに基づいて前記投影光学系による熱収差を予測し、前記熱収差の予測に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する制御部と、を備える第1の露光装置である。
これによれば、露光履歴情報と露光ジョブの内容とに基づいて熱収差を予測し、その予測に従って次に実行する露光ジョブを決定するので、稼働率を下げることなく効率よく露光装置を稼動することが可能となる。
本発明は、第2の観点からすると、少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置であって、前記照明形状を用いて照明光を生成する照明系と、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した前記照明光を前記物体に照射する投影光学系と、前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置と、第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて前記投影光学系による熱収差を予測し、該熱収差の予測に従って前記補正装置を用いて前記熱収差を補正し、該補正の結果に基づいて前記物体上での前記マスクパターンの結像特性を予測し、該結像特性の予測に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する制御部と、を備える第2の露光装置である。
これによれば、結像特性の予測に従って次に実行する露光ジョブを決定するので、稼働率を下げることなく効率よく露光装置を稼動することが可能となる。
本発明は、第3の観点からすると、少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置であって、前記照明形状を用いて照明光を生成する照明系と、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した前記照明光を前記物体に照射する投影光学系と、前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置と、第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて前記投影光学系による熱収差を予測し、該熱収差の予測と前記第2の露光ジョブの優先度に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する制御部と、を備える第3の露光装置である。
これによれば、熱収差の予測と露光ジョブの優先度に従って次に実行する露光ジョブを決定するので、稼働率を下げることなく優先度の高い露光ジョブを効率よく実行することが可能となる。
本発明は、第4の観点からすると、物体上にマスクパターンを転写する複数の露光装置を管理する管理システムであって、マスクパターンを照明する照明形状を用いて照明光を生成する照明系と、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した前記照明光を物体に照射する投影光学系と、前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置と、を有し、少なくとも前記マスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って稼動する複数の露光装置と、前記複数の露光装置のうちの少なくとも1つの露光装置に対し、第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて前記投影光学系による熱収差を予測し、該熱収差の予測に従って前記補正装置を用いて前記熱収差を補正し、前記補正の結果と、該補正の結果に基づいて予測される前記物体上での前記マスクパターンの結像特性と、の少なくとも一方に従って、前記複数の露光装置の中から前記第2の露光ジョブを実行する露光装置を決定する制御部と、を備える管理システムである。
これによれば、熱収差の補正の結果とこの結果から予測される結像特性との少なくとも一方に従って次の露光ジョブを実行する露光装置を決定するので、稼働率を下げることなく効率よく複数の露光装置を稼動することが可能となる。
本発明は、第5の観点からすると、少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置に用いられるプログラムであって、第1の露光ジョブを実行した時刻又は前記第1の露光ジョブによりマスクパターンが転写された物体の数のいずれかに基づいて露光履歴情報を算出し、前記照明形状を用いて生成され、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した照明光を前記物体に照射する投影光学系による熱収差を、前記露光履歴情報と前記第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブとに基づいて予測する手順と、前記熱収差の予測に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する手順と、を前記露光装置のコンピュータに実行させるプログラム第1のプログラムである。
これによれば、露光履歴情報と露光ジョブの内容とに基づいて熱収差を予測し、その予測に従って次に実行する露光ジョブを決定するので、稼働率を下げることなく効率よく露光装置を稼動することが可能となる。
本発明は、第6の観点からすると、少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置に用いられるプログラムであって、第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて、前記照明形状を用いて生成され、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した照明光を前記物体に照射する投影光学系による熱収差を予測する手順と、前記熱収差の予測に従って、前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置を用いて前記熱収差を補正する手順と、前記補正の結果に基づいて、前記物体上での前記マスクパターンの結像特性を予測する手順と、前記結像特性の予測に従って、前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する手順と、を前記露光装置のコンピュータに実行させる第2のプログラムである。
これによれば、熱収差の予測及び結像特性の予測に従って次に実行する露光ジョブを決定するので、稼働率を下げることなく効率よく露光装置を稼動することが可能となる。
本発明は、第7の観点からすると、少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置に用いられるプログラムであって、第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて、前記照明形状を用いて生成され、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した照明光を前記物体に照射する投影光学系による熱収差を予測する手順と、前記熱収差の予測と前記第2の露光ジョブの優先度とに従って、前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する手順と、を前記露光装置のコンピュータに実行させる第3のプログラムである。
これによれば、熱収差の予測と露光ジョブの優先度に従って次に実行する露光ジョブを決定するので、稼働率を下げることなく優先度の高い露光ジョブを効率よく実行することが可能となる。
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態を、図1〜図7を用いて説明する。
以下、本発明の第1の実施形態を、図1〜図7を用いて説明する。
図1には、本発明の第1の実施形態に係るリソグラフィシステム100の構成が概略的に示されている。リソグラフィシステム100は、N台の露光装置1101〜110N、記憶装置140、ターミナルサーバ150、及びホストコンピュータ(以下、単に、ホストと呼ぶ)160を備えている。
リソグラフィシステム100において、露光装置1101〜110N及びターミナルサーバ150は、ローカルエリアネットワーク(LAN)170に接続されている。さらに、ターミナルサーバ150には、ホスト160が接続されている。ホスト160には、スカジー(SCSI)等の通信路180を介して、記憶装置140が接続されている。すなわち、露光装置1101〜110N、記憶装置140、ターミナルサーバ150、及びホスト160の間の通信経路が設けられている。
