JP2004265957A - 最適位置検出式の検出方法、位置合わせ方法、露光方法、デバイス製造方法及びデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】スループットへの影響を低減し、ウエハごとに最適なショット配列の非線形補正が行える位置合わせ方法を提供する。
【解決手段】非線形誤差を、高次項を有するＥＧＡ計算を行うことにより補正する。補正条件（補正係数）は、予め、各プロセス条件ごとに１つ又は複数、ＥＧＡログデータ又は重ね計測データを参照して選出し、露光装置に登録しておく。露光装置のロット処理時には、いくつかのサンプルショットのショット配列を検出することにより非線形誤差の傾向を検出し、これに基づいて登録されている複数の補正係数より最適な１つの補正係数を選択する。そして、通常ＥＧＡに続いて、選択した補正係数を使用した高次ＥＧＡを行い、非線形成分を補正し、各ショット領域の位置合わせを行う。
【選択図】 図６
【解決手段】非線形誤差を、高次項を有するＥＧＡ計算を行うことにより補正する。補正条件（補正係数）は、予め、各プロセス条件ごとに１つ又は複数、ＥＧＡログデータ又は重ね計測データを参照して選出し、露光装置に登録しておく。露光装置のロット処理時には、いくつかのサンプルショットのショット配列を検出することにより非線形誤差の傾向を検出し、これに基づいて登録されている複数の補正係数より最適な１つの補正係数を選択する。そして、通常ＥＧＡに続いて、選択した補正係数を使用した高次ＥＧＡを行い、非線形成分を補正し、各ショット領域の位置合わせを行う。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ等の撮像素子、プラズマディスプレイ素子、薄膜磁気ヘッド等の電子デバイス（以下、単に電子デバイスと言う）を製造する際のリソグラフィー工程に適用して好適な、感光基板の位置を位置合わせを行うための最適位置検出式の検出方法及びその位置合わせ方法に関する。また、その位置合わせ方法によりアライメントを行って露光を行う露光方法、その露光方法を用いたデバイスの製造方法及びそのデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子等の電子デバイスの製造工程では、ステップ・アンド・リピート方式又はステップ・アンド・スキャン方式等の露光装置、ウエハプローバ、あるいはレーザリペア装置等が用いられている。これらの装置では、基板上に２次元マトリックス状に規則的に配列された複数のチップパターン領域（ショット領域）の各々を、所定の基準位置に対して高精度に位置合わせ（アライメント）する必要がある。この基準位置は、各装置において処理を行うために規定される例えば加工処理点等の位置であり、処理対象の基板の移動及びその位置を規定する静止座標系において規定される。具体的には、例えばレーザ干渉計によって規定される直交座標系等において規定される。
【０００３】
露光装置では、マスク又はレチクル（以下、単にレチクルと言う）に形成されたパターンの投影位置に対して、半導体ウエハやガラスプレート等の基板のアライメントを、高精度かつ安定して行う必要がある。特に半導体素子の露光工程では、ウエハ上に１０層以上の回路パターン（レチクルパターン）を重ね合わせて転写する。従って各層間での重ね合わせ精度が悪いと、形成した回路の特性が悪化し、最悪の場合には半導体素子が不良品となり、全体として歩留まりを低下させてしまうこととなる。
そこで、露光工程では、ウエハ上の各ショット領域に予め配置したマークを用いてアライメントを行うウエハアライメントが行われている。すなわち、ウエハ上の複数のショット領域の各々に、予めアライメントマークを配置しておく。露光処理時には、まず、露光対象のショット領域のアライメントマークのステージ座標系（静止座標系）における位置（座標値）を検出する。そして、このアライメントマークの位置情報と、予め測定したおいたレチクルパターンの位置情報とに基づいて、そのショット領域をレチクルパターンに対して位置合わせする。
【０００４】
ウエハアライメントには大別して２つの方式がある。１つはウエハ上のショット領域ごとにそのアライメントマークを検出して位置合わせを行うダイ・バイ・ダイ（Ｄ／Ｄ）アライメント方式である。もう１つは、ウエハ上のいくつかのショット領域のみのアライメントマークを検出してショット領域の配列の規則性を求めることで、各ショット領域を位置合わせするグローバル・アライメント方式である。現在のところ、電子デバイスの製造ラインでは、スループットとの兼ね合いから、主にグローバル・アライメント方式が使用されている。特に、最近では、ウエハ上のショット領域の配列の規則性を統計的手法によって高精度に検出するエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式が広く用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−４４４２９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開昭６２−８４５１６号公報
【０００７】
ＥＧＡ方式では、１枚のウエハにおいて、予め特定ショット領域（「サンプルショット領域」又は「アライメントショット領域」と言う場合もある）として選択された複数個のショット領域のみの位置座標を計測する。この特定ショット領域の数は、３個以上必要であり、通常は７〜１５個程度である。この特定ショット領域における位置座標の計測値から、最小二乗法等の統計演算処理を用いてウエハ上の全てのショット領域の位置座標（ショット領域の配列）を算出する。そして、この算出したショット領域の配列に従って、ウエハステージをステッピングさせる。従ってＥＧＡ方式は、計測時間が短くて済み、ランダムな計測誤差に対して平均化効果が期待できるという長所がある。
【０００８】
ＥＧＡ方式のウエハアライメント（以下、単にＥＧＡと言う）で用いられている統計処理の方法について簡単に説明する。
ウエハ上のｍ（ｍ：３以上の整数）個の特定ショット領域の設計上の配列座標を（Ｘｎ，Ｙｎ）（ｎ＝１，２，…，ｍ）とし、設計上の配列座標からのずれ（ΔＸｎ，ΔＹｎ）について式（１）で示されるような線形モデルを仮定する。
【０００９】
【数１】
【００１０】
ｍ個のサンプルショット領域の各々の、実際の配列座標の設計上の配列座標からのずれ（計測値）を（Δｘｎ，Δｙｎ）とすると、このずれと式（１）で示される線形モデルにおける配列座標からの各ずれ（ΔＸｎ，ΔＹｎ）との差の二乗和Ｅは、式（２）で表される。
【００１１】
【数２】
Ｅ＝Σ｛（Δｘｎ−ΔＸｎ）２＋（Δｙｎ−ΔＹｎ）２｝ …（２）
【００１２】
そこで、式（２）の値Ｅを最小にするようなパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを算出する。そして、算出したパラメータａ〜ｆと設計上の配列座標（Ｘｎ，Ｙｎ）とに基づいて、ウエハ上の全てのショット領域の配列座標を算出する。
このように、ＥＧＡ方式は、設計上の位置と実際にウエハ上に規定された位置とのずれの線形な１次近似であり、ウエハの伸縮、回転等のずれの線形成分を補正することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、露光工程におけるそのようなウエハの位置のずれ、すなわち重ね合わせ誤差には、非線形成分が生じることがある。
例えば、電子デバイスの製造ラインでは、同一の電子デバイスに対して複数の露光装置（号機）を用いた重ね合わせ露光がしばしば行われる。このような場合、通常、露光装置間のステージ座標系間には誤差（ステージグリッド誤差）が存在し、これにより非線形な重ね合わせ誤差が生じる場合がある。
また、各露光装置の間でウエハの吸着機構や吸着力等が異なり、これによりウエハに歪みを与える場合がある。このようなウエハの歪みも、通常、非線形なずれ、すなわち重ね合わせ誤差を生じさせる。
【００１４】
また、エッチング、ＣＶＤ（ケミカル・ベイパー・デポジション）、ＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）などのプロセス処理工程においては、そのプロセス処理における研磨や熱膨張等により、ウエハに歪みを与える場合が少なくない。従って、そのようなプロセス工程を経た層に対して露光処理を行う場合には、ウエハの歪みが非線形なずれ、すなわち重ね合わせ誤差となって影響する。このような前工程のプロセス処理に起因する重ね合わせ誤差は、ステージグリッド誤差がない同一の露光装置において重ね合わせ露光を行ったとしても生じる誤差である。
【００１５】
前述したように、重ね合わせ誤差の要因であるウエハ上のショット領域の配列誤差（ショット配列誤差）が線形的な成分である場合には、ＥＧＡによりこれを除去することが可能である。しかしながらショット配列誤差が、このようなステージグリッド誤差、装置の特性に基づく歪み、あるいはプロセス処理に起因する歪み等の非線形なウエハの変形に起因する場合には、これをＥＧＡにより除去することは困難である。前述したように、ＥＧＡでは、ウエハ上のショット領域の配列誤差を、例えば式（１）に示すように線形なものとして扱っているからである。
【００１６】
そこで、このような非線形のショット配列誤差に対しては、例えば次のような方法がとられている。
例えば、まず、露光シーケンス（本番露光処理）中に、ＥＧＡの結果を基準にして再度ＥＧＡ計測を行うことにより、非線形成分を抽出する。そして、抽出された非線形成分を複数枚のウエハについて平均化し、この平均値をマップ補正値として保持する。以後の露光シーケンスにおいては、このマップ補正値を用いて露光ショット位置の補正を行う。
また、第２の方法は、露光シーケンスとは別に予め露光条件、プロセスごとに基準ウエハを用いて非線形成分（各ショットごとのずれ量）を計測しておき、これをマップ補正ファイルとして格納しておく。そして、露光シーケンスにおいては、露光条件に応じたマップ補正ファイルを用いて、各ショット領域の位置補正を行う。
【００１７】
しかしながら、第１の方法においては、各ウエハにおいて全ショットに近いショットでＥＧＡを行う必要があるため、スループットが悪化するという問題が生じる。
また、第２の方法においては、プロセス（露光条件）ごとに１つのマップ補正ファイルを選択して非線形成分の補正を行うために、同じ露光シーケンスにおいてウエハごとの非線形成分の補正ができないという問題がある。
【００１８】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、スループットへの影響を低減し、ウエハごとに最適なショット配列の非線形補正が行える位置合わせ方法、そのための最適位置検出式の検出方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、非線形成分のショット配列誤差を低減し、重ね合わせ精度を良好に維持した露光を行うことが可能な露光方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、重ね合わせ精度が良くスループットの高い露光工程を適用することにより、高品質な電子デバイスを効率良く、すなわち高い生産性で製造することのできるデバイスの製造方法、及び、そのような高品質なデバイスを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の最適位置検出式の検出方法は、２次以上の次数と複数の係数とを備えた所定計算式を用いて、基板上に形成された複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記複数の領域を計測して得られた計測位置情報との差分情報に基づいて、前記所定計算式の前記複数の係数を決定し、当該計算式に基づいて、他の基板上に形成された前記複数の領域の位置情報を検出する。
【００２０】
好適には、前記複数の領域のうちの所定数の前記領域の位置情報を算出した所定数算出位置情報と、前記所定数の領域を計測して得られた所定数計測位置情報との差分情報に基づいて、前記所定計算式の前記複数の係数を決定する。
また好適には、前記算出位置情報と前記計測位置情報との差分が最小となるように、前記所定計算式の前記複数の係数を決定する。
好適な一例としては、前記算出位置情報と前記計測位置情報との差分の二乗和が最小となるように、前記所定計算式の前記複数の係数を決定する。
【００２１】
また、本発明の位置合わせ方法は、前述したいずれかの方法によって決定された前記計算式に基づいて、前記基板上の前記複数領域それぞれの位置情報を算出し、前記基板上の前記複数領域それぞれと所定位置とを位置合わせする。
【００２２】
また、本発明の露光方法は、基板に形成された複数の領域それぞれに所定パターンを転写する露光方法であって、前述した位置合わせ方法を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写する。
【００２３】
また、本発明のデバイス製造方法は、前述した露光方法を用いて、デバイスパターンをデバイス基板上に転写する工程を含む。
【００２４】
また、本発明のデバイスは、前述したデバイス製造方法で製造されたデバイスである。
【００２５】
また、本発明の露光方法は、 基板上に形成された複数の領域それぞれと所定パターンとを位置合わせし、前記複数の領域を前記所定パターンで露光する露光方法であって、登録期間に、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、予め計測された前記複数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１計算式の前記複数の係数を決定し、該複数の係数を決定された第２の計算式を記憶し、前記登録期間後の処理期間に、前記記憶された第２計算式を読み出し、読み出された前記第２計算式を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれの位置情報を算出し、算出された前記位置情報に基づいて、前記複数の領域それぞれと前記所定のパターンとを位置合わせし、前記位置合わせされた領域に前記所定パターンを転写する。
【００２６】
好適には、前記登録期間に先立つ先行処理期間に、前記複数の領域の位置情報を計測し、該計測位置情報を記憶する。
好適な一例としては、前記先行処理期間中に前記複数の領域の位置情報を計測し、該先行処理期間中に計測された計測位置情報を記憶する。
また好適な一例としては、前記先行処理期間後、かつ、前記登録期間前に、前記先行処理期間における前記基板上の前記複数の領域と前記所定パターンとの位置合わせ結果を計測し、該位置合わせ結果に基づく計測位置情報を記憶する。
【００２７】
また好適には、前記登録期間に、前記位置合わせの条件を変化させ、前記条件ごとに、前記第２計算式の係数を決定する。
好適な一例としては、前記位置合わせの条件は、前記基板に施される処理の内容に応じて変化させる。
また好適な一例としては、前記位置合わせの条件の変化は、前記第１計算式を変化させることを含む。
また好適な一例としては、前記位置合わせの条件の変化は、前記登録期間に前記第２計算式を決定する際に用いる前記算出位置情報の数、及び、前記計測位置情報の数の変化を含む。
【００２８】
また好適な一例としては、前記登録期間に、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１の計算式を用いて前記複数の領域のうちの所定数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記読み出された前記所定数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１計算式の複数の係数を決定し、該複数の係数を決定された第２計算式を記憶する方法であって、前記位置合わせの条件の変化は、前記所定数の領域の配置の変化を含む。
また好適な一例としては、前記複数の領域の計測位置情報は、前記複数の領域に対応して前記基板上に形成されたマークを検出した結果に基づく信号波形の解析によって形成され、前記位置合わせ条件の変化は、前記信号波形の解析方法の変化を含む。
【００２９】
また好適には、前記登録期間に、前記条件ごとに係数を決定された複数の前記第２計算式を記憶し、前記処理期間に、前記記憶された複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択し、選択された前記第２計算式を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれの位置情報を算出し、算出された前記位置情報に基づいて、前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写する。
【００３０】
好適な一例としては、前記処理期間に、前記基板上の前記複数の領域の位置情報を計測し、該計測された前記複数の領域の位置情報と、前記記憶された複数の前記第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報との差分情報に基づいて、複数の第２計算式から特定の第２計算式を選択することを特徴とする。
また好適な一例としては、前記処理期間に、前記基板上の前記複数の領域の配列傾向情報を検出し、検出された前記配列傾向情報に基づいて、複数の前記第２計算式から特定の第２計算式を選択する。
好適には、前記登録期間に、前記条件ごとに係数を決定された複数の第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記計測位置情報との差分情報に基づいて、特定の第２計算式を選択的に記憶する。
【００３１】
また、本発明の他の露光方法は、基板上に形成された複数の領域それぞれと所定パターンとを位置合わせし、前記複数の領域を前記所定パターンで露光する露光方法であって、登録期間に前記位置合わせの条件を変化させ、前記条件ごとに、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記複数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１の計算式の前記複数の係数を決定し、第２計算式として登録し、前記登録期間後の処理期間に、前記第２計算式を用いて基板上の複数領域それぞれの位置情報を算出し、算出された位置情報に基づいて、前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写する。
【００３２】
好適には、前記位置合わせの条件は、前記基板に施される処理の内容に応じて変化させる。
また好適には、前記位置合わせの条件の変化は、前記第１計算式を変化させることを含む。
また好適な一例としては、前記位置合わせの条件の変化は、前記登録期間に前記第２計算式を決定する際に用いる前記算出位置情報の数、及び、前記計測位置情報の数の変化を含む。
【００３３】
また好適な一例としては、前記登録期間においては、前記位置合わせの条件を変化させ、前記条件ごとに、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１計算式を用いて前記複数の領域のうちの所定数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、予め記憶した前記所定数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１計算式の前記複数の係数を決定し、第２計算式として記憶し、前記位置合わせの条件の変化は、前記所定数の領域の配置の変化を含む
また好適な一例としては、前記複数の領域の計測位置情報は、前記複数の領域に対応して前記基板上に形成されたマークを検出した結果に基づく信号波形の解析によって形成され、前記位置合わせの条件の変化は、前記信号波形の解析方法の変化を含む。
【００３４】
好適には、前記登録期間に、複数の前記第２計算式を記憶し、前記処理期間に、前記記憶された複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択し、選択された前記第２計算式を用いて基板上の複数領域それぞれの位置情報を算出し、算出された前記位置情報に基づいて前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写する。
【００３５】
好適な一例としては、前記処理期間に、基板上の複数の領域の位置情報を計測し、計測された前記複数の領域の前記位置情報と、前記記憶された複数の前記第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報との差分情報に基づいて、複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択する。
また好適な一例としては、前記処理期間に、前記基板上の複数の領域の配列傾向情報を検出し、検出された前記配列傾向情報に基づいて、複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択する。
