JP5002704B2 - Projection exposure apparatus, projection exposure method, and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Projection exposure apparatus, projection exposure method, and semiconductor device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP5002704B2
JP5002704B2 JP2010277361A JP2010277361A JP5002704B2 JP 5002704 B2 JP5002704 B2 JP 5002704B2 JP 2010277361 A JP2010277361 A JP 2010277361A JP 2010277361 A JP2010277361 A JP 2010277361A JP 5002704 B2 JP5002704 B2 JP 5002704B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
exposure
drive
wafer
projection exposure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010277361A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011097070A (en
Inventor
洋明 武石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2010277361A priority Critical patent/JP5002704B2/en
Publication of JP2011097070A publication Critical patent/JP2011097070A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5002704B2 publication Critical patent/JP5002704B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

発明は、主に半導体素子を形成するための投影露光装置、投影露光方法、及び半導体装置の製造方法に関する。   The present invention mainly relates to a projection exposure apparatus, a projection exposure method, and a semiconductor device manufacturing method for forming a semiconductor element.

従来、投影露光装置としては、ウェハを搭載したステージを平面内で位置決めした後に露光を繰り返す、逐次移動型露光装置(いわゆるステッパ)が主流であった。ところが近年では、半導体回路の微細化に伴って、回路パターンを描画した基板(レチクル)とウェハをそれぞれ対応するステージに搭載し、双方を同期走査しながら露光する、いわゆる走査(スキャン)露光装置が登場しており、量産工程への導入が活発化してきている。このように、ステッパに代わってスキャン露光装置が台頭しつつある理由としては、スキャン露光装置はステッパに比べて露光フィールドを大きく取ることができ、コントラストを一様とし易い等のスキャン露光独特の特徴が明らかになってきていることも一因である。   Conventionally, as a projection exposure apparatus, a sequential movement type exposure apparatus (so-called stepper) that repeats exposure after positioning a stage on which a wafer is mounted in a plane has been the mainstream. However, in recent years, with the miniaturization of semiconductor circuits, there is a so-called scanning exposure apparatus in which a substrate (reticle) on which a circuit pattern is drawn and a wafer are mounted on corresponding stages, and both are exposed while being synchronously scanned. It has appeared and its introduction into the mass production process has become active. As described above, the reason why scan exposure apparatuses are emerging in place of steppers is that scan exposure apparatuses can take a larger exposure field than steppers and have unique features such as a uniform contrast. This is partly due to the fact that is becoming clear.

スキャン露光装置の概略構成を図10に示す。光源10としてはKrFエキシマレーザが良く用いられる。光源10からの照射光は、照明光学系11において成形され、幅が数mm程度のスリットを通ってレチクルステージ12上に保持された基板(レチクル)13上に照射される。さらに投影光学系14を通った光は、ウェハステージ15上に保持されたウェハ16に到達する。このとき、ウェハステージ15とレチクルステージ12とを一定速度で逆方向に移動させることにより、スリット幅より大きな露光フィールドを得ることができる。ここで逆方向に移動させるのは、投影光学系14が像を反転させるためである。 A schematic configuration of the scanning exposure apparatus is shown in FIG. As the light source 10, a KrF excimer laser is often used. Irradiation light from the light source 10 is irradiated on a substrate (reticle) 13 which is shaped on the illumination optical system 11 and passed through a slit having a width of about several millimeters and held on the reticle stage 12. Further, the light passing through the projection optical system 14 reaches the wafer 16 held on the wafer stage 15. At this time, an exposure field larger than the slit width can be obtained by moving the wafer stage 15 and the reticle stage 12 in the opposite directions at a constant speed. The reason for moving in the reverse direction is that the projection optical system 14 inverts the image.

レチクルステージ12及びウェハステージ15は、レーザ測長器17及び18を用いて並進方向の位置が精密に計測される。また鉛直方向に関しては、フォーカス検出系19によりウェハ表面と露光像面との相対距離を検出し、得られたフォーカス計測値に基づいて、ウェハ表面を露光像面に一致させるように、ウェハステージ15を駆動する。スリットを通って照射される領域にてウェハ15表面が露光像面と一致する必要があり、従ってウェハステージ15はZ方向(フォーカス)及びチルト方向(レベリング)に駆動されねばならない。これはスキャン露光装置の特徴のひとつであり、チップ内にてきめ細やかなフォーカス・レベリングが可能であるなどの利点につながっている。   The reticle stage 12 and wafer stage 15 are precisely measured in translational positions using laser length measuring instruments 17 and 18. Regarding the vertical direction, the focus detection system 19 detects the relative distance between the wafer surface and the exposure image plane, and based on the obtained focus measurement value, the wafer stage 15 matches the exposure image plane. Drive. In the region irradiated through the slit, the surface of the wafer 15 needs to coincide with the exposure image plane. Therefore, the wafer stage 15 must be driven in the Z direction (focus) and the tilt direction (leveling). This is one of the features of the scan exposure apparatus, which leads to advantages such as fine focus and leveling in the chip.

スキャン露光装置においては、同期走査するレチクルステージ12とウェハステージ15との水平方向相対位置誤差、いわゆる同期誤差が露光性能に大きく関わることが知られている。付け加えるならば、同期誤差のスリット内移動平均は露光される像のずれ、即ちディストーションに対応し、同じく移動標準偏差は像のコントラストに対応する。従って、微細化が進む半導体製造プロセスにあっては、この同期誤差を如何に小さくするかが1つの大きな技術的課題である。   In a scanning exposure apparatus, it is known that a horizontal relative position error between a reticle stage 12 and a wafer stage 15 that perform synchronous scanning, that is, a so-called synchronization error, is greatly related to exposure performance. In addition, the moving average in the slit of the synchronization error corresponds to the deviation of the exposed image, ie, distortion, and the moving standard deviation also corresponds to the contrast of the image. Therefore, in a semiconductor manufacturing process that is becoming finer, one major technical problem is how to reduce this synchronization error.

一方、上述のようにスキャン露光中のフォーカス・レベリング駆動はスキャン露光装置において必要不可欠であるが、これらの駆動によりかえって同期誤差を劣化させることが多い。特にレベリング駆動は、ウェハステージ15にてスキャン駆動と共に行われるため、ωx方向駆動がy方向に、あるいはωy方向駆動がX方向にというように、他成分として同期誤差に影響を与えやすい。種々の制御技術を駆使することによって、他成分の影響を低減するよう制御補償器を設計するのは言うまでもないが、実際のフォーカス・レベリング駆動量は、露光すべきウェハの面精度やウェハを吸着保持するウェハチャックの平坦度に大きく依存しており、制御手法のみで全てカバーすることは困難である。 On the other hand, as described above, the focus / leveling drive during the scan exposure is indispensable in the scan exposure apparatus. However, the drive often deteriorates the synchronization error. In particular, since the leveling drive is performed together with the scan drive on the wafer stage 15, the ω x direction drive is in the y direction, or the ω y direction drive is in the X direction. It goes without saying that the control compensator is designed to reduce the influence of other components by making full use of various control technologies, but the actual focus / leveling drive amount depends on the surface accuracy of the wafer to be exposed and the wafer. It largely depends on the flatness of the wafer chuck to be held, and it is difficult to cover all of the wafer chucks only by the control method.

特にウェハの平坦度は、半導体製造プロセスあるいは生産ロットにより差があり、同じ露光装置を用いたとしても同期誤差が一定値以下となるよう管理することは極めて困難である。   In particular, the flatness of the wafer varies depending on the semiconductor manufacturing process or production lot, and even if the same exposure apparatus is used, it is extremely difficult to manage the synchronization error to be a certain value or less.

