JP2003086498A - 焦点位置検出方法及び焦点位置検出装置 - Google Patents
焦点位置検出方法及び焦点位置検出装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 照明光強度が変化しても、焦点位置検出に与
える影響を小さくし、かつ複雑でなく簡易に測定可能に
する。 【解決手段】 平板状物体であるウエハＷを載置したス
テージ１１を投影光学系１の光軸方向に移動させる工程
と、ステージ１１の複数の移動位置にて投影光学系１を
介して、焦点位置検出用光学系Ｓの焦点位置検出照明手
段２でウエハＷを照明し、撮像手段６でウエハＷの像を
撮像して画像情報を生成する工程と、ウエハＷを照明し
光量計測手段１９で計測される光強度に応じて前記画像
情報を補正する工程と、ステージ１１の複数の移動位置
毎の補正された前記画像情報に基づいて、投影光学系１
の焦点位置を検出する工程とを有する。
える影響を小さくし、かつ複雑でなく簡易に測定可能に
する。 【解決手段】 平板状物体であるウエハＷを載置したス
テージ１１を投影光学系１の光軸方向に移動させる工程
と、ステージ１１の複数の移動位置にて投影光学系１を
介して、焦点位置検出用光学系Ｓの焦点位置検出照明手
段２でウエハＷを照明し、撮像手段６でウエハＷの像を
撮像して画像情報を生成する工程と、ウエハＷを照明し
光量計測手段１９で計測される光強度に応じて前記画像
情報を補正する工程と、ステージ１１の複数の移動位置
毎の補正された前記画像情報に基づいて、投影光学系１
の焦点位置を検出する工程とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製
造用の縮小投影露光装置（ステッパ) において、投影光
学系の焦点位置を計測する為に使用される焦点位置検出
方法及び焦点位置検出装置に関するものである。
造用の縮小投影露光装置（ステッパ) において、投影光
学系の焦点位置を計測する為に使用される焦点位置検出
方法及び焦点位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造用露光装置における投影光学
系焦点位置検出方法の従来例について述べる。図６にお
いて、ＲＳはレチクルステージ、Ｒはレチクル、ＲＭは
レチクルマーク、Ｗは露光基板であるウエハ、１は投影
光学系である。また、Ｓは焦点位置検出用光学系であ
り、２は焦点位置検出照明手段、３はビームスプリッ
タ、４と５は結像光学系、６は撮像手段である。７はＡ
／Ｄ変換手段、８は積算手段、９はコントラスト計算手
段、１０はステージ駆動手段、１１は３次元に移動可能
なステージである。１２と１３は結像光学系で、１４は
Ｚ軸位置計測照明手段、１５は撮像手段であり、１６は
Ａ／Ｄ変換手段、１７は積算手段、１８はＺ軸位置計測
手段である。これら結像光学系１２からＺ軸位置計測手
段１８まではＺ軸位置計測に用いる。次に、焦点位置検
出手順について説明する。
系焦点位置検出方法の従来例について述べる。図６にお
いて、ＲＳはレチクルステージ、Ｒはレチクル、ＲＭは
レチクルマーク、Ｗは露光基板であるウエハ、１は投影
光学系である。また、Ｓは焦点位置検出用光学系であ
り、２は焦点位置検出照明手段、３はビームスプリッ
タ、４と５は結像光学系、６は撮像手段である。７はＡ
／Ｄ変換手段、８は積算手段、９はコントラスト計算手
段、１０はステージ駆動手段、１１は３次元に移動可能
なステージである。１２と１３は結像光学系で、１４は
Ｚ軸位置計測照明手段、１５は撮像手段であり、１６は
Ａ／Ｄ変換手段、１７は積算手段、１８はＺ軸位置計測
手段である。これら結像光学系１２からＺ軸位置計測手
段１８まではＺ軸位置計測に用いる。次に、焦点位置検
出手順について説明する。
【０００３】まず、ステージ上の焦点位置検出用マーク
を観測できる位置にステージを移動させる。最初に、露
光光を照射する焦点位置検出照明手段２から照射した光
束により、ビームスプリッタ３、レチクルＲ及び投影光
学系１を介して、焦点位置検出用マーク( 以降基準マー
クＳＭと称する) を照明する。図２(a) は基準マークＳ
Ｍの像を示したものであり、同一形状のパターンを複数
配置したものである。基準マークＳＭから反射した光束
は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプ
リッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系５を介し
て撮像手段６の撮像画面Ｗｐ上に基準マークＳＭの像を
形成する。この基準マークＳＭの像は撮像手段６におい
て光電変換が行われる。その後、Ａ／Ｄ変換手段７が、
２次元のデジタル信号列に変換する。図６中の８は、積
算手段であって、図２(a) に示すＹ方向に積算処理を行
い、図２(b) に示すように２次元信号を１次元のデジタ
ル信号列Ｓ(x) に変換する。その変換されたデジタル信
号列を用いてコントラスト計算手段９にて基準マーク部
分の基準マーク計測ウインドウＷＳＭの範囲でコントラ
ストを計測する。この作業を投影光学系１の焦点が存在
すると思われるＺ軸範囲内でステージの位置を変えて複
数回行い、図４(a) に示すように、横軸にＺ軸位置をと
り、縦軸に基準マークコントラスト値をとってプロット
したグラフを作成し、コントラスト値が最大となる周辺
で曲線近似や重心計算等の手段を用いて、コントラスト
値の最も大きくなるＺ軸位置を求め、その点を投影光学
系の焦点位置(best focus)とする。
を観測できる位置にステージを移動させる。最初に、露
光光を照射する焦点位置検出照明手段２から照射した光
束により、ビームスプリッタ３、レチクルＲ及び投影光
学系１を介して、焦点位置検出用マーク( 以降基準マー
クＳＭと称する) を照明する。図２(a) は基準マークＳ
Ｍの像を示したものであり、同一形状のパターンを複数
配置したものである。基準マークＳＭから反射した光束
は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプ
リッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系５を介し
て撮像手段６の撮像画面Ｗｐ上に基準マークＳＭの像を
形成する。この基準マークＳＭの像は撮像手段６におい
て光電変換が行われる。その後、Ａ／Ｄ変換手段７が、
２次元のデジタル信号列に変換する。図６中の８は、積
算手段であって、図２(a) に示すＹ方向に積算処理を行
い、図２(b) に示すように２次元信号を１次元のデジタ
ル信号列Ｓ(x) に変換する。その変換されたデジタル信
号列を用いてコントラスト計算手段９にて基準マーク部
分の基準マーク計測ウインドウＷＳＭの範囲でコントラ
ストを計測する。この作業を投影光学系１の焦点が存在
すると思われるＺ軸範囲内でステージの位置を変えて複
数回行い、図４(a) に示すように、横軸にＺ軸位置をと
り、縦軸に基準マークコントラスト値をとってプロット
したグラフを作成し、コントラスト値が最大となる周辺
で曲線近似や重心計算等の手段を用いて、コントラスト
値の最も大きくなるＺ軸位置を求め、その点を投影光学
系の焦点位置(best focus)とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記焦点位置検出方法
は、精密な焦点位置検出を必要とする装置において有効
な方法である。
は、精密な焦点位置検出を必要とする装置において有効
な方法である。
【０００５】しかし、図３(a) のようにステージの複数
の位置で基準マークを撮像する際、照明光強度（intens
ity ）は一定でなく、僅かながら画像蓄積時間(storage
time)内の時間経過とともに強度が変化したり、振動し
たりする場合もある（図３(b))。このような場合、コン
トラストが光強度の変化により影響を受け、Ｚ軸位置対
コントラスト値グラフを正しく作成することが出来なく
なる。その結果、検出焦点位置にもずれが生じる。
の位置で基準マークを撮像する際、照明光強度（intens
ity ）は一定でなく、僅かながら画像蓄積時間(storage
time)内の時間経過とともに強度が変化したり、振動し
たりする場合もある（図３(b))。このような場合、コン
トラストが光強度の変化により影響を受け、Ｚ軸位置対
コントラスト値グラフを正しく作成することが出来なく
なる。その結果、検出焦点位置にもずれが生じる。
【０００６】これの対策として、光源の安定性を上げる
方法と、照明系内に光量をモニタするシステムを加える
方法がある。しかし、光源の安定性を上げるためには照
明系の精度を上げなければならず、システムが複雑で高
価なものになってしまう。光量をモニタする方法はマー
ク撮像カメラとこれに加えて光量モニタの構成を行わな
ければならないのと、同一タイミングで測定しなくては
ならない点で計測システムが複雑なものになってしま
う。
方法と、照明系内に光量をモニタするシステムを加える
方法がある。しかし、光源の安定性を上げるためには照
明系の精度を上げなければならず、システムが複雑で高
価なものになってしまう。光量をモニタする方法はマー
ク撮像カメラとこれに加えて光量モニタの構成を行わな
ければならないのと、同一タイミングで測定しなくては
ならない点で計測システムが複雑なものになってしま
う。
【０００７】これらのことから、本発明は、複数のステ
ージ位置で基準マークを撮像する際に、照明光強度が変
化しても、焦点位置検出に与える影響を小さくし、かつ
複雑でなく簡易に測定することができる焦点位置検出方
法及び焦点位置検出装置を提供することを目的とする。
ージ位置で基準マークを撮像する際に、照明光強度が変
化しても、焦点位置検出に与える影響を小さくし、かつ
複雑でなく簡易に測定することができる焦点位置検出方
法及び焦点位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、本発明に係る焦点位置検出方法は、平板状物体を載
置したステージを投影光学系の光軸方向に移動させる工
程と、前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学
系を介して前記平板状物体を照明し、前記平板状物体の
像を撮像して画像情報を生成する工程と、前記平板状物
体を照明する光強度に応じて前記画像情報を補正する工
程と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前
記画像情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置を検
出する工程とを有することを特徴とする。
に、本発明に係る焦点位置検出方法は、平板状物体を載
置したステージを投影光学系の光軸方向に移動させる工
程と、前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学
系を介して前記平板状物体を照明し、前記平板状物体の
像を撮像して画像情報を生成する工程と、前記平板状物
体を照明する光強度に応じて前記画像情報を補正する工
程と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前
記画像情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置を検
出する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】また、本発明に係る焦点位置検出方法は、
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる工程と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する工程と、前記複数の
マークを照明する光強度に応じて前記画像情報を補正す
る工程と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正され
た前記画像情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置
を検出する工程とを有することを特徴としてもよい。こ
れらの焦点位置検出方法では、光量計測手段を用いて計
測した光強度に応じて前記画像情報を補正することが可
能である。
