JP2003273007A

JP2003273007A - 露光装置、半導体デバイスの製造方法、露光装置の保守方法、半導体製造工場

Info

Publication number: JP2003273007A
Application number: JP2002074522A
Authority: JP
Inventors: Keiji Yoshimura; 圭司吉村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-09-26
Anticipated expiration: 2022-03-18
Also published as: US20030174298A1; JP4261810B2; US6934004B2

Abstract

(57)【要約】【課題】走査露光において、ショット毎に発生す
るディストーションを高精度に補正する。【解決手段】設定された走査速度においてショット毎
に生じる、原盤に形成されている原盤像と、基板に転写
された転写像とのディストーションデータをショット単
位に設定し（S601,S602）、その設定されたディストー
ションデータに基づいて補正駆動値を算出する（S60
3)。算出された補正駆動値により、ディストーションデ
ータを補正して、原盤及び／または基板の位置合わせを
ショット毎に制御する（S604,S605)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディストーション
補正を実行する露光装置及びその露光装置を用いた半導
体デバイスの製造方法等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ステップ&フォーカス方式を採用する従
来の露光装置では、露光をする間は露光対象となる基板
を静止させた状態として、所定の露光プロセスを実行す
る。そのため、露光前にマスク像をウエハー上に転写す
る際に発生する歪み成分を予め補正しておけば、かかる
ディストーションを補正をすることができる。例えば、
特開平０１−０３９７２６では露光をする際に用いるレ
ンズによりディストーション補正する方法を開示してい
る。また、特開平０６−３４９７０３では露光による
熱、または露光時の環境の温度変化をモニタし、その結
果を露光装置にフォードバックする内容が開示されてい
る。これらの方式はいずれも、ステップ＆フォーカス方
式での露光において、露光直前にディストーション補正
をすることで、効果を発揮している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように「ステップ＆フォーカス方式」を採用する露光装
置では、同一基板上に対して露光をするため、露光前に
予めディストーション補正をすることが可能であり、そ
の補正の効果を同一基板に反映させることができる一方
で、「ステップ＆スキャン方式」を採用する露光装置
（走査型露光装置）では、基板上の露光領域が時間と共
に移り変わるため、ステップ＆フォーカス方式のように
予めディストーション補正をしても、その補正の効果を
それぞれの露光領域毎に反映させることはできない。
尚、これ以降の説明で、走査型露光装置に関し、設計さ
れた原盤像と、基板上に転写される転写像の各ショット
における位置ずれ（ショット内歪み）、重ね焼きをする
際の下地パターンの歪みを「ディストーション」と記載
することとする。

【０００４】更に、走査型露光装置においてディストー
ション補正の実効性を妨げる要因として、投影レンズの
製造誤差、原盤ステージ、基板ステージの駆動推力ム
ラ、振動の影響などが挙げられ、これらは走査露光装置
で特有なディストーション発生要因となる。

【０００５】露光光を走査する際における原盤ステー
ジ、基板ステージの駆動のバラツキについて、例えば、
ステージのたわみなどの影響は予めそのたわみ量を計測
するなどして、データ化しておくことで補正することが
可能であるが、ステージ駆動用モーターの推力ムラや、
メカ系の振動などの影響は実際に走査露光をしてみない
とその個別の発生パターンの分からないアクチュエータ
等もある。

【０００６】また、実際に走査露光をした各位置で補正
をしても、上述の要因が種々に重畳して影響するため
に、ディストーションを除去することができない場合が
多く、今までは操作者の経験的な勘などに頼って補正駆
動量を算出していた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するべ
く、本発明にかかる露光装置は、主として以下の構成か
らなることを特徴とする。

【０００８】すなわち、露光装置は、走査露光において
ショット毎に生じる、原盤に形成されている原盤像と、
基板に転写された転写像とのディストーションをショッ
ト単位に計測する計測手段と、前記計測手段の計測に基
づいて、前記ディストーションを対称成分及び非対称成
分に分離して、該成分ごとに前記原盤像と転写像とのデ
ィストーションを最小にする位置補正パラメータを算出
する演算手段と、前記演算手段により算出された位置補
正パラメータに基づき、前記原盤及び／または前記基板
の位置合わせをショット毎に制御する制御手段と、を備
えることを特徴とする。

【０００９】好ましくは上記の露光装置において、前記
計測手段は、走査速度毎に前記原盤像と転写像とのディ
ストーションを検査する。

【００１０】好ましくは上記の露光装置において、前記
走査速度毎に対応して、前記対称成分および／または非
対称成分の位置補正パラメータを格納する記憶手段を更
に備え、前記制御手段は、該記憶手段に格納されてい
る、該走査速度に対する位置補正パラメータを選択し
て、前記原盤及び／または前記基板の位置合わせを制御
する。

【００１１】また、本発明にかかる露光装置は、走査位
置毎のディストーションを設定する設定手段と、前記設
定されたディストーションに基づいて、非走査位置に対
応するディストーションの分布を補完する補完手段と、
前記設定手段により設定されたディストーションと、前
記補完手段により補完されたディストーション量と、の
分布から位置に関するアクチュエータの移動目標値を演
算する第１演算手段と、前記位置に関するアクチュエー
タの移動目標値と、走査速度と、に基づいて時間に関す
るアクチュエータの目標値を演算する第２演算手段と、
前記時間に関するアクチュエータの目標値に対して、所
定の周波数成分をカットオフするフィルタと、前記所定
の周波数成分がカットオフされた時間に関するアクチュ
エータの目標値を実現する制御入力値を、前記アクチュ
エータの動特性を逆変換して演算する第３演算手段と、
前記第３演算手段により演算された制御入力値を、前記
アクチュエータの補正駆動目標値として設定し、該アク
チュエータを制御する制御手段と、を備えることを特徴
とする。

【００１２】好ましくは、上記の露光装置において、前
記補完手段は、離間して形成される第１の走査位置と第
２の走査位置との間の非走査領域のディストーションの
分布を、該第１及び第２の走査位置におけるディストー
ション量を満たす近似関数により特定する。

【００１３】また、本発明にかかる露光装置は、設定さ
れた走査速度においてショット毎に生じる、原盤に形成
されている原盤像と、基板に転写された転写像とのディ
ストーションデータをショット単位に設定する設定手段
と、前記設定されたディストーションデータに基づいて
補正駆動値を算出する補正手段と、前記補正手段により
算出された補正駆動値により、前記ディストーションデ
ータを補正して、前記原盤及び／または前記基板の位置
合わせをショット毎に制御する制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施形態】以下、添付図面を参照し、本発明に
かかる実施形態の内容を説明する。

【００１５】＜露光装置の構成＞図１は本発明の走査型
露光装置の概略構成を示した図である。同図において、
101は光源で、例えばエキシマレーザやｉ線ランプなど
が考えられる。122は光源の光を減衰させる複数の減光
率を持った光学部材で、透過率の違うＮＤフィルタに代
表される光学部材である。102はレーザ光などのコヒー
レントな光の角度を振動させることで、照度むらを無く
すための光学ユニット、103は光源101からの光のビーム
形状を整形し、かつ、インコヒーレント化するビーム整
形光学系、105はオプティカルインテグレータ、106は２
次光源であるオプティカルインテグレータ105からの光
束でマスキングブレード109の面を照明するためのコン
デンサレンズである。

