KR101144683B1

KR101144683B1 - Pre-measurement processing method, exposure system and substrate processing equipment

Info

Publication number: KR101144683B1
Application number: KR1020067019972A
Authority: KR
Inventors: 유우키 이시이; 히로유키 스즈키; 신이치 오키타
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2012-05-25
Also published as: KR20060132743A; TW200540579A; JP4760705B2; TWI395075B; WO2005083756A1; JPWO2005083756A1; IL177844A0

Abstract

(Problem) High-performance, high-quality microdevices and the like are manufactured with high throughput and high efficiency.

(Solution means) Before carrying in the wafer W to the exposure apparatus 200 which exposes the wafer W, the mark formed on the wafer W is measured by the inline measuring device 400, and the measurement result And / or notify the exposure apparatus 200 of the result of the calculation processing of the measurement result. The exposure apparatus 200 optimizes the measurement conditions based on the reported result and then performs an alignment or the like.

Exposure device, alignment, wafer

Description

PRE-MEASUREMENT PROCESSING METHOD, EXPOSURE SYSTEM AND SUBSTRATE PROCESSING EQUIPMENT}

기술분야Technical Field

본 발명은, 예를 들어, 반도체 소자, 액정 표시 소자, 촬상 소자, 박막 자기 헤드 등을 제조하기 위한 포토리소그라피 공정에서, 회로 패턴을 고정밀도·고스루풋으로 형성하기 위한 사전 계측 처리 방법, 노광 시스템 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. The present invention is, for example, in a photolithography step for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, an imaging device, a thin film magnetic head, etc., a pre-measurement processing method for forming a circuit pattern with high precision and high throughput, an exposure system. And a substrate processing apparatus.

배경기술Background

반도체 소자, 액정 표시 소자, 촬상 소자 (CCD; Charge Coupled Device 등), 박막 자기 헤드 등의 각종 디바이스의 상당수는 노광 장치를 이용하여 기판 상에 다수층의 패턴을 겹쳐 노광함으로써 제조된다. 이 때문에, 2층째 이후의 패턴을 기판 상에 노광할 때에는, 이미 패턴이 형성된 기판 상의 각 쇼트 영역과 마스크의 패턴 이미지와의 위치 맞춤, 즉 기판과 레티클의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 정확하게 실시할 필요가 있다. 이 때문에, 스테이지 좌표계의 1층째의 패턴이 노광된 기판 상에는, 각 쇼트 영역 (칩 패턴 영역) 에 부설되는 형태로 얼라인먼트 마크로 불리는 위치 맞춤용 마크가 각각 형성되어 있다. Many of various devices such as semiconductor elements, liquid crystal display elements, imaging elements (CCDs, Charge Coupled Devices, etc.), thin film magnetic heads, and the like are manufactured by overlaying a plurality of patterns on a substrate using an exposure apparatus. For this reason, when exposing the pattern after the 2nd layer on a board | substrate, it is necessary to perform the alignment of each shot area | region and the pattern image of a mask on the board | substrate with which the pattern was already formed, ie, the alignment of the board | substrate and a reticle (alignment) correctly. There is. For this reason, on the board | substrate which the pattern of the 1st layer of a stage coordinate system was exposed, the alignment mark called alignment mark is formed in the form which is attached to each shot region (chip pattern region), respectively.

얼라인먼트 마크가 형성된 기판이 노광 장치에 반입되면, 그 노광 장치가 구비하는 마크 계측 장치에 의해, 스테이지 좌표계 상에서의 그 마크 위치 (좌표치) 가 계측된다. 이어서, 계측된 마크 위치와 그 마크의 설계상 위치에 기초하여, 기판 상의 하나의 쇼트 영역을 레티클 패턴에 대해서 위치 맞춤 (위치 결정) 하는 얼라인먼트가 행해진다. When the board | substrate with an alignment mark was carried in to the exposure apparatus, the mark position (coordinate value) on a stage coordinate system is measured by the mark measuring apparatus with which the exposure apparatus is equipped. Next, alignment is performed to position (position) one short region on the substrate with respect to the reticle pattern based on the measured mark position and the design position of the mark.

얼라인먼트 방식으로는, 기판 상의 쇼트 영역마다 그 얼라인먼트 마크를 계측하여 위치 맞춤을 행하는 다이 바이 다이 (D/D) 얼라인먼트가 알려져 있지만, 현재는, 스루풋을 향상시키는 관점에서, 예를 들어 일본 공개특허공보 소61-44429호, 일본 공개특허공보 소62-84516호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 기판 상의 쇼트 배열의 규칙성을 통계적 수법에 의해 정밀하게 특정하는 인핸스드 글로벌 얼라인먼트 (EGA; Enhanced Global Alignment) 가 주류로 되어 있다. As the alignment method, a die-by-die (D / D) alignment is known, in which the alignment mark is measured for each short region on the substrate, whereby alignment is performed. At present, from the viewpoint of improving throughput, for example, Japanese Laid-Open Patent Publication As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-84516, etc., there is an enhanced global alignment (EGA) for precisely specifying the regularity of the short array on a substrate by a statistical method. It is mainstream.

EGA 란, 미리 선정된 복수 (예를 들어, 7～15개 정도) 의 샘플 쇼트에 대하여, 그 얼라인먼트 마크의 위치를 계측하고, 이들 계측치와 당해 얼라인먼트 마크의 설계상 위치로부터의 오차가 최소가 되도록, 최소 제곱법 등을 이용한 통계 연산을 행하여, 기판 상의 모든 쇼트 영역의 위치 좌표 (쇼트 배열) 를 산출한 후, 이 산출한 쇼트 배열에 따라 기판 스테이지를 스테핑시켜 가는 것이다. 이 EGA 에 의해, 쇼트 배열에 발생한 주로 선형인 오차 (기판의 잔존 회전 오차, 스테이지 좌표계 (또는 쇼트 배열) 의 직교도 오차, 기판의 선형 신축 (스켈링), 기판 (중심 위치) 의 오프셋 (평행 이동) 등) 가 제거된다. With EGA, the position of the alignment mark is measured with respect to a plurality of sample shots (for example, about 7-15 pieces) selected in advance, so that the error from these measured values and the design position of the alignment mark is minimized. After performing statistical calculation using the least square method, the position coordinates (short array) of all the shot regions on the substrate are calculated, and the substrate stage is stepped according to the calculated short array. By this EGA, mainly linear errors (shortest rotational errors of the substrate, orthogonality errors of the stage coordinate system (or shorter arrays), linear stretching (scaling) of the substrate, and offset of the substrate (center position) are caused by the short array. ), Etc.) are removed.

또, 연마 등의 프로세스 처리나 열팽창에 의해 기판에 생기는 비선형인 변형, 노광 장치간의 스테이지 그리드 오차 (스테이지 좌표계 간의 오차), 기판의 흡착 상태 등에 따라, 비선형인 쇼트 배열 오차가 생긴다. 이러한 비선형인 오차 (랜덤 오차) 도 제거하기 위한 기술로는, 그리드 컨팬세이션 매칭 (GCM; Grid Compensation Matching) 이 알려져 있다. In addition, a non-linear short array error occurs due to nonlinear deformation occurring on the substrate due to thermal processing or polishing such as polishing, stage grid error between the exposure apparatuses (error between stage coordinate systems), adsorption state of the substrate, and the like. As a technique for removing such nonlinear error (random error), Grid Compensation Matching (GCM) is known.

이 GCM 으로는, 노광 시퀀스 (프로세스 웨이퍼에 대한 노광 처리) 중에, EGA 의 결과를 기준으로 하여 재차 EGA 계측을 행하여 비선형 성분을 추출하고, 추출된 비선형 성분을 복수 장의 웨이퍼에 대하여 평균화한 값을 맵 보정치로서 유지하고, 이후의 노광 시퀀스에서는, 이 맵 보정치를 이용하여 쇼트 위치의 보정을 행하는 것 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2001-345243호 참조), 노광 시퀀스와는 별도로 미리 노광 조건, 프로세스마다 기준 웨이퍼를 이용하여 비선형 성분 (각 쇼트마다의 어긋남량) 을 계측하고, 이것을 맵 보정 파일로서 저장해 두고, 노광 시퀀스에 있어서, 노광 조건에 맞춘 맵 보정 파일을 이용하여, 각 쇼트 위치의 보정을 행하는 것 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-353121호 등 참조) 등이 있다. In this GCM, during the exposure sequence (exposure process for the process wafer), the EGA measurement is again performed on the basis of the result of the EGA to extract the nonlinear component, and the value obtained by averaging the extracted nonlinear component over a plurality of wafers is mapped. In the subsequent exposure sequence, the short position is corrected using this map correction value (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-345243). A nonlinear component (deviation amount for each shot) is measured using a reference wafer every time, and stored as a map correction file, and in the exposure sequence, correction of each shot position is performed by using a map correction file adapted to the exposure conditions. And the like (for example, see Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-353121 and the like).

또, 본원 출원인은, 상기 서술한 EGA 방식으로 선형 오차 성분이 제거된 후의 쇼트 배열 위치와 각각의 설계상 위치의 차이 (비선형 오차 성분) 를, 소정의 평가 함수에 기초하여 평가하고, 이 평가 결과에 기초하여 당해 비선형 성분을 표현하는 함수를 결정하고, 이것에 기초하여, 쇼트 배열을 보정하는 것을 출원 중이다 (일본 특허출원 2003-49421호). Moreover, the applicant of this application evaluates the difference (nonlinear error component) of the short arrangement position and each design position after a linear error component is removed by the above-mentioned EGA system based on a predetermined evaluation function, and this evaluation result On the basis of this, a function for expressing the nonlinear component is determined, and based on this, the application of correcting the short arrangement is pending (Japanese Patent Application No. 2003-49421).

또한 회로 패턴의 중첩 정밀도를 향상시키기 위해, 전(前)공정에서 노광에 이용되는 노광 장치의 투영 광학계의 디스토션을 미리 계측하여 디스토션 데이터로서 데이터베이스에 등록해 두고, 이 디스토션 데이터와 당해 기판에 대한 노광 이력으로부터, 전공정의 디스토션에 기초하는 이미지 변형과 동일한 이미지 변형이, 다음 공정에서 노광에 이용되는 노광 장치에서 생기도록, 그 다음 공정의 노광 장치의 투영 광학계 결상 특성 등을 로트 단위로 조정하도록 한, 슈퍼 디스토션 매칭 (SDM; Super Distortion Matching) 도 알려져 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-36451호, 일본 공개특허공보 2001-338860호 등 참조). In order to improve the overlapping accuracy of the circuit pattern, the distortion of the projection optical system of the exposure apparatus used for the exposure in the previous step is measured in advance and registered in the database as the distortion data, and the exposure data and the exposure to the substrate are exposed. From the history, the projection optical system imaging characteristics and the like of the exposure apparatus of the next process are adjusted in lot so that the same image deformation as the image deformation based on the distortion of the previous process occurs in the exposure apparatus used for exposure in the next process. Super Distortion Matching (SDM) is also known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-36451, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-338860, etc.).

아울러, 포커스 조정에 관한 기술로서는, 디바이스가 형성되어 있는 기판 표면에는, 전공정에서 형성된 회로 패턴 등에 의한 단차 (段差) 가 존재하므로, 노광 장치에 기판의 표면 형상을 계측하는 표면 형상 계측 장치를 부속시키고, 기판의 표면 형상을 노광 시퀀스 중에 계측하여, 최적인 포커스 위치를 구하고 이것에 기초하여 보정하도록 한 기술도 제안되어 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-43217호 참조). 또, 노광 장치의 투영 광학계의 포커스 위치 조정 기준이 되는 베스트포커스 위치 결정에 관한 기술로는, 투영 광학계의 광축에 따른 방향의 복수 위치에서 테스트 패턴을 테스트 기판 상에 노광 전사하고, 현상 후에 검사하여 가장 가는 패턴이 해상 (解像) 된 포커스 위치를 베스트 포커스로 하는 것이 있다. In addition, as a technique regarding focus adjustment, since the step | step difference by the circuit pattern etc. which were formed in the previous process exists in the surface of the board | substrate with which a device is formed, the surface shape measuring apparatus which measures the surface shape of a board | substrate is attached to an exposure apparatus. Also, a technique has been proposed in which the surface shape of the substrate is measured during the exposure sequence to obtain an optimal focus position and correct it based on this (see, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-43217). Moreover, with the technique regarding the best focus positioning which becomes the focus position adjustment reference of the projection optical system of an exposure apparatus, a test pattern is exposed-transferred on a test board at the several position of the direction along the optical axis of a projection optical system, and it examines after image development, The thinnest pattern has a resolution where the best focus is resolved.

상기 서술한 바와 같이, 노광 장치에 반입된 기판에 대하여, 노광 처리를 실시하기 직전에, 마크 위치나 표면 형상 등 기판에 관한 각종 정보를 계측하고, 이것에 기초하여, 적절하게 보정치 등을 산출하고, 이것을 이용하여 기판의 위치 결정 등을 실시하고, 노광 처리를 행함으로써, 기판 상에 고정밀 회로 패턴을 형성하고 있다. As described above, immediately before performing the exposure process, various information about the substrate such as the mark position and the surface shape of the substrate carried in the exposure apparatus is measured, and based on this, a correction value or the like is appropriately calculated. By using this, positioning of a board | substrate etc. is performed and an exposure process is performed, and the high precision circuit pattern is formed on a board | substrate.

그러나, 상기 서술한 종래 기술에서는, 마크 위치나 표면 형상 등 기판에 관한 각종 정보의 계측은, 노광 장치에 반입된 기판에 대하여, 노광 처리를 실시하기 직전에 실시되고 있기 때문에, 예를 들어, 마크에 변형이나 일그러짐 등이 발생하여, 충분한 고정밀 계측을 할 수 없는 경우에, 충분한 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 없다는 문제나 얼라인먼트 에러 발생에 의해 노광 처리 중단이나 다른 마크의 재계측이 필요하게 되어, 스루풋 (단위 시간당 처리량) 이 저하되는 경우가 있다는 문제가 있었다. 특히, 상기 서술한 EGA, GCM, SDM 등에서는, 복잡한 연산 처리가 이루어지기 때문에, 해 (解; 보정 계수) 의 산출까지 어느 정도의 시간을 필요로 하는 경우가 있고, 그 동안, 기판의 노광 처리를 대기시킬 필요가 있기 때문에, 보정치의 산출은 로트 단위 혹은 프로세스 단위로 행해야만 하여, 기판마다 혹은 쇼트마다 최적인 보정을 행할 수 없었다. However, in the above-described prior art, the measurement of various information about the substrate such as the mark position and the surface shape is performed immediately before the exposure process is performed on the substrate carried in the exposure apparatus. In the event that deformation or distortion occurs in the workpiece and sufficient high-precision measurement cannot be performed, it is necessary to stop the exposure process or to re-measure other marks due to a problem such as insufficient alignment accuracy or alignment error. There was a problem that the throughput per unit time) was sometimes lowered. In particular, in the EGA, GCM, SDM, and the like described above, since a complex calculation process is performed, some time may be required until calculation of a solution (correction coefficient). Since it is necessary to wait for, the calculation of the correction value has to be performed in the unit of lot or the process, and the optimum correction cannot be performed for each substrate or for each shot.

또, 전공정에서 어떤 이상이 발생하여, 기판에 형성된 패턴이 요구되는 정밀도로 형성할 수 없는 경우에는, 다음 노광 공정을 실시하는 것은, 쓸데없는 작업이 되기 때문에, 이를 고효율적으로 회피할 필요도 있다. In addition, when any abnormality occurs in the previous step and the pattern formed on the substrate cannot be formed with the required accuracy, performing the next exposure step is unnecessary work, and thus it is necessary to avoid it efficiently. have.

특허 문헌 1:일본 공개특허공보 소61-44429호Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-open No. 61-44429

특허 문헌 2:일본 공개특허공보 소62-84516호 Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-open No. 62-84516

특허 문헌 3:일본 공개특허공보 2001-345243호 Patent Document 3: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-345243

특허 문헌 4:일본 공개특허공보 2002-353121호 Patent Document 4: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-353121

특허 문헌 5:일본 공개특허공보 2000-36451호 Patent Document 5: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-36451

특허 문헌 6:일본 공개특허공보 2001-338860호 Patent Document 6: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-338860

특허 문헌 7:일본 공개특허공보 2002-43217호 Patent Document 7: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-43217

발명의 개시DISCLOSURE OF INVENTION

따라서 본 발명의 목적은, 고성능, 고품질인 마이크로 디바이스 등을 높은 스루풋으로 고효율적으로 제조할 수 있도록 하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to be able to manufacture high performance, high quality micro devices and the like with high throughput and high efficiency.

본 발명의 제 1 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판에 형성된 마크를 계측하는 사전 계측 공정 (S21) 과, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 당해 마크에 대한 파형 데이터를, 상기 노광 장치, 그 노광 장치와는 독립적으로 설치된 해석 장치, 및 그들 장치 중 적어도 일방을 관리하기 위해 그들 장치보다도 상위에 위치하는 관리 장치 중 적어도 하나의 장치에 통지하는 통지 공정 (S22) 을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. 여기서, 「파형 데이터」란, 마크 계측시에 이용하는 계측 장치가 구비하는 예를 들어 CCD 등의 검출 센서로부터 출력되는 계측 신호 (이른바 생(生)파형 데이터), 또는 그 계측 신호에 어떠한 (소정의) 처리 (예를 들어 전기적인 필터링 처리 등의 전처리 등) 를 실시한 신호로서 그 계측 신호와 실질적으로 동일한 내용 (계측 결과로는 실질적으로 동일한 결과가 되는 정보) 을 가지는 신호를 말한다. 즉 본원 명세서에 있어서 「파형 데이터」란, 검출 센서로부터 출력된 상태의 「생파형 데이터」 뿐만 아니라, 그 생파형 데이터에 상기 서술한 바와 같은 소정 처리를 실시한 「처리 파형 데이터」도 포함한 개념이다. 또한 상기 생파형 데이터에는, 화상 데이터 (예를 들어, XY 2 차원 계측 마크의 경우에는 2 차원 화상 데이터) 도 포함된다. 또 상기 소정 처리로서는, 압축 처리, 씨닝 (thinning) 처리, 스무딩 처리 등도 포함된다. According to the 1st viewpoint of this invention, before carrying in the board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate, the premeasurement process (S21) which measures the mark formed in the board | substrate, and about the said mark measured by the said premeasurement process A notification step of notifying at least one device of waveform data to the exposure apparatus, an analysis apparatus provided independently of the exposure apparatus, and a management apparatus located above the apparatus for managing at least one of the apparatuses (S22). There is provided a pre-measurement processing method having a). Here, " waveform data " means a measurement signal (so-called raw waveform data) output from a detection sensor such as a CCD included in a measurement device used at the time of mark measurement, or any measurement signal (predetermined predetermined). A signal that has been subjected to processing (e.g., pre-processing such as an electrical filtering process, etc.) and which has substantially the same contents as the measurement signal (information that is substantially the same result as the measurement result). That is, in this specification, "waveform data" is a concept including not only "raw waveform data" of the state output from the detection sensor, but also "processed waveform data" which performed the predetermined processing as mentioned above to the live waveform data. The live waveform data also includes image data (for example, two-dimensional image data in the case of XY two-dimensional measurement mark). The predetermined processing also includes compression processing, thinning processing, smoothing processing, and the like.

본 발명에서는, 기판의 마크를 노광 장치에 반입하기 전에 사전 계측하도록 하고 있기 때문에, 예를 들어, 노광 장치에서 그 마크를 본(本) 계측하는 경우에, 마크 변형이나 마크 일그러짐이 발생한 마크를 사전에 배제시키거나, 혹은 사전에 통계 연산 처리 등을 실시하여 오차가 작은 마크의 조합을 특정하는 등에 의해, 노광 장치에서의 본 계측시에, 최적인 마크 또는 최적인 마크 계측 조건을 선정할 수 있다. 따라서, 노광 장치에 있어서의 얼라인먼트 에러에 의한 마크 재계측이나 처리 중단이 적어져, 1 회의 본 계측으로 충분한 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있게 된다.In this invention, since the mark of a board | substrate is pre-measured before carrying in to an exposure apparatus, for example, when the mark is measured by the exposure apparatus in advance, the mark which the mark distortion and mark distortion generate | occur | produced is preliminarily measured. The optimum mark or the optimal mark measurement condition can be selected at the time of the measurement by the exposure apparatus, by excluding or by performing arithmetic processing or the like in advance to specify a combination of marks with a small error. . Therefore, the mark re-measurement and processing interruption by the alignment error in an exposure apparatus are few, and sufficient alignment precision can be ensured by one measurement.

또, 사전 계측 공정에서 마크를 계측한 후 당해 기판이 노광 장치에 반입되어 노광 처리를 행할 수 있게 되기까지는 어느 정도의 시간이 있으므로, 그 사이에 사전 계측된 계측 결과에 기초하여 각종 복잡한 통계 연산 처리 등을 종료해 둘 수 있어, 노광 장치에 있어서의 당해 통계 연산 처리를 행하기 위한 마크 계측이나 당해 통계 연산 처리를 생략할 수 있다. 이에 의해, 당해 기판을 노광 장치에 반입한 후, 노광 처리를 조기에 실시할 수 있게 되어, 기판마다 혹은 쇼트마다 최적인 위치 보정을 행할 수 있게 된다. In addition, since there is a certain time after the mark is measured in the pre-measurement step until the substrate is brought into the exposure apparatus and the exposure process can be performed, various complicated statistical arithmetic operations are performed based on the measurement result pre-measured in the meantime. Etc., and the mark measurement for performing the said statistical calculation process in an exposure apparatus, and the said statistical calculation process can be skipped. Thereby, after carrying in the said board | substrate to an exposure apparatus, exposure processing can be performed early and an optimal position correction can be performed for every board | substrate or for every shot.

게다가 파형 데이터를 통지하도록 하고 있기 때문에, 예를 들어, 사전 계측 공정에서 사전 계측에 이용하는 계측 장치와 노광 장치에서 본 계측에 이용하는 계측 장치 사이의 특성차 (센서, 결상 광학계, 조명 광학계 등의 상이에 의한 특성차이, 이들 환경 변화나 경시 (經時) 변화의 상이에 의한 특성차이, 신호 처리 알고리즘의 상이에 의한 특성차 등) 를 로트 처리 중에 혹은 미리 구하여 양자가 정합하도록 보정함으로써, 양자의 계측 결과를 동일한 기준으로 평가할 수 있게 된다. In addition, since the waveform data is notified, for example, the difference in characteristics between the measuring device used for pre-measurement in the pre-measurement step and the measurement device used for the measurement in the exposure apparatus (sensor, imaging optical system, illumination optical system, etc.) Characteristic differences caused by these environmental changes and changes over time, characteristic differences caused by differences in signal processing algorithms, etc. Can be evaluated based on the same criteria.

본 발명의 제 1 관점과 관련되는 사전 계측 처리 방법에 있어서, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 마크를 소정의 평가 기준에 따라서 평가하는 평가 공정 (S22) 을 추가로 구비하고, 상기 통지 공정에서, 상기 평가 공정에서의 평가 결과에 따라, 상기 파형 데이터의 통지 또는 통지의 금지를 선택 가능하도록 할 수 있고, 이 경우에 있어서, 상기 통지 공정에서, 상기 파형 데이터의 통지를 행하지 않는 경우에는 상기 평가 결과를 통지하도록 해도 된다. 파형 데이터는, 그 모두를 통지해도 물론 되지만, 일반적으로 데이터량이 다량이기 때문에, 모두를 통지하는 것은 통신 부담 등의 관점으로부터 바람직하지 않지만, 이와 같이 하면, 파형 데이터의 통지를 생략할 수 있는 경우가 있어, 통신 부담 등을 저감할 수 있다. In the pre-measurement processing method according to the first aspect of the present invention, further comprising an evaluation step (S22) for evaluating the mark measured in the pre-measurement step according to a predetermined evaluation criterion, and in the notification step, According to the evaluation result in the evaluation process, it is possible to select the notification of the waveform data or the prohibition of the notification. In this case, when the notification of the waveform data is not performed in the notification step, the evaluation result is changed. You may be notified. Of course, the waveform data may be notified of all of them, but generally, since the amount of data is large, it is not preferable to notify all of them from the viewpoint of communication burden or the like. In this case, the notification of the waveform data may be omitted. The communication burden can be reduced.

본 발명의 제 2 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판에 형성된 마크를 계측하는 사전 계측 공정 (S21) 과, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 마크를 소정의 평가 기준에 따라 평가하는 평가 공정 (S22) 과, 상기 평가 공정에서 구해진 평가 결과 혹은 평가에 관한 정보를, 상기 노광 장치, 그 노광 장치와는 독립적으로 설치된 해석 장치, 및 그들 장치 중 적어도 일방을 관리하기 위해 그들 장치보다도 상위에 위치하는 관리 장치 중 적어도 하나의 장치에 통지하는 통지 공정 (S22) 을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. According to the 2nd viewpoint of this invention, before carrying in the board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate, the premeasurement process (S21) which measures the mark formed in the board | substrate, and the mark measured by the said premeasurement process are predetermined | prescribed. The evaluation process (S22) which evaluates according to an evaluation standard, the evaluation result calculated | required by the said evaluation process, or the information about evaluation, manages at least one among the said exposure apparatus, the analysis apparatus provided independently of the exposure apparatus, and those apparatuses. In order to do so, there is provided a pre-measurement processing method including a notification step (S22) of notifying at least one of the management devices located above those devices.

본 발명에서는, 기판의 마크를, 노광 장치에 반입하기 전에 사전 계측하도록 하고 있기 때문에, 상기 본 발명의 제 1 관점과 관련되는 사전 계측 처리 방법과 동일하게, 노광 장치에 있어서의 본 계측시에 얼라인먼트 에러의 발생이 적어져, 스루풋 향상 및 충분한 얼라인먼트 정밀도의 확보를 실현할 수 있음과 함께, 각종 연산 처리도 사전에 행하여 둠으로써, 노광 장치에 반입된 당해 기판을 신속하게 노광 처리할 수 있어, 스루풋의 향상 및 기판마다 혹은 쇼트마다 최적인 위치 보정의 실시가 가능해진다. 추가로, 상기와 같은 파형 데이터가 아닌, 예를 들어, 마크 위치를 나타내는 계측 결과를 통지하므로, 전송하는 데이터량도 적어, 통신 부담이 작다. In this invention, since the mark of a board | substrate is pre-measured before carrying into an exposure apparatus, it is alignment at the time of this measurement in an exposure apparatus similarly to the pre-measurement processing method which concerns on the said 1st viewpoint of this invention. The occurrence of errors is reduced, throughput can be improved, and sufficient alignment accuracy can be realized, and various arithmetic operations are also performed in advance, so that the substrate loaded into the exposure apparatus can be exposed to light quickly. Improvement and optimum position correction can be performed for every board or every shot. In addition, since the measurement result indicating, for example, the mark position is not used instead of the above-described waveform data, the amount of data to be transmitted is also small and the communication burden is small.

본 발명의 제 3 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판 상에 형성된 복수의 마크 위치를 계측하는 사전 계측 공정 (S41) 과, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 계측 정보에 기초하여 당해 마크 각각의 설계 위치로부터의 오차가 최소가 되는 선형 보정 계수 및 비선형 보정 계수를 포함하는 보정 정보를 산출하는 보정 정보 산출 공정 (S42～S49, S36, S37) 을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. According to the 3rd viewpoint of this invention, before carrying in the board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate, the premeasurement process (S41) which measures the several mark position formed on the board | substrate, and it measured in the said premeasurement process A dictionary provided with correction information calculating steps (S42 to S49, S36, S37) for calculating correction information including a linear correction coefficient and a nonlinear correction coefficient at which the error from the design position of each of the marks is minimized based on the measurement information. A metrology processing method is provided.

본 발명에서는, 사전 계측된 계측 결과에 기초하여 보정 계수를 산출하도록 하고 있기 때문에, 노광 장치에 있어서는, 이 산출된 보정 정보를 이용하여, 반입된 당해 기판을 신속하게 위치 결정하여 노광 처리할 수 있으므로, 스루풋의 향상 및 기판마다 혹은 쇼트마다 최적인 위치 보정의 실시가 가능해진다. In the present invention, since the correction coefficient is calculated based on the pre-measured measurement result, in the exposure apparatus, the calculated substrate can be quickly positioned and exposed using the calculated correction information. In addition, the throughput can be improved and the optimum position correction can be performed for each substrate or for each shot.

본 발명의 제 4 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판 상에 형성된 복수의 마크 위치를 계측하는 사전 계측 공정 (S61) 과, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 계측 결과에 기초하여, 그 기판을 이미 노광한 다른 노광 장치의 투영 광학계의 이미지 변형을 산출하는 이미지 변형 산출 공정 (S55A 중의 S62～S67) 과, 상기 이미지 변형 산출 공정에서 산출한 상기 이미지 변형 정보, 및 미리 구하여진 상기 노광 장치가 구비하는 투영 광학계의 이미지 변형에 관한 정보에 기초하여, 상기 다른 노광 장치에서 생긴 이미지 변형을 상기 노광 장치에서 생기게 하기 위한 이미지 변형 보정 정보를 산출하는 보정 정보 산출 공정 (S55B, S55C) 을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. According to the 4th viewpoint of this invention, before carrying in the board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate, the premeasurement process (S61) which measures the several mark position formed on the board | substrate, and it measured in the said premeasurement process An image distortion calculation step (S62 to S67 in S55A) for calculating an image deformation of the projection optical system of another exposure apparatus that has already exposed the substrate based on the measurement result, and the image deformation information calculated in the image deformation calculation step, And a correction information calculating step of calculating image distortion correction information for causing the exposure apparatus to generate image distortions generated by the other exposure apparatus based on information on image distortion of the projection optical system included in the exposure apparatus obtained in advance ( The pre-measurement processing method provided with S55B, S55C) is provided.

본 발명에서는, 사전 계측된 계측 결과에 기초하여 전공정에서 발생한 이미지 변형 및 이미지 변형 보정 정보를 산출하도록 하고 있기 때문에, 다음 공정의 노광 장치에 있어서는, 이 산출된 이미지 변형 보정 정보를 이용하여, 투영 광학계의 결상 특성 등을 변경하여 반입된 당해 기판을 신속하게 노광 처리할 수 있기 때문에, 스루풋의 향상 및 기판마다 혹은 쇼트마다 최적인 이미지 변형 보정의 실시가 가능해진다. In this invention, since image distortion and image distortion correction information which occurred in the previous process are calculated based on the premeasured measurement result, in the exposure apparatus of the next process, it uses this calculated image distortion correction information, and projects Since the exposure process of the said board | substrate carried in by changing the imaging characteristic of an optical system, etc. can be performed quickly, the improvement of a throughput and the correction of image distortion which are optimal for every board | substrate or every shot are attained.

본 발명의 제 5 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판 상에 형성된 위상 시프트 포커스 마크를 계측하는 사전 계측 공정과, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 계측 결과에 기초하여, 상기 기판을 이미 노광한 다른 노광 장치에 의해 노광되었을 때의 포커스 오차를 구하여, 상기 노광 장치로 상기 기판을 노광할 때에 이용하는 포커스 보정 정보를 산출하는 포커스 보정 정보 산출 공정을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. According to the 5th viewpoint of this invention, before carrying in the board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate, in the pre-measurement process which measures the phase shift focus mark formed on the board | substrate, and the measurement result measured by the said pre-measurement process, Preliminary measurement provided with the focus correction information calculation process of calculating the focus error at the time of exposing the said board | substrate with the said exposure apparatus, and obtaining the focus error at the time of exposure by the other exposure apparatus which already exposed the said board | substrate based on this. A treatment method is provided.

본 발명에서는, 기판 상에 형성된 위상 시프트 포커스 마크를 사전 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 포커스 보정 정보를 산출하도록 하고 있기 때문에, 다음 공정의 노광 장치에 있어서는, 이 산출된 포커스 보정 정보를 이용하여, 최적 인 포커스 조정을 행하여 반입된 당해 기판을 신속하게 노광 처리할 수 있기 때문에, 스루풋의 향상 및 기판마다 혹은 쇼트마다 최적인 포커스 보정의 실시가 가능해진다.In this invention, since the phase shift focus mark formed on the board | substrate is previously measured, and focus correction information is calculated based on the measurement result, in the exposure apparatus of the next process, this calculated focus correction information is used, Since the said board | substrate carried in by performing optimal focus adjustment can be exposed quickly, the throughput improvement and the optimal focus correction for every board | substrate or every shot are attained.

