(57)【要約】【課題】現在露光処理中のJOBと予約中のJOBの処理時間と水銀ランプ点灯時の安定状態到達時間を考慮し、露光処理中であっても水銀ランプの消灯を可能とする水銀ランプの点灯/消灯制御システムを有する露光装置を提供すること。【解決手段】基板の露光処理を行う光源として複数のランプを有する露光装置におけるランプの点灯制御方法において、現在露光処理中のJOBと予約中のJOBの使用ランプ本数および予測処理時間と、使用ランプの点灯時の安定状態到達時間とを考慮した上で、露光処理時間に影響を与えないようにランプの点灯/消灯のスケジュールを作成し、該スケジュールに基づき点灯/消灯制御をする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の露光処理を行う光源として複数のランプを有する露光装置におけるランプの点灯制御方法において、現在露光処理中のJOBと予約中のJOBの使用ランプ本数および予測処理時間と、使用ランプの点灯時の安定状態到達時間とを考慮した上で、露光処理時間に影響を与えないようにランプの点灯/消灯のスケジュールを作成し、該スケジュールに基づき点灯/消灯制御をすることを特徴とする露光装置におけるランプの点灯制御方法。
【請求項２】
前記各JOBの予測処理時間を各JOB情報から算出するステップを有することを特徴とする請求項１に記載のランプ点灯制御方法。
【請求項３】
前記ランプの点灯/消灯スケジュール作成を、各JOBの使用ランプ本数と予測処理時間および該露光装置搭載の各ランプの消灯優先順位により決定するステップを有することを特徴とする請求項１に記載のランプ点灯制御方法。
【請求項４】
前記各ランプ消灯優先順位を、各ランプの点灯使用時間より決定するステップを有することを特徴とする請求項１に記載のランプ点灯制御方法。
【請求項５】
各ランプの点灯使用時間の差が一定量を超えた場合、点灯使用ランプの再セットをすることを可能とするステップを有することを特徴とする請求項１に記載のランプ点灯制御方法。
【請求項６】
各ランプの点灯使用時間の差が一定量内の場合、当該JOBの目標照度が装置搭載の全ランプ点灯状態でも、入力電流の調整により実現可能なときには、各JOBで指定されたランプ本数によらず、全ランプ点灯で目標照度を実現することを特徴とする請求項１に記載のランプ点灯制御方法。
【請求項７】
複数のランプを用いて原版のパターンを基板上に露光する露光装置において、現在露光処理中のJOBと予約中のJOBの使用ランプ本数および予測処理時間と、使用ランプの点灯時の安定状態到達時間とを考慮した上で、露光処理時間に影響を与えないようにランプの点灯/消灯のスケジュールを作成し、該スケジュールに基づき点灯/消灯制御をすることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置等の光源の点灯制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、露光装置に露光光源として搭載されている複数本の水銀ランプは、安定した露光光が得られるまでには点灯開始から数分から十数分必要であるため、露光光の光源として使用していないときでも単純に消灯することができず、定格電力にて常時点灯状態で運用している。また、光源として露光装置に搭載している水銀ランプの一部だけを使用するJOBに対して露光処理をする場合には、不要な水銀ランプはシャッター等で遮光している。
【０００３】
従来、「生産中のJOBの重ね合わせ計測時と、基板の搬入出時の、水銀ランプの定格電力使用が不要になるタイミングで最小電力にする」と言う水銀ランプ点灯制御方法が主張されている(特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８１０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光源として複数本の水銀ランプを有する露光装置では、露光処理を行っているときには無条件で全ての水銀ランプを定格電力で点灯しているため、無駄な電力を消費しているという点と、水銀ランプが消灯状態から安定した点灯状態になるまでには数分から十数分の時間が必要であるため、簡単に消灯することができないという点が問題であった。