JPH02230711A - 露光装置の監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ，超ＬＳＩ等の半導体素子製造
用の投影露光装置に関し、特に装置の状態を並列処理に
よりモニタできるようにしてエラー処理の防止を図った
半導体露光装置に関する。

［従来の技術］ 近年、半導体露光装置においては、集積度の増加に伴い
、装置上の駆動機構の位置精度が問題となってきた。特
に、クエ八をＸ−Ｙ方向に移動させるためのＸＹステー
ジの位置と、露光時のピントを調整するウエハＺステー
ジの位置と、回路パターンを描画したレチクルの位置は
、いずれも高い精度を維持する必要がある。

従来の技術では、ウエハに回路パターンを露光する工程
において、まずレチクルの位置を合わせ、次にウエハの
ピントを合わせ、モしてＸＹステージの位置を合わせ、
最後に露光をするという一連の動作（これを焼き付け動
作と呼ぶ）を逐次的に制御する処理しか実行できないた
め、この処埋の実行中は、上記駆動機構の位置計測を制
御する処理を実行していなかった。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、前記従来技術を用いて装置上の駆動機構
の位置計測、及びデータの記憶や表示を行うと、次に示
すような問題点が生じる。

前述のとおり、ウエハに回路パターンを露光する工程に
おいて実行できる処理は、唯一焼付け動作を制御する処
理のみであるから、前記計測処理は、焼付け動作を制御
する処理のなかにシリアルに組み込まれなければならな
くなる。したがって、 （１）　常に計測を行うことはできず、計測動作は、例
えば、露光直前、または露光直後にしか実行できない． （２）（１）を実行することにより、焼付け動作のトー
タル処理時間が長くなり、スルーブットが低下する。特
に、計測データの記憶装置への書き込み、表示等を実行
すると、焼付け動作の処理時間はさらに長くなる。そし
て、 （３）　常に計測動作を行クているわけではないので、
エラーが発生したときに即座に対応することができない
。

本発明の課題は、前述の従来技術に鑑みて、ウエハに回
路パターンを露光する工程において、ウエハ焼付け動作
を制御する処理と並行して、装置上の駆動機構の位置を
常に計測し、計測結果を記憶または表示し、さらに、計
測値にエラーが発生した場合、即座にその情報を焼き付
け動作に反映させる機能を備えた半導体露光装置を提供
することである。

［課題を解決するための手段及び作用コ上記課題を解決
するため本発明では、基板上に回路パターンを焼き付け
る半導体露光装置において、通常の焼付け動作と並行し
て装置の状態を並列処理によって計測して監視するため
のモニタ手段を備えている。

モニタ手段は例えば装置上の各駆動機構を制御するため
にあらかじめ設けられている位置計測手段を利用したも
のであり、モニタ手段により計測されたデータを統計処
理するデータ処理手段や、モニタ手段により計測された
データ及び統計処理の結果を記憶および表示する表示手
段を有する。

そしてこの表示タイミングをオペレータにより任意に設
定するための設定手段を備える。

また、モニタ手段の計測結果に異常が生じた場合、通常
の焼き付け動作の処理部に対してその情報を通知し、焼
付け動作を続行するか、中止するか、または別処理へ移
行するかを判断し選択して実行させる判断手段を備えて
、モニタ手段の計測結果をただちに反映できるようにし
ている。

モニタ手段による計測は、例えば、基板をＸおよびＹ方
向に移動させるためのＸＹステージ、露光時のピントを
調節するＺステージ、回路パターンが形成された原版な
どの位置を対象とするが、前記設定手段は、それぞれの
位置決め完了後にそれらの位置を計測すべき時間的なモ
ニタ区間を複数個設けて各モニタ区間における計測時間
をオペレータが任意に設定し、あるいは位置計測回数及
び位置計測間隔をオペレータが任意に設定するための機
能をも備えている。また、各モニタ区間における計測デ
ータのヒストグラムを算出するデータ処理手段を備える
のが好ましく、このヒストグラムは例えば基板１枚毎の
焼付け終了時、またはすべての基板の焼付け終了時に表
示手段によって一括表示される。