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる工程と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する工程と、前記複数の
マークを照明する光強度に応じて前記画像情報を補正す
る工程と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正され
た前記画像情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置
を検出する工程とを有することを特徴としてもよい。こ
れらの焦点位置検出方法では、光量計測手段を用いて計
測した光強度に応じて前記画像情報を補正することが可
能である。
【００１０】また、本発明に係る焦点位置検出方法は、
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる工程と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する工程と、撮像された
前記複数のマークの像のコントラスト値を算定する工程
と、前記画像情報に含まれる撮像時の光強度情報を用い
て前記コントラスト値の補正を行う工程と、前記ステー
ジの複数の移動位置毎の補正された前記コントラスト値
に基づいて前記投影光学系の焦点位置を検出する工程と
を有することを特徴としてもよい。前記コントラスト値
の補正を行う工程では、前記マークから反射した光束の
光量、及び前記平板状物体部分における光量の実測値の
どちらかを撮像時の光量として、前記複数のマークの像
のコントラスト値について、［コントラスト値］／［撮
像時の光量］によって補正コントラスト値を算出するこ
とが望ましい。
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる工程と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する工程と、撮像された
前記複数のマークの像のコントラスト値を算定する工程
と、前記画像情報に含まれる撮像時の光強度情報を用い
て前記コントラスト値の補正を行う工程と、前記ステー
ジの複数の移動位置毎の補正された前記コントラスト値
に基づいて前記投影光学系の焦点位置を検出する工程と
を有することを特徴としてもよい。前記コントラスト値
の補正を行う工程では、前記マークから反射した光束の
光量、及び前記平板状物体部分における光量の実測値の
どちらかを撮像時の光量として、前記複数のマークの像
のコントラスト値について、［コントラスト値］／［撮
像時の光量］によって補正コントラスト値を算出するこ
とが望ましい。
【００１１】また、本発明に係る焦点位置検出方法は、
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる工程と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する工程と、撮像された
前記複数のマークの像のコントラスト値を算定する工程
と、前記平板状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係
が実質的に同じ部分からの反射光を用い、前記画像情報
に含まれる撮像時の光強度情報を求める工程と、前記光
強度情報を用いて前記コントラスト値の補正を行う工程
と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記
コントラスト値に基づいて前記投影光学系の焦点位置を
検出する工程とを有することを特徴としてもよい。前記
コントラスト値の補正を行う工程では、前記平板状物体
以外のマーク撮像光学系と位置関係が実質的に同じ部分
からの反射光の光量を撮像時の光量として、前記複数の
マークの像のコントラスト値について、［コントラスト
値］／［撮像時の光量］によって補正コントラスト値を
算出することが望ましい。
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる工程と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する工程と、撮像された
前記複数のマークの像のコントラスト値を算定する工程
と、前記平板状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係
が実質的に同じ部分からの反射光を用い、前記画像情報
に含まれる撮像時の光強度情報を求める工程と、前記光
強度情報を用いて前記コントラスト値の補正を行う工程
と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記
コントラスト値に基づいて前記投影光学系の焦点位置を
検出する工程とを有することを特徴としてもよい。前記
コントラスト値の補正を行う工程では、前記平板状物体
以外のマーク撮像光学系と位置関係が実質的に同じ部分
からの反射光の光量を撮像時の光量として、前記複数の
マークの像のコントラスト値について、［コントラスト
値］／［撮像時の光量］によって補正コントラスト値を
算出することが望ましい。
【００１２】また、本発明に係る焦点位置検出装置は、
平板状物体を載置したステージを投影光学系の光軸方向
に移動させる手段と、前記ステージの複数の移動位置に
て前記投影光学系を介して前記平板状物体を照明し、前
記平板状物体の像を撮像して画像情報を生成する手段
と、前記平板状物体を照明する光強度に応じて前記画像
情報を補正する手段と、前記ステージの複数の移動位置
毎の補正された前記画像情報に基づいて、前記投影光学
系の焦点位置を検出する手段とを有することを特徴とす
る。
平板状物体を載置したステージを投影光学系の光軸方向
に移動させる手段と、前記ステージの複数の移動位置に
て前記投影光学系を介して前記平板状物体を照明し、前
記平板状物体の像を撮像して画像情報を生成する手段
と、前記平板状物体を照明する光強度に応じて前記画像
情報を補正する手段と、前記ステージの複数の移動位置
毎の補正された前記画像情報に基づいて、前記投影光学
系の焦点位置を検出する手段とを有することを特徴とす
る。
【００１３】また、本発明に係る焦点位置検出装置は、
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる手段と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する手段と、前記複数の
マークを照明する光強度に応じて前記画像情報を補正す
る手段と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正され
た前記画像情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置
を検出する手段とを有することを特徴としてもよい。こ
れらの焦点位置検出装置では、撮像時の光強度を計測す
る光量計測手段を備えていてもよい。
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる手段と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する手段と、前記複数の
マークを照明する光強度に応じて前記画像情報を補正す
る手段と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正され
た前記画像情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置
を検出する手段とを有することを特徴としてもよい。こ
れらの焦点位置検出装置では、撮像時の光強度を計測す
る光量計測手段を備えていてもよい。
【００１４】また、本発明に係る焦点位置検出装置は、
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる手段と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する手段と、撮像された
前記複数のマークの像のコントラスト値を算定する手段
と、前記画像情報に含まれる撮像時の光強度情報を用い
て前記コントラスト値の補正を行う手段と、前記ステー
ジの複数の移動位置毎の補正された前記コントラスト値
に基づいて前記投影光学系の焦点位置を検出する手段と
を有することを特徴としてもよい。前記コントラスト値
の補正を行う手段は、前記マークから反射した光束の光
量、及び前記平板状物体部分における光量の実測値のど
ちらかを撮像時の光量として、前記複数のマークの像の
コントラスト値について、［コントラスト値］／［撮像
時の光量］によって補正コントラスト値を算出するもの
であることが望ましい。
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる手段と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する手段と、撮像された
前記複数のマークの像のコントラスト値を算定する手段
と、前記画像情報に含まれる撮像時の光強度情報を用い
て前記コントラスト値の補正を行う手段と、前記ステー
ジの複数の移動位置毎の補正された前記コントラスト値
に基づいて前記投影光学系の焦点位置を検出する手段と
を有することを特徴としてもよい。前記コントラスト値
の補正を行う手段は、前記マークから反射した光束の光
量、及び前記平板状物体部分における光量の実測値のど
ちらかを撮像時の光量として、前記複数のマークの像の
コントラスト値について、［コントラスト値］／［撮像
時の光量］によって補正コントラスト値を算出するもの
であることが望ましい。
【００１５】また、本発明に係る焦点位置検出装置は、
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる手段と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する手段と、撮像された
前記複数のマークの像のコントラスト値を算定する手段
と、前記平板状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係
が実質的に同じ部分からの反射光を用いて、前記画像情
報に含まれる撮像時の光強度情報を求める手段と、前記
光強度情報を用いて前記コントラスト値の補正を行う手
段と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前
記コントラスト値に基づいて前記投影光学系の焦点位置
を検出する手段とを有することを特徴とすることもでき
る。前記コントラスト値の補正を行う手段は、前記平板
状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係が実質的に同
じ部分からの反射光の光量を撮像時の光量として、前記
複数のマークの像のコントラスト値について、［コント
ラスト値］／［撮像時の光量］によって補正コントラス
ト値を算出するものであることが望ましい。
複数のマークが刻まれている平板状物体を載置したステ
ージを投影光学系の光軸方向に移動させる手段と、前記
ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介し
て、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマーク
の像を撮像して画像情報を生成する手段と、撮像された
前記複数のマークの像のコントラスト値を算定する手段
と、前記平板状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係
が実質的に同じ部分からの反射光を用いて、前記画像情
報に含まれる撮像時の光強度情報を求める手段と、前記
光強度情報を用いて前記コントラスト値の補正を行う手
段と、前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前
記コントラスト値に基づいて前記投影光学系の焦点位置
を検出する手段とを有することを特徴とすることもでき
る。前記コントラスト値の補正を行う手段は、前記平板
状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係が実質的に同