また、スキャン露光装置における生産性は、スキャン速度を大きくするほど高められるが、この結果として、1チップ内で駆動すべきレベリングの軌跡は高い周波数を持つことになる。一般にステージなどのアクチュエータ制御系では、周波数が高くなるに従って追従性能が劣化し、同時に他成分への影響も大きくならざるを得ない。従ってスキャン速度大とすれば、同じ平坦度のウェハを用いた場合であっても、同期精度は劣化することになる。   Further, the productivity in the scanning exposure apparatus is increased as the scanning speed is increased. As a result, the leveling locus to be driven in one chip has a high frequency. In general, in an actuator control system such as a stage, the follow-up performance deteriorates as the frequency increases, and at the same time, the influence on other components must be increased. Therefore, if the scanning speed is high, the synchronization accuracy deteriorates even when a wafer having the same flatness is used.

このように、スキャン速度は同期誤差なる指標を媒体として露光性能に大きな影響を与えるが、スキャン速度はレジスト感度や露光量などの要因から設定されるのが通常であり、同期誤差はいわば出なりの性能となってしまっていた。このため半導体製造プロセス条件の設定に時間がかかったり、ウェハの面精度の差により歩留まりを劣化させる要因となっていた。   In this way, the scan speed has a large influence on the exposure performance using the index of synchronization error as a medium, but the scan speed is usually set based on factors such as resist sensitivity and exposure amount, and so the synchronization error is so called. It became the performance of. For this reason, it takes time to set semiconductor manufacturing process conditions, and it is a factor that degrades yield due to a difference in wafer surface accuracy.

そこで本発明は、ウェハ平坦度などの製造プロセス条件に対して最適な走査速度を設定することを可能とし、露光性能と生産性を高いレベルで両立させて歩留まりの良い露光を実現させる投影露光装置、投影露光方法、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention makes it possible to set an optimum scanning speed with respect to manufacturing process conditions such as wafer flatness, and to realize exposure with a high yield by realizing both high exposure performance and high productivity. Another object of the present invention is to provide a projection exposure method and a semiconductor device manufacturing method.

更に本発明は、前記目的に加え、最適な走査速度を1回の露光毎に可変に設定することにより、装置の処理能力即ちスループットの低下を抑止し、像性能と生産性を共に向上させることを可能とし、高い歩留まりを実現させる投影露光装置、投影露光方法、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   Furthermore, in addition to the above object, the present invention suppresses a decrease in the processing capacity of the apparatus, that is, throughput by setting the optimum scanning speed variably for each exposure, and improves both the image performance and productivity. It is an object of the present invention to provide a projection exposure apparatus, a projection exposure method, and a method for manufacturing a semiconductor device, which can realize a high yield.

本発明の投影露光装置は、レチクル面に描画された所定パターンをウェハ面に露光して転写する投影露光装置において、前記レチクルを保持し、走査方向に沿って走査する第1の駆動機構と、前記ウェハを保持し、走査方向に沿って走査する第2の駆動機構と、予め求められたウェハ面形状に基づいてフォーカス駆動及びレベリング駆動をしながら前記第1及び第2の駆動機構を同期して走査駆動した場合の、前記第1の駆動機構と前記第2の駆動機構との同期誤差の期待値を走査速度毎に算出して、前記期待値に基づいて走査露光時における前記第1及び第2の駆動機構の走査速度を1回の露光毎に可変に設定するコントローラとを備える。
本発明の投影露光装置は、レチクル面に描画された所定パターンをウェハ面に露光して転写する投影露光装置において、前記レチクルを保持し、走査方向に沿って走査する第1の駆動機構と、前記ウェハを保持し、走査方向に沿って走査する第2の駆動機構と、予め求められたウェハ面形状に基づいてフォーカス駆動及びレベリング駆動をしながら前記第1及び第2の駆動機構を同期して走査駆動した場合の、前記第1の駆動機構と前記第2の駆動機構との同期誤差の期待値を走査速度毎に算出して、前記期待値に基づいて走査露光時における前記第1及び第2の駆動機構の走査速度を1回の露光毎に自動的に設定するコントローラとを備える。
本発明の投影露光装置の一態様は、前記ウェハ面形状を計測するフォーカス検出系を備え、該フォーカス検出系は、実際の露光に先立って前記第1及び第2の駆動機構を走査駆動しながら計測する。
本発明の投影露光装置の一態様では、露光に先立った前記走査駆動は、前記ウェハ1枚毎又は複数枚毎に行われる。
本発明の投影露光方法は、レチクル面に描画された所定パターンをウェハ面に露光して転写する投影露光方法において、前記レチクルを保持して走査方向に沿って走査する第1の駆動機構と、前記ウェハを保持して走査方向に沿って走査する第2の駆動機構とを駆動制御するに際して、予め求められたウェハ面形状に基づいてフォーカス駆動及びレベリング駆動をしながら前記第1及び第2の駆動機構を同期して走査駆動した場合の、前記第1の駆動機構と前記第2の駆動機構との同期誤差の期待値を走査速度毎に算出する工程と、前記期待値に基づいて走査露光時における前記第1及び第2の駆動機構の走査速度を1回の露光毎に可変に設定する工程とを有する。
本発明の投影露光方法は、レチクル面に描画された所定パターンをウェハ面に露光して転写する投影露光方法において、前記レチクルを保持して走査方向に沿って走査する第1の駆動機構と、前記ウェハを保持して走査方向に沿って走査する第2の駆動機構とを駆動制御するに際して、予め求められたウェハ面形状に基づいてフォーカス駆動及びレベリング駆動をしながら前記第1及び第2の駆動機構を同期して走査駆動した場合の、前記第1の駆動機構と前記第2の駆動機構との同期誤差の期待値を走査速度毎に算出する工程と、前記期待値に基づいて走査露光時における前記第1及び第2の駆動機構の走査速度を1回の露光毎に自動的に設定する工程とを有する。
本発明の投影露光方法の一態様では、前記走査速度を1回の露光毎に自動的に設定する工程において、各露光における前記期待値と、実際の露光で得られた同期誤差との比較に基づいて走査速度を設定する。
本発明の投影露光方法の一態様は、前記ウェハ面形状を計測するフォーカス検出系を備え、該フォーカス検出系は、実際の露光に先立って前記第1及び第2の駆動機構を走査駆動しながら計測する。
本発明の投影露光方法の一態様では、露光に先立った前記走査駆動を、前記ウェハ1枚毎又は複数枚毎に行う。
本発明の半導体装置の製造方法は、ウェハ面に感光材料を塗布するステップと、請求項5〜9のいずれか1項に記載の投影露光方法の各工程により、前記感光材料が塗布された前記ウェハ面に所定パターンの露光を行うステップと、前記所定パターンの露光が行われた前記感光材料を現像するステップとを備える。
本発明の記憶媒体は、上記の投影露光方法の各工程を実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に格納したものである。
本発明の記憶媒体は、上記の半導体装置の製造方法の各ステップを実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に格納したものである。
A projection exposure apparatus of the present invention is a projection exposure apparatus that exposes and transfers a predetermined pattern drawn on a reticle surface to a wafer surface, and holds the reticle and scans along a scanning direction; A second drive mechanism that holds the wafer and scans along the scanning direction, and synchronizes the first and second drive mechanisms while performing focus drive and leveling drive based on a wafer surface shape obtained in advance. When the scanning driving is performed, an expected value of synchronization error between the first driving mechanism and the second driving mechanism is calculated for each scanning speed, and the first value at the time of scanning exposure is calculated based on the expected value. And a controller that variably sets the scanning speed of the second drive mechanism for each exposure.
A projection exposure apparatus of the present invention is a projection exposure apparatus that exposes and transfers a predetermined pattern drawn on a reticle surface to a wafer surface, and holds the reticle and scans along a scanning direction; A second drive mechanism that holds the wafer and scans along the scanning direction, and synchronizes the first and second drive mechanisms while performing focus drive and leveling drive based on a wafer surface shape obtained in advance. When the scanning driving is performed, the expected value of the synchronization error between the first driving mechanism and the second driving mechanism is calculated for each scanning speed, and the first and A controller that automatically sets the scanning speed of the second drive mechanism for each exposure.
One aspect of the projection exposure apparatus of the present invention includes a focus detection system that measures the wafer surface shape, and the focus detection system scans and drives the first and second drive mechanisms prior to actual exposure. measure.
In one aspect of the projection exposure apparatus of the present invention, the scanning drive prior to exposure is performed for each wafer or for each of a plurality of wafers.
The projection exposure method of the present invention is a projection exposure method in which a predetermined pattern drawn on a reticle surface is exposed on a wafer surface and transferred, and a first drive mechanism that holds the reticle and scans along a scanning direction; When driving and controlling the second driving mechanism that holds the wafer and scans along the scanning direction, the first and second driving mechanisms are driven while performing focus driving and leveling driving based on a predetermined wafer surface shape. A step of calculating an expected value of a synchronization error between the first drive mechanism and the second drive mechanism for each scanning speed when the drive mechanism is scanned and scanned; and scanning exposure based on the expected value. And a step of variably setting the scanning speed of the first and second drive mechanisms at each time for each exposure.
The projection exposure method of the present invention is a projection exposure method in which a predetermined pattern drawn on a reticle surface is exposed on a wafer surface and transferred, and a first drive mechanism that holds the reticle and scans along a scanning direction; When driving and controlling the second driving mechanism that holds the wafer and scans along the scanning direction, the first and second driving mechanisms are driven while performing focus driving and leveling driving based on a predetermined wafer surface shape. A step of calculating an expected value of a synchronization error between the first drive mechanism and the second drive mechanism for each scanning speed when the drive mechanism is scanned and scanned; and scanning exposure based on the expected value. Automatically setting the scanning speed of the first and second drive mechanisms at each time of exposure.
In one aspect of the projection exposure method of the present invention, in the step of automatically setting the scanning speed for each exposure, the expected value in each exposure is compared with the synchronization error obtained in the actual exposure. Based on this, the scanning speed is set.
One aspect of the projection exposure method of the present invention includes a focus detection system that measures the wafer surface shape, and the focus detection system scans and drives the first and second drive mechanisms prior to actual exposure. measure.
In one aspect of the projection exposure method of the present invention, the scanning drive prior to exposure is performed for each wafer or for each of a plurality of wafers.
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of applying a photosensitive material to a wafer surface, and the steps of the projection exposure method according to any one of claims 5 to 9, wherein the photosensitive material is applied. A step of exposing the wafer surface with a predetermined pattern; and a step of developing the photosensitive material that has been exposed with the predetermined pattern.
The storage medium of the present invention stores a computer-readable program for executing each step of the above projection exposure method.
The storage medium of the present invention stores a computer-readable program for executing each step of the above-described semiconductor device manufacturing method.