露光装置1101〜110Nには、少なくとも1つのステップ・アンド・スキャン方式(走査露光方式)の縮小投影露光装置(特に混乱のない限り、単に、露光装置と呼ぶ)110k(kは1〜Nのいずれかを表すインデックス)を含む。
図2には、露光装置110kの概略的な構成が示されている。露光装置110kは、照明系IOP、レチクルRを保持するレチクルステージRST、レチクルステージRSTを駆動するレチクルステージ駆動系22、レチクルRに形成されたパターンを感光剤(レジスト)が塗布されたウエハW上に投影する投影光学系PL、ウエハWを保持してXY平面内を移動するウエハステージWST、ウエハステージWSTを駆動するウエハステージ駆動系24、及びこれらの制御系等を備えている。
照明系IOPは、例えばArFエキシマレーザ(波長193nm)(又はKrFエキシマレーザ(波長248nm)など)から成る光源、及び光源に送光光学系を介して接続された照明光学系を含む。照明光学系は、例えば特開2001−313250号公報(対応する米国特許出願公開第2003/0025890号明細書)などに開示されるように、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、レチクルブラインド等(いずれも不図示)を含み、それらを用いて光源から射出されたレーザビームを整形する。ここで、オプティカルインテグレータの後方に位置する照明光学系の瞳位置に絞りを挿入することで、輪帯照明、四重極照明等の変形照明が形成される。整形されたレーザビーム(以下、照明光ともいう)ILを、レチクルR上でX軸方向(図2における紙面直交方向)に細長く伸びるスリット状の照明領域にほぼ均一な照度で照射する。
レチクルステージRSTは、照明系IOPの下方に配置されている。ここで、レチクルステージRST上には、パターンが形成されたレチクルRが載置されている。レチクルステージRSTは、レチクルステージ駆動系22により、水平面(XY平面)内で微小駆動可能で、且つ走査方向(Y軸方向)に所定のストローク範囲で所定の走査速度で駆動可能に構成されている。
レチクルステージRSTの側面には、移動鏡15が固定されている。レチクル干渉計16は、移動鏡15にレーザビーム(測長ビーム)を投射し、移動鏡15からの反射光を受光することにより、レチクルステージRSTの水平面(XY平面)内での位置を計測する。レチクル干渉計16の計測結果は、主制御装置50に供給される。
レチクルステージRSTの上方に、例えば特開平7−176468号公報等に開示されるような一対のレチクルアライメント検出系(図示省略)が設けられている。レチクルアライメント検出系は、照明光ILと同じ波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系から構成されている。レチクルアライメント検出系の検出信号は、主制御装置50に供給される。
投影光学系PLは、レチクルステージRSTの下方に配置されている。投影光学系PLとして、例えば、レンズ鏡筒32と、その中に光軸AX方向に沿って所定間隔で配置された複数のレンズエレメント27,29,30,31,…と、を含んで構成された両側テレセントリック光学系が用いられる。
投影光学系PLの投影倍率は、例えば、1/5(或いは1/4)である。そのため、前述の如く照明光ILによりレチクルRが均一な照度で照明されると、その照明領域内のレチクルRのパターンが、投影光学系PLにより縮小されてレジスト(感光剤)が塗布されたウエハW上に投影される。そして、ウエハW上の被露光領域(ショット領域)の一部に、パターンが転写される(レジストにパターンの潜像が形成される)。
露光装置110kには、投影光学系PLの結像特性、例えば収差(熱収差を含む)を補正する結像修正装置(レンズコントローラ)12が設けられている。結像修正装置12は、投影光学系PLを構成する光学素子群(レンズ群)を光軸AXに対して任意の方向に傾斜及び平行な方向に駆動することで、球面収差(結像位置の収差)、コマ収差(倍率の収差)、非点収差、像面湾曲、歪曲収差(歪み)等の投影光学系PLの収差を補正する。
結像修正装置12は、レンズエレメント27の支持部材28、駆動素子11a,11b,11c、及びこれらを制御する制御部120より構成される。ここで、投影光学系PLを構成するレンズエレメントのうち、レチクルRに最も近いレンズエレメント27は、支持部材28に固定されている。(その他のレンズエレメント29,30,31,…は、レンズ鏡筒32に固定されている。)支持部材28は、複数(ここでは3つ)の駆動素子11a,11b,11c(但し、図2では紙面奥側の駆動素子11cは図示省略)を介して、投影光学系PLのレンズ鏡筒32と連結されている。駆動素子11a,11b,11cは、例えばピエゾ素子を含み、光軸AX方向に伸縮する。
制御部120は、主制御装置50からの波面収差(熱収差)の修正に関する指示に従い、駆動素子11a,11b,11cを制御して、レンズエレメント27を光軸AX方向及び光軸AXに対する傾斜方向に駆動する。ここで、レンズエレメント27の駆動量は位置センサ(不図示)により測定され、その測定結果は制御部120に送信される。それにより、波面収差(熱収差)が修正される。
なお、上述の結像修正装置12では、簡単のため、レンズエレメント27のみを駆動する構成を採用した。これに限らず、複数のレンズエレメント或いはレンズ群を駆動する構成を採用しても良い。それにより、波面収差(熱収差)をより微細に修正することが可能となる。
また、結像修正装置12は、熱源、冷媒等を含む熱制御部材を用いて投影光学系PLを構成する複数のレンズエレメントの温度を調整することで、波面収差(熱収差)を修正することもできる。ここで、結像修正装置12は、温度センサ(不図示)を用いて複数のレンズエレメントの温度を直接測定する、或いは熱制御部材の温度を測定することで間接的に複数のレンズエレメントの温度を測定する。
ウエハステージWSTは、投影光学系PLの下方に配置されている。ウエハステージWSTに設置されたウエハホルダ9上に、ウエハWが、真空吸着等により保持されている。ウエハホルダ9は、ホルダ駆動部(不図示)により、投影光学系PLの最良結像面に対して傾斜可能で、かつ光軸AX方向(Z軸方向)に微動可能で、さらに光軸AXに平行なZ軸回りに回転可能に構成されている。
ウエハステージWSTは、リニアモータ等を含むウエハステージ駆動系24により、X軸方向、Y軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Z軸方向、X軸回りの回転方向(θx方向)、Y軸回りの回転方向(θy方向)、及びZ軸回りの回転方向(θz方向)に微小駆動される。なお、ウエハステージWSTに代えて、X軸方向、Y軸方向及びθz方向に移動する第1ステージと、第1ステージ上でZ軸方向、θx方向及びθy方向に微動する第2ステージと、を備えるステージを用いても良い。
ウエハステージWSTの側面には、移動鏡17が設けられている。ウエハ干渉計18は、移動鏡17にレーザビーム(測長ビーム)を投射し、移動鏡17からの反射光を受光することにより、ウエハステージWSTのXY平面内の位置(ヨーイング(θz方向の回転θz)を含む)及びXY平面に対する傾斜(ピッチング(θx方向の回転θx)及びローリング(θy方向の回転θy))を計測する。
ウエハ干渉計18の計測結果は、主制御装置50に供給される。主制御装置50は、ウエハ干渉計18の計測結果に従って、ウエハステージ駆動系24を介してウエハステージWSTのXY平面内の位置(θz方向の回転を含む)を制御する。
また、投影光学系PLの下端部の近傍には、ウエハWの表面の光軸AX方向の位置及び光軸AXに対する傾斜を計測する多点焦点位置検出系(13,14)が配置されている。本実施形態では、多点焦点位置検出系として、特開平6−283403号公報等に開示される斜入射方式の検出系を採用している。多点焦点位置検出系は、ウエハWの表面に向けて結像光束を射出する照射光学系13と、ウエハWの表面からの反射光束をスリットを介して受光する受光光学系14と、から構成される。多点焦点位置検出系(13,14)の計測結果は、主制御装置50に供給される。主制御装置50は、その計測結果に従って、ホルダ駆動系(不図示)を介してウエハホルダ9をZ軸方向及び傾斜方向に駆動して、ウエハWのフォーカス・レベリング制御を行う。
また、ウエハステージWST上には、基準マーク板FMが固定されている。ここで、基準マーク板FMの表面の高さは、ウエハホルダ9上に載置されるウエハWのそれとほぼ等しい。基準マーク板FMの表面には、ベースライン、すなわち投影光学系PLとアライメント検出系8との間隔を計測するベースライン計測用の基準マーク及びレチクルアライメント用の基準マーク等が形成されている。
また、基準マーク板FMには、投影光学系PLの波面収差の計測をオン・ボディにて行うことができる波面収差計測器80、投影像の像強度分布を測定する空間像計測器(不図示)等が内設されている。波面収差計測器80と空間像計測器(不図示)とからの計測データは、主制御装置50に供給される。
