JP4817545B2 - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原版のパターンを投影して基板を露光する露光装置に関するものであ
【0002】
【従来の技術】
半導体素子等を製造するフォトリソグラフィ工程では、投影型露光装置を使用してレチクルやフォトマスク上に形成されているパターンを、感光剤が塗布された基板(ウエハ)等に転写する。投影型露光装置としては、ウエハの各ショット領域を投影光学系の露光領域内に移動させ、ショット領域ごとに対応するレチクルのパターン像を一括露光し、再び移動、一括露光を繰り返すステップ・アンド・リピート方式の縮小型露光装置(ステッパ)や、露光領域を拡大する為にレチクル及びウエハを相対的に同期走査しながらレチクルのパターンをウエハ上に露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャナ)が用いられている。
【0003】
これらの投影型露光装置においては、露光対象であるウエハ面の露光領域の持つ投影光学系の光軸方向に対する位置及び傾斜角を読みとり、最適な状態に該露光領域の位置及び傾斜角を制御することが必須である。露光領域の投影光学系の光軸方向に対する位置や傾斜角、即ち露光面のフォーカス状態を読みとる機構である面位置検出装置としては、従来、以下に説明する光学的な測定方式が用いられている。
【0004】
図1は半導体素子製造における投影型露光装置の構成概略図である。転写用のパターンが形成されレチクルステージ1上に保持されたレチクルRには、照明光学系(不図示)からの照明光束ILで照明が行われる。照明されたレチクルR上のパターンは投影光学系ULによりウエハW上に投影される。ウエハWはウエハWを保持しつつ、ウエハWの傾斜角及び投影光学系ULに対する光軸方向の高さを調整するフォーカス・レベリングステージ2上に搭載される。フォーカス・レベリングステージ2は、投影光学系ULの光軸に垂直な平面内でウエハWの位置決めを行うXYステージ3上に搭載され、更にXYステージ3はウエハステージベース4上に保持される。投影光学系ULの光軸方向に対する位置は、面位置検出装置7を用いて測定する。
【0005】
図2は面位置検出装置を示している平面図である。この面位置検出装置は、ウエハWに対し非感光性の光を照射する焦点位置測定用光束の光源(不図示)を用い、光源から光ファイバ10を通じて送られる照明光11の光束により照明される焦点検出用パターン板13、焦点検出用パターン板13上のパターン(開口)を投影光学系ULの露光領域の近傍、あるいは露光領域内に位置する複数の測定点に斜めから投影する投光光学系により投光側が構成される。ここで、前記投光光学系には、ミラー14、リレーレンズ15、開口絞り16、ミラー17、照射対物レンズ18、及び投光プリズムミラー19等が含まれている。投影された複数の測定点からの反射光は受光光学系に入射して集光され、各測定点の焦点検出用のパターン(開口)の像が各測定点に対応した光電検出手段27に再結像される。光電検出手段27で検出された出力信号を画像処理検出することにより、各測定点についてウエハWの高さ及び傾斜角に起因するずれ量に対応した検出信号が生成される。光電検出手段27からの検出信号に基づいてフォーカス・レベリングステージ2は制御手段(不図示)により、ウエハWの露光領域の位置及び傾斜角を補正制御する。ここで、前記受光光学系には、受光プリズムミラー20、集光対物レンズ21、ミラー22、開口絞り23、リレーレンズ24、及びミラー25,26等が含まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
通常の投影型露光装置においては、図1に示すように、投影光学系ULは定盤9上に固定された架台8の上面に投影光学系ULのフランジ等を介して支持されている。面位置検出装置7は架台8の下面に固定され、フォーカス・レベリングステージ2、XYステージ3と共に架台8と定盤9で囲まれた空間(以下ステージ空間という。)に設置されている。
【0007】
また、XYステージ3の投影光学系の光軸に垂直な平面内での位置を観察するために、XYステージ3に固定された干渉計ミラー5にレーザビームを投射するレーザ干渉計6も架台8下面に固定され、ステージ空間に含まれている。
【0008】
従来、レーザ干渉計6及び面位置検出装置7の光路は、ステージ駆動ストロークの関係上カバーを用いて局所的に空調の安定化と空気の流れの最適化ができない領域が存在し、温度勾配に起因した空気の温度ゆらぎ(屈折率の変動)が計測精度に大きな影響を与えているために、ステージ空間には、吹出し温度が±0.05℃以下に制御した専用の空調系(不図示)を備えている。
【0009】
また、焦点検出信号を光電検出手段によって処理し、発熱源である光電検出手段を構成するセンサ部28を有する面位置検出装置7は、センサ部28に局所排気機構29を設けてステージ空間において温度勾配の発生を防いでいる。
【0010】
しかしながら、センサ部28に局所的排気機構29を設けても、完全には熱を排気することは不可能であり、空調系の吹出し設定温度に対してセンサカバー部の表面温度は0.5〜1.0℃程度高くなっている。このため、ステージ空間において温度勾配が生じ、面位置検出装置7及びレーザ干渉計6の光路上には空気の温度ゆらぎをもたらし、面位置検出装置7及びレーザ干渉計6の測定結果は数10nm程度の測定誤差が生じていた。
【0011】
面位置検出装置7の測定誤差は、レチクルRのパターンを投影光学系ULを介してウエハW上に露光する際の焦点位置ずれとなり、レチクルパターンがウエハ上に良好に解像しないなどの問題となる。また、レーザ干渉計6による測定誤差に関しては、レチクルRのパターンを投影光学系6を介してウエハW上に露光する際、ウエハW上の同一領域に複数のパターンを重ね合わせて露光する際の重ね合わせ精度が低下してしまう。
【0012】
今後も、露光装置の解像力向上のために、投影光学系の開口数(NA)の拡大や、露光波長の短波長化が図られていくが、これに伴い、投影光学系の許容深度(焦点深度)が減少し、ウエハ面を投影光学系の合焦位置に設定する際の測定精度もより一層厳しくなっていく。面位置検出装置の測定精度を向上させていくために、ウエハ面での露光領域における面情報を増加させていく傾向にあるが、ウエハ面での測定点の増加は、光電検出手段であるセンサの増加につながるため、発熱量も増加し、面位置検出装置及びレーザ干渉計の計測精度を更に悪化させる可能性もある。
【0013】
本発明は、ーザ干渉計の測精度を改善することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の露光装置は、原版のパターンを投影して基板を露光する露光装置であって、
前記原版または前記基板を保持して移動可能なステージと、
前記ステージを支持する定盤と、
前記ステージに保持されている前記原版または前記基板の表面の高さ及び傾きを検出する検出手段と、
前記検出手段を支持する架台と、
前記定盤と前記架台とで囲まれた、前記ステージを含む空間の空調を行う空調手段と、
前記空間内に光路を有して前記ステージの位置を計測するレーザ干渉計と、
前記架台に支持され、かつ、前記原版のパターンを前記基板に投影する投影光学系と、を有し、
前記検出手段は、光電検出手段と、前記原版または前記基板上にパターンを投影する投光光学系と、前記原版または前記基板上に投影された前記パターンの像を前記光電検出手段に再結像させる受光光学系とを有し、前記光電検出手段を含む第1の部分は、前記空間の外において前記架台に支持され、その他の第2の部分は、前記空間内において前記架台に支持され、前記再結像は、前記架台の穴を介して行われ、
前記第1の部分を冷却する冷却機構を有する、
ことを特徴とする露光装置である。
【0022】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図3は本発明の第1の実施形態に係る露光装置の要部概略図である。本実施形態は本発明をデバイス製造用のステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式等を用いた投影露光装置に適用した場合を示している。図中、Rは投影される原版いわゆるレチクル(第1物体)であり、レチクルステージ1rに載置されており、本体に対してアライメント系(不図示)で位置合わせされ、保持されている。レチクルRは照明光学系(不図示)からの照明光束ILで照明されている。ULは投影光学系であり、架台8に支持され、レチクルRのパターンをウエハ(感光基板)W上に投影結像している。
【0023】
ウエハWを保持しているウエハステージ1wは、架台8と定盤9で囲まれたステージ空間内に配置し、ウエハステージベース4上に載置されており、ウエハWを投影光学系ULの光軸に垂直なXY平面上を移動するXYステージ3と、XYステージ3上に載置されたフォーカス・レベリングステージ2とで構成されている。このフォーカス・レベリングステージ2は、ウエハWを吸着保持するウエハチャック(不図示)を投影光学系ULの光軸方向(Z方向)へ微少駆動(フォーカス駆動)及び光軸回りに微少回転駆動(レベリング駆動)が可能である。
【0024】
5は、干渉計ミラーであって、XYステージ3に固定されており、そのX方向位置を架台8の下面に支持されているレーザ干渉計6でモニタするものである。なお、干渉計ミラー5とレーザ干渉計6はY方向についても同様に配置している。干渉計ミラー5とレーザ干渉計6から得られる信号を用いて、ウエハWは、XYステージ3の制御系(不図示)により、常に所定の位置となるように位置決めされる。
【0025】
ステージ空間には、検出手段である面位置検出装置7も架台8の下面に固定されており、この露光装置は、投影光学系ULに対するウエハWの表面の高さ及び傾きを検出し、その検出値が所定のベストフォーカス値(投影光学系の像面の高さを示す所定の司令値)になるように、フォーカス・レベリングステージ2の制御手段(不図示)に検出信号を送ることにより、ウエハWの露光領域の高さ及び傾きを補正制御している。
【0026】