本発明の投影露光装置においては、レジスト感度や露光量などのパラメータに加え、第1の駆動機構と第2の駆動機構との相対位置偏差を制約条件として走査速度を規定する。これにより、第1の駆動機構と第2の駆動機構との同期精度が、選択される走査速度の判断基準の一つとされ、当該露光プロセスに見合った最適な走査速度を選択することが可能となり、露光性能を高水準に維持するとともに最大の生産性を得ることができる。   In the projection exposure apparatus of the present invention, in addition to parameters such as resist sensitivity and exposure amount, the scanning speed is defined with the relative positional deviation between the first drive mechanism and the second drive mechanism as a constraint. As a result, the synchronization accuracy between the first drive mechanism and the second drive mechanism is one of the criteria for determining the selected scanning speed, and it becomes possible to select an optimum scanning speed suitable for the exposure process. The exposure performance can be maintained at a high level and the maximum productivity can be obtained.

更に本発明の投影露光装置においては、前記走査速度の規定を1回の露光毎に可変(自動的)に行なうことにより、各露光毎にそれぞれ最適な走査速度を設定することができ、所期の同期精度とともに与えられた条件に対応した最大のスループットを得ることが可能となる。   Furthermore, in the projection exposure apparatus of the present invention, the scanning speed is regulated (variably) automatically for each exposure, whereby an optimum scanning speed can be set for each exposure. As a result, the maximum throughput corresponding to the given conditions can be obtained.

本発明によれば、ウェハ平坦度などの製造プロセス条件に対して最適なスキャン速度を設定することを可能とし、露光性能と生産性を高いレベルで両立させて歩留まりの良い露光を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to set an optimum scanning speed for manufacturing process conditions such as wafer flatness, and to realize exposure with a high yield by making exposure performance and productivity compatible at a high level. it can.

更に本発明によれば、最適な走査速度を1回の露光毎に可変に設定することにより、装置の処理能力即ちスループットの低下を抑止し、像性能と生産性を共に向上させることを可能とし、高い歩留まりを実現することができる。   Furthermore, according to the present invention, by setting the optimum scanning speed variably for each exposure, it is possible to suppress a decrease in the processing capacity of the apparatus, that is, the throughput, and to improve both the image performance and the productivity. High yield can be realized.

第1の実施形態のスキャン露光装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the scan exposure apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施形態のスキャン露光装置の機能と共にスキャン露光方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a scan exposure method with the function of the scan exposure apparatus of 1st Embodiment. 周波数特性G(s)を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the frequency characteristic G (s). 並進方向制御偏差を算出するための順序を示す線ブロック図である。It is a line block diagram which shows the order for calculating a translation direction control deviation. スキャン速度と同期誤差との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a scanning speed and a synchronous error. 本発明に係るスキャン露光装置を用いた半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the semiconductor device using the scan exposure apparatus which concerns on this invention. 図6の工程中のウェハプロセスを更に詳細に示すフローチャートである。7 is a flowchart showing the wafer process in the process of FIG. 6 in more detail. 第4の実施形態のスキャン露光装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the scan exposure apparatus of 4th Embodiment. 第4の実施形態のスキャン露光装置の機能と共にスキャン露光方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the scan exposure method with the function of the scan exposure apparatus of 4th Embodiment. 従来のスキャン露光装置の主要構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the main structures of the conventional scan exposure apparatus.

以下、本発明を適用した諸実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明による第1の実施形態のスキャン露光装置の概略構成を示すブロック図である。図1において、1は第2の駆動機構としてのレチクルステージ、2は第1の駆動機構としてのウェハステージであり、両者が同期走査する。3はフォーカス検出系であり、スキャンするウェハ表面と像面との相対距離をチップ内にて多点計測する。4はレチクルステージ1及びウェハステージ2の制御を司るステージ制御系であり、同期制御部もこれに含まれる。5は同期誤差推定器、6はスキャン速度設定器である。同期誤差推定器5及びスキャン速度設定器6を含むシステムコントローラ7にて、スキャン速度及びその他の露光条件等を設定し、コンソール8がオペレータとのユーザインターフェースを受け持つ。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a scan exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a reticle stage as a second drive mechanism, and 2 denotes a wafer stage as a first drive mechanism, which are synchronously scanned. Reference numeral 3 denotes a focus detection system that measures the relative distance between the surface of the wafer to be scanned and the image plane within the chip. Reference numeral 4 denotes a stage control system that controls the reticle stage 1 and the wafer stage 2, and includes a synchronization control unit. Reference numeral 5 is a synchronization error estimator, and 6 is a scan speed setter. The system controller 7 including the synchronization error estimator 5 and the scan speed setting unit 6 sets the scan speed and other exposure conditions, and the console 8 is responsible for the user interface with the operator.

