(57)【要約】【課題】  低コストで特別な知識を有しなくとも露光装置等で用いられる膨大な情報を効率的且つ容易に管理することができるように保存する情報保存方法、及び当該情報を露光装置等で使用する情報使用方法を提供する。【解決手段】  記憶部５３には、露光装置の装置状態を示す状態情報、露光装置の各種設定値及び装置性能を示す装置情報、露光装置で行う露光処理に関するプロセス情報、及び各種計測情報が逐次記憶される。これらの情報に対して、システムコントローラ５５の作成プログラムはＭＰＥＧ−７に則ったメタデータを作成する。検索プログラムによるメタデータの使用頻度等に応じてメタデータに対して重み付けを行い、重みに応じて上記の情報を選別するとともにメタデータの更新を行う。【選択図】  図３
2005322721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の位置に関する情報を保存する情報保存方法であって、
物体上に検出ビームを照射し、該検出ビームの照射により該物体の表面上で発生したビームを受光して、該物体の表面を測定して測定データ情報を得る第１工程と、
前記第１工程で測定された測定データ情報を第１規則に従って管理するために、該第１規則を定義する参照用データを作成する第２工程と、
前記測定データ情報を前記第１規則に従って保存し、且つ該測定データ情報とは別に前記参照用データを保存する第３工程と、
前記第２工程で作成された前記参照用データの内容を、前記第１規則とは異なる第２規則を定義する内容に更新する第４工程と、
前記測定データ情報を前記第２規則に従って保存し、且つ該測定データ情報とは別に前記第４工程で更新された参照用データを保存する第５工程と
を含むことを特徴とする情報保存方法。
【請求項２】
前記参照用データは、前記測定データ情報から所定の特徴を抽出して表示したものであって、
前記第１規則を定義する前記参照用データは、互いに異なる複数種類の特徴を表示する複数の表示形態データを含み、
前記第４工程において、前記参照用データを、前記第１規則を定義した参照用データから前記第２規則を定義する参照用データに更新する際には、前記複数種類の表示形態データに対してそれぞれ使用頻度又は重要度に応じた重みを付与した上で、該第２規則を定義する参照用データへ更新することを特徴とする請求項１記載の情報保存方法。
【請求項３】
前記表示形態データに対する重みのうち、前記使用頻度の大きいものほど該重みを大きくし、
又は前記表示形態データに対する重みのうち、計測不能となったことを示す表示形態データの重みほど他の表示形態データに比して該重みを大きくする
ことを特徴とする請求項２記載の情報保存方法。
【請求項４】
前記第２規則を定義する参照用データを記憶装置の記憶領域へ保存する際には、前記重みに応じて該記憶領域内の領域サイズを割り当てながら、該記憶装置に記憶することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の情報保存方法。
【請求項５】
前記参照用データは、前記測定データ情報に対して所定の演算処理を施して得られた、該測定データ情報の特徴を代表的に示す数値データを含むことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の情報保存方法。
【請求項６】
前記第２工程では、前記参照用データを、国際標準規格ＭＰＥＧ−７に準じて作成することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の情報保存方法。
【請求項７】
物体の位置に関する情報を取得する位置計測装置において、該情報を使用する情報使用方法であって、
物体上に検出ビームを照射し、該検出ビームの照射により該物体の表面上で発生したビームを受光して、該物体の表面を測定して測定データ情報を得る第１工程と、
前記第１工程で測定された測定データ情報を管理する参照用データとして、該測定データ情報に対して所定の演算処理を施して該測定データ情報の特徴を代表的に示す数値データ情報を作成する第２工程と、
前記数値データ情報と、前記第２工程後に前記第１工程を行って得られた前記測定データ情報とを比較して、両者間の変化量を求める第３工程と、
前記第３工程で得られた前記変化量が所定の許容値以上であれば、該変化量に基づいて前記位置計測装置に所定の動作を実行せしめる第４工程と
を有することを特徴とする位置計測装置の情報使用方法。
【請求項８】
前記第４工程では、前記位置計測装置に、前記変化量を前記所定の許容値以上であることに基づく警告動作を行わしめることを特徴とする請求項７記載の情報使用方法。
【請求項９】
マスク上に形成されたパターンを基板上に転写露光する露光装置の動作に関連する動作情報を保存する情報保存方法であって、
前記動作情報を得る第１工程と、
前記第１工程で得られた動作情報を第１規則に従って管理するために、該第１規則を定義する参照用データを作成する第２工程と、
前記動作情報を前記第１規則に従って保存し、且つ該動作情報とは別に前記参照用データを保存する第３工程と、
前記第２工程で作成された前記参照用データの内容を、前記第１規則とは異なる第２規則を定義する内容に更新する第４工程と、
前記動作情報を前記第２規則に従って保存し、且つ該動作情報とは別に前記第４工程で更新された参照用データを保存する第５工程と
を含むことを特徴とする情報保存方法。
【請求項１０】
前記動作情報は、前記基板を保持して移動する移動ステージの移動量又は移動位置に関する測定情報を含み、
前記参照用データは、前記測定情報に対して所定の演算処理を施して得られた、該測定情報の特徴を代表的に示す数値データを含むことを特徴とする請求項９記載の情報保存方法。
【請求項１１】
マスク上に形成されたパターンを、投影光学系を介して基板上に転写露光する露光装置の動作に関連する動作情報を使用する情報使用方法であって、
前記動作情報を得る第１工程と、
前記第１工程で得られた前記動作情報を管理する参照用データとして、該動作情報に対して所定の演算処理を施して該動作情報の特徴を代表的に示す数値データ情報を作成する第２工程と、
前記数値データ情報と、前記第２工程後に前記第１工程を行って得られた前記動作情報とを比較して、両者間の変化量を求める第３工程と、
前記第３工程で得られた前記変化量に基づいて前記露光装置に所定の動作を実行せしめる第４工程と
を有することを特徴とする露光装置の情報使用方法。
【請求項１２】
前記動作情報は、前記基板を保持して移動する移動ステージの、前記投影光学系のフォーカス方向における移動量又は移動位置に関する測定情報を含み、
前記第４工程では、前記露光装置に、前記変化量に基づく前記移動ステージの前記フォーカス方向における移動動作を行わしめることを特徴とする請求項１１記載の情報使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測により得られた物体の位置に関する情報又はマスクに形成されたパターンを基板上に転写する露光装置の動作に関連する動作情報を保存する情報保存方法、及び当該情報を位置計測装置又は上記露光装置で使用する情報使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他のデバイスの製造工程の１つであるフォトリソグラフィ工程においては、露光処理、現像処理、及び各種の基板処理が繰り返し行われる。上記の露光処理は、露光装置を用いてマスクやレチクル（以下、これらを総称する場合にはマスクという）に形成されたパターンを、フォレジスト等の感光剤が塗布されたウェハやガラスプレート等（以下、これらを総称する場合は、基板という）に転写する処理であり、現像処理は露光処理を終えた基板上の感光剤を現像して基板上にレジストパターンを形成する処理である。また、上記の基板処理は、例えばレジストパターンの形状に基板をエッチングする処理、基板に不純物をドープする処理、基板上に配線を形成する処理、その他の処理である。
【０００３】
上記の露光処理、現像処理、及び各種の基板処理を行うことにより基板上には１つの層（レイヤ）が形成される。上述した各種デバイスは、複数のマスクを交換しながら上記露光処理、現像処理、及び各種の基板処理を数回〜数十回程度繰り返し行い、複数のレイヤを重ね合わせることにより製造される。露光装置を用いた露光処理においては、各レイヤを形成する度に、マスク及び基板の位置計測並びにマスクと基板との位置合わせ（以下、これらをアライメントという）を行うアライメント工程、露光光をマスクに照射してマスクを介した露光光で基板を露光する露光工程が行われる。
【０００４】
上記のアライメント工程は、基板の大まかな位置合わせを行うプリアライメント工程、基板に設けられた位置計測用マークの大まかな位置情報を計測するサーチアライメント工程、上記位置計測用マークの位置情報を高精度に計測し、この計測結果に基づいて精確に基板の位置合わせを行うファインアライメント工程が設けられている、これらの各々の工程においては、マスク及び基板の位置情報の計測及び位置合わせを行うために、各種の制御情報が必要になる。また、上記の露光工程においても、基板上に塗布された感光剤の感光特性を示す情報及びマスクの照明条件を設定する情報等の各種制御情報が必要になる。
【０００５】
また、露光装置においては、保守及び管理を行うために各種動作を実行した際の動作結果又は装置状態を示す装置情報及び上記位置計測用マークの計測結果を示す計測情報等の各種情報が一定期間ログファイルとして記録装置に記録される。露光装置に問題が生じたときには、このログファイルに記録された内容を参照することで原因究明が行われる。このように、露光装置においては、露光装置に所定の動作を行わしめるための各種制御情報、及び動作結果又は装置状態等を示す各種情報が用いられている。
【０００６】
これらの情報を露光装置の保守等に活用するためには、記録装置に記録された情報の管理が重要になる。つまり、記録装置内において、どの情報が何処に記録されているかを全て把握する必要がある。かかる情報の管理が不十分である場合には、記録装置に記録された情報から必要な情報を得ることができず、保守等のために情報を有効活用することができない。また、露光装置で用いられる各種制御情報並びに装置情報及び計測情報は膨大な量であり、しかも露光装置は２４時間連続稼働されることが多いため、管理すべき情報量は極めて膨大なものになる。このため、従来は露光装置で用いられる各種情報の管理は十分な知識を有する者のみによって行われていた。
【０００７】
尚、以下の特許文献１には、露光装置に設けられたログファイルを参照してエラーの発生状況を示す情報のみを集計することで、エラーに関する格別な知識を必要とすることなく露光装置におけるエラーの発生状況を把握することができるようにした技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−０６９００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、露光装置の保守等を行う場合には、エラーの発生状況を示す情報のみならず、露光装置の装置情報及び計測情報が必要になることがある。このような情報から必要な情報を得るためには、上述した通り露光装置の記録装置に記録された情報を管理するための十分な知識が必要であるため、この知識を有しない者は必要な情報を得ることができないという問題があった。
【０００９】
かかる問題を解決すべく、記録装置に記録された情報のデータベースを作成して管理することも考えられる。しかしながら、露光装置で用いられる各種情報は膨大な量であるため、記録装置の記録容量の制限から記憶装置に記録される情報は直近の所定期間のもののみであり、所定期間よりも過去の情報は破棄（消去又は上書き）されるという特殊性を有する。このような特殊性を有する情報の管理を市販のデータベース管理プログラムで行うことは困難であるという問題がある。
【００１０】
また、情報の特殊性に合わせたデータベース管理プログラムを独自に開発することも考えられるが、開発及び維持にはコスト及び時間がかかるという問題がある。更に、独自に開発したデータベースは独自の規格であるが故に変更が困難であり、変更が必要な場合には再度新たなデータベースの作成が必要になり、管理が極めて煩雑になるという問題があった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低コストで特別な知識を有しなくとも露光装置等で用いられる膨大な情報を効率的且つ容易に管理することができるように保存する情報保存方法、及び当該情報を露光装置等で使用する情報使用方法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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の情報保存方法は、物体（Ｗ）の位置に関する情報を保存する情報保存方法であって、物体上に検出ビームを照射し、該検出ビームの照射により該物体の表面上で発生したビームを受光して、該物体の表面を測定して測定データ情報を得る第１工程と、前記第１工程で測定された測定データ情報を第１規則に従って管理するために、該第１規則を定義する参照用データ（ＭＤ）を作成する第２工程と、前記測定データ情報を前記第１規則に従って保存し、且つ該測定データ情報とは別に前記参照用データを保存する第３工程と、前記第２工程で作成された前記参照用データの内容を、前記第１規則とは異なる第２規則を定義する内容に更新する第４工程と、前記測定データ情報を前記第２規則に従って保存し、且つ該測定データ情報とは別に前記第４工程で更新された参照用データを保存する第５工程とを含むことを特徴としている。
また、本発明の情報保存方法は、マスク（Ｒ）上に形成されたパターンを基板（Ｗ）上に転写露光する露光装置（ＥＸ）の動作に関連する動作情報を保存する情報保存方法であって、前記動作情報を得る第１工程と、前記第１工程で得られた動作情報を第１規則に従って管理するために、該第１規則を定義する参照用データを作成する第２工程と、前記動作情報を前記第１規則に従って保存し、且つ該動作情報とは別に前記参照用データを保存する第３工程と、前記第２工程で作成された前記参照用データの内容を、前記第１規則とは異なる第２規則を定義する内容に更新する第４工程と、前記動作情報を前記第２規則に従って保存し、且つ該動作情報とは別に前記第４工程で更新された参照用データを保存する第５工程とを含むことを特徴としている。
これらの発明によると、物体表面の測定データ情報又は露光装置の動作情報が得られると、これらを管理する第１規則を定義する参照用データが作成されて各々が個別に保存される。また、参照用データが第１規則とは異なる第２規則に変更されると、測定データ情報又は露光装置の動作情報が第２規則に従って保存され、更新された参照量データはこれらとは個別に保存される。
上記課題を解決するために、本発明の情報使用方法は、物体（Ｗ）の位置に関する情報を取得する位置計測装置（４４）において、該情報を使用する情報使用方法であって、物体上に検出ビームを照射し、該検出ビームの照射により該物体の表面上で発生したビームを受光して、該物体の表面を測定して測定データ情報を得る第１工程と、前記第１工程で測定された測定データ情報を管理する参照用データとして、該測定データ情報に対して所定の演算処理を施して該測定データ情報の特徴を代表的に示す数値データ情報を作成する第２工程と、前記数値データ情報と、前記第２工程後に前記第１工程を行って得られた前記測定データ情報とを比較して、両者間の変化量を求める第３工程と、前記第３工程で得られた前記変化量が所定の許容値以上であれば、該変化量に基づいて前記位置計測装置に所定の動作を実行せしめる第４工程とを有することを特徴としている。
また、本発明の情報使用方法は、マスク（Ｒ）上に形成されたパターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上に転写露光する露光装置（ＥＸ）の動作に関連する動作情報を使用する情報使用方法であって、前記動作情報を得る第１工程と、前記第１工程で得られた前記動作情報を管理する参照用データとして、該動作情報に対して所定の演算処理を施して該動作情報の特徴を代表的に示す数値データ情報を作成する第２工程と、前記数値データ情報と、前記第２工程後に前記第１工程を行って得られた前記動作情報とを比較して、両者間の変化量を求める第３工程と、前記第３工程で得られた前記変化量に基づいて前記露光装置に所定の動作を実行せしめる第４工程とを有することを特徴としている。
これらの発明によると、物体表面の測定データ情報又は露光装置の動作情報が得られると、測定データ情報又は動作情報に対して所定の演算処理が施されて測定データ情報又は動作情報の特徴を代表的に示す数値データ情報が参照用データとして作成される。この参照用データを作成した後で測定データ情報又は動作情報が得られると、この測定データ情報又は動作情報と数値データ情報とが比較されて両者間の変化量が求められ、変化量が所定の許容値以上であればこの変化量に基づいて位置計測装置又は露光装置において所定の動作が実行される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、物体表面の測定データ情報又は露光装置の動作情報に対し参照用データをこれらとは別に作成し、この参照用データを用いて測定データ情報又は動作情報を管理しているため、特別な知識を有しない者でも膨大な情報から必要な情報を効率的且つ容易に得ることができるという効果がある。また、参照用データの変更に合わせて測定データ又は露光動作が参照用データの規則に従って保存されるため、これらのデータの保存領域の制限から保存することができる情報量が制限される場合であっても測定データ情報又は動作情報と参照用データとの間に不整合が生ずることがなく、管理を効率的且つ容易に行うことができる。
また、本発明によれば、物体表面の測定データ情報又は露光装置の動作情報を代表的に示す数値データ情報を作成し、この数値データ情報と新たに得られる測定データ情報又は動作情報とを比較して変化量を求め、この変化量に応じて位置計測装置又は露光装置において所定の動作を実行しているため、位置計測装置又は露光装置の動作を止めることなく動作中に装置状況を変えることができるという効果がある。この結果、位置計測装置又は露光装置の装置状態を調整する工程を省略することができるため、装置の稼働時間を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による情報保存方法及び情報使用方法について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による情報保存方法及び情報使用方法が用いられる露光装置ＥＸの全体構成の概略を示す図である。図１に示す露光装置ＥＸは、図１中の投影光学系ＰＬに対してマスクとしてのレチクルＲと基板としてのウェハＷとを相対的に移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンをウェハＷに逐次転写して半導体素子を製造するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置である。
【００１５】
尚、以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１に示すＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウェハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウェハＷに対して直交する方向に設定されている。図１中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施形態ではレチクルＲ及びウェハＷを同期移動させる方向（同期移動方向ＳＤ）をＹ方向に設定している。
【００１６】
図１において、１は断面が略長方形状の平行光束である露光光ＩＬを射出する露光光源であり、例えばＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）である。露光光源１からの波長１９３ｎｍの紫外パルスよりなる露光光ＩＬは、ビームマッチングユニット（ＢＭＵ）２を通り、光アッテネータとしての可変減光器３に入射する。露光光源１の発光の開始及び停止、並びに出力（発振周波数、パルスエネルギー、パルス数）は、主制御系２４が制御する。また、主制御系２４は、可変減光器３における減光率を段階的、又は連続的に調整する。
【００１７】
可変減光器３を通った露光光ＩＬは、レンズ系４ａ，４ｂよりなるビーム成形系５を経て第１段のオプティカル・インテグレータ（ユニフォマイザ、又はホモジナイザ）としての第１フライアイレンズ６に入射する。この第１フライアイレンズ６から射出された露光光ＩＬは、第１レンズ系７ａ、光路折り曲げ用のミラー８、及び第２レンズ系７ｂを介して第２段のオプティカル・インテグレータとしての第２フライアイレンズ９に入射する。第２フライアイレンズ９の射出面、即ちレチクルＲのパターン面に対する光学的なフーリエ変換面（照明系の瞳面、投影光学系ＰＬの瞳面と光学的に共役な面）には複数の開口絞りを備えた開口絞り板１０が、駆動モータ１０ｅによって回転自在に配置されている。開口絞り板１０は駆動モータ１０ｅの回転軸に接続されており、駆動モータ１０ｅを駆動して開口絞り板１０を回転させることにより、第２フライアイレンズ９の射出面に配置する開口絞りを切り替えることができる。駆動モータ１０ｅの駆動は露光装置ＥＸの全体の動作を統括制御する主制御系２４が制御する。
【００１８】
第２フライアイレンズ９から射出されて開口絞り板１０に形成された開口絞りの何れかを通過した露光光ＩＬは、透過率が高く反射率が低いビームスプリッタ１１に入射する。ビームスプリッタ１１で反射された露光光は、集光用のレンズ２１を介して光電検出器よりなるインテグレータセンサ２２に入射する。インテグレータセンサ２２の検出信号は、主制御系２４に供始されている。インテグレータセンサ２２の検出信号とウェハＷ上での露光光ＩＬの照度との関係は予め高精度に計測されて、主制御系２４内の記憶部（不図示）に記憶されている。主制御系２４は、インテグレータセンサ２２の検出信号に基づいて、ウェハＷに対する露光量を制御する。
【００１９】
ビームスプリッタ１１を透過した露光光ＩＬは、光軸ＩＡＸに沿ってレンズ系１２，１３を順次経て、固定ブラインド（固定照明視野絞り）１４及び可動ブラインド（可動照明視野絞り）１５に入射する。固定ブラインド１４は、後述する投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で同期移動方向ＳＤと直交した方向に伸びた直線スリット状、又は矩形状（以下、まとめて「スリット状」という）の照明視野を形成する開口部を有する。可動ブラインド１５は、光軸ＩＡＸに直交する面内において移動可能に構成されており、例えばウェハＷ上の各ショット領域への走査露光の開始時及び終了時の不要な露光を防止するために、照明視野領域の走査方向の幅を可変するために使用される。また、走査方向ＳＤと直交した方向（非走査方向）に関してレチクルＲのパターン領域のサイズに合わせて、照明視野の幅を可変するために使用される。
【００２０】
固定ブラインド１４は、レチクルＲのパターンが形成されている面（以下、レチクル面という）に対する共役面から光軸ＩＡＸ方向に所定量だけデフォーカスした面に配置されている。このように、固定ブラインド１４をデフォーカスさせて配置するのは、ウェハＷ上の任意の点での露光量（ＤＯＳＥ量）のばらつきを防止するため、ウェハＷ上に照射される露光光ＩＬの同期移動方向ＳＤにおける照度分布を台形形状とするためである。露光時に可動ブラインド１５を通過した露光光ＩＬは、光路折り曲げ用のミラー１７、結像用のレンズ系１８、コンデンサレンズ１９、及び主コンデンサレンズ系２０を順次介して、マスクとしてのレチクルＲのパターン面（下面）の照明フィールド（照明視野領域）ＩＡを照明する。
【００２１】
尚、以上説明した露光光源１、ビームマッチングユニット２、可変減光器３、レンズ系４ａ，４ｂよりなるビーム成形系５、第１フライアイレンズ６、第１レンズ系７ａ、光路折り曲げ用のミラー８、第２レンズ系７ｂ、第２フライアイレンズ９、開口絞り板１０、ビームスプリッタ１１、レンズ系１２，１３、固定ブラインド１４、可動ブラインド１５、光路折り曲げ用のミラー１７、結像用のレンズ系１８、コンデンサレンズ１９、及び主コンデンサレンズ系２０は、照明光学系ＩＳを構成している。
【００２２】
露光光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明フィールドＩＡ内の回路パターンの像が両側テレセントリックな投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β（βは例えば１／４又は１／５等）で、投影光学系ＰＬの結像面に配置された基板としてのウェハＷ上のスリット状の露光フィールドＥＡに転写される。尚、投影光学系ＰＬは片側テレセントリックであっても良い。本実施形態の投影光学系ＰＬは、ジオプトリック系（屈折系）であるが、カタジオプトリック系（反射屈折系）や反射系も使用できることはいうまでもない。また、本実施形態では露光光ＩＬが真空紫外光であるため、通常の空気中の酸素、二酸化炭素、水蒸気等によって大きく吸収されてしまう。これを避けるために、図１に示した露光光源１からウェハＷまでの露光光ＩＬの光路には、真空紫外光に対しても高透過率の高純度のパージガス（ヘリウム、ネオン等の希ガス、又は窒素ガス等の所謂不活性ガス）が供給されている。更に、投影光学系ＰＬを構成する屈折部材の硝材としては、例えば合成石英又は蛍石（フッ化カルシウム：ＣａＦ２）が用いられる。
【００２３】
レチクルＲは、マスクステージとしてのレチクルステージ３１上に吸着保持され、レチクルステージ３１は、レチクルベース３２上でＹ方向に等速移動できると共に、Ｘ方向にも微小移動でき、更にＺ軸を中心とした回転移動もできるように載置されている。レチクルステージ３１の一端には移動鏡３３が取り付けられており、移動鏡３３の鏡面に対面してレーザ干渉計３４が設けられている。尚、図１では図示を簡略化しているが、移動鏡３３はＸ軸に垂直な鏡面を有する移動鏡及びＹ軸に垂直な鏡面を有する移動鏡から構成されている。
【００２４】
また、レーザ干渉計３４は、Ｙ軸に沿って移動鏡３３にレーザ光を照射する２個のＹ軸用のレーザ干渉計及びＸ軸に沿って移動鏡３３にレーザ光を照射するＸ軸用のレーザ干渉計より構成され、Ｙ軸用の１個のレーザ干渉計及びＸ軸用の１個のレーザ干渉計によりレチクルステージ３１のＸ座標及びＹ座標が計測される。また、Ｙ軸用の２個のレーザ干渉計の計測値の差により、レチクルステージ３１のＺ軸回りの回転角が計測される。レーザ干渉計３４によって検出されたレチクルステージ３１のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角の情報は主制御系２４に供給される。主制御系２４は供給されたステージ位置情報をモニターしつつレチクルステージ３１の位置決め動作を制御する。
【００２５】
一方、ウェハＷは、ウェハホルダ３６を介して基板ステージ（移動ステージ）としてのウェハステージ３７上に吸着保持され、ウェハステージ３７は、ウェハベース３８上で投影光学系ＰＬの像面と平行なＸＹ平面に沿って２次元移動する。即ち、ウェハステージ３７は、ウェハベース３８上でＹ方向に一定速度で移動すると共に、Ｘ方向、Ｙ方向にステップ移動する。更に、ウェハステージ３７には、ウェハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）、並びにＸ軸及びＹ軸の回りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も組み込まれている。
【００２６】
ウェハステージ３７の一端には移動鏡３９が取り付けられており、移動鏡３９の鏡面に対面してレーザ干渉計４０が設けられている。尚、図１では図示を簡略化しているが、移動鏡３９はＸ軸に垂直な鏡面を有する移動鏡及びＹ軸に垂直な鏡面を有する移動鏡から構成されている。また、レーザ干渉計４０は、Ｙ軸に沿って移動鏡３９にレーザビームを照射する２個のＹ軸用のレーザ干渉計及びＸ軸に沿って移動鏡３９にレーザビームを照射するＸ軸用のレーザ干渉計より構成され、Ｙ軸用の１個のレーザ干渉計及びＸ軸用の１個のレーザ干渉計によりウェハステージ３７のＸ座標及びＹ座標が計測される。また、Ｙ軸用の２個のレーザ干渉計の計測値の差により、ウェハステージ３７の回転角が計測される。レーザ干渉計４０によって計測されたウェハステージ３７のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角の情報は主制御系２４に供給される。主制御系２４は供給されたステージ位置情報をモニターしつつウェハステージ３７の位置決め動作を制御する。
【００２７】
また、ウェハステージ３７上の一端には、ウェハステージ３７の基準位置を定める基準部材４５が設けられている。この基準部材４５は、ウェハステージ３７の座標系の基準位置を定めるものであり、ウェハステージ３７の座標系に対するレチクルＲの相対的な位置を計測する場合、及びベースラインを計測する場合に用いられる。ここで、ベースラインとは、例えばレチクルＲに形成されたパターンの投影光学系ＰＬによる投影像の中心位置と後述するウェハ・アライメントセンサ４４の計測視野中心との距離をいう。この基準部材４５には基準マークとして、例えば光透過性の５組のＬ字状パターンから成るスリットパターンと、光反射性のクロムで形成された２組の基準パターン（デューティ比は１：１）とが設けられている。
【００２８】
また、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの結像面に向けてピンホール又はスリット状の像を形成するための結像光束を、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して斜め方向から供給する照射光学系４３ａと、その結像光束のウェハＷ表面での反射光束を受光する受光光学系４３ｂとからなる斜入射方式の焦点位置検出系４３が設けられている。この焦点位置検出系４３により、ウェハＷ表面の結像面に対するＺ方向の位置ずれを検出することで、ウェハＷと投影光学系ＰＬとの合焦状態を検出することができるようになっている。
【００２９】
更に、本実施形態の露光装置は、オフ・アクシス方式のウェハ・アライメントセンサ４４を投影光学系ＰＬの側方に備える。このウェハ・アライメントセンサ４４は、ＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のアライメントセンサである。ウェハ・アライメントセンサ４４は、例えばハロゲンランプから射出される広帯域波長の光束を検出ビームとしてウェハＷ上に形成されたウェハマークに照射し、ウェハＷから得られる反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子で撮像し、撮像した画像信号を主制御系２４に供給する。
【００３０】
また更に、本実施形態の露光装置は、レチクルステージ３１の上方に配置されたレチクル・アライメントセンサ４６を備える。このレチクル・アライメントセンサ４６は、レチクルＲの外周付近に形成された位置検出用のレチクルマークと投影光学系ＰＬを介してウェハステージ３７上に形成された基準部材４５とを同時に観察し、レチクルＲとウェハステージ３７との相対的な位置関係を直接的に計測（観察）する。
【００３１】
レチクル・アライメントセンサ４６の計測結果は主制御系２４へ出力され、画像処理、演算処理、フィルタリング処理等の処理が施されてレチクルＲとウェハステージ３７の相対的な位置ずれ量が求められる。そして、主制御系２４は、この位置ずれ量に応じてレチクルステージ３１を微動させ、レチクルＲとウェハステージ３７との相対的な位置合わせを行う。このレチクル・アライメントセンサ４６は、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のアライメントセンサの一種であるＴＴＲ（スルー・ザ・レチクル）方式のアライメントセンサである。
【００３２】
また、上述した主制御系２４には、キーボード又はマウス等のポインティングデバイスからなる入力装置及びＣＲＴ（Cathode Ray Tube）又は液晶表示装置からなる表示装置等を備える端末装置４７が接続されている。この端末装置４７にはＧＵＩ（Graphical User Interface）が実装されており（図３参照）、オペレータの操作内容に応じた各種の指令を主制御系２４に与えるとともに、与えた指令に基づいて主制御系２４で行われる各種処理の処理結果を表示するためのものである。
【００３３】
次に、主制御系２４の構成について説明する。図２は、主制御系２４の内部構成の要部を示すブロック図である。図２に示す通り、主制御系２４は、ＦＩＡ演算ユニット５０、画像処理ユニット５１、ＥＧＡ演算ユニット５２、記憶部５３、照明条件設定部５４、システムコントローラ５５、レチクルステージ制御部５６、ウェハステージ制御部５７、インターフェイス部５８、及び露光データファイル格納部５９を含んで構成されている。
【００３４】
ＦＩＡ演算ユニット５０は、ウェハ・アライメントセンサ４４から出力される画像信号に対して、画像処理、演算処理、フィルタリング処理等の処理を行い、ウェハＷに形成されたウェハマークの位置情報を求める。この、ＦＩＡ演算ユニット５０で行われる処理の具体例としては、ウェハマークの輪郭を求める処理、得られた輪郭からウェハマークをなすマーク要素各々のエッジ位置を検出する処理、検出したエッジ位置からウェハマークのマーク中心を求める処理等がある。
【００３５】
また、ウェハ・アライメントセンサ４４から得られる画像信号は、ウェハマークの形状が変化しなくても、ウェハマークに対する検出ビームの照明具合又はウェハＷの表面状態に応じて変化することがある。このため、ＦＩＡ演算ユニット５０には、ウェハマークの位置情報を求めるためのアルゴリズムが予め複数用意されており、システムコントローラ５５が何れのアルゴリズムを用いて位置情報を求めるかを設定する。ＦＩＡ演算ユニット５０はシステムコントローラ５５に対して、求めたウェハマークの位置情報、ウェハ・アライメントセンサ４４から得られる画像信号そのもの、又はウェハマークの位置情報を算出する際の途中計算結果を示す情報（例えば、マーク要素各々のエッジ位置、コントラスト等）を出力する。何れの情報を出力させるかはシステムコントローラ５５によって設定される。尚、本実施形態においては、説明の簡単化のために、上記の情報の全てが出力されるとする。
【００３６】
画像処理ユニット５１は、レチクル・アライメントセンサ４６から出力される画像信号に対して、画像処理、演算処理、フィルタリング処理等の処理を行い、レチクルＲに形成されたレチクルマークとウェハステージ３７上の基準部材４５に形成された基準マークとの相対位置を求め、その結果をシステムコントローラ５５へ出力する。
【００３７】
ＥＧＡ演算ユニット５２は、ウェハＷ上に予め設定された代表的な数個（３〜９個）のショット領域の各々に付随して形成されたアライメントマーク（以下、ウェハマークという）の、ウェハ・アライメントセンサ４４及びＦＩＡ演算ユニット５０によって計測された位置情報と、その設計上の位置情報とに基づいてＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）演算を行い、ウェハＷ上に設定された全てのショット領域の配列の規則性を統計的な手法で決定する。
【００３８】
記憶部５３は、例えばハードディスク等の外部記憶装置で構成され、図３に示す通り、露光装置ＥＸの装置状態を示す状態情報、露光装置ＥＸの各種設定値及び装置性能を示す装置情報、露光装置ＥＸで行う露光処理に関するプロセス情報、及び各種計測情報、並びにこれらの情報を管理するための管理情報であるメタデータ及び重みデータを記憶する。図３は、端末装置４７、システムコントローラ５５、及び記憶部５３の内部構成を示すブロック図である。尚、メタデータの詳細については後述する。ここで、上記の状態情報としては、例えば露光装置ＥＸの装置名、露光装置ＥＸの稼働中に生じたエラー状況、露光装置ＥＸの各部からの各種データが主制御系２４に入力された日時がある。
【００３９】
上記の装置情報としては、例えばウェハステージ３７、レチクルステージ３１、及び焦点位置検出系４３に設定したオフセット値、主制御系２４にインストールされている露光装置ＥＸの動作を制御する制御プログラムのバージョン、露光装置ＥＸを修理又は改造した履歴を示す装置変更履歴、投影光学系ＰＬの収差、開口数、及び組み立て時期を示すレンズ情報、並びに露光光源１の種類、露光光ＩＬの波長、露光光源１の使用時間、光源の納入時期がある。
【００４０】
上記プロセス情報としては、例えばウェハＷに対して行っている露光処理が何番目のレイヤに対するものであるか及びそのレイヤがどのような目的で作成しているレイヤであるかを示すレイヤ情報、並びにＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理の有無、ウェハＷ表面の段差を示す情報、及びウェハＷの表面に現れている層の材料を示す情報を示す工程に関する情報がある。
【００４１】
上記各種計測情報としては、例えばウェハステージ３７及びレチクルステージ３１各々の位置を示すステージ位置情報、アライメント時（プリアライメント、サーチアライメント、ファインアライメント、及びＥＧＡ演算時を含む）における画像信号、アライメント時に用いるアルゴリズムの種類及びパラメータを示す情報、及びＦＩＡ演算ユニット５０によって求められたウェハマークの位置情報及びその途中計算結果を示す情報である計算情報がある。
【００４２】
照明条件設定部５４は、システムコントローラ５５の制御の下で、露光光ＩＬの照明条件を設定する。具体的には、インテグレータセンサ２２の検出結果に応じて露光光源１のパルス数及び露光光源１から射出される露光光ＩＬの強度を制御するとともに、可変減光器３における減光率を制御する。また、駆動モータ１０ｅを駆動して輪帯変形照明、照明のコヒーレンシィσ（σ値＝照明光学系の射出側開口数／投影光学系の入射側開口数）を変化した照明、又は多極（例えば４極）状に照明光を分割した多重極照明等に設定し、更には可動ブラインド１５の制御を行う。
【００４３】
レチクルステージ制御部５６は、システムコントローラ５５の制御の下で、レーザ干渉計３４の検出結果をモニタしつつ、レチクルステージ３１を駆動してレチクルＲの位置調整を行うとともに、走査方向ＳＤにおけるレチクルＲの移動制御を行う。同様に、ウェハステージ制御部５７は、システムコントローラ５５の制御の下で、レーザ干渉計４０の検出結果をモニタしつつ、ウェハステージ３７を駆動してウェハＷ上の各ショット領域の位置調整を行うとともに、走査方向ＳＤにおけるウェハＷの移動制御を行う。
【００４４】
インターフェイス部５８は、端末装置４７からのオペレータの指示内容をシステムコントローラ５５に受け渡すとともに、システムコントローラ５５から出力される情報（例えば、装置状態の一部を示す情報又は警告を示す情報）を端末装置４７に出力する。露光データファイル格納部５９は、ウェハＷの露光を行う上で必要となる処理及びその処理順が記憶されており、この処理毎にウェハＷ上に塗布されているレジストに関する情報（例えば、レジスト感度）、必要となる解像度、使用するレチクルＲに関する情報等（所謂、レシピ）が含まれている。
【００４５】
システムコントローラ５５は、図３に示す通り、内部に制御プログラムを記憶しており、この制御プログラムと露光データファイル格納部５９に記憶されているレシピとに基づいて露光装置ＥＸの各部を制御し、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する。具体的には、ＦＩＡ演算ユニット５０で用いるアルゴリズムを設定するとともに、ＦＩＡ演算ユニット５０から出力させる情報の設定を行う。
【００４６】
必要に応じてＦＩＡ演算ユニット５０内に設けられる不図示の増幅器のゲイン調整及びＦＩＡ演算ユニット５０を介してウェハ・アライメントセンサ４４内に設けられるハロゲンランプの交換も行う。また、上記のＥＧＡ演算ユニット５２の演算アルゴリズムも予め複数設けられており、演算に用いるパラメータ必要なことから、システムコントローラ５５は何れのアルゴリズムを用いてＥＧＡ演算を行うかを設定するとともにパラメータの設定を行う。更に、照明条件設定部５４に対して制御信号を出力して照明条件を設定する。
【００４７】
また、システムコントローラ５５は、一連の露光処理を行っている最中にＦＩＡ演算ユニット５０から出力される各種情報、焦点位置検出系４３の検出結果等の各種計測結果を記憶部５３に記憶させる。また、記憶部５３に記憶されている情報のうち、ＦＩＡ演算ユニット５０で求められたウェハマークの位置情報を読み出してＥＧＡ演算ユニット５２に出力し、ＥＧＡ演算部５２にショット領域の配列を決定させる。前述したウェハＷ上の各ショット領域の位置調整は、システムコントローラ５５がＥＧＡ演算部５２で決定された配列に基づいた制御信号をウェハステージ制御部５７に出力することにより行う。
【００４８】
更に、システムコントローラ５５は、図３に示す通り、記憶部５３に記憶された情報（状態情報、装置情報、プロセス情報、及び各種計測情報）に対して、管理情報としてのメタデータを作成する処理を行う作成プログラム及びメタデータを検索する検索プログラムを内部に記憶している。露光装置ＥＸは、２４時間連続稼働されることが多いため、露光装置ＥＸ内の各部から出力される情報量は極めて膨大になる。この膨大な情報を十分な知識がないオペレータでも容易に管理することができるように、メタデータを作成することで管理している。メタデータの作成は、例えば本実施形態では世界標準規格であるＭＰＥＧ−７に則って行われる。
【００４９】
ここで、ＭＰＥＧ−７とは、通称ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）として知られるＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１ ＳＣ２９／ＷＧ１１において策定されたマルチメディア・コンテンツに対するメタデータの表記方法に関する国際標準規格であり、正式名称をMultimedia Content Description Interfaceという。これまでＷＧ１１ではＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４といった規格が策定されているが、これらは主に映像音声データ等のデータ圧縮に関する規格であった。これに対し、ＭＰＥＧ−７は、文字データ、画像データ、動画データ、音声データ等の各種データの検索の際に直接の検索対象となる特徴データを表現するための規格である。
【００５０】
ＭＰＥＧ−７を代表とするメタデータ技術は、上記の対象とする各種データそのものを検索対象とする訳ではなく、対象とする各種データから「特徴」を予め抽出した特徴データを作成しておき、この特徴データを直接の検索対象とすることで、対象とする各種データの管理を代替する技術である。ここで作成される特徴データは、対象とする各種データに対するデータであることから、一般にメタデータと言われる。
【００５１】
本実施形態では、記憶部５３に記憶される状態情報、装置情報、プロセス情報、及び各種計測情報に対してメタデータを作成している。図４は、本実施形態において作成されるメタデータの構成を示す図である。図４に示す通り、メタデータＭＤは第１階層〜第４階層から構成され、第１階層は例えば一つの半導体素子が製造される全工程がセグメント化され、第２階層は各レイヤ毎にセグメント化され、第３階層はレイヤを作成する工程（ウェハロード、プリアライメント、サーチアライメント、ファインアライメント等）毎にセグメント化され、第４階層は各工程で行われる処理毎にセグメント化された構成である。
【００５２】
尚、上記第４階層では、エラーが生じた場合には、そのエラーが１つのセグメントとされる。また、第４階層のセグメントには、各処理で用いたデータを記述したスキーム（Scheme）が格納される。このスキームの内容は、各処理を行う上で入力される入力信号、計算出力、計算に用いた変数に関する情報（例えば、ウェハマークの形状に関する情報等）、セグメントが出力した情報又は受け取った情報である。これは、情報そのものではなく、その情報を保存している場所を示す情報であっても良い。尚、上記のメタデータは、計測値（例えば、コントラスト）そのもの以外に対して生成する以外に、計測値を加工したもの（例えば、コントラストの平均値）に対しても生成することができる。
【００５３】
ＭＰＥＧ−７に則ったメタデータは手動で作成することができ、また自動的に作成することもできる。本実施形態においては、露光装置ＥＸが２４時間連続稼働されるため、メタデータＭＤはシステムコントローラ５５によって自動的に作成されるものとする。メタデータＭＤは、作成プログラムの一部として設けられたテンプレート（予め抽出する特徴を示すテンプレート）の内容に応じた規則で作成される。尚、メタデータＭＤの作成には以下の４つの記述ツールが用いられる。
【００５４】
（１）記述子（Descriptor：Ｄ）：マルチメディア・コンテンツにおいて、ある単一の特徴を記述するための基本ツールである。
（２）記述スキーム（Description Scheme：ＤＳ）：複数の記述ツール間の構造、意味的関係を規定した枠組みである。
（３）データ型（Data type）：特徴記述ツールの中でも特にマルチメディア領域の特徴を記述するものではなく、他の記述子又は記述スキームの構成部品として使われるツールである。
（４）記述定義言語（Description Definition Language：ＤＤＬ）：記述子及び記述スキームの表記方法を規定するための言語である。
【００５５】
上記構成において、露光処理が開始されると、システムコントローラ５５は露光データファイル格納部５９に格納されているレシピを読み込み、不図示のレチクルローダを制御してレシピで規定されたレチクルＲを搬入させてレチクルステージ３１上に保持させる。次に、ウェハステージ制御部５７を介してウェハステージ３７を駆動して基準部材４５を所定位置に配置する。
【００５６】
基準部材の配置が完了すると、レチクル・アライメントセンサ４６を用いてレチクルＲに形成されたレチクルマークと基準部材４５に形成された基準マークとを同時に観察する。レチクル・アライメントセンサ４６の観察結果（画像信号）は主制御系２４内に設けられた画像処理ユニット５１に出力され、画像処理、演算処理、フィルタリング処理等の処理が施される。これらの処理によって、レチクルマークと基準マークとの相対位置が求められる。この相対位置を示す情報はシステムコントローラ５５に出力され、システムコントローラ５５はこの情報に基づいてレチクルステージ制御部５６を介してレチクルステージ３１の位置を微動させ、レチクルＲとウェハステージ３７との相対的な位置合わせを行う。
【００５７】
次に、システムコントローラ５５は不図示のウェハローダを制御してウェハＷを搬入させてウェハホルダ３６上に保持させる。尚、ウェハローダによるウェハＷの搬入の途中でウェハＷのプリアライメントが行われる。ウェハホルダ３６上にウェハＷが保持されると、ウェハＷ上の所定位置にウェハマークの一種として形成された所定数（例えば、２個）のサーチマークの位置情報を計測してウェハＷの大まかな位置情報を計測するサーチアライメントが行われる。
【００５８】
サーチアライメントでは、ウェハステージ３７を移動させてサーチマークの各々を順にウェハ・アライメントセンサ４４の計測視野内に配置させて撮像する。各々のサーチマークを撮像して得られる画像信号は、主制御系２４内に設けられたＦＩＡ演算ユニット５０において、画像処理、演算処理、フィルタリング処理等の処理が施され、サーチマークの位置情報が求められる。尚、サーチアライメントにおいて、ウェハ・アライメントセンサ４４から得られる画像信号、サーチマークの位置情報、並びに位置情報を求める際に用いたアルゴリズムの種類及びパラメータを示す情報等の各種情報は、計測情報として記憶部５３に記憶される。
【００５９】
サーチアライメントが完了すると、次にファインアライメントが行われる。ファインアライメントでは、ウェハＷ上に予め設定された代表的な数個（３〜９個）のショット領域の各々に付随して形成されたウェハマークの各々をウェハ・アライメントセンサ４４で計測する。このとき、ウェハ・アライメントセンサ４４の光学倍率はサーチアライメントのときに比べて高倍率に設定されるため、ウェハマークをウェハ・アライメントセンサ４４の計測視野内に配置すべくシステムコントローラ５５はサーチマークの計測結果を考慮しつつウェハステージ３７の移動を順次行う。
【００６０】
代表的な数個のウェハマークの計測結果（画像信号）は、順次ウェハ・アライメントセンサ４４から主制御系２４に入力され、ＦＩＡ演算ユニット５０で画像処理、演算処理、フィルタリング処理等の処理が施されて各々の位置情報が求められる。これらの位置情報は、システムコントローラ５５を介してＥＧＡ演算ユニット５２に出力され、ＥＧＡ演算が行われて、ウェハＷ上に設定された全てのショット領域の配列が求められる。
【００６１】
尚、ファインアライメントにおいて、ウェハ・アライメントセンサ４４から得られる画像信号、ウェハマークの位置情報、ウェハマークの位置情報を求める際に用いたアルゴリズムの種類及びパラメータを示す情報等、並びにＥＧＡ演算によって得られたショット領域の配列を示す情報等の情報は、計測情報として記憶部５３に記憶される。また、ウェハマークの位置情報を求めている間に、システムコントローラ５５は読み込んだレシピに従い、照明条件設定部５４に対して照明光学系ＩＳの照明条件を設定する制御信号を出力する。
【００６２】
ショット領域の配列が求められると、システムコントローラ５５はウェハステージ３７を移動させてショット領域の１つを投影光学系ＰＬの露光領域近傍の所定位置に配置するとともに、レチクルステージ３１を移動させてレチクルＲを走査開始位置に配置する。ウェハＷ及びレチクルＲの配置が完了すると、走査方向ＳＤへのウェハステージ３７及びレチクルステージ３１の移動を開始させる。ウェハステージ３７及びレチクルステージ３１の加速期間が経過して各々の速度が一定になった時点でシステムコントローラ５５は、露光光源１に対して制御信号を出力して露光光ＩＬを射出させる。
【００６３】
露光光ＩＬは照明光学系ＩＳで照度が均一化されてスリット状に整形された後、レチクルＲを照明する。レチクルＲを透過した露光光ＩＬは投影光学系ＰＬを介してウェハＷ上に投影される。このとき、レチクルＲとウェハＷとが走査方向ＳＤに相対的に移動しているため、レチクルＲのパターンが逐次ウェハＷのショット領域に転写される。１つのショット領域に対する露光処理が完了すると、システムコントローラ５５はウェハステージ３７をＸ方向又はＹ方向にステップ移動させて、次のショット領域に対して同様に露光処理を行う。
【００６４】
尚、以上説明した処理を行っている間に、レーザ干渉計３４，４０で検出されたレチクルステージ３１及びウェハステージ３７の位置情報を示す検出結果は、計測情報として記憶部５３に記憶される。また、前述した露光装置ＥＸの装置状態を示す状態情報、露光装置ＥＸの各種設定値及び装置性能を示す装置情報、及び露光装置ＥＸで行う露光処理に関するプロセス情報も記憶部５３に記憶される。
【００６５】
以上説明した通り、露光処理を行っている最中に状態情報、装置情報、プロセス情報、及び各種計測情報が記憶部５３に順次格納される。システムコントローラ５５は作成プログラムに従って、記憶部５３に記憶された状態情報、装置情報、プロセス情報、及び各種計測情報を読み出し、作成プログラムの一部として設けられているテンプレートの内容に応じた規則でメタデータＭＤを作成する。作成されたメタデータは主制御系２４内の記憶部５３に保存される。新たに状態情報、装置情報、プロセス情報、及び各種計測情報が追加された場合には、これらの情報に対するメタデータが作成され、記憶部５３に保存されているメタデータＭＤに追加される（メタデータＭＤが更新される）。
【００６６】
メタデータＭＤが作成された後、オペレータが端末装置４７を操作して検索キーワードを入力すると、システムコントローラ５５は検索プログラムに従って記憶部５３に記憶されているメタデータＭＤを検索し、入力された検索キーワードに合致するメタデータのみを抽出する。検索時には、システムコントローラ５５はメタデータＭＤのみを検索し、記憶部５３に記憶されている状態情報、装置情報、プロセス情報、及び各種計測情報を検索しない。このように、オペレータは特別な知識を有しなくとも膨大な情報から必要な情報を効率的且つ容易に得ることができる。
【００６７】
以上のメタデータＭＤを作成することで、トラブルの原因を容易に調査することができる。例えば、図４に示したメタデータＭＤの第４階層における「処理１」でトラブルが発生したとする。このトラブルの原因を調査するためには、「処理１」に関わる情報が必要になるが、必要な情報及びその格納位置を知ることができない場合には、トラブルの原因を調査することができない。記憶部５３に記憶されている状態情報、装置情報、プロセス情報、及び各種計測情報の全てを検索すれば必要な情報を得ることができるかもしれないが、長時間及び多大な労力が必要になる。また、必要な情報の漏れが生ずる可能性もある。
【００６８】
これに対し、メタデータＭＤを作成しておき、「処理１」を検索キーワードに設定してメタデータＭＤを検索すれば、「処理１」のセグメントを短時間で容易に検索することができ、またこのセグメントに格納されているスキームを参照すれば、「処理１」で用いたデータも即座に得ることができる。更に、「処理１」を解析した結果、トラブルの原因が「処理２」にも関係していると判明した場合には、即座に「処理２」に関するデータも容易に検索することができる。また更に、同様のトラブルが他のレイヤで生じているか否かを調査する場合には、調査するレイヤを検索キーワードとして入力し、同様にして必要なデータを得ることができる。
【００６９】
また、メタデータＭＤを用いることで、新規に開発したアルゴリズム（例えば、ＦＩＡ演算ユニット５０で用いられるアルゴリズム）を検証することもできる。アルゴリズムを検証するには、入力データと出力データ（入力データに対する演算結果）が必要となる。入力データとして多種類のデータが必要となる場合には、それらを全て新たに作成するよりは露光装置ＥＸの稼働中に得られたデータを使用する方が簡単で、実環境に基づいており検証を行う上で有用である。
【００７０】
しかしながら、膨大な情報の中から必要なデータのみを収集するのは困難である。かかる場合に、メタデータを用いることで、必要な条件にのみ適合したデータを容易に収集することができる。このとき、検証目的に応じたメタデータを使用することで、検索効率を向上させることができる。例えば、マーク形状に関しての検証であるならば、マーク形状に基づいて作成したメタデータを、特定プロセスに対応した検証ならばプロセス種類に基づいて作成したメタデータをそれぞれ使用する。
【００７１】
また、記憶部５３に記憶された状態情報、装置情報、プロセス情報、及び各種計測情報に対して操作（変更等）を行わずにメタデータを作成した場合には、用途にあったメタデータを作成することができる。これは、メタデータの作成においては上記の各種情報に対しては何ら影響を与えないからである。仮に、上記の各種情報に対して変更を行ってメタデータに相当するデータを作成する場合には、そのデータの作成の度に各種情報が変更されてしまい、整合性が取れなくなる可能性がある。本実施形態では上記のメタデータを作成することで、このような不具合は生じない。
【００７２】
更に、メタデータを世界標準規格であるＭＰＥＧ−７に則って作成しているため、記憶部５３に記憶された各種情報及びメタデータに対して規格に基づいた操作を適用しておけば、メタデータを更新する場合に整合性が取れなくなるといった問題はない。また、ＭＰＥＧ−７は世界標準規格であるため、規格に準じた信頼性の高いアプリケーション（作成プログラム、検索プログラム）を用いることで、システムの安定性及び操作性の向上を図ることができる。更に、ＭＰＥＧ−７に則ってメタデータを作成すれば、記憶部５３に記憶される各種情報及びメタデータの作成、管理、及び運用するアプリケーションを一から構築する必要はなくなり、コストの低減を図ることができる。
【００７３】
ところで、記憶部５３の容量は有限であるため、過去に得られた各種情報を漏れなく保存しておくことは物理的にできない。このため、記憶部５３の容量が不足した場合には、新たに得られる各種情報を記憶部５３に保存するために、一定期間保存された情報を削除するか、又は一定期間保存された情報を新たにな情報に上書きする必要がある。かかる操作を行うと、記憶部５３に保存されている情報とメタデータとの間に不整合が生ずることになる。この不整合を解消すべく本実施形態では、以下の方法で各種情報の保存を行っている。
【００７４】
図５は、本発明の一実施形態による情報保存方法の一例を示すフローチャートである。尚、図５に示すフローチャートは、ウェハ・アライメントセンサ４４の計測結果を保存するときに行われる処理を示すフローチャートであり、新たなウェハＷがウェハホルダ３６上に載置される毎に行われる。この図５に示す処理が行われる前に、レチクル・アライメントセンサ４６を用いたレチクルマークと基準マークとの観察及びレチクルＲとウェハステージ３７との相対的な位置合わせが行われ、更にウェハＷがウェハホルダ３６上に保持される。
【００７５】
ウェハステージ３６上にウェハＷが保持されると、ウェハ・アライメントセンサ４４を用いてウェハＷに形成されたウェハマークに関する情報が計測される（ステップＳ１１）。ここで、ウェハマークに関する情報とは、ウェハマークの画像信号、この画像信号に対してＦＩＡ演算ユニット５０でフィルタリング処理を施したもの、又はＦＩＡ演算ユニット５０で得られたウェハマークの位置情報等の情報である。
【００７６】
次に、得られた情報からメタデータが作成される（ステップＳ１２）。ここで作成されるメタデータは、ＭＰＥＧ−７に則って、且つ作成プログラムの一部として設けられたテンプレート（予め抽出する特徴を示すテンプレート）の内容に応じた規則で作成され、図４に示した階層構造を有する。この規則は、例えば図４に示すメタデータＭＤ中の第１レイヤに関して「サーチ計測結果」と「ＥＧＡ計測結果」とをメタデータとして作成し、対応するデータ（ステップＳ１１で得られた情報に含まれるデータ）をそれぞれそのメタデータに割り当てて保存する、といったものである。
【００７７】
ステップＳ１２で作成されたメタデータは、具体的には、ウェハマークの形状毎にウェハマークの画像信号及び位置情報等を分類し、又は計測エラーの内容毎にウェハマークの画像信号及び位置情報等を分類して表示したものであって、互いに異なる複数種類の特徴を表示する複数の表示形態データ（ウェハマーク形状毎のデータ及びエラーの内容毎のデータ等）を含んでいる。
【００７８】
メタデータの作成が完了すると、ステップＳ１１で得られた情報及びステップＳ１２で作成したメタデータを保存する領域が記憶部５３にあるか否かの判断がシステムコントローラ５５で行われる（ステップＳ１３）。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１１で得られたウェハマークに関する情報と、ステップＳ１２で作成したメタデータとが記憶部５３に保存され（ステップＳ１４）、処理は終了する。
【００７９】
以上の処理が完了すると、オペレータが端末装置４７を操作して検索キーワードを入力することで、メタデータを用いた検索が可能になる。記憶部５３に記憶された各種情報（図３に示す状態情報、装置情報、プロセス情報、各種計測情報）のうち、検索時に全ての情報が偏り無く使用されることは希であり、特定の情報のみが頻繁に使用されることが多い。例えば、ウェハ・アライメントセンサ４４の計測結果は、露光処理時の重ね合わせ精度が悪化したときに得られたものが参照されることが多い。
【００８０】
本実施形態では、記憶部５３の限りある保存領域を有効利用するため、このような使用頻度（参照、使用される回数）が高いデータを優先的に保存するようにしている。かかるデータ操作を可能とするため、図３に示す通り、記憶部５３に各種情報（表示形態データ）の使用頻度の大小を表す重みデータを記憶部５３に記憶しており、検索プログラムが各情報の使用頻度に応じて重みを逐次更新するようにしている。ここでは、使用頻度の大きいものほど大きな重みとされ、また各種計測情報のうちの計測不能となったことを示すものの重みほど大きな重みとされる。
【００８１】
図５に戻り、新たなウェハステージ３６上にウェハＷが保持されると、ウェハ・アライメントセンサ４４を用いて同様にウェハマークに関する情報が計測され（ステップＳ１１）、得られた情報からメタデータが作成される（ステップＳ１２）。メタデータの作成が完了すると、ステップＳ１１で得られた情報及びステップＳ１２で作成したメタデータを保存する領域が記憶部５３にあるか否かの判断がシステムコントローラ５５で行われる（ステップＳ１３）。
【００８２】
この判断結果が「ＮＯ」の場合には、作成プログラムは記憶部５３に記憶された重みデータを参照し、記憶部５３に記憶された各種情報から削除する情報の候補を算出する（ステップＳ１５）。この処理では、使用頻度の小さなものが削除すべき情報として候補に挙げられる。削除すべき情報の候補が挙げられると、メタデータを更新する処理が行われる（ステップＳ１６）。ここでは、ステップＳ１２で求められたメタデータが新たに付されるとともに、ステップ１５で候補に挙げられた情報に関して付されているメタデータが除去されることでメタデータが更新される。このようにして、メタデータは重みデータを加味した新たな規則で作成される。
【００８３】
次に、ステップＳ１５で候補に挙げられた情報が記憶部５３から削除されるとともに、新たにステップＳ１１で計測された情報が記憶部５３に保存され、更にステップＳ１６で更新されたメタデータがステップＳ１１で計測された情報とは個別に保存される。ここで、メタデータを記憶部５３に保存する場合には、重みデータの大きさに応じて記憶領域のサイズを可変しながら（重みの大きなものにはサイズを大きくし、重みの小さなものみはサイズを小さくする）保存することが望ましい。
【００８４】
例えば、ウェハステージ３６の位置情報に対する重み付けが大きく、ウェハ・アライメントセンサ４４の計測結果に対する重み付けが小さい場合には、ウェハステージ３６の位置情報を記憶する領域のサイズを大きくし、ウェハ・アライメントセンサ４４の計測結果を記憶する領域のサイズを小さくする。かかる操作を行うことで、記憶部５３の記憶領域を有効に利用することができる。尚、以上の説明においては、ウェハ・アライメントセンサ４４の計測結果を保存する場合を例に挙げて説明したが、他の計測結果及び露光装置ＥＸの各種動作情報及びこの動作情報に対するメタデータも同様の方法で保存することができる。
【００８５】
以上説明した通り、本実施形態では、記憶部５３に記憶された各種情報とメタデータとの間に不整合が生じないように、各種情報が削除されるとともにメタデータの更新が行われる。従って、記憶部５３に記憶された各種情報に対して操作を行っても、何ら問題なく検索を行うことができる。また、記憶部５３に記憶された各種情報に対して操作を行うときに、使用頻度の大きなものを優先的に保存し、又は各種計測情報のうちの計測不能となったことを示すものを優先的に保存しているため、利用価値の低い情報を省いて利用価値の高い情報を多く残すことができる。また、利用価値の低い情報が省かれることから、検索の高効率化及び高速化を図ることもできる。
【００８６】
尚、上記実施形態では、記憶部５３に保存された各種情報に対して１つのメタデータを作成していたが、複数のメタデータを作成するようにしても良い。例えば、エラーが生じたときのメタデータ、位置計測精度が悪く所定の精度以下であるときのメタデータ、及び異常が生じていないときのメタデータといった具合である。このような複数のメタデータを作成することで目的毎のメタデータを作成することができるとともに、系統だった重要なデータを保存することができる。
【００８７】
以上、本発明の一実施形態による情報保存方法について説明したが、単にメタデータを保存するのみならず、保存したメタデータを露光装置ＥＸの制御に使用することもできる。次に、本発明の一実施形態による情報使用方法について説明する。本実施形態では図５に示すステップＳ１６において、メタデータを更新する際にメタデータの変化量を求め、この変化量を露光装置ＥＸにフィードバックしている。ここで、メタデータは、記憶部５３に記憶される各種情報から特徴抽出したものとみなせるので、種々のパラメータの時間変化を取得することができる。
【００８８】
以下の説明では、ウェハ・アライメントセンサ４４のコントラストの制御を行う場合を例に挙げて説明する。この場合には、ウェハ・アライメントセンサ４４で撮像される画像信号から得られるコントラスト（ＦＩＡ演算ユニット５０で求められる）に対してメタデータを作成するテンプレートを予め用意しておく。図５に示す処理と同様の処理によってメタデータの作成及び更新が行われているときに、更新前のメタデータと更新予定のメタデータとの値が大幅に異なるときに、システムコントローラ５５の制御プログラムはコントラストを改善する処理を行う。
【００８９】
具体的には、ＦＩＡ演算ユニット５０を介してウェハ・アライメントセンサ４４に制御信号を出力して、ハロゲンランプの交換を行い、又はＦＩＡ演算ユニット５０に対して制御信号を出力して、ウェハ・アライメントセンサ４４からの画像信号に対するゲイン調整を行う。このときに、警告処理を行ってオペレータにその旨を通知する異望ましい。尚、メタデータの値が大幅に変化したか否かは、例えば予め閾値を設定しておき、その閾値を超えたときに大幅に変化したと判断するよう生成プログラムをプログラミングしておくことが望ましい。
【００９０】
また、露光装置ＥＸでは、焦点位置検出系４３の検出結果に応じてウェハＷの表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせる、所謂オートフォーカス処理が行われる。オートフォーカス時のウェハステージ３７のＺ方向の移動量をメタデータとして保存しておけば、メタデータが逐次更新される際に移動量が大きければ、そこからフォーカスオフセットを求めることもできる。このフォーカスオフセットが得られれば、オートフォーカス時のウェハステージ３７のＺ方向の移動量を少なくすることができるため、ウェハＷの表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込む時間が短縮され、その結果としてスループットの向上を図ることができる。
【００９１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、説明の簡単化のためにシステムコントローラ５５がメタデータを作成する場合を例に挙げて説明したが、システムコントローラ５５の負荷を軽減するために、システムコントローラ５５とは別途にメタデータを作成する装置を設けた構成とすることが望ましい。
【００９２】
また、上記実施形態では、露光装置ＥＸ内においてメタデータを作成して保存するようにしていた。しかしながら、本発明はこの構成に制限されず、複数の露光装置ＥＸをネットワークで接続し、各露光装置ＥＸからの状態情報、装置情報、プロセス情報、各種計測情報、及び動作情報をホストコンピュータで収集し、ホストコンピュータ各露光装置ＥＸ毎のメタデータを作成して保存し、更には各露光装置ＥＸを制御するようにしてもよい。かかる構成にすることで、露光装置ＥＸ間の相関をも考慮した管理を行うことができる。
【００９３】
また、上記実施形態では露光光源１として、ＡｒＦエキシマレーザ光源の場合を例に挙げて説明したが、これ以外に露光光源１としては、例えばｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を射出する超高圧水銀ランプ、又はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を用いることができる。更に、上記実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、勿論ステップ・アンド。リピート方式の露光装置にも適用することができる。
【００９４】
また、本発明は半導体素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。
【００９５】
更には、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウェハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウェハなどが用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平11−194479号、特開2000−12453号、特開2000−29202号等に開示されている。
【００９６】
次に、上記の露光装置ＥＸをリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図６は、マイクロデバイス（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）の製造工程の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、ステップＳ４０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ４１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ４２（ウェハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
【００９７】
次に、ステップＳ４３（ウェハ処理ステップ）において、ステップＳ４０〜ステップＳ４２で用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ４４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ４３で処理されたウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ４４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ４５（検査ステップ）において、ステップＳ４４で作製されたマイクロ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。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００９８】
図７は、半導体デバイスの場合における、図６のステップＳ４３の詳細なフローの一例を示す図である。図７において、ステップＳ５１（酸化ステップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ステップＳ５２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ５３（電極形成ステップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ５４（イオン打込みステップ）においてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ５１〜ステップＳ５４のそれぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００９９】
ウェハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ５５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ５６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウェハに転写する。次に、ステップＳ５７（現像ステップ）においては露光されたウェハを現像し、ステップＳ５８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ５９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１００】
以上説明したマイクロデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ５６）において、主制御系２４の処理の効率が行われて露光処理が実行されており、露光処理に要する時間を短縮することができるため、結果的に微細なパターンを有し、高集積度のデバイスを歩留まり良く且つ高スループットで生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施形態による情報保存方法及び情報使用方法が用いられる露光装置ＥＸの全体構成の概略を示す図である。
【図２】主制御系２４の内部構成の要部を示すブロック図である。
【図３】端末装置４７、システムコントローラ５５、及び記憶部５３の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態において作成されるメタデータの構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による情報保存方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図７】半導体デバイスの場合における、図６のステップＳ４３の詳細なフローの一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
４４    ウェハ・アライメントセンサ（位置計測装置）
ＥＸ    露光装置
ＭＤ    メタデータ（参照用データ）
ＰＬ    投影光学系
Ｒ      レチクル（マスク）
Ｗ      ウェハ（物体、基板）
【図１】
2005322721.tif 000003
【図２】
2005322721.tif 000004
【図３】
2005322721.tif 000005
【図４】
2005322721.tif 000006
【図５】
2005322721.tif 000007
【図６】
2005322721.tif 000008
【図７】
2005322721.tif 000009