JP2015079817A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のユニットから出力されるログデータを集積して利用している半導体露光装置に対して、ログデータの検査、検証を効率化する機能を提供する。【解決手段】半導体露光装置は、ログ収集を開始する前に、ログを分離する際に用いる為にログに付加する情報（付加情報）を設定し、露光処理に合わせて、制御計測ドライバ２０３、２０５、２０７からの情報は、集中記録装置２０９を通して、記録装置２１０にすべてログデータを記録する機能を有し、動作検証対象のユニットのグループからの情報のみを抽出し比較検証に使用できるように加工する。ログ解析装置は、ログファイルを分離する為の付加情報（分類付加情報）を設定し、ログファイルの各ログ要素に対して、分類付加情報を含むログ要素を取り出す。特定のウェハや、レチクルの動作に注目し、ID(マテリアルID)によってログの情報を分離する。【選択図】図３

Description

本発明は、露光装置に関する。特に、複数の制御ユニット、計測ユニットが同時に、制御、計測処理を行なっている場合に、性能劣化、性能向上、動作異常、材料異常、環境異常を検出するために、その動作状況記録(動作ログ)、測定値記録(計測ログ)を元に比較検証を行なう露光装置に関する。

半導体露光装置は、ウェハに回路パターンを転写して半導体デバイスを製造するための生産装置である。

半導体は、半導体自体が消費財ではなく、各種消費財に組み込まれているため、消費財の機能向上、価格競争力向上に寄与するべく、機能向上、価格低下が要求される。これにより、半導体露光装置にも、高スループット、品質安定性が求められている。半導体露光装置は、ウェハの搬送、レチクルの搬送、露光、レンズの制御、照明系の設定等、独立して動作する複数のユニットから構成されている。近年では、ウェハステージを二基設置し、より一層の高速化も図られている。前記構成ユニットの夫々には、制御情報や、計測情報が、それぞれのユニット毎に複数存在している。

これら装置内の制御、計測情報に対して、露光装置のスループットを犠牲にすることなく常時データを出力し記録する機能が提案されている(特許文献１参照)。それぞれのユニットの制御情報、計測情報は、すべて装置内蔵の記録装置に、集中して若しくは、分散して集積されている。

装置の品質安定性を保証するために、装置の機能評価に加えて、ランニングテスト(多量のウェハ処理を繰り返し行なう耐久試験)を行ない、安定した生産ができていることを評価している。また、評価には、リグレッションテスト(プログラムの変更を行なった際に、変更により想定している部分以外に影響が現れていないかどうか、確認するテスト)として、テストの自動実行を行ない、テストの結果を、前回正常に動作していたときのログ(参照ログ)との差異により性能や、機能の劣化を検出する。

特開２００２−８３７５５号公報

半導体露光装置は、大量の制御情報、計測情報をログとして出力し、装置のテスト、バージョンアップ前後の動作比較、定期メインテナンス時の動作異常検出、装置稼働時の状態管理において、評価、検証をおこなっている。

近年これらの半導体製造装置の制御情報、計測情報は、半導体製造装置によって製造される半導体製品の製造管理に重要で必要な情報であるため、集積し利用するようになってきている。これにあわせて、半導体露光装置は、すべての制御ログ、計測ログを管理し、提供できるようにしている。

すべてのデータは、発生したイベントの順序が確認できるようタイムスタンプをつけ、一箇所に収集し、保持している。これらの情報は、半導体製造現場にとって有用なだけでなく、半導体製造装置の設計、開発部門にとっても、非常に有用なデータの集合となっており、これらの情報を元に、設計開発途中の装置の評価を行っている。

しかし、大量のユニットから夫々大量に長時間出力されたログデータから、数千カ所動作ログから一ヶ所の誤動作のログ、一回の試行の誤りを、効率的に評価するのは困難である。これらの事から、複数のユニットから出力されるログデータを集積して利用している半導体露光装置に対して、ログデータの検査、検証を効率化する機能を提供する事を課題とする。

