JP2012079735A - Mask contraction correction optimizing method, exposing method and device manufacturing method, and device manufacturing system - 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

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely align a pattern.SOLUTION: In a reticle contraction correction model for describing contraction amounts of two reticles used in a double patterning method, parameters relating to contraction (reticle contraction correction parameters (a time constant and a saturation value)) are optimized. Then, using the optimized reticle contraction correction model, the pattern is aligned to a target layer of a wafer, which is a next exposure object. Thereby, without influence of a correction error due to heat deformation of the reticle, the target pattern can be precisely aligned to the target layer on the wafer.

Description

本発明は、マスク伸縮補正最適化方法、露光方法及びデバイス製造方法、並びにデバイス製造システムに係り、さらに詳しくは、複数の物体のそれぞれに対して、既に形成された下地パターンに重ね合わせて、ターゲット層に、露光と現像とを含むリソグラフィ工程を複数回経てパターンを重ね合わせて形成する処理を、順次行う際に、第1回目の露光と第2回目の露光とでそれぞれ用いられるマスクの伸縮補正を最適化する方法であって、いわゆるダブルパターニングに好適なマスク伸縮補正最適化方法、該マスク伸縮補正最適化方法を用いる露光方法及び該露光方法を用いるデバイス製造方法、並びに複数の物体のそれぞれに対して、既に形成された下地パターンに重ね合わせて、ターゲット層に、露光と現像とを含むリソグラフィ工程を複数回経てパターンを重ね合わせて形成する処理を、順次行うデバイス製造システムに関する。   The present invention relates to a mask expansion / contraction correction optimization method, an exposure method, a device manufacturing method, and a device manufacturing system. More specifically, each of a plurality of objects is overlapped with an already formed base pattern and a target. Expansion and contraction correction of masks used for the first exposure and the second exposure, respectively, when sequentially performing a process of forming a pattern by overlapping a pattern through a plurality of lithography processes including exposure and development on the layer. A mask stretch correction optimization method suitable for so-called double patterning, an exposure method using the mask stretch correction optimization method, a device manufacturing method using the exposure method, and a plurality of objects, respectively. On the other hand, a lithography process that includes exposure and development on the target layer, superimposed on the already formed base pattern. The process of forming by overlapping pattern through a plurality of times, to sequentially perform device manufacturing system.

半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイスの製造工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(スキャナ)等が、主として用いられている。この種の露光装置では、照明光をレチクル(マスク)と投影光学系を介して感応剤(フォトレジスト)が塗布されたウエハ又はガラスプレート等(以下、ウエハと総称する)上に照射することにより、レチクルに形成されたパターンがウエハ上に配列された複数のショットのそれぞれに転写される。   In the manufacturing process of electronic devices such as semiconductor elements and liquid crystal display elements, step-and-repeat type projection exposure apparatuses (steppers), step-and-scan type projection exposure apparatuses (scanners) and the like are mainly used. . In this type of exposure apparatus, illumination light is irradiated onto a wafer or a glass plate or the like (hereinafter collectively referred to as a wafer) coated with a sensitive agent (photoresist) through a reticle (mask) and a projection optical system. The pattern formed on the reticle is transferred to each of a plurality of shots arranged on the wafer.

特に半導体素子の製造では、ウエハ上に数十層のパターンが重ね合わせて形成されるため(積層されるため)、各層間の高い重ね合わせ精度(各パターン間の高い位置合わせ精度)が要求される。そこで、近年では、露光工程におけるウエハの位置合わせ(ウエハアライメント)において、複数のショットのうちの一部に形成されたアライメントマークを検出し、その検出結果を統計処理することにより、全てのショットの配列、さらにショット内のパターンの歪み(ショット内誤差)を高精度に求めるエンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)方式が、広く採用されている(例えば、特許文献1、特許文献2等参照)。   In particular, in the manufacture of semiconductor elements, since dozens of layers of patterns are superimposed on each other (because they are stacked), high overlay accuracy between layers (high alignment accuracy between patterns) is required. The Therefore, in recent years, in wafer alignment (wafer alignment) in the exposure process, an alignment mark formed on a part of a plurality of shots is detected, and the detection result is statistically processed, so that all shots are processed. An enhanced global alignment (EGA) method for obtaining an array and a distortion (in-shot error) of a pattern in a shot with high accuracy has been widely adopted (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

しかし、露光工程(ロット処理)中、照明光を吸収することによって発生する熱により、レチクルが変形し得る。さらに、同一のレチクルを用いてロット単位(1ロットは25枚又は50枚)のウエハを連続して露光処理するため、ウエハを露光する度にレチクル(マスク)の変形の程度が拡大する、すなわちパターンの投影像の歪みが拡大する。そこで、上述のEGA方式のウエハアライメントに加えて、レチクルの熱変形を予測し、その結果に基づいてパターンの投影像の歪みを調整するレチクル熱伸縮補正が行われるようになった。   However, during the exposure process (lot processing), the reticle can be deformed by heat generated by absorbing illumination light. Further, since the same reticle is used to sequentially expose wafers in lot units (one lot is 25 or 50), the degree of reticle (mask) deformation increases each time the wafer is exposed. The distortion of the projected image of the pattern is enlarged. Therefore, in addition to the above-mentioned EGA wafer alignment, reticle thermal deformation correction is performed to predict the thermal deformation of the reticle and adjust the distortion of the projected image of the pattern based on the result.

一方、半導体素子等のパターンの微細化に伴い、2回のリソグラフィ・プロセスを繰り返すことによって、露光装置の解像限界を超える微細なパターンを形成するいわゆるダブルプロセス方式(ダブルパターニング法)が提案されている。従って、ダブルパターニング法に対応したレチクル熱伸縮補正が必要となる。   On the other hand, a so-called double process method (double patterning method) has been proposed in which a fine pattern exceeding the resolution limit of an exposure apparatus is formed by repeating a lithography process twice with the miniaturization of a pattern of a semiconductor element or the like. ing. Therefore, reticle thermal expansion / contraction correction corresponding to the double patterning method is required.

米国特許第4,780,617号明細書US Pat. No. 4,780,617 米国特許第6,876,946号明細書US Pat. No. 6,876,946

本発明の第1の態様によれば、複数の物体のそれぞれに対して、既に形成された下地パターンに重ね合わせて、ターゲット層に、露光と現像とを含むリソグラフィ工程を複数回経てパターンを重ね合わせて形成する処理を、順次行う際に、第1回目の露光と第2回目の露光とでそれぞれ用いられるマスクの伸縮補正を最適化するマスク伸縮補正最適化方法であって、前記複数の物体のうちの1つの物体の前記ターゲット層に前記目標パターンの一部を構成する第1パターンとともに形成された複数の第1マークを検出し、該検出結果を用いて前記第1パターンの形成に用いられる第1マスクの伸縮量を求め、該第1マスクの伸縮量と該伸縮量を記述する第1補正モデルから得られる伸縮量の予測値との第1の残差を求める第1工程と;前記ターゲット層に前記目標パターンの一部を構成する第2パターンとともに形成された複数の第2マークを検出し、該検出結果を用いて前記第2パターンの形成に用いられる第2マスクの伸縮量を求め、該第2マスクの伸縮量と該伸縮量を記述する第2補正モデルから得られる伸縮量の予測値との第2の残差を求める第2工程と;前記第1の残差と前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差との少なくとも1つについての統計和を用いて、前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する第3工程と;を含むマスク伸縮補正最適化方法が、提供される。   According to the first aspect of the present invention, for each of a plurality of objects, the pattern is superimposed on the target layer by performing a lithography process including exposure and development a plurality of times on the target layer. A mask expansion / contraction correction optimization method for optimizing the mask expansion / contraction correction used in each of the first exposure and the second exposure when the processes to be formed are sequentially performed. And detecting a plurality of first marks formed together with a first pattern constituting a part of the target pattern on the target layer of one object, and using the detection result to form the first pattern. A first step of obtaining an expansion amount of the first mask to be obtained and obtaining a first residual between the expansion amount of the first mask and a predicted value of the expansion amount obtained from the first correction model describing the expansion amount; The above A plurality of second marks formed together with a second pattern constituting a part of the target pattern on the get layer is detected, and the expansion / contraction amount of the second mask used for forming the second pattern is determined using the detection result. A second step of determining a second residual between the expansion amount of the second mask and a predicted value of the expansion amount obtained from the second correction model describing the expansion amount; and the first residual and the A parameter related to the amount of expansion / contraction of the mask for at least one of the first and second correction models, using a statistical sum of at least one of the second residual and the difference between the first and second residuals. And a third step of optimizing the mask expansion / contraction correction optimization method.

これによれば、それぞれ第1及び第2マスクの伸縮量を記述する第1及び第2補正モデルの少なくとも一方に対応するマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化するので、マスク伸縮補正が最適化され、結果的にパターンの位置合わせ精度を向上させることが可能になる。   According to this, since the parameter relating to the expansion / contraction amount of the mask corresponding to at least one of the first and second correction models describing the expansion / contraction amount of the first and second masks is optimized, the mask expansion / contraction correction is optimized. As a result, the pattern alignment accuracy can be improved.

本発明の第2の態様によれば、複数の物体のそれぞれに対して、既に形成された下地パターンに重ね合わせて、ターゲット層に、露光と現像とを含むリソグラフィ工程を複数回経てパターンを重ね合わせて形成する処理を、順次行う露光方法であって、本発明のマスク伸縮補正最適化方法を用いて、前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化することと;前記第1補正モデルを用いて前記第1パターンを前記複数の物体のうちの別の物体のターゲット層に位置合わせし、該ターゲット層上に前記第1パターンを転写することと;前記第2補正モデルを用いて前記第2パターンを前記別の物体のターゲット層に位置合わせし、該ターゲット層上に前記第2パターンを転写することと;を含む露光方法が、提供される。   According to the second aspect of the present invention, each of the plurality of objects is superimposed on the already formed base pattern, and the pattern is superimposed on the target layer through a plurality of lithography steps including exposure and development. An exposure method for sequentially performing the processes to be formed, and using the mask expansion / contraction correction optimization method of the present invention, optimizes a parameter related to the mask expansion / contraction amount for at least one of the first and second correction models. Aligning the first pattern with a target layer of another object of the plurality of objects using the first correction model, and transferring the first pattern onto the target layer; Aligning the second pattern with the target layer of the other object using the second correction model, and transferring the second pattern onto the target layer. Exposure method, is provided.

これによれば、本発明のマスク伸縮補正最適化方法によりマスクの伸縮量に係るパラメータが最適化された第1及び第2補正モデルの少なくとも一方を用いて対応する第1又は第2パターンを別の物体のターゲット層に位置合わせする。これにより、マスクの熱伸縮補正誤差に影響を受けることなく、目標パターンを物体上のターゲット層に正確に位置合わせすることが可能となる。   According to this, the corresponding first or second pattern is separated using at least one of the first and second correction models in which the parameter related to the mask expansion / contraction amount is optimized by the mask expansion / contraction correction optimization method of the present invention. Align with the target layer of the object. As a result, the target pattern can be accurately aligned with the target layer on the object without being affected by the thermal expansion / contraction correction error of the mask.

本発明の第3の態様によれば、本発明の露光方法を用いて、複数の物体上にパターンを形成することと;前記パターンが形成された前記物体を現像することと;を含むデバイス製造方法が、提供される。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: forming a pattern on a plurality of objects using the exposure method of the present invention; and developing the object on which the pattern is formed. A method is provided.

本発明の第4の態様によれば、複数の物体のそれぞれに対して、既に形成された下地パターンに重ね合わせて、ターゲット層に、露光と現像とを含むリソグラフィ工程を複数回経てパターンを重ね合わせて形成する処理を、順次行うデバイス製造システムであって、マスクに形成されたパターンを前記複数の物体に転写する露光装置と;前記物体上に形成されるマークを検出する機能を有する計測装置と;前記露光装置と前記計測装置とに接続された上位コンピュータを含む1又は2以上のコンピュータと;を備え、前記露光装置及び前記計測装置の制御用コンピュータ、並びに前記1又は2以上のコンピュータを含む複数のコンピュータのいずれかが、前記複数の物体のうちの1つの物体の前記ターゲット層に前記目標パターンの一部を構成する第1パターンとともに形成された複数の第1マークを、前記計測装置を用いて検出し、該検出結果を用いて前記第1パターンの形成に用いられる第1マスクの伸縮量を求め、該第1マスクの伸縮量と該伸縮量を記述する第1補正モデルから得られる伸縮量の予測値との第1の残差を求め、前記ターゲット層に前記目標パターンの一部を構成する第2パターンとともに形成された複数の第2マークを、前記計測装置を用いて検出し、該検出結果を用いて前記第2パターンの形成に用いられる第2マスクの伸縮量を求め、該第2マスクの伸縮量と該伸縮量を記述する第2補正モデルから得られる伸縮量の予測値との第2の残差を求め、前記第1の残差と前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差との少なくとも1つについての統計和を用いて、前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化するデバイス製造システムが、提供される。   According to the fourth aspect of the present invention, each of a plurality of objects is overlaid on the already formed ground pattern, and the target layer is overlaid with a pattern through a plurality of lithography steps including exposure and development. A device manufacturing system that sequentially performs processing to be formed, an exposure apparatus that transfers a pattern formed on a mask to the plurality of objects; and a measuring apparatus that has a function of detecting marks formed on the objects And one or more computers including a host computer connected to the exposure apparatus and the measurement apparatus, the exposure apparatus and the control computer for the measurement apparatus, and the one or more computers. Any one of the plurality of computers including a part of the target pattern on the target layer of one of the plurality of objects. A plurality of first marks formed together with the first pattern to be detected using the measuring device, and using the detection result, an expansion / contraction amount of the first mask used for forming the first pattern is obtained, and the first mark A second pattern that forms a part of the target pattern in the target layer by obtaining a first residual between the expansion / contraction amount of one mask and the predicted value of the expansion / contraction amount obtained from the first correction model describing the expansion / contraction amount A plurality of second marks formed together are detected using the measuring device, and the amount of expansion / contraction of the second mask used for forming the second pattern is obtained using the detection result, and the expansion / contraction of the second mask is determined. A second residual of the predicted value of the amount of expansion and contraction obtained from the second correction model describing the amount and the amount of expansion and contraction, the first residual, the second residual, and the first and second Statistical sum of at least one of the differences between the residuals Using a device manufacturing system for optimizing parameters according to expansion and contraction of the mask for at least one of the first and second correction model is provided.

これによれば、それぞれ第1及び第2マスクの伸縮量を記述する第1及び第2補正モデルの少なくとも一方を対応するマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化するので、マスク伸縮補正が最適化され、結果的にパターンの位置合わせ精度を向上させることが可能となる。   According to this, since the parameter relating to the expansion / contraction amount of the corresponding mask is optimized for at least one of the first and second correction models describing the expansion / contraction amount of the first and second masks, respectively, the mask expansion / contraction correction is optimized. As a result, the pattern alignment accuracy can be improved.

一実施形態のデバイス製造システムの構成を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly composition of a device manufacture system of one embodiment. 図1の露光装置の構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically an example of a structure of the exposure apparatus of FIG. デバイス製造工程における処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process in a device manufacturing process. 図4(A)〜図4(J)は、ウエハ上に形成されるパターンの形成過程を説明するための図であって、ウエハ上の1つのショットの一部の領域を示す拡大断面図である。4 (A) to 4 (J) are diagrams for explaining the formation process of the pattern formed on the wafer, and are enlarged sectional views showing a partial region of one shot on the wafer. is there. 図5(A)及び図5(B)は、それぞれ、レチクル伸縮補正モデルの最適化前後のショットスケーリングX及びショットスケーリングYの残差を示す図である。FIGS. 5A and 5B are diagrams showing residuals of shot scaling X and shot scaling Y before and after optimization of the reticle expansion / contraction correction model, respectively. 一実施形態のデバイス製造システムにおいて、ホストによって実行される処理アルゴリズムの概略を示すフローチャート(その1)である。6 is a flowchart (part 1) illustrating an outline of a processing algorithm executed by a host in the device manufacturing system according to the embodiment. 一実施形態のデバイス製造システムにおいて、ホストによって実行される処理アルゴリズムの概略を示すフローチャート(その2)である。6 is a flowchart (part 2) illustrating an outline of a processing algorithm executed by a host in the device manufacturing system according to the embodiment. 図8(A)は、事前計測におけるショット内多点EGAのサンプルショットの配置の一例を説明するための図、図8(B)は、ロット処理中のアライメント計測におけるショット内多点EGAのサンプルショットの配置の一例を説明するための図である。FIG. 8A is a diagram for explaining an example of the arrangement of sample shots of multi-point EGA in shots in advance measurement, and FIG. 8B is a sample of multi-point EGA in shots in alignment measurement during lot processing. It is a figure for demonstrating an example of arrangement | positioning of a shot. 図9(A)は、事前計測及び事後計測において計測されるウエハ上のサンプルショット内に付与されたアライメントマークの配置の一例を示す図、図9(B)は、ロット処理中においてショット内多点EGA計測で計測されるサンプルショット内に付与されたアライメントマークの配置の一例を示す図である。FIG. 9A is a diagram showing an example of the arrangement of alignment marks provided in sample shots on a wafer measured in the pre-measurement and post-measurement, and FIG. It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the alignment mark provided in the sample shot measured by point EGA measurement. 図7のステップ564のサブルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the subroutine of step 564 of FIG.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図10に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1には、一実施形態のデバイス製造システムの構成が概略的に示されている。デバイス製造システム1000は、基板、例えば半導体ウエハ(以下、「ウエハ」と呼ぶ)を処理し、マイクロデバイスを製造するためにデバイス製造工場内に構築されたシステムである。図1に示されるように、デバイス製造システム1000は、露光装置100と、その露光装置100に隣接して配置されたトラック200と、解析装置500と、ホスト・コンピュータ(以下、「ホスト」と表記する)600と、デバイス製造処理装置群900とを備えている。図1において、太線の矢印はウエハの流れ(移動)を示し、その他の実線の矢印はデータの流れを示す。   FIG. 1 schematically shows the configuration of a device manufacturing system according to an embodiment. The device manufacturing system 1000 is a system constructed in a device manufacturing factory for processing a substrate, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) and manufacturing a microdevice. As shown in FIG. 1, a device manufacturing system 1000 includes an exposure apparatus 100, a track 200 disposed adjacent to the exposure apparatus 100, an analysis apparatus 500, and a host computer (hereinafter referred to as “host”). 600) and a device manufacturing processing apparatus group 900. In FIG. 1, the bold arrows indicate the flow (movement) of the wafer, and the other solid arrows indicate the data flow.

図2には、露光装置100の構成の一例が概略的に示されている。露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(すなわちスキャナ)である。露光装置100は、照明系IOP、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、ウエハWが載置されるウエハステージWST、及びこれらの制御系等を備えている。   FIG. 2 schematically shows an example of the configuration of the exposure apparatus 100. The exposure apparatus 100 is a step-and-scan projection exposure apparatus (that is, a scanner). The exposure apparatus 100 includes an illumination system IOP, a reticle stage RST that holds a reticle R, a projection optical system PL, a wafer stage WST on which a wafer W is placed, a control system for these, and the like.

照明系IOPは、光源、及び光源に送光光学系を介して接続された照明光学系を含む。照明光学系は、例えば米国特許出願公開第2003/0025890号明細書などに開示されるように、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、レチクルブラインド等(いずれも不図示)を含む。照明系IOP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設定されたスリット状(X軸方向(図2における紙面直交方向)に伸びる細長い長方形状)の照明領域を照明光ILによりほぼ均一な照度で照明する。照明光ILとしては、例えばArFエキシマレーザ光(波長193nm)(又はKrFエキシマレーザ光(波長248nm))などが用いられる。   The illumination system IOP includes a light source and an illumination optical system connected to the light source via a light transmission optical system. The illumination optical system includes, for example, an illumination uniformizing optical system including an optical integrator, a beam splitter, a reticle blind, and the like (all not shown) as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2003/0025890. . Illumination system IOP uses illumination light IL to illuminate a slit-shaped illumination area set in a reticle blind on reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn (a long and narrow rectangular shape extending in the X-axis direction (the direction orthogonal to the plane of FIG. 2)). Illuminate with almost uniform illumination. As the illumination light IL, for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) (or KrF excimer laser light (wavelength 248 nm)) is used.

レチクルステージRSTは、照明系IOPの図2における下方(−Z側)に配置されている。レチクルステージRST上には、パターンが形成されたレチクル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、ここでは、リニアモータなどを含むレチクルステージ駆動系22によって、水平面(XY平面)内で微小駆動可能であるとともに、走査方向(ここでは図2における紙面内左右方向であるY軸方向とする)に所定のストローク範囲で指定された走査速度で駆動可能となっている。レチクルステージRSTのXY平面内の位置情報(Z軸回りの回転情報を含む)はレチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)16によって、移動鏡15を介して、例えば0.25nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計16からのレチクルステージRSTの位置情報は主制御装置50に送られ、該主制御装置50では、レチクルステージRSTの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動系22を介してレチクルステージRSTを駆動(位置制御)する。   Reticle stage RST is arranged below illumination system IOP in FIG. 2 (on the −Z side). On reticle stage RST, reticle R on which a pattern is formed is fixed, for example, by vacuum suction. Here, reticle stage RST can be finely driven in a horizontal plane (XY plane) by a reticle stage drive system 22 including a linear motor and the like, and also has a scanning direction (here, the Y axis in the horizontal direction in FIG. 2). Driving at a scanning speed specified in a predetermined stroke range. Position information (including rotation information about the Z axis) of the reticle stage RST in the XY plane is, for example, about 0.25 nm by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16 via a movable mirror 15. Is always detected with a resolution of. Position information of reticle stage RST from reticle interferometer 16 is sent to main controller 50, which drives reticle stage RST via reticle stage drive system 22 based on the position information of reticle stage RST. (Position control).

