JP4585649B2 - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路または液晶表示素子等を製造する際のフォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、静止露光装置（ステッパ）のフォーカスアルゴリズムを示す図である。ウエハステージにロードされた基板であるウエハは、ウエハ内で代表する数ショットにおけるフォーカス計測ショットにおいてフォーカス計測される（ステップ１３０１）。これによって求められたフォーカス計測データから、例えば最小２乗近似等の方法でウエハ表面を代表する一次平面であるグローバル近似平面を計算する（ステップ１３０２）。ウエハ表面をグローバル近似平面上に位置するように駆動したときのウエハステージのＺ方向の目標値をグローバルフォーカス目標値といい、その時のωｘ，ωｙ方向の目標値をグローバルチルト目標値という。
【０００３】
グローバルフォーカス・チルト計測を行うショットは、例えば図１４において、ウエハ内のハッチングを施したショットのアライメントマーク位置（１４０１ｘ，１４０１ｙ，１４０２ｘ，１４０２ｙ，１４０３ｘ，１４０３ｙ，１４０４ｘ，１４０４ｙ）においてアライメント計測を行う時に同時に行われる。ここで、図１４は、グローバルフォーカス計測を行うウエハ内のショット位置を示す図である。計測されたグローバルチルト量およびグローバルアライメントにおけるθ方向回転角度の精度を向上させるためには、ＸＹ方向の計測スパンを広げた方が良いので、上記ショットはウエハの外周に近いショットであることが望ましい。
【０００４】
次に、図１３より、ＸＹステージは、対象露光ショットの位置にステップ移動し（ステップ１３０３）、同時にグローバル近似平面から推定した露光ショットにおけるフォーカス・チルトポジションにｚ・チルトウエハステージを移動させる（ステップ１３０４）。移動完了後、再度露光ポジションにおいてフォーカス計測（ステップ１３０５）を行い、フォーカストレランス判定（ステップ１３０６）にパスするまで追い込み駆動（ステップ１３０７）およびフォーカス計測（ステップ１３０５）を行う。このときにフォーカス計測（ステップ１３０５）は、図１５に示すような複数の露光ショット内のフォーカス計測点をフォーカスセンサで計測し、それらの計測値から求められる１次的な近似平面をウエハ表面とし、そのウエハ表面が像面に位置するようにフォーカス追い込みを行うためのウエハステージ目標値が逐次計算される。ここで、図１５は、静止露光装置における露光ショット内のフォーカス計測点の配置を示す図である。
【０００５】
図１５において、ｃｈ１〜ｃｈ５はフォーカス計測ポイントであり、一つの計測ポイントは５つのマーク（１５０１ａ〜１５０１ｅ）から形成されており、各マークのフォーカス方向計測値の平均が各マーク（ｃｈ１〜ｃｈ５）毎のフォーカス計測データとして用いられる。露光ショット１５０２は、複数のフォーカス計測点（ｃｈ１〜ｃｈ５）によって計測されるが、例えばｃｈ５が他の計測点ｃｈ１〜ｃｈ４に対してフォーカス計測値が異常に外れていた場合は、ウエハ表面の欠陥とみなし、露光を行わなかった（ケースＡ）。また、異常に外れている計測点に関しては、その計測値をフォーカス計測データとして用いないで、残りのフォーカス計測点から近似平面を計算するという方法も採られている（ケースＢ）。
【０００６】
フォーカストレランスにパスしたら、図１より、フォーカス駆動・アッベ補正駆動（ステップ１３０７）によるステップで発生したＸＹ方向の残留振動の収束を待ち（ステップ１３０８）、露光を開始する（ステップ１３０９）。ステップ１３１０では、全ショットにわたる露光シーケンスが終了したかを判別し、終了していなければ最初に計測したグローバル近似平面のデータ（ステップ１３０２）を用いて上記フォーカスアルゴリズム（ステップ１３０３〜１３１０）を繰り返す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
プロセスウエハは、工程の途中で表面に５〜１０［μｍ］程度の凹凸を生じる場合がある。このようなウエハを露光しようとした場合、ケースＡのような従来例においては、凹凸の部分を含んだショットにおいて露光シーケンスが中断され、そのショットの露光ができなくなる。このような場合、従来例においては、凹凸を含んだショットの露光を行わずに次のショットの処理に移る。露光が行われなかった場所は、レジストの現像処理過程において、レジストの残膜量が周辺のショットに対して大きく異なるために、周辺のショットにおけるレジスト像に対しても悪影響を及ぼす場合がある。
【０００８】
ウエハ要因のフォーカスエラーが発生した場合、従来例ではジョブを中断してマニュアルオペレーションモードに入り、エラーの発生したショットの処理についてオペレータに判断を委ねていた。
【０００９】
また、ウエハチャックに付着した塵等の影響でフォーカス追い込みエラーが発生した場合、チャックを清掃してチャックの汚染を取り除くことが必要となる。しかし、ケースＢのような従来例においては、フォーカス追い込みエラーが検出されないためウエハの現像結果から、ウエハチャックの汚れを推測するしか方法がなかった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、エラーショット領域の、その周辺のショット領域に対する影響を低減することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の露光装置は、原版を保持して移動する原版ステージと、基板を保持して移動する基板ステージと、該原版からの光を投影する投影光学系と、該基板に関してフォーカス計測を行う計測手段と、を有し、前記原版ステージと前記基板ステージとを走査し、該走査されている基板ステージに保持された基板のショット領域に関して前記計測手段によりフォーカス計測値を得、かつ該フォーカス計測値に対応した目標値にしたがって前記基板ステージを移動させながら、該走査されている原版ステージに保持された原版と前記投影光学系とを介して該ショット領域を露光する露光装置であって、