また好適には、前記登録期間に、前記条件ごとに係数を決定された複数の第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記計測位置情報との差分情報に基づいて、特定の第２計算式を選択的に記憶する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
露光システム
まず、本実施形態に係る露光システムの全体構成について図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る露光システム１００の全体構成を示す図である。
図１に示すように、露光システム１００は、Ｎ台の露光装置２００−１〜２００−ｎ、重ね合わせ計測装置１３０及びホストコンピュータ１４０を有する。これら各装置は、ＬＡＮ１１０により相互にデータ転送が可能に接続されている。なお、ＬＡＮ１１０には、さらに他の処理装置、計測装置あるいはコンピュータ等がデータ転送可能に接続されていても良い。
【００３８】
露光装置２００−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）（以下、単に露光装置２００と言う場合もある）は、ロットごとに投入されるウエハ（例えば、１ロットは２５枚）に対して露光処理を行い、順次パターンを形成する。すなわち、ウエハに規定される各ショット領域を露光装置２００の所定の露光位置に位置合わせし、レチクルを通過した露光光により露光し、その領域にレチクルに形成されたパターンの像を順次転写する。
その際、特に本発明に係る露光装置２００においては、ショット領域ごとの非線形なずれを補正することのできる本発明に係る位置合わせ方法により、各ショット領域の位置合わせ（アライメント）を行う。
【００３９】
露光装置２００は、ＬＡＮ１１０を介して露光システム１００全体を制御するホストコンピュータ１４０に接続されており、ホストコンピュータ１４０からの指示に基づいて、順次ロットごとのウエハを処理する。
また、露光装置２００は、ホストコンピュータ１４０より、ウエハ及びショット領域の位置合わせの際に参照する位置合わせ条件が提供される。露光装置２００は、この位置合わせ条件に基づいて、あるいは、その条件よりさらに最適な条件を選択して、ウエハ及びショット領域の位置合わせを行う。
また、露光装置２００は、ホストコンピュータ１４０において位置合わせ条件を求めるために、必要に応じて、露光装置２００で行った通常のＥＧＡ方式による位置合わせの結果のデータ（ログデータ）を、ホストコンピュータ１４０に提供する。
【００４０】
本実施形態において露光装置２００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（以下、走査型露光装置と言う）とするが、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）であっても良い。
なお、露光装置２００の詳細な構成、位置合わせ条件の検出方法、及び、これに関わる露光装置２００とホストコンピュータ１４０とのＥＧＡログデータ等のデータの送受等については、後に詳細に説明する。
【００４１】
重ね合わせ計測装置１３０は、露光装置２００により順次パターンが形成されたウエハの重ね合わせ誤差を計測する。重ね合わせ計測装置１３０は、投入されたウエハ上に形成されたレジストレーション計測マーク像（例えばレジスト像）を検出し、異なる層の露光の際に形成されたマーク間の相対的な位置の差を求め、これを重ね合わせ誤差として検出する。重ね合わせ計測装置１３０には、ロット処理の結果を解析する場合等、特に重ね合わせ誤差の計測が必要な場合に、露光処理を経てパターンが形成されたウエハが投入され、重ね合わせ状態が検出される。
【００４２】
本発明に係る処理として、重ね合わせ計測装置１３０は、投入される特定のプロセスを経たウエハに対して重ね合わせ計測を行い、この計測結果をＬＡＮ１１０を介してホストコンピュータ１４０に出力する。この重ね合わせ計測結果のデータは、露光装置２００で検出したＥＧＡ計測結果のデータと同様に、ホストコンピュータ１４０において露光装置２００に提供する位置合わせ条件を求めるために用いられる。
【００４３】
ホストコンピュータ１４０は、大容量の記憶装置と演算処理装置とを有するコンピュータであって、露光システム１００におけるリソグラフィー工程の全体を統括的に制御する。
具体的には、ホストコンピュータ１４０は、大容量記憶装置に、露光システム１００で処理する各ロットあるいは各ウエハについての、プロセスを制御するための種々の情報、そのための種々のパラメータあるいは露光履歴データ等の種々の情報を蓄積する。そして、これらの情報に基づいて、各ロットに適切な処理が施されるように、露光装置２００−１〜２００−ｎを制御し、また管理する。
【００４４】
また、ホストコンピュータ１４０は、各露光装置２００−ｉにおける位置合わせ処理に用いられる位置合わせ条件を求め、これを各露光装置２００−ｉに登録する。ホストコンピュータ１４０は、露光装置２００で計測されたＥＧＡログデータ又は重ね合わせ計測装置１３０で計測された重ね合わせ結果データに基づいて、また、予め登録されている各ショット領域等の設計上の位置情報等の情報に基づいて、位置合わせ条件を求める。位置合わせ条件は、各露光装置−ｉごとに、また、露光対象のロットに施されたプロセスごとに、１又は複数求める。なお、複数の位置合わせ条件を求める場合は、各露光装置２００−ｉにおいて、さらに最適な一つの位置合わせ条件を選択して使用することとなる。本発明に係るこの位置合わせ条件の検出方法については、後に詳細に説明する。
【００４５】
露光装置
次に、露光装置２００の構成について、図２を参照して説明する。
図２には、走査型露光装置である露光装置２００の概略構成を示す図である。
露光装置２００は、照明系２１０、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷが搭載されるウエハステージＷＳＴ、アライメント系ＡＳ及び装置全体を統括制御する主制御系２２０等を備えている。
【００４６】
照明系２１０は、例えば特開平１０−１１２４３３号公報、特開平６−３４９７０１号公報などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ又はロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）等を含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド、及びダイクロイックミラー等（いずれも不図示）を有する。照明系２１０は、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のレチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域部分を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。
なお、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光、あるいは、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等を用いる。
【００４７】
レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えば磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータからなる不図示のレチクルステージ駆動部によって、レチクルＲの位置決めのため、照明系２１０の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。さらに、本実施形態では、上記磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータとして、Ｘ駆動用コイル、Ｙ駆動用コイルの他にＺ駆動用コイルを含むものを用いているため、レチクルステージＲＳＴをＺ軸方向にも微小駆動可能な構成となっている。
【００４８】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、レチクル干渉計と言う）２１６によって、移動鏡２１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計２１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報は、ステージ制御系２１９及びこれを介して主制御系２２０に供給される。ステージ制御系２１９では、主制御系２２０からの指示に応じ、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいて不図示のレチクルステージ駆動部を介して、レチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００４９】
レチクルＲの上方には、一対のレチクルアライメント系２２２（紙面奥側のレチクルアライメント系は不図示）が、配置されている。この一対のレチクルアライメント系２２２は、ここでは不図示だが、照明光ＩＬと同じ波長の照明光にて検出対象のマークを照明するための落射照明系と、その検出対象のマークの像を撮像するためのアライメント顕微鏡とをそれぞれ含んで構成されている。アライメント顕微鏡は結像光学系と撮像素子とを含んでおり、アライメント顕微鏡による撮像結果は主制御系２２０に供給されている。この場合、レチクルＲからの検出光をレチクルアライメント系２２２に導くための不図示の偏向ミラーが移動自在に配置されており、露光シーケンスが開始されると、主制御系２２０からの指令により、不図示の駆動装置により偏向ミラーはそれぞれレチクルアライメント系２２２と一体的に照明光ＩＬの光路外に退避される。
【００５０】
投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図２における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックな縮小系が用いられている。この投影光学系ＰＬの投影倍率は例えば１／４、１／５あるいは１／６等である。このため、照明系２１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成される。
【００５１】
投影光学系ＰＬとしては、図２に示されるように、複数枚、例えば１０〜２０枚程度の屈折光学素子（レンズ素子）２１３のみから成る屈折系が用いられている。この投影光学系ＰＬを構成する複数枚のレンズ素子２１３のうち、物体面側（レチクルＲ側）の複数枚のレンズ素子は、不図示の駆動素子、例えばピエゾ素子などによって、Ｚ軸方向（投影光学系ＰＬの光軸方向）にシフト駆動、及びＸＹ面に対する傾斜方向（すなわちＸ軸回りの回転方向及びＹ軸回りの回転方向）に駆動可能な可動レンズとなっている。そして、結像特性補正コントローラ２４８が、主制御系２２０からの指示に基づき、各駆動素子に対する印加電圧を独立して調整することにより、各可動レンズが個別に駆動され、投影光学系ＰＬの種々の結像特性（倍率、ディストーション、非点収差、コマ収差、像面湾曲など）が調整されるようになっている。なお、結像特性補正コントローラ２４８は、光源を制御して照明光ＩＬの中心波長をシフトさせることができ、可動レンズの移動と同様に中心波長のシフトにより結像特性を調整可能となっている。
【００５２】
ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図２における下方で、不図示のベース上に配置され、このウエハステージＷＳＴ上には、ウエハホルダ２２５が載置されている。このウエハホルダ２２５上にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。ウエハホルダ２２５は不図示の駆動部により、投影光学系ＰＬの光軸に直交する面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）にも微動可能に構成されている。また、このウエハホルダ２２５は光軸ＡＸ回りの微小回転動作も可能になっている。
【００５３】
ウエハステージＷＳＴは、走査方向（Ｙ軸方向）の移動のみならず、ウエハＷ上の複数のショット領域を前記照明領域と共役な露光領域に位置させることができるように、走査方向に直交する非走査方向（Ｘ軸方向）にも移動可能に構成されており、ウエハＷ上の各ショット領域を走査（スキャン）露光する動作と、次のショット領域の露光のための加速開始位置まで移動する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作を行う。このウエハステージＷＳＴは例えばリニアモータ等を含むウエハステージ駆動部２２４によりＸＹ２次元方向に駆動される。
【００５４】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置は、その上面に設けられた移動鏡２１７を介して、ウエハレーザ干渉計システム２１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ここで、実際には、ウエハステージＷＳＴ上には、走査方向（Ｙ方向）に直交する反射面を有するＹ移動鏡と非走査方向（Ｘ軸方向）に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられ、これに対応してウエハレーザ干渉計２１８もＹ移動鏡に垂直に干渉計ビームを照射するＹ干渉計と、Ｘ移動鏡に垂直に干渉計ビームを照射するＸ干渉計とが設けられているが、図２ではこれらが代表的に移動鏡２１７、ウエハレーザ干渉計システム２１８として示されているものである。すなわち、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴの移動位置を規定する静止座標系（直交座標系）が、ウエハレーザ干渉計システム２１８のＹ干渉計及びＸ干渉計の測長軸によって規定されている。以下においては、この静止座標系を「ステージ座標系」とも呼ぶ。なお、ウエハステージＷＳＴの端面を鏡面加工して、前述した干渉計ビームの反射面を形成しても良い。
【００５５】
ウエハステージＷＳＴのステージ座標系上における位置情報（又は速度情報）はステージ制御系２１９、及びこれを介して主制御系２２０に供給される。ステージ制御系２１９では、主制御系２２０の指示に応じ、ウエハステージＷＳＴの上記位置情報（又は速度情報）に基づき、ウエハステージ駆動部２２４を介してウエハステージＷＳＴを制御する。
【００５６】
また、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの近傍には、基準マーク板ＦＭが固定されている。この基準マーク板ＦＭの表面は、ウエハＷの表面と同じ高さに設定され、この表面には後述するアライメント系のいわゆるベースライン計測用の基準マーク、及びレチクルアライメント用の基準マークその他の基準マークが形成されている。
【００５７】
投影光学系ＰＬの側面には、オフアクシス方式のアライメント系ＡＳが設けられている。このアライメント系ＡＳとしては、ここでは、例えば特開平２−５４１０３号公報に開示されているような（Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ（ＦＩＡ）系）のアライメントセンサが用いられている。このアライメント系ＡＳは、所定の波長幅を有する照明光（例えば白色光）をウエハに照射し、ウエハ上のアライメントマークの像と、ウエハと共役な面内に配置された指標板上の指標マークの像とを、対物レンズ等によって、撮像素子（ＣＣＤカメラ等）の受光面上に結像して検出するものである。アライメント系ＡＳはアライメントマーク（及び基準マーク板ＦＭ上の基準マーク）の撮像結果を、主制御系２２０へ向けて出力する。
【００５８】
露光装置２００には、さらに、投影光学系ＰＬの最良結像面に向けて複数のスリット像を形成するための結像光束を光軸ＡＸ方向に対して斜め方向より供給する不図示の照射光学系と、その結像光束のウエハＷの表面での各反射光束をそれぞれスリットを介して受光する不図示の受光光学系とから成る斜入射方式の多点フォーカス検出系が、投影光学系ＰＬを支える支持部（不図示）に固定されている。この多点フォーカス検出系としては、例えば特開平５−１９０４２３号公報、特開平６−２８３４０３号公報などに開示されるものと同様の構成のものが用いられ、ステージ制御系２１９はこの多点フォーカス検出系からのウエハ位置情報に基づいてウエハホルダ２２５をＺ軸方向及び傾斜方向に駆動する。
【００５９】
主制御系２０は、マイクロコンピュータ又はワークステーションを含んで構成され、装置の構成各部を統括して制御する。主制御系２２０は、前述したＬＡＮ１１０に接続されている。また、本実施形態では、主制御系２２０を構成するハードディスク等の記憶装置、あるいはＲＡＭ等のメモリには、予め作成された複数種類の補正条件（補正係数）がデータベースとして格納されている。
【００６０】
アライメント系
次に、アライメント系ＡＳの構成について、図３を参照して説明する。
図３に示すように、アライメントセンサＡＳは、光源３４１、コリメータレンズ３４２、ビームスプリッタ３４４、ミラー３４６、対物レンズ３４８、集光レンズ３５０、指標板３５２、第１リレーレンズ３５４、ビームスプリッタ３５６、Ｘ軸用第２リレーレンズ３５８Ｘ、２次元ＣＣＤより成るＸ軸用撮像素子３６０Ｘ、Ｙ軸用第２リレーレンズ３５８Ｙ、２次元ＣＣＤより成るＹ軸用撮像素子３６０Ｙを有する。
【００６１】
光源３４１としては、ウエハ上のフォトレジストを感光させない非感光性の光であって、ある帯域幅（例えば２００ｎｍ程度）をもつブロードな波長分布の光を発する光源、ここではハロゲンランプを用いる。レジスト層での薄膜干渉によるマーク検出精度の低下を防止するため、ブロードバンドの照明光を用いる。
光源３４１からの照明光がコリメータレンズ３４２、ビームスプリッタ３４４、ミラー３４６及び対物レンズ３４８を介してウエハＷ上のアライメントマークＭＡの近傍に照射される。そして、アライメントマークＭＡからの反射光が、対物レンズ３４８、ミラー３４６、ビームスプリッタ３４４及び集光レンズ３５０を介して指標板３５２上に照射され、指標板３５２上にアライメントマークＭＡの像が結像される。
【００６２】
指標板３５２を透過した光が、第１リレーレンズ３５４を経てビームスプリッタ３５６に向かい、ビームスプリッタ３５６を透過した光が、Ｘ軸用第２リレーレンズ３５８ＸによりＸ軸用撮像素子３６０Ｘの撮像面上に集束され、ビームスプリッタ３５６で反射された光が、Ｙ軸用第２リレーレンズ３５８ＹによりＹ軸用撮像素子３６０Ｙの撮像面上に集束される。撮像素子３６０Ｘ及び３６０Ｙの撮像面上にはそれぞれアライメントマークＭＡの像及び指標板３５２上の指標マークの像が重ねて結像される。撮像素子３６０Ｘ及び３６０Ｙの撮像信号（ＤＳ）は共に主制御系２２０に供給される。
主制御部２２０には、ステージ制御系２１９を介してウエハレーザ干渉計２１８の計測値も供給されている。従って、主制御部２２０は、アライメントセンサＡＳからの撮像信号ＤＳとウエハレーザ干渉計２１８の計測値とに基づいてステージ座標系上でのアライメントマークＭＡの位置を算出する。
【００６３】
露光処理シーケンス
次に、本実施形態の露光システム１００における露光処理の方法及びその流れについて、特に、本発明に係るウエハの位置合わせ方法及びそのシーケンスを中心に説明する。
本実施形態の露光システム１００においては、まず、露光装置２００において露光処理を行う期間（処理期間）に先立って、ホストコンピュータ１４０において位置合わせ時の非線形誤差を補正するための補正条件を選出し、これを露光装置２００に登録する（非線形誤差補正条件の登録処理）。
この補正条件を登録した後、露光装置２００において、各ロット、各ウエハ及び各ショットごとに、登録された補正条件を用いて順次位置合わせを行い、露光処理を行う（ロット処理）。
【００６４】
非線形誤差補正条件の登録処理
非線形誤差補正条件の登録処理においては、前述したように、非線形ショット配列誤差を補正するために好適な補正条件を複数又は１つ選出し、露光装置２００に登録する。
この補正条件は、露光装置２００でロット処理を行うロットのプロセス条件に対応して、すなわち各プロセス条件ごとに、複数又は１つ登録する。
一般に非線形変形は、その変形の原因に応じた例えば図４に示すようないくつかの成分の類型が考えられる。その原因としては、前述したように、露光装置や研磨装置等の装置固体特有のステージグリッド誤差や、処理動作時のそのメカニカルなプレッシャによる歪み、あるいは、プロセスごとに発生する固有の歪み等である。従って、各ロットの以前のプロセス処理の履歴や、今回の露光処理の露光条件等の条件が同一のロットについては同一の非線形変形あるいは同一の傾向の非線形変形が生じる場合が多い。そのため、そのようなプロセス条件ごとに、その変形を補正するための補正条件を登録する。
【００６５】
補正条件の選出にあたっては、補正式の計算モデルを含む種々の条件を複数指定し、この各条件を予め計測された履歴データに適用することにより、各条件ごとに計算モデルの補正係数を求め、これによりすなわち補正条件を求める。そして、複数の指定した条件に対する補正条件のうち、履歴データに適用した場合に残差成分の少ない補正条件を複数又は１つ選出し、これを露光装置２００に登録する。