【００１６】107はハーフミラーで、オプティカルイン
テグレータ105からの光束の一部を分割し、分割された
光束は集光レンズ111によって光量センサ112に入射し、
ウエハ118を露光している際の露光量を検出するために
使用される。遮光板（マスキングブレード）109は上下
左右４枚の独立に稼動する遮光板から構成され、結像レ
ンズ110に関して、レチクル116と光学的共役面にある。
露光スリット108は、形状は紙面内で光軸と垂直な方向
について光束を遮光する２組の遮光板からなっている。
また、マスキングブレード109の面から、光軸方向にシ
フトした位置にあるので、スリット108による光束の光
強度分布は光軸を中心として台形状の分布となる。

【００１７】結像レンズ110はマスキングにより遮光さ
れた光をレチクル116上に結像して、像を形成する。投
影レンズ113は、レチクルにより形成された像をウエハ1
18に上に投影する。レチクル116はレチクルステージ115
の上に位置合せをされて乗せられ、ウエハ118はウエハ
ステージ117の上に乗っており、これらの各ステージは
エアパット等により、浮上した状態で駆動され、２次元
に自由に駆動することができる構成となっている。

【００１８】ウエハ面上に与えられる露光量は、光量セ
ンサ（フォトディテクタ）112により検出され、制御さ
れる。また、ウエハ面上には照度計114が取り付けられ
ており、露光をする前に予め、光量センサ（フォトディ
テクタ）112との関係を調べておくことで、ウエハ面上
に所望の露光量を与えることが可能となる。

【００１９】露光装置I/F121は、その入力デバイス（キ
ーボード、マウスなど）により、露光装置の動作条件を
規定する種々の条件を入力するためのインタフェース部
分である。また同時に、ウエハ焼き付け条件、焼き付け
レイアウト等を管理し、オペレータはその管理されてい
る条件から、使用したい条件を選択して、露光装置を使
用するが、その際、オペレータは露光装置I/F121部から
露光装置を使用した条件を選択入力することができる。
また、この露光装置I/F121は露光装置が設置されている
環境にある基幹ネットワーク、もしくはローカルネット
ワーク122などに接続されており、そこから露光装置の
動作条件等がダウロードされる場合もある。

【００２０】主制御部119は、露光装置I/F121からのオ
ペレータの指示もしくは、基幹ネットワークからダウン
ロードされた指示に従い、露光装置の各種補正機能の実
行と、各ユニットの駆動、制御を行う。

【００２１】走査露光において、各ショットにおいて発
生したディストーションを補正するための処理を以下、
具体的に説明する。走査露光におけるディストーション
補正は、図６のフローチャートに示すように、ステップ
S604でアクチュエータ等を駆動するためのデータを生成
するために、その前段階として（図６のS601〜S603)デ
ィストーションの発生量、発生条件（例えば走査速度）
を考慮して補正量を定量化して、通常の設計データのみ
に基づく制御データを修正するものである。

【００２２】上述の定量化においては、ディストーショ
ンの成分を対称、非対称の成分に分離して、それぞれの
場合に位置ずれを最小化するパラメータを演算するディ
ストーション元データの作成（図７）と、そのデータに
基づいて補正値を作成する（図５）２つの段階がある。
これらの内容を以下、詳細に説明する。

【００２３】＜成分の分離（対称、非対称）とパラメー
タの演算＞ディストーション元データを生成するため
に、規範となる原盤のマークを所定の条件の下に露光
し、基板に転写してその条件におけるディストーション
を求める。露光では、予めショット内のディストーショ
ンを計測するためのパターン（ディストーションマー
ク）が形成されている原盤を使用して、基板上にステッ
プ＆スキャン方式で原盤のディストーションマークを露
光する。このとき、原盤のパターン描写誤差、原盤の置
き誤差などの影響を予め計測し、不図示のメモリにその
計測結果を格納する（この処理は図７のステップS701に
相当する。）。これらの誤差要因はディストーション結
果を不正確にするデータであるからである。

【００２４】原盤を保持するステージの駆動精度が良い
場合には、それらのエラー成分がなくなるよう、ステー
ジや、レンズ、露光光波長、原盤基板間距離を補正駆動
して、誤差を吸収することも可能である。

【００２５】所定の露光条件の下に、原盤のディストー
ションマークを露光した基板を外部計測器、もしくは露
光装置のスコープにて計測し、原盤のマーク設計位置と
原盤のマーク描画位置との誤差を、上述の原盤の置き誤
差を考慮して求め、そのとき計測された位置ずれをその
ショットのディストーションとする。

【００２６】このとき、計測器の基準座標と計測対象の
座標系における誤差もディストーション成分(位置ずれ)
と計測されるため、露光装置の座標系と相関関係を取る
必要がある。あるいは、アライメント用の第1のマーク
と第2のマークとが重なるようにして露光し、それらの
マークのずれ量の分布からそのショットにおけるディス
トーション分布を計測することもできる。例えば、第1
レイヤを走査露光、静止露光で一括露光しておき、第2
レイヤを露光装置の基板ステージの駆動により、パター
ンを焼き付け、このとき発生した差分がディストーショ
ンとなる。ただし、最終的なディストーション量を特定
するために、ステージの駆動性能がショットにおいて保
証されて、種々の露光条件において駆動された場合でも
そのステージの駆動特性が特定されることが好ましい。

【００２７】ここで、ディストーションの計測方法を図
２を用いて説明する。図２（ａ）において、201はディ
ストーション計測用原盤であり、202、203はその計測用
原盤に設けられたディストーション計測用のディストー
ションマークの例である。この原盤を用いて静止露光
と、走査露光とを実施して(第1の露光)、ディストーシ
ョンマーク202、203をウエハに転写する。この転写によ
り対称となるディストーションと、非対称となるディス
トーションの両ディストーションがそれぞれ発生する場
合には、基板上に転写されるディストーションマーク
は、原盤のマーク設計位置とは違った、歪んだ位置に焼
き付けられることになる。

【００２８】次に、原盤をシフトさせて、そのディスト
ーションマーク202の設計位置をディストーションマー
ク203の位置に合せて焼き付ける(第2の露光)。この２つ
のマークを重ね合わせる第2の露光を実施するために、
原盤201を用いて、例えば図２（ｂ）に示すようにｘ方
向（Δｘ１，Δｘ２、・・・）、ｙ方向（Δｙ１、Δｙ
２、・・・）と、原盤201をシフトして、マーク202と203と
が重なる位置206に位置合わせをして重ね焼きを実施す
る。このようにして重ね焼きをすると、ディストーショ
ンが発生している場合には、図２（ｃ）に示すように、
マーク211の中心に対しマーク210がずれた状態で焼かれ
ることになる。この中心のマークからのずれ量をそのシ
ョットにおけるディストーションとする。ここで紹介し
たディストーション計測方法は一例であり、また、計測
用のマーク形状は、図２に示したものに限定されないこ
とは言うまでもない。

【００２９】このように計測されたディストーションを
補正するために、対称なディストーションと、非対称な
ディストーションに分離する。対称なディストーション
とは、各走査露光位置において一つの点から同心円状に
投影像が変化するディストーションをいい、非対称なデ
ィストーションとは同心円状に発生する成分以外の成分
で、走査方向の各位置での走査、非走査方向のずれ(シ
フト)やローテーション（回転）により生じるディスト
ーションをいう。

