JP2003282428A - 工程エラー測定方法及び装置とこれを利用したオーバーレー測定方法及び装置 - Google Patents

工程エラー測定方法及び装置とこれを利用したオーバーレー測定方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工程エラーを最少化するための工程エラー測
定方法及び装置と、これを利用したオーバーレー測定方
法及び装置を提供する。 【解決手段】 工程エラー測定方法ではまず、所定の単
位工程が完了された被測定物上に少なくとも２つの領域
を指定する（Ｓ１０）。各領域で工程エラー値を各々出
力する（Ｓ１２）。工程エラー値から各領域での補正値
を各々計算する（Ｓ１４）。計算された補正値を以前に
工程を実施した単位工程装置にフィードバックする（Ｓ
１６）。各工程エラー値はマージされ、一つのファイル
を生成して出力する。したがって、被測定物上の領域別
に補正値を各々反映することにより、単位工程時に被測
定物の各領域別に発生する工程不良を最少化することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工程エラー測定方
法及び装置に関するものであり、より詳細には、フォト
リソグラフィ工程により形成されたフォトレジストパタ
ーンのオーバーレー測定を含む半導体工程における工程
エラー測定方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体産業で競争力強化のための方法と
して、高い生産収率を保障することができる各単位工程
が開発され、同時に各単位工程での工程エラーを測定す
る方法及び装置も活発に研究されている。特に、核心半
導体製造工程のうちの一つであるフォトリソグラフィ工
程の場合も工程条件の変化が頻繁であって、これに対処
することができる工程開発、ならびにこれを実施するた
めの装置開発を必要とする。
【０００３】フォトリソグラフィ工程時に考慮すべき問
題点のうちの一つは、露光及び現像により形成されるフ
ォトレジストパターンのミスアライン（ｍｉｓａｌｉｇ
ｎ）である。半導体装置の高集積化によるアラインマー
ジン（ａｌｉｇｎ ｍａｒｇｉｎ）の縮小、ならびにウ
ェーハの大口径化などにより正確なアラインが段々困難
になり、ミスアラインはさらに深刻な問題点になってい
る。前記ミスアラインの不良を防止するために、ウェー
ハに形成されているフォトレジストパターンの整列度を
確認する作業であるオーバーレー測定工程の最適化が必
ず必要とされる。
【０００４】従来のオーバーレー測定方法を説明する
と、まず、ウェーハ上にフォトレジストパターンを形成
し、下部パターン層と重畳された位置を測定する。この
時、ウェーハの各セルに形成されたパターン層は非常に
複雑であり、重畳された程度（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を
測定することができないので、ウェーハのスクライブラ
イン上に付加されたアラインマークで重畳度が測定され
る。一般に、重畳度の測定は一つのウェーハに備えられ
るショット（ｓｈｏｔ）の個数の３０から４０％程度の
個数ほどに対して実施する。また、ウェーハの局部的な
領域ではなく、ウェーハの全領域が含まれるように測定
されるアラインメントマークを指定する。
【０００５】前記ウェーハ上に形成されているアライン
メントマークで測定された各重畳度を回帰分析してオー
バーレーデータを検出する。オーバーレーデータはウェ
ーハ及びレティクルにおいてＸ、Ｙ方向への傾斜した程
度及び回転程度を示すデータである。前記のように検出
されたオーバーレーデータを使用してオーバーレー補正
値を計算し、オーバーレー補正値を露光装置にフィード
バックして、以後に工程が実施されるウェーハでミスア
ライン不良が発生しないようにする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来の方法によりオーバーレーを測定する場合、いくつ
か問題点を有する。第一に、オーバーレー補正値を露光
装置にフィードバックして反映しても、ウェーハの全領
域でミスアライン不良を防止することが困難である。
【０００７】これを詳細に説明すると、同一の露光条件
でウェーハ上に露光工程を実施しても、ウェーハ上には
ミスアラインメント不良が発生する領域があり、一方、
ミスアラインメントが発生しない領域がある。これはオ
ーバーレー補正値がウェーハの所定領域では正確に反映
されてミスアラインメントが発生しないが、その他の領
域ではオーバーレー補正値が有効でないという結果を示
す。このような現象はウェーハが大口径化されると、さ
らに激しくなる。
【０００８】第二に、一つのウェーハで一つのショット
の大きさに対してのみ重畳度測定が可能であるので、ウ
ェーハの縁部にノーマルショット（ｎｏｒｍａｌ ｓｈ
ｏｔ）の１／２の大きさを有するショット（以下、１／
２ショット）に対しては重畳度測定が不可能である。
【０００９】ウェーハの大口径化によりウェーハの縁部