以下、図2のフローチャートに従って本実施形態のスキャン露光装置の機能と共にスキャン露光方法について説明する。   The scan exposure method will be described below together with the function of the scan exposure apparatus of the present embodiment in accordance with the flowchart of FIG.

ステップS1〜S5:実露光に先立って、ウェハ上の全ショットにてスキャン動作を行う。ここではフォーカス駆動を行わず、フォーカス計測のみを行い、ショット内複数点でのフォーカス計測値を得る。この時、ウェハステージとレチクルステージの相対位置誤差より、同期精度、更にはその移動平均・移動標準偏差を求めておく。   Steps S1 to S5: Prior to actual exposure, a scan operation is performed on all shots on the wafer. Here, focus drive is not performed, only focus measurement is performed, and focus measurement values at a plurality of points in the shot are obtained. At this time, the synchronization accuracy and the moving average / moving standard deviation are obtained from the relative position error between the wafer stage and the reticle stage.

ステップS6〜S8:S1〜S5にて得られたフォーカス計測値より、ショット内のウェハ面形状を求める。このとき、例えば特開平09−045608号公報に開示されている手法を用いて、既に露光されたレジスト段差を除去することにより、更に正確にウェハ面形状を求めることができる。   Steps S6 to S8: The wafer surface shape in the shot is obtained from the focus measurement values obtained in S1 to S5. At this time, the wafer surface shape can be obtained more accurately by removing the already exposed resist step by using, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-045608.

続いて、ステップS6で得られたウェハ面形状より、この形状に対するフォーカス・レベリング軌道を求める。   Subsequently, a focus / leveling trajectory for this shape is obtained from the wafer surface shape obtained in step S6.

ステップS9,S10:同期誤差推定器5により、ステップS7で得られた駆動軌道を用いた場合のレチクルステージとウェハステージ2との相対位置誤差を推定し、更に同期誤差の移動平均・移動標準偏差の期待値を、代表的なスキャン速度複数通りに対してそれぞれ求める。   Steps S9 and S10: The synchronous error estimator 5 estimates the relative position error between the reticle stage and the wafer stage 2 when the drive trajectory obtained in Step S7 is used, and further, the moving average / moving standard deviation of the synchronous error. Is obtained for each of a plurality of typical scanning speeds.

ステップS11:コンソール8において、プロセスに見合った同期誤差のしきい値が予め与えられている。スキャン速度設定器6により、このしきい値を満たす最大スキャン速度を各露光(ショット)毎に求め、それに応じた露光量等を再設定する。   Step S11: In the console 8, a threshold value of synchronization error corresponding to the process is given in advance. The scan speed setting unit 6 obtains the maximum scan speed that satisfies this threshold value for each exposure (shot), and resets the exposure amount and the like accordingly.

ステップS12:ステップS11で設定された条件にてスキャン露光動作を開始する。コンソール8には、実際に設定された1ショット毎のスキャン速度が表示される。   Step S12: The scan exposure operation is started under the conditions set in step S11. The console 8 displays the actually set scan speed for each shot.

ステップS1〜S5におけるサンプルショットスキャン動作は、1ウェハ毎に行っても良いし、複数ウェハに1回あるいは1ロット毎に1回など、自由に設定できる。   The sample shot scanning operation in steps S1 to S5 may be performed for each wafer, or can be freely set such as once for a plurality of wafers or once for each lot.

ステップS9〜S11について更に詳細に説明する。
一般的に、例えばステージをチルト駆動したときの並進方向への影響のようないわゆる他成分への影響は、チルト方向に加振した時の加振入力から並進方向の制御偏差までの伝達特性、即ち周波数特性G(s)として規定することができる。更にこの特性は、通常、図3に示すような低域微分・高域積分特性を示す。周波数特性はステージユニット特有のものであり、FFTアナライザもしくはそれに準ずる周波数解析計算により、極めて精度良く求めることが可能である。従って、この特性を予め求めておき、これにステップS7で求めたフォーカス・レベリング軌道を入力した場合の出力、即ち並進方向制御偏差を、図4に示すブロック線図の順序に従って正確に計算することができる。フォーカス・レベリング軌道はウェハ表面形状により規定されるものであり、その形状は各スキャン速度に対して同一であるから、スキャン速度に比例してその時間軸が変わるだけで常に相似形である。従って、各スキャン速度における制御偏差を、同じ手順の繰り返しで求めることができる。ここではチルト駆動した場合について述べたが、フォーカス駆動した場合についても同様の手順で求められるのは言うまでもない。フォーカス・レベリング駆動した時の制御偏差の期待値が得られれば、ステップS1〜S5で得られた、フォーカス・レベリング駆動の無い状態での同期誤差に対して劣化する分として加味することで、実露光時での同期精度の期待値を求めることができる。
Steps S9 to S11 will be described in more detail.
In general, the influence on other components, such as the influence on the translation direction when the stage is tilt-driven, is a transfer characteristic from the excitation input when the stage is vibrated to the control deviation in the translation direction, That is, it can be defined as the frequency characteristic G (s). Further, this characteristic usually shows a low-frequency differential / high-frequency integral characteristic as shown in FIG. The frequency characteristic is unique to the stage unit, and can be obtained with extremely high accuracy by an FFT analyzer or a frequency analysis calculation equivalent thereto. Therefore, this characteristic is obtained in advance, and the output when the focus / leveling trajectory obtained in step S7 is input, that is, the translational direction control deviation is accurately calculated according to the order of the block diagram shown in FIG. Can do. The focus / leveling trajectory is defined by the wafer surface shape, and the shape is the same for each scanning speed. Therefore, the focus / leveling trajectory is always similar only by changing its time axis in proportion to the scanning speed. Therefore, the control deviation at each scan speed can be obtained by repeating the same procedure. Although the case where the tilt drive is described is described here, it is needless to say that the same procedure is used for the focus drive. If the expected value of the control deviation when the focus / leveling drive is performed can be obtained, it can be considered as a deterioration due to the synchronization error obtained in steps S1 to S5 without the focus / leveling drive. An expected value of synchronization accuracy at the time of exposure can be obtained.

この結果、各スキャン速度に対する同期誤差を正確に予想することが可能となる。ステップS11において、設定した同期精度しきい値を満たす最大スキャン速度を1ショット毎に可変設定できるため、与えられた条件に対応した最大のスループットを得ることができる。   As a result, it is possible to accurately predict the synchronization error for each scanning speed. In step S11, the maximum scanning speed satisfying the set synchronization accuracy threshold can be variably set for each shot, so that the maximum throughput corresponding to the given condition can be obtained.

この様子を図示すると図5のようになる。このように、スキャン速度に対して得られる同期誤差は単調増加傾向を示す。従って、半導体製造プロセスにおいて必要とされる同期精度のしきい値を設定すれば、これを満たす最大のスキャン速度Vを選択できることになる。   This is illustrated in FIG. Thus, the synchronization error obtained with respect to the scan speed shows a monotonously increasing tendency. Therefore, if the threshold value of the synchronization accuracy required in the semiconductor manufacturing process is set, the maximum scanning speed V that satisfies this can be selected.

以上説明したように、第1の実施形態のスキャン露光装置によれば、ウェハ平坦度などの製造プロセス条件に対して最適なスキャン速度を設定することを可能とし、露光性能と生産性を高いレベルで両立させて歩留まりの良い露光を実現させることができる。   As described above, according to the scan exposure apparatus of the first embodiment, it is possible to set an optimum scan speed with respect to manufacturing process conditions such as wafer flatness, and a high level of exposure performance and productivity. Therefore, it is possible to realize exposure with a good yield.

更に本実施形態によれば、最適な走査速度を1回の露光毎に可変に設定することにより、装置の処理能力即ちスループットの低下を抑止し、像性能と生産性を共に向上させることを可能とし、高い歩留まりを実現させることができる。   Furthermore, according to the present embodiment, by setting the optimum scanning speed variably for each exposure, it is possible to suppress a decrease in the processing capacity of the apparatus, that is, the throughput, and to improve both the image performance and the productivity. And high yield can be realized.