じ部分からの反射光の光量を撮像時の光量として、前記
複数のマークの像のコントラスト値について、［コント
ラスト値］／［撮像時の光量］によって補正コントラス
ト値を算出するものであることが望ましい。
【００１６】また、本発明に係る焦点位置検出方法及び
焦点位置検出装置は、前記ステージの各移動位置での撮
像時の光強度が予め設定された範囲外であった場合、再
度焦点位置検出をし直すことができ、前記ステージの初
期位置で撮像と光強度計測を繰り返し、光強度のばらつ
きが予め設定されている範囲内に収束してから焦点位置
検出を開始してもよく、コントラスト値を計測するため
に撮像したマーク画像から同時に撮像時の照明光強度を
求め、この値を用いてコントラスト値を補正し焦点位置
を検出してもよい。
焦点位置検出装置は、前記ステージの各移動位置での撮
像時の光強度が予め設定された範囲外であった場合、再
度焦点位置検出をし直すことができ、前記ステージの初
期位置で撮像と光強度計測を繰り返し、光強度のばらつ
きが予め設定されている範囲内に収束してから焦点位置
検出を開始してもよく、コントラスト値を計測するため
に撮像したマーク画像から同時に撮像時の照明光強度を
求め、この値を用いてコントラスト値を補正し焦点位置
を検出してもよい。
【００１７】この様に各ステージ位置での基準マーク撮
像時の照明光強度が相対的に異なっても、撮像したマー
クの画像情報から照明光強度を求め、コントラスト値の
補正を行うことにより、複数のマークの画像の撮像時光
量が異なっていてもコントラスト値を正しく比較するこ
とができ、照明光強度変化が投影光学系の焦点位置検出
に与える影響を小さくすることが出来る( 図４(b))。
像時の照明光強度が相対的に異なっても、撮像したマー
クの画像情報から照明光強度を求め、コントラスト値の
補正を行うことにより、複数のマークの画像の撮像時光
量が異なっていてもコントラスト値を正しく比較するこ
とができ、照明光強度変化が投影光学系の焦点位置検出
に与える影響を小さくすることが出来る( 図４(b))。
【００１８】また、本発明は、上記いずれかの焦点位置
検出方法を用いまたは焦点位置検出装置を備える露光装
置にも適用可能である。
検出方法を用いまたは焦点位置検出装置を備える露光装
置にも適用可能である。
【００１９】また、本発明は、上記露光装置を含む各種
プロセス用の製造装置群を半導体製造工場に設置する工
程と、該製造装置群を用いて複数のプロセスによって半
導体デバイスを製造する工程とを有する半導体デバイス
製造方法にも適用可能である。前記製造装置群をローカ
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半導体製造工場外の外部ネッ
トワークとの間で、前記製造装置群の少なくとも１台に
関する情報をデータ通信する工程とをさらに有すること
が好ましい。前記露光装置のベンダもしくはユーザが提
供するデータベースに前記外部ネットワークを介してア
クセスしてデータ通信によって前記製造装置の保守情報
を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半導体製
造工場との間で前記外部ネットワークを介してデータ通
信して生産管理を行うことが好ましい。
プロセス用の製造装置群を半導体製造工場に設置する工
程と、該製造装置群を用いて複数のプロセスによって半
導体デバイスを製造する工程とを有する半導体デバイス
製造方法にも適用可能である。前記製造装置群をローカ
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半導体製造工場外の外部ネッ
トワークとの間で、前記製造装置群の少なくとも１台に
関する情報をデータ通信する工程とをさらに有すること
が好ましい。前記露光装置のベンダもしくはユーザが提
供するデータベースに前記外部ネットワークを介してア
クセスしてデータ通信によって前記製造装置の保守情報
を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半導体製
造工場との間で前記外部ネットワークを介してデータ通
信して生産管理を行うことが好ましい。
【００２０】また、本発明は、前記露光装置を含む各種
プロセス用の製造装置群と、該製造装置群を接続するロ
ーカルエリアネットワークと、該ローカルエリアネット
ワークから工場外の外部ネットワークにアクセス可能に
するゲートウェイを有し、前記製造装置群の少なくとも
１台に関する情報をデータ通信することを可能にした半
導体製造工場にも適用される。
プロセス用の製造装置群と、該製造装置群を接続するロ
ーカルエリアネットワークと、該ローカルエリアネット
ワークから工場外の外部ネットワークにアクセス可能に
するゲートウェイを有し、前記製造装置群の少なくとも
１台に関する情報をデータ通信することを可能にした半
導体製造工場にも適用される。
【００２１】また、本発明は、半導体製造工場に設置さ
れた上記露光装置の保守方法であって、前記露光装置の
ベンダもしくはユーザが、半導体製造工場の外部ネット
ワークに接続された保守データベースを提供する工程
と、前記半導体製造工場内から前記外部ネットワークを
介して前記保守データベースへのアクセスを許可する工
程と、前記保守データベースに蓄積される保守情報を前
記外部ネットワークを介して半導体製造工場側に送信す
る工程とを有することを特徴としてもよい。
れた上記露光装置の保守方法であって、前記露光装置の
ベンダもしくはユーザが、半導体製造工場の外部ネット
ワークに接続された保守データベースを提供する工程
と、前記半導体製造工場内から前記外部ネットワークを
介して前記保守データベースへのアクセスを許可する工
程と、前記保守データベースに蓄積される保守情報を前
記外部ネットワークを介して半導体製造工場側に送信す
る工程とを有することを特徴としてもよい。
【００２２】また、本発明は、上記露光装置において、
ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、ネッ
トワーク用ソフトウェアを実行するコンピュータとをさ
らに有し、露光装置の保守情報をコンピュータネットワ
ークを介してデータ通信することを可能にしたことを特
徴としてもよい。前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供する
保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
能にすることが好ましい。
ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、ネッ
トワーク用ソフトウェアを実行するコンピュータとをさ
らに有し、露光装置の保守情報をコンピュータネットワ
ークを介してデータ通信することを可能にしたことを特
徴としてもよい。前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供する
保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
能にすることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）半導体製造用
露光装置における本発明の第１の実施形態について説明
する。図１において、ＲＳはレチクルステージ、Ｒはレ
チクル、ＲＭはレチクルマーク、Ｗは平板状物体として
の露光基板であるウエハ、１は投影光学系である。ま
た、Ｓは焦点位置検出用光学系であり、２は焦点位置検
出照明手段、３はビームスプリッタ、４と５は結像光学
系、６は撮像手段である。７はＡ／Ｄ変換手段、８は積
算手段、９はコントラスト計算手段、１０はステージ駆
動手段、１１は３次元に移動可能なステージである。１
２と１３は結像光学系であり、１４はＺ軸位置計測照明
手段、１５は撮像手段であり、１６はＡ／Ｄ変換手段、
１７は積算手段、１８はＺ軸位置計測手段である。これ
ら結像光学系１２からＺ軸位置計測手段１８まではＺ軸
位置計測に用いる。１９は光量計測手段、２０はコント
ラスト補正手段である。次に、焦点位置検出手順につい
て説明する。
露光装置における本発明の第１の実施形態について説明
する。図１において、ＲＳはレチクルステージ、Ｒはレ
チクル、ＲＭはレチクルマーク、Ｗは平板状物体として
の露光基板であるウエハ、１は投影光学系である。ま
た、Ｓは焦点位置検出用光学系であり、２は焦点位置検
出照明手段、３はビームスプリッタ、４と５は結像光学
系、６は撮像手段である。７はＡ／Ｄ変換手段、８は積
算手段、９はコントラスト計算手段、１０はステージ駆
動手段、１１は３次元に移動可能なステージである。１
２と１３は結像光学系であり、１４はＺ軸位置計測照明
手段、１５は撮像手段であり、１６はＡ／Ｄ変換手段、
１７は積算手段、１８はＺ軸位置計測手段である。これ
ら結像光学系１２からＺ軸位置計測手段１８まではＺ軸
位置計測に用いる。１９は光量計測手段、２０はコント
ラスト補正手段である。次に、焦点位置検出手順につい
て説明する。
【００２４】まず、ステージ１１上の焦点位置検出用マ
ークを観測できる位置にステージを移動させる。最初
に、露光光を照射する焦点位置検出照明手段２から照射
した光束により、ビームスプリッタ３、レチクルＲ及び
投影光学系１を介して、焦点位置検出用マーク（以降基
準マークＳＭと称する）を照明する。図２は基準マーク
ＳＭを示したものであり、同一形状のパターンを複数配
置したものである。基準マークＳＭから反射した光束
は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプ
リッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系５を介し
て撮像手段６の撮像画面Ｗｐ上に基準マークＳＭの像を
形成する。この基準マークＳＭの像は撮像手段６におい
て光電変換が行われる。撮像された基準マークＳＭは、
その後、Ａ／Ｄ変換手段７において、２次元のデジタル
信号列に変換される。図１における８は、積算手段であ
って、図２（ａ）に示すＹ方向に積算処理を行い、図２
（ｂ）に示すように２次元信号を１次元のデジタル信号
列Ｓ（ｘ）に変換する。その変換されたデジタル信号列
を用いて、コントラストがコントラスト計算手段９にて
基準マークＳＭ部分の基準マーク計測ウィンドウＷＳＭ
の範囲で計測される。コントラスト値は、例えば基準マ
ーク計測ウィンドウＷＳＭの範囲内の微分最大値でよ
い。また、光量計測手段１９にて基準マークＳＭ部分の
基準マーク計測ウィンドウＷＳＭの範囲で撮像時の光強
度情報として光量を求める。光量はデジタル信号列Ｓ
（ｘ）の基準マーク計測ウィンドウＷＳＭの範囲内の最
大値、あるいは最大値から最小値を引いたものでもよ
い。さらに、信頼性を上げるために最大値最小値付近の
数画素で平均を取って計算してもよい。そして、先に求
めたコントラスト値は、コントラスト補正手段２０にて
光量で、例えば以下の式１を用いて規格化を行う。この
規格化によって、補正コントラスト値が算出される。
［Ｓ（ｘ）のＷＳＭ内の微分最大値］／［ＷＳＭ内の最
大値−最小値］……式１
ークを観測できる位置にステージを移動させる。最初
に、露光光を照射する焦点位置検出照明手段２から照射
した光束により、ビームスプリッタ３、レチクルＲ及び
投影光学系１を介して、焦点位置検出用マーク（以降基
準マークＳＭと称する）を照明する。図２は基準マーク
ＳＭを示したものであり、同一形状のパターンを複数配
置したものである。基準マークＳＭから反射した光束
は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプ
リッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系５を介し
て撮像手段６の撮像画面Ｗｐ上に基準マークＳＭの像を
形成する。この基準マークＳＭの像は撮像手段６におい
て光電変換が行われる。撮像された基準マークＳＭは、
その後、Ａ／Ｄ変換手段７において、２次元のデジタル
信号列に変換される。図１における８は、積算手段であ
って、図２（ａ）に示すＹ方向に積算処理を行い、図２
（ｂ）に示すように２次元信号を１次元のデジタル信号
列Ｓ（ｘ）に変換する。その変換されたデジタル信号列
を用いて、コントラストがコントラスト計算手段９にて