該フォーカス計測値と許容値とに基づき、フォーカスに関する規格精度が達成されるか否かを判断し、
該規格精度が達成されないと判断された場合には、該ショット領域の露光を継続し、かつ該ショット領域がエラーショット領域であることを表示し、
該ショット領域の露光は、該規格精度が達成されないと判断される前の最後の該フォーカス計測値によるフォーカス目標値およびチルト目標値、グローバルフォーカス目標値およびグローバルチルト目標値、または露光が終了したショットでのフォーカス目標値およびチルト目標値を前記基板ステージのフォーカス目標値およびチルト目標値として継続する、
ことを特徴とする露光装置である。
【００１５】
本発明に係る第２の露光装置は、原版を保持して移動する原版ステージと、基板を保持して移動する基板ステージと、該原版からの光を投影する投影光学系と、該基板に関してフォーカス計測を行う計測手段と、を有し、前記原版ステージと前記基板ステージとを走査し、該走査されている基板ステージに保持された基板のショット領域に関して前記計測手段によりフォーカス計測値を得、かつ該フォーカス計測値に対応した目標値にしたがって前記基板ステージを移動させながら、該走査されている原版ステージに保持された原版と前記投影光学系とを介して該ショット領域を露光する露光装置であって、
該フォーカス計測値に基づき、該ショット領域を規定のフォーカス位置決め精度内に追い込めるか否かを判断し、
該ショット領域を前記フォーカス位置決め精度内に追い込めないと判断された場合には、該ショット領域の露光を継続し、かつ該ショット領域がエラーショット領域であることを表示し、
該ショット領域の露光は、該ショット領域を前記フォーカス位置決め精度内に追い込めないと判断される前の最後の該フォーカス計測値によるフォーカス目標値およびチルト目標値、グローバルフォーカス目標値およびグローバルチルト目標値、または露光が終了したショットでのフォーカス目標値およびチルト目標値を前記基板ステージのフォーカス目標値およびチルト目標値として継続する、
ことを特徴とする露光装置である。
【００１６】
本発明に係るデバイス製造方法は、上記の露光装置を用いて基板を露光するステップと、前記ステップで露光された該基板を現像するステップと、を有することを特徴とするデバイス製造方法である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により、エラーショット領域の、その周辺のショット領域に対する影響を低減することができる。
【００４９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［露光装置の実施例］
図１は、本発明を適用した一実施例に係る走査露光装置のハードウェア構成図である。レチクルステージ１０８上に搭載されたレチクル１０９は、レチクルステージコントローラ１０３の制御によって紙面上の矢印方向に等速度で走査される。原版であるレチクル１０９上のパターン像の一部は、投影光学系１１０によって左右反転して、フォーカスステージ１１２上の結像面上に投影される。フォーカスステージ１１２は、アライメントステージ１１３上に搭載されており、Ｚ方向及びチルト方向（ωｘ，ωｙ）の位置決めを行う。アライメントステージ１１３はＸ，Ｙ，θ方向に駆動可能であり、走査露光中は図中の矢印の方向、すなわちレチクルステージ１０８の駆動方向とは反対の方向にウエハステージコントローラ１０１によって等速度で走査される。アライメントステージ１１３とレチクルステージ１０８の走査速度比率は、投影光学系１１０の投影倍率と転写像の偏倍比率から決定される。
【００５０】
フォーカス検出機構であるフォーカス計測センサ１１１は、投影光学系１１０をとりつけた装置筐体に固定されており、フォーカスステージ１１２上に搭載された基板であるウエハ１２０のフォーカス方向の計測を行っている。フォーカス計測センサ１１１によって得られた信号は、フォーカス信号処理ユニット１０２によって、ウエハステージの座標系にあわせた表現形式であるフォーカス計測値１０５に変換され、ウエハステージコントローラ１０１に渡される。ウエハステージコントローラ１０１は、ショット露光の際に、予めメインシーケンスコントローラ１０４から渡された露光コマンド１０７の引数に含まれている結像面に対するフォーカス目標値に、ウエハ１２０の表面が到達するように、フォーカスステージ１１２の操作量を制御する。
【００５１】
１１５は照明光学系であり、パルスレーザ光源１１６からの露光光のコヒーレンスの分散化とスリット形状の光量分布整形等を行う。ウエハステージコントローラ１０１は、スキャン中のステージの位置に応じて、パルスレーザの発光開始タイミングと発光停止タイミングを発光許可信号１１７を介してリアルタイムに制御する。
【００５２】
メインシーケンスコントローラ１０４は、ショット毎に発行されるコマンドの中において、露光コマンド１０７の中でアライメントステージ１１３に対しては走査駆動目標値を指示し、フォーカスステージ１１２に対しては結像面に対するフォーカス目標値と走査露光に入る前にプリセットするフォーカス初期目標値（以下、近傍フォーカス目標値という）を指示する。また、パルスレーザ光源１１６に対しては、ショット毎若しくは一定時間毎のタイミングでパルスエネルギーや波長の指令信号１１８を送る。１ショットの露光が終了すると、該当ショットのフォーカス方向のアライメントを行うために、ウエハステージコントローラ１０１が計算したフォーカスステージ１１２のフォーカス制御目標値１０６をメインシーケンスコントローラ１０４に返す。ここで、返されるデータは、以降のショットの近傍フォーカス目標値として用いられる。この近傍フォーカス目標値は、次に露光するショットがフォーカス追い込みエラーを発生するようなウエハ１２０上の凹凸があった場合に、以下のフローチャートの説明にある強制露光を実施する際にウエハステージのフォーカス・チルト軸の目標値として用いられる。フォーカス追い込みエラーショットがウエハ１２０内の露光第１ショットである場合、グローバルチルト目標値（後述）を、強制露光を実施する際に、ウエハステージのフォーカス・チルト軸の目標値として用いる。