次に、図2を用いて説明した投影露光装置を利用した半導体装置(半導体デバイス)の製造方法の一例を説明する。   Next, an example of a method for manufacturing a semiconductor device (semiconductor device) using the projection exposure apparatus described with reference to FIG. 2 will be described.

図6は、半導体デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやCCD等)の製造工程のフローを示す。
先ず、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なう。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(ウェハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は前工程と称され、上記の如く用意したマスクとウェハを用いて、フォトリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と称され、ステップ4によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンプリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージンク工程(チップ封入)等の工程を含む。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、これが出荷(ステップ7)される。
FIG. 6 shows a flow of a manufacturing process of a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, or a liquid crystal panel or a CCD).
First, 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 photolithography using the mask and wafer prepared as described above. The next step 5 (assembly) is referred to as a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and is a process such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), etc. including. 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).

図7は前記ウェハプロセスの詳細なフローを示す。
ステップ11(酸化)ではウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウェ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)ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では上述したスキャン露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ステップ17(現像)では露光したウェハを現像する。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)ではエッチングが終了して不要となったレジストを除去する。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。
FIG. 7 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 the above-described scan exposure apparatus. 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), the resist that has become unnecessary after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

この製造方法を用いれば、スキャン露光装置の奏する諸効果と相まって、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを歩留まり良く容易且つ確実に製造することができる。   By using this manufacturing method, coupled with various effects produced by the scanning exposure apparatus, it is possible to easily and reliably manufacture a highly integrated semiconductor device that has been difficult to manufacture with high yield.

(第2の実施形態)
続いて、本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは、第1に実施形態で述べた露光方法に学習的な機能を奏するステップS13を付加する。
(Second Embodiment)
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described. Here, step S13 which exhibits a learning function is added to the exposure method described in the first embodiment.

ステップS12':
ステップS11で設定された条件にてスキャン露光動作を開始する。コンソール8には、実際に設定された1ショット毎のスキャン速度が表示され、同時に実際に露光した時の同期誤差をショット毎に記録する。
Step S12 ′:
The scan exposure operation is started under the conditions set in step S11. The console 8 displays the actually set scan speed for each shot, and simultaneously records the synchronization error for each shot when it is actually exposed.

ステップS13:
1回のウェハ処理が完了した時点で、各ショットにおいて露光前に計算した同期誤差の期待値と、実際に露光して得られた同期誤差とを比較する。期待値を下回った場合には、それに見合う分だけスキャン速度を上げ、期待値より劣化した場合にはスキャン速度を下げるような設定を、次のウェハ処理において行う。
Step S13:
When one wafer process is completed, the expected value of the synchronization error calculated before exposure in each shot is compared with the synchronization error actually obtained by exposure. When the value falls below the expected value, the scanning speed is increased by an amount corresponding to the expected value, and the setting is made so as to lower the scanning speed when the value is deteriorated below the expected value in the next wafer processing.

このような学習機能を具備することにより、ロット先頭のウェハにて1度スキャン速度設定をしておけば、複数枚のウェハ処理を行なえば、ほぼ最適値に漸近してゆくことになる。   By having such a learning function, once the scan speed is set for the wafer at the head of the lot, if a plurality of wafers are processed, the wafer gradually approaches the optimum value.

あるいは、まず保守的なスキャン速度を設定しておき、ステップS1〜S5に相当する前処理を省いて実露光を開始し、その後、前記学習機能によって自動的にスキャン速度を更新していくことも可能である。   Alternatively, a conservative scan speed is set first, the actual exposure is started by omitting the preprocessing corresponding to steps S1 to S5, and then the scan speed is automatically updated by the learning function. Is possible.

第2の実施形態によれば、第1の実施形態の奏する諸効果に加え、露光性能を維持しながら最大の生産性を極めて効率良く得ることが可能となる。   According to the second embodiment, in addition to the effects exhibited by the first embodiment, the maximum productivity can be obtained extremely efficiently while maintaining the exposure performance.

(第3の実施形態)
前述のように、同期精度は水平方向のステージ相対位置であり、第1の実施形態においてはこれに着目しているが、同様の考え方を垂直方向にも適用することができる。フォーカス・レベリング駆動を行なった際に垂直方向に現れる制御偏差は、露光される像のコントラストを規定することが知られており、やはり半導体製造プロセスにおける着目線幅等によってその許容値が規定されるからである。
(Third embodiment)
As described above, the synchronization accuracy is the horizontal relative position of the stage, and attention is paid to this in the first embodiment. However, the same idea can be applied to the vertical direction. It is known that the control deviation that appears in the vertical direction when focus / leveling drive is performed defines the contrast of the image to be exposed, and the allowable value is also defined by the line width of interest in the semiconductor manufacturing process. Because.

このためには、第1の実施形態で述べたように、フォーカス・レベリング軌道から同期精度の期待値を図4の伝達特性から求めるのと同様にして、フォーカス・レベリング軌道からZ方向の制御偏差を同様の手法で求め、プロセスで規定されるしきい値を満足するようなスキャン速度を設定すれば良いわけであり、その詳細は第1の実施形態から容易に導出できる。   For this purpose, as described in the first embodiment, the control deviation in the Z direction from the focus / leveling trajectory is obtained in the same manner as obtaining the expected value of the synchronization accuracy from the focus / leveling trajectory from the transfer characteristic of FIG. Is obtained by a similar method, and a scan speed that satisfies the threshold defined by the process may be set, and the details can be easily derived from the first embodiment.

第3の実施形態のスキャン露光装置によれば、第1の実施形態と同様に、ウェハ平坦度などの製造プロセス条件に対して最適なスキャン速度を設定することを可能とし、露光性能と生産性を高いレベルで両立させて歩留まりの良い露光を実現させることができる。   According to the scan exposure apparatus of the third embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to set an optimum scan speed with respect to manufacturing process conditions such as wafer flatness, exposure performance and productivity. Can be achieved at a high level and exposure with a high yield can be realized.

更に本実施形態によれば、最適な走査速度を1回の露光毎に可変に設定することにより、装置の処理能力即ちスループットの低下を抑止し、像性能と生産性を共に向上させることを可能とし、高い歩留まりを実現させることができる。 Furthermore, according to the present embodiment, by setting the optimum scanning speed variably for each exposure, it is possible to suppress a decrease in the processing capacity of the apparatus, that is, the throughput, and to improve both the image performance and the productivity. And high yield can be realized.

(第4の実施形態)
図8は、本発明による第4の実施形態のスキャン露光装置の概略構成を示すブロック図である。
図8において、31は第2の駆動機構としてのレチクルステージ、32は第1の駆動機構としてのウェハステージであり、両者が同期走査する。33はフォーカス検出系であり、スキャンするウェハ表面と像面との相対距離をチップ内にて多点計測する。34はレチクルステージ31及びウェハステージ32の制御を司るステージ制御系であり、同期制御部もこれに含まれる。35は同期誤差推定器、36はスキャン速度算出器である。同期誤差推定器35及びスキャン速度算出器36を含むシステムコントローラ37にて、スキャン速度及びその他の露光条件等を設定し、コンソール38がオペレータとのユーザインターフェースを受け持つ。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a scan exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
In FIG. 8, 31 is a reticle stage as a second drive mechanism, and 32 is a wafer stage as a first drive mechanism, both of which are synchronously scanned. Reference numeral 33 denotes a focus detection system that measures the relative distance between the surface of the wafer to be scanned and the image plane within the chip. Reference numeral 34 denotes a stage control system that controls the reticle stage 31 and the wafer stage 32, and includes a synchronization control unit. Reference numeral 35 denotes a synchronization error estimator, and 36 denotes a scan speed calculator. The system controller 37 including the synchronization error estimator 35 and the scan speed calculator 36 sets the scan speed and other exposure conditions, and the console 38 takes charge of the user interface with the operator.