【００３０】走査露光は短冊状に整形された露光光を使
用して露光をするため、ディストーションの計算もその
露光光の大きさの領域単位で計算する必要がある。ここ
で考慮するのは、露光光の中心ずれ量(a , b)と露光光
の回転量θと、露光光が回転した状態でのディストーシ
ョン量lx³+mxを仮定し、各計測位置とマークの設計位置
の差分の二乗和を最小にするように各パラメータを決定
する。このディストーションの成分分離とパラメータの
計算は図７のステップS704に相当する処理である。

【００３１】上述のように対称なディストーションと、
非対称なディストーションに分離して、各パラメータを
決定することができれば、このパラメータがそれぞれの
ディストーションを補正するための補正量となる。すな
わち、走査露光時に露光光のそれぞれの位置にて、対称
なディストーションは投影レンズや露光光の波長、原盤
基盤間の光軸方向の距離変動などを補正し、非対称なデ
ィストーションは原盤及び基盤の駆動の推力ムラが原因
となる場合が多いため、原盤または基盤ステージの駆動
により補正することが可能になる。

【００３２】走査速度等の条件を種々設定して、その条
件ごとに発生するディストーションを求め、補正するべ
きパラメータを計算してデータベース化することで、露
光装置の動作条件に応じた補正をすることができる。こ
の部分の処理は図７のステップS702、S705に相当する処
理である。

【００３３】図8はディストーションを対称、非対称に
分離するための基本的な考え方について説明する図であ
る。図８（ａ）において、短冊状に整形された露光光80
2により露光位置803で像を転写して、所定のディストー
ション計測マーク804が露光対象801に焼き付けられる。
露光位置803での露光が終了すると、走査方向805に進
み、次の露光位置806、807で同様に走査露光をしてい
く。それぞれの露光位置803、806、807における、露光
時のθ方向の回転量が微小であると想定して、それぞれ
の位置803、806、807におけるディストーションの対称
成分を計算する。

【００３４】＜対称成分の計算＞回転量が微小であるた
め角度の影響を無視して、ｘ方向若しくはｙ方向の誤差
のみを考慮すると図8(ｂ)のようになる。図８（ｂ）で
はディストーションマーク設計値(点線丸)808に対し、
ディストーション像(実線丸)809が焼かれている状態を
示しており、両者がｘ軸方向にずれた状態を示してい
る。非走査方向（この場合はｘ方向）におけるディスト
ーションマークの設計値間隔811をβなるパラメータで
示し、同設計値間隔812をγなるパラメータとし、ディ
ストーションマークの設計値は非走査方向に対して対称
に配置されているものとする。その時、中心となるディ
ストーション像（実線丸）813から距離β1（814）、β2
（815）、γ1（816）、γ2（817）に、それぞれディス
トーション像（実線丸）が形成されている。この位置関
係に基づいて、以下の（１）式で示される二乗和Cを最
小にするパラメータｌ、mを算出する。式(2)、(3)は、(1)式をパラメータｌ，ｍについて偏微
分するもので、これらの式の関係を満たすパラメータ
l、mを算出する。このパラメータl，mが並進方向の補正
量となる。

【００３５】＜回転成分の計算＞次に、回転の影響を考
慮したディストーション補正の内容について説明する。
図８（ａ）で示したそれぞれの露光位置803、806、807
における、回転量θ（826）と、ｘ方向、ｙ方向のシフ
ト量（x（820）、y（821））を算出する。図８（ｃ）で
示す回転量とは、矢印826で示すとおり、中心点Ｏを通
過する一点鎖線の傾きをいい、中心シフト量とは、目標
位置（点線丸）を基準として、実際に転写される像の水
平方向（ｙ）、鉛直方向（ｘ）に生じる位置誤差をい
う。

【００３６】シフト量、回転量ともに無い状態の目標位
置を図８（ｃ）の点線丸で示し、回転量とシフト量が発
生したとして、実際に転写される像(実線丸)に対し、最
小二乗近似法を適用する。

【００３７】ディストーションマーク設計値818に対す
るディストーション像822を考えた場合、ｘ軸方向のシ
フト量はX1、ｙ軸方向のシフト量はY1である。以下、同
様にしてディストーション像823、824、825、826のｘ軸
方向、ｙ軸方向のシフト量をそれぞれ（X2、Y2)、（X
3、Y3）、（X4、Y4)、（X5、Y5)と表記すると、最小２
乗和で示される評価関数は(4)式のようになる。

【００３８】 C=(a+γ'θ-X1)² + (b-Y1)² + (a+β'θ-X2)² + (b-Y2)² + (a -X3)² + (b-Y3)² + (a-β'θ-X4)² + (b-Y4)² + (a+γ'θ-X5)² + (b-Y5)² ・・・(4) ∂C/∂a = 2(a+γ'θ-X1) + 2(a+β'θ-X2) + 2(a-β'θ-X4) + 2(a-γ'θ-X5) = 0 ・・・(5) ∂C/∂b = 2(b-Y1) + 2(b-Y2) + 2(b-Y4) + 2(b-Y5) = 0 ・・・(6) ∂C/∂θ = 2γ'(a+γ'θ-X1) + 2β'(a+β'θ-X2) - 2β'(a-β'θ-X4) - 2γ'(a-γ'θ-X5) = 0 ・・・(7) 但し、 γ'= lγ³ + mγ ・・・(8) β'= lβ³ + mβ ・・・(9) (6)、(7)式からそれぞれ、パラメータb、θが算出さ
れ、これらの値を(5)式に代入してパラメータaを算出す
る。このパラメータａ，ｂ，θが回転を考慮した場合の
補正量となる。

【００３９】なお、各走査位置でのスリットずれ量（a,
b）を中心マークだけの位置ずれとする方法なども考え
られる。これら一連の処理をそれぞれの露光位置803、8
06、807にて実施して、対称なディストーションと、非
対称なディストーションに分離して各パラメータを決定
すれば、このパラメータに基づいて、光学系要因、ステ
ージ要因、若しくは露光に影響する環境要因に寄与する
デバイスの動作を補正することができる。

【００４０】すなわち、走査露光時に露光光のそれぞれ
の位置にて、対称なディストーションは投影レンズや露
光光の波長、原盤と基盤間の光軸方向の距離変動などを
補正し、非対称なディストーションは原盤及び基盤の駆
動の推力ムラが原因となる場合が多いため、原盤または
基盤ステージの駆動により補正することが可能になる。

【００４１】＜ディストーション補正＞走査露光は短冊
状に整形された露光光を原盤、及び基板に対してそれぞ
れの露光位置で順次露光して、原盤パターンを基板上に
焼き付ける露光方式である。この方式において、基板上
のある一点を露光するためには、原盤と基板を所定の位
置に位置合わせするために、その露光光を照射しない非
走査距離分だけステージを移動させる必要がある。この
移動は、所定の露光位置に原盤、および基板とを位置合
せするため移動であり、走査露光により発生したショッ
ト内のディストーションは、結局、原盤と基板が露光光
の非走査距離分移動したときの移動量のずれである、と
言い換えることができる。したがって、走査露光により
発生したディストーションを補正するためには、計測さ
れた各ディストーション値に基づいて、非走査距離分の
移動において生じる誤差を補正した各々の駆動目標値を
算出する必要がある。