投影光学系PLの側面には、ウエハW上の各ショット領域に付設されたアライメントマーク(ウエハマーク)及び基準マーク板FMに設けられた基準マークを検出するためのアライメント検出系8が設けられている。アライメント検出系8として、例えば、画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系が用いられている。ここで、FIA系は、例えばハロゲンランプ等のブロードバンド(広帯域)光をマークに照射し、マークからの反射光を受光して、マークを撮像する。そして、撮像結果を画像処理することによって、マークの位置を計測する。アライメント検出系8の検出結果は、アライメント信号処理系(不図示)を介して主制御装置50に供給される。
主制御装置50は、例えば、マイクロコンピュータ(あるいはワークステーション)から構成され、上述の露光装置110kの構成各部を統括制御する。また、本実施形態では、主制御装置50は、露光装置110kに併設された不図示のコータ・デベロッパ(以下、「C/D」と呼ぶ)も制御する。図1に示されるように、主制御装置50は、LAN170に接続され、他の露光装置1101〜110N(ただし、110kを除く)の主制御装置50及びホスト160等と通信することができる。
上述の走査露光方式の露光装置110kの露光工程における動作を、簡単に説明する。
露光に先立って、主制御装置50は、ホスト160から露光ジョブの内容を受信する。ここで、露光ジョブは、例えば、使用するレチクル(パターン)、これに対応して使用する照明形状、これらのレチクルと照明形状を用いて露光処理するウエハ(ロット)数等を内容とする。主制御装置50は、露光ジョブの内容に従って、指定されたレチクルRをレチクルステージRSTにロードし、照明系IOP内の照明光学系の瞳位置にレチクルRのパターンに対応する絞りを入れて所望の照明形状(変形照明を含む)を形成して、指定の数のウエハ(ロット)を露光処理する。
露光ジョブが開始されると、露光装置110kに併設されたC/D(不図示)により感光層(レジスト)が塗布されたウエハWが、ウエハステージWSTのウエハホルダ9上に載置される。主制御装置50は、アライメント検出系8を用いて、ウエハWの表面に付与された(ウエハW上のサンプルショット領域に付設された)アライメントマークを検出し、アライメント計測(EGA)を実行する。それにより、XY平面内におけるウエハW上のショット領域の位置(さらに走査方向に関する倍率、光軸AX周りの回転、直交度)が定められる。なお、アライメント計測(EGA)の詳細は、例えば、特開平6−349705号公報に記載されている。
主制御装置50は、アライメント計測(EGA)の結果に従って、レチクルRのパターンの投影位置(投影光学系PLの投影中心)とウエハW上の各ショット領域の相対位置関係を算出する。その結果に従って、走査露光により、ウエハW上の全ショット領域内に、順次、レチクルRのパターンを露光する。
ウエハW上の各ショット領域に対する走査露光では、主制御装置50は、レチクル干渉計16とウエハ干渉計18の計測結果を監視して、レチクルステージRSTとウエハステージWSTをそれぞれの走査開始位置(加速開始位置)に移動させる。そして、両ステージRST,WSTをY軸方向に、ただし互いに逆向きに、相対駆動する。ここで、両ステージRST,WSTがそれぞれの目標速度に達すると、照明光ILによってレチクルRのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。
主制御装置50は、走査露光中、Y軸方向についてのレチクルステージRSTの速度VrとウエハステージWSTの速度Vwとを投影光学系PLの投影倍率に対応する速度比に維持するように、レチクルステージRST及びウエハステージWSTを同期駆動する。ここで、主制御装置50は、結像修正装置12を介してレンズエレメント27を駆動して、或いは複数のレンズエレメントの温度を調整して、投影光学系PLの波面収差(熱収差)を修正する。詳細は、後述する。
レチクルRがY軸方向に移動することにより、そのパターン領域の全域が照明光ILにより照明される。それと同時にウエハWがY軸方向に、ただしレチクルRと逆方向に、移動することにより、レチクルRのパターンがウエハW上に転写される。それにより、ウエハW上のショット領域の1つに対する走査露光が終了する。
ショット領域の1つに対する走査露光が終了すると、主制御装置50は、ウエハステージWSTを、次のショット領域に対する走査開始位置(加速開始位置)へ移動(ステップ移動)させる。そして、先と同様に、次のショット領域に対する走査露光を行う。その他のショット領域に対する走査露光も、同様に行う。このように、ショット領域間のステップ移動と各ショット領域に対する走査露光とを繰り返して、ウエハW上の全てのショット領域にレチクルRのパターンを転写する。
主制御装置50は、ロット処理終了時、ウエハ交換時等、適宜、波面収差計測器80を用いて投影光学系PLの波面収差を測定する。また、主制御装置50は、適宜、結像修正装置12を介して投影光学系PLを構成する複数のレンズエレメントの温度を測定する。
図1に示されるように、露光装置1101〜110Nのそれぞれが備える主制御装置50は、LAN170及びターミナルサーバ150を介して、ホスト160と通信することができる。ここで、ターミナルサーバ150は、LAN170とホスト160との間の通信プロトコルの相違を修正するゲートウエイプロセッサである。この機能により、ホスト160と、LAN170に接続された露光装置1101〜110Nとの間の通信が可能となる。
主制御装置50は、露光ジョブを終了すると或いは定期的に、終了した露光ジョブの内容(例えば、使用したレチクル(パターン)、これに対応して使用した照明形状等)、その露光ジョブの内容に従って処理されたウエハ(ロット)数、その処理時刻及び処理に要した時間(要するに、露光装置の稼動・停止情報)、各露光装置1101〜110Nの投影光学系PLの波面収差に関する情報(波面収差計測器80からの計測情報)、投影光学系PLを構成する複数のレンズエレメントの温度情報等を、ホスト160に送信する。ホスト160は、受信した各種情報に基づいて、各露光装置1101〜110Nのそれぞれについて露光履歴情報を算出する。
ホスト160は、リソグラフィシステム100を統括的に管理するコンピュータである。ホスト160は、各露光装置1101〜110Nから送られてくる露光履歴情報等を、記憶装置140に記録する。ホスト160は、これらの情報に基づいて、全てのウエハ(ロット)の露光工程(を含む全デバイス加工工程)における全露光装置の稼動をスケジューリングする。その詳細は後述する。
また、ホスト160は、露光装置1101〜110Nの投影光学系PLの波面収差に関する情報、レンズエレメントの温度情報等を用いて、その波面収差を補正するための補正パラメータを作成する。作成された補正パラメータは、記憶装置140に記録される。そして、露光装置110kに対してウエハの露光を指示する際には、記憶装置140から必要な補正パラメータを読み出し、露光ジョブの内容とともに露光装置110kに送信する。なお、記憶装置140には、露光装置1101〜110Nの投影光学系PL(レンズエレメント)の制御情報、投影光学系PLの波面収差に関する情報(補正パラメータを求める際に使用される係数等)等が記録されている。補正パラメータの作成については、後述する。
また、ホスト160には、マンマシンインタフェースである表示ディスプレイ、キーボード、及びマウス等の入出力装置161が備えられている。
その他、ホスト160には、CD(compact disc)、DVD(digital versatile disc)等の情報記録媒体のドライブ装置(不図示)が接続されている。ドライブ装置(不図示)には、後述するように投影光学系PLの波面収差(及び結像特性)を予測するプログラム、その波面収差(波面収差計測器80の測定結果)をツェルニケ係数に変換する変換プログラム、その波面収差を補正するための補正パラメータを求めるプログラム、次の露光ジョブを実行する露光装置を決定するプログラム等が書き込まれた情報記録媒体(以下の説明では便宜上CD−ROMとする)がセットされている。なお、これらのプログラムは記憶装置(不図示)にインストールされていても良い。ホスト160には、適宜、これらのプログラムをメモリ上に読み出す。
LAN170には、バス型LAN及びリング型LANのいずれも採用可能である。本実施形態では、IEEE802規格のキャリア敏感型媒体アクセス/競合検出(CSMA/CD)方式のバス型LANを採用する。
本実施形態のリソグラフィシステム100では、システムを構成する露光装置1101〜110Nを適宜用いて、1つの基板上に複数のパターンを重ね形成する。すなわち、露光装置1101〜110Nのうち稼動していない露光装置を適宜用いてウエハの現工程レイヤに対する露光を行うように全露光装置の稼動を最適化することにより、リソグラフィ工程(さらにそれを含む全デバイス製造工程)に要する時間を短縮する。