以下、図9のフローチャートに従って本実施形態のスキャン露光装置の機能と共にスキャン露光方法について説明する。   The scan exposure method will be described below together with the functions of the scan exposure apparatus of the present embodiment in accordance with the flowchart of FIG.

ステップS31〜S35:
実露光に先立って、ウェハ上の複数ショット(サンプルショット)に着目してスキャン動作を行う。ここではフォーカス駆動を行わず、フォーカス計測のみを行い、ショット内複数点でのフォーカス計測値を得る。この時、ウェハステージとレチクルステージの相対位置誤差より、同期精度、更にはその移動平均・標準偏差を求めておく。
Steps S31 to S35:
Prior to actual exposure, a scanning operation is performed by paying attention to a plurality of shots (sample shots) on the wafer. Here, focus drive is not performed, only focus measurement is performed, and focus measurement values at a plurality of points in the shot are obtained. At this time, the synchronization accuracy and the moving average / standard deviation are obtained from the relative position error between the wafer stage and the reticle stage.

ステップS36〜S38:
S31〜S35にて得られたフォーカス計測値より、ショット内のウェハ面形状を求める。このとき、例えば特開平09−045608号公報に開示されている手法を用いて、既に露光されたレジスト段差を除去することにより、更に正確にウェハ面形状を求めることができる。
Steps S36 to S38:
The wafer surface shape in the shot is obtained from the focus measurement values obtained in S31 to S35. At this time, the wafer surface shape can be obtained more accurately by removing the already exposed resist step by using, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-045608.

続いて、ステップS36で得られたウェハ面形状より、この形状に対するフォーカス・レベリング軌道を求める。   Subsequently, a focus / leveling trajectory for this shape is obtained from the wafer surface shape obtained in step S36.

ステップS39〜S41:
同期誤差推定器35により、ステップS7で得られた駆動軌道を用いた場合のレチクルステージとウェハステージ2との相対位置誤差を推定し、更にスキャン速度算出器36により、同期誤差の移動平均・移動標準偏差の期待値を、代表的なスキャン速度複数通りに対してそれぞれ求める。
Steps S39 to S41:
The synchronization error estimator 35 estimates the relative position error between the reticle stage and the wafer stage 2 when the driving trajectory obtained in step S7 is used, and the scan speed calculator 36 further calculates the moving average / movement of the synchronization error. Expected values of standard deviation are obtained for each of a plurality of typical scan speeds.

ステップS42:
ステップS39〜S41による算出結果をコンソール38に表示する。スキャン速度と、その場合に得られる同期誤差の期待値を基に、オペレータが当該プロセスにマッチしたスキャン速度を選択する。選択されたスキャン速度より、露光量などを設定した後、スキャン露光動作を開始する。
Step S42:
The calculation results of steps S39 to S41 are displayed on the console 38. Based on the scan speed and the expected value of the synchronization error obtained in that case, the operator selects a scan speed that matches the process. After setting the exposure amount and the like based on the selected scan speed, the scan exposure operation is started.

ステップS31〜S35におけるサンプルショットスキャン動作は、1ウェハ毎に行っても良いし、複数ウェハに1回あるいは1ロット毎に1回など、自由に設定できる。   The sample shot scanning operation in steps S31 to S35 may be performed for each wafer, or can be freely set such as once for a plurality of wafers or once for each lot.

なお、ステップS39〜S41については、第1の実施形態で図3,図4を用いた説明と同様に、例えばステージをチルト駆動したときの並進方向への影響のようないわゆる他成分への影響を、チルト方向に加振した時の加振入力から並進方向の制御偏差までの伝達特性、即ち図3の周波数特性G(s)として規定し、この特性を予め求めておき、これにステップS7で求めたフォーカス・レベリング軌道を入力した場合の出力、即ち並進方向制御偏差を、図4に示すブロック線図の順序に従って正確に計算することができる。   Note that steps S39 to S41 affect the so-called other components such as the influence on the translational direction when the stage is tilt-driven, for example, in the same manner as the description using FIGS. 3 and 4 in the first embodiment. Is defined as the transfer characteristic from the vibration input when the vibration is applied in the tilt direction to the control deviation in the translation direction, that is, the frequency characteristic G (s) in FIG. The output when the focus / leveling trajectory obtained in the above is input, that is, the translational direction control deviation can be accurately calculated according to the order of the block diagram shown in FIG.

この結果、各スキャン速度に対する同期誤差を正確に予想することが可能となる。ステップS12でのスキャン速度の選択は、例えば露光線幅などの条件を鑑みて細い線幅の場合は同期誤差がより小さくなるようなスキャン速度を選択するなど、自由度が高くかつきめ細かな設定が可能となり、プロセス条件に良く適合した露光を行うことができる。   As a result, it is possible to accurately predict the synchronization error for each scanning speed. In the selection of the scan speed in step S12, for example, in view of conditions such as the exposure line width, the scan speed is selected so that the synchronization error becomes smaller in the case of a thin line width. It is possible to perform exposure that is well suited to the process conditions.

以上説明したように、本実施形態のスキャン露光装置によれば、ウェハ平坦度などの製造プロセス条件に対して最適なスキャン速度を設定することを可能とし、露光性能と生産性を高いレベルで両立させて歩留まりの良い露光を実現させることができる。   As described above, according to the scan exposure apparatus of the present embodiment, it is possible to set an optimum scan speed for manufacturing process conditions such as wafer flatness, and to achieve both exposure performance and productivity at a high level. Thus, it is possible to realize exposure with a high yield.

更に、第1の実施形態で図6,図7を用いた説明と同様に、図8の投影露光装置を利用して半導体装置(半導体デバイス)を製造することにより、スキャン露光装置の奏する諸効果と相まって、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを歩留まり良く容易且つ確実に製造することができる。   Further, similarly to the description using FIG. 6 and FIG. 7 in the first embodiment, various effects exhibited by the scan exposure apparatus can be achieved by manufacturing a semiconductor device (semiconductor device) using the projection exposure apparatus of FIG. In combination with this, it is possible to easily and reliably manufacture a highly integrated semiconductor device that has been difficult to manufacture with a high yield.

(第5の実施形態)
続いて、本発明の第5の実施形態について説明する。ここでは、第4に実施形態で述べた露光方法のステップS42において、オペレータによる速度設定に替わり、これを自動的に行う。各露光ロットに対して必要な同期精度をしきい値として予め設定しておき、第4の実施形態で説明した同期精度予側を行った後、設定された同期精度しきい値を満足するようなスキャン速度のうち最も大きいものを自動的に選択するように、図8のシステムコントローラ37を構成すれば良い。これにより、第4の実施形態の奏する諸効果に加え、露光性能を維持しながら最大の生産性を極めて効率良く得ることが可能となる。
(Fifth embodiment)
Subsequently, a fifth embodiment of the present invention will be described. Here, in step S42 of the exposure method described in the fourth embodiment, this is automatically performed instead of the speed setting by the operator. The required synchronization accuracy is set in advance as a threshold value for each exposure lot, and after the synchronization accuracy prediction described in the fourth embodiment is performed, the set synchronization accuracy threshold value is satisfied. The system controller 37 shown in FIG. 8 may be configured to automatically select the largest scan speed. Thereby, in addition to the effects exhibited by the fourth embodiment, the maximum productivity can be obtained extremely efficiently while maintaining the exposure performance.

