JP4353498B2 - 管理装置及び方法、デバイス製造方法、並びにコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用機器を管理する管理システム及び管理方法に関し、特に半導体露光装置におけるアライメントに関して有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造用の投影半導体露光装置においては、回路の微細化及び高密度化に伴い、レチクル面上の回路パターンをウエハ面上により高い解像力で投影露光できることが要求されている。回路パターンの投影解像力は投影光学系の開口数（ＮＡ）と露光波長に依存するので、高解像度化の方法としては、投影光学系のＮＡを大きくする方法や露光波長をより短波長化する方法が採用されている。後者の方法に関し、露光光源は、ｇ線からｉ線に移行し、更にｉ線からエキシマレーザに移行しつつある。また、エキシマレーザにおいても、その発振波長が２４８nm及び１９３nmの半導体露光装置が既に実用化され使用されている。
【０００３】
現在では発振波長を更に短波長化した、波長１５７nmのＶＵＶの露光方式、１３nmのＥＵＶ露光方式が次世代の露光方式の候補として検討されている。
【０００４】
一方、回路パターンの微細化に伴い、回路パターンが形成されているレチクルとそれが投影されるウエハとを高精度にアライメントすることも要求されており、その必要精度は一般に回路線幅の１／３である。例えば、現状の１８０nmデザインにおける必要精度はその１／３の６０nmである。
【０００５】
デバイス構造も多種多様なものが提案され、製品化に向けて検討が行われている。パーソナルコンピュータ等の普及に伴って、微細化の牽引役は、これまでのＤＲＡＭを中心としたメモリからＣＰＵチップに移行してきた。今後更なるＩＴ化に伴い、家庭内ワイヤレスＬＡＮやBluetoothと呼ばれる通信システム用デバイス、更に７７GHzの周波数を利用する自動車用レーダで代表される高速道路交通システム（ＩＴＳ：IntelligentTransport System）や２４GHz〜３８GHzの周波数を利用する無線アクセスシステム（ＬＭＤＳ：Local MultipointDistribution Service）で使用されるＭＭＩＣ（Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit）等の開発が、微細化を一層進めると考えられる。
【０００６】
また、半導体デバイスの製造プロセスも多種多様であり、半導体露光装置の深度不足の問題を解決する平坦化技術として、既にＷ−ＣＭＰ（Tungsten Chemical Mechanical Polishing）プロセスは過去のものとなりつつあり、現在はＣｕのDualDamasceneプロセスが注目されている。
【０００７】
更に、半導体デバイスの構造や材料も多種多様であり、例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物を組み合わせて構成したＰ−ＨＥＭＴ（Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor）やＭ−ＨＥＭＴ（Metamorphe -HEMT）や、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ等を使用したＨＢＴ（Heterojunction Bipolar Transistor）が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような半導体産業の現状において、半導体露光装置等の半導体製造装置を使用する上での設定すべき装置変数（＝パラメータ）は、各露光方式、各製品に対応して多数存在する。この最適化すべきパラメータの数は膨大であり、しかも、これらのパラメータは互いに独立ではなく相互に密接に関係している。
【０００９】
従来は、デバイスメーカーの装置導入担当者がこれらの各パラメータの値（パラメータ値）を試行錯誤により決定しており、最適なパラメータ値を決定するまでに膨大な時間を要していた。また、一旦パラメータの値が決定された後であっても、例えばプロセスエラーが発生した場合には、それに応じた製造プロセスの変更に伴って製造装置のパラメータ値を再度変更する必要が生じる場合があり、この場合にも最適なパラメータ値の決定に膨大な時間を要する。
【００１０】
また、半導体デバイスの生産においては、製造装置の立ち上げから量産の開始までに割くことができる時間は限られており、各パラメータ値の決定のために割くことができる時間も当然限られている。更に、ＣｏＯ（Cost of Ownership）の観点においても製造装置の稼動時間を向上させる必要があるため、一度決定したパラメータ値を変更する際はそれを迅速に行う必要がある。このような状況において、多種多様な半導体デバイスを最適な各パラメータ値で製造することは極めて困難であった。このため、本来は高い歩留まりを得ることができる製造装置であっても、各パラメータ値の最適化がなされないままに使用されるために、不本意な歩留まりしか得ることができず、目に見えない歩留まりの低下を招いていた。このような歩留まりの低下は、製造コストの増加や出荷量の低下を招き、競争力を低下させる。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ある産業用機器による所定パラメータの値の最適化結果を適切に他の産業用機器に反映することを可能とし、効率的なパラメータ値設定が行なえるようにすることを目的とする。
また、本発明の他の目的は、産業用機器の量産稼働中において所定パラメータ値の最適化を可能とし、そのパラメータ値を適切に別の産業用機器に反映することを可能とすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の一態様による管理装置は以下の構成を備える。すなわち、
複数の露光装置を管理する管理装置であって、
前記複数の露光装置のうちの一つの露光装置に設定される第１アライメントパラメータ値の変更を、前記複数の露光装置のうちの少なくとも一つの他の露光装置に設定される第２アライメントパラメータ値の変更にどのように反映させるかを、前記他の露光装置のアライメント光学系の特性に基づいて決定する決定手段と、
前記決定手段による決定結果に基づいて、前記第１アライメントパラメータ値の変更を、前記第２アライメントパラメータ値の変更に反映させる反映手段とを備える。
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明の他の態様によるデバイスを製造するデバイス製造方法は、
上記の管理装置により管理されている露光装置を用いて基板にパターンを露光する露光工程と、
露光された前記基板を現像する現像工程と、
現像された前記基板を処理してデバイスを製造する処理工程とを有する。
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明の他の態様による管理方法は、
複数の露光装置を管理する管理方法であって、
前記複数の露光装置のうちの一つの露光装置に設定される第１アライメントパラメータ値の変更を、前記複数の露光装置のうちの少なくとも一つの他の露光装置に設定される第２アライメントパラメータ値の変更にどのように反映させるかを、前記他の露光装置のアライメント光学系の特性に基づいて決定する決定工程と、
前記決定工程による決定結果に基づいて、前記第１アライメントパラメータ値の変更を、前記第２アライメントパラメータ値の変更に反映させる反映工程とを有する。
【００１６】
更に、本発明によれば、上記管理方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムが提供される。
また、好ましくは、上記最適化手段、最適化工程は、当該産業用機器の生産稼働中にそのパラメータを最適化する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１、図２は第１の実施形態に関る半導体製造システムである。尚、以下においては、本実施形態による管理システムのうち、半導体露光装置のアライメント系に適用する量産機に対応したアライメントパラメータを最適化するシステムをＯＡＰ：Optimization for Alignment Parameter in volume productionと呼ぶことにする。尚、本明細書中におけるパラメータ値とは、数値で設定可能なパラメータの数値はもちろん、サンプルショットの配置、アライメント方式の選択といった直接数値には当たらない設定パラメータの選択肢データ等の条件も含まれるものである。当然、変数という表記も数値以外に選択肢等数値以外の装置内変動要素、条件一般が含まれる。