リソグラフィシステム100の稼働において、各露光装置における投影光学系PLの収差、特に熱収差が問題となる。熱収差は、結像修正装置(レンズコントローラ)12を用いることで、補正することができる。しかし、例えば、強い変形照明を用いて多くのウエハを露光するとその補正の限界を超える、或いは極端に異なる変形照明等を用いて露光すると補正することのできない熱収差が生じることもある。係る場合、露光装置を停止して投影光学系PL(複数のレンズエレメント)を冷却するため、露光装置、すなわちリソグラフィシステムの稼働率が低下することとなる。
そこで、本実施形態のリソグラフィシステム100では、各露光装置1101〜110Nの投影光学系PLの熱収差を管理して、投影光学系PL(複数のレンズエレメント)を冷却するために露光装置を停止することのないよう、或いはその停止時間が短くなるよう全露光装置1101〜110Nの稼動を最適に管理する。
図3には、本実施形態における露光装置の稼動を管理する手順(特に、露光ジョブを実行する露光装置を選択する手順)を示すフローチャートが与えられている。
本実施形態のリソグラフィシステム100では、ホスト160に対して露光ジョブを予約し、ホスト160がその露光ジョブを実行する露光装置を選択することで、リソグラフィシステム100を構成する全露光装置1101〜110Nが稼働する。ここで、露光ジョブは、オペレータ等により適宜、或いは予め定められたスケジュールに従って自動的に、予約される。露光ジョブは、使用するレチクル(パターン)、これに対応して使用する照明形状、これらのレチクルと照明形状を用いて露光処理するウエハ(ロット)数等を内容とする。ホスト160は、予約された露光ジョブの内容を確認し、露光装置1101〜110Nのうちのいずれかの露光装置を選択してその露光装置にその露光ジョブの内容を送信する。露光装置1101〜110Nのそれぞれは、先述の通り、露光ジョブの内容を受信し、その内容に従ってウエハ(ロット)を露光処理する。
ステップ200では、予約されている露光ジョブの中から実行判断する露光ジョブを選択する。ここで、露光ジョブは、例えば、予約された順番に予約順位が与えられている。そこで、最先の予約順位の露光ジョブを選択する。
なお、緊急を要する露光ジョブを予約する場合、優先的にその露光ジョブを処理できるように、例えば、優先度を指定し、その優先度に応じて予約順位を繰り上げることとする。
ステップ202において、ホスト160は、露光ジョブの実行判断をするに当たり、(現時刻における)各露光装置1101〜110Nの投影光学系PLの熱収差W0(ρ,θ)を予測する。ここで、波面収差(基準面からのずれ)は、極座標系(ρ,θ)において表される。熱収差(波面収差)は、各露光装置1101〜110Nにおいて、先述の通り、ロット処理終了時、ウエハ交換時等、適宜、波面収差計測器80により計測され、その計測情報がホスト160に送信されている。
熱収差は、各露光装置1101〜110Nから送信される露光履歴情報に基づいて予測することもできる。係る場合、リソグラフィシステム100の稼動に先立って、ホスト160は、各露光装置1101〜110N(或いはこれらのいずれか)において、使用される全てのレチクルRとこれを照明する変形照明を用いて単位数のウエハを上述の通り露光処理し、その後、波面収差計測器80を用いて熱収差(波面収差)を計測する、又は露光されたウエハ上に形成されたレジストパターンを検出し、その検出結果から熱収差(波面収差)を求める。或いは、使用される全てのレチクルR(パターンの形状、透過率、位相、膜厚等のレチクルパターン及びレチクル構造の情報)とこれを照明する照明形状の情報に対して光学シミュレーションを行って、熱収差(波面収差)を求めることもできる。ホスト160は、得られた熱収差情報を、全てのレチクルRとこれを照明する変形照明との組みに対応付けてデータ化し、記憶装置140に記録する。ホスト160は、これらの予め求められた熱収差情報を用いて、各露光装置1101〜110Nから送られてくる各種情報(処理した露光ジョブの内容とその処理時刻、露光装置の稼動・停止情報、レンズエレメントの温度情報等)から算出した露光履歴情報に基づいて、現時刻における各露光装置1101〜110Nの熱収差W0(ρ,θ)を求める。
なお、例えば、使用されるレチクルの変更の有無とレチクルを照明する照明形状の変更の有無によって、露光ジョブが変更されるまでの時間が異なる。その時間が異なれば熱収差も変わるため、熱収差の予測において、さらに、先の露光ジョブから次の露光ジョブに変更されるまでの時間に基づいて行うこととしてもよい。また、熱収差の予測は、投入済みの露光ジョブが終了する前に行なうこととしてもよい。
図4(B)には、図4(A)に示される二極照明を用いてNANDゲートパターンを露光する露光ジョブの終了後に波面収差計測器80により計測された熱収差が示されている。図4(C)には、この露光ジョブの実行中及びその終了後の冷却時において、波面収差計測器80により計測された熱収差(実線)の時間変化と上述のように予測された熱収差(破線)の時間変化との比較の一例が示されている。図4(C)には、熱収差のZ5成分(詳細は後述する。)が示されている。時間1800秒までの露光処理により熱収差Z5の拡大、その後の冷却による縮小ともに良く一致している。これから、熱収差を、波面収差計測器80を用いて実測するに限らず、上述の通り十分な精度で予測することも可能であることがわかる。
なお、ステップ202における熱収差の予測は、露光ジョブの実行判断とは独立に、例えば定期的に(或いは適宜)実行することとしてもよい。
次に、ホスト160は、露光装置1101〜110Nのうち待ち状態にある露光装置について、その選択された露光ジョブを実行した場合の投影光学系PLの熱収差の拡大ΔW(ρ,θ)を予測する。この予測の詳細は、先述の露光履歴情報に基づいて予測することと同様である。
なお、待ち状態にある露光装置に限らず、稼働中の露光装置のうち露光ジョブの実行終了が間近の露光装置等を含めて、或いは全ての露光装置1101〜110Nについて、熱収差の拡大ΔW(ρ,θ)を予測することとしてもよい。
ステップ204では、ホスト160は、これらの結果より、選択された露光ジョブを実行した場合の投影光学系PLの熱収差をW(ρ,θ)=W0(ρ,θ)+ΔW(ρ,θ)と予測し、待ち状態にある露光装置のうちこの予測された熱収差を補正することのできる露光装置を選択する。
熱収差(波面収差)W(ρ,θ)は、極座標系(ρ,θ)において、次のようにツェルニケ多項式fi(ρ,θ)を用いて展開することができる。
W(ρ,θ)=Σi=1〜IZifi(ρ,θ) …(1)
図5には、第1項〜第37項までのツェルニケ多項式fiがZiとともに表されている。なお、ツェルニケ多項式fiによる展開項の数は37に限らず、特に限定されるものではない。
図5には、第1項〜第37項までのツェルニケ多項式fiがZiとともに表されている。なお、ツェルニケ多項式fiによる展開項の数は37に限らず、特に限定されるものではない。
各露光装置1101〜110Nの結像修正装置12の補正パラメータは、レンズエレメント27の光軸AX方向の変位L及び光軸AXに対する傾斜θx,θyである。その他のレンズエレメントも駆動可能な場合にはそれらの光軸AX方向の変位L及び光軸AXに対する傾斜θx,θy、その他、照明光の波長、照明光学系の開口数NA、コヒーレンスファクター等の照明条件、レンズエレメントの温度情報等も考慮されるが、簡単のため省略する。
係数Zi(i=1〜I)は、レンズエレメント27の変位L及び傾斜θx,θyの関数として表すことができる。ここで、線形近似が良い近似で成り立つとして、係数Zi(i=1〜I)を次のように展開する。
ホスト160は、いずれかの露光装置(露光装置110kとする)について熱収差W(ρ,θ)が予測されると、ツェルニケ多項式fiを用いて式(1)のように展開し、係数Ziを最小自乗法等を用いて決定する。ホスト160は、決定された係数Ziを式(3)に適用し、変分原理(変分原理に基づく勾配法)等を用いて、或いは次式に適用して、レンズエレメント27の変位L及び傾斜θx,θy(の変量)を求める。
[L]={[∂Z]T[∂Z]}-1・[∂Z]T・[Z] …(4)
なお、式(3)内の係数∂Zi/∂L,∂Zi/∂θx,∂Zi/∂θy(i=1〜I)は、ホスト160により、適宜作成され、記憶装置140内に記録されている。係数∂Zi/∂L,∂Zi/∂θx,∂Zi/∂θy(i=1〜I)は、光学シミュレーションにより求めることができる。光学シミュレーションでは、レンズエレメント27の光軸方向の位置L及び傾斜θx,θyに対する波面収差W(ρ,θ)が求められる。そこで、位置L及び傾斜θx,θyを基準状態、例えばL=θx=θy=0に定め、それらの1つを基準状態から単位量ずらして、波面収差W(ρ,θ)を求める。求められた波面収差W(ρ,θ)を式(1)のようにツェルニケ多項式fi(ρ,θ)を用いて展開することにより、係数∂Zi/∂L,∂Zi/∂θx,∂Zi/∂θy(i=1〜I)が近似的に求められる。また、露光装置110kにおいて実測することも可能である。レンズエレメント27の光軸方向の位置L及び傾斜θx,θyのそれぞれを、基準状態から単位量ずらして、波面収差計測器80を用いて波面収差W(ρ,θ)を求めることで、係数∂Zi/∂L,∂Zi/∂θx,∂Zi/∂θy(i=1〜I)を求めることもできる。