これらの主要構成要素は、恒温チャンバ内に設置されている。また、恒温チャンバ内では、通常のクリーンルームよりも精度の高い温度制御がなされており、例えば、クリーンルームの温度制御が±2〜3℃の範囲であるのに対して、恒温チャンバ内では、±0.1℃程度に保たれている。
【0027】
特に、精密計測が必要である面位置検出装置7及びレーザ干渉計6を配置しているステージ空間は、温調エア吹出しフィルタ(不図示)を用いて、ステージ空間全域(空調空間)の温度を吹出し温度とほぼ同じにしてあり、温度勾配に起因する面位置検出装置7及びレーザ干渉計6の光路上の空気の温度ゆらぎ(屈折率の変動)による計測誤差を防いでいる。
【0028】
本実施形態に係る露光装置は、ステージ空間に発熱源を配置することにより発生する温度ゆらぎを防止することに着目し、ステージ空間に設置される面位置検出装置7の発熱源であるセンサ部28(光電検出手段27から構成されている)の配置位置を変更したものであり、以下に本実施形態に係る露光装置に設置される面位置検出装置7の構成を詳細に説明する。
【0029】
投光光学系に関しては、従来と同様であり、図2を用いて説明し、受光光学系に関しては、図3を用いて説明する。
投光光学系は次のように構成される。ウエハWに対し非感光性の光を照射する焦点位置測定用光束の光源が収納されている光源BOX(不図示)は、熱源部であるため、ステージ空調空間外部に配置してある。照明光11は、光ファイバ10を介して照出され、照明系レンズ12で集光されて焦点検出用パターン板13を照明し、ミラー14、リレーレンズ15、開口絞り16、ミラー17、照射対物レンズ18、及び投光プリズムミラー19を経てパターン(開口)を投影光学系ULの露光領域の近傍あるいは露光領域内に位置する複数の測定点に斜めから投影する。
【0030】
投影された複数の測定点からの反射光は、図3に示す受光光学系に入射して受光プリズムミラー20、集光対物レンズ21で集光され、ミラー22で架台8の上方に反射した後、開口絞り23(瞳面)、架台8の穴に挿入しているリレーレンズ系24で集光され、ミラー25で架台8の上面に反射し、光電検出手段27で構成されるセンサ部28に導光され、各測定点の焦点検出用のパターン(開口)の像が各測定点に対応した光電検出手段27の受光面に再結像する。リレーレンズ以降の要素は、センサ部28に構成され、土台30を介して架台8の上面に固定されている。光電検出手段27は、1次元または2次元CCD(電荷結合素子)であり、出力信号を画像処理検出することにより、各測定点についてウエハWの高さ及び傾斜角に起因するずれ量に対応した検出信号が生成される。
【0031】
このように、本実施形態においては、架台8に光路用及び光学部材挿入用の穴を設け、面位置検出装置7の受光光学系は、ミラーを用いて垂直方向に展開し、光学的な調整敏感度が低い瞳面近傍で、第1の部分であるセンサ部28と、その他の第2の部分である面位置検出手段の本体部(投光光学系、受光光学系)とを分割することによって、光電検出手段27から構成されるセンサ部28の配置位置を架台8下面から上面に変更し、センサ部28の発熱に起因する面位置検出装置7及びレーザ干渉計6の計測誤差を防止している。
【0032】
(第2の実施形態)
図4は第2の実施形態に係る露光装置を示しており、面位置検出装置7のセンサ部28を架台8の側面に配置したものである。
面位置検出装置7の投光光学系までの構成は図3に示した第1の実施形態と同様であり、受光光学系の引廻しを以下に説明する。
【0033】
投光光学系によりウエハに投影された複数の測定点からの反射光は受光光学系に入射して受光プリズムミラー20、集光対物レンズ21で集光され、第1の実施形態とは異なり、ミラーを用いて折り曲げずに、開口絞り23(瞳面)、リレーレンズ24で集光され、ミラー25で架台8の側面に立上げられ、光電検出手段27で構成されるセンサ部28に導光され、各測定点の焦点検出用のパターン(開口)の像が各測定点に対応した光電検出手段27の受光面に再結像する。リレーレンズ以降の要素は、センサ部28に構成され、土台30を介して架台8の側面に固定されている。その他は、第1の実施形態と同様であり、光電検出手段27は、出力信号を画像処理検出することにより、各測定点についてウエハWの高さ及び傾斜角に起因するずれ量に対応した検出信号を生成する。そしてこの露光装置は、フォーカス・レベリングステージ2の制御手段(不図示)に検出信号を送ることにより、ウエハWの露光領域の高さ及び傾きを補正制御している。
【0034】
なお、本実施形態においては、センサ部28を固定している架台8の側面からセンサ部28の熱がステージ空間に流入しないように、該センサ部28の熱は架台8の側面開口部に遮蔽板31を設けて遮断している。
【0035】
このように、本実施形態においては、面位置検出装置7の受光光学系は、ミラーを用いずに水平方向に展開し、光学的な調整敏感度が低い瞳面近傍で、本体部とセンサ部28を分割することによって、光電検出手段27から構成されるセンサ部28の配置位置を架台8の下面から側面に変更し、センサ部28の発熱に起因する面位置検出装置7及びレーザ干渉計6の計測誤差を防止している。
【0036】
以上の実施形態のように、センサ部28を架台8の上面または側面に配置するにあたっては、通常、投光光学系の焦点検出用パターン板13の焦点検出用パターン面からウエハW面までの光学系とウエハW面から光電検出手段27の受光面までの光学系は、同一のものを用いることが可能であったが、架台8の厚さ、幅等により、受光光学系の焦点距離を伸ばすなどの対応が必要な場合もある。
【0037】
また、本実施形態に係る露光装置に設置される面位置検出装置7は、センサ部28に従来のような局所排気機構29を設けて、センサ部28自体の温度上昇及び外部空間への熱の流出を防ぐだけでなく、センサ部28の熱がセンサ部28の架台8に接する土台30から架台8に伝わることによるステージ空間における空気の温度ゆらぎの防止や、架台8に固定している投影光学系UL、レーザ干渉計6、面位置検出装置7及びセンサ部28自体の熱による機械的な変形の発生を防止するために、センサ部28の架台8と接する土台30の内部には、図5のような冷却配管32を設けており、この冷却配管32の中を温度制御された冷媒体である液体を循環させている。
【0038】
以上、説明した各実施形態では、ウエハステージ空間に関して説明したが、本発明は、レチクルステージ空間におけるレチクルパターン面の高さ及び傾き、たわみ等を計測する面位置検出装置を備えた露光装置にも適用可能である。
【0039】
また、本発明は、投影光学系を用いた縮小型の露光装置だけでなく、等倍のミラー光学系を用いてマスク上のパターンを感光基板上に露光するミラープロジェクション方式の露光装置(アライナ)などにも適用可能である。
【0040】
更に、本発明は、光学式の露光装置以外の例えば電子ビームと電子レンズとを使用して、回路パターンを描画したり、或いは回路パターンを投影したりする電子ビーム露光装置やX線露光装置にも同様に適用することができる。
【0041】
(半導体生産システムの実施形態)
次に、本発明に係る装置を用いた半導体デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行うものである。
【0042】
図6は全体システムをある角度から切り出して表現したものである。図中、101は半導体デバイスの製造装置を提供するベンダ(装置供給メーカ)の事業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、前工程用機器(露光装置、レジスト処理装置、エッチング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、平坦化装置等)や後工程用機器(組立て装置、検査装置等)を想定している。事業所101内には、製造装置の保守データベースを提供するホスト管理システム108、複数の操作端末コンピュータ110、これらを結んでイントラネット等を構築するローカルエリアネットワーク(LAN)109を備える。ホスト管理システム108は、LAN109を事業所の外部ネットワークであるインターネット105に接続するためのゲートウェイと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を備える。
【0043】
一方、102〜104は、製造装置のユーザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工場102〜104は、互いに異なるメーカに属する工場であっても良いし、同一のメーカに属する工場(例えば、前工程用の工場、後工程用の工場等)であっても良い。各工場102〜104内には、夫々、複数の製造装置106と、それらを結んでイントラネット等を構築するローカルエリアネットワーク(LAN)111と、各製造装置106の稼動状況を監視する監視装置としてホスト管理システム107とが設けられている。各工場102〜104に設けられたホスト管理システム107は、各工場内のLAN111を工場の外部ネットワークであるインターネット105に接続するためのゲートウェイを備える。これにより各工場のLAN111からインターネット105を介してベンダの事業所101側のホスト管理システム108にアクセスが可能となり、ホスト管理システム108のセキュリティ機能によって限られたユーザだけにアクセスが許可となっている。具体的には、インターネット105を介して、各製造装置106の稼動状況を示すステータス情報(例えば、トラブルが発生した製造装置の症状)を工場側からベンダ側に通知する他、その通知に対応する応答情報(例えば、トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェアやデータ)や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの保守情報をベンダ側から受け取ることができる。各工場102〜104とベンダの事業所101との間のデータ通信および各工場内のLAN111でのデータ通信には、インターネットで一般的に使用されている通信プロトコル(TCP/IP)が使用される。なお、工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用する代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュリティの高い専用線ネットワーク(ISDNなど)を利用することもできる。また、ホスト管理システムはベンダが提供するものに限らずユーザがデータベースを構築して外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数の工場から該データベースへのアクセスを許可するようにしてもよい。