基準マークＳＭ部分の基準マーク計測ウィンドウＷＳＭ
の範囲で計測される。コントラスト値は、例えば基準マ
ーク計測ウィンドウＷＳＭの範囲内の微分最大値でよ
い。また、光量計測手段１９にて基準マークＳＭ部分の
基準マーク計測ウィンドウＷＳＭの範囲で撮像時の光強
度情報として光量を求める。光量はデジタル信号列Ｓ
（ｘ）の基準マーク計測ウィンドウＷＳＭの範囲内の最
大値、あるいは最大値から最小値を引いたものでもよ
い。さらに、信頼性を上げるために最大値最小値付近の
数画素で平均を取って計算してもよい。そして、先に求
めたコントラスト値は、コントラスト補正手段２０にて
光量で、例えば以下の式１を用いて規格化を行う。この
規格化によって、補正コントラスト値が算出される。
［Ｓ（ｘ）のＷＳＭ内の微分最大値］／［ＷＳＭ内の最
大値−最小値］……式１
【００２５】この作業を投影光学系の焦点が存在すると
思われるＺ軸範囲内で複数回で行い、横軸に既に求めて
いた撮像Ｚ軸位置をとり、縦軸に基準マーク補正コント
ラスト値をとってプロットし、コントラスト値が最大と
なる周辺で曲線近似や重心計算等の手段を用いて、コン
トラスト値の最も大きくなるＺ軸位置を求め、その点を
投影光学系の焦点位置(best focus)とする。
思われるＺ軸範囲内で複数回で行い、横軸に既に求めて
いた撮像Ｚ軸位置をとり、縦軸に基準マーク補正コント
ラスト値をとってプロットし、コントラスト値が最大と
なる周辺で曲線近似や重心計算等の手段を用いて、コン
トラスト値の最も大きくなるＺ軸位置を求め、その点を
投影光学系の焦点位置(best focus)とする。
【００２６】なお、ステージ１１の各移動位置での撮像
時光量のバラツキの範囲、あるいは分散（σ) を求め、
この値が設定範囲内である時のコントラストを求め、そ
うでない時は再度ステージ１１の位置を駆動し、画像を
撮像し直してもよい。さらには、ステージ１１を焦点位
置検出範囲内の初期位置から動かさず、基準マークＳＭ
の撮像と光量計測を繰り返し、撮像時光量のバラツキ及
び分散が設定された範囲内に入ってから、焦点位置の検
出を行ってもよい。
時光量のバラツキの範囲、あるいは分散（σ) を求め、
この値が設定範囲内である時のコントラストを求め、そ
うでない時は再度ステージ１１の位置を駆動し、画像を
撮像し直してもよい。さらには、ステージ１１を焦点位
置検出範囲内の初期位置から動かさず、基準マークＳＭ
の撮像と光量計測を繰り返し、撮像時光量のバラツキ及
び分散が設定された範囲内に入ってから、焦点位置の検
出を行ってもよい。
【００２７】（第２の実施形態）半導体製造用露光装置
における本発明の第２の実施形態について説明する。図
１において、ＲＳはレチクルステージ、Ｒはレチクル、
ＲＭはレチクルマーク、Ｗは平板状物体としての露光基
板であるウエハ、１は投影光学系である。また、Ｓは焦
点位置検出用光学系であり、２は焦点位置検出照明手
段、３はビームスプリッタ、４と５は結像光学系、６は
撮像手段である。７はＡ／Ｄ変換手段、８は積算手段、
９はコントラスト計算手段、１０はステージ駆動手段、
１１は３次元に移動可能なステージである。１２と１３
は結像光学系であり、１４はＺ軸位置計測照明手段、１
５は撮像手段であり、１６はＡ／Ｄ変換手段、１７は積
算手段、１８はＺ軸位置計測手段である。これら結像光
学系１２からＺ軸位置計測手段１８まではＺ軸位置計測
に用いる。１９は光量計測手段、２０はコントラスト補
正手段である。次に、焦点位置検出手順について説明す
る。
における本発明の第２の実施形態について説明する。図
１において、ＲＳはレチクルステージ、Ｒはレチクル、
ＲＭはレチクルマーク、Ｗは平板状物体としての露光基
板であるウエハ、１は投影光学系である。また、Ｓは焦
点位置検出用光学系であり、２は焦点位置検出照明手
段、３はビームスプリッタ、４と５は結像光学系、６は
撮像手段である。７はＡ／Ｄ変換手段、８は積算手段、
９はコントラスト計算手段、１０はステージ駆動手段、
１１は３次元に移動可能なステージである。１２と１３
は結像光学系であり、１４はＺ軸位置計測照明手段、１
５は撮像手段であり、１６はＡ／Ｄ変換手段、１７は積
算手段、１８はＺ軸位置計測手段である。これら結像光
学系１２からＺ軸位置計測手段１８まではＺ軸位置計測
に用いる。１９は光量計測手段、２０はコントラスト補
正手段である。次に、焦点位置検出手順について説明す
る。
【００２８】まず、ステージ１１上の焦点位置検出用マ
ークを観測できる位置にステージを移動させる。最初
に、露光光を照射する焦点位置検出照明手段２から照射
した光束により、ビームスプリッタ３、レチクルＲ及び
投影光学系１を介して、焦点位置検出用マーク（以降基
準マークＳＭと称する）を照明する。図２は基準マーク
ＳＭを示したものであり、同一形状のパターンを複数配
置したものである。基準マークＳＭから反射した光束
は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプ
リッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系５を介し
て撮像手段６の撮像画面Ｗｐ上に基準マークＳＭの像を
形成する。この基準マークＳＭの像は撮像手段６におい
て光電変換が行われる。撮像された基準マークＳＭは、
その後、Ａ／Ｄ変換手段７において、２次元のデジタル
信号列に変換される。図１における８は、積算手段であ
って、図２（ａ）に示すＹ方向に積算処理を行い、図２
（ｂ）に示すように２次元信号を１次元のデジタル信号
列Ｓ（ｘ）に変換する。その変換されたデジタル信号列
を用いて、コントラストがコントラスト計算手段９にて
基準マークＳＭ部分の基準マーク計測ウィンドウＷＳＭ
の範囲で計測される。コントラスト値は例えば基準マー
ク計測ウィンドウＷＳＭの範囲内の微分最大値でよい。
また、本実施形態では、ウエハＷ以外のマーク撮像光学
系と位置関係が実質的に同じのレチクルマークＲＭ部分
からの反射光が利用される。つまり、光量計測手段１９
にてレチクルマークＲＭ部分のレチクルマーク計測ウィ
ンドウＷＲＭの範囲で撮像時の光強度情報として光量を
求める。光量はデジタル信号列Ｓ（ｘ）のレチクルマー
ク計測ウィンドウＷＲＭの範囲内の最大値、あるいは最
大値から最小値を引いたものでもよい。さらに、信頼性
を上げるために最大値最小値付近の数画素で平均を取っ
て計算してもよい。そして、先に求めたコントラスト値
は、コントラスト補正手段２０にて光量で、例えば以下
の式２を用いて規格化を行う。この規格化によって、補
正コントラスト値が算出される。 ［Ｓ（ｘ）のＷＳＭ内の微分最大値］／［ＷＲＭ内の最
大値−最小値］……式２ レチクルマークＲＭ、投影光学系１、焦点位置検出用光
学系Ｓの位置関係は焦点位置走査中に変わることがない
ので、より一層正確に撮像時の光量が評価できる。
ークを観測できる位置にステージを移動させる。最初
に、露光光を照射する焦点位置検出照明手段２から照射
した光束により、ビームスプリッタ３、レチクルＲ及び
投影光学系１を介して、焦点位置検出用マーク（以降基
準マークＳＭと称する）を照明する。図２は基準マーク
ＳＭを示したものであり、同一形状のパターンを複数配
置したものである。基準マークＳＭから反射した光束
は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプ
リッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系５を介し
て撮像手段６の撮像画面Ｗｐ上に基準マークＳＭの像を
形成する。この基準マークＳＭの像は撮像手段６におい
て光電変換が行われる。撮像された基準マークＳＭは、
その後、Ａ／Ｄ変換手段７において、２次元のデジタル
信号列に変換される。図１における８は、積算手段であ
って、図２（ａ）に示すＹ方向に積算処理を行い、図２
（ｂ）に示すように２次元信号を１次元のデジタル信号
列Ｓ（ｘ）に変換する。その変換されたデジタル信号列
を用いて、コントラストがコントラスト計算手段９にて
基準マークＳＭ部分の基準マーク計測ウィンドウＷＳＭ
の範囲で計測される。コントラスト値は例えば基準マー
ク計測ウィンドウＷＳＭの範囲内の微分最大値でよい。
また、本実施形態では、ウエハＷ以外のマーク撮像光学
系と位置関係が実質的に同じのレチクルマークＲＭ部分
からの反射光が利用される。つまり、光量計測手段１９
にてレチクルマークＲＭ部分のレチクルマーク計測ウィ
ンドウＷＲＭの範囲で撮像時の光強度情報として光量を
求める。光量はデジタル信号列Ｓ（ｘ）のレチクルマー
ク計測ウィンドウＷＲＭの範囲内の最大値、あるいは最
大値から最小値を引いたものでもよい。さらに、信頼性
を上げるために最大値最小値付近の数画素で平均を取っ
て計算してもよい。そして、先に求めたコントラスト値
は、コントラスト補正手段２０にて光量で、例えば以下
の式２を用いて規格化を行う。この規格化によって、補
正コントラスト値が算出される。 ［Ｓ（ｘ）のＷＳＭ内の微分最大値］／［ＷＲＭ内の最
大値−最小値］……式２ レチクルマークＲＭ、投影光学系１、焦点位置検出用光
学系Ｓの位置関係は焦点位置走査中に変わることがない
ので、より一層正確に撮像時の光量が評価できる。
【００２９】この作業を投影光学系の焦点が存在すると
思われるＺ軸範囲内で複数回で行い、横軸に既に求めて
いた撮像Ｚ軸位置をとり、縦軸に基準マーク補正コント
ラスト値をとってプロットし、コントラスト値が最大と
なる周辺で曲線近似や重心計算等の手段を用いて、コン
トラスト値の最も大きくなるＺ軸位置を求め、その点を
投影光学系の焦点位置(best focus)とする。
思われるＺ軸範囲内で複数回で行い、横軸に既に求めて
いた撮像Ｚ軸位置をとり、縦軸に基準マーク補正コント
ラスト値をとってプロットし、コントラスト値が最大と
なる周辺で曲線近似や重心計算等の手段を用いて、コン
トラスト値の最も大きくなるＺ軸位置を求め、その点を
投影光学系の焦点位置(best focus)とする。
【００３０】なお、ステージ１１の各移動位置での撮像
時光量のバラツキの範囲、あるいは分散（σ) を求め、
この値が設定範囲内である時のコントラストを求め、そ
うでない時は再度ステージ１１の位置を駆動し、画像を
撮像し直してもよい。さらには、ステージ１１を焦点位
置検出範囲内の初期位置から動かさず、基準マークＳＭ
の撮像と光量計測を繰り返し、撮像時光量のバラツキ及
び分散が設定された範囲内に入ってから、焦点位置の検
出を行ってもよい。
時光量のバラツキの範囲、あるいは分散（σ) を求め、
この値が設定範囲内である時のコントラストを求め、そ
うでない時は再度ステージ１１の位置を駆動し、画像を
撮像し直してもよい。さらには、ステージ１１を焦点位
置検出範囲内の初期位置から動かさず、基準マークＳＭ
の撮像と光量計測を繰り返し、撮像時光量のバラツキ及
び分散が設定された範囲内に入ってから、焦点位置の検
出を行ってもよい。
【００３１】上記実施形態において、コントラスト値を
求め焦点位置検出に使用すると書いたが、この発明はコ
ントラスト値に限らず、例えばデジタル信号列Ｓ(x) の
微分最大値などを使用することも可能である。
求め焦点位置検出に使用すると書いたが、この発明はコ
ントラスト値に限らず、例えばデジタル信号列Ｓ(x) の
微分最大値などを使用することも可能である。
【００３２】（第３の実施形態）半導体製造用露光装置
における本発明の第３の実施形態について説明する。図
５において、ＲＳはレチクルステージ、Ｒはレチクル、
ＲＭはレチクルマーク、Ｗは露光基板であるウエハ、１
は投影光学系である。また、Ｓは焦点位置検出用光学系
であり、２は焦点位置検出照明手段、３はビームスプリ
ッタ、４と５は結像光学系、６は撮像手段である。７は
Ａ／Ｄ変換手段、８は積算手段、９はコントラスト計算
手段、１０はステージ駆動手段、１１は３次元に移動可
能なステージである。１２と１３は結像光学系であり、
１４はＺ軸位置計測照明手段、１５は撮像手段であり、
１６はＡ／Ｄ変換手段、１７は積算手段、１８はＺ軸位
置計測手段である。これら結像光学系１２からＺ軸位置
計測手段１８まではＺ軸位置計測に用いる。２０はコン
トラスト補正手段である。２１はステージ１１上に設け
られた光量計測センサである。この光量計測センサ２１
は、撮像時のウエハＷ上の基準マークＳＭにおる光強度
を計測するためのものである。次に、焦点位置検出手順
について説明する。