露光装置110kは、求められた補正パラメータ(変量データ)L,θx,θyに従って、レンズエレメント27を、光軸AX方向に距離−L変位し、光軸AXに対してX軸周りに及びY軸周りにそれぞれ−θx,−θy傾斜することにより、対応する係数Ziがゼロとなり、熱収差W(ρ,θ)を補正することができる。しかし、レンズエレメント27の光軸AX方向への駆動ストローク、光軸AXに対するX軸周り及びY軸周りの傾斜ストロークには限界がある。これらの駆動ストローク及び傾斜ストロークの限界をLth,θxth,θythと表す。
そこで、ホスト160は、待ち状態にある露光装置のうちから、求められた補正パラメータ(変量データ)L,θx,θyがいずれも限界Lth,θxth,θythを超えない露光装置110kを、次の露光ジョブを実行する露光装置として選択する。なお、これらの限界Lth,θxth,θythに対応して、補正することのできる係数Zi(i=1〜I)の限界も式(3)より定まる。係数の限界をZth,i(i=1〜I)と表す。そこで、ホスト160は、待ち状態にある露光装置のうちから、求められた係数Zi(i=1〜I)がいずれも限界Zth,i(i=1〜I)を超えない露光装置110kを次の露光ジョブを実行する露光装置として選択することとしてもよい。
露光装置が選択されると、ステップ206において、ホスト160は、露光ジョブを選択した露光装置110kに投入する。すなわち、ホスト160は、露光ジョブの内容とともに求められた補正パラメータ(変量データ)L,θx,θyを選択した露光装置110kに送信する。露光装置110k(主制御装置50)は、受信した補正パラメータ(変量データ)に従って、レンズエレメント27を、光軸AX方向に距離−L変位し、光軸AXに対してX軸周りに及びY軸周りにそれぞれ−θxj,−θyj傾斜する。それにより、熱収差W(ρ,θ)が補正される。
図6には、熱収差の補正の一例が示されている。上述のようにレンズエレメント27を駆動することで、図6に示されるように、左図の大きな熱収差が右図の小さな熱収差に補正される。
そして、露光装置110kは、先述の通り、露光ジョブを実行する。
露光ジョブの投入後、ホスト160は予約された露光ジョブ中から投入した露光ジョブを削除し、ステップ200に戻る。
一方、ステップ204において、待ち状態にある露光装置のいずれについても求められた係数Zi(i=1〜I)のうちの1以上が対応する限界Zth,i(i=1〜I)を超え、露光装置を選択することができない場合も考えられる。係る場合、ステップ212に進む。
ステップ212では、ホスト160は、待ち状態にある露光装置のそれぞれについて、限界Zth,i(i=1〜I)を超えない係数Zi(i=1〜I)については補正し(係数Ziの値は変えない)、限界Zth,i(i=1〜I)を超える係数Zi(i=1〜I)については補正しない(係数Ziの値をゼロとする)又は限界Zth,i(i=1〜I)まで補正する(係数Ziの値を対応する限界Zth,iの値に置き換える)こととする。これらの係数Zi(i=1〜I)に対して、先述の通り補正パラメータ(変量データ)L,θx,θyを求める。
ステップ214では、ホスト160は、待ち状態にある露光装置のそれぞれについて、求められた補正パラメータ(変量データ)を用いて、さらに複数のレンズエレメントの位置や傾斜を調整して、熱収差を補正し、限界Zth,i(i=1〜I)を超えた一部の係数Ziについては補正していない又は可能な限り補正した状態において線幅(その変動を含む)、コントラスト、ベストフォーカス、転写されるマスクパターンの傾き等の結像特性を予測する。なお、結像特性は、例えば、空間像計測器(不図示)を用いて測定することができる。ここで、結像特性の予測に用いられるパターンは、実パターンを計測したものでもよいし、空間像を計算したものでもよい。また、予め、係数Zi(i=1〜I)と結像特性との関係(結像特性情報)を求め、データ化して記憶装置140に記録し、係る結像特性情報を用いて上で補正した係数Zi(i=1〜I)から結像特性を求めることもできる。
ステップ216では、ホスト160は、ステップ214において待ち状態にある露光装置のいずれについて予測された結像特性が露光精度(重ね合わせ精度等)を維持するにあたり十分である場合には、その露光装置110kを次の露光ジョブを実行する露光装置として選択する。或いは、限界Zth,i(i=1〜I)を超えた未補正又は部分的に補正した係数Zi(に対応する収差成分)が、次の露光ジョブにより指定されるレチクルパターンに対して問題にならない場合には、その露光装置110kを次の露光ジョブを実行する露光装置として選択する。
図7(A)及び図7(B)には、熱収差の補正前後の結像特性(ベストフォーカス)の一例が示されている。熱収差の補正をしない場合、図7(A)に示されるように、ベストフォーカスは露光時間の経過とともに拡大するのに対し、上述の熱収差の補正をした場合、図7(B)に示されるように、ベストフォーカスの拡大は緩やかになり、改善されていることがわかる。
露光装置が選択されると、ステップ218において、ホスト160は、露光ジョブを選択した露光装置110kに投入する。すなわち、ホスト160は、露光ジョブの内容とともに求められた補正パラメータL,θx,θy(レンズエレメントの調整温度も含む変量データ)を選択した露光装置110kに送信する。露光装置110k(主制御装置50)は、先述の通り、受信した補正パラメータ(レンズエレメントの調整温度も含む変量データ)に従って熱収差W(ρ,θ)を補正し、露光ジョブを実行する。
露光ジョブの投入後、ホスト160は予約された露光ジョブ中から投入した露光ジョブを削除し、ステップ200に戻る。
一方、ステップ216において、待ち状態にある露光装置のいずれについても予測された結像特性が露光精度(重ね合わせ精度等)を維持するにあたり十分でない場合も考えられる。係る場合、露光装置は選択せず、ステップ220に進んで、その露光ジョブの予約順位を変更して、例えば最後位に下げて、ステップ200に戻る。
ステップ200に戻ると、次の予約順位の露光ジョブについて、同様の手順に従い、その露光ジョブを実行する露光装置を選択する。
なお、ステップ204、216において選択されない露光装置は、選択されるまで待ち状態に置かれることとなる。その間、投影光学系PL(レンズエレメント)が冷却され、熱収差が減少する。
また、ステップ204、216において複数の露光装置が選択可能な場合、求められた係数Zi(i=1〜I)が限界Zth,i(i=1〜I)に近い露光装置110kを次の露光ジョブを実行する露光装置として選択することとしてもよい。係る場合、求められた係数Zi(i=1〜I)が限界Zth,i(i=1〜I)に近くない、すなわち熱収差を補正するのに十分な余力を残している露光装置を、大きな熱収差を生じ得る露光ジョブを実行するために残すことで、全露光装置1101〜110Nの稼動を最適に管理することができる。
また、例えば、ステップ200において、待ち状態にある露光装置を確認し、確認できた場合に、露光ジョブを選択して、上述の選択手順を開始することとしてもよい。待ち状態にある露光装置がない場合、ステップ200において手順が中断されることで、手順の空回りを防ぐことができる。
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るリソグラフィシステム100及びこれを構成する露光装置1101〜110Nでは、露光履歴情報と露光ジョブの内容とに基づいて熱収差を予測し、その予測に従って、或いはこの結果から予測される結像特性に従って、さらには露光ジョブの優先度に従って、次の露光ジョブを実行する露光装置を決定するので、十分な重ね合わせ精度を確保して、稼働率を下げることなく効率良く複数の露光装置を稼動することが可能となる。
《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態を、図8を用いて説明する。第2の実施形態に係るリソグラフィシステム100の主要構成は先述の第1の実施形態におけるそれとほぼ同様のため、以下では、相違点を中心に説明する。また、第1の実施形態と同一又は同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を省略する。
次に、本発明の第2の実施形態を、図8を用いて説明する。第2の実施形態に係るリソグラフィシステム100の主要構成は先述の第1の実施形態におけるそれとほぼ同様のため、以下では、相違点を中心に説明する。また、第1の実施形態と同一又は同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を省略する。