【００１９】
図１は、本実施形態による露光管理システムの全体の概略構成を示す図である。本実施形態の露光管理システムは、複数の露光装置（図では露光装置１，２）と重ね合わせ検査装置３、中央処理装置４、データベース５を含み、これらがＬＡＮ６（例えば社内ＬＡＮ）により接続された構成を有する。中央処理装置４は、半導体露光装置１、２及び重ね合わせ検査装置３からの各種計測値等を吸い上げ、データベース５にデータベース化して保存する。そして、半導体露光装置１、２が量産稼働する間に、パラメータ値の最適化を行い、半導体露光装置１、２に通知する。
【００２０】
次に図２を用いて、第１の実施形態によるＯＡＰのシーケンスを説明する。まず、半導体露光装置１に露光を行うウエハが搬入されたとし、それに対応するレチクルが半導体露光装置内に設定されたとする（図２には不図示）。
【００２１】
半導体露光装置はそこで、Ｊｏｂに設定された変数の値（＝パラメータ値）により、ＡＧＡ：AdvancedGlobal Alignmentと呼んでいるレーザ干渉計付のＸＹステージ精度頼りでウエハの位置計測を行うグローバルアライメントを行い、その時のウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量（これらを総称してＡＧＡ計測結果という）を求める（処理１１）。このＡＧＡデータは後にＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ値として受け渡す（データ転送１８）。
【００２２】
次にその際のステージ駆動情報を用いて再度ステージ駆動し、Ｊｏｂ以外のパラメータ値（例えば、ＡＧＡに使用するサンプルショット（ウエハ上の実際に位置を計測するのに使用するショット）の数／配置を変える等）でもＡＧＡ計測を行い、同じくウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量を求める（処理１２）。そしてこのＡＧＡ計測結果も先のＪｏｂ設定のパラメータ値で求めたデータと同じくＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ値として受け渡す（データ転送１８）。更にＡＧＡ計測を行った時に検出したアライメント信号を全てＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ受け渡すことも行う（データ転送１８）。このアライメント信号をＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ受け渡す系をＡＤＵＬ：Alignment Data Up Load と呼ぶ。
【００２３】
データを全て取り終えたら、Ｊｏｂに設定されたパラメータ値でのＡＧＡ結果に基づいて露光処理を行う（処理１３）。以上の処理１１〜処理１３が露光装置１、２において実行される処理であり、露光されたウエハは現像装置により現像される（不図示）。
【００２４】
一方、ＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４では、受け渡された、ウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量を、ＡＧＡ計測結果としてデータベース化して格納する（処理１５）。更にＡＧＡを行った時に検出したアライメント信号を、別の信号処理を施して（尚、これもパラメータ値の変更に相当するものである）疑似的なウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量としてＡＧＡ計測結果を推測し、同じくデータベース化して格納する（処理１５）。この別の信号処理とは、処理方式自身は同じであっても使用する信号範囲を限定するウインドウ幅の変更する処理も含めるものとする。
【００２５】
現像されたウエハは重ね合わせ検査装置３で検査され、アライメント結果が計測される（処理１４）。そして、その検査結果はＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ渡され（データ転送１９）、既にデータベース化された半導体露光装置でのＡＧＡ計測結果と対応して格納される。こうして、検査結果もデータベース化する（処理１５）。
【００２６】
また、データベース５には、全ての半導体露光装置上のアライメントシステムが個々に有する性能情報が登録されており、これらの情報もＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ適宜渡され（データ転送２０）、最適パラメータ値決定の為の情報として利用される。ＴＩＳ（Tool Induced Shift）情報とは基本的に「半導体露光装置上のアライメントシステムが個々に有する性能情報」の事であるが、本実施形態においては「半導体露光装置上のアライメントシステムが個々に有する性能情報」を、図３に示すようなアライメント光学系の特性に関するものとしており、以下これをＴＩＳ（ToolInduced Shift）情報と呼ぶことにする。
【００２７】
ここで、図３を用いて本実施形態におけるアライメント光学系の説明を行う。図３は、レチクル１２の像を投影光学系１３を介してウエハ１５に露光する半導体露光装置の概略図であり、アライメント方式は、投影光学系１３を介して行うＴＴＬ（Through The Lens）方式である。アライメント光学系は、撮像素子７、ビームスプリッタ８、レンズ９、ミラー１１、照明光学系１０から構成されており、ウエハ１５上のアライメントマーク１４の像を投影光学系１３を介してアライメント光学系の撮像素子７で検出して画像処理を行うことによりアライメントを行なう。
【００２８】
以上のようなＴＴＬ方式でアライメント光学系を構成するために、投影光学系で発生するアライメント波長に対する収差をアライメント光学系内で逆補正して良好な画像を形成するように調整されている。アライメント光学系の収差補正は、出荷時に仕様内に収まるように調整がされているが、残存する収差はゼロではない。この残存収差と、プロセスに起因するアライメント計測値のエラー（以下、ＷＩＳ：Wafer Induced Shiftと呼ぶ）の相乗作用により、例えばＷＩＳエラーが全てのウエハ、或いはロット内で一定の場合でも、各半導体露光装置毎に、アライメント検出のエラーの量は変わってくる。
【００２９】
よって、予め、ＴＩＳ情報を把握しておき、その量に応じて後述する判断を行えば、各半導体露光装置に対応したパラメータ値変更を行うことができる。ここで、ＴＩＳ情報とは、図４に示すようなアライメント光学系（投影光学系を含む）のコマ収差、球面収差、アス、ＣＩＳ（Chromatic Image Shift）、及びTelecentricity等の収差、及び光学特性のことをいう。特にＣＩＳとは、アライメント光学系の光学部品が傾いたことにより発生する色収差量を表すものであり、半導体露光装置でのアライメントを行った際に生じるアライメントオフセット量とＣＩＳには相関があることが判明している。
【００３０】
引き続き、図２に戻って、ＡＧＡでの計測結果（設定パラメータ値及び非設定パラメータ値によるＡＧＡ計測結果、信号処理による疑似的なＡＧＡ計測結果を含む）、重ね合わせ検査装置３で測定された実際のアライメント誤差の計測結果を、指定したウエハによって算出し、現在使用中のＪｏｂの設定パラメータ値が、最適かどうか判断する（処理１６）。これは例えば実際のアライメント誤差と設定／非設定パラメータ値による擬似を含む計測結果との比較から可能である。判断の結果、現在使用している半導体露光装置１で使用しているアライメントパラメータ値が最適であれば、半導体露光装置１のアライメントパラメータ値の変更は行わずにそのまま露光を続行する（処理１７）。
【００３１】
一方、処理１６において、現在のアライメントパラメータ値を変更した方がよいと判断した場合、すなわち、設定パラメータ値以外のパラメータ値で、より良好なアライメント結果を得ることができると予想されるパラメータ値が存在する場合は、次のロット以降の処理において、ＯＡＰが算出した最適パラメータ値を半導体露光装置１に反映する（処理１８）。以上が半導体露光装置１内でのパラメータ値最適化処理となる。
【００３２】
次に、このパラメータ値最適化処理の結果を、別の半導体露光装置（半導体露光装置２）に反映する過程の説明に移る。ここではまず具体的に、半導体露光装置２のパラメータ値を変更するかしないかの判断を、アライメント光学系のＴＩＳ情報の１つであるコマ収差量を比較することにより行う（処理１９）。前述したように各半導体露光装置のＴＩＳ情報は例えば、半導体露光装置１のコマ収差量をＣＭ１、半導体露光装置２のコマ収差量をＣＭ２として、ＣＭ１＝ＣＭ２、あるいはＣＭ１＜ＣＭ２であれば、半導体露光装置１に反映するパラメータ値と同等のパラメータ値を半導体露光装置２に対しても反映（処理２０）し、ＣＭ１＞ＣＭ２であれば、半導体露光装置２に対してのパラメータ値変更は行わない（処理２１）。
これは、そのパラメータがコマ収差量と相関性の高いパラメータである場合、半導体露光装置２が半導体露光装置１よりもコマ収差量の大きい或は同等の装置であれば、半導体露光装置１で最適でないと判断されたパラメータ値に設定されている半導体露光装置２において、そのパラメータ値では同様に最適でないと判断した方がよく、その際に半導体露光装置１に施されたパラメータ値の変更が、同様に或はそれ以上に半導体露光装置２の最適化に効果があると判断できることに基づく。一方もともと半導体露光装置２のコマ収差量が小さい場合は、コマ収差量と相関性の高いそのパラメータを値変更しても最適化の効果が薄いので、既に最適化されている現状を保った方が最適であると判断してパラメータ値をいじらないでそのままにしておく。
【００３３】
このような処理を繰り返す事で、プロセス変動が発生する場合においてもパラメータ値の組み合わせは次期ロット以降で最適化されて使用が可能となる。また、１つの半導体露光装置に関して最適化されたパラメータ値を別の半導体露光装置に反映するか否かをＴＩＳ情報に基づいて決定し、反映すると決定された半導体露光装置に対して当該パラメータ値を反映するので、システム内の半導体露光装置におけるパラメータ値が効率的に最適化されていく。
【００３４】
なお、本露光管理システム内の半導体露光装置の数は２つに限られない。多くの半導体露光装置のＴＩＳ情報を管理しておき、１つの半導体露光装置の最適化処理を、このＴＩＳ情報に基づいて、基準に適合する半導体露光装置のみ同様のパラメータ値変更を行って最適化するということが可能である。また、コマ収差量の数値を比較し、パラメータ値を次ロット以降に反映させるか、あるいはしないかの判断基準は、データベース５に蓄えられる情報を基に適宜変更していくのがよい。例えば、同じコマ収差量の半導体露光装置に同様のパラメータ値変更を行った場合にアライメント結果が良好化しない、その装置での最適化処理の必要性が増加した、といった結果がその後のデータから判断された場合には、以後コマ収差量が同じ半導体露光装置には最適化のためのパラメータ値変更を施さない、あるいは逆に、それだけでは良好化しない場合に判断基準を変更して（例えば、コマ収差と球面収差の両方の値を考慮する等）最適パラメータ値の変更の判断を行う、といった具合である。重ね合わせ検査装置３、ＰＣ／ＷＳ４についても、必要に応じてシステム内の数を増やしても良い。
【００３５】
なお、本実施形態では、図３に示すＴＴＬ方式のアライメント方式の図を示したが、アライメント方式はこの限りではない。例えば、Offaxisのアライメント方式に、上述のパラメータ値最適化手法を適用できることは明らかである。また、最適パラメータ値を次ロット以降に反映するか否かの判断基準としてコマ収差を取り上げたが、これに限らず、図４に示すその他のＴＩＳ情報を基準に判断をしてもよい。この際、図２中に示す判断式ＣＭ１≦ＣＭ２（処理１９）は、判断基準をＣＩＳのみ、あるいはTelecentricityのみとした場合には、それぞれの判断式をＣ１≦Ｃ２、あるいは、Ｔ１≦Ｔ２とし、これらの式に基づいてパラメータ値変更の可否を決める。
【００３６】
この様に、量産現場にとっては、ＯＡＰシステムを使用することにより、特別なウエハを量産行為とは別に流してパラメータ値の検討を行うことなく、アライメントパラメータ値の最適化を行うことが可能となる。このため、生産性を落とすこと無しに、半導体露光装置の実効性能向上させることが可能となる。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、ある露光装置で最適化されたパラメータ値を他の露光装置に対して反映するか否かを決定し、反映する場合は、最適化されたパラメータ値をそのまま他の露光装置にも用いている。第２の実施形態では、ある露光装置で最適化されたパラメータ値に対して、ＴＩＳに基づいて決定される係数を乗じて、すなわち最適化されたパラメータ値を変更して他の露光装置に反映させる。
【００３８】
以下、図５を参照して本発明の第２の実施例の説明を行うなお、図５の処理５０は図２の処理１８に対応する。
【００３９】
第１の実施形態で述べたように、指定された半導体露光装置１を用いて、（１）操作Ｊｏｂのパラメータ値を用いて取得したＡＧＡ計測結果とアライメント信号と、（２）操作Ｊｏｂ以外のパラメータ値を用いて取得したＡＧＡ計測結果とアライメント信号と、（３）Ｊｏｂに設定されたパラメータ値を用いて露光を行って得られた露光ウエハについて重ね合わせ検査装置３で検査をして得られる検査結果とに基づいて、ＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４は、現在設定されているパラメータ値の組み合わせよりも適切なパラメータ値の組み合わせが存在するか否かを判断する（処理１１〜処理１６）。そして、より適切なパラメータ値の組み合わせが存在した場合、その最適パラメータ値を半導体露光装置１に対して反映する（処理５０）。
【００４０】
次に、半導体露光装置１に搭載されているアライメントシステムのアライメント光学系のＴＩＳ情報の１つであるコマ収差量ＣＭ１を基準として、半導体露光装置２に搭載されているアライメントシステムのアライメント光学系のＴＩＳ情報の１つであるコマ収差量ＣＭ２との比較を行い、半導体露光装置１に反映したパラメータ値を半導体露光装置２にどのように反映するかの判断を行う。例えば、ＣＭ１＜ＣＭ２の場合は、半導体露光装置１に反映したパラメータ値に係数ｋ１を乗じたパラメータ値を半導体露光装置２に反映する（処理５２）。また、ＣＭ１＝ＣＭ２の時は、半導体露光装置１に反映したパラメータ値と同じパラメータ値を半導体露光装置２にも反映する（処理５３）。そして、ＣＭ１＞ＣＭ２の場合は、半導体露光装置１に反映したパラメータ値に係数ｋ２を乗じたパラメータ値を半導体露光装置２に反映する（処理５４）。以上のようにして設定されたパラメータ値を用いて露光作業を行う（処理５５）。
【００４１】
本実施形態は、ＴＩＳ情報の中のコマ収差量を判断基準とし、フィードフォワードすべき半導体露光装置、あるいは、パラメータ値の値を決定しているが、図４に示すその他のＴＩＳ情報値を基準に判断を行ってもよい。また、パラメータ値に乗じる係数ｋ１、ｋ２の数値は、ＯＡＰが蓄積したデータベースを基にして、随時最適な数値に変更していってもよい。光学系等の経時変化により、当初算出した係数ｋ１、ｋ２の数値が不適切になってきた場合、新たな係数を設定し、それを用いてパラメータ変更を行う。この場合は例えば、ＡＧＡでの計測結果（設定パラメータ値及び非設定パラメータ値によるＡＧＡ計測結果、信号処理による疑似的なＡＧＡ計測結果を含む）、及び重ね合わせ検査装置での計測結果とＴＩＳ情報との相関に関するデータをもとに、係数の変更の方向（増減）と変更量を概算して変更する。あるいは、例えば係数ｋ１を乗じたが、結果が好転しなかった場合、次回からはｋ１ではなく第１実施形態の如く１を乗じる（＝パラメータ値を元の装置で使用した値そのものを使用する）ようにしてもよい。
【００４２】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。まず、第１及び第２の実施形態におけるＯＡＰをできるだけ短い言葉で表現すると以下の様に言える。即ち、本実施形態のＯＡＰは、ＡＧＡショットでのＡＧＡ計測結果及びアライメント信号を、実際の操作Ｊｏｂのパラメータ値を用いて行った場合と、操作Ｊｏｂ以外のパラメータ値を用いた場合で取得し、重ね合わせ検査装置の結果と比較して、アライメントパラメータ値の最適値を求め、それを次期ロット以降で使用可能とするフィードフォワードシステム（Feed Forward System）である。
【００４３】
フィードフォワードは、Send-a-head Waferをそのロットから使用せずに、前のロットの結果に種々の数値処理を施して使用する方法である。高価な半導体露光装置のUpTimeを高くして使用する方が、先行処理よりＣｏＯ的に有利と考えたもので、多くの量産製造の現場で適用され、効果が出たと言われているものである。この前提は、現在の設定されているパラメータ値が概略正しい事が必要である。
【００４４】
これに対し第３の実施形態では、ＯＡＰをフィードバックシステムに適用する。本実施例でのFeedBackとは先行処理のことであり、Send-a-head Wafersと呼ばれる数枚のウエハをロット毎にアライメントを行い、その後露光を行い、重ね合わせ検査装置にてオフセットを求めてその結果を半導体露光装置へオフセットとして入力し、そのロットの残りのウエハを処理する方法である。
【００４５】
ＣＤ−ＳＥＭ計測が、特に少量ロットの場合等に行われるのでその間に重ね合わせ検査装置にてオフセットを求めている場合が多い様である。その様な場合には本実施形態を適用すればより効果が発揮される。
【００４６】
なお、上記各実施形態において、ＴＩＳ情報は半導体露光装置を出荷する際の検査工程で得られた情報をデータベース化してもよいし、ＴＩＳ測定用の基準ウエハを用いて、定期的にＴＩＳ情報を測定し、適宜データベース５のＴＩＳ情報を更新してもよい。
【００４７】
以上のように、上記各実施形態によれば、産業用機器の量産稼働中にパラメータ値が最適のものであるかを判断し、最適化することが可能である。このため、量産とは別に多くの時間や費用を費やすことなくパラメータ値を最適化することができる。この結果、生産性が高く且つ装置性能が最も高い状態で産業用機器を使用することが可能となり、ＣｏＯの良い製造システムを達成することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、産業用機器として半導体露光装置を用い、ウエハアライメントのパラメータ値を最適化する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばＣＭＰ装置に対して適用しても良いし、半導体露光装置のウエハフォーカス機能に関して適用してもよい。
【００４９】
また、ＯＡＰにおいては基準となっている重ね合わせ検査装置に対しても、例えば電子走作顕微鏡ＳＥＭを基準として、パラメータ値の最適化を行うことも同様に可能である。
【００５０】
次に上記説明した半導体露光装置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６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Ｓ２０１（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Ｓ２０２（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Ｓ２０３（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Ｓ２０４（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Ｓ２０５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ２０４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Ｓ２０６（検査）ではステップＳ２０５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Ｓ２０７）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。
【００５１】
図７は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップＳ２１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップＳ２１３（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Ｓ２１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ２１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ２１６（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Ｓ２１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップＳ２１８（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Ｓ２１９（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。上記工程で使用する露光装置は上記説明した管理システムによって最適化がなされているので、パラメータ固定による経時劣化等を未然に防ぐと共に、もし経時変化が発生しても量産現場を停止させず、且つ広範囲にわたって最適化修正が可能で、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。
【００５２】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００５３】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００５４】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００５５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５６】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ある産業用機器によるパラメータ値の適正化を他の産業用機器に反映することが可能となり、システム全体における効率的なパラメータ値設定が行なえる。
また、本発明によれば、所定のパラメータに対して設定されたパラメータ値以外のパラメータ値を用いて産業用機器を動作させて得られる動作結果、又は仮想的にパラメータを変化させて得られる仮想の動作結果を更に用いれば、産業用機器の量産稼働中においてパラメータ値の最適化を可能とし、そのパラメータ値を適切に別の産業用機器に反映することが可能となる。このため、産業用機器のパラメータ値の最適化を量産現場の生産性をほとんど劣化させることなく、容易に行うことができるので、装置の実効性能を向上させ、生産性、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態による露光管理システムの全体の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態による半導体製造システムにおいて、最適なパラメータ値を決定し、そのパラメータ値を半導体露光装置に反映するかしないかを判断する処理を説明するフローチャートである。
【図３】半導体露光装置のアライメント光学系を示す図である。
【図４】半導体露光装置が有する、装置固有の情報（ＴＩＳ情報）を示す図である。
【図５】最適なパラメータ値を決定し、そのパラメータ値を他の半導体露光装置にどのように反映するかを決定する処理を示すフローチャートである。
【図６】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７】ウエハプロセスを説明する図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用機器を管理する管理システム及び管理方法に関し、特に半導体露光装置におけるアライメントに関して有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造用の投影半導体露光装置においては、回路の微細化及び高密度化に伴い、レチクル面上の回路パターンをウエハ面上により高い解像力で投影露光できることが要求されている。回路パターンの投影解像力は投影光学系の開口数（ＮＡ）と露光波長に依存するので、高解像度化の方法としては、投影光学系のＮＡを大きくする方法や露光波長をより短波長化する方法が採用されている。後者の方法に関し、露光光源は、ｇ線からｉ線に移行し、更にｉ線からエキシマレーザに移行しつつある。また、エキシマレーザにおいても、その発振波長が２４８nm及び１９３nmの半導体露光装置が既に実用化され使用されている。
【０００３】
現在では発振波長を更に短波長化した、波長１５７nmのＶＵＶの露光方式、１３nmのＥＵＶ露光方式が次世代の露光方式の候補として検討されている。
【０００４】
一方、回路パターンの微細化に伴い、回路パターンが形成されているレチクルとそれが投影されるウエハとを高精度にアライメントすることも要求されており、その必要精度は一般に回路線幅の１／３である。例えば、現状の１８０nmデザインにおける必要精度はその１／３の６０nmである。
【０００５】
デバイス構造も多種多様なものが提案され、製品化に向けて検討が行われている。パーソナルコンピュータ等の普及に伴って、微細化の牽引役は、これまでのＤＲＡＭを中心としたメモリからＣＰＵチップに移行してきた。今後更なるＩＴ化に伴い、家庭内ワイヤレスＬＡＮやBluetoothと呼ばれる通信システム用デバイス、更に７７GHzの周波数を利用する自動車用レーダで代表される高速道路交通システム（ＩＴＳ：IntelligentTransport System）や２４GHz〜３８GHzの周波数を利用する無線アクセスシステム（ＬＭＤＳ：Local MultipointDistribution Service）で使用されるＭＭＩＣ（Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit）等の開発が、微細化を一層進めると考えられる。
【０００６】
また、半導体デバイスの製造プロセスも多種多様であり、半導体露光装置の深度不足の問題を解決する平坦化技術として、既にＷ−ＣＭＰ（Tungsten Chemical Mechanical Polishing）プロセスは過去のものとなりつつあり、現在はＣｕのDualDamasceneプロセスが注目されている。
【０００７】
更に、半導体デバイスの構造や材料も多種多様であり、例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物を組み合わせて構成したＰ−ＨＥＭＴ（Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor）やＭ−ＨＥＭＴ（Metamorphe -HEMT）や、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ等を使用したＨＢＴ（Heterojunction Bipolar Transistor）が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような半導体産業の現状において、半導体露光装置等の半導体製造装置を使用する上での設定すべき装置変数（＝パラメータ）は、各露光方式、各製品に対応して多数存在する。この最適化すべきパラメータの数は膨大であり、しかも、これらのパラメータは互いに独立ではなく相互に密接に関係している。
【０００９】
従来は、デバイスメーカーの装置導入担当者がこれらの各パラメータの値（パラメータ値）を試行錯誤により決定しており、最適なパラメータ値を決定するまでに膨大な時間を要していた。また、一旦パラメータの値が決定された後であっても、例えばプロセスエラーが発生した場合には、それに応じた製造プロセスの変更に伴って製造装置のパラメータ値を再度変更する必要が生じる場合があり、この場合にも最適なパラメータ値の決定に膨大な時間を要する。
【００１０】
また、半導体デバイスの生産においては、製造装置の立ち上げから量産の開始までに割くことができる時間は限られており、各パラメータ値の決定のために割くことができる時間も当然限られている。更に、ＣｏＯ（Cost of Ownership）の観点においても製造装置の稼動時間を向上させる必要があるため、一度決定したパラメータ値を変更する際はそれを迅速に行う必要がある。このような状況において、多種多様な半導体デバイスを最適な各パラメータ値で製造することは極めて困難であった。このため、本来は高い歩留まりを得ることができる製造装置であっても、各パラメータ値の最適化がなされないままに使用されるために、不本意な歩留まりしか得ることができず、目に見えない歩留まりの低下を招いていた。このような歩留まりの低下は、製造コストの増加や出荷量の低下を招き、競争力を低下させる。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ある産業用機器による所定パラメータの値の最適化結果を適切に他の産業用機器に反映することを可能とし、効率的なパラメータ値設定が行なえるようにすることを目的とする。
また、本発明の他の目的は、産業用機器の量産稼働中において所定パラメータ値の最適化を可能とし、そのパラメータ値を適切に別の産業用機器に反映することを可能とすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の一態様による管理装置は以下の構成を備える。すなわち、
複数の露光装置を管理する管理装置であって、
前記複数の露光装置のうちの一つの露光装置に設定される第１アライメントパラメータ値の変更を、前記複数の露光装置のうちの少なくとも一つの他の露光装置に設定される第２アライメントパラメータ値の変更にどのように反映させるかを、前記他の露光装置のアライメント光学系の特性に基づいて決定する決定手段と、
前記決定手段による決定結果に基づいて、前記第１アライメントパラメータ値の変更を、前記第２アライメントパラメータ値の変更に反映させる反映手段とを備える。
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明の他の態様によるデバイスを製造するデバイス製造方法は、
上記の管理装置により管理されている露光装置を用いて基板にパターンを露光する露光工程と、
露光された前記基板を現像する現像工程と、
現像された前記基板を処理してデバイスを製造する処理工程とを有する。
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明の他の態様による管理方法は、
複数の露光装置を管理する管理方法であって、
前記複数の露光装置のうちの一つの露光装置に設定される第１アライメントパラメータ値の変更を、前記複数の露光装置のうちの少なくとも一つの他の露光装置に設定される第２アライメントパラメータ値の変更にどのように反映させるかを、前記他の露光装置のアライメント光学系の特性に基づいて決定する決定工程と、
前記決定工程による決定結果に基づいて、前記第１アライメントパラメータ値の変更を、前記第２アライメントパラメータ値の変更に反映させる反映工程とを有する。
【００１６】
更に、本発明によれば、上記管理方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムが提供される。
また、好ましくは、上記最適化手段、最適化工程は、当該産業用機器の生産稼働中にそのパラメータを最適化する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１、図２は第１の実施形態に関る半導体製造システムである。尚、以下においては、本実施形態による管理システムのうち、半導体露光装置のアライメント系に適用する量産機に対応したアライメントパラメータを最適化するシステムをＯＡＰ：Optimization for Alignment Parameter in volume productionと呼ぶことにする。尚、本明細書中におけるパラメータ値とは、数値で設定可能なパラメータの数値はもちろん、サンプルショットの配置、アライメント方式の選択といった直接数値には当たらない設定パラメータの選択肢データ等の条件も含まれるものである。当然、変数という表記も数値以外に選択肢等数値以外の装置内変動要素、条件一般が含まれる。
【００１９】
図１は、本実施形態による露光管理システムの全体の概略構成を示す図である。本実施形態の露光管理システムは、複数の露光装置（図では露光装置１，２）と重ね合わせ検査装置３、中央処理装置４、データベース５を含み、これらがＬＡＮ６（例えば社内ＬＡＮ）により接続された構成を有する。中央処理装置４は、半導体露光装置１、２及び重ね合わせ検査装置３からの各種計測値等を吸い上げ、データベース５にデータベース化して保存する。そして、半導体露光装置１、２が量産稼働する間に、パラメータ値の最適化を行い、半導体露光装置１、２に通知する。
【００２０】
次に図２を用いて、第１の実施形態によるＯＡＰのシーケンスを説明する。まず、半導体露光装置１に露光を行うウエハが搬入されたとし、それに対応するレチクルが半導体露光装置内に設定されたとする（図２には不図示）。
【００２１】
半導体露光装置はそこで、Ｊｏｂに設定された変数の値（＝パラメータ値）により、ＡＧＡ：AdvancedGlobal Alignmentと呼んでいるレーザ干渉計付のＸＹステージ精度頼りでウエハの位置計測を行うグローバルアライメントを行い、その時のウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量（これらを総称してＡＧＡ計測結果という）を求める（処理１１）。このＡＧＡデータは後にＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ値として受け渡す（データ転送１８）。
【００２２】
次にその際のステージ駆動情報を用いて再度ステージ駆動し、Ｊｏｂ以外のパラメータ値（例えば、ＡＧＡに使用するサンプルショット（ウエハ上の実際に位置を計測するのに使用するショット）の数／配置を変える等）でもＡＧＡ計測を行い、同じくウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量を求める（処理１２）。そしてこのＡＧＡ計測結果も先のＪｏｂ設定のパラメータ値で求めたデータと同じくＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ値として受け渡す（データ転送１８）。更にＡＧＡ計測を行った時に検出したアライメント信号を全てＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ受け渡すことも行う（データ転送１８）。このアライメント信号をＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ受け渡す系をＡＤＵＬ：Alignment Data Up Load と呼ぶ。
【００２３】
データを全て取り終えたら、Ｊｏｂに設定されたパラメータ値でのＡＧＡ結果に基づいて露光処理を行う（処理１３）。以上の処理１１〜処理１３が露光装置１、２において実行される処理であり、露光されたウエハは現像装置により現像される（不図示）。
【００２４】
一方、ＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４では、受け渡された、ウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量を、ＡＧＡ計測結果としてデータベース化して格納する（処理１５）。更にＡＧＡを行った時に検出したアライメント信号を、別の信号処理を施して（尚、これもパラメータ値の変更に相当するものである）疑似的なウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量としてＡＧＡ計測結果を推測し、同じくデータベース化して格納する（処理１５）。この別の信号処理とは、処理方式自身は同じであっても使用する信号範囲を限定するウインドウ幅の変更する処理も含めるものとする。
【００２５】
現像されたウエハは重ね合わせ検査装置３で検査され、アライメント結果が計測される（処理１４）。そして、その検査結果はＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ渡され（データ転送１９）、既にデータベース化された半導体露光装置でのＡＧＡ計測結果と対応して格納される。こうして、検査結果もデータベース化する（処理１５）。
【００２６】
また、データベース５には、全ての半導体露光装置上のアライメントシステムが個々に有する性能情報が登録されており、これらの情報もＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４へ適宜渡され（データ転送２０）、最適パラメータ値決定の為の情報として利用される。ＴＩＳ（Tool Induced Shift）情報とは基本的に「半導体露光装置上のアライメントシステムが個々に有する性能情報」の事であるが、本実施形態においては「半導体露光装置上のアライメントシステムが個々に有する性能情報」を、図３に示すようなアライメント光学系の特性に関するものとしており、以下これをＴＩＳ（ToolInduced Shift）情報と呼ぶことにする。
【００２７】
ここで、図３を用いて本実施形態におけるアライメント光学系の説明を行う。図３は、レチクル１２の像を投影光学系１３を介してウエハ１５に露光する半導体露光装置の概略図であり、アライメント方式は、投影光学系１３を介して行うＴＴＬ（Through The Lens）方式である。アライメント光学系は、撮像素子７、ビームスプリッタ８、レンズ９、ミラー１１、照明光学系１０から構成されており、ウエハ１５上のアライメントマーク１４の像を投影光学系１３を介してアライメント光学系の撮像素子７で検出して画像処理を行うことによりアライメントを行なう。
【００２８】
以上のようなＴＴＬ方式でアライメント光学系を構成するために、投影光学系で発生するアライメント波長に対する収差をアライメント光学系内で逆補正して良好な画像を形成するように調整されている。アライメント光学系の収差補正は、出荷時に仕様内に収まるように調整がされているが、残存する収差はゼロではない。この残存収差と、プロセスに起因するアライメント計測値のエラー（以下、ＷＩＳ：Wafer Induced Shiftと呼ぶ）の相乗作用により、例えばＷＩＳエラーが全てのウエハ、或いはロット内で一定の場合でも、各半導体露光装置毎に、アライメント検出のエラーの量は変わってくる。
【００２９】
よって、予め、ＴＩＳ情報を把握しておき、その量に応じて後述する判断を行えば、各半導体露光装置に対応したパラメータ値変更を行うことができる。ここで、ＴＩＳ情報とは、図４に示すようなアライメント光学系（投影光学系を含む）のコマ収差、球面収差、アス、ＣＩＳ（Chromatic Image Shift）、及びTelecentricity等の収差、及び光学特性のことをいう。特にＣＩＳとは、アライメント光学系の光学部品が傾いたことにより発生する色収差量を表すものであり、半導体露光装置でのアライメントを行った際に生じるアライメントオフセット量とＣＩＳには相関があることが判明している。
【００３０】
引き続き、図２に戻って、ＡＧＡでの計測結果（設定パラメータ値及び非設定パラメータ値によるＡＧＡ計測結果、信号処理による疑似的なＡＧＡ計測結果を含む）、重ね合わせ検査装置３で測定された実際のアライメント誤差の計測結果を、指定したウエハによって算出し、現在使用中のＪｏｂの設定パラメータ値が、最適かどうか判断する（処理１６）。これは例えば実際のアライメント誤差と設定／非設定パラメータ値による擬似を含む計測結果との比較から可能である。判断の結果、現在使用している半導体露光装置１で使用しているアライメントパラメータ値が最適であれば、半導体露光装置１のアライメントパラメータ値の変更は行わずにそのまま露光を続行する（処理１７）。
【００３１】
一方、処理１６において、現在のアライメントパラメータ値を変更した方がよいと判断した場合、すなわち、設定パラメータ値以外のパラメータ値で、より良好なアライメント結果を得ることができると予想されるパラメータ値が存在する場合は、次のロット以降の処理において、ＯＡＰが算出した最適パラメータ値を半導体露光装置１に反映する（処理１８）。以上が半導体露光装置１内でのパラメータ値最適化処理となる。
【００３２】
次に、このパラメータ値最適化処理の結果を、別の半導体露光装置（半導体露光装置２）に反映する過程の説明に移る。ここではまず具体的に、半導体露光装置２のパラメータ値を変更するかしないかの判断を、アライメント光学系のＴＩＳ情報の１つであるコマ収差量を比較することにより行う（処理１９）。前述したように各半導体露光装置のＴＩＳ情報は例えば、半導体露光装置１のコマ収差量をＣＭ１、半導体露光装置２のコマ収差量をＣＭ２として、ＣＭ１＝ＣＭ２、あるいはＣＭ１＜ＣＭ２であれば、半導体露光装置１に反映するパラメータ値と同等のパラメータ値を半導体露光装置２に対しても反映（処理２０）し、ＣＭ１＞ＣＭ２であれば、半導体露光装置２に対してのパラメータ値変更は行わない（処理２１）。
これは、そのパラメータがコマ収差量と相関性の高いパラメータである場合、半導体露光装置２が半導体露光装置１よりもコマ収差量の大きい或は同等の装置であれば、半導体露光装置１で最適でないと判断されたパラメータ値に設定されている半導体露光装置２において、そのパラメータ値では同様に最適でないと判断した方がよく、その際に半導体露光装置１に施されたパラメータ値の変更が、同様に或はそれ以上に半導体露光装置２の最適化に効果があると判断できることに基づく。一方もともと半導体露光装置２のコマ収差量が小さい場合は、コマ収差量と相関性の高いそのパラメータを値変更しても最適化の効果が薄いので、既に最適化されている現状を保った方が最適であると判断してパラメータ値をいじらないでそのままにしておく。
【００３３】
このような処理を繰り返す事で、プロセス変動が発生する場合においてもパラメータ値の組み合わせは次期ロット以降で最適化されて使用が可能となる。また、１つの半導体露光装置に関して最適化されたパラメータ値を別の半導体露光装置に反映するか否かをＴＩＳ情報に基づいて決定し、反映すると決定された半導体露光装置に対して当該パラメータ値を反映するので、システム内の半導体露光装置におけるパラメータ値が効率的に最適化されていく。
【００３４】
なお、本露光管理システム内の半導体露光装置の数は２つに限られない。多くの半導体露光装置のＴＩＳ情報を管理しておき、１つの半導体露光装置の最適化処理を、このＴＩＳ情報に基づいて、基準に適合する半導体露光装置のみ同様のパラメータ値変更を行って最適化するということが可能である。また、コマ収差量の数値を比較し、パラメータ値を次ロット以降に反映させるか、あるいはしないかの判断基準は、データベース５に蓄えられる情報を基に適宜変更していくのがよい。例えば、同じコマ収差量の半導体露光装置に同様のパラメータ値変更を行った場合にアライメント結果が良好化しない、その装置での最適化処理の必要性が増加した、といった結果がその後のデータから判断された場合には、以後コマ収差量が同じ半導体露光装置には最適化のためのパラメータ値変更を施さない、あるいは逆に、それだけでは良好化しない場合に判断基準を変更して（例えば、コマ収差と球面収差の両方の値を考慮する等）最適パラメータ値の変更の判断を行う、といった具合である。重ね合わせ検査装置３、ＰＣ／ＷＳ４についても、必要に応じてシステム内の数を増やしても良い。
【００３５】
なお、本実施形態では、図３に示すＴＴＬ方式のアライメント方式の図を示したが、アライメント方式はこの限りではない。例えば、Offaxisのアライメント方式に、上述のパラメータ値最適化手法を適用できることは明らかである。また、最適パラメータ値を次ロット以降に反映するか否かの判断基準としてコマ収差を取り上げたが、これに限らず、図４に示すその他のＴＩＳ情報を基準に判断をしてもよい。この際、図２中に示す判断式ＣＭ１≦ＣＭ２（処理１９）は、判断基準をＣＩＳのみ、あるいはTelecentricityのみとした場合には、それぞれの判断式をＣ１≦Ｃ２、あるいは、Ｔ１≦Ｔ２とし、これらの式に基づいてパラメータ値変更の可否を決める。
【００３６】
この様に、量産現場にとっては、ＯＡＰシステムを使用することにより、特別なウエハを量産行為とは別に流してパラメータ値の検討を行うことなく、アライメントパラメータ値の最適化を行うことが可能となる。このため、生産性を落とすこと無しに、半導体露光装置の実効性能向上させることが可能となる。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、ある露光装置で最適化されたパラメータ値を他の露光装置に対して反映するか否かを決定し、反映する場合は、最適化されたパラメータ値をそのまま他の露光装置にも用いている。第２の実施形態では、ある露光装置で最適化されたパラメータ値に対して、ＴＩＳに基づいて決定される係数を乗じて、すなわち最適化されたパラメータ値を変更して他の露光装置に反映させる。
【００３８】
以下、図５を参照して本発明の第２の実施例の説明を行うなお、図５の処理５０は図２の処理１８に対応する。
【００３９】
第１の実施形態で述べたように、指定された半導体露光装置１を用いて、（１）操作Ｊｏｂのパラメータ値を用いて取得したＡＧＡ計測結果とアライメント信号と、（２）操作Ｊｏｂ以外のパラメータ値を用いて取得したＡＧＡ計測結果とアライメント信号と、（３）Ｊｏｂに設定されたパラメータ値を用いて露光を行って得られた露光ウエハについて重ね合わせ検査装置３で検査をして得られる検査結果とに基づいて、ＯＡＰをコントロールするＰＣ／ＷＳ４は、現在設定されているパラメータ値の組み合わせよりも適切なパラメータ値の組み合わせが存在するか否かを判断する（処理１１〜処理１６）。そして、より適切なパラメータ値の組み合わせが存在した場合、その最適パラメータ値を半導体露光装置１に対して反映する（処理５０）。
【００４０】
次に、半導体露光装置１に搭載されているアライメントシステムのアライメント光学系のＴＩＳ情報の１つであるコマ収差量ＣＭ１を基準として、半導体露光装置２に搭載されているアライメントシステムのアライメント光学系のＴＩＳ情報の１つであるコマ収差量ＣＭ２との比較を行い、半導体露光装置１に反映したパラメータ値を半導体露光装置２にどのように反映するかの判断を行う。例えば、ＣＭ１＜ＣＭ２の場合は、半導体露光装置１に反映したパラメータ値に係数ｋ１を乗じたパラメータ値を半導体露光装置２に反映する（処理５２）。また、ＣＭ１＝ＣＭ２の時は、半導体露光装置１に反映したパラメータ値と同じパラメータ値を半導体露光装置２にも反映する（処理５３）。そして、ＣＭ１＞ＣＭ２の場合は、半導体露光装置１に反映したパラメータ値に係数ｋ２を乗じたパラメータ値を半導体露光装置２に反映する（処理５４）。以上のようにして設定されたパラメータ値を用いて露光作業を行う（処理５５）。
【００４１】
本実施形態は、ＴＩＳ情報の中のコマ収差量を判断基準とし、フィードフォワードすべき半導体露光装置、あるいは、パラメータ値の値を決定しているが、図４に示すその他のＴＩＳ情報値を基準に判断を行ってもよい。また、パラメータ値に乗じる係数ｋ１、ｋ２の数値は、ＯＡＰが蓄積したデータベースを基にして、随時最適な数値に変更していってもよい。光学系等の経時変化により、当初算出した係数ｋ１、ｋ２の数値が不適切になってきた場合、新たな係数を設定し、それを用いてパラメータ変更を行う。この場合は例えば、ＡＧＡでの計測結果（設定パラメータ値及び非設定パラメータ値によるＡＧＡ計測結果、信号処理による疑似的なＡＧＡ計測結果を含む）、及び重ね合わせ検査装置での計測結果とＴＩＳ情報との相関に関するデータをもとに、係数の変更の方向（増減）と変更量を概算して変更する。あるいは、例えば係数ｋ１を乗じたが、結果が好転しなかった場合、次回からはｋ１ではなく第１実施形態の如く１を乗じる（＝パラメータ値を元の装置で使用した値そのものを使用する）ようにしてもよい。
【００４２】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。まず、第１及び第２の実施形態におけるＯＡＰをできるだけ短い言葉で表現すると以下の様に言える。即ち、本実施形態のＯＡＰは、ＡＧＡショットでのＡＧＡ計測結果及びアライメント信号を、実際の操作Ｊｏｂのパラメータ値を用いて行った場合と、操作Ｊｏｂ以外のパラメータ値を用いた場合で取得し、重ね合わせ検査装置の結果と比較して、アライメントパラメータ値の最適値を求め、それを次期ロット以降で使用可能とするフィードフォワードシステム（Feed Forward System）である。
【００４３】
フィードフォワードは、Send-a-head Waferをそのロットから使用せずに、前のロットの結果に種々の数値処理を施して使用する方法である。高価な半導体露光装置のUpTimeを高くして使用する方が、先行処理よりＣｏＯ的に有利と考えたもので、多くの量産製造の現場で適用され、効果が出たと言われているものである。この前提は、現在の設定されているパラメータ値が概略正しい事が必要である。
【００４４】
これに対し第３の実施形態では、ＯＡＰをフィードバックシステムに適用する。本実施例でのFeedBackとは先行処理のことであり、Send-a-head Wafersと呼ばれる数枚のウエハをロット毎にアライメントを行い、その後露光を行い、重ね合わせ検査装置にてオフセットを求めてその結果を半導体露光装置へオフセットとして入力し、そのロットの残りのウエハを処理する方法である。
【００４５】
ＣＤ−ＳＥＭ計測が、特に少量ロットの場合等に行われるのでその間に重ね合わせ検査装置にてオフセットを求めている場合が多い様である。その様な場合には本実施形態を適用すればより効果が発揮される。
【００４６】
なお、上記各実施形態において、ＴＩＳ情報は半導体露光装置を出荷する際の検査工程で得られた情報をデータベース化してもよいし、ＴＩＳ測定用の基準ウエハを用いて、定期的にＴＩＳ情報を測定し、適宜データベース５のＴＩＳ情報を更新してもよい。
【００４７】
以上のように、上記各実施形態によれば、産業用機器の量産稼働中にパラメータ値が最適のものであるかを判断し、最適化することが可能である。このため、量産とは別に多くの時間や費用を費やすことなくパラメータ値を最適化することができる。この結果、生産性が高く且つ装置性能が最も高い状態で産業用機器を使用することが可能となり、ＣｏＯの良い製造システムを達成することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、産業用機器として半導体露光装置を用い、ウエハアライメントのパラメータ値を最適化する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばＣＭＰ装置に対して適用しても良いし、半導体露光装置のウエハフォーカス機能に関して適用してもよい。
【００４９】
また、ＯＡＰにおいては基準となっている重ね合わせ検査装置に対しても、例えば電子走作顕微鏡ＳＥＭを基準として、パラメータ値の最適化を行うことも同様に可能である。
【００５０】
次に上記説明した半導体露光装置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６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Ｓ２０１（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Ｓ２０２（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Ｓ２０３（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Ｓ２０４（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Ｓ２０５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ２０４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Ｓ２０６（検査）ではステップＳ２０５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Ｓ２０７）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。
【００５１】
図７は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップＳ２１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップＳ２１３（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Ｓ２１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ２１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ２１６（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Ｓ２１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップＳ２１８（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Ｓ２１９（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。上記工程で使用する露光装置は上記説明した管理システムによって最適化がなされているので、パラメータ固定による経時劣化等を未然に防ぐと共に、もし経時変化が発生しても量産現場を停止させず、且つ広範囲にわたって最適化修正が可能で、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。
【００５２】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００５３】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００５４】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００５５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５６】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ある産業用機器によるパラメータ値の適正化を他の産業用機器に反映することが可能となり、システム全体における効率的なパラメータ値設定が行なえる。
また、本発明によれば、所定のパラメータに対して設定されたパラメータ値以外のパラメータ値を用いて産業用機器を動作させて得られる動作結果、又は仮想的にパラメータを変化させて得られる仮想の動作結果を更に用いれば、産業用機器の量産稼働中においてパラメータ値の最適化を可能とし、そのパラメータ値を適切に別の産業用機器に反映することが可能となる。このため、産業用機器のパラメータ値の最適化を量産現場の生産性をほとんど劣化させることなく、容易に行うことができるので、装置の実効性能を向上させ、生産性、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態による露光管理システムの全体の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態による半導体製造システムにおいて、最適なパラメータ値を決定し、そのパラメータ値を半導体露光装置に反映するかしないかを判断する処理を説明するフローチャートである。
【図３】半導体露光装置のアライメント光学系を示す図である。
【図４】半導体露光装置が有する、装置固有の情報（ＴＩＳ情報）を示す図である。
【図５】最適なパラメータ値を決定し、そのパラメータ値を他の半導体露光装置にどのように反映するかを決定する処理を示すフローチャートである。
【図６】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７】ウエハプロセスを説明する図である。
Claims (11)
- 複数の露光装置を管理する管理装置であって、
前記複数の露光装置のうちの一つの露光装置に設定される第１アライメントパラメータ値の変更を、前記複数の露光装置のうちの少なくとも一つの他の露光装置に設定される第２アライメントパラメータ値の変更にどのように反映させるかを、前記他の露光装置のアライメント光学系の特性に基づいて決定する決定手段と、
前記決定手段による決定結果に基づいて、前記第１アライメントパラメータ値の変更を、前記第２アライメントパラメータ値の変更に反映させる反映手段とを備えることを特徴とする管理装置。 - 前記決定手段は、前記特性に基づいて、前記第１アライメントパラメータ値の変更を前記第２アライメントパラメータ値の変更に反映するかどうかを決定することを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
- 前記決定手段は、前記特性に基づいて、前記第２アライメントパラメータ値を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の管理装置。
- 前記複数の露光装置の各々に関して、前記特性を示す情報を格納する格納手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の管理装置。
- 前記一つの露光装置に設定されるべき前記第１アライメントパラメータ値を変更する変更手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の管理装置。
- 前記変更手段は、前記一つの露光装置が第１の値を前記第１アライメントパラメータ値として用いて取得された第１計測データと、前記一つの露光装置が第２の値を前記第１アライメントパラメータ値として用いて取得された第２計測データと、前記第１計測データに基づいて前記一つの露光装置により実行された露光により得られたパターンに関する検査データとに基づいて、前記第１アライメントパラメータ値を変更することを特徴とする請求項５に記載の管理装置。
- 前記特性は、コマ収差、球面収差、非点収差、ＣＩＳ、及びtelecentricityの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の管理装置。
- 前記複数の露光装置が接続されているネットワークを更に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の管理装置。
- デバイスを製造する製造方法であって、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の管理装置により管理されている露光装置を用いて基板にパターンを露光する露光工程と、
露光された前記基板を現像する現像工程と、
現像された前記基板を処理してデバイスを製造する処理工程とを有することを特徴とする製造方法。 - 複数の露光装置を管理する管理方法であって、
前記複数の露光装置のうちの一つの露光装置に設定される第１アライメントパラメータ値の変更を、前記複数の露光装置のうちの少なくとも一つの他の露光装置に設定される第２アライメントパラメータ値の変更にどのように反映させるかを、前記他の露光装置のアライメント光学系の特性に基づいて決定する決定工程と、
前記決定工程による決定結果に基づいて、前記第１アライメントパラメータ値の変更を、前記第２アライメントパラメータ値の変更に反映させる反映工程とを有することを特徴とする管理方法。 - 請求項１０に記載の管理方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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