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(−Z側)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、光軸AXと平行なZ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントを含む、例えば両側テレセントリックな屈折系が用いられている。投影光学系PLの投影倍率βは、例えば1/4(あるいは1/5)とされている。このため、照明系IOPからの照明光ILによってレチクルR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を介してその照明光ILの照射領域(照明領域)内のレチクルRのパターンの縮小像(部分倒立像)が表面にフォトレジスト(感応剤;以下、レジストと略記する)が塗布されたウエハW上の前記照明領域に共役な領域(露光領域)に形成される(レジストにパターンの潜像が形成される)。   Projection optical system PL is arranged below reticle stage RST in FIG. 2 (on the −Z side), and the direction of optical axis AX is the Z-axis direction. As the projection optical system PL, for example, a bilateral telecentric refraction system including a plurality of lens elements arranged at a predetermined interval along the Z-axis direction parallel to the optical axis AX is used. The projection magnification β of the projection optical system PL is, for example, ¼ (or 5). For this reason, when the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination system IOP, the illumination light IL that has passed through the reticle R passes through the projection optical system PL and is within the illumination area (illumination area) of the illumination light IL. A reduced image (partial inverted image) of the reticle R pattern is formed in an area (exposure area) conjugated to the illumination area on the wafer W coated with a photoresist (sensitive agent; hereinafter abbreviated as resist). (A latent image of the pattern is formed on the resist).

露光装置100には、投影光学系PLの結像特性、例えば諸収差を補正するための結像特性補正装置が設けられている。この結像特性補正装置は、大気圧変化、照明光吸収等による投影光学系PL自体の結像特性の変化を補正すると共に、ウエハW上の先行する特定レイヤ(例えば前レイヤ)のショット領域(以下、ショットと略称する)に転写されたパターンの歪みに合わせてレチクルRのパターンの投影像を歪ませる働きをもつ。投影光学系PLの結像特性としては例えば球面収差(結像位置の収差)、コマ収差(倍率の収差)、非点収差、像面湾曲、歪曲収差(歪み)等がある。結像特性補正装置は、結像特性(諸収差)を補正する機能を有しているが、以下の説明中では、結像特性補正装置は、主としてロット処理中の露光パワー吸収によるマスク(レチクル)の伸縮による投影像(転写像)の歪み(倍率収差含む)を経時的に補正するものとする。   The exposure apparatus 100 is provided with an imaging characteristic correction device for correcting imaging characteristics of the projection optical system PL, for example, various aberrations. This imaging characteristic correction device corrects changes in imaging characteristics of the projection optical system PL itself due to changes in atmospheric pressure, absorption of illumination light, and the like, and shot regions (for example, the previous layer) of a preceding specific layer on the wafer W ( Hereinafter, the projection image of the pattern on the reticle R is distorted in accordance with the distortion of the pattern transferred to the shot). Examples of the imaging characteristics of the projection optical system PL include spherical aberration (aberration at the imaging position), coma aberration (magnification aberration), astigmatism, curvature of field, and distortion (distortion). The imaging characteristic correction apparatus has a function of correcting imaging characteristics (various aberrations). In the following description, the imaging characteristic correction apparatus mainly uses a mask (reticle) by absorbing exposure power during lot processing. ) Distortion (including magnification aberration) of the projected image (transfer image) due to expansion and contraction of the image is corrected over time.

図2において、投影光学系PLを構成する、レチクルRに最も近いレンズエレメント27は支持部材28に固定され、レンズエレメント27に続くレンズエレメント29,30,31,…は投影光学系PLのレンズ鏡筒38に固定されている。支持部材28は、伸縮自在の複数(ここでは3つ)の駆動素子、例えばピエゾ素子11a、11b、11c(但し、図2では紙面奥側の駆動素子11cは図示せず)を介して投影光学系PLのレンズ鏡筒38と連結されている。駆動素子11a、11b、11cに印加される駆動電圧が結像特性制御部12によって独立して制御され、これによって、レンズエレメント27が光軸AXに直交する面に対して任意に傾斜及び光軸AXに平行な方向に移動可能な構成となっている。各駆動素子によるレンズエレメント27の駆動量は不図示の位置センサにより厳密に測定され、その位置はサーボ制御により目標位置に保たれるようになっている。なお、投影光学系PLの光軸AXとはレンズエレメント29等の固定のレンズエレメントの共通の光軸を指すものとする。   In FIG. 2, the lens element 27 that is the closest to the reticle R constituting the projection optical system PL is fixed to the support member 28, and the lens elements 29, 30, 31,... Following the lens element 27 are lens mirrors of the projection optical system PL. It is fixed to the cylinder 38. The support member 28 is projected optically via a plurality of (three in this case) drive elements that can be expanded and contracted, for example, piezo elements 11a, 11b, and 11c (however, the drive element 11c on the back side of the paper is not shown in FIG. 2). It is connected to the lens barrel 38 of the system PL. The drive voltage applied to the drive elements 11a, 11b, and 11c is independently controlled by the imaging characteristic control unit 12, whereby the lens element 27 is arbitrarily inclined and optical axis with respect to the plane orthogonal to the optical axis AX. It is configured to be movable in a direction parallel to AX. The driving amount of the lens element 27 by each driving element is strictly measured by a position sensor (not shown), and the position is maintained at a target position by servo control. Note that the optical axis AX of the projection optical system PL indicates the common optical axis of a fixed lens element such as the lens element 29.

なお、上述の説明では、説明の便宜上から、レンズエレメント27のみが、移動可能であるものとしたが、実際には、投影光学系PLでは、複数枚のレンズエレメント、あるいはレンズ群が、上記レンズエレメント27と同様に移動可能に構成されている。また、結像特性補正装置では、投影光学系PLを構成する光学素子の一部を移動させて投影像の歪みを補正する構成に加えて、投影光学系PL内の一部の気密空間内のガス圧を制御(屈折率を調整)することにより投影像の歪みを補正する構成を採用しても良い。   In the above description, for the sake of convenience of explanation, it is assumed that only the lens element 27 is movable. However, actually, in the projection optical system PL, a plurality of lens elements or lens groups include the above lens. Like the element 27, it is configured to be movable. Further, in the imaging characteristic correction apparatus, in addition to the configuration for correcting distortion of the projection image by moving a part of the optical elements that constitute the projection optical system PL, A configuration in which the distortion of the projected image is corrected by controlling the gas pressure (adjusting the refractive index) may be employed.

ウエハステージWSTは、投影光学系PLの図2における下方(−Z側)に配置されている。ウエハステージWST上には、ウエハホルダ9を介してウエハWが真空吸着等により保持されている。   Wafer stage WST is arranged below projection optical system PL in FIG. 2 (on the −Z side). On wafer stage WST, wafer W is held by vacuum suction or the like via wafer holder 9.

ウエハステージWSTは、リニアモータ等を含むウエハステージ駆動系24により、X軸方向、Y軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Z軸方向、Z軸回りの回転方向(θz方向)、X軸回りの回転方向(θx方向)及びY軸回りの回転方向(θy方向)に微小駆動される。すなわち、ウエハホルダ9は、ウエハステージ駆動系24により、投影光学系PLの最良結像面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ光軸AX方向(Z軸方向)に微動が可能で、さらに光軸AXに平行なZ軸回りに回転可能に構成されている。   Wafer stage WST is driven with a predetermined stroke in the X-axis direction and Y-axis direction by wafer stage drive system 24 including a linear motor and the like, and also rotates in the Z-axis direction and the Z-axis rotation direction (θz direction). It is finely driven in a rotating direction (θx direction) around and a rotating direction around the Y axis (θy direction). That is, the wafer holder 9 can be tilted in any direction with respect to the best imaging plane of the projection optical system PL by the wafer stage drive system 24, and can be finely moved in the optical axis AX direction (Z-axis direction). It is configured to be rotatable around a Z axis parallel to the axis AX.

ウエハステージWSTのXY平面内での位置情報(ヨーイング(θz方向の回転)情報を含む)及びXY平面に対する傾斜情報(ピッチング(θx方向の回転)情報及びローリング(θy方向の回転)情報)はウエハレーザ干渉計(以下、ウエハ干渉計と略記する)18によって、移動鏡17を介して、例えば0.25nm程度の分解能で常時検出されている。ウエハステージWSTの位置情報(又は速度情報)は主制御装置50に送られ、主制御装置50では、その位置情報(又は速度情報)に基づいてウエハステージWSTのXY平面内の位置(θz方向の回転を含む)をウエハステージ駆動系24を介して制御する。   Position information (including yawing (rotation in the θz direction) information) and tilt information (pitching (rotation in the θx direction) information and rolling (rotation in the θy direction) information) of the wafer stage WST in the XY plane are the wafer laser. An interferometer (hereinafter abbreviated as a wafer interferometer) 18 is constantly detected through a movable mirror 17 with a resolution of, for example, about 0.25 nm. The position information (or speed information) of wafer stage WST is sent to main controller 50, and main controller 50 determines the position of wafer stage WST in the XY plane (in the θz direction) based on the position information (or speed information). (Including rotation) is controlled via the wafer stage drive system 24.

また、ウエハステージWSTの上面には、ウエハW表面とほぼ同一高さにその表面が設定された基準マーク板FMが固定されている。基準マーク板FMの表面には、レチクルアライメント用の第1基準マーク及び後述するアライメント系8のベースライン計測用の第2基準マークなどが所定の位置関係で形成されている。   Further, a reference mark plate FM having a surface set substantially at the same height as the surface of wafer W is fixed to the upper surface of wafer stage WST. On the surface of the fiducial mark plate FM, a first fiducial mark for reticle alignment and a second fiducial mark for baseline measurement of the alignment system 8 described later are formed in a predetermined positional relationship.

投影光学系PLの側面には、ウエハW上の各ショットに形成されたアライメントマーク(ウエハマーク)、基準マーク板FM上の第2基準マーク等を検出するためのオフ・アクシス方式のアライメント系8が設けられている。アライメント系8は、内部に備える光学系を用いて、ウエハマーク等が含まれるウエハ面を照明し、そのウエハ面からの反射光をその光学系を用いて、内部に備えるアライメントセンサに導き、当該アライメントセンサを用いてその反射光に対応する信号を光電検出する。検出された信号は、例えばそのウエハ面の凹凸又は反射率の分布に対応する波形となる。アライメント系では、検出した波形データから、マークに対応する波形(マーク波形)を抽出し、その抽出結果に基づいてアライメントセンサの検出視野内におけるマーク波形の位置座標を検出する。アライメント系では、検出されたマーク波形の位置座標とアライメントセンサの検出視野自体の位置座標とに基づいて、XY座標系におけるウエハマーク等の位置を算出する。アライメント系8の検出結果は、アライメント信号処理系(不図示)を介して主制御装置50に送られる。   On the side surface of the projection optical system PL, an off-axis alignment system 8 for detecting an alignment mark (wafer mark) formed on each shot on the wafer W, a second reference mark on the reference mark plate FM, and the like. Is provided. The alignment system 8 illuminates the wafer surface including the wafer mark or the like using an optical system provided in the interior, and guides reflected light from the wafer surface to an alignment sensor provided in the interior using the optical system. A signal corresponding to the reflected light is photoelectrically detected using an alignment sensor. The detected signal has, for example, a waveform corresponding to the unevenness or reflectance distribution of the wafer surface. In the alignment system, a waveform (mark waveform) corresponding to the mark is extracted from the detected waveform data, and the position coordinate of the mark waveform in the detection field of the alignment sensor is detected based on the extraction result. In the alignment system, the position of the wafer mark or the like in the XY coordinate system is calculated based on the position coordinate of the detected mark waveform and the position coordinate of the detection visual field itself of the alignment sensor. The detection result of the alignment system 8 is sent to the main controller 50 via an alignment signal processing system (not shown).

また、投影光学系PLの下端部の近傍には、前述の露光領域内及びその近傍の複数の検出点におけるウエハW表面のZ軸方向に関する位置情報(面位置情報)を検出する、例えば米国特許第5,448,332号明細書等に開示される斜入射方式の多点焦点位置検出系(13,14)が設けられている。多点焦点位置検出系は、投影光学系PLの最良結像面に向けて結像光束を光軸AXに対して斜めに射出する照射光学系13と、ウエハWの表面からの反射光束をスリットを介して受光する受光光学系14と、を含む。多点焦点位置検出系(13,14)で検出されるウエハの面位置情報は、ウエハWのフォーカス・レベリング制御のため、主制御装置50に供給される。   Further, in the vicinity of the lower end portion of the projection optical system PL, position information (surface position information) regarding the Z-axis direction of the surface of the wafer W at a plurality of detection points in the exposure area and in the vicinity thereof is detected. An oblique incidence type multi-point focal position detection system (13, 14) disclosed in the specification of No. 5,448,332 and the like is provided. The multipoint focal position detection system includes an irradiation optical system 13 that emits an imaged light beam obliquely with respect to the optical axis AX toward the best image formation plane of the projection optical system PL, and a reflected light beam from the surface of the wafer W as a slit. And a light receiving optical system 14 for receiving light through The wafer surface position information detected by the multipoint focus position detection system (13, 14) is supplied to the main controller 50 for focus / leveling control of the wafer W.

この他、露光装置100には、レチクルステージRSTの上方に、例えば米国特許第5,646,413号明細書などに開示されるような一対のレチクルアライメント系(図示省略)が設けられている。レチクルアライメント系は、照明光ILと同じ波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系から構成されている。レチクルアライメント系の検出信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置50に供給される。   In addition, the exposure apparatus 100 is provided with a pair of reticle alignment systems (not shown) as disclosed in, for example, US Pat. No. 5,646,413 above the reticle stage RST. The reticle alignment system is composed of a TTR (Through The Reticle) alignment system using light having the same wavelength as the illumination light IL. The detection signal of the reticle alignment system is supplied to main controller 50 via an alignment signal processing system (not shown).

主制御装置50は、例えば、マイクロコンピュータ(あるいはワークステーション)から構成され、露光装置100の構成各部を統括制御する。   The main controller 50 is composed of, for example, a microcomputer (or workstation), and comprehensively controls each part of the exposure apparatus 100.

次に、上述のようにして構成された露光装置100で行われる一連の動作について、簡単に説明する。   Next, a series of operations performed by the exposure apparatus 100 configured as described above will be briefly described.

露光に先立って、主制御装置50により、不図示のウエハ搬送系を用いたウエハホルダ9上へのウエハWのロード、レチクルアライメント及びアライメント系8のベースライン計測、及びウエハアライメント(例えば後述するEGA(Enhanced Global Alignment)、又はショット内多点EGA)などの準備作業が行われる。なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等については、前述の米国特許第5,646,413号明細書などに詳細に開示されている。   Prior to exposure, main controller 50 causes wafer W to be loaded onto wafer holder 9 using a wafer transfer system (not shown), reticle alignment, baseline measurement of alignment system 8, and wafer alignment (for example, EGA (described later) Preparation work such as Enhanced Global Alignment) or multi-point EGA within shot) is performed. The above reticle alignment, baseline measurement, and the like are disclosed in detail in the aforementioned US Pat. No. 5,646,413.

主制御装置50は、上記のレチクルアライメント及びベースライン計測の結果、並びにウエハアライメント(これについては後述する)の結果に基づいて、ウエハW上の全てのショットに、順次、走査露光によりレチクルRのパターンを転写する。   Main controller 50 sequentially performs scanning exposure on reticle R on all shots on wafer W based on the results of reticle alignment and baseline measurement described above and the results of wafer alignment (which will be described later). Transfer the pattern.

ウエハW上の各ショットに対する走査露光では、主制御装置50は、レチクル干渉計16及びウエハ干渉計18による計測情報(位置情報)をモニタしつつ、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとをそれぞれの走査開始位置(加速開始位置)に移動させる。そして、主制御装置50は、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとをY軸方向に、ただし互いに逆向きに、相対駆動する。ここで、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとがそれぞれの目標速度に達すると、照明光ILによってレチクルRのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。   In scanning exposure for each shot on wafer W, main controller 50 scans reticle stage RST and wafer stage WST while monitoring measurement information (positional information) by reticle interferometer 16 and wafer interferometer 18. Move to the start position (acceleration start position). Then, main controller 50 relatively drives reticle stage RST and wafer stage WST in the Y-axis direction, but in opposite directions. Here, when reticle stage RST and wafer stage WST reach their respective target speeds, the pattern area of reticle R starts to be illuminated by illumination light IL, and scanning exposure is started.

主制御装置50は、特に上記の走査露光時にレチクルステージRSTのY軸方向の移動速度VrとウエハステージWSTのY軸方向の移動速度Vwとが投影光学系PLの投影倍率に応じた速度比に維持されるようにレチクルステージRST及びウエハステージWSTを同期制御する。このとき、主制御装置50は、両ステージRST,WSTの同期駆動を調整し、あるいは結像特性補正装置を介して可動レンズを駆動して、レチクルRのパターンのウエハW上への投影像の歪みを補正する。   Main controller 50 determines that the speed Vr of reticle stage RST in the Y-axis direction and the movement speed Vw of wafer stage WST in the Y-axis direction at a speed ratio corresponding to the projection magnification of projection optical system PL, particularly during the above-described scanning exposure. The reticle stage RST and wafer stage WST are synchronously controlled so as to be maintained. At this time, main controller 50 adjusts the synchronous drive of both stages RST and WST, or drives the movable lens via the imaging characteristic correction device, so that the projection image of the pattern on reticle R onto wafer W is displayed. Correct distortion.

そして、レチクルRのパターン領域の異なる領域が照明光ILで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハW上の第1ショットの走査露光が終了する。これにより、レチクルRの回路パターンが投影光学系PLを介して第1ショットに縮小転写される。   Then, different areas of the pattern area of the reticle R are sequentially illuminated with the illumination light IL, and the illumination of the entire pattern area is completed, thereby completing the scanning exposure of the first shot on the wafer W. Thereby, the circuit pattern of the reticle R is reduced and transferred to the first shot via the projection optical system PL.

第1ショットに対する走査露光が終了すると、主制御装置50は、ウエハステージWSTを、次の第2ショットに対する走査開始位置(加速開始位置)へ移動(ステッピング)させる。そして、先と同様に、第2ショットに対する走査露光を行う。以後、第3ショット以降についても同様の動作を行う。このようにして、ショット間のステッピング動作とショットに対する走査露光動作とが繰り返され、ステップ・アンド・キャン方式でウエハW上の全てのショットにレチクルRのパターンが転写される。   When the scanning exposure for the first shot is completed, main controller 50 moves (steps) wafer stage WST to the scanning start position (acceleration start position) for the next second shot. Then, similarly to the above, the scanning exposure for the second shot is performed. Thereafter, the same operation is performed for the third and subsequent shots. In this manner, the stepping operation between shots and the scanning exposure operation for the shots are repeated, and the pattern of the reticle R is transferred to all shots on the wafer W by the step-and-can method.

図1に戻り、トラック200内には、露光装置100でのウエハの露光前後において、そのウエハ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と、ウエハに対してレジスト(感応剤)を塗布するとともに、露光後のウエハを現像するコータ・デベロッパ(以下、C/Dと略述する)110とが設けられている。   Returning to FIG. 1, in the track 200, a composite measurement / inspection instrument 120 capable of performing various measurement / inspections on the wafer before and after exposure of the wafer by the exposure apparatus 100, and a resist ( A coater / developer (hereinafter abbreviated as C / D) 110 is provided for applying the photosensitive agent) and developing the exposed wafer.

測定検査器120は、露光装置100及びC/D110とは、独立して動作可能である。また、測定検査器120は、その測定検査結果を、システム内の通信ネットワークを介して外部にデータ出力することができる。   The measurement / inspection instrument 120 can operate independently of the exposure apparatus 100 and the C / D 110. Further, the measurement / inspection instrument 120 can output the measurement / inspection results to the outside via a communication network in the system.

測定検査器120の事後測定検査において、ウエハW上の欠陥・異物検査の他、露光装置100で転写されC/D110で現像された露光後(事後)のウエハW上のデバイスパターン等の形成状態及び重ね合わせ状態を計測する。詳述すると、測定検査器120は、パターンとともにウエハ上に形成されたアライメントマークを検出する。これにより、現工程レイヤに形成されたマークの絶対位置(の設計位置からのずれ)及び異なるレイヤに形成されたマーク間の相対位置(位置ずれ)が、それぞれ、形成誤差及び重ね合わせ誤差として求められる。測定検査器120による計測結果は、ホスト600又は露光装置100の主制御装置50に供給される。なお、測定検査器120は、現工程(レイヤ)に対する露光に先立って元工程(レイヤ)に形成された下地パターンの重ね合わせ状態を解析する場合、対象ウエハの露光に先立って先に露光されたウエハに形成された下地パターンの形成状態を測定してレチクルの熱変形を解析する場合等に使用される。   In the post-measurement inspection of the measurement / inspection instrument 120, in addition to the defect / foreign matter inspection on the wafer W, the formation state of the device pattern and the like on the wafer W after exposure (post-event) transferred by the exposure apparatus 100 and developed by the C / D 110 And the overlay state is measured. More specifically, the measurement / inspection instrument 120 detects an alignment mark formed on the wafer together with the pattern. As a result, the absolute position (deviation from the design position) of the mark formed in the current process layer and the relative position (position deviation) between the marks formed in different layers are obtained as a formation error and an overlay error, respectively. It is done. A measurement result obtained by the measurement / inspection instrument 120 is supplied to the host 600 or the main controller 50 of the exposure apparatus 100. Note that when the measurement / inspection instrument 120 analyzes the overlay state of the base pattern formed in the original process (layer) prior to the exposure for the current process (layer), the measurement / inspection instrument 120 was exposed prior to the exposure of the target wafer. This is used when measuring the formation state of the underlying pattern formed on the wafer and analyzing the thermal deformation of the reticle.

解析装置500は、露光装置100、C/D110及び測定検査器120とは独立して動作する装置である。解析装置500は、各種装置から各種データ(例えばその装置の処理データ)を収集し、ウエハWに対する一連の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(以下、適宜「PC」と略称する)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)に記録され、該メディアからPCにインストールされた状態で実行される。   The analysis apparatus 500 is an apparatus that operates independently of the exposure apparatus 100, the C / D 110, and the measurement / inspection instrument 120. The analysis apparatus 500 collects various data (for example, processing data of the apparatus) from various apparatuses, and analyzes data relating to a series of processes for the wafer W. As hardware for realizing such an analysis apparatus 500, for example, a personal computer (hereinafter, abbreviated as “PC” as appropriate) can be employed. In this case, the analysis process is realized by executing an analysis program executed by a CPU (not shown) of the analysis apparatus 500. This analysis program is recorded on a medium (information recording medium) such as a CD-ROM, and is executed in a state where it is installed on the PC from the medium.

解析装置500は、露光装置100及び測定検査器120の測定結果に基づいて、露光装置100のウエハアライメントに関するシミュレーションを行い、アライメント関連パラメータ、同期走査制御の補正パラメータ、及び投影光学系の調整パラメータなどを最適化する。   The analysis apparatus 500 performs a simulation on wafer alignment of the exposure apparatus 100 based on the measurement results of the exposure apparatus 100 and the measurement / inspection instrument 120, and performs alignment-related parameters, correction parameters for synchronous scanning control, adjustment parameters for the projection optical system, and the like. To optimize.