なお、各実施形態において説明したスキャン露光装置の機能を実現するように、各種のデバイスを動作させるためのプログラムコード自体及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段や、スキャン露光方法の各ステップ(例えば図2のステップS1〜ステップS12、図9のステップS31〜ステップS42)、及び半導体装置の製造方法の各ステップ(例えば図6のステップ1〜ステップ7、図7のステップ11〜ステップ19)等を実現するためのプログラムコード自体及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明の範疇に属する。   Note that the program code itself for operating various devices and means for supplying the program code to the computer and each step of the scan exposure method so as to realize the function of the scan exposure apparatus described in each embodiment (For example, step S1 to step S12 in FIG. 2, step S31 to step S42 in FIG. 9) and each step of the semiconductor device manufacturing method (for example, step 1 to step 7 in FIG. 6, step 11 to step 19 in FIG. 7) The program code itself for realizing the above and the means for supplying the program code to the computer, for example, a storage medium storing the program code belong to the category of the present invention.

またこの場合、所定の記憶再生装置により、記憶媒体に格納されているプログラムコードが読み出され、EEPROMが動作する。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。   In this case, the program code stored in the storage medium is read out by a predetermined storage / reproduction device, and the EEPROM operates. As a storage medium for storing the program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.

また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、本実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明に含まれる。   Further, by executing the program code supplied by the computer, not only the functions of the present embodiment are realized, but also the OS (operating system) or other application software running on the computer. Such a program code is also included in the present invention when the functions of the present embodiment are realized jointly.

更に、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって本実施形態の機能が実現されるシステムも本発明に含まれる。   Further, after the supplied program code is stored in the memory provided in the function expansion board of the computer or the function expansion unit connected to the computer, the CPU provided in the function expansion board or function expansion unit based on the instruction of the program code A system in which the functions of the present embodiment are realized by performing part or all of the actual processing and the processing is also included in the present invention.

1,31…レチクルステージ
2,32…ウェハステージ
3,33…フォーカス検出系
4,34…ステージ制御系
5,35…同期誤差推定器
6,36…スキャン速度算出手段
7,37…システムコントローラ
8,38…コンソール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,31 ... Reticle stage 2, 32 ... Wafer stage 3, 33 ... Focus detection system 4, 34 ... Stage control system 5, 35 ... Synchronization error estimator 6, 36 ... Scan speed calculation means 7, 37 ... System controller 8, 38 ... Console

Claims (12)

レチクル面に描画された所定パターンをウェハ面に露光して転写する投影露光装置において、
前記レチクルを保持し、走査方向に沿って走査する第1の駆動機構と、
前記ウェハを保持し、走査方向に沿って走査する第2の駆動機構と、
予め求められたウェハ面形状に基づいてフォーカス駆動及びレベリング駆動をしながら前記第1及び第2の駆動機構を同期して走査駆動した場合の、前記第1の駆動機構と前記第2の駆動機構との同期誤差の期待値を走査速度毎に算出して、前記期待値に基づいて走査露光時における前記第1及び第2の駆動機構の走査速度を1回の露光毎に可変に設定するコントローラと、
を備えることを特徴とする投影露光装置。
In a projection exposure apparatus that exposes and transfers a predetermined pattern drawn on a reticle surface to a wafer surface,
A first drive mechanism that holds the reticle and scans along the scanning direction;
A second drive mechanism for holding the wafer and scanning along a scanning direction;
In the case of scan driving synchronously the first and second drive mechanism while the focus driving and leveling driven on the basis of previously obtained wafer surface shape, the first driving mechanism and the second drive An expected value of the synchronization error with the mechanism is calculated for each scanning speed, and the scanning speeds of the first and second drive mechanisms at the time of scanning exposure are variably set for each exposure based on the expected value. A controller,
A projection exposure apparatus comprising:
レチクル面に描画された所定パターンをウェハ面に露光して転写する投影露光装置において、
前記レチクルを保持し、走査方向に沿って走査する第1の駆動機構と、
前記ウェハを保持し、走査方向に沿って走査する第2の駆動機構と、
予め求められたウェハ面形状に基づいてフォーカス駆動及びレベリング駆動をしながら前記第1及び第2の駆動機構を同期して走査駆動した場合の、前記第1の駆動機構と前記第2の駆動機構との同期誤差の期待値を走査速度毎に算出して、前記期待値に基づいて走査露光時における前記第1及び第2の駆動機構の走査速度を1回の露光毎に自動的に設定するコントローラと、
を備えることを特徴とする投影露光装置。
In a projection exposure apparatus that exposes and transfers a predetermined pattern drawn on a reticle surface to a wafer surface,
A first drive mechanism that holds the reticle and scans along the scanning direction;
A second drive mechanism for holding the wafer and scanning along a scanning direction;
In the case of scan driving synchronously the first and second drive mechanism while the focus driving and leveling driven on the basis of previously obtained wafer surface shape, the first driving mechanism and the second drive The expected value of the synchronization error with the mechanism is calculated for each scanning speed, and the scanning speed of the first and second drive mechanisms at the time of scanning exposure is automatically set for each exposure based on the expected value. A controller to
A projection exposure apparatus comprising:
前記ウェハ面形状を計測するフォーカス検出系を備え、
該フォーカス検出系は、実際の露光に先立って前記第1及び第2の駆動機構を走査駆動しながら計測することを特徴とする請求項1又は2に記載の投影露光装置。
A focus detection system for measuring the wafer surface shape ;
3. The projection exposure apparatus according to claim 1 , wherein the focus detection system performs measurement while scanning and driving the first and second drive mechanisms prior to actual exposure.
露光に先立った前記走査駆動は、前記ウェハ1枚毎又は複数枚毎に行われることを特徴とする請求項3に記載の投影露光装置。   4. The projection exposure apparatus according to claim 3, wherein the scanning drive prior to exposure is performed for each wafer or for each of a plurality of wafers. レチクル面に描画された所定パターンをウェハ面に露光して転写する投影露光方法において、
前記レチクルを保持して走査方向に沿って走査する第1の駆動機構と、
前記ウェハを保持して走査方向に沿って走査する第2の駆動機構と、
を駆動制御するに際して、
予め求められたウェハ面形状に基づいてフォーカス駆動及びレベリング駆動をしながら前記第1及び第2の駆動機構を同期して走査駆動した場合の、前記第1の駆動機構と前記第2の駆動機構との同期誤差の期待値を走査速度毎に算出する工程と、
前記期待値に基づいて走査露光時における前記第1及び第2の駆動機構の走査速度を1回の露光毎に可変に設定する工程と、
を有することを特徴とする投影露光方法。
In a projection exposure method for exposing and transferring a predetermined pattern drawn on a reticle surface to a wafer surface,
A first drive mechanism that holds the reticle and scans along the scanning direction;
A second drive mechanism that holds the wafer and scans along the scanning direction;
When controlling the drive,
In the case of scan driving synchronously the first and second drive mechanism while the focus driving and leveling driven on the basis of previously obtained wafer surface shape, the first driving mechanism and the second drive Calculating an expected value of the synchronization error with the mechanism for each scanning speed ;
A step of variably setting the scanning speed of the first and second drive mechanisms during scanning exposure based on the expected value for each exposure;
A projection exposure method comprising:
レチクル面に描画された所定パターンをウェハ面に露光して転写する投影露光方法において、
前記レチクルを保持して走査方向に沿って走査する第1の駆動機構と、
前記ウェハを保持して走査方向に沿って走査する第2の駆動機構と、
を駆動制御するに際して、
予め求められたウェハ面形状に基づいてフォーカス駆動及びレベリング駆動をしながら前記第1及び第2の駆動機構を同期して走査駆動した場合の、前記第1の駆動機構と前記第2の駆動機構との同期誤差の期待値を走査速度毎に算出する工程と、
前記期待値に基づいて走査露光時における前記第1及び第2の駆動機構の走査速度を1回の露光毎に自動的に設定する工程と、
を有することを特徴とする投影露光方法。
In a projection exposure method for exposing and transferring a predetermined pattern drawn on a reticle surface to a wafer surface,
A first drive mechanism that holds the reticle and scans along the scanning direction;
A second drive mechanism that holds the wafer and scans along the scanning direction;
When controlling the drive,
In the case of scan driving synchronously the first and second drive mechanism while the focus driving and leveling driven on the basis of previously obtained wafer surface shape, the first driving mechanism and the second drive Calculating an expected value of the synchronization error with the mechanism for each scanning speed ;
Automatically setting the scanning speed of the first and second drive mechanisms at the time of scanning exposure based on the expected value for each exposure;
A projection exposure method comprising:
前記走査速度を1回の露光毎に自動的に設定する工程において、各露光における前記期待値と、実際の露光で得られた同期誤差との比較に基いて走査速度を設定することを特徴とする請求項に記載の投影露光方法。 Wherein in the step of automatically set the scanning speed for each single exposure, set with the expected value at each exposure, the scanning speed compared to to have based Dzu the actual synchronization errors obtained by exposure The projection exposure method according to claim 6 . 前記ウェハ面形状を計測するフォーカス検出系を備え、
該フォーカス検出系は、実際の露光に先立って前記第1及び第2の駆動機構を走査駆動しながら計測することを特徴とする請求項のいずれか1項に記載の投影露光方法。
A focus detection system for measuring the wafer surface shape ;
The projection exposure method according to any one of claims 5 to 7 , wherein the focus detection system performs measurement while scanning and driving the first and second drive mechanisms prior to actual exposure.
露光に先立った前記走査駆動を、前記ウェハ1枚毎又は複数枚毎に行うことを特徴とする請求項に記載の投影露光方法。 9. The projection exposure method according to claim 8 , wherein the scanning drive prior to exposure is performed for each wafer or for each of a plurality of wafers. ウェハ面に感光材料を塗布するステップと、
請求項のいずれか1項に記載の投影露光方法の各工程により、前記感光材料が塗布された前記ウェハ面に所定パターンの露光を行うステップと、
前記所定パターンの露光が行われた前記感光材料を現像するステップと、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Applying a photosensitive material to the wafer surface;
A step of exposing a predetermined pattern to the wafer surface coated with the photosensitive material by each step of the projection exposure method according to any one of claims 5 to 9 ,
Developing the photosensitive material that has been exposed to the predetermined pattern;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項のいずれか1項に記載の投影露光方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に格納したことを特徴とする記憶媒体。 A storage medium storing a computer-readable program for causing a computer to execute each step of the projection exposure method according to any one of claims 5 to 9 . 請求項10に記載の半導体装置の製造方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に格納したことを特徴とする記憶媒体。 A storage medium storing a computer-readable program for causing a computer to execute each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10 .
JP2010277361A 1999-11-30 2010-12-13 Projection exposure apparatus, projection exposure method, and semiconductor device manufacturing method Expired - Fee Related JP5002704B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010277361A JP5002704B2 (en) 1999-11-30 2010-12-13 Projection exposure apparatus, projection exposure method, and semiconductor device manufacturing method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1999340779 1999-11-30
JP34077999 1999-11-30
JP2010277361A JP5002704B2 (en) 1999-11-30 2010-12-13 Projection exposure apparatus, projection exposure method, and semiconductor device manufacturing method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000305411A Division JP2001223157A (en) 1999-11-30 2000-10-04 Projection aligner, projection aligning method and method of fabricating semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011097070A JP2011097070A (en) 2011-05-12
JP5002704B2 true JP5002704B2 (en) 2012-08-15