に形成される１／２ショットの数は多くなったが、この
ような１／２ショットの重畳度を全く確認しない状態で
工程が進行されるので、不良発生の可能性が大きい。し
たがって、本発明の第一の目的は、工程不良を最少化す
るための工程エラー測定方法を提供することにある。
【００１０】本発明の第二の目的は、工程不良を最少化
するための工程エラー測定装置を提供することにある。
また、本発明の第三の目的は、ミスアラインメント不良
を最少化するためのオーバーレー測定方法を提供するこ
とにある。また、本発明の第四の目的は、ミスアライン
メント不良を最少化するためのオーバーレー測定装置を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した第一の目的を達
成するための本発明の工程エラー測定方法では、所定の
単位工程が完了された被測定物上に少なくとも２つの領
域を指定する。各領域で工程エラー値を各々検出する。
工程エラー値から各領域での補正値を各々計算する。計
算された補正値を以前に単位工程が実施された単位工程
装置にフィードバックする。
【００１２】前記各領域で検出された工程エラー値はマ
ージされ、一つのファイルに生成されて検出される。上
述した第二の目的を達成するための本発明の工程エラー
測定装置は、所定の単位工程が完了された被測定物に少
なくとも２つの領域を指定して入力するための領域入力
部と、領域入力部に入力された各領域での工程エラー値
を各々検出する検出部と、検出部で検出された工程エラ
ー値から各領域での補正値を各々計算する補正部と、補
正部で計算された補正値を以前に単位工程が実施された
単位工程装置にフィードバックするデータ転送部とを備
える。
【００１３】前記工程エラー測定方法及び装置による
と、被測定物上の各領域別に工程エラー値を検出し、各
領域別に補正値を計算することができる。そのために、
単位工程を実施する時に各領域別に補正値を各々反映す
ることにより、単位工程時に被測定物上の領域別に発生
する工程不良を最少化することができる。
【００１４】また、上述した第３の目的を達成するため
の本発明のオーバーレー測定方法では、露光工程が実施
されたウェーハ上に少なくとも２つの領域を指定する。
各領域でサンプリングされたショットの所定部位に備え
られるアラインメントマークを各々測定する。各領域で
収得されたデータを別に集めて各々オーバーレーデータ
を検出する。各オーバーレーデータに対して各々オーバ
ーレー補正値を計算する。計算された各オーバーレー補
正値を露光装置にフィードバックする。
【００１５】また、上述した第四の目的を達成するため
の本発明のオーバーレー測定装置は、露光工程が実施さ
れたウェーハ上に少なくとも２つの領域を任意に指定し
て入力するための領域入力部と、領域入力部に入力され
た各領域でのサンプリングされたショットの所定部位に
備えられるアラインメントマークの重畳度を各々測定す
る測定部と、測定部で測定された各領域での重畳度を別
に集めて各々オーバーレーデータを検出するオーバーレ
ー検出部と、オーバーレー検出部で検出された各オーバ
ーレーデータに対して各々オーバーレー補正値を計算す
るオーバーレー補正部と、オーバーレー補正部で計算さ
れた各オーバーレー補正値を露光装置にフィードバック
するためのデータ転送部とを備える。
【００１６】したがって、ウェーハ上の各領域別にオー
バーレーデータを検出し、各領域別にオーバーレー補正
値を計算することができる。ゆえに、露光工程を実施す
る時に各領域別にオーバーレー補正値を各々反映するこ
とにより、露光工程時にウェーハ領域別に発生するミス
アラインメント不良を最少化することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の望
ましい実施例を詳細に説明する。図１は、本発明の一実
施例による工程エラー測定方法を説明するための工程図
である。まず、所定の単位工程が完了された被測定物上
に少なくとも２つの領域を指定する（Ｓ１０）。被測定
物はウェーハを含む。被測定物上の領域は、各領域別に
発生するエラーの分布により作業者が指定することがで
きる。
【００１８】具体的に、被測定物上の領域は被測定物上
の中心部位及び周辺部位に分けて指定することができ
る。前記のような領域指定は一般に、被測定物の中心部
位及び周辺部位で単位工程時に発生する工程エラーの分
布度が相異することに起因する。また、被測定物上の領
域は以前の単位工程実施時のヒストリデータから抽出さ
れたエラー分布度の正規分布で所定の偏差範囲以内にあ
る領域と、偏差範囲を外れる領域とに分けて指定するこ
とができる。
【００１９】前記指定された各領域で工程エラー値を各
々検出する（Ｓ１２）。ここで、各領域での工程エラー
値はマージされ、一つのファイルが生成され出力され
る。即ち、一つの被測定物に該当するファイルが一つに
管理されるようにする。工程エラー値を検出するために
は、まず、被測定物上の各領域で測定しなければならな
い複数の部位をサンプリングし、サンプリングされた部
位でエラーデータを測定する。続いて、測定されたエラ