【0044】
さて、図7は本実施形態の全体システムを図6とは別の角度から切り出して表現した概念図である。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介して各工場の生産管理や少なくとも1台の製造装置の情報をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ通信するものである。図中、201は製造装置ユーザ(半導体デバイス製造メーカ)の製造工場であり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここでは例として露光装置202、レジスト処理装置203、成膜処理装置204が導入されている。なお図7では製造工場201は1つだけ描いているが、実際は複数の工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装置はLAN206で接続されてイントラネットを構成し、ホスト管理システム205で製造ラインの稼動管理がされている。
【0045】
一方、露光装置メーカ210、レジスト処理装置メーカ220、成膜装置メーカ230などベンダ(装置供給メーカ)の各事業所には、それぞれ供給した機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム211,221,231を備え、これらは上述したように保守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム205と、各装置のベンダの管理システム211,221,231とは、外部ネットワーク200であるインターネットもしくは専用線ネットワークによって接続されている。このシステムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起きた機器のベンダからインターネット200を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能であり、製造ラインの休止を最小限に抑えることができる。
【0046】
半導体製造工場に設置された各製造装置はそれぞれ、ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモリやハードディスク、あるいはネットワークファイルサーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフトウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例えば図8に一例を示す様な画面のユーザインタフェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種401、シリアルナンバー402、トラブルの件名403、発生日404、緊急度405、症状406、対処法407、経過408等の情報を画面上の入力項目に入力する。入力された情報はインターネットを介して保守データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が保守データベースから返信されディスプレイ上に提示される。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能410〜412を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフトウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する操作ガイド(ヘルプ情報)を引出したりすることができる。ここで、保守データベースが提供する保守情報には、上記説明した本発明に関する情報も含まれ、また前記ソフトウェアライブラリは本発明を実現するための最新のソフトウェアも提供する。
【0047】
次に上記説明した生産システムを利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図9は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。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を形成したマスクを製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4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、これを出荷(ステップ7)する。前工程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装置保守のための情報がデータ通信される。
【0048】
図10は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。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、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしトラブルが発生しても迅速な復旧が可能であり、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることができる。
【0049】
【発明の効果】
本発明によればレーザ干渉計の計測精度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来例である露光装置の全体構成を示す正面図である。
【図2】 従来例である露光装置に設置されている面位置検出装置の平面図である。
【図3】 本発明の第1の実施形態に係る露光装置を示す立面図である。
【図4】 本発明の第2の実施形態に係る露光装置を示す立面図である。
【図5】 本発明の実施形態に係る露光装置に適用した面位置検出装置のセンサ部土台の断面図である。
【図6】 本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの生産システムをある角度から見た概念図である。
【図7】 本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの生産システムを別の角度から見た概念図である。
【図8】 ユーザインタフェースの具体例である。
【図9】 デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【図10】 ウエハプロセスを説明する図である。
【符号の説明】
1,1r:レチクルステージ、1w:ウエハステージ、2:フォーカス・レベリングステージ、3:XYステージ、4:ウエハステージベース、5:干渉計ミラー、6:レーザ干渉計、7:面位置検出装置、8:架台、9:定盤、10:光ファイバ、11:照明光、12:照明系レンズ、13:焦点検出用パターン板、14:ミラー、15:リレーレンズ、16:開口絞り、17:ミラー、18:照射対物レンズ、19:投光プリズムミラー、20:受光プリズムミラー、21:集光対物レンズ、22:ミラー、23:開口絞り、24:リレーレンズ、25:ミラー、26:ミラー、27:光電検出手段、28:センサ部、29:局所排気機構、30:土台、31:遮蔽板、32:冷却配管、IL:照明光束、UL:投影光学系、R:レチクル、W:ウエハ、
101:ベンダの事業所、102,103,104:製造工場、105:インターネット、106:製造装置、107:工場のホスト管理システム、108:ベンダ側のホスト管理システム、109:ベンダ側のローカルエリアネットワーク(LAN)、110:操作端末コンピュータ、111:工場のローカルエリアネットワーク(LAN)、200:外部ネットワーク、201:製造装置ユーザの製造工場、202:露光装置、203:レジスト処理装置、204:成膜処理装置、205:工場のホスト管理システム、206:工場のローカルエリアネットワーク(LAN)、210:露光装置メーカ、211:露光装置メーカの事業所のホスト管理システム、220:レジスト処理装置メーカ、221:レジスト処理装置メーカの事業所のホスト管理システム、230:成膜装置メーカ、231:成膜装置メーカの事業所のホスト管理システム、401:製造装置の機種、402:シリアルナンバー、403:トラブルの件名、404:発生日、405:緊急度、406:症状、407:対処法、408:経過、410,411,412:ハイパーリンク機能。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, Ru der relates exposure apparatus that exposes a substrate by projecting a pattern of an original.
[0002]
[Prior art]
In a photolithography process for manufacturing a semiconductor element or the like, a pattern formed on a reticle or photomask is transferred to a substrate (wafer) or the like coated with a photosensitive agent using a projection exposure apparatus. As the projection exposure apparatus, each shot area of the wafer is moved into the exposure area of the projection optical system, the pattern image of the reticle corresponding to each shot area is batch exposed, and the movement and batch exposure are repeated again. Repeat type reduction type exposure apparatus (stepper) and step-and-scan type exposure apparatus that exposes a reticle pattern on a wafer while relatively synchronously scanning the reticle and wafer to enlarge the exposure area. (Scanner) is used.
[0003]
In these projection type exposure apparatuses, the position and tilt angle of the exposure area of the wafer surface to be exposed with respect to the optical axis direction of the projection optical system are read, and the position and tilt angle of the exposure area are controlled in an optimum state. It is essential. Conventionally, an optical measurement method described below has been used as a surface position detection device that is a mechanism for reading the position and inclination angle of the exposure area with respect to the optical axis direction of the projection optical system, that is, the focus state of the exposure surface. .
[0004]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection type exposure apparatus in semiconductor element manufacturing. The reticle R on which the transfer pattern is formed and held on the reticle stage 1 is illuminated with an illumination light beam IL from an illumination optical system (not shown). The illuminated pattern on the reticle R is projected onto the wafer W by the projection optical system UL. The wafer W is mounted on a focus / leveling stage 2 that holds the wafer W and adjusts the tilt angle of the wafer W and the height in the optical axis direction with respect to the projection optical system UL. The focus / leveling stage 2 is mounted on an XY stage 3 that positions the wafer W in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system UL, and the XY stage 3 is held on a wafer stage base 4. The position of the projection optical system UL with respect to the optical axis direction is measured using the surface position detection device 7.
[0005]
FIG. 2 is a plan view showing the surface position detecting device. This surface position detection apparatus uses a light source (not shown) of a focus position measurement light beam that irradiates the wafer W with non-photosensitive light, and is illuminated with a light beam of illumination light 11 sent from the light source through the optical fiber 10. The focus detection pattern plate 13 and the projection optical system for projecting the pattern (aperture) on the focus detection pattern plate 13 obliquely onto a plurality of measurement points located in the vicinity of the exposure area of the projection optical system UL or in the exposure area The projector side is configured by the above. Here, the light projection optical system includes a mirror 14, a relay lens 15, an aperture stop 16, a mirror 17, an irradiation objective lens 18, a light projection prism mirror 19, and the like. Reflected reflected light from a plurality of measurement points enters the light receiving optical system and is collected, and a focus detection pattern (aperture) image at each measurement point is re-applied to the photoelectric detection means 27 corresponding to each measurement point. Imaged. By detecting the output signal detected by the photoelectric detection means 27 by image processing, a detection signal corresponding to the amount of deviation caused by the height and tilt angle of the wafer W is generated for each measurement point. Based on the detection signal from the photoelectric detection means 27, the focus / leveling stage 2 corrects and controls the position and tilt angle of the exposure area of the wafer W by the control means (not shown). Here, the light receiving optical system includes a light receiving prism mirror 20, a condenser objective lens 21, a mirror 22, an aperture stop 23, a relay lens 24, mirrors 25 and 26, and the like.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In a normal projection exposure apparatus, as shown in FIG. 1, the projection optical system UL is supported on the upper surface of the gantry 8 fixed on the surface plate 9 via a flange of the projection optical system UL or the like. The surface position detection device 7 is fixed to the lower surface of the gantry 8 and is installed in a space (hereinafter referred to as a stage space) surrounded by the gantry 8 and the surface plate 9 together with the focus / leveling stage 2 and the XY stage 3.
[0007]
In addition, a laser interferometer 6 for projecting a laser beam onto an interferometer mirror 5 fixed to the XY stage 3 is also provided for the gantry 8 in order to observe a position in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system of the XY stage 3. It is fixed to the lower surface and is included in the stage space.
[0008]
Conventionally, the optical path of the laser interferometer 6 and the surface position detector 7 has a region where the air conditioning cannot be stabilized and the air flow cannot be optimized locally using the cover due to the stage drive stroke, and the temperature gradient Due to the air temperature fluctuation (refractive index fluctuation) due to the air temperature, the measurement accuracy is greatly affected, so the stage space has a dedicated air conditioning system (not shown) with the blowout temperature controlled to ± 0.05 ° C or less. It has.
[0009]
Further, the surface position detection device 7 having the sensor unit 28 that processes the focus detection signal by the photoelectric detection unit and constitutes the photoelectric detection unit that is a heat generation source is provided with a local exhaust mechanism 29 in the sensor unit 28, and the temperature in the stage space. It prevents the occurrence of gradients.
[0010]
However, even if the local exhaust mechanism 29 is provided in the sensor unit 28, it is impossible to exhaust the heat completely, and the surface temperature of the sensor cover unit is 0.5 to 0.5 with respect to the preset temperature of the air conditioning system. It is about 1.0 ° C higher. For this reason, a temperature gradient is generated in the stage space, air temperature fluctuation is caused on the optical path of the surface position detection device 7 and the laser interferometer 6, and the measurement result of the surface position detection device 7 and the laser interferometer 6 is about several tens of nm. Measurement error occurred.
[0011]
The measurement error of the surface position detecting device 7 is a focus position shift when the pattern of the reticle R is exposed on the wafer W via the projection optical system UL, and the problem that the reticle pattern does not resolve well on the wafer. Become. Regarding the measurement error due to the laser interferometer 6, when the pattern of the reticle R is exposed on the wafer W via the projection optical system 6, a plurality of patterns are superimposed on the same area on the wafer W and exposed. Overlay accuracy will decrease.
[0012]
In the future, in order to improve the resolution of the exposure apparatus, the numerical aperture (NA) of the projection optical system will be increased and the exposure wavelength will be shortened. (Depth) decreases, and the measurement accuracy when the wafer surface is set at the in-focus position of the projection optical system becomes even more severe. In order to improve the measurement accuracy of the surface position detection device, there is a tendency to increase surface information in the exposure area on the wafer surface. However, the increase in the number of measurement points on the wafer surface is a sensor that is a photoelectric detection means. As a result, the amount of heat generation also increases, which may further deteriorate the measurement accuracy of the surface position detection device and the laser interferometer.
[0013]
The present invention aims at improving the total measuring accuracy of the record over THE interferometer.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
An exposure apparatus of the present invention for achieving the above object is an exposure apparatus that exposes a substrate by projecting a pattern of an original,
A stage capable of holding and moving the original plate or the substrate;
A surface plate supporting the stage;
Detecting means for detecting the height and inclination of the surface of the original plate or the substrate held on the stage;
A gantry supporting the detection means;
Air-conditioning means for air-conditioning a space including the stage, surrounded by the surface plate and the mount;
A laser interferometer for measuring the position of the stage having an optical path in the space;
A projection optical system that is supported by the gantry and projects the pattern of the original plate onto the substrate ;
The detection means re-images a photoelectric detection means, a light projecting optical system that projects a pattern on the original or the substrate, and an image of the pattern projected on the original or the substrate on the photoelectric detection means. A first part including the photoelectric detection means is supported by the gantry outside the space, and the other second part is supported by the gantry in the space, The re-image is performed through a hole in the gantry,
A cooling mechanism for cooling the first portion;
An exposure apparatus characterized by that.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 3 is a schematic view of the main part of the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. This embodiment shows a case where the present invention is applied to a projection exposure apparatus using a step-and-repeat method or a step-and-scan method for manufacturing devices. In the figure, R is an original plate so-called reticle (first object) to be projected, which is placed on the reticle stage 1r, and is positioned and held with respect to the main body by an alignment system (not shown). The reticle R is illuminated with an illumination light beam IL from an illumination optical system (not shown). UL is a projection optical system, which is supported by the gantry 8 and projects the pattern of the reticle R onto a wafer (photosensitive substrate) W.
[0023]
The wafer stage 1w holding the wafer W is disposed in a stage space surrounded by the gantry 8 and the surface plate 9, and is placed on the wafer stage base 4. The wafer W is projected onto the light of the projection optical system UL. The XY stage 3 moves on an XY plane perpendicular to the axis, and a focus / leveling stage 2 placed on the XY stage 3. The focus / leveling stage 2 drives a wafer chuck (not shown) for attracting and holding the wafer W in the direction of the optical axis (Z direction) of the projection optical system UL by a minute drive (focus drive) and by a slight rotation around the optical axis (leveling). Driving).
[0024]
An interferometer mirror 5 is fixed to the XY stage 3 and monitors the position in the X direction with a laser interferometer 6 supported on the lower surface of the gantry 8. The interferometer mirror 5 and the laser interferometer 6 are similarly arranged in the Y direction. Using signals obtained from the interferometer mirror 5 and the laser interferometer 6, the wafer W is always positioned at a predetermined position by a control system (not shown) of the XY stage 3.
[0025]
In the stage space , a surface position detection device 7 as a detection means is also fixed to the lower surface of the gantry 8, and this exposure device detects the height and inclination of the surface of the wafer W with respect to the projection optical system UL, and detects it. By sending a detection signal to the control means (not shown) of the focus / leveling stage 2 so that the value becomes a predetermined best focus value (a predetermined command value indicating the height of the image plane of the projection optical system), the wafer The height and inclination of the exposure area of W are corrected and controlled.