露光装置100と、C/D110と、測定検査器120とは、相互にインライン接続されている。ここで、インライン接続とは、装置間及び各装置内の処理ユニット間を、ロボットアーム及び/又はスライダ等のウエハWを自動搬送する搬送装置を介して接続することを意味する。インライン接続により、露光装置100とC/D110との間でのウエハWの受け渡し時間を格段に短くすることができる。   The exposure apparatus 100, the C / D 110, and the measurement / inspection instrument 120 are connected in-line to each other. Here, the in-line connection means that the apparatuses and the processing units in each apparatus are connected via a transfer apparatus that automatically transfers the wafer W such as a robot arm and / or a slider. By the in-line connection, the transfer time of the wafer W between the exposure apparatus 100 and the C / D 110 can be remarkably shortened.

インライン接続された露光装置100とC/D110と測定検査器120とは、これを一体として、1つの基板処理装置(100、110、120)とみなすこともできる。基板処理装置(100、110、120)は、ウエハWに対して、レジスト等の感応剤を塗布する塗布工程、及び感応剤が塗布されたウエハW上にマスク又はレチクルのパターンを転写する露光工程、並びに、露光工程が終了したウエハを現像する現像工程等を行う。   The exposure apparatus 100, the C / D 110, and the measurement / inspection instrument 120 connected in-line can be regarded as one substrate processing apparatus (100, 110, 120) as a unit. The substrate processing apparatus (100, 110, 120) has an application process for applying a sensitive agent such as a resist to the wafer W, and an exposure process for transferring a mask or reticle pattern onto the wafer W to which the sensitive agent has been applied. In addition, a developing process for developing the wafer after the exposure process is performed.

デバイス製造システム1000においては、露光装置100と、C/D110と、測定検査器120とが複数台設けられている。各基板処理装置(100、110、120)、デバイス製造処理装置群900は、温度及び湿度が管理されたクリーンルーム内に設置されている。また、各装置の間では、所定の通信ネットワーク(例えばLAN:Local Area Network)を介して、データ通信を行うことができる。この通信ネットワークは、顧客の工場、事業所あるいは会社に対して設けられたいわゆるイントラネットと呼ばれる通信ネットワークである。   In the device manufacturing system 1000, a plurality of exposure apparatuses 100, C / Ds 110, and measurement / inspection instruments 120 are provided. Each substrate processing apparatus (100, 110, 120) and device manufacturing processing apparatus group 900 is installed in a clean room in which temperature and humidity are controlled. In addition, data communication can be performed between devices via a predetermined communication network (for example, LAN: Local Area Network). This communication network is a so-called intranet communication network provided for a customer's factory, business office or company.

基板処理装置(100、110、120)においては、ウエハは複数枚(例えば25枚又は50枚)を1単位(ロットという)として処理される。デバイス製造システム1000においては、ウエハは1ロットを基本単位として処理され製品化されている。   In the substrate processing apparatus (100, 110, 120), a plurality of wafers (for example, 25 or 50) are processed as one unit (referred to as a lot). In the device manufacturing system 1000, wafers are processed and commercialized using one lot as a basic unit.

なお、このデバイス製造システム1000では、測定検査器120は、トラック200内に置かれ、露光装置100及びC/D110とインライン接続されているが、測定検査器120を、トラック200外に配置し、隣接してインライン接続しても良いし、あるいは露光装置100及びC/D110とはオフラインに構成しても良い。   In this device manufacturing system 1000, the measurement / inspection instrument 120 is placed in the track 200 and connected inline with the exposure apparatus 100 and the C / D 110. However, the measurement / inspection instrument 120 is disposed outside the track 200, Adjacent inline connection may be used, or the exposure apparatus 100 and C / D 110 may be configured offline.

デバイス製造システム1000は、デバイス製造処理装置群900として、CVD(Chemical Vapor Deposition)装置910、エッチング装置920、CMP(Chemical Mechanical Polishing)装置930、及び酸化・イオン注入装置940等を備えている。CVD装置910は、ウエハ上に薄膜を生成する装置である。エッチング装置920は、現像されたウエハに対しエッチングを行う装置であり、本実施形態では、エッチング装置920には、レジスト等を除去するアッシング装置が併設されているものとする。CMP装置930は、化学機械研磨によってウエハの表面を平坦化する研磨装置である。酸化・イオン注入装置940は、ウエハの表面に酸化膜を形成し、又はウエハ上の所定位置に不純物を注入するための装置である。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にも、露光装置100などと同様に、相互間でウエハ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、不図示ではあるが、この他にも、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各種装置も含まれている。   The device manufacturing system 1000 includes a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus 910, an etching apparatus 920, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) apparatus 930, an oxidation / ion implantation apparatus 940, and the like as the device manufacturing processing apparatus group 900. The CVD apparatus 910 is an apparatus that generates a thin film on a wafer. The etching apparatus 920 is an apparatus that performs etching on the developed wafer. In this embodiment, the etching apparatus 920 is provided with an ashing apparatus that removes resist and the like. The CMP apparatus 930 is a polishing apparatus that planarizes the surface of a wafer by chemical mechanical polishing. The oxidation / ion implantation apparatus 940 is an apparatus for forming an oxide film on the surface of the wafer or implanting impurities into a predetermined position on the wafer. Similarly to the exposure apparatus 100, the CVD apparatus 910, the etching apparatus 920, the CMP apparatus 930, and the oxidation / ion implantation apparatus 940 are also provided with a transfer path for enabling transfer of wafers between them. The device manufacturing processing apparatus group 900 includes various apparatuses that perform dicing processing, packaging processing, bonding processing, and the like, although not shown.

ホスト600は、デバイス製造システム1000全体を統括管理する。従って、ホスト600は、露光装置100で行われる露光工程を制御・管理するとともに、露光装置100のスケジューリングを管理している。なお、ホスト600とは別に露光装置100の管理コントローラを設けても良い。また、本実施形態では、ホスト600は、解析装置500を用いて、例えば、後述する位置合わせ誤差の解析(レチクル伸縮補正)等を行う。   The host 600 manages and manages the entire device manufacturing system 1000. Therefore, the host 600 controls and manages the exposure process performed in the exposure apparatus 100 and manages the scheduling of the exposure apparatus 100. A management controller for the exposure apparatus 100 may be provided separately from the host 600. In the present embodiment, the host 600 uses the analysis device 500 to perform, for example, an alignment error analysis (reticle expansion / contraction correction) described later.

次に、デバイス製造システム1000におけるデバイス製造工程について、図3及び図4(A)〜図4(J)に基づいて、説明する。   Next, a device manufacturing process in the device manufacturing system 1000 will be described with reference to FIGS. 3 and 4A to 4J.

図3には、デバイス製造工程における処理の流れが示されている。この処理の流れは、ホスト600によってスケジューリングされ、管理されている。図3では特に明示されていないが、ウエハWはロット単位で処理される。また、図4(A)〜図4(J)には、ウエハW上の1つのショットの一部の領域の拡大断面図が示されている。   FIG. 3 shows a processing flow in the device manufacturing process. This processing flow is scheduled and managed by the host 600. Although not explicitly shown in FIG. 3, the wafers W are processed in lot units. 4A to 4J are enlarged cross-sectional views of a partial region of one shot on the wafer W. FIG.

本実施形態では、ウエハW上のターゲット層31(図4(A)等参照)にX軸方向にピッチPで線幅がP/2(すなわち、スペース幅がP/2)の、ライン幅とスペース幅との比が1:1のライン・アンド・スペースパターン(以下、L/Sパターンと呼ぶ)を、ダブルプロセス方式(ダブルパターニング法)を用いて形成することを目標とする。ピッチPは一例として64nmで、このとき線幅P/2は32nmである。露光装置100のドライ露光での解像限界は、位相シフトレチクルを用いた場合の線幅で60nm程度であり、ターゲット層31上に形成されるL/Sパターンの線幅はその解像限界のほぼ1/2である。また、本実施形態の説明中で使用されるパターンの寸法は投影像の段階での寸法であり、投影光学系PLのレチクルRからウエハWへの投影倍率βを用いて、そのパターンのレチクルR上での寸法は1/β倍(β=1/4に対し4倍)である。   In the present embodiment, the line width of the target layer 31 on the wafer W (see FIG. 4A, etc.) having a pitch P in the X-axis direction and a line width of P / 2 (that is, a space width of P / 2) The goal is to form a line-and-space pattern (hereinafter referred to as an L / S pattern) having a ratio to the space width of 1: 1 using a double process method (double patterning method). As an example, the pitch P is 64 nm, and at this time, the line width P / 2 is 32 nm. The resolution limit in the dry exposure of the exposure apparatus 100 is about 60 nm in the line width when the phase shift reticle is used, and the line width of the L / S pattern formed on the target layer 31 is the resolution limit. It is almost 1/2. Further, the dimension of the pattern used in the description of the present embodiment is a dimension at the stage of the projection image, and the reticle R of the pattern is used by using the projection magnification β from the reticle R of the projection optical system PL to the wafer W. The above dimensions are 1 / β times (4 times for β = 1/4).

〔成膜処理〕
まず、成膜処理として、CVD装置910により、図4(A)に示されるように、ウエハW上に例えば有機ポリマー等の層間絶縁膜よりなるターゲット層31が生成(成膜)され、さらにそのターゲット層31上に、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜等のセラミックスからなり、ターゲット層31及びレジストの両方とエッチングに対する反応性の異なるハードマスク層32が積層形成される。なお、ハードマスク層32を用いる代わりに、バイレイヤ(2層)レジストを用いることも可能である。
[Film formation]
First, as a film forming process, as shown in FIG. 4A, a CVD apparatus 910 generates (deposits) a target layer 31 made of an interlayer insulating film such as an organic polymer on the wafer W. On the target layer 31, a hard mask layer 32 made of ceramics such as a silicon oxide film or a silicon nitride film and having different reactivity to etching with both the target layer 31 and the resist is laminated. Instead of using the hard mask layer 32, a bi-layer (two-layer) resist can be used.

〔レジスト塗布処理〕
次に、ターゲット層31とハードマスク層32が形成されたウエハWがC/D110に搬送され、C/D110において、図4(A)に示されるように、そのウエハWの表面(ハードマスク層32上)にレジストが塗布される(レジスト層33が積層形成される)。ここでは、一例としてポジ型のレジストが用いられるものとする。
[Resist coating]
Next, the wafer W on which the target layer 31 and the hard mask layer 32 are formed is transferred to the C / D 110, and the surface (hard mask layer) of the wafer W is transferred to the C / D 110 as shown in FIG. A resist is applied to the upper surface 32) (the resist layer 33 is laminated). Here, a positive resist is used as an example.

〔1回目の露光処理〕
次に、レジスト層33が形成されたウエハWが露光装置100に搬送され、露光装置100内のウエハステージWST上にロードされる。そして、露光装置100によって、ウエハWに対する1回目のウエハアライメント及び露光処理が行われる。
[First exposure process]
Next, wafer W on which resist layer 33 is formed is transferred to exposure apparatus 100 and loaded onto wafer stage WST in exposure apparatus 100. Then, the exposure apparatus 100 performs the first wafer alignment and exposure processing on the wafer W.

ここで、露光装置100のレチクルステージRST上には、第1回目の露光に用いられるレチクル(以下では、説明の便宜上からレチクルR1と呼ぶ)が搭載されており、レチクルR1には、一例として周期方向(これをX軸方向とする)の幅P(上記の如く投影像の段階での寸法、以下同様)のY軸方向に細長い遮光パターンとX軸方向の幅Pの透過部とをX軸方向にピッチ2Pで配列し、かつ一連の隣接する透過部に位相が交互に反転するように位相シフタ(位相シフト部)を設けた位相シフト型のL/Sパターンが形成されている。ここで、ウエハステージWST上へのウエハWのロードに先立って、レチクルアライメント及びアライメント系8のベースライン計測などは、行われているものとする。   Here, on reticle stage RST of exposure apparatus 100, a reticle used for the first exposure (hereinafter referred to as reticle R1 for convenience of explanation) is mounted, and reticle R1 has a period as an example. A light shielding pattern that is elongated in the Y-axis direction in the direction P (this is referred to as the X-axis direction) P (the dimension at the stage of the projected image as described above, and the same applies hereinafter) and a transmission portion having a width P in the X-axis direction are defined as the X axis. A phase shift type L / S pattern in which phase shifters (phase shift portions) are provided so as to alternately invert phases in a series of adjacent transmission portions is formed. Here, it is assumed that, prior to loading of wafer W onto wafer stage WST, reticle alignment, baseline measurement of alignment system 8, and the like are performed.

この場合、露光装置100は、一例として投影光学系PLの開口数NAを大きい値(例えば0.92)とし、照明光学系のコヒーレンスファクタ(σ値)を小さい値(例えば0.2)として、ドライ露光によってレチクルRのパターンをウエハW上に投影する。なお、位相シフトレチクルは空間周波数変調型に限らず、例えばハーフトーン型など他のタイプでも良いし、変形照明(例えば輪帯照明、多極照明)などと組み合わせても良い。また、位相シフトレチクルの代わりに通常のレチクルをレチクルR1として使用して、照明条件をX軸方向に対称に傾斜した照明光でレチクルR1を照明する2極照明等としても良い。   In this case, for example, the exposure apparatus 100 sets the numerical aperture NA of the projection optical system PL to a large value (for example, 0.92) and the coherence factor (σ value) of the illumination optical system to a small value (for example, 0.2). The pattern of the reticle R is projected onto the wafer W by dry exposure. The phase shift reticle is not limited to the spatial frequency modulation type, and may be another type such as a halftone type, or may be combined with modified illumination (for example, annular illumination or multipolar illumination). Further, instead of the phase shift reticle, a normal reticle may be used as the reticle R1, and illumination conditions may be dipole illumination that illuminates the reticle R1 with illumination light inclined symmetrically in the X-axis direction.

主制御装置50により、アライメント系8を用いてウエハWに対する1回目のウエハアライメント(EGA計測)が行われ、その結果に基づいてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われ、レチクルR1のピッチ2PのL/Sパターンの像がウエハW上の各ショットに転写される。これにより、レジストの露光された部分(光が照射された部分)が現像液に対する溶解性が増大し(そのような変化を生じ)、その結果、図4(B)に示されるように、レジスト層33内に露光されなかった部分から成る、ライン部33を有するデバイスパターンに対応する潜像が形成される。 The main controller 50 performs the first wafer alignment (EGA measurement) on the wafer W using the alignment system 8, and performs a step-and-scan exposure operation based on the result, and the pitch of the reticle R1. An image of the 2P L / S pattern is transferred to each shot on the wafer W. As a result, the exposed portion of the resist (the portion irradiated with light) is increased in solubility in the developer (such a change occurs), and as a result, as shown in FIG. It consists portions which were not exposed to the layer 33, a latent image corresponding to the device patterns having a line portion 33 2 is formed.

1回目の露光処理における露光量は、図4(B)において、得られるデバイスパターンのライン部33の線幅がPで、スペース部の幅がPとなるように設定される。このようにライン幅とスペース幅との比が1:1になるように露光量を設定する場合には、レジストの感度付近でのL/Sパターンの像の露光量(光強度)の変化に対する位置の変化量が小さく、露光量誤差の許容範囲が大きいため、レジストパターンを容易に高精度に形成することができる。 Exposure in the first exposure process, in FIG. 4 (B), the line width of the line portion 33 2 of the resulting device pattern in P, the width of the space portion is set to be P. Thus, when the exposure amount is set so that the ratio of the line width to the space width is 1: 1, the change in the exposure amount (light intensity) of the L / S pattern image near the sensitivity of the resist. Since the change amount of the position is small and the tolerance of the exposure amount error is large, the resist pattern can be easily formed with high accuracy.

〔現像処理〕
次に、露光処理されたウエハWがC/D110に搬送され、C/D110にてウエハW(レジスト層33)に対する現像が行われる。現像後、図4(B)に示されるように、ウエハW(ハードマスク層32)上にライン部33のレジスト像(以下では、このレジスト像をライン部と同一符号を用いてレジスト像33と表記する)が形成される。
[Development processing]
Next, the exposed wafer W is transferred to the C / D 110, and the wafer W (resist layer 33) is developed by the C / D 110. After development, as shown in FIG. 4 (B), the wafer W resist image of (hard mask layer 32) line portion 33 2 on (hereinafter, the resist image 33 using the resist image by using a line portion the same reference numerals 2 ).

〔1回目のエッチング処理〕
次に、ウエハWがエッチング装置920に搬送され、エッチング装置920において、第1のレジストスリミング処理及びこれに続くエッチング処理が行われる。第1のレジストスリミング処理は、エッチング時間を、幅Pのレジスト像33が図4(C)に示される幅P/2のレジスト像33となるよう設定して、レジスト像33をエッチングする処理である。この結果、ハードマスク層32上に、幅P/2のレジスト像33(すなわち、スペース幅が3P/2)をX軸方向にピッチ2Pで配列したパターンである、ライン幅とスペース幅との比が1:3のレジストパターンが形成される。この場合、そのエッチング時間を管理するのみで、容易に幅P/2のレジスト像33を形成することができる。
[First etching process]
Next, the wafer W is transferred to the etching apparatus 920, and the first resist slimming process and the subsequent etching process are performed in the etching apparatus 920. The first resist slimming treatment, etching the etching time, by setting so that the resist image 33 2 of the width P is a resist image 33 1 of a width P / 2 as shown in FIG. 4 (C), a resist image 33 2 It is processing to do. As a result, on the hard mask layer 32, a resist image 33 1 having a width P / 2 (that is, a space width of 3P / 2) is arranged in a pitch 2P in the X-axis direction. A resist pattern with a ratio of 1: 3 is formed. In this case, it is possible that only manage the etching time, readily form a resist image 33 1 of a width P / 2.

次いで、レジスト像33をマスクとしてハードマスク層32のエッチングが行われる。エッチング後、図4(D)に示されるように、幅P/2のハードマスク層32をピッチ2PでX軸方向に配列したハードマスクパターン(第1パターン)32が得られる。その後、ウエハW上からレジスト層33(レジスト像33)が不図示のアッシング装置によって剥離される。 Then, the etching of the hard mask layer 32 is performed using the resist image 331 as a mask. After etching, as shown in FIG. 4 (D), a hard mask pattern (first pattern) 32 1 is obtained by arranging the hard mask layer 32 having a width P / 2 in the X-axis direction at a pitch 2P. Thereafter, the resist layer 33 (resist image 33 1 ) is peeled off from the wafer W by an ashing device (not shown).

〔レジスト塗布処理〕
次に、ターゲット層31上にハードマスクパターン32が形成されたウエハWがC/D110に搬送され、C/D110において、図4(E)に示されるように、そのウエハWの表面(ハードマスクパターン32上)にレジストが塗布される(レジスト層34が形成される)。
[Resist coating]
Then, the wafer W hard mask pattern 32 1 on the target layer 31 is formed is transported to the C / D110, the C / D110, as shown in FIG. 4 (E), the surface of the wafer W (Hard resist is applied to the mask pattern 32 1 above) (resist layer 34 is formed).

〔2回目の露光処理〕
次に、レジスト層34が形成されたウエハWが露光装置100に搬送され、露光装置100にて、ウエハWに対する2回目の露光処理が行われる。ここで、ウエハステージWST上へのウエハWのロードに先立って、レチクルステージRST上のレチクルR1が、第1回目の露光に用いられるレチクル(以下では、説明の便宜上、レチクルR2と呼ぶ)に交換され、レチクルアライメント及びアライメント系8のベースライン計測などは、行われているものとする。そして、主制御装置50により、アライメント系8を用いてウエハWに対する2回目のウエハアライメント(EGA計測)が行われる。この2回目のEGAに際し、第1回目のときと同じ基準層(下地層)のマーク(マーク数やマーク配置が同じ)を同じ手順で検出する。
[Second exposure process]
Next, the wafer W on which the resist layer 34 is formed is transferred to the exposure apparatus 100, and the exposure apparatus 100 performs a second exposure process on the wafer W. Here, prior to loading of wafer W onto wafer stage WST, reticle R1 on reticle stage RST is replaced with a reticle used for the first exposure (hereinafter referred to as reticle R2 for convenience of explanation). It is assumed that reticle alignment and baseline measurement of the alignment system 8 are performed. Then, the main controller 50 performs the second wafer alignment (EGA measurement) on the wafer W using the alignment system 8. In the second EGA, the same reference layer (underlayer) mark (the same number of marks and mark arrangement) as in the first EGA is detected in the same procedure.

アライメント結果に基づいて、主制御装置50により、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われ、レチクルR2上のデバイスパターンがウエハW上に転写される。レチクルR上には、一例として周期方向(これをX軸方向とする)の幅P(上記の如く投影像の段階での寸法、以下同様)のY軸方向に細長い遮光パターンとX軸方向の幅Pの透過部とをX軸方向にピッチ2Pで配列し、かつ一連の隣接する透過部に位相が交互に反転するように位相シフタ(位相シフト部)を設けた位相シフト型のL/Sパターンが形成されている。この場合、レチクルR上のパターンは、レチクルR1上のパターンとX軸方向の位置関係が180°異なっている。このため、レチクルR2上のピッチ2PのL/Sパターンの像とウエハWの各ショットとのX軸方向の位置関係が、上記の第1回目の露光の場合に対して180°異なるように、レチクルRとウエハWとの位置関係が調整されつつ、第2回目の露光が行われる。これにより、レジストの露光された部分(光が照射された部分)が現像液に対する溶解性が増大し(そのような変化を生じ)、その結果、図4(F)に示されるように、レジスト層34内に露光されなかった部分から成るライン部34を有するデバイスパターンに対応する潜像が形成される。 Based on the alignment result, the main controller 50 performs a step-and-scan exposure operation, and the device pattern on the reticle R2 is transferred onto the wafer W. As an example, on the reticle R, a light-shielding pattern elongated in the Y-axis direction and having a width P in the periodic direction (this is the X-axis direction) (the dimension at the stage of the projected image as described above, the same applies hereinafter) and the X-axis direction Phase shift type L / S in which transmission parts having a width P are arranged at a pitch of 2P in the X-axis direction, and phase shifters (phase shift parts) are provided so that phases are alternately inverted in a series of adjacent transmission parts A pattern is formed. In this case, the pattern on the reticle R differs from the pattern on the reticle R1 by 180 ° in the X-axis direction. For this reason, the positional relationship in the X-axis direction between the image of the L / S pattern with the pitch 2P on the reticle R2 and each shot of the wafer W is 180 ° different from that in the case of the first exposure. While the positional relationship between the reticle R and the wafer W is adjusted, the second exposure is performed. As a result, the exposed portion of the resist (the portion irradiated with light) has increased solubility in the developer (such a change occurs), and as a result, as shown in FIG. latent image corresponding to the device patterns having a line portion 34 2 formed of a portion not exposed to the layer 34 is formed.

