JP2007306024A - 位置決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光装置のグローバルアライメントにおいて用いられるパラメータ値を、量産稼働中に最適化することを可能とする。
【解決手段】基板の第１及び第２のサンプルショット群に形成されたアライメントマークの位置を計測し、第１及び第２のサンプルショット群を含む全ショットの位置を算出、位置決めして、基板を露光する。第１及び第２のサンプルショット群における重ね合わせ誤差が検出され、それらショット毎に、アライメントマークの位置の計測値に対するオフセットが算出される。別の基板について、第１のサンプルショット群に形成されたアライメントマークの位置を計測し、代替サンプルショット群の計測が必要であると判断した場合には、第２のサンプルショット群に形成されたアライメントマークの位置が計測され、第２のサンプルショット群のオフセットで計測値が補正される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、露光装置を管理する管理システム及び管理方法、並びに該管理システムに適用される露光装置に関するものであり、特に半導体露光装置におけるアライメントに関して有効なものである。

半導体デバイスの製造用の投影露光装置においては、回路の微細化及び高密度化に伴い、レチクル面上の回路パターンをウエハ面上により高い解像力で投影露光できることが要求されている。回路パターンの投影解像力は投影光学系の開口数（ＮＡ）と露光波長に依存するので、高解像度化の方法としては、投影光学系のＮＡを大きくする方法や露光波長をより短波長化する方法が採用されている。後者の方法に関し、露光光源は、ｇ線からｉ線に移行し、更にｉ線からエキシマレーザに移行しつつある。また、エキシマレーザにおいても、その発振波長が２４８nm及び１９３nmの露光装置が既に実用化され使用されている。

更に、現在では発振波長を更に短波長化した、波長１５７nmのＶＵＶの露光方式、１３nmのＥＵＶ露光方式が次世代の露光方式の候補として検討されている。

一方、回路パターンの微細化に伴い、回路パターンが形成されているレチクルとそれが投影されるウエハとを高精度にアライメントすることも要求されており、その必要精度は回路線幅の１／３である。例えば、現状の１８０nmデザインにおける必要精度はその１／３の６０nmである。

このような状況にあって、特許文献１に記載のように露光パターンの重ね合わせの精度を向上させなければならいことは明らかであり、アライメントにおける精度向上は必須の課題である。アライメントの方式としては、各チップまたは（ショット）毎に位置ずれを計測して、許容値に追い込みその後露光するダイバイダイアライメントと、ウエハ上の全ショットを計測せず、数ショットの位置ずれを計測し、露光装置のウエハステージ座標系に対するウエハ上のショット配列誤差を計測、補正し、後はウエハステージの精度で位置決めした後露光するグローバルアライメントがある。これらアライメント方式のうち、ダイバイダイアライメントは計測回数が多くなり、スループットの点で不利である。よって、一般には、スループット上で有利なグローバルアライメントが採用されている。

また、デバイス構造も多種多様なものが提案され製品化に向けて検討が行われている。パーソナルコンピュータ等の普及に伴って、微細化の牽引役は、これまでのＤＲＡＭを中心としたメモリからＣＰＵチップに移行してきた。今後、更なるＩＴ化に伴い、家庭内ワイヤレスＬＡＮやBluetoothと呼ばれる通信システム用デバイス、更に７７GHzの周波数を利用する自動車用レーダで代表される高速道路交通システム（ＩＴＳ;IntelligentTransport System）や２４〜３８GHzの周波数を利用する無線アクセスシステム（ＬＭＤＳ; LocalMultipointDistribution Service）で使用されるＭＭＩＣ（Millimeter-wave MonolithicIntegrated Circuit）等の開発が、微細化を一層進めると考えられる。

また、半導体デバイスの製造プロセスも多種多様であり、露光装置の深度不足の問題を解決する平坦化技術として、既にＷ−ＣＭＰ（Tungsten Chemical Mechanical Polishing）プロセスは過去のものとなりつつあり、現在はＣｕのDualDamasceneプロセスが注目されている。

また、半導体デバイスの構造や材料も多種多様であり、例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物を組み合わせて構成したＰ−ＨＥＭＴ（Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor）やＭ−ＨＥＭＴ（Metamorphe-HEMT）や、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ等を使用したＨＢＴ（HeterojunctionBipolarTransistor）が提案されている。
特開平０４−３２４６１５号公報

上記のような半導体産業の現状において、露光装置等の半導体製造装置を使用する上での設定すべき装置変数（＝パラメータ）は、各露光方式、各製品に対応して多数存在する。この最適化すべきパラメータの数は膨大であり、しかも、これらのパラメータは互いに独立ではなく相互に密接に関係している。

従来は、デバイスメーカーの装置導入担当者がこれらの各パラメータの値（パラメータ値）を試行錯誤により決定しており、最適なパラメータ値を決定するまでに膨大な時間を要していた。また、一旦パラメータの値が決定された後であっても、例えばプロセスエラーが発生した場合には、それに応じた製造プロセスの変更に伴って製造装置のパラメータ値を再度変更する必要が生じる場合があり、この場合にもパラメータ値を確定するまでに膨大な時間を要していた。

また、半導体デバイスの生産においては、製造装置の立ち上げから量産の開始までに割くことができる時間は限られており、パラメータ値の決定のために割くことができる時間も当然に限られている。更に、ＣｏＯ（Cost of Ownership）の観点においても製造装置の稼動時間を向上させる必要があるため、一度決定したパラメータ値を変更する際はそれを迅速に行う必要がある。

このような状況において、多種多様な半導体デバイスに関して各種のパラメータを最適値で製造することは極めて困難である。このため、本来は高い歩留まりを得ることができる製造装置であっても、パラメータ値の最適化がなされないままに使用されることにより、不本意な歩留まりしか得ることができず、目に見えない歩留まりの低下を招いていた。このような歩留まりの低下は、製造コストの増加や出荷量の低下を招き、製造者の競争力を低下させる。