[0026]
These main components are installed in a constant temperature chamber. In the constant temperature chamber, temperature control with higher accuracy is performed than in a normal clean room. For example, the temperature control in the clean room is in a range of ± 2 to 3 ° C., whereas in the constant temperature chamber, ± 0 It is kept at about 1 ℃.
[0027]
In particular, in the stage space where the surface position detection device 7 and the laser interferometer 6 that require precision measurement are arranged, the temperature of the entire stage space (air-conditioned space) is controlled using a temperature-controlled air blowing filter (not shown). The temperature is almost the same as the blowing temperature, and measurement errors due to temperature fluctuations (refractive index variation) of air on the optical path of the surface position detector 7 and the laser interferometer 6 due to the temperature gradient are prevented.
[0028]
The exposure apparatus according to the present embodiment pays attention to preventing temperature fluctuation caused by arranging a heat generation source in the stage space, and a sensor unit 28 that is a heat generation source of the surface position detection device 7 installed in the stage space. A configuration of the surface position detection device 7 installed in the exposure apparatus according to the present embodiment will be described in detail below.
[0029]
The light projecting optical system is the same as the conventional one and will be described with reference to FIG. 2, and the light receiving optical system will be described with reference to FIG.
The light projecting optical system is configured as follows. A light source BOX (not shown) in which a light source for a focus position measuring light beam that irradiates the wafer W with non-photosensitive light is a heat source, and is thus arranged outside the stage air-conditioning space. Illumination light 11 is emitted through the optical fiber 10, is condensed by the illumination system lens 12, and illuminates the focus detection pattern plate 13, and includes a mirror 14, a relay lens 15, an aperture stop 16, a mirror 17, and an irradiation objective. A pattern (aperture) is projected obliquely onto a plurality of measurement points located near or in the exposure area of the projection optical system UL via the lens 18 and the light projection prism mirror 19.
[0030]
Reflected light from a plurality of projected measurement points is incident on the light receiving optical system shown in FIG. 3, collected by the light receiving prism mirror 20 and the condenser objective lens 21, and reflected by the mirror 22 above the gantry 8. The light is condensed by the aperture stop 23 (pupil surface) and the relay lens system 24 inserted in the hole of the gantry 8, reflected by the mirror 25 to the upper surface of the gantry 8, and then on the sensor unit 28 constituted by the photoelectric detection means 27. The image of the focus detection pattern (aperture) at each measurement point is re-imaged on the light receiving surface of the photoelectric detection means 27 corresponding to each measurement point. The elements after the relay lens are configured in the sensor unit 28 and are fixed to the upper surface of the gantry 8 via the base 30. The photoelectric detection means 27 is a one-dimensional or two-dimensional CCD (charge coupled device), and corresponds to the amount of deviation caused by the height and inclination angle of the wafer W at each measurement point by detecting the output signal by image processing. A detection signal is generated.
[0031]
As described above, in the present embodiment, holes for optical paths and optical member insertion are provided in the gantry 8, and the light receiving optical system of the surface position detecting device 7 is developed in the vertical direction using the mirror, and optically adjusted. In the vicinity of the pupil surface with low sensitivity , the sensor part 28 as the first part and the main part (light projecting optical system, light receiving optical system) of the surface position detecting means as the other second part are divided. Thus, the arrangement position of the sensor unit 28 composed of the photoelectric detection means 27 is changed from the lower surface of the gantry 8 to the upper surface, and measurement errors of the surface position detection device 7 and the laser interferometer 6 due to heat generation of the sensor unit 28 are prevented. ing.
[0032]
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows an exposure apparatus according to the second embodiment, in which the sensor unit 28 of the surface position detection device 7 is arranged on the side surface of the gantry 8.
The configuration up to the light projecting optical system of the surface position detecting device 7 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, and the routing of the light receiving optical system will be described below.
[0033]
Reflected light from a plurality of measurement points projected onto the wafer by the light projecting optical system is incident on the light receiving optical system and is collected by the light receiving prism mirror 20 and the light collecting objective lens 21, unlike the first embodiment. Without being bent using a mirror, the light is condensed by an aperture stop 23 (pupil surface) and a relay lens 24, raised on a side surface of the gantry 8 by a mirror 25, and guided to a sensor unit 28 constituted by photoelectric detection means 27. Then, an image of the focus detection pattern (aperture) at each measurement point is re-imaged on the light receiving surface of the photoelectric detection means 27 corresponding to each measurement point. The elements after the relay lens are configured in the sensor unit 28 and fixed to the side surface of the gantry 8 via the base 30. The rest is the same as in the first embodiment, and the photoelectric detection means 27 detects the output signal corresponding to the amount of deviation caused by the height and inclination angle of the wafer W by detecting the output signal. Generate a signal. The exposure apparatus corrects and controls the height and inclination of the exposure area of the wafer W by sending a detection signal to a control means (not shown) of the focus / leveling stage 2.
[0034]
In the present embodiment, the heat of the sensor unit 28 is shielded at the side opening of the gantry 8 so that the heat of the sensor unit 28 does not flow into the stage space from the side surface of the gantry 8 to which the sensor unit 28 is fixed. A plate 31 is provided for blocking.
[0035]
As described above, in the present embodiment, the light receiving optical system of the surface position detecting device 7 is developed in the horizontal direction without using a mirror, and in the vicinity of the pupil surface where the optical adjustment sensitivity is low, the main body unit and the sensor unit. By dividing 28, the arrangement position of the sensor unit 28 constituted by the photoelectric detection means 27 is changed from the lower surface to the side surface of the gantry 8, and the surface position detection device 7 and the laser interferometer 6 caused by heat generation of the sensor unit 28 are changed. The measurement error is prevented.
[0036]
When the sensor unit 28 is arranged on the upper surface or the side surface of the gantry 8 as in the above embodiment, the optical from the focus detection pattern surface of the focus detection pattern plate 13 of the projection optical system to the wafer W surface is usually used. The optical system from the system and the wafer W surface to the light receiving surface of the photoelectric detection means 27 can be the same, but the focal length of the light receiving optical system is increased by the thickness, width, etc. of the gantry 8. In some cases, it is necessary to take such actions.
[0037]
Further, the surface position detection device 7 installed in the exposure apparatus according to the present embodiment is provided with a local exhaust mechanism 29 as in the past in the sensor unit 28 to increase the temperature of the sensor unit 28 itself and to heat the external space. In addition to preventing the outflow, the heat of the sensor unit 28 is transmitted from the base 30 in contact with the gantry 8 of the sensor unit 28 to the gantry 8 to prevent air temperature fluctuations in the stage space, and the projection optics fixed to the gantry 8 In order to prevent occurrence of mechanical deformation due to heat of the system UL, the laser interferometer 6, the surface position detecting device 7 and the sensor unit 28 itself, the inside of the base 30 in contact with the mount 8 of the sensor unit 28 is shown in FIG. A cooling pipe 32 is provided, and a liquid that is a temperature-controlled refrigerant is circulated in the cooling pipe 32.
[0038]
In each of the embodiments described above, the wafer stage space has been described. However, the present invention is also applied to an exposure apparatus including a surface position detection device that measures the height, inclination, deflection, and the like of the reticle pattern surface in the reticle stage space. Applicable.
[0039]
The present invention is not limited to a reduction type exposure apparatus using a projection optical system, but also uses a mirror projection type exposure apparatus (aligner) that exposes a pattern on a mask onto a photosensitive substrate using a mirror optical system of equal magnification. It is also applicable to.
[0040]
Furthermore, the present invention provides an electron beam exposure apparatus or an X-ray exposure apparatus that draws a circuit pattern or projects a circuit pattern by using, for example, an electron beam and an electron lens other than an optical exposure apparatus. Can be applied similarly.
[0041]
(Embodiment of semiconductor production system)
Next, an example of a production system of a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.) using the apparatus according to the present invention will be described. In this method, maintenance services such as troubleshooting, periodic maintenance, and software provision for manufacturing apparatuses installed in a semiconductor manufacturing factory are performed using a computer network outside the manufacturing factory.
[0042]
FIG. 6 shows the entire system cut out from a certain angle. In the figure, reference numeral 101 denotes a business office of a vendor (apparatus supplier) that provides a semiconductor device manufacturing apparatus. Examples of manufacturing apparatuses include semiconductor manufacturing apparatuses for various processes used in semiconductor manufacturing plants, such as pre-process equipment (lithographic apparatuses such as exposure apparatuses, resist processing apparatuses, etching apparatuses, heat treatment apparatuses, film forming apparatuses, and flattening apparatuses. As well as post-processing equipment (assembly equipment, inspection equipment, etc.). The office 101 includes a host management system 108 that provides a maintenance database for manufacturing apparatuses, a plurality of operation terminal computers 110, and a local area network (LAN) 109 that connects these to construct an intranet or the like. The host management system 108 includes a gateway for connecting the LAN 109 to the Internet 105, which is an external network of the office, and a security function for restricting access from the outside.
[0043]
On the other hand, 102 to 104 are manufacturing factories of semiconductor manufacturers as users of manufacturing apparatuses. The manufacturing factories 102 to 104 may be factories belonging to different manufacturers, or factories belonging to the same manufacturer (for example, a factory for a pre-process, a factory for a post-process, etc.). In each of the factories 102 to 104, a plurality of manufacturing apparatuses 106, a local area network (LAN) 111 that connects them together to construct an intranet, etc., and a host as a monitoring apparatus that monitors the operating status of each manufacturing apparatus 106 A management system 107 is provided. The host management system 107 provided in each factory 102 to 104 includes a gateway for connecting the LAN 111 in each factory to the Internet 105 which is an external network of the factory. As a result, the host management system 108 on the vendor's office 101 side can be accessed from the LAN 111 of each factory via the Internet 105, and access is permitted only to limited users due to the security function of the host management system 108. . Specifically, status information (for example, a symptom of a manufacturing apparatus in which a trouble has occurred) indicating the operating status of each manufacturing apparatus 106 is notified from the factory side to the vendor side via the Internet 105, and the notification is also handled. It is possible to receive response information (for example, information for instructing a coping method for trouble, coping software or data), maintenance information such as the latest software and help information from the vendor side. A communication protocol (TCP / IP) generally used on the Internet is used for data communication between each factory 102 to 104 and the vendor office 101 and data communication on the LAN 111 in each factory. . Instead of using the Internet as an external network outside the factory, it is also possible to use a high-security dedicated line network (such as ISDN) without being accessible from a third party. Further, the host management system is not limited to the one provided by the vendor, and the user may construct a database and place it on the external network, and allow access to the database from a plurality of factories of the user.
[0044]
FIG. 7 is a conceptual diagram showing the overall system of the present embodiment cut out from an angle different from that in FIG. In the previous example, a plurality of user factories each equipped with a manufacturing apparatus and a management system of a vendor of the manufacturing apparatus are connected via an external network, and production management of each factory or at least one unit is performed via the external network. Data communication of manufacturing equipment was performed. On the other hand, in this example, a factory equipped with a plurality of vendors' manufacturing devices and a management system of each vendor of the plurality of manufacturing devices are connected by an external network outside the factory, and maintenance information of each manufacturing device is obtained. Data communication. In the figure, reference numeral 201 denotes a manufacturing factory of a manufacturing apparatus user (semiconductor device manufacturer), and a manufacturing apparatus that performs various processes on the manufacturing line of the factory, in this case, an exposure apparatus 202, a resist processing apparatus 203, and a film forming processing apparatus. 204 has been introduced. In FIG. 7, only one manufacturing factory 201 is depicted, but actually, a plurality of factories are similarly networked. Each device in the factory is connected by a LAN 206 to form an intranet, and the host management system 205 manages the operation of the production line.
[0045]
On the other hand, each business office of a vendor (apparatus supply manufacturer) such as the exposure apparatus manufacturer 210, the resist processing apparatus manufacturer 220, and the film formation apparatus manufacturer 230 has host management systems 211, 221 for performing remote maintenance of the supplied devices. 231 and these comprise a maintenance database and an external network gateway as described above. The host management system 205 that manages each device in the user's manufacturing factory and the vendor management systems 211, 221, and 231 of each device are connected by the external network 200, which is the Internet or a dedicated line network. In this system, if a trouble occurs in any one of a series of production equipment on the production line, the operation of the production line is suspended, but remote maintenance via the Internet 200 is received from the vendor of the troubled equipment. Therefore, it is possible to respond quickly and to minimize downtime of the production line.
[0046]
Each manufacturing apparatus installed in the semiconductor manufacturing factory includes a display, a network interface, and a computer that executes network access software stored in a storage device and software for operating the apparatus. The storage device is a built-in memory, a hard disk, or a network file server. The network access software includes a dedicated or general-purpose web browser, and provides, for example, a user interface having a screen as shown in FIG. 8 on the display. The operator who manages the manufacturing apparatus in each factory refers to the screen, and the manufacturing apparatus model 401, serial number 402, trouble subject 403, occurrence date 404, urgency 405, symptom 406, countermeasure 407, progress 408, etc. Enter the information in the input field on the screen. The input information is transmitted to the maintenance database via the Internet, and appropriate maintenance information as a result is returned from the maintenance database and presented on the display. Further, the user interface provided by the web browser further realizes hyperlink functions 410 to 412 as shown in the figure, and the operator can access more detailed information on each item, or the latest software used for the manufacturing apparatus from the software library provided by the vendor. Version software can be pulled out, and operation guides (help information) for use by factory operators can be pulled out. Here, the maintenance information provided by the maintenance database includes the information related to the present invention described above, and the software library also provides the latest software for realizing the present invention.
[0047]
Next, a semiconductor device manufacturing process using the production system described above will be described. FIG. 9 shows the flow of the entire manufacturing process of the semiconductor device. In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and is an assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), etc. Process. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7). The pre-process and post-process are performed in separate dedicated factories, and maintenance is performed for each of these factories by the remote maintenance system described above. In addition, information for production management and apparatus maintenance is communicated between the pre-process factory and the post-process factory via the Internet or a dedicated network.
[0048]
FIG. 10 shows a detailed flow of the wafer process. In step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask is printed onto the wafer by exposure using the exposure apparatus described above. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. Since the manufacturing equipment used in each process is maintained by the remote maintenance system described above, it is possible to prevent troubles in advance and to recover quickly even if troubles occur. Productivity can be improved.
[0049]
【Effect of the invention】
According to the present invention, the measurement accuracy of a laser interferometer can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an overall configuration of an exposure apparatus that is a conventional example.
FIG. 2 is a plan view of a surface position detection apparatus installed in an exposure apparatus that is a conventional example.
FIG. 3 is an elevation view showing the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an elevation view showing an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a sensor unit base of a surface position detection apparatus applied to an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a conceptual view of a semiconductor device production system using an apparatus according to the present invention as seen from a certain angle.
FIG. 7 is a conceptual view of a semiconductor device production system using the apparatus according to the present invention as seen from another angle.
FIG. 8 is a specific example of a user interface.
FIG. 9 illustrates a flow of a device manufacturing process.
FIG. 10 is a diagram illustrating a wafer process.
[Explanation of symbols]
1, 1r: reticle stage, 1w: wafer stage, 2: focus / leveling stage, 3: XY stage, 4: wafer stage base, 5: interferometer mirror, 6: laser interferometer, 7: surface position detector, 8 : Stand, 9: Surface plate, 10: Optical fiber, 11: Illumination light, 12: Illumination system lens, 13: Focus detection pattern plate, 14: Mirror, 15: Relay lens, 16: Aperture stop, 17: Mirror, 18: Irradiation objective lens, 19: Projection prism mirror, 20: Light reception prism mirror, 21: Condensing objective lens, 22: Mirror, 23: Aperture stop, 24: Relay lens, 25: Mirror, 26: Mirror, 27: Photoelectric detection means, 28: sensor unit, 29: local exhaust mechanism, 30: base, 31: shielding plate, 32: cooling pipe, IL: illumination light beam, UL: projection optical system, R: retic , W: wafer,
101: Vendor's office, 102, 103, 104: Manufacturing factory, 105: Internet, 106: Manufacturing equipment, 107: Factory host management system, 108: Vendor side host management system, 109: Vendor side local area network (LAN), 110: operation terminal computer, 111: factory local area network (LAN), 200: external network, 201: manufacturing factory of manufacturing apparatus user, 202: exposure apparatus, 203: resist processing apparatus, 204: film formation Processing apparatus, 205: Factory host management system, 206: Factory local area network (LAN), 210: Exposure apparatus manufacturer, 211: Host management system of the office of the exposure apparatus manufacturer, 220: Resist processing apparatus manufacturer, 221: Resist processing equipment manufacturer business Host management system, 230: film forming apparatus manufacturer, 231: host management system at the office of the film forming apparatus manufacturer, 401: type of manufacturing apparatus, 402: serial number, 403: subject of trouble, 404: date of occurrence, 405 : Urgency, 406: Symptom, 407: Countermeasure, 408: Progress, 410, 411, 412: Hyperlink function.

Claims (5)

原版のパターンを投影して基板を露光する露光装置であって、
前記原版または前記基板を保持して移動可能なステージと、
前記ステージを支持する定盤と、
前記ステージに保持されている前記原版または前記基板の表面の高さ及び傾きを検出する検出手段と、
前記検出手段を支持する架台と、
前記定盤と前記架台とで囲まれた、前記ステージを含む空間の空調を行う空調手段と、
前記空間内に光路を有して前記ステージの位置を計測するレーザ干渉計と、
前記架台に支持され、かつ、前記原版のパターンを前記基板に投影する投影光学系と、を有し、
前記検出手段は、光電検出手段と、前記原版または前記基板上にパターンを投影する投光光学系と、前記原版または前記基板上に投影された前記パターンの像を前記光電検出手段に再結像させる受光光学系とを有し、前記光電検出手段を含む第1の部分は、前記空間の外において前記架台に支持され、その他の第2の部分は、前記空間内において前記架台に支持され、前記再結像は、前記架台の穴を介して行われ、
前記第1の部分を冷却する冷却機構を有する、
ことを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that exposes a substrate by projecting an original pattern,
A stage capable of holding and moving the original plate or the substrate;
A surface plate supporting the stage;
Detecting means for detecting the height and inclination of the surface of the original plate or the substrate held on the stage;
A gantry supporting the detection means;
Air-conditioning means for air-conditioning a space including the stage, surrounded by the surface plate and the mount;
A laser interferometer for measuring the position of the stage having an optical path in the space;
A projection optical system that is supported by the gantry and projects the pattern of the original plate onto the substrate ;
The detection means re-images a photoelectric detection means, a light projecting optical system that projects a pattern on the original or the substrate, and an image of the pattern projected on the original or the substrate on the photoelectric detection means. A first part including the photoelectric detection means is supported by the gantry outside the space, and the other second part is supported by the gantry in the space, The re-image is performed through a hole in the gantry,
A cooling mechanism for cooling the first portion;
An exposure apparatus characterized by that.
前記冷却機構は、排気機構を含む、ことを特徴とする請求項に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 1 , wherein the cooling mechanism includes an exhaust mechanism. 前記冷却機構は、前記第1の部分と前記架台との間に設けられた冷却配管を含む、ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の露光装置。The cooling mechanism, an exposure apparatus according to the first portion and including a cooling pipe provided between said frame, any one of claims 1 or 2, characterized in that. 前記レーザ干渉計は、前記架台に支持されている、ことを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の露光装置。The laser interferometer, the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is supported by the cradle. 請求項1乃至のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
A step of exposing a substrate using an exposure apparatus according to any of claims 1 to 4,
Developing the substrate exposed in the step;
A device manufacturing method comprising:
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