における本発明の第３の実施形態について説明する。図
５において、ＲＳはレチクルステージ、Ｒはレチクル、
ＲＭはレチクルマーク、Ｗは露光基板であるウエハ、１
は投影光学系である。また、Ｓは焦点位置検出用光学系
であり、２は焦点位置検出照明手段、３はビームスプリ
ッタ、４と５は結像光学系、６は撮像手段である。７は
Ａ／Ｄ変換手段、８は積算手段、９はコントラスト計算
手段、１０はステージ駆動手段、１１は３次元に移動可
能なステージである。１２と１３は結像光学系であり、
１４はＺ軸位置計測照明手段、１５は撮像手段であり、
１６はＡ／Ｄ変換手段、１７は積算手段、１８はＺ軸位
置計測手段である。これら結像光学系１２からＺ軸位置
計測手段１８まではＺ軸位置計測に用いる。２０はコン
トラスト補正手段である。２１はステージ１１上に設け
られた光量計測センサである。この光量計測センサ２１
は、撮像時のウエハＷ上の基準マークＳＭにおる光強度
を計測するためのものである。次に、焦点位置検出手順
について説明する。
【００３３】まず、ステージ１１上の焦点位置検出用マ
ークＳＭを観測できる位置にステージを移動させる。最
初に、露光光を照射する焦点位置検出照明手段２から照
射した光束により、ビームスプリッタ３、レチクルＲ及
び投影光学系１を介して、焦点位置検出用マーク( 以降
基準マークＳＭと称する) を照明する。図２は基準マー
クＳＭを示したものであり、同一形状のパターンを複数
配置したものである。基準マークＳＭから反射した光束
は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプ
リッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系５を介し
て撮像手段６の撮像画面Ｗｐ上に基準マークＳＭの像を
形成する。撮像手段６において基準マークＳＭの像は光
電変換が行われる。撮像された基準マークＳＭの像はそ
の後、Ａ／Ｄ変換手段７において、２次元のデジタル信
号列に変換される。図５中の８は、積算手段であって、
図２(a) に示すＹ方向に積算処理を行い、図２(b) に示
すように２次元信号を１次元のデジタル信号列Ｓ(x) に
変換する。その変換されたデジタル信号列を用いて、コ
ントラストがコントラスト計算手段９にて基準マーク部
分の基準マーク計測ウィンドウＷＳＭの範囲で計測され
る。コントラスト値は、例えば基準マーク計測ウィンド
ウＷＳＭの範囲内の微分最大値でよい。また、ステージ
１１上に設けられた光量計測センサ２１にて撮像時の光
量の実測値を求めておく。そして、先に求めたコントラ
スト値は、コントラスト補正手段２０にて光量で、例え
ば以下の式３を用いて規格化を行う。この規格化によっ
て、補正コントラスト値が算出される。 ［Ｓ(x) のＷＳＭ内の微分最大値］／［光量計測センサ
で求めた光量] ……式３
ークＳＭを観測できる位置にステージを移動させる。最
初に、露光光を照射する焦点位置検出照明手段２から照
射した光束により、ビームスプリッタ３、レチクルＲ及
び投影光学系１を介して、焦点位置検出用マーク( 以降
基準マークＳＭと称する) を照明する。図２は基準マー
クＳＭを示したものであり、同一形状のパターンを複数
配置したものである。基準マークＳＭから反射した光束
は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプ
リッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系５を介し
て撮像手段６の撮像画面Ｗｐ上に基準マークＳＭの像を
形成する。撮像手段６において基準マークＳＭの像は光
電変換が行われる。撮像された基準マークＳＭの像はそ
の後、Ａ／Ｄ変換手段７において、２次元のデジタル信
号列に変換される。図５中の８は、積算手段であって、
図２(a) に示すＹ方向に積算処理を行い、図２(b) に示
すように２次元信号を１次元のデジタル信号列Ｓ(x) に
変換する。その変換されたデジタル信号列を用いて、コ
ントラストがコントラスト計算手段９にて基準マーク部
分の基準マーク計測ウィンドウＷＳＭの範囲で計測され
る。コントラスト値は、例えば基準マーク計測ウィンド
ウＷＳＭの範囲内の微分最大値でよい。また、ステージ
１１上に設けられた光量計測センサ２１にて撮像時の光
量の実測値を求めておく。そして、先に求めたコントラ
スト値は、コントラスト補正手段２０にて光量で、例え
ば以下の式３を用いて規格化を行う。この規格化によっ
て、補正コントラスト値が算出される。 ［Ｓ(x) のＷＳＭ内の微分最大値］／［光量計測センサ
で求めた光量] ……式３
【００３４】この作業を投影光学系１の焦点が存在する
と思われるＺ軸範囲内で複数回で行い、横軸に既に求め
ていた撮像Ｚ軸位置をとり、縦軸に基準マーク補正コン
トラスト値をとってプロットし、コントラスト値が最大
となる周辺で曲線近似や重心計算等の手段を用いて、コ
ントラスト値の最も大きくなるＺ軸位置を求め、その点
を投影光学系１の焦点位置とする。
と思われるＺ軸範囲内で複数回で行い、横軸に既に求め
ていた撮像Ｚ軸位置をとり、縦軸に基準マーク補正コン
トラスト値をとってプロットし、コントラスト値が最大
となる周辺で曲線近似や重心計算等の手段を用いて、コ
ントラスト値の最も大きくなるＺ軸位置を求め、その点
を投影光学系１の焦点位置とする。
【００３５】なお、ステージ１１の各移動位置での撮像
時光量のバラツキの範囲、あるいは分散（σ) を求め、
この値が設定範囲内である時のコントラストを求め、そ
うでない時は再度ステージ１１の位置を駆動し、画像を
撮像し直してもよい。さらには、ステージ１１を焦点位
置検出範囲内の初期位置から動かさず、基準マークＳＭ
の撮像と光量計測を繰り返し、撮像時光量のバラツキ及
び分散が設定された範囲内に入ってから、焦点位置の検
出を行ってもよい。
時光量のバラツキの範囲、あるいは分散（σ) を求め、
この値が設定範囲内である時のコントラストを求め、そ
うでない時は再度ステージ１１の位置を駆動し、画像を
撮像し直してもよい。さらには、ステージ１１を焦点位
置検出範囲内の初期位置から動かさず、基準マークＳＭ
の撮像と光量計測を繰り返し、撮像時光量のバラツキ及
び分散が設定された範囲内に入ってから、焦点位置の検
出を行ってもよい。
【００３６】上記実施形態において、コントラスト値を
求め焦点位置検出に使用すると書いたが、この発明はコ
ントラスト値に限らず、例えばデジタル信号列Ｓ(x) の
微分最大値などを使用することも可能である。
求め焦点位置検出に使用すると書いたが、この発明はコ
ントラスト値に限らず、例えばデジタル信号列Ｓ(x) の
微分最大値などを使用することも可能である。
【００３７】（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。
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。
【００３８】図７は全体システムをある角度から切り出
して表現したものである。図中、１０１は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の事
業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工場
で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、
前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッチン
グ装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、
平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査装置
等）を想定している。事業所１０１内には、製造装置の
保守データベースを提供するホスト管理システム１０
８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結ん
でイントラネット等を構築するローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム１
０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークであ
るインターネット１０５に接続するためのゲートウェイ
と、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を
備える。
して表現したものである。図中、１０１は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の事
業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工場
で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、
前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッチン
グ装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、
平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査装置
等）を想定している。事業所１０１内には、製造装置の
保守データベースを提供するホスト管理システム１０
８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結ん
でイントラネット等を構築するローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム１
０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークであ
るインターネット１０５に接続するためのゲートウェイ
と、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を
備える。
【００３９】一方、１０２〜１０４は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカに属する工場
であっても良いし、同一のメーカに属する工場（例え
ば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良
い。各工場１０２〜１０４内には、夫々、複数の製造装
置１０６と、それらを結んでイントラネット等を構築す
るローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１と、各
製造装置１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホ
スト管理システム１０７とが設けられている。各工場１
０２〜１０４に設けられたホスト管理システム１０７
は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワーク
であるインターネット１０５に接続するためのゲートウ
ェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１からイ
ンターネット１０５を介してベンダの事業所１０１側の
ホスト管理システム１０８にアクセスが可能となり、ホ
スト管理システム１０８のセキュリティ機能によって限
られたユーザだけにアクセスが許可となっている。具体
的には、インターネット１０５を介して、各製造装置１
０６の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラブ
ルが発生した製造装置の症状）を工場側からベンダ側に
通知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、ト
ラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフ
トウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情
報などの保守情報をベンダ側から受け取ることができ
る。各工場１０２〜１０４とベンダの事業所１０１との
間のデータ通信及び各工場内のＬＡＮ１１１でのデータ
通信には、インターネットで一般的に使用されている通
信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、工
場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用す
る代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュリ
ティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利用
することもできる。また、ホスト管理システムはベンダ
が提供するものに限らずユーザがデータベースを構築し
て外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数の工場から
該データベースへのアクセスを許可するようにしてもよ
い。
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカに属する工場
であっても良いし、同一のメーカに属する工場（例え
ば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良
い。各工場１０２〜１０４内には、夫々、複数の製造装
置１０６と、それらを結んでイントラネット等を構築す
るローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１と、各
製造装置１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホ
スト管理システム１０７とが設けられている。各工場１
０２〜１０４に設けられたホスト管理システム１０７
は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワーク
であるインターネット１０５に接続するためのゲートウ
ェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１からイ
ンターネット１０５を介してベンダの事業所１０１側の
ホスト管理システム１０８にアクセスが可能となり、ホ
スト管理システム１０８のセキュリティ機能によって限
られたユーザだけにアクセスが許可となっている。具体
的には、インターネット１０５を介して、各製造装置１
０６の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラブ
ルが発生した製造装置の症状）を工場側からベンダ側に
通知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、ト
ラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフ
トウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情
報などの保守情報をベンダ側から受け取ることができ
る。各工場１０２〜１０４とベンダの事業所１０１との
間のデータ通信及び各工場内のＬＡＮ１１１でのデータ
通信には、インターネットで一般的に使用されている通
信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、工
場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用す
る代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュリ
ティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利用
することもできる。また、ホスト管理システムはベンダ
が提供するものに限らずユーザがデータベースを構築し
て外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数の工場から
該データベースへのアクセスを許可するようにしてもよ
い。
【００４０】さて、図８は本実施形態の全体システムを
図７とは別の角度から切り出して表現した概念図であ
る。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユー
ザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外部
ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介して
各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報を
データ通信するものであった。これに対し本例は、複数
のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置
のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部ネ
ットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ
通信するものである。図中、２０１は製造装置ユーザ
（半導体デバイス製造メーカ）の製造工場であり、工場
の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここで
は例として露光装置２０２、レジスト処理装置２０３、
成膜処理装置２０４が導入されている。なお図８では製
造工場２０１は１つだけ描いているが、実際は複数の工
場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装置
はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネットを構成し、
ホスト管理システム２０５で製造ラインの稼動管理がさ
れている。
図７とは別の角度から切り出して表現した概念図であ
る。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユー
ザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外部
ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介して
各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報を
データ通信するものであった。これに対し本例は、複数
のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置
のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部ネ
ットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ
通信するものである。図中、２０１は製造装置ユーザ
（半導体デバイス製造メーカ）の製造工場であり、工場
の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここで
は例として露光装置２０２、レジスト処理装置２０３、
成膜処理装置２０４が導入されている。なお図８では製
造工場２０１は１つだけ描いているが、実際は複数の工
場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装置
はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネットを構成し、
ホスト管理システム２０５で製造ラインの稼動管理がさ
れている。
【００４１】一方、露光装置メーカ２１０、レジスト処
理装置メーカ２２０、成膜装置メーカ２３０などベンダ
（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給した
機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム２１
１，２２１，２３１を備え、これらは上述したように保
守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備
える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム２０５と、各装置のベンダの管理システム２
１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２００で
あるインターネットもしくは専用線ネットワークによっ
て接続されている。このシステムにおいて、製造ライン
の一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、
製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起き
た機器のベンダからインターネット２００を介した遠隔
保守を受けることで迅速な対応が可能であり、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。
理装置メーカ２２０、成膜装置メーカ２３０などベンダ
（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給した
機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム２１
１，２２１，２３１を備え、これらは上述したように保
守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備
える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム２０５と、各装置のベンダの管理システム２
１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２００で
あるインターネットもしくは専用線ネットワークによっ
て接続されている。このシステムにおいて、製造ライン
の一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、
製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起き
た機器のベンダからインターネット２００を介した遠隔
保守を受けることで迅速な対応が可能であり、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。
【００４２】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９に一例を示す様な画面のユーザインタフェースを
ディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理す
るオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種
４０１、シリアルナンバー４０２、トラブルの件名４０
３、発生日４０４、緊急度４０５、症状４０６、対処法
４０７、経過４０８等の情報を画面上の入力項目に入力
する。入力された情報はインターネットを介して保守デ
ータベースに送信され、その結果の適切な保守情報が保
守データベースから返信されディスプレイ上に提示され
る。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェー
スはさらに図示のごとくハイパーリンク機能４１０〜４
１２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。
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９に一例を示す様な画面のユーザインタフェースを
ディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理す
るオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種
４０１、シリアルナンバー４０２、トラブルの件名４０
３、発生日４０４、緊急度４０５、症状４０６、対処法
４０７、経過４０８等の情報を画面上の入力項目に入力
する。入力された情報はインターネットを介して保守デ
ータベースに送信され、その結果の適切な保守情報が保
守データベースから返信されディスプレイ上に提示され
る。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェー
スはさらに図示のごとくハイパーリンク機能４１０〜４
１２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。
【００４３】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１０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。
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１０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。
【００４４】図１１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１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造
機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
されているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしト
ラブルが発生しても迅速な復旧が可能であり、従来に比
べて半導体デバイスの生産性を向上させることができ
る。
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１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造
機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
されているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしト
ラブルが発生しても迅速な復旧が可能であり、従来に比
べて半導体デバイスの生産性を向上させることができ
る。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、基
準マーク撮像時の照明光強度変化が焦点計測に与える影
響を小さくすることができ、より正確な焦点位置を検出
することが可能となる。さらに、本発明は、同じ信号列
からコントラストと光量を求めていることから、他の外
乱を受けにくく、正確なコントラストの補正が可能とな
るという効果を奏する。また、半導体製造用露光装置に
おいても、同様の効果が期待できる。
準マーク撮像時の照明光強度変化が焦点計測に与える影
響を小さくすることができ、より正確な焦点位置を検出
することが可能となる。さらに、本発明は、同じ信号列
からコントラストと光量を求めていることから、他の外
乱を受けにくく、正確なコントラストの補正が可能とな
るという効果を奏する。また、半導体製造用露光装置に
おいても、同様の効果が期待できる。
【図１】 本発明の実施形態に係る焦点位置検出装置を
備える半導体製造用露光装置の代表的な例を示す構成図
である。
備える半導体製造用露光装置の代表的な例を示す構成図
である。
【図２】 マーク撮像画面の例を示す図であって、(a)
は基準マーク及びレチクルマークの像の図、 (b) はＸ軸
位置と照明光強度との関係における基準マーク計測ウィ
ンドウ及びレチクルマーク計測ウィンドウの範囲を表す
図である。
は基準マーク及びレチクルマークの像の図、 (b) はＸ軸
位置と照明光強度との関係における基準マーク計測ウィ
ンドウ及びレチクルマーク計測ウィンドウの範囲を表す
図である。
【図３】 Ｚ軸方向の位置変化と撮像時光量を説明する
ための図であって、(a) は時間とＺ軸方向の位置との関
係を示す図、(b) は時間と撮像時光量との関係を示す図
である。
ための図であって、(a) は時間とＺ軸方向の位置との関
係を示す図、(b) は時間と撮像時光量との関係を示す図
である。
【図４】 焦点位置の求め方を説明するために、Ｚ軸位
置と基準マークコントラスト値との関係を示した図であ
る。
置と基準マークコントラスト値との関係を示した図であ
る。
【図５】 本発明の別の実施形態に係る焦点位置検出装
置を備える半導体製造用露光装置を示す構成図である。
置を備える半導体製造用露光装置を示す構成図である。
【図６】 従来例の代表的な例の構成図である。
【図７】 本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの
生産システムをある角度から見た概念図である。
生産システムをある角度から見た概念図である。
【図８】 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。
生産システムを別の角度から見た概念図である。
【図９】 ユーザインタフェースの具体例である。
【図１０】 デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図である。
る図である。
【図１１】 ウエハプロセスを説明する図である。
１：投影光学系、２：焦点位置検出照明手段、３：ビー
ムスプリッタ、４：結像光学系、５：結像光学系、６：
撮像手段、７：Ａ／Ｄ変換手段、８：積算手段、９：コ
ントラスト計算手段、１０：ステージ駆動手段、１１：
ステージ、１２：結像光学系、１３：結像光学系、１
４：Ｚ軸位置計測照明手段、１５：撮像手段、１６：Ａ
／Ｄ変換手段、１７：積算手段、１８：Ｚ軸位置計測手
段、１９：光量計測手段、２０：コントラスト補正手
段、２１：光量計測センサ、Ｗ：ウエハ、ＳＭ：基準マ
ーク（焦点位置検出用マーク）、ＷＳＭ：基準マーク計
測ウィンドウ、ＲＳ：レチクルステージ、Ｒ：レチク
ル、ＲＭ：レチクルマーク、ＷＲＭ：レチクルマーク計
測ウィンドウ、Ｓ：焦点位置検出用光学系、Ｗｐ：撮像
画面、１０１：ベンダの事業所、１０２，１０３，１０
４：製造工場、１０５：インターネット、１０６：製造
装置、１０７：工場のホスト管理システム、１０８：ベ
ンダ側のホスト管理システム、１０９：ベンダ側のロー
カルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、１１０：操作端末
コンピュータ、１１１：工場のローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）、２００：外部ネットワーク、２０１：
製造装置ユーザの製造工場、２０２：露光装置、２０
３：レジスト処理装置、２０４：成膜処理装置、２０
５：工場のホスト管理システム、２０６：工場のローカ
ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、２１０：露光装置メ
ーカ、２１１：露光装置メーカの事業所のホスト管理シ
ステム、２２０：レジスト処理装置メーカ、２２１：レ
ジスト処理装置メーカの事業所のホスト管理システム、
２３０：成膜装置メーカ、２３１：成膜装置メーカの事
業所のホスト管理システム、４０１：製造装置の機種、
４０２：シリアルナンバー、４０３：トラブルの件名、
４０４：発生日、４０５：緊急度、４０６：症状、４０
７：対処法、４０８：経過、４１０，４１１，４１２：
ハイパーリンク機能。
ムスプリッタ、４：結像光学系、５：結像光学系、６：
撮像手段、７：Ａ／Ｄ変換手段、８：積算手段、９：コ
ントラスト計算手段、１０：ステージ駆動手段、１１：
ステージ、１２：結像光学系、１３：結像光学系、１
４：Ｚ軸位置計測照明手段、１５：撮像手段、１６：Ａ
／Ｄ変換手段、１７：積算手段、１８：Ｚ軸位置計測手
段、１９：光量計測手段、２０：コントラスト補正手
段、２１：光量計測センサ、Ｗ：ウエハ、ＳＭ：基準マ
ーク（焦点位置検出用マーク）、ＷＳＭ：基準マーク計
測ウィンドウ、ＲＳ：レチクルステージ、Ｒ：レチク
ル、ＲＭ：レチクルマーク、ＷＲＭ：レチクルマーク計
測ウィンドウ、Ｓ：焦点位置検出用光学系、Ｗｐ：撮像
画面、１０１：ベンダの事業所、１０２，１０３，１０
４：製造工場、１０５：インターネット、１０６：製造
装置、１０７：工場のホスト管理システム、１０８：ベ
ンダ側のホスト管理システム、１０９：ベンダ側のロー
カルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、１１０：操作端末
コンピュータ、１１１：工場のローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）、２００：外部ネットワーク、２０１：
製造装置ユーザの製造工場、２０２：露光装置、２０
３：レジスト処理装置、２０４：成膜処理装置、２０
５：工場のホスト管理システム、２０６：工場のローカ
ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、２１０：露光装置メ
ーカ、２１１：露光装置メーカの事業所のホスト管理シ
ステム、２２０：レジスト処理装置メーカ、２２１：レ
ジスト処理装置メーカの事業所のホスト管理システム、
２３０：成膜装置メーカ、２３１：成膜装置メーカの事
業所のホスト管理システム、４０１：製造装置の機種、
４０２：シリアルナンバー、４０３：トラブルの件名、
４０４：発生日、４０５：緊急度、４０６：症状、４０
７：対処法、４０８：経過、４１０，４１１，４１２：
ハイパーリンク機能。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｍ
Ｎ
Ｆターム(参考） 2H051 AA10 BA70 BA72 BA77 CC10
CC19 DA22
5F046 AA28 BA04 DA14 DB05 FA10
FA20
Claims (27)
- 【請求項１】 平板状物体を載置したステージを投影光
学系の光軸方向に移動させる工程と、 前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介
して前記平板状物体を照明し、前記平板状物体の像を撮
像して画像情報を生成する工程と、 前記平板状物体を照明する光強度に応じて前記画像情報
を補正する工程と、 前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記画像
情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置を検出する
工程とを有することを特徴とする焦点位置検出方法。 - 【請求項２】 複数のマークが刻まれている平板状物体
を載置したステージを投影光学系の光軸方向に移動させ
る工程と、 前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介
して、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマー
クの像を撮像して画像情報を生成する工程と、 前記複数のマークを照明する光強度に応じて前記画像情
報を補正する工程と、 前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記画像
情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置を検出する
工程とを有することを特徴とする焦点位置検出方法。 - 【請求項３】 光量計測手段を用いて計測した光強度に
応じて前記画像情報を補正することを特徴とする請求項
１または２に記載の焦点位置検出方法。 - 【請求項４】 複数のマークが刻まれている平板状物体
を載置したステージを投影光学系の光軸方向に移動させ
る工程と、 前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介
して、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマー
クの像を撮像して画像情報を生成する工程と、 撮像された前記複数のマークの像のコントラスト値を算
定する工程と、 前記画像情報に含まれる撮像時の光強度情報を用いて前
記コントラスト値の補正を行う工程と、 前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記コン
トラスト値に基づいて前記投影光学系の焦点位置を検出
する工程とを有することを特徴とする焦点位置検出方
法。 - 【請求項５】 複数のマークが刻まれている平板状物体
を載置したステージを投影光学系の光軸方向に移動させ
る工程と、 前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介
して、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマー
クの像を撮像して画像情報を生成する工程と、 撮像された前記複数のマークの像のコントラスト値を算
定する工程と、 前記平板状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係が実
質的に同じ部分からの反射光を用い、前記画像情報に含
まれる撮像時の光強度情報を求める工程と、 前記光強度情報を用いて前記コントラスト値の補正を行
う工程と、 前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記コン
トラスト値に基づいて前記投影光学系の焦点位置を検出
する工程とを有することを特徴とする焦点位置検出方
法。 - 【請求項６】 前記コントラスト値の補正を行う工程で
は、前記マークから反射した光束の光量、及び前記平板
状物体部分における光量の実測値のどちらかを撮像時の
光量として、前記複数のマークの像のコントラスト値に
ついて、［コントラスト値］／［撮像時の光量］によっ
て補正コントラスト値を算出することを特徴とする請求
項４に記載の焦点位置検出方法。 - 【請求項７】 前記コントラスト値の補正を行う工程で
は、前記平板状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係
が実質的に同じ部分からの反射光の光量を撮像時の光量
として、前記複数のマークの像のコントラスト値につい
て、［コントラスト値］／［撮像時の光量］によって補
正コントラスト値を算出することを特徴とする請求項５
に記載の焦点位置検出方法。 - 【請求項８】 前記ステージの各移動位置での撮像時の
光強度が予め設定された範囲外であった場合、再度焦点
位置検出をし直すことを特徴とする請求項１〜７のいず
れかに記載の焦点位置検出方法。 - 【請求項９】 前記ステージの初期位置で撮像と光強度
計測を繰り返し、光強度のばらつきが予め設定されてい
る範囲内に収束してから焦点位置検出を開始することを
特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の焦点位置検
出方法。 - 【請求項１０】 平板状物体を載置したステージを投影
光学系の光軸方向に移動させる手段と、 前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介
して前記平板状物体を照明し、前記平板状物体の像を撮
像して画像情報を生成する手段と、 前記平板状物体を照明する光強度に応じて前記画像情報
を補正する手段と、 前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記画像
情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置を検出する
手段とを有することを特徴とする焦点位置検出装置。 - 【請求項１１】 複数のマークが刻まれている平板状物
体を載置したステージを投影光学系の光軸方向に移動さ
せる手段と、 前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介
して、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマー
クの像を撮像して画像情報を生成する手段と、 前記複数のマークを照明する光強度に応じて前記画像情
報を補正する手段と、 前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記画像
情報に基づいて、前記投影光学系の焦点位置を検出する
手段とを有することを特徴とする焦点位置検出装置。 - 【請求項１２】 撮像時の光強度を計測する光量計測手
段を備えていることを特徴とする請求項１０または１１
に記載の焦点位置検出装置。 - 【請求項１３】 複数のマークが刻まれている平板状物
体を載置したステージを投影光学系の光軸方向に移動さ
せる手段と、 前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介
して、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマー
クの像を撮像して画像情報を生成する手段と、 撮像された前記複数のマークの像のコントラスト値を算
定する手段と、 前記画像情報に含まれる撮像時の光強度情報を用いて前
記コントラスト値の補正を行う手段と、 前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記コン
トラスト値に基づいて前記投影光学系の焦点位置を検出
する手段とを有することを特徴とする焦点位置検出装
置。 - 【請求項１４】 複数のマークが刻まれている平板状物
体を載置したステージを投影光学系の光軸方向に移動さ
せる手段と、 前記ステージの複数の移動位置にて前記投影光学系を介
して、順次前記複数のマークを照明し、前記複数のマー
クの像を撮像して画像情報を生成する手段と、 撮像された前記複数のマークの像のコントラスト値を算
定する手段と、 前記平板状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係が実
質的に同じ部分からの反射光を用い、前記画像情報に含
まれる撮像時の光強度情報を求める手段と、 前記光強度情報を用いて前記コントラスト値の補正を行
う手段と、 前記ステージの複数の移動位置毎の補正された前記コン
トラスト値に基づいて前記投影光学系の焦点位置を検出
する手段とを有することを特徴とする焦点位置検出装
置。 - 【請求項１５】 前記コントラスト値の補正を行う手段
は、前記マークから反射した光束の光量、及び前記平板
状物体部分における光量の実測値のどちらかを撮像時の
光量として、前記複数のマークの像のコントラスト値に
ついて、［コントラスト値］／［撮像時の光量］によっ
て補正コントラスト値を算出するものであることを特徴
とする請求項１３に記載の焦点位置検出装置。 - 【請求項１６】 前記コントラスト値の補正を行う手段
は、前記平板状物体以外のマーク撮像光学系と位置関係
が実質的に同じ部分からの反射光の光量を撮像時の光量
として、前記複数のマークの像のコントラスト値につい
て、［コントラスト値］／［撮像時の光量］によって補
正コントラスト値を算出するものであることを特徴とす
る請求項１４に記載の焦点位置検出装置。 - 【請求項１７】 前記ステージの各移動位置での撮像時
の光強度が予め設定された範囲外であった場合、再度焦
点位置検出をし直すことを特徴とする請求項１０〜１６
のいずれかに記載の焦点位置検出装置。 - 【請求項１８】 前記ステージの初期位置で撮像と光強
度計測を繰り返し、光強度のばらつきが予め設定されて
いる範囲内に収束してから焦点位置検出を開始すること
を特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載の焦点
位置検出装置。 - 【請求項１９】 請求項１〜９のいずれかに記載の焦点
位置検出方法を用いることを特徴とする露光装置。 - 【請求項２０】 請求項１０〜１８のいずれかに記載の
焦点位置検出装置を備えることを特徴とする露光装置。 - 【請求項２１】 請求項１９または２０に記載の露光装
置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体製造工場
に設置する工程と、該製造装置群を用いて複数のプロセ
スによって半導体デバイスを製造する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体デバイス製造方法。 - 【請求項２２】 前記製造装置群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
ワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの
間で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報を
データ通信する工程とをさらに有することを特徴とする
請求項２１に記載の半導体デバイス製造方法。 - 【請求項２３】 前記露光装置のベンダもしくはユーザ
が提供するデータベースに前記外部ネットワークを介し
てアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の保守
情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半導
体製造工場との間で前記外部ネットワークを介してデー
タ通信して生産管理を行うことを特徴とする請求項２２
に記載の半導体デバイス製造方法。 - 【請求項２４】 請求項１９または２０に記載の露光装
置を含む各種プロセス用の製造装置群と、該製造装置群
を接続するローカルエリアネットワークと、該ローカル
エリアネットワークから工場外の外部ネットワークにア
クセス可能にするゲートウェイを有し、前記製造装置群
の少なくとも１台に関する情報をデータ通信することを
可能にしたことを特徴とする半導体製造工場。 - 【請求項２５】 半導体製造工場に設置された請求項１
９または２０に記載の露光装置の保守方法であって、前
記露光装置のベンダもしくはユーザが、半導体製造工場
の外部ネットワークに接続された保守データベースを提
供する工程と、前記半導体製造工場内から前記外部ネッ
トワークを介して前記保守データベースへのアクセスを
許可する工程と、前記保守データベースに蓄積される保
守情報を前記外部ネットワークを介して半導体製造工場
側に送信する工程とを有することを特徴とする露光装置
の保守方法。 - 【請求項２６】 請求項１９または２０に記載の露光装
置において、ディスプレイと、ネットワークインタフェ
ースと、ネットワーク用ソフトウェアを実行するコンピ
ュータとをさらに有し、露光装置の保守情報をコンピュ
ータネットワークを介してデータ通信することを可能に
したことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２７】 前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供する
保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
能にすることを特徴とする請求項２６に記載の露光装
置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2001278107A JP5002100B2 (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | 焦点位置検出方法及び焦点位置検出装置 |
| US10/241,533 US6762825B2 (en) | 2001-09-13 | 2002-09-12 | Focal point position detecting method in semiconductor exposure apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001278107A JP5002100B2 (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | 焦点位置検出方法及び焦点位置検出装置 |
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|---|---|
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Family
ID=19102522
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|---|---|---|---|
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