この第2回目の露光の際の露光量も、図4(F)において、得られるレジスト像34の線幅がPで、スペース部の幅がPとなるように設定される。このようにライン幅とスペース幅との比が1:1のレジストパターンは、容易に高精度に形成することができる。さらに、各レジスト像34はそれぞれX軸方向にピッチ2Pで配列された隣接する2つのハードマスクパターン32の中間に配置されている。 Exposure amount in the second exposure also in FIG. 4 (F), the line width of the resist image 34 2 to be obtained by P, the width of the space portion is set to be P. Thus, a resist pattern having a ratio of line width to space width of 1: 1 can be easily formed with high accuracy. Furthermore, the resist image 34 2 is disposed on the two intermediate hard mask pattern 32 1 adjacent which are arranged at a pitch 2P in the X-axis direction, respectively.

〔現像処理〕
次に、露光処理されたウエハWがC/D110に搬送され、C/D110にてウエハW(レジスト層34)に対する現像が行われる。現像後、図4(F)に示されるように、ウエハW(ターゲット層31)上にハードマスクパターン(第1パターン)32とともにライン部34のレジスト像(以下では、このレジスト像をライン部と同一符号を用いてレジスト像34と表記する)が形成される。
[Development processing]
Next, the exposed wafer W is transferred to the C / D 110, and the wafer W (resist layer 34) is developed by the C / D 110. After development, as shown in FIG. 4 (F), the wafer W hard mask pattern (first pattern) is formed on (the target layer 31) 32 resist image of the line portion 34 2 with 1 (hereinafter, the line of this resist image referred to as resist image 34 2 using parts the same reference numerals) is formed.

〔第2回目のエッチング処理〕
次に、ウエハWがエッチング装置920に搬送され、エッチング装置920において、第2のレジストスリミング処理及びこれに続くエッチング処理が行われる。第2のレジストスリミング処理は、エッチング時間を、幅Pのレジスト像34が図4(G)に示される幅P/2のレジスト像34となるよう設定して、レジスト像34をエッチングする処理である。この結果、ターゲット層31上に、ライン幅とスペース幅との比が1:3の幅P/2のレジスト像34よりなる第1周期パターン(第2パターン)と、ライン幅とスペース幅との比が1:3の幅P/2のハードマスクパターン32よりなる第2周期パターン(第1パターン)とからなるマスク層35が形成される。その第1周期パターンと第2周期パターンとは位相が180°異なっているため、マスク層35は、X軸方向にピッチPのライン幅とスペース幅との比が1:1の周期パターンとみなすことができる。この場合も、そのエッチング時間を管理するのみで、容易に幅P/2のレジスト像34を形成することができる。
[Second etching process]
Next, the wafer W is transferred to the etching apparatus 920, and a second resist slimming process and a subsequent etching process are performed in the etching apparatus 920. Second resist slimming treatment, etching the etching time, by setting so that the resist image 34 2 of the width P is a resist image 34 1 of a width P / 2 as shown in FIG. 4 (G), a resist image 34 2 It is processing to do. As a result, on the target layer 31, the ratio between the line width and the space width of 1: a first periodic pattern consisting of the resist image 34 1 of a width P / 2 of the 3 (second pattern), the line width and the space width A mask layer 35 composed of a second periodic pattern (first pattern) composed of the hard mask pattern 32 1 having a width P / 2 of 1: 3 is formed. Since the first periodic pattern and the second periodic pattern have a phase difference of 180 °, the mask layer 35 is regarded as a periodic pattern in which the ratio of the line width to the space width of the pitch P in the X-axis direction is 1: 1. be able to. Again, it is possible that only manage the etching time, readily form a resist image 34 1 of a width P / 2.

次いで、マスク層35の周期パターンをマスクとしてターゲット層31のエッチングが行われる。エッチング後、図4(H)に示されるように、ウエハW上にマスクとしたマスク層35の周期パターンに対応する、幅P/2のターゲット部31をピッチPでX軸方向に配列したパターンが得られる。その後、不図示のアッシング装置によって、ウエハW上からレジスト像34が剥離された後、図4(I)のハードマスクパターン32が剥離される。これによって、図4(J)に示されるように、幅P/2のターゲット部311をピッチPでX軸方向に配列してなる、ライン幅とスペース幅との比が1:1のL/Sパターンが形成される。この場合、ピッチPを64nmとすると、ターゲット部31の幅(ライン幅)は32nmとなる。 Next, the target layer 31 is etched using the periodic pattern of the mask layer 35 as a mask. After etching, as shown in FIG. 4 (H), corresponding to the periodic pattern of the mask layer 35 as a mask on the wafer W, an array of target portion 31 1 of the width P / 2 in the X-axis direction at a pitch P A pattern is obtained. Thereafter, the resist image 34 1 is peeled off from the wafer W by an ashing device (not shown), and then the hard mask pattern 32 1 shown in FIG. Thus, as shown in FIG. 4 (J), the ratio of the target portion 31 1 of the width P / 2 formed by arranging the X-axis direction at a pitch P, a line width and a space width of 1: 1 L / S pattern is formed. In this case, when the pitch P is 64 nm, the target portion 31 1 of the width (line width) is 32 nm.

〔不純物拡散、アルミ蒸着配線処理〕
解析処理と並行して、又は解析処理に続いて、エッチングされたウエハWに対する不純物拡散、アルミ蒸着配線処理、CVD装置910にて成膜、CMP装置930にて平坦化、酸化・イオン注入装置940でのイオン注入などが必要に応じて行われる。これにより、ウエハWのターゲット層31に対するパターニングプロセスが完了する。
[Impurity diffusion, aluminum evaporated wiring processing]
In parallel with or subsequent to the analysis process, impurity diffusion to the etched wafer W, aluminum vapor deposition wiring process, film formation by the CVD apparatus 910, planarization by the CMP apparatus 930, oxidation / ion implantation apparatus 940 Ion implantation is performed as necessary. Thereby, the patterning process for the target layer 31 of the wafer W is completed.

次いで、ホスト600により、全工程が終了し、ウエハW上にすべてのパターンが形成されたか否かが判断される。この判断が否定されれば成膜処理に戻り、肯定されれば次の処理に進む。以上のように、一連のパターニングプロセスが工程数分繰り返し実行されることにより、ウエハW上にデバイスパターンが積層され、半導体デバイスが形成される。   Next, the host 600 determines whether all the processes have been completed and all the patterns have been formed on the wafer W. If this determination is denied, the process returns to the film forming process, and if affirmed, the process proceeds to the next process. As described above, a series of patterning processes are repeatedly executed for the number of steps, whereby the device patterns are stacked on the wafer W to form semiconductor devices.

繰り返し工程完了後、プロービング処理、リペア処理が、デバイス製造処理装置群900において実行される。プロービング処理において、不良を検出した場合には、例えば、リペア処理において、冗長回路へ置換する処理が行われる。解析装置500は、検出した重ね合わせの異常が発生した箇所などの情報を、プロービング処理、リペア処理を行う装置に送るようにすることもできる。不図示の検査装置では、ウエハW上の線幅異常が発生した箇所については、チップ単位で、プロービング処理、リペア処理の処理対象から除外することができる。その後、ダイシング処理、パッケージング処理、ボンディング処理が実行され、最終的に製品チップが完成する。   After the repetition process is completed, the probing process and the repair process are executed in the device manufacturing processing apparatus group 900. When a defect is detected in the probing process, for example, a process of replacing with a redundant circuit is performed in the repair process. The analysis apparatus 500 can also send information such as the detected location where the overlay abnormality has occurred to an apparatus that performs the probing process and the repair process. In the inspection apparatus (not shown), the portion where the line width abnormality has occurred on the wafer W can be excluded from the processing target for the probing process and the repair process in units of chips. Thereafter, dicing processing, packaging processing, and bonding processing are executed, and a product chip is finally completed.

図3における第1回目の露光処理、及び第2回目の露光処理において、照明光ILを吸収することによってレチクルR1、R2が熱変形し、これに伴いウエハ上に投影されるパターンの像(投影像)が歪む。さらに、レチクルR1,R2を繰り返し用いてロット単位(通常、1ロットは25枚又は50枚)でウエハを連続して露光するため、ウエハを露光する度にレチクルR1,R2の変形(特に伸縮)が大きくなり、これによりパターンの投影像の歪みも大きくなる。   In the first exposure process and the second exposure process in FIG. 3, the reticles R <b> 1 and R <b> 2 are thermally deformed by absorbing the illumination light IL, and a pattern image (projection) projected onto the wafer in accordance therewith. The image is distorted. Further, since the wafers are continuously exposed in units of lots (usually 25 or 50 for one lot) using the reticles R1 and R2, the reticles R1 and R2 are deformed (particularly expanded / contracted) each time the wafer is exposed. This increases the distortion of the projected image of the pattern.

図5(A)にはロット処理中におけるショットスケーリングX(Xスケーリング)の実際の値と最適化前の予測値との残差が、図5(B)にはロット処理中におけるショットスケーリングY(Yスケーリング)の実際の値と最適化前の予測値との残差が、それぞれ黒丸(●)にて示されている。ウエハを露光する度にショットスケーリングの残差が拡大していることがわかる。これは、ウエハの露光に先立ってショット変形までも考慮する精密なウエハアライメント(例えばショット内多点EGA方式のウエハアライメント)を行っても、十分な重ね合わせ精度(位置合わせ精度)が得られないことを示唆している。   FIG. 5A shows the residual between the actual value of shot scaling X (X scaling) during lot processing and the predicted value before optimization, and FIG. 5B shows shot scaling Y ( The residual between the actual value of (Y scaling) and the predicted value before optimization is indicated by black circles (●). It can be seen that each time a wafer is exposed, the shot scaling residual increases. This is because sufficient overlay accuracy (positioning accuracy) cannot be obtained even when precise wafer alignment (for example, in-shot multi-point EGA type wafer alignment) that considers even shot deformation prior to wafer exposure is performed. Suggests that.

かかる点に鑑みて、本実施形態のデバイス製造システム1000では、上述のようなレチクルの変形(特に伸縮)に起因するパターンの重ね合わせ誤差(位置合わせ誤差)をウエハを露光する度に補正して、1ロットのウエハを連続して露光するロット処理シーケンスを採用している。   In view of this point, the device manufacturing system 1000 according to this embodiment corrects a pattern overlay error (positioning error) caused by reticle deformation (particularly expansion and contraction) as described above every time a wafer is exposed. A lot processing sequence for continuously exposing one lot of wafers is employed.

図6及び図7には、本実施形態のデバイス製造システム1000において、ホスト600によって実行される処理アルゴリズムの概略を示すフローチャートが示されている。   6 and 7 are flowcharts showing an outline of a processing algorithm executed by the host 600 in the device manufacturing system 1000 of this embodiment.

ホスト600に対するオペレータの指示により、このフローチャートで示されるロット処理シーケンスが開始する。指示にあたって、オペレータは、露光処理の内容、すなわち、露光処理するロット、使用する露光装置(ここでは露光装置100)、使用する2枚のレチクルR1,R2等を指定する。同時に、指定されたロットが、露光装置100に搬入される。1ロットには、K枚のウエハW(k=1〜K、一例としてK=25)が含まれているものとする。露光装置100では、指定されたレチクルR1がレチクルステージRST上にロードされる。 The lot processing sequence shown in this flowchart starts in response to an operator instruction to the host 600. In giving the instruction, the operator designates the details of the exposure process, that is, the lot to be exposed, the exposure apparatus to be used (in this case, the exposure apparatus 100), the two reticles R1 and R2 to be used, and the like. At the same time, the designated lot is carried into the exposure apparatus 100. One lot includes K wafers W k (k = 1 to K, K = 25 as an example). In exposure apparatus 100, designated reticle R1 is loaded onto reticle stage RST.

〔ステップ502〕
最初のステップ502において、ロット内のウエハの番号を示すカウンタkを1に初期化する。
[Step 502]
In the first step 502, a counter k indicating the number of the wafer in the lot is initialized to 1.

〔ステップ504〕
次のステップ504では、露光対象のウエハW(ここでは1枚目のウエハW)を、測定検査器120に搬送する。ウエハWは、露光装置100にインライン接続されたコータ・デベロッパ(C/D(不図示))によりその表面にレジストが塗布された状態で測定検査器120に搬送される。
[Step 504]
In the next step 504, the wafer W k to be exposed (here, the first wafer W 1 ) is transferred to the measurement / inspection instrument 120. Wafer Wk is transferred to measurement / inspection instrument 120 with a resist coated on the surface thereof by a coater / developer (C / D (not shown)) connected inline to exposure apparatus 100.

〔ステップ506〕
次のステップ506では、測定検査器120を用いて、露光対象のウエハWに対し、レチクルR1を用いた1回目の露光のための事前計測を行う。
[Step 506]
In the next step 506, using the measurement test instrument 120, with respect to the wafer W k to be exposed, it performs the pre-measurement for the first exposure using the reticle R1.

事前計測にあたり、ホスト600は、アライメント処理条件を最適化する。ここで、アライメント処理条件には、アライメントマーク(ウエハマーク)の設計条件、アライメントマークの検出条件、アライメントマークの検出結果を処理するための処理条件、位置合わせ誤差の補正方法等が含まれる。なお、アライメントマークの設計条件にはアライメントマークの数、配置、及び形状等が、含まれる。検出条件には検出光を照射してアライメントマークを検出する際の検出光の波長、強度、照明領域の広さ及び形状、並びに位相差等が、含まれる。処理条件には後述するEGA計算モデルが含まれ、補正方法にはレチクルの伸縮に伴うパターンの投影像の歪みを補正するための補正モデル等が含まれる。   In the preliminary measurement, the host 600 optimizes the alignment processing conditions. Here, the alignment processing conditions include alignment mark (wafer mark) design conditions, alignment mark detection conditions, processing conditions for processing alignment mark detection results, alignment error correction methods, and the like. The alignment mark design conditions include the number, arrangement, and shape of alignment marks. The detection conditions include the wavelength and intensity of the detection light when detecting the alignment mark by irradiating the detection light, the width and shape of the illumination area, the phase difference, and the like. The processing conditions include an EGA calculation model, which will be described later, and the correction method includes a correction model for correcting distortion of the projected image of the pattern accompanying the expansion and contraction of the reticle.

測定検査器120は、ホスト600の指示に応じ、上のアライメント処理条件のそれぞれについて、ウエハWkに対してウエハアライメント(ショット内多点EGA)を行う。そのウエハアライメントの結果は、測定検査器120からホスト600に送信される。ホスト600は、受信した結果を用いて、最適なアライメント処理条件を決定する。なお、後述する最小のアライメント残留誤差を与えるアライメント処理条件を最適条件とする。決定された最適アライメント処理条件は、ホスト600から測定検査器120及び露光装置100に送られる。   In accordance with an instruction from the host 600, the measurement / inspection instrument 120 performs wafer alignment (in-shot multipoint EGA) on the wafer Wk for each of the above alignment processing conditions. The result of the wafer alignment is transmitted from the measurement / inspection instrument 120 to the host 600. The host 600 determines the optimum alignment processing condition using the received result. Note that an alignment process condition that gives the minimum alignment residual error described later is an optimum condition. The determined optimum alignment processing conditions are sent from the host 600 to the measurement / inspection instrument 120 and the exposure apparatus 100.

図8(A)には、ウエハW上に配列された複数のショットが示されている。上のアライメント処理条件の最適化により、一例として、ショットSa1〜Sa6,Sb1〜Sb6,Sc1〜Sc6,Sd1〜Sd6が、ショット内多点EGAのためのアライメントマークが検出されるショット(サンプルショット)として決定される。 In FIG. 8 (A), a plurality of shots arranged on the wafer W k are shown. As an example, the shots Sa1 to Sa6, Sb1 to Sb6, Sc1 to Sc6, and Sd1 to Sd6 are detected by the optimization of the above alignment processing conditions. As determined.

図9(A)には、サンプルショット内に形成されたアライメントマークMij(i,j=1〜8)の配置の一例が示されている。サンプルショット内には、X軸方向に関して8個、Y軸方向に関して8個、合計64個のアライメントマークMij(i,j=1〜8)が形成されている。アライメントマークMij(i,j=1〜8)のX軸方向及びY軸方向に関する間隔はΔDである。これらのアライメントマークMij(i,j=1〜8)が、一例として、上のアライメント処理条件の最適化により、事前計測及び事後計測(のショット内多点EGA)においてその位置が計測される(検出される)対象マークとして決定される。 FIG. 9A shows an example of the arrangement of alignment marks M ij (i, j = 1 to 8) formed in the sample shot. A total of 64 alignment marks M ij (i, j = 1 to 8) are formed in the sample shot, 8 in the X-axis direction and 8 in the Y-axis direction. The interval between the alignment marks M ij (i, j = 1 to 8) in the X-axis direction and the Y-axis direction is ΔD. As an example, the positions of these alignment marks M ij (i, j = 1 to 8) are measured in advance measurement and post-measurement (multi-point EGA in a shot) by optimization of the above alignment processing conditions. It is determined as a target mark (to be detected).

事前計測では、上で決定された最適アライメント処理条件において、ウエハWに対して、ウエハアライメント(ショット内多点EGA)のためのアライメントマークの検出が行われる。測定検査器120は、図8(A)に示されたサンプルショットSa1〜Sa6,Sb1〜Sb6,Sc1〜Sc6,Sd1〜Sd6のそれぞれに形成されたアライメントマークMij(i,j=1〜8)を検出し、ウエハ座標系(あるいはステージ座標系)上でのアライメントマークMij(i,j=1〜8)の位置(X位置、Y位置)ξij,ζijを計測する。その計測結果は、測定検査器120からホスト600に転送される。 In the pre-measurement, an alignment mark for wafer alignment (multi-shot EGA in a shot) is detected for the wafer W k under the optimum alignment processing conditions determined above. The measurement / inspection instrument 120 includes alignment marks M ij (i, j = 1 to 8) formed on the sample shots Sa1 to Sa6, Sb1 to Sb6, Sc1 to Sc6, and Sd1 to Sd6 shown in FIG. ) And the positions (X position, Y position) ξ ij and ζ ij of the alignment mark M ij (i, j = 1 to 8) on the wafer coordinate system (or stage coordinate system). The measurement result is transferred from the measurement / inspection instrument 120 to the host 600.

ホスト600は、アライメントマークMij(i,j=1〜8)の計測結果ξij,ζijを用いて、ウエハWに対するショットスケーリングを求める。ここで、アライメントマークMij(i,j=1〜8)は、元工程(レイヤ)に形成された下地パターンとともに形成されている。従って、求められるショットスケーリングは、元工程(レイヤ)に形成された下地パターンの形成誤差に対応する。なお、実際には、アライメントマークMij(i,j=1〜8)は、元工程(レイヤ)に形成された下地パターンと同時に、その下地パターンが形成されるショットを区画するストリート上に形成されるが、ここでは、説明の便宜上からショット内に配置されるものとしている。 The host 600 obtains shot scaling for the wafer W k by using the measurement results ξ ij and ζ ij of the alignment mark M ij (i, j = 1 to 8). Here, the alignment mark M ij (i, j = 1 to 8) is formed together with the base pattern formed in the original process (layer). Therefore, the required shot scaling corresponds to the formation error of the base pattern formed in the original process (layer). In practice, the alignment mark M ij (i, j = 1 to 8) is formed on the street that partitions the shot in which the base pattern is formed simultaneously with the base pattern formed in the original process (layer). However, here, for convenience of explanation, it is assumed that they are arranged in the shot.

先のアライメント処理条件の最適化により、計測結果ξij,ζijを数値処理するための計算モデル(EGA計算モデル)の一例として、次の3次のショット配列変形計算モデル(ショット線形成分含む)(1a),(1b)が決定されているものとする。 As an example of a calculation model (EGA calculation model) for numerically processing the measurement results ξ ij and ζ ij by optimizing the previous alignment processing conditions, the following third-order shot array deformation calculation model (including shot linear components) Assume that (1a) and (1b) are determined.

ΔX=Cx30Wx+Cx21WxWy+Cx12WxWy+Cx03Wy
+Cx20Wx+Cx11WxWy+Cx02Wy
+Cx10Wx+Cx01Wy+Cx00+CxSXSx+CxSYSy …(1a)
ΔY=Cy30Wx+Cy21WxWy+Cy12WxWy+Cy03Wy
+Cy20Wx+Cy11WxWy+Cy02Wy
+Cy10Wx+Cy01Wy+Cy00+CySXSx+CySYSy …(1b)
ΔX = Cx 30 Wx 3 + Cx 21 Wx 2 Wy + Cx 12 WxWy 2 + Cx 03 Wy 3
+ Cx 20 Wx 2 + Cx 11 WxWy + Cx 02 Wy 2
+ Cx 10 Wx + Cx 01 Wy + Cx 00 + Cx SX Sx + Cx SY Sy (1a)
ΔY = Cy 30 Wx 3 + Cy 21 Wx 2 Wy + Cy 12 WxWy 2 + Cy 03 Wy 3
+ Cy 20 Wx 2 + Cy 11 WxWy + Cy 02 Wy 2
+ Cy 10 Wx + Cy 01 Wy + Cy 00 + Cy SX Sx + Cy SY Sy (1b)

上のEGA計算モデル(1a),(1b)において、(Wx,Wy)及び(Sx,Sy)はそれぞれウエハ中心及びショット中心を基準とするアライメントマークの設計上の位置である。また、(Cx10,Cy01)はウエハスケーリング、(Cx01,Cy10)はウエハ回転、(Cx00,Cy00)はウエハオフセット、(CxSX,CySY)はショットスケーリング、(CxSY,CySX)はショット回転である。これらの係数を、EGAパラメータと総称する。なお、米国特許第6,876,946号明細書などに開示されるEGAパラメータとの対応において、ウエハ直交度Ω=−(Cx01+Cy10)、ウエハローテーションΘ=Cy10、ショット直交度ω=−(CxSY+CySX)、ショットローテーションθ=CySXと与えられる。 In the above EGA calculation models (1a) and (1b), (Wx, Wy) and (Sx, Sy) are design positions of the alignment mark with respect to the wafer center and the shot center, respectively. Also, (Cx 10 , Cy 01 ) is wafer scaling, (Cx 01 , Cy 10 ) is wafer rotation, (Cx 00 , Cy 00 ) is wafer offset, (Cx SX , Cy SY ) is shot scaling, (Cx SY , Cy SX ) is a shot rotation. These coefficients are collectively referred to as EGA parameters. In correspondence with EGA parameters disclosed in US Pat. No. 6,876,946, etc., wafer orthogonality Ω = − (Cx 01 + Cy 10 ), wafer rotation Θ = Cy 10 , shot orthogonality ω = − (Cx SY + Cy SX ), shot rotation θ = Cy SX

ホスト600は、計測結果ξij,ζijを用いて、アライメント残留誤差ε=Σij=1〜8((ξij−ΔXij+(ζij−ΔYij)が最小となるように、最小自乗法を適用して、EGAパラメータ及びモデル内に含まれる係数を決定する。ここで、ΔXij,ΔYij(i,j=1〜8)は、計算モデル(1a),(1b)を適用して算出されたアライメントマークMij(i,j=1〜8)の補正量である。すなわち、計算モデル(1a),(1b)の右辺の(Wx,Wy)及び(Sx,Sy)に設計上の位置を代入して得られる左辺のΔX,ΔYである。 The host 600 uses the measurement results ξ ij and ζ ij to minimize the alignment residual error ε = Σ ij = 1 to 8 ((ξ ij −ΔX ij ) 2 + (ζ ij −ΔY ij ) 2 ). Next, the least square method is applied to determine EGA parameters and coefficients included in the model. Here, ΔX ij and ΔY ij (i, j = 1 to 8) are corrections of alignment marks M ij (i, j = 1 to 8) calculated by applying the calculation models (1a) and (1b). Amount. That is, ΔX and ΔY on the left side obtained by substituting the design position into (Wx, Wy) and (Sx, Sy) on the right side of the calculation models (1a) and (1b).