ーデータから各領域別に工程エラー値を計算する。ここ
で、各領域でサンプリングされた複数の部位は、被測定
物の全体にわたって均一に分布するようにする。即ち、
各領域で単位面積当りのサンプリングされた部位の個数
が所定領域で過多に偏重されないようにする。
【００２０】前記検出された工程エラー値から各領域別
に補正値を各々計算する（Ｓ１４）。前記各領域で収得
された工程エラー値に各々加重値を付与して、前記被測
定物全体領域に該当する工程エラー値をさらに検出し、
被測定物全体領域に該当する補正値をさらに計算するこ
ともできる。
【００２１】前記計算された補正値を以前に単位工程が
実施された単位工程装置にフィードバックする（Ｓ１
６）。したがって、単位工程装置は各領域での補正値を
各々適用し、各領域別に相異に補正された条件を使用し
て、後続で工程が実施される被測定物に単位工程を実施
する。
【００２２】図２は、本発明の一実施例による工程エラ
ー測定装置を示すブロック図である。所定の単位工程が
完了された被測定物上に少なくとも２つの領域を指定し
て入力するための領域入力部１２が備えられる。前記領
域入力部１２に入力された各領域で工程エラー値を各々
検出する検出部１４が備えられる。検出部１４は各領域
で工程エラー値を検出し、検出された工程エラー値をマ
ージして一つのファイルに生成する。したがって、一つ
の被測定物に該当する前記工程エラー値は一つのファイ
ルに管理される。
【００２３】前記検出部１４は被測定物上の各領域で工
程エラーデータを測定するための複数の部位をサンプリ
ングし、サンプリングされた部位で各々エラーデータを
測定する測定部１４ａと、測定部１４ａから測定された
エラーデータが入力され、各領域での工程エラー値を計
算する計算部１４ｂとから構成される。計算部１４ｂは
計算された各領域での工程エラー値に各々加重値を付与
して、被測定物上の全体領域に該当する工程エラー値を
さらに計算するように備えられる。
【００２４】計算部１４ｂで検出された工程エラー値か
ら各領域での補正値を各々計算する補正部１６が備えら
れる。補正部１６は被測定物上の全体領域に該当する工
程エラー値の入力を受け、被測定物上の全体領域に該当
する補正値をさらに計算するように備えられる。
【００２５】補正部１６で計算された補正値を以前に単
位工程が実施された単位工程装置にフィードバックする
データ転送部１８を備える。上述した方法及び装置を利
用して、被測定物上の各領域別に工程エラー値を検出
し、各領域別に補正値を計算することができる。ゆえ
に、単位工程を実施する時に、各領域別に補正値を各々
反映することにより、単位工程時に被測定物上の各領域
別に発生する工程不良を最少化することができる。
【００２６】以下では、前述した工程エラー測定方法及
び装置を半導体製造工程におけるフォトのオーバーレー
測定時に適用して詳細に説明する。図３は、半導体製造
工程におけるフォト工程を実施するための装置を示すブ
ロック図を示す。
【００２７】写真装備２０はコーティング処理部２２
と、アラインメント及び露光処理部２４と、現像処理部
２６とを含む。写真装備２０はウェーハＷ上にフォトレ
ジスト膜をコーティングし、フォトレジスト膜の所定部
位を露光してフォトレジストパターンを形成する。写真
装備２０で形成されたフォトレジストパターンをエッチ
ングマスクに使用することにより、半導体素子に使用さ
れる各パターン層を形成することができる。
【００２８】ゆえに、フォト工程は半導体素子の重要な
製造工程であって、生産収率に莫大な影響を及ぼす重要
な核心工程であると言える。フォト工程は、大きくコー
ティング工程と、アラインメント及び露光工程と、現像
工程とに区分される。
【００２９】コーティング処理部２２では、ウェーハ表
面の湿気を除去し、塗布されるフォトレジストとウェー
ハ表面との密着性を増加させるために、プリベーク工程
と、高圧純水とブラシを利用してウェーハ表面の不純物
を除去するスクラビング工程とを実施し、さらに均一の
コーティングのためのスピン工程、ならびにソルベント
を揮発させ、フォトレジストを硬化させるソフトベーク
工程などを実施する。
【００３０】アラインメント及び露光処理部２４では、
ステッパの基準マークによりレティクルを整列させ、ウ
ェーハとレティクルを整列させるプリアラインメント工
程、ウェーハのフラットゾーンを固定させるアラインメ
ント工程、ならびに露出量を決定してフォトレジストを
露光させる露光工程などを実施する。
【００３１】現像処理部２６では、定在波効果を除去す
るポスト露光工程、ＵＶ光と反応した部分を選択的に除
去する現像工程、ならびにウェーハに残留したフォトレ
ジストパターンが十分に熱的環境に耐えることができる
ように硬化させるハードベーク工程などを実施する。
【００３２】写真装備２０を通じてウェーハＷ上にフォ
トレジストパターンを形成させた後に、オーバーレー測
定装置２８は下部パターン層との重畳度を測定してオー
バーレーデータを検出し、オーバーレーデータにより計
算された補正値をフィードバックする。オーバーレー測