先述の第1の実施形態では、リソグラフィシステム100を統括的に管理するホスト160が、次に実行する露光ジョブとその露光ジョブを実行する露光装置1101〜110Nの稼働を選択することで、全露光装置1101〜110Nの稼動を管理することとした。これに代えて、例えば、ホスト160は露光ジョブの予約を管理し、各露光装置1101〜110Nが次に実行する露光ジョブを選択することとしてもよい。
露光ジョブは、第1の実施形態と同様に、ホスト160に対して、オペレータ等により適宜、或いは予め定められたスケジュールに従って自動的に、予約される。露光ジョブは、使用するレチクル(パターン)、これに対応して使用する照明形状、これらのレチクルと照明形状を用いて露光処理するウエハ(ロット)数等を内容とする。露光ジョブは、例えば、予約された順番に予約順位が与えられているものとする。
なお、緊急を要する露光ジョブを予約する場合、優先的にその露光ジョブが処理されるように、例えば、優先度を指定することとする。
ホスト160は、露光ジョブの実行を終了し、待ち状態にある露光装置(露光装置110kとする)を確認すると、その露光装置110kに予約されている露光ジョブのうち優先順位の高い複数(或いはすべての)露光ジョブの内容を送信する。
図8には、本実施形態における各露光装置による露光ジョブの選択の手順を示すフローチャートが与えられている。
露光装置110k(主制御装置50)は、1以上の露光ジョブの内容を受信すると、次の手順に従って、次に実行する露光ジョブを選択する。
ステップ302において、主制御装置50は、露光ジョブの実行判断するに当たり、(現時刻における)投影光学系PLの熱収差W0(ρ,θ)を予測する。熱収差(波面収差)は、先述の通り、ロット処理終了時、ウエハ交換時等、適宜、波面収差計測器80により計測されている。また、熱収差は、露光装置110kの各種情報(処理した露光ジョブの内容とその処理時刻、露光装置の稼動・停止情報、レンズエレメントの温度情報等)から算出した露光履歴情報に基づいて予測することもできる。係る場合、先述の通り、ホスト160により求められた熱収差情報を取得し、それを用いて露光履歴情報から現時刻における熱収差W0(ρ,θ)を求める。
次に、主制御装置50は、受信した露光ジョブのそれぞれについて、露光ジョブを実行した場合の投影光学系PLの熱収差の拡大ΔW(ρ,θ)を予測する。この予測の詳細は、上述の露光履歴情報に基づいて予測することと同様である。
ステップ304では、主制御装置50は、受信した露光ジョブのそれぞれについて、露光ジョブを実行した場合の投影光学系PLの熱収差をW(ρ,θ)=W0(ρ,θ)+ΔW(ρ,θ)と予測し、この予測された熱収差を補正することができるか判断する。
主制御装置50は、受信した露光ジョブのそれぞれについて、先述の通り、熱収差を補正するための補正パラメータ(変量データ)L,θx,θyを求め、これらがいずれも限界Lth,θxth,θythを超えない露光ジョブを選択する。或いは、求められた係数Zi(i=1〜I)がいずれも限界Zth,i(i=1〜I)を超えない露光ジョブを選択する。
主制御装置50は、露光ジョブの選択結果をホスト160に送信する。ホスト160は、予約された露光ジョブ中から選択された露光ジョブを削除する。
ステップ306において、主制御装置50は、上で求めた補正パラメータ(変量データ)に従って、レンズエレメント27を、光軸AX方向に距離−L変位し、光軸AXに対してX軸周りに及びY軸周りにそれぞれ−θxj,−θyj傾斜する。それにより、熱収差W(ρ,θ)が補正される。そして、主制御装置50は、先述の通り、選択した露光ジョブを実行する。
露光ジョブの実行終了後、手順を終了する。
一方、ステップ304において、受信した露光ジョブのいずれについても求められた係数Zi(i=1〜I)のうちの1以上が対応する限界Zth,i(i=1〜I)を超え、熱収差を補正することができず、露光ジョブを選択することができない場合も考えられる。係る場合、ステップ312に進む。
ステップ312では、主制御装置50は、受信した露光ジョブのそれぞれについて、限界Zth,i(i=1〜I)を超えない係数Zi(i=1〜I)については補正し(係数Ziの値は変えない)、限界Zth,i(i=1〜I)を超える係数Zi(i=1〜I)については補正しない(係数Ziの値をゼロとする)又は限界Zth,i(i=1〜I)まで補正する(係数Ziの値を対応する限界Zth,iの値に置き換える)こととする。これらの係数Zi(i=1〜I)に対して、先述の通り補正パラメータ(変量データ)L,θx,θyを求める。
ステップ314では、主制御装置50は、受信した露光ジョブのそれぞれについて、求められた補正パラメータ(変量データ)を用いて、さらに複数のレンズエレメントの位置や傾斜を調整して、熱収差を補正し、限界Zth,i(i=1〜I)を超えた一部の係数Ziについては補正していない又は可能な限り補正した状態において線幅、コントラスト、ベストフォーカス等の結像特性を予測する。なお、結像特性は、先述の通り予測される。
ステップ316では、主制御装置50は、受信した露光ジョブのそれぞれについて予測された結像特性が露光精度(重ね合わせ精度等)を維持するにあたり十分である場合には、その露光ジョブを実行することを決定する。或いは、限界Zth,i(i=1〜I)を超えた未補正又は部分的に補正した係数Zi(に対応する収差成分)が、次の露光ジョブにより指定されるレチクルパターンに対して問題にならない場合には、その露光ジョブを実行することを決定する。
主制御装置50は、露光ジョブの決定結果をホスト160に送信する。ホスト160は、予約された露光ジョブ中から決定された露光ジョブを削除する。
実行する露光ジョブが決定されると、ステップ318において、主制御装置50は、上で求めた補正パラメータ(レンズエレメントの調整温度も含む変量データ)に従って、熱収差W(ρ,θ)を補正し、その露光ジョブを実行する。
露光ジョブの実行終了後、手順を終了する。
一方、ステップ316において、受信した露光ジョブのいずれについても予測された結像特性が露光精度(重ね合わせ精度等)を維持するにあたり十分でない場合も考えられる。係る場合、露光ジョブは選択せず、ステップ320に進んで、投影光学系PL(レンズエレメント)を冷却して、手順を終了する。
なお、ステップ304、316において、1以上の露光ジョブが選択される場合も考えられる。係る場合、主制御装置50は、それらのうち予約順位の最先の露光ジョブを選択する。また、優先度の高い露光ジョブが含まれる場合、その露光ジョブを選択する。
なお、主制御装置50には、CD(compact disc)、DVD(digital versatile disc)等の情報記録媒体のドライブ装置(不図示)が接続されている。ドライブ装置(不図示)には、投影光学系PLの波面収差(及び結像特性)を予測するプログラム、その波面収差(波面収差計測器80の測定結果)をツェルニケ係数に変換する変換プログラム、その波面収差を補正するための補正パラメータを求めるプログラム、次の露光ジョブを選択するプログラム等が書き込まれた情報記録媒体(CD−ROM等)がセットされているものとする。これらのプログラムは記憶装置(不図示)にインストールされていてもよい。また、ホスト160から、適宜、これらのプログラムをメモリ上に読み出してもよい。
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るリソグラフィシステム100及びこれを構成する露光装置1101〜110Nでは、露光履歴情報と露光ジョブの内容とに基づいて熱収差を予測し、その予測に従って、或いはこの結果から予測される結像特性に従って、さらには露光ジョブの優先度に従って、次に実行する露光ジョブを決定するので、十分な重ね合わせ精度を確保して、稼働率を下げることなく効率良く複数の露光装置を稼動することが可能となる。
なお、本実施形態の露光装置110kでは、投影光学系PLを構成するレンズエレメントの一部を駆動して投影像の歪みを修正する構成を採用したが、投影光学系PL内の一部の密閉室内のガス圧を制御して、屈折率を調整することにより、投影像の歪みを修正する構成を採用しても良い。
また、投影光学系PLとして、反射屈折光学系を用いる場合には、反射ミラーを変形させる制御部を設けて反射ミラーを変形させることにより、投影像の歪みを修正する構成を採用してもよい。
12…結像修正装置、50…主制御装置、80…波面収差計測器、100…リソグラフィシステム、110k(1101〜110N)…露光装置、160…ホスト、PL…投影光学系。
Claims (49)
- 少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置であって、
前記照明形状を用いて照明光を生成する照明系と、
前記マスクパターンが形成されたマスクを介した前記照明光を前記物体に照射する投影光学系と、
前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置と、
第1の露光ジョブを実行した時刻、前記第1の露光ジョブによりマスクパターンが転写された物体の数、及び前記第1の露光ジョブによりマスクパターンが転写されたショットの数のいずれかに基づいて露光履歴情報を算出し、該露光履歴情報と前記第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブとに基づいて前記投影光学系による熱収差を予測し、前記熱収差の予測に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する制御部と、を備える露光装置。 - 前記露光履歴情報は、装置稼動情報、装置停止情報、及び投影光学系の温度情報のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の露光装置。
- 前記熱収差の予測は、前記第1の露光ジョブから前記第2の露光ジョブへの変更時間に基づくことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。
- 前記熱収差の予測は、前記第1の露光ジョブが終了する前に行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かの決定結果をホストコンピュータに伝達することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記熱収差の予測に従って前記補正装置を用いて前記熱収差を補正し、該補正の結果に基づいて前記物体上での前記マスクパターンの結像特性を予測し、該結像特性の予測に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記補正装置は、前記投影光学系による熱収差を該熱収差の複数の成分毎に補正し、
前記制御部は、前記複数の成分毎に対応する限度を超えない限りにおいて前記熱収差を補正し、該熱収差の補正により補正されなかった残留成分を含む熱収差の結果に基づいて前記結像特性を予測する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記熱収差の補正により補正されなかった残留成分は、残留成分の総和または残留成分の二乗和であることを特徴とする請求項7に記載の露光装置。
- 前記結像特性は、前記物体上に転写されるマスクパターンの線幅変動、コントラスト、及び前記転写されるマスクパターンの傾きのうちのいずれかを含む、請求項6〜8のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記熱収差の予測と前記第2の露光ジョブの優先度に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記熱収差の予測に基づいて、前記第2の露光ジョブを実行した場合に前記補正装置が前記熱収差を補正することのできる限界を超えないか否かを判断し、超えないと判断した場合に前記第2の露光ジョブを実行することを決定する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の露光装置。
- 少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置であって、
前記照明形状を用いて照明光を生成する照明系と、
前記マスクパターンが形成されたマスクを介した前記照明光を前記物体に照射する投影光学系と、
前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置と、
第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて前記投影光学系による熱収差を予測し、該熱収差の予測に従って前記補正装置を用いて前記熱収差を補正し、該補正の結果に基づいて前記物体上での前記マスクパターンの結像特性を予測し、該結像特性の予測に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する制御部と、を備える露光装置。 - 前記補正装置は、前記投影光学系による熱収差を該熱収差の複数の成分毎に補正し、
前記制御部は、前記複数の成分毎に対応する限度を超えない限りにおいて前記熱収差を補正し、該熱収差の補正により補正されなかった残留成分を含む熱収差の結果に基づいて前記結像特性を予測する、請求項12に記載の露光装置。 - 前記結像特性は、前記物体上に転写されるマスクパターンの線幅変動、コントラスト、及び前記転写されるマスクパターンの傾きのうちのいずれかを含む、請求項12又は13に記載の露光装置。
- 少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置であって、
前記照明形状を用いて照明光を生成する照明系と、
前記マスクパターンが形成されたマスクを介した前記照明光を前記物体に照射する投影光学系と、
前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置と、
第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて前記投影光学系による熱収差を予測し、該熱収差の予測と前記第2の露光ジョブの優先度に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する制御部と、を備える露光装置。 - 前記制御部は、前記熱収差の予測に基づいて、前記第2の露光ジョブを実行した場合に前記補正装置が前記熱収差を補正することのできる限界を超えないか否かを判断し、超えないと判断した場合に前記第2の露光ジョブを実行することを決定する、請求項15に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記補正装置により補正されない収差に基づいて前記投影光学系による熱収差を予測する、請求項1〜16のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記補正装置は、前記投影光学系を構成するレンズ素子を駆動することで該レンズ素子の駆動の自由度に対応する複数の成分毎に前記熱収差を補正する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記自由度毎の前記レンズ素子の駆動限界に対応して前記複数の成分の限界が与えられ、
前記制御部は、前記複数の成分のうちのいずれかが対応する前記限界を超える場合、前記第2の露光ジョブを実行しないことを決定する、請求項1〜18のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記照明形状を用いて生成された照明光を前記マスクパターンが形成されたマスクを介することで前記マスクパターンを前記物体に転写し、該転写の結果より前記投影光学系による熱収差が予測される、請求項1〜19のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記転写の結果は、前記物体上に形成された前記マスクパターンを計測することと前記照明光の収差を計測することとのうちのいずれかにより求められる、請求項1〜20のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記照明形状を用いて生成された照明光を前記マスクパターンが形成されたマスクを介することで前記マスクパターンを前記物体に転写するシミュレーションにより、前記投影光学系による熱収差が予測される、請求項1〜21のいずれか一項に記載の露光装置。
- 予め、前記マスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状との複数の組み合わせのそれぞれについて前記投影光学系による熱収差を予測し、前記複数の組み合わせについての前記熱収差情報が求められ、
前記制御部は、前記複数の組み合わせのうち前記第2の露光ジョブの内容に対応する組み合わせについての前記熱収差情報から前記投影光学系による熱収差を予測する、請求項20〜22のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記露光ジョブは、前記マスクパターンを転写する物体の数をさらに指定する、請求項1〜23のいずれか一項に記載の露光装置。
- 物体上にマスクパターンを転写する複数の露光装置を管理する管理システムであって、
マスクパターンを照明する照明形状を用いて照明光を生成する照明系と、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した前記照明光を物体に照射する投影光学系と、前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置と、を有し、少なくとも前記マスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って稼動する複数の露光装置と、
前記複数の露光装置のうちの少なくとも1つの露光装置に対し、第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて前記投影光学系による熱収差を予測し、該熱収差の予測に従って前記補正装置を用いて前記熱収差を補正し、前記補正の結果と、該補正の結果に基づいて予測される前記物体上での前記マスクパターンの結像特性と、の少なくとも一方に従って、前記複数の露光装置の中から前記第2の露光ジョブを実行する露光装置を決定する制御部と、を備える管理システム。 - 前記制御部は、前記第1の露光ジョブを実行した時刻又は前記第1の露光ジョブによりマスクパターンが転写された物体の数のいずれかに基づいて露光履歴情報を算出し、該露光履歴情報と前記第2の露光ジョブとに基づいて前記投影光学系による熱収差を予測する、請求項25に記載の管理システム。
- 前記露光履歴情報は、装置ダウン情報、投影光学系の温度情報のうちの少なくとも1つを含む、請求項26に記載の管理システム。
- 前記制御部は、前記熱収差の予測に基づいて前記第2の露光ジョブを実行した場合に前記補正装置が前記熱収差を補正することのできる限界を超えないか否かを判断し、超えないと判断した露光装置の中から前記第2の露光ジョブを実行する露光装置を決定する、請求項26又は27に記載の管理システム。
- 前記制御部は、前記熱収差の予測と前記第2の露光ジョブの優先度に従って露光装置を決定する、請求項25〜28のいずれか一項に記載の管理システム。
- 前記制御部は、前記熱収差の予測に基づいて、前記第2の露光ジョブを実行した場合に前記補正装置が前記熱収差を補正することのできる限界を超えないか否かを判断し、超えないと判断した露光装置の中から前記第2の露光ジョブを実行する露光装置を決定する、請求項29に記載の管理システム。
- 前記補正装置は、前記投影光学系による熱収差を該熱収差の複数の成分毎に補正し、
前記制御部は、前記複数の成分毎に対応する限度を超えない限りにおいて前記熱収差を補正し、該熱収差の補正により補正されなかった残留成分を含む熱収差の結果に基づいて前記結像特性を予測する、請求項25〜30のいずれか一項に記載の管理システム。 - 前記結像特性は、前記物体上に転写されるマスクパターンの線幅とコントラストとのうちのいずれかを含む、請求項25〜31のいずれか一項に記載の管理システム。
- 前記制御部は、前記補正装置により補正されない収差に基づいて前記投影光学系による熱収差を予測する、請求項25〜32のいずれか一項に記載の管理システム。
- 少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置に用いられるプログラムであって、
第1の露光ジョブを実行した時刻又は前記第1の露光ジョブによりマスクパターンが転写された物体の数のいずれかに基づいて露光履歴情報を算出し、前記照明形状を用いて生成され、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した照明光を前記物体に照射する投影光学系による熱収差を、前記露光履歴情報と前記第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブとに基づいて予測する手順と、
前記熱収差の予測に従って前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する手順と、
を前記露光装置のコンピュータに実行させるプログラム。 - 前記露光履歴情報は、装置ダウン情報、投影光学系の温度情報のうちの少なくとも1つを含む、請求項34に記載のプログラム。
- 前記決定する手順では、前記熱収差の予測に基づいて、前記第2の露光ジョブを実行した場合に前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置が前記熱収差を補正することのできる限界を超えないか否かを判断し、超えないと判断した場合に前記第2の露光ジョブを実行することを決定する、請求項34又は35に記載のプログラム。
- 少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置に用いられるプログラムであって、
第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて、前記照明形状を用いて生成され、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した照明光を前記物体に照射する投影光学系による熱収差を予測する手順と、
前記熱収差の予測に従って、前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置を用いて前記熱収差を補正する手順と、
前記補正の結果に基づいて、前記物体上での前記マスクパターンの結像特性を予測する手順と、
前記結像特性の予測に従って、前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する手順と、
を前記露光装置のコンピュータに実行させるプログラム。 - 前記補正装置は、前記投影光学系による熱収差を該熱収差の複数の成分毎に補正し、
前記熱収差を補正する手順では、前記複数の成分毎に対応する限度を超えない限りにおいて前記熱収差を補正し、
前記結像特性を予測する手順では、前記熱収差の補正により補正されなかった残留成分を含む熱収差の結果に基づいて前記結像特性を予測する、請求項37に記載のプログラム。 - 前記結像特性は、前記物体上に転写されるマスクパターンの線幅とコントラストとのうちのいずれかを含む、請求項37又は38に記載のプログラム。
- 少なくともマスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状を指定する露光ジョブの内容に従って物体上に前記マスクパターンを転写する露光装置に用いられるプログラムであって、
第1の露光ジョブの後に実行が予定される第2の露光ジョブに基づいて、前記照明形状を用いて生成され、前記マスクパターンが形成されたマスクを介した照明光を前記物体に照射する投影光学系による熱収差を予測する手順と、
前記熱収差の予測と前記第2の露光ジョブの優先度とに従って、前記第2の露光ジョブを実行すべきか否かを決定する手順と、
を前記露光装置のコンピュータに実行させるプログラム。 - 前記決定する手順では、前記熱収差の予測に基づいて、前記第2の露光ジョブを実行した場合に前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置が前記熱収差を補正することのできる限界を超えないか否かを判断し、超えないと判断した場合に前記第2の露光ジョブを実行することを決定する、請求項40に記載のプログラム。
- 前記予測する手順では、前記投影光学系による熱収差を補正する補正装置により補正されない収差に基づいて前記投影光学系による熱収差を予測する、請求項34〜41のいずれか一項に記載のプログラム。
- 前記補正装置は、前記投影光学系を構成するレンズ素子を駆動することで該レンズ素子の駆動の自由度に対応する複数の成分毎に前記熱収差を補正する、請求項42に記載のプログラム。
- 前記自由度毎の前記レンズ素子の駆動限界に対応して前記複数の成分の限界が与えられ、
前記決定する手順では、前記複数の成分のうちのいずれかが対応する前記限界を超える場合、前記第2の露光ジョブを実行しないことを決定する、請求項43に記載のプログラム。 - 前記照明形状を用いて生成された照明光を前記マスクパターンが形成されたマスクを介することで前記マスクパターンを前記物体に転写し、該転写の結果より前記投影光学系による熱収差が予測される、請求項34〜44のいずれか一項に記載のプログラム。
- 前記転写の結果は、前記物体上に形成された前記マスクパターンを計測することと前記照明光の収差を計測することとのうちのいずれかにより求められる、請求項45に記載のプログラム。
- 前記照明形状を用いて生成された照明光を前記マスクパターンが形成されたマスクを介することで前記マスクパターンを前記物体に転写するシミュレーションにより、前記投影光学系による熱収差が予測される、請求項34〜46のいずれか一項に記載のプログラム。
- 予め、前記マスクパターンと該マスクパターンを照明する照明形状との複数の組み合わせのそれぞれについて前記投影光学系による熱収差を予測して、前記複数の組み合わせについての前記熱収差情報を求め、
前記熱収差を予測する手順では、前記複数の組み合わせのうち前記第2の露光ジョブの内容に対応する組み合わせについての前記熱収差情報から前記投影光学系による熱収差を予測する、請求項45〜47のいずれか一項に記載のプログラム。 - 前記露光ジョブは、前記マスクパターンを転写する物体の数をさらに指定する、請求項34〜48のいずれか一項に記載のプログラム。
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