【００５３】
グローバルフォーカス・チルト計測によって得られた値により、次回に同様のグローバルフォーカス・チルト計測を行った場合に、グローバル近似平面が（Ｚ，ωｘ，ωｙ）＝（０，０，０）と計測される位置にウエハステージを駆動した後の概念図を図２に示す。ここで、図２において、図１と同一の符号は、図１と同様の構成要素を示す。
【００５４】
ウエハ１２０表面は、ウエハステージのＺ方向の目標値を不変にして駆動したときにたどる軌跡（ウエハステージ走り面２０１）に対して平行になっている。ウエハ１２０表面が理想的に平坦であれば、この状態でスキャン露光を行えば、露光スリット下でデフォーカスは発生しない。しかし、現実的には、ウエハ１２０表面に局所的な凹凸が焦点深度に対して無視できない量存在するために、露光中にフォーカス計測を行い、スリット直下におけるウエハ１２０表面がデフォーカスしないように追い込む必要がある。この量は、ウエハ１２０の表面研磨工程やプロセスによっても差があるが、一般的な片面研磨のウエハ１２０でグローバルチルト面に対して最大３〜４［μｍ］程度の量である。これに対し、露光時のフォーカス制御に割り振られているフォーカス制御精度は、０．１５μｍＬ／Ｓのルールにおいて、０．１［μｍ］程度である。
【００５５】
図３は、本発明を適用した一実施例に係る走査露光装置における露光スリットとフォーカス計測点の結像面上の位置関係を表す図である。アライメントステージ１１３（図２）が矢印１の方向に走査する場合は、ａ，ｂ，ｃのフォーカス計測点が用いられ、矢印２の方向に走査する場合は、Ａ，Ｂ，Ｃのフォーカス計測点が用いられる。ショット中心にもフォーカス計測点Ｓが設けられており、露光中のフォーカス方向の追い込み結果を確認するために、スキャン中に行われる複数のフォーカス計測イベントの１サイクルで（ａ，ｂ，ｃ，Ｓ）、（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｓ）の組み合わせの各点のフォーカス計測が行われる。これらのフォーカス計測サイクルにおいて、得られるフォーカス計測値は、以下のような条件（フォーカス位置決め精度内に追い込めない場合）のもとに判定手段によりフォーカス追い込みエラーと判断される。
（i）ａ，ｂ，ｃの計測値の平均からの各計測値のばらつきが予め規定された許容量を超える。
（ii）ωｙ＝（ａ−ｃ）／Ｌから求められる絶対的な傾斜量が予め規定された許容量を超える。
（iii）Ｚ＝（ａ＋ｂ＋ｃ）／３から求められる絶対的なフォーカス量が予め規定された許容量を超える。
（iv）前回のフォーカス計測によって得られたΖ及びωｙと、今回計測したＺ及びωｙの値の差がそれぞれ予め規定された許容量を超える。
【００５６】
フォーカス追い込みエラーの発生は、以下に示す（Ａ），（Ｂ）２通りのケースに分けることができる。
（Ａ）フォーカス計測点に対して露光ショット内を計測しているが、露光スリットが露光エリアにさしかかっていないために、露光がまだ開始されていない時の追い込みエラー（未露光フォーカスエラー）。
（Ｂ）露光スリットが露光エリアにさしかかって、すでに露光が開始されている時の追い込みエラー（露光中断フォーカスエラー）。
【００５７】
（Ａ）の場合、図１より、発光許可信号１１７を直ちに禁止し、パルスレーザ光源１１６の発光を停止（露光光を遮断）させる。水銀ランプ光源のような応答性の遅い光源システムにおいては、照明光学系１１５の中に高速のシャッタを設けて露光光を遮光してもよい。
【００５８】
（Ｂ）の場合、（Ａ）のように直ちに露光を中止することは可能であるが、ショット内で露光した場所と全く露光されていない場所ができてしまう。このように、ショット内の途中で露光がとぎれた場合は、図１より、露光を中断した場所をウエハステージコントローラ１０１で記憶しておくことによって、リトライ手段により再度リトライを行ったときに露光を中断した場所からパルスレーザ光源１１５の発光を開始すればよい。本実施例では、簡素化のために、このような場合は露光を中断せずに、強制露光手段によりショット内に残った最後の部分まで露光を継続する。このときに、フォーカス計測値がないまま露光を継続しなければならなくなるが、正常に計測された最後のフォーカス計測位置のＺ，ωｙ（フォーカスおよびチルトポジション）の値を用いるのが最も望ましい。グローバルフォーカス計測値や、前回のショットの近傍フォーカス値を用いてもよい。
【００５９】
静止露光装置の場合もフォーカス制御エラーは発生し得る。図１３における従来例のフローチャートにおいて、フォーカス計測（ステップ１３０５）、フォーカストレランス判定（ステップ１３０６）、フォーカス駆動・アッベ補正駆動（ステップ１３０７）を行う追い込みループにおいて所定の回数だけループしてもフォーカストレランス判定（ステップ１３０６）にパスしない場合や、図１５に示したショット内のフォーカス計測点間において演算した１次近似平面からの各計測点計測値の分散が予め規定された量を上回った場合が、それに当たる。
【００６０】