ホスト600は、上述のようにして求められたウエハWに対するショットスケーリング(CxSX,1,CySY,1と表記する)を記憶装置140に記憶(格納)する。これにより、事前計測が完了する。 The host 600 stores (stores) in the storage device 140 the shot scaling (denoted as Cx SX, 1 , Cy SY, 1 ) for the wafer W k obtained as described above. Thereby, preliminary measurement is completed.

〔ステップ508〕
次のステップ508では、事前計測されたウエハWを、不図示の搬送系を介して露光装置100に搬送する。露光装置100に搬送されたウエハWは、ウエハステージWST上にロードされる。
[Step 508]
In the next step 508, the wafer W k that has been pre-measured, is conveyed to the exposure apparatus 100 via a conveyance system (not shown). Wafer W k that has been conveyed to the exposure apparatus 100 is loaded onto the wafer stage WST.

〔ステップ510〕
次のステップ510では、露光装置100に指示を与えて、露光対象のウエハWに対してウエハアライメント(ショット内多点EGA)を行う。先の事前計測と同様に、例えば、EGA計算モデルとして3次のショット配列変形計算モデル(ショット線形成分含む)(1a),(1b)が選択されているものとする。
[Step 510]
In the next step 510, instruction is given to the exposure apparatus 100, performs wafer alignment (shot Uchida point EGA) on the wafer W k to be exposed. Similar to the previous measurement, for example, it is assumed that the third-order shot array deformation calculation model (including the shot linear component) (1a) and (1b) is selected as the EGA calculation model.

また、露光直前のショット内多点EGA計測では、スループットを維持する又は向上させる観点から、前述した事前計測の対象となったサンプルショットの数24より少ない数のショットが計測対象として選択される。例えば、図8(A)に示される24個のサンプルショットの一部、又は図8(B)に示されるサンプルショットSa1,Sa2,Sb1,Sb2,Sc1,Sc2,Sd1,Sd2の8ショットが計測対象として選択される。   In addition, in the multi-point EGA measurement within a shot immediately before exposure, from the viewpoint of maintaining or improving the throughput, the number of shots smaller than the number 24 of sample shots that have been subjected to the above-described preliminary measurement is selected as the measurement target. For example, a part of 24 sample shots shown in FIG. 8A or 8 shots of sample shots Sa1, Sa2, Sb1, Sb2, Sc1, Sc2, Sd1, and Sd2 shown in FIG. 8B are measured. Selected as a target.

上の計測対象ショットに対して、図9(A)に示されるアライメントマークの数64より少ない数のアライメントマークが検出される。例えば、64のアライメントマークの一部、又は図9(B)に示されるX軸方向に関して4、Y軸方向に関して4、合計16のアライメントマークmij(i,j=1〜4)が検出される。ここで、アライメントマークmij(i,j=1〜4)のX軸方向及びY軸方向に関する間隔Δdは、先の事前計測において使用されたアライメントマークMij(i,j=1〜8)の間隔ΔDより大きい(Δd>ΔD)。 For the upper measurement target shot, fewer alignment marks than the number 64 of alignment marks shown in FIG. 9A are detected. For example, a part of 64 alignment marks, or 4 in the X-axis direction and 4 in the Y-axis direction shown in FIG. 9B, a total of 16 alignment marks m ij (i, j = 1 to 4) are detected. The Here, the interval Δd in the X-axis direction and the Y-axis direction of the alignment mark m ij (i, j = 1 to 4) is the alignment mark M ij (i, j = 1 to 8) used in the previous preliminary measurement. Is larger than the interval ΔD (Δd> ΔD).

主制御装置50は、露光直前のショット内多点EGA計測において、事前計測において決定された最適アライメント処理条件にて、ウエハWに対し、図8(B)に示されるサンプルショットSa1,Sa2,Sb1,Sb2,Sc1,Sc2,Sd1,Sd2内にそれぞれ付与されている図9(B)に示される16のアライメントマークmij(i,j=1〜4)を検出し、ウエハ座標系(あるいはステージ座標系)上でのアライメントマークmij(i,j=1〜4)の位置(X位置、Y位置)ξij,ζijを計測する。 The main control unit 50, the shot Uchida point EGA measurement immediately before exposure, at determined optimum alignment process conditions in pre-measurement, with respect to the wafer W k, sample shot Sa1, Sa2 shown in FIG. 8 (B), Sixteen alignment marks m ij (i, j = 1 to 4) shown in FIG. 9B provided in Sb1, Sb2, Sc1, Sc2, Sd1, and Sd2 are detected, and the wafer coordinate system (or The positions (X position, Y position) ξ ij and ζ ij of the alignment mark m ij (i, j = 1 to 4) on the stage coordinate system) are measured.

主制御装置50は、ショット配列変形計算モデル(ショット線形成分含む)(1a),(1b)を適用して、計測結果ξij,ζij(i,j=1〜4)からウエハ成分(ショット配列誤差)とショット線形成分を取り除く。主制御装置50は、計測結果ξij,ζijを用いて、アライメント残留誤差ε=Σij=1〜4((ξij−ΔXij+(ζij−ΔYij)が最小となるように、最小自乗法を適用して、EGAパラメータ及びモデル内に含まれる係数を決定する。なお、ΔXij,ΔYij(i,j=1〜4)は、計算モデル(1a),(1b)を適用して変換されたアライメントマークmij(i,j=1〜4)の補正量である。すなわち、計算モデル(1a),(1b)の右辺の(Wx,Wy)及び(Sx,Sy)に設計上の位置を代入して得られる左辺のΔX,ΔYである。 The main controller 50 applies the shot arrangement deformation calculation model (including the shot linear component) (1a) and (1b), and calculates the wafer component (shot) from the measurement results ξ ij and ζ ij (i, j = 1 to 4). Array error) and shot linear components are removed. The main controller 50 uses the measurement results ξ ij and ζ ij to minimize the alignment residual error ε = Σ ij = 1 to 4 ((ξ ij −ΔX ij ) 2 + (ζ ij −ΔY ij ) 2 ). As such, the least squares method is applied to determine EGA parameters and coefficients included in the model. ΔX ij , ΔY ij (i, j = 1 to 4) are correction amounts of the alignment mark m ij (i, j = 1 to 4) converted by applying the calculation models (1a) and (1b). It is. That is, ΔX and ΔY on the left side obtained by substituting the design position into (Wx, Wy) and (Sx, Sy) on the right side of the calculation models (1a) and (1b).

主制御装置50は、決定されたEGAパラメータ及び係数を用いて、計測結果ξij,ζij(i,j=1〜4)からウエハ成分(ショット配列誤差)とショット線形成分を取り除いて、残留誤差(すなわちショット内誤差)dξij=ξij−ΔX’ij,dζij=ζij−ΔY’ij(i,j=1〜4)を求める。ここで、ΔX’ij,ΔY’ijは、EGA計算モデル(1a),(1b)を適用して算出されたアライメントマークmij(i,j=1〜4)の補正量である。 The main controller 50 uses the determined EGA parameters and coefficients to remove the wafer components (shot alignment error) and the shot linear components from the measurement results ξ ij and ζ ij (i, j = 1 to 4), thereby remaining. An error (that is, an error in a shot) dξ ij = ξ ij −ΔX ′ ij , dζ ij = ζ ij −ΔY ′ ij (i, j = 1 to 4) is obtained. Here, ΔX ′ ij and ΔY ′ ij are correction amounts of the alignment mark m ij (i, j = 1 to 4) calculated by applying the EGA calculation models (1a) and (1b).

なお、ウエハ成分(ショット配列誤差)に高次成分が含まれる場合、同様に取り除く。高次成分の取扱の詳細は、例えば、米国特許出願公開2006/0040191号明細書に開示されている。   If a higher-order component is included in the wafer component (shot arrangement error), it is similarly removed. Details of handling higher order components are disclosed, for example, in US 2006/0040191.

〔ステップ512〕
次のステップ512では、露光装置100により、レチクルR1を用いて、ウエハWに対する1回目の露光処理が行われる。ここで、主制御装置50は、ステップ510において求められたEGAパラメータ及び係数を用いて、ウエハ上の処理対象のショットのステージ座標系上での位置座標を算出する。主制御装置50は、この算出結果とレチクルアライメント及びベースライン計測の結果とに基づいて、結像特性補正装置を介してレンズエレメント27を駆動しつつ、且つ、レチクルステージRSTとウエハステージWSTの同期駆動を微小補正しつつ、前述の走査露光を実行する。そして、ウエハW上の全ショットに、順次、レチクルR1のパターン(第1パターン)を転写する。なお、投影像の歪みを補正するためのレンズエレメントの駆動の詳細は、例えば米国特許第5,117,255号明細書などに、投影像の歪みを補正するためのステージ駆動の詳細は、例えば米国特許第6,235,438号明細書などに、開示されている。ウエハ上の全てのショットに対する露光が終了すると、ステップ514に移行する。
[Step 512]
In the next step 512, the exposure apparatus 100, using the reticle R1, 1-time exposure process for the wafer W k is performed. Here, main controller 50 calculates the position coordinates on the stage coordinate system of the shot to be processed on the wafer, using the EGA parameters and coefficients obtained in step 510. Main controller 50 drives lens element 27 via the imaging characteristic correction device and synchronizes reticle stage RST and wafer stage WST based on this calculation result and the results of reticle alignment and baseline measurement. The above-described scanning exposure is executed while finely correcting the driving. Then, the pattern (first pattern) of reticle R1 is sequentially transferred to all shots on wafer W. The details of driving the lens element for correcting the distortion of the projected image are described in, for example, US Pat. No. 5,117,255, and the details of the stage driving for correcting the distortion of the projected image are, for example, For example, it is disclosed in US Pat. No. 6,235,438. When the exposure for all shots on the wafer is completed, the process proceeds to step 514.

〔ステップ514〕
ステップ514では、k<Kが成立するか否かを判断することで、ロット内の全てのウエハW(k=1〜K)の露光が終了していないことを判断する。この場合、k=1であるためここでの判断は肯定され、次のステップ516に移行する。なお、k=Kの場合、後述するステップ516,518をスキップして、ステップ520に移行する。
[Step 514]
In step 514, it is determined whether k <K is satisfied or not, and it is determined that exposure of all wafers W k (k = 1 to K) in the lot is not completed. In this case, since k = 1, the determination here is affirmed, and the routine proceeds to the next Step 516. If k = K, steps 516 and 518 described later are skipped, and the process proceeds to step 520.

〔ステップ516〕
ステップ516では、露光済みのウエハWを、露光装置100から測定検査器120に搬送する。ただし、ウエハWは、露光装置100にインライン接続されたコータ・デベロッパ(C/D(不図示))により現像され、レジストパターンが形成された状態で搬送される。
[Step 516]
In step 516, the exposed wafer W k is transferred from the exposure apparatus 100 to the measurement / inspection instrument 120. However, the wafer Wk is developed by a coater / developer (C / D (not shown)) connected in-line to the exposure apparatus 100, and is transported in a state where a resist pattern is formed.

〔ステップ518〕
次のステップ518では、測定検査器120を用いて、露光済みのウエハWに対する事後計測を行う。事後計測では、事前計測において決定された最適アライメント処理条件において、ステップ512の1回目の露光により新たに形成されたアライメントマークと元工程レイヤのマークとのずれ分(重ね合わせ)が計測される。ここで、測定検査器120は、図8(A)に示されたサンプルショットSa1〜Sa6,Sb1〜Sb6,Sc1〜Sc6,Sd1〜Sd6のそれぞれに付与された図9(A)に示される配置のアライメントマークMij(i,j=1〜8)を検出し、元工程レイヤに形成済みのアライメントマークからのX及びY相対位置(X及びY位置ずれ)Δξij,Δζijを計測する。その計測結果は、測定検査器120からホスト600に転送される。
[Step 518]
In the next step 518, post measurement is performed on the exposed wafer W k using the measurement / inspection instrument 120. In the post-measurement, a deviation (overlay) between the alignment mark newly formed by the first exposure in step 512 and the mark of the original process layer is measured under the optimum alignment processing conditions determined in the pre-measurement. Here, the measurement / inspection instrument 120 is arranged as shown in FIG. 9 (A) assigned to each of the sample shots Sa1 to Sa6, Sb1 to Sb6, Sc1 to Sc6, Sd1 to Sd6 shown in FIG. 8 (A). Alignment marks M ij (i, j = 1 to 8) are detected, and X and Y relative positions (X and Y positional deviations) Δξ ij and Δζ ij from the alignment marks already formed in the original process layer are measured. The measurement result is transferred from the measurement / inspection instrument 120 to the host 600.

ホスト600は、アライメントマークMij(i,j=1〜8)の計測結果Δξij,Δζijを用いて、先と同様に、ショット配列変形計算モデル(ショット線形成分含む)(1a),(1b)を用いてウエハWに対するショットスケーリングΔCxSX,ΔCySYを求める。ただし、アライメント残留誤差ε=Σij=1〜8((Δξij−ΔXij+(Δζij−ΔYij)が最小となるように、ショットスケーリングCxSX,CySYを決定する。決定されたショットスケーリングCxSX,CySYを、事前計測、又は、ウエハアライメント計測(ショット内多点EGA)において決定されたショットスケーリングCxSX,CySY等と区別するため、それぞれΔCxSX,1,ΔCySY,1と表記する。求められるショットスケーリングΔCxSX,1,ΔCySY,1は、元工程レイヤに形成されたパターンの形成誤差と現工程レイヤに形成されたパターンの形成誤差の差、すなわち両パターンの重ね合わせ誤差(元工程レイヤに形成されたパターンに対する現工程レイヤに形成されたパターンの重ね合わせ誤差)に対応する。 The host 600 uses the measurement results Δξ ij and Δζ ij of the alignment mark M ij (i, j = 1 to 8), and similarly uses the shot arrangement deformation calculation model (including the shot linear component) (1a), ( shot scaling? Cx SX to wafer W k using 1b), obtains the cy SY. However, the shot scaling Cx SX and Cy SY are determined so that the alignment residual error ε = Σ ij = 1 to 8 ((Δξ ij −ΔX ij ) 2 + (Δζ ij −ΔY ij ) 2 ) is minimized. Determined shot scaled Cx SX, the Cy SY, pre-measurement, or, wafer alignment measurement (shot Uchida point EGA) shot scaling Cx SX determined in order to distinguish it from Cy SY etc., respectively? Cx SX, 1, Indicated as ΔCy SY, 1 . The required shot scaling ΔCx SX, 1 , ΔCy SY, 1 is the difference between the formation error of the pattern formed in the original process layer and the formation error of the pattern formed in the current process layer, that is, the overlay error (original Corresponding to the pattern formed in the current process layer with respect to the pattern formed in the process layer.

ホスト600は、ウエハWに対して求められたショットスケーリングΔCxSX,1,ΔCySY,1を記憶装置140に記憶(格納)する。これにより、事後計測が完了する。 The host 600 stores (stores) the shot scalings ΔCx SX, 1 and ΔCy SY, 1 obtained for the wafer W k in the storage device 140. Thereby, the post measurement is completed.

〔ステップ520〕
次のステップ520では、ウエハWがエッチング装置920に搬送される。
[Step 520]
In the next step 520, the wafer W k is transferred to the etching apparatus 920.

〔ステップ522〕
次のステップ522では、エッチング装置920において、第1のレジストスリミング処理及びこれに続くエッチング処理が行われる。その後、アッシング装置(不図示)により、ウエハW上からレジスト層が剥離される。こられの処理の詳細は、前述の通りである。
[Step 522]
In the next step 522, the first resist slimming process and the subsequent etching process are performed in the etching apparatus 920. Thereafter, the resist layer is peeled off from the wafer W by an ashing device (not shown). The details of these processes are as described above.

〔ステップ524〕
次のステップ524では、ウエハWがエッチング装置920から搬出され、これにより、ダブルプロセス方式(ダブルパターニング法)における1回目のパターニングが終了する。
[Step 524]
In the next step 524, the wafer W k is unloaded from the etching apparatus 920, thereby completing the first patterning in the double process method (double patterning method).

〔ステップ534〕
次のステップ534では、1回目のパターニングが終了したウエハW(ここでは1枚目のウエハW)が測定検査器120に搬送される。ウエハWの表面には、コータ・デベロッパ(C/D(不図示))により、レジストが塗布されている。
[Step 534]
In the next step 534, the wafer W k that has undergone the first patterning (here, the first wafer W 1 ) is transferred to the measurement / inspection instrument 120. On the surface of the wafer W k, by the coater developer (C / D (not shown)) is coated with a resist.

〔ステップ536〕
次のステップ536では、測定検査器120を用いて、ウエハWに対し、レチクルR2を用いた2回目の露光のための事前計測が行われる。詳細は、ステップ506における1回目の露光のための事前計測と同様である。すなわち、ウエハWに対してアライメントマークの検出が行われ、その検出結果からウエハWに対するショットスケーリングCxSX,2,CySY,2が求められ、記憶装置140に記録される。
[Step 536]
In the next step 536, using the measurement test instrument 120, with respect to the wafer W k, pre-measurement for the second exposure using the reticle R2 is performed. The details are the same as the preliminary measurement for the first exposure in step 506. That is, the detection of the alignment mark on the wafer W k is performed, the shot scaling Cx SX, 2, Cy SY, 2 to the wafer W k is determined from the detection result is recorded in the storage device 140.

〔ステップ538〕
次のステップ538では、事前計測されたウエハWが、不図示の搬送系を介して露光装置100に搬送される。露光装置100に搬送されたウエハWは、ウエハステージWST上にロードされる。
[Step 538]
In the next step 538, the pre-measured wafer Wk is transferred to the exposure apparatus 100 via a transfer system (not shown). Wafer W k that has been conveyed to the exposure apparatus 100 is loaded onto the wafer stage WST.

〔ステップ540〕
次のステップ540では、露光装置100において、ウエハWに対するウエハアライメント(ショット内多点EGA)が行われる。詳細は、ステップ510におけるウエハアライメントと同様である。これにより、ウエハWに対するEGAパラメータ及びモデル内に含まれる係数が決定される。
[Step 540]
In the next step 540, the exposure apparatus 100, wafer alignment of wafer W k (shot Uchida point EGA) is performed. Details are the same as the wafer alignment in step 510. Accordingly, the coefficient included in the EGA parameters and the model for the wafer W k is determined.

〔ステップ542〕
次のステップ542では、露光装置100により、レチクルR2を用いて、ウエハWに対する2回目の露光処理が行われる。詳細は、ステップ542における1回目の露光処理と同様である。主制御装置50は、ステップ542において求められたEGAパラメータ及び係数を用いて、ウエハ上の処理対象のショットのステージ座標系上での位置座標を算出する。主制御装置50は、この算出結果とレチクルアライメント及びベースライン計測の結果とに基づいて、結像特性補正装置を介してレンズエレメント27を駆動しつつ、且つ、レチクルステージRSTとウエハステージWSTの同期駆動を微小補正しつつ、前述の走査露光を実行する。そして、ウエハW上の全ショットに、順次、レチクルR2のパターン(第2パターン)を転写する。ウエハ上の全てのショットに対する露光が終了すると、ステップ544に移行する。
[Step 542]
In the next step 542, the exposure apparatus 100, by using the reticle R2, 2-time exposure process for the wafer W k is performed. The details are the same as the first exposure process in step 542. Main controller 50 uses the EGA parameters and coefficients obtained in step 542 to calculate position coordinates on the stage coordinate system of the shot to be processed on the wafer. Main controller 50 drives lens element 27 via the imaging characteristic correction device and synchronizes reticle stage RST and wafer stage WST based on this calculation result and the results of reticle alignment and baseline measurement. The above-described scanning exposure is executed while finely correcting the driving. Then, the pattern (second pattern) of reticle R2 is sequentially transferred to all shots on wafer W. When the exposure for all shots on the wafer is completed, the process proceeds to step 544.

〔ステップ544〕
ステップ544では、k<Kが成立するか否かを判断することで、ロット内の全てのウエハW(k=1〜K)の露光が終了していないことを判断する。この場合、k=1であるためここでの判断は肯定され、次のステップ546に移行する。なお、k=Kの場合、後述するステップ546,548をスキップして、ステップ550に移行する。
[Step 544]
In step 544, it is determined whether or not the exposure of all wafers W k (k = 1 to K) in the lot is not completed by determining whether or not k <K is satisfied. In this case, since k = 1, the determination here is affirmed, and the routine proceeds to the next Step 546. When k = K, steps 546 and 548 described later are skipped and the process proceeds to step 550.