また、露光処理中には電力の消費を抑えるための制御を行っていないため、改善の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、現在露光処理中のJOBと予約中のJOBの使用ランプ本数および予測処理時間と、水銀ランプ点灯時の安定状態到達時間とを考慮し、露光処理中であっても水銀ランプの消灯を可能とする水銀ランプの点灯/消灯制御システムを有する露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。基板の露光処理を行う光源として複数の水銀ランプを有する露光装置における水銀ランプの点灯制御方法において、現在露光処理中のJOBと予約中のJOBの使用ランプ本数および予測処理時間と、使用水銀ランプの点灯時の安定状態到達時間とを考慮した上で、露光処理時間に影響を与えないように水銀ランプの点灯/消灯のスケジュールを作成し、該スケジュールに基づき点灯/消灯制御をする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明よれば、現在露光処理中のJOBと予約中のJOBの使用ランプ本数および予測処理時間と、水銀ランプ点灯時の安定状態到達時間とを考慮し、水銀ランプを消灯可能な場合には消灯することで、消費電力が低減され、その結果、一基板あたりの電力コストを低減することができる。また、本発明においては各ランプを個別に消灯することもあるが、各ランプの点灯使用実績時間に応じて消灯優先順位を決め、優先順位が高いランプを消灯することにすれば、各ランプの点灯使用時間に大きな差異が発生することを抑制することができる。そうすることで、いずれかのランプが点灯使用限度時間に到達したとき、各ランプの点灯使用時間に大きな差異が発生することを抑制することができる。その結果、全てのランプを同時に交換をすることができるため、メンテナンス性も低下しない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】露光装置とその周辺の一例を示す模式図
【図２】光源およびその周辺の一例を示す模式図
【図３】光源およびその周辺と制御手段との接続の一例を示す模式図
【図４】第一の実施例におけるランプ制御スケジュール決定のフロー
【図５】何れかのランプが点灯使用限度時間に到達した際の各ランプの点灯使用時間の差を表す一例図
【図６】第二の実施例を適用した際の各ランプの点灯使用時間の差を表す一例図
【図７】ランプ制御イベントの簡略化したタイミングチャート１
【図８】ランプ制御イベントの簡略化したタイミングチャート２
【図９】ランプ制御イベントの簡略化したタイミングチャート３
【図１０】ランプ制御イベントの簡略化したタイミングチャート４
【図１１】ランプ制御イベントの簡略化したタイミングチャート５
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
〔第1実施形態〕
第一の実施例として本発明を適用した露光方法および露光装置について説明する。図１は本発明を適用した露光方法を使用した露光装置と、その周辺の模式図である。同図において、１１４は外部システムの通信インターフェース部（ホストインターフェース部）であり、ホストコンピュータ等の外部システム１１５との通信を行う。１１２はロット処理管理制御手段であり、マンマシンインターフェース部１１３、ホストインターフェース部１１４からのJOB処理実行命令を受信する。
【００１２】
JOB処理管理制御手段１１２は、複数のJOB処理の実行命令を受けることができ、内部にキューイングすることもできる。１１０は露光処理制御手段であり、装置全体の動作を統括制御する役割を担う。JOB処理管理制御手段１１２は処理順序に従って露光処理制御手段１１０へ露光処理実行命令を発行し、露光処理制御手段１１０は受信した命令に従って露光処理を実行する。また、１２０は露光装置全体を示す。
【００１３】
露光装置１２０は、露光処理部１１を備えている。露光処理部１１は、マスクを支持するマスクステージ１３と、基板１４を支持する基盤ステージ１５を有する。また、マスクステージ１３に支持されているマスク１３を露光光で照明する照明光学系１６と、露光光で照明されたマスク１２のパターンを基板ステージ１５上の基板１４に投影露光する投影光学系１７とを備える。
【００１４】
図２は本発明における光源とその周辺部の実施例を示す。３本の水銀ランプ２１、２４、２７を搭載し、ランプそれぞれが、個別のランプボックス２２、２５、２８内に配置され、ランプボックスに設けられたシャッター２３、２６、２９を閉鎖することにより、ランプを個別に遮光することができる。また、ランプの点灯/消灯についても個別に制御できるものとする。本実施例ではランプを３本搭載した露光装置の例を挙げたが、それに限定されるものではない。
【００１５】
図３はランプボックスとランプおよびシャッターの制御部の構成を個別に示す概略図である。ランプ制御手段３１からの制御信号によりランプ３３のON/OFFが切り替えられ、また、シャッター制御手段３２からの制御信号によりシャッター３４の開閉が切り替えられる。
【００１６】
ここまでは、光源として水銀ランプと述べてきたが、光源に関しては、水銀ランプに限定するものではなく、同等の照度を得られるのであれば、他の光源を使用してもよい。
【００１７】
ここまで、本発明を適用した露光装置の構成例を説明した。以下、本発明の特徴である、露光処理中におけるランプ制御の第一の実施例について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００１８】
前記の露光装置１２０において、外部システム１１５によるホストインターフェース１１４からの指示JOB処理管理制御手段１１２にJOBを予約できる。また、装置操作者によるマンマシンインターフェース１１３からの指示で、JOB処理管理制御手段１１２にJOBを予約することもできる。例えば、予約されたJOBはキューイングすることにしてもよい。以降、nをJOB処理管理制御手段１１２に予約されているJOBの総数とし、JOB(i)をi番目に予約されたJOBとして説明する。
【００１９】
先ず、JOB処理管理制御手段１１２はステップS1において、JOB処理管理制御手段１１２に１番目に予約されたJOBから順に、JOB(i)の予測処理時間を算出する。一例として、JOBの予測処理時間は、JOB毎に設定されたレイアウト、基板枚数、基板交換スピード、スキャンスピードに加え、個々の露光装置の性能から総合的に算出する。
【００２０】
次に、JOB処理管理制御手段１１２はステップS2において、JOB(i)の使用ランプ本数とステップS1で算出した予測処理時間から、JOB(i)中のランプ制御イベントの決定をする。ここでランプ制御イベントとは、「対象ランプ本数」、「消灯/点灯」、「タイミング」の情報を持つものということにする。また、上記タイミングとは、「JOB中のいつ」を表しており、例えば、「JOB開始時」、「JOB開始時から１０分後」などと設定することにする。
【００２１】
ランプ制御イベントの決定の際に考慮すべきは、各JOBの使用ランプ数の増減と予測処理時間およびランプ照度安定時間である。ランプ照度安定時間に関しては、以降Tsと呼ぶ。
【００２２】
以下、JOBの使用ランプ数の増減に注視した場合分けをし、ランプ制御イベントの決定の詳細を説明する。
【００２３】
（１）JOB(i)にて使用ランプ本数が少なくなる場合、「JOB(i)開始時にJOB(i)の使用ランプ数を残し、残りを消灯させる」というランプ制御イベントに決定する（図７）。ただし、「次に当該ランプを点灯使用するまでの時間≦Ts」である場合には消灯はしない（図８）。ここで、「次に当該ランプを点灯使用するまでの時間」とは、１つのJOBの予測処理時間とは限らず、複数のJOBの予測処理時間の合計である可能性もある。
【００２４】
（２）JOB(i)にて使用ランプ数が多くなる場合、「JOB(i)開始予定よりTsだけ前に使用予定ランプを点灯させる」というランプ制御イベントに決定する。つまり、JOB(i-1) 開始から「JOB(i-1)の予測処理時間−Ts」後に使用予定ランプを点灯させることになる（図９）。ただし、「JOB(i-1)の予測処理時間≦Ts」である場合は、JOB(i-2)の露光処理中にランプを点灯させることになる。そのときのランプ点灯タイミングはJOB(i-2) 開始から「JOB(i-2)の予測処理時間＋JOB(i-1)の予測処理時間−Ts」後となる（図１０）。「JOB(i-1)からJOB(i-j)までの予測処理時間の総和≦Ts」となる限り、その１つ前のJOB(i-j-1)を、考慮の対象に加え、点灯させるタイミングを特定する（図１１）。
【００２５】
（３）JOB(i)の使用ランプ本数とJOB(i-1)の使用ランプ本数が同じ場合、特にランプ制御イベントは決定しない。ただし、他のJOBにて決定されたランプ制御イベントが当該JOBで実施されることもあり得る。例えばJOB(i+1)でランプ使用本数が多くなるような場合、（２）のケースに当てはまり、「JOB(i)の予測処理時間＞Ts」という条件を満たせば、JOB(i)に対し、『JOB(i) 開始から「JOB(i)の予測処理時間−Ts」後に使用予定ランプを点灯させる』というランプ制御イベントを決定することになる。
【００２６】
ここまでに述べたランプ制御イベントによって、「露光光としては使用しないが点灯させているランプ」が存在することになるが、JOB(i)で露光光として使用するランプ以外のシャッターはJOB(i)の開始時に閉鎖状態にする制御にすれば問題はない。
【００２７】
JOB処理管理制御手段１１２はステップS3、ステップS4にて各ランプの消灯優先順位の決定と、JOB(i)のランプ制御のスケジュールをJOB毎に一連で決定する。
【００２８】
まずは消灯優先順位を決定する方法の説明をする。「点灯実績時間＋JOB(i)開始時までの予測点灯時間」が多いランプ程、消灯優先順位を上位とする。点灯時間が同じになってしまう場合は、例えば、各ランプに番号を設け、ランプ番号の昇順で消灯優先順を上位に決定することにしてもよい。
【００２９】
次に、ランプ制御のスケジュールを決定する方法の説明をする。ランプ制御のスケジュールは上記ランプの制御イベントとその時点でのランプ消灯優先順位により決定する。消灯優先順位の高いほうから順にランプ制御イベントで決定された内容を実施するようにスケジュールを決定していくことにする。
【００３０】
具体的には、i=1のときは「JOB(i)開始時までの予測点灯時間」がないことになり、点灯実績時間をランプ毎に比較し、消灯優先順位を決定する。JOB(1)のランプの制御イベントと消灯優先順位からJOB(1)のランプ制御のスケジュールが決定される。この結果、JOB(2)開始時までの予測点灯時間が算出できることになるので、JOB(2) 時点での各ランプの消灯優先順位を決定できることになる。以降、繰り返すことで、予約されている全てのJOBのランプ制御スケジュールが決定できる。
【００３１】
ここまで図４のフローチャートを用いてJOB処理管理制御手段１１２がJOB(i)のランプ制御スケジュールを決定していく方法を説明してきたが、当該フローはJOB処理管理制御手段１１２に予約されているJOB情報が更新される毎に実施することにしてもよい。また、同時に各ランプの点灯使用実績時間を更新することにしてもよい。上記タイミングで図４のフローを実施すれば、予約されているJOBの更新および各ランプの点灯予測時間とて点灯実績時間との差異にも対応できるため、随時的確なランプ制御イベントを決定することができる。
【００３２】
上記で決定したランプ制御のスケジュールを基に、露光処理中に使用していないランプに対し、点灯/消灯制御をする。第一の実施例によれば、一定時間以上使用しないランプは露光処理中であっても消灯することが可能となり、消費電力の削減とランプ寿命の延命が可能となる。
【００３３】
〔第２実施形態〕
次に、第二の実施例として本発明を適用した別のランプ制御方法について説明する。第二の実施例における露光装置の概要は、第一の実施例において図１、図２、図３を用いて説明した内容と同様なため、ここでは説明を省略する。第一の実施例では、当該JOBにおいて指定しているランプ使用本数が装置搭載本数よりも少ない場合には、各ランプの使用時間に応じた消灯優先順位に従い、消灯可能なランプを消灯することにした。第一の実施例においては、予約されるJOBの組み合わせによって各ランプの点灯使用時間に大きな差異が発生することも考えられる。
【００３４】
例えば、３本のランプを有する露光装置において、点灯使用ランプが２本のJOBが繰り返し露光処理されるといったケースである。第一の実施例においては、ランプの使用本数が変わらない場合には使用ランプの変更の制御を行っていないため、特定の２本のランプが使われ続けることになる。以上から、第一の実施例では、消費電力は最小限に抑制することができるが、露光装置に搭載されている一部のランプだけ突出して点灯使用限度時間に到達してしまうことも考えられる。そこで、第二の実施例では、各ランプの点灯使用時間に大きな差異が発生することを抑制するためのランプ点灯制御を行う。
【００３５】
図５は第二の実施例における何れかのランプが点灯使用限度時間に到達したときの各ランプの点灯使用時間例を表したグラフである。図５の例では、光源として３本のランプを搭載する露光装置において、ランプＢが点灯使用限度時間に到達したときに、全てのランプの点灯使用時間の差がトレランス内に収まっている状態を表している。図５に記載のトレランスには、ランプの点灯使用限度時間に対して、実際のランプ交換時間との差が許容できる時間を設定するのが望ましい。
【００３６】
第二の実施例では、各ランプの点灯使用時間の最長と最短の差を監視し、トレランス内に収まるようにランプ点灯制御を行う。ここで、該トレランスは、作業者がマンマシンインターフェース１１３を介して、JOB処理管理制御手段１１２に登録できるようにしてもよい。
【００３７】
第二の実施例は、第一の実施例に処理を加えることで実現する。JOB(i)の終了時の各ランプの予測点灯使用時間を比較し、最長と最短の差がトレランスを超えると予想される場合には、消灯しているランプを全て、または消灯優先順位の低いランプ、つまり点灯使用時間の短いランプから順にJOB(i+1)で使用するランプ本数だけ点灯する。点灯するタイミングはJOB(i) 開始から「JOB(i)の予測処理時間−Ts」後とすればよい。上記の処理の結果、JOB(i+1)の開始時には優先的に点灯させたいランプが照度安定状態で点灯しているので、JOB(i+1)の開始時のランプ制御スケジュールの際に露光光として使用するランプが消灯優先順位の低いランプに変更される。
【００３８】
第二の実施例によると、JOB単位で露光装置に搭載されているランプの点灯使用時間をトレランス内に収まるように制御していくため、各ランプの点灯使用時間に大きな差異が発生することを抑制することができる。つまりは、いずれかのランプが点灯点灯使用限度時間に到達したとき、各ランプの点灯使用時間に大きな差異が発生することを抑制することができることになる。その結果、全てのランプを同時に交換をすることができるため、メンテナンス性の向上が見込まれる。
【００３９】
〔第３実施形態〕
次に、第三の実施例として本発明を適用した別のランプ制御方法について説明する。第三の実施例における露光装置の概要は、第一の実施例において図１、図２、図３を用いて説明した内容と同様なため、ここでは説明を省略する。第一の実施例では、当該JOBにおいて指定しているランプ使用本数が装置搭載本数よりも少ない場合には、各ランプの使用時間に応じた消灯優先順位に従い、消灯可能なランプを消灯することにした。第一の実施例においては、予約されるJOBの組み合わせによって各ランプの使用時間に偏りが出ることも考えられる。第三の実施例では、各ランプの点灯使用時間の最長と最短の差にトレランスを設ける。ここで、各ランプの使用時間の最長と最短の差がトレランス内であり、当該JOBの目標照度が装置搭載ランプ数で実現可能であるならば、JOBで指定されている使用ランプ数が装置搭載ランプ数の一部であっても、装置搭載ランプ数で目標照度を実現した露光光を露光処理に用いる。第三の実施例によれば、全てのランプをバランスよく使用していくことできる。
【符号の説明】
【００４０】
１１      露光処理部
１２      マスク
１３      マスクステージ
１４      基板
１５      基板ステージ
１６      照明光学系
１７      投影光学系
１１０    露光処理制御手段
１１１    記憶手段
１１２    ロット処理管理制御手段
１１３    マンマシンインターフェース
１１４    ホストインターフェース
１１５    外部システム
１２０    露光装置
２０      照明光学系
２１      ランプ
２２      ランプボックス
２３      シャッター
２４      ランプ
２５      ランプボックス
２６      シャッター
２７      ランプ
２８      ランプボックス
２９      シャッター
２１０    露光光
３０      露光装置制御手段
３１      ランプ制御手段
３２      シャッター制御手段
３３      ランプ
３４      シャッター
３５      ランプボックス
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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