Family

ID=44113599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010277361A Expired - Fee Related JP5002704B2 (en) 1999-11-30 2010-12-13 Projection exposure apparatus, projection exposure method, and semiconductor device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5002704B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110631518A (en) * 2019-09-25 2019-12-31 上海华力集成电路制造有限公司 Wafer surface flatness detection and incomplete exposure unit flatness detection compensation method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7309639B2 (en) * 2020-03-13 2023-07-18 キオクシア株式会社 Semiconductor device manufacturing system, semiconductor device manufacturing program, and semiconductor device manufacturing method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0652707B2 (en) * 1988-10-11 1994-07-06 キヤノン株式会社 Surface position detection method
JP3255299B2 (en) * 1992-06-19 2002-02-12 株式会社ニコン Position detection method and apparatus, and exposure method and apparatus
JP3309927B2 (en) * 1993-03-03 2002-07-29 株式会社ニコン Exposure method, scanning type exposure apparatus, and device manufacturing method
JP3376179B2 (en) * 1995-08-03 2003-02-10 キヤノン株式会社 Surface position detection method
JP3918200B2 (en) * 1995-11-16 2007-05-23 株式会社ニコン Lithographic apparatus manufacturing method and lithographic apparatus
JPH10270343A (en) * 1997-03-24 1998-10-09 Nikon Corp Stage control method and scanning exposure apparatus
JPH10284367A (en) * 1997-04-02 1998-10-23 Nikon Corp Projection aligner and its method
JPH1167655A (en) * 1997-08-11 1999-03-09 Nikon Corp Scanning-type exposing apparatus and synchronous error analysis method
JPH11186129A (en) * 1997-12-19 1999-07-09 Nikon Corp Scanning exposure method and device
JPH11219897A (en) * 1998-01-30 1999-08-10 Nikon Corp Detection method, scanning exposure method, scanning exposure device, and manufacture of device
JP3316844B2 (en) * 1999-06-14 2002-08-19 株式会社ニコン Projection exposure apparatus, projection exposure method, and device manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110631518A (en) * 2019-09-25 2019-12-31 上海华力集成电路制造有限公司 Wafer surface flatness detection and incomplete exposure unit flatness detection compensation method
CN110631518B (en) * 2019-09-25 2021-06-15 上海华力集成电路制造有限公司 Wafer surface flatness detection and incomplete exposure unit flatness detection compensation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011097070A (en) 2011-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI272661B (en) Liquid immersion exposure apparatus, method of controlling the same, and device manufacturing method
JP2002353121A (en) Exposure method and device-manufacturing method
US5734462A (en) Exposure apparatus and exposure method
US20030020889A1 (en) Stage unit, measurement unit and measurement method, and exposure apparatus and exposure method
JP5002704B2 (en) Projection exposure apparatus, projection exposure method, and semiconductor device manufacturing method
JP2001093813A (en) Stepping projection method
US6233040B1 (en) Exposure apparatus with setting of stage driving in accordance with type of motion of stage and device manufacturing method
JP5084432B2 (en) Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
US6573976B2 (en) Exposure apparatus, exposure method, and semiconductor device manufacturing method
JP2001223157A (en) Projection aligner, projection aligning method and method of fabricating semiconductor device
JP2000228344A (en) Scanning projection aligner and device-manufacturing method
JP3651630B2 (en) Projection exposure method and projection exposure apparatus
JP2000228355A (en) Semiconductor aligner and manufacture thereof
JP4598902B2 (en) Scanning exposure apparatus and device manufacturing method
JP3526174B2 (en) Semiconductor exposure apparatus and device manufacturing method
JP3576722B2 (en) Scanning exposure apparatus and device manufacturing method using the same
US8212990B2 (en) Exposure apparatus, information processing apparatus, and method of manufacturing device
JPH05304075A (en) Projection and light exposure method and device
JPH1187233A (en) Projection aligner
US6256085B1 (en) Exposure apparatus
JPH1197342A (en) Positioning method
JPH0955352A (en) Apparatus and method for exposure
JP2000195770A (en) Tilt correcting method and manufacture of device
JPH10270320A (en) Aligner and method of exposure
JP2001250757A (en) Scanning aligner

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120326

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120515

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120521

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150525

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees