JP4347354B2 - 露光装置、製造システム及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置、製造システム及びデバイスの製造方法に関する。

半導体デバイス等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、例えば、基板の表面にフォトレジストを塗布して、光や電子線などを用いて原版のパターンをフォトレジストに転写するための露光を行う。そして、転写されたフォトレジストの現像処理を行うことにより、酸化膜、窒化膜又は金属膜などのパターンを基板の上に形成する。ここで、フォトレジストの塗布にはコータが使われ、フォトレジストの露光には露光装置が使われ、フォトレジストの現像にはデベロッパが使われる。露光装置は、一枚の基板においてあるサイズに分割された領域を、例えばステップアンドリピート方式又はステップアンドスキャン方式で露光処理する。この分割された個々の領域は、一回の露光又は一回の走査露光の対象となる領域であり、ショット領域と呼ばれる。

最終的に基板上に形成される回路パターンの線幅を設計値に対して所定の許容範囲内にする為、リソグラフィ工程で得られるレジストパターンの線幅は、所定の許容範囲内にする必要がある。レジストパターンの線幅に影響を与える要素の１つとして、フォトレジストに対する露光量がある。

所望の線幅のレジストパターンを得る為には、適切な露光量で露光する必要がある。その適切な露光量は、フォトレジストの感度に依存している。フォトレジストの感度は、基板にフォトレジストが塗布されてから露光されるまでの放置時間（露光前放置時間）で変動する。加えて、フォトレジストの感度は、基板にフォトレジストが露光されてから現像されるまでの放置時間（露光後放置時間）でも変動する。

従来のリソグラフィ工程では、露光前放置時間や露光後放置時間のばらつきが解像線幅のばらつきの原因となっていた。

それに対して、特許文献１に示された技術では、基板にフォトレジストが塗布されてから基板が露光され始めるまでの時間を考慮して露光量を算出し、その露光量で露光を行っている。また、特許文献１に示された技術では、基板が露光され始めてから基板が現像されるまでの時間を考慮して露光量を算出し、その露光量で露光を行っている。
特開平１０−２６１５７２号公報

特許文献１に示された技術では、基板にフォトレジストが塗布されてから基板が露光され始めるまでの時間を、その基板の露光前放置時間として、露光量を算出している。また、特許文献１に示された技術では、基板が露光され始めてから基板が現像されるまでの時間を、その基板の露光後放置時間として、露光量を算出している。すなわち、一枚の基板に含まれる複数のショット領域に対して互いに同一の露光量にしている。

しかし、露光前放置時間や露光後放置時間は、一枚の基板に含まれる複数のショット領域ごとに異なる。これにより、複数のショット領域の露光量を一定にしてしまうと、露光・現像により基板に形成されるレジストパターンの線幅がショット領域間でばらつくおそれがある。

本発明の目的は、例えば、ショット領域間でのレジストパターンの線幅ばらつきを低減することにある。

本発明の第１側面に係る露光装置は、複数の第１のショット領域を含む第１の基板に塗布された感光材料を前記第１のショット領域ごとに露光して前記感光材料に原版のパターンを転写する露光部と、前記第１の基板に前記感光材料が塗布された時刻に関する塗布時刻情報を取得する取得部と、前記露光部が前記第１のショット領域を露光する前記第１のショット領域ごとの予定時刻に関するショット露光時刻情報と、前記予定時刻から前記露光部が前記複数の第１のショット領域の露光を完了するまでの前記第１のショット領域ごとの時間に関する基板露光残時間情報とを生成する生成部と、前記第１の基板の前に処理された複数の第２のショット領域を含む第２の基板における前記露光部が前記複数の第２のショット領域の露光を完了した時刻から前記第２の基板が現像された時刻までの時間に関する履歴情報を、前記第２の基板が現像された時刻から前記第１の基板の前記ショット露光時刻情報と前記基板露光残時間情報とが生成され始める時刻までの期間に記憶する記憶部と、前記塗布時刻情報と前記ショット露光時刻情報とに応じて定まる前記第１のショット領域ごとの第１の露光量オフセットと、前記履歴情報と前記基板露光残時間情報とに応じて定まる前記第１のショット領域ごとの第２の露光量オフセットとを基準露光量に加えることにより、前記第１のショット領域ごとの露光量を求める露光量計算部と、前記露光量計算部により求められた前記第１のショット領域ごとの露光量にしたがって、前記露光部に前記第１のショット領域ごとの露光を行わせる制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の第２側面に係る製造システムは、基板に感光材料を塗布する塗布装置と、前記感光材料が塗布された前記基板を露光する本発明の第１の側面に係る露光装置と、前記露光された前記基板を現像する現像装置と、ネットワークを介して前記塗布装置、前記露光装置及び前記現像装置を管理する管理装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の第３側面に係るデバイスの製造方法は、基板に感光材料を塗布する塗布工程と、前記感光材料が塗布された前記基板を、本発明の第１の側面に係る露光装置を用いて露光する露光工程と、前記露光された前記基板を現像する現像工程とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、ショット領域間でのレジストパターンの線幅ばらつきを低減できる。