特に、上述のアライメント方式として一般的に採用されているグローバルアライメントでは、ウエハ上の数ショット（サンプルショットと呼ぶ）しか計測を行わないので、そのショットのアライメントマーク製造プロセスの安定性（ウエハ毎または、ロット毎）に大きく影響を受けてしまう。このため、ロットによっては重ね合わせ精度の悪化により、歩留まりが低下する場合があった。このような不利益は、ウエハの大口径化によりますます顕著になると予想される。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、特に露光装置のグローバルアライメントにおいて用いられる特定のパラメータ値を、量産稼働中に最適化することを可能とすることを目的とする。
特に、第二の目的として、グローバルアライメントに用いるサンプルショットのアライメントマークに異常があり、代替えショットを用いる場合においても、アライメントオフセット量を最適に制御することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明による位置決め方法は、以下の構成を備える。すなわち、
基板の第１のサンプルショット群と第２のサンプルショット群に形成されたアライメントマークの位置を計測する計測ステップと、
前記アライメントマークの設計位置と前記計測ステップにおいて計測された前記アライメントマークの位置とを用いて、前記基板を露光する際の前記第１のサンプルショット群と前記第２のサンプルショット群を含む全ショットの位置を算出する位置の算出ステップと、
前記位置の算出ステップにおいて算出された位置に前記全ショットを位置決めして前記基板を露光する露光ステップと、
前記露光ステップにおいて露光された前記基板の前記第１のサンプルショット群と前記第２のサンプルショット群における重ね合わせ誤差を検出する検出ステップと、
前記第１のサンプルショット群と第２のサンプルショット群について、前記位置の算出ステップにおいて算出された位置と前記計測ステップにおいて計測された位置との差、および、前記検出ステップで検出された前記重ね合わせ誤差を用いて、前記第１のサンプルショット群と第２のサンプルショット群におけるショット毎に、アライメントマークの位置の計測値に対するオフセットを算出するオフセットの算出ステップと、
前記基板とは別の基板について、前記第１のサンプルショット群に対応する位置にあるショット群に形成されたアライメントマークの位置を計測し、その計測結果に基づいて、代替サンプルショット群についての計測が必要でないと判断した場合に、当該計測において得られたアライメントマークの位置の計測値を、前記オフセットの算出ステップで算出された前記第１のサンプルショット群の対応するサンプルショットのオフセットで補正して、前記別の基板の全ショットの位置決めを行い、
前記計測結果に基づいて、代替サンプルショット群についての計測が必要であると判断した場合に、前記別の基板について、前記第２のサンプルショット群に対応する位置にあるショット群に形成されたアライメントマークの位置を計測して、該計測して得られたアライメントマークの位置の計測値を、前記オフセットの算出ステップで算出された前記第２のサンプルショット群の対応するサンプルショットのオフセットで補正して、前記別の基板の全ショットの位置決めを行う位置決めステップとを有する。

以上説明したように、本発明によれば、露光装置のグローバルアライメントにおいて用いられるパラメータ値を、量産稼働中に最適化することが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。

まず、特に第２実施形態に絡む露光管理システムにおける基本的な思想を図１、２を使用して簡単に説明する。

尚、本実施形態による露光管理システムによって実現される、露光装置のアライメント系に適用される、量産機に対応したアライメント変数の最適化システムをＯＡＰ（Optimization for Alignment Parameter in volume production）と称する。尚、本明細書中におけるパラメータ値という文言は、数値で設定可能なパラメータの数値はもちろん、サンプルショットの配置、アライメント方式の選択といった直接数値には当たらない設定パラメータの選択肢データ等の条件も含まれるものである。当然、変数という表記も数値以外に選択肢等直接数値には当たらない装置内変動要素、条件一般が含まれる。

図１は、本実施形態による露光管理システムの全体の概略構成を示す図である。本実施形態の露光管理システムは、複数の露光装置（図では露光装置１，２）と重ね合わせ検査装置３、中央処理装置４、データベース５を含み、これらがＬＡＮ６（例えば社内ＬＡＮ）により接続された構成を有する。中央処理装置４は、半導体露光装置１、２及び重ね合わせ検査装置３からの各種計測値等を吸い上げ、データベース５にデータベース化して保存する。そして、半導体露光装置１、２が量産稼働する間に、パラメータ値の最適化を行い、半導体露光装置１、２に通知する。

図２は、本実施形態による露光管理システムが実現するＯＡＰの処理の概略の流れを示す図である。

まず、露光装置１に露光を行うウエハが搬入されたとし、それに対応するレチクルが露光装置内に設定されたとする（図２には不図示）。ウエハ、レチクルがセットされると、まず露光Ｊｏｂ（露光に関係するｊｏｂ）に設定された変数の値（＝パラメータ値）により、ＡＧＡ：Advanced Global Alignmentと呼ばれるグローバルアライメントが行われる。ＡＧＡでは、サンプルショットを観察することにより、レーザ干渉計付のＸＹステージ精度頼りでウエハーの位置計測を行い、その時のアライメント計測データ（各ショットの位置ずれ量やウエハの位置ずれ量：ウエハ倍率、回転、シフト等）を露光装置に記憶する（処理１１）。ＡＧＡにおいて計測されたデータは後にＯＡＰをコントロールする中央処理装置４へ受け渡される（データ転送１８）。

次にその際のステージ駆動情報に基づいた再度のステージ補正駆動で、Ｊｏｂ以外の変数値でもＡＧＡ計測を行い、同じくアライメント計測データを求める（処理１２）。この処理で得られた計測データも先のＪｏｂに設定された変数値で求めたデータと同じくＯＡＰをコントロールする中央処理装置４へ値として受け渡される（データ転送１８）。

以上のようにして、処理１１、１２でデータを全て取り終えたら、Ｊｏｂに設定されたパラメータ値でのＡＧＡ結果に基づきステージ位置を制御して、ウエハの露光を行う（処理１３）。

以上のようにして露光装置によって露光されたウエハは、後の処理で現像される。現像されたウエハは、重ね合わせ検査装置３に提供され、アライメント結果、すなわちパターンのずれが計測される（処理１４）。この重ね合わせ装置３で計測された計測値も、中央処理装置４へ転送される（データ転送１９）。

ＯＡＰをコントロールする中央処理装置４では、露光装置より受け渡されたＡＧＡでの計測結果をデータベース化して、データベース５に格納する（処理１５）。また、データ転送１９によって、重ね合わせ検査装置３で検査された結果もＯＡＰをコントロールする中央処理装置４へ渡され（データ転送１９）、既にデータベース化された、露光装置でのＡＧＡ計測値と対応させて、後述の図７Ｃのような形態でデータベース化する（処理１５）。