〔ステップ546〕
ステップ546では、露光済みのウエハWが、露光装置100から測定検査器120に搬送される。ただし、ウエハWは、露光装置100にインライン接続されたコータ・デベロッパ(C/D(不図示))により現像され、レジストパターンが形成された状態で搬送される。
[Step 546]
In step 546, the exposed wafer W k is transferred from the exposure apparatus 100 to the measurement / inspection instrument 120. However, the wafer Wk is developed by a coater / developer (C / D (not shown)) connected in-line to the exposure apparatus 100, and is transported in a state where a resist pattern is formed.

〔ステップ548〕
次のステップ548では、測定検査器120を用いて、露光済みのウエハWに対する事後計測が行われる。詳細は、ステップ518における事後計測と同様である。すなわち、ステップ542の2回目の露光により新たに形成されたアライメントマークと元工程レイヤのマークとのずれ分(重ね合わせ)が計測される。その計測結果からウエハWに対するショットスケーリングΔCxSX,2,ΔCySY,2が求められ、記憶装置140に記録される。
[Step 548]
In the next step 548, post measurement is performed on the exposed wafer W k using the measurement / inspection instrument 120. Details are the same as the post-measurement in step 518. That is, a deviation (superposition) between the alignment mark newly formed by the second exposure in step 542 and the mark of the original process layer is measured. From the measurement result, shot scalings ΔCx SX, 2 and ΔCy SY, 2 for the wafer W k are obtained and recorded in the storage device 140.

〔ステップ550〕
次のステップ550では、ウエハWがエッチング装置920に搬送される。
[Step 550]
In the next step 550, the wafer W k is transferred to the etching apparatus 920.

〔ステップ552〕
次のステップ552では、エッチング装置920において、第2のレジストスリミング処理及びこれに続くエッチング処理が行われる。その後、アッシング装置(不図示)により、ウエハW上からレジスト層が剥離される。こられの処理の詳細は、前述の通りである。
[Step 552]
In the next step 552, the etching apparatus 920 performs the second resist slimming process and the subsequent etching process. Thereafter, the resist layer is peeled off from the wafer W by an ashing device (not shown). The details of these processes are as described above.

〔ステップ554〕
次のステップ554では、ウエハWがエッチング装置920から搬出され。これにより、ダブルプロセス方式(ダブルパターニング法)における2回目のパターニングが終了する。
[Step 554]
In the next step 554, the wafer W k is unloaded from the etching apparatus 920. Thereby, the second patterning in the double process method (double patterning method) is completed.

〔ステップ560〕
ステップ560では、k<Kが成立するか否かを判断することで、ロット内の全てのウエハW(k=1〜K)の露光が終了していないことを判断する。この場合、k=1であるためここでの判断は肯定され、次のステップ562に移行する。
[Step 560]
In step 560, it is determined whether k <K is satisfied or not, whereby it is determined that exposure of all wafers W k (k = 1 to K) in the lot is not completed. In this case, since k = 1, the determination here is affirmed, and the routine proceeds to the next Step 562.

〔ステップ562〕
次のステップ562では、事後計測(ステップ518,548)において求められたショットスケーリングΔCxSX,h,ΔCySY,h(h=1,2)、すなわち元工程(レイヤ)に形成された下地パターンと現工程(レイヤ)に形成された第1及び第2パターンとの重ね合わせ誤差が、所定の閾値を超えたか否かを判断する。この判断が肯定された場合、すなわち重ね合わせ誤差が閾値を超えた場合、レチクルR1,R2が伸縮(熱膨張)し、それによりウエハWに転写されるレチクルR1,R2のパターンの像が変形した可能性があると判断できる。この場合、ステップ564のレチクル伸縮補正&アライメント処理条件の最適化のサブルーチンへ移行する。一方、この判断が否定された場合、すなわち重ね合わせ誤差が閾値を超えていない場合には、ステップ564をスキップして、ステップ566に移行する。
[Step 562]
In the next step 562, the shot scaling ΔCx SX, h , ΔCy SY, h (h = 1, 2) obtained in the subsequent measurement (steps 518 and 548), that is, the base pattern formed in the original process (layer) It is determined whether or not the overlay error between the first and second patterns formed in the current process (layer) exceeds a predetermined threshold value. If the judgment is affirmative, that overlay if the error exceeds the threshold value, the reticle R1, R2 is elastic (thermal expansion), and thereby the image of the pattern of the reticle R1, R2 to be transferred to the wafer W k is deformed It can be determined that In this case, the routine proceeds to a subroutine for reticle expansion / contraction correction and optimization of the alignment processing conditions in step 564. On the other hand, if this determination is negative, that is, if the overlay error does not exceed the threshold value, step 564 is skipped and the process proceeds to step 566.

〔ステップ564〕
ステップ(サブルーチン)564の処理は、ホスト600の指示の下、解析装置500によって行われる。ステップ(サブルーチン)564では、まず、図10のステップ602において、ウエハW毎に、レチクルRh(h=1,2)の実際(正味)の伸縮量EX,k,h=EMX,k,h+ELX,k,h+BX,k,h−SSX,k,h,EY,k,h=EMY,k,h+ELY,k,h+BY,k,h−SSY,k,hを求める。ここで、EMX,k,h、EMY,k,hは、現工程(レイヤ)に形成されたパターンの形成誤差であり、これらは、ウエハW毎にh回目の露光のための事前計測(ステップ506,536)において求められたショットスケーリングCxSX,k,h,CySY,k,hと事後計測(ステップ518,548)において求められたショットスケーリングΔCxSX,k,h,ΔCySY,k,hとの和から、求められる(EMX,k,h=CxSX,k,h+ΔCxSX,k,h,EMY,k,h=CxSY,k,h+ΔCxSY,k,h)。
[Step 564]
The processing of step (subroutine) 564 is performed by the analysis apparatus 500 under the instruction of the host 600. In step (a subroutine) 564, first, in step 602 of FIG. 10, each wafer W k, expansion amount E X of the actual reticle Rh (h = 1, 2) (net), k, h = E MX , k , h + E LX, k, h + B X, k, h −S SX, k, h , E Y, k, h = E MY, k, h + E LY, k, h + B Y, k, h −S SY , k, h . Here, E MX, k, h and E MY, k, h are the formation errors of the pattern formed in the current process (layer), and these are prior to the h-th exposure for each wafer W k. Shot scaling Cx SX, k, h , Cy SY, k, h obtained in the measurement (steps 506, 536) and shot scaling ΔCx SX, k, h , ΔCy SY obtained in the subsequent measurement (steps 518, 548) , k, h and (E MX, k, h = Cx SX, k, h + ΔCx SX, k, h , E MY, k, h = Cx SY, k, h + ΔCx SY, k, h ).

なお、現工程(レイヤ)に形成されたパターンの形成誤差EMX,k,h、EMY,k,hは、アライメント計測(ショット内多点EGA)(ステップ510,540)において求められたショットスケーリングCxSX,k,h,CySY,k,hと事後計測(ステップ518,548)において求められたショットスケーリングΔCxSX,k,h,ΔCySY,k,hとの和から、求めることもできる(EMX,k,h=CxSX,k,h+ΔCxSX,k,h,EMY,k,h=CxSY,k,h+ΔCxSY,k,h)。 The formation errors E MX, k, h and E MY, k, h of the pattern formed in the current process (layer) are shots obtained in the alignment measurement (multi-point EGA within shot) (steps 510 and 540). It can also be obtained from the sum of the scaling Cx SX, k, h , Cy SY, k, h and the shot scaling ΔCx SX, k, h , ΔCy SY, k, h obtained in the subsequent measurement (steps 518, 548). (E MX, k, h = Cx SX, k, h + ΔCx SX, k, h , E MY, k, h = Cx SY, k, h + ΔCx SY, k, h )

なお、上記の式中のELX,k,h,ELY,k,hはレンズ制御トレース量(結像特性補正装置により補正される量)、BX,k,h,BY,k,hはベースライン計測による倍率補正量、SSX,k,h,SSY,k,hは予め設定される一定の倍率オフセットである。これらの補正量は、主制御装置50から送られるウエハWについての露光履歴より与えられる。 In the above equation, E LX, k, h , E LY, k, h are lens control trace amounts (amounts corrected by the imaging characteristic correction device), B X, k, h , B Y, k, h is a magnification correction amount by the baseline measurement, and S SX, k, h , S SY, k, h is a predetermined magnification offset set in advance. These correction amounts are given from the exposure history of the wafer W k sent from the main controller 50.

次のステップ603で、次式を用いて、ウエハWのh(=1,2)回目の露光によりレチクルRhに吸収される露光パワーPk,hを求める。 In the next step 603, an exposure power P k, h absorbed by the reticle Rh by h (= 1, 2) -th exposure of the wafer W k is obtained using the following equation.

Figure 2012079735
上式(2)において、ELk,hはウエハWkにおけるレンズ制御トレース量、EL,k-1,m,hは先に露光されたウエハWk-1におけるレンズ制御トレース量、ΔtはウエハWk−1の露光とウエハWの露光との時間間隔、Tm,hとSm,hはそれぞれレチクルRh(h=1,2)の伸縮の時定数と飽和値である。
Figure 2012079735
In the above equation (2), E Lk, h is the lens control trace amount on the wafer W k , E L, k−1, m, h is the lens control trace amount on the previously exposed wafer W k−1 , and Δt is The time interval between the exposure of the wafer W k-1 and the exposure of the wafer W k , T m, h and S m, h are the time constant and saturation value of the reticle Rh (h = 1, 2), respectively.

次のステップ604において、ウエハWの露光時におけるレチクルRh(h=1,2)の伸縮量EX0,k,h,Y0,k,hを、次のレチクル伸縮補正モデルより算出する。 In the next step 604, expansion volume E X0, k reticle Rh (h = 1,2) at the time of exposure of the wafer W k, h, E Y0, k, and h, it is calculated from the following reticle telescopic correction model.

Figure 2012079735
ここで、EX0,k-1,m,hは、ウエハWk-1におけるX方向のレチクル伸縮量、ΔtはウエハWk−1の露光とウエハWの露光との時間間隔、Pk,hはウエハWのh回目の露光によりレチクルRhに吸収される露光パワー、TXm,hとSXm,hはそれぞれレチクルRhのX方向の伸縮の時定数と飽和値である。
Figure 2012079735
Here, E X0, k-1, m, h is a reticle expansion amount in the X direction of the wafer W k-1, Δt is the time interval between the exposure of the wafer W k-1 of the exposure and the wafer W k, P k , h is h-th exposure power absorbed by the reticle Rh by exposure of the wafer W k, T Xm, h and S Xm, h is a constant and the saturation value when the expansion and contraction of the X direction of the reticle Rh respectively.

Figure 2012079735
ここで、EY0,k-1,m,hは、ウエハWk-1におけるY方向のレチクル伸縮量、ΔtはウエハWk−1の露光とウエハWの露光との時間間隔、Pk,hはウエハWのh回目の露光処理によりレチクルRhに吸収される露光パワー、TYm,hとSYm,hはそれぞれレチクルRhのY方向の伸縮の時定数と飽和値である。なお、ここでは、レチクルRhの収縮と伸長の時定数は同じ値を用いている。
Figure 2012079735
Here, E Y0, k-1, m, h is a reticle expansion amount in the Y direction in the wafer W k-1, Δt is the time interval between the exposure of the wafer W k-1 of the exposure and the wafer W k, P k , h is the exposure power absorbed by the reticle Rh by the h-th exposure process of the wafer W k , and T Ym, h and S Ym, h are the time constant and the saturation value of the expansion and contraction of the reticle Rh in the Y direction, respectively. Here, the same value is used for the time constant of contraction and extension of reticle Rh.

式(3)及び式(4)の右辺の括弧内の第1項は熱放出によるレチクルRh(h=1,2)の収縮、第2項は熱吸収によるレチクルRh(h=1,2)の膨張を表す。なお、複数のメカニズムがレチクルRh(h=1,2)の伸縮に寄与することを想定して、複数mの成分の総和からレチクルRh(h=1,2)の伸縮量が求められる。なお、本実施形態では、経験的にm=3と選ばれる。   The first term in parentheses on the right side of the equations (3) and (4) is the contraction of the reticle Rh (h = 1, 2) due to heat release, and the second term is the reticle Rh (h = 1, 2) due to heat absorption. Represents the expansion of Note that the amount of expansion / contraction of reticle Rh (h = 1, 2) is obtained from the sum of the components of m, assuming that a plurality of mechanisms contribute to the expansion / contraction of reticle Rh (h = 1, 2). In this embodiment, m = 3 is selected empirically.

次に、ステップ608において、上で求められたレチクルRh(h=1,2)のX方向の伸縮量EX0,k,hとY方向の伸縮量EY0,k,hが、それぞれ、先に事前計測(又はアライメント計測)と事後計測の計測結果から求められたレチクルRh(h=1,2)の実際のX方向の伸縮量EX,k,h,とY方向の伸縮量EY,k,h から顕著にずれているか否かを判断する。この判断が肯定された場合、すなわち差が所定の閾値より大きい場合には、ステップ610に進んで、レチクル伸縮補正パラメータ(時定数と飽和値)を最適化する。 Next, in step 608, the X-direction expansion / contraction amount E X0, k, h and the Y-direction expansion / contraction amount E Y0, k, h of the reticle Rh (h = 1, 2) obtained above are respectively determined in advance. The actual expansion / contraction amount E X, k, h in the Y direction and the expansion amount E Y in the Y direction of the reticle Rh (h = 1, 2) obtained from the measurement results of the prior measurement (or alignment measurement) and the subsequent measurement. , k, h to determine whether or not there is a significant deviation. If this determination is affirmative, that is, if the difference is greater than a predetermined threshold value, the process proceeds to step 610 to optimize the reticle expansion / contraction correction parameters (time constant and saturation value).

具体的には、X方向のレチクル伸縮について、レチクルRh(h=1,2)を用いたh回目の露光に対し、ウエハWk-1についての実際の伸縮量EX0,k-1,m,h、ウエハWの露光処理においてレチクルRhに吸収される露光パワーPk,h、及びウエハWk−1の露光とウエハWの露光との時間間隔Δtをレチクル伸縮補正モデル(3)に代入して、ウエハWの露光時のレチクル伸縮量EX0,k,hを算出する。これをウエハW〜Wについて遂次計算を行い、EX0,k,hと実際のレチクル伸縮量EX,k,hとの残差ΔEX,k,h=EX0,k,h−EX,k,hの統計和、例えば自乗和Ex=Σk=1〜k1ΔEX,k,1 +w2ΔEX,k,2 +w3(ΔEX,k,1−ΔEX,k,2が最小となるように最小自乗法を適用して、レチクルRh(h=1,2)についての補正モデル(3)内のTXm,h及びSXm,hを最適化する。なお、w、w、及びwは、任意に定められる重みである。 Specifically, with respect to the reticle expansion / contraction in the X direction, the actual expansion / contraction amount E X0, k−1, m for the wafer W k−1 with respect to the h-th exposure using the reticle Rh (h = 1, 2). , h, exposure power absorbed by an exposure process of the wafer W k to the reticle Rh P k, h, and the wafer W k-1 of the exposure and the wafer W k time intervals Δt the reticle expansion correction model the exposure of (3) by substituting in, reticle expansion and contraction amount at the time of exposure of the wafer W k E X0, k, to calculate the h. This is sequentially calculated for the wafers W 1 to W k , and the residual ΔE X, k, h = E X0, k, h between E X0, k, h and the actual reticle expansion / contraction amount E X , k, h A statistical sum of −E X, k, h , for example, square sum Ex k = Σ k = 1 to k w 1 ΔEX , k, 1 2 + w 2 ΔEX , k, 2 2 + w 3 (ΔEX , k, 1 −ΔE X, k, 2 ) Applying the method of least squares so that 2 is minimized, T Xm, h and S Xm, h in the correction model (3) for the reticle Rh (h = 1, 2) To optimize. Note that w 1 , w 2 , and w 3 are arbitrarily determined weights.

Y方向のレチクル伸縮についても、上と同様に、レチクルRh(h=1,2)を用いたh回目の露光に対し、ウエハWk-1についての実際の伸縮量EY0,k-1,m,h、ウエハWの露光処理においてレチクルRhに吸収される露光パワーPk,h、及びウエハWk−1の露光とウエハWの露光との時間間隔Δtをレチクル伸縮補正モデル(4)に代入して、ウエハWの露光時のレチクル伸縮量EY0,k,hを算出する。これをウエハW〜Wについて遂次計算を行い、EY0,k,hと実際のレチクル伸縮量EY,k,hとの残差ΔEY,k,h=EY0,k,h−EY,k,hの統計和、例えば自乗和Ey=Σk=1〜k1ΔEY,k,1 +w2ΔEY,k,2 +w3(ΔEY,k,1−ΔEY,k,2が最小となるように最小自乗法を適用して、レチクルRh(h=1,2)についての補正モデル(4)内のTYm,h及びSYm,hを最適化する。なお、w、w、及びwは、任意に定められる重みである。 As for the reticle expansion / contraction in the Y direction, the actual expansion / contraction amount E Y0, k−1 for the wafer W k−1 is obtained for the h-th exposure using the reticle Rh (h = 1, 2) in the same manner as above . m, h, exposure power absorbed by an exposure process of the wafer W k to the reticle Rh P k, h, and the wafer W k-1 of the exposure and the wafer W k time intervals Δt the reticle expansion correction model the exposure of (4 ) To calculate the reticle expansion / contraction amount E Y0, k, h when the wafer W k is exposed. This is sequentially calculated for the wafers W 1 to W k , and the residual ΔE Y, k, h = E Y0, k, h between E Y0, k, h and the actual reticle expansion / contraction amount E Y , k, h -E Y, k, h statistical sum, for example, square sum Ey k = Σ k = 1 to k w 1 ΔE Y, k, 1 2 + w 2 ΔE Y, k, 2 2 + w 3 (ΔE Y, k, 1 −ΔE Y, k, 2 ) Applying the least square method so that 2 is minimized, T Ym, h and S Ym, h in the correction model (4) for reticle Rh (h = 1, 2) To optimize. Note that w 1 , w 2 , and w 3 are arbitrarily determined weights.

図5(A)には、ロット処理中における実際の伸縮量EX,k,hと最適化前及び後のレチクル伸縮補正モデル(3)から求められる伸縮量の予測値(以下、適宜、予測伸縮量とも呼ぶ)EX0,k,hとの差(残差)の典型例が、ロット内ウエハW(k=1〜25)について示されている。図5(B)には、ロット処理中における実際の伸縮量EY,k,hと最適化前及び後のレチクル伸縮補正モデル(4)から求められる伸縮量の予測値(予測伸縮量)EY0,k,hとの差(残差)の典型例が、ロット内ウエハW(k=1〜25)について示されている。 FIG. 5 (A) shows the actual expansion / contraction amount EX , k, h during the lot processing and the predicted expansion / contraction amount obtained from the reticle expansion / contraction correction model (3) before and after optimization (hereinafter appropriately predicted). A typical example of the difference (residual difference) from E x0, k, h (also referred to as the amount of expansion / contraction) is shown for in-lot wafers W k (k = 1 to 25). FIG. 5B shows the predicted expansion / contraction amount (predicted expansion / contraction amount) E obtained from the actual expansion / contraction amount E Y, k, h during lot processing and the reticle expansion / contraction correction model (4) before and after optimization. typical examples of Y0, k, the difference between h (residual) is shown for the lot in the wafer W k (k = 1~25).

上述のようにレチクル伸縮補正パラメータ(飽和値と時定数)を最適化することにより、レチクルRh(h=1,2)の伸縮補正モデル(3)及び(4)が最適化され、パターンの重ね合わせ誤差が改善されることがわかる。ここではロット内のウエハ毎にレチクル伸縮補正モデルを最適化したが、各ウエハのショット毎に最適化するのが重ね合わせ精度上望ましい。   By optimizing the reticle expansion / contraction correction parameters (saturation value and time constant) as described above, the expansion / contraction correction models (3) and (4) of the reticle Rh (h = 1, 2) are optimized, and pattern overlap is performed. It can be seen that the alignment error is improved. Here, the reticle expansion / contraction correction model is optimized for each wafer in the lot, but it is desirable in terms of overlay accuracy to optimize for each wafer shot.

次のステップ612では、レチクル伸縮補正モデル(3)及び(4)を用いてレチクルRh(h=1,2)の予測伸縮量EX0,k,h及びEY0,k,hを求め、その結果を主制御装置50に送る。 In the next step 612, the predicted expansion / contraction amounts E X0, k, h and E Y0, k, h of the reticle Rh (h = 1, 2) are obtained using the reticle expansion / contraction correction models (3) and (4). The result is sent to the main controller 50.

次のステップ613では、レチクルRh(h=1,2)の最適化前のレチクル伸縮補正モデル(3)から求められる伸縮量EX0,k,hと最適化後のレチクル伸縮補正モデル(3)から求められる伸縮量EX0,k,hの差を、ウエハW毎に、h回目の露光におけるX方向の重ね合わせ計測結果に反映させる。同様に、レチクルRh(h=1,2)の最適化前のレチクル伸縮補正モデル(4)から求められる伸縮量EY0,k,hと最適化後のレチクル伸縮補正モデル(4)から求められる伸縮量EY0,k,hの差を、ウエハW毎に、h回目の露光におけるY方向の重ね合わせ計測結果に反映させる。 In the next step 613, the expansion / contraction amount E X0, k, h obtained from the reticle expansion / contraction correction model (3) before optimization of the reticle Rh (h = 1, 2) and the reticle expansion / contraction correction model (3) after optimization. obtained from expansion and contraction amount E X0, k, the difference in h, for each wafer W k, is reflected in the X-direction overlay measurement result in the exposure of the h-th. Similarly, it is obtained from the expansion / contraction amount E Y0, k, h obtained from the reticle expansion / contraction correction model (4) before optimization of the reticle Rh (h = 1, 2) and the reticle expansion / contraction correction model (4) after optimization. expansion amount E Y0, k, the difference in h, for each wafer W k, is reflected in the Y-direction overlay measurement result in the exposure of the h-th.

