JP2007189179A - デバイス製造処理方法、デバイス製造処理システム、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
【解決手段】ステップ307において、ウエハ上のパターン線幅の異常が認められた場合には、ステップ309において、パターンが転写されたときの露光量、同期精度、フォーカスの制御誤差から、パターン線幅を推定し、その推定値と実測値とが一致していれば、それらの制御誤差を線幅異常を原因とする。ここで、その推定値と実測値とが一致していいなければC/D、測定検査器からの情報に基づいて、線幅異常の原因とみなせるか否かを判断する。これらの装置も原因でなければ、収差計測可能なテストパターンで、テスト露光を行い、その露光結果を測定し、投影光学系PLの収差を計測し、その計測結果に基づいて、投影光学系PLの最適化を図る。
【選択図】図7
Description
露光装置100は、デバイスパターンを、フォトレジストが塗布されたウエハに転写する装置である。図2には、露光装置100の概略的な構成の一例が示されている。図2に示されるように、露光装置100は、露光用照明光を射出する照明系10、その照明光により照明されるデバイスパターン等が形成されたレチクルを保持するレチクルステージRST、露光用照明光により照明されたデバイスパターン等を投影する両側テレセントリックな投影光学系PL、露光対象となるウエハを保持するウエハステージWST及びこれらを統括制御する主制御装置20等を備えている。
露光装置100では、上記各制御系の動作を規定するファクタが幾つか制御系パラメータ化されており、それらの値を、自由に設定することができるようになっている。制御系パラメータは、その設定値を変更する際に、プロセスを一旦停止して装置調整が必要となる調整系パラメータと、装置調整を必要としない非調整系パラメータとに大別される。
トラック200は、露光装置100を囲むチャンバ(不図示)に接するように配置されている。トラック200は、内部に備える搬送ラインにより、主として露光装置100に対するウエハWの搬入・搬出を行っている。
トラック200内には、レジスト塗布及び現像を行うコータ・デベロッパ(C/D)110が設けられている。C/D110は、ウエハW上に対しフォトレジストの塗布及び現像を行う。C/D110は、これらの処理状態を観測し、その観測データをログデータとして記録することができるようになっている。その処理状態には、例えば、レジスト塗布膜厚均一性、現像モジュール処理、PEB(Post−exposure−bake)の温度均一性(ホットプレート温度均一性)、ウエハ加熱履歴管理(PEB処理後のオーバベークを回避、クーリングプレート)の各状態がある。C/D110も、その装置パラメータの設定により、その処理状態をある程度調整することができるようになっている。このような装置パラメータには、例えば、ウエハ上のレジストの塗布むらに関連するパラメータ、例えば、設定温度、ウエハの回転速度、レジストの滴下量や滴下間隔などが装置パラメータとなっている。
トラック200内には、露光装置100でのウエハの露光前後(すなわち、事前、事後)において、そのウエハWに対する様々な測定検査を行うことが可能な複合的な測定検査器120が設けられている。測定検査器120は、露光装置100やC/D110の制御装置とは、独立して動作可能な制御装置を備えている。測定検査器120は、露光前に測定を行う事前測定検査処理と、露光後に測定を行う事後測定検査処理とを行う。測定検査器120が事前測定検査処理と事後測定検査処理との一方のみ行うように構成してもよい。また、事前測定検査処理と事後測定検査処理とで別々の測定検査器を設けるようにしてもよい。
解析装置500は、露光装置100、トラック200とは独立して動作する装置である。解析装置500は、デバイス製造処理システム1000内の通信ネットワークと接続されており、外部とデータ送受信が可能となっている。解析装置500は、この通信ネットワークを介して各種装置から各種データ(例えばその装置の処理内容)を収集し、ウエハWに対するプロセスに関するデータの解析を行う。このような解析装置500を実現するハードウエアとしては、例えばパーソナルコンピュータを採用することができる。この場合、解析処理は、解析装置500のCPU(不図示)で実行される解析プログラムの実行により実現される。この解析プログラムは、CD−ROMなどのメディア(情報記録媒体)により供給され、PCにインストールされた状態で実行される。
(1)露光量誤差最小値と同期精度誤差最良値でのテーブル群の像高fkのテーブル1
(2)露光量誤差最小値と同期精度誤差最悪値でのテーブル群の像高fkのテーブル2
(3)露光量誤差最大値と同期精度誤差最良値でのテーブル群の像高fkのテーブル3
(4)露光量誤差最大値と同期精度誤差最悪値でのテーブル群の像高fkのテーブル4
波面収差変化表562は、レチクルR上のパターンの投影像の形成状態に影響を与える調整パラメータの単位調整量の変化を、投影光学系PLの視野内(すなわち露光領域IA内)の複数の計測点それぞれに対応する結像性能、例えば上述したツェルニケ多項式の第1項〜第37項の係数の変動量との関係を示すデータを所定の規則に従って並べたデータ群から成る変化表である。波面収差変化表562の要素は、投影光学系PLと実質的に等価なモデルを用いて、シミュレーションを行い、このシミュレーション結果として取得することができる。調整パラメータは、上述した通り、投影光学系PL内の5つの可動レンズの6自由度の駆動量、露光用照明光の波長、ウエハW面(すなわちウエハステージWST)のZ、θx、θyの駆動量である。
結像性能感度表563は、それぞれ異なる露光条件、すなわち光学条件(露光波長、最大N.A.、使用N.A、照明N.A、照明系開口絞りの開口形状、照明σなど)、評価項目(マスクの種類、線幅、評価量、パターンの情報など)と、これらの光学条件と評価項目との組合せにより定まる複数の露光条件下でそれぞれ求めた、投影光学系PLの結像性能、例えば諸収差(あるいはその指標値)のツェルニケ多項式の各項、例えば第1項〜第37項の1λ当りの変化量から成る計算表、すなわちツェルニケ感度表を含むデータベースである。ツェルニケ感度表は、Zernike Sensitivityとも呼ばれる。そこで、複数の露光条件下におけるツェルニケ感度表から成るファイルは、「ZSファイル」とも呼ばれている。
図1に戻り、デバイス製造処理装置群900としては、CVD(Chemical Vapor Depositon:化学気相成長法)装置910と、エッチング装置920と、化学的機械的研磨を行いウエハWを平坦化する処理を行うCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)装置930と、酸化・イオン注入装置940とが設けられている。CVD装置910は、ウエハW上に薄膜を生成する装置であり、CMP装置920は、化学機械研磨によってウエハWの表面を平坦化する研磨装置である。また、エッチング装置920は、現像されたウエハWに対しエッチングを行う装置であり、酸化・イオン注入装置940は、ウエハWの表面に酸化膜を形成し、又はウエハW上の所定位置に不純物を注入するための装置である。また、CVD装置910、エッチング装置920、CMP装置930及び酸化・イオン注入装置940も、露光装置100などと同様に複数台設けられており、相互間でウエハWを搬送可能とするための搬送経路が設けられている。デバイス製造処理装置群900には、この他にも、プロービング処理、リペア処理、ダイシング処理、パッケージング処理、ボンディング処理などを行う装置も含まれている。
管理コントローラ160は、露光装置100により実施される露光工程を集中的に管理するとともに、トラック200内のC/D110及び測定検査器120の管理及びそれらの連携動作の制御を行う。このようなコントローラとしては、例えば、パーソナルコンピュータを採用することができる。管理コントローラ160は、デバイス製造処理システム1000内の通信ネットワークを通じて、処理、動作の進捗状況を示す情報や、処理結果、測定・検査結果を示す情報を各装置から受信し、デバイス製造処理システム1000の製造ライン全体の状況を把握し、露光工程等が適切に行われるように、各装置の管理及び制御を行う。
ホストシステム(以下、「ホスト」と呼ぶ)600は、デバイス製造処理システム1000全体を統括管理し、露光装置100、トラック110、測定検査器120、デバイス製造処理装置群900を統括制御するメインホストコンピュータである。このホスト600についても、例えばパーソナルコンピュータなどを採用することができる。ホスト600と、他の装置との間は、有線又は無線の通信ネットワークを通じて接続されており、相互にデータ通信を行うことができるようになっている。このデータ通信により、ホスト600は、このシステムの統括制御を実現している。
次に、デバイス製造処理システム1000における一連のプロセスの流れについて説明する。図5には、このプロセスのフローチャートが示され、図6には、この一連のデバイス製造プロセスにおける繰り返し工程に係る部分のウエハWの搬送の流れと通信ネットワークを介して送受信されるデータの流れが示されている。このデバイス製造処理システム1000の一連のプロセスは、ホスト600及び管理コントローラ160によってスケジューリングされ管理されている。上述したようにウエハWはロット単位で処理されるが、図5、図6はともに、1枚のウエハWに対する一連の処理が示されている。実際には、ロット単位で、ウエハ毎に、図5、図6に示される処理が例えばパイプライン的に繰り返されることになる。
次に、解析装置500の解析処理について詳細に説明する。図7には、解析装置500における解析処理のフローチャートが示されている。図7に示されるように、まず、解析装置500は、初期設定処理を行う(ステップ301)。この初期設定処理には、例えば、上述したデータベース部560における各種データベースの作成処理などが含まれる。これらの作成処理は、上述した通りに行われるが、露光装置100において設定される可能性がある露光条件(設計上のパターン線幅、投影光学系PLのNA、照明σ、照明種類(変形照明など))ごとに行われる。このステップ301が行われた後、ステップ303において、ホスト600から処理開始命令がくるまで待つ。
図9には、テストパターンが形成されたテストレチクルRTの一例が示されている。このテストパターンでは、照明領域IAR内に対応する位置に透光部PAが設けられている。この透光部には、33点の計測点の配列が設けられており、その計測点には収差計測用マークMPがそれぞれ配置されている。この収差計測用マークMPについては後述する。
Claims (34)
- 光学系を備えた露光装置で前記光学系を介した所定パターン像を露光された基板を、所定の測定検査を前記基板に対して行う測定検査装置を用いて測定検査し、
前記測定検査装置での測定検査結果を所定基準で判定する判定装置を用いて判定し、
前記露光装置の光学系による結像特性情報を計測する結像特性計測装置へ、前記判定装置によりその判定結果を送信するデバイス製造処理方法。 - 請求項1に記載のデバイス製造処理方法において、
前記判定装置による判定結果が、前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合、
前記結像特性計測装置が前記光学系の結像特性情報の計測を実行する前に、前記光学系の結像特性情報以外の、前記測定検査結果に関係する情報を収集することを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項2に記載のデバイス製造処理方法において、
前記測定検査装置が、前記露光装置で露光された基板上のパターンの線幅の測定検査を実行することを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項3に記載のデバイス製造処理方法において、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報が、
前記基板が前記露光装置で前記所定パターンの像を露光される際の前記光学系の光軸方向の位置についての前記基板の位置に関係するフォーカス制御誤差情報と、
前記基板が前記露光装置で前記所定パターンの像を露光される際の前記基板と前記所定パターンが形成されたマスクとの相対位置に関する同期精度誤差情報と、
前記基板が前記露光装置で前記所定パターンの像を露光される際の露光光の光量に関する露光量誤差情報との少なくとも1つを含むことを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項4に記載のデバイス製造処理方法において、
前記フォーカス制御誤差情報と、前記同期精度誤差情報と、前記露光量誤差情報との少なくとも1つを、前記露光装置に記憶保持されている露光処理実行時の実績データに基づいて求めることを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項5に記載のデバイス製造処理方法において、
前記フォーカス制御誤差情報と、前記同期制精度誤差情報と、前記露光量誤差情報との少なくとも1つに基づいて、前記露光装置による前記所定パターンの露光結果をシミュレーションし、
前記シミュレーションの結果と、前記測定検査装置での測定検査の結果とを比較し、
比較結果に応じて、前記結像特性計測装置による前記光学系の結像特性情報の計測の要否を判定することを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項3に記載のデバイス製造方法において、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記計測装置に関する情報が、
前記露光装置で露光される前に基板に対して所定処理を施す処理装置に関する情報、又は、前記測定検査装置に関する情報を含むことを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項3に記載のデバイス製造処理方法において、
前記結像特性計測装置に、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報に基づいて、前記結像特性の計測を実行するか否かを決定させることを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項8に記載のデバイス製造処理方法において、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報が、
前記基板が、前記露光装置で前記所定パターンの像を露光される際の前記光学系の光軸方向の位置についての前記基板の位置に関係するフォーカス制御誤差情報と、
前記基板が、前記露光装置で前記所定パターンの像を露光される際の前記基板と前記所定パターンが形成されたマスクとの相対位置に関する同期精度誤差情報と、
前記基板が前記露光装置で前記所定パターンの像を露光される際の露光光の光量に関する露光量誤差情報との少なくとも1つを含むことを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項9に記載のデバイス製造処理方法において、
前記フォーカス制御誤差情報と、前記同期精度誤差情報と、前記露光量誤差情報との少なくとも1つを、前記露光装置に記憶保持されている露光処理実行時の実績データに基づいて求めることを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項10に記載のデバイス製造処理方法において、
前記フォーカス制御誤差情報と、前記同期精度誤差情報と、前記露光量誤差情報との少なくとも1つに基づいて、前記露光装置により前記所定パターンの露光結果をシミュレーションし、
前記シミュレーションの結果と、前記測定検査装置での測定検査の結果とを比較し、
比較結果に応じて、前記結像特性計測装置による前記光学系の結像特性情報の計測の要否を判定することを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項9に記載のデバイス製造処理方法において、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報が、
前記露光装置で露光される前の基板に対して所定処理を施す処理装置に関する情報、又は、前記測定検査装置に関する情報を含むことを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 請求項9に記載のデバイス製造処理方法において、
前記結像特性計測装置は、前記露光装置の光学系による結像特性情報を計測するのに適したテストパターンが形成されたマスクを前記露光装置へロードし、前記露光装置で前記テストパターンの像を前記基板上に露光し、基板上に露光されたテストパターンに基づいて、前記露光装置の結像特性に関する情報を求めることを特徴とするデバイス製造処理方法。 - 光学系を備えた露光装置と;
前記露光装置と接続されて、前記露光装置で前記光学系を介して所定パターンで露光された基板に対して所定の測定検査を実行する測定検査装置と;
前記測定検査装置と接続され、前記測定検査装置での検査結果を所定基準で判定する判定装置と;
前記露光装置の光学系による結像特性情報を計測可能であり、前記判定装置と接続され、前記判定装置での判定結果を受信する結像特性計測装置と;を備えるデバイス製造処理システム。 - 請求項14に記載のデバイス製造処理システムにおいて、
前記判定装置による判定結果が、前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合、
前記結像特性計測装置が前記光学系の結像特性情報の計測を実行する前に、前記光学系の結像特性情報以外の、前記測定検査結果に関係する情報を収集する情報収集装置をさらに備えることを特徴とするデバイス製造処理システム。 - 請求項15に記載のデバイス製造処理システムにおいて、
前記測定検査装置が、前記露光装置で露光された基板上のパターンの線幅の測定検査を実行することを特徴とするデバイス製造処理システム。 - 請求項16に記載のデバイス製造処理システムにおいて、
前記結像特性計測装置は、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に前記情報収集装置によって収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報に基づいて、前記結像特性情報の計測を実行するか否かを決定することを特徴とするデバイス製造処理システム。 - 請求項17に記載のデバイス製造処理システムにおいて、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に前記情報収集装置によって収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報が、
前記基板が前記露光装置で前記所定パターンの像を露光される際の前記光学系の光軸方向の位置についての前記基板の位置に関係するフォーカス制御誤差情報と、
前記基板が前記露光装置で前記所定パターンの像を露光される際の前記基板と前記所定パターンが形成されたマスクとの相対位置に関する同期精度誤差情報と、
前記基板が前記露光装置で前記所定パターンの像を露光される際の露光光の光量に関する露光量誤差情報との少なくとも1つを含むことを特徴とするデバイス製造処理システム。 - 請求項18に記載のデバイス製造処理システムにおいて、
前記情報収集装置は、
前記フォーカス制御誤差情報と、前記同期精度誤差情報と、前記露光量誤差情報との少なくとも1つを、前記露光装置に記憶保持されている露光処理実行時の実績データに基づいて求めることを特徴とするデバイス製造処理システム。 - 請求項19に記載のデバイス製造処理システムにおいて、
前記情報収集装置は、
前記フォーカス制御誤差情報と、前記同期精度誤差情報と、前記露光量誤差情報との少なくとも1つに基づいて、前記露光装置による前記所定パターンの露光結果をシミュレーションするシミュレーション部と、
前記シミュレーションの結果と、前記測定検査装置での測定検査の結果とを比較する比較部とを備え、
前記比較部での比較結果に応じて、前記結像特性計測装置は、前記光学系の結像特性情報の計測の要否を決定することを特徴とするデバイス製造処理システム。 - 請求項17に記載のデバイス製造処理システムは、さらに、
前記露光装置で露光される前に基板に対して所定処理を施す処理装置を備え、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関係する情報が、
前記処理装置に関する情報と、前記測定検査装置に関する情報との少なくとも一方を含むことを特徴とするデバイス製造処理システム。 - 請求項17に記載のデバイス製造処理システムにおいて、
前記結像特性計測装置は、前記露光装置の光学系による結像特性情報を計測するのに適したテストパターンが形成されたマスクを前記露光装置へロードし、前記露光装置で前記テストパターンの像を基板上に露光し、基板上に露光されたテストパターンに基づいて、前記露光装置の結像特性に関する情報を計測することを特徴とするデバイス製造処理システム。 - 光学系を備えた露光装置で前記光学系を介した所定パターン像を露光された基板を、所定の測定検査を前記基板に対して行う測定検査装置を用いて測定検査させる処理と、
前記測定検査装置での測定検査結果を所定基準で判定する処理と、
前記露光装置の光学系による結像特性情報を計測する結像特性計測装置へ、前記判定結果を送信する処理をコンピュータシステムに実行させるプログラム。 - 請求項23に記載のプログラムにおいて、
前記測定検査結果を判定した結果が、前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合、前記結像特性計測装置が前記光学系の結像特性情報の計測を実行する前に、前記光学系の結像特性情報以外の、前記測定検査結果に関係する情報を収集する処理をコンピュータにさらに実行させるプログラム。 - 請求項24に記載のプログラムにおいて、
前記測定検査装置に前記露光装置で露光された基板上のパターンの線幅の測定検査を実行させることを特徴とするプログラム。 - 請求項25に記載のプログラムにおいて、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報に基づいて、前記結像特性計測装置に前記結像特性の計測を実行させるか否かを決定する処理をコンピュータシステムにさらに実行させるプログラム。 - 請求項26に記載のプログラムにおいて、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報が、
前記露光装置で露光される前に基板に対して所定処理を施す処理装置に関する情報、又は、前記測定検査装置に関する情報を含むことを特徴とするプログラム。 - 請求項26に記載のプログラムにおいて、
前記結像特性検査装置に前記露光装置の光学系による結像特性情報を計測するのに適したテストパターンが形成されたマスクを前記露光装置へロードさせる処理と、
前記露光装置で前記テストパターンの像を基板上へ露光させる処理と、
基板上に露光されたテストパターンに基づいて、前記露光装置の結像特性に関する情報を求める処理をコンピュータシステムにさらに実行させることを特徴とするプログラム。 - 光学系を備えた露光装置で前記光学系を介した所定パターン像を露光された基板を、所定の測定検査を前記基板に対して行う測定検査装置を用いて測定検査させる処理と、
前記測定検査装置での測定検査結果を所定基準で判定する処理と、
前記露光装置の光学系による結像特性情報を計測する結像特性計測装置へ、前記判定結果を送信する処理をコンピュータシステムに実行させるプログラムをそのコンピュータシステムで読み出して実行可能に記録する記録媒体。 - 請求項29に記載の記録媒体において、
前記プログラムは、
前記測定検査結果を判定した結果が、前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合、前記結像特性計測装置が前記光学系の結像特性情報の計測を実行する前に、前記光学系の結像特性以外の、前記測定検査結果に関係する情報を収集する処理をコンピュータシステムに実行させるプログラムであることを特徴とする記録媒体。 - 請求項30に記載の記録媒体において、
前記プログラムが、
前記測定検査装置に前記露光装置で露光された基板上のパターンの線幅の測定検査を実行させるプログラムであることを特徴とする記録媒体。 - 請求項31に記載の記録媒体において、
前記プログラムが、
前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集させる前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報に基づいて、前記結像特性計測装置に前記結像特性の計測を実行させるか否かを決定する処理を含むプログラムであることを特徴とする記録媒体。 - 請求項32に記載の記録媒体において、
前記プログラムによって前記測定検査結果が所定基準を下回ることを示す場合に収集される前記光学系の結像特性情報以外の前記測定検査に関する情報が、
前記露光装置で露光される前に基板に対して所定処理を施す処理装置に関する情報、又は、前記測定検査装置に関する情報を含むプログラムであることを特徴とする記録媒体。 - 請求項32に記載の記録媒体において、
前記プログラムは、
前記結像特性検査装置に前記露光装置の光学系による結像特性情報を計測するのに適したテストパターンが形成されたマスクを前記露光装置にロードさせる処理と、
前記露光装置で前記テストパターンの像を基板上に露光させる処理と、
基板上で露光されたテストパターンに基づいて、前記露光装置の結像特性に関する情報を求める処理を含むプログラムであることを特徴とする記録媒体。
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