本発明の実施形態に係る半導体製造システム１の概略構成及び概略動作を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る半導体製造システム１の構成図である。

半導体製造システム１は、図１に示すように、コータ（塗布装置）１０１、露光装置１０２、デベロッパ（現像装置）１０３、基板搬送ライン１０４、基板搬送ライン１０５、ネットワーク１０６及びコンピュータ（管理装置）１０７を備える。

コータ１０１、露光装置１０２、デベロッパ１０３及びコンピュータ１０７は、ネットワーク１０６で接続されている。これにより、コータ１０１、露光装置１０２、デベロッパ１０３及びコンピュータ１０７は、互いに情報をやりとりできるようになっている。

例えば、コータ１０１、露光装置１０２及びデベロッパ１０３は、それぞれ、処理時刻などの情報をネットワーク１０６経由でコンピュータ１０７に送信する。これにより、コンピュータ１０７は、コータ１０１、露光装置１０２及びデベロッパ１０３が処理を行った時刻等を監視することができる。

また、例えば、コータ１０１、露光装置１０２及びデベロッパ１０３は、それぞれ、処理指令などの情報をネットワーク１０６経由でコンピュータ１０７から受信する。これにより、コンピュータ１０７は、コータ１０１、露光装置１０２及びデベロッパ１０３をネットワーク１０６経由で制御する（管理する）ことができる。

コータ１０１には、基板が搭載される。基板は、例えばウェハである。コータ１０１は、基板にフォトレジスト（感光材料）を塗布する。ここで、コータ１０１は、複数のショット領域に対してフォトレジストをほぼ同時に塗布する。

基板搬送ライン１０４は、コータ１０１と露光装置１０２との間を、基板を搬送可能に接続している。これにより、基板搬送ライン１０４は、コータ１０１によりフォトレジストが塗布された基板を、コータ１０１から搬出して、露光装置１０２へ搬入する。

露光装置１０２は、基板の上に塗布されたフォトレジストを露光して、そのフォトレジストに原版のパターンを焼き付ける（転写する）。原版は、例えばマスク又はレチクルである。ここで、露光装置１０２は、複数のショット領域における各ショット領域に、原版のパターンを順番に転写する。

基板搬送ライン１０５は、露光装置１０２とデベロッパ１０３との間を、基板を搬送可能に接続している。これにより、基板搬送ライン１０５は、露光装置１０２により露光さされたフォトレジスト及び基板を、露光装置１０２から搬出して、デベロッパ１０３へ搬入する。

デベロッパ１０３は、露光されたフォトレジストを現像する。ここで、デベロッパ１０３は、複数のショット領域に対してフォトレジストをほぼ同時に現像する。

次に、露光装置１０２の構成及び動作を、図２及び図３を用いて説明する。図２は、露光装置１０２の構成図である。図３は、露光装置１０２の動作を示すデータフロー図である。

露光装置１０２は、図２に示すように、送受信部（取得部）１０２ａ、制御部（生成部）１０２ｂ、露光部１０２ｃ、記憶部１０２ｄ、露光前計算部１０２ｅ、露光後計算部１０２ｆ及び露光量計算部１０２ｊを備える。

送受信部１０２ａは、ネットワーク１０６（図１参照）及び制御部１０２ｂに接続されている。制御部１０２ｂは、送受信部１０２ａ、露光部１０２ｃ、記憶部１０２ｄ、露光前計算部１０２ｅ、露光後計算部１０２ｆ及び露光量計算部１０２ｊに接続されている。 送受信部１０２ａは、露光指示の情報を、ネットワーク１０６経由でコンピュータ１０７から受信して、制御部１０２ｂへ渡す。制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、露光時刻情報（リソグラフィスケジュール、第２情報）を生成する。露光時刻情報は、ショット領域ごとの露光時刻に関する情報である。露光時刻は、ショット領域ごとのフォトレジストが露光される予定時刻である。

例えば、露光時刻情報３０１は、図４に示すように、基板識別情報３０１ａ、ショット領域識別情報３０１ｂ、ショット領域露光開始推定時刻情報３０１ｃ及び基板露光残時間情報３０１ｄを備える。

基板識別情報３０１ａは、露光対象の基板を識別する情報であり、例えばウェハーＩＤ「００３３」である。例えば、制御部１０２ｂは、露光指示の情報に含まれる基板識別情報を、基板識別情報３０１ａとして取得する。あるいは、例えば、制御部１０２ｂは、基板に刻まれている基板識別情報を読取部（図示せず、例えばＣＣＤ）に読み取らせることにより、基板識別情報３０１ａを取得する。

ショット領域識別情報３０１ｂは、露光対象のショット領域を識別するとともに基板において何番目に露光されるショット領域であるかを示す情報であり、例えばショット領域ＩＤ「ＳＨ２」である。例えば、制御部１０２ｂは、各ショット領域の露光を開始する直前又は開始した直後に何番目のショット領域が露光される又は露光されていることをカウントする。そして、制御部１０２ｂは、カウントした結果に応じて、ショット領域識別情報３０１ｂを生成する。

ショット領域露光開始推定時刻情報３０１ｃは、露光対象のショット領域を露光し始める予定時刻を示す情報である。例えば、制御部１０２ｂは、露光対象のショット領域の前のショット領域の露光開始時刻と露光時間とに基づいて、露光対象のショット領域のショット領域露光開始推定時刻情報を生成する。

なお、露光対象のショット領域の前のショット領域の露光時間ΔＴ１は、制御部１０２ｂにより、露光対象のショット領域の前のショット領域の露光量Ｄ１に基づいて、
ΔＴ１＝Ｋ×Ｄ１・・・数式１
により予め求められたものとする。ここで、Ｋは、露光量を露光時間に換算するための係数である。

基板露光残時間情報３０１ｄは、露光対象のショット領域を露光し始めてから最終ショット領域を露光し終えるまでの推定時間（図８に示す基板露光残時間７０８参照）を示す情報である。例えば、制御部１０２ｂは、露光対象の基板の全ショット領域数ｎと、露光対象のショット領域がｉ番目に露光されるショット領域である旨の情報と、統計的に求められた平均的な各ショット領域の露光時間ΔＴａｖとを取得する。これらの情報に基づいて、制御部１０２ｂは、基板露光残時間ＲＴを
ＲＴ＝（ｎ−ｉ＋１）×ΔＴａｖ・・・数式２
により求める（推定する）。

図２に示す制御部１０２ｂは、このようにして生成した露光時刻情報３０１を、制御部１０２ｂ経由で露光前計算部１０２ｅ及び露光後計算部１０２ｆへ渡す。

制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、送受信部１０２ａに、塗布時刻情報（第１情報）３０３（図３参照）をネットワーク１０６経由でコンピュータ１０７から受信させる。塗布時刻情報は、塗布時刻に関する情報であり、予め記憶された、基板の露光終了時刻から基板の現像時刻までの予想時間に関する情報である。塗布時刻は、基板の上にフォトレジストが塗布された時刻である。送受信部１０２ａは、塗布時刻情報３０３を制御部１０２ｂ経由で露光前計算部１０２ｅへ渡す。

なお、塗布時刻情報３０３は、コータ１０１が基板の上にフォトレジストを塗布した際に、コータ１０１からネットワーク１０６経由でコンピュータ１０７に予め送信されているものとする。

記憶部１０２ｄには、露光−現像工程時間情報（第２情報）３０２（図３参照）が記憶されている。露光−現像工程時間情報は、過去に処理した基板において、最終ショット領域を露光し終えた時刻から現像する予定時刻（現像時刻）までの時間（図８に示す露光−現像工程時間７０７参照）の履歴に関する情報である。制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、露光−現像工程時間情報３０２を、記憶部１０２ｄから読み出して、露光後計算部１０２ｆへ渡す。

なお、露光−現像工程時間情報３０２は、デベロッパ１０３がフォトレジストを過去に現像した際に、デベロッパ１０３からネットワーク１０６経由でコンピュータ１０７に予め送信されているものとする。そして、露光−現像工程時間情報３０２は、コンピュータ１０７からネットワーク１０６、送受信部１０２ａ及び制御部１０２ｂ経由で記憶部１０２ｄに供給されたものとする。

露光前計算部１０２ｅは、塗布時刻情報３０３と露光時刻情報３０１とに基づいて、露光前放置時間をショット領域ごとに計算する。露光前放置時間は、基板の上にフォトレジストが塗布された時刻から露光対象のショット領域が露光される予定時刻までの時間である。例えば、露光前計算部１０２ｅは、塗布時刻（図８に示すフォトレジスト塗布時刻７０２参照）と、露光対象のショット領域のショット領域露光開始予定時刻（図８に示すショット領域露光開始予定時刻７１１参照）との差分を計算する。露光前計算部１０２ｅは、その差分を露光対象のショット領域の露光前放置時間とする。このようにして、露光前計算部１０２ｅは、露光前放置時間情報３０７を生成して制御部１０２ｂ経由で露光量計算部１０２ｊへ渡す。

露光後計算部１０２ｆは、露光時刻情報３０１と露光−現像工程時間情報３０２とに基づいて、露光後放置時間をショット領域ごとに計算する。露光後放置時間は、露光対象のショット領域の露光が終了する予定時刻からフォトレジストが現像される予定時刻までの時間である。例えば、露光後計算部１０２ｆは、基板露光残時間（図８に示す基板露光残時間７０８参照）と、露光−現像工程時間（図８に示す露光−現像工程時間７０７参照）との和を計算する。露光後計算部１０２ｆは、その和を露光対象のショット領域の露光後放置時間とする。このようにして、露光後計算部１０２ｆは、露光後放置時間情報３０６を生成して制御部１０２ｂ経由で露光量計算部１０２ｊへ渡す。

記憶部１０２ｄには、上記の露光−現像工程時間情報３０２に加えて、露光量オフセットリファレンス情報３０８（図５参照）も記憶されている。露光量計算部１０２ｊは、露光前放置時間情報３０７又は露光後放置時間情報３０６を受け取ったことに応じて、制御部１０２ｂ経由で記憶部１０２ｄを参照して、露光対象のショット領域に対する露光量オフセットを求める。

例えば、露光量オフセットリファレンス情報３０８は、図５に示すように、露光前オフセット情報５０１と露光後オフセット情報５０２とを備える。

露光前オフセット情報５０１は、露光前放置時間欄５０１ａ及び露光量オフセット欄５０１ｂを備える。露光前放置時間欄５０１ａには、露光前放置時間の長さが記録されている。露光量オフセット欄５０１ｂには、露光量のオフセットの値が記録されている。露光前オフセット情報５０１を概念的に示すと図６に示すグラフになる。すなわち、図６により、露光前放置時間が長くなるほど適切な露光量が多くなる傾向にあることが分かる。図５及び図６に示すような露光前オフセット情報５０１を参照することにより、露光前放置時間に対して適切な露光量オフセットを求めることができる。

露光後オフセット情報５０２は、露光後放置時間欄５０２ａ及び露光量オフセット欄５０２ｂを備える。露光前放置時間欄５０２ａには、露光後放置時間の長さが記録されている。露光量オフセット欄５０２ｂには、露光量のオフセットの値が記録されている。露光後オフセット情報５０２を概念的に示すと図７に示すグラフになる。すなわち、図７により、露光後放置時間が長くなるほど適切な露光量が多くなる傾向にあることが分かる。図５及び図７に示すような露光後オフセット情報５０２を参照することにより、露光後放置時間に対して適切な露光量オフセットを求めることができる。

例えば、露光量計算部１０２ｊは、露光前オフセット情報５０１を参照して、露光前放置時間情報３０７に対応した露光量オフセットＯＤ１を求める。また、露光量計算部１０２ｊは、露光後オフセット情報５０２を参照して、露光後放置時間情報３０６に対応した露光量オフセットＯＤ２を求める。そして、露光量計算部１０２ｊは、露光対象のショット領域に対する露光量オフセットＯＤを
ＯＤ＝ＯＤ１＋ＯＤ２・・・数式３
により求める。露光量計算部１０２ｊは、基準露光量ＢＤを用いて、露光対象のショット領域の露光量Ｄ２を
Ｄ２＝ＢＤ＋ＯＤ＝ＢＤ＋ＯＤ１＋ＯＤ２・・・数式４
により求める。

露光量計算部１０２ｊは、このようにして計算した露光量情報３１０を制御部１０２ｂへ渡す。

制御部１０２ｂは、露光量情報３１０に基づいて、露光対象のショット領域を露光する。例えば、制御部１０２ｂは、数式１と同様にして、露光対象のショット領域の露光時間ΔＴ２を
ΔＴ２＝Ｋ×Ｄ２＝Ｋ（ＢＤ＋ＯＤ１＋ＯＤ２）・・・数式５
により求める。これにより、制御部１０２ｂは、ショット領域露光開始推定時刻情報３０１ｃが示す時刻から露光時間ΔＴ２の間だけ露光対象のショット領域を露光するように、露光部１０２ｃを制御する。

なお、露光量オフセットリファレンス情報３０８は、フォトレジストの材質や塗布・露光・現像環境に依存するデータであり、事前に計測されたデータが記憶部１０２ｄ内に登録されている。登録方法は、手入力でもよいし、露光部１０２ｃがサンプル基板を露光した際に保持したデータが用いられてもよい。あるいは、露光後放置時間に対する露光量オフセット５０２ｂ（図５参照）は、露光対象の基板の前の基板の露光・現像処理に対する線幅をＳＥＭで測定し、露光後放置時間と最適な露光量オフセットとの関係を解析することにより、フィードバックされても良い。

また、露光量オフセットリファレンス情報３０８は、複数のリファレンス情報を含んでもよく、一つのリファレンス情報を含んでもよい。露光量オフセットリファレンス情報３０８が複数のリファレンス情報を含む場合、どのリファレンス情報を使うかの設定は、ユーザから入力を受け付けることにより行われてもよい。あるいは、どのリファレンス情報を使うかの設定は、コータ１０１やデベロッパ１０３からコンピュータ１０７に事前に通知されることにより行われてもよい。

ショット領域露光予定開始時刻７１１は、露光量オフセットの計算時間や露光開始までのステージの移動・加速時間などを考慮して、露光装置１０２が導きだす推定時刻であってもよい。

図８は、コータ１０１、露光装置１０２及びデベロッパ１０３で行われる処理の時刻と各処理の間の時間関係を示した図である。

７０１は、時間軸であり、一枚の基板が処理されていく工程の時間の流れを左から右へ表している。

７０２は、フォトレジスト塗布時刻である。フォトレジスト塗布時刻は、コータ１０１がフォトレジストを塗布する時刻である。

７０３は、基板の露光開始時刻であり、すなわち第一ショット領域の露光開始時刻である。

７０４は、露光対象の基板の露光終了時刻であり、すなわち最終ショット領域の露光終了時刻である。

７１１は、ショット領域露光開始予定時刻であり、基板における露光対象のショット領域の露光が開始される時刻である。図８では、２番目のショット領域ＳＨ２のショット領域露光開始予定時刻を例として示している。

一枚の基板の露光開始時刻７０３から露光終了時刻７０４までの間にｎ個のショット領域露光が行われる。基板の露光開始時刻７０３は、１番目のショット領域ＳＨ１のショット領域露光開始時刻である。基板の露光終了時刻７０４は、ｎ番目のショット領域ＳＨｎ（最終ショット領域）の露光終了時刻である。

７０５は、現像時刻である。現像時刻は、基板の現像処理を開始する予定時刻である。

なお、現像時刻は、基板の現像が終了する時刻であってもよいし、基板の現像中の特定のタイミングの時刻であってもよい。

７０６は、塗布−露光工程時間であり、フォトレジスト塗布時刻７０２から基板の露光開始時刻７０３までの時間である。

７０７は、露光−現像工程時間であり、基板の露光終了時刻７０４から現像時刻７０５である。

７０８は、露光対象のショット領域の露光が終了した時刻から基板の露光終了時刻７０４までの時間を表している。図８では、２番目のショット領域ＳＨ２の露光終了時刻から基板の露光終了時刻７０４までの時間を例として示した。

７０９は、露光前放置時間であり、フォトレジスト塗布時刻７０２から露光対象のショット領域のショット領域露光開始予定時刻７１１までの時間を表している。

７１０は、露光後放置時間であり、露光対象のショット領域の露光終了時刻から現像時刻７０５までの時間を表している。

以上のように、本発明によれば、露光対象のショット領域の露光前基板放置時間と、露光対象のショット領域の露光後放置時間とを考慮して、ショット領域毎に適切な露光量を調整することができる。これにより、露光・現像により基板に形成されるレジストパターンのショット領域間での線幅ばらつきを低減させることができる。

なお、半導体製造システム１において、コンピュータ１０７は、コータ１０１、露光装置１０２及びデベロッパ１０３のそれぞれの一部であってもよい。また、半導体製造システム１において、コータ１０１及びデベロッパ１０３は同一の装置に組み込まれていてもよい。

また、図２に示す記憶部１０２ｄ、露光前計算部１０２ｅ、露光後計算部１０２ｆ、露光量計算部１０２ｊは、露光装置１０２に備えられる代わりにコンピュータ１０７に備えられていてもよい。このとき、図３に示す処理は、コンピュータ１０７で行われる。そして、コンピュータ１０７は、露光部１０２ｃの制御量の情報をネットワーク１０６経由で露光装置１０２に送信する。露光装置１０２では、送受信部１０２ａが受信した制御量の情報に基づいて、露光部１０２ｃが基板を露光する。

フォトレジストの塗布からショット領域露光までの時間のばらつきを加味した露光量補正の例を、図９のフローチャートを用いて説明する。図９は、露光装置１０２が露光を行う処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１では、露光装置１０２の送受信部１０２ａが、露光指示の情報を、ネットワーク１０６経由でコンピュータ１０７から受信して、制御部１０２ｂへ渡す。制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、露光時刻情報を生成する。制御部１０２ｂは、露光時刻情報３０１を、制御部１０２ｂ経由で露光前計算部１０２ｅへ渡す。

また、制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、送受信部１０２ａに、塗布時刻情報３０３（図３参照）をネットワーク１０６経由でコータ１０１から受信させる。送受信部１０２ａは、塗布時刻情報３０３を制御部１０２ｂ経由で露光前計算部１０２ｅへ渡す。

ステップＳ２では、露光前計算部１０２ｅが、塗布時刻情報３０３と露光時刻情報３０１とに基づいて、露光前放置時間をショット領域ごとに計算する。例えば、露光前計算部１０２ｅは、塗布時刻（図８に示すフォトレジスト塗布時刻７０２参照）と、露光対象のショット領域のショット領域露光開始予定時刻（図８に示すショット領域の露光時刻７１１参照）との差分を計算する。露光前計算部１０２ｅは、その差分を露光対象のショット領域の露光前放置時間とする。このようにして、露光前計算部１０２ｅは、露光前放置時間情報３０７を生成して制御部１０２ｂ経由で露光量計算部１０２ｊへ渡す。

ステップＳ４では、露光量計算部１０２ｊが、露光前放置時間情報３０７を受け取ったことに応じて、制御部１０２ｂ経由で記憶部１０２ｄの露光前オフセット情報５０１（図５参照）を参照して、露光対象のショット領域に対する露光量オフセットを求める。

例えば、露光量計算部１０２ｊは、露光前放置時間情報３０７が示す露光前放置時間が「００:０５:００」であると判断する場合、露光前オフセット情報５０１により露光量オフセット「０．０１」を求める。そして、露光量計算部１０２ｊは、数式３及び数式４と同様にして、露光対象のショット領域の露光量Ｄ３を
Ｄ３＝ＢＤ＋０．０１・・・数式６
により求める。露光量計算部１０２ｊは、計算した露光量情報３１０を制御部１０２ｂへ渡す。

ステップＳ５では、制御部１０２ｂが、露光量情報３１０に基づいて、露光対象のショット領域を露光する。例えば、制御部１０２ｂは、数式１と同様にして、露光対象のショット領域の露光時間ΔＴ３を
ΔＴ３＝Ｋ×Ｄ３＝Ｋ（ＢＤ＋０．０１）・・・数式７
により求める。これにより、制御部１０２ｂは、ショット領域露光開始推定時刻情報３０１ｃが示す時刻から露光時間ΔＴ３の間だけ、露光対象のショット領域を露光する。

ショット領域露光からフォトレジストの現像までの時間のばらつきを加味した露光量補正の例を、図１０のフローチャートを用いて説明する。図１０は、露光装置１０２が露光を行う処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１１では、露光装置１０２の送受信部１０２ａが、露光指示の情報を、ネットワーク１０６経由でコンピュータ１０７から受信して、制御部１０２ｂへ渡す。制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、露光時刻情報を生成する。制御部１０２ｂは、露光時刻情報３０１を、制御部１０２ｂ経由で露光後計算部１０２ｆへ渡す。

また、制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、露光−現像工程時間情報３０２を、記憶部１０２ｄから読み出して、露光後計算部１０２ｆへ渡す。

ステップＳ１３では、露光後計算部１０２ｆが、露光−現像工程時間情報３０２と露光時刻情報３０１とに基づいて、露光後放置時間をショット領域ごとに計算する。例えば、露光後計算部１０２ｆは、基板露光残時間（図８に示す基板露光残時間７０８参照）と、露光−現像工程時間（図８に示す露光−現像工程時間７０７参照）との和を計算する。露光後計算部１０２ｆは、その和を露光対象のショット領域の露光後放置時間とする。このようにして、露光後計算部１０２ｆは、露光後放置時間情報３０６を生成して制御部１０２ｂ経由で露光量計算部１０２ｊへ渡す。

ステップＳ１４では、露光量計算部１０２ｊが、露光後放置時間情報３０６を受け取ったことに応じて、制御部１０２ｂ経由で記憶部１０２ｄの露光後オフセット情報５０２（図５参照）を参照して、露光対象のショット領域に対する露光量オフセットを求める。

例えば、露光量計算部１０２ｊは、露光後放置時間情報３０６が示す露光後放置時間が「００:５０:００」であると判断する場合、露光後オフセット情報５０２により露光量オフセット「−０．１０」を求める。そして、露光量計算部１０２ｊは、数式３及び数式４と同様にして、露光対象のショット領域の露光量Ｄ４を
Ｄ４＝ＢＤ−０．１０・・・数式８
により求める。露光量計算部１０２ｊは、計算した露光量情報３１０を制御部１０２ｂへ渡す。

ステップＳ１５では、制御部１０２ｂが、露光量情報３１０に基づいて、露光対象のショット領域を露光する。例えば、制御部１０２ｂは、数式１と同様にして、露光対象のショット領域の露光時間ΔＴ４を
ΔＴ４＝Ｋ×Ｄ４＝Ｋ（ＢＤ−０．１０）・・・数式９
により求める。これにより、制御部１０２ｂは、ショット領域露光開始推定時刻情報３０１ｃが示す時刻から露光時間ΔＴ４の間だけ、露光対象のショット領域を露光する。