본 발명의 제 6 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판의 표면 형상을 계측하는 사전 계측 공정 (S74) 과, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 계측 결과에 기초하여, 상기 노광 장치로 노광할 때에 이용하는 포커스 보정 정보를 산출하는 보정 정보 산출 공정 (S76) 을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. According to the 6th viewpoint of this invention, before carrying in the board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate, it is based on the pre-measurement process (S74) which measures the surface shape of the board | substrate, and the measurement result measured by the said pre-measurement process. There is provided a preliminary measurement processing method including a correction information calculating step (S76) for calculating focus correction information used when exposing with the above exposure apparatus.

본 발명에서는, 기판의 표면 형상을 사전 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 포커스 보정 정보를 산출하도록 하고 있기 때문에, 다음 공정의 노광 장치에 있어서는, 이 산출된 포커스 보정 정보를 이용하여, 최적인 포커스 조정을 행하여 반입된 당해 기판을 신속하게 노광 처리할 수 있기 때문에, 스루풋의 향상 및 기판마다 혹은 쇼트마다 최적인 포커스 보정의 실시가 가능해진다. In this invention, since the surface shape of a board | substrate is measured beforehand and the focus correction information is calculated based on the measurement result, in the exposure apparatus of the next process, the optimal focus is utilized using this calculated focus correction information. Since the said board | substrate carried in by adjustment can be exposed rapidly, the improvement of throughput and the optimal focus correction for every board | substrate or every shot are attained.

본 발명의 제 7 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판 상에 형성된 복수의 마크 위치를 계측하는 사전 계측 공정과, 상기 사전 계측 공정에서 계측에 이용하는 계측 장치 내, 상기 계측 장치로부터 상기 노광 장치에 상기 기판을 반송 (搬送) 하는 반송 장치 내, 및 상기 노광 장치 내 중 적어도 1 개의 장치 내에 있어서의 온도 변화를 계측하는 온도 계측 공정과, 상기 온도 계측 공정에서 계측된 온도 변화에 기초하여, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 상기 마크의 위치 변화를 예측하는 예측 공정과, 상기 예측 공정에서 예측된 예측 정보에 기초하여, 당해 마크 각각의 설계 위치로부터의 오차가 최소가 되는 선형 보정 계수 및 비선형 보정 계수를 포함한 보정 정보를 산출하는 보정 정보 산출 공정을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. According to the 7th viewpoint of this invention, before carrying in the board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate, the pre-measuring process which measures the several mark position formed on the board | substrate, and the measuring apparatus used for measurement by the said pre-measurement process In the temperature measurement process which measures the temperature change in the inside of the conveying apparatus which conveys the said board | substrate to the said exposure apparatus from the said measurement apparatus, and in at least one apparatus in the said exposure apparatus, and the said temperature measuring process On the basis of the measured temperature change, a prediction process for predicting the positional change of the mark measured in the pre-measurement process and an error from the design position of each of the marks are minimum based on the prediction information predicted in the prediction process. A correction information calculating step of calculating correction information including a linear correction coefficient and a nonlinear correction coefficient Full metrology processing methods are provided.

본 발명에서는, 상기 본 발명의 제 3 관점과 관련되는 사전 계측 처리 방법과 동일하게, 기판 상의 마크 위치를 사전 계측하고 있지만, 기판의 반송 과정에 있어서 온도 변화가 생기면, 그 기판의 신축에 의해 사전 계측한 마크의 실제 위치가 온도 변화에 대응하여 변화한다. 이 온도 변화에 수반하는 마크 위치 변화는, 그 기판의 열팽창 계수 등으로부터 이론적으로, 또는 테스트 기판 등을 이용하여 미리 온도 변화와 마크 위치 변화의 관계를 실측하거나, 혹은 노광 시퀀스 중에 온도 변화와 마크 위치 변화의 관계를 실측하여 학습하는 등에 의해 구할 수 있다. 본 발명에서는, 온도 변화에 수반하는 마크 위치 변화를 예측하고, 이것에 기초하여 보정한 위치 정보에 기초하여, 보정 정보를 산출하도록 했으므로, 보다 고정밀한 위치 보정 실시가 가능해진다. In this invention, although the mark position on a board | substrate is pre-measured similarly to the pre-measurement processing method which concerns on the said 3rd viewpoint of the said invention, when temperature change arises in the conveyance process of a board | substrate, it advances by the expansion and contraction of the board | substrate. The actual position of the measured mark changes in response to the temperature change. The mark position change accompanying this temperature change is measured theoretically from the thermal expansion coefficient of the board | substrate, etc., or actually measures the relationship between a temperature change and mark position change using a test board | substrate, etc., or the temperature change and mark position during an exposure sequence. The relationship of change can be obtained by measuring and learning. In the present invention, since the mark position change accompanying the temperature change is predicted and the correction information is calculated on the basis of the position information corrected on the basis of the change, more accurate position correction can be performed.

본 발명의 제 8 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판 상의 마크 위치, 마크 형상, 패턴 선폭, 패턴 결함, 포커스 오차, 표면 형상, 그 기판을 이미 노광한 다른 노광 장치 내의 온도, 습도 및 기압 중 적어도 하나를 계측하는 사전 계측 공정 (S21) 과, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 계측 결과에 기초하여, 당해 기판의 노광 장치 내로의 반입 처리를 속행해야 할 지의 여부를 판단하는 판단 공정 (S25, S26, S29) 을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. According to the eighth aspect of the present invention, the mark position on the substrate, the mark shape, the pattern line width, the pattern defect, the focus error, the surface shape, and the substrate have already been exposed before the substrate is brought into the exposure apparatus that exposes the substrate. Whether or not to carry out the carrying-in process of the said board | substrate to the exposure apparatus based on the premeasurement process (S21) which measures at least one of temperature, humidity, and atmospheric pressure in another exposure apparatus, and the measurement result measured by the said premeasurement process. A pre-measurement processing method is provided that includes determination steps (S25, S26, S29) for determining whether or not.

전공정에서 어떤 이상이 발생하여, 기판에 형성된 패턴을 요구된 정밀도로 형성할 수 없는 경우에는, 다음 노광 공정을 실시하는 것은, 쓸데없는 처리가 된다. 본 발명에서는, 기판 상의 마크나 패턴 등을 노광 장치에 반입하기 전에 사전 계측하거나, 혹은 전공정의 노광 장치 내의 온도 등의 환경 정보를 사전 계측하여, 실제로 이상이 발생하거나 혹은 이상이 발생할 가능성이 높은 경우에, 노광 장치로의 당해 기판 반입을 정지할 수 있기 때문에, 쓸데없는 처리를 행하는 것이 방지되어 노광 장치의 실질적인 가동률을 향상시킬 수 있다. If any abnormality occurs in the previous step and the pattern formed on the substrate cannot be formed with the required precision, then performing the next exposure step is a wasteful process. In the present invention, when a mark or a pattern on a substrate is measured in advance before bringing it into the exposure apparatus, or when environmental information such as the temperature in the exposure apparatus in the previous step is measured in advance, an abnormality or a possibility of occurrence of an abnormality is actually high. In addition, since the said board | substrate carrying into the exposure apparatus can be stopped, carrying out a wasteful process can be prevented and the practical operation rate of an exposure apparatus can be improved.

본 발명의 제 9 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판에 관한 정보를 사전 계측하는 사전 계측 공정과, 상기 노광 장치의 동작 상황에 따라, 상기 사전 계측 공정에서의 계측 조건을 최적화하는 최적화 공정을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. 여기서, 노광 장치의 동작 상황에는, 노광 장치에 있어서의 동작 기준이 소정 기준으로부터 괴리된 경우 등에 이들을 정합시키기 위해 실시되는 캘리브레이션 (calibration) 의 실시 상황, 기판에 관한 정보 등의 계측 에러에 의해 재계측하는 등의 리트라이 (retry) 상황, 혹은 노광 장치에 의한 노광 처리의 중단 내지 정지 상황 등이 포함된다. 또, 계측 조건에는, 마크 위치의 계측이나 기판 표면 형상의 계측 등의 계측 항목, 계측하는 마크의 수 등의 계측 수, 1 계측당 데이터량 등이 포함되며, 이 계측 조건은, 노광 처리의 스루풋 저하를 초래하지 않는 범위에서 최대한이 되도록 최적화되는 것이 바람직하다. According to the ninth aspect of the present invention, the pre-measurement step is performed according to the pre-measurement step of pre-measuring information about the substrate and the operation state of the exposure device before bringing the substrate into the exposure apparatus for exposing the substrate. A pre-measurement processing method is provided that includes an optimization process for optimizing measurement conditions in. Here, the operating conditions of the exposure apparatus are re-measured by measurement errors, such as the implementation status of the calibration carried out to match them when the operation criteria in the exposure apparatus deviate from a predetermined criterion, information on the substrate, and the like. Retry situations, or the like, interruption or stoppage of the exposure process by the exposure apparatus, or the like. In addition, the measurement conditions include measurement items such as the measurement of the mark position and the measurement of the substrate surface shape, the number of measurements such as the number of marks to be measured, the amount of data per measurement, and the like. It is preferable to optimize to the maximum in the range which does not cause a fall.

예를 들어, 노광 장치에 있어서 캘리브레이션나 리트라이가 발생했을 경우에 는, 거기에 요구하는 시간만큼, 노광 처리가 지연되게 된다. 바꿔 말하면 사전 계측에 사용하는 시간을 그 만큼 길게 해도, 노광 처리의 스루풋에 악영향을 미치지 않게 된다. 사전 계측 공정에서는, 계측 항목, 계측 수, 데이터량 등이 많을수록 보다 상세한 분석이나 정확한 보정치 등의 산출이 가능해진다. 본 발명에서는, 노광 장치의 동작 상황에 맞추어 계측 조건을 최적화하도록 했으므로, 노광 처리의 스루풋를 저하시키는 경우 없이, 보다 상세한 분석이나 정확한 보정치의 산출이 가능해지고, 나아가서는 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다. For example, when calibration or retry occurs in the exposure apparatus, the exposure process is delayed by the time required therefor. In other words, even if the time used for preliminary measurement is extended by that much, the throughput of the exposure process is not adversely affected. In the pre-measurement step, the more the measurement item, the number of measurements, the amount of data, etc., the more detailed the analysis and the accurate correction value can be calculated. In the present invention, the measurement conditions are optimized in accordance with the operating conditions of the exposure apparatus, and thus, more detailed analysis and calculation of the corrected correction value can be performed without lowering the throughput of the exposure process, thereby improving the exposure accuracy.

본 발명의 제 10 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판에 관한 정보를 사전 계측하는 사전 계측 공정과, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 계측 결과로부터 얻어지는 주기성에 맞추어, 상기 사전 계측 공정에서의 계측 조건을 최적화하는 최적화 공정을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. 여기서, 주기성에는, 로트의 투입 주기, 로트 내의 기판 처리 주기, 연월일 등의 시간 등이 포함된다. 또, 계측 조건에는, 이상 원인의 해석에 유효한 계측 항목, 계측 수, 1 계측당 데이터량 등이 포함된다. According to the tenth aspect of the present invention, before bringing the substrate into the exposure apparatus for exposing the substrate, the pre-measuring step of pre-measuring information about the substrate and the periodicity obtained from the measurement result measured in the pre-measuring step In accordance with this, there is provided a pre-measurement processing method including an optimization step of optimizing measurement conditions in the pre-measurement step. Here, the periodicity includes a lot input cycle, a substrate processing cycle in the lot, a time such as a year, month, and the like. In addition, measurement conditions include a measurement item, a measurement number, an amount of data per measurement, and the like, which are effective for the analysis of the cause of the abnormality.

예를 들어, 로트는 전공정에 있어서 아무런 장해나 이상이 없으면, 일정한 주기로 투입되는 경우가 많다. 이 주기가 길어진 경우에는, 전공정에 있어서 당해 로트에 대하여 어떤 장해나 이상이 발생한 것으로 추측할 수 있다. 본 발명에서는, 당해 주기성에 맞추어 사전 계측 공정에서의 계측 조건을 최적화, 즉 당해 장해나 이상의 원인을 해석하는 데에 유효한 계측 조건으로 사전 계측을 실시하도록 했으므로, 당해 장해나 이상의 원인을 보다 정확하게 특정하는 것이 가능해진 다. For example, a lot is thrown in a fixed cycle unless there is any obstacle or abnormality in a previous process. When this period becomes long, it can be estimated that some obstacle or abnormality has occurred with respect to the said lot in the previous process. In the present invention, the measurement conditions in the pre-measurement step are optimized according to the periodicity, that is, the pre-measurement is performed under the measurement conditions effective for analyzing the cause of the failure or abnormality. It becomes possible.

본 발명의 제 11 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판에 관한 정보를 사전 계측하는 사전 계측 공정과, 상기 사전 계측 공정에서 계측된 계측 결과로부터 얻어지는 에러 건수에 맞추어, 상기 사전 계측 공정에서의 계측 조건을 최적화하는 최적화 공정을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. 여기서, 계측 조건에는, 이상 원인의 해석에 유효한 계측 항목, 계측 수, 1 계측당 데이터량 등이 포함된다. According to the eleventh aspect of the present invention, before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate, the number of errors obtained from the preliminary measurement step of pre-measuring information about the substrate and the measurement result measured in the premeasurement step In accordance with this, there is provided a pre-measurement processing method including an optimization step of optimizing measurement conditions in the pre-measurement step. Here, the measurement conditions include measurement items, the number of measurements, the amount of data per measurement, and the like, which are effective for analyzing the cause of the abnormality.

전공정에 있어서 에러가 많이 발생하는 경우에는, 당해 에러의 원인을 특정할 필요가 있다. 그래서, 본 발명에서는, 당해 에러의 수에 맞추어 사전 계측 공정에서의 계측 조건을 최적화, 보다 구체적으로는 그 장해나 이상의 원인을 해석하는 데에 유효한 계측 조건으로 사전 계측을 실시하도록 했으므로, 당해 장해나 이상의 원인을 보다 정확하게 특정하는 것이 가능해진다. When a large number of errors occur in the previous step, it is necessary to specify the cause of the error. Therefore, in the present invention, the measurement conditions in the pre-measurement step are optimized in accordance with the number of the errors, and more specifically, the pre-measurement is performed under measurement conditions effective for analyzing the failure or cause of the abnormality. It is possible to more precisely identify the cause of the abnormality.

본 발명의 제 12 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판에 관한 정보를 사전 계측하는 사전 계측 공정과 상기 사전 계측 공정에서 계측된 계측 정보에 기초하여, 상기 기판의 상기 노광 장치에 있어서의 노광시에 관련하는 데이터의 수집 조건을 최적화하는 공정을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. 여기서, 데이터 수집 조건에는, 데이터를 수집할지의 여부, 수집하는 데이터의 종류, 데이터량 등이 포함된다. According to the twelfth aspect of the present invention, before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate, based on the pre-measuring step of pre-measuring information about the substrate and the measurement information measured in the pre-measuring step, There is provided a pre-measurement processing method including a step of optimizing a collection condition of data relating to the exposure in the exposure apparatus of the substrate. Here, the data collection conditions include whether or not to collect data, types of data to be collected, amount of data, and the like.

본 발명에서는, 사전 계측한 결과에 기초하여 노광 장치에서의 데이터 수집을 최적화하도록 했으므로, 예를 들어, 사전 계측한 결과가 양호하면, 노광 장치에 있어서, 사전 계측한 것과 동일한 데이터 수집은 불필요한 것으로 생각되고, 혹은 사전 계측한 결과가 불량하면, 재계측하여 데이터를 수집하거나, 혹은 관련되는 다른 종류의 데이터 계측을 실시함으로써, 데이터 수집의 효율화를 도모할 수 있다.In the present invention, since the data collection in the exposure apparatus is optimized based on the result of pre-measurement, for example, if the result of the pre-measurement is satisfactory, the same data collection as the premeasurement in the exposure apparatus is considered unnecessary. If the result of the pre-measurement is poor, the data collection can be made more efficient by re-measuring to collect data or by performing other kinds of data measurement.

본 발명의 제 13 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판에 관한 정보를 사전 계측하는 사전 계측 공정과, 상기 기판을 상기 노광 장치로 노광할 때에 수집하는 데이터의 수집 조건에 기초하여, 상기 사전 계측 공정에서의 데이터 수집 조건을 최적화하는 최적화 공정을 구비하는 사전 계측 처리 방법이 제공된다. According to a thirteenth aspect of the present invention, a pre-measuring step of pre-measuring information about the substrate and data collected when the substrate is exposed to the exposure apparatus before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate. A pre-measurement processing method is provided that includes an optimization step of optimizing data collection conditions in the pre-measurement step based on a collection condition of the above.

본 발명에서는, 노광 장치에 있어서의 데이터 수집 조건에 기초하여 사전 계측시의 데이터 수집 조건을 최적화하도록 했기 때문에, 예를 들어, 노광 장치에서 수집하게 되어 있는 데이터를, 사전 계측에서도 수집하면, 동일한 데이터를 중복하여 수집하게 되어, 효율적이지 못한 경우가 있다. 이러한 경우에, 중복 수집을 피함으로써, 데이터 수집의 고효율화를 도모할 수 있다. In the present invention, since the data collection conditions at the time of pre-measurement are optimized based on the data collection conditions in the exposure apparatus, for example, if the data to be collected at the exposure apparatus is also collected in the prior measurement, the same data is obtained. May be collected in duplicate and may not be efficient. In such a case, avoiding redundant collection can improve the efficiency of data collection.

또한, 상기 제 1～제 13 관점과 관련되는 사전 계측 처리 방법에 있어서, 상기 사전 계측 공정은, 상기 노광 장치에 인라인 접속된 도포·현상 장치 내에 설치된 계측 장치에서 행하도록 하거나, 혹은 상기 노광 장치와는 독립적으로 설치된 계측 장치에서 행하도록 할 수 있다. In the pre-measurement processing method according to the first to thirteenth aspects, the pre-measurement step may be performed by a measurement apparatus provided in an application / development apparatus inline connected to the exposure apparatus, or with the exposure apparatus. Can be performed by the measuring apparatus provided independently.

본 발명의 제 14 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치 (200, 13) 와 상기 노광 장치에 상기 기판을 반입하기 전에, 그 기판에 형성된 마크를 계측하는 사전 계측 장치 (400) 와 상기 사전 계측 장치에서 계측된 당해 마크에 관한 파형 데이터를, 상기 노광 장치, 그 노광 장치와는 독립적으로 설치된 해석 장치 (600), 및 그들 장치 중 적어도 일방을 관리하기 위해 그들 장치보다도 상위에 위치하는 관리 장치 (500, 700) 중, 적어도 하나의 장치에 통지하는 통지 장치 (400, 450 및 접속 케이블) 를 구비하는 노광 시스템이 제공된다. 이 경우에 있어서, 상기 사전 계측 장치에서 계측된 마크를 소정의 평가 기준에 따라서 평가하는 평가 장치 (450, 600, 13) 를 추가로 구비하고, 상기 통지 장치는, 상기 평가 장치에서의 평가 결과에 맞추어, 상기 파형 데이터의 통지 또는 통지의 금지를 선택 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 본 발명의 제 1 관점과 관련되는 사전 계측 처리 방법과 동일한 작용 효과를 달성할 수 있다. According to the fourteenth aspect of the present invention, the pre-measurement device 400 and the pre-measurement for measuring the marks formed on the substrate before the substrate is brought into the exposure apparatus 200, 13 for exposing the substrate and the exposure apparatus. Waveform data relating to the mark measured by the device, the analysis device 600 provided independently of the exposure device, the exposure device, and a management device located above those devices in order to manage at least one of the devices ( The exposure system provided with the notification apparatus 400, 450, and a connection cable which notifies at least one apparatus among 500 and 700 is provided. In this case, evaluation apparatuses 450, 600, and 13 are further provided for evaluating the marks measured by the preliminary measuring apparatus according to predetermined evaluation criteria, and the notification apparatus is configured to evaluate the results of the evaluation apparatus. In accordance with the above, it is preferable to select the notification of the waveform data or the prohibition of the notification. The same effects as those of the pre-measurement processing method according to the first aspect of the present invention can be achieved.

본 발명의 제 15 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치 (200, 13) 와 상기 노광 장치에 상기 기판을 반입하기 전에, 그 기판에 형성된 마크를 계측하는 사전 계측 장치 (400) 와, 상기 사전 계측 장치에서 계측된 마크를 소정의 평가 기준에 따라 평가하는 평가 장치 (450) 와, 상기 평가 장치에 의해 구하여진 평가 결과 혹은 평가에 관련하는 정보를, 상기 노광 장치, 그 노광 장치와는 독립적으로 설치된 해석 장치 (600), 및 그들 장치 중 적어도 일방을 관리하기 위해 그들 장치보다도 상위에 위치하는 관리 장치 (500, 700) 중, 적어도 하나의 장치에 통지하는 통지 장치 (400, 450 및 접속 케이블) 를 구비하는 노광 시스템이 제공된다. 상기 본 발명의 제 2 관점과 관련되는 사전 계측 처리 방법과 동일한 작용 효과를 달성할 수 있다.According to a fifteenth aspect of the present invention, a pre-measuring device 400 for measuring a mark formed on a substrate before exposing the substrate to the exposure apparatus 200, 13 for exposing the substrate, and the exposure apparatus, and the dictionary The evaluation apparatus 450 which evaluates the mark measured by the measuring apparatus according to a predetermined evaluation standard, and the evaluation result obtained by the said evaluation apparatus or the information related to evaluation are independent of the said exposure apparatus and the exposure apparatus. A notification device (400, 450 and connection cable) which notifies at least one of the installed analysis device 600 and the management devices 500, 700 located above the device in order to manage at least one of the devices. An exposure system having a is provided. The same effects as those of the pre-measurement processing method according to the second aspect of the present invention can be achieved.

본 발명의 제 16 관점에 의하면, 기판을 노광하는 노광 장치 (200, 13) 에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판 상의 마크 위치, 마크 형상, 패턴 선 폭, 패턴 결함, 포커스 오차, 표면 형상, 그 기판을 이미 노광한 다른 노광 장치 내의 온도, 습도 및 기압 중 적어도 하나를 계측하는 사전 계측 장치 (400) 와, 상기 사전 계측 장치에서 계측된 계측 결과에 기초하여, 당해 기판의 노광 장치 내로의 반입 처리를 속행해야할지 여부를 판단하는 판단 장치 (450, 600, 13) 를 구비하는 노광 시스템이 제공된다. 상기 서술한 본 발명의 제 8 관점과 관련되는 사전 계측 처리 방법과 동일한 작용 효과를 달성할 수 있다. According to the sixteenth aspect of the present invention, before bringing the substrate into the exposure apparatus 200, 13 for exposing the substrate, the mark position, mark shape, pattern line width, pattern defect, focus error, surface shape, Pre-measurement device 400 which measures at least one of temperature, humidity, and atmospheric pressure in the other exposure apparatus which already exposed the board | substrate, and carrying in into the exposure apparatus of the said board | substrate based on the measurement result measured by the said pre-measurement apparatus. An exposure system is provided that includes determination apparatuses 450, 600, 13 that determine whether to continue the process. The same effect as the pre-measurement processing method which concerns on the 8th viewpoint of this invention mentioned above can be achieved.

본 발명의 제 17 관점에 의하면, 기판 상에 패턴을 전사 노광하는 노광 장치 (200) 내에서의 노광 처리 전 또는 노광 처리 후에, 상기 기판에 대해서 소정 처리를 실시하는 기판 처리 장치 (300) 에 있어서, 마스크의 패턴을 통하여 기판을 노광하는 노광 장치에 그 기판을 반입하기 전에, 그 기판 상의 마크 위치, 마크 형상, 패턴 선폭, 패턴 결함, 포커스 오차, 표면 형상, 그 기판을 이미 노광한 다른 노광 장치 내의 온도, 습도 및 기압 중 적어도 하나를 계측하는 사전 계측 장치 (400) 와, 상기 사전 계측 장치에서 계측된 계측 결과에 기초하여, 당해 기판의 상기 노광 장치 내로의 반입 처리를 속행해야할지의 여부를 판단하는 판단 장치 (450) 를 구비하는 기판 처리 장치가 제공된다. 이에 의하면, 상기 본 발명의 제 3 관점과 관련되는 사전 계측 처리 방법과 동일한 작용 효과를 달성할 수 있다. According to the seventeenth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus 300 that performs a predetermined process on the substrate before or after the exposure processing in the exposure apparatus 200 for transferring the pattern onto the substrate. Before the substrate is brought into the exposure apparatus that exposes the substrate through the pattern of the mask, the position of the mark on the substrate, the mark shape, the pattern line width, the pattern defect, the focus error, the surface shape, and another exposure apparatus that has already exposed the substrate. On the basis of the pre-measurement device 400 for measuring at least one of the internal temperature, humidity, and air pressure, and the measurement result measured by the pre-measurement device, it is determined whether to carry out the carrying-in process of the substrate into the exposure apparatus. The substrate processing apparatus provided with the determination apparatus 450 to provide is provided. According to this, the same operation and effect as the pre-measurement processing method which concerns on the said 3rd viewpoint of this invention can be achieved.

또한, 일례로서 상기 본 발명의 제 14～제 16 관점과 관련되는 노광 시스템에 있어서, 상기 사전 계측 장치는, 상기 노광 장치에 인라인 접속된 도포·현상 장치 내에 설치된다. In addition, in the exposure system which concerns on the 14th-16th viewpoint of the said invention as an example, the said pre-measurement apparatus is provided in the coating and developing apparatus connected inline with the said exposure apparatus.

본 발명에 의하면, 고성능, 고품질인 마이크로 디바이스 등을 높은 스루풋으로 고효율로 제조할 수 있게 된다는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect that high-performance, high-quality microdevices and the like can be manufactured with high throughput at high efficiency.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

도 1 은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 노광 시스템의 전체 구성을 나타내는 블럭도이다. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an exposure system according to an embodiment of the present invention.

도 2 는 본 발명의 실시 형태와 관련되는 노광 시스템이 구비하는 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows schematic structure of the exposure apparatus with which the exposure system which concerns on embodiment of this invention is equipped.

도 3 은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 노광 장치에 인라인 접속된 도포 현상 장치 등의 개략 구성을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows schematic structure of the coating and developing apparatus etc. connected inline with the exposure apparatus in embodiment of this invention.

도 4 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 인라인 계측기, 오프라인 계측기에 채용되는 사전 계측 센서의 일례를 나타내는 도면이다. It is a figure which shows an example of the pre-measurement sensor employ | adopted for the in-line measuring instrument and offline measuring instrument in embodiment of this invention.

도 5 는 본 발명의 실시 형태의 프로세스 처리 흐름을 나타내는 플로우차트이다. 5 is a flowchart showing a process flow in an embodiment of the present invention.

도 6 은 본 발명의 실시 형태의 파이프 라인 처리를 설명하기 위한 도면이다. It is a figure for demonstrating the pipeline process of embodiment of this invention.

도 7 은 본 발명의 실시 형태의 인라인 사전 계측에 의한 얼라인먼트 최적화 시퀀스를 나타내는 플로우차트이다. 7 is a flowchart showing an alignment optimization sequence by inline pre-measurement according to the embodiment of the present invention.

도 8a 는 본 발명의 실시 형태의 서치 얼라인먼트 마크의 일례를 나타내는 도면이다. It is a figure which shows an example of the search alignment mark of embodiment of this invention.

도 8b 는 도 8a 의 서치 얼라인먼트 마크 계측 신호의 평균적인 신호 강도 분포를 나타내는 도면이다. FIG. 8B is a diagram illustrating an average signal intensity distribution of the search alignment mark measurement signal of FIG. 8A.

도 8c 는 도 8b 의 신호 강도 분포의 미분 파형을 나타내는 도면이다. FIG. 8C is a diagram showing differential waveforms of the signal intensity distribution of FIG. 8B. FIG.

도 8d 는 도 8c 의 미분 파형에 대해서 내로우 다운 (narrow down) 처리를 행한 후의 에지 후보를 나타내는 도면이다. FIG. 8D is a diagram illustrating edge candidates after a narrow down process is performed on the differential waveform of FIG. 8C. FIG.

도 9 는 본 발명의 실시 형태의 인라인 사전 계측에 의한 쇼트 배열 보정 (GCM) 의 운용 시퀀스를 나타내는 플로우차트이다. 9 is a flowchart showing an operation sequence of shot alignment correction (GCM) by inline pre-measurement according to the embodiment of the present invention.

도 10 은 본 발명의 실시 형태의 인라인 사전 계측에 의한 고차 보정 계수 (GCM 보정치) 의 최적화 시퀀스를 나타내는 플로우차트이다. 10 is a flowchart showing an optimization sequence of higher order correction coefficients (GCM correction values) by inline pre-measurement according to the embodiment of the present invention.

도 11a 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「오프셋 (dx=Cx_00)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the content of the "offset (dx = Cx_00)" component of the correction coefficient in embodiment of this invention.

도 11b 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「오프셋 (dy=Cy_00)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the content of the "offset (dy = Cy_00)" component of the correction coefficient in embodiment of this invention.

도 11c 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의「배율 (dx=Cx_10×x)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the content of the "magnification (dx = Cx_10xx)" component of the correction coefficient in embodiment of this invention.

도 11d 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「배율 (dy=Cy_01×y)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the content of the "magnification (dy = Cy_01xy)" component of the correction coefficient in embodiment of this invention.

도 11e 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「마름모형 (dx=Cx_O1×y)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the content of the "diamond model (dx = Cx_O1xy)" component of the correction coefficient in embodiment of this invention.

도 11f 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「마름모형 (dy=Cy_10×x)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the content of the "diamond model (dy = Cy_10xx)" component of the correction coefficient in embodiment of this invention.

도 11g 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「편심 (dx=Cx_2O×x²)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 11g is a diagram showing the contents of "offset (dx = Cx_2O × x ^2)" component of the correction coefficient according to the embodiment of the present invention.

도 11h 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「편심 (dy=Cy_02×y²)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 11h is a diagram showing the contents of the "offset (dy = Cy_02 × y ^2)" of the correction coefficient according to the embodiment of the invention components.

도 11i 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「사다리형 (dx=Cx_11×x×y)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the content of the "ladder type (dx = Cx_11 * xxy)" component of the correction coefficient in embodiment of this invention.

도 11j 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「사다리형 (dy=Cy_11×y×x)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the content of the "ladder type (dy = Cy_11xyxx)" component of the correction coefficient in embodiment of this invention.

도 12a 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「부채형 (dx=Cx_O2×y²)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 12a is a diagram showing the contents of the correction coefficient according to the embodiment of the invention "sector (dx = Cx_O2 × y ^2)" component.

도 12b 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「부채형 (dy=Cy_2O×x²)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 12b is a diagram showing the contents of the "sector (dy = Cy_2O × x ^2)" component of the correction coefficient according to the embodiment of the present invention.

도 12c 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「C자 배율 (dx=Cx_3O×x³)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 12c is a diagram showing the contents of the "C-scale (dx = Cx_3O × x ^3)" component of the correction coefficient according to the embodiment of the present invention.

도 12d 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「C자 배율 (dy=Cy_03×y³)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 12d is a view of the contents of the correction coefficient according to the embodiment of the invention, "C-scale (dy = Cy_03 × y ^3)" component.

도 12e 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「아코디언 (dx=Cx_21×x²×y)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 12e is a diagram showing the contents of the "accordion ^{(dx = Cx_21 × x 2 ×} y) " component of the correction coefficient according to the embodiment of the present invention.

도 12f 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「아코디언 (dy=Cy_12×y²×x)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 12f is a view of the contents of the "accordion ^{(dy = Cy_12 × y 2 ×} x) " component of the correction coefficient according to the embodiment of the present invention.

도 12g 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「C자 Dist. (dx=Cx_12×x×y²)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Fig. 12G is a C-shaped Dist. Of the correction coefficient in the embodiment of the present invention. (dx = Cx_12 × x × y ² ) "

도 12h 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「C자 Dist. (dy=Cy_21×y×x²)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. 12H is a C-shaped Dist. Of the correction coefficient in the embodiment of the present invention. (dy = Cy_21 × y × x ² ) "

도 12i 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「파형 (dx=Cx_O3×y³)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 12i is a diagram showing the contents of the "waveform (dx = Cx_O3 × y ^3)" of the correction coefficient according to the embodiment of the invention components.

도 12j 는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보정 계수의 「파형 (dy=Cy_3O×x³)」성분의 내용을 나타내는 도면이다. Figure 12j is a diagram showing the contents of the "waveform (dy = Cy_3O × x ^3)" component of the correction coefficient according to the embodiment of the present invention.

도 13 은 본 발명의 실시 형태의 인라인 사전 계측 디스토션 보정 (SDM) 의 운용 시퀀스를 나타내는 플로우차트이다. It is a flowchart which shows the operation sequence of inline pre-measurement distortion correction (SDM) of embodiment of this invention.

도 14 는 본 발명의 실시 형태의 인라인 사전 계측에 의한 디스토션 보정 계수 (SDM 보정치) 의 최적화 시퀀스를 나타내는 플로우차트이다. 14 is a flowchart showing an optimization sequence of distortion correction coefficients (SDM correction values) by inline pre-measurement according to the embodiment of the present invention.

도 15 는 인라인 사전 계측에 의한 포커스 단차 보정의 운용 시퀀스를 나타내는 플로우차트이다. 15 is a flowchart showing an operation sequence of focus step correction by inline pre-measurement.

도 16 은 전자 디바이스의 제조 공정을 나타내는 플로우차트이다. It is a flowchart which shows the manufacturing process of an electronic device.

발명을 실시하기Carrying out the invention 위한 최선의 형태 Best form for

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail with reference to drawings.

[노광 시스템]Exposure system

우선, 본 실시 형태와 관련되는 노광 시스템의 전체 구성에 대하여, 도 1 을 참조하여 설명한다. 이 노광 시스템 (100) 은, 반도체 웨이퍼나 유리 플레이트 등의 기판을 처리하여 마이크로 디바이스 등의 장치를 제조하는 기판 처리 공장에 설치되고, 동일 도면에 나타내는 바와 같이, 레이저 광원 등의 광원을 구비한 노광 장치 (200), 그 노광 장치 (200) 에 인접하여 배치된 도포 현상 장치 (동일 도면에서는 「트랙」으로 표시; 300) 및 그 도포 현상 장치 (300) 내에 배치된 인라인 계측기 (400) 를 구비하고 있다. 동일 도면에서는, 도시의 편의상, 노광 장치 (200) 및 인라인 계측기 (400) 를 포함하는 도포 현상 장치 (300) 는, 이들을 일체화한 기판 처리 장치로 하여 하나만을 표시하고 있지만, 실제로 기판 처리 장치는 복수 설치되어 있다. 기판 처리 장치는, 기판에 대해서, 포토레지스트 등의 감광제를 도포하는 도포 공정, 감광제가 도포된 기판 상에 마스크 또는 레티클 패턴의 이미지를 투영 노광하는 노광 공정, 및 노광 공정이 종료된 기판을 현상하는 현상 공정 등을 행한다. First, the whole structure of the exposure system which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to FIG. This exposure system 100 is installed in a substrate processing plant which processes substrates such as semiconductor wafers and glass plates and manufactures devices such as micro devices, and as shown in the same drawings, an exposure having light sources such as laser light sources. An apparatus 200, a coating and developing apparatus (shown as "track" in the same drawing) 300 disposed adjacent to the exposure apparatus 200, and an inline measuring device 400 disposed in the coating and developing apparatus 300, have. In the same drawing, for convenience of illustration, the coating and developing apparatus 300 including the exposure apparatus 200 and the inline measuring instrument 400 displays only one as a substrate processing apparatus in which these are integrated, but in reality, a plurality of substrate processing apparatuses are provided. It is installed. The substrate processing apparatus includes a coating step of applying a photoresist such as a photoresist to a substrate, an exposure step of projecting and exposing an image of a mask or a reticle pattern onto the substrate on which the photoresist is applied, and developing the substrate on which the exposure step is completed. A developing step is performed.

또, 노광 시스템 (100) 은, 각 노광 장치 (200) 에 의해 실시되는 노광 공정을 집중적으로 관리하는, 즉 노광 장치보다도 상위에 위치하여 그 노광 장치를 관리하는 관리 장치인 노광 공정 관리 콘트롤러 (500), 각종 연산 처리나 해석 처리 를 행하는 해석 시스템 (600), 오프라인 계측기 (800) 나 해석 시스템 (600; 인라인 계측기 (400)) 이나 노광 공정 관리 콘트롤러 (500; 노광 장치 (200)) 보다 상위에 위치하고, 이들을 관리하기 위한 공장 내 생산 관리 호스트 시스템 (700), 및 오프라인 계측기 (800) 도 구비하고 있다. 이 노광 시스템 (100) 을 구성하고 있는 각 장치 중, 적어도 각 기판 처리 장치 (200, 300) 및 오프라인 계측기 (800) 는, 기온 및 습도가 관리된 클린룸 내에 설치되어 있다. 또, 각 장치는, 기판 처리 공장 내에 부설된 LAN (Local Area Network) 등의 네트워크 또는 전용 회선 (유선 또는 무선) 을 통하여 접속되어 있고, 이들 사이에서 적절하게 데이터 통신할 수 있게 되어 있다. In addition, the exposure system 100 is an exposure process management controller 500 that is a management apparatus that intensively manages an exposure process performed by each exposure apparatus 200, that is, is located above the exposure apparatus and manages the exposure apparatus. ), The analysis system 600 which performs various arithmetic processing or analysis processing, the off-line measuring instrument 800, the analysis system 600 (inline measuring apparatus 400), and the exposure process management controller 500 (exposure apparatus 200). In-house production management host system 700 and offline measuring instrument 800 are also provided for managing them. Of the apparatuses constituting the exposure system 100, at least each substrate processing apparatus 200, 300 and the off-line measuring instrument 800 are installed in a clean room in which temperature and humidity are managed. In addition, each device is connected via a network such as a LAN (Local Area Network) or a dedicated line (wired or wireless) installed in a substrate processing plant, and is capable of appropriately performing data communication therebetween.

각 기판 처리 장치에 있어서, 노광 장치 (200) 및 도포 현상 장치 (300) 는 서로 인라인 접속되어 있다. 여기의 인라인 접속이란, 장치간 및 그 장치 내의 처리 유닛간을, 로봇 아암이나 슬라이더 등의 기판을 자동 반송하는 반송 장치를 통하여 접속하는 것을 의미한다. 인라인 계측기 (400) 는, 뒤에 상세하게 서술하지만, 도포 현상 장치 (300) 내에 배치되는 복수의 처리 유닛 중 하나로서 설치되어 있고, 노광 장치 (200) 에 기판을 반입하기 전에, 미리 기판에 관한 각종 정보를 계측하는 장치이다. 오프라인 계측기 (800) 는, 다른 장치와는 독립적으로 설치된 계측 장치이며, 이 노광 시스템 (100) 에 대하여, 단일 또는 복수 설치되어 있다. In each substrate processing apparatus, the exposure apparatus 200 and the coating and developing apparatus 300 are connected inline with each other. In-line connection here means connecting between apparatuses and the processing units in the apparatus through the conveying apparatus which automatically conveys board | substrates, such as a robot arm and a slider. Although the in-line measuring device 400 is explained in full detail behind, it is provided as one of the some processing unit arrange | positioned in the coating-developing apparatus 300, and various types regarding a board | substrate are carried out before loading a board | substrate into the exposure apparatus 200 beforehand. It is a device for measuring information. The offline measuring instrument 800 is a measuring apparatus provided independently of the other apparatuses, and is provided with a single or a plurality of the exposure systems 100.

[노광 장치][Exposure device]

각 기판 처리 장치가 구비하는 노광 장치 (200) 의 구성을, 도 2 를 참조하 여 설명한다. 이 노광 장치 (200) 는, 물론 스텝 앤드 스캔 방식 (주사 노광 방식) 의 노광 장치이어도 되나, 여기에서는, 일례로서 스텝 앤드 리피트 방식 (일괄 노광 방식) 의 노광 장치에 대하여 설명한다. The structure of the exposure apparatus 200 with which each substrate processing apparatus is equipped is demonstrated with reference to FIG. The exposure apparatus 200 may, of course, be an exposure apparatus of a step-and-scan method (scanning exposure method). Here, as an example, an exposure apparatus of a step-and-repeat method (batch exposure method) will be described.

또한, 이하의 설명에 있어서는, 도 2 중에 나타내어진 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대하여 설명한다. XYZ 직교 좌표계는, X 축 및 Z 축이 지면에 대해서 평행이 되도록 설정되고, Y 축이 지면에 대해서 수직이 되는 방향으로 설정되어 있다. 도면 중의 XYZ 좌표계는, 실제로는 XY 평면이 수평면에 평행한 면으로 설정되고, Z 축이 연직 상방향으로 설정된다. In addition, in the following description, the XYZ rectangular coordinate system shown in FIG. 2 is set, and the positional relationship of each member is demonstrated, referring this XYZ rectangular coordinate system. The XYZ rectangular coordinate system is set such that the X axis and the Z axis are parallel to the ground, and the Y axis is set in the direction perpendicular to the ground. In the figure, the XYZ coordinate system is actually set to the plane in which the XY plane is parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set in the vertically upward direction.

도 2 에 있어서, 조명 광학계 (1) 는 후술하는 노광 제어 장치 (13) 로부터 노광광 출사를 지시하는 제어 신호가 출력된 경우에, 거의 균일한 조도를 가지는 노광광 (EL) 을 출사하여 레티클 (2) 을 조명한다. 노광광 (EL) 의 광축은 Z 축 방향에 대해서 평행으로 설정되어 있다. 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어, g선 (파장 436㎚), i선 (파장 365㎚), KrF 엑시머 레이저 (파장 248㎚), ArF 엑시머 레이저 (파장 193㎚), F₂레이저 (파장 157㎚) 가 이용된다. In FIG. 2, the illumination optical system 1 emits exposure light EL having a substantially uniform illuminance when a control signal for instructing exposure light output is output from an exposure control device 13 to be described later. 2) illuminate. The optical axis of the exposure light EL is set parallel to the Z axis direction. As the exposure light EL, for example, g line (wavelength 436 nm), i line (wavelength 365 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F ₂ laser ( Wavelength 157 nm) is used.

레티클 (2) 은, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 (기판; W) 상에 전사하기 위한 미세한 패턴을 가지고, 레티클 홀더 (3) 상에 유지되어 있다. 레티클 홀더 (3) 는 베이스 (4) 상의 XY 평면 내에서 이동 및 미소 회전을 할 수 있도록 지지되어 있다. 장치 전체의 동작을 제어하는 노광 제어 장치 (13) 가, 베이스 (4) 상의 구동 장치 (5) 를 통하여 레티클 스테이지 (3) 의 동작을 제어하여, 레티클 (2) 의 위치를 설정한다. The reticle 2 has a fine pattern for transferring onto a wafer (substrate) W coated with a photoresist and is held on the reticle holder 3. The reticle holder 3 is supported to be able to move and finely rotate in the XY plane on the base 4. The exposure control apparatus 13 which controls the operation of the whole apparatus controls the operation of the reticle stage 3 via the drive apparatus 5 on the base 4, and sets the position of the reticle 2.

노광광 (EL) 이 조명 광학계 (1) 로부터 출사되었을 경우에는, 레티클 (2) 의 패턴 이미지가 투영 광학계 (6) 를 통하여 웨이퍼 (W) 상의 디바이스가 되는 부분인 각 쇼트 영역에 투영된다. 투영 광학계 (6) 는 복수의 렌즈 등의 광학 소자를 가지고, 그 광학 소자의 초재 (硝材) 로서는 노광광 (EL) 의 파장에 맞추어 석영, 형석 등의 광학 재료에서 선택된다. 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 홀더 (7) 를 통하여 Z 스테이지 (8) 에 탑재되어 있다. 투영 광학계 (6) 내의 광학 소자는, 후술하는 투영 광학계 (6) 의 결상 특성 (배율이나 디스토션 등) 을 조정하기 위해, Z 축 방향으로 미소 이동할 수 있음과 함께, X 축 및 Y 축 둘레로 미소 회전할 수 있게 되어 있다. 또한, 투영 광학계 (6) 의 결상 특성 조정은, 광학 소자간의 기압을 변화시킴으로써 행하도록 해도 된다. When the exposure light EL is emitted from the illumination optical system 1, the pattern image of the reticle 2 is projected through the projection optical system 6 to each shot region which is a portion that becomes a device on the wafer W. As shown in FIG. The projection optical system 6 has optical elements, such as a some lens, and is selected from optical materials, such as quartz and fluorite, as the base material of the optical element according to the wavelength of exposure light EL. The wafer W is mounted on the Z stage 8 via the wafer holder 7. The optical element in the projection optical system 6 can move finely in the Z-axis direction and finely move around the X-axis and Y-axis in order to adjust the imaging characteristics (magnification, distortion, etc.) of the projection optical system 6 described later. It is possible to rotate. In addition, the imaging characteristic adjustment of the projection optical system 6 may be performed by changing the atmospheric pressure between optical elements.

Z 스테이지 (8) 는, 웨이퍼 (W) 의 Z 축 방향 위치를 미세 조정시키는 스테이지이며, XY 스테이지 (9) 상에 탑재되어 있다. XY 스테이지 (9) 는, XY 평면 내에서 웨이퍼 (W) 를 이동시키는 스테이지이다. 또한, 도시는 생략하였지만, 웨이퍼 (W) 를 XY 평면 내에서 미소 회전시키는 스테이지 및 Z 축에 대한 각도를 변화시켜 XY 평면에 대한 웨이퍼 (W) 의 기울기를 조정하는 스테이지도 설치되어 있다. The Z stage 8 is a stage for finely adjusting the Z axis direction position of the wafer W, and is mounted on the XY stage 9. The XY stage 9 is a stage for moving the wafer W in the XY plane. In addition, although not shown in figure, the stage which micro-rotates the wafer W in the XY plane, and the stage which changes the angle with respect to a Z axis, and adjusts the inclination of the wafer W with respect to an XY plane are also provided.

웨이퍼 홀더 (7) 상면의 일단에는 L 자형의 이동 거울 (10) 이 장착되며, 이동 거울 (10) 의 경면 (鏡面) 에 대향한 위치에 레이저 간섭계 (11) 가 배치되어 있다. 도 2 에서는 도시를 간략화하였지만, 이동 거울 (10) 은 X 축에 수직인 경면을 가지는 평면 거울 및 Y 축에 수직인 경면을 가지는 평면 거울로 구성되어 있다. 또, 레이저 간섭계 (11) 는, X 축을 따라 이동 거울 (10) 에 레이저 빔을 조사하는 2 개의 X 축용 레이저 간섭계 및 Y 축을 따라 이동 거울 (10) 에 레이저 빔을 조사하는 Y 축용 레이저 간섭계로 구성되고, X 축용 1 개의 레이저 간섭계 및 Y 축용 1 개의 레이저 간섭계에 의해, 웨이퍼 홀더 (7) 의 X 좌표 및 Y 좌표가 계측된다. An L-shaped moving mirror 10 is attached to one end of the upper surface of the wafer holder 7, and a laser interferometer 11 is disposed at a position opposite to the mirror surface of the moving mirror 10. Although the illustration is simplified in FIG. 2, the moving mirror 10 is composed of a plane mirror having a mirror surface perpendicular to the X axis and a plane mirror having a mirror surface perpendicular to the Y axis. Moreover, the laser interferometer 11 consists of two X-axis laser interferometers which irradiate a laser beam to the moving mirror 10 along the X axis, and a Y-axis laser interferometer which irradiates a laser beam to the moving mirror 10 along the Y axis. The X coordinate and the Y coordinate of the wafer holder 7 are measured by one laser interferometer for the X axis and one laser interferometer for the Y axis.

또, X 축용 2 개의 레이저 간섭계의 계측치 차이에 의해, 웨이퍼 홀더 (7) 의 XY 평면 내에 있어서의 회전각이 계측된다. 레이저 간섭계 (11) 에 의해 계측된 X 좌표, Y 좌표 및 회전각 정보는 스테이지 구동계 (12) 에 공급된다. 이들 정보는 위치 정보로서 스테이지 구동계 (12) 로부터 노광 제어 장치 (13) 에 출력된다. 노광 제어 장치 (13) 는, 공급된 위치 정보를 모니터하면서 스테이지 구동계 (12) 를 통하여, 웨이퍼 홀더 (7) 의 위치 결정 동작을 제어한다. 또한, 도 2 에는 나타내지 않았지만, 레티클 홀더 (3) 에도 웨이퍼 홀더 (7) 에 설치된 이동 거울 및 레이저 간섭계와 동일한 것이 설치되어 있어, 레티클 홀더 (3) 의 XYZ 위치 등의 정보가 노광 제어 장치 (13) 에 공급된다. Moreover, the rotation angle in the XY plane of the wafer holder 7 is measured by the measured value difference of two laser interferometers for X-axis. The X coordinate, Y coordinate and rotation angle information measured by the laser interferometer 11 are supplied to the stage drive system 12. These information are output to the exposure control apparatus 13 from the stage drive system 12 as positional information. The exposure control apparatus 13 controls the positioning operation of the wafer holder 7 via the stage drive system 12 while monitoring the supplied position information. Although not shown in FIG. 2, the reticle holder 3 is also provided with the same thing as the moving mirror and the laser interferometer provided in the wafer holder 7, and information such as the XYZ position of the reticle holder 3 is exposed to the exposure control device 13. Is supplied.

투영 광학계 (6) 의 측방에는 오프 액시스 방식의 촬상식 얼라인먼트 센서 (14) 가 설치되어 있다. 이 얼라인먼트 센서 (14) 는, FIA (Field Image Alignment) 방식의 얼라인먼트 장치이다. 얼라인먼트 센서 (14) 는, 웨이퍼 (W) 에 형성된 얼라인먼트 마크를 계측하는 센서이다. 얼라인먼트 센서 (14) 에는, 할로겐 램프 (15) 로부터 광섬유 (16) 를 통하여 웨이퍼 (W) 를 조명하기 위 한 조사광이 입사된다. 여기서, 조명광의 광원으로서 할로겐 램프 (15) 를 이용하는 것은, 할로겐 램프 (15) 의 출사광 파장역은 500～800㎚ 이라는, 웨이퍼 (W) 상면에 도포된 포토레지스트를 감광하지 않는 파장역이며, 및 파장 대역이 넓기 때문에, 웨이퍼 (W) 표면에 있어서의 반사율 파장 특성의 영향을 경감시킬 수 있기 때문이다. On the side of the projection optical system 6, the imaging type alignment sensor 14 of the off axis system is provided. This alignment sensor 14 is an alignment device of a field image alignment (FIA) system. The alignment sensor 14 is a sensor which measures the alignment mark formed in the wafer W. As shown in FIG. Irradiation light for illuminating the wafer W from the halogen lamp 15 through the optical fiber 16 is incident on the alignment sensor 14. Here, using the halogen lamp 15 as a light source of illumination light is the wavelength range which does not expose the photoresist apply | coated to the upper surface of the wafer W that the emission light wavelength range of the halogen lamp 15 is 500-800 nm, And because the wavelength band is wide, it is because the influence of the reflectance wavelength characteristic on the surface of the wafer W can be reduced.

얼라인먼트 센서 (14) 로부터 출사된 조명광은 프리즘 미러 (17) 에 의해 반사된 후, 웨이퍼 (W) 상면을 조사한다. 얼라인먼트 센서 (14) 는, 웨이퍼 (W) 상면으로부터의 반사광을 프리즘 미러 (17) 를 통하여 취입하고, 검출 결과를 전기 신호로 변환하여 얼라인먼트 신호 처리계 (18) 에 출력한다. 얼라인먼트 신호 처리계 (18) 는, 얼라인먼트 센서 (14) 로부터의 검출 결과에 기초하여, 얼라인먼트 마크의 XY 평면 내에 있어서의 위치를 구하고, 이것을 웨이퍼 위치 정보로서 노광 제어 장치 (13) 에 출력한다. The illumination light emitted from the alignment sensor 14 is reflected by the prism mirror 17, and then irradiates the wafer W upper surface. The alignment sensor 14 takes in the reflected light from the upper surface of the wafer W via the prism mirror 17, converts the detection result into an electrical signal, and outputs it to the alignment signal processing system 18. The alignment signal processing system 18 obtains the position in the XY plane of the alignment mark based on the detection result from the alignment sensor 14, and outputs it to the exposure control apparatus 13 as wafer position information.

노광 제어 장치 (13) 는, 스테이지 구동계 (12) 로부터 출력되는 위치 정보 및 얼라인먼트 신호 처리계 (18) 로부터 출력되는 웨이퍼 위치 정보에 기초하여, 노광 장치의 전체 동작을 제어한다. 구체적으로 설명하면, 노광 제어 장치 (13) 는, 얼라인먼트 신호 처리계 (18) 로부터 출력되는 위치 정보 및 필요에 따라서 후술하는 인라인 계측기 (400) 로부터 공급되는 각종 데이터 등에 기초하여 후술하는 각종 연산을 실시한 다음, 구동계 (12) 에 대해서 구동 제어 신호를 출력한다. 구동계 (12) 는 이 구동 제어 신호에 기초하여, XY 스테이지 (9) 나 Z 스테이지 (8) 를 스텝 구동한다. 이 때, 노광 제어 장치 (13) 는, 우선 웨이퍼 (W) 에 형성된 기준 마크의 위치가 얼라인먼트 센서 (14) 에 의해 검출되도록 구동계 (12) 에 대해서 구동 제어 신호를 출력한다. 구동계 (12) 가 XY 스테이지 (9) 를 구동하면 얼라인먼트 센서 (14) 의 검출 결과가 얼라인먼트 신호 처리계 (18) 에 출력된다. 이 검출 결과로부터, 예를 들어 얼라인먼트 센서 (14) 의 검출 중심과 레티클 (2) 의 투영이미지 중심 (투영 광학계 (6) 의 광축 AX) 과의 어긋남량인 베이스 라인량이 계측된다. 그리고, 얼라인먼트 센서 (14) 에서 계측된 얼라인먼트 마크 위치에, 상기 베이스 라인량을 가산하여 얻은 값에 기초하여, 웨이퍼 (W) 의 X 좌표 및 Y 좌표를 제어함으로써, 각 쇼트 영역을 각각 노광 위치에 맞추어 넣도록 되어 있다. The exposure control apparatus 13 controls the overall operation of the exposure apparatus based on the positional information output from the stage drive system 12 and the wafer positional information output from the alignment signal processing system 18. Specifically, the exposure control device 13 performs various calculations described later based on the positional information output from the alignment signal processing system 18 and various data supplied from the inline measuring device 400 described later as needed. Next, a drive control signal is output to the drive system 12. The drive system 12 step-drives the XY stage 9 or the Z stage 8 based on this drive control signal. At this time, the exposure control device 13 first outputs a drive control signal to the drive system 12 so that the position of the reference mark formed on the wafer W is detected by the alignment sensor 14. When the drive system 12 drives the XY stage 9, the detection result of the alignment sensor 14 is output to the alignment signal processing system 18. From this detection result, the baseline amount which is a deviation amount of the detection center of the alignment sensor 14 and the projection image center of the reticle 2 (optical axis AX of the projection optical system 6) is measured, for example. Then, based on the value obtained by adding the base line amount to the alignment mark position measured by the alignment sensor 14, by controlling the X coordinate and the Y coordinate of the wafer W, the respective shot regions are respectively exposed to the exposure position. It is supposed to fit.

[도포 현상 장치] [Application Developer]

다음으로, 각 기판 처리 장치가 구비하는 도포 현상 장치 (300) 및 기판 반송 장치에 대하여, 도 3 을 참조하여 설명한다. 도포 현상 장치 (300) 는, 노광 장치 (200) 를 둘러싸는 챔버에 인라인 방식으로 접하도록 설치되어 있다. 도포 현상 장치 (300) 에는, 그 중앙부를 가로지르듯이 웨이퍼 (W) 를 반송하는 반송 라인 (301) 이 배치되어 있다. 이 반송 라인 (301) 의 일단에 미(未)노광 혹은 전공정의 기판 처리 장치로 처리가 이루어진 다수의 웨이퍼 (W) 를 수납하는 웨이퍼 캐리어 (302) 와, 본 기판 처리 장치에서 노광 공정 및 현상 공정을 끝낸 다수의 웨이퍼 (W) 를 수납하는 웨이퍼 캐리어 (303) 가 배치되어 있고, 반송 라인 (301) 의 타단에 노광 장치 (200) 챔버 측면의 셔터가 부착된 반송구 (도시 생략) 가 설치되어 있다. Next, the coating-developing apparatus 300 and board | substrate conveying apparatus which each substrate processing apparatus is equipped are demonstrated with reference to FIG. The coating and developing apparatus 300 is provided to be in contact with the chamber surrounding the exposure apparatus 200 in an inline manner. In the coating and developing apparatus 300, the conveyance line 301 which conveys the wafer W is arrange | positioned so that the center part may be crossed. The wafer carrier 302 which accommodates the many wafer W processed by the unexposed or the previous process substrate processing apparatus at one end of this conveyance line 301, and the exposure process and the image development process in this substrate processing apparatus. The wafer carrier 303 which accommodates the many wafer W which finished the process is arrange | positioned, The conveyance port (not shown) with the shutter of the side surface of the exposure apparatus 200 chamber is provided in the other end of the conveyance line 301, have.

또, 도포 현상 장치 (300) 에 설치된 반송 라인 (301) 의 일측을 따라 코터부 (도포부; 310) 가 형성되어 있고, 타측을 따라 디벨로퍼부 (현상부; 320) 가 형성되어 있다. 코터부 (310) 는, 웨이퍼 (W) 에 포토레지스트를 도포하는 레지스트 코터 (311), 그 웨이퍼 (W) 상의 포토레지스트를 프리 베이크하기 위한 핫 플레이트로 이루어지는 프리 베이크 장치 (312), 및 프리 베이크된 웨이퍼 (W) 를 냉각하기 위한 쿨링 장치 (313) 를 구비하여 구성되어 있다. Moreover, a coater part (coating part) 310 is formed along one side of the conveyance line 301 provided in the coating and developing apparatus 300, and a developer part (developing part) 320 is formed along the other side. The coater part 310 is a prebaking apparatus 312 which consists of a resist coater 311 which apply | coats a photoresist to the wafer W, the hotplate for prebaking the photoresist on the wafer W, and a prebaking. The cooling device 313 for cooling the used wafer W is comprised.

디벨로퍼부 (320) 는, 노광 처리 후의 웨이퍼 (W) 상의 포토레지스트를 베이킹하는, 이른바 PEB (Post-Exposure Bake) 를 행하기 위한 포스트 베이크 장치 (321), PEB 가 행하여진 웨이퍼 (W) 를 냉각하기 위한 쿨링 장치 (322), 및 웨이퍼 (W) 상의 포토레지스트 현상을 행하기 위한 현상 장치 (323) 를 구비하여 구성되어 있다. The developer 320 cools the post-baking apparatus 321 for performing so-called PEB (Post-Exposure Bake) for baking the photoresist on the wafer W after the exposure treatment, and the wafer W on which the PEB has been performed. And a developing apparatus 323 for performing photoresist development on the wafer W. As shown in FIG.

또한 본 실시 형태에서는, 웨이퍼 (W) 를 노광 장치 (200) 에 보내기 전에, 당해 웨이퍼 (W) 에 관한 정보를 사전 계측하는 인라인 계측기 (400) 가 인라인 설치되어 있다. In addition, in this embodiment, before sending the wafer W to the exposure apparatus 200, the inline measuring device 400 which measures in advance the information regarding the said wafer W is provided inline.

도시는 하지 않았지만, 현상 장치 (323) 에서 현상된 웨이퍼 (W) 에 형성된 포토레지스트의 패턴 (레지스트 패턴) 형상을 측정하는 측정 장치를 인라인 설치해도 된다. 이 측정 장치는, 웨이퍼 (W) 상에 형성되어 있는 레지스트 패턴의 형상 (예를 들어 패턴의 선폭, 패턴의 중첩 오차 등) 을 측정하기 위한 것이다. 단, 이 실시 형태에서는, 장치 비용 저감이라는 관점으로부터, 이러한 패턴 형상의 오차도 인라인 계측기 (400) 로 계측하는 것으로 한다. Although not shown, you may provide in-line the measuring apparatus which measures the pattern (resist pattern) shape of the photoresist formed in the wafer W developed by the developing apparatus 323. As shown in FIG. This measuring apparatus is for measuring the shape (for example, the line width of a pattern, the overlap error of a pattern, etc.) of the resist pattern formed on the wafer W. As shown in FIG. However, in this embodiment, the error of such a pattern shape is also measured by the inline measuring device 400 from a viewpoint of apparatus cost reduction.

또한, 코터부 (310) 를 구성하는 각 유닛 (레지스트 코터 (311), 프리 베이크 장치 (312), 쿨링 장치 (313)), 디벨로퍼부 (320) 를 구성하는 각 유닛 (포스트 베이크 장치 (321), 쿨링 장치 (322), 현상 장치 (323)), 및 인라인 계측기 (400) 의 구성 및 배치에 대하여, 도 3 의 표시는 편의적인 것으로, 실제로는 추가로 복수의 다른 처리 유닛이나 버퍼 유닛 등이 설치됨과 함께, 각 유닛은 공간적으로 배치되고, 각 유닛간에 웨이퍼 (W) 를 반송하는 로봇 아암이나 승강기 등도 설치되어 있다. 또, 처리 순서도 항상 동일한 것은 아니고, 웨이퍼 (W) 가 각 유닛간을 어떠한 경로로 통과하여 처리되는가는, 처리 유닛의 처리 내용이나 전체적인 처리 시간의 고속화 등의 관점으로부터 최적화되어 동적으로 변경되는 경우가 있다.Further, each unit constituting the coater portion 310 (resist coater 311, prebaking apparatus 312, cooling apparatus 313), and each unit constituting developer portion 320 (postbaking apparatus 321). 3, the configuration and arrangement of the cooling device 322, the developing device 323, and the inline measuring device 400 are convenient, and in fact, a plurality of other processing units, buffer units, and the like may be used. In addition, each unit is spatially arranged, and a robot arm, a lift, and the like, which transfer the wafers W, are also provided between the units. Also, the processing order is not always the same, and the path through which the wafers W are processed between the units is optimized and dynamically changed from the viewpoint of the processing contents of the processing unit or the speed of the overall processing time. have.

노광 장치 (200) 가 구비하는 주제어계로서의 노광 제어 장치 (13), 코터부 (310) 및 디벨로퍼부 (320), 인라인 계측기 (400) 그리고 해석 시스템 (600) 은, 유선 또는 무선으로 접속되어 있고, 각각의 처리 개시 또는 처리 종료를 나타내는 신호가 송수신된다. 또한, 인라인 계측기 (400) 로 계측된 생신호 파형 데이터 (후술하는 촬상 소자 (422) 로부터의 1차 출력, 또는 이것을 신호 처리한 데이터로서 원래의 생신호 파형 데이터와 동등한 내용을 가지거나 혹은 원래의 파형 데이터로 복원할 수 있는 것), 이것을 소정 알고리즘에 의해 처리한 계측 결과, 혹은 그 계측 결과에 기초하여 평가한 평가 결과가 노광 제어 장치 (13) 에 직접적으로, 혹은 해석 시스템 (600) 을 통하여 노광 제어 장치 (13) 에 보내진다 (통지된다). 노광 제어 장치 (13) 는, 그 노광 제어 장치 (13) 에 부속되는 하드 디스크 등의 기억 장치에, 보내진 정보를 기록한다. The exposure control device 13, the coater part 310, the developer part 320, the inline measuring device 400, and the analysis system 600 as the main control system included in the exposure device 200 are connected by wire or wirelessly. Signals indicating each process start or process end are transmitted and received. In addition, the raw signal waveform data measured by the inline measuring unit 400 (primary output from the imaging element 422 described later, or the signal processed data having the same content as the original raw signal waveform data or the original Capable of restoring the waveform data), the measurement result processed by the predetermined algorithm, or the evaluation result evaluated based on the measurement result directly to the exposure control device 13 or through the analysis system 600. It is sent (notified) to the exposure control apparatus 13. The exposure control device 13 records the sent information in a storage device such as a hard disk attached to the exposure control device 13.

노광 장치 (200) 내에는, 도포 현상 장치 (300) 에 설치된 반송 라인 (301) 의 중심축 연장선을 거의 따르도록 제 1 가이드 부재 (201) 가 배치되고, 제 1 가이드 부재 (201) 의 단부 상방에 직교하도록, 제 2 가이드 부재 (202) 가 배치되어 있다. In the exposure apparatus 200, the 1st guide member 201 is arrange | positioned so that it may substantially follow the central axis extension line of the conveyance line 301 provided in the coating and developing apparatus 300, and the edge part upper part of the 1st guide member 201 is provided. The 2nd guide member 202 is arrange | positioned so that it may orthogonally cross.

제 1 가이드 부재 (201) 에는 제 1 가이드 부재 (201) 를 따라 슬라이딩 가능하도록 구성된 슬라이더 (203) 가 배치되어 있고, 이 슬라이더 (203) 에는 회전 및 상하 운동이 자유롭게 웨이퍼 (W) 를 유지하는 제 1 아암 (204) 이 설치되어 있다. 또, 제 2 가이드 부재 (202) 에는 웨이퍼 (W) 를 유지한 상태에서 제 2 가이드 부재 (202) 를 따라 슬라이딩 가능하도록 구성된 제 2 아암 (205) 이 배치되어 있다. 제 2 가이드 부재 (202) 는, 웨이퍼 스테이지 (9) 의 웨이퍼 로딩 위치까지 연장되어 있고, 제 2 아암 (205) 에는 제 2 가이드 부재 (202) 에 직교하는 방향으로 슬라이딩하는 기구도 구비되어 있다. A slider 203 configured to be slidable along the first guide member 201 is disposed in the first guide member 201, and the slider 203 is configured to freely hold the wafer W in rotation and vertical motion. One arm 204 is provided. In addition, a second arm 205 configured to be slidable along the second guide member 202 while the wafer W is held is disposed in the second guide member 202. The second guide member 202 extends to the wafer loading position of the wafer stage 9, and the second arm 205 is also provided with a mechanism that slides in a direction orthogonal to the second guide member 202.

또, 제 1 가이드 부재 (201) 와 제 2 가이드 부재 (202) 가 교차하는 위치 근방에 웨이퍼 (W) 의 프리얼라인먼트를 행하기 위해서 회전 및 상하 운동이 가능한 수수 (授受) 핀 (206) 이 설치되고, 수수 핀 (206) 의 주위에는, 웨이퍼 (W) 외주부의 절결 부분 (노치부) 및 2 개소의 웨이퍼 에지부의 위치, 또는 웨이퍼 (W) 외주부에 형성된 오리엔테이션 플랫 및 웨이퍼 에지부를 검출하기 위한 위치 검출 장치 (도시 생략) 가 설치되어 있다. 제 1 가이드 부재 (201), 제 2 가이드 부재 (202), 슬라이더 (203), 제 1 아암 (204), 제 2 아암 (205), 및 수수 핀 (206) 등으로 웨이퍼 로더계 (기판 반송 장치) 가 구성되어 있다. Moreover, in order to perform the alignment of the wafer W in the vicinity of the position where the 1st guide member 201 and the 2nd guide member 202 cross | intersect, the male and female pin 206 which can rotate and a vertical movement is provided. In the periphery of the receiving pin 206, the position of the notch part (notch part) and the two wafer edge parts of the outer peripheral part of the wafer W, or the position for detecting the orientation flat and the wafer edge part formed in the outer peripheral part of the wafer W A detection device (not shown) is provided. Wafer loader system (substrate conveying apparatus) by the first guide member 201, the second guide member 202, the slider 203, the first arm 204, the second arm 205, and the female pin 206. ) Is configured.

또, 노광 장치 (200) 의 챔버 내부 온도를 계측하는 온도 센서, 습도를 계측하는 습도 센서, 및 대기압을 계측하는 대기압 센서 등의 환경 센서 (DT1), 기판 처리 장치 외부 (즉, 클린 룸 내) 의 온도를 계측하는 온도 센서, 습도를 계측하는 습도 센서, 및 대기압을 계측하는 대기압 센서 등의 환경 센서 (DT2), 반송 라인 (301) 근방의 온도나 습도나 기압 등을 계측하는 환경 센서 (DT3) 및 인라인 계측 장치 (400) 내의 온도나 습도나 기압 등을 계측하는 환경 센서 (DT4) 가 설치되어 있고, 이들의 센서 (DT1)～(DT4) 의 검출 신호는 노광 제어 장치 (13) 에 공급되어, 노광 제어 장치 (13) 에 부속되는 하드 디스크 등의 기억 장치에 일정 기간 기록된다. In addition, an environmental sensor DT1 such as a temperature sensor for measuring the chamber internal temperature of the exposure apparatus 200, a humidity sensor for measuring humidity, and an atmospheric pressure sensor for measuring atmospheric pressure, and an outside of the substrate processing apparatus (that is, in a clean room) Environmental sensors (DT2) such as temperature sensors for measuring the temperature of the sensor, humidity sensors for measuring the humidity, and atmospheric pressure sensors for measuring the atmospheric pressure, and environmental sensors (DT3) for measuring the temperature, humidity or air pressure in the vicinity of the conveying line 301. ) And an environmental sensor DT4 for measuring the temperature, humidity, air pressure, etc. in the in-line measuring device 400, and the detection signals of these sensors DT1 to DT4 are supplied to the exposure control device 13. It is recorded in a storage device such as a hard disk attached to the exposure control device 13 for a certain period of time.

[인라인 계측기][Inline Instrument]

다음에, 인라인 계측기 (400) 에 대하여 설명한다. 인라인 계측기 (400) 는, 사전 계측 센서를 구비하고 있고, 이 사전 계측 센서는, 기판에 관한 정보의 종류, 즉 계측 항목에 대응하여 적어도 하나가 설치된다. 예를 들어, 웨이퍼 상에 형성된 얼라인먼트 마크나 그 외의 마크, 패턴의 선폭·형상·결함을 계측하는 센서, 웨이퍼의 표면 형상 (플랫니스 (flatness)) 을 계측하는 센서, 포커스 센서 등이 예시된다. 센서는 계측 항목, 웨이퍼 상태, 해상도, 그 외에 맞추어 유연하게 대응하기 위해, 복수 종류를 설치하고, 상황에 맞추어 선택하여 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 오프라인 계측기 (800) 에 대해서도, 이것과 동일한 것을 이용할 수 있으므로, 그 설명은 생략한다. 단, 인라인 계측기 (400) 와 오프라인 계측기 (800) 는, 물론 그 계측 방식 (계측 원리도 포함) 이나 계측 항목이 다른 것을 채용해도 된다. Next, the inline measuring device 400 will be described. The in-line measuring device 400 is provided with the pre-measurement sensor, and this pre-measurement sensor is provided with at least one corresponding to the kind of information regarding a board | substrate, ie, a measurement item. For example, alignment marks and other marks formed on the wafer, sensors for measuring the line width, shape, and defect of the pattern, sensors for measuring the surface shape (flatness) of the wafer, focus sensors, and the like are exemplified. In order to flexibly respond to the measurement item, wafer state, resolution, and others, it is preferable to provide a plurality of types of sensors so that they can be selected and used according to the situation. In addition, since the same thing can be used also about the offline measuring instrument 800, the description is abbreviate | omitted. However, the inline measuring device 400 and the offline measuring device 800 may, of course, adopt different measuring methods (including measuring principles) and measurement items.

이하, 일례로서 웨이퍼에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크 위치의 계측을 행하는 사전 계측 센서를 이용한 인라인 계측기에 대하여, 도 4 를 참조하여 설명한다. Hereinafter, the inline measuring device using the pre-measurement sensor which measures the alignment mark position formed in the wafer as an example is demonstrated with reference to FIG.

도 4 에 나타내어져 있는 바와 같이, 인라인 계측기 (400) 는, 사전 계측 센서 (410), 및 사전 계측 제어 장치 (450) 를 구비하여 구성되어 있다. 또, 도시는 생략하였지만, 계측 대상인 웨이퍼 (W) 의 XYZ 축 방향의 위치 및 Z 축에 대한 기울기를 조정하기 위한 스테이지 장치, 그리고 웨이퍼 (W) 의 위치나 자세를 계측하기 위한 레이저 간섭계 시스템도 구비하고 있다. 스테이지 장치는, XY 스테이지, Z 스테이지 및 웨이퍼 홀더를 구비하여 구성되고, 이들은, 노광 장치 (200) 에 대하여 이미 서술한 XY 스테이지 (9), Z 스테이지 (8) 및 웨이퍼 홀더 (7) 와 동일한 구성이다. 레이저 간섭계 시스템도, 노광 장치 (200) 의 이동 거울 (10) 및 레이저 간섭계 (11) 와 동일한 구성이다. As shown in FIG. 4, the inline measuring device 400 includes a pre-measurement sensor 410 and a pre-measurement control device 450. Although not shown, a stage apparatus for adjusting the position of the wafer W as the measurement target in the XYZ axis direction and the inclination with respect to the Z axis, and a laser interferometer system for measuring the position and attitude of the wafer W are also provided. Doing. The stage apparatus is provided with the XY stage, the Z stage, and the wafer holder, These are the same structures as the XY stage 9, the Z stage 8, and the wafer holder 7 which were already demonstrated about the exposure apparatus 200. FIG. to be. The laser interferometer system is also the same as the moving mirror 10 and the laser interferometer 11 of the exposure apparatus 200.

이 인라인 계측기 (400) 에 있어서의 사전 계측 센서 (410) 는, 웨이퍼 (W) 에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크의 위치를 계측하는 센서이며, 노광 장치 (200) 가 구비하는 촬상식 얼라인먼트 센서 (14) 와 기본적으로 동일한 것을 이용할 수 있다. 여기에서는, 일례로서 FIA (Field Image Alignment) 방식에 이용되는 센서에 대하여 설명하지만, LSA (Laser Step Alignment) 방식, 혹은 LIA (Laser Interferometric Alignment) 방식에 이용되는 센서이어도 된다. The pre-measurement sensor 410 in this in-line measuring device 400 is a sensor which measures the position of the alignment mark formed in the wafer W, and the imaging type alignment sensor 14 which the exposure apparatus 200 is equipped with And basically the same thing is available. Here, as an example, the sensor used for the FIA (Field Image Alignment) system will be described. However, the sensor used for the LSA (Laser Step Alignment) system or the LIA (Laser Interferometric Alignment) system may be used.

또한, LSA 방식의 센서는, 레이저광을 기판에 형성된 얼라인먼트 마크에 조 사하고, 회절·산란된 광을 이용하여 그 얼라인먼트 마크의 위치를 계측하는 얼라인먼트 센서이며, LIA 방식의 얼라인먼트 센서는, 기판 표면에 형성된 회절 격자 형상의 얼라인먼트 마크에, 미세하게 파장이 다른 레이저광을 2 방향으로부터 조사하고, 그 결과 발생하는 2 개의 회절광을 간섭시켜, 이 간섭광의 위상으로부터 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 검출하는 얼라인먼트 센서이다. 인라인 계측기 (400) 는, 노광 장치 (200) 의 경우와 동일하게, 이들 3 개 방식의 센서 가운데, 2 개 이상의 센서를 마련하여 2 개 이상의 3 개 방식 센서를 설치하고, 각각의 특징 및 상황에 맞추어 구분하여 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또 일본 공개특허공보 2003-224057호에 나타내어져 있는, 피계측 마크의 비대칭성을 측정하는 센서를 구비하도록 해 두어도 된다. The LSA sensor is an alignment sensor that irradiates a laser beam to an alignment mark formed on a substrate, and measures the position of the alignment mark using diffracted and scattered light. An LIA alignment sensor is a substrate surface. The laser beam with different wavelengths is irradiated to the diffraction grating-shaped alignment marks formed in the two directions, interfering with the two diffracted lights generated as a result, and the alignment information for detecting the positional information of the alignment mark from the phase of the interference light. Sensor. In the same manner as in the case of the exposure apparatus 200, the in-line measuring device 400 provides two or more sensors among these three types of sensors, installs two or more three types of sensors, It is desirable to be able to use them separately. Moreover, you may equip with the sensor which measures the asymmetry of the to-be-measured mark shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-224057.

도 4 에 있어서, 사전 계측 센서 (410) 에는 광섬유 (411) 를 통하여 외부의 할로겐 램프 등의 조명 광원으로부터 조명광 (IL10) 이 유도된다. 조명광 (IL10) 은 콘덴서 렌즈 (412) 를 통하여 시야 분할 조리개 (413) 에 조사된다. 시야 분할 조리개 (413) 에는, 도시는 생략하였지만, 그 중앙에 광폭 직사각형 형상의 개구로 이루어지는 마크 조명용 조리개와, 마크 조명용 조리개를 사이에 끼우도록 배치된 한 쌍의 협폭 직사각형 형상의 개구로 이루어지는 초점 검출용 슬릿이 형성되어 있다. In FIG. 4, illumination light IL10 is guide | induced to the pre-measurement sensor 410 through the optical fiber 411 from illumination light sources, such as an external halogen lamp. Illumination light IL10 is irradiated to the field of view aperture 413 through the condenser lens 412. Although not shown in the field of view diaphragm 413, the focus detection consists of a mark illumination diaphragm composed of a wide rectangular opening at its center and a pair of narrow rectangular diaphragm apertures arranged so as to sandwich the diaphragm for the mark illumination. Dragon slits are formed.

조명광 (IL10) 은, 시야 분할 조리개 (413) 에 의해 기판 (W) 상의 얼라인먼트 마크 영역을 조명하는 마크 조명용 제 1 광속과, 얼라인먼트에 앞서는 초점 위치 검출용 제 2 광속으로 분할된다. 이와 같이 시야 분할된 조명광 (IL20) 은, 렌즈계 (414) 를 투과하여, 하프 미러 (415) 및 미러 (416) 에서 반사되어 대물 렌즈 (417) 를 통하여 프리즘 미러 (418) 에서 반사되고, 웨이퍼 (W) 상에 형성된 얼라인먼트 마크 (AM) 를 포함한 마크 영역과 그 근방에 조사된다. Illumination light IL10 is divided into the 1st luminous flux for mark illumination which illuminates the alignment mark area | region on the board | substrate W by the visual field division stop 413, and the 2nd luminous flux for focal position detection prior to alignment. The illumination light IL20 divided in this manner is transmitted through the lens system 414, reflected by the half mirror 415 and the mirror 416, and reflected by the prism mirror 418 through the objective lens 417, and the wafer ( It irradiates to the mark area | region including the alignment mark AM formed on W), and its vicinity.

조명광 (IL20) 을 조사했을 때의 기판 (W) 표면의 반사광은, 프리즘 미러 (418) 에서 반사되고 대물 렌즈 (417) 을 통과하여 미러 (416) 에서 반사된 후, 하프 미러 (415) 를 투과한다. 그 후, 렌즈계 (419) 를 통하여 빔 스플리터 (splitter; 420) 에 이르러, 반사광은 2 방향으로 분기된다. 빔 스플리터 (420) 를 투과한 제 1 분기광은, 지표판 (421) 상에 얼라인먼트 마크 (AM) 의 이미지를 결상한다. 그리고, 이 이미지 및 지표판 (421) 상의 지표 마크로부터의 광이, 이차원 CCD 에 의해 이루어지는 촬상 소자 (422) 에 입사하여, 촬상 소자 (422) 의 수광면에 상기 마크 (AM) 및 지표 마크의 이미지가 결상된다. The reflected light on the surface of the substrate W when irradiating the illumination light IL20 is reflected by the prism mirror 418, passed through the objective lens 417 and reflected by the mirror 416, and then transmitted through the half mirror 415. do. Thereafter, a beam splitter 420 is reached through the lens system 419, and the reflected light is branched in two directions. The first branched light transmitted through the beam splitter 420 forms an image of the alignment mark AM on the indicator plate 421. And the light from this image and the indicator mark on the indicator plate 421 enters into the imaging element 422 formed by the two-dimensional CCD, and the light of the imaging element 422 is used for the mark AM and the indicator mark. The image is imaged.

한편, 빔 스플리터 (420) 에서 반사된 제 2 분기광은, 차광판 (423) 에 입사한다. 차광판 (423) 은, 소정의 직사각형 영역에 입사된 광은 차광하고, 그 직사각형 영역 이외의 영역에 입사된 광은 투과시킨다. 따라서, 차광판 (423) 은 상기 서술한 제 1 광속에 대응하는 분기광을 차광하고, 제 2 광속에 대응하는 분기광을 투과시킨다. 차광판 (423) 을 투과한 분기광은, 동공 분할 미러 (424) 에 의해 텔레센트릭성이 붕괴된 상태에서, 일차원 CCD 로 이루어지는 라인 센서 (425) 에 입사되어, 라인 센서 (425) 의 수광면에 초점 검출용 슬릿의 이미지가 결상된다. On the other hand, the second branched light reflected by the beam splitter 420 enters the light shield plate 423. The light shielding plate 423 shields light incident on a predetermined rectangular region, and transmits light incident on an area other than the rectangular region. Therefore, the light shielding plate 423 shields the branched light corresponding to the first luminous flux described above, and transmits the branched light corresponding to the second luminous flux. The branched light transmitted through the light shielding plate 423 is incident on the line sensor 425 made of a one-dimensional CCD in a state where the telecentricity is collapsed by the pupil dividing mirror 424, and the light receiving surface of the line sensor 425 is provided. An image of the focus detection slit is formed.

여기서, 기판 (W) 과 촬상 소자 (422) 사이는 텔레센트릭성이 확보되어 있기 때문에, 기판 (W) 이 조명광 및 반사광의 광축과 평행한 방향으로 변위하면, 촬상 소자 (422) 의 수광면 상에 결상된 얼라인먼트 마크 (AM) 의 이미지는, 촬상 소자 (422) 의 수광면 상에 있어서의 위치가 변화하는 경우 없이 디포커스 된다. 이에 대해서, 라인 센서 (425) 에 입사하는 반사광은, 위에서 설명한 바와 같이 그 텔레센트릭성이 붕괴되고 있기 때문에, 기판 (W) 이 조명광 및 반사광의 광축과 평행한 방향으로 변위하면, 라인 센서 (425) 의 수광면 상에 결상된 초점 검출용 슬릿의 이미지는 분기광의 광축에 대해서 교차하는 방향으로 위치가 어긋난다. 이와 같은 성질을 이용하여, 라인 센서 (425) 상에 있어서의 이미지 기준 위치에 대한 어긋남량을 계측하면 기판 (W) 의 조명광 및 반사광의 광축 방향 위치 (초점 위치) 가 검출된다. 이 기술의 상세한 것에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평7-321030호를 참조해주기 바란다. Here, since the telecentricity is ensured between the substrate W and the imaging element 422, when the substrate W is displaced in a direction parallel to the optical axis of the illumination light and the reflected light, the light receiving surface of the imaging element 422 The image of the alignment mark AM formed on the image is defocused without a change in the position on the light receiving surface of the imaging element 422. On the other hand, since the reflectivity of light incident on the line sensor 425 is deteriorated as described above, when the substrate W is displaced in a direction parallel to the optical axis of the illumination light and the reflected light, the line sensor ( The image of the focus detection slit formed on the light receiving surface of 425 is displaced in the direction intersecting with the optical axis of the split light. By using such a property, when the amount of deviation with respect to the image reference position on the line sensor 425 is measured, the optical axis direction position (focus position) of the illumination light and the reflected light of the board | substrate W is detected. For details of this technique, see Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-321030, for example.

또한, 인라인 계측기 (400) 에 의한 사전 계측 공정은, 웨이퍼 (W) 가 도포현상 장치 (300) 에 반입된 후, 바람직하게는 레지스트 도포 후이고, 또한 노광 장치 (200) 내에서의 얼라인먼트 처리 전까지 행해진다. 또한 인라인 계측기 (400) 의 설치 장소로는, 본 실시 형태의 것에 한정되지 않고, 예를 들어 도포 현상 장치 (300) 내 이외에, 노광 장치의 챔버 내이어도 되고, 혹은 이들 장치와는 독립된 계측 전용 장치를 형성하여 반송 장치에서 접속하도록 해도 된다. 그러나 인라인 계측기 (400) 를 도포 현상 장치 (300) 내에 설치한 경우에는, 노광 레지스트 패턴의 치수 형상을 곧바로 측정할 수 있다는 이점이 있다. In addition, the pre-measurement process by the in-line measuring device 400 is after the wafer W is carried in to the application | coating development apparatus 300, Preferably it is after resist application | coating and before alignment processing in the exposure apparatus 200. Is done. In addition, as an installation place of the inline measuring device 400, it is not limited to the thing of this embodiment, For example, it may be in the chamber of an exposure apparatus other than the inside of the application | coating development apparatus 300, or the measurement exclusive apparatus independent of these apparatuses. May be formed so as to be connected in the conveying apparatus. However, when the inline measuring device 400 is provided in the coating and developing apparatus 300, there is an advantage that the dimensional shape of the exposure resist pattern can be measured immediately.

[웨이퍼 프로세스] [Wafer process]

다음으로, 도 5 에 나타내는 웨이퍼 (W) 에 대한 프로세스에 대하여, 각 장치의 동작도 포함하여 간단하게 설명한다. 우선, 도 1 중의 공장 내 생산 관리 호스트 시스템 (700) 으로부터 네트워크 및 노광 공정 관리 콘트롤러 (500) 를 통하여 노광 제어 장치 (13) 에 처리 개시 명령이 출력된다. 노광 제어 장치 (13) 는 이 처리 개시 명령에 기초하여, 노광 장치 (200), 코터부 (310), 디벨로퍼부 (320), 및 인라인 계측기 (400) 에 각종 제어 신호를 출력한다. 이 제어 신호가 출력되면, 웨이퍼 캐리어 (302) 로부터 꺼내진 1 매의 웨이퍼는, 반송 라인 (301) 을 거쳐, 레지스트 코터 (311) 에 반송되어 포토레지스트가 도포되고, 순차 반송 라인 (301) 을 따라 프리 베이크 장치 (312) 및 쿨링 장치 (313) 를 거친 후 (S10), 인라인 계측기 (400) 의 스테이지 장치에 반입되어, 얼라인먼트 마크의 사전 계측 처리가 행해진다 (S11). 단, 여기에서는, 레지스트 처리 (S10) 를 행한 후에 사전 계측 처리 (S11) 를 행하는 것으로 하였지만, 이 차례는 반대이어도 된다. Next, the process with respect to the wafer W shown in FIG. 5 is demonstrated easily also including operation | movement of each apparatus. First, a process start command is output from the in-plant production management host system 700 in FIG. 1 to the exposure control apparatus 13 via the network and the exposure process management controller 500. The exposure control apparatus 13 outputs various control signals to the exposure apparatus 200, the coater portion 310, the developer portion 320, and the inline measuring instrument 400 based on this processing start instruction. When this control signal is output, one wafer taken out from the wafer carrier 302 is conveyed to the resist coater 311 via the conveyance line 301, and the photoresist is apply | coated, and the conveyance line 301 is sequentially performed. Then, after passing through the prebaking apparatus 312 and the cooling apparatus 313 (S10), it is carried in to the stage apparatus of the in-line measuring device 400, and the premeasurement process of alignment mark is performed (S11). In this case, the pre-measurement processing S11 is performed after the resist processing S10 is performed. However, this order may be reversed.

인라인 계측기 (400) 에 있어서의 사전 계측 처리 (S11) 에서는, 웨이퍼 (W) 상에 형성된 얼라인먼트 마크 위치의 계측이 실시된다. 이 사전 계측 처리 (S11) 에 있어서의 계측 결과 (예를 들어, 마크의 좌표 위치 정보 등) 는, 사전 계측 센서 (410) 의 촬상 소자 (422) 의 출력 그 자체인 생신호 파형 데이터와 함께, 통신 회선을 통하여 노광 제어 장치 (13) 에 직접적으로 혹은 해석 시스템 (600) 을 통하여 통지되고, 노광 제어 장치 (13) 는 이들 통지된 데이터에 기초하여, 노광 장치 (200) 에서 당해 웨이퍼 (W) 의 얼라인먼트 마크를 계측할 때의 마크 (계 측 대상으로 해야 할 마크), 마크 수, 조명 조건 (예를 들어, 조명 파장, 조명 강도, 암시야 조명인지 명시야 조명인지, 위상차판을 개재한 조명으로 할지의 여부 등) 등을 최적화하는 처리를 행한다 (S12). 또한, 노광 제어 장치 (13) 의 처리 부담을 경감시키기 위해, 이러한 최적화 처리의 일부 또는 전부를 해석 시스템 (600) 으로 실시시켜, 그 해석 결과를 노광 제어 장치 (13) 에 보내도록 해도 된다. In the pre-measurement process S11 in the inline measuring device 400, the measurement of the alignment mark position formed on the wafer W is performed. The measurement result (for example, coordinate position information of a mark, etc.) in this pre-measurement process S11 is accompanied with the live signal waveform data which is the output itself of the imaging element 422 of the pre-measurement sensor 410, The exposure control apparatus 13 is notified directly to the exposure control apparatus 13 via the communication line or through the analysis system 600, and the exposure control apparatus 13 is based on these notified data, and the wafer W is exposed in the exposure apparatus 200. Mark (measured to be measured), number of marks, lighting conditions (e.g., light wavelength, light intensity, dark field light or bright field light, and illumination via phase difference plate) Or the like) (S12). In addition, in order to reduce the processing burden of the exposure control apparatus 13, you may perform a part or all of this optimization process by the analysis system 600, and send the analysis result to the exposure control apparatus 13. As shown in FIG.

이 처리 (S12) 의 후 혹은 이 처리와 병행하여, 사전 계측 처리 (S11) 가 종료된 웨이퍼 (W) 는, 노광 장치 (200) 의 제 1 아암 (204) 에 수수 (授受) 된다. 그 후, 슬라이더 (203) 가 제 1 가이드 부재 (201) 를 따라 수수 핀 (206) 근방에 이르면, 제 1 아암 (204) 이 회전하여, 웨이퍼 (W) 가 제 1 아암 (204) 으로부터 수수 핀 (206) 상의 위치 A 에 수수되고, 여기서 웨이퍼 (W) 의 외형 기준으로 중심 위치 및 회전각의 조정 (프리얼라인먼트) 이 행해진다. 그 후, 웨이퍼 (W) 는 제 2 아암 (205) 에 수수되어 제 2 가이드 부재 (202) 를 따라 웨이퍼의 로딩 위치까지 반송되고, 거기서 웨이퍼 스테이지 (8, 9) 상의 웨이퍼 홀더 (7) 에 로드 (반입) 된다. After this process S12 or in parallel with this process, the wafer W in which the pre-measurement process S11 was completed is received by the 1st arm 204 of the exposure apparatus 200. Thereafter, when the slider 203 reaches the male pin 206 along the first guide member 201, the first arm 204 is rotated, so that the wafer W moves from the male arm 204 to the male pin. The position A on the 206 is received, where the center position and the rotation angle are adjusted (prealignment) on the basis of the outline of the wafer W. Thereafter, the wafer W is received by the second arm 205 and conveyed along the second guide member 202 to the loading position of the wafer, where it is loaded into the wafer holder 7 on the wafer stages 8 and 9. (Imported)

그리고, 최적화된 계측 조건에서 마크 계측을 포함한 얼라인먼트 처리가 실시된 후, 당해 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역에 대해서, 레티클의 패턴이 노광 전사된다 (S13). Then, after alignment processing including mark measurement is performed under optimized measurement conditions, the pattern of the reticle is exposed and transferred to each shot region on the wafer W (S13).

노광 처리를 끝낸 웨이퍼 (W) 는, 제 2 가이드 부재 (202) 및 제 1 가이드 부재 (201) 를 따라 도포 현상 장치 (300) 의 반송 라인 (301) 까지 반송된 후, 반송 라인 (301) 을 따라 순차 포스트베이크 장치 (321) 및 쿨링 장치 (322) 를 거쳐 현상 장치 (323) 에 보내진다. 그리고, 현상 장치 (323) 에서 현상이 행하여진 웨이퍼 (W) 의 각 쇼트 영역에, 레티클의 디바이스 패턴에 대응한 요철의 레지스트 패턴이 형성된다 (S14). 이와 같이 현상이 행하여진 웨이퍼 (W) 는, 필요에 따라서 형성된 패턴의 선폭, 중첩 오차 등이 인라인 계측기 (400) 또는 별도 측정 장치를 설치했을 경우에는 그 측정 장치에서 검사되어 반송 라인 (301) 에 의해 웨이퍼 캐리어 (303) 에 수납된다. 이 리소그라피 공정의 종료 후에 웨이퍼 캐리어 (303) 내의 예를 들어 1 로트의 웨이퍼는, 다른 처리 장치에 반송되어 에칭 (S15), 레지스트 박리 (S16) 등이 실행된다. After the exposure process is completed, the wafer W is conveyed to the conveying line 301 of the coating and developing apparatus 300 along the second guide member 202 and the first guide member 201, and then carries the conveying line 301. Then, it is sent to the developing apparatus 323 via the post-baking apparatus 321 and the cooling apparatus 322 sequentially. Then, a resist pattern of irregularities corresponding to the device pattern of the reticle is formed in each shot region of the wafer W developed in the developing apparatus 323 (S14). The wafer W developed as described above is inspected by the measuring device when the line width, overlapping error, etc. of the pattern formed as necessary is provided in the in-line measuring device 400 or a separate measuring device, and is transferred to the transfer line 301. By the wafer carrier 303. After the end of this lithography process, for example, one lot of wafers in the wafer carrier 303 are transferred to another processing apparatus to perform etching (S15), resist stripping (S16), and the like.

또한, 상기 설명에서는, 웨이퍼 (W) 에 대한 사전 계측을 도포 현상 장치 (300) 내에 설치된 인라인 계측기 (400) 로 행하도록 하였지만, 오프라인 계측기 (800) 로 행하도록 해도 된다. In addition, in the said description, although the premeasurement with respect to the wafer W was performed by the in-line measuring device 400 provided in the coating and developing apparatus 300, you may perform it by the offline measuring device 800.

상기 서술한 웨이퍼 프로세스 처리는, 각 기판 처리 장치에서 각각 행해지고 있고, 각 기판 처리 장치는, 노광 공정 관리 콘트롤러 (500) 에 의해 통괄적으로 제어·관리된다. 즉, 노광 공정 관리 콘트롤러 (500) 는, 이것에 부속되는 기억 장치에, 노광 시스템 (100) 에서 처리하는 각 로트 혹은 각 웨이퍼에 대한 프로세스를 제어하기 위한 여러 가지 정보, 그를 위한 여러 가지 파라미터 혹은 노광 이력 데이터 등의 여러 가지 정보를 축적한다. 그리고, 이들 정보에 기초하여, 각 로트에 적절한 처리가 실시되도록, 각 노광 장치 (200) 를 제어·관리한다. 또, 노광 공정 관리 콘트롤러 (500) 는, 각 노광 장치 (200) 에 있어서의 위치 맞 춤 처리에 이용되는 위치 맞춤 조건 (얼라인먼트 계측시에 사용되는 여러가지 조건 (샘플 쇼트수와 배치, 쇼트 내 다점 방식인지 1점 방식인지, 신호 처리시에 사용하는 파형 처리 알고리즘 등) 이나, 위치 맞춤시에 사용되는 조건 (후술하는 SDM 이나 GCM 을 고려한 위치 맞춤 보정량 등)) 을 구하고, 이것을 각 노광 장치 (200) 에 등록한다. 노광 공정 관리 콘트롤러 (500) 는, 노광 장치 (200) 에서 계측된 EGA 로그 데이터 등의 각종 데이터도 축적하고 있어, 이들에 기초하여, 각 노광 장치 (200) 를 적절히 제어·관리한다. The above-described wafer process processing is performed in each substrate processing apparatus, and each substrate processing apparatus is collectively controlled and managed by the exposure process management controller 500. That is, the exposure process management controller 500, in the storage device attached thereto, various information for controlling the process for each lot or each wafer processed by the exposure system 100, various parameters or exposure therefor. Accumulate various information such as history data. And based on these information, each exposure apparatus 200 is controlled and managed so that an appropriate process may be performed for each lot. In addition, the exposure process management controller 500 includes the alignment conditions used in the alignment processing in each exposure apparatus 200 (various conditions used in alignment measurement (sample short number and arrangement, short-point multi-point system). Or a one-point method, a waveform processing algorithm used for signal processing, etc., or a condition (such as an amount of alignment correction considering SDM or GCM described later) used for positioning, and the respective exposure apparatus 200 is obtained. Register at The exposure process management controller 500 also accumulates various data such as EGA log data measured by the exposure apparatus 200, and controls and manages each exposure apparatus 200 appropriately based on these.

또, 해석 시스템 (600) 은, 노광 장치 (200), 도포 현상 장치 (300), 노광 장치 (200) 의 광원, 인라인 계측기 (400), 오프라인 계측기 (800) 등 각종 장치로부터 네트워크를 경유하여 각종 데이터를 수집하고, 해석을 행한다. In addition, the analysis system 600 includes various types of devices, such as the exposure apparatus 200, the coating and developing apparatus 300, the light source of the exposure apparatus 200, the in-line measuring instrument 400, and the offline measuring instrument 800, via various networks. Collect data and analyze.

[파이프 라인 처리] [Pipeline processing]

상기 서술한 인라인 계측기 (400) 에 의한 인라인 사전 계측 공정을 추가함으로써, 웨이퍼 프로세스 처리에 지연이 발생하는 것은 부정할 수 없지만, 이하와 같은 파이프 라인 처리를 적용함으로써, 지연을 억제하는 것이 가능하다. 이를 도 6 을 참조하여 설명한다. By adding the inline pre-measurement process by the inline measuring device 400 mentioned above, it cannot be denied that a delay generate | occur | produces in a wafer process process, but a delay can be suppressed by applying the following pipeline processes. This will be described with reference to FIG. 6.

인라인 사전 계측 공정을 추가함으로써, 웨이퍼 프로세스 처리는, 레지스트 막을 형성하는 레지스트 처리 공정 A, 인라인 계측기 (400) 에 의한 사전 계측 공정 B, 얼라인먼트 및 노광을 행하는 노광 공정 C, 노광 후의 열처리나 현상을 행하는 현상 공정 D, 레지스트 패턴의 측정을 행하는 경우에는 패턴 치수 측정 공정 E의 6 개 공정으로 구성되게 된다. 이들의 6 개 공정으로, 여러 매의 웨이퍼 (W; 동일 도면에서는 3 매) 에 대하여, 병행적으로 처리하는 파이프 라인 처리를 행한다. 구체적으로는, 웨이퍼 (W) 의 사전 계측 공정 B 를 선행하는 웨이퍼 노광 공정 C 와 병행하여 행함으로써, 전체 스루풋에 미치는 영향을 지극히 작게 억제할 수 있다. By adding an inline pre-measurement step, the wafer process process is performed by a resist processing step A for forming a resist film, a pre-measurement step B by the in-line measuring device 400, an exposure step C for performing alignment and exposure, and a heat treatment or development after exposure. When measuring the developing process D and the resist pattern, it consists of six processes of the pattern dimension measuring process E. FIG. In these six steps, several wafers W (three pieces in the same drawing) are subjected to the pipeline process performed in parallel. Specifically, by performing the pre-measuring step B of the wafer W in parallel with the preceding wafer exposure step C, the influence on the total throughput can be suppressed to be extremely small.

또, 현상 공정 D 의 실시 후에 레지스트 치수 측정 공정 E 를 실시하는 경우에는, 사전 계측 공정 B 와 레지스트 치수 측정 공정 E 를 서로 겹치지 않는 타이밍으로, 이들을 인라인 계측기 (400) 로 파이프 라인적으로 계측함으로써, 레지스트 치수 측정 장치를 별도로 설치할 필요가 없고, 또한 스루풋에도 그렇게까지 악영향을 주는 경우는 없다. In addition, when performing the resist dimension measuring process E after implementation of the developing process D, by measuring these in a pipelined manner with the in-line measuring machine 400 at the timing which does not overlap with the pre-measurement process B and the resist dimension measuring process E, There is no need to provide a resist dimensional measuring device separately, and the throughput is not adversely affected so far.

[얼라인먼트 최적화]Alignment Optimization

도 7 에 인라인 사전 계측에 의한 얼라인먼트 최적화 시퀀스 플로우를 나타낸다. 우선, 인라인 계측기 (400) 는, 노광 장치 (200) 또는 해석 시스템 (600) 또는 공장 내 생산 관리 호스트 시스템 (700) 과의 통신에 의해, 노광 장치 내 (얼라인먼트 센서 (14)) 에서 계측해야 하는 얼라인먼트 마크의 설계 위치 정보와 마크 검출 파라미터 (신호 파형의 처리 알고리즘에 관한 파라미터로서, 예를 들어 슬라이스 레벨 등) 를 취득한다 (S20). 이어서, 인라인 계측기 (400) 는, 그 스테이지 장치를 구동하여, 웨이퍼 (W) 의 얼라인먼트 대상인 마크를 사전 계측 센서 (410) 의 검출 위치 근방에 순차 위치 결정하면서, 그 얼라인먼트 마크 위치 계측을 실시한다 (S21). 7 shows the alignment optimization sequence flow by inline premeasurement. First, the inline measuring device 400 should measure in the exposure apparatus (alignment sensor 14) by communication with the exposure apparatus 200 or the analysis system 600 or the in-factory production management host system 700. The design position information of the alignment mark and the mark detection parameter (for example, slice level, etc. as a parameter relating to a signal waveform processing algorithm) are acquired (S20). Subsequently, the inline measuring device 400 drives the stage apparatus, and performs alignment mark position measurement while sequentially positioning the mark, which is the alignment target of the wafer W, near the detection position of the pre-measuring sensor 410 ( S21).

이어서, 인라인 계측기 (400) 는, 촬상 소자 (422) 로부터 출력되는 마크 생 신호 파형 데이터 혹은 이것을 신호 처리한 데이터에 기초하여, 당해 마크가 노광 장치 (200) 에서 검출하는 마크로서 적정한지 여부를 소정 평가 기준에 따라 평가하고, 그 평가 레벨을 나타내는 스코어를 산출한다. 본 실시 형태에서는 이 평가 및 스코어의 산출을 사전 계측 제어 장치 (450) 에서 실시하는 것으로 하지만, 사전 계측 결과를 모두 해석 시스템 (600) 이나 노광 장치 (200; 노광 제어 장치 (13)) 에 송신하도록 한 경우에는, 수신측에서 이들 평가 및 스코어 산출을 행하도록 해도 된다. 또한 이 스코어의 설명은 후술한다. 당해 스코어가 미리 결정된 임계치보다도 양호한 경우에는, 당해 스코어 및 당해 마크가 노광 장치 (200) 에서 계측하는 마크로서 적정하다는 것을 나타내는 정보 (OK) 를 노광 장치 (200) 에 송신하고, 당해 스코어가 미리 결정된 임계치보다 불량인 경우에는, 당해 스코어 및 당해 마크가 노광 장치 (200) 에서 계측하는 마크로서 부적당하다는 것을 나타내는 정보 (NG) 를 노광 장치 (200) 에 송신한다 (S22). 또한, 불량이라고 판단되었을 경우에는, 당해 스코어 및 NG 정보와 함께, 마크 생신호 파형 데이터를 송신하도록 해 두는 것이 바람직하다. 또한 원칙적으로는, 인라인 계측기로 계측한 모든 마크의 신호 파형 데이터를 노광 장치 (200) 에 송신하는 것이 바람직하지만, 신호 파형 데이터를 전체 계측 마크에 대하여 송신하게 되면, 통신 시간이 걸려 스루풋 저하를 초래할 염려가 있고, 또 데이터의 수신측으로서도 기억 용량이 큰 기억 매체를 준비해 두어야 한다는 부담이 생긴다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 부적당하다고 판단된 마크 또는 계측 불능이라고 판단된 마크 (계측 에러 마크) 에 관해서만, 계측한 마크 신호 파형 데이터를 송신하도록 하고 있다. 또한 본 실시 형태에서는, 정보를 송신할지의 여부의 판단 동작도 사전 계측 제어 장치 (450) 에서 행하도록 구성되어 있다. 이들 정보 및 후술하는 인라인 계측기 (400) 로부터 노광 장치 (200) 에 통지하는 정보는, 해석 시스템 (600) 을 통하여 노광 장치 (200) 에 통지하도록 해도 되지만, 설명을 간략하게 하기 위해, 이하에서는 노광 장치 (200) 에 직접 통지하는 것으로 하여 설명한다. 또한, 해석 시스템 (600) 을 통하여 노광 장치 (200) 에 정보를 보내는 경우에는, 노광 장치 (200) 에서 행하는 처리의 일부 또는 전부를 해석 시스템 (600) 이 행하도록 하고, 그 결과를 노광 장치 (200) 에 보내도록 해도 된다. Subsequently, the inline measuring device 400 determines whether the mark is appropriate as a mark to be detected by the exposure apparatus 200 based on the mark raw signal waveform data output from the imaging element 422 or data processed by the signal. It evaluates according to an evaluation standard and calculates the score which shows the evaluation level. In the present embodiment, the evaluation and the calculation of the score are performed by the pre-measurement control device 450, but all the pre-measurement results are transmitted to the analysis system 600 or the exposure apparatus 200 (the exposure control device 13). In one case, these evaluations and score calculation may be performed on the receiving side. In addition, description of this score is mentioned later. When the score is better than the predetermined threshold value, information (OK) indicating that the score and the mark are appropriate as a mark measured by the exposure apparatus 200 is transmitted to the exposure apparatus 200, and the score is determined in advance. When it is less than a threshold value, the information NG which shows that the said score and the said mark are inadequate as a mark measured by the exposure apparatus 200 is transmitted to the exposure apparatus 200 (S22). In addition, when it is judged that it is defective, it is preferable to transmit mark raw signal waveform data with the said score and NG information. In addition, in principle, it is preferable to transmit the signal waveform data of all the marks measured by the inline measuring instrument to the exposure apparatus 200. However, if the signal waveform data is transmitted to all the measurement marks, communication time may take time and cause a decrease in throughput. There is a concern, and the burden of having to prepare a storage medium having a large storage capacity also as a data receiving side. For this reason, in this embodiment, measured mark signal waveform data is transmitted only with respect to the mark judged as inappropriate or the mark (measurement error mark) judged to be incapable of measurement. In addition, in this embodiment, the determination operation of whether to transmit information is also performed by the pre-measurement control apparatus 450. FIG. Although these information and the information which notifies the exposure apparatus 200 from the inline measuring device 400 mentioned later may be made to notify the exposure apparatus 200 via the analysis system 600, in order to simplify description, it exposes below. The description will be made by directly notifying the apparatus 200. In addition, when sending information to the exposure apparatus 200 via the analysis system 600, the analysis system 600 performs a part or all of the process which the exposure apparatus 200 performs, and the result is exposed to the exposure apparatus ( 200).

또 해석 시스템 (600) 의 정보는, 공장 내 생산 관리 호스트 시스템 (700), 노광 공정 관리 콘트롤러 (500) 를 통하여 노광 장치 (200) 에 보내도록 구성해 두어도 된다. In addition, the information of the analysis system 600 may be comprised so that it may be sent to the exposure apparatus 200 via the in-factory production management host system 700 and the exposure process management controller 500. FIG.

그런데, 노광 장치 내부 (얼라인먼트 센서 (14)) 에서 웨이퍼 상의 마크를 계측한 결과 (마크 위치 정보나 마크 신호 파형 데이터 등) 를, 노광 장치 내부의 메모리에 로깅하거나 외부의 해석 시스템 (600) 내의 메모리에 송신하여 로깅하는 시스템에 있어서도, 얼라인먼트 센서 (14) 의 계측 결과를 노광 장치 내에서 평가한 다음 계측 부적당 또는 계측 불능이라고 판단한 마크 (계측 에러 마크) 에 관해서만, 그 때의 계측 결과를 로깅하도록 해도 된다. By the way, the result of measuring the mark on the wafer inside the exposure apparatus (alignment sensor 14) (mark position information, mark signal waveform data, etc.) is logged in the memory inside the exposure apparatus or the memory in the external analysis system 600. Also in the system for transmitting and logging the data, the measurement result of the alignment sensor 14 is evaluated in the exposure apparatus, and then only the mark (measurement error mark) determined as inappropriate or incapable of measurement is logged so that the measurement result at that time is logged. You may also

그런데 스텝 (S22) 에서의 정보 송신을 받아, 이들 정보를 수신한 노광 장치 (200) 에 있어서는, 마크 검출 에러 (NG) 가 미리 설정된 허용 수 이상인지의 여부를 판단하고 (S23), 마크 검출 에러가 설정 허용 수 이상인 경우로서, 마크 생신호 파형 데이터를 보내고 있는 경우에는 당해 데이터에 기초하여, 보내지 않는 경우에는 인라인 계측기 (400) 로부터 해당하는 모두 또는 일부에 대한 생신호 파형 데이터를 취득하여, 마크 검출 파라미터의 최적화 처리를 실행한다 (S24). 또한, 마크 검출 파라미터의 최적화 처리는, 인라인 계측기 (400) 의 사전 계측 제어 장치 (450) 에서 행하도록 해도 된다. S23 에 있어서, 마크 검출 에러가 설정 허용 수에 이르지 않은 경우에는, 노광 장치 (200) 로의 웨이퍼 (W) 반송 처리를 행하고, 노광 처리를 속행한다 (S28). By the way, in the exposure apparatus 200 which has received the information transmission in step S22 and received these information, it is determined whether or not the mark detection error NG is equal to or greater than the preset allowable number (S23), and the mark detection error. Is greater than or equal to the set allowable number, and when the raw signal waveform data is sent, based on the data, the raw signal waveform data for all or a part of the mark is obtained from the inline measuring unit 400 when not sent. The optimization process of the detection parameters is executed (S24). In addition, the mark detection parameter optimization process may be performed by the pre-measurement control apparatus 450 of the inline measuring device 400. In S23, when the mark detection error does not reach the set allowable number, the wafer W transfer to the exposure apparatus 200 is performed, and the exposure processing is continued (S28).

마크 검출 파라미터의 최적화 처리를 실행한 후, 재차 마크 검출 에러가 설정 허용 수 이상인지의 여부를 판단하고 (S25), 마크 검출 에러가 설정 허용 수에 이르지 않은 경우에는, 노광 장치 (200) 로의 웨이퍼 (W) 반송 처리를 행하고, 노광 처리를 속행한다 (S28). 마크 검출 파라미터의 최적화 실행 후에도, 설정 허용 수 이상의 마크 검출 에러가 있는 경우에는, 미리 등록된 정보에 따라 다른 마크를 탐색할지의 여부를, 미리 지정된 탐색 영역 내의 다른 마크의 설계상 좌표 위치에 미리 설정된 우선 순위에 따라 판단한다 (S26). After executing the mark detection parameter optimization process, it is again determined whether the mark detection error is greater than or equal to the set allowable number (S25), and if the mark detection error does not reach the set allowable number, the wafer to the exposure apparatus 200 is determined. (W) A conveyance process is performed and an exposure process is continued (S28). Even after optimization of mark detection parameters, if there is a mark detection error equal to or more than the allowable number of settings, whether or not to search for another mark in accordance with information registered in advance is set in advance in the design coordinate position of another mark in the predetermined search area. Judging according to the priority (S26).

S26 에서 다른 마크 위치를 찾는다고 판단했을 경우에는, 노광 장치 (200) 는, 추가하여 계측해야 할 다른 얼라인먼트 마크 위치와 마크 검출 파라미터를 지정하여, 인라인 계측기 (400) 에 통지하고 (S27), 인라인 계측기 (400) 는 S21 의 마크 검출 처리로 되돌아와, 사전 계측 처리를 반복한다. When it is determined in S26 that another mark position is found, the exposure apparatus 200 designates another alignment mark position and mark detection parameter that should be additionally measured, and notifies the inline measuring unit 400 (S27) and inline. The measuring instrument 400 returns to the mark detection process of S21 and repeats the premeasurement process.

미리 설정된 영역 내의 마크 (계측 대상 후보가 되었던 마크) 를 모두 계측했음에도 불구하고, 미리 설정된 허용 수 이상의 마크 검출 에러가 있는 경우에는, 그 웨이퍼 (W) 를 노광 장치 (200) 내에 반송하지 않고, 해당 웨이퍼 (W) 를 거부 (처리 공정으로부터 배제) 한다 (S29). 또, S29 에 있어서, 거부된 웨이퍼 (W) 의 매수가 미리 설정된 매수를 초과하였을 경우에는, 당해 웨이퍼 (W) 를 포함한 로트의 모든 웨이퍼 (W) 를 거부한다. When all the marks (marks that have become candidates for measurement) in the preset area have been measured, when there is a mark detection error of more than a predetermined allowable number, the wafer W is not conveyed in the exposure apparatus 200, The wafer W is rejected (excluded from the processing step) (S29). Moreover, in S29, when the number of rejected wafers W exceeds the preset number, all the wafers W of the lot including the said wafer W are rejected.

또한, 이 웨이퍼 (W) 의 거부 처리는 상기 실시 형태에 기재된 경우에만 한정되는 것은 아니다. 후술하는 모든 사전 계측의 결과 (마크 위치 정보뿐만 아니라, 포커스 오차나, 패턴 선폭이나, 패턴 결함이나, 장치 내의 온도차에 기초하여 예측되는 웨이퍼 변형량 등) 에 기초하여, 더 이상 그 웨이퍼에 대한 패턴 노광 처리를 진행하는 것이 바람직하지 않다 (양호한 디바이스를 얻을 수 없다) 고 판단된 경우에는, 상기 실시 형태와 동일하게 웨이퍼의 거부 처리가 행하여지는 것으로 한다. In addition, the rejection process of this wafer W is not limited only to the case described in the said embodiment. Pattern exposure for the wafer is no longer performed based on the results of all the pre-measurements described below (not only the mark position information, but also the focus error, the pattern line width, the pattern defect, or the amount of wafer deformation predicted based on the temperature difference in the apparatus). In the case where it is determined that the processing is not preferable (a good device cannot be obtained), it is assumed that the wafer rejection processing is performed in the same manner as in the above embodiment.

그런데, 인라인 계측기 (400) 와 노광 장치 (200) 사이에서의 센서간 차 (사전 계측 센서 (410) 와 얼라인먼트 센서 (14) 간의 특성차로서, 신호 처리 알고리즘의 상이를 포함한다) 를 보정할 필요가 있다. 인라인 계측기 (400) 로부터 보내진 마크 생신호 파형 데이터와 노광 장치 (200 ; 얼라인먼트 센서 (14)) 에 의한 동일 마크에 대한 마크 생신호 파형 데이터를 조합하고, 인라인 계측기 (400) 의 계측 결과에 기초하는 스코어와 동일 마크에 대한 노광 장치 (200 ; 얼라인먼트 센서 (14)) 의 계측 결과에 기초하는 스코어가 일치하도록 스코어 보정치를 최적화한다. 또한, 통상, 노광 장치 (200) 에 있어서의 얼라인먼트 처리에서는, 적어도 검출 에러가 발생한 마크에 대한 마크 생신호 파형 데이터를 로깅하고 있으므 로, 이 마크 생신호 파형 데이터, 검출 파라미터, 및 검출 에러 정보를 해석 시스템 (600) 또는 인라인 계측기 (400) 에 송신하고, 인라인 계측기 (400) 로 계측된 마크 생신호 파형 데이터와 조합하여, 동일 마크에 대한 검출 스코어가 일치하도록 스코어 보정치를 최적화해도 된다. By the way, it is necessary to correct the difference between the sensors between the inline measuring device 400 and the exposure apparatus 200 (including the difference in the signal processing algorithm as the characteristic difference between the pre-measuring sensor 410 and the alignment sensor 14). There is. The mark live signal waveform data sent from the inline measuring device 400 and the mark live signal waveform data for the same mark by the exposure apparatus 200 (alignment sensor 14) are combined and based on the measurement result of the inline measuring device 400. The score correction value is optimized so that the score based on the measurement result of the exposure apparatus 200 (alignment sensor 14) with respect to the mark matches the score. In addition, in the alignment processing in the exposure apparatus 200, at least the mark raw signal waveform data for a mark in which a detection error has occurred is logged. Therefore, the mark raw signal waveform data, the detection parameter, and the detection error information are recorded. The score correction value may be optimized so as to be transmitted to the analysis system 600 or the inline measuring device 400 and combined with the mark raw signal waveform data measured by the inline measuring device 400 so that the detection scores for the same marks coincide.

또한, 상기 서술한 센서간의 특성차의 보정 처리는, 인라인 계측기 (400) 와 노광 장치 (200) 사이에서의 것에 대하여 설명했지만, 오프라인 계측기 (800) 와 노광 장치 (200) 사이의 센서간의 특성차에 대해서 동일하게 행할 수 있다. In addition, although the above-mentioned correction process of the characteristic difference between the sensors was demonstrated between the in-line measuring device 400 and the exposure apparatus 200, the characteristic difference between the sensors between the offline measuring instrument 800 and the exposure apparatus 200 was described. The same can be done for.

다음으로, 상기 서술한 검출 결과 스코어에 대하여 설명한다. 마크 신호 패턴에 있어서의 특징량인 마크 패턴 폭 오차 등의 복수의 특징량을 각 패턴마다 구한 후, 각 특징량에 최적화된 가중을 실시하고 합을 취하여 구한 토탈치를 검출 결과 스코어로서 정의하고, 미리 설정된 임계치와 비교하여 마크의 유무 (있음/없음) 를 판정한다. 여기에서, 「마크 생신호 파형 데이터의 적당·부적당」을 올바르게 판정하기 위해서는, 복수의 특징량 각각의 가중을 노광 프로세스나 로트, 마크 구조마다 최적화하는 것이 바람직하다. Next, the detection result score mentioned above is demonstrated. After a plurality of feature quantities such as a mark pattern width error, which is a feature amount in a mark signal pattern, are obtained for each pattern, weights optimized for each feature amount are applied, the total value obtained by adding the sum is defined as a detection result score, and in advance. The presence or absence (with / without) of the mark is determined by comparison with the set threshold. Here, in order to correctly determine "appropriate and inadequate of the mark raw signal waveform data", it is preferable to optimize the weight of each of the plurality of feature quantities for each exposure process, lot, and mark structure.

보다 구체적으로는, 마크 생신호 파형 데이터의 에지부를 검출하여 마크의 특징인 패턴 폭의 규칙성 (예를 들어, 균일성) 이나 패턴 간격의 규칙성 (예를 들어, 균일성) 을 특징량으로서 구한다. 여기에서, 「에지」란, 예를 들어 라인·앤드·스페이스 마크에 있어서의 라인부와 스페이스부의 경계와 같이, 마크를 형성하는 패턴부와 비패턴부의 경계를 말한다. More specifically, the edge portion of the mark raw signal waveform data is detected and the regularity (for example, uniformity) of the pattern width or the regularity (for example, uniformity) of the pattern interval, which is a characteristic of the mark, is used as the feature amount. Obtain Here, "edge" means the border of the pattern part and non-pattern part which form a mark like the border of a line part and a space part in a line and space mark, for example.

이것에 대해, 도 8a 에 나타내는 서치 얼라인먼트 Y 마크 (3 개 마크) 를 예 를 들어 설명한다. 우선, 복수의 계측 신호의 평균을 구하여 노이즈를 상쇄한 후, 파형의 평활화를 행하여, 도 8b 에 나타내는 평균적인 신호 강도 분포를 구한다. 다음으로, 도 8c 에 나타내는 신호 강도 분포의 미분 파형을 산출하고, 라인 패턴과 스페이스 패턴의 경계인 에지의 후보인 20 개의 피크 (P1～P20) 를 검출하고, 이하에 서술하는 3 개의 조건을 체크함으로써, 라인 패턴 (SML1, SML2, SML3) 의 에지 후보를 좁힘으로써, 도 8d 에 나타내는 에지 후보 (E1～E10) 가 남는다. This will be described with reference to the search alignment Y mark (three marks) shown in FIG. 8A as an example. First, after averaging a plurality of measurement signals to cancel noise, the waveform is smoothed to find an average signal intensity distribution shown in FIG. 8B. Next, by calculating the differential waveform of the signal intensity distribution shown in FIG. 8C, detecting 20 peaks P1-P20 which are candidates of the edge which is a boundary of a line pattern and a space pattern, and checking the three conditions described below. By narrowing the edge candidates of the line patterns SML1, SML2, and SML3, the edge candidates E1 to E10 shown in Fig. 8D remain.

(조건 1) 피크치가 에지로서의 허용치의 범위 내일 것. 따라서, 노이즈 (NZ2, NZ3) 에 의한 피크 (P5, P6, P10, P11) 를 에지 후보로부터 제외한다. (Condition 1) The peak value should be in the range of tolerance as an edge. Therefore, the peaks P5, P6, P10, and P11 due to the noises NZ2 and NZ3 are excluded from the edge candidate.

(조건 2) 라인 패턴의 에지에 관한 파형이면, Y 방향으로 파형을 추적했을 경우에, 양의 피크의 후에 음의 피크가 출현할 것. 따라서, 노이즈 (NZ1) 에 의한 피크 (P1, P2) 를 에지 후보로부터 제외한다. (Condition 2) If the waveform is about the edge of the line pattern, a negative peak should appear after the positive peak when the waveform is traced in the Y direction. Therefore, the peaks P1 and P2 due to the noise NZ1 are excluded from the edge candidate.

(조건 3) Y 방향으로 파형을 추적했을 경우에, 양의 피크로부터 다음의 음의 피크까지의 Y 방향의 거리가 라인 패턴의 Y 방향 폭이라고 생각되지만, Y 마크 SYM의 라인 패턴 (SML1, SML2, SML3) 의 Y 방향 폭으로서 허용치의 범위 내일 것. 따라서, 노이즈 (NZ4), 라인 패턴 (NL2) 에 의한 피크 (P13, P14, P17, P18) 를 에지 후보로부터 제외한다. (Condition 3) When the waveform is traced in the Y direction, the distance in the Y direction from the positive peak to the next negative peak is considered to be the width of the Y direction of the line pattern, but the line patterns of the Y mark SYM (SML1, SML2). , SML3) in Y-direction width, within the allowable range. Therefore, the peaks P13, P14, P17, and P18 due to the noise NZ4 and the line pattern NL2 are excluded from the edge candidate.

다음으로, Y 좌표치가 가장 작은 에지 후보 (E1) 로부터 시작하여, Y 좌표치 크기의 순서대로 6 개의 에지 후보 (E1～E6) 의 정보를 판독하고, 이하에 나타내는 패턴 특징량을 산출한다. Next, starting from the edge candidate E1 with the smallest Y coordinate value, the information of the six edge candidates E1 to E6 is read in the order of the Y coordinate value size, and the pattern feature amounts shown below are calculated.

(특징 1) 「라인 패턴 폭이 소정치 (=DLW) 인」것에 관한 특징량 (A1) 의 산출 (Feature 1) Calculation of feature amount A1 relating to "the line pattern width is a predetermined value (= DLW)"

ΔW1=(YE2-YE1)-DLW ΔW1 = (YE2-YE1) -DLW

ΔW2=(YE4-YE3)-DLWΔW2 = (YE4-YE3) -DLW

ΔW3=(YE6-YE5)-DLWΔW3 = (YE6-YE5) -DLW

에 의해, 라인 패턴 폭 오차 ΔWk (k=1～3) 를 구하고, 그 라인 패턴 폭 오차 ΔWk 의 표준 편차를 특징량 (A1) 으로서 산출한다. (에지 후보 (E1～E6) 의 Y 좌표치를 (YE1～YE6) 으로 한다) By this, the line pattern width error ΔWk (k = 1 to 3) is obtained, and the standard deviation of the line pattern width error ΔWk is calculated as the feature amount A1. (The Y coordinate value of edge candidates (E1 to E6) is set to (YE1 to YE6).)

(특징 2)「라인 패턴 간격이 소정치 (=DLDl, DLD2) 인」것에 관한 특징량 (A2) 의 산출 (Feature 2) Calculation of feature amount A2 relating to "the line pattern spacing is a predetermined value (= DLDl, DLD2)"

ΔD1=(YE3-YE2)-DLD1ΔD1 = (YE3-YE2) -DLD1

ΔD2=(YE5-YE4)-DLD2ΔD2 = (YE5-YE4) -DLD2

에 의해, 라인 패턴 간격 오차 ΔDm (m=1, 2) 를 구하고, 그 라인 패턴 간격 오차 ΔDm 의 표준 편차를 특징량 (A2) 으로서 산출한다. By this, the line pattern spacing error ΔDm (m = 1, 2) is obtained, and the standard deviation of the line pattern spacing error ΔDm is calculated as the feature amount A2.

(특징 3) 「에지 형상 균일성」에 관한 특징량 (A3) 의 산출 (Feature 3) Calculation of characteristic amount A3 about "edge shape uniformity"

에지 후보 (E1～E6) 의 피크치의 표준 편차를 산출함으로써 구한다. It calculates | requires by calculating the standard deviation of the peak value of the edge candidates E1-E6.

라인 패턴 폭과 라인 패턴 간격은, 설계치로부터의 편차가 작을수록 좋고, 에지 형상 균일성도 편차가 작을수록「마크 파형 신호의 적정도」가 높다고 판정한다. 이 경우, 스코어는 낮을수록 좋다. 마크 파형 검출에 상관 알고리즘을 사용하는 경우는, 이 상관치를 스코어로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 스코어 는 높을수록 좋다. The smaller the deviation from the design value is, the better the line pattern width and the line pattern interval are, and the smaller the edge shape uniformity deviation is, the higher the "appropriateness of the mark waveform signal" is. In this case, the lower the score, the better. When a correlation algorithm is used for mark waveform detection, it is also possible to set this correlation value as a score. In this case, the higher the score is, the better.

인라인 사전 계측에서는, 마크와 마크 검출 파라미터의 최적화 이외에, 마크 수, 마크 배치, 얼라인먼트 포커스 오프셋, 얼라인먼트 조명 조건 (조명 파장, 명/암 시야, 조명 강도, 위상차 조명의 유무 등), EGA 계산 모드에 대해서도 최적화 대상으로 지정할 수 있다. 이 경우, 각 처리 조건마다의 EGA 잔류 오차 성분을 구하고, 이 잔류 오차 성분이 최소가 되는 처리 조건을 채용한다. In-line pre-measurement not only optimizes the marks and mark detection parameters, but also the number of marks, mark placement, alignment focus offset, alignment illumination conditions (light wavelength, light / dark field of view, illumination intensity, phase difference illumination, etc.) and EGA calculation mode. It can also be specified as an optimization target. In this case, the EGA residual error component for each process condition is calculated | required, and the process condition which this residual error component becomes the minimum is employ | adopted.

[쇼트 배열 변형 보정 (GCM)] [Short Array Deformation Correction (GCM)]

우선 처음에, EGA 에 사용하는 쇼트 배열 변형 계산 모델을 나타낸다. First, the short array deformation calculation model used for EGA is shown.

(1) 통상 EGA (1 차까지) 에서의 쇼트 배열 변형 계산 모델은 이하와 같다. (1) Usually, the short array deformation calculation model in EGA (up to 1st order) is as follows.

ΔX=Cx_1O Wx+Cx_O1 Wy+Cx_sx Sx+Cx_sy Sy+Cx_OO (식 1) ΔX = Cx_1O Wx + Cx_O1 Wy + Cx_sx Sx + Cx_sy Sy + Cx_OO (Equation 1)

ΔY=Cy_10 Wx+Cy_01 Wy+Cy_sx Sx+Cy_sy Sy+Cy_00 (식 2) ΔY = Cy_10 Wx + Cy_01 Wy + Cy_sx Sx + Cy_sy Sy + Cy_00 (Equation 2)

각 변수의 의미는 이하와 같다. The meaning of each variable is as follows.

Wx, Wy: 웨이퍼 중심을 원점으로 한 계측점의 위치 Wx, Wy: Position of measurement point with the wafer center as the origin

Sx, Sy: 쇼트 중심을 원점으로 한 계측점의 위치 Sx, Sy: Position of measuring point with the origin of the shot center

Cx_10: 웨이퍼 스켈링 XCx_10: Wafer Scaling X

Cx_01: 웨이퍼 회전 Cx_01: Wafer Rotation

Cx_sx: 쇼트 스켈링 XCx_sx: Short Scaling X

Cx_sy: 쇼트 회전 Cx_sy: short rotation

Cx_00: 오프셋 XCx_00: offset X

Cy_10: 웨이퍼 회전 Cy_10: Wafer Rotation

Cy_01: 웨이퍼 스켈링 YCy_01: Wafer Scaling Y

Cy_sx: 쇼트 회전 Cy_sx: short rotation

Cy_sy: 쇼트 스켈링 YCy_sy: Short Scaling Y

Cy_00: 오프셋 Y Cy_00: Offset Y

또한, 상기의 변수를 사용하여 표현하면, 웨이퍼 직교도는 -(Cx_01+Cy_10), 쇼트 직교도는 -(Cx_sy+Cy_sx) 이다. Also expressed using the above variables, the wafer orthogonality is-(Cx_01 + Cy_10) and the short orthogonality is-(Cx_sy + Cy_sx).

또한, 이후에서는, 상기 파라미터 중 어떤 것을 사용할지에 따라, EGA 연산 모델 (통계 처리 모드) 을, 6 파라미터 모델 (통상 EGA 모델), 10 파라미터 모델 (쇼트 내 다점 모델), 쇼트 내 평균 모델로 칭하는 경우가 있다. 6 파라미터 모델이란, 상기 서술한 파라미터 중, 웨이퍼 스켈링 X, Y 와, 웨이퍼 회전과, 오프셋 X, Y 를 사용하는 모델이다. 10 파라미터 모델이란, 6 파라미터 모델에, 쇼트 스켈링 X, Y 와 쇼트 회전의 합계 4 개의 파라미터를 추가한 것을 사용하는 모델이다. 쇼트 내 평균 모델이란, 쇼트 내의 복수의 마크의 계측치를 평균하여 그 쇼트로서의 대표치를 1 개 산출하고, 이것을 사용하여 상기 6 파라미터 모델과 동일한 파라미터 (6 파라미터) 를 사용하여 각 쇼트 위치의 EGA 연산을 행하는 모델이다. In the following, the EGA calculation model (statistical processing mode) is referred to as a 6 parameter model (normal EGA model), 10 parameter model (multipoint model in short), and average model in short, depending on which of the above parameters is used. There is. The six-parameter model is a model using wafer scaling X, Y, wafer rotation, and offset X, Y among the above-described parameters. The 10-parameter model is a model in which a six-parameter model is added with four parameters of short scaling X, Y and short rotation. In the short average model, the measured values of a plurality of marks in the short are averaged to calculate one representative value as the short, and the EGA calculation of each short position is performed using the same parameters (6 parameters) as the above 6 parameter models. It is a model to perform.

(2) 스테이지 좌표 2 차까지의 쇼트 배열 변형 계산 모델은 이하와 같다. (2) The short array deformation calculation model up to the stage coordinate secondary is as follows.

(3) 스테이지 좌표 3 차까지의 쇼트 배열 변형 계산 모델은 이하와 같다. (3) The short array deformation calculation model up to the third stage coordinate is as follows.

또한, 쇼트 내 1 점 계측의 경우는, (식 1)～(식 6) 의 쇼트 보정 계수 Cx_sx, Cx_sy, Cy_sx, Cy_sy 를 제외 (즉 「0」로 둔다) 한다. In addition, in the case of one-point measurement within a short, the short correction coefficients Cx_sx, Cx_sy, Cy_sx, and Cy_sy of (Equations 1) to (Equation 6) are excluded (that is, set to "0").

인라인 사전 계측에 의한 쇼트 배열 보정 (GCM) 의 운용 시퀀스를 도 9 에 나타낸다. The operational sequence of shot array correction (GCM) by inline pre-measurement is shown in FIG.

GCM (Grid Compensation for Matching) 에서는, 스테이지 그리드 호기 (號機) 사이의 차, 프로세스 변형에 의한 쇼트 배열 비선형 오차를 보정한다. Grid Compensation for Matching (GCM) corrects the difference between stage grid expirations and the short array nonlinear error due to process deformation.

우선, 미리 지정된 GCM 인라인 사전 계측 스위치 (사용자에 따라 임의로 전환 설정 가능한 스위치) 가 온 (ON) 인지 오프 (OFF) 인지를 판단하고 (S31), GCM 인라인 사전 계측 스위치가 오프인 경우에는, 미리 지정된 (준비되어 있는) 고차 보정 계수를 사용하는 것을 결정하고 (S32), 노광 장치 (200) 에 있어서의 EGA 계측/연산을 실시하여 (S36), S36 의 EGA 계측/연산 결과에 S32 에서 결정된 고차 보정 계수를 적용하여 노광 처리를 실시한다 (S38). First, it is determined whether a predetermined GCM inline pre-measurement switch (switch that can be arbitrarily switched and set by the user) is ON or OFF (S31). It is decided to use the higher order correction coefficient (prepared) (S32), and perform the EGA measurement / operation in the exposure apparatus 200 (S36), and the higher order correction determined in S32 on the EGA measurement / operation result of S36. The exposure process is performed by applying the coefficient (S38).

S31 에 있어서, GCM 인라인 사전 계측 스위치가 온인 경우에는, GCM 인라인 사전 계측의 대상 웨이퍼인지의 여부를 판단하고 (S33), GCM 인라인 사전 계측 대상 웨이퍼가 아닌 경우에는, 선행하는 웨이퍼에 대하여 노광에 사용된 고차 보정 계수를 사용하는 것을 결정하며 (S34), 노광 장치 (200) 에 있어서의 EGA 계측/연산을 실시하여 (S36), S36 의 EGA 계측/연산 결과에 S34 에서 결정된 고차 보정 계수를 적용하여 노광 처리를 실시한다 (S38). In S31, when the GCM inline premeasurement switch is turned on, it is determined whether the wafer is the target of the GCM inline premeasurement (S33), and when it is not the GCM inline premeasurement target wafer, it is used for exposure to the preceding wafer. Determine the use of the higher order correction coefficients (S34), perform EGA measurement / operation in the exposure apparatus 200 (S36), and apply the higher order correction coefficients determined in S34 to the EGA measurement / operation result of S36. An exposure process is performed (S38).

S33 에 있어서, GCM 계측 대상 웨이퍼인 경우에는, 인라인 계측기 (400) 에 있어서 미리 지정된 계측 쇼트에 대해서 얼라인먼트 계측을 실행하고, 계측 결과에 기초하여, 서브 루틴으로서 도 10 에 나타내는 고차 보정 계수의 최적화 처리 플로우에 따라서, 최적화된 고차 보정 계수를 산출한다 (S35). 이 고차 보정 계수 의 최적화 처리에 대해서는, 후술한다. In S33, in the case of the GCM measurement target wafer, alignment measurement is performed on the measurement shot specified in advance in the in-line measuring device 400, and based on the measurement result, optimization processing of the higher order correction coefficient shown in FIG. 10 as a subroutine is performed. According to the flow, an optimized higher order correction coefficient is calculated (S35). The optimization process of this higher order correction coefficient is mentioned later.

이어서, 노광 장치 (200) 에 있어서의 EGA 계측/연산을 실시하고 (S36), S36 의 EGA 계측/연산 결과에 S35 에서 결정된 고차 보정 계수를 적용하여 노광 처리를 실시한다 (S38). Next, EGA measurement / operation in the exposure apparatus 200 is performed (S36), and the exposure process is performed by applying the high order correction coefficient determined in S35 to the EGA measurement / operation result of S36 (S38).

인라인 계측기 (400) 와 노광 장치 (200) 사이에 있어서의, 장치에서 기인하는 비선형 성분 (웨이퍼 변형 (웨이퍼 마크) 의 계측으로부터 구해지는 웨이퍼 변형의 비선형 성분) 의 차이에 대해서는, 사전에 기준 웨이퍼를 사용하여, 맞춤 보정치를 산출해 둘 필요가 있다. 이 때, 기준 웨이퍼에 대하여 계측된 EGA 계측 결과 또는 중첩 계측 결과 중 어느 한쪽을 사용한다. 또한, 인라인 계측기 (400) 에 의한 인라인 사전 계측 공정에서 산출된 쇼트 배열 변형의 대략의 경향에 기초하여, 미리 노광 장치 (200) 측에 대응 차수마다 (통상은 3 차까지이지만, 4 차 이상이어도 된다) 등록된 복수의 고차 보정 계수 중, 최적인 차수와 보정 계수에 대응한 고차 보정 계수를 선택하도록 해도 된다. For the difference between the non-linear component (non-linear component of the wafer deformation obtained from the measurement of the wafer strain (wafer mark)) between the inline measuring device 400 and the exposure apparatus 200, the reference wafer is previously determined. It is necessary to calculate a custom correction value by using. At this time, either the EGA measurement result or the overlap measurement result measured with respect to the reference wafer is used. In addition, based on the approximate tendency of the short array deformation calculated by the inline pre-measurement process by the inline measuring device 400, it is advance to every exposure degree on the exposure apparatus 200 side (normally although it is up to 3rd order, even if it is 4th order or more) Among the plurality of registered higher order correction coefficients, an optimal order and a higher order correction coefficient corresponding to the correction coefficient may be selected.

노광 장치 (200) 에서는, 계측 쇼트에 대해서 통상 EGA 계산을 실시한 결과로 웨이퍼 변형의 선형 보정 (선형 성분의 보정) 을 실시하고, 상기 서술한 고차 보정 계수에 의한 웨이퍼 변형의 비선형 보정 (비선형 성분 오차의 보정) 과 합쳐서 쇼트 배열 변형 보정을 실시하고 노광 처리를 실행한다. In the exposure apparatus 200, the linear correction (correction of the linear component) of the wafer deformation is performed as a result of the normal EGA calculation for the measurement shot, and the nonlinear correction of the wafer deformation by the higher-order correction coefficient described above (nonlinear component error). In combination with the above), the short array distortion correction is performed and the exposure process is performed.

여기에서, EGA 계측/연산 결과로부터 고차 보정 계수를 산출했을 경우는, 0 차와 1 차의 성분이 2 중으로 보정되게 되므로, 0 차와 1 차의 보정 계수로부터, 통상 EGA 에서 산출된 O 차와 1 차의 보정 계수를 각각 공제할 필요가 있다. 쇼트 자신의 변형 성분의 유무에 대해서는, 고차 EGA 와 통상 EGA 에서 조건을 갖추어 계산한다. 고차항의 보정 계수에 대해서는, 고차 EGA 의 계산 결과를 그대로 사용한다. 고차 (2 차 이상) 와 저차 (0 차와 1 차) 의 성분을 분리하여 고차 보정 계수를 산출했을 경우는, 통상 EGA 의 결과를 차감할 필요는 없다. 또, 중첩 계측 결과로부터 고차 보정 계수를 산출한 경우는, 보정할 수 없었던 잔류 오차가 얻어지므로, 보정 계수의 부호를 반전하여 사용한다. Here, when the higher-order correction coefficient is calculated from the EGA measurement / operation result, since the components of the 0th order and the 1st order are corrected in double, from the 0th order and the 1st order correction coefficient, the O-order usually calculated by EGA and It is necessary to subtract each of the primary correction coefficients. The presence or absence of the deformation | transformation component of shot itself is computed under the conditions of a high order EGA and a normal EGA. For the correction coefficient of the higher order term, the calculation result of the higher order EGA is used as it is. When the higher order correction coefficients are calculated by separating the components of higher order (second order or higher) and lower order (zero order and first order), it is usually not necessary to subtract the result of EGA. In the case where the higher-order correction coefficient is calculated from the superimposed measurement results, a residual error that cannot be corrected is obtained, so that the sign of the correction coefficient is inverted and used.

다음으로, 인라인 사전 계측에 의한 고차 보정 계수 (GCM 보정치) 의 최적화 처리를 도 10 을 참조하여 설명한다. Next, the optimization process of the higher order correction coefficient (GCM correction value) by inline pre-measurement is demonstrated with reference to FIG.

우선, 인라인 계측기 (400) 에 의해, 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크를 사전 계측한다 (S41). 이어서, 고차 EGA 에서 최적화하는 EGA 계산 모델 및 최적화하는 차수와 보정 계수를 지정한다 (S42, S43). 그 후, 고차 EGA 보정 계수를 산출하고 (S44), 이 보정 계수의 산출을 지정 웨이퍼 매수만큼 반복한다 (S44, S45). 고차 EGA 에서 최적화하는 EGA 계산 모델로서는, 6 파라미터 모델, 10 파라미터 모델, 쇼트 내 평균화 모델 등이 있다. 쇼트 내 1 점 계측인 경우는, 6 파라미터 모델을 지정한다. 쇼트 내 다점 계측인 경우는, 10 파라미터 모델, 쇼트 내 평균화 모델 및 쇼트 내 임의의 1 점을 사용한 6 파라미터 모델을 지정한다. First, the alignment mark on the wafer W is measured in advance by the inline measuring device 400 (S41). Subsequently, the EGA calculation model for optimizing in the higher order EGA and the order and correction coefficient for optimizing are specified (S42, S43). Thereafter, the higher order EGA correction coefficients are calculated (S44), and the calculation of the correction coefficients is repeated for the specified number of wafers (S44, S45). Examples of the EGA calculation model optimized in the higher order EGA include a 6 parameter model, a 10 parameter model, an in-short averaging model, and the like. For a single point measurement within a short, specify a six-parameter model. In the case of multi-point measurement in a short, a 6-parameter model using 10 parameter models, a short averaging model, and any 1 point in a short is specified.

고차 EGA 에서 최적화하는 차수의 지정으로서는, 3 차이면 계산 (식 5) 과 (식 6) 에 나타내어지는 쇼트 배열 변형 계산 모델을 사용하고, 2 차이면 계산식 (식 3) 과 (식 4) 에 나타내어지는 쇼트 배열 변형 계산 모델을 사용한다. (식 5) 와 (식 6) 의 0 차～3 차까지의 보정 계수의 각 성분의 의미 내용은 도 11a～도 11j, 도 12a～도 12j 에 나타난 것을 참조할 수 있다. As the designation of the order to be optimized in the higher order EGA, the short array deformation calculation models shown in the 3-difference plane calculations (Equations 5) and (Equation 6) are used, and the shorts shown in the 2-difference plane equations (Equations 3) and (Equation 4) are used. Use an array deformation calculation model. The meanings of the components of the correction coefficients from the 0th to the 3rd order of (Equation 5) and (Equation 6) can refer to those shown in Figs. 11A to 11J and 12A to 12J.

고차 EGA 에서 최적화하는 보정 계수의 지정이란, 고차 보정 결과를 안정시키기 위해 상관성이 높은 보정 계수를 제외 (=0) 하는 것이다. 예를 들어 3 차항의 경우, Wx³, Wx²Wy, WxWy², Wy³ 의 각 계수 중, Wx²Wy 와 WxWy² 의 보정 계수를 제외시킴으로써, 고차 보정이 안정된 결과가 얻어지는 경우가 있다. 고차의 차수가 오를수록, 상관성이 높은 보정 계수의 제외 지정이 유효해진다. The designation of the correction coefficient to be optimized in the higher order EGA is to exclude (= 0) the highly correlated correction coefficient in order to stabilize the higher order correction result. For example, in the case of the third term, the result of having a stable higher order may be obtained by excluding the correction coefficients of Wx ² Wy and WxWy ² among the coefficients of Wx ³ , Wx ² Wy, WxWy ² and Wy ³ . The higher the order, the more effective the exclusion designation of the high correlation coefficient becomes.

도 10 의 S45 에 있어서, 지정 웨이퍼 매수만큼의 보정 계수의 산출이 종료되었다면, 초과 웨이퍼 데이터를 거부한다 (S46). 이 초과 웨이퍼 데이터의 거부는, 웨이퍼마다의 고차 보정 후의 나머지 차의 제곱합이 임계치를 초과한 웨이퍼 데이터를 제외하는 처리이다. 나머지 차의 제곱합 대신에 고차 보정 위치의 분산을 계측 결과 위치의 분산으로 나눈 값 (결정 계수라고 하고 0～1 의 값을 취한다. 0 에 가까울수록 나머지 차가 커진다. 계측 결과 위치의 분산은, 고차 보정 위치의 분산과 나머지 차의 분산을 가미한 것이 된다) 을 임계치로 해도 된다. In S45 of Fig. 10, if the calculation of the correction coefficient for the specified number of wafers is completed, excess wafer data is rejected (S46). The rejection of the excess wafer data is a process of excluding wafer data in which the sum of squares of the remaining differences after the higher order correction for each wafer exceeds the threshold. The variance of the higher-order correction position divided by the variance of the measurement result position instead of the sum of squares of the remaining differences (the coefficient of determination is taken as 0 to 1. The closer the value is to 0, the larger the difference is. The variance of the measurement result position is higher Dispersion of the correction position and dispersion of the remaining difference) may be used as the threshold value.

이어서, 고차 EGA 에서 최적화하는 차수와 보정 계수의 조건의 모든 조합에 대하여, 고차 보정 계수의 산출이 종료되었는지의 여부를 판단하고 (S47), 종료되지 않은 경우에는 S43 으로 복귀하여 처리를 반복하고, 종료되었을 경우에는, S48 로 진행되어, 고차 EGA 에서 최적화하는 계산 모델수 만큼의 계산이 종료되었는지의 여부를 판단하고, 종료되지 않은 경우에는 S42 로 복귀하여 처리를 반복, 종료 된 경우에는 S49 로 진행된다. 이어서, 고차 EGA 의 대응 차수 (2 차, 3 차, 4 차, 5 차, ～) 마다, 복수 웨이퍼간 (초과 웨이퍼 데이터의 거부 후) 에 평균화된 고차 보정 계수에 대해, 최적화 조건의 조합 중, 고차 보정 후의 나머지 차의 제곱합이 최소가 되는 고차 보정 계수를 선정하여 사용한다 (S49).Subsequently, it is determined whether or not the calculation of the higher order correction coefficients has been completed for all combinations of the orders optimized in the higher order EGA and the conditions of the correction coefficients (S47). If not, the process returns to S43 to repeat the process. If it is finished, the process proceeds to S48, and it is determined whether or not the calculation for the number of computational models optimized by the higher order EGA is finished. If not, the process returns to S42, and the process is repeated. do. Next, in the combination of the optimization conditions, for the higher order correction coefficients averaged for the corresponding orders (second, third, fourth, fifth, ...) of the higher order EGA, between the plurality of wafers (after the rejection of the excess wafer data), The higher-order correction coefficient is selected to use the minimum sum of squares of the remaining differences after the higher-order correction (S49).

또한, 본 실시 형태에서는, 3 차까지의 고차 EGA 에 대하여 설명했지만, 4 차 이상의 고차 EGA 에 대해서도 동일하다. In addition, in this embodiment, although higher order EGA up to 3rd order was demonstrated, it is the same also about higher order EGA of 4th order or more.

그런데, 인라인 계측기 (400) 로 사전 계측한 결과, 또는 사전 계측 제어 장치 (450) 로 EGA 또는 GCM 을 사용한 쇼트 배열 보정치를 산출하여 그 결과를, 노광 장치 (200) 에 통지한 경우, 웨이퍼 (W) 가 인라인 계측기 (400) 내, 그 인라인 계측기 (400) 로부터 반출되어 노광 장치 (200) 에 반입될 때까지의 반송 경로, 및 노광 장치 (200) 내에서, 각각 환경 변화 (온도 변화) 가 있으면, 웨이퍼 (W) 는 그 온도 변화에 맞추어 자기의 열팽창율에 따라 열팽창 또는 수축하게 되고, 계측 결과 또는 계산 결과에 그것에 맞춘 오차가 포함되게 된다. By the way, when the result of pre-measurement by the in-line measuring device 400 or the short arrangement correction value using EGA or GCM is calculated by the pre-measurement control apparatus 450, and the result is notified to the exposure apparatus 200, the wafer W ) In the in-line measuring unit 400, the conveying path from the in-line measuring unit 400 to the carrying out of the exposure apparatus 200, and in the exposure apparatus 200, if there is an environmental change (temperature change), respectively. The wafer W is thermally expanded or contracted in accordance with its thermal expansion rate in accordance with the temperature change thereof, and the measurement or calculation result includes the error according to it.

그래서, 이 실시 형태에서는, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치 (노광 장치 (200), 도포 현상 장치 (300)) 내의 각 부분에 온도 등을 계측하는 복수의 센서를 배치하고 있다. 각 센서로부터의 검출 온도는, 노광 제어장치 (13) 에 공급되고, 노광 제어장치 (13) 는, 이들 센서로부터의 검출 온도에 기초하여, 웨이퍼 (W) 의 신축을 예측하고, 이것에 기초하여, 통지된 계측 결과 또는 계산 결과를 보정하도록 하고 있다. 이것에 의해, 온도 변화가 있는 경우라도, 이에 따른 오차를 작게 할 수 있다. So, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the some sensor which measures a temperature etc. is arrange | positioned in each part in the substrate processing apparatus (exposure apparatus 200, application | coating development apparatus 300). The detection temperature from each sensor is supplied to the exposure control apparatus 13, and the exposure control apparatus 13 predicts expansion and contraction of the wafer W based on the detection temperature from these sensors, and based on this In this case, the notified measurement result or calculation result is corrected. Thereby, even if there is a temperature change, the error according to this can be made small.

이 예측은, 온도 변화와 웨이퍼 (W) 의 열팽창율로부터 이론적으로 실시해도 되고, 혹은 인라인 계측기 (400) 와 노광 장치 (200) 로, 노광 시퀀스 중에 혹은 시험적으로 동일 기판에 대하여 동일 마크를 계측하여 이 때의 각 센서 (DT1～DT4) 와의 온도 변화의 관계를 구해 두고, 이것에 기초하여 행하도록 할 수 있다. 또한, 노광 시퀀스 중에 이들을 구하여 학습함으로써, 보다 정확한 예측을 행할 수 있다. This prediction may be theoretically performed from the temperature change and the thermal expansion coefficient of the wafer W, or the inline measuring device 400 and the exposure apparatus 200 measure the same mark on the same substrate during the exposure sequence or experimentally. The relationship of temperature change with each sensor DT1-DT4 at this time can be calculated | required, and it can carry out based on this. In addition, more accurate prediction can be performed by obtaining and learning these during the exposure sequence.

또한, 각 센서 (DT1～DT4) 중, 웨이퍼가 인라인 계측기 (400) 로 사전 계측되고 나서 노광 장치 (200) 에서 노광 처리될 때까지의 사이에, 그 웨이퍼가 통과하는 경로 내 (장치 내) 의 센서 (DT1, DT3, DT4) 의 계측치를 적어도 사용하여, 그 웨이퍼의 신축을 예측하는 것이 바람직하지만, 이들 센서 중 임의의 복수의 센서 (예를 들어 DT1 과 DT4, 혹은 DT1 과 DT3, 혹은 DT3 과 DT4 의 조합) 의 출력만으로 상기 예측을 행하도록 해도 되고, 혹은 어느 1 개의 센서의 출력만으로 상기 예측을 실시하도록 구성해도 된다. Moreover, in each sensor DT1-DT4, in the path (in an apparatus) in which the wafer passes between the wafer before it is premeasured by the inline measuring device 400, and it is exposed by the exposure apparatus 200. It is preferable to predict the stretching of the wafer using at least the measured values of the sensors DT1, DT3, DT4, but any of these sensors (for example, DT1 and DT4, or DT1 and DT3, or DT3 and The prediction may be performed only by the output of a combination of DT4) or the prediction may be performed only by the output of any one sensor.

[디스토션 보정 (SDM)] [Distortion Correction (SDM)]

통상, SDM (Super Distortion Matching) 은, 데이터 베이스에 등록된 각 노광 장치의 투영 광학계의 디스토션 데이터와 로트 이력으로부터 각각의 로트에 대해, 과거에 노광된 장치의 디스토션을 취득하고, 지금부터 노광하는 장치의 디스토션을 비교하여, 노광 에어리어 (블라인드 위치·오프셋) 마다, 그 로트에 대해서 최적인 디스토션 매칭을 행하는 기능이다. Usually, SDM (Super Distortion Matching) acquires the distortion of the apparatus previously exposed to each lot from the distortion data and the lot history of the projection optical system of each exposure apparatus registered in the database, and exposes it from now on. The distortion is compared with each other, and the optimum distortion matching is performed for the lot for each exposure area (blind position / offset).

디스토션 보정을 행하는 데에 있어서 각 노광 장치 (200) 마다의 렌즈 등의 광학 소자의 파라미터 파일이나 스테이지 파라미터 파일, 레티클 제조 오차 파일도 취득한다. 노광 장치의 투영 광학계의 결상 특성의 제어를 위해서 탑재되는, 투영 광학계 내의 렌즈 등의 광학 소자의 위치 및 기울기를 조정하는 결상 특성 조정 장치 (MAC1) 를 제어하여, 디스토션 형상을 바꾸고, 장치간의 매칭을 최적으로 한다. 또한, 노광 장치가 스캔 타입인 경우에는, 스테이지 파라미터의 변경에 의해 결상 특성을 조정할 수도 있다. In performing distortion correction, a parameter file, a stage parameter file, and a reticle manufacturing error file of an optical element such as a lens for each exposure apparatus 200 are also acquired. An imaging characteristic adjusting device (MAC1) for adjusting the position and inclination of an optical element such as a lens in the projection optical system, which is mounted for the control of the imaging characteristics of the projection optical system of the exposure apparatus, is controlled to change the distortion shape and match the apparatus. Do it optimally. In addition, when an exposure apparatus is a scan type, an imaging characteristic can also be adjusted by changing a stage parameter.

본 발명에서는, 인라인/오프 라인 사전 디스토션 계측을 실시함으로써, 전공정과 차공정의 노광 장치간 비교에 의한 로트 단위에서의 디스토션 보정 이외에, 지정 웨이퍼수, 지정 쇼트수 단위에서의 디스토션 보정이 가능하다. In the present invention, by performing in-line / offline pre-distortion measurement, distortion correction in units of designated wafers and designated shots can be performed in addition to distortion correction in a unit of lot by comparison between exposure apparatuses of previous and next processes. .

인라인 사전 계측에 의한 디스토션 보정 (SDM) 의 운용 시퀀스를 도 13 에 나타낸다. 13 shows an operation sequence of distortion correction (SDM) by inline premeasurement.

우선, 미리 지정된 SDM 인라인 사전 계측 스위치 (사용자에 따라 임의로 전환 설정 가능한 스위치) 가 온 (ON) 인지 오프 (OFF) 인지를 판단하고 (S51), 오프인 경우에는, SDM 서버 (여기에서는, 도 1 의 노광 공정 관리 컨트롤러 (500) 의 일부로 한다) 에서 지정된 (준비된) 디스토션 보정 계수를 사용하는 것을 결정하고(S52), 노광 장치 (200) 에 있어서의 EGA 계측을 실시하여 (S56), S56 의 EGA 계측 결과에 S52 에서 결정된 디스토션 보정 계수를 적용하여 노광 처리를 행한다 (S57). 또한 상기 S52 에서 결정되는 디스토션 보정 계수는, 타호기 (전층의 패턴을 웨이퍼 상에 베이킹한 노광 장치) 의 투영 광학계의 디스토션과, 자호기 (自號機; 앞으로 전층에 중첩하여 베이킹하고자 하는 현 공정에서 사용하는 노광 장치) 의 투영 광학계의 디스토션의 차를 감안하여, 자호기 로 중첩 노광할 때 최적화된 디스토션 보정 계수이다. First, it is determined whether a predetermined SDM inline pre-measurement switch (switch that can be switched and set arbitrarily according to the user) is ON or OFF (S51). In the case of OFF, the SDM server (here, FIG. 1 Determine the use of the (prepared) distortion correction coefficient specified in the exposure process control controller 500 of FIG. 1 (S52), perform EGA measurement in the exposure apparatus 200 (S56), and the EGA of S56. The exposure process is performed by applying the distortion correction coefficient determined in S52 to the measurement result (S57). In addition, the distortion correction coefficient determined in S52 is the distortion of the projection optical system of the other machine (the exposure apparatus which baked the pattern of the entire layer on the wafer), and the current process to be baked by overlapping the entire layer in the future. In view of the difference in distortion of the projection optical system of the exposure apparatus to be used in the above, it is a distortion correction coefficient optimized when overlapping exposure with an autonomous apparatus.

S51 에 있어서, SDM 인라인 사전 계측 스위치가 온인 경우에는, 이어서 SDM 인라인 사전 계측 대상 웨이퍼인지 아닌지를 판단하고 (S53), SDM 인라인 사전 계측 대상 웨이퍼가 아닌 경우에는, 앞 웨이퍼 (앞 로트) 의 노광에서 사용된 디스토션 보정 계수를 사용하는 것을 결정한 후 (S54), 노광 장치 (200) 에 있어서의 EGA 계측을 실시하고 (S56), S56 의 EGA 계측 결과에 S54 에서 결정된 디스토션 보정 계수를 적용하여 노광 처리를 실시한다 (S57). 또한 상기 S54 에서 결정되는 디스토션 보정 계수도, 타호기 (전층의 패턴을 웨이퍼 상에 베이킹한 노광 장치) 의 투영 광학계의 디스토션과, 자호기 (앞으로 전층에 중첩하여 노광을 하고자 하는 현 공정에서 사용하는 노광 장치) 의 투영 광학계의 디스토션의 차를 감안하여, 자호기로 중첩 노광할 때 최적화된 (그 최적화한 타이밍은, 전 웨이퍼 또는 전 로트이지만) 디스토션 보정 계수이다. In S51, when the SDM inline premeasurement switch is turned on, it is subsequently judged whether or not the wafer is an SDM inline premeasurement target (S53), and when it is not the SDM inline premeasurement target wafer, the exposure of the front wafer (front lot) is performed. After determining to use the used distortion correction coefficient (S54), EGA measurement is performed in the exposure apparatus 200 (S56), and the distortion processing correction factor determined in S54 is applied to the EGA measurement result of S56 to perform the exposure process. (S57). In addition, the distortion correction coefficient determined in S54 is also used for the distortion of the projection optical system of the other machine (exposure apparatus baked on the wafer) and the self-protecting machine (in the current step of exposing to the entire layer in the future). In consideration of the difference in distortion of the projection optical system of the exposure apparatus, the distortion correction coefficient (although the optimized timing is all wafers or all lots), which is optimized at the time of overlapping exposure with the autonomous apparatus.

S53 에 있어서, 인라인 SDM 계측 대상 웨이퍼인 경우에는, 미리 지정된 계측 쇼트에 대해서, 인라인 계측기 (400) 에 있어서 인라인 사전 계측을 실행하고, 도 14 에 나타내는 최적화 처리 플로우 (후술하는) 에 따라, 최적화된 고차 보정 계수 (다른 노광 장치 (타호기) 의 투영 광학계의 이미지 변형에 관한 정보) 를 산출한다 (S55A). In S53, in the case of an inline SDM measurement target wafer, the inline pre-measurement is performed in the inline measuring device 400 for a predetermined measurement shot, and optimized according to the optimization processing flow (described later) shown in FIG. 14. Higher order correction coefficients (information on image distortion of the projection optical system of another exposure apparatus (other machine)) are calculated (S55A).

이어서, 노광 장치 (200) 의 내부 메모리, 혹은 관리 컨트롤러 (500) 에 부수한 메모리 (상기 서술한 SDM 서버), 혹은 호스트 시스템 (700) 에 부수한 메모리 에 미리 보존 관리되고 있는, 현재의 공정에서 사용하는 노광 장치 (200) 의 투영 광학계의 디스토션 정보 (현 공정에서 사용하는 투영 광학계의 이미지 변형에 관한 정보) 를 판독한다 (S55B).Subsequently, in the current process, previously stored and managed in the internal memory of the exposure apparatus 200, the memory accompanying the management controller 500 (the above-described SDM server), or the memory accompanying the host system 700. Distortion information (information about image distortion of the projection optical system used in the present step) of the projection optical system of the exposure apparatus 200 to be used is read (S55B).

이어서, S55A 에서 산출된 고차 보정 계수 (타호기의 디스토션에 관한 정보) 와 S55B 에서 판독한 자호기의 디스토션 정보에 기초하여 (양 정보를 비교하여), 자호기로 중첩 노광할 때에 최적인 디스토션 보정 계수 (자호기의 노광에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 패턴의 변형 상태가, 타호기로 웨이퍼 상에 이미 형성되어 있는 패턴 (전층의 패턴) 의 변형 상태로 합치시키기 위해서 최적화된 보정 계수, 이미지 변형 보정 정보) 를 산출한다 (S55C).Subsequently, based on the higher-order correction coefficient (information on the distortion of the other encoder) calculated in S55A and the distortion information of the autonomous machine read in S55B (compare both information), the distortion correction that is optimal when overlapping exposure with the autonomous apparatus is performed. Coefficients (correction coefficients, image distortion correction information optimized for matching the deformation state of the pattern formed on the wafer by the exposure of the encoder to the deformation state of the pattern (pattern of the entire layer) already formed on the wafer by the other encoder) ) Is calculated (S55C).

이어서, 노광 장치 (자호기 ; 200) 에서, 최적화된 (상기 스텝 S55C 에서 구해진) 디스토션 보정 계수를 적용하여, 투영 광학계의 결상 특성을 조정하는 수단 (투영 광학계 내의 렌즈를 구동하거나 렌즈간의 기압을 제어하거나 하는 수단) 의 구동량 (파라미터) 을 설정하거나, 혹은 스캔 노광 장치이면 패턴 전사 중에 있어서의 스테이지의 스캔 속도 등의 스테이지 파라미터를 설정하거나 하여 보정하면서, 그 설정된 파라미터 하에서 노광 처리를 실시한다 (S57).Subsequently, in the exposure apparatus (self-signer) 200, means for adjusting the imaging characteristics of the projection optical system (driving a lens in the projection optical system or controlling the air pressure between the lenses by applying an optimized distortion correction coefficient (obtained in step S55C) Or setting the drive amount (parameter) of the scanning means or the scanning exposure apparatus, and setting or correcting the stage parameters such as the scan speed of the stage during pattern transfer, and performing exposure processing under the set parameters (S57). ).

인라인 계측기 (400) 와 노광 장치 (200) 사이에서의 장치에서 기인된 비선형 성분의 차이에 대해서는, 사전에 기준 웨이퍼를 사용하여, 맞춤 보정치를 산출해 둘 필요가 있다. 기준 웨이퍼에 대하여 계측된 EGA 계측 결과 또는 중첩 계측 결과 중 어느 한쪽을 사용한다. 또한, 인라인 사전 계측에 기초하여 산출된 디스토션 형상의 대략의 경향에 기초하여, SDM 서버측에 미리 등록된 복수의 디스 토션 보정 계수 중, 최적인 차수에 대응한 보정 계수를 선택하도록 해도 된다. As for the difference in nonlinear components caused by the apparatus between the inline measuring instrument 400 and the exposure apparatus 200, it is necessary to calculate the alignment correction value using the reference wafer in advance. EGA measurement results or overlap measurement results measured for the reference wafer are used. Further, based on the approximate tendency of the distortion shape calculated on the basis of the inline pre-measurement, a correction coefficient corresponding to the optimal order may be selected from a plurality of distortion correction coefficients registered in advance on the SDM server side.

다음으로, 인라인 사전 계측에 의한 디스토션 보정 계수 (SDM 보정치) 의 최적화 처리 시퀀스를 도 14 를 참조하여 설명한다. Next, the optimization process sequence of the distortion correction coefficient (SDM correction value) by inline pre-measurement is demonstrated with reference to FIG.

우선, 인라인 계측기 (400) 에 있어서 인라인 사전 계측을 실시한다 (S61). 이어서, 디스토션 보정에서 최적화하는 차수와 보정 계수를 지정하고 (S62), 보정 계수를 산출한다 (S63). 최적화하는 차수의 지정으로서는, 3 차이면 계산식 (식 5) 과 (식 6) 에 나타내는 계산 모델을 사용하고, 2 차이면 계산식 (식 3) 과 (식 4) 에 나타내어지는 계산 모델을 사용한다. 단, 디스토션 보정의 경우, (식 1)～(식 6) 의 쇼트 보정 계수 Cx_sx, Cx_sy, Cy_sx, Cy_sy 를 제외한다 (=0). First, in-line pre-measurement is performed in the in-line measuring device 400 (S61). Next, the order and correction coefficient to be optimized in the distortion correction are specified (S62), and the correction coefficient is calculated (S63). As designation of the order to optimize, the calculation models shown by three difference-surface calculation formula (Equation 5) and (Equation 6) are used, and the calculation models shown by two difference plane calculation formula (Equation 3) and (Equation 4) are used. However, in the case of distortion correction, the short correction coefficients Cx_sx, Cx_sy, Cy_sx, and Cy_sy of (Equations 1) to (Equation 6) are excluded (= 0).

최적화하는 보정 계수의 지정이란, 보정 결과를 안정시키기 위해서 상관성이 높은 보정 계수를 제외 (=0) 하는 것이다. 예를 들어 3 차항의 경우, Wx³, Wx²Wy, WxWy², Wy³ 의 각 계수 중, Wx²Wy 와 WxWy² 의 보정 계수를 제외함으로써, 고차 보정이 안정된 결과가 얻어지는 경우가 있다. 고차의 차수가 오를수록, 상관성이 높은 보정 계수의 제외 지정이 유효해진다. The specification of the correction coefficient to be optimized is to exclude (= 0) a highly correlated correction coefficient in order to stabilize the correction result. For example, in the case of the third term, a stable result of higher-order correction may be obtained by excluding the correction coefficients of Wx ² Wy and WxWy ² among the coefficients of Wx ³ , Wx ² Wy, WxWy ² and Wy ³ . The higher the order, the more effective the exclusion designation of the high correlation coefficient becomes.

이어서, 지정 웨이퍼, 지정 쇼트수 만큼의 계산이 종료되었는지의 여부를 판단하고 (S64), 종료되지 않은 경우에는 보정 계수의 산출을 반복하고, 종료되었을 경우에는, 초과 데이터를 거부한 후 (S65), 최적화하는 차수와 보정 계수의 모든 조합에 대하여 계산이 종료되었는지의 여부를 판단한다 (S66). S66 에 있어서, 종료되지 않은 경우에는, S52 로 복귀하여 처리를 반복하고, 종료되었을 경우에는, 사전 계측 완료된 웨이퍼, 쇼트간 (초과 데이터는 거부) 에서, 대응 차수 (2 차, 3 차, 4 차, 5 차, ～) 마다, 평균화된 고차 보정 계수에 대해, 최적화 조건의 조합 중에서, 고차 보정 후의 나머지 차 제곱합이 최소가 되는 고차 보정 계수를 디스토션 보정에 사용하는 계수로서 선택한다 (S67).Subsequently, it is judged whether or not the calculation for the designated wafer and the designated shot number has been completed (S64). If not, the calculation of the correction coefficient is repeated, and when it is finished, the excess data is rejected (S65). In step S66, it is determined whether or not the calculation is completed for all combinations of the order to be optimized and the correction coefficient. In S66, if it is not finished, the process returns to S52 and the process is repeated. If it is finished, the corresponding order (second, third, fourth order) is carried out between the wafer and the short (the excess data is rejected) that has been pre-measured. For each of the 5th, 5th, ..., the higher-order correction coefficients are selected from the combination of the optimization conditions as the coefficients used for the distortion correction in which the remaining sum of squares after the higher-order correction becomes the minimum (S67).

또, S65 의 초과 데이터의 거부에서는, 쇼트마다의 고차 보정 후의 나머지 차 제곱합이 임계치를 초과한 데이터를 제외한다. 나머지 차 제곱합의 대신에 고차 보정 위치의 분산을 계측 결과 위치의 분산으로 나눈 값 (결정 계수라고 하고 0～1 의 값을 취한다. 0 에 가까울수록 나머지 차가 커진다. 계측 결과 위치의 분산은, 고차 보정 위치의 분산과 나머지 차의 분산을 가미한 것이 된다) 을 임계치로 해도 된다. In addition, the rejection of the excess data of S65 excludes data in which the remaining sum of squares after the higher-order correction for each shot exceeds the threshold. The variance of the higher-order correction position divided by the variance of the measurement result position instead of the remaining sum of squared differences (the coefficient of determination is taken as 0 to 1. The closer the value is to 0, the larger the difference is. The variance of the measurement result position is higher order). Dispersion of the correction position and dispersion of the remaining difference) may be used as the threshold value.

본 실시 형태에서는, 3 차까지의 디스토션 보정에 대하여 설명했지만, 4 차 이상의 보정에 대해서도 동일하다. In the present embodiment, the distortion correction up to the third order has been described, but the same applies to the correction of the fourth or more orders.

[포커스 단차 보정] [Focus Step Correction]

인라인 사전 계측에 의한 포커스 단차 보정의 운용 시퀀스를 도 15 에 나타낸다. 15 shows an operation sequence of focus step correction by inline pre-measurement.

우선, 1 ST 노광 (제 1 층째에 대한 노광) 인지의 여부를 판단하고 (S71), 1 ST 노광인 경우는, 디바이스 단차 보정없이 포커싱하여 노광을 실시한다 (S78). S71 에 있어서, 1 ST 노광이 아닌 경우에는, 단차 데이터의 갱신 (전 데이터가 없는 경우는, 단차 데이터 신규 작성) 인지의 여부를 판단하고 (S72), 단차 데이터를 갱신하는 경우에는, 인라인 계측기 (400) 에서 얼라이먼트 실행 후 (S73), 계측 쇼 트수 만큼의 디바이스 단차 계측을 행한다 (S74, S75).First, it is determined whether or not it is 1 ST exposure (exposure to the first layer) (S71), and in the case of 1 ST exposure, exposure is performed by focusing without device step correction (S78). In step S71, it is determined whether or not the step data is updated (if there is no previous data, the step data is newly created if there is no previous data) (S72), and when the step data is updated, the inline measuring device ( After the alignment is executed at 400 (S73), device step measurement as many as the number of measurement shots is performed (S74, S75).

이어서, 단차 보정량 (데이터) 을 계산하고, 노광 장치 (200) 에 송신한다 (S76). 단차 보정량을 계산할 경우에는, 각 계측 쇼트의 단차 데이터를 측정 회수만큼 판독하고, 쇼트 내 좌표계로 변환하여, 동일 쇼트 내의 평균화를 실시한다. 이 때, 검지 포인트의 위치 어긋남을, 최소 제곱 근사, 스플라인 혹은 푸리에 급수 등에 의해 보간하고, 단차 데이터에 있어서의 위치 맞춤을 실시한다. 각 계측 쇼트마다, 쇼트 중심 위치를 기준으로 하여 X, Y 방향으로 지정 피치로 나열되는 격자 형상의 데이터를 구한다. 이 때에도, 필요에 따른 보간 함수가 사용된다. Next, the step correction amount (data) is calculated and transmitted to the exposure apparatus 200 (S76). When the step correction amount is calculated, the step data of each measurement shot is read out as many times as the number of measurements, converted into a short coordinate system, and averaged in the same shot. At this time, the positional shift of the detection point is interpolated by least square approximation, spline or Fourier series, and the like is aligned in the step data. For each measurement shot, lattice-shaped data arranged at specified pitches in the X and Y directions based on the shot center position are obtained. At this time, an interpolation function is used as necessary.

격자 형상의 데이터 중의 선택된 위치의 데이터에 대해, 적절하게 오프셋과 가중치를 설정하고, 계측 쇼트 단위로 근사면을 산출한다. 이 근사면은, 평면이어도 곡면이어도 된다. 그리고, 각 계측 쇼트마다의 단차 데이터를, 근사면으로부터의 차분 데이터 (오프셋 데이터) 로 변환한다. 단, 근사면으로부터 파라미터에 의해 지정된 제 1 의 임계치 이상 떨어진 단차 데이터는, 근사면 계산 대상으로부터 제외한다. An offset and a weight are appropriately set with respect to the data of the selected position in the grid-shaped data, and an approximation surface is calculated by a measurement shot unit. This approximation surface may be planar or curved. Then, the step data for each measurement shot is converted into difference data (offset data) from the approximate plane. However, the stepped data that is separated from the approximate plane by more than the first threshold specified by the parameter is excluded from the approximate plane calculation target.

또, 근사면으로부터 파라미터로서 지정된 제 2 의 임계치 이상 떨어진 데이터 (이상치 데이터) 를 검출하고, 그 이상치 데이터가 파라미터로서 지정된 개수 이상 있는 계측 쇼트는 실패 쇼트로 하고, 나머지 성공 쇼트만의 단차 데이터를 평균화하여, 디바이스 단차 보정량을 산출한다. 여기에서의 평균화시에도, 필요에 따른 보간을 행한다. 또, 이 때 검출된 이상치 데이터 등은, 공장 내 생산 관리 호스트 시스템 (700) 에 송신한다. Moreover, the data (outlier data) which is more than the 2nd threshold value designated as a parameter from an approximation surface is detected, the measurement shot which has the above-mentioned number or more of data as a parameter is made into a failure shot, and averages the step | step data only for the remaining success shots. The device step correction amount is calculated. Even when averaging here, interpolation is performed as necessary. The abnormality data detected at this time is transmitted to the in-factory production management host system 700.

공장 내 생산 관리 호스트 시스템 (700) 은, 이상치 데이터를 외부의 웨이퍼 결함 검사 장치 혹은 리뷰 스테이션 등으로 이루어지는 오프 라인 계측기 (800) 에 송신한다. 이상에 의해, 보정량이 구해진다. The in-factory production management host system 700 transmits the outlier data to the off-line measuring instrument 800 which is constituted by an external wafer defect inspection apparatus, a review station, or the like. The correction amount is calculated | required by the above.

노광 장치 (200) 는, 사전에 계측된 단차 데이터 보정량에 기초하여 포커스 조정을 실시한 후 (S77), 노광 처리를 실시한다 (S79).The exposure apparatus 200 performs the exposure process after performing the focus adjustment based on the step data correction amount previously measured (S77) (S79).

[위상 시프트 포커스 모니터] [Phase Shift Focus Monitor]

프로세스 웨이퍼 상에 미리 위상 시프트 포커스 모니터 마크를 형성해 두고, 노광 장치 (200) 에서의 처리 전에 (노광 장치 내에 그 프로세스 웨이퍼를 반입하기 전에), 인라인 계측기 (400) 로, 그 프로세스 웨이퍼 (W) 상에 형성된 위상 시프트 포커스 모니터 마크를 얼라인먼트 계측함으로써, 각 마크 위치에서의 포커스 어긋남을 계측할 수 있다. 그리고, 이 계측 (사전 계측) 결과에 기초하여, 포커스 오프셋, 레벨링 오프셋의 최적인 보정치를 노광 처리 전에 산출할 수 있다. 포커스 모니터의 레티클 패턴은, 180° 이외의 시프터를 사용하면 포커스의 변화에 따라, 이미지가 비대칭으로 변화하는 것을 이용하여, 포커스 오차 ΔZ 를, 중첩 오차 ΔX, ΔY 로 변환할 수 있도록 설계되어 있다. 1 개의 크롬 라인을 시프터부와 무 (無) 시프터부 사이에 둔다. 단, 시프터부의 위상 시프트량은 180°가 아니고, 90°이다. 위상 시프트 포커스 모니터 패턴을 1 쇼트 내에 다수 넣고, 인라인 사전 계측을 행함으로써, 포커스 오프셋, 레벨링 오프셋을 산출하고, 노광 장치 (200) 에 통지함으로써, 최적인 포커스 보정을 행할 수 있다. The phase shift focus monitor mark is formed on the process wafer in advance, and before the processing in the exposure apparatus 200 (before bringing the process wafer into the exposure apparatus), the inline measuring device 400 on the process wafer W By aligning and measuring the phase shift focus monitor mark provided in the display, focus shift at each mark position can be measured. And based on this measurement (pre-measurement) result, the optimal correction value of a focus offset and a leveling offset can be calculated before an exposure process. The reticle pattern of the focus monitor is designed to convert the focus errors ΔZ into superposition errors ΔX and ΔY by using an asymmetrical change in the image in response to a change in focus when a shifter other than 180 ° is used. One chrome line is placed between the shifter portion and the free shifter portion. However, the shift amount of the shifter portion is 90 degrees instead of 180 degrees. By putting a large number of phase shift focus monitor patterns in one shot and performing inline pre-measurement, an optimal focus correction can be performed by calculating a focus offset and a leveling offset, and notifying the exposure apparatus 200. FIG.

[장치 보수 효율화] [Effective maintenance of device]

인라인 계측기 (400) 는, 웨이퍼 (W) 상에 형성된 패턴의 선폭이나 형상, 그 외 패턴의 결함에 관한 정보를 계측하고, 패턴의 양부를 평가하여, 레벨에 따라 스코어화한 후에 생신호 파형 데이터와 함께 노광 장치 (200) 로 통지한다. 노광 장치 (200) 는, 인라인 계측기 (400) 로부터 통지된 평가 결과에 기초하여, 패턴의 불량 개소 및 불량에 가까운 개소를 특정하고, 당해 개소의 생신호 파형 데이터에 기초하여, 각종 트레이스 데이터, 및 중첩 계측 데이터와 EGA (얼라인먼트) 계산 결과를 취득하고, 해석하는 대상이 되는 쇼트 위치를 선정한다. 이어서, 노광 장치로부터 불량 및 불량에 가까운 개소를 포함하는 각종 트레이스 데이터, 및 중첩 계측 데이터와 EGA (얼라인먼트) 계산 결과를 취득하고, 패턴 불량과의 상관에 대하여 해석한다. 여기에서, 중첩 계측 데이터는, 노광 장치 이외의 측정 장치로부터 취득해도 된다. 해석 내용으로는, 포커스 트레이스 데이터, 노광량 트레이스 데이터, 동기 정밀도 트레이스 데이터를 각각 개별적으로 해석하고, 패턴 치수 제어 성능을 예측한다. 중첩 계측 데이터와 EGA (얼라인먼트) 계산 결과로부터는, 중첩 제어 성능을 예측한다. 불량과의 상관이 인정되었을 경우는, 필요에 따라서, 노광 장치 (200) 의 동작 파라미터를 수정하거나, 또는 장치의 메인터넌스를 행한다. 이하에, 각 해석 수법에 대하여 설명한다. The in-line measuring device 400 measures information about a line width and a shape of a pattern formed on the wafer W, and other information about defects in the pattern, evaluates the quality of the pattern, and scores it according to the level, and then the raw signal waveform data. Together with the exposure apparatus 200. The exposure apparatus 200 specifies the defective part of the pattern and the part close to the defect based on the evaluation result notified from the inline measuring device 400, and based on the live signal waveform data of the part, various trace data, and The superimposed measurement data and EGA (alignment) calculation results are acquired, and the short position to be analyzed is selected. Subsequently, various trace data including defects and points close to the defects, and superimposed measurement data and EGA (alignment) calculation results are obtained from the exposure apparatus, and the correlation with the pattern defects is analyzed. Here, you may acquire superposition measurement data from measurement apparatuses other than an exposure apparatus. As the analysis contents, the focus trace data, the exposure dose trace data, and the synchronous precision trace data are respectively analyzed separately to predict the pattern dimension control performance. The superimposition control performance is predicted from the superimposition measurement data and the EGA (alignment) calculation result. When the correlation with the defect is recognized, the operating parameter of the exposure apparatus 200 is corrected or the apparatus is maintained as necessary. Below, each analysis method is demonstrated.

(1) 포커스 트레이스 데이터에 기초하는 패턴 치수 제어의 해석(1) Analysis of pattern dimension control based on focus trace data

노광 장치 (200) 측에서, 노광 처리 중의 포커스 트레이스 데이터를 취득한다. 포커스 트레이스의 Z 추종 오차, 피치 (Pitch) 추종 오차 및 롤 (Roll) 추 종 오차를, 사전 계측된 쇼트 플랫니스에 반영시킴으로써, (A) Z 평균 (mean) 및 (B) Z 표준 편차 (msd) 를 산출한다. Z 평균과 Z 표준 편차마다의 선폭치 (SEM, OCD 법 등에 의한 실측치, 또는 공간 이미지 시뮬레이터에 의한 계산치) 를 이미지 높이 (이미지면 만곡을 주로 한 광학 수차의 영향을 고려) 마다 테이블로 하여 유지한다. 더욱이, 이들 선폭치 테이블 파일을 노광 조건마다 유지한다. 노광 조건으로는, 노광 파장 (λ), 투영 렌즈 개구수 (NA), 조명 (σ), 조명 조건 (통상 조명, 변형 조명), 마스크 패턴 종류 (바이너리, 하프톤, 레벤손 등), 마스크 선폭, 타겟 선폭, 패턴 피치 등이 있다. 쇼트마다 계측된 플랫니스와 노광 처리 중의 포커스 트레이스 데이터로부터 상기 선폭치 테이블을 참조하여, 해당하는 조건에서의 선폭치를 산출한다. 이것에 의해, 실제로 패턴 선폭을 측장하지 않고, 실제의 선폭치를 예측하여, 만약, 선폭 이상을 검지한 경우, 노광 후 실시간으로 스캔 속도의 감속이나 단차 보정의 갱신, 포커스 제어 방법의 변경이나 장치 메인터넌스 등, 불량품 방지책이 강구된다. On the exposure apparatus 200 side, focus trace data during the exposure process is acquired. By reflecting the Z tracking error, Pitch tracking error and Roll tracking error of the focus trace to the pre-measured short flatness, (A) Z mean and (B) Z standard deviation (msd) ) Is calculated. The line width values (measured by the SEM, OCD method, etc., or calculated by the spatial image simulator) for each Z mean and Z standard deviation are maintained in a table for each image height (considering the influence of optical aberration mainly due to image plane curvature). . Furthermore, these linewidth table files are maintained for each exposure condition. As exposure conditions, exposure wavelength (λ), projection lens numerical aperture (NA), illumination (σ), illumination conditions (normal illumination, modified illumination), mask pattern type (binary, halftone, levenson, etc.), mask line width , Target line width, pattern pitch, and the like. With reference to the linewidth table from the flatness measured for each shot and the focus trace data during the exposure processing, the linewidth value under the corresponding conditions is calculated. As a result, the actual line width value is predicted without actually measuring the pattern line width. If an abnormal line width is detected, the scan speed is decreased in real time after exposure or the step correction is updated, the focus control method is changed, and the device maintenance is performed. Such measures to prevent defective products are taken.

(2) 동기 정밀도 트레이스 데이터에 기초하는 패턴 치수 제어와 중첩 제어의 해석(2) Analysis of pattern dimension control and superposition control based on synchronous accuracy trace data

동기 정밀도는, 스캔 중의 노광 슬릿 영역에 있어서의 웨이퍼 스테이지에 대한 레티클 스테이지의 추종 어긋남량 (X, Y,θ) 을 나타내고, 이동 평균치 (mean) 와 이동 표준 편차치 (msd) 로 평가한다. 이동 평균치 (Xmean/Ymean) 는, 스캔 중의 변위에 영향을 주어 중첩 정밀도에 영향을 준다. 이동 표준 편차치 (Xmsd/Ymsd) 는, 이미지면의 콘트라스트를 저하시켜, 패턴 치수 정밀도에 영향을 준다. 이들 값이 허용치 내인지를 판정하여, 만약, 허용치 초과인 경우, 노광 후 실시간으로 스캔 속도의 감속이나 단차 보정의 갱신, 동기 정밀도 제어 방법, 포커스 제어 방법의 변경이나 장치 메인터넌스 등, 불량품 방지책이 강구된다. Synchronization precision shows the following amount of shift | offset | difference (X, Y, (theta)) of the reticle stage with respect to the wafer stage in the exposure slit area | region during a scan, and evaluates it by the moving average value mean and the moving standard deviation value msd. The moving average value (Xmean / Ymean) affects the displacement during scanning and affects the overlapping accuracy. The moving standard deviation value (Xmsd / Ymsd) lowers the contrast of the image plane and affects the pattern dimension precision. It is determined whether these values are within the allowable values, and if the allowable values are exceeded, measures to prevent defective products such as reduction of scan speed, update of step correction, update of synchronous accuracy control method, change of focus control method, and device maintenance are taken in real time after exposure. do.

(3) 노광량 트레이스 데이터에 기초하는 패턴 치수 제어의 해석(3) Analysis of pattern dimension control based on exposure dose trace data

트레이스 데이터에는, 일정 시간 간격마다 노광량 결과가 기록되고 있다. 노광량은, 스캔 중, 각 위치에 있어서의 슬릿 영역에서의 노광량 평균으로 평가한다. 이 값이 허용치 내인지를 판정하여, 만약, 허용치 초과인 경우, 노광 후 실시간으로 스캔 속도의 감속이나 노광량 제어 방법의 변경이나 장치 메인터넌스 등, 불량품 방지책이 강구된다. The exposure dose results are recorded in the trace data at fixed time intervals. The exposure amount is evaluated by the average of the exposure amounts in the slit region at each position during scanning. It is determined whether this value is within the allowable value, and if it exceeds the allowable value, measures for preventing defective products such as deceleration of the scan speed, change of exposure amount control method, and apparatus maintenance in real time after exposure are taken.

(4) 중첩 계측 데이터와 EGA (얼라인먼트) 계산 결과에 기초한 중첩 제어의 해석(4) Analysis of superposition control based on superimposition measurement data and EGA (alignment) calculation result

중첩 측정 장치, 또는 노광 장치에 장착된 중첩 계측 시스템을 사용하여 얻어진 데이터를 분석한다. 불량 개소의 중첩 계측 결과가 허용치 내인지를 판정한다. 더욱이 중첩 어긋남에 대해서 EGA (얼라인먼트) 보정을 행한 잔류 성분 (비선형 성분) 이 허용치 내인지를 판정한다. 또, EGA (얼라이먼트) 계산 결과를 웨이퍼간, 로트간에 비교하여 큰 변동이 없는지를 체크한다. The obtained data is analyzed using an overlap measuring device or an overlap measuring system mounted on the exposure apparatus. It is determined whether the result of overlapping measurement of defective points is within an allowable value. Furthermore, it is judged whether the residual component (nonlinear component) which performed EGA (alignment) correction about superposition shift | deviation is in tolerance. In addition, the EGA (alignment) calculation results are compared between wafers and lots to check whether there is a large variation.

[계측 조건의 최적화][Optimization of Measurement Conditions]

(1) 노광 장치의 동작 상황에 의한 사전 계측의 계측 조건의 최적화(1) Optimization of measurement conditions of pre-measurement by the operating situation of the exposure apparatus

예를 들어, 노광 장치 (200) 에 있어서 칼리브레이션이나 리트라이가 발생했을 경우에는, 거기에 요하는 시간만큼, 노광 처리가 지연되게 된다. 바꾸어 말 하면 사전 계측에 사용하는 시간을 그만큼 길게 해도, 노광 처리의 스루풋에 악영향은 주지 않게 된다. 한편, 사전 계측 공정에서는, 계측 항목, 계측 수, 데이터량 등은, 많을수록 보다 상세한 분석이나 정확한 보정치 등의 산출이 가능해진다. 따라서, 노광 장치 (200) 의 동작 상황 (노광 처리의 중단의 상황 등) 에 따라, 사전 계측 공정에 있어서의 계측 조건을 최적화하는 것이 바람직하다. 이 경우의 최적화는, 노광 처리의 스루풋을 저하시키지 않는 범위에서, 최대한의 계측 항목 수, 계측 점수, 계측 데이터량이 되도록 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 스루풋에 악영향을 주지 않고, 보다 상세한 분석이나 정확한 보정치의 산출이 가능해지고, 나아가서는 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다. For example, when calibration or retry occurs in the exposure apparatus 200, the exposure processing is delayed by the time required therein. In other words, even if the time used for pre-measurement is made longer, the throughput of the exposure process is not adversely affected. In the pre-measurement step, on the other hand, the more the measurement item, the number of measurements, the data amount, etc., the more detailed the analysis, the accurate correction value, etc. can be calculated. Therefore, it is preferable to optimize the measurement conditions in a pre-measurement process according to the operation | movement situation (state of interruption | exposure of an exposure process, etc.) of the exposure apparatus 200. In this case, the optimization is preferably performed so that the maximum number of measurement items, the measurement score, and the measurement data amount are within a range not lowering the throughput of the exposure process. This enables more detailed analysis and calculation of corrected correction values without adversely affecting throughput, and furthermore, exposure accuracy can be improved.

(2) 주기성에 의한 사전 계측의 계측 조건의 최적화 (2) Optimization of measurement condition of premeasurement by periodicity

상기 실시 형태에서 설명해 온 노광 시스템은, 기본적으로 노광 장치 (200) 에 반입되는 프로세스 웨이퍼의 모두를, 노광 장치 (200) 에 반입하기 전에 인라인 계측기 (400) 로 사전 계측할 수 있다. 이와 같이 모든 프로세스 웨이퍼를 사전 계측하고, 그 계측 결과로부터 어떠한 이상 상태 (예를 들어 계측 후보 마크가 계측 불능인 경우 등) 를 찾아내고, 그러한 이상 발생 상황 (이상이 발생하는 타이밍이나 빈도, 또 그 이상의 내용) 의 데이터를 축적할 수도 있다. The exposure system described in the above embodiment can basically measure all of the process wafers carried in the exposure apparatus 200 with the inline measuring device 400 before carrying them into the exposure apparatus 200. In this way, all the process wafers are pre-measured, and any abnormal state (for example, the measurement candidate mark cannot be measured) is found from the measurement result, and such an abnormal situation (timing and frequency at which an abnormality occurs, and The data of the above) can also be accumulated.

이와 같이 하여 집적된 이상 발생 상황의 데이터를, 해석 (평가) 하면, 이상 발생의 경향 (이상의 내용별로, 그 이상의 발생하는 타이밍이나 빈도 등) 을 추측할 수 있다. By analyzing (evaluating) the data of the abnormal occurrence situation accumulated in this way, it is possible to infer the tendency of the abnormal occurrence (by the above contents, the timing and frequency of occurrence of the abnormality, etc.).

여기에서는, 이상 발생 상황 데이터를 사용하여, 어떠한 타이밍으로 어떠한 에러 (이상) 가 발생하기 쉬운지, 그리고 그 에러가 만약 발생한 경우에는 어떠한 데이터 (데이터의 종류) 를, 어느 정도의 양 (데이터 량) 만큼 사전 계측해 두면 좋은지 (예를 들어 그 이상의 발생 원인의 해명에 도움이 되는 목적을 위해서) 를 추정한다. 그리고 이 추정에 기초하여, 사전 계측 조건의 최적화를 실시한다.Here, using the abnormal situation data, what kind of error (abnormal) is likely to occur at any timing, and what data (type of data) if the error occurs, to what amount (data amount) Estimate whether it is good to measure in advance (for example, for the purpose of helping to clarify further causes). Based on this estimation, the pre-measurement condition is optimized.

예를 들어, 어떤 주기성에 착목하고, 그 주기마다 어떠한 이상이, 어느 정도의 빈도로 발생하고 있는지를 해석해 두면, 그 주기마다 사전 계측해야 할 계측 내용 (사전 계측해야 할 데이터 종류나 데이터량) 의 최적화를 도모할 수 있다. 상기 주기로는, 처리 웨이퍼의 로트 단위에서의 노광 장치로의 입주기 (로트간의 주기) 나, 로트 내에 있어서의 웨이퍼 주기 (n 매 간격), 혹은 경시적인 주기 (시간이나 연월일) 등을 생각할 수 있다. For example, if you analyze what periodicity, and if you analyze what frequency is occurring at each frequency and how often, you can determine the measurement content (type and amount of data to be measured in advance) before each cycle. Optimization can be achieved. As the cycle, the entry period (cycle between lots) to the exposure apparatus in a lot unit of the processed wafer, the wafer cycle (n intervals) in the lot, or the cycle over time (time or date) can be considered. .

(3) 에러 빈도에 의한 사전 계측의 계측 조건의 최적화(3) Optimization of measurement condition of pre-measurement by error frequency

전공정에서 에러가 다발하고 있는 경우에는, 당해 에러의 원인을 특정할 필요가 있다. 그래서, 본 발명에서는, 당해 에러의 수에 따라서 사전 계측 공정에서의 계측 조건을 최적화, 보다 구체적으로는 그 장해나 이상의 원인을 해석하는 데에 유효한 계측 조건으로 사전 계측을 실시하도록 하면, 당해 장해나 이상의 원인을 보다 정확하게 특정하는 것이 가능해진다. If an error occurs frequently in the previous step, it is necessary to specify the cause of the error. Therefore, in the present invention, if the measurement conditions in the pre-measurement step are optimized according to the number of the errors, more specifically, the pre-measurement is performed under the measurement conditions effective for analyzing the failure or cause of the abnormality. It is possible to specify the cause of the abnormality more accurately.

(4) 사전 계측의 계측 조건에 의한 노광 장치측에서의 계측 조건의 최적화(4) Optimization of measurement conditions on the exposure apparatus side by measurement conditions of pre-measurement

예를 들어, 사전 계측한 결과가 지극히 양호하면, 노광 장치 (200) 에 있어서, 사전 계측한 것과 동일한 데이터 수집은 불필요하다고 생각되고, 불필요한 데이터를 재계측하는 것은 쓸데없다. 이러한 헛수고를 생략하기 위해서, 사전 계 측된 결과에 기초하여, 상기 기판의 상기 노광 장치에 있어서의 노광시에 관련하는 데이터의 수집 유무를 포함한 그 데이터의 수집 조건을 최적화하는 것이 바람직하다. 또 데이터의 수집 유무뿐만 아니라, 그 데이터의 수집 (계측) 자체는 노광 장치측에서도 실시하지만, (사전 계측된 결과에 기초하여) 그 데이터의 수집량 (데이터량, 계측량) 은 증감한다 (사전 계측 결과가 양호하면 노광 장치측에서의 동일 데이터의 계측량은 저감한다), 는 것과 같이 구성해도 된다. For example, if the result of premeasurement is extremely good, it is considered unnecessary to collect the same data as the premeasurement in the exposure apparatus 200, and it is useless to re-measure unnecessary data. In order to omit such a waste, it is preferable to optimize the collection conditions of the data including the presence or absence of the data related to the exposure in the exposure apparatus of the substrate based on the pre-measured result. In addition to the presence or absence of data collection, the data collection (measurement) itself is performed on the exposure apparatus side, but the collection amount (data amount, measurement amount) of the data is increased or decreased (based on the pre-measured result) (preliminary measurement result). If it is satisfactory, the measured amount of the same data on the exposure apparatus side may be reduced).

(5) 노광 장치의 계측 조건에 의한 사전 계측의 계측 조건의 최적화(5) Optimization of measurement conditions of pre-measurement by measurement conditions of exposure apparatus

예를 들어, 노광 장치에서 수집하게 되어 있는 데이터를, 사전 계측에서도 수집한다고 하면, 동일한 데이터를 중복하여 수집하게 되어, 효율적이지 않은 경우가 있다. 따라서, 노광 장치 (200) 에서 노광할 때에 수집하는 데이터의 수집 조건에 기초하여, 사전 계측 공정에서의 데이터 수집 조건을 최적화함으로써, 예를 들어 중복 수집을 피함으로써, 데이터 수집의 고효율화를 도모할 수 있다. For example, if data to be collected by the exposure apparatus is collected by prior measurement, the same data may be collected in duplicate, which may be inefficient. Therefore, the data collection conditions in the pre-measurement process are optimized based on the data collection conditions to be collected when the exposure apparatus 200 is exposed, for example, by avoiding redundant collection, the efficiency of data collection can be improved. have.

[디바이스 제조 방법] [Device manufacturing method]

다음으로, 상기 서술한 노광 시스템을 리소그라피 공정에 있어서 사용한 디바이스의 제조 방법에 대하여 설명한다. Next, the manufacturing method of the device which used the exposure system mentioned above in a lithography process is demonstrated.

도 16 은, 예를 들어 IC 나 LSI 등의 반도체 칩, 액정 패널, CCD, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 등의 전자 디바이스의 제조 공정을 나타내는 플로우 차트이다. 도 16 에 나타내는 바와 같이, 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 우선, 전자 디바이스의 회로 설계 등의 디바이스의 기능·성능 설계를 행하고, 그 기능을 실현하기 위한 패턴 설계를 실시하고 (공정 S81), 다음으로, 설계한 회로 패 턴을 형성한 마스크를 제작한다 (공정 S82). 한편, 실리콘 등의 재료를 사용하여 웨이퍼 (실리콘 기판) 를 제조한다 (공정 S83). FIG. 16 is a flowchart illustrating a manufacturing process of an electronic device such as a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, or a micromachine. As shown in FIG. 16, in the manufacturing process of an electronic device, first, function and performance design of devices, such as a circuit design of an electronic device, are performed, and pattern design for realizing the function is performed (step S81), Next Thus, a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced (step S82). On the other hand, a wafer (silicon substrate) is manufactured using a material such as silicon (step S83).

다음으로, 공정 S82 에서 제작한 마스크 및 공정 S83 에서 제조한 웨이퍼를 사용하여, 리소그래피 기술 등에 의해 웨이퍼 상에 실제 회로 등을 형성한다 (공정 S84). 구체적으로는, 우선, 웨이퍼 표면에, 절연막, 전극 배선막 혹은 반도체막의 박막을 막형성하고 (공정 S841), 다음으로, 이 박막의 전체면에 레지스트 도포 장치 (코터) 를 사용하여 감광제 (레지스트) 를 도포한다 (공정 S842). 다음으로, 이 레지스트 도포 후의 기판을, 노광 장치의 웨이퍼 홀더 상에 로드함과 함께, 공정 S82 에서 제조한 마스크를 레티클 스테이지 상에 로드하여, 그 마스크에 형성된 패턴을 웨이퍼 상에 축소 전사한다 (공정 S843). 이 때, 노광 장치에 있어서는, 상기 서술한 본 발명과 관련되는 위치 맞춤 방법에 의해 웨이퍼의 각 쇼트 영역을 순차 위치 맞춤하고, 각 쇼트 영역에 마스크의 패턴을 순차 전사한다.Next, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like using the mask produced in step S82 and the wafer manufactured in step S83 (step S84). Specifically, first, a thin film of an insulating film, an electrode wiring film or a semiconductor film is formed on the wafer surface (step S841), and then a photoresist (resist) is used on the entire surface of the thin film by using a resist coating device (coater). Is applied (step S842). Next, while loading this board | substrate after this resist application | coating on the wafer holder of an exposure apparatus, the mask manufactured at the process S82 is loaded on a reticle stage, and the pattern formed in the mask is reduced and transferred on a wafer (process S843). At this time, in the exposure apparatus, each shot region of the wafer is sequentially aligned by the alignment method according to the present invention described above, and the pattern of the mask is sequentially transferred to each shot region.

노광이 종료되면, 웨이퍼를 웨이퍼 홀더로부터 언로드하고, 현상 장치 (디벨로퍼) 를 사용하여 현상한다 (공정 S844). 이것에 의해, 웨이퍼 표면에 마스크 패턴의 레지스트 이미지가 형성된다. 그리고, 현상 처리가 종료된 웨이퍼에, 에칭 장치를 사용하여 에칭 처리를 실시하고 (공정 S845), 웨이퍼 표면에 잔존하는 레지스트를, 예를 들어 플라즈마 애싱 장치 등을 사용하여 제거한다 (공정 S846).When the exposure is finished, the wafer is unloaded from the wafer holder and developed using a developing apparatus (developer) (step S844). As a result, a resist image of a mask pattern is formed on the wafer surface. And the etching process is performed to the wafer which the development process was complete | finished using a etching apparatus (step S845), and the resist which remain | survives on the wafer surface is removed using a plasma ashing apparatus etc. (step S846).

이것에 의해, 웨이퍼의 각 쇼트 영역에, 절연층이나 전극 배선 등의 패턴이 형성된다. 그리고, 이 처리를 마스크를 바꾸어 순차 반복함으로써, 웨이퍼 상에 실제 회로 등이 형성된다. 웨이퍼 상에 회로 등이 형성되면, 다음으로, 디 바이스로서의 조립을 행한다 (공정 S85). 구체적으로는, 웨이퍼를 다이싱하여 개개의 칩으로 분할하고, 각 칩을 리드 프레임이나 패키지에 장착하여 전극을 접속하는 본딩을 행하고, 수지 밀봉 등 패키징 처리를 행한다. 그리고, 제조한 디바이스의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 검사를 행하고 (공정 S86), 디바이스 완성품으로서 출하한다. Thereby, patterns, such as an insulating layer and electrode wiring, are formed in each shot region of a wafer. And this process is repeated by changing a mask one by one, and an actual circuit etc. are formed on a wafer. When a circuit or the like is formed on the wafer, assembling as a device is performed next (step S85). Specifically, the wafer is diced and divided into individual chips, each chip is mounted on a lead frame or a package, bonding is performed to connect electrodes, and a packaging process such as resin sealing is performed. Then, inspection such as an operation confirmation test and a durability test of the manufactured device is performed (step S86) and shipped as a device finished product.

또한, 이상 설명한 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 기재된 것으로서, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기의 실시 형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다. In addition, embodiment described above was described in order to make understanding of this invention easy, and was not described in order to limit this invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

또, 상기 실시 형태에 있어서는, 노광 장치로서 스텝 앤드 리피트 방식의 노광 장치를 예로 들어 설명했지만, 스텝 앤드 스캔 방식의 노광 장치에 적용하는 것이 가능하다. 또, 반도체 소자나 액정 표시 소자의 제조에 사용되는 노광 장치뿐만 아니라, 플라스마 디스플레이, 박막 자기 헤드, 및 촬상 소자 (CCD 등) 의 제조에도 사용되는 노광 장치, 및 레티클, 또는 마스크를 제조하기 위해서, 유리 기판, 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 즉 본 발명은, 노광 장치의 노광 방식이나 용도 등에 관계없이 적용 가능하다. In addition, in the said embodiment, although the exposure apparatus of the step-and-repeat system was demonstrated as an example of the exposure apparatus, it can apply to the exposure apparatus of a step-and-scan system. Moreover, in order to manufacture not only the exposure apparatus used for manufacture of a semiconductor element or a liquid crystal display element but the exposure apparatus used for manufacture of a plasma display, a thin film magnetic head, and an imaging element (CCD etc.), a reticle, or a mask, The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a glass substrate, a silicon wafer, or the like. That is, this invention is applicable regardless of the exposure system of a exposure apparatus, a use, etc ..

또, 본 발명은 상기 각 실시 형태와 같이, 스텝 앤드 스캔 방식의 노광 장치에 한정되지 않고, 스텝 앤드 리피트 방식, 또는 프록시미티 방식의 노광 장치 (X 선 노광 장치 등) 를 비롯한 각종 방식의 노광 장치에도 완전히 동일하게 적용할 수 있다. In addition, the present invention is not limited to an exposure apparatus of a step-and-scan method as in the above-described embodiments, and an exposure apparatus of various methods including an exposure apparatus (such as an X-ray exposure apparatus) of a step-and-repeat method or a proximity method. The same can be applied to.

또, 노광 장치에서 사용하는 노광용 조명광 (에너지 빔) 은 자외광에 한정되는 것이 아니고, X 선 (EUV 광을 포함한다), 전자선이나 이온 빔 등의 하전 입자선 등이어도 된다. 또, DNA 칩, 마스크 또는 레티클 등의 제조용에 사용되는 노광 장치여도 된다. The exposure illumination light (energy beam) used in the exposure apparatus is not limited to ultraviolet light, and may be X-rays (including EUV light), charged particle beams such as electron beams, ion beams, and the like. Moreover, the exposure apparatus used for manufacture of a DNA chip, a mask, a reticle, etc. may be sufficient.

더욱이, 상기 실시 형태에서는 본 발명을 노광 시스템에 적용했을 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 반송 장치, 계측 장치, 검사 장치, 시험 장치, 그 외의 물체의 위치 맞춤을 행하는 장치 전반에 대하여 적용이 가능하다. Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where this invention was applied to the exposure system, this invention is applicable to the whole apparatus which performs alignment of a conveying apparatus, a measuring apparatus, an inspection apparatus, a test apparatus, and other objects. It is possible.

또한, 상기 서술한 실시 형태에 있어서는, 광투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴, 감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크, 혹은 광반사성의 기판 상에 소정의 반사 패턴을 형성한 광반사형 마스크를 사용했지만, 이들 마스크를 대신하여, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크를 사용해도 된다. 이러한 전자 마스크는, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호에 개시되어 있다. 여기에서는 이 미국 특허 제6,778,257호를 참조로서 원용한다. In addition, in the above-mentioned embodiment, the light transmissive mask which formed the predetermined light shielding pattern (or phase pattern, the photosensitive pattern) on the light transmissive substrate, or the light in which the predetermined reflection pattern was formed on the light reflective substrate Although a reflective mask was used, instead of these masks, you may use an electronic mask which forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on the electronic data of the pattern to expose. Such electronic masks are disclosed, for example, in US Pat. No. 6,778,257. This US patent 6,778,257 is incorporated herein by reference.

또한, 상기 서술한 전자 마스크란, 비발광형 화상 표시 소자와 자발광형 화상 표시 소자의 쌍방을 포함하는 개념이다. 여기에서, 비발광형 화상 표시 소자는, 공간 광변조기 (Spatial Light Modulator) 라고도 불리우고, 광의 진폭, 위상 혹은 편광 상태를 공간적으로 변조하는 소자이며, 투과형 공간 광변조기와 반사형 공간 광변조기로 나눌 수 있다. 투과형 공간 광변조기에는, 투과형 액정 표 시 소자 (LCD; Liquid Crystal Display), 일렉트로 크로믹 디스플레이 (ECD) 등이 포함된다. 또, 반사형 공간 광변조기에는, DMD (Digital Mirror Device, 또는 Digital Micro-mirror Device), 반사 미러 어레이, 반사형 액정 표시 소자, 전기 영동 디스플레이 (EPD; Electro Phoretic Display), 전자 페이퍼 (또는 전자 잉크), 광회절 라이트 밸브 (Grating Light Valve) 등이 포함된다. In addition, the above-mentioned electronic mask is a concept including both a non-emission type image display element and a self-emission type image display element. Here, the non-light-emitting image display device, also called a spatial light modulator, is a device for spatially modulating the amplitude, phase, or polarization state of light, and can be divided into a transmissive spatial light modulator and a reflective spatial light modulator. have. The transmissive spatial light modulator includes a transmissive liquid crystal display (LCD), an electrochromic display (ECD), and the like. In addition, the reflective spatial light modulator includes a digital mirror device (DMD) or a digital micro-mirror device (DMD), a reflective mirror array, a reflective liquid crystal display device, an electrophoretic display (EPD), an electronic paper (or an electronic ink). ), Grating light valve, and the like.

또, 자발광형 화상 표시 소자에는, CRT (Cathode Ray Tube), 무기 EL (Electro Luminescence) 디스플레이, 유기 EL (Electro Luminescence) 디스플레이, 전계 방출 디스플레이 (FED; Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 (PDP; Plasma Display Panel) 나, 복수의 발광점을 가지는 고체 광원 칩, 칩을 복수개 어레이 형상으로 배열한 고체 광원 칩 어레이, 또는 복수의 발광점을 1 매의 기판에 만들어 넣은 고체 광원 어레이 (예를 들어 LED (Light Emitting Diode) 디스플레이, OLED (Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, LD (Laser Diode) 디스플레이 등) 등이 포함된다. 또한, 주지된 플라즈마 디스플레이 (PDP) 의 각 화소에 설치되어 있는 형광 물질을 제거하면, 자외역의 광을 발광하는 자발광형 화상 표시 소자가 된다. In addition, self-luminous image display elements include a CRT (Cathode Ray Tube), an inorganic EL (Electro Luminescence) display, an organic EL (Electro Luminescence) display, a field emission display (FED; field emission display), and a plasma display (PDP; Plasma). Display Panel), a solid state light source chip having a plurality of light emitting points, a solid state light source chip array in which a plurality of chips are arranged in an array shape, or a solid state light source array in which a plurality of light emitting points are formed on a single substrate (for example, an LED ( Light Emitting Diode (OLED) Display, Organic Light Emitting Diode (OLED) Display, Laser Diode (LD) Display, etc.). In addition, if the fluorescent substance provided in each pixel of the well-known plasma display (PDP) is removed, it becomes a self-luminous type image display element which emits light of an ultraviolet region.

본 개시는, 2004년 3월 1일에 제출된 일본국 특허 출원 제2004-056167호에 포함된 주제에 관련되고, 그 개시된 전부는 여기에 참조 사항으로서 명백하게 삽입된다. This disclosure is related to the subject matter contained in Japanese Patent Application No. 2004-056167, filed March 1, 2004, the entirety of which is expressly incorporated herein by reference.

Claims

A measurement step of measuring a mark formed on the substrate before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate;

The raw waveform data for the mark measured in the measurement step is positioned above the exposure apparatus, an analysis apparatus formed independently of the exposure apparatus, and at least one of those apparatuses to manage at least one of the apparatuses. And a notification step of notifying at least one of the management devices described above.

The method of claim 1,

And further including an evaluation step of evaluating the mark measured in the measurement step according to a predetermined evaluation standard,

The said notifying process is a measurement process method characterized by the selection of the notification of the said live waveform data or prohibition of a notification according to the evaluation result in the said evaluation process.

The method of claim 2,

And the notification step notifies the evaluation result when the live waveform data is not notified.

The method of claim 2,

Based on at least one of the said live waveform data notified by the said notification process and the said evaluation result, the mark which is optimal as a mark measured for use for positioning of the said board | substrate by the said exposure apparatus was formed in the some board | substrate. And a mark selecting step for selecting among the marks.

The method of claim 2,

Measurement condition which selects the optimal measurement condition at the time of measuring the said mark for use for positioning of the said board | substrate by the said exposure apparatus based on at least one of the said live waveform data notified by the said notification process and the said evaluation result. A measurement processing method further comprising a selection step.

The method of claim 1,

The mark formed on the substrate includes a pre-alignment mark for preliminarily positioning the substrate or an external feature portion of the substrate, a fine alignment mark for precisely positioning the substrate, and the fine portion of the substrate. And at least one of search alignment marks for searching for alignment marks.

6. The method of claim 5,

The measurement conditions include a number of marks used for positioning the substrate in the exposure apparatus, a mark arrangement, a focus offset, an illumination condition used for the measurement, and a statistical processing mode.

The method of claim 2,

The said evaluation process produces the evaluation result scored according to the said predetermined evaluation standard, The measurement processing method characterized by the above-mentioned.

The method of claim 2,

And a second measurement step of measuring a mark formed on the substrate after the substrate is brought into the exposure apparatus,

The measurement device used for measurement in the measurement step and the measurement result in the second measurement step, based on at least one of the live waveform data and the evaluation result notified in the notification step and the measurement result of the second measurement step. The measurement processing method characterized by matching the mark evaluation criteria of a measurement apparatus.

The measurement process of measuring the mark formed in the board | substrate before carrying in the board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate,

An evaluation step of evaluating the mark measured in the measurement step according to a predetermined evaluation standard, and

Of the exposure apparatus, the analysis apparatus formed independently of the exposure apparatus, and the management apparatus located higher than those apparatuses in order to manage at least one of those apparatuses, the evaluation result calculated | required by the said evaluation process or the information related to the evaluation. And a notification step of notifying one or more devices.

A measurement process of measuring the positions of a plurality of marks formed on the substrate before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate;

And a correction information calculating step of calculating correction information including a linear correction coefficient and a nonlinear correction coefficient at which the error from each design position of the mark is minimized based on the measurement result measured in the measurement step. Instrumentation processing method.

The measurement process of measuring the position of the some mark formed on the board | substrate before carrying in the board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate,

An image distortion calculation step of calculating information on image distortion of the projection optical system of another exposure apparatus that has already exposed the substrate, based on the measurement result measured in the measurement step, and

Based on the information about the image deformation of the projection optical system of the other exposure apparatus calculated in the image deformation calculation step, and the information about the image deformation of the projection optical system included in the exposure apparatus obtained in advance, And a correction information calculating step of calculating image distortion correction information for causing image distortion to occur in the exposure apparatus.

A measurement step of measuring a phase shift focus mark formed on the substrate before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate;

Based on the measurement result measured in the measurement step, the focus error when the substrate is exposed by another exposure apparatus that has already been exposed is obtained, and the focus correction information used when the exposure apparatus is exposed to the substrate is calculated. And a focus correction information calculating step.

A measurement process of measuring the surface shape of the substrate before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate;

And a correction information calculating step of calculating focus correction information to be used when exposing with the exposure apparatus based on the measurement result measured in the measuring step.

delete

A measurement step of measuring information about the substrate or information about a predetermined processing content on the substrate before bringing the substrate into an exposure apparatus that exposes the predetermined processed substrate;

And a determination step of judging whether or not to carry out the carrying-in process of the said board | substrate into the said exposure apparatus based on the measurement result measured by the said measurement process, The measurement processing method characterized by the above-mentioned.

A measurement process of measuring information about the substrate before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate;

And an optimization step of optimizing the measurement conditions in the measurement step in accordance with the operating condition of the exposure apparatus.

And an optimization step of optimizing the measurement conditions in the measurement step in accordance with the periodicity obtained from the measurement result measured in the measurement step.

And an optimization step of optimizing the measurement conditions in the measurement step in accordance with the number of errors obtained from the measurement results measured in the measurement step.

And an optimization step of optimizing a collection condition of data relating to the exposure of the substrate at the time of exposure in the exposure apparatus based on the measurement result measured in the measurement step.

And an optimization step of optimizing data collection conditions in the measurement step based on data collection conditions to be collected when the substrate is exposed by the exposure apparatus.

The method according to any one of claims 10 to 14 and 16 to 21,

The said measuring process is performed by the measuring apparatus provided in the coating and developing apparatus connected inline with the said exposure apparatus, The measuring processing method characterized by the above-mentioned.

The method according to any one of claims 10 to 14 and 16 to 21,

The said measurement process is performed by the measurement apparatus provided independent of the said exposure apparatus, The measurement processing method characterized by the above-mentioned.

An exposure apparatus for exposing the substrate,

A measuring device for measuring a mark formed on the substrate before bringing the substrate into the exposure apparatus, and

Among the exposure apparatus, the analysis apparatus provided independently of the exposure apparatus, and the management apparatus located above those apparatuses in order to manage at least one of those apparatuses for the live waveform data about the said mark measured by the said measuring apparatus. And a notification device for notifying one or more devices.

25. The method of claim 24,

And an evaluation device for evaluating the mark measured by the measuring device according to a predetermined evaluation standard,

The said notification apparatus is selectable based on the evaluation result in the said evaluation apparatus, The exposure system of the said, or the prohibition of a notification is selectable, The exposure system characterized by the above-mentioned.

An exposure apparatus for exposing the substrate,

A measuring device for measuring a mark formed on the substrate before bringing the substrate into the exposure apparatus;

An evaluation device for evaluating the mark measured by the measurement device according to a predetermined evaluation standard, and

The exposure apparatus, the analysis apparatus provided independently of the said exposure apparatus, and the management apparatus located higher than those apparatuses in order to manage at least one of those apparatuses, and the evaluation result calculated | required by the said evaluation apparatus, and the information regarding evaluation. And a notification device for notifying one or more of the devices.

A measurement device that measures information about the substrate or information about predetermined processing contents to the substrate before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate;

And a judging device for judging whether to carry out the carrying-in process of the said board | substrate into the said exposure apparatus based on the measurement result measured by the said measurement apparatus, The exposure system characterized by the above-mentioned.

The method of claim 26,

At least one of the said measuring apparatus and the determination apparatus is provided in the coating and developing apparatus connected inline with the said exposure apparatus, The exposure system characterized by the above-mentioned.

28. The method of claim 27,

At least one of the said measuring apparatus and the said determination apparatus is connected offline to the said exposure apparatus, or is arrange | positioned in the said exposure apparatus, The exposure system characterized by the above-mentioned.

As a substrate processing apparatus which performs a predetermined process with respect to the said board | substrate before or after exposure processing in the exposure apparatus which transfer-exposes a pattern on a board | substrate,

A measurement device that measures information about the substrate or information about predetermined processing contents to the substrate before bringing the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate through the pattern of the mask;

And a judging device for judging whether or not to carry out the carrying-in process of the said board | substrate into the said exposure apparatus based on the measurement result measured by the said measuring apparatus. The substrate processing apparatus characterized by the above-mentioned.

A measuring device for measuring a mark formed on the substrate before bringing the substrate into a predetermined device having a positioning device for aligning the substrate loaded therein;

Among the predetermined apparatuses, the analysis apparatus provided independently of the said predetermined apparatus, and the management apparatus located higher than those apparatuses in order to manage at least one of those apparatuses, the live waveform data about the said mark measured by the said measuring apparatus. And a notification device for notifying one or more devices.

A measuring device for measuring a mark formed on the substrate before bringing the substrate into a predetermined device having a positioning device for positioning the substrate carried therein;

An evaluation device obtained by the evaluation device or information related to the evaluation is located above the device for managing at least one of the predetermined device, an analysis device provided independently of the predetermined device, and those devices. And a notification device for notifying one or more of the devices.

A measurement device that measures information about the substrate or information about a predetermined processing content on the substrate before bringing the substrate into a predetermined device having a positioning device that performs alignment of the substrate loaded therein; ,

And a judging device for judging whether or not to carry out the carrying-in process of the said board | substrate to the said predetermined apparatus based on the measurement result measured by the said measuring apparatus.

Acquisition apparatus which acquires the information regarding the mark on the board | substrate which is to be measured in the predetermined apparatus, before the board | substrate is carried in in the predetermined apparatus provided with the positioning apparatus which performs the positioning of the board | substrate carried in the inside,

And a measuring device for measuring a mark formed on the substrate in accordance with the information acquired by the acquisition device, before the substrate is loaded into the predetermined device.

35. The method of claim 34,

The information about the mark includes design information of the mark and a parameter relating to a processing algorithm when processing the signal waveform of the mark.

A processing apparatus including a positioning apparatus for positioning the substrate carried therein, and further performing processing on the substrate after positioning by the positioning apparatus;

A measurement device for measuring a mark formed on the substrate before bringing the substrate into the processing apparatus, and

Having an information providing apparatus which provides the information about the mark which is going to be measured on the said processing apparatus side to the measuring apparatus before the measuring operation by the measuring apparatus,

The measuring device measures a mark formed on the substrate in accordance with information provided from the information providing device.

35. The method of claim 34,

And a notification device for notifying the predetermined device of measurement result information measured by the measurement device.

39. The method of claim 37,

And the measurement result information notified to the predetermined device by the notification device includes live waveform data.

35. The method of claim 34,

And a measurement system which outputs information on whether or not to carry out the carrying-in process into the said predetermined apparatus based on the measurement result measured by the said measurement apparatus.

17. The method of claim 16,

As the information about the substrate, at least one of the position of the mark formed on the substrate on the substrate, the shape of the mark, the line width of the pattern formed on the substrate, the defect of the pattern, or the surface shape of the substrate is measured. , Instrumentation processing method.

17. The method of claim 16,

The predetermined processing is an exposure process, and measures information of at least one of a focus error, an in-device temperature, a humidity, or an atmospheric pressure during the exposure process as the predetermined process as information about the predetermined process content.

17. The method of claim 16,

The determination process further comprises a stop step of stopping the carry-in of the substrate when an error is determined by comparing the measurement result in the measurement step with a predetermined criterion in the determination step and an error is determined.

25. The method of claim 24,

28. The method of claim 27,

As the information about the substrate, at least one of the position of the mark formed on the substrate on the substrate, the shape of the mark, the line width of the pattern formed on the substrate, the defect of the pattern, or the surface shape of the substrate is measured. , Exposure system.

28. The method of claim 27,

The predetermined processing is an exposure process, and the exposure system measures information of at least one of a focus error, an in-device temperature, a humidity, or an air pressure during the exposure process as the predetermined process as information about the predetermined process content.

28. The method of claim 27,

At least one of the said measuring apparatus and the said determination apparatus is provided in the coating and developing apparatus connected inline with the said exposure apparatus, The exposure system characterized by the above-mentioned.

28. The method of claim 27,

A carrying-in apparatus which carries in said board | substrate to the exposure apparatus which exposes a board | substrate,

And the determination device makes an error determination by comparing the measurement result in the measurement device with a predetermined reference, and when it is determined that the error is detected, the loading device stops the loading of the substrate.

28. The method of claim 27,

The said exposure apparatus is equipped with the measurement part which measures the information about the board | substrate carried in, and the control part which controls the said measurement part based on the information about the board | substrate measured by the said measurement apparatus before the said loading.

28. The method of claim 27,

The measuring device is provided with a notification device for acquiring live waveform data relating to a mark formed on a substrate and further notifying the controller of the exposure apparatus of the live waveform data.

31. The method of claim 30,

As the information about the substrate, at least one of the position of the mark formed on the substrate on the substrate, the shape of the mark, the line width of the pattern formed on the substrate, the defect of the pattern, or the surface shape of the substrate is measured. Substrate processing apparatus.

31. The method of claim 30,

The said predetermined process is an exposure process, and it is the information about the said predetermined process content, The substrate processing apparatus which measures one or more of the focus error at the time of the exposure process as the said predetermined process, the internal temperature of the apparatus, humidity, or atmospheric pressure.

34. The method of claim 33,

As the information about the substrate, at least one of the position of the mark formed on the substrate on the substrate, the shape of the mark, the line width of the pattern formed on the substrate, the defect of the pattern, or the surface shape of the substrate is measured. , Instrumentation system.

34. The method of claim 33,

The predetermined process is an exposure process, and measures information of at least one of a focus error, an in-device temperature, a humidity, or an air pressure at the time of the exposure process as the predetermined process as information on the predetermined process content.

A first measurement device for acquiring live waveform data relating to a mark formed on the substrate,

A second measuring device having a measuring device for measuring a mark formed on the substrate, a control unit for controlling the measuring device, different from the first measuring device, and

A substrate processing system, comprising a notification device for notifying the control unit of the second measurement device of the live waveform data acquired by the first measurement device.

The method of claim 54, wherein

The control unit of the second measurement device controls the measurement mechanism of the second measurement device by using the live waveform data acquired by the first measurement device and notified by the notification device.

56. The method of claim 55,

The control by the control part of a said 2nd measuring device is a substrate processing system which is adjustment of the measurement conditions at the time of measuring a mark by the measuring mechanism of a said 2nd measuring device.

The method of claim 56, wherein

A plurality of marks are formed on the substrate,

The adjustment of the measurement conditions is a substrate processing system that selects a measurement target mark from a plurality of marks on the substrate.

The method of claim 56, wherein

The second measuring device can select an algorithm for acquiring specific information from the live waveform data from a plurality of algorithms,

The adjustment of the measurement conditions is that the algorithm is selected in accordance with the live waveform data acquired by the first measurement device and notified by the notification device.

The method of claim 54, wherein

The said 1st measuring apparatus acquires the mark information about the mark on the said board | substrate, and performs acquisition of the said live waveform data based on the acquired said mark information before performing the acquisition of the said live waveform data. .

The method of claim 54, wherein

The live waveform data is image data output from an imaging sensor.

The method of claim 54, wherein

An exposure apparatus which exposes a predetermined pattern on a board | substrate,

The said exposure apparatus performs the said exposure operation | movement based on the measurement result in the said 2nd measuring apparatus.

The method of claim 54, wherein

And a conveying device for conveying the substrate on which the live waveform data is obtained by the first measuring device to a mark measuring position in the measuring mechanism of the second measuring device.

The said conveying apparatus controls the conveyance of the board | substrate to the said mark measurement position based on the said live waveform data acquired by the said 1st measuring apparatus.

63. The method of claim 62,

The said conveying apparatus is a board | substrate processing system which prohibits conveyance of the board | substrate to the said mark measurement position based on the said live waveform data measured by the said 1st measuring apparatus.

A measuring device for acquiring live waveform data about a mark formed on a substrate,

And a notification device for notifying the live waveform data to the control unit of another device including a measurement mechanism for measuring a mark formed on the substrate and a control unit for controlling the measurement mechanism.