このＡＧＡでの計測値と重ね合わせ検査装置３からの計測結果との相関を指定のウエハについてチェックし、現状使用Ｊｏｂでの設定パラメータ値（ここではＡＧＡに用いたパラメータ値）が最適かどうか判断する（処理１６）。具体的には所定評価値（例えばシフト量、回転量等）が、現在の設定パラメータ値での評価値と比較して、ＯＡＰをコントロールする中央処理装置４内にあらかじめ経験則等により求めておいて設置されている閾値以上に良好な評価値が得られるようなパラメータ値が存在するならば、そのパラメータ値を最適なパラメータ値が存在する場合には、そのロット以降のロット露光にその最適なパラメータ値を適用するべく露光装置１，２に反映させ、新たなＪｏｂ設定パラメータ値として使用する（処理１７、データ転送２０）。評価値が現在の設定パラメータ値でのものよりも良好となるパラメータ値があったとしても、両評価値の間に閾値を超えない程度の差しかないならば、それは誤差範囲か、例えばパラメータ値を変更することで得られる効果が小さく、一方でそのパラメータ値変更による他の悪影響（例えば設定変更時間によるスループット低下、他の露光条件の劣化等）の可能性があると判断して、設定パラメータ値の変更は行わない。

以上の処理を繰り返す事により、プロセス変動が発生する場合においてもパラメータ値は次期ロット以降では最適化されて使用が可能となる。

このように、ＯＡＰシステムを使用することにより、パラメータ値を設定するために、量産現場において特別なウエハを用いて量産行為と別な検討を行うことが不要となる。すなわち、量産稼働をしながらアライメント変数の最適化を行うことが可能となり、生産性を落とさずに、露光装置の実効性能を向上させることが可能となる。

以上の場合のＯＡＰシステムは、端的に述べれば、次の様に言える。すなわち、ここでのＯＡＰとは、ＡＧＡショットでの実アライメント信号を、実際のＪｏｂの変数以外でも取得し、重ね合わせ検査装置結果と比較して、アライメントの変数の最適なものへ次期ロット以降で使用可能とするFeed Forward Systemである。

＜第１の実施形態＞
続いて、第１実施形態として先ずＯＡＰを使用せずに、値を決定／更新するアライメント変数としてアライメントオフセットを適用した場合を詳細に説明する。

図３は本実施形態による半導体露光装置の概略を示す図である。なお、本実施形態のポイントとなる部分以外は図示していない。露光装置１は、ある回路パターンの描画されたレチクル１０を縮小投影する縮小投影光学系１１と、前工程で下地パターンおよびアライメントマークの形成された露光対象の基板としてのウエハ１２を保持するウエハチャック１３と、ウエハ１２を所定の位置に位置決めするウエハステージ１４と、ウエハ上のアライメントマークの位置を計測するアライメント検出光学系１５と、グローバルアライメント（ＡＧＡ）を行うショットを記憶するＡＧＡショット情報記憶部１６と、ウエハ１２の位置決めの際に用いるオフセット情報記憶部１７等から構成されている。

図４は、本実施形態で使用するウエハ１２のショットレイアウト例を示すものである。図４において、記号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４で示される４ショット（ＡＧＡサンプルショットと呼ぶ）おのおののエリア内に設けてあるアライメントマークの位置ずれを計測することによりＡＧＡは実施される。また同図において、Ｂ１１からＢ４２で示される全８ショットは、Ａ１〜Ａ４のうち、ＡＧＡの計測値が異常であった場合（計測以上の場合）に用いられる代替サンプルショットである。なお、計測異常とは、半導体プロセスのエラーなどでアライメントマークの製造エラーが生じ、所定の信号レベルが得られない等の原因によって生じる。また計測異常であるかどうかは、信号レベルあるいは、計測値そのものが他のショットに比べて、大きく外れているなどの現象で判断できる。露光装置１内のＡＧＡショット記憶部１６には予めオペレータにより入力された、ＡＧＡサンプルショット及び代替サンプルショットの情報（ウエハ上での位置座標）が保持されている。

次に、グローバルアライメント(ＡＧＡ)の説明を行う。図５は、露光装置１のウエハステージのｘｙ座標系に対して、ウエハ上のショット配列がずれている様子を示している。ウエハのずれとしては、ｘ方向のシフトＳxと、ｙ方向のシフトＳyと、ｘ軸に対する傾きθxと、ｙ軸に関する傾きθyと、ｘ方向の倍率Ｂx、ｙ方向の倍率Ｂyの６つのパラメータで記述できる。なお、倍率Ｂx、Ｂyは露光装置のウエハステージ送りを基準に、ウエハの伸縮を表わすものである。このウエハの伸縮は、半導体プロセスの成膜やエッチングにより引き起こされる。

以下、ＡＧＡの各サンプルショットの計測値をＡ_i（ｉは計測ショットNo.）、すなわち

と記述する。また、サンプルショットのアライメントマーク設計位置座標をＤ_iとして、

と記述する。

ＡＧＡでは、先に示したウエハの位置ずれを表す６つの補正パラメータ（Ｓx，Ｓy，θx，θy，Ｂx，Ｂy）を補正量として用いて、以下の１次の座標変換を行う。

なお、上の式では、θx、θy、Ｂx、Ｂyは微小量であるため、簡単のためにcosθ=１、sinθ=θ、θx×Ｂx＝θx、θy×Ｂy＝θy等の近似を用いている。

図６には、（３）式の１次の座標変換を行う様子が示されている。Ｗで示す位置にウエハ上のアライメントマークがあり、設計上の位置であるＭの位置からＡ_iだけずれており、（３）式の座標変換によって得られるＤ'_i（Ｍ'の位置）と、ウエハ上のアライメントマークＷとの位置ずれ（残差）はＲ_iになる。

ＡＧＡでは各サンプルショットでの残差Ｒ_iが最小になるように上記補正パラメータを調整するが、その手法としては最小２乗法が適用される。すなわち、残差Ｒ_iの平均２乗和を最小とする補正パラメータ（Ｓx，Ｓy，θx，θy，Ｂx，Ｂy）を算出する。

上記の（５）、（６）式に各サンプルショットでの計測値（ｘ_i，ｙ_i）、及びアライメントマーク設計位置（Ｘ_i，Ｙ_i）を代入することにより、各補正パラメータの値（Ｓx，Ｓy，θx，θy，Ｂx，Ｂy）を求める。そして、ＡＧＡ計測後は、上記のように求めた各補正パラメータ（ＡＧＡパラメータともいう）の求めた各値を用いてずれを補正し、各ショットの位置決めを行い、レチクル上のパターンをウエハ上に露光転写するようにしている。

以下、第１の実施形態による露光装置及び中央処理装置４の処理シーケンスについて説明する。

図７Ａは、第１の実施形態による露光装置の処理シーケンスを説明するフローチャートである。始めに、中央処理装置４から露光装置で露光するウエハのＩＤ情報が渡され、その中でオフセット更新処理に用いるウエハのＩＤ（ウエハ識別番号）を設定する（ステップＳ１１）。オフセット更新処理を行うウエハの設定は中央処理装置４自身が定期的等の規則性を持って自動的に設定するようにしてもよいし、オペレータがマニュアルで行うようにしてもよい。続いてＡＧＡ処理のためのＡＧＡ条件の設定が行われる。ここでは、ＡＧＡに用いるアライメントパラメータ（サンプルショット情報およびアライメントオフセット等）の値設定が行われる（ステップＳ１２）。その後、ウエハＩＤの付いたウエハが搬入され（ステップＳ１３）、後のＡＧＡの計測レンジに収めるためのプリアライメントが行われる（ステップＳ１４）。

次に、ステップＳ１２で設定されたサンプルショット情報によって指定されるサンプルショット群でＡＧＡ計測を行なう。本実施形態では、第１のサンプルショット群としてのＡ群（Ａ１〜Ａ４）のサンプルショットでＡＧＡ計測を行う（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５による計測値を元に、（例えば一部計測値にエラーが出た場合など）代替サンプルショットの計測が必要か判断する（ステップＳ１６）。代替サンプルショットの計測が必要であると判断された場合には、まず残りの（未使用の）代替サンプルショット群があるか判断する（ステップＳ１７）。そして、代替サンプルショットが無い場合には、オペレータへその旨を通知するなどのエラー処理行う（ステップＳ１８）。一方、ステップＳ１７で代替サンプルショットがまだあると判定された場合は、利用可能な代替サンプルショット（本実施形態では第２のサンプルショット群としてのＢ群のサンプルショット）でＡＧＡ計測を行う（ステップＳ１９）。この計測値をサンプルショットから除外した計測値に置き換えた後に、代替サンプルショットが必要かをステップＳ１６で再度判断する。

ステップＳ１６で代替サンプルショットの計測の必要が無いと判断されると、補正パラメータ値（すなわちグローバルアライメント計測データ値）を算出する（ステップＳ２０）。算出された補正パラメータ値は、ＡＧＡ計測値および補正残量とともに、ウエハＩＤと関連付けて当該露光装置に保存する（ステップＳ２０）。

続いて、ステップＳ１１で設定されたオフセット更新用ウエハＩＤと現在処理中のウエハＩＤを照合して、現ウエハをオフセット更新処理するか判断する（ステップＳ２１）。オフセット更新処理するウエハについては、Ｂ群の残りのショットについてもＡＧＡ計測を行う（ステップＳ２２）。なお、ここでのＡＧＡ計測に際しては、ステップＳ２０で求めた補正パラメータ値を反映させてウエハステージが駆動される。こうして、ステップＳ２２でＢ群に属する残り全てのショットの計測が終了すると、その計測値がウエハＩＤに関連づけられて当該露光装置に保存される（ステップＳ２３）。

ステップＳ２１でオフセット更新処理しないと判断されたウエハ、または、ステップＳ２３でオフセット更新処理のための計測が終了したウエハについて、ステップＳ２０で求めた補正パラメータ値を反映させてウエハステージを位置決めし、全ショットの露光を行なう（ステップＳ２４）。露光が終了すると、ウエハを搬出し（ステップＳ２５）、そのウエハを重ね合わせ検査工程に移すかどうか判断する（ステップＳ２６）。本実施形態では、ウエハＩＤによりオフセット更新処理すると判定されたウエハについては全て検査工程に移すようにしている。その後ステップＳ２７で最終のウエハか判断して、最終ウエハでない場合は、ステップＳ１２に戻る。

なお、ステップＳ２０で装置に記憶させたウエハＩＤ、ＡＧＡ計測値、補正パラメータ値、および補正残量および、ステップＳ２３で装置に記憶させた計測値についは、露光装置の稼動状況に応じて、例えば露光装置の負荷が少ない時に、中央処理装置４を介してデータベース５に転送するようにしている。

また、重ね合わせ検査装置３で検査された結果も、中央処理装置４を介して、データベース５に送られ、ウエハＩＤと関連づけられて、ＡＧＡ計測値等と共に保存される。

次に中央処理装置４におけるアライメントオフセットの最適化の処理について詳細に説明する。図７Ｂは中央処理装置における処理シーケンスを説明するフローチャートである。また、図７Ｃは、中央処理装置におけるアライメントオフセットの最適化処理を説明する図である。

まず、露光装置よりＡＧＡ計測値が通知されたか否かを判定し（ステップＳ４１）、通知されたならば、ウエハ番号ｊを付与し、ウエハＩＤとサンプルショット毎のＡＧＡ計測値をデータベース５に保存する。例えば、図７Ｃの５０１に示されるように、露光装置より受信したＡＧＡ計測値Ａ_iと補正残量Ｒ_iは、ウエハ毎に、かつサンプルショット（Ａ１…Ｂ４２）毎に格納される（図７Ｃでは、ウエハｊの計測値をＡ_ij、ウエハｊの補正残量をＲ_ij（ｉはウエハ上のショットNo、ｊはウエハNo）で表している）。また、各ウエハＩＤに対応して、算出された補正パラメータ値が格納される。

次に、中央処理装置４は、重ね合わせ検査装置３から検査結果が通知されたか否かを判定し（ステップＳ４３）、検査結果が通知されていればウエハＩＤに対応させて、すなわち図７Ｃに示されるように、サンプルショット毎の計測値Ｋ_ij（ｉはウエハ上のショットNo、ｊはウエハNo）としてデータベース５に格納する（ステップＳ４４）。

続いて、中央処理装置４では、上述のデータを元に各サンプルショットのアライメント計測誤差ｏ_ijを求める。ＡＧＡの各ショットの補正残量（ＡＧＡの各ショットの計測値Ａ_ijとステップＳ２０で算出した補正パラメータによる位置Ｄ'_ijとの差）およびステップＳ２２で計測された値（この場合もＡＧＡ補正駆動した後に計測しているため、補正残量にあたる）Ｒ_ijと、重ね検査装置３の計測値Ｋ_ijを用いて、ＡＧＡにおける各サンプルショットにおけるアライメント計測誤差ｏ_ijを求める。

より具体的には、補正パラメータ値と設計値Ｄ_ij、Ｒ_ij、Ｋ_ij、ｏ_ijの関係は図７Ｃの５０２に示される通りであるので、下記の式によりｏ_ij求め、これをデータベース５に保存する（ステップＳ４５）。なお、５０２において、Ｄ'_ijは、データベース５が保持するサンプルショットの位置に関する設計値Ｄ_ijを、露光装置より通知された補正パラメータ値によって一次変換することで得られる。

続いて、アライメントオフセットの最適化を実行するか否かを判定する（ステップＳ４６）。例えば、ウエハを５枚処理するごとに、アライメントオフセットの最適化を実行する。

最適化を実行すると判定された場合は、ウエハの所定枚数ｍで各サンプルショット毎のアライメント計測誤差の平均値を取り、各ショットのアライメントオフセットｏ_iを算出する（ステップＳ４７、図７Ｃの５０３）。

このオフセットｏ_iは、露光装置１に転送され（ステップＳ４８）、上述のステップ１２でアライメントオフセットが更新される。なお、上記では所定枚数ｍで平均をとるようにしたが、ｍを累積させてもよい。この場合、例えば５枚ごとにアライメントオフセットを最適化するとすれば、ｍは５、１０、１５…という具合に増加する。

露光装置では、ステップＳ１２において通知されたアライメントオフセットｏ_iをＡＧＡ処理条件に設定する。アライメントオフセットｏ_iが露光装置に設定されている場合は、（１）式を、

と置き直して上述のＡＧＡの処理を行うことになる。

図８に各サンプルショット（Ａ群の全ショットおよび、Ｂ群のＢ１１、Ｂ１２ショットのみを図示している）のアライメント誤差ｏ_ijの測定結果を示す。各ショットに系統的な誤差が見られることから、その平均値をオフセットとして導入することにより、ＡＧＡ精度（オーバーレイ精度）が向上することが分かる。

なお、このようなショットの位置に依存する系統的なオフセット誤差は、アライメントマーク上のレジストの塗布むらや、下地のアライメントマークそのもの膜厚分布、非対称性などの影響で、露光装置上のアライメント系の計測騙されが生じるために発生する場合が多い。

以上のように、本実施形態によれば、量産稼働中において代替サンプルショットも含めてＡＧＡ計測を行い、その計測値と重ね合わせ検査装置の検査結果を適宜蓄積してアライメントオフセットを更新する。このため、生産性と、歩留まりの向上を図ることができる。更に、プロセスの影響で通常使用しているサンプルショットのアライメントマークが異常となり、代替サンプルショットでＡＧＡを行った場合でも、その代替サンプルショットのアライメントオフセットも保持されているので、高精度なアライメント精度を実現できる。

なお、本発明では半導体の製造工程の量産工程において、上述のようなアライメントオフセットの最適化の方法について説明したが、量産に先立って行われる先行ウエハを使用した条件出し工程においても適用できる。また、代替サンプルショットも含めたアライメントオフセットを求めようとする場合であっても、本実施形態によれば、全てのサンプルショットの組み合わせで先行露光する必要がなくなり、ウエハ枚数の低減、条件出し工程の短縮化を図ることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、グローバルアライメントに使用するアライメントオフセットに加え、グローバルアライメントに用いるべきサンプルショット群を最適化すべきアライメント変数としている。そしてそのサンプルショット群の最適化に前述したＯＡＰを使用する。この場合最適化されるパラメータがサンプルショット群になり、パラメータ値としてはその選択肢が相当する。

システムの構成等は第１の実施形態と同様であるが、図３の露光装置１において、第２の実施形態によるＡＧＡショット情報記憶部１６は、ＡＧＡで通常使用するショット位置情報と、代替時に使用するショット位置情報と、更に第３のサンプルショット群としてＯＡＰ処理を実施するショット位置情報を記憶するようになっている。またＡＧＡオフセット情報記憶部１７は、先に上げた３種類のショット位置情報に対して、全てのショットに対応して、アライメントオフセットを記憶する。

図９は第２の実施形態で使用するウエハ１２のショットレイアウト例を示す図である。図９において、記号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４（Ａ群のサンプルショット）で示される４ショットは、ＡＧＡで通常使用されるショット位置であり、このアライメントマークの位置ずれを計測することによりＡＧＡが実施される。また、図９において、Ｂ１１からＢ４２（Ｂ群のサンプルショット）で示される計８個のショットは、Ａ１〜Ａ４のうち、ＡＧＡの計測値が異常であった場合に用いられる代替サンプルショットである。更に、Ｃ１１からＣ４２（Ｃ群のサンプルショット）で示されるショット群は、以下で説明するＯＡＰ処理を実行する為に設けられている。

次に、第２の実施形態による露光装置の処理シーケンスについて図１０Ａを用いて説明する。図１０Ａにおいて、まず始めに中央処理装置４から露光装置で露光するウエハのＩＤ情報が渡され、その中でＯＡＰ処理するウエハのＩＤ（ウエハ識別番号）を設定する（ステップＳ６１）。ＯＡＰ処理を行うウエハの設定は中央処理装置４自身が定期的等の規則性を持って自動的に設定するようにしてもよいし、オペレータがマニュアルで行うようにしてもよい。

続いてＡＧＡ条件の設定が行われ、サンプルショットおよびアライメントオフセットの設定が行われる（ステップＳ６２）。その後、ウエハＩＤの付いたウエハが搬入され（ステップＳ６３）、後のＡＧＡの計測レンジに収めるためプリアライメントが行われる（ステップＳ６４）。次に、ステップＳ６２で設定されたサンプルショット情報に基づいてＡ群のサンプルショットでＡＧＡ計測を行い（ステップ６５）、この計測値を元に、（例えば一部計測値にエラーが出た場合など）代替サンプルショットの計測が必要か判断する（ステップＳ６６）。

代替サンプルショットの計測が必要と判断された場合には、まず残りの代替サンプルショットがあるか判断し（ステップＳ６７）、代替サンプルショットが無い場合には、オペレータへその旨の通知を行なうなどのエラー処理行う（ステップＳ６８）。一方、ステップＳ６７で代替サンプルショットがまだある場合は、Ｂ群のサンプルショットでＡＧＡ計測を行い（ステップＳ６９）、この計測値を追加して更に代替サンプルショットが必要かをステップＳ６６で再度判断する。ステップＳ６６で代替サンプルショットの計測の必要が無いと判断されると、補正パラメータを算出し、ウエハＩＤと関連付けしてＡＧＡ計測値、補正パラメータ、および補正残量を装置に保存する（ステップＳ７０）。

続いて、ステップＳ６２で設定されたＯＡＰ用ウエハＩＤと照合して、現ウエハをＯＡＰ処理するか判断する（ステップＳ７１）。ＯＡＰ処理するウエハについては、Ｂ群の残りのショット及び、Ｃ群についてもＡＧＡ計測を行う（ステップＳ７２）。なお、ステップＳ７２におけるＡＧＡ計測時には、ステップＳ７０で求めた補正パラメータを反映させてウエハステージを駆動する。ステップＳ７２でＢ群に属す残りの全てのショット及びＣ群に属す全ショットの計測が終了すると、その計測値を装置に保存する（ステップＳ７３）。

ステップＳ７１でＯＡＰ処理しないと判断されたウエハまたは、ステップＳ７２、Ｓ７３でＯＡＰ処理のための計測が終了したウエハに対して、ステップＳ７０の補正パラメータを反映させて、ウエハステージを位置決めし、全ショット露光を行なう（ステップＳ７４）。全ショット露光終了後、ウエハを搬出し（ステップＳ７５）、そのウエハを重ね合わせ検査工程に移すかどうか判断する（ステップＳ７６）。なお、本実施形態では、ＯＡＰ処理するウエハＩＤを持つウエハについては全て検査工程に移すものとする。その後ステップ７７で最終のウエハか判断して、最終ウエハでない場合は、ステップＳ６２に戻る。

なお、ステップＳ７０で装置に記憶させた、ウエハＩＤ、ＡＧＡ計測値、補正パラメータ、および補正残量と、ステップＳ７３のＢ群の残りの計測値についは、露光装置稼動状況で負荷が少ない時に、中央処理装置４を介してデータベース５に転送するようにしている。また、重ね合わせ検査装置３で検査された結果も、中央処理装置４を介して、データベース５に送られ、ウエハＩＤと関連づけられて、ＡＧＡ計測値等と共に保存される。

中央処理装置４は、上述のデータを元に、
（１） 各サンプルショットのアライメントオフセットを算出する、
（２） 各サンプルショットの内どのサンプルショットが最適か否かを求める、
の２つの処理を行う。

（１） の処理は、先に示した第１の実施形態と同様であり、（７）式、（８）式を用いて各サンプルショット毎のアライメントオフセットｏ_iを算出する。算出されたアライメントオフセットは、露光装置１に転送され、ステップ６２でアライメントオフセットが更新される。なお、この（１）の処理については、第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。

次に、（２）の処理、すなわちサンプルショット群の最適化の手法について、図１０Ｂ、図１０Ｃを参照して詳細に説明する。なお、図１０Ｂは第２の実施形態による中央処理装置４の処理シーケンスを示すフローチャートである。また、図１０Ｃは、第２の実施形態によるサンプルショット群の適正化処理を説明するための図である。

グローバルアライメント計測データ｛Ｇ_j＝（Ｓx_j，Ｓy_j，Ｂx_j，Ｂy_j，θx_j，θy_j）、jはウエハNo.｝は各サンプルショット群（グループ）により異なった計算結果になるため、添え字にkを追加し、Ｇ_kj＝（Ｓx_kj，Ｓy_kj，Ｂx_kj，Ｂy_kj，θx_kj，θy_kj）とおく。

サンプルショット群については、予めサンプルショットの組み合わせを複数種類登録しておき（図１０Ｃ、６０２のｋ＝１、２…）、この中から最適なサンプルショット群を選択するものとする。なお、サンプルショットの選び方は、図１０Ｃの６０２のｋ＝４に示されるように、Ａ群のあるショットとＣ群のあるショットの組合わせのように各サンプルショット群に関係なく選定されてもよい。また、サンプルショット数は、Ａ群では４ショットに規定しているが、ショット数を増した方が、精度的に大幅に有利である場合も考えられるので、ＯＡＰの処理においてはショット数もパラメータにしてサンプルショットの最適化を行う（ショット数の異なるサンプルショット群が登録されている）。

更には、図１０Ｃ、６０２のｋ＝３に示されるように、ウエハを複数領域に分けて、各領域ごとに使用するサンプルショットを設定してもよい。この場合、露光装置側の露光処理においては、(1)全体のレイアウトを複数の領域に分けて、(2)各領域に対応するサンプルショット（各領域の周辺部のサンプルショットを用いるのが好ましい）を採用してＡＧＡ処理を行い、(3)各領域個別に位置ずれデータを求め、(4)各領域の位置ずれデータに基づいて、対応する各領域のショットを位置合わせして露光するというシーケンスになる。この方法は、特にショットレイアウトが非線形に歪んでいる場合で、各領域内では線形に歪んでいると見なせる時に特に有効である。このような領域別にサンプルショットを選ぶか一括でサンプルショットを選ぶか、も本実施形態におけるパラメータ値の最適化に相当するものである。

領域を分けて位置ずれデータを求める場合について、具体的な例として、図１０Ｃの６０２におけるｋ＝３の場合を挙げて説明すれば次のとおりである。例えば、図９において、｛Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４｝をサンプルショットとしてウエハの最外周ショットを露光した結果と、｛Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１｝をサンプルショットとしてウエハの最外周以外のショットを露光した結果（推量値）とを合わせて、ウエハ上の全ショットの位置ずれ量の３σ値を推量して、各領域毎にＡＧＡサンプルショットを設定した場合の露光結果（３σ値）とする。そして、｛Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４｝のみをＡＧＡサンプルショットとして採用してウエハ上の全ショットを位置合わせした場合の露光結果（３σ値）と、各領域毎にＡＧＡサンプルショットを設定した場合の露光結果（３σ値）とを比較する。この比較の結果、精度的に有利であれば、領域毎にＡＧＡサンプルショットを設定するようにサンプルショットの最適化を行う。

なお、成膜やエッチング等の半導体プロセスにより、径方向に非線形に伸縮する場合を想定してウエハ上の径方向に領域分割する場合で説明したが、領域分けは径方向の分割には限らない。

さて、サンプルショット群ｋで計測されるグローバルアライメントデータＧ_kjは、ステップＳ７０で計測された補正残差Ｒ_ij（ｉはウエハ上のショットNo、ｊはウエハNo）と、ステップＳ７２で計測された値（この場合もＡＧＡ補正駆動した後に計測しているため、補正残量Ｒ_ijにあたる）の中から、サンプルショット群ｋに含まれる計測結果のみを選択し、（５）、（６）式に代入することにより算出される（図１０Ｃの６０３）。更に、このサンプルショット群ｋのアライメントデータＧ_kjを用いて露光した結果Ｈ_kjは、Ｈ_kj＝Ｇ_kj＋Ｈ_jとして推量される（図１０Ｃの６０４）。

ここで、Ｈ_jは、ウエハＮｏ．がｊのウエハを重ね合わせ検査装置３でウエハ上の複数ショット（全ショットでも良い）を計測して、重ね合わせ検査マークの位置座標をＤiとし、その計測値をＡiとおいて（１）式から（６）式より、ＡＧＡデータと同様に求めたグローバル検査結果である（図１０Ｃの６０５）。Ｈ_jおよびH_kjは、ＡＧＡと同じ次元のパラメータであり、Ｈ_j＝（Ｓ'x_j，Ｓ'y_j，Ｂ'x_j，Ｂ'y_j，θ'x_j，θ'y_j）、Ｈ_kj＝（Ｓ'x_kj，Ｓ'y_kj，Ｂ'x_kj，Ｂ'y_kj，θ'x_kj，θ'y_kj）となる。

以上のような中央処理装置４の処理シーケンスについて、図１０Ｂのフローチャートを参照して更に説明する。

図１０Ｂにおいて、ステップＳ８１では、第１の実施形態で説明したステップＳ４１〜４８の処理を実行する。すなわち、露光装置よりＡＧＡ計測値を、重ね合わせ検査装置３より計測値を取得してデータベース５に格納し、アライメントオフセットの最適化を実行する。

次に、ステップＳ８２では、ステップＳ４４において重ね合わせ検査装置３より通知された新たな計測値が格納されたか否かを判定する。新たな計測値が格納されているならばステップＳ８３へ進み、以降の処理により新たな計測値、すなわち、ウエハNo.がｊの各ショットｉに対する、重ね合わせ検査装置３からの計測値Ｋ_ijを用いて、各サンプルショット群毎の露光結果の推量を行なう。

まず、ステップＳ８３において、各サンプルショット群ｋについて、格納されている補正残量Ｒ_ijを用い、上述の方法によってグローバルアライメントデータＧ_kj（図１０Ｃ、６０３）を算出する。次にステップＳ８４において、当該ウエハｊに関して、重ね合わせね検査装置３からの計測値データＫ_ijより補正量Ｈ_jを求める（図１０Ｃ、６０５）。そして、ステップＳ８５において、Ｈ_kj＝Ｇ_kj＋Ｈ_jにより各サンプルショット群ｋに対する露光結果を推量する。

ステップＳ８６では、ステップＳ８５による推量結果に基づいて、位置合わせの評価を行なう。例えば、露光結果の推量値からアライメント誤差推定量やウエハ倍率誤差推定量を評価し（図１０Ｃ、６０４）、これをウエハＩＤ（ｊ）と対応付けてデータベース５に格納する。この評価内容については後述する。次にステップＳ８７において、ステップＳ８６で格納した評価値に基づいてサンプルショット群の適正化を行なうか否かを判定し、適正化を行なう場合はステップＳ８８へ進む。ステップＳ８８では、データベース５に格納されている露光結果の推量値に基づいて、最適なサンプルショット群を選択し、これを露光装置に通知する。

以下、露光推量結果に基づく評価と、サンプルショット群を適正かするか否かの判定について説明する。図１１は、半導体製造工程のある工程のウエハに関して、第２実施形態により評価値（ウエハ倍率成分）を取得したデータを示す図である。図１１には、サンプルショット群Ａを用いてグローバルアライメントを実施した後、露光したウエハを重ね合わせ検査装置３で計測したウエハ倍率成分と、これと同時に実行されたＯＡＰ処理で最適と判断されたサンプルショット群Ａ'での仮想露光結果に基づくウエハ倍率成分を示している。サンプルショット群Ａを用いた場合のウエハ倍率成分誤差が０．１５ｐｐｍ（３σ）だったのに対し、サンプルショット群Ａ'を用いることにより、同誤差成分を０．０７ｐｐｍに低減できることがわかる。

なお、ウエハ番号６からサンプルショット群Ａ'のＭｅａｎ値（平均値）がゼロ付近に変化しているのは、５枚目までの処理結果に基づいてサンプルショット群Ａ'を構成する各ショットのアライメントオフセットを更新（最適化）したためである。このような評価結果が得られた場合、中央処理装置４はサンプルショット群Ａに替えてサンプルショット群Ａ'をＡＧＡに用いるよう、露光装置に通知する。

また、上記では、ウエハの倍率誤差を評価関数としたが、ウエハ毎のショット配列の直交度誤差を評価関数にしても良い。最も好ましい形態としては、シフト成分、倍率成分、回転成分の全てのパラメータについて、ウエハ毎のばらつきを評価して最適なサンプルショットを求めることが挙げられる。

また、図１２は、同じく第２実施形態により、サンプルショットの最適化のために取得したデータを示す。図１２でサンプルショット群Ａは、グローバルアライメントを実施した後、露光したウエハを重ね合わせ検査装置３で全ショット計測した結果であり、アライメント誤差推定量の３σ成分である。また、サンプルショット群１、２，３はそれぞれＯＡＰ処理により各サンプルショット群で露光を行った場合のアライメント誤差推定量の３σ成分である。アライメント誤差推定量E_kij(添え字のkはサンプルショット群No、iはショットNo、jはウエハNo)は、露光結果の各ショットの計測値Ｋ_ijに、各サンプルショットのグローバルアライメントデータＧ_kjで重ね合わせ検査マーク座標Ｄ_iを１次変換したものをたし合わせたものであり次式から求めることができる。

各ウエハの３σ値を２５枚で平均すると、図１２に示すように現在使用しているサンプルショット群Ａを用いた場合が３８nmであるのに対し、サンプルショット群３を使用した場合に予想される３σ成分は２４nmとなった。中央処理装置４は、この結果からサンプルショット群３を使用するのが最適と判断し、その指令を露光装置１に送る。この通知を受けた露光装置１は、次のウエハからサンプルショット３を用いてＡＧＡアライメントをすることになる。

このように、ウエハ毎に各サンプルショット群で露光した場合の露光結果を推量し、その結果をデータベース５に蓄積する。ＯＡＰ処理したウエハの今までの履歴から、現在使用しているサンプルショットより他のサンプルショットを用いた方が精度的に有利と判断される場合には、サンプルショットの変更を、露光装置１に伝達し、サンプルショットの変更設定を露光装置１が行う。

なお、各サンプルショットのアライメントオフセットの変更は、サンプルショットの変更と同時でも同時でなくてもよいが、上記実施形態に示したようにアライメントオフセット変更とサンプルショットの変更はそれぞれ独立して行えるようにしておくのが好ましい。

また、図９では代替サンプルショットをＯＡＰ処理用のショットと別に設けているが、代替サンプルショットをそのままＯＡＰ処理用のショットとしても良い。

以上説明したように、本実施形態の露光管理システム及び露光装置を用いることにより、装置稼働中において、ウエハアライメントの変数の最適化、特に、アライメントオフセットやサンプルショット群の最適化を図ることができる。このため、Send-ahead Waferを使用する様な、量産を停止する処置を用いずに最適なパラメータを使用することが可能となる。更に、パラメータを更新した後であっても、プロセス変動が発生した場合には、パラメータを最適なものに変えて装置を稼働させることが可能となる。

従って、本実施形態によれば、露光装置を使用する上で、設定する変数を、量産とは別に多くの時間、費用を使用する事無しに、量産稼働中における変数の最適化が可能となる。このため、生産性が高く且つ装置性能を最も高い状態で露光装置を使用することが可能となる。その結果、ＣｏＯの良い製造システムを達成することができ、露光装置の実効性能を向上させ、生産性、歩留まりを向上させることができる。

なお、本発明では半導体の製造工程の量産工程において、上述のようなサンプルショットの最適化の方法について説明したが、量産に先立って行われる先行ウエハを使用した条件出し工程においても適用できる。すなわち、本発明によると代替サンプルショットおよび他のショットも含めてＡＧＡ計測し、その計測値と重ね合わせ検査装置の検査結果適宜蓄積して、各サンプルショットを用いてグローバルアライメントした場合の露光結果を推量でき、全てのサンプルショットの組み合わせを用いて先行露光する必要がなくなり、ウエハ枚数の低減、条件出し工程の短縮化を図ることができる。

又、ＯＡＰにおいては基準となっている重ね合わせ検査装置に対しても、例えば電子走作顕微鏡ＳＥＭを基準として、変数の最適化を行うことも同様に可能である。

更に、本発明の露光装置１は、縮小投影光学系を有している例を示しているが、露光装置はこれに限らず、例えば、X線を露光光源とし、マスク上のパターンうを１：１で投影するＸ線露光装置や、ウエハ上に複数のショットを電子ビーム（ＥＢ：ElectronBeam）で描画するＥＢ描画露光装置などの場合にも同様に適用できる。

なお、上記実施形態において、中央処理装置４は汎用のコンピュータシステムを用いることが可能である。その場合、上記実施形態で説明した処理を実現する制御プログラムを中央処理装置４に提供することになる。すなわち、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成されるものである。

この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

次に上記説明した半導体露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１３は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。ステップＳ２０１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２０２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ２０３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ２０４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ２０５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ２０４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立て工程を含む。ステップＳ２０６（検査）ではステップＳ２０５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップＳ２０７）する。前工程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装置保守のための情報がデータ通信される。

図１４は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップＳ２１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップＳ２１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ２１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ２１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップＳ２１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップＳ２１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ２１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことにより、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。上記工程で使用する露光装置は上記説明した管理システムによって最適化がなされているので、もし経時変化が発生しても量産現場を停止させず最適化修正が可能で、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることができる。

実施形態による半導体露光装置の管理システムの概略構成を示す図である。 実施形態による半導体露光装置の管理システムのフローチャート例を示す図である。 第１の実施形態の半導体露光装置の概略の構成を示す図である。 第１の実施形態で使用するウエハショット情報を示す図である。 本発明のグローバルアライメントパラメータを説明するための図である。 本発明のグローバルアライメントでの座標変換を説明するための図である。 第１の実施形態による露光装置のフローチャートと、重ね合わせ検査装置、中央処理装置間でのデータの受け渡しを示す図である。 第１の実施形態による中央処理装置の処理を説明するフローチャートである。 第１の実施形態によるアライメントオフセットの最適化処理を説明する図である。 サンプルショット毎のアライメント計測誤差の計測例を示す図である。 第２の実施形態で使用するウエハショット情報を示す図である。 第２の実施形態で使用する半導体露光装置のフローチャートと、重ね合わせ検査装置、中央処理装置間でのデータの受け渡しを示す図である。 第２の実施形態による中央処理装置の処理を説明するフローチャートである。 第２の実施形態によるアライメントオフセットの最適化処理を説明する図である。 第２の実施形態によるサンプルショット群の最適化を説明する図である。 第２の実施形態によるサンプルショット群の最適化を説明する図である。 デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。 ウエハプロセスを説明する図である。

Claims (2)

1. 基板の第１のサンプルショット群と第２のサンプルショット群に形成されたアライメントマークの位置を計測する計測ステップと、
   前記アライメントマークの設計位置と前記計測ステップにおいて計測された前記アライメントマークの位置とを用いて、前記基板を露光する際の前記第１のサンプルショット群と前記第２のサンプルショット群を含む全ショットの位置を算出する位置の算出ステップと、
   前記位置の算出ステップにおいて算出された位置に前記全ショットを位置決めして前記基板を露光する露光ステップと、
   前記露光ステップにおいて露光された前記基板の前記第１のサンプルショット群と前記第２のサンプルショット群における重ね合わせ誤差を検出する検出ステップと、
   前記第１のサンプルショット群と第２のサンプルショット群について、前記位置の算出ステップにおいて算出された位置と前記計測ステップにおいて計測された位置との差、および、前記検出ステップで検出された前記重ね合わせ誤差を用いて、前記第１のサンプルショット群と第２のサンプルショット群におけるショット毎に、アライメントマークの位置の計測値に対するオフセットを算出するオフセットの算出ステップと、
   前記基板とは別の基板について、前記第１のサンプルショット群に対応する位置にあるショット群に形成されたアライメントマークの位置を計測し、その計測結果に基づいて、代替サンプルショット群についての計測が必要でないと判断した場合に、当該計測において得られたアライメントマークの位置の計測値を、前記オフセットの算出ステップで算出された前記第１のサンプルショット群の対応するサンプルショットのオフセットで補正して、前記別の基板の全ショットの位置決めを行い、
   前記計測結果に基づいて、代替サンプルショット群についての計測が必要であると判断した場合に、前記別の基板について、前記第２のサンプルショット群に対応する位置にあるショット群に形成されたアライメントマークの位置を計測して、該計測して得られたアライメントマークの位置の計測値を、前記オフセットの算出ステップで算出された前記第２のサンプルショット群の対応するサンプルショットのオフセットで補正して、前記別の基板の全ショットの位置決めを行う位置決めステップとを有することを特徴とする位置決め方法。
2. 前記オフセットの算出ステップにおいて算出されたオフセットは、前記位置の算出ステップにおいて算出された位置と前記計測ステップにおいて計測された位置との差、および、前記検出ステップで検出された前記重ね合わせ誤差を足し合わせた値であることを特徴とする請求項１に記載の位置決め方法。

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