定はフォトレジストパターンが正確な位置に形成された
か否かを確認する作業として、フォトミスアラインメン
ト不良を防止するために必ず必要とする作業である。
【００３３】しかし、セル領域では重畳された膜の全て
のパターンを比較して重畳度を測定することはできな
い。したがって、ウェーハＷ上のスクライブ領域にアラ
インメントマークを形成し、アラインメントマークで重
畳度を確認して、オーバーレーデータを検出する。本発
明の一実施例によるオーバーレー測定装置は露光工程が
実施されるウェーハ上に少なくとも２つの領域を指定
し、各領域で測定されたアラインメントマークの重畳度
でオーバーレーデータを各々検出する。
【００３４】図４を参照して、オーバーレーデータにつ
いて説明する。前記オーバーレーデータは、ウェーハの
指定された位置（例えば、中心）から各マーク３０の中
心部までの距離であるｘ、ｙと、ウェーハＷ上に形成さ
れたアラインメントマークで下部パターン層に形成され
た外側マーク３０ａと上部パターン層に形成された内側
マーク３０ｂとの間のｄｘ／ｄｙを測定した後、データ
に関する回帰分析を通じて抽出することができる。
【００３５】前記オーバーレーデータは、ウェーハ関連
パラメーターに区分される。ウェーハ関連パラメーター
はウェーハアラインメントが傾斜した程度を示すパラメ
ーターであり、レティクル関連パラメーターはレティク
ルアラインメントが傾斜した程度を示すパラメーターで
ある。図５から図７はウェーハ関連パラメーターの概念
を示す模式図であり、図８及び図９はレティクル関連パ
ラメーターの概念を示す模式図である。
【００３６】（１）ウェーハ関連パラメーター オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）；アラインメントパターン
が左右及び上下にずれた程度（図５） スケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）；レンズによりウェー
ハ上のパターンが左右及び上下に拡大された程度（図
６） 回転（Ｒｏｔａｔｉｏｎ）；アラインメントパターンの
軸がアラインメント基準軸に対して傾斜した程度（図
７） 直交（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ）；ウェーハのアラ
インメント軸が互いに傾斜した程度
【００３７】（２）レティクル関連パラメーター レティクル回転（ｒｅｔｉｃｌｅ ｒｏｔａｔｉｏ
ｎ）；レティクルが不正確にセッティングされアライン
メントパターンの軸がアラインメント基準軸に対して傾
斜した程度（図８） レティクル縮小（ｒｅｔｉｃｌｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏ
ｎ）；レティクルが不正確にセッティングされウェーハ
上のパターンが左右及び上下に拡大された程度（図９）
【００３８】図１０を参照して、本発明の一実施例によ
るオーバーレー測定方法を説明する。露光工程が実施さ
れたウェーハ上に少なくとも２つの領域を指定する（Ｓ
３０）。図１１に示すように、前記領域は露光工程時に
使用されるショットのステップピッチ（ｓｔｅｐ ｐｉ
ｔｃｈ）を基準にして指定した。ここで、ショットは１
回露光を意味し、ステップピッチとは各ショットにおけ
るＸ、Ｙ方向への大きさを意味する。
【００３９】勿論、所定の膜が形成されているウェーハ
上にフォト工程を実施する時に使用されるショットのス
テップピッチは同一である。しかし、ウェーハの形状が
円板形であるので、四角形の形状を有するショットを適
用すると、ウェーハの縁部位にはノーマルショットのス
テップピッチの１／２の大きさを有する領域がある。し
たがって、ステップピッチを基準にし、ノーマルのショ
ットのステップピッチを有する領域Ａと、ノーマルのシ
ョットのステップピッチの１／２の大きさを有する領域
Ｂとに指定することができる。
【００４０】図１２に示すように、前記領域はウェーハ
の中心部位Ａ及び周辺部位Ｂに分けて指定した。ウェー
ハの中心部位と周辺部位は同一の露光条件で露光を実施
しても、ミスアラインメント程度の差異が発生する。経
験的に、ウェーハの中心部位に比べて周辺部位でミスア
ラインメント不良が多く発生する。このような点を考慮
して、前記領域をウェーハの中心部位及び周辺部位に分
けて指定する。
【００４１】図示しなかったが、前記領域は以前のフォ
ト工程実施時のオーバーレー測定によるヒストリデータ
から抽出されたオーバーレーデータのエラー分布度の正
規分布で所定の偏差範囲以内の領域と、偏差範囲を外れ
る領域とに分けて指定することができる。
【００４２】その他にも、ウェーハ上の領域指定はステ
ップピッチの大きさ、ウェーハの中心部位及び周辺部
位、またはオーバーレーデータのエラー分布度などを全
て反映して少なくとも２つの領域に指定することができ
る。前記指定された各領域で測定すべきショット（ｓｈ
ｏｔ）をサンプリングし、サンプリングされたショット
に備えられるアラインメントマークの重畳度を各々測定