フォトレジストの塗布からショット領域露光までの時間のばらつきと、ショット領域露光からフォトレジストの現像までの時間のばらつきとを加味した露光量補正の例を、図１１のフローチャートを用いて説明する。図１１は、露光装置１０２が露光を行う処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ２１では、露光装置１０２の送受信部１０２ａが、露光指示の情報を、ネットワーク１０６経由でコンピュータ１０７から受信して、制御部１０２ｂへ渡す。制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、露光時刻情報を生成する。制御部１０２ｂは、露光時刻情報３０１を、制御部１０２ｂ経由で露光前計算部１０２ｅへ渡す。

また、制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、送受信部１０２ａに、塗布時刻情報３０３（図３参照）をネットワーク１０６経由でコータ１０１から受信させる。送受信部１０２ａは、塗布時刻情報３０３を制御部１０２ｂ経由で露光前計算部１０２ｅへ渡す。

さらに、制御部１０２ｂは、露光指示の情報に基づいて、露光−現像工程時間情報３０２を、記憶部１０２ｄから読み出して、露光後計算部１０２ｆへ渡す。

ステップＳ２２では、露光前計算部１０２ｅが、塗布時刻情報３０３と露光時刻情報３０１とに基づいて、露光前放置時間をショット領域ごとに計算する。例えば、露光前計算部１０２ｅは、塗布時刻（図８に示すフォトレジスト塗布時刻７０２参照）と、露光対象のショット領域のショット領域露光開始予定時刻（図８に示すショット領域の露光時刻７１１参照）との差分を計算する。露光前計算部１０２ｅは、その差分を露光対象のショット領域の露光前放置時間とする。このようにして、露光前計算部１０２ｅは、露光前放置時間情報３０７を生成して制御部１０２ｂ経由で露光量計算部１０２ｊへ渡す。

ステップＳ２３では、露光後計算部１０２ｆが、露光−現像工程時間情報３０２と露光時刻情報３０１とに基づいて、露光後放置時間をショット領域ごとに計算する。例えば、露光後計算部１０２ｆは、基板露光残時間（図８に示す基板露光残時間７０８参照）と、露光−現像工程時間（図８に示す露光−現像工程時間７０７参照）との和を計算する。露光後計算部１０２ｆは、その和を露光対象のショット領域の露光後放置時間とする。このようにして、露光後計算部１０２ｆは、露光後放置時間情報３０６を生成して制御部１０２ｂ経由で露光量計算部１０２ｊへ渡す。

ステップＳ２４では、露光量計算部１０２ｊが、露光前放置時間情報３０７及び露光後放置時間情報３０６を受け取ったことに応じて、制御部１０２ｂ経由で記憶部１０２ｄの露光前オフセット情報５０１及び露光後オフセット情報５０２（図５参照）を参照する。そして、露光量計算部１０２ｊは、露光対象のショット領域に対する露光量オフセットを求める。

例えば、露光量計算部１０２ｊは、露光前放置時間情報３０７が示す露光前放置時間が「００:０５:００」であると判断する場合、露光前オフセット情報５０１により露光量オフセット「０．０１」を求める。露光量計算部１０２ｊは、露光後放置時間情報３０６が示す露光後放置時間が「００:５０:００」であると判断する場合、露光後オフセット情報５０２により露光量オフセット「−０．１０」を求める。そして、露光量計算部１０２ｊは、数式３及び数式４と同様にして、露光対象のショット領域の露光量Ｄ５を
Ｄ５＝ＢＤ＋０．０１−０．１０＝ＢＤ−０．０９・・・数式１０
により求める。露光量計算部１０２ｊは、計算した露光量情報３１０を制御部１０２ｂへ渡す。

ステップＳ２５では、制御部１０２ｂが、露光量情報３１０に基づいて、露光対象のショット領域を露光する。例えば、制御部１０２ｂは、数式１と同様にして、露光対象のショット領域の露光時間ΔＴ５を
ΔＴ５＝Ｋ×Ｄ５＝Ｋ（ＢＤ−０．０９）・・・数式１１
により求める。これにより、制御部１０２ｂは、ショット領域露光開始推定時刻情報３０１ｃが示す時刻から露光時間ΔＴ５の間だけ、露光対象のショット領域を露光する。

なお、ここでは、露光前放置時間に対する露光量オフセットと、露光後放置時間に対する露光量オフセットとの和をとることで露光量オフセットを算出しているが、本発明における露光量オフセットの算出方法はこの方法に限ったものではない。

次に、本発明のウェハステージ装置が適用される例示的な露光装置を利用したデバイスの製造プロセスを、図１２を用いて説明する。図１２は、デバイスの一例としての半導体デバイスの全体的な製造プロセスを示すフローチャートである。

ステップＳ９１（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Ｓ９２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスク（原版又はレチクルともいう）を作製する。

一方、ステップＳ９３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（基板ともいう）を製造する。

ステップＳ９４（ウエハプロセス）は前半工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上述の露光装置によりリソグラフィー技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。

次のステップＳ９５（組み立て）は後半工程と呼ばれ、ステップＳ９４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）等の組み立て工程を含む。

ステップＳ９６（検査）ではステップＳ９５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、ステップＳ９７でこれを出荷する。

上記ステップＳ９４のウエハプロセスは以下のステップを有する。すなわち、ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップを有する。また、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップを有する。上記の露光装置を用いて、レジスト処理ステップ後のウエハを、マスクのパターンを介して露光し、レジストに潜像パターンを形成する露光ステップを有する。露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップを有する。さらに、現像ステップで現像した潜像パターン以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップを有する。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。

本発明の実施形態に係る半導体製造システム１の構成図。 露光装置の構成図。 露光装置の動作を示すデータフロー図。 露光時刻情報の構成を示す図。 露光量オフセットリファレンス情報を示す図。 露光量オフセットリファレンス情報を示す図。 露光量オフセットリファレンス情報を示す図。 コータ、露光装置及びデベロッパで行われる処理の時刻と各処理の間の時間関係を示した図。 露光装置が露光を行う処理の流れを示すフローチャート。 露光装置が露光を行う処理の流れを示すフローチャート。 露光装置が露光を行う処理の流れを示すフローチャート。 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図。

符号の説明

１ 半導体製造システム
１０１ コータ
１０２ 露光装置
１０３ デベロッパ
１０６ ネットワーク
１０７ コンピュータ

Claims (5)

1. 複数の第１のショット領域を含む第１の基板に塗布された感光材料を前記第１のショット領域ごとに露光して前記感光材料に原版のパターンを転写する露光部と、
   前記第１の基板に前記感光材料が塗布された時刻に関する塗布時刻情報を取得する取得部と、
   前記露光部が前記第１のショット領域を露光する前記第１のショット領域ごとの予定時刻に関するショット露光時刻情報と、前記予定時刻から前記露光部が前記複数の第１のショット領域の露光を完了するまでの前記第１のショット領域ごとの時間に関する基板露光残時間情報とを生成する生成部と、
   前記第１の基板の前に処理された複数の第２のショット領域を含む第２の基板における前記露光部が前記複数の第２のショット領域の露光を完了した時刻から前記第２の基板が現像された時刻までの時間に関する履歴情報を、前記第２の基板が現像された時刻から前記第１の基板の前記ショット露光時刻情報と前記基板露光残時間情報とが生成され始める時刻までの期間に記憶する記憶部と、
   前記塗布時刻情報と前記ショット露光時刻情報とに応じて定まる前記第１のショット領域ごとの第１の露光量オフセットと、前記履歴情報と前記基板露光残時間情報とに応じて定まる前記第１のショット領域ごとの第２の露光量オフセットとを基準露光量に加えることにより、前記第１のショット領域ごとの露光量を求める露光量計算部と、
   前記露光量計算部により求められた前記第１のショット領域ごとの露光量にしたがって、前記露光部に前記第１のショット領域ごとの露光を行わせる制御部と、
   を備えたことを特徴とする露光装置。
2. 前記取得部は、送受信部を含み、
   前記送受信部は、前記第２の基板が現像装置により現像された際にネットワークを介して前記第２の基板の前記履歴情報を前記現像装置から受信し、
   前記記憶部は、前記送受信部により受信された前記第２の基板の前記履歴情報を記憶し、
   前記送受信部は、前記第２の基板の前記履歴情報を受信した後に、前記ネットワークを介して前記第１の基板の前記塗布時刻情報を塗布装置から受信する
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記送受信部は、前記第２の基板の前記履歴情報を受信した後に、前記ネットワークを介して前記塗布装置、前記露光装置及び前記現像装置を管理する管理装置から前記ネットワークを介して前記第１の基板の露光指示を受信し、
   前記生成部は、前記送受信部により受信された前記第１の基板の露光指示に応じて、前記第１の基板に対する前記ショット露光時刻情報と前記基板露光残時間情報とを生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 基板に感光材料を塗布する塗布装置と、
   前記感光材料が塗布された前記基板を露光する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の露光装置と、
   前記露光された前記基板を現像する現像装置と、
   ネットワークを介して前記塗布装置、前記露光装置及び前記現像装置を管理する管理装置と、
   を備えたことを特徴とする製造システム。
5. 基板に感光材料を塗布する塗布工程と、
   前記感光材料が塗布された前記基板を、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の露光装置を用いて露光する露光工程と、
   前記露光された前記基板を現像する現像工程と、
   を備えたことを特徴とするデバイスの製造方法。

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