このように、本発明の半導体露光装置は、装置の動作を
制御する複数の処理を並列に実行させる手段と、装置の
状態を計測したデータを記憶する手段と、前記データを
表示する手段と、装置の状態を計測する処理を制御する
パラメータを人力する手段とを備えているため、これら
の手段を用いて、通常の焼付け動作を制御する処理と、
装置上の各駆ｌＩＩＩ機構の位置計測を制御する処理と
が逐次処理ではなく並列処理で実行され、焼付け動作中
に、常に、前記位置計測、及びその計測データの処理、
記憶、表示等が行なわれると共に、計測データに異常が
発生した場合には、即座に、焼付け動作処理に情報が反
映されて、焼付け動作を続行するか、または中止するか
、または別処理へ移行するかが判断され、次に行なわれ
るべき処理が適切に選択されて実行される。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る半導体露光装置の概略
の構成を示す。

同図に示すように、この装置は、光源とシャッタとを含
む照明装置１と、回路パターンの描かれたレチクル２を
載せるためのレチクルステージ３と、レチクルステージ
３上のレチクル２の位置を計測するレチクル位置計測機
構４と、焼付け用の投影光学系となる結像レンズ５と、
焼付け対象のウエ八８を載せてＸＹ平面内でＸおよびＹ
の２方向に移動するＸＹステージ６と、ＸＹステージ６
の位置を計測するレーザ干渉計７と、ウエ八８を載せ露
光時のピントを調節する（以下、これをフォーカシング
と称する）ためにウエ八８を垂直方向に移動させるウエ
ハ２ステージ９と、ウエ八８のピント位置を計測するオ
ートフォーカスユニット１０と、ＣＰＵ等の制御ユニッ
トや記憶装置が格納されたコントロールボックス１１と
、装置制御のためのパラメータ、コマンド等を人力し、
データ等の表示を行うコンソール１２とを備えている。

第２図に、この半導体露光装置の動作制御のフローチャ
ートを示す。

同図において、ステップ８１〜Ｓ１５は回路パターンを
ウエハに焼き付けるための処理（以下、これをシーケン
スと称する）の流れ、ステップ３２０〜Ｓ３０はＸＹス
テージ６の位置を計測し、それを記憶、表示するための
処理（以下、これをモニタと称する）の流れを各々示す
。ただし、木例は、モニタ機能の一部であるＸＹステー
ジ６の位置計測のみを取り上げて説明するものである。

また、第３図に、ＸＹステージ６の駆動制御の概略と、
ＸＹステージ６が位置決めを完了した後のＸＹステージ
６の位置計測の処理の概略を示す。

同図において、ｔ軸は時間軸であり、ｐ軸は領域Ａにお
いて速度軸であり、領域Ｂにおいては位置軸である。領
域Ａでは、ＸＹステージ６が速度サーボ制御を受けて駆
動している様子、領域Ｂでは、ＸＹステージ６が位置サ
ーボ制御を受けて目標位置へ位置決めしている様子、領
域Ｃでは、ＸＹステージ６が位置決めを完了し、その位
置を維持している様子を各々示している。

領域Ｃにおいては、オペレータが任意にＸＹステージ６
の位置計測時間を設定で計る複数の時間領域（以下計測
ウィンドウと称する）Ｗ＋〜Ｗｎが設けられている。な
お、各ウィンドウ内の計測時間を１，−１１で表す。こ
の時間ｔ１〜ｔ０は、前記シーケンス及びモニタが実行
される前に、装置制御用パラメータとして、オペレータ
によりコンソールから入力されているものとする。

この構成において、シーケンスを開始すると、まず、第
２図に示すステップＳ１で、レチクル２をレチクルステ
ージ３上に搬入する。

次に、ステップＳ２で、レチクル位置計測機構４による
計測とレチクルステージ３の駆動によりレチクル２を位
置決めする。

ステップＳ３で、ウエハ８をＸＹステージ６及びウエハ
Ｚステージ９上に搬入する。

次に、ステップＳ４で、オートフォーカスユニット１０
によるウエ八８のピント計測と、ウエハＺステージ９の
駆動により、ウエハ８をフォーカシングする。

ステップＳ５では、あらかじめ設定された露光ショット
位置へＸＹステージ６を移動させ、レーザ干渉計７の計
測値により、ＸＹステージ６を位置決めする。

ステップＳ６では、ＸＹステージ６が位置決めを完了し
たことをモニタに対し通知し、ＸＹステージ６の位置計
測開始を依頼する。

この通知手段として、木例では、シーケンスとモニタと
の共通なメモリエリアを利用している。

すなわち、シーケンス、モニタの双方が必要に応じて上
記エリアにコード化されたコマンドを書き込み、そして
相手側がコマンドを読み出して上記エリアをクリアする
ことにより、シーケンスとモニタ間でのコマンドのやり
とりを可能にしている。したがって、一方がコマンドを
書き込んだ場合は、他方はまずそのコマンドを読み取り
、それを実行してから自らのコマンドを上記エリアに書
き込むことができるような機構になっている。

次に、ステップＳ７で、モニタからＸＹステージ位置計
測における異常の旨の通知があるかをチェックし、異常
の旨の通知があった場合は、ステップＳ８でシーケンス
を続行するかどうかを判断する。続行すると判断された
場合はステップＳ９へ、続行しないと判断された場合は
ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、ＸＹステ
ージ６の位置決めから再試行するかどうかを判断し、再
試行する場合はステップＳ５へ、再試行しない場合はス
テップ３１２へ進む。

ステップＳ７でＸＹステージ位置計測値に異常がなかっ
た場合には、ステップＳ９へ進み、露光を行う。

次に、ステップＳＩＯで、１枚のウエハにおけるすべて
のショットに対する焼付けが終了したかをチェックする
。全ショットの焼付けが終了した場合はステップＳｌｌ
へ、終了していない場合は次のショットの焼付けを行う
ためステップｓ４へ進む。

ステップ３１１では、モニタに対し、ＸＹステージ６の
位置計測データの表示を依頼する通知を行う。なお、木
例においては、この通知をこのタイミングで行っている
が、通常、このタイミングはオペレータによって任意に
設定可能なものとする。

次に、ステップＳ１２で，ＸＹステージ６及びウエハＺ
ステージ９上のウェハを搬出する。

ステップＳ１３では、焼き付ける全ウェハの処理が終了
したか否かをチェックする。全ウェハの処理が終了した
場合は、ステップＳ１４へ、終了していない場合は次の
ウェハの焼付けを行うためステップＳ３へ進む。

最後に、ステップＳ１４で、全ウェハの処理が終了した
ことを、モニタに対し通知し、シーケンスの処理を終了
する。

一方、モニタではこの間、シーケンス開始と同時に実行
を開始し、シーケンスがステップＳ６においてＸＹステ
ージ位置決め完了を通知してくるまでステップＳ２０で
待っている。そしてこの通知を受け取ったとき、ステッ
プＳ２１へ進み、ＸＹステージ６の位置を計測する。

次に、ステップＳ２２で，ＸＹステージ６の位置計測値
が正常であるか否かをチェックする。計測値が異常であ
った場合はステップＳ２３へ、計測値が正常であった場
合はステップＳ２４へ進む。ステップＳ２３では、計測
値に異常があったことをシーケンスに対し通知する。

ステップＳ２２において、ＸＹステージ６の位置計測値
が正常であった場合は、ステップＳ２４でＸＹステージ
６の位置計測データを記憶装置に書き込む。

次に、ステップＳ２５で、１個の計測ウィンドウにおけ
る、あらかじめ設定された計測時間に達したか否かをチ
ェックする．達している場合はステップＳ２６へ、達し
ていない場合は、前記計測を続行するためステップＳ２
１へ進む。

ステップ５２６では、１個のウィンドウ内で得られたＸ
Ｙステージ６の位置計測データの統計処理、またはヒス
トグラムの算出を行う。なお、本例においては、ステッ
プＳ２６の処理が無条件に実行されているが、通常は、
オペレータが、あらかじめこの処理を実行するかどうか
をコンソール１２より選択できるものとする。

次に、ステップ３２７で、あらかじめ指定された全計測
ウィンドウについて計測が終了したかをチェックする。

終了している場合はステップ３２８へ、終了していない
場合は、前記計測を続行するためステップＳ２１へ進む
。

ステップ３２８では、シーケンス側からＸＹステージ位
置計測データ及び統計処理結果とヒストグラムの表示依
頼通知があるか否かをチェックする。通知がある場合は
ステップＳ２９へ、通知がない場合はステップＳ３０へ
進む。

ステップＳ２９では、ＸＹステージ位置計測デ一夕及び
統計処理結果やヒストグラムを表示する。

ステップＳ３０では、シーケンス側から全ウェハの処理
終了通知があるかをチェックする。通知がある場合は、
モニタの処理を終了し、通知がない場合は、次の計測を
行うためステップＳ２０へ進む。

なお、本発明は上述実施例に限定されず、種々の変形を
加えて実施することができる。例えば、第２図のフロー
チャートにおいて、シーケンス側のステップＳ６の処理
を削除し、ステップｓ４終了時に、「フォーカシング終
了をモニタに通知する」という処理を挿入し、モニタ側
のステップＳ２１の処理を、「フォーカス計測を行う」
に置きかえると、焼付け動作中に、クエ八のフォーカス
計測を常に行い、計測値を記憶し表示する機能を有する
半導体露光装置を実現することが可能となる。

また、第２図のフローチャートにおいて、シーケンス側
のステップＳ６の処理を削除し、ステッブＳ２終了時に
、「レチクル位置決め終了をモニタに通知する」という
処理を挿入し、モニタ側のステップＳ２１の処理を、「
レチクルの位置計測を行う」に置きかえると、焼付け動
作中に、レチクルの位置計測を常に行い、計測値を記憶
し、表示する機能を有する半導体露光装置を実現するこ
とが可能となる。

さらに、これらを任意に組み合わせてシーケンスとモニ
タの処理を実行することも可能である。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、クエ八に回路パタ
ーンを露光する工程において、通常の焼付け動作を制御
する処理と、装置上の各駆動機構の位置計測を制御する
処理とを並列処理で実行させるようにしたため、焼付け
動作中に、常に、前記位置計測ならびにその計測データ
の記憶や表示を行うことが可能になると共に、計測デー
タに異常が発生した場合には、即座に焼付け動作処理側
に情報を反映させ、焼付け動作を続行するか、中止する
か、または別処理へ移行するかを判断し選択して実行す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る半導体露光装置の概
略構成図、 第２図は、第１図の装置の動作を示すフローチャート、
そして 第３図は、第１図の装置のＸＹステージの駆動および位
置計測処理の概略を示すグラフである。 １一照明装置、２：レチクル、３：レチクルステージ、
４：レチクル位置計測機構、５：投影レンズ、６：ＸＹ
ステージ、７：レーザ干渉計、８：ウエハ、９：ウエハ
Ｚステージ、１０：オートフォーカスユニット、１１：
コントロールボックス、１２：コンソール

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に回路パターンを焼き付ける半導体露光装
   置において、通常の焼付け動作と並行して装置の状態を
   並列処理によって計測して監視するためのモニタ手段を
   具備することを特徴とする半導体露光装置。
2. （２）前記モニタ手段は装置上の各駆動機構を制御する
   ためにあらかじめ設けられている位置計測手段を利用し
   ていることを特徴とする請求項１記載の半導体露光装置
   。
3. （３）前記モニタ手段により計測されたデータを統計処
   理するデータ処理手段を有する請求項１または２記載の
   半導体露光装置。
4. （４）前記モニタ手段により計測されたデータ及び統計
   処理の結果を記憶および表示する表示手段を有する請求
   項３記載の半導体露光装置。
5. （５）前記計測されたデータ及び統計処理の結果を表示
   するタイミングをオペレータにより任意に設定するため
   の設定手段を備えた請求項４記載の半導体露光装置。
6. （６）前記モニタ手段の計測結果に異常が生じた場合、
   通常の焼き付け動作の処理部に対してその情報を通知し
   、焼付け動作を続行するか、中止するか、または別処理
   へ移行するかを判断し選択して実行させる判断手段を有
   する請求項１または２記載の半導体露光装置。
7. （７）前記基板をＸおよびＹ方向に移動させるためのＸ
   Ｙステージを備え、前記モニタ手段はその位置を並列処
   理によって計測することが可能な請求項１または２記載
   の半導体露光装置。
8. （８）前記ＸＹステージが位置決め動作を完了してから
   その位置を計測すべき時間的なモニタ区間を複数個設け
   て各モニタ区間における計測時間をオペレータが任意に
   設定するための設定手段と、各モニタ区間における該Ｘ
   Ｙステージの位置計測データのヒストグラムを算出する
   データ処理手段とを有する請求項７記載の半導体露光装
   置。
9. （９）前記ヒストグラムを基板１枚毎の焼付け終了時、
   またはすべての基板の焼付け終了時に一括表示する表示
   手段を有する請求項８記載の半導体露光装置。
10. （１０）露光時のピントを調節するＺステージを備え、
    前記モニタ手段はその位置を並列処理によって計測する
    ことが可能な請求項１または２記載の半導体露光装置。
11. （１１）前記回路パターンが形成された原版を備え、前
    記モニタ手段はその位置を並列処理によって計測するこ
    とが可能な請求項１または２記載の半導体露光装置。
12. （１２）前記Ｚステージの位置計測回数及び位置計測間
    隔を、オペレータが任意に設定するための設定手段を備
    えた請求項１０記載の半導体露光装置。
13. （１３）前記原版の位置計測回数および位置計測間隔を
    オペレータが任意に設定するための設定手段を備えた請
    求項１１記載の半導体露光装置。