する（Ｓ３２）。
【００４３】前記ウェーハ上に形成された複数のアライ
ンメントマーク全てに対して重畳度を測定することは長
時間が所要とされるので、ウェーハ上に形成されている
アラインメントマークの約３０から４０％をサンプリン
グして重畳度を測定する。ここで、サンプリングされる
アラインメントマークはウェーハの全領域に分布される
ように指定する。即ち、各領域で単位面積当りのサンプ
リングされたショットの個数が所定領域に過多に偏重さ
れないようにする。アラインメントマークの重畳度は、
ウェーハの指定された位置（例えば、中心）から各マー
クの中心部までの距離であるｘ、ｙと、各マークで下部
パターン層に形成された外側マークと上部パターン層に
形成された内側マークとの間のｄｘ、ｄｙとを各々測定
した値を意味する。万一、ステップピッチが異なる１／
２ショットにより構成される領域がある場合には、ステ
ップピッチによる重畳度を測定する。
【００４４】前記アラインメントマークから測定された
重畳度を各領域別に集めて、各領域でのオーバーレーデ
ータを検出する（Ｓ３４）。前記オーバーレーデータ
は、前述したウェーハ関連パラメーターとレティクル関
連パラメーターである。
【００４５】前記ウェーハ関連パラメーターは、各領域
で測定されたｘ、ｙ、ｄｘ、ｄｙ値を基礎にして、次の
数式（１）、（２）を満足させるＸｏｆｆ、Ｘｓｃａ、
Ｘｒｏｔ、Ｙｏｆｆ、Ｙｓｃａ、Ｙｒｏｔ値の回帰分析
により求められる。これら各値は、ウェーハ関連パラメ
ーターであるＸ方向オフセット、Ｘ方向スケーリング、
Ｘ方向回転、Ｙ方向オフセット、Ｙ方向スケーリング及
びＹ方向回転を各々示す。
【００４６】 ｄｘ＝Ｘｏｆｆ＋Ｘｓｃａ＊ｘ−Ｘｒｏｔ＊ｙ （１） ｄｙ＝Ｙｏｆｆ＋Ｙｓｃａ＊ｙ−Ｘｒｏｔ＊ｘ （２）
【００４７】前記レティクル関連パラメーターは、次の
数式（３）、（４）を満足させるＸｒｅｄ、Ｘｒｏｔ、
Ｙｒｅｄ、Ｙｒｏｔの回帰分析により求められる。これ
ら各値はレティクル関連パラメーターであるＸ方向縮
小、Ｘ方向回転、Ｙ方向縮小及びＹ方向回転を各々示
す。
【００４８】前記レティクル関連パラメーターを計算す
るために代入されるｘ、ｙ値は、ショット領域一つに備
えられる複数個のアラインメントマークにおいて、ショ
ット領域の中心に備えられるアラインメントマークを基
準にして、各アラインメントマークまでのｘ方向及びｙ
方向への距離を意味する。
【００４９】 ｄｘ＝Ｘｏｆｆ＋Ｘｒｅｄ＊ｘ−Ｘｒｏｔ＊ｙ （３） ｄｙ＝Ｙｏｆｆ＋Ｙｒｅｄ＊ｙ−Ｘｒｏｔ＊ｘ （４）
【００５０】ここで、アラインメントマークから測定し
た重畳度データは、各領域別に集めてオーバーレーデー
タを抽出するために、図１３に示すように、ウェーハ上
に区分された領域の個数ほど各々検出される。即ち、前
記の数式（１）から（４）は、区分された領域の個数ほ
ど適用される。また、ウェーハの領域別にショットのス
テップピッチが相異する場合にも、前記の数式（１）か
ら（４）が各々適用されることにより、オーバーレーデ
ータを検出することができる。したがって、一つのウェ
ーハで一つのオーバーレーデータのみが検出されるもの
ではなく、各領域別にオーバーレーデータを各々検出す
ることができる。
【００５１】各領域別に検出されたオーバーレーデータ
に各々加重値を付与して、ウェーハ全領域に該当するオ
ーバーレーデータをさらに検出する。加重値は各領域内
でサンプリングされたアラインメントマークの個数など
を基準にして、各オーバーレーデータに対して指定する
ことができる。具体的に、ウェーハ全領域に該当するオ
ーバーレーデータは、全オーバーレーデータを１００％
に置いて、これに対する各領域のオーバーレーデータが
該当する％を指定して、ウェーハ及びレティクルに対す
るパラメーターを計算したデータである。例えば、領域
指定をステップピッチの大きさにより指定する場合であ
れば、ノーマルショットのステップピッチを有する領域
を９０％に加重値を置いて、１／２ショットのステップ
ピッチを有する領域を１０％に加重値を置いて、ウェー
ハ全領域に該当するオーバーレーデータをさらに検出す
ることができる。
【００５２】一つのウェーハに該当する各領域別オーバ
ーレーデータ、ならびに全領域に該当するオーバーレー
データはマージされ、一つのファイルに生成される。し
たがって、各オーバーレーデータは一つのファイル内で
管理される。続いて、各領域別に検出されたオーバーレ
ーデータに対して、各々オーバーレー補正値を計算する
（Ｓ３６）。また、ウェーハ全領域に該当するオーバー
レーデータに対してオーバーレー補正値を計算する。オ
ーバーレー補正値は、オーバーレーデータを入力して所
定のアルゴリズムにより計算される。そのために、各領
域別に検出されたオーバーレーデータにより、各領域別
に最適化されたオーバーレーデータを収得することがで
きる。
【００５３】前記計算された各領域別補正値をアライン
メント及び露光処理部にフィードバックする（Ｓ３
８）。図１４に示したように、露光処理部４０はウェー
ハステージ４２、レンズ系４４、レティクル４６、なら