【００６６】
補正条件を求めるための条件の指定としては、本実施形態においては、ＥＧＡ計算モデル、次数の条件及び補正係数の条件を考慮する。
ＥＧＡ計算モデルとしては、６パラメータモデル、１０パラメータモデル、ショット内平均化モデル等の計算モデルが考えられる。但し、ショット内の計測点数に応じて指定できるモデルは制限される。ショット内１点計測の場合には、通常、６パラメータモデルを指定する。また、ショット内多点計測モデルの場合には、１０パラメータモデル、ショット内平均化モデル、及び、ショット内の任意の１点を使用しての６パラメータモデルを指定することができる。
次数の条件としては、２次項まで、３次項まで、あるいは４次項まで等、使用する最高次数を指定する。
【００６７】
ＥＧＡ計算モデル及び次数の条件を指定することにより、補正式が決定する。例えば、１０パラメータモデルで最高次数３次を指定した場合には、式（３）及び式（４）に示されるショット配列変形計算モデルを使用することとなり、２次を指定した場合には、式（５）及び式（６）に示されるショット配列変形計算モデルを使用することとなる。
【００６８】
【数３】
【００６９】
【数４】
【００７０】
【数５】
【００７１】
【数６】
【００７２】
但し、式（３）〜式（６）において、Ｗｘ及びＷｙは、ウエハ中心を原点としたショット中心の位置であり、Ｓｘ及びＳｙはショット中心を原点とした計測点の位置であり、ΔＸ及びΔＹは、補正すべき距離、すなわち位置ずれを示す。但し、ショット成分を使用しない、すなわち、ショット内座標Ｓｘ及びＳｙを使用しない場合は、Ｗｘ及びＷｙは、ウエハ中心を原点とした計測点の位置となる。
【００７３】
補正係数の条件は、例えば、高次補正結果を安定させるために、相関の高い補正係数を除外する、すなわち０にする等の指定である。例えば、３次項の場合、Ｗｘ ３，Ｗｘ ２Ｗｙ，ＷｘＷｙ ２及びＷｙ ３の各係数のうち、Ｗｘ ２ＷｙとＷｘＷｙ ２の項を除外することにより、高次補正の安定した結果が得られる場合がある。高次の次数が上がるほど、相関の高い補正係数の除外指定が有効となる場合があり、そのような条件をいくつかのバリエーションで指定しておく。
【００７４】
なお、本実施形態においては、補正条件を求めるための条件として上述したＥＧＡ計算モデル、次数の条件及び補正係数の条件を用いるものとしたが、その他種々の条件を考慮するようにしてよい。例えば、後述するロット処理における補正条件の選択の際に用いるＥＧＡラフ計測のサンプルショットの数、及び、そのサンプルショットの配置を考慮するようにしても良い。また、基準ウエハを基準としてアライメントを行う基準基板方式か、あるいは、干渉計ミラーを基準としてアライメントを行う干渉計基準方式かという条件を考慮するようにしても良い。さらには、露光装置が本実施形態のようにＦＩＡ方式のアライメント系を具備している場合には、波形解析アルゴリズム、スライスレベル、コントラストリミット値、処理ゲート幅、及び、内スローブ方式か外スローブ方式かという条件を考慮するようにしてよい、また、露光装置が、ＬＳＡ方式のアライメント系を具備している場合には、スムージング及びスライスレベル設定等の条件を、ＬＩＡ方式のアライメント系を具備している場合には、回折光の次数等の条件を、各々考慮するようにしても良い。これらの、補正条件を求めるための条件の設定は、露光装置における処理及びその変更条件に対応する形で、任意に設定してよい。
【００７５】
また、補正条件を選出するために参照する履歴データとしては、露光装置のＥＧＡログファイル又は重ね測定結果のログファイルのいずれかを用いる。
露光装置のＥＧＡログファイルは、選出した補正条件を適用するのと同一のプロセス条件で、過去のロット処理あるいは基準ウエハを用いた露光処理において、露光装置で通常ＥＧＡを用いた位置計測を行った結果のデータである。
また重ね測定ファイルは、さらにその位置計測を行った結果に基づいて、位置合わせを行い、露光を行った結果のマークあるいはレジスト像を、重ね合わせ計測装置において計測した結果の位置ずれに関わるデータである。
【００７６】
このような各条件指定に対応する補正係数は、ＥＧＡログファイル又は重ね測定ファイルに記憶されているウエハごとの複数のショット位置の計測値を、各条件の計算モデルに代入し、各係数（補正係数）を算出し、これを複数のウエハについて平均化することによって求める。この時、求められた係数値の中に、他の係数値より十分に離れた跳びデータがある場合にはこれを除外して平均化を行う。また、この時に使用するショット位置の計測値は、ウエハ全体のショット配列ずれの傾向を算出するため、通常の線形ＥＧＡでの計測ショットの数や、後述する高次ＥＧＡラフ計測の際の計測ショット数よりはある程度多い数のサンプルショットの計測値、あるいは、全ショットの計測値を用いるものとする。このように補正係数が求められることにより、計測されたショット位置に対する非線形補正の補正式が完成し、補正条件が求められたこととなる。
【００７７】
指定した各条件に対する補正条件が求められたら、実際にこの条件で高次ＥＧＡ補正を行った後の残差成分が少ない条件を複数選出し、又は、残差成分が最小のものを１つ選出し、これを露光装置２００に登録する。残差成分は、残差二乗和により評価する。
複数の補正条件を露光装置２００に登録して使用する場合は、ロット処理時に高次ＥＧＡラフ計測を行ってそのロットにおける非線形変形の傾向を検出し、この検出結果に基づいて複数の補正条件より１つの補正条件を選択し、これにより非線形補正を行うこととなる。より具体的には、高次ＥＧＡラフ計測の計測結果に対して、複数の補正条件の各々を適用し、残差二乗和が最小となる補正条件を選択し使用する。
補正条件を唯一登録する場合、又は、複数の補正条件を登録したものの露光処理の段階で１つの補正条件を指定する場合は、いずれもその１つの補正条件を用いてロット処理を行うこととなる。そのプロセス条件における非線形誤差の傾向等が明らかで、最適な補正条件が知れている時には、必要最小限の処理により非線形補正を行うことができるので有効である。
【００７８】
ところで、本実施形態においては、条件を種々に変えて設定した計算モデルに対する最適な補正係数を求め、計算モデル、その補正係数及びその他種々の条件等を含む補正条件を露光装置２００に登録している。しかしながら、前述したような計算モデル、次数の条件、補正係数の条件及び求められた補正係数を有する補正条件は、補正係数を強制的に０に設定する等すれば、最終的には、１０パラメータモデルの最高次数項を有する補正計算式に対する各補正係数の設定の問題に帰結することができる。すなわち、露光装置２００にも共通的にそのような補正計算式の計算アルゴリズムが設定されている場合には、単に補正係数を露光装置２００に登録することが、前述した補正条件を登録したことと等価となる。このことより、以下の説明においては、補正条件を露光装置２００に登録することを、単に補正係数を設定したと言う場合がある。
【００７９】
このような方法による非線形誤差の補正条件の選出及び登録処理を、ホストコンピュータ１４０において行う際の具体的な処理の一例について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、初期条件の設定として、補正条件を選出するための種々の条件、すなわち、考慮すべき計算モデルの設定、高次ＥＧＡで最適化する次数の条件、及び、高次ＥＧＡで最適化する補正係数の条件の設定を行う（ステップＳ５０１）。
条件の設定を行ったら、順次その条件を指定し、これらの条件の組み合わせ分、ＥＧＡログファイル又は重ね計測ファイルを参照して、予め指定された所定枚数のウエハについて高次補正係数を算出する。
すなわち、まず、計算モデルとして最初の計算モデルを指定し（ステップＳ５０２）、次数及び補正係数の条件を指定し（ステップＳ５０３）、高次ＥＧＡ補正係数を算出する（ステップＳ５０４）。そして、これを、所定枚数のウエハについて順次行う（ステップＳ５０５）。
【００８０】
所定のウエハ枚数分について、高次補正係数の算出が終了したら（ステップＳ５０５）、データが著しく離れた飛びウエハデータをリジェクトした後（ステップＳ５０６）、次数及び補正係数の条件を変更して（ステップＳ５０７，Ｓ５０３）、次の条件で再度所定枚数分のウエハの高次ＥＧＡ補正係数を算出する（ステップＳ５０４，Ｓ５０５）。
同様にして、設定した全ての次数及び補正係数の条件について高次ＥＧＡ補正係数を算出したら（ステップＳ５０７）、計算モデルを変更して（ステップＳ５０８，Ｓ５０２）、次の計算モデルにより、再度次数及び補正係数の条件を順次設定し、各条件において所定枚数分のウエハの高次ＥＧＡ補正係数を算出する（ステップＳ５０３〜Ｓ５０７）。
【００８１】
そして、設定した全ての計算モデルの全ての次数及び補正係数について、すなわち、全ての最適化条件の組み合わせについて所定枚数分のウエハの高次ＥＧＡ補正係数を算出したら（ステップＳ５０８）、各最適化条件ごとにウエハについて得られた高次ＥＧＡ補正係数を平均化する（ステップＳ５０９）。なお、ステップＳ５０９においては、ステップＳ５０６において飛びウエハデータをリジェクトした残りのデータを使用する。
そして、前記平均化された高次ＥＧＡ補正係数より、高次補正後の残差二乗和が小さいものより所定数の高次ＥＧＡ補正係数を選出し、これを露光装置２００に登録する（ステップＳ５１０）。この際、計算モデル／次数／補正係数の各条件の中から、任意の条件について登録してもよく、また、ウエハ変形の条件毎に登録を行ってもよい。
【００８２】
なお、ステップＳ５０６における飛びウエハデータのリジェクトは、本実施形態においては、ウエハごとの高次補正後の残差二乗和が所定の閾値を越えたウエハデータを除外する。但し、残差二乗和の代わりに、高次補正位置の分散を計測結果位置の分散で除算した決定係数（０〜１の値をとり、０に近いほど残差が大きくなる）を閾値として用いても良い。
【００８３】
露光処理（ロット処理）
プロセス条件ごとの位置合わせ補正条件が設定された各露光装置２００−ｉにおいては、線形補正を含む通常ＥＧＡ処理に加えて、設定された補正条件による高次ＥＧＡ補正、すなわち、非線形成分の補正を行い、ウエハの各ショット領域の位置合わせを行う。
【００８４】
本実施形態において、通常ＥＧＡによる線形誤差の補正は、次の計算モデルに従って行う。
【００８５】
【数７】
ΔＸ＝Ｃｘ１０Ｗｘ＋Ｃｘ０１Ｗｙ＋ＣｘｓｘＳｘ＋ＣｘｓｙＳｙ＋Ｃｘ００ …（７）
ΔＹ＝Ｃｙ１０Ｗｘ＋Ｃｙ０１Ｗｙ＋ＣｙｓｘＳｘ＋ＣｙｓｙＳｙ＋Ｃｙ００…（８）
【００８６】
但し、Ｗｘ、Ｗｙは、ウエハ中心を原点としたショット中心の位置であり、Ｓｘ、Ｓｙは、ショット中心を原点とした計測点の位置であり、ΔＸ、ΔＹは、位置補正量である。但し、Ｗｘ、Ｗｙは、ショット成分を使用しない、すなわち、ショット内座標Ｓｘ、Ｓｙを使用しない場合は、Ｗｘ、Ｗｙは、ウエハ中心を原点とした計測点の位置となる。
【００８７】
なお、式（７）、式（８）において、各係数は、係数Ｃｘ１０はＸ方向ウェハスケーリング、係数Ｃｘ０１はウェハローテーション、係数ＣｘｓｘはＸ方向ショットスケーリング、係数Ｃｘｓｙはショット回転、係数Ｃｘ００はＸ方向オフセット、係数Ｃｙ０１はＹ方向ウェハスケーリング、係数Ｃｙ１０はウエハ回転、Ｃｙｓｘ：ショット回転、係数ＣｙｓｙはＹ方向ショットスケーリング、係数Ｃｙ００はＹ方向オフセットを意味する。なお、前述したＥＧＡとの対応としては、ー（Ｃｘ０１＋Ｃｙ１０）がウエハ直交度に相当し、−（Ｃｘｓｙ＋Ｃｙｓｘ）がショット直交度に相当し、Ｃｙ１０がウエハローテーションに相当し、Ｃｙｓｘがショットローテーションに相当する。
【００８８】
高次ＥＧＡ補正に関し、前述したように、プロセス条件に対して１つの補正条件のみが設定されている場合、あるいは、複数の補正条件が設定されているものの使用する補正条件が指定されている時には、ロット処理時には、ウエハの変形の傾向に関わらず、その補正条件を用いて高次ＥＧＡ補正を行うこととなる。
【００８９】
また、複数の補正条件が設定されている場合には、高次ＥＧＡラフ計測を行うことにより、そのウエハあるいはロットの非線形変形の傾向を検出し、これに基づいて最適な補正条件を１つ選択し、選択された補正条件に基づいて高次ＥＧＡ補正を行う。
高次ＥＧＡラフ計測は、ショット配列の傾向がわかるように、ウエハ全域に均等に、しかし粗く指定したサンプルショットについて、ショット計測を行うものである。そのサンプルショットの数は、通常ＥＧＡの時の計測ショットの数よりも多く、一例としては、図７に示すような９ショットである。
【００９０】
また、最適な補正条件の選択にあたっては、高次ＥＧＡラフショットの計測結果に対して、登録されている複数の補正条件各々で非線形補正を行い、換言すれば、登録されている複数の補正係数を適用して高次補正を行い、その残差二乗和が最小となる補正係数を選択することにより行う。
また、高次ＥＧＡラフ計測結果から、高次補正係数の算出を行い、そこから得られたショット配列変形の傾向に合ったものを登録されている複数の補正係数から選択してもよい。
【００９１】
また、この高次ＥＧＡラフ計測は、ロットの全ウエハに対して行っても良いし、各ロットの最初の所定枚数のウエハに対して行っても良いし、あるいは、予め指定した所定枚数おきのウエハに対して行っても良い。その際、高次ＥＧＡラフ計測を行わないウエハに対しては、直前に行った高次ＥＧＡラフ計測で選択した補正係数を用いて高次補正を行うようにするのが好適である。
【００９２】
このような線形及び非線形の補正を含むウエハごとの位置合わせ及び露光処理を、露光装置２００において行う際の具体的な処理の一例について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
なお、前述したように得られた高次ＥＧＡ補正係数を使用するにあたって、その高次ＥＧＡ補正係数が重ね合わせ計測結果から算出したものである場合には、補正できなかった残留誤差に対して係数が得られているので、露光装置２００においては、この符号を反転して使用する。
【００９３】
また、得られた高次補正係数がＥＧＡ計測結果から算出したものである場合は、通常ＥＧＡにより線形成分の補正が別途なされることにより、具体的には０次と１次の成分が二重に補正されることとなる。これを防ぐために、０次と１次の補正係数から、通常ＥＧＡで算出された０次と１次の補正係数をそれぞれ差し引く。この際、ショット成分の有無については、高次ＥＧＡと通常ＥＧＡで条件をそろえて計算を行う。高次項の補正係数については、高次ＥＧＡの計算結果をそのまま使用する。
なお、ＥＧＡ計測結果から算出した高次補正係数であっても、２次以上の高次成分と０次及び１次の低次成分とを分離して算出した場合には、通常ＥＧＡの結果を差し引く必要はない。
【００９４】
露光装置２００においては、まず、高次ＥＧＡラフ計測機能が有効（オン）か無効（オフ）かを判断し（ステップＳ６０１）、無効の場合には、そのウエハに対して通常ＥＧＡ計測を行うとともに（ステップＳ６０２）、事前に登録された高次補正係数の中から、指定されたプロセス条件に対応する高次補正係数を選択する（ステップＳ６０３）。そして、この通常ＥＧＡ計測結果に基づく線形補正と、選択したプロセス条件に対応して固定の高次補正係数による非線形補正を適用して、順次各ショット領域の位置合わせを行い、露光処理を行う（ステップＳ６１１）。
【００９５】
高次ＥＧＡラフ計測機能が有効な場合には（ステップＳ６０１）、処理対象のウエハが高次ＥＧＡラフ計測の対象ウエハか否かを検出する（ステップＳ６０４）。この高次ＥＧＡラフ計測の対象ウエハか否かの設定は、前述したようにロット内のウエハ位置等に基づいて任意に１又は複数設定してよい。
処理対象のウエハが高次ＥＧＡラフ計測の対象ウエハでなかった場合には（ステップＳ６０４）、そのウエハに対して通常ＥＧＡ計測を行うとともに（ステップＳ６０５）、直前のウエハの露光で使用された高次ＥＧＡ補正係数を選択する（ステップＳ６０６）。そして、この通常ＥＧＡ計測結果に基づく線形補正と、選択した高次補正係数による非線形補正を適用して、順次各ショット領域の位置を検出し、補正し、すなわち位置合わせを行い、露光処理を行う（ステップＳ６１１）。
【００９６】
また、処理対象のウエハが高次ＥＧＡラフ計測の対象ウエハであった場合には（ステップＳ６０４）、例えば図７に斜線で示すような計測ショット９３０に対して高次ＥＧＡラフ計測を行い、ウエハ９１０のショット配列変形の傾向を検出する（ステップＳ６０７）。次に、この検出結果に基づいて、そのプロセス条件に対して登録されている複数の高次補正係数より、最適な補正係数を１つ選択する（ステップＳ６０８）。そして、通常ＥＧＡ計測結果に基づく線形補正と、選択した高次補正係数による非線形補正を適用して、順次各ショット領域の位置合わせを行い、露光処理を行う（ステップＳ６１１）。
このように、ウエハ内の各ショット領域に順次露光処理を行い、さらにロット内の全てのウエハに対して露光処理を行う（ステップＳ６１２）。
【００９７】
このように本実施形態の露光システム１００においては、各ロットごと、あるいは、各ウエハごとの非線形変形の傾向に応じて、最適な非線形補正係数（補正条件）を選択し、これにより非線形変形を補正して位置合わせを行っている。従って、非線形誤差の補正がウエハ単位で適切に行え、正確な位置合わせを行うことができる。その結果、高精度な露光が行え、高品質な電子デバイスを製造することができる。
【００９８】
また、その補正係数の検出は、ロット処理に先立った期間に検出し、露光装置に登録するようにしている。従って、ロット処理の時には，補正係数を算出するための膨大な計算処理は必要ではなく、単に非線形変形の傾向を知るためのラフなＥＧＡ計測を行えば良い。本実施形態においては、通常ＥＧＡ計測のショット数よりも若干多い程度の９個のサンプルショットのショット配列計測を行うのみで良い。従って、スループットへの影響を最小限に抑えることができ、露光処理の処理効率を維持し、高い生産性でデバイスを製造することができる。
【００９９】
さらに、その補正係数の選出は、ＥＧＡログデータや重ね測定結果データ等の、プロセス条件に対応した実際の計測データに基づいて検出している。従って、適切に非線形誤差を補正できる適切な補正係数を検出することができ、なお一層精度良い位置合わせ、高精細な露光処理、及び、高品質なデバイス製造が可能となる。
【０１００】
なお、以上説明した実施形態の登録処理や露光処理の中で最適な条件を選択する、つまり、複数組の高次ＥＧＡ補正係数から１つを選択する際、高次係数算出の元となるＥＧＡ計測結果、重ね合わせ計測結果、及び、求められた高次ＥＧＡ補正係数を用いた計算結果を表示する機能を用いると、最適な条件の選択に有効である。
表示形式としては、図７のようなショットマップ状の画面上で、各ショット領域毎に計測値、補正値、高次ＥＧＡ補正係数を用いて補正した後の残差誤差などを切換表示できることが好ましい。また、このようなマップ表示は、ウエハ毎、及び、全ウエハを通した平均値を選択的に表示できることが好ましい。さらに、各ショット領域内の表示形態としては、数値データ表示形式、及び、ヒストグラム表示を選択的に表示できることが好ましい。
さらに、例えば特開平４−３２４６１５号公報（段落番号００６６）に開示されているような信号波形表示も最適条件の選択に有効である。信号波形表示の内容としては、マーク位置情報、マーク検出結果、マーク検出パラメータ、マーク形状パラメータ、ウエハ番号、ショット番号、及び、グラフ表示スケール等が挙げられる。
【０１０１】
デバイス製造方法
次に、上述した露光システムをリソグラフィー工程において使用したデバイスの製造方法について説明する。
図８は、例えばＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等の電子デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【０１０２】
図８に示すように、電子デバイスの製造工程においては、まず、電子デバイスの回路設計等のデバイスの機能・性能設計を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行い（工程Ｓ８１０）、次に、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する（工程Ｓ８２０）。
一方、シリコン等の材料を用いてウエハ（シリコン基板）を製造する（工程Ｓ８３０）。
【０１０３】
次に、工程Ｓ８２０で製作したマスク及び工程Ｓ８３０で製造したウエハを使用して、リソグラフィー技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する（工程Ｓ８４０）。
具体的には、まず、ウエハ表面に、絶縁膜、電極配線膜あるいは半導体膜との薄膜を成膜し（工程Ｓ８４１）、次に、この薄膜の全面にレジスト塗布装置（コータ）を用いて感光剤（レジスト）を塗布する（工程Ｓ８４２）。
【０１０４】
次に、このレジスト塗布後の基板を、上述した本発明に係る露光装置のウエハホルダ上にロードするとともに、工程Ｓ８３０において製造したマスクをレチクルステージ上にロードして、そのマスクに形成されたパターンをウエハ上に縮小転写する（工程Ｓ８４３）。この時、露光装置においては、上述した本発明に係る位置合わせ方法によりウエハの各ショット領域を順次位置合わせし、各ショット領域にマスクのパターンを順次転写する。
【０１０５】
露光が終了したら、ウエハをウエハホルダからアンロードし、現像装置（デベロッパ）を用いて現像する（工程Ｓ８４４）。これにより、ウエハ表面にマスクパターンのレジスト像が形成される。
そして、現像処理が終了したウエハに、エッチング装置を用いてエッチング処理を施し（工程Ｓ８４５）、ウエハ表面に残存するレジストを、例えばプラズマアッシング装置等を用いて除去する（工程Ｓ８４６）。
これにより、ウエハの各ショット領域に、絶縁層や電極配線等のパターンが形成される。そして、この処理をマスクを変えて順次繰り返すことにより、ウエハ上に実際の回路等が形成される。
【０１０６】
ウエハ上に回路等が形成されたら、次に、デバイスとしての組み立てを行う（工程Ｓ８５０）。具体的には、ウエハをダイシングして個々のチップに分割し、各チップをリードフレームやパッケージに装着し電極を接続するボンディングを行い、樹脂封止等パッケージング処理を行う。
そして、製造したデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行い（工程Ｓ８６０）、デバイス完成品として出荷等する。
【０１０７】
変形例
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また、任意好適な種々の改変が可能である。
【０１０８】
例えば、露光システムの全体構成は、図１に示した構成に限られるものではない。
例えば、図９（Ａ）に示す露光システム１０１のように、例えばＥＧＡ計測結果データや重ね合わせ計測結果、補正係数の組み合わせ等の種々の情報を集中的に記憶する情報サーバー１６０を別に設けたような構成でも良い。また図示しないが、さらに別のコンピュータをイントラネット１１０に接続して、処理を分散するようにしても良い。
【０１０９】
また、図９（Ｂ）に示すように、イントラネット１１０とは別の他の通信ネットワーク１７０を介して構築されるようなシステムや、あるいはまた、いわゆるサーバークライアント型のシステムとして構築されるようなシステムであっても良い。
図９（Ｂ）に示す露光システム１０２は、工場システム１０３と、サーバー１８０とを、外部通信ネットワーク１７０を介して接続したものである。
サーバー１８０は、図９（Ａ）の露光システム１０１におけるホストコンピュータ１４０及び情報サーバー１６０の機能等が集約して搭載されている。工場システム１０３は、実際にウエハに対して処理を施す露光装置２００−ｉ及び重ね合わせ計測装置１３０、及び、外部通信ネットワーク１７０とイントラネット１１０とを接続するゲートウェイ装置としての通信制御装置１４１を有する。また、外部通信ネットワーク１７０は、例えばインターネットや専用回線を用いた通信ネットワーク等である。
【０１１０】
このような露光システム１０２は、例えば遠隔地の工場に配置された工場システム１０３を、管理部門より制御、管理する場合に好適である。また、図示はしないが複数の工場システム１０３を、１つのサーバー１８０において制御、管理するような場合に好適である。また、電子デバイスの製造メーカーにおいて構築された工場システム１０３に対して、例えば露光装置２００の特性等の情報を有する露光装置製造会社がサーバー１８０を介して補正係数決定のための環境を提供する等のシステムにも適用することができる。
このように、露光システムの各装置における計算、制御のための演算等の処理の分担の形態、換言すれば分散処理システムとしての機能の分散形態、あるいはネットワークシステムとしての、これら各装置の接続形態は、任意の形態としてよい。
【０１１１】
また、本実施形態では、アライメント系として、オフアクシス方式のＦＩＡ系（結像式のアライメントセンサ）を用いる場合について説明したが、これに限らずいかなる方式のマーク検出系を用いても構わない。すなわち、ＴＴＲ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｒｅｔｉｃｌｅ）方式、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）方式、またオフアクシス方式のいずれの方式であっても、さらには検出方式がＦＩＡ系などで採用される結像方式（画像処理方式）以外、例えば回折光又は散乱光を検出する方式などであっても構わない。例えば、ウエハ上のアライメントマークにコヒーレントビームをほぼ垂直に照射し、当該マークから発生する同次数の回折光（±１次、±２次、……、±ｎ次回折光）を干渉させて検出するアライメント系でも良い。この場合、次数ごとに回折光を独立に検出し、少なくとも１つの次数での検出結果を用いるようにしても良いし、波長が異なる複数のコヒーレントビームをアライメントマークに照射し、波長ごとに各次数の回折光を干渉させて検出しても良い。
【０１１２】
また、本発明は上記各実施形態の如き、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に限らず、ステップ・アンド・リピート方式、又はプロキシミティ方式の露光装置（Ｘ線露光装置等）を始めとする各種方式の露光装置にも全く同様に適用が可能である。
また、露光装置で用いる露光用照明光（エネルギビーム）は紫外光に限られるものではなく、Ｘ線（ＥＵＶ光を含む）、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線などでも良い。また、ＤＮＡチップ、マスク又はレチクルなどの製造用に用いられる露光装置でも良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スループットへの影響を低減し、ウエハごとに最適なショット配列の非線形補正が行える位置合わせ方法、そのための最適位置検出式の検出方法を提供することができる。
また、非線形成分のショット配列誤差を低減し、重ね合わせ精度を良好に維持した露光を行うことが可能な露光方法を提供することができる。
さらに、重ね合わせ精度が良くスループットの高い露光工程を適用することにより、高品質な電子デバイスを効率良く、すなわち高い生産性で製造することのできるデバイスの製造方法、及び、そのような高品質なデバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の露光システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した露光システムの露光装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、図２に示した露光装置のアライメント系の構成を示す図である。
【図４】図４は、非線形変形の傾向の具体例を示す図である。
【図５】図５は、本発明に係る非線形変形補正条件の登録処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、本発明に係るロット処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、図６に示したロット処理における高次ＥＧＡラフ計測のサンプルショットを示す図である。
【図８】図８は、本発明に係るデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、本実施形態の露光システムの変形例を示す図である。
【符号の説明】
１００，１０１，１０２…露光システム
１０３…工場システム
１１０…イントラネット
１３０…重ね合わせ計測装置
１４０…ホストコンピュータ
１４１…通信制御装置
１５０…端末装置
１６０…情報サーバー
１７０…外部通信ネットワーク
１８０…サーバー
２００…露光装置
２１０…照明系
ＲＳＴ…レチクルステージ
ＰＬ…投影光学系
ＷＳＴ…ウエハステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ等の撮像素子、プラズマディスプレイ素子、薄膜磁気ヘッド等の電子デバイス（以下、単に電子デバイスと言う）を製造する際のリソグラフィー工程に適用して好適な、感光基板の位置を位置合わせを行うための最適位置検出式の検出方法及びその位置合わせ方法に関する。また、その位置合わせ方法によりアライメントを行って露光を行う露光方法、その露光方法を用いたデバイスの製造方法及びそのデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子等の電子デバイスの製造工程では、ステップ・アンド・リピート方式又はステップ・アンド・スキャン方式等の露光装置、ウエハプローバ、あるいはレーザリペア装置等が用いられている。これらの装置では、基板上に２次元マトリックス状に規則的に配列された複数のチップパターン領域（ショット領域）の各々を、所定の基準位置に対して高精度に位置合わせ（アライメント）する必要がある。この基準位置は、各装置において処理を行うために規定される例えば加工処理点等の位置であり、処理対象の基板の移動及びその位置を規定する静止座標系において規定される。具体的には、例えばレーザ干渉計によって規定される直交座標系等において規定される。
【０００３】
露光装置では、マスク又はレチクル（以下、単にレチクルと言う）に形成されたパターンの投影位置に対して、半導体ウエハやガラスプレート等の基板のアライメントを、高精度かつ安定して行う必要がある。特に半導体素子の露光工程では、ウエハ上に１０層以上の回路パターン（レチクルパターン）を重ね合わせて転写する。従って各層間での重ね合わせ精度が悪いと、形成した回路の特性が悪化し、最悪の場合には半導体素子が不良品となり、全体として歩留まりを低下させてしまうこととなる。
そこで、露光工程では、ウエハ上の各ショット領域に予め配置したマークを用いてアライメントを行うウエハアライメントが行われている。すなわち、ウエハ上の複数のショット領域の各々に、予めアライメントマークを配置しておく。露光処理時には、まず、露光対象のショット領域のアライメントマークのステージ座標系（静止座標系）における位置（座標値）を検出する。そして、このアライメントマークの位置情報と、予め測定したおいたレチクルパターンの位置情報とに基づいて、そのショット領域をレチクルパターンに対して位置合わせする。
【０００４】
ウエハアライメントには大別して２つの方式がある。１つはウエハ上のショット領域ごとにそのアライメントマークを検出して位置合わせを行うダイ・バイ・ダイ（Ｄ／Ｄ）アライメント方式である。もう１つは、ウエハ上のいくつかのショット領域のみのアライメントマークを検出してショット領域の配列の規則性を求めることで、各ショット領域を位置合わせするグローバル・アライメント方式である。現在のところ、電子デバイスの製造ラインでは、スループットとの兼ね合いから、主にグローバル・アライメント方式が使用されている。特に、最近では、ウエハ上のショット領域の配列の規則性を統計的手法によって高精度に検出するエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式が広く用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−４４４２９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開昭６２−８４５１６号公報
【０００７】
ＥＧＡ方式では、１枚のウエハにおいて、予め特定ショット領域（「サンプルショット領域」又は「アライメントショット領域」と言う場合もある）として選択された複数個のショット領域のみの位置座標を計測する。この特定ショット領域の数は、３個以上必要であり、通常は７〜１５個程度である。この特定ショット領域における位置座標の計測値から、最小二乗法等の統計演算処理を用いてウエハ上の全てのショット領域の位置座標（ショット領域の配列）を算出する。そして、この算出したショット領域の配列に従って、ウエハステージをステッピングさせる。従ってＥＧＡ方式は、計測時間が短くて済み、ランダムな計測誤差に対して平均化効果が期待できるという長所がある。
【０００８】
ＥＧＡ方式のウエハアライメント（以下、単にＥＧＡと言う）で用いられている統計処理の方法について簡単に説明する。
ウエハ上のｍ（ｍ：３以上の整数）個の特定ショット領域の設計上の配列座標を（Ｘｎ，Ｙｎ）（ｎ＝１，２，…，ｍ）とし、設計上の配列座標からのずれ（ΔＸｎ，ΔＹｎ）について式（１）で示されるような線形モデルを仮定する。
【０００９】
【数１】
ｍ個のサンプルショット領域の各々の、実際の配列座標の設計上の配列座標からのずれ（計測値）を（Δｘｎ，Δｙｎ）とすると、このずれと式（１）で示される線形モデルにおける配列座標からの各ずれ（ΔＸｎ，ΔＹｎ）との差の二乗和Ｅは、式（２）で表される。
【００１１】
【数２】
Ｅ＝Σ｛（Δｘｎ−ΔＸｎ）２＋（Δｙｎ−ΔＹｎ）２｝ …（２）
【００１２】
そこで、式（２）の値Ｅを最小にするようなパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを算出する。そして、算出したパラメータａ〜ｆと設計上の配列座標（Ｘｎ，Ｙｎ）とに基づいて、ウエハ上の全てのショット領域の配列座標を算出する。
このように、ＥＧＡ方式は、設計上の位置と実際にウエハ上に規定された位置とのずれの線形な１次近似であり、ウエハの伸縮、回転等のずれの線形成分を補正することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、露光工程におけるそのようなウエハの位置のずれ、すなわち重ね合わせ誤差には、非線形成分が生じることがある。
例えば、電子デバイスの製造ラインでは、同一の電子デバイスに対して複数の露光装置（号機）を用いた重ね合わせ露光がしばしば行われる。このような場合、通常、露光装置間のステージ座標系間には誤差（ステージグリッド誤差）が存在し、これにより非線形な重ね合わせ誤差が生じる場合がある。
また、各露光装置の間でウエハの吸着機構や吸着力等が異なり、これによりウエハに歪みを与える場合がある。このようなウエハの歪みも、通常、非線形なずれ、すなわち重ね合わせ誤差を生じさせる。
【００１４】
また、エッチング、ＣＶＤ（ケミカル・ベイパー・デポジション）、ＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）などのプロセス処理工程においては、そのプロセス処理における研磨や熱膨張等により、ウエハに歪みを与える場合が少なくない。従って、そのようなプロセス工程を経た層に対して露光処理を行う場合には、ウエハの歪みが非線形なずれ、すなわち重ね合わせ誤差となって影響する。このような前工程のプロセス処理に起因する重ね合わせ誤差は、ステージグリッド誤差がない同一の露光装置において重ね合わせ露光を行ったとしても生じる誤差である。
【００１５】
前述したように、重ね合わせ誤差の要因であるウエハ上のショット領域の配列誤差（ショット配列誤差）が線形的な成分である場合には、ＥＧＡによりこれを除去することが可能である。しかしながらショット配列誤差が、このようなステージグリッド誤差、装置の特性に基づく歪み、あるいはプロセス処理に起因する歪み等の非線形なウエハの変形に起因する場合には、これをＥＧＡにより除去することは困難である。前述したように、ＥＧＡでは、ウエハ上のショット領域の配列誤差を、例えば式（１）に示すように線形なものとして扱っているからである。
【００１６】
そこで、このような非線形のショット配列誤差に対しては、例えば次のような方法がとられている。
例えば、まず、露光シーケンス（本番露光処理）中に、ＥＧＡの結果を基準にして再度ＥＧＡ計測を行うことにより、非線形成分を抽出する。そして、抽出された非線形成分を複数枚のウエハについて平均化し、この平均値をマップ補正値として保持する。以後の露光シーケンスにおいては、このマップ補正値を用いて露光ショット位置の補正を行う。
また、第２の方法は、露光シーケンスとは別に予め露光条件、プロセスごとに基準ウエハを用いて非線形成分（各ショットごとのずれ量）を計測しておき、これをマップ補正ファイルとして格納しておく。そして、露光シーケンスにおいては、露光条件に応じたマップ補正ファイルを用いて、各ショット領域の位置補正を行う。
【００１７】
しかしながら、第１の方法においては、各ウエハにおいて全ショットに近いショットでＥＧＡを行う必要があるため、スループットが悪化するという問題が生じる。
また、第２の方法においては、プロセス（露光条件）ごとに１つのマップ補正ファイルを選択して非線形成分の補正を行うために、同じ露光シーケンスにおいてウエハごとの非線形成分の補正ができないという問題がある。
【００１８】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、スループットへの影響を低減し、ウエハごとに最適なショット配列の非線形補正が行える位置合わせ方法、そのための最適位置検出式の検出方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、非線形成分のショット配列誤差を低減し、重ね合わせ精度を良好に維持した露光を行うことが可能な露光方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、重ね合わせ精度が良くスループットの高い露光工程を適用することにより、高品質な電子デバイスを効率良く、すなわち高い生産性で製造することのできるデバイスの製造方法、及び、そのような高品質なデバイスを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の最適位置検出式の検出方法は、２次以上の次数と複数の係数とを備えた所定計算式を用いて、基板上に形成された複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記複数の領域を計測して得られた計測位置情報との差分情報に基づいて、前記所定計算式の前記複数の係数を決定し、当該計算式に基づいて、他の基板上に形成された前記複数の領域の位置情報を検出する。
【００２０】
好適には、前記複数の領域のうちの所定数の前記領域の位置情報を算出した所定数算出位置情報と、前記所定数の領域を計測して得られた所定数計測位置情報との差分情報に基づいて、前記所定計算式の前記複数の係数を決定する。
また好適には、前記算出位置情報と前記計測位置情報との差分が最小となるように、前記所定計算式の前記複数の係数を決定する。
好適な一例としては、前記算出位置情報と前記計測位置情報との差分の二乗和が最小となるように、前記所定計算式の前記複数の係数を決定する。
【００２１】
また、本発明の位置合わせ方法は、前述したいずれかの方法によって決定された前記計算式に基づいて、前記基板上の前記複数領域それぞれの位置情報を算出し、前記基板上の前記複数領域それぞれと所定位置とを位置合わせする。
【００２２】
また、本発明の露光方法は、基板に形成された複数の領域それぞれに所定パターンを転写する露光方法であって、前述した位置合わせ方法を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写する。
【００２３】
また、本発明のデバイス製造方法は、前述した露光方法を用いて、デバイスパターンをデバイス基板上に転写する工程を含む。
【００２４】
また、本発明のデバイスは、前述したデバイス製造方法で製造されたデバイスである。
【００２５】
また、本発明の露光方法は、 基板上に形成された複数の領域それぞれと所定パターンとを位置合わせし、前記複数の領域を前記所定パターンで露光する露光方法であって、登録期間に、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、予め計測された前記複数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１計算式の前記複数の係数を決定し、該複数の係数を決定された第２の計算式を記憶し、前記登録期間後の処理期間に、前記記憶された第２計算式を読み出し、読み出された前記第２計算式を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれの位置情報を算出し、算出された前記位置情報に基づいて、前記複数の領域それぞれと前記所定のパターンとを位置合わせし、前記位置合わせされた領域に前記所定パターンを転写する。
【００２６】
好適には、前記登録期間に先立つ先行処理期間に、前記複数の領域の位置情報を計測し、該計測位置情報を記憶する。
好適な一例としては、前記先行処理期間中に前記複数の領域の位置情報を計測し、該先行処理期間中に計測された計測位置情報を記憶する。
また好適な一例としては、前記先行処理期間後、かつ、前記登録期間前に、前記先行処理期間における前記基板上の前記複数の領域と前記所定パターンとの位置合わせ結果を計測し、該位置合わせ結果に基づく計測位置情報を記憶する。
【００２７】
また好適には、前記登録期間に、前記位置合わせの条件を変化させ、前記条件ごとに、前記第２計算式の係数を決定する。
好適な一例としては、前記位置合わせの条件は、前記基板に施される処理の内容に応じて変化させる。
また好適な一例としては、前記位置合わせの条件の変化は、前記第１計算式を変化させることを含む。
また好適な一例としては、前記位置合わせの条件の変化は、前記登録期間に前記第２計算式を決定する際に用いる前記算出位置情報の数、及び、前記計測位置情報の数の変化を含む。
【００２８】
また好適な一例としては、前記登録期間に、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１の計算式を用いて前記複数の領域のうちの所定数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記読み出された前記所定数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１計算式の複数の係数を決定し、該複数の係数を決定された第２計算式を記憶する方法であって、前記位置合わせの条件の変化は、前記所定数の領域の配置の変化を含む。
また好適な一例としては、前記複数の領域の計測位置情報は、前記複数の領域に対応して前記基板上に形成されたマークを検出した結果に基づく信号波形の解析によって形成され、前記位置合わせ条件の変化は、前記信号波形の解析方法の変化を含む。
【００２９】
また好適には、前記登録期間に、前記条件ごとに係数を決定された複数の前記第２計算式を記憶し、前記処理期間に、前記記憶された複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択し、選択された前記第２計算式を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれの位置情報を算出し、算出された前記位置情報に基づいて、前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写する。
【００３０】
好適な一例としては、前記処理期間に、前記基板上の前記複数の領域の位置情報を計測し、該計測された前記複数の領域の位置情報と、前記記憶された複数の前記第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報との差分情報に基づいて、複数の第２計算式から特定の第２計算式を選択することを特徴とする。
また好適な一例としては、前記処理期間に、前記基板上の前記複数の領域の配列傾向情報を検出し、検出された前記配列傾向情報に基づいて、複数の前記第２計算式から特定の第２計算式を選択する。
好適には、前記登録期間に、前記条件ごとに係数を決定された複数の第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記計測位置情報との差分情報に基づいて、特定の第２計算式を選択的に記憶する。
【００３１】
また、本発明の他の露光方法は、基板上に形成された複数の領域それぞれと所定パターンとを位置合わせし、前記複数の領域を前記所定パターンで露光する露光方法であって、登録期間に前記位置合わせの条件を変化させ、前記条件ごとに、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記複数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１の計算式の前記複数の係数を決定し、第２計算式として登録し、前記登録期間後の処理期間に、前記第２計算式を用いて基板上の複数領域それぞれの位置情報を算出し、算出された位置情報に基づいて、前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写する。
【００３２】
好適には、前記位置合わせの条件は、前記基板に施される処理の内容に応じて変化させる。
また好適には、前記位置合わせの条件の変化は、前記第１計算式を変化させることを含む。
また好適な一例としては、前記位置合わせの条件の変化は、前記登録期間に前記第２計算式を決定する際に用いる前記算出位置情報の数、及び、前記計測位置情報の数の変化を含む。
【００３３】
また好適な一例としては、前記登録期間においては、前記位置合わせの条件を変化させ、前記条件ごとに、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１計算式を用いて前記複数の領域のうちの所定数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、予め記憶した前記所定数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１計算式の前記複数の係数を決定し、第２計算式として記憶し、前記位置合わせの条件の変化は、前記所定数の領域の配置の変化を含む
また好適な一例としては、前記複数の領域の計測位置情報は、前記複数の領域に対応して前記基板上に形成されたマークを検出した結果に基づく信号波形の解析によって形成され、前記位置合わせの条件の変化は、前記信号波形の解析方法の変化を含む。
【００３４】
好適には、前記登録期間に、複数の前記第２計算式を記憶し、前記処理期間に、前記記憶された複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択し、選択された前記第２計算式を用いて基板上の複数領域それぞれの位置情報を算出し、算出された前記位置情報に基づいて前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写する。
【００３５】
好適な一例としては、前記処理期間に、基板上の複数の領域の位置情報を計測し、計測された前記複数の領域の前記位置情報と、前記記憶された複数の前記第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報との差分情報に基づいて、複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択する。
また好適な一例としては、前記処理期間に、前記基板上の複数の領域の配列傾向情報を検出し、検出された前記配列傾向情報に基づいて、複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択する。
また好適には、前記登録期間に、前記条件ごとに係数を決定された複数の第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記計測位置情報との差分情報に基づいて、特定の第２計算式を選択的に記憶する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
露光システム
まず、本実施形態に係る露光システムの全体構成について図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る露光システム１００の全体構成を示す図である。
図１に示すように、露光システム１００は、Ｎ台の露光装置２００−１〜２００−ｎ、重ね合わせ計測装置１３０及びホストコンピュータ１４０を有する。これら各装置は、ＬＡＮ１１０により相互にデータ転送が可能に接続されている。なお、ＬＡＮ１１０には、さらに他の処理装置、計測装置あるいはコンピュータ等がデータ転送可能に接続されていても良い。
【００３８】
露光装置２００−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）（以下、単に露光装置２００と言う場合もある）は、ロットごとに投入されるウエハ（例えば、１ロットは２５枚）に対して露光処理を行い、順次パターンを形成する。すなわち、ウエハに規定される各ショット領域を露光装置２００の所定の露光位置に位置合わせし、レチクルを通過した露光光により露光し、その領域にレチクルに形成されたパターンの像を順次転写する。
その際、特に本発明に係る露光装置２００においては、ショット領域ごとの非線形なずれを補正することのできる本発明に係る位置合わせ方法により、各ショット領域の位置合わせ（アライメント）を行う。
【００３９】
露光装置２００は、ＬＡＮ１１０を介して露光システム１００全体を制御するホストコンピュータ１４０に接続されており、ホストコンピュータ１４０からの指示に基づいて、順次ロットごとのウエハを処理する。
また、露光装置２００は、ホストコンピュータ１４０より、ウエハ及びショット領域の位置合わせの際に参照する位置合わせ条件が提供される。露光装置２００は、この位置合わせ条件に基づいて、あるいは、その条件よりさらに最適な条件を選択して、ウエハ及びショット領域の位置合わせを行う。
また、露光装置２００は、ホストコンピュータ１４０において位置合わせ条件を求めるために、必要に応じて、露光装置２００で行った通常のＥＧＡ方式による位置合わせの結果のデータ（ログデータ）を、ホストコンピュータ１４０に提供する。
【００４０】
本実施形態において露光装置２００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（以下、走査型露光装置と言う）とするが、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）であっても良い。
なお、露光装置２００の詳細な構成、位置合わせ条件の検出方法、及び、これに関わる露光装置２００とホストコンピュータ１４０とのＥＧＡログデータ等のデータの送受等については、後に詳細に説明する。
【００４１】
重ね合わせ計測装置１３０は、露光装置２００により順次パターンが形成されたウエハの重ね合わせ誤差を計測する。重ね合わせ計測装置１３０は、投入されたウエハ上に形成されたレジストレーション計測マーク像（例えばレジスト像）を検出し、異なる層の露光の際に形成されたマーク間の相対的な位置の差を求め、これを重ね合わせ誤差として検出する。重ね合わせ計測装置１３０には、ロット処理の結果を解析する場合等、特に重ね合わせ誤差の計測が必要な場合に、露光処理を経てパターンが形成されたウエハが投入され、重ね合わせ状態が検出される。
【００４２】
本発明に係る処理として、重ね合わせ計測装置１３０は、投入される特定のプロセスを経たウエハに対して重ね合わせ計測を行い、この計測結果をＬＡＮ１１０を介してホストコンピュータ１４０に出力する。この重ね合わせ計測結果のデータは、露光装置２００で検出したＥＧＡ計測結果のデータと同様に、ホストコンピュータ１４０において露光装置２００に提供する位置合わせ条件を求めるために用いられる。
【００４３】
ホストコンピュータ１４０は、大容量の記憶装置と演算処理装置とを有するコンピュータであって、露光システム１００におけるリソグラフィー工程の全体を統括的に制御する。
具体的には、ホストコンピュータ１４０は、大容量記憶装置に、露光システム１００で処理する各ロットあるいは各ウエハについての、プロセスを制御するための種々の情報、そのための種々のパラメータあるいは露光履歴データ等の種々の情報を蓄積する。そして、これらの情報に基づいて、各ロットに適切な処理が施されるように、露光装置２００−１〜２００−ｎを制御し、また管理する。
【００４４】
また、ホストコンピュータ１４０は、各露光装置２００−ｉにおける位置合わせ処理に用いられる位置合わせ条件を求め、これを各露光装置２００−ｉに登録する。ホストコンピュータ１４０は、露光装置２００で計測されたＥＧＡログデータ又は重ね合わせ計測装置１３０で計測された重ね合わせ結果データに基づいて、また、予め登録されている各ショット領域等の設計上の位置情報等の情報に基づいて、位置合わせ条件を求める。位置合わせ条件は、各露光装置−ｉごとに、また、露光対象のロットに施されたプロセスごとに、１又は複数求める。なお、複数の位置合わせ条件を求める場合は、各露光装置２００−ｉにおいて、さらに最適な一つの位置合わせ条件を選択して使用することとなる。本発明に係るこの位置合わせ条件の検出方法については、後に詳細に説明する。
【００４５】
露光装置
次に、露光装置２００の構成について、図２を参照して説明する。
図２には、走査型露光装置である露光装置２００の概略構成を示す図である。
露光装置２００は、照明系２１０、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷが搭載されるウエハステージＷＳＴ、アライメント系ＡＳ及び装置全体を統括制御する主制御系２２０等を備えている。
【００４６】
照明系２１０は、例えば特開平１０−１１２４３３号公報、特開平６−３４９７０１号公報などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ又はロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）等を含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド、及びダイクロイックミラー等（いずれも不図示）を有する。照明系２１０は、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のレチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域部分を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。
なお、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光、あるいは、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等を用いる。
【００４７】
レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えば磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータからなる不図示のレチクルステージ駆動部によって、レチクルＲの位置決めのため、照明系２１０の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。さらに、本実施形態では、上記磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータとして、Ｘ駆動用コイル、Ｙ駆動用コイルの他にＺ駆動用コイルを含むものを用いているため、レチクルステージＲＳＴをＺ軸方向にも微小駆動可能な構成となっている。
【００４８】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、レチクル干渉計と言う）２１６によって、移動鏡２１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計２１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報は、ステージ制御系２１９及びこれを介して主制御系２２０に供給される。ステージ制御系２１９では、主制御系２２０からの指示に応じ、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいて不図示のレチクルステージ駆動部を介して、レチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００４９】
レチクルＲの上方には、一対のレチクルアライメント系２２２（紙面奥側のレチクルアライメント系は不図示）が、配置されている。この一対のレチクルアライメント系２２２は、ここでは不図示だが、照明光ＩＬと同じ波長の照明光にて検出対象のマークを照明するための落射照明系と、その検出対象のマークの像を撮像するためのアライメント顕微鏡とをそれぞれ含んで構成されている。アライメント顕微鏡は結像光学系と撮像素子とを含んでおり、アライメント顕微鏡による撮像結果は主制御系２２０に供給されている。この場合、レチクルＲからの検出光をレチクルアライメント系２２２に導くための不図示の偏向ミラーが移動自在に配置されており、露光シーケンスが開始されると、主制御系２２０からの指令により、不図示の駆動装置により偏向ミラーはそれぞれレチクルアライメント系２２２と一体的に照明光ＩＬの光路外に退避される。
【００５０】
投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図２における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックな縮小系が用いられている。この投影光学系ＰＬの投影倍率は例えば１／４、１／５あるいは１／６等である。このため、照明系２１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成される。
【００５１】
投影光学系ＰＬとしては、図２に示されるように、複数枚、例えば１０〜２０枚程度の屈折光学素子（レンズ素子）２１３のみから成る屈折系が用いられている。この投影光学系ＰＬを構成する複数枚のレンズ素子２１３のうち、物体面側（レチクルＲ側）の複数枚のレンズ素子は、不図示の駆動素子、例えばピエゾ素子などによって、Ｚ軸方向（投影光学系ＰＬの光軸方向）にシフト駆動、及びＸＹ面に対する傾斜方向（すなわちＸ軸回りの回転方向及びＹ軸回りの回転方向）に駆動可能な可動レンズとなっている。そして、結像特性補正コントローラ２４８が、主制御系２２０からの指示に基づき、各駆動素子に対する印加電圧を独立して調整することにより、各可動レンズが個別に駆動され、投影光学系ＰＬの種々の結像特性（倍率、ディストーション、非点収差、コマ収差、像面湾曲など）が調整されるようになっている。なお、結像特性補正コントローラ２４８は、光源を制御して照明光ＩＬの中心波長をシフトさせることができ、可動レンズの移動と同様に中心波長のシフトにより結像特性を調整可能となっている。
【００５２】
ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図２における下方で、不図示のベース上に配置され、このウエハステージＷＳＴ上には、ウエハホルダ２２５が載置されている。このウエハホルダ２２５上にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。ウエハホルダ２２５は不図示の駆動部により、投影光学系ＰＬの光軸に直交する面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）にも微動可能に構成されている。また、このウエハホルダ２２５は光軸ＡＸ回りの微小回転動作も可能になっている。
【００５３】
ウエハステージＷＳＴは、走査方向（Ｙ軸方向）の移動のみならず、ウエハＷ上の複数のショット領域を前記照明領域と共役な露光領域に位置させることができるように、走査方向に直交する非走査方向（Ｘ軸方向）にも移動可能に構成されており、ウエハＷ上の各ショット領域を走査（スキャン）露光する動作と、次のショット領域の露光のための加速開始位置まで移動する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作を行う。このウエハステージＷＳＴは例えばリニアモータ等を含むウエハステージ駆動部２２４によりＸＹ２次元方向に駆動される。
【００５４】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置は、その上面に設けられた移動鏡２１７を介して、ウエハレーザ干渉計システム２１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ここで、実際には、ウエハステージＷＳＴ上には、走査方向（Ｙ方向）に直交する反射面を有するＹ移動鏡と非走査方向（Ｘ軸方向）に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられ、これに対応してウエハレーザ干渉計２１８もＹ移動鏡に垂直に干渉計ビームを照射するＹ干渉計と、Ｘ移動鏡に垂直に干渉計ビームを照射するＸ干渉計とが設けられているが、図２ではこれらが代表的に移動鏡２１７、ウエハレーザ干渉計システム２１８として示されているものである。すなわち、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴの移動位置を規定する静止座標系（直交座標系）が、ウエハレーザ干渉計システム２１８のＹ干渉計及びＸ干渉計の測長軸によって規定されている。以下においては、この静止座標系を「ステージ座標系」とも呼ぶ。なお、ウエハステージＷＳＴの端面を鏡面加工して、前述した干渉計ビームの反射面を形成しても良い。
【００５５】
ウエハステージＷＳＴのステージ座標系上における位置情報（又は速度情報）はステージ制御系２１９、及びこれを介して主制御系２２０に供給される。ステージ制御系２１９では、主制御系２２０の指示に応じ、ウエハステージＷＳＴの上記位置情報（又は速度情報）に基づき、ウエハステージ駆動部２２４を介してウエハステージＷＳＴを制御する。
【００５６】
また、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの近傍には、基準マーク板ＦＭが固定されている。この基準マーク板ＦＭの表面は、ウエハＷの表面と同じ高さに設定され、この表面には後述するアライメント系のいわゆるベースライン計測用の基準マーク、及びレチクルアライメント用の基準マークその他の基準マークが形成されている。
【００５７】
投影光学系ＰＬの側面には、オフアクシス方式のアライメント系ＡＳが設けられている。このアライメント系ＡＳとしては、ここでは、例えば特開平２−５４１０３号公報に開示されているような（Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ（ＦＩＡ）系）のアライメントセンサが用いられている。このアライメント系ＡＳは、所定の波長幅を有する照明光（例えば白色光）をウエハに照射し、ウエハ上のアライメントマークの像と、ウエハと共役な面内に配置された指標板上の指標マークの像とを、対物レンズ等によって、撮像素子（ＣＣＤカメラ等）の受光面上に結像して検出するものである。アライメント系ＡＳはアライメントマーク（及び基準マーク板ＦＭ上の基準マーク）の撮像結果を、主制御系２２０へ向けて出力する。
【００５８】
露光装置２００には、さらに、投影光学系ＰＬの最良結像面に向けて複数のスリット像を形成するための結像光束を光軸ＡＸ方向に対して斜め方向より供給する不図示の照射光学系と、その結像光束のウエハＷの表面での各反射光束をそれぞれスリットを介して受光する不図示の受光光学系とから成る斜入射方式の多点フォーカス検出系が、投影光学系ＰＬを支える支持部（不図示）に固定されている。この多点フォーカス検出系としては、例えば特開平５−１９０４２３号公報、特開平６−２８３４０３号公報などに開示されるものと同様の構成のものが用いられ、ステージ制御系２１９はこの多点フォーカス検出系からのウエハ位置情報に基づいてウエハホルダ２２５をＺ軸方向及び傾斜方向に駆動する。
【００５９】
主制御系２０は、マイクロコンピュータ又はワークステーションを含んで構成され、装置の構成各部を統括して制御する。主制御系２２０は、前述したＬＡＮ１１０に接続されている。また、本実施形態では、主制御系２２０を構成するハードディスク等の記憶装置、あるいはＲＡＭ等のメモリには、予め作成された複数種類の補正条件（補正係数）がデータベースとして格納されている。
【００６０】
アライメント系
次に、アライメント系ＡＳの構成について、図３を参照して説明する。
図３に示すように、アライメントセンサＡＳは、光源３４１、コリメータレンズ３４２、ビームスプリッタ３４４、ミラー３４６、対物レンズ３４８、集光レンズ３５０、指標板３５２、第１リレーレンズ３５４、ビームスプリッタ３５６、Ｘ軸用第２リレーレンズ３５８Ｘ、２次元ＣＣＤより成るＸ軸用撮像素子３６０Ｘ、Ｙ軸用第２リレーレンズ３５８Ｙ、２次元ＣＣＤより成るＹ軸用撮像素子３６０Ｙを有する。
【００６１】
光源３４１としては、ウエハ上のフォトレジストを感光させない非感光性の光であって、ある帯域幅（例えば２００ｎｍ程度）をもつブロードな波長分布の光を発する光源、ここではハロゲンランプを用いる。レジスト層での薄膜干渉によるマーク検出精度の低下を防止するため、ブロードバンドの照明光を用いる。
光源３４１からの照明光がコリメータレンズ３４２、ビームスプリッタ３４４、ミラー３４６及び対物レンズ３４８を介してウエハＷ上のアライメントマークＭＡの近傍に照射される。そして、アライメントマークＭＡからの反射光が、対物レンズ３４８、ミラー３４６、ビームスプリッタ３４４及び集光レンズ３５０を介して指標板３５２上に照射され、指標板３５２上にアライメントマークＭＡの像が結像される。
【００６２】
指標板３５２を透過した光が、第１リレーレンズ３５４を経てビームスプリッタ３５６に向かい、ビームスプリッタ３５６を透過した光が、Ｘ軸用第２リレーレンズ３５８ＸによりＸ軸用撮像素子３６０Ｘの撮像面上に集束され、ビームスプリッタ３５６で反射された光が、Ｙ軸用第２リレーレンズ３５８ＹによりＹ軸用撮像素子３６０Ｙの撮像面上に集束される。撮像素子３６０Ｘ及び３６０Ｙの撮像面上にはそれぞれアライメントマークＭＡの像及び指標板３５２上の指標マークの像が重ねて結像される。撮像素子３６０Ｘ及び３６０Ｙの撮像信号（ＤＳ）は共に主制御系２２０に供給される。
主制御部２２０には、ステージ制御系２１９を介してウエハレーザ干渉計２１８の計測値も供給されている。従って、主制御部２２０は、アライメントセンサＡＳからの撮像信号ＤＳとウエハレーザ干渉計２１８の計測値とに基づいてステージ座標系上でのアライメントマークＭＡの位置を算出する。
【００６３】
露光処理シーケンス
次に、本実施形態の露光システム１００における露光処理の方法及びその流れについて、特に、本発明に係るウエハの位置合わせ方法及びそのシーケンスを中心に説明する。
本実施形態の露光システム１００においては、まず、露光装置２００において露光処理を行う期間（処理期間）に先立って、ホストコンピュータ１４０において位置合わせ時の非線形誤差を補正するための補正条件を選出し、これを露光装置２００に登録する（非線形誤差補正条件の登録処理）。
この補正条件を登録した後、露光装置２００において、各ロット、各ウエハ及び各ショットごとに、登録された補正条件を用いて順次位置合わせを行い、露光処理を行う（ロット処理）。
【００６４】
非線形誤差補正条件の登録処理
非線形誤差補正条件の登録処理においては、前述したように、非線形ショット配列誤差を補正するために好適な補正条件を複数又は１つ選出し、露光装置２００に登録する。
この補正条件は、露光装置２００でロット処理を行うロットのプロセス条件に対応して、すなわち各プロセス条件ごとに、複数又は１つ登録する。
一般に非線形変形は、その変形の原因に応じた例えば図４に示すようないくつかの成分の類型が考えられる。その原因としては、前述したように、露光装置や研磨装置等の装置固体特有のステージグリッド誤差や、処理動作時のそのメカニカルなプレッシャによる歪み、あるいは、プロセスごとに発生する固有の歪み等である。従って、各ロットの以前のプロセス処理の履歴や、今回の露光処理の露光条件等の条件が同一のロットについては同一の非線形変形あるいは同一の傾向の非線形変形が生じる場合が多い。そのため、そのようなプロセス条件ごとに、その変形を補正するための補正条件を登録する。
【００６５】
補正条件の選出にあたっては、補正式の計算モデルを含む種々の条件を複数指定し、この各条件を予め計測された履歴データに適用することにより、各条件ごとに計算モデルの補正係数を求め、これによりすなわち補正条件を求める。そして、複数の指定した条件に対する補正条件のうち、履歴データに適用した場合に残差成分の少ない補正条件を複数又は１つ選出し、これを露光装置２００に登録する。
【００６６】
補正条件を求めるための条件の指定としては、本実施形態においては、ＥＧＡ計算モデル、次数の条件及び補正係数の条件を考慮する。
ＥＧＡ計算モデルとしては、６パラメータモデル、１０パラメータモデル、ショット内平均化モデル等の計算モデルが考えられる。但し、ショット内の計測点数に応じて指定できるモデルは制限される。ショット内１点計測の場合には、通常、６パラメータモデルを指定する。また、ショット内多点計測モデルの場合には、１０パラメータモデル、ショット内平均化モデル、及び、ショット内の任意の１点を使用しての６パラメータモデルを指定することができる。
次数の条件としては、２次項まで、３次項まで、あるいは４次項まで等、使用する最高次数を指定する。
【００６７】
ＥＧＡ計算モデル及び次数の条件を指定することにより、補正式が決定する。例えば、１０パラメータモデルで最高次数３次を指定した場合には、式（３）及び式（４）に示されるショット配列変形計算モデルを使用することとなり、２次を指定した場合には、式（５）及び式（６）に示されるショット配列変形計算モデルを使用することとなる。
【００６８】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
但し、式（３）〜式（６）において、Ｗｘ及びＷｙは、ウエハ中心を原点としたショット中心の位置であり、Ｓｘ及びＳｙはショット中心を原点とした計測点の位置であり、ΔＸ及びΔＹは、補正すべき距離、すなわち位置ずれを示す。但し、ショット成分を使用しない、すなわち、ショット内座標Ｓｘ及びＳｙを使用しない場合は、Ｗｘ及びＷｙは、ウエハ中心を原点とした計測点の位置となる。
【００７３】
補正係数の条件は、例えば、高次補正結果を安定させるために、相関の高い補正係数を除外する、すなわち０にする等の指定である。例えば、３次項の場合、Ｗｘ ３，Ｗｘ ２Ｗｙ，ＷｘＷｙ ２及びＷｙ ３の各係数のうち、Ｗｘ ２ＷｙとＷｘＷｙ ２の項を除外することにより、高次補正の安定した結果が得られる場合がある。高次の次数が上がるほど、相関の高い補正係数の除外指定が有効となる場合があり、そのような条件をいくつかのバリエーションで指定しておく。
【００７４】
なお、本実施形態においては、補正条件を求めるための条件として上述したＥＧＡ計算モデル、次数の条件及び補正係数の条件を用いるものとしたが、その他種々の条件を考慮するようにしてよい。例えば、後述するロット処理における補正条件の選択の際に用いるＥＧＡラフ計測のサンプルショットの数、及び、そのサンプルショットの配置を考慮するようにしても良い。また、基準ウエハを基準としてアライメントを行う基準基板方式か、あるいは、干渉計ミラーを基準としてアライメントを行う干渉計基準方式かという条件を考慮するようにしても良い。さらには、露光装置が本実施形態のようにＦＩＡ方式のアライメント系を具備している場合には、波形解析アルゴリズム、スライスレベル、コントラストリミット値、処理ゲート幅、及び、内スローブ方式か外スローブ方式かという条件を考慮するようにしてよい、また、露光装置が、ＬＳＡ方式のアライメント系を具備している場合には、スムージング及びスライスレベル設定等の条件を、ＬＩＡ方式のアライメント系を具備している場合には、回折光の次数等の条件を、各々考慮するようにしても良い。これらの、補正条件を求めるための条件の設定は、露光装置における処理及びその変更条件に対応する形で、任意に設定してよい。
【００７５】
また、補正条件を選出するために参照する履歴データとしては、露光装置のＥＧＡログファイル又は重ね測定結果のログファイルのいずれかを用いる。
露光装置のＥＧＡログファイルは、選出した補正条件を適用するのと同一のプロセス条件で、過去のロット処理あるいは基準ウエハを用いた露光処理において、露光装置で通常ＥＧＡを用いた位置計測を行った結果のデータである。
また重ね測定ファイルは、さらにその位置計測を行った結果に基づいて、位置合わせを行い、露光を行った結果のマークあるいはレジスト像を、重ね合わせ計測装置において計測した結果の位置ずれに関わるデータである。
【００７６】
このような各条件指定に対応する補正係数は、ＥＧＡログファイル又は重ね測定ファイルに記憶されているウエハごとの複数のショット位置の計測値を、各条件の計算モデルに代入し、各係数（補正係数）を算出し、これを複数のウエハについて平均化することによって求める。この時、求められた係数値の中に、他の係数値より十分に離れた跳びデータがある場合にはこれを除外して平均化を行う。また、この時に使用するショット位置の計測値は、ウエハ全体のショット配列ずれの傾向を算出するため、通常の線形ＥＧＡでの計測ショットの数や、後述する高次ＥＧＡラフ計測の際の計測ショット数よりはある程度多い数のサンプルショットの計測値、あるいは、全ショットの計測値を用いるものとする。このように補正係数が求められることにより、計測されたショット位置に対する非線形補正の補正式が完成し、補正条件が求められたこととなる。
【００７７】
指定した各条件に対する補正条件が求められたら、実際にこの条件で高次ＥＧＡ補正を行った後の残差成分が少ない条件を複数選出し、又は、残差成分が最小のものを１つ選出し、これを露光装置２００に登録する。残差成分は、残差二乗和により評価する。
複数の補正条件を露光装置２００に登録して使用する場合は、ロット処理時に高次ＥＧＡラフ計測を行ってそのロットにおける非線形変形の傾向を検出し、この検出結果に基づいて複数の補正条件より１つの補正条件を選択し、これにより非線形補正を行うこととなる。より具体的には、高次ＥＧＡラフ計測の計測結果に対して、複数の補正条件の各々を適用し、残差二乗和が最小となる補正条件を選択し使用する。
補正条件を唯一登録する場合、又は、複数の補正条件を登録したものの露光処理の段階で１つの補正条件を指定する場合は、いずれもその１つの補正条件を用いてロット処理を行うこととなる。そのプロセス条件における非線形誤差の傾向等が明らかで、最適な補正条件が知れている時には、必要最小限の処理により非線形補正を行うことができるので有効である。
【００７８】
ところで、本実施形態においては、条件を種々に変えて設定した計算モデルに対する最適な補正係数を求め、計算モデル、その補正係数及びその他種々の条件等を含む補正条件を露光装置２００に登録している。しかしながら、前述したような計算モデル、次数の条件、補正係数の条件及び求められた補正係数を有する補正条件は、補正係数を強制的に０に設定する等すれば、最終的には、１０パラメータモデルの最高次数項を有する補正計算式に対する各補正係数の設定の問題に帰結することができる。すなわち、露光装置２００にも共通的にそのような補正計算式の計算アルゴリズムが設定されている場合には、単に補正係数を露光装置２００に登録することが、前述した補正条件を登録したことと等価となる。このことより、以下の説明においては、補正条件を露光装置２００に登録することを、単に補正係数を設定したと言う場合がある。
【００７９】
このような方法による非線形誤差の補正条件の選出及び登録処理を、ホストコンピュータ１４０において行う際の具体的な処理の一例について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、初期条件の設定として、補正条件を選出するための種々の条件、すなわち、考慮すべき計算モデルの設定、高次ＥＧＡで最適化する次数の条件、及び、高次ＥＧＡで最適化する補正係数の条件の設定を行う（ステップＳ５０１）。
条件の設定を行ったら、順次その条件を指定し、これらの条件の組み合わせ分、ＥＧＡログファイル又は重ね計測ファイルを参照して、予め指定された所定枚数のウエハについて高次補正係数を算出する。
すなわち、まず、計算モデルとして最初の計算モデルを指定し（ステップＳ５０２）、次数及び補正係数の条件を指定し（ステップＳ５０３）、高次ＥＧＡ補正係数を算出する（ステップＳ５０４）。そして、これを、所定枚数のウエハについて順次行う（ステップＳ５０５）。
【００８０】
所定のウエハ枚数分について、高次補正係数の算出が終了したら（ステップＳ５０５）、データが著しく離れた飛びウエハデータをリジェクトした後（ステップＳ５０６）、次数及び補正係数の条件を変更して（ステップＳ５０７，Ｓ５０３）、次の条件で再度所定枚数分のウエハの高次ＥＧＡ補正係数を算出する（ステップＳ５０４，Ｓ５０５）。
同様にして、設定した全ての次数及び補正係数の条件について高次ＥＧＡ補正係数を算出したら（ステップＳ５０７）、計算モデルを変更して（ステップＳ５０８，Ｓ５０２）、次の計算モデルにより、再度次数及び補正係数の条件を順次設定し、各条件において所定枚数分のウエハの高次ＥＧＡ補正係数を算出する（ステップＳ５０３〜Ｓ５０７）。
【００８１】
そして、設定した全ての計算モデルの全ての次数及び補正係数について、すなわち、全ての最適化条件の組み合わせについて所定枚数分のウエハの高次ＥＧＡ補正係数を算出したら（ステップＳ５０８）、各最適化条件ごとにウエハについて得られた高次ＥＧＡ補正係数を平均化する（ステップＳ５０９）。なお、ステップＳ５０９においては、ステップＳ５０６において飛びウエハデータをリジェクトした残りのデータを使用する。
そして、前記平均化された高次ＥＧＡ補正係数より、高次補正後の残差二乗和が小さいものより所定数の高次ＥＧＡ補正係数を選出し、これを露光装置２００に登録する（ステップＳ５１０）。この際、計算モデル／次数／補正係数の各条件の中から、任意の条件について登録してもよく、また、ウエハ変形の条件毎に登録を行ってもよい。
【００８２】
なお、ステップＳ５０６における飛びウエハデータのリジェクトは、本実施形態においては、ウエハごとの高次補正後の残差二乗和が所定の閾値を越えたウエハデータを除外する。但し、残差二乗和の代わりに、高次補正位置の分散を計測結果位置の分散で除算した決定係数（０〜１の値をとり、０に近いほど残差が大きくなる）を閾値として用いても良い。
【００８３】
露光処理（ロット処理）
プロセス条件ごとの位置合わせ補正条件が設定された各露光装置２００−ｉにおいては、線形補正を含む通常ＥＧＡ処理に加えて、設定された補正条件による高次ＥＧＡ補正、すなわち、非線形成分の補正を行い、ウエハの各ショット領域の位置合わせを行う。
【００８４】
本実施形態において、通常ＥＧＡによる線形誤差の補正は、次の計算モデルに従って行う。
【００８５】
【数７】
ΔＸ＝Ｃｘ１０Ｗｘ＋Ｃｘ０１Ｗｙ＋ＣｘｓｘＳｘ＋ＣｘｓｙＳｙ＋Ｃｘ００ …（７）
ΔＹ＝Ｃｙ１０Ｗｘ＋Ｃｙ０１Ｗｙ＋ＣｙｓｘＳｘ＋ＣｙｓｙＳｙ＋Ｃｙ００…（８）
【００８６】
但し、Ｗｘ、Ｗｙは、ウエハ中心を原点としたショット中心の位置であり、Ｓｘ、Ｓｙは、ショット中心を原点とした計測点の位置であり、ΔＸ、ΔＹは、位置補正量である。但し、Ｗｘ、Ｗｙは、ショット成分を使用しない、すなわち、ショット内座標Ｓｘ、Ｓｙを使用しない場合は、Ｗｘ、Ｗｙは、ウエハ中心を原点とした計測点の位置となる。
【００８７】
なお、式（７）、式（８）において、各係数は、係数Ｃｘ１０はＸ方向ウェハスケーリング、係数Ｃｘ０１はウェハローテーション、係数ＣｘｓｘはＸ方向ショットスケーリング、係数Ｃｘｓｙはショット回転、係数Ｃｘ００はＸ方向オフセット、係数Ｃｙ０１はＹ方向ウェハスケーリング、係数Ｃｙ１０はウエハ回転、Ｃｙｓｘ：ショット回転、係数ＣｙｓｙはＹ方向ショットスケーリング、係数Ｃｙ００はＹ方向オフセットを意味する。なお、前述したＥＧＡとの対応としては、ー（Ｃｘ０１＋Ｃｙ１０）がウエハ直交度に相当し、−（Ｃｘｓｙ＋Ｃｙｓｘ）がショット直交度に相当し、Ｃｙ１０がウエハローテーションに相当し、Ｃｙｓｘがショットローテーションに相当する。
【００８８】
高次ＥＧＡ補正に関し、前述したように、プロセス条件に対して１つの補正条件のみが設定されている場合、あるいは、複数の補正条件が設定されているものの使用する補正条件が指定されている時には、ロット処理時には、ウエハの変形の傾向に関わらず、その補正条件を用いて高次ＥＧＡ補正を行うこととなる。
【００８９】
また、複数の補正条件が設定されている場合には、高次ＥＧＡラフ計測を行うことにより、そのウエハあるいはロットの非線形変形の傾向を検出し、これに基づいて最適な補正条件を１つ選択し、選択された補正条件に基づいて高次ＥＧＡ補正を行う。
高次ＥＧＡラフ計測は、ショット配列の傾向がわかるように、ウエハ全域に均等に、しかし粗く指定したサンプルショットについて、ショット計測を行うものである。そのサンプルショットの数は、通常ＥＧＡの時の計測ショットの数よりも多く、一例としては、図７に示すような９ショットである。
【００９０】
また、最適な補正条件の選択にあたっては、高次ＥＧＡラフショットの計測結果に対して、登録されている複数の補正条件各々で非線形補正を行い、換言すれば、登録されている複数の補正係数を適用して高次補正を行い、その残差二乗和が最小となる補正係数を選択することにより行う。
また、高次ＥＧＡラフ計測結果から、高次補正係数の算出を行い、そこから得られたショット配列変形の傾向に合ったものを登録されている複数の補正係数から選択してもよい。
【００９１】
また、この高次ＥＧＡラフ計測は、ロットの全ウエハに対して行っても良いし、各ロットの最初の所定枚数のウエハに対して行っても良いし、あるいは、予め指定した所定枚数おきのウエハに対して行っても良い。その際、高次ＥＧＡラフ計測を行わないウエハに対しては、直前に行った高次ＥＧＡラフ計測で選択した補正係数を用いて高次補正を行うようにするのが好適である。
【００９２】
このような線形及び非線形の補正を含むウエハごとの位置合わせ及び露光処理を、露光装置２００において行う際の具体的な処理の一例について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
なお、前述したように得られた高次ＥＧＡ補正係数を使用するにあたって、その高次ＥＧＡ補正係数が重ね合わせ計測結果から算出したものである場合には、補正できなかった残留誤差に対して係数が得られているので、露光装置２００においては、この符号を反転して使用する。
【００９３】
また、得られた高次補正係数がＥＧＡ計測結果から算出したものである場合は、通常ＥＧＡにより線形成分の補正が別途なされることにより、具体的には０次と１次の成分が二重に補正されることとなる。これを防ぐために、０次と１次の補正係数から、通常ＥＧＡで算出された０次と１次の補正係数をそれぞれ差し引く。この際、ショット成分の有無については、高次ＥＧＡと通常ＥＧＡで条件をそろえて計算を行う。高次項の補正係数については、高次ＥＧＡの計算結果をそのまま使用する。
なお、ＥＧＡ計測結果から算出した高次補正係数であっても、２次以上の高次成分と０次及び１次の低次成分とを分離して算出した場合には、通常ＥＧＡの結果を差し引く必要はない。
【００９４】
露光装置２００においては、まず、高次ＥＧＡラフ計測機能が有効（オン）か無効（オフ）かを判断し（ステップＳ６０１）、無効の場合には、そのウエハに対して通常ＥＧＡ計測を行うとともに（ステップＳ６０２）、事前に登録された高次補正係数の中から、指定されたプロセス条件に対応する高次補正係数を選択する（ステップＳ６０３）。そして、この通常ＥＧＡ計測結果に基づく線形補正と、選択したプロセス条件に対応して固定の高次補正係数による非線形補正を適用して、順次各ショット領域の位置合わせを行い、露光処理を行う（ステップＳ６１１）。
【００９５】
高次ＥＧＡラフ計測機能が有効な場合には（ステップＳ６０１）、処理対象のウエハが高次ＥＧＡラフ計測の対象ウエハか否かを検出する（ステップＳ６０４）。この高次ＥＧＡラフ計測の対象ウエハか否かの設定は、前述したようにロット内のウエハ位置等に基づいて任意に１又は複数設定してよい。
処理対象のウエハが高次ＥＧＡラフ計測の対象ウエハでなかった場合には（ステップＳ６０４）、そのウエハに対して通常ＥＧＡ計測を行うとともに（ステップＳ６０５）、直前のウエハの露光で使用された高次ＥＧＡ補正係数を選択する（ステップＳ６０６）。そして、この通常ＥＧＡ計測結果に基づく線形補正と、選択した高次補正係数による非線形補正を適用して、順次各ショット領域の位置を検出し、補正し、すなわち位置合わせを行い、露光処理を行う（ステップＳ６１１）。
【００９６】
また、処理対象のウエハが高次ＥＧＡラフ計測の対象ウエハであった場合には（ステップＳ６０４）、例えば図７に斜線で示すような計測ショット９３０に対して高次ＥＧＡラフ計測を行い、ウエハ９１０のショット配列変形の傾向を検出する（ステップＳ６０７）。次に、この検出結果に基づいて、そのプロセス条件に対して登録されている複数の高次補正係数より、最適な補正係数を１つ選択する（ステップＳ６０８）。そして、通常ＥＧＡ計測結果に基づく線形補正と、選択した高次補正係数による非線形補正を適用して、順次各ショット領域の位置合わせを行い、露光処理を行う（ステップＳ６１１）。
このように、ウエハ内の各ショット領域に順次露光処理を行い、さらにロット内の全てのウエハに対して露光処理を行う（ステップＳ６１２）。
【００９７】
このように本実施形態の露光システム１００においては、各ロットごと、あるいは、各ウエハごとの非線形変形の傾向に応じて、最適な非線形補正係数（補正条件）を選択し、これにより非線形変形を補正して位置合わせを行っている。従って、非線形誤差の補正がウエハ単位で適切に行え、正確な位置合わせを行うことができる。その結果、高精度な露光が行え、高品質な電子デバイスを製造することができる。
【００９８】
また、その補正係数の検出は、ロット処理に先立った期間に検出し、露光装置に登録するようにしている。従って、ロット処理の時には，補正係数を算出するための膨大な計算処理は必要ではなく、単に非線形変形の傾向を知るためのラフなＥＧＡ計測を行えば良い。本実施形態においては、通常ＥＧＡ計測のショット数よりも若干多い程度の９個のサンプルショットのショット配列計測を行うのみで良い。従って、スループットへの影響を最小限に抑えることができ、露光処理の処理効率を維持し、高い生産性でデバイスを製造することができる。
【００９９】
さらに、その補正係数の選出は、ＥＧＡログデータや重ね測定結果データ等の、プロセス条件に対応した実際の計測データに基づいて検出している。従って、適切に非線形誤差を補正できる適切な補正係数を検出することができ、なお一層精度良い位置合わせ、高精細な露光処理、及び、高品質なデバイス製造が可能となる。
【０１００】
なお、以上説明した実施形態の登録処理や露光処理の中で最適な条件を選択する、つまり、複数組の高次ＥＧＡ補正係数から１つを選択する際、高次係数算出の元となるＥＧＡ計測結果、重ね合わせ計測結果、及び、求められた高次ＥＧＡ補正係数を用いた計算結果を表示する機能を用いると、最適な条件の選択に有効である。
表示形式としては、図７のようなショットマップ状の画面上で、各ショット領域毎に計測値、補正値、高次ＥＧＡ補正係数を用いて補正した後の残差誤差などを切換表示できることが好ましい。また、このようなマップ表示は、ウエハ毎、及び、全ウエハを通した平均値を選択的に表示できることが好ましい。さらに、各ショット領域内の表示形態としては、数値データ表示形式、及び、ヒストグラム表示を選択的に表示できることが好ましい。
さらに、例えば特開平４−３２４６１５号公報（段落番号００６６）に開示されているような信号波形表示も最適条件の選択に有効である。信号波形表示の内容としては、マーク位置情報、マーク検出結果、マーク検出パラメータ、マーク形状パラメータ、ウエハ番号、ショット番号、及び、グラフ表示スケール等が挙げられる。
【０１０１】
デバイス製造方法
次に、上述した露光システムをリソグラフィー工程において使用したデバイスの製造方法について説明する。
図８は、例えばＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等の電子デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【０１０２】
図８に示すように、電子デバイスの製造工程においては、まず、電子デバイスの回路設計等のデバイスの機能・性能設計を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行い（工程Ｓ８１０）、次に、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する（工程Ｓ８２０）。
一方、シリコン等の材料を用いてウエハ（シリコン基板）を製造する（工程Ｓ８３０）。
【０１０３】
次に、工程Ｓ８２０で製作したマスク及び工程Ｓ８３０で製造したウエハを使用して、リソグラフィー技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する（工程Ｓ８４０）。
具体的には、まず、ウエハ表面に、絶縁膜、電極配線膜あるいは半導体膜との薄膜を成膜し（工程Ｓ８４１）、次に、この薄膜の全面にレジスト塗布装置（コータ）を用いて感光剤（レジスト）を塗布する（工程Ｓ８４２）。
【０１０４】
次に、このレジスト塗布後の基板を、上述した本発明に係る露光装置のウエハホルダ上にロードするとともに、工程Ｓ８３０において製造したマスクをレチクルステージ上にロードして、そのマスクに形成されたパターンをウエハ上に縮小転写する（工程Ｓ８４３）。この時、露光装置においては、上述した本発明に係る位置合わせ方法によりウエハの各ショット領域を順次位置合わせし、各ショット領域にマスクのパターンを順次転写する。
【０１０５】
露光が終了したら、ウエハをウエハホルダからアンロードし、現像装置（デベロッパ）を用いて現像する（工程Ｓ８４４）。これにより、ウエハ表面にマスクパターンのレジスト像が形成される。
そして、現像処理が終了したウエハに、エッチング装置を用いてエッチング処理を施し（工程Ｓ８４５）、ウエハ表面に残存するレジストを、例えばプラズマアッシング装置等を用いて除去する（工程Ｓ８４６）。
これにより、ウエハの各ショット領域に、絶縁層や電極配線等のパターンが形成される。そして、この処理をマスクを変えて順次繰り返すことにより、ウエハ上に実際の回路等が形成される。
【０１０６】
ウエハ上に回路等が形成されたら、次に、デバイスとしての組み立てを行う（工程Ｓ８５０）。具体的には、ウエハをダイシングして個々のチップに分割し、各チップをリードフレームやパッケージに装着し電極を接続するボンディングを行い、樹脂封止等パッケージング処理を行う。
そして、製造したデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行い（工程Ｓ８６０）、デバイス完成品として出荷等する。
【０１０７】
変形例
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また、任意好適な種々の改変が可能である。
【０１０８】
例えば、露光システムの全体構成は、図１に示した構成に限られるものではない。
例えば、図９（Ａ）に示す露光システム１０１のように、例えばＥＧＡ計測結果データや重ね合わせ計測結果、補正係数の組み合わせ等の種々の情報を集中的に記憶する情報サーバー１６０を別に設けたような構成でも良い。また図示しないが、さらに別のコンピュータをイントラネット１１０に接続して、処理を分散するようにしても良い。
【０１０９】
また、図９（Ｂ）に示すように、イントラネット１１０とは別の他の通信ネットワーク１７０を介して構築されるようなシステムや、あるいはまた、いわゆるサーバークライアント型のシステムとして構築されるようなシステムであっても良い。
図９（Ｂ）に示す露光システム１０２は、工場システム１０３と、サーバー１８０とを、外部通信ネットワーク１７０を介して接続したものである。
サーバー１８０は、図９（Ａ）の露光システム１０１におけるホストコンピュータ１４０及び情報サーバー１６０の機能等が集約して搭載されている。工場システム１０３は、実際にウエハに対して処理を施す露光装置２００−ｉ及び重ね合わせ計測装置１３０、及び、外部通信ネットワーク１７０とイントラネット１１０とを接続するゲートウェイ装置としての通信制御装置１４１を有する。また、外部通信ネットワーク１７０は、例えばインターネットや専用回線を用いた通信ネットワーク等である。
【０１１０】
このような露光システム１０２は、例えば遠隔地の工場に配置された工場システム１０３を、管理部門より制御、管理する場合に好適である。また、図示はしないが複数の工場システム１０３を、１つのサーバー１８０において制御、管理するような場合に好適である。また、電子デバイスの製造メーカーにおいて構築された工場システム１０３に対して、例えば露光装置２００の特性等の情報を有する露光装置製造会社がサーバー１８０を介して補正係数決定のための環境を提供する等のシステムにも適用することができる。
このように、露光システムの各装置における計算、制御のための演算等の処理の分担の形態、換言すれば分散処理システムとしての機能の分散形態、あるいはネットワークシステムとしての、これら各装置の接続形態は、任意の形態としてよい。
【０１１１】
また、本実施形態では、アライメント系として、オフアクシス方式のＦＩＡ系（結像式のアライメントセンサ）を用いる場合について説明したが、これに限らずいかなる方式のマーク検出系を用いても構わない。すなわち、ＴＴＲ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｒｅｔｉｃｌｅ）方式、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）方式、またオフアクシス方式のいずれの方式であっても、さらには検出方式がＦＩＡ系などで採用される結像方式（画像処理方式）以外、例えば回折光又は散乱光を検出する方式などであっても構わない。例えば、ウエハ上のアライメントマークにコヒーレントビームをほぼ垂直に照射し、当該マークから発生する同次数の回折光（±１次、±２次、……、±ｎ次回折光）を干渉させて検出するアライメント系でも良い。この場合、次数ごとに回折光を独立に検出し、少なくとも１つの次数での検出結果を用いるようにしても良いし、波長が異なる複数のコヒーレントビームをアライメントマークに照射し、波長ごとに各次数の回折光を干渉させて検出しても良い。
【０１１２】
また、本発明は上記各実施形態の如き、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に限らず、ステップ・アンド・リピート方式、又はプロキシミティ方式の露光装置（Ｘ線露光装置等）を始めとする各種方式の露光装置にも全く同様に適用が可能である。
また、露光装置で用いる露光用照明光（エネルギビーム）は紫外光に限られるものではなく、Ｘ線（ＥＵＶ光を含む）、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線などでも良い。また、ＤＮＡチップ、マスク又はレチクルなどの製造用に用いられる露光装置でも良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スループットへの影響を低減し、ウエハごとに最適なショット配列の非線形補正が行える位置合わせ方法、そのための最適位置検出式の検出方法を提供することができる。
また、非線形成分のショット配列誤差を低減し、重ね合わせ精度を良好に維持した露光を行うことが可能な露光方法を提供することができる。
さらに、重ね合わせ精度が良くスループットの高い露光工程を適用することにより、高品質な電子デバイスを効率良く、すなわち高い生産性で製造することのできるデバイスの製造方法、及び、そのような高品質なデバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の露光システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した露光システムの露光装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、図２に示した露光装置のアライメント系の構成を示す図である。
【図４】図４は、非線形変形の傾向の具体例を示す図である。
【図５】図５は、本発明に係る非線形変形補正条件の登録処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、本発明に係るロット処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、図６に示したロット処理における高次ＥＧＡラフ計測のサンプルショットを示す図である。
【図８】図８は、本発明に係るデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、本実施形態の露光システムの変形例を示す図である。
【符号の説明】
１００，１０１，１０２…露光システム
１０３…工場システム
１１０…イントラネット
１３０…重ね合わせ計測装置
１４０…ホストコンピュータ
１４１…通信制御装置
１５０…端末装置
１６０…情報サーバー
１７０…外部通信ネットワーク
１８０…サーバー
２００…露光装置
２１０…照明系
ＲＳＴ…レチクルステージ
ＰＬ…投影光学系
ＷＳＴ…ウエハステージ
Claims (32)
- 基板上に形成された複数の領域の位置を検出するための最適な位置検出式を検出する方法であって、
２次以上の次数と複数の係数とを備えた所定計算式を用いて、基板上に形成された複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記複数の領域を計測して得られた計測位置情報との差分情報に基づいて、前記所定計算式の前記複数の係数を決定する
最適位置検出式の検出方法。 - 前記複数の領域のうちの所定数の前記領域の位置情報を算出した所定数算出位置情報と、前記所定数の領域を計測して得られた所定数計測位置情報との差分情報に基づいて、前記所定計算式の前記複数の係数を決定することを特徴とする
請求項１に記載の最適位置検出式の検出方法。 - 前記算出位置情報と前記計測位置情報との差分が最小となるように、前記所定計算式の前記複数の係数を決定することを特徴とする
請求項１又は２に記載の最適位置検出式の検出方法。 - 前記算出位置情報と前記計測位置情報との差分の二乗和が最小となるように、前記所定計算式の前記複数の係数を決定することを特徴とする
請求項３に記載の最適位置検出式の検出方法。 - 請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法によって検出された前記計算式に基づいて、前記基板上の前記複数領域それぞれの位置情報を算出し、
前記基板上の前記複数領域それぞれと所定位置とを位置合わせすることを特徴とする
位置合わせ方法。 - 基板に形成された複数の領域それぞれに所定パターンを転写する露光方法であって、
請求項５に記載の位置合わせ方法を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、
位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写することを特徴とする
露光方法。 - 請求項６に記載の露光方法を用いて、デバイスパターンをデバイス基板上に転写する工程を含むことを特徴とする
デバイス製造方法。 - 請求項７に記載のデバイス製造方法で製造されたことを特徴とする
デバイス。 - 基板上に形成された複数の領域それぞれと所定パターンとを位置合わせし、前記複数の領域を前記所定パターンで露光する露光方法であって、
登録期間に、
２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、予め計測された前記複数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１計算式の前記複数の係数を決定し、該複数の係数を決定された第２の計算式を記憶し、
前記登録期間後の処理期間に、
前記記憶された第２計算式を読み出し、読み出された前記第２計算式を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれの位置情報を算出し、算出された前記位置情報に基づいて、前記複数の領域それぞれと前記所定のパターンとを位置合わせし、前記位置合わせされた領域に前記所定パターンを転写することを特徴とする露光方法。 - 前記登録期間に先立つ先行処理期間に、
前記複数の領域の位置情報を計測し、該計測位置情報を記憶する
請求項９に記載の露光方法。 - 前記先行処理期間中に前記複数の領域の位置情報を計測し、
該先行処理期間中に計測された計測位置情報を記憶することを特徴とする
請求項１０に記載の露光方法。 - 前記先行処理期間後、かつ、前記登録期間前に、
前記先行処理期間における前記基板上の前記複数の領域と前記所定パターンとの位置合わせ結果を計測し、
該位置合わせ結果に基づく計測位置情報を記憶することを特徴とする
請求項１０に記載の露光方法。 - 前記登録期間に、前記位置合わせの条件を変化させ、
前記条件ごとに、前記第２計算式の係数を決定することを特徴とする
請求項１０に記載の露光方法。 - 前記位置合わせの条件は、前記基板に施される処理の内容に応じて変化することを特徴とする
請求項１３に記載の露光方法。 - 前記位置合わせの条件の変化は、前記第１計算式を変化させることを含むことを特徴とする
請求項１３に記載の露光方法。 - 前記位置合わせの条件の変化は、前記登録期間に前記第２計算式を決定する際に用いる前記算出位置情報の数、及び、前記計測位置情報の数の変化を含むことを特徴とする
請求項１３に記載の露光方法。 - 前記登録期間に、
２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１の計算式を用いて前記複数の領域のうちの所定数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記読み出された前記所定数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１計算式の複数の係数を決定し、該複数の係数を決定された第２計算式を記憶する方法であって、
前記位置合わせの条件の変化は、前記所定数の領域の配置の変化を含むことを特徴とする
請求項１３に記載の露光方法。 - 前記複数の領域の計測位置情報は、前記複数の領域に対応して前記基板上に形成されたマークを検出した結果に基づく信号波形の解析によって形成され、
前記位置合わせ条件の変化は、前記信号波形の解析方法の変化を含むことを特徴とする
請求項１３に記載の露光方法。 - 前記登録期間に、
前記条件ごとに係数を決定された複数の前記第２計算式を記憶し、
前記処理期間に、
前記記憶された複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択し、
選択された前記第２計算式を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれの位置情報を算出し、算出された前記位置情報に基づいて、前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写することを特徴とする
請求項１３に記載の露光方法。 - 前記処理期間に、前記基板上の前記複数の領域の位置情報を計測し、
該計測された前記複数の領域の位置情報と、前記記憶された複数の前記第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報との差分情報に基づいて、複数の第２計算式から特定の第２計算式を選択することを特徴とする
請求項１９に記載の露光方法。 - 前記処理期間に、前記基板上の前記複数の領域の配列傾向情報を検出し、
検出された前記配列傾向情報に基づいて、複数の前記第２計算式から特定の第２計算式を選択することを特徴とする
請求項１９に記載の露光方法。 - 前記登録期間に、
前記条件ごとに係数を決定された複数の第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記計測位置情報との差分情報に基づいて、特定の第２計算式を選択的に記憶することを特徴とする
請求項１３に記載の露光方法。 - 基板上に形成された複数の領域それぞれと所定パターンとを位置合わせし、前記複数の領域を前記所定パターンで露光する露光方法であって、
登録期間に
前記位置合わせの条件を変化させ、
前記条件ごとに、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記複数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１の計算式の前記複数の係数を決定し、第２計算式として登録し、
前記登録期間後の処理期間に、
前記第２計算式を用いて基板上の複数領域それぞれの位置情報を算出し、算出された位置情報に基づいて、前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写することを特徴とする
露光方法。 - 前記位置合わせの条件は、前記基板に施される処理の内容に応じて変化させることを特徴とする
請求項２３に記載の露光方法。 - 前記位置合わせの条件の変化は、前記第１計算式を変化させることを含むことを特徴とする
請求項２３に記載の露光方法。 - 前記位置合わせの条件の変化は、前記登録期間に前記第２計算式を決定する際に用いる前記算出位置情報の数、及び、前記計測位置情報の数の変化を含むことを特徴とする
請求項２３に記載の露光方法。 - 前記登録期間においては、
前記位置合わせの条件を変化させ、
前記条件ごとに、２次以上の次数と複数の係数とを備えた第１計算式を用いて前記複数の領域のうちの所定数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、予め記憶した前記所定数の領域の計測位置情報との差分情報に基づいて、前記第１計算式の前記複数の係数を決定し、第２計算式として記憶し、
前記位置合わせの条件の変化は、前記所定数の領域の配置の変化を含むことを特徴とする
請求項２３に記載の露光方法。 - 前記複数の領域の計測位置情報は、前記複数の領域に対応して前記基板上に形成されたマークを検出した結果に基づく信号波形の解析によって形成され、
前記位置合わせの条件の変化は、前記信号波形の解析方法の変化を含むことを特徴とする
請求項２３に記載の露光方法。 - 前記登録期間に、
複数の前記第２計算式を記憶し、
前記処理期間に、
前記記憶された複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択し、
選択された前記第２計算式を用いて基板上の複数領域それぞれの位置情報を算出し、算出された前記位置情報に基づいて前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写することを特徴とする
請求項２３に記載の露光方法。 - 前記処理期間に、
前記基板上の複数の領域の位置情報を計測し、
計測された前記複数の領域の前記位置情報と、前記記憶された複数の前記第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報との差分情報に基づいて、複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択することを特徴とする
請求項２９に記載の露光方法。 - 前記処理期間に、前記基板上の複数の領域の配列傾向情報を検出し、
検出された前記配列傾向情報に基づいて、複数の前記第２計算式から特定の前記第２計算式を選択することを特徴とする
請求項２９に記載の露光方法。 - 前記登録期間に、
前記条件ごとに係数を決定された複数の第２計算式を用いて前記複数の領域の位置情報を算出した算出位置情報と、前記計測位置情報との差分情報に基づいて、特定の第２計算式を選択的に記憶することを特徴とする
請求項２３に記載の露光方法。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006148013A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Nikon Corp | 位置合わせ方法及び露光方法 |
| JP2006186372A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Asml Netherlands Bv | モデル・パラメータを使用して自動プロセス補正を行うための方法及びシステム、並びにこのような方法及びシステムを使用したリソグラフィ機器 |
| JP2006221180A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Leica Microsystems Cms Gmbh | 光ビームの発散および／または収束を調整するための装置 |
| EP1796136A1 (en) * | 2004-08-19 | 2007-06-13 | Nikon Corporation | Alignment information display method, program thereof, alignment method, exposure method, device manufacturing method, display system, display device, program, and measurement/inspection device |
| WO2007129688A1 (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Mejiro Precision, Inc. | 投影露光装置及び投影露光方法 |
| KR100803742B1 (ko) | 2005-07-12 | 2008-02-15 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법 및 이를 이용하는 리소그래피 어셈블리 |
| JP2010186918A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Nikon Corp | アライメント方法、露光方法及び露光装置、デバイス製造方法、並びに露光システム |
| JP2015138917A (ja) * | 2014-01-23 | 2015-07-30 | キヤノン株式会社 | パターン形成方法、リソグラフィ装置およびシステム、ならびに物品製造方法 |
| JP2020140069A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社オーク製作所 | 露光装置およびアライメント方法 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4400745B2 (ja) * | 2003-11-28 | 2010-01-20 | 株式会社ニコン | 露光方法及びデバイス製造方法、露光装置、並びにプログラム |
| WO2006030727A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Nikon Corporation | 補正方法及び露光装置 |
| KR101440630B1 (ko) * | 2006-01-26 | 2014-09-15 | 가부시키가이샤 니콘 | 중첩 관리 방법 및 장치, 처리 장치, 측정 장치 및 노광 장치, 디바이스 제조 시스템 및 디바이스 제조 방법, 및 정보 기록 매체 |
| KR100724579B1 (ko) | 2006-02-01 | 2007-06-04 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 프리 얼라인먼트 유니트를 갖는 노광설비 및 이를이용한 웨이퍼 프리 얼라인먼트 방법 |
| JP2009094265A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Canon Inc | マーク位置検出方法および装置 |
| TWI382187B (zh) * | 2008-05-27 | 2013-01-11 | Aerospace Ind Dev Corp | 磁浮自動逆向工程設備及其檢測之方法 |
| JP5264406B2 (ja) * | 2008-10-22 | 2013-08-14 | キヤノン株式会社 | 露光装置、露光方法およびデバイスの製造方法 |
| US8260449B2 (en) | 2008-11-06 | 2012-09-04 | Micron Technology, Inc. | Photolithography systems and associated methods of overlay error correction |
| US9052604B2 (en) * | 2008-11-06 | 2015-06-09 | Micron Technology, Inc. | Photolithography systems and associated alignment correction methods |
| US7977655B2 (en) * | 2009-05-21 | 2011-07-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method and system of monitoring E-beam overlay and providing advanced process control |
| WO2011087129A1 (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-21 | 株式会社ニコン | 露光方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| JP2012089591A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Hitachi High-Technologies Corp | 真空処理装置及び真空処理方法 |
| CN103365124B (zh) * | 2012-03-31 | 2015-01-21 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 曝光对准方法 |
| CN102929105A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-02-13 | 美迪亚印刷设备（杭州）有限公司 | 曝光质量检测方法 |
| US9645391B2 (en) | 2013-11-27 | 2017-05-09 | Tokyo Electron Limited | Substrate tuning system and method using optical projection |
| WO2015081167A1 (en) | 2013-11-27 | 2015-06-04 | Tokyo Electron Limited | Substrate tuning system and method using optical projection |
| CN107708803B (zh) * | 2015-07-01 | 2020-04-21 | 株式会社日立制作所 | 剂量分布运算装置、粒子射线治疗装置及剂量分布运算方法 |
| KR102390720B1 (ko) * | 2015-10-08 | 2022-04-26 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 장치의 제어 방법 및 디바이스의 제조 방법, 리소그래피 장치를 위한 제어 시스템 및 리소그래피 장치 |
| KR102318906B1 (ko) * | 2016-07-19 | 2021-10-27 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 구분적 정렬 모델링 방법 |
| US10692227B2 (en) | 2017-01-05 | 2020-06-23 | Kla-Tencor Corporation | Determination of sampling maps for alignment measurements based on reduction of out of specification points |
| JP7023062B2 (ja) * | 2017-07-24 | 2022-02-21 | 株式会社荏原製作所 | 基板研磨装置及び方法 |
| CN109146956B (zh) * | 2018-08-09 | 2021-11-16 | 厦门市计量检定测试院 | 一种视觉定位系统的线性误差修正系数获取方法 |
| US11011435B2 (en) * | 2018-11-20 | 2021-05-18 | Asm Technology Singapore Pte Ltd | Apparatus and method inspecting bonded semiconductor dice |
| CN110045582B (zh) * | 2019-04-19 | 2020-12-18 | 东莞市多普光电设备有限公司 | 一种基于数字微镜ldi的装置及倾斜扫描方法 |
| TWI738510B (zh) * | 2020-09-15 | 2021-09-01 | 倍利科技股份有限公司 | 半導體元件圖像疊合方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5561606A (en) * | 1991-08-30 | 1996-10-01 | Nikon Corporation | Method for aligning shot areas on a substrate |
| JP3287047B2 (ja) * | 1993-02-08 | 2002-05-27 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法、その位置合わせ方法を用いた露光方法、その露光方法を用いたデバイス製造方法、そのデバイス製造方法で製造されたデバイス、並びに位置合わせ装置、その位置合わせ装置を備えた露光装置 |
| US5525808A (en) * | 1992-01-23 | 1996-06-11 | Nikon Corporaton | Alignment method and alignment apparatus with a statistic calculation using a plurality of weighted coordinate positions |
| JP3219217B2 (ja) * | 1993-01-22 | 2001-10-15 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法及び装置、並びに露光方法及び装置 |
| JP3258178B2 (ja) * | 1994-09-27 | 2002-02-18 | 株式会社東芝 | 位置合わせ方法 |
| JPH09115817A (ja) | 1995-10-13 | 1997-05-02 | Nikon Corp | 露光方法及び装置 |
| JP3634487B2 (ja) * | 1996-02-09 | 2005-03-30 | キヤノン株式会社 | 位置合せ方法、位置合せ装置、および露光装置 |
| JP3595707B2 (ja) * | 1998-10-23 | 2004-12-02 | キヤノン株式会社 | 露光装置および露光方法 |
-
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2005
- 2005-08-25 US US11/210,879 patent/US20060040191A1/en not_active Abandoned
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8982320B2 (en) | 2004-08-19 | 2015-03-17 | Nikon Corporation | Alignment information display method and its program, alignment method, exposure method, device production process, display system, display device, and program and measurement/inspection system |
| JPWO2006019166A1 (ja) * | 2004-08-19 | 2008-05-08 | 株式会社ニコン | アライメント情報表示方法とそのプログラム、アライメント方法、露光方法、デバイス製造方法、表示システム、表示装置、プログラム及び測定／検査装置 |
| JP4715749B2 (ja) * | 2004-08-19 | 2011-07-06 | 株式会社ニコン | アライメント情報表示方法とそのプログラム、アライメント方法、露光方法、デバイス製造方法、表示システム、表示装置 |
| EP1796136A1 (en) * | 2004-08-19 | 2007-06-13 | Nikon Corporation | Alignment information display method, program thereof, alignment method, exposure method, device manufacturing method, display system, display device, program, and measurement/inspection device |
| EP1796136A4 (en) * | 2004-08-19 | 2010-01-27 | Nikon Corp | ALIGNMENT INFORMATION DISPLAY METHOD, PROGRAM THEREOF, ALIGNMENT METHOD, EXPOSURE METHOD, DEVICE MANUFACTURING METHOD, DISPLAY SYSTEM, DISPLAY DEVICE, PROGRAM, AND MEASUREMENT / INSPECTION DEVICE |
| JP2006148013A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Nikon Corp | 位置合わせ方法及び露光方法 |
| JP2006186372A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Asml Netherlands Bv | モデル・パラメータを使用して自動プロセス補正を行うための方法及びシステム、並びにこのような方法及びシステムを使用したリソグラフィ機器 |
| JP2006221180A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Leica Microsystems Cms Gmbh | 光ビームの発散および／または収束を調整するための装置 |
| KR100803742B1 (ko) | 2005-07-12 | 2008-02-15 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 장치 내 그리드 변형에 대한 처리 레시피를 수정하기 위한 그리드 모델의 선택 방법 및 이를 이용하는 리소그래피 어셈블리 |
| JPWO2007129688A1 (ja) * | 2006-05-10 | 2009-09-17 | 株式会社目白プレシジョン | 投影露光装置及び投影露光方法 |
| WO2007129688A1 (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Mejiro Precision, Inc. | 投影露光装置及び投影露光方法 |
| JP4589998B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2010-12-01 | 株式会社目白プレシジョン | 投影露光装置及び投影露光方法 |
| JP2010186918A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Nikon Corp | アライメント方法、露光方法及び露光装置、デバイス製造方法、並びに露光システム |
| JP2015138917A (ja) * | 2014-01-23 | 2015-07-30 | キヤノン株式会社 | パターン形成方法、リソグラフィ装置およびシステム、ならびに物品製造方法 |
| JP2020140069A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社オーク製作所 | 露光装置およびアライメント方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20090206 |