JP2001203247A - 重ね合わせ精度の測定制御装置および測定制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は半導体製造プロセスにおいて重ね合
わせ精度の手法を制御する測定制御装置に関し、半導体
デバイスの品質を保証しつつ、重ね合わせ精度の検査効
率を高めることを目的とする。 【解決手段】 ロット単位で製造される半導体デバイス
の任意の層と、その上に形成されるレジストパターンと
の重ね合わせ精度を測定する。製造プロセスの安定時
に、そのプロセスの状態を表す特性値を検出し、その検
出値をホストデータとして記録する（ステップ１１
２）。通常ロットの露光処理の際に、その段階で得られ
る特性値とホストデータとを比較する（ステップ１１
４）。規格が満たされていれば抜き取り数を２枚として
重ね合わせ精度を検査する（ステップ１１６）。規格が
満たされていない場合は抜き取り数を３枚として重ね合
わせ精度を検査する（ステップ１１８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重ね合わせ精度の
測定制御装置および測定制御方法に係り、特に、半導体
製造プロセスにおいて効率的に重ね合わせ精度を測定す
るうえで好適な測定制御装置および測定制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの写真製版工程に
は、半導体デバイスの集積度の向上に伴って、ナノオー
ダーの重ね合わせ精度が要求されている。また、半導体
ウェハの生産性を確保する観点より、重ね合わせ精度の
検査工程の効率化も同時に要求されている。

【０００３】写真製版の重ね合わせ精度は、ロットに含
まれる全ての半導体ウェハを精度測定の対象とする全数
検査、或いはロットから抜き出された数枚のウェハだけ
を精度測定の対象とする抜き取り検査により行うことが
できる。通常は、検査の効率化の要請により、抜き取り
検査が採用されている。

【０００４】図６は、抜き取り検査による従来の精度測
定の手法を説明するための図を示す。図６において、符
号１０は、同一工程で処理された複数（例えば２４枚）
の半導体ウェハを含むロットを示す。それらの半導体ウ
ェハは、第ｎレイヤー上にフォトレジストがパターニン
グされるまで（フォトレジストが現像されるまで）加工
されている。

【０００５】図６に示す従来の検査方法では、ロット１
０から３枚の半導体ウェハ１２が抜き取られる。半導体
ウェハ１２のフォトレジストは、所定の１ショット領域
毎に露光された後に現像処理に付される。図６におい
て、符号１４は、その露光単位である１ショット領域を
示す。

【０００６】図６に示す従来の検査方法では、半導体ウ
ェハ１２上の所定の位置に配置される９つの１ショット
領域（＊を付して表す領域）が重ね合わせ精度の測定対
象とされる。個々の１ショット領域ｎについては、その
４角のポイントが重ね合わせ精度の測定点と定められて
いる。従って、図６に示す従来の検査方法では、１枚の
半導体ウェハ１２について３６の測定点で重ね合わせ精
度が測定される。より具体的には、３６の測定点で、下
層レイヤー（第ｎレイヤー）のパターンと、その上に形
成されたフォトレジストのパターンとの重ね合わせ誤差
が測定される。

【０００７】従来の検査方法では、ロット内のばらつき
を考慮して、抜き取られた３枚の半導体ウェハ１２の全
ての測定点（３６×３点）における重ね合わせ誤差を基
礎として、（平均値Ａｖ）＋３（標準偏差Ｓ）を求め
る。そして、そのＡｖ＋３Ｓが所定の規格値に収まって
いるか否かに応じて、ロットに含まれる全ての半導体ウ
ェハが規格を満たすか否かを判断する。

【０００８】図７は、抜き取り検査で測定し得る重ね合
わせ精度と、全数検査で測定し得る重ね合わせ精度との
差を、抜き取り検査の抜き取り数をパラメータとして表
した図を示す。以下、図７に示す各要素の意味を具体的
に説明する。図７において、Ａ−ｉ、Ｂ−ｉ（ｉ＝２〜
５）などにおける“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”および“Ｄ”
は、半導体製造ラインより任意に抜き取ったロットの種
類を示す。すなわち、図７に示す結果は、製造ラインか
ら任意に抜き取った４つのロットに関する結果である。
また、Ａ−ｉ、Ｂ−ｉ（ｉ＝２〜５）などにおける
“ｉ”は、個々のロットを対象とする抜き取り検査を行
う際にサンプルとして抜き取るウェハの数を示す。

【０００９】図７において、例えばＡ−５に関する結果
は、以下の手順により求められたものである。 Ａロットに含まれる全ての半導体ウェハを対象とし
て、かつ、それらの半導体ウェハに含まれる全ての１シ
ョット領域を対象として重ね合わせ誤差を測定し、それ
らの測定結果を基礎としてＡｖ＋３Ｓを求める。以下、
その値を「全数検査値」と称す。 Ａロットから抜き取った５枚の半導体ウェハを対象と
して、従来の手法で、すなわち、ウェハ毎に３６の測定
点を設定する手法で抜き取り検査を行い、その測定結果
を基礎としてＡｖ＋３Ｓを求める。以下、その値を「Ａ
−５抜き取り検査値」と称す。 全数検査値とＡ−５抜き取り検査値とを比較し、両者
の差が５nm以上であるか否かを判定する。 抜き取った５枚のウェハをＡロットに戻し、再び上記
およびの処理を行う。 上記の処理を２００回繰り返し、両者の差が５nm以上
となった回数を計数する。このようにして計数された回
数が、図７に示すＡ−５に関する結果である。

【００１０】Ａ−ｉ（ｉ＝２〜４）に関する結果や、Ｂ
−ｉ、Ｃ−ｉ、Ｄ＝ｉ（ｉ＝２〜５）に関する結果も、
Ａ−５に関する結果と同様の手順で求めらたものであ
る。これらの結果は、通常の管理状態であれば、抜き取
り枚数が５枚〜２枚の何れであっても、Ａｖ＋３Ｓに大
きな変化は生じないことを表している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】現存する装置を用いつ
つ検査効率を高めるためには、抜き取り検査における抜
き取り枚数を減らすことが有効である。この点、従来は
３枚に設定されていた抜き取り枚数を２枚とすること
は、検査精度を保ちつつ検査効率を高めるうえで有効な
手段である。

【００１２】しかしながら、抜き取り検査における抜き
取り枚数の減少には、計測誤差の増大という危険が伴
う。このため、抜き取り枚数を安易に減少させると、通
常の管理状態が確保されていないような場合に、半導体
デバイスの重ね合わせ精度が規格から外れる事態が生じ
得る。

【００１３】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、半導体デバイスの品質を保証しつ
つ、高い効率で重ね合わせ精度を検査することのできる
測定制御装置を提供することを第１の目的とする。ま
た、本発明は、半導体デバイスの品質を保証しつつ、高
い効率で重ね合わせ精度を検査することのできる測定制
御方法を提供することを第２の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ロット単位で製造される半導体デバイスの任意の層と、
その上に形成されるレジストパターンとの重ね合わせ精
度を測定する手法を制御する測定制御装置であって、半
導体デバイスの製造プロセスの安定性を判定する手段
と、前記製造プロセスの安定性に基づいて、重ね合わせ
精度の測定対象として単一ロットから抜き取られるり半
導体ウェハの枚数を決定する手段と、を供えることを特
徴とするものである。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の重
ね合わせ精度の測定制御装置であって、前記製造プロセ
スの安定性を判定する手段は、前記レジストパターンを
露光する露光装置の状態をモニタする手段を含むことを
特徴とするものである。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の重ね合わせ精度の測定制御装置であって、前記製
造プロセスの安定性を判定する手段は、製造プロセスの
安定時において、その製造プロセスの安定状態を表す特
性値を検出し、その特性値を基準データとして記録する
手段と、個々のロットが処理される際に前記特性値を検
出し、かつ、その特性値を前記基準データと比較する手
段と、その比較に結果に基づいて製造プロセスが安定し
ているか否かを判定する手段と、を含むことを特徴とす
るものである。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
何れか１項記載の重ね合わせ精度の測定制御装置であっ
て、半導体ウェハの抜き取り枚数を決定する前記手段
は、製造プロセスが安定していると判定される場合に前
記抜き取り枚数を２枚とし、製造プロセスが安定してい
ないと判定される場合に前記抜き取り枚数を３枚とする
手段を含むことを特徴とするものである。

【００１８】請求項５記載の発明は、ロット単位で製造
される半導体デバイスの任意の層と、その上に形成され
るレジストパターンとの重ね合わせ精度を測定する手法
を制御する測定制御方法であって、半導体デバイスの製
造プロセスの安定性を判定するステップと、前記製造プ
ロセスの安定性に基づいて、重ね合わせ精度の測定対象
として単一ロットから抜き取られるり半導体ウェハの枚
数を決定するステップと、を含むことを特徴とするもの
である。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項５記載の重
ね合わせ精度の測定制御方法であって、前記製造プロセ
スの安定性を判定するステップは、前記レジストパター
ンを露光する露光装置の状態をモニタするステップを含
むことを特徴とするものである。

【００２０】請求項７記載の発明は、請求項５または６
記載の重ね合わせ精度の測定制御方法であって、前記製
造プロセスの安定性を判定するステップは、製造プロセ
スの安定時において、その製造プロセスの安定状態を表
す特性値を検出し、かつ、検出された特性値を基準デー
タとして記録するステップと、個々のロットが処理され
る際に、前記特性値を検出し、かつ、検出された特性値
を前記基準データと比較するステップと、その比較に結
果に基づいて製造プロセスが安定しているか否かを判定
するステップと、を含むことを特徴とするものである。

【００２１】請求項８記載の発明は、請求項５乃至７の
何れか１項記載の重ね合わせ精度の測定制御方法であっ
て、半導体ウェハの抜き取り枚数を決定する前記ステッ
プは、製造プロセスが安定していると判定される場合に
前記抜き取り枚数を２枚とするステップと、製造プロセ
スが安定していないと判定される場合に前記抜き取り枚
数を３枚とするステップと、を含むことを特徴とするも
のである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。尚、各図において共通す
る要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略す
る。

【００２３】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１の半導体デバイス製造システムのブロック図を示
す。本実施形態のシステムは、ホストコンピュータ２０
を供えている。ホストコンピュータ２０には、露光装置
２２、現像装置２４、およびウェハ計測装置２６が接続
されている。また、露光装置２２およびウェハ計測装置
２６には、本実施形態のシステムの要部である制御ユニ
ット２８が接続されている。

【００２４】ホストコンピュータ２０は、半導体デバイ
スの製造工程を統括的に制御するためのコンピュータで
あり、製造システムに含まれる個々の製造装置に対し
て、個々のロットに応じた処理工程順序や処理条件プロ
グラムを提供する機能を有している。露光装置２２は、
写真製版用マスクを介して半導体ウェハの局所領域、す
なわち、１ショット領域を順次露光するいわゆるステッ
パーなどで構成されている。露光装置２２には、半導体
ウェハ上に予め形成されているアライメントマークを検
知して写真製版用マスクを半導体ウェハに精度良く重ね
合わせるためのアライメント調整機構をが設けられてい
る。

【００２５】現像装置２４は、露光装置２２によって露
光されたフォトレジストを現像するための装置である。
現像装置２４による現像が行われることにより、半導体
ウェハ上でフォトレジストが所望の形状にパターニング
される。ウェハ計測装置２６は、半導体ウェハ上に所定
の測定点において、半導体ウェハ上の下層パターンと、
その上にパターニングされたレジストパターンとの重ね
合わせ誤差を検出する装置である。

【００２６】制御ユニット２８は、ホストコンピュータ
２０に記録されている各種のデータや、露光装置２２で
用いられる各種のパラメータ、或いはウェハ計測装置２
６で検出される重ね合わせ誤差の大きさなどを取得する
ことができる。制御ユニット２８では、それらのデータ
に基づいて、重ね合わせ精度の測定を効率良く行うため
の処理が行われる。尚、図１では、便宜上制御ユニット
２８を独立したブロックで表しているが、制御ユニット
２８は、ホストコンピュータ２０やウェハ計測装置２６
に組み込んでもよい。

【００２７】図２は、図１に示す製造システムを用いて
半導体デバイスを製造する際に実行される基本的な処理
の流れを説明するためのフローチャートを示す。図２に
示すルーチンは、半導体デバイスの製造プロセスにおい
て、例えば第ｎレイヤーの加工が終了した後に、その上
に第ｎ＋１レイヤーを形成するために実行される。

【００２８】ステップ１００では、図示しないレジスト
塗布装置によって、半導体ウェハの表面にフォトレジス
トが塗布される。ステップ１０２では、フォトレジスト
の塗布されたウェハが露光装置２２にロードされる。

【００２９】ステップ１０４では、露光装置２２におい
て、例えば特開昭６１−４４４２９号公報などに開示さ
れる公知の手法で、ウェハアライメント、すなわち、半
導体ウェハと写真製版用マスクとを精度良く重ね合わせ
る処理が行われる。ステップ１０６では、上記のウェハ
アライメントで導出された位置を用いて露光処理が行わ
れる。

【００３０】ステップ１０８では、露光装置２２から現
像装置２４へ半導体ウェハがロードされ、露光済みのフ
ォトレジストが現像される。ステップ１１０では、ウェ
ハ計測装置２６によって、現像されたフォトレジスト
と、その下層のパターンとの重ね合わせ誤差が計測され
る。

【００３１】次に、図３を参照して、半導体デバイスの
量産工場におけるロットの種類について説明する。図３
は、半導体デバイスの量産工場で処理される複数のロッ
トを示す。図３に示すように、半導体デバイスの量産工
場で処理されるロットは、1stロット３０、先行ロット
３２、および通常ロット３４の３種類に分類することが
できる。

【００３２】1stロット３０は、工場に導入される新規
のデバイスの最初のロットである。従って、1stロット
３０は、新規のデバイスが工場に導入される際に各工程
で発生する。先行ロット３２は、1stロットから分割さ
れた数枚の半導体ウェハで構成されるロットである。先
行ロット３２は、通常、最大で３枚である。通常ロット
３４は、1stロット３０の後に製造ラインを流れるロッ
トである。従って、通常ロット３４には、時系列で処理
される複数のロットが含まれる。

【００３３】次に、図４および図５を参照して、本実施
形態の製造システムで実行される重ね合わせ精度の測定
方法について説明する。本実施形態の製造システムで
は、先ず、1stロットの処理の際に、図４に示すステッ
プ１１２の処理が実行される。ステップ１１２では、先
行ロット３２に含まれる全ての半導体ウェハ（最大３
枚）、または1stロット３０から抜き取った３枚の半導
体ウェハについて、以下に説明する項目（１−１）、
（１−２）、（２−１）、（２−２）、（３−３）が検
出され、それらがホストデータとしてホストコンピュー
タに記録される。

【００３４】（１−１）露光装置２２による露光の際に
用いられた配列パラメータから解析された残留データの
３Ｓ。尚、残留データは、具体的には、以下の手順で求
めることができる。すなわち、ＥＧＡ計測の結果を最小
二乗法で解析することにより０次（オフセット）および
１次（スケーリング、回転）の係数を求める。これらの
係数を用いて逆計算を行い、ここのデータの差分を導出
する。ここでは、それらのデータを残留データと呼ぶ。
フォトレジストの露光時には、ウェハ上に形成されてい
るアライメントマークの異常や、突発的な検出不良など
に起因して、マーク検出誤差が増大することがある。上
述した残留データの３Ｓは、そのようなマーク検出誤差
の増大をモニタするために検出される。

【００３５】（１−２）露光装置２２の内部で半導体ウ
ェハのステージが静停してから露光が開始されるまでの
時間（以下、「安定時間」と称す）の最大値。露光装置
２２は、半導体ウェハと写真製版用マスクとの位置合わ
せを行う際に、ステージの高速移動、減速、静停を順次
行い、次いで、ステージ位置を目標位置に追い込み、適
正な位置合わせの完了が判断された時点で露光を開始す
る。ステージの調整が不適切であると、ステージの静停
に移行した後、最後の判断が下されるまでの時間、すな
わち、上述した安定時間が長期化する。つまり、本実施
形態において、上記の安定時間はステージ異常をモニタ
するために検出される。

【００３６】（２−１）ウェハ計測装置２６により重ね
合わせ検査が行われることにより検出されるオフセッ
ト、スケーリング、回転、ショット−回転、およびショ
ット倍率データ。半導体ウェハ上に形成されるアライメ
ントマークは、例えば、形成条件の変動などに起因して
膜厚が変化することがある。また、そのアライメントマ
ークは、エッチング異常や、ＣＭＰの影響で変形するこ
とがある。アライメントマークにこのような膜厚変化や
変形が生ずると、露光装置２２によるマーク検出の際
に、大きな検出線形誤差が発生することがある。上記
（２−１）の項目は、そのようなマーク検出線形誤差の
増大をモニタするために検出される。

【００３７】（２−２）ウェハ計測装置２６により重ね
合わせ検査が行われることにより検出される残渣解析の
３Ｓ。残渣解析の３Ｓは、プロセスの非線形誤差の変動
をモニタするために検出される。

【００３８】（３−１）ウェハ計測装置２６による重ね
合わせ検査によって得られたオフセット、スケーリン
グ、回転、ショット−回転、およびショット倍率と、露
光装置２２が露光処理の際に使ったオフセット、スケー
リング、回転、ショット−回転、およびショット倍率と
の差を表すデータ。本実施形態において、それらのデー
タは、露光装置２２の変動線形誤差をモニタするために
検出される。

【００３９】ところで、上述した各項目は、露光装置２
２や、その他のプロセス条件が安定した後にホストコン
ピュータに計上することが必要である。従って、製造シ
ステムに装置異常が生じたり、或いは、プロセス条件等
に変更が生じた後は、再びそれらの項目をホストコンピ
ュータに計上することが必要である。

【００４０】次に、本実施形態の製造システムが通常ロ
ット３４に対して行う一連の処理について説明する。通
常ロット３４に対しては、図４に示すステップ１１４以
降の処理が実行される。ステップ１１４では、露光装置
２２によって、通常ロットに属する半導体ウェハに塗布
されているフォトレジストの露光が行われる。また、本
ステップでは、通常ロットの半導体ウェハを露光する際
に用いられた配列パラメータから解析される残留データ
の３Ｓと、その露光の開始前に要した安定時間とが検出
される。それらの検出値（以下、「露光時取得データ」
と称す）は、ホストデータとして記録されている（１−
１）および（１−２）のデータと比較される。そして、
下記表１に示すＮＧ判定表に従って、今回の検査対象で
ある通常ロット３４が規格を満たしているか否かが判別
される。

【００４１】

【表１】

【００４２】上記ステップ１１４の処理により、露光時
取得データが規格を満たしていると判別される場合は、
通常ロット３４の製造プロセスが安定しており、かつ、
露光装置２２が安定していると判断できる。この場合、
以後、ロットからの抜き取り数を２枚とする検査（以
下、「２枚簡易検査」と称す）を進めるべく、ステップ
１１６の処理が行われる。

【００４３】一方、上記ステップ１１４の処理により、
露光時取得データが規格を満たしていないと判別される
場合は、通常ロット３４の製造プロセスが不安定である
と判断できる。この場合、現ロットについて抜き取り数
を３枚とする検査（以下、「３枚通常検査」と称す）を
行うべく、以後、ステップ１１８の処理が行われる（実
線と破線の矢印で示す経路参照）。また、この場合、後
続の通常ロットに対してはステップ１２２以降の処理が
実行される（実線の矢印で示す経路参照）。尚、上記ス
テップ１１４で処理された通常ロット３４のように、検
査の過程で何らかのＮＧ判定がなされたロットを、以
下、「ＮＧロット」と称す。

【００４４】ステップ１１６では、通常ロット３４を対
象として２枚簡易検査が行われる。より具体的には、通
常ロット３４から抜き出された２枚の半導体ウェハを対
象として、ウェハ計測装置２６によって重ね合わせ精度
が検出される。そして、その測定値に基づくＡｖ＋３Ｓ
の値が予め定められている規格を満たすか否かが判別さ
れる。その結果、Ａｖ＋３Ｓが規格を満たしていると判
別された場合は、次にステップ１２０の処理が実行され
る（実線の矢印で示す経路参照）。

【００４５】一方、２枚簡易検査によって、現ロットの
重ね合わせ精度が規格外であると判別された場合は、そ
のＮＧロットについて３枚通常検査を行うべく、以後、
ステップ１１８の処理が行われる（実線と破線の矢印で
示す経路参照）。また、この場合、後続の通常ロットに
ついては、ステップ１２２以降の処理が実行される（実
線の矢印で示す経路参照）。

【００４６】ステップ１２０では、２枚簡易検査でＯＫ
と判断されたロットを対象として、上述した項目（２−
１）、（２−２）および（３−１）が検出される。それ
らの検出値（以下、「計測後取得データ」と称す）は、
それぞれ対応するホストデータと比較される（破線の矢
印で示す経路参照）。そして、下記表２に示すＮＧ判定
表に従って、計測後取得データが規格を満たしているか
否かが判別される。

【００４７】

【表２】

【００４８】上記ステップ１２０の処理により、計測後
取得データが規格を満たしていると判別される場合は、
２枚簡易検査で品質保証が行える程度に通常ロット３４
の製造プロセスが十分に安定していると判断できる。こ
の場合、後続の通常ロット３４については、現ロットの
場合と同様の処理により、すなわち、ステップ１１４以
降の処理により、重ね合わせ精度の測定が行われる。一
方、計測後取得データが規格外であると判別される場合
は、後続の通常ロットについてはステップ１２２以降の
処理が実行される。

【００４９】ステップ１２２では、後続の通常ロットの
中から、以下に示すまたはの条件を満たすロットが
検索される。それらの条件を満たす後続ロットに対して
はステップ１２４以降の処理が実行される。 上記ステップ１１４、１１６、または１２０でＮＧロ
ットと判断されたロットと品種が同じであり、かつ、そ
のＮＧロットと同じ工程を経て露光処理に到達したロッ
ト。 上記のＮＧロットを処理した露光装置２２によって処
理された履歴を有するロット。

【００５０】ステップ１２４では、後続ロットを対象と
して、上記ステップ１１４と同様の処理が実行される。
すなわち、後続ロットについての露光時取得データがホ
ストデータと比較され、上記表１に従ってＯＫまたはＮ
Ｇの判定が成される。その結果、露光時取得データが規
格を満たしていると判別される場合は、以後、ステップ
１１８以降の処理が実行される。一方、露光時取得デー
タが規格を満たしていないと判別される場合は、ロット
処理が中止され、異常原因の調査が行われる（ステップ
１２６）。

【００５１】以下、図５を参照して、ステップ１１８の
処理、およびそれに続く処理の内容について説明する。
ステップ１１８では、通常ロット３４を対象として３枚
通常検査が行われる。より具体的には、通常ロット３４
から抜き出された３枚の半導体ウェハを対象として、ウ
ェハ計測装置２６によって重ね合わせ精度が検出され
る。そして、その測定値に基づくＡｖ＋３Ｓの値が予め
定められている規格を満たすか否かが判別される。その
結果、Ａｖ＋３Ｓが規格を満たしていると判別された場
合は、次にステップ１２８の処理が実行される。一方、
３枚通常検査によりＮＧ判定が成された場合は、ロット
処理が中止され、異常原因の調査が行われる（ステップ
１３０）。

【００５２】ステップ１２８では、半導体デバイスの製
造プロセスが正常であること、および露光装置２２が正
常であることがホストコンピュータに計上される。以
下、上記の処理により計上されるデータを「ＯＫデー
タ」と称す。本ステップでは、更に、今回の処理対象で
ある通常ロット３４と品種および加工工程が同じロット
に関して連続して３回のＯＫデータが計上されたか否
か、および、今回の処理対象である通常ロット３４を処
理した露光装置で処理された履歴のあるロットに関して
連続して３回のＯＫデータが計上されたか否かが判別さ
れる。そして、それらの条件が共に成立する場合は、後
続ロットの検査方法が２枚簡易検査とされる（ステップ
１３２）。

【００５３】上述した重ね合わせ精度の測定方法によれ
ば、半導体デバイスの製造プロセスが安定しており、か
つ、露光装置２２の状態が安定している場合には、通常
ロット３４の重ね合わせ検査を２枚簡易検査で行うこと
ができる。また、製造プロセスや露光装置２２に不安定
な傾向が見られる場合には、通常ロット３４の重ね合わ
せ検査を３枚通常検査で行うことができる。このため、
本実施形態の測定方法によれば、通常ロット３４に含ま
れる半導体ウェハの品質保証を確保しつつ、重ね合わせ
検査の効率を高めることができる。

【００５４】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。請求項１
または５記載の発明によれば、半導体デバイスの製造プ
ロセスが安定している場合には少ない抜き取り枚数で重
ね合わせの精度を測定し、かつ、その製造プロセスが安
定していない場合は、抜き取り枚数を増やして、より厳
密に重ね合わせの精度を測定することができる。従っ
て、本発明によれば、半導体デバイスの品質保証を確保
しつつ、効率よく重ね合わせ精度の測定を行うことがで
きる。

【００５５】請求項２または６記載の発明によれば、半
導体ウェハの抜き取り枚数を、露光装置の状態を考慮し
たうえで決定することができる。

【００５６】請求項３または７記載の発明によれば、製
造プロセスの安定時に検出された基準データと、個々の
ロットの処理時に検出された特性値とを比較すること
で、製造プロセスが安定しているか否かを容易かつ正確
に判定することができる。

【００５７】請求項４または８記載の発明によれば、製
造プロセスの安定状態に応じて半導体ウェハの抜き取り
枚数を２枚或いは３枚とすることで、半導体デバイスの
品質保証と、重ね合わせ検査の効率化とを、適正に両立
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の半導体デバイス製造
システムのブロック図である。

【図２】 図１に示す製造システムを用いて半導体デバ
イスを製造する際に実行される基本的な処理の流れを説
明するためのフローチャートである。

【図３】 半導体デバイスの量産工場で処理されるロッ
トの種類を説明するための図である。

【図４】 図１に示す製造システムで実行される重ね合
わせ精度の測定方法の特徴部を説明するためのフローチ
ャート（その１）である。

【図５】 図１に示す製造システムで実行される重ね合
わせ精度の測定方法の特徴部を説明するためのフローチ
ャート（その２）である。

【図６】 ロット単位で製造される半導体デバイスの重
ね合わせ精度を測定する従来の抜き取り検査の手法を説
明するための図である。

【図７】 抜き取り検査で測定し得る重ね合わせ精度
と、全数検査で測定し得る重ね合わせ精度との差を、抜
き取り検査の抜き取り数をパラメータとして表した図で
ある。

【符号の説明】

２０ ホストコンピュータ、 ２２ 露光装置、
２４ 現像装置、２６ ウェハ計測装置、 ２８ 制
御ユニット、 ３０ 1stロット、３２ 先行ロッ
ト、 ３４ 通常ロット。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロット単位で製造される半導体デバイス
   の任意の層と、その上に形成されるレジストパターンと
   の重ね合わせ精度を測定する手法を制御する測定制御装
   置であって、 半導体デバイスの製造プロセスの安定性を判定する手段
   と、 前記製造プロセスの安定性に基づいて、重ね合わせ精度
   の測定対象として単一ロットから抜き取られる半導体ウ
   ェハの枚数を決定する手段と、 を供えることを特徴とする重ね合わせ精度の測定制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記製造プロセスの安定性を判定する手
   段は、前記レジストパターンを露光する露光装置の状態
   をモニタする手段を含むことを特徴とする請求項１記載
   の重ね合わせ精度の測定制御装置。
3. 【請求項３】 前記製造プロセスの安定性を判定する手
   段は、 製造プロセスの安定時において、その製造プロセスの安
   定状態を表す特性値を検出し、その特性値を基準データ
   として記録する手段と、 個々のロットが処理される際に前記特性値を検出し、か
   つ、その特性値を前記基準データと比較する手段と、 その比較に結果に基づいて製造プロセスが安定している
   か否かを判定する手段と、 を含むことを特徴とする請求項１または２記載の重ね合
   わせ精度の測定制御装置。
4. 【請求項４】 半導体ウェハの抜き取り枚数を決定する
   前記手段は、製造プロセスが安定していると判定される
   場合に前記抜き取り枚数を２枚とし、製造プロセスが安
   定していないと判定される場合に前記抜き取り枚数を３
   枚とする手段を含むことを特徴とする請求項１乃至３の
   何れか１項記載の重ね合わせ精度の測定制御装置。
5. 【請求項５】 ロット単位で製造される半導体デバイス
   の任意の層と、その上に形成されるレジストパターンと
   の重ね合わせ精度を測定する手法を制御する測定制御方
   法であって、 半導体デバイスの製造プロセスの安定性を判定するステ
   ップと、 前記製造プロセスの安定性に基づいて、重ね合わせ精度
   の測定対象として単一ロットから抜き取られるり半導体
   ウェハの枚数を決定するステップと、 を含むことを特徴とする重ね合わせ精度の測定制御方
   法。
6. 【請求項６】 前記製造プロセスの安定性を判定するス
   テップは、前記レジストパターンを露光する露光装置の
   状態をモニタするステップを含むことを特徴とする請求
   項５記載の重ね合わせ精度の測定制御方法。
7. 【請求項７】 前記製造プロセスの安定性を判定するス
   テップは、 製造プロセスの安定時において、その製造プロセスの安
   定状態を表す特性値を検出し、かつ、検出された特性値
   を基準データとして記録するステップと、 個々のロットが処理される際に、前記特性値を検出し、
   かつ、検出された特性値を前記基準データと比較するス
   テップと、 その比較に結果に基づいて製造プロセスが安定している
   か否かを判定するステップと、 を含むことを特徴とする請求項５または６記載の重ね合
   わせ精度の測定制御方法。
8. 【請求項８】 半導体ウェハの抜き取り枚数を決定する
   前記ステップは、製造プロセスが安定していると判定さ
   れる場合に前記抜き取り枚数を２枚とするステップと、 製造プロセスが安定していないと判定される場合に前記
   抜き取り枚数を３枚とするステップと、 を含むことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項記
   載の重ね合わせ精度の測定制御方法。