びに図示しない光源系を含む。光源系で提供される光が
レティクル４６のマスクパターン及びレンズ系４４を通
じてウェーハＷ上に照射されながら、ウェーハ上にレテ
ィクルのマスクパターンが縮小投影される。
【００５４】したがって、ウェーハアラインメントはウ
ェーハステージ４２に定置されたウェーハＷのＸ軸及び
Ｙ軸ずれ、回転及び直交などの補正が必要であり、ウェ
ーハ上に投影された像の左右傾斜した程度などの補正が
必要である。レティクルアラインメントはレティクルの
回転及び縮小などの補正を必要とする。
【００５５】前記補正は、フィードバックされた各領域
別の補正値により行われる。即ち、ウェーハ及びレティ
クルアラインメントはウェーハの各領域別に別に補正さ
れ、後続のウェーハに露光工程が実施される。図１５
は、本発明の一実施例によるオーバーレー測定装置を示
すブロック図である。
【００５６】露光工程が完了されたウェーハに少なくと
も２つの領域を指定して入力するための領域入力部５２
が備えられる。領域入力部５２は図１６に示すように、
ウェーハ上の各領域、ならびに各領域でのステップピッ
チを入力することができるように備えられる。
【００５７】領域入力部５２に入力された各領域でサン
プリングされた各ショットの所定部位に備えられるアラ
インメントマークの重畳度を各々測定する重畳度測定部
５４が備えられる。重畳度測定部５４で測定された各領
域での重畳度を別に集めて、各々に対するオーバーレー
データを検出するオーバーレーデータ検出部５６が備え
られる。オーバーレーデータ検出部５６は一つ以上のス
テップピッチに対して各々オーバーレーデータを検出す
ることができる。また、オーバーレーデータ検出部５６
は各領域別オーバーレーデータをマージして一つのファ
イルに生成させて出力する。したがって、一つのウェー
ハに該当するオーバーレーデータは、一つのファイルに
より管理される。オーバーレーデータ検出部５６は各領
域でのオーバーレーデータに各々加重値を付与して計算
することにより、ウェーハ全領域に該当するオーバーレ
ーデータをさらに検出する。
【００５８】オーバーレーデータ検出部５６で検出され
たオーバーレーデータから各領域でのオーバーレー補正
値を各々計算するオーバーレー補正部５８が備えられ
る。オーバーレー補正部５８はウェーハ全領域に該当す
るオーバーレー補正値の入力を受け、ウェーハ全領域に
該当するオーバーレー補正値をさらに計算するように備
えられる。
【００５９】オーバーレー補正部５８で計算された補正
値を露光装置にフィードバックするデータ転送部６０を
備える。上述した方法及び装置を利用して、各領域別に
オーバーレーデータを検出し、各領域別にオーバーレー
補正値を計算することができる。ゆえに、露光工程を実
施する時に各領域別に補正値を各々反映することによ
り、露光工程時にウェーハ領域別に発生する工程不良を
最少化することができる。以上、本発明の実施例を詳細
に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属
する技術分野において通常の知識を有するものであれば
本発明の思想と精神を離れることなく、本発明の実施例
を修正または変更できるであろう。
【００６０】
【発明の効果】本発明によると、被測定物上の各領域別
に工程エラー値を検出し、各領域別に補正値を計算する
ことができる。そのために、被測定物上の各領域別に補
正値をフィードバックして単位工程時に各々反映するこ
とにより、被測定物上の各領域別に発生する工程不良を
最少化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による工程エラー測定方法を
説明するための工程図である。
【図２】本発明の一実施例による工程エラー測定装置を
示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方法
及び装置が適用される、フォト工程を実施するための装
置を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方法
及び装置におけるオーバーレーデータを説明するための
模式図である。
【図５】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方法
及び装置におけるオーバーレーデータの各パラメーター
の概念を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方法
及び装置におけるオーバーレーデータの各パラメーター
の概念を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方法
及び装置におけるオーバーレーデータの各パラメーター
の概念を示す模式図である。
【図８】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方法
及び装置におけるオーバーレーデータの各パラメーター
の概念を示す模式図である。