本発明の半導体露光装置は、ウェハ搬送系、レチクル搬送系、照明系、ウェハステージ、チャンバ等複数のユニットから構成されている。

これら内蔵する全ての制御ユニット、計測ユニット(あわせて以下ユニット)が、それぞれの制御記録(制御ログ)、計測記録(計測ログ)(あわせて以降ログ)を出力する機能を有している。またログに発生した時刻を付ける装置内に唯一の時間管理の機能(タイムスタンプ機能)、ログを一ヶ所でまとめ集中管理し記録しておく機能を備えている。

ログには、ログの発生したユニット、発生させたソフトウェアの情報(スレッド情報)と、処理しているウェハやレチクルの情報(マテリアルIDとする)を処理しているユニットのログに付加して記録しておく機能も備えている。

記録されたログから、露光、ウェハ搬送、光源補正、レチクル搬送、等、同時に平行して動作、計測されるユニットを関係性の高いユニットをグループとして、選択することで当該グループのログだけを、選択、分離して表示可能とすることができる。

そして、分離されたログから、動作の毎に値が変化する性質のデータ(プロセスID や、絶対時間)を無視、若しくは、時間のようにある事象からの相対時間として評価するための設定を可能とすることで、異なるログの比較を容易にすることが可能である。

露光装置の状態監視システムとして、EES(Equipment Engineering System)を構成している半導体露光装置においては、ネットワークに接続されて運用中の装置に対して、複数のログに対して前記のようなログの選択、分離を行なう。分離されたログにより投影光学系に光が照射されている時間の累計、ウェハ搬送系のウェハハンドが駆動されている時間の累計等、必要な情報のみが容易に参照可能となり、状態監視に有効である。

本発明の半導体露光装置は、検査、検証に必要とされるユニットや、マテリアルID によってマスクされたログのみを、分離して参照することができるため、検査、検証の効率をあげることが可能となる。

検査、検証の効率の向上により、装置全体の動作検証がより網羅的になり、装置により製造される製品の品質向上が期待できる。

本発明の一実施例に係る半導体露光装置の概略図である。 従来技術による記録方式の概略図である。 本方式による記録の概略図である。 本方式によるログの記録フローチャートである 本方式によるログの解析フローチャート 本方式による全体のログと、ログから選択し分離したログの概略 ログの例

［実施例］
最初に本発明の概要について述べる。本発明は、複数のユニットおよび複数の動作のログをまとめて記録したログファイルに対して、以下の観点からログを分離する事を特徴としている。また、本発明は、ログを解析する際に、解析の目的に応じてログ分離の観点を下記観点から選択する事を特徴としている。

１．出力ユニット
前述した様に半導体露光装置は、複数のユニットを備えており、これらのユニットが並列動作や同期した動作をする事により、露光処理を行なう。並列動作中のユニット動作は、お互いに独立した動作である場合が多く、ログをユニット毎に分離して解析したほうが便利な場合が多い。

２．操作対象（ウェハ、レチクル、各種露光装置環境など）
露光中のウェハ（ウェハステージ）とレチクル（レチクルステージ）を除けば、操作対象が異なる処理（動作）は、お互いに独立している場合が多い。このため、ウェハ、レチクル、露光装置環境などの操作対象毎にログを分離して解析したほうが便利な場合が多い。例えば、ウェハを操作対象とする処理としては、ウェハの搬送、ウェハの位置計測等がある。また、レチクルを操作対象とする処理としては、レチクルの搬送、レチクルの位置計測、レチクルの異物検査等がある。最後に、露光装置の環境に関連する操作対象としては、露光装置内の温度、露光装置内の湿度、露光装置内の気圧などがあり、これらを対象とする処理としては、これらの操作対象の計測や制御（温度調整、湿度調整、気圧計測等）がある。

３．制御プログラム要素（プロセス、スレッドなど）
露光装置は一般的にボードコンピュータ等で動作するソフトウェアで制御している。これらのソフトウェアは、プロセスやスレッドと呼ばれる独立性の高いプログラムが並列に動作する事で、並列処理（制御）を実現している。同じプロセスやスレッドが行なう制御（動作）は、同じ情報や状態（例えば、プログラム内の変数）を用いて動作しているため、プロセスやスレッドごとにログを分離して解析した方が便利な場合が多い。

以下で、本発明の実施例として本発明を適用した露光装置について説明する。本発明を適用した露光装置の模式図を図１に示す。図１において、照明光学系２は不図示の露光光源（例えば、ＡｒＦエキシマレーザ）からの光を用いて、レチクル３の一部を照明する。レチクル３を照明している間、レチクルステージ４とウェハステージ５は、同期してスキャン移動する。同期スキャンによって、レチクル３上の所望のパターンが投影光学系１を介してウェハ６上に連続的に結像し、事前にウェハ６表面に塗布しているレジストを露光する。上記露光を行なう前に、レチクル３とウェハ６は相対的な位置合わせを行なう必要がある。

このため、アライメント検出系７でウェハ６上およびウェハステージ上のアライメントマーク位置を計測する事で、ウェハステージに対するウェハの投影光学系光軸と垂直方向（XY方向）の位置を計測する。また、フォーカス検出系８でウェハ５表面およびウェハステージ表面の投影光学系光軸方向（Z方向）の位置を計測し、ウェハステージに対するウェハの投影光学系光軸方向（Z方向）の位置を計測する。

更に、不図示のキャリブレーション検出系を用いて、レチクル３とウェハステージの投影光学系を介した相対位置を計測し、レチクル３とウェハ６の相対的な位置合わせを行なう。レチクル搬送系１０はレチクル３を搬入および搬出する。ウェハ搬送系９はウェハ５を搬入および搬出する。チャンバ１１は露光装置の環境（温度等）を制御する。

ここで、露光装置を構成する投影露光系１、照明光学系２、レチクルステージ４とウェハステージ５、アライメント検出系７、フォーカス検出系８、ウェハ搬送系９、レチクル搬送系１０、チャンバ１１等をここではユニットと呼ぶ。制御装置１２は露光装置の動作を制御し、ユニットを制御する各ユニット制御系、各ユニット制御系を制御するメイン制御系、オペレータの操作機能である操作制御系などを備える。ログ解析装置１３はログを解析する計算機等であり、制御装置と通信機能を介して接続している。ログ解析装置は、露光装置の中にあっても、装置外にあっても構わない。

次に、制御装置の詳細について述べる。制御装置は従来、図２に示すように、制御、表示機能を持つコンソール２０１、そのコンソールの命令により、ユニットを制御し計測等を行う各種ドライバ２０３、２０５、２０７は、それぞれの動作、計測情報を、おのおのに接続された記録装置、２０２、２０４、２０６、２０８に記録されていた。

本発明では、すべての制御情報、および、計測情報は図３に示すようにコンソール２０１、制御計測ドライバ２０３、２０５、２０７からの情報は、集中記録装置２０９(コンソール２０１や、制御ドライバの一つ２０３と一体でもかまわない)を通して、記録装置２１０にすべて記録される。

装置のソフトウェア評価や、動作記録の確認を行うために、ログを参照するために、従来技術では、それぞれの制御ドライバ配下の記録装置２０２、２０４、２０６、２０８を参照しなければならない。

本技術では記録装置２１０を参照することで、すべての記録参照が可能となる。本実施例における処理の流れを図４および図５を用いて説明する。本実施例は、大きく分けると、ログ収集およびログ解析に分かれる。図４はログ収集を、図５はログ解析の流れを示している。図４のログ収集は露光装置動作中に露光装置内で行なわれる。図５のログ分類は露光動作タイミングとは関係無く、ログ解析装置で行われる。

最初に、図４を用いてログ収集の流れについて述べる。ログ収集を開始する前に、ステップS１００１で、ログを分離する際に用いる為にログに付加する情報（付加情報と呼ぶ）を設定する。次に、ステップS１００２でログ収集を開始する。露光装置では、例えばウェハ２５枚を１つの処理単位として扱っており、１つの処理単位をロットと呼ぶのが一般的である。また、露光装置のログは、このロット毎に収集するのが一般的である。その後、露光処理に合わせて動作記録をログとして記録する。

ここで、露光装置におけるログについて簡単に述べる。露光装置を出力するログの一例を図３に示す。露光装置のソフトウェアは、装置制御中に（例えば、計測時や算出時等のデータが発生した時に）随時、その時のデータ列を出力する（出力するデータ列をログ要素と呼ぶ）。ログ要素は、ログのデータ部分７０４とともにヘッダ情報７０３を含んでいる。図７において、各ログ要素先頭の括弧で囲んだ部分がヘッダ情報であり、ログを出力した時刻７０２、後述するログファイル名およびログのシリアル番号を含んでいる。

一方、ログは一連の露光処理を行った際のログ要素をまとめたログファイル７０１として扱う。つまり、露光装置が出力する時にはログ要素毎に出力するが、参照する時にはログファイルとして扱う。図４の説明に戻り、ステップS１００３からS１００５は上記ログ要素を繰り返し生成および保存する動作を示している。ステップS１００３は、ログ要素を生成するステップであり、露光中の動作や発生したデータをデータ列として保存する。また、後述する様に、図５で説明するログ解析で用いる付加情報をデータ列に付加する。生成したログ要素は、ステップS１００４でログファイルに保存する。

ステップS１００３とＳ１００４は、ステップＳ１００５でログ収集を終了すると判断するまで（例えば、ログ収集中のロットの露光処理が終了するまで）繰り返す。以上が、ログ収集の流れである。

次にログ解析の流れについて図５を用いて説明する。前述した様に、ログ解析はログ収集後に、ログ解析装置で行なう。最初に、ステップＳ２００１で取得したログであるログファイルを露光装置の制御機能からログ解析機能に取得する。次に、ステップＳ２００２において、ログファイルを分離する為の付加情報を設定し（分類付加情報と呼ぶ）、ステップＳ２００３で設定した分類付加情報に基づきログを分離する。具体的には、ログファイルの各ログ要素に対して、ステップＳ２００２で設定した分類付加情報を含むログ要素を取り出す。

図６にログ分離の例を示す。図６に示す記録、全体ログ４０１には、タイムスタンプ４０４、ユニットラベル４０５、マテリアルID４０６、制御計測ログ４０７、が記録されている。ログを出力したユニットの ラベル４０５を使用して、関連するユニットのリストに合致するログのみを選択することで、必要なログの分離が可能となり、ユニットにより選択したログ４０２を得る。

また、同様に記録してあるマテリアルID４０６を使用して、あるマテリアルID に合致するものを選択することで一つのウェハ、一つのレチクルに関連するすべての記録情報を分離することが可能となり、マテリアルIDにより選択したログ４０３を得る。最後に、ステップＳ２００４で分離したログを表示、保存、解析する。

最後に、各付加情報詳細に述べる。実施例説明の最初に述べた様に、本発明はログの、出力ユニット、操作対象、制御プログラム要素の観点からログを分割する。このため、これらの観点に対応する付加情報をログに追加するとともに、この付加情報でログを分離する。以下では、これらの観点（付加情報）毎に、説明を進める。ここで、これらの付加情報の全てをログに追加しても構わないし、一部を付加しても構わない。追加する付加情報はステップＳ１００１で設定する。また、これらのいずれの付加情報を用いてログ分割するかは、ステップＳ２００２で設定する。

最初に、付加情報として「出力ユニット」を用いる場合について説明する。前述した様に、半導体露光装置は、複数のユニットを備えており、これらのユニットが並列動作や同期した動作をする事により、露光処理を行なう。並列動作中のユニット動作は、お互いに独立した動作である場合が多く、ログをユニット毎に分離して解析したほうが便利な場合が多い。この為、付加情報として「出力ユニット」の情報を用いる。出力ユニットの情報は、ステップＳ１００３で、ログ要素を生成する時に、ログ要素のデータ中に出力ユニット名または出力ユニットを表すＩＤを追加することで、ログに追加する。

次に、付加情報として「操作対象」を用いる場合について説明する。露光中のウェハ（ウェハステージ）とレチクル（レチクルステージ）を除けば、操作対象が異なる処理（動作）は、お互いに独立している場合が多い。このため、ウェハ、レチクル、露光装置環境などの操作対象毎にログを分離して解析したほうが便利な場合が多い。例えば、ウェハを操作対象とする処理としては、ウェハの搬送、ウェハの位置計測等がある。また、レチクルを操作対象とする処理としては、レチクルの搬送、レチクルの位置計測、レチクルの異物検査等がある。最後に、露光装置の環境に関連する操作対象としては、露光装置内の温度、露光装置内の湿度、露光装置内の気圧などがあり、これらを対象とする処理としては、これらの操作対象の計測や制御（温度調整、湿度調整、気圧計測等）がある。生成を行なうプロセスまたはスレッドが自身のウェハまたはレチクルＩＤをデータ列追加する事で行なう。

最後に、付加情報として「制御プログラム要素」を用いる場合について説明する。露光装置は一般的にボードコンピュータ等で動作するソフトウェアで制御している。これらのソフトウェアは、プロセスやスレッドと呼ばれる独立性の高いプログラムが並列に動作する事で、並列処理（制御）を実現している。同じプロセスやスレッドが行なう制御（動作）は、同じ情報や状態（例えば、プログラム内の変数）を用いて動作しているため、プロセスやスレッドごとにログを分離して解析した方が便利な場合が多い。

生成を行なうプロセスまたはスレッドが自身のプロセスおよびスレッドＩＤをデータ列追加する事で行なう。

以上に述べた様に、本実施例の露光装置では、複数のユニットおよび複数の動作のログをまとめて記録したログファイルに対して、ログの解析目的に応じて、ログ出力ユニット、操作対象、制御プログラム要素のいずれかの観点からログを分離する事が可能である。これにより、ログ解析の効率ひいては露光装置の検査および検証の効率をあげることが期待できる。

１投影光学系、２照明光学系、３レチクル、４レチクルステージ、５ウェハステージ、６ウェハ、７アライメント検出系、８フォーカス検出系、９ウェハ搬送系、１０ウェハ搬送系、１１チャンバ、１２制御装置、１３ログ解析装置
２０１制御コンソール、２０２制御コンソール用記録装置、２０３制御ドライバ１、２０４制御ドライバ１用記録装置、２０５制御ドライバ２、２０６制御ドライバ２用記録装置、２０７制御ドライバ３、２０８制御ドライバ３用記録装置、２０９集中記録装置、２１０集中記録用記録装置
４０１全ログ、４０２ユニットAAAで選択したログ、４０３マテリアルID X１で選択したログ、４０４タイムスタンプ、４０５ユニットラベル、４０６マテリアルID、４０７制御計測ログ
７０１ログ、７０２ログを出力した時刻、７０３ヘッダ情報、７０４データ部分

Claims (5)

1. ウェハ搬送系、レチクル搬送系、照明系、ウェハステージ、チャンバを含む露光装置において、内蔵する全ての制御ユニットと計測ユニットが、それぞれの制御ログと計測ログを出力するログ出力部、前記露光装置内に唯一存在し前記ログに発生した時刻を付ける時間管理部、前記ログを一ヶ所で集中管理し記録し、前記ログの発生したユニットと発生させたソフトウェアの情報と一緒に、前記ログを記録しておくログ記録部を備えた露光装置。
2. 処理しているウェハとレチクルの情報を処理しているユニットのログに付加して記録することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記記録したログから、露光、ウェハ搬送、光源補正、およびレチクル搬送で同時に平行して動作、計測されるユニットを関係性の高いユニットのグループのログだけを、選択・分離することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記分離したログから、動作の毎に値が変化する性質のデータを無視、若しくは、ある事象からの相対時間として評価するための設定を可能とし、ログの比較に反映することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
5. 露光装置の状態監視システムとして、EES(Equipment Engineering System)を構成している露光装置であって、ネットワークに接続されて運用中の装置に対して、複数のログに対して請求項３記載のログの選択・分離を行ない、投影光学系に光が照射されている時間の累計、またはウェハ搬送系のウェハハンドが駆動されている時間の累計が参照可能であることを特徴とする露光装置。