【００４２】図３は、走査露光において、移動量のずれ
が累積的に生じていく状態を概念的に示す図である。露
光光301は走査露光により露光対象物に照射され、図３
（ａ）の302のように基板上へシフトした状態で照射さ
れていく。その時、露光位置304（一点鎖線で示す位
置）にあるマークはハンチングされた複数回の走査露光
303の結果、露光光がシフトした状態で転写される。そ
のとき、原盤もしくは基板を保持して駆動するステージ
の推力ムラの発生により、それぞれの露光時の相対位置
がずれると、位置304にあるマークは状態305のように微
小にずれた形で露光されることになる（図３（ｂ））。
305の状態は、複数回の走査露光において、原盤及び基
板の相対位置ずれにより、位置合わせの再現がずれるた
めに生じるものであり、位置ずれが生じなければ、305
のようにずれた状態で多重にならない。そのため、最終
的に焼かれた結果として、マーク306のように中心のず
れた露光がされることになる（図３（ｃ））。

【００４３】以下、非走査距離分の移動において生じる
誤差を補正する方法、逆移動平均処理方法、を説明す
る。逆移動平均処理方法としてシステムの伝達特性の逆
変換によりシステムの制御入力を逆算する手法も考えら
れるし、最小二乗近似などから算出する手法も適用が可
能である。

【００４４】＜伝達特性から計算する方法＞走査露光に
より発生するディストーションは、各ステージのそれぞ
れの位置での相対位置ずれが積算される。

【００４５】例えば、位置nにおけるディストーションy
(n)は、それぞれの位置でのウエハ、レチクル両ステー
ジの相対位置ずれ量dを用いると、下式のようになる。

【００４６】 y(n) = d(n+k) + d(n+k-1) …+ d(n) + … + d(n-k+1) + d(n-k) …(10) ここで、(10)式をZ変換すると以下のようになる。

【００４７】 (11)式が発生したディストーションから各走査位置で発
生させるべき駆動量を算出する式となり、発生したディ
ストーションをこの式に入れて駆動量を算出すること
が、伝達特性を用いた逆移動平均処理となる。ただし、
(11)式を用いるとzkに相当する周期で出力が不安定にな
るため、その部分の結果をカットするなどの処理も適用
時にはする必要がある。

【００４８】＜平均二乗法から計算する方法＞各位置で
のウエハ、レチクル両ステージの相対位置ずれ量をd
(x)、走査露光での光の幅をwとすると、そのとき走査位
置xでの位置ずれ量yは以下のように表わすことができ
る。

【００４９】 y = ∫d(x) dx （積分範囲（ｘ）はx-w/2から x+w/2まで）… (12) = f(x) …(13) この(13)式を最小二乗法などにより求め、その結果を微
分することで、(12)式の関数d(x)を算出することができ
る。実際にf(x)を算出する際には、式が複雑化するこ
と、誤差が大きくなること、などの事情を考慮して、全
走査領域に対していくつか区間に分けてf(x)を求め、そ
の結果をつなぎあわせるなどの処理をすることが現実的
である。

【００５０】例えば、走査露光領域が33mmである場合に
は、その領域を[0, 12], [7, 19],[14, 26], [21, 33]
のように4つの区間に分け、それぞれの区間において、
(13)式の演算結果を求め、それらをつなぎあわせて、そ
の結果を微分して関数ｄ（ｘ）を算出するなどの方法が
ある。

【００５１】また、移動平均処理によりディストーショ
ンが決定されるため、特にショット端においてはショッ
ト外の位置でのステージの挙動も制御する必要がある。
具体的には、走査位置には露光範囲外の領域も含まれ
る。

【００５２】実際にディストーションを補正するため
に、ステージ等のデバイスを駆動させる際には、制御量
を補正して動かすアクチュエータの動特性を考慮する必
要がある。ここで述べているアクチュエータの動特性と
は、周波数特性や反応速度のことで、アクチュエータに
入力される制御信号の周波数毎にアクチュエータのゲイ
ン、位相特性が変化する。つまり、走査位置毎に、補正
位置目標値を逆移動平均処理により決定し、その目標値
をアクチュエータに入力しても、実際にはアクチュエー
タの動特性による出力波形は歪むため、その歪みを考慮
した駆動量をアクチュエータに入力する必要がある。

【００５３】また、走査速度が変わると目標となる信号
の周波数帯域が変わるため、走査速度に応じて駆動量を
計算し直す必要がある。

【００５４】なお、ここでのアクチュエータとは、露光
位置のずれシフト量a,bやローテーションθによるディ
ストーションを補正する原盤または基板、対称なディス
トーションl、mを補正する投影レンズ、露光光の波長、
原盤基板間の距離(いずれかのステージの光軸方向の駆
動特性)が相当する。

【００５５】次に走査速度毎におけるステージを駆動す
るための補正量の算出が必要な理由を図4により説明す
る。図4はステージ駆動用を対象としたアクチュエータ
の補正の例を示す図である。

【００５６】図４（ａ）は横軸402がショットの対象と
なる位置を示し、縦軸403がディストーション補正量、
すなわち原盤または基板の補正駆動目標値を示してい
る。図中の実線は位置に対する補正目標を示し、一点鎖
線405はステージ速度が遅いときの補正量の分布を示
し、破線406はステージ速度が405の場合よりも速い場合
の補正量の分布を示す。

【００５７】ディストーションを補正する補正駆動目標
値（実線）404を、ステージの制御入力としてそのまま
ステージに適用しても、ステージの動特性(周波数特性
等)の影響により、その出力値は一点鎖線405、破線406
のようになり、補正目標404に対して完全に追従するこ
とはできない。また、ステージ速度を上げると、ステー
ジに入力される時間目標値の周波数帯域が上がるため、
ステージの駆動位置は変化し、ステージ速度が低いとき
の応答405と、ステージ速度の高いときの応答406は異な
るものとなる。

【００５８】図４（ｂ）は横軸408が時間、縦軸409がデ
ィストーション補正量のグラフである。図中の一点鎖線
410はステージ速度が遅いときの補正量の分布を示し、
破線411はステージ速度が410の場合よりも速い場合の補
正量の分布を示す。この時、ステージ速度の遅い場合41
0に対し、ステージ速度の速い場合411は、時間軸方向に
周波数が高くなっていることが分かる。このように、ス
テージの周波数特性が変化することを考え、ステージの
駆動速度毎に、ディストーションの発生を防止するステ
ージの駆動目標値を作成する必要がある。

【００５９】また、単にアクチュエータの動特性を考慮
して、走査速度毎に補正駆動目標値を算出したとして
も、原盤と基板の同期精度を悪化させる要因となる場合
もあるため、補正する制御帯域を指定したディストーシ
ョン補正の実施が必要となる。そこで、アクチュエータ
の制御帯域を任意に設定できるようにしておき、同期精
度とのトレードオフでアクチュエータの動作を制御して
ディストーション補正をすることが考えられる。

【００６０】さらに、アクチュエータの種類により、同
期精度に及ぼす影響が変わるため、アクチュエータ毎に
制御帯域を設定できるようにしておくことが望ましい。
さらに、アクチュエータの性能により、走査露光中に駆
動できないユニットがある場合には、走査露光をする前
に走査露光領域内の平均値に予め駆動しておいたり、最
悪値を補正するように予め駆動しておいても良い。

【００６１】図５は、アクチュエータの制御帯域を任意
に設定し、同期精度とのトレードオフで非対称なディス
トーション補正をするための手順を示す図である。

【００６２】ステップS501において計測された走査位置
毎のディストーションを入力する。計測されるディスト
ーションは位置の離散データであるため、ステップS502
にてその後の処理ができる程度に離散化されたデータの
補完処理を実行する。この補完処理により補完されるデ
ータは、非走査距離分の移動を補正において考慮するた
めのデータとなる。

【００６３】図９はデータの補完を説明する図である。
走査位置１、２、３におけるディストーション量は図中
の○（白丸）で示され、離散的なデータである。例え
ば、走査位置１及び２の間を任意の補完点に分割して
（図９の場合はＡ、Ｂの２点）、各補完点におけるディ
ストーション量を、少なくとも2点（走査位置１及び
２）を通る関数として、近似する。この関数は、線形近
似でもよいし、更に、他の走査位置３などの条件を考慮
した高次の関数により近似してもよい。図中の●（黒
丸）は補完点（Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ）におけるディストーシ
ョン量であり、この補完点数を密にすることにより略連
続的に位置とディストーションの分布の関係を把握する
ことが可能になる。

【００６４】ステップS503では逆移動平均処理を行い、
入力された走査位置毎のディストーションと、補完処理
されたデータとに基づいて、ショットにおける走査方向
の位置に関するアクチュエータ目標値が算出される（S5
04）。

【００６５】ステップS505において、ステップＳ504で
算出された位置に関する駆動目標値と走査速度とを考慮
して、そのショットにおける時間（周波数）に関するア
クチュエータの駆動目標値を計算する（S506）。

【００６６】アクチュエータの駆動目標値を時間の関数
に逆変換することで、ショット内におけるディストーシ
ョン補正量の分布の関係を周波数成分で管理することが
可能となる。但し、この目標値をそのまま使用すると、
同期精度を悪化させることが考えられるため、処理をス
テップS507に進め、カットオフ周波数を持つローパスフ
ィルタによりフィルタリングする（S508）。

【００６７】その後、ステップS509において、アクチュ
エータの特性を逆変換する。すなわち、ステップS501〜
S508までの処理において、求められたアクチュエータの
目標値を実現できるような制御入力を逆動力学の問題と
して演算する。

【００６８】すなわち、アクチュエータの動特性をＧ
（ｔ）、制御入力をｘ（ｔ）、制御目標値をＹ（ｔ）と
すると、Ｙ（ｔ）＝Ｇ（ｔ）・ｘ（ｔ）・・・（14）なる関係が成立する。このとき、上述の説明でアクチュ
エータの目標値（（14）式におけるＹ（ｔ））はステッ
プＳ501〜Ｓ508までの処理で既知であり、アクチュエー
タの特性の逆変換（Ｇ^-1（ｔ））を求めれば、アクチュ
エータの目標値を実現するアクチュエータの補正駆動目
標値を算出することができる。

【００６９】ｘ（ｔ）＝Ｇ^-1（ｔ）・Ｙ（ｔ）・・・（15）ステップS510にて走査速度を考慮して、走査露光にて発
生したディストーションのアクチュエータ補正駆動目標
値を作成する。

【００７０】ただし、走査露光にて発生したディストー
ションにおいて、露光光幅よりも狭い領域で変化するデ
ィストーションは、レチクル描画誤差などの走査露光で
は発生していない成分で、走査露光をする際に完全に除
去しきれない成分である。そこで、計測された走査方向
のディストーションについては、露光光幅よりも短い周
期を持つムラは予めステップS502などの段階でフィルタ
により取り除くことで、より精度良く走査露光でのディ
ストーションを補正できる。

【００７１】原盤または基板ステージの制御帯域を考慮
して、修正するディストーションパターンを選択するこ
とで、原盤と基板の同期精度の悪化を最小限しつつ、シ
ョット内のディストーション補正を的確に行うことも可
能である。具体的にはシミュレーションによる検証をし
たところ、ディストーションを10%未満に減少させるこ
とのできる結果が得られている。

【００７２】次に、上述の補正を適用した走査露光処理
の流れを図6、図7のフローチャートにより説明する。

【００７３】図6は走査露光の工程を説明するフローチ
ャートである。

【００７４】まず、ステップS601にて走査速度を指示す
る。この指示は、不図示のデータベースに格納されてい
る露光条件として格納されているものを利用してもよい
し、露光装置のインタフェース（I/F)121を介してオペ
レータが入力するデータでもよい。

【００７５】そして、ステップS602では、ステップS601
で指定された走査速度に対するディストーションに関す
るデータをロードする。この速度毎に対応するディスト
ーションデータは、予め行なっている走査露光の結果に
対して発生したディストーションを計測し、上述のよう
に対称、非対称の成分に分離して算出した位置補正パラ
メータが含まれ、走査速度毎のディストーションは図７
で説明する工程に従い、求められるものである。

【００７６】走査速度が指定されると、その速度に対応
してロードされた補正前のディストーション元データに
対して、補正駆動値を設定する（S603）。ここで設定さ
れる補正駆動値は、具体的には図５の工程に従い算出さ
れる補正データであり、アクチュエータの動特性を反映
して求められるデータである。

【００７７】ステップS604は走査露光中に駆動するアク
チュエータで補正が必要な場合には、走査露光をする前
に補正駆動をしておく。そのようなアクチュエータの無
い場合には、ステップS604は実行しない。

【００７８】その後、走査露光のショット毎処理に入
り、ステップS605にて走査露光を実施する。走査時に
は、ステップS603にて求めたディストーション補正駆動
値に従い、各アクチュエータを駆動させて、各ショット
領域のディストーションを補正している。

【００７９】ステップS606にて最終ショットであるか確
認して、最終ショットでなければ、再び新しい基板領域
の走査露光を継続する。最終ショットであれば、走査露
光処理を終了する。

【００８０】図7はディストーション元データの作成を
説明するフローチャートである。

【００８１】ステップS701では原盤の描画誤差を計測
し、その結果を格納する。この描画誤差の計測の詳細は
既に説明したとおりなのでここでは省略する。

【００８２】次に、処理をステップS702に進め、走査露
光によるディストーション計測を実施する際の検査速度
を設定する。

【００８３】そして、ステップS703では、設定された条
件の下に走査露光を行なう。第1レイヤを走査露光し、
第2レイヤは原盤の第1レイヤパターンのレイアウト設計
値位置へステージを駆動して焼き付けを行い、各露光エ
リアで焼き付けられたマークのずれ量が走査露光でのデ
ィストーションとなる。

【００８４】ステップS704では走査露光ディストーショ
ンを対称成分、非対称成分に分離して、それぞれ分離し
たディストーションに対して、上述の（1）〜（9）式で
与えられる計算式に基づき、パラメータを計算し、その
計算結果を速度毎に不図示のメモリに格納する（ステッ
プS705）。速度毎に格納する理由としては、走査露光に
おいて発生するディストーションは原盤、若しくは基板
を保持して駆動するステージの推力ムラで発生するた
め、速度に応じてその特性が変わるため、速度毎にディ
ストーション計測する必要があるためめである。

【００８５】そして、ステップS706において、走査露光
において適用するべき速度に対して、全てディストーシ
ョンの測定が完了したか否かを判断し、終了していない
場合（S706-NO)には、処理をステップS702に戻し、再び
新しい走査速度に対する走査露光でのディストーション
を計測する。全て終了した場合（S706-YES）は、ディス
トーション元データ作成を終了する。

【００８６】このように分離したディストーションを、
要因毎に保存しておくことも、有用である。ディストー
ションはさまざまな要因により発生するため、例えばス
テージの特性などにより、計測時期によらないディスト
ーション成分や、逆に環境要因などでその計測でのみ有
効なデータとがある。また、複数のマシーンでデータを
共有することも考えられる。ステージの作成に癖が有る
などの原因で、要因毎にデータを共用することで、計算
処理向上、ディストーションサンプル露光負荷の軽減を
図ることもできる。

【００８７】以上説明したように、本実施形態を適用す
ることにより走査露光における各ショットで発生するデ
ィストーションを効果的に補正して、露光することが可
能となる。

【００８８】また、本実施形態を適用すると、発生した
ディストーションを補正できるだけではなく、下地のパ
ターンの歪みを積極的に補正する際にも使用できる。

【００８９】＜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ＬＳ
Ｉ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。図１０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、１１０１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１１０１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１１０８、複数の操作端末
コンピュータ１１１０、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）１
１０９を備える。ホスト管理システム１１０８は、ＬＡ
Ｎ１１０９を事業所の外部ネットワークであるインター
ネット１１０５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。
一方、１１０２〜１１０４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１１０
２〜１１０４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１１０２〜１１０４内には、夫々、複数の製造装置
１１０６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）１１１１と、
各製造装置１１０６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１１０７とが設けられている。

【００９０】各工場１１０２〜１１０４に設けられたホ
スト管理システム１１０７は、各工場内のＬＡＮ１１１
１を工場の外部ネットワークであるインターネット１１
０５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ＬＡＮ１１１１からインターネット１１０５
を介してベンダ１１０１側のホスト管理システム１１０
８にアクセスが可能となり、ホスト管理システム１１０
８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。

【００９１】具体的には、インターネット１１０５を介
して、各製造装置１１０６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１１０２〜１１０４とベ
ンダ１１０１との間のデータ通信および各工場内のＬＡ
Ｎ１１１１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。

【００９２】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。こ
こでは、露光装置の稼動状況を示すステータス情報の一
つとして、前述の評価項目値、あるいはそれを導くにあ
たって使用された判断モード、判断条件、露光方式の各
データがベンダ側に送信され、ベンダ側ホスト管理シス
テム１１０８あるいはこれに接続するいずれかの操作端
末コンピュータ１１１０でこれを統計処理し、各露光装
置の使用状況に見合ったソフトウェアやヘルプ情報を工
場側ホスト管理システム１１０７に送信する。

【００９３】また逆に露光装置側が、現在処理している
ロット、ウエハのプロセスひずみ（倍率、ディストーシ
ョン）などの値、ゴミやウエハ表面の凸凹状態をベンダ
側あるいはユーザ側管理システムから受信し、これらの
情報を露光方式の切り替えに使用しても良い。さて、図
１１は本実施形態の全体システムを図１０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、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、１２０１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１２０２、レジスト処理装置１２０３、成膜処理装置
１２０４が導入されている。なお図１１では製造工場１
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ＬＡ
Ｎ１２０６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１２０５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１２１０、レジスト処理
装置メーカ１２２０、成膜装置メーカ１２３０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１２
１１，１２２１，１２３１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１２０５と、各装置のベンダの管理シ
ステム１２１１，１２２１，１２３１とは、外部ネット
ワーク１２００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、製造ラインの機器のうち、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１２００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。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１２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１４０１、シ
リアルナンバー１４０２、トラブルの件名１４０３、発
生日１４０４、緊急度１４０５、症状１４０６、対処法
１４０７、経過１４０８等の情報を画面上の入力項目に
入力する。

【００９４】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１４
１０〜１４１２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。即ち対応する露光
装置の稼動状況を示すステータス情報の一つとして、前
述の評価項目値、あるいはそれを導くにあたって使用さ
れた判断モード、判断条件、露光方式の各データがその
露光装置の該当するベンダ側に送信され、ベンダ側ホス
ト管理システムあるいはこれに接続するいずれかの操作
端末コンピュータでこれを統計処理し、各露光装置の使
用状況に見合ったソフトウェアやヘルプ情報を工場側ホ
スト管理システム１２０５に送信する。ホスト管理シス
テム１２０５は該情報を対応する露光装置のみに転送す
る。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１３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
Ｓ１（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Ｓ２（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Ｓ３
（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Ｓ４（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Ｓ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステ
ップＳ４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Ｓ６（検査）ではステッ
プＳ５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Ｓ７）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。

【００９５】図１４は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップＳ１１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面
に絶縁膜を成膜する。ステップＳ１３（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Ｓ１
４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ス
テップＳ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗
布する。ステップＳ１６（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Ｓ１７（現像）では露光したウエハを現
像する。ステップＳ１８（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Ｓ１９（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
より、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
により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。

【発明の効果】本発明により走査露光における各ショッ
トで発生するディストーションを効果的に補正すること
が可能となる。

【００９６】発生したディストーションを定量的に補正
するため、従来困難であったディストーションメンテナ
ンスを誰でも実行できるようになり、結果として露光装
置性能を向上することが可能となる。

【００９７】また、本発明によれば、発生したディスト
ーションを補正できるだけではなく、下地のパターンの
歪みを積極的に補正することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる走査型露光装置の概
略構成を示した図である。

【図２】ディストーション計測方法を説明する図であ
り、一括露光にて焼き付けを行ったマーク202に対し、
その後マーク203をステージ駆動により位置決め、露光
することでディストーションを計測する方法を説明して
いる図である。

【図３】走査露光において、移動量のずれが累積的に生
じていく状態を概念的に示す図である。

【図４】ステージ駆動用を対象としたアクチュエータの
補正の例を示す図である。

【図５】非対称なディストーションを補正するためのス
テージ駆動目標値を作成するフローチャートである。

【図６】走査露光の工程を説明するフローチャートであ
る。

【図７】ディストーション元データの作成を説明するフ
ローチャートである。

【図８】走査露光時のディストーション成分分離の概要
を説明する図である。

【図９】データの補完を説明する図である。

【図１０】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１１】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１２】ユーザインタフェースの具体例を示す図であ
る。

【図１３】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１４】ウエハプロセスを説明する図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光装置であって、走査露光においてショット毎に生じる、原盤に形成され
ている原盤像と、基板に転写された転写像とのディスト
ーションをショット単位に計測する計測手段と、前記計測手段の計測に基づいて、前記ディストーション
を対称成分及び非対称成分に分離して、該成分ごとに前
記原盤像と転写像とのディストーションを最小にする位
置補正パラメータを算出する演算手段と、前記演算手段により算出された位置補正パラメータに基
づき、前記原盤及び／または前記基板の位置合わせをシ
ョット毎に制御する制御手段と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】前記ディストーションの対称成分は、前
記原盤像の中心に対して、同心円状に分布する前記転写
像の位置ずれ成分であることを特徴とする請求項１に記
載の露光装置。
【請求項３】前記ディストーションの非対称成分は、
前記転写像が前記原盤像に対して、並進方向及び／また
は回転方向にずれて分布する位置ずれ成分であることを
特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】前記計測手段は、走査速度毎に前記原盤
像と転写像とのディストーションを検査することを特徴
とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】前記走査速度毎に対応して、前記対称成
分および／または非対称成分の位置補正パラメータを格
納する記憶手段を更に備え、前記制御手段は、該記憶手段に格納されている、該走査
速度に対する位置補正パラメータを選択して、前記原盤
及び／または前記基板の位置合わせを制御することを特
徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】前記ディストーションは、前記露光装置
の有する特性に起因して生じるショット内の歪み、若し
くは、重ね焼きをする際に生じる下地パターンの歪みで
あり、該歪みを補正するために、前記制御手段は、前記演算手
段により算出された位置補正パラメータにより位置合わ
せを制御することを特徴とする請求項１に記載の露光装
置。
【請求項７】露光装置であって、走査位置毎のディストーションを設定する設定手段と、前記設定されたディストーションに基づいて、非走査位
置に対応するディストーションの分布を補完する補完手
段と、前記設定手段により設定されたディストーションと、前
記補完手段により補完されたディストーション量と、の
分布から位置に関するアクチュエータの移動目標値を演
算する第１演算手段と、前記位置に関するアクチュエータの移動目標値と、走査
速度と、に基づいて時間に関するアクチュエータの目標
値を演算する第２演算手段と、前記時間に関するアクチュエータの目標値に対して、所
定の周波数成分をカットオフするフィルタと、前記所定の周波数成分がカットオフされた時間に関する
アクチュエータの目標値を実現する制御入力値を、前記
アクチュエータの動特性を逆変換して演算する第３演算
手段と、前記第３演算手段により演算された制御入力値を、前記
アクチュエータの補正駆動目標値として設定し、該アク
チュエータを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項８】前記設定手段は、走査位置毎に、原盤像
と、該原盤像を基板上に転写して形成した転写像と、の
ディストーションを設定することを特徴とする請求項７
に記載の露光装置。
【請求項９】前記補完手段は、離間して形成される第
１の走査位置と第２の走査位置との間の非走査領域のデ
ィストーションの分布を、該第１及び第２の走査位置に
おけるディストーション量を満たす近似関数により特定
することを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項１０】前記走査位置は、露光範囲外の部分も
含むことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項１１】前記ディストーションは、前記露光装
置の有する特性に起因して生じるショット内の歪み、若
しくは、重ね焼きをする際に生じる下地パターンの歪み
であり、前記制御手段は、前記第１乃至第３演算手段により演算
された結果に基づき、前記設定手段により設定された前
記歪みを補正するためにアクチュエータを制御すること
を特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項１２】露光装置であって、設定された走査速度においてショット毎に生じる、原盤
に形成されている原盤像と、基板に転写された転写像と
のディストーションデータをショット単位に設定する設
定手段と、前記設定されたディストーションデータに基づいて補正
駆動値を算出する補正手段と、前記補正手段により算出された補正駆動値により、前記
ディストーションデータを補正して、前記原盤及び／ま
たは前記基板の位置合わせをショット毎に制御する制御
手段と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】前記設定手段は、走査露光においてシ
ョット毎に生じる、原盤に形成されている原盤像と、基
板に転写された転写像とのディストーションをショット
単位に計測する計測手段と、前記計測手段の計測に基づいて、前記ディストーション
を対称成分及び非対称成分に分離して、該成分ごとに前
記原盤像と転写像とのディストーションを最小にする位
置補正パラメータを算出する演算手段と、前記ショット毎の位置補正パラメータと、前記計測手段
により計測されたディストーションと、前記走査速度と
を対応させてディストーションデータとして格納する格
納手段と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の露光装
置。
【請求項１４】前記補正手段は、前記設定されたディ
ストーションデータに基づいて、非走査位置に対応する
ディストーションの分布を補完する補完手段と、前記設定手段により設定されたディストーション量と、
前記補完手段により補完されたディストーション量と、
の分布から位置に関するアクチュエータの移動目標値を
演算する第１演算手段と、前記位置に関するアクチュエータの移動目標値と、走査
速度と、に基づいて時間に関するアクチュエータの目標
値を演算する第２演算手段と、前記時間に関するアクチュエータの目標値に対して、所
定の周波数成分をカットオフするフィルタと、前記所定の周波数成分がカットオフされた時間に関する
アクチュエータの目標値を実現する制御入力値を、前記
アクチュエータの動特性を逆変換して演算する第３演算
手段と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の露光装
置。
【請求項１５】前記ディストーションは、前記露光装
置の有する特性に起因して生じるショット内の歪み、若
しくは、重ね焼きをする際に生じる下地パターンの歪み
であり、前記制御手段は、前記補正手段により算出された補正駆
動値に基づき、該歪みを補正するために位置合わせを制
御することを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１６】半導体デバイスの製造方法であって、露光装置を含む複数の半導体製造装置を工場に設置する
工程と、前記複数の半導体製造装置を用いて半導体デバイスを製
造する工程と、を備え、前記露光装置は、走査露光においてショット毎に生じる、原盤に形成され
ている原盤像と、基板に転写された転写像とのディスト
ーションをショット単位に計測する計測手段と、前記計測手段の計測に基づいて、前記ディストーション
を対称成分及び非対称成分に分離して、該成分ごとに前
記原盤像と転写像とのディストーションを最小にする位
置補正パラメータを算出する演算手段と、前記演算手段により算出された位置補正パラメータに基
づき、前記原盤及び／または前記基板の位置合わせをシ
ョット毎に制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする半導体デバイスの製造方
法。
【請求項１７】半導体デバイスの製造方法であって、露光装置を含む複数の半導体製造装置を工場に設置する
工程と、前記複数の半導体製造装置を用いて半導体デバイスを製
造する工程と、を備え、前記露光装置は、走査位置毎のディストーションを設定する設定手段と、前記設定されたディストーションに基づいて、非走査位
置に対応するディストーションの分布を補完する補完手
段と、前記設定手段により設定されたディストーションと、前
記補完手段により補完されたディストーション量と、の
分布から位置に関するアクチュエータの移動目標値を演
算する第１演算手段と、前記位置に関するアクチュエータの移動目標値と、走査
速度と、に基づいて時間に関するアクチュエータの目標
値を演算する第２演算手段と、前記時間に関するアクチュエータの目標値に対して、所
定の周波数成分をカットオフするフィルタと、前記所定の周波数成分がカットオフされた時間に関する
アクチュエータの目標値を実現する制御入力値を、前記
アクチュエータの動特性を逆変換して演算する第３演算
手段と、前記第３演算手段により演算された制御入力値を、前記
アクチュエータの補正駆動目標値として設定し、該アク
チュエータを制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする半導体デバイスの製造方
法。
【請求項１８】前記走査位置は、露光範囲外の部分も
含むことを特徴とする請求項１７に記載の半導体デバイ
スの製造方法。
【請求項１９】半導体デバイスの製造方法であって、露光装置を含む複数の半導体製造装置を工場に設置する
工程と、前記複数の半導体製造装置を用いて半導体デバイスを製
造する工程と、を備え、前記露光装置は、設定された走査速度においてショット毎に生じる、原盤
に形成されている原盤像と、基板に転写された転写像と
のディストーションデータをショット単位に設定する設
定手段と、前記設定されたディストーションデータに基づいて補正
駆動値を算出する補正手段と、前記補正手段により算出された補正駆動値により、前記
ディストーションデータを補正して、前記原盤及び／ま
たは前記基板の位置合わせをショット毎に制御する制御
手段と、を備える、ことを特徴とする半導体デバイスの製造方
法。
【請求項２０】前記複数の半導体製造装置をローカル
エリアネットワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネットワークと前記工場外の外部ネ
ットワークとを接続する工程と、前記ローカルエリアネットワーク及び前記外部ネットワ
ークを利用して、前記外部ネットワーク上のデータベー
スから前記露光装置に関する情報を取得する工程と、取得した情報に基づいて前記露光装置を制御する工程
と、を更に含むことを特徴とする請求項１６乃至１９のいず
れかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項２１】半導体製造工場であって、該半導体製
造工場は、露光装置を含む複数の半導体製造装置と、前記複数の半導体製造装置を接続するローカルエリアネ
ットワークと、前記ローカルエリアネットワークと前記半導体製造工場
外の外部ネットワークとを接続するゲートウェイとを備
え、前記露光装置は、走査露光においてショット毎に生じる、原盤に形成され
ている原盤像と、基板に転写された転写像とのディスト
ーションをショット単位に計測する計測手段と、前記計測手段の計測に基づいて、前記ディストーション
を対称成分及び非対称成分に分離して、該成分ごとに前
記原盤像と転写像とのディストーションを最小にする位
置補正パラメータを算出する演算手段と、前記演算手段により算出された位置補正パラメータに基
づき、前記原盤及び／または前記基板の位置合わせをシ
ョット毎に制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする半導体製造工場。
【請求項２２】半導体製造工場であって、該半導体製
造工場は、露光装置を含む複数の半導体製造装置と、前記複数の半導体製造装置を接続するローカルエリアネ
ットワークと、前記ローカルエリアネットワークと前記半導体製造工場
外の外部ネットワークとを接続するゲートウェイとを備
え、前記露光装置は、走査位置毎のディストーションを設定する設定手段と、前記設定されたディストーションに基づいて、非走査位
置に対応するディストーションの分布を補完する補完手
段と、前記設定手段により設定されたディストーションと、前
記補完手段により補完されたディストーション量と、の
分布から位置に関するアクチュエータの移動目標値を演
算する第１演算手段と、前記位置に関するアクチュエータの移動目標値と、走査
速度と、に基づいて時間に関するアクチュエータの目標
値を演算する第２演算手段と、前記時間に関するアクチュエータの目標値に対して、所
定の周波数成分をカットオフするフィルタと、前記所定の周波数成分がカットオフされた時間に関する
アクチュエータの目標値を実現する制御入力値を、前記
アクチュエータの動特性を逆変換して演算する第３演算
手段と、前記第３演算手段により演算された制御入力値を、前記
アクチュエータの補正駆動目標値として設定し、該アク
チュエータを制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする半導体製造工場。
【請求項２３】半導体製造工場であって、該半導体製
造工場は、露光装置を含む複数の半導体製造装置と、前記複数の半導体製造装置を接続するローカルエリアネ
ットワークと、前記ローカルエリアネットワークと前記半導体製造工場
外の外部ネットワークとを接続するゲートウェイとを備
え、前記露光装置は、設定された走査速度においてショット毎に生じる、原盤
に形成されている原盤像と、基板に転写された転写像と
のディストーションデータをショット単位に設定する設
定手段と、前記設定されたディストーションデータに基づいて補正
駆動値を算出する補正手段と、前記補正手段により算出された補正駆動値により、前記
ディストーションデータを補正して、前記原盤及び／ま
たは前記基板の位置合わせをショット毎に制御する制御
手段と、を備える、ことを特徴とする半導体製造工場。
【請求項２４】露光装置の保守方法であって、露光装置が設置された工場外の外部ネットワーク上に、
該荷露光装置の保守に関する情報を蓄積するデータベー
スを準備する工程と、前記工場内のローカルエリアネットワークに前記露光装
置を接続する工程と、前記外部ネットワーク及び前記ローカルエリアネットワ
ークを利用して、前記データベースに蓄積された情報に
基づいて前記露光装置を保守する工程とを含み、前記露光装置は、走査露光においてショット毎に生じる、原盤に形成され
ている原盤像と、基板に転写された転写像とのディスト
ーションをショット単位に計測する計測手段と、前記計測手段の計測に基づいて、前記ディストーション
を対称成分及び非対称成分に分離して、該成分ごとに前
記原盤像と転写像とのディストーションを最小にする位
置補正パラメータを算出する演算手段と、前記演算手段により算出された位置補正パラメータに基
づき、前記原盤及び／または前記基板の位置合わせをシ
ョット毎に制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする露光装置の保守方法。
【請求項２５】露光装置の保守方法であって、露光装置が設置された工場外の外部ネットワーク上に、
該荷露光装置の保守に関する情報を蓄積するデータベー
スを準備する工程と、前記工場内のローカルエリアネットワークに前記露光装
置を接続する工程と、前記外部ネットワーク及び前記ローカルエリアネットワ
ークを利用して、前記データベースに蓄積された情報に
基づいて前記露光装置を保守する工程とを含み、前記露光装置は、走査位置毎のディストーションを設定する設定手段と、前記設定されたディストーションに基づいて、非走査位
置に対応するディストーションの分布を補完する補完手
段と、前記設定手段により設定されたディストーションと、前
記補完手段により補完されたディストーション量と、の
分布から位置に関するアクチュエータの移動目標値を演
算する第１演算手段と、前記位置に関するアクチュエータの移動目標値と、走査
速度と、に基づいて時間に関するアクチュエータの目標
値を演算する第２演算手段と、前記時間に関するアクチュエータの目標値に対して、所
定の周波数成分をカットオフするフィルタと、前記所定の周波数成分がカットオフされた時間に関する
アクチュエータの目標値を実現する制御入力値を、前記
アクチュエータの動特性を逆変換して演算する第３演算
手段と、前記第３演算手段により演算された制御入力値を、前記
アクチュエータの補正駆動目標値として設定し、該アク
チュエータを制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする露光装置の保守方法。
【請求項２６】露光装置の保守方法であって、露光装置が設置された工場外の外部ネットワーク上に、
該荷露光装置の保守に関する情報を蓄積するデータベー
スを準備する工程と、前記工場内のローカルエリアネットワークに前記露光装
置を接続する工程と、前記外部ネットワーク及び前記ローカルエリアネットワ
ークを利用して、前記データベースに蓄積された情報に
基づいて前記露光装置を保守する工程とを含み、前記露光装置は、設定された走査速度においてショット毎に生じる、原盤
に形成されている原盤像と、基板に転写された転写像と
のディストーションデータをショット単位に設定する設
定手段と、前記設定されたディストーションデータに基づいて補正
駆動値を算出する補正手段と、前記補正手段により算出された補正駆動値により、前記
ディストーションデータを補正して、前記原盤及び／ま
たは前記基板の位置合わせをショット毎に制御する制御
手段と、を備える、ことを特徴とする露光装置の保守方法。