【図９】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方法
及び装置におけるオーバーレーデータの各パラメーター
の概念を示す模式図である。
【図１０】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方
法を説明するための工程図である。
【図１１】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方
法で用いられるウェーハ上の領域指定の一例を示す模式
図である。
【図１２】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方
法で用いられるウェーハ上の領域指定の別の一例を示す
模式図である。
【図１３】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方
法において各領域別に検出されたオーバーレーデータの
一例を示す模式図である。
【図１４】本発明の一実施例によるオーバーレー測定方
法が適用される露光装置の大略的な構成を示す模式図で
ある。
【図１５】本発明の一実施例によるオーバーレー測定装
置を示すブロック図である。
【図１６】本発明の一実施例によるオーバーレー測定装
置の領域入力部を示す模式図である。
【符号の説明】
１２ 領域入力部 １４ 検出部 １６ 補正部 １８ データ転送部 ２０ 写真装備 ２２ コーティング処理部 ２４ アラインメント及び露光処理部 ２６ 現像処理部 ５２ 領域入力部 ５４ 重畳度測定部 ５６ オーバーレーデータ検出部 ５８ オーバーレー補正部 ６０ データ転送部 Ｗ ウェーハ

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の単位工程が完了された被測定物上
    に少なくとも２つの領域を指定する段階と、 各領域で工程エラー値を各々検出する段階と、 前記工程エラー値から前記各領域での補正値を各々計算
    する段階と、 前記計算された補正値を以前に前記単位工程が実施され
    た単位工程装置にフィードバックする段階と、 を含むことを特徴とする工程エラー測定方法。
  2. 【請求項２】 前記各領域で検出された工程エラー値
    は、マージされて一つのファイルに生成されることを特
    徴とする請求項１に記載の工程エラー測定方法。
  3. 【請求項３】 前記工程エラー値は、 前記被測定物上の各領域でサンプリングされた複数の部
    位でエラーデータを測定する段階と、 前記測定されたエラーデータから前記各領域での工程エ
    ラー値を計算する段階と、 を実施することにより検出されることを特徴とする請求
    項１に記載の工程エラー測定方法。
  4. 【請求項４】 前記各領域でサンプリングされた複数の
    部位は、被測定物全体にわたって均一に分布することを
    特徴とする請求項３に記載の工程エラー測定方法。
  5. 【請求項５】 前記被測定物上での各領域は、中心部位
    及び周辺部位に分けて指定されることを特徴とする請求
    項１に記載の工程エラー測定方法。
  6. 【請求項６】 前記被測定物上での各領域は、以前のヒ
    ストリデータから抽出されたエラー分布度の正規分布で
    所定の偏差範囲以内である領域と、偏差範囲を外れる領
    域とに分けて指定されることを特徴とする請求項１に記
    載の工程エラー測定方法。
  7. 【請求項７】 前記各領域で収得された工程エラー値に
    各々加重値を付与し、前記被測定物上の全体領域に該当
    する工程エラー値をさらに検出することを特徴とする請
    求項１に記載の工程エラー測定方法。
  8. 【請求項８】 前記被測定物上の全体領域に該当する工
    程エラー値から前記被測定物上の全体領域に該当する補
    正値をさらに計算することを特徴とする請求項７に記載
    の工程エラー測定方法。
  9. 【請求項９】 前記単位工程装置にフィードバックされ
    た各領域での補正値は、前記単位工程装置に適用される
    ことを特徴とする請求項１に記載の工程エラー測定方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記単位工程は露光工程を含み、前記
    工程エラー値はオーバーレーデータを含むことを特徴と
    する請求項１に記載の工程エラー測定方法。
  11. 【請求項１１】 前記露光工程が実施されたウェーハに
    おける各領域は、各ショットのステップピッチの大きさ
    を基準にして指定されることを特徴とする請求項１０に
    記載の工程エラー測定方法。
  12. 【請求項１２】 露光工程が実施されたウェーハ上に少
    なくとも２つの領域を指定する段階と、 各領域でサンプリングされたショットの所定部位に備え
    られるアラインメントマークのデータを各々測定する段
    階と、 前記各領域で収得されたデータを別に集めて各々オーバ
    ーレーデータを検出する段階と、 各オーバーレーデータに対して各々オーバーレー補正値
    を計算する段階と、 前記計算された各オーバーレー補正値を露光装置にフィ
    ードバックする段階と、 を含むことを特徴とするオーバーレー測定方法。
  13. 【請求項１３】 前記各オーバーレーデータは、マージ
    されて一つのファイルに生成されることを特徴とする請
    求項１２に記載のオーバーレー測定方法。
  14. 【請求項１４】 前記ウェーハ上での各領域は、各ショ
    ットのステップピッチの大きさを基準にして指定される
    ことを特徴とする請求項１２に記載のオーバーレー測定
    方法。
  15. 【請求項１５】 前記ウェーハ上での各領域は、以前の
    ヒストリデータから抽出されたオーバーレーデータ分布
    度の正規分布で所定の偏差範囲以内である領域と、偏差
    範囲を外れる領域とに分けて指定されることを特徴とす
    る請求項１２に記載のオーバーレー測定方法。
  16. 【請求項１６】 前記各領域で収得されたオーバーレー
    データに各々加重値を付与し、ウェーハに該当する全体
    的なオーバーレーデータをさらに検出することを特徴と
    する請求項１２に記載のオーバーレー測定方法。
  17. 【請求項１７】 全体的なオーバーレーデータに対する
    オーバーレー補正値をさらに計算することを特徴とする
    請求項１２に記載のオーバーレー測定方法。
  18. 【請求項１８】 所定の単位工程が完了された被測定物
    に少なくとも２つの領域を指定して入力するための領域
    入力手段と、 前記領域入力手段に入力された各領域で工程エラー値を
    各々検出する検出手段と、 前記検出手段で検出された工程エラー値から前記各領域
    での補正値を各々計算する補正手段と、 前記補正手段で計算された補正値を以前に前記単位工程
    が実施された単位工程装置にフィードバックするデータ
    転送手段と、 を備えることを特徴とする工程エラー測定装置。
  19. 【請求項１９】 前記検出手段は、各工程エラー値をマ
    ージして一つのファイルに生成させることを特徴とする
    請求項１８に記載の工程エラー測定装置。
  20. 【請求項２０】 前記検出手段は、 被測定物上の各領域でサンプリングされた複数の部位で
    エラーデータを測定する測定部と、 前記測定部から前記測定されたエラーデータの入力を受
    け、前記各領域での工程エラー値を計算する計算部と、 を有することを特徴とする請求項１８に記載の工程エラ
    ー測定装置。
  21. 【請求項２１】 前記計算部は、計算された各領域での
    工程エラー値に各々加重値を付与し、前記被測定物上の
    全体領域に該当する工程エラー値をさらに計算すること
    を特徴とする請求項２０に記載の工程エラー測定装置。
  22. 【請求項２２】 前記補正手段は、前記計算部で計算さ
    れた被測定物上の全体領域に該当する工程エラー値の入
    力を受け、前記被測定物上の全体領域に該当する補正値
    をさらに計算することを特徴とする請求項２１に記載の
    工程エラー測定装置。
  23. 【請求項２３】 前記単位工程は露光工程を含み、前記
    検出手段で検出される工程エラー値はオーバーレーデー
    タを含むことを特徴とする請求項１８に記載の工程エラ
    ー測定装置。
  24. 【請求項２４】 前記検出手段は、一つ以上のステップ
    ピッチに対して各々オーバーレーデータを検出すること
    を特徴とする請求項２３に記載の工程エラー測定装置。
  25. 【請求項２５】 露光工程が実施されたウェーハ上に少
    なくとも２つの領域を任意に指定して入力するための領
    域入力部と、 前記領域入力部に入力された各領域でサンプリングされ
    たショットの所定部位に備えられるアラインメントマー
    クの重畳度を各々測定する測定部と、 前記測定部で測定された各領域での重畳度を別に集め、
    各々オーバーレーデータを検出するオーバーレー検出部
    と、 前記オーバーレー検出部で検出された各オーバーレーデ
    ータに対して各々オーバーレー補正値を計算するオーバ
    ーレー補正部と、 前記オーバーレー補正部で計算された各オーバーレー補
    正値を露光装置にフィードバックするためのデータ転送
    部と、 を備えることを特徴とするオーバーレー測定装置。
  26. 【請求項２６】 前記オーバーレー検出部は、前記各オ
    ーバーレーデータをマージして一つのファイルを生成さ
    せることを特徴とする請求項２５に記載のオーバーレー
    測定装置。
  27. 【請求項２７】 前記オーバーレー検出部は、一つ以上
    のステップピッチに対して各々オーバーレーデータを出
    力することを特徴とする請求項２５に記載のオーバーレ
    ー測定装置。
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