次のステップ614では、上の結果、パターンの重ね合わせ誤差が与えられた閾値より大きいか判断する。大きい場合、レチクル伸縮補正以外にも重ね合わせ誤差の主要な要因があると判断して、ステップ616に進んで、さらにアライメント処理条件の最適化を行う。その詳細は省略する。アライメント処理条件の最適化が終了すると、ステップ564のサブルーチンの処理を終了して、メインルーチンのステップ566にリターンする。   In the next step 614, it is determined as a result of the above whether the pattern overlay error is larger than a given threshold value. If larger, it is determined that there is a major factor of overlay error other than the reticle expansion / contraction correction, and the process proceeds to step 616 to further optimize the alignment processing conditions. Details thereof are omitted. When the optimization of the alignment processing conditions is completed, the subroutine processing at step 564 is terminated, and the processing returns to step 566 of the main routine.

一方、ステップ614における判断が否定された場合、すなわちパターンの重ね合わせ誤差が与えられた閾値より小さい場合、ステップ616をスキップし、ステップ564のサブルーチンの処理を終了して、メインルーチンのステップ566にリターンする。   On the other hand, if the determination in step 614 is negative, that is, if the pattern overlay error is smaller than the given threshold, step 616 is skipped, the processing of the subroutine in step 564 is terminated, and step 566 of the main routine is entered. Return.

また、ステップ608における判断が否定された場合、すなわち差が所定の閾値以下の場合、ステップ616に進みアライメント処理条件の最適化を行う。   If the determination in step 608 is negative, that is, if the difference is equal to or smaller than a predetermined threshold value, the process proceeds to step 616 to optimize the alignment processing conditions.

〔ステップ566〕
ステップ566では、カウンタkの値を1インクリメントした(k←k+1)後、ステップ504に戻り、以降、ステップ560における判断が否定されるまで、ステップ504以下の処理を繰り返す。
[Step 566]
In step 566, the value of the counter k is incremented by 1 (k ← k + 1), and then the process returns to step 504. Thereafter, the processing in step 504 and subsequent steps is repeated until the determination in step 560 is denied.

以上のステップを繰り返し、ロット内の全てのウエハW(k=1〜K)の露光が終了すると、ステップ560の判断が否定されて、本ルーチンの一連の処理(ロット処理シーケンス)を終了する。 When the above steps are repeated and exposure of all wafers W k (k = 1 to K) in the lot is completed, the determination in step 560 is denied and the series of processing (lot processing sequence) of this routine is completed. .

以上詳細に説明したように、本実施形態に係るデバイス製造システム1000によると、ダブルパターニング法において使用される2つのレチクルR1,R2のそれぞれの伸縮を記述するレチクル伸縮補正モデル(3)及び(4)についてレチクルの伸縮量に係るパラメータ(レチクル伸縮補正パラメータ(時定数と飽和値))を最適化するので、レチクルR1,R2の伸縮補正が最適化され、結果的にパターンの位置合わせ精度を向上させることが可能になる。また、レチクル伸縮補正パラメータが最適化されたレチクル伸縮補正モデル(3)及び(4)を用いてレチクルR1,R2のパターンを次の露光対象のウエハのターゲット層に位置合わせする。これにより、レチクルの熱伸縮補正誤差に影響を受けることなく、目標パターンをウエハ上のターゲット層に正確に位置合わせすることが可能になる。   As described above in detail, according to the device manufacturing system 1000 according to the present embodiment, the reticle expansion / contraction correction models (3) and (4) describing the expansion / contraction of the two reticles R1 and R2 used in the double patterning method. ), The parameters related to the amount of expansion / contraction of the reticle (reticle expansion / contraction correction parameters (time constant and saturation value)) are optimized, so that the expansion / contraction correction of the reticles R1 and R2 is optimized, resulting in improved pattern alignment accuracy. It becomes possible to make it. In addition, the reticle expansion / contraction correction models (3) and (4) in which the reticle expansion / contraction correction parameters are optimized are used to align the patterns of the reticles R1 and R2 with the target layer of the next wafer to be exposed. As a result, the target pattern can be accurately aligned with the target layer on the wafer without being affected by the thermal expansion / contraction correction error of the reticle.

なお、本実施形態では、ロット処理シーケンスにおけるレチクル伸縮補正パラメータ(時定数と飽和値)の最適化(ステップ610)において、上述した自乗和Ex,Ey以外の統計和を用いてレチクルRh(h=1,2)に対する補正モデル(3),(4)内のTXm,h,TYm,h,SXm,h,SYm,hを最適化することもできる。 In the present embodiment, in the optimization (step 610) of the reticle expansion / contraction correction parameter (time constant and saturation value) in the lot processing sequence, the reticle Rh () is calculated using a statistical sum other than the square sums Ex k and Ey k. It is also possible to optimize T Xm, h , T Ym, h , S Xm, h , S Ym, h in correction models (3) and (4) for h = 1, 2).

例えば、セカンドパターニングにおけるレチクル伸縮補正の残差EX,k,2、EY,k,2についての統計和Σk=1〜kΔEX,k,2 ,Σk=1〜kΔEY,k,2 が予め定められた閾値より小さいことを確認し、ファーストパターニング及びセカンドパターニング間のレチクル伸縮補正残差の差ΔEX,k,1−ΔEX,k,2、ΔEY,k,1−ΔEY,k,2についての統計和Σk=1〜k(ΔEX,k,1−ΔEX,k,2,Σk=1〜k(ΔEY,k,1−ΔEY,k,2を用いてレチクルR2についての補正モデル(3)内のTXm,2,SXm,2及び補正モデル(4)内のTYm,2,SYm,2を最適化する。これにより、レチクルR1の伸縮による位置合わせ誤差がレチクルR2についての伸縮補正に反映され、レチクルR2について伸縮補正をすることにより実効的にレチクルR1の伸縮補正がされることとなる。この方法は、例えば、ステップ608において、レチクル伸縮補正モデルから求められるレチクルR1の伸縮量の予測値(予測伸縮量)EX0,k,1,EY0,k,1は事前計測及び事後計測の計測結果から求められた実際の伸縮量(実測伸縮量)EX,k,1,,EY,k,1と大きく矛盾するが、レチクルR2の予測伸縮量EX0,k,2,EY0,k,2は実測伸縮量EX,k,2,,EY,k,2と大きく矛盾しないと判断された場合に適用できる。 For example, the statistical sums Σ k = 1 to k ΔE X, k, 2 2 and Σ k = 1 to k ΔE Y for the residuals E X, k, 2 and E Y, k, 2 in the second patterning correction. , k, 2 2 confirms that less than a predetermined threshold, the difference Delta] E X reticle expansion correction residual between first patterning and second patterning, k, 1 -ΔE X, k , 2, ΔE Y, k , 1 −ΔE Y, k, 2 Σk = 1 to k (ΔE X, k, 1 −ΔE X, k, 2 ) 2 , Σ k = 1 to k (ΔE Y, k, 1 − ΔE Y, k, 2 ) 2 is used to optimize T Xm, 2 , S Xm, 2 in correction model (3) and T Ym, 2 , S Ym, 2 in correction model (4) for reticle R2 Turn into. Thereby, the alignment error due to the expansion / contraction of the reticle R1 is reflected in the expansion / contraction correction for the reticle R2, and the expansion / contraction correction of the reticle R1 is effectively performed by performing the expansion / contraction correction for the reticle R2. In this method, for example, in step 608, the predicted value (expanded expansion / contraction amount) E X0, k, 1 , E Y0, k, 1 of the reticle R1 obtained from the reticle expansion / contraction correction model is obtained by the pre-measurement and the post-measurement. The actual expansion / contraction amount (measured expansion / contraction amount) E X, k, 1,, E Y, k, 1 obtained from the measurement result is largely contradictory, but the predicted expansion / contraction amount E X0, k, 2 , E Y0 of the reticle R2 , k, 2 can be applied when it is determined that there is no significant contradiction with the measured expansion / contraction amounts EX , k, 2, EY, k, 2 .

あるいは、ファーストパターニングにおけるレチクル伸縮補正の残差EX,k,1、EY,k,1についての統計和Σk=1〜kΔEX,k,1 ,Σk=1〜kΔEY,k,1 が予め定められた閾値より小さいことを確認し、ファーストパターニング及びセカンドパターニング間のレチクル伸縮補正残差の差についての統計和Σk=1〜k(ΔEX,k,1−ΔEX,k,2,Σk=1〜k(ΔEY,k,1−ΔEY,k,2を用いてレチクルR1についての補正モデル(3)内のTXm,1,SXm,1及び補正モデル(4)内のTYm,1,SYm,1を最適化する。これにより、レチクルR2の伸縮による位置合わせ誤差がレチクルR1についての伸縮補正に反映され、レチクルR1について伸縮補正をすることにより実効的にレチクルR2の伸縮補正がされることとなる。この方法は、例えば、ステップ608において、レチクルR1の予測伸縮量EX0,k,1,EY0,k,1は実測伸縮量EX,k,1,,EY,k,1と大きく矛盾しないが、レチクルR2の予測伸縮量EX0,k,2,EY0,k,2は実測伸縮量EX,k,2,,EY,k,2と大きく矛盾すると判断された場合に適用できる。 Alternatively, the statistical sums Σ k = 1 to k ΔE X, k, 1 2 and Σ k = 1 to k ΔE Y for the residuals E X, k, 1 and E Y, k, 1 of the reticle expansion / contraction correction in the first patterning. , k, 1 2 confirms that less than a predetermined threshold, first patterning and statistical sum sigma k = 1 to k for differences in the reticle expansion correction residual between the second patterned (ΔE X, k, 1 - ΔE X, k, 2 ) 2 , Σ k = 1 to k (ΔE Y, k, 1 −ΔE Y, k, 2 ) 2 is used to correct T Xm, 1 in the correction model (3) for reticle R1. S Xm, 1 and T Ym, 1 and S Ym, 1 in the correction model (4) are optimized. Thereby, the alignment error due to the expansion / contraction of the reticle R2 is reflected in the expansion / contraction correction for the reticle R1, and the expansion / contraction correction of the reticle R2 is effectively performed by performing the expansion / contraction correction for the reticle R1. In this method, for example, in step 608, the predicted expansion / contraction amount E X0, k, 1 , E Y0, k, 1 of the reticle R1 is largely inconsistent with the actually measured expansion / contraction amount E X, k, 1,, E Y, k, 1. Not applicable, but is applied when it is judged that the predicted expansion / contraction amount E X0, k, 2 , E Y0, k, 2 of reticle R2 is largely inconsistent with the actual expansion / contraction amount E X, k, 2,, E Y, k, 2 it can.

この他、例えば重みw,w,wを適当に定めることにより、レチクルR1の伸縮補正(ファーストパターニングにおけるレチクル伸縮補正の残差に対応)、レチクルR2の伸縮補正(セカンドパターニングにおけるレチクル伸縮補正の残差に対応)、レチクルR1,R2の伸縮のずれの補正(ファーストパターニング及びセカンドパターニング間のレチクル伸縮補正残差の差に対応)、又はこれらの任意の組み合わせを重視して、補正モデルを最適化することもできる。 In addition, for example, by appropriately determining the weights w 1 , w 2 , and w 3 , the reticle R1 expansion / contraction correction (corresponding to the residual reticle expansion correction in the first patterning) and the reticle R2 expansion / contraction correction (reticle expansion / contraction in the second patterning) Correction model), correction of the displacement of the reticle R1, R2 expansion / contraction deviation (corresponding to the difference in reticle expansion correction residual between the first patterning and second patterning), or any combination of these Can also be optimized.

なお、上記実施形態では、統計和として自乗和を採用したが、これに代えて自乗和の平均、標準偏差、絶対値和、又は絶対値和の平均を採用することもできる。   In the above embodiment, the sum of squares is used as the statistical sum, but instead of this, an average of the sum of squares, a standard deviation, an absolute value sum, or an average of the absolute value sums can be used.

なお、上記実施形態では、ロット内のウエハのそれぞれを露光する度にレチクル伸縮補正及びそのための事前計測及び事後計測を行うこととしたが、これに限らず、例えばレチクル伸縮の変化が緩やかである場合などには、レチクル伸縮補正及びそのための事前計測及び事後計測を所定枚数(複数枚)のウエハを露光する度に行うこととしても良い。なお、これに併せて、ウエハ毎にレチクル伸縮補正を行うか、所定枚数毎にレチクル伸縮補正を行うかを判断するための、事前計測と事後計測の計測結果から求められるレチクルRの実際の伸縮量とレチクル伸縮補正モデルを用いて求められる伸縮量の予測値との残差の閾値を定めると良い。   In the above-described embodiment, the reticle expansion / contraction correction and the pre-measurement and post-measurement are performed each time each wafer in the lot is exposed. However, the present invention is not limited to this. For example, the change in reticle expansion / contraction is gradual. In some cases, reticle expansion / contraction correction and pre-measurement and post-measurement therefor may be performed each time a predetermined number (multiple) of wafers are exposed. In addition to this, the actual expansion / contraction of the reticle R obtained from the measurement results of the pre-measurement and the post-measurement for determining whether the reticle expansion / contraction correction is performed for each wafer or the reticle expansion / contraction correction is performed for each predetermined number of wafers. The residual threshold value between the amount and the predicted value of the amount of expansion / contraction obtained using the reticle expansion / contraction correction model may be determined.

また、上記実施形態のデバイス製造システム1000には、1つの測定検査器120のみが導入されているが、複数の測定検査器を導入しても良い。ただし、1つのウエハについての事前計測と事後計測を、同じ測定検査器を用いて行うこととする。   In addition, although only one measurement / inspection instrument 120 is introduced into the device manufacturing system 1000 of the above embodiment, a plurality of measurement / inspection instruments may be introduced. However, pre-measurement and post-measurement for one wafer are performed using the same measurement / inspection instrument.

また、上記実施形態では、ロット内のウエハとしたが、レチクル伸縮が1ロット内で飽和しない場合、複数ロット内のウエハについて、レチクル伸縮補正、及び、そのための事前計測、事後計測を行うこととしても良い。   In the above-described embodiment, the wafer is in a lot. However, if the reticle expansion / contraction is not saturated in one lot, the reticle expansion / contraction correction, pre-measurement and post-measurement are performed for wafers in a plurality of lots. Also good.

また、上記実施形態では、ショットスケーリング成分の補正としたが、レチクル熱変形に起因する経時的な変形であれば、ショットシフト成分の補正、ショットローテーション成分の補正、ショット直交度成分の補正、2次以上のショット内高次変形成分の補正についても同様に適用できる。即ち、レチクル熱変形に起因して経時的に変化する前記各成分ごとに、ダブルパターニング法において使用される2つのレチクルのそれぞれの変形を記述するレチクル変形補正モデル式(3)、式(4)を算出し、レチクル変形補正パラメータ(飽和値と時定数)を求め、露光処理中に補正する。   In the above embodiment, the shot scaling component is corrected. However, if the deformation is caused by the reticle thermal deformation, the shot shift component correction, the shot rotation component correction, the shot orthogonality component correction, The same can be applied to the correction of the higher-order deformation component in the next or higher shot. That is, reticle deformation correction model equations (3) and (4) describing the respective deformations of the two reticles used in the double patterning method for each component that changes with time due to thermal deformation of the reticle. Is calculated, the reticle deformation correction parameters (saturation value and time constant) are obtained, and are corrected during the exposure process.

また、上記実施形態では、ホスト600によって、図6、図7、及び図10のフローチャートに対応するロット処理シーケンスが行われるものとしたが、これに限らず、ホスト600の機能の少なくとも一部を、露光装置100の主制御装置50、その他の制御装置に持たせても良いことは勿論である。同様に、上記実施形態において、解析装置500が行うサブルーチン564の処理を、ホスト600、主制御装置50などの解析装置500以外のコンピュータが行うこととしても良い。   In the above embodiment, the lot processing sequence corresponding to the flowcharts of FIGS. 6, 7, and 10 is performed by the host 600. However, the present invention is not limited to this, and at least a part of the functions of the host 600 is performed. Of course, the main controller 50 of the exposure apparatus 100 and other controllers may be provided. Similarly, in the above embodiment, the processing of the subroutine 564 performed by the analysis device 500 may be performed by a computer other than the analysis device 500 such as the host 600 and the main control device 50.

なお、上記実施形態では、所望の線幅(露光装置の解像限界以下の線幅)、かつ所望のピッチのレジスト像を形成するためのレジスト・ストリミング・プロセスを含むダブルパターニング法に、上記実施形態を適用する場合について説明したが、これに限らず、側壁コーティング・プロセス(Sidewall Process)を含むダブルパターニング法は勿論、レジスト・ストリミングを行わないピッチスプリッティングタイプ、その他のタイプのダブルパターニング法にも上記実施形態は好適に適用できる。   In the above-described embodiment, the double patterning method including a resist trimming process for forming a resist image having a desired line width (a line width less than the resolution limit of the exposure apparatus) and a desired pitch is described above. Although the case where the embodiment is applied has been described, the present invention is not limited to this, but is not limited to a double patterning method including a side wall coating process (Sidewall Process), a pitch splitting type without resist trimming, and other types of double patterning methods. In addition, the above embodiment can be preferably applied.

本実施形態では、露光装置100を、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置としたが、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式、あるいは他の方式の露光装置であっても良い。これに代表されるように、各種装置についても、その種類には限定されない。また、上記実施形態は、半導体製造工程に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造工程にも適用可能である。また、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する工程、薄膜磁気ヘッドの製造工程、及び撮像素子(CCDなど)、マイクロマシン、有機EL、DNAチップなどの製造工程の他、すべてのデバイス製造工程における重ね合わせ管理に上記実施形態を適用することができるのは勿論である。   In the present embodiment, the exposure apparatus 100 is a step-and-scan type exposure apparatus, but is not limited thereto, and may be a step-and-repeat type or other type of exposure apparatus. As represented by this, the various apparatuses are not limited to those types. Moreover, the said embodiment is applicable not only to a semiconductor manufacturing process but the manufacturing process of the display containing a liquid crystal display element etc. In addition to the process of transferring the device pattern onto the glass plate, the manufacturing process of the thin film magnetic head, and the manufacturing process of the imaging device (CCD, etc.), micromachine, organic EL, DNA chip, etc. Of course, the above embodiment can be applied to management.

また、上記実施形態では、解析装置500をコンピュータとし、解析機能をそのコンピュータに実行させるプログラムにより実現するものとした。このプログラムは、インターネットからダウンロードされたり、CD−ROMのような情報記録媒体に記録された状態からインストールされたりするので、解析機能自体の追加、変更、修正が容易となる。   In the above embodiment, the analysis apparatus 500 is a computer, and the analysis function is realized by a program that causes the computer to execute the analysis function. Since this program is downloaded from the Internet or installed from a state recorded on an information recording medium such as a CD-ROM, the analysis function itself can be easily added, changed, or modified.

また、上記実施形態では、解析装置500を、例えばパーソナルコンピュータとした。すなわち解析装置500における解析処理は、解析プログラムが、PCで実行されることにより実現されている。この解析プログラムは、上述したようにメディアを介してPCにインストール可能となっていても良いし、インターネットなどを通じてPCにダウンロード可能となっていても良いのは前述したとおりである。また、解析装置500がハードウエアで構成されていても構わないのは勿論である。   In the above embodiment, the analysis apparatus 500 is a personal computer, for example. That is, the analysis processing in the analysis apparatus 500 is realized by executing an analysis program on a PC. As described above, the analysis program may be installable on the PC via the medium as described above, or may be downloaded to the PC via the Internet or the like. Of course, the analysis apparatus 500 may be configured by hardware.

本発明のマスク伸縮補正最適化方法は、ダブルパターニングにおけるマスク伸縮補正最適化に適している。また、本発明の露光方法は、物体上にパターンを精度良く重ね形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法、及びデバイス製造システムは、電子デバイスを製造するのに適している。   The mask expansion / contraction correction optimization method of the present invention is suitable for mask expansion / contraction correction optimization in double patterning. Further, the exposure method of the present invention is suitable for accurately forming a pattern on an object. The device manufacturing method and device manufacturing system of the present invention are suitable for manufacturing electronic devices.

100…露光装置、110…C/D、120…測定検査器、500…解析装置、900…デバイス製造処理装置群、1000…デバイス製造システム、W…ウエハ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Exposure apparatus, 110 ... C / D, 120 ... Measurement inspection device, 500 ... Analysis apparatus, 900 ... Device manufacturing processing apparatus group, 1000 ... Device manufacturing system, W ... Wafer.