図４は、本発明を適用した一実施例に係る走査露光装置における露光シーケンスの一例を示す図である。フォーカス制御（追い込み）エラーが発生した時に光源に対する指令の判断を行い、露光光源の発光を制御する機能（制御手段）は、リアルタイム制御を行うウエハステージコントローラ１０１（図１）に実装されている。ウエハステージコントローラ１０１は、ショット毎の単位でフォーカス制御エラーステータス及びショットについて、露光したか否かという情報をメインシーケンスコントローラ１０４（図１）に送信する。
【００６１】
図４に示すフローは、図１より、露光ショット毎に得られるウエハステージコントローラ１０１の情報をもとに行われるメインシーケンスコントローラ１０４のシーケンスを示すものである。ウエハステージ上のウエハ１２０は、露光シーケンスに入る前に、アライメントスコープ１１４によってアライメント計測が行われ、露光ショット毎の駆動目標値がすでに定まっている状態から本シーケンスに入る。
【００６２】
図４において、各ショットの露光指令４０１を受けると、ウエハステージとレチクルステージは、スキャンのための助走開始点に一旦ステップし、スキャン動作を行う。スキャン中にフォーカス計測ユニットは、図５における５０７から５０１に向けて順次フォーカス計測を行って、その計測結果からウエハステージの目標値を計算していく。ここで、図５は、露光ショット５０８内のフォーカス計測位置と露光スリット３０１（図３）の配置の位置関係を表す図である。
【００６３】
次に、フォーカス制御エラーが発生したときの処理を図４を用いて説明する。
図４より、フォーカス計測点ａ，ｂ，ｃ（図５）は、露光スリット３０１（図５）よりもスキャン方向に関して前方に配置されているため、フォーカス制御エラー（フォーカス追い込みエラー）４０２は露光を行う前に発生することもあれば、露光中に発生することもある。このとき、露光装置は、直ちにユーザインタフェースにメッセージウインドウを表示する等して、エラーメッセージ表示４０３を行う。
【００６４】
次に、フォーカスエラーの場合、対象ショット内をすでに露光したか否かを判断４０４し、露光済みであれば自動継続モードであるか否かを判断するシーケンス４０５に遷移する。フォーカス制御エラー４０２が発生した場合は、その時点で露光スリット３０１（図５）が露光エリアにさしかかって露光を開始したか否かを判断し、露光を開始していなければ直ちにパルス光源に対して発光を禁止する処理を行う。また、露光を開始している場合は、光源の発光を止めないでそのまま露光しきってしまう。さらに、対象ショットが未露光である場合、床からの外乱等の要因でフォーカス制御エラーが発生した場合は、再度同じ露光すれば成功する可能性がある。
【００６５】
シーケンス４０６では、装置が自動オペレーション手段により自動運転モードに設定されているかを判断し、自動運転モードであれば該当ショット（フォーカスエラーショット）を再度同じ条件で露光する。また、４０７では、フォーカス制御エラーが同じショットでリトライしても失敗した場合を判別し、１回リトライして失敗した場合は強制露光シーケンス４１７を実施する。強制露光４１７をする場合は、ウエハ表面を計測した値を用いても意味がないので、フォーカス計測センサの値に依存しない目標値である、グローバルフォーカス・チルト目標値、若しくは前回露光したショットの最終部分を露光した時間におけるウエハステージのフォーカス・チルト目標値がスキャン中の固定目標値として採用される。また、自動的に強制露光４１７を行うようにすると、例えばフォーカス計測系の故障等の要因でフォーカス計測値が信頼できなくなった場合でも、最適でないフォーカス・チルト目標値のまま露光シーケンスを継続してしまう。よって、強制露光４１７は、特に連続したショットに関しては有限個数内にとどめるべきである。そこで、シーケンス４１３では、強制露光４１７を連続して行った回数をカウントした結果が５ショットを越えた場合に、自動継続モードであってもジョブを停止するようになっている（シーケンス停止４１４）。
【００６６】
ジョブは停止させられると、オペレータにその後の処理を選択（判断）させるために、図６のようなボタンをユーザインタフェースに表示（判断手段）し、オペレータの指示を待つ（シーケンス４１５）。ここで、図６は、本発明の実施例において、フォーカス制御エラーが発生したときに表示されるオペレーションボタンの一例を示す図である。図４および図６より、ＣＯＮＴ（Continue）ボタンは処理の継続を指示するボタンであり、ＣＯＮＴボタンが押されるとフォーカスエラーを起こしたショットの露光をスキップして、次のショットの露光シーケンスに進む（ショットＢスキャン露光指令４１６）。ＡＢＯＲＴ（Abort）ボタンは露光ジョブの終了４１１を意味し、実行中のジョブを中断して処理途中のウエハをすべて回収する。ＲＷ（RejectWafer）ボタンは、現状の露光対象ウエハのみを露光シーケンスを中断して回収４１２させる。シーケンス４０６において、自動運転モードが選択されていなかった場合は、その場でジョブを中断（シーケンス停止４０８）し、図６に示すユーザボタン入力待ち４０９となる。この場合の選択肢は、シーケンス４１５に加えてフォーカス制御エラーの発生したショットに対するリトライ処理を行うＲＥＴＲＹ（Retry）ボタンと、フォーカシングに失敗した場合に強制露光処理４１０を行うＦＯＲＣＥ（Force）ボタンが選択できるようになっている。
【００６７】
一方、ウエハステージコントローラ１０１（図１）によってフォーカス制御エラーが発生したときに、対象ショットの一部がすでに露光済みであった場合は、そのショットはすでにデフォーカスした状態で露光されている。その時に、シーケンス４０５で自動継続モードであればシーケンス４１３のチェックを行い、次のショットの処理４１６に移る。自動継続モードでない場合、露光シーケンスを中断（シーケンス停止４１４）し、ユーザボタン入力待ち４１５状態になる。
【００６８】
フォーカス制御エラーの発生したショットの位置は、メインシーケンスコントローラ１０４（図１）に記憶される。フォーカス制御エラーの発生する要因は、（Ａ）ウエハの表面状態の欠陥によるもの、（Ｂ）ウエハからはがれたレジスト等によるウエハチャック表面の汚染（コンタミネーション）、（Ｃ）床からの外乱による振動、（Ｄ）装置の故障等の原因に分類される。この中で、特に（Ｂ）に挙げた要因は、フォーカス制御エラーがウエハ枚葉に共通して同じショットポジションで発生することから、原因を切り分けることが可能である。そこで、本実施例において、ウエハ枚葉間においてフォーカス制御エラーの発生したショットの位置を記憶し、同じショットポジションで発生したフォーカスエラーは、ウエハチャックの汚染が発生したものと見なしてジョブを中断する機能を有している。この機能によって、ウエハチャックの汚染が検出されたときは、ウエハチャックの交換、またはクリーニングを行うことにより、フォーカス制御エラーの要因判別を迅速に行うことが可能となり、ショットの歩留まりを向上することができる。
【００６９】
また、自動継続モード４０５，４０６、および４１３における強制露光を行ったショット数を所定のショット数（５ショット）と比較する機能に関して、自動継続モードの実施有無の選択と所定のショット数の指定は、メインシーケンスコントローラ１０４（図１）に接続されたマンマシンインタフェースを介して行うことができる。また、ウエハ毎やロット毎に上記強制露光処理を行ったショットの積算数を記録して、オンライン上のホストマシンに送信することも本発明を適用する上で容易に実現できる。また、例えばウエハチャックの汚染が識別された際に、前記マンマシンインタフェースを介してオペレータに警告することもできる。
【００７０】
さらに、アライメント方向の同期制御精度や、照明光学系１１５（図１）でモニタしている照度から計算される露光スリット内の積算露光量に関して、予め設定された許容量に対して許容量を逸脱したときのエラー処理として本発明を適用することができる。すなわち、同期制御や露光量制御が所望の精度を達成しているか否かは、走査露光が開始されてからでないと知ることはできない。精度を達成できていないからといって、途中で露光光源の発光を停止すると、部分的に未露光の場所ができてしまい、レジストの現像時に正常に露光された周辺のショットに対して悪影響を及ぼす。従って、先に述べたフォーカスやチルト制御エラーに関してのみならず、同期制御精度や露光量制御精度に関しても判定手段により露光途中で規格精度を逸脱した場合（以下、規格精度未達成エラーという）が判定されたときは、露光を停止することなく強制露光手段により焼き切ってしまう方が好ましい。床振動やウエハ１２０（図１）の局所的な要因、若しくはパルスレーザ光源１１６（図１）のミスファイア（発光パルスの歯抜け）が原因で発生した上記規格精度未達成エラー関しては、次のショットは正常に処理できる可能性が高い。また、パルスレーザ光源１１６の寿命や露光装置の障害で発生する規格精度未達成エラーは、連続したショットで発生するケースがほとんどである。
【００７１】
すなわち、上記自動継続モードのアルゴリズムを、露光量制御精度や同期制御精度の監視に対して同様に適用することが可能である。これによって局所的な要因による不可避の規格精度未達成エラーについては、装置を止めずにジョブを継続させることができるので、装置の稼働率を向上させることができる。また、装置の故障等の要因によって発生する規格精度未達成エラーは、連続したショットで発生しているかを監視することにより、最小限の被害でこれを判別して停止させることができる。度重なる規格精度未達成エラーからシーケンスを停止させる別の方法として、連続したショットでのエラーを監視する方法以外にエラー発生延べ数や、所定露光ショット数内におけるエラー発生数（発生レート）でこれを識別してもよい。
【００７２】
また、装置の同期精度規格や露光精度規格、フォーカス・レベリング精度規格は、通常sigmaで保証性能を規定されることが一般的である。装置の規格性能が実際に達成されているか否かを判断し、装置の稼働中に監視する手段として、本発明は有効である。すなわち、確率的に規格精度を満たさない露光ショットは、必ずあることに対して、単一ショットの露光結果に着目して判断をさせると、規格定義上（sigma）正常に動作していてもシーケンスを停止させることになるからである。
【００７３】
また、静止露光装置においては、予めフォーカス追い込みを行ってから露光に入るシーケンスとなる。そのため、フォーカス追い込みの過程でフォーカス追い込みエラーが発生した場合は、光源の発光をキャンセルしたり、シャッタを開かない等の処置により露光を開始する前に中止することができる。従って、図４におけるフォーカスエラーが発生したときに、一部を露光してしまったか否かを判断する処理４０４、および自動継続モードで運転されているか否かを判断する処理４０５は必要ない。それ以外の処理は、静止露光装置におけるフォーカス制御エラーの処理工程として、全く同様に適用できることは明らかである。
【００７４】
図７は、本発明の一実施例に係る露光装置のユーザインタフェース画面の一例を示す図である。７４０は現在進行中のシーケンスを表示するウインドウ、７４１はジョブの実行過程で発生したエラーおよびワーニングを表示するウインドウである。７４２は露光対象であるウエハの外形を表し、その上に露光ショット７０１〜７３０が露光が完了するとハッチングされる。この露光ショット７０１〜７３０の中で、７０５，７０６はフォーカス制御エラーが発生したショットを表しており、ハッチングする色を変えてオペレータに正常に露光されたショットと区別できるようになっている。７４３はオペレーションボタンであり、ジョブ実行中のシーケンスに応じて許されるオペレーションが異なるので、ボタン７４３に表示されるメニューがこれに応じて変化する。自動継続モードでないモードにおいて、再露光可能なフォーカスエラーが発生したときは、図６に掲げたようなオペレーションボタンを表示してオぺレータの指示を待つようになっている。
【００７５】
［半導体生産システムの実施例］
次に、上記説明した露光装置を利用した半導体等のデバイス（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、若しくはソフトウェア提供等の保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワーク等を利用して行うものである。
【００７６】
図８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、８０１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、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８０１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８０８、複数の操作端末コンピュータ８１０、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）８０９を備える。ホスト管理システム８０８は、ＬＡＮ８０９を事業所の外部ネットワークであるインターネット８０５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。
【００７７】
一方、８０２〜８０４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８０２〜８０４は、互いに異なるメーカに属する工場であってもよいし、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）であってもよい。各工場８０２〜８０４内には、夫々、複数の製造装置８０６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）８１１と、各製造装置８０６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８０７とが設けられている。各工場８０２〜８０４に設けられたホスト管理システム８０７は、各工場内のＬＡＮ８１１を工場の外部ネットワークであるインターネット８０５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ＬＡＮ８１１からインターネット８０５を介してベンダ８０１側のホスト管理システム８０８にアクセスが可能となり、ホスト管理システム８０８のセキュリティ機能によって限られたユーザだけが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８０５を介して、各製造装置８０６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、ヘルプ情報等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８０２〜８０４とベンダ８０１との間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ８１１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等）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。
【００７８】
さて、図９は、本実施形態の全体システムを図８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、９０１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９０２、レジスト処理装置９０３、成膜処理装置９０４が導入されている。なお、図９では、製造工場９０１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ＬＡＮ９０６で接続されてイントラネット等を構成し、ホスト管理システム９０５で製造ラインの稼動管理がされている。一方、露光装置メーカ９１０、レジスト処理装置メーカ９２０、成膜装置メーカ９３０等、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９１１，９２１，９３１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９０５と、各装置のベンダの管理システム９１１，９２１，９３１とは、外部ネットワーク９００であるインターネット若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９００を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ラインの休止を最小限に抑えることができる。
【００７９】
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、若しくはネットワークファイルサーバ等である。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１０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１００１、シリアルナンバー１００２、トラブルの件名１００３、発生日１００４、緊急度１００５、症状１００６、対処法１００７、経過１００８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、さらに図示の毎くハイパーリンク機能１０１０，１０１１，１０１２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。
【００８０】
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１１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。
【００８１】
図１２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、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。
【００８２】
本発明を適用した上述の実施例によれば、プロセス要因でウエハ平面度の欠陥があった場合には、強制露光が可能であることから、エッチング時に、周辺に正常に露光されたショットに及ぼす影響を最小限にすることができる。そのため、ウエハの歩留まりが向上する。
【００８３】
チャック要因でウエハ平面度の欠陥があった場合には、フォーカス制御エラーが発生した場所をウエハ枚葉間で記憶する機能を具備しているので、上記効果に加えてウエハチャックの汚染を速やかに発見することができる。
【００８４】
また、床からの外乱等の影響でフォーカス制御エラーが発生した場合は、スキャン露光の前であれば露光を中止しリトライする機能を具備しているので、露光不良ショットの率を低減することができ、歩留まりが向上する。
【００８５】
さらに、上記リトライや強制露光の判断を自動で行う機能を具備したことにより、オペレータの判断待ちで装置が停止している時間を最小限にすることができ、装置の稼働率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施例に係る走査露光装置のハードウェア構成図である。
【図２】ウエハ表面をグローバルチルト面に駆動したときの概念図である。
【図３】本発明を適用した一実施例に係る走査露光装置における露光スリットとフォーカス計測点の結像面上の位置関係を表す図である。
【図４】本発明を適用した一実施例に係る走査露光装置における露光シーケンスの一例を示す図である。
【図５】露光ショット内のフォーカス計測位置と露光スリットの配置の位置関係を表す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る露光装置においてフォーカス制御エラーが発生したときに表示されるオペレーションボタンの一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係る露光装置のユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図８】本発明の一実施例に係る露光装置を含む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９】本発明の一実施例に係る露光装置を含む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１０】本発明の一実施例に係る露光装置を含む半導体デバイスの生産システムにおけるユーザインタフェースの具体例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例に係る露光装置による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１２】本発明の一実施例に係る露光装置によるウエハプロセスを説明する図である。
【図１３】従来の静止露光装置のフォーカス（露光）アルゴリズムを示す図である。
【図１４】従来の静止露光装置におけるグローバルフォーカス計測を行うウエハ内のショット位置を示す図である。
【図１５】従来の静止露光装置における露光ショット内のフォーカス計測点の配置を示す図である。
【符号の説明】
１０１：ウエハステージコントローラ、１０２：フォーカス信号処理ユニット、１０３：レチクルステージコントローラ、１０４：メインシーケンスコントローラ、１０５：フォーカス計測値、１０６：フォーカス制御目標値、１０７：露光コマンド、１０８：レチクルステージ、１０９：レチクル、１１０：投影光学系、１１１：フォーカス計測センサ、１１２：フォーカスステージ、１１３：アライメントステージ、１１４：アライメントスコープ、１１５：照明光学系、１１６：パルスレーザ光源、１１７：発光許可信号、１１８：エネルギー・波長指令、１２０：ウエハ、２０１：ウエハステージ走り面、３０１：露光スリット、ａ，ｂ，ｃ：矢印１の方向に走査する場合のフォーカス計測点、Ａ，Ｂ，Ｃ：矢印２の方向に走査する場合のフォーカス計測点、Ｓ：ショット中心に設けられたフォーカス計測点、５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，５０６，５０７：フォーカス計測点、５０８，７０１〜７３０：露光ショット、７０５，７０６：フォーカス制御（追い込み）エラーが発生したショット、７４０：現在進行中のシーケンスを表示するウインドウ、７４１：ジョブの実行過程で発生したエラーおよびワーニングを表示するウインドウ、７４２：露光対象であるウエハ、７４３：オペレーションボタン、８０１：ベンダの事業所、８０２，８０３，８０４：製造工場、８０５：インターネット、８０６：製造装置、８０７：工場のホスト管理システム、８０８：ベンダ側のホスト管理システム、８０９：ベンダ側のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、８１０：操作端末コンピュータ、８１１：工場のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、９００：外部ネットワーク、９０１：製造装置ユーザの製造工場、９０２：露光装置、９０３：レジスト処理装置、９０４：成膜処理装置、９０５：工場のホスト管理システム、９０６：工場のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、９１０：露光装置メーカ、９１１：露光装置メーカの事業所のホスト管理システム、９２０：レジスト処理装置メーカ、９２１：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、９３０：成膜装置メーカ、９３１：成膜装置メーカの事業所のホスト管理システム、１００１：製造装置の機種、１００２：シリアルナンバー、１００３：トラブルの件名、１００４：発生日、１００５：緊急度、１００６：症状、１００７：対処法、１００８：経過、１０１０，１０１１，１０１２：ハイパーリンク機能。

Claims (9)

1. 原版を保持して移動する原版ステージと、基板を保持して移動する基板ステージと、該原版からの光を投影する投影光学系と、該基板に関してフォーカス計測を行う計測手段と、を有し、前記原版ステージと前記基板ステージとを走査し、該走査されている基板ステージに保持された基板のショット領域に関して前記計測手段によりフォーカス計測値を得、かつ該フォーカス計測値に対応した目標値にしたがって前記基板ステージを移動させながら、該走査されている原版ステージに保持された原版と前記投影光学系とを介して該ショット領域を露光する露光装置であって、
   該フォーカス計測値と許容値とに基づき、フォーカスに関する規格精度が達成されるか否かを判断し、
   該規格精度が達成されないと判断された場合には、該ショット領域の露光を継続し、かつ該ショット領域がエラーショット領域であることを表示し、
   該ショット領域の露光は、該規格精度が達成されないと判断される前の最後の該フォーカス計測値によるフォーカス目標値およびチルト目標値、グローバルフォーカス目標値およびグローバルチルト目標値、または露光が終了したショットでのフォーカス目標値およびチルト目標値を前記基板ステージのフォーカス目標値およびチルト目標値として継続する、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 該ショット領域を露光した後、該基板の露光処理を中断し、オペレータに該中断後の処理を選択させるための表示を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 該中断は、該規格精度が達成されないと判断されたショット領域の数に基づいて行う、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 該規格精度が達成されないと判断された場合であっても、該ショット領域の露光が開始されていないときには、該ショット領域の露光を開始させないようにする、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の露光装置。
5. 該ショット領域の露光を開始させないようにした後、該ショット領域の露光を再度試みる、ことを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 該ショット領域の露光を再度試み、該ショット領域の露光が開始される前に該規格精度が達成されないと判断された場合には、該ショット領域を露光し、かつ該ショット領域がエラーショット領域であることを表示し、該ショット領域の露光は、グローバルフォーカス目標値およびグローバルチルト目標値、または露光が終了したショットでのフォーカス目標値およびチルト目標値を前記基板ステージのフォーカス目標値およびチルト目標値として行う、ことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 該規格精度が達成されるか否かは、該ショット領域内の複数の計測点に関する該フォーカス計測値から算出される、該フォーカス計測値の平均値、該フォーカス計測値のばらつき、および該ショット領域の傾斜量の少なくとも１つに基づいて判断する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の露光装置。
8. 原版を保持して移動する原版ステージと、基板を保持して移動する基板ステージと、該原版からの光を投影する投影光学系と、該基板に関してフォーカス計測を行う計測手段と、を有し、前記原版ステージと前記基板ステージとを走査し、該走査されている基板ステージに保持された基板のショット領域に関して前記計測手段によりフォーカス計測値を得、かつ該フォーカス計測値に対応した目標値にしたがって前記基板ステージを移動させながら、該走査されている原版ステージに保持された原版と前記投影光学系とを介して該ショット領域を露光する露光装置であって、
   該フォーカス計測値に基づき、該ショット領域を規定のフォーカス位置決め精度内に追い込めるか否かを判断し、
   該ショット領域を前記フォーカス位置決め精度内に追い込めないと判断された場合には、該ショット領域の露光を継続し、かつ該ショット領域がエラーショット領域であることを表示し、
   該ショット領域の露光は、該ショット領域を前記フォーカス位置決め精度内に追い込めないと判断される前の最後の該フォーカス計測値によるフォーカス目標値およびチルト目標値、グローバルフォーカス目標値およびグローバルチルト目標値、または露光が終了したショットでのフォーカス目標値およびチルト目標値を前記基板ステージのフォーカス目標値およびチルト目標値として継続する、
   ことを特徴とする露光装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、前記ステップで露光された該基板を現像するステップと、を有することを特徴とするデバイス製造方法。

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