Claims (41)

複数の物体のそれぞれに対して、既に形成された下地パターンに重ね合わせて、ターゲット層に、露光と現像とを含むリソグラフィ工程を複数回経てパターンを重ね合わせて形成する処理を、順次行う際に、第1回目の露光と第2回目の露光とでそれぞれ用いられるマスクの伸縮補正を最適化するマスク伸縮補正最適化方法であって、
前記複数の物体のうちの1つの物体の前記ターゲット層に前記目標パターンの一部を構成する第1パターンとともに形成された複数の第1マークを検出し、該検出結果を用いて前記第1パターンの形成に用いられる第1マスクの伸縮量を求め、該第1マスクの伸縮量と該伸縮量を記述する第1補正モデルから得られる伸縮量の予測値との第1の残差を求める第1工程と;
前記ターゲット層に前記目標パターンの一部を構成する第2パターンとともに形成された複数の第2マークを検出し、該検出結果を用いて前記第2パターンの形成に用いられる第2マスクの伸縮量を求め、該第2マスクの伸縮量と該伸縮量を記述する第2補正モデルから得られる伸縮量の予測値との第2の残差を求める第2工程と;
前記第1の残差と前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差との少なくとも1つについての統計和を用いて、前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する第3工程と;
を含むマスク伸縮補正最適化方法。
When each of a plurality of objects is sequentially performed by superimposing the pattern on the target layer by superimposing the pattern on the target layer by performing lithography processes including exposure and development a plurality of times. A mask expansion / contraction correction optimization method for optimizing the expansion / contraction correction of the mask used in each of the first exposure and the second exposure,
Detecting a plurality of first marks formed together with a first pattern constituting a part of the target pattern on the target layer of one of the plurality of objects, and using the detection result, the first pattern; The first mask used for forming the first mask is obtained by calculating an expansion amount of the first mask, and a first residual between the expansion amount of the first mask and the predicted value of the expansion amount obtained from the first correction model describing the expansion amount is obtained. One step;
A plurality of second marks formed together with a second pattern constituting a part of the target pattern on the target layer is detected, and the expansion / contraction amount of the second mask used for forming the second pattern using the detection result A second step of obtaining a second residual between the expansion / contraction amount of the second mask and the predicted value of the expansion / contraction amount obtained from the second correction model describing the expansion / contraction amount;
At least one of the first and second correction models using a statistical sum of at least one of the first residual, the second residual, and the difference between the first and second residuals. A third step of optimizing parameters relating to the amount of expansion and contraction of the mask;
Mask expansion / contraction correction optimization method.
前記第3工程では、前記第1の残差と前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差とについての統計和を用いて、前記第1及び第2補正モデルについてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する請求項1に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   In the third step, the first and second correction models are calculated using a statistical sum of the first residual, the second residual, and the difference between the first and second residuals. The mask expansion / contraction correction optimization method according to claim 1, wherein a parameter related to an amount of expansion / contraction of the mask is optimized. 前記第3工程では、前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差とのそれぞれについての統計和を用いて、前記第2補正モデルについてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する請求項1に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   In the third step, a parameter relating to the expansion / contraction amount of the mask for the second correction model is obtained using a statistical sum of each of the second residual and the difference between the first and second residuals. The mask expansion / contraction correction optimizing method according to claim 1, which is optimized. 前記第3工程では、前記第1の残差と前記第1及び第2の残差間の差とのそれぞれについての統計和を用いて、前記第1補正モデルについてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する請求項1に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   In the third step, a parameter relating to the amount of expansion / contraction of the mask for the first correction model is obtained using a statistical sum for each of the first residual and the difference between the first and second residuals. The mask expansion / contraction correction optimizing method according to claim 1, which is optimized. 前記1つの物体の前記ターゲット層上には複数の区画領域が形成され、該複数の区画領域のそれぞれには、前記第1パターンとともに前記第1マークが形成され、かつ前記第2パターンとともに前記第2マークが形成され、
前記第1工程では、前記複数の区画領域の少なくとも一部に形成された前記複数の第1マークを検出する請求項1〜4のいずれか一項に記載のマスク伸縮補正最適化方法。
A plurality of partition regions are formed on the target layer of the one object, the first marks are formed together with the first pattern in each of the plurality of partition regions, and the first marks are formed together with the second pattern. 2 marks are formed,
5. The mask expansion / contraction correction optimization method according to claim 1, wherein in the first step, the plurality of first marks formed in at least a part of the plurality of partitioned regions are detected.
前記第2工程では、前記複数の区画領域の少なくとも一部に形成された前記複数の第2マークを検出する請求項5に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   The mask expansion / contraction correction optimization method according to claim 5, wherein in the second step, the plurality of second marks formed in at least a part of the plurality of partitioned regions are detected. 前記統計和は、自乗和、自乗和の平均、標準偏差、絶対値和、及び絶対値和の平均のうちの少なくとも1つを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   The mask expansion / contraction according to any one of claims 1 to 6, wherein the statistical sum includes at least one of a sum of squares, an average of sum of squares, a standard deviation, an absolute value sum, and an average of absolute value sums. Correction optimization method. 前記統計和は、前記第1の残差と前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差のそれぞれについて統計的重みを加味して求められる請求項7に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   The mask according to claim 7, wherein the statistical sum is obtained by adding a statistical weight to each of the difference between the first residual, the second residual, and the first and second residuals. Stretch correction optimization method. 前記第1パターンの形成に先立って、前記物体上に前記下地パターンとともに形成された複数のマークを検出し、前記複数のマークの検出結果を用いて前記下地パターンの形成位置の誤差を求める工程をさらに含む請求項1〜8のいずれか一項に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   Prior to the formation of the first pattern, detecting a plurality of marks formed on the object together with the base pattern, and obtaining an error in the formation position of the base pattern using a detection result of the plurality of marks. Furthermore, the mask expansion-contraction correction | amendment optimization method as described in any one of Claims 1-8 further included. 前記第1工程では、前記複数の第1マークの検出結果を用いて前記下地パターンに対する前記第1パターンの位置合わせ誤差を求め、前記下地パターンの形成位置の誤差と前記第1パターンの位置合わせ誤差とを用いて前記第1マスクの伸縮量を求める請求項9に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   In the first step, an alignment error of the first pattern with respect to the base pattern is obtained using detection results of the plurality of first marks, and an error in the formation position of the base pattern and an alignment error of the first pattern The mask expansion / contraction correction optimization method according to claim 9, wherein the expansion / contraction amount of the first mask is obtained using. 前記第2工程では、前記複数の第2マークの検出結果を用いて前記下地パターンに対する前記第2パターンの位置合わせ誤差を求め、前記下地パターンの形成位置の誤差と前記第2パターンの位置合わせ誤差とを用いて前記第2マスクの伸縮量を求める請求項9又は10に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   In the second step, an alignment error of the second pattern with respect to the base pattern is obtained using detection results of the plurality of second marks, and an error in the formation position of the base pattern and an alignment error of the second pattern The mask expansion / contraction correction optimization method according to claim 9, wherein the expansion / contraction amount of the second mask is obtained using 前記第3工程では、前記統計和を用いて前記第1及び第2補正モデルの精度を検証し、該検証結果に基づいて、前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する請求項1〜11のいずれか一項に記載のマスク伸縮補正最適化方法。   In the third step, the accuracy of the first and second correction models is verified using the statistical sum, and based on the verification result, at least one of the first and second correction models is set to the expansion / contraction amount of the mask. The mask expansion / contraction correction optimization method according to claim 1, wherein the parameter is optimized. 複数の物体のそれぞれに対して、既に形成された下地パターンに重ね合わせて、ターゲット層に、露光と現像とを含むリソグラフィ工程を複数回経てパターンを重ね合わせて形成する処理を、順次行う露光方法であって、
請求項1〜12のいずれか一項に記載のマスク伸縮補正最適化方法を用いて、前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化することと;
前記第1補正モデルを用いて前記第1パターンを前記複数の物体のうちの別の物体のターゲット層に位置合わせし、該ターゲット層上に前記第1パターンを転写することと;
前記第2補正モデルを用いて前記第2パターンを前記別の物体のターゲット層に位置合わせし、該ターゲット層上に前記第2パターンを転写することと;
を含む露光方法。
An exposure method for sequentially performing a process of superimposing a pattern on a target layer by performing lithography processes including exposure and development on the target layer a plurality of times so as to overlap each of a plurality of objects with an already formed base pattern. Because
Using the mask expansion / contraction correction optimization method according to any one of claims 1 to 12 to optimize a parameter related to an amount of expansion / contraction of the mask for at least one of the first and second correction models;
Aligning the first pattern with a target layer of another object of the plurality of objects using the first correction model, and transferring the first pattern onto the target layer;
Aligning the second pattern with the target layer of the other object using the second correction model, and transferring the second pattern onto the target layer;
An exposure method comprising:
前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に転写する際には、前記別の物体上の複数の区画領域の少なくとも一部に形成された複数のマークを検出し、該検出結果を用いてそれぞれ前記第1及び第2パターンを位置合わせする請求項13に記載の露光方法。   When transferring the first and second patterns onto the other object, a plurality of marks formed in at least a part of a plurality of partitioned areas on the other object are detected, and the detection result is used. The exposure method according to claim 13, wherein the first and second patterns are aligned with each other. 前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に転写する際には、それぞれ、前記第1及び第2補正モデルを用いて、前記複数の区画領域の倍率誤差に起因する前記第1及び第2パターンの位置合わせ誤差を補正する請求項14に記載の露光方法。   When transferring the first and second patterns onto the different objects, the first and second patterns caused by magnification errors of the plurality of partitioned regions are respectively obtained using the first and second correction models. The exposure method according to claim 14, wherein an alignment error between two patterns is corrected. 前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に転写する際には、それぞれ、前記第1及び第2補正モデルを用いて、前記複数の区画領域のシフト誤差、ローテーション誤差、直交度誤差、2次以上の高次変形誤差のうち、少なくても1つに起因する前記第1及び第2パターンの位置合わせ誤差を補正する請求項14に記載の露光方法。   When transferring the first and second patterns onto the different objects, the first and second correction models are used, respectively, to shift errors, rotation errors, orthogonality errors of the plurality of partitioned regions, The exposure method according to claim 14, wherein an alignment error of the first and second patterns caused by at least one of secondary and higher-order deformation errors is corrected. 前記第1及び第2パターンは光学系を介して前記物体上に転写され、
前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に転写する際には、前記光学系が備える一部の光学素子を駆動することによって、前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に位置合わせする請求項13〜16のいずれか一項に記載の露光方法。
The first and second patterns are transferred onto the object via an optical system;
When the first and second patterns are transferred onto the other object, the first and second patterns are moved onto the other object by driving some optical elements included in the optical system. The exposure method according to claim 13, wherein alignment is performed.
前記第1及び第2パターンは、該パターンが形成されたマスクを前記物体に対して相対駆動することにより該物体上に転写され、
前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に転写する際には、前記相対駆動を調整することによって、それぞれ前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に位置合わせする請求項13〜17のいずれか一項に記載の露光方法。
The first and second patterns are transferred onto the object by driving the mask on which the pattern is formed relative to the object,
14. When transferring the first and second patterns onto the different object, the first and second patterns are aligned on the different object by adjusting the relative driving, respectively. The exposure method as described in any one of -17.
マスクの伸縮量に係るパラメータを最適化することと、前記第1パターンを転写することと、前記第1パターンを転写することと、を繰り返すことにより、前記目標パターンを前記複数の物体のターゲット層に順次形成する請求項13〜18のいずれか一項に記載の露光方法。   By repeatedly optimizing a parameter related to the amount of expansion / contraction of the mask, transferring the first pattern, and transferring the first pattern, the target pattern is changed to a target layer of the plurality of objects. The exposure method according to claim 13, which is sequentially formed. マスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する第3工程は、所定数の物体毎に行われる、請求項19に記載の露光方法。   The exposure method according to claim 19, wherein the third step of optimizing the parameter related to the expansion / contraction amount of the mask is performed for each predetermined number of objects. 請求項13〜20のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、複数の物体上にパターンを形成することと;
前記パターンが形成された前記物体を現像することと;
を含むデバイス製造方法。
Forming a pattern on a plurality of objects using the exposure method according to any one of claims 13 to 20;
Developing the object on which the pattern is formed;
A device manufacturing method including:
複数の物体のそれぞれに対して、既に形成された下地パターンに重ね合わせて、ターゲット層に、露光と現像とを含むリソグラフィ工程を複数回経てパターンを重ね合わせて形成する処理を、順次行うデバイス製造システムであって、
マスクに形成されたパターンを前記複数の物体に転写する露光装置と;
前記物体上に形成されるマークを検出する機能を有する計測装置と;
前記露光装置と前記計測装置とに接続された上位コンピュータを含む1又は2以上のコンピュータと;を備え、
前記露光装置及び前記計測装置の制御用コンピュータ、並びに前記1又は2以上のコンピュータを含む複数のコンピュータのいずれかが、前記複数の物体のうちの1つの物体の前記ターゲット層に前記目標パターンの一部を構成する第1パターンとともに形成された複数の第1マークを、前記計測装置を用いて検出し、該検出結果を用いて前記第1パターンの形成に用いられる第1マスクの伸縮量を求め、該第1マスクの伸縮量と該伸縮量を記述する第1補正モデルから得られる伸縮量の予測値との第1の残差を求め、前記ターゲット層に前記目標パターンの一部を構成する第2パターンとともに形成された複数の第2マークを、前記計測装置を用いて検出し、該検出結果を用いて前記第2パターンの形成に用いられる第2マスクの伸縮量を求め、該第2マスクの伸縮量と該伸縮量を記述する第2補正モデルから得られる伸縮量の予測値との第2の残差を求め、前記第1の残差と前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差との少なくとも1つについての統計和を用いて、前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化するデバイス製造システム。
Device manufacturing for each of a plurality of objects, in which a pattern is superimposed and formed on a target layer by multiple lithography processes including exposure and development, overlaid on an already formed base pattern. A system,
An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask to the plurality of objects;
A measuring device having a function of detecting a mark formed on the object;
One or more computers including a host computer connected to the exposure apparatus and the measurement apparatus;
Any one of a plurality of computers including the exposure apparatus, the control computer for the measurement apparatus, and the one or more computers includes one of the target patterns on the target layer of one of the plurality of objects. A plurality of first marks formed together with the first pattern constituting the portion is detected using the measuring device, and the expansion / contraction amount of the first mask used for forming the first pattern is obtained using the detection result. A first residual between the expansion / contraction amount of the first mask and the predicted value of the expansion / contraction amount obtained from the first correction model describing the expansion / contraction amount is obtained, and a part of the target pattern is configured in the target layer. A plurality of second marks formed together with the second pattern are detected using the measuring device, and the amount of expansion / contraction of the second mask used for forming the second pattern is determined using the detection result. Therefore, a second residual between the expansion amount of the second mask and the predicted value of the expansion amount obtained from the second correction model describing the expansion amount is obtained, and the first residual and the second residual are obtained. Using a statistical sum of at least one of a difference and a difference between the first and second residuals, a parameter relating to a mask expansion / contraction amount is optimized for at least one of the first and second correction models. Device manufacturing system.
複数のコンピュータのいずれかは、前記第1の残差と前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差とについての統計和を用いて、前記第1及び第2補正モデルについてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する請求項22に記載のデバイス製造システム。   Any one of a plurality of computers uses the statistical sum of the first residual, the second residual, and the difference between the first and second residuals to perform the first and second corrections. 23. The device manufacturing system according to claim 22, wherein a parameter related to a mask expansion / contraction amount is optimized for the model. 複数のコンピュータのいずれかは、前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差とのそれぞれについての統計和を用いて、前記第2補正モデルについてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する請求項22に記載のデバイス製造システム。   Any of the plurality of computers uses a statistical sum for each of the second residual and the difference between the first and second residuals to relate to a mask expansion / contraction amount for the second correction model. 23. The device manufacturing system of claim 22, wherein the parameters are optimized. 複数のコンピュータのいずれかは、前記第1の残差と前記第1及び第2の残差間の差とのそれぞれについての統計和を用いて、前記第1補正モデルについてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する請求項22に記載のデバイス製造システム。   Any of the plurality of computers uses a statistical sum for each of the first residual and the difference between the first and second residuals to relate to a mask expansion / contraction amount for the first correction model. 23. The device manufacturing system of claim 22, wherein the parameters are optimized. 前記1つの物体の前記ターゲット層上には複数の区画領域が形成され、該複数の区画領域のそれぞれには、前記第1パターンとともに前記第1マークが形成され、かつ前記第2パターンとともに前記第2マークが形成され、
複数のコンピュータのいずれかは、前記複数の区画領域の少なくとも一部に形成された前記複数の第1マークを検出する請求項22〜25のいずれか一項に記載のデバイス製造システム。
A plurality of partition regions are formed on the target layer of the one object, the first marks are formed together with the first pattern in each of the plurality of partition regions, and the first marks are formed together with the second pattern. 2 marks are formed,
The device manufacturing system according to any one of claims 22 to 25, wherein any one of the plurality of computers detects the plurality of first marks formed in at least a part of the plurality of partition regions.
複数のコンピュータのいずれかは、前記複数の区画領域の少なくとも一部に形成された前記複数の第2マークを検出する請求項26に記載のデバイス製造システム。   27. The device manufacturing system according to claim 26, wherein any one of the plurality of computers detects the plurality of second marks formed in at least a part of the plurality of partition regions. 前記統計和は、自乗和、自乗和の平均、標準偏差、絶対値和、及び絶対値和の平均のうちの少なくとも1つを含む請求項22〜27のいずれか一項に記載のデバイス製造システム。   The device manufacturing system according to any one of claims 22 to 27, wherein the statistical sum includes at least one of a sum of squares, an average of sum of squares, a standard deviation, an absolute value sum, and an average of absolute value sums. . 前記統計和は、前記第1の残差と前記第2の残差と前記第1及び第2の残差間の差のそれぞれについて統計的重みを加味して求められる請求項28に記載のデバイス製造システム。   29. The device of claim 28, wherein the statistical sum is obtained by adding a statistical weight to each of the first residual, the second residual, and the difference between the first and second residuals. Manufacturing system. 複数のコンピュータのいずれかは、前記第1パターンの形成に先立って、前記物体上に前記下地パターンとともに形成された複数のマークを前記計測装置を用いて検出し、前記複数のマークの検出結果を用いて前記下地パターンの形成位置の誤差を求める請求項22〜29のいずれか一項に記載のデバイス製造システム。   Prior to the formation of the first pattern, any of the plurality of computers detects a plurality of marks formed on the object together with the base pattern using the measuring device, and the detection results of the plurality of marks are detected. The device manufacturing system according to any one of claims 22 to 29, which is used to obtain an error in a formation position of the base pattern. 複数のコンピュータのいずれかは、前記複数の第1マークの検出結果を用いて前記下地パターンに対する前記第1パターンの位置合わせ誤差を求め、前記下地パターンの形成位置の誤差と前記第1パターンの位置合わせ誤差とを用いて前記第1マスクの伸縮量を求める請求項30に記載のデバイス製造システム。   One of the plurality of computers obtains an alignment error of the first pattern with respect to the base pattern using detection results of the plurality of first marks, and determines an error in the formation position of the base pattern and the position of the first pattern The device manufacturing system according to claim 30, wherein an amount of expansion / contraction of the first mask is obtained using an alignment error. 複数のコンピュータのいずれかは、前記複数の第2マークの検出結果を用いて前記下地パターンに対する前記第2パターンの位置合わせ誤差を求め、前記下地パターンの形成位置の誤差と前記第2パターンの位置合わせ誤差とを用いて前記第2マスクの伸縮量を求める請求項30又は31に記載のデバイス製造システム。   One of the plurality of computers obtains an alignment error of the second pattern with respect to the base pattern using the detection results of the plurality of second marks, and determines an error in the formation position of the base pattern and the position of the second pattern 32. The device manufacturing system according to claim 30, wherein an amount of expansion / contraction of the second mask is obtained using an alignment error. 複数のコンピュータのいずれかは、前記統計和を用いて前記第1及び第2補正モデルの精度を検証し、該検証結果に従って前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化する請求項22〜32のいずれか一項に記載のデバイス製造システム。   One of the plurality of computers verifies the accuracy of the first and second correction models using the statistical sum, and relates to a mask expansion / contraction amount for at least one of the first and second correction models according to the verification result. The device manufacturing system according to any one of claims 22 to 32, wherein the parameter is optimized. 前記露光装置が、前記第1補正モデルを用いて前記第1パターンを前記複数の物体のうちの別の物体のターゲット層に位置合わせし、該ターゲット層上に前記第1パターンを転写し、前記第2補正モデルを用いて前記第2パターンを前記別の物体のターゲット層に位置合わせし、該ターゲット層上に前記第2パターンを転写する請求項22〜33のいずれか一項に記載のデバイス製造システム。   The exposure apparatus aligns the first pattern with a target layer of another object of the plurality of objects using the first correction model, and transfers the first pattern onto the target layer; 34. A device according to any one of claims 22 to 33, wherein a second correction model is used to align the second pattern with a target layer of the other object and to transfer the second pattern onto the target layer. Manufacturing system. 前記露光装置は、前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に転写する際には、前記別の物体上の複数の区画領域の少なくとも一部に形成された複数のマークを検出し、該検出結果を用いてそれぞれ前記第1及び第2パターンを位置合わせする請求項34に記載のデバイス製造システム。   The exposure apparatus detects a plurality of marks formed in at least a part of a plurality of partitioned regions on the other object when the first and second patterns are transferred onto the other object, The device manufacturing system according to claim 34, wherein the first and second patterns are aligned using the detection result. 前記露光装置は、前記第1及び第2補正モデルを用いて、前記複数の区画領域の倍率誤差に起因する前記第1及び第2パターンの位置合わせ誤差を補正する請求項35に記載のデバイス製造システム。   36. The device manufacturing method according to claim 35, wherein the exposure apparatus corrects an alignment error of the first and second patterns caused by a magnification error of the plurality of partitioned regions using the first and second correction models. system. 前記露光装置は、前記第1及び第2補正モデルを用いて、前記複数の区画領域のシフト誤差、ローテーション誤差、直交度誤差、2次以上の高次変形誤差のうち、少なくても1つに起因する前記第1及び第2パターンの位置合わせ誤差を補正する請求項35に記載のデバイス製造システム。   The exposure apparatus uses the first and second correction models to at least one of a shift error, a rotation error, an orthogonality error, and a second or higher order deformation error of the plurality of partitioned regions. 36. The device manufacturing system according to claim 35, wherein the resulting alignment error of the first and second patterns is corrected. 前記露光装置は、前記第1及び第2パターンを前記物体上に転写する光学系を有し、該光学系が備える一部の光学素子を駆動制御することによって、前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に位置合わせする請求項34〜37のいずれか一項に記載のデバイス製造システム。   The exposure apparatus includes an optical system that transfers the first and second patterns onto the object, and controls the first and second patterns by driving and controlling some optical elements included in the optical system. 38. The device manufacturing system according to any one of claims 34 to 37, wherein the device is aligned on the other object. 前記露光装置は、前記第1及び第2パターンを、該パターンが形成されたマスクを前記物体に対して相対駆動することによって前記物体上に転写し、前記相対駆動を調整することによって前記第1及び第2パターンを前記別の物体上に位置合わせする請求項34〜38のいずれか一項に記載のデバイス製造システム。   The exposure apparatus transfers the first and second patterns onto the object by relatively driving a mask on which the pattern is formed with respect to the object, and adjusting the relative drive to adjust the first pattern. The device manufacturing system according to any one of claims 34 to 38, wherein the second pattern is aligned on the other object. 前記第1パターンの位置合わせ誤差を求めることと、前記第2パターンの位置合わせ誤差を求めることと、前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化することと、前記別の物体のターゲット層に前記第1及び第2パターンを転写することと、を繰り返すことにより、前記目標パターンを前記複数の物体のターゲット層に順次形成する請求項34〜39のいずれか一項に記載のデバイス製造システム。   Obtaining an alignment error of the first pattern; obtaining an alignment error of the second pattern; and optimizing a parameter relating to an expansion / contraction amount of the mask for at least one of the first and second correction models. 40. The target pattern is sequentially formed on the target layers of the plurality of objects by repeating and transferring the first and second patterns to the target layer of the different objects. The device manufacturing system according to claim 1. 前記第1パターンの位置合わせ誤差を求めることと、前記第2パターンの位置合わせ誤差を求めることと、前記第1及び第2補正モデルの少なくとも一方についてマスクの伸縮量に係るパラメータを最適化することは、所定数の物体毎に行われる請求項40に記載のデバイス製造システム。   Obtaining an alignment error of the first pattern; obtaining an alignment error of the second pattern; and optimizing a parameter relating to an expansion / contraction amount of the mask for at least one of the first and second correction models. 41. The device manufacturing system according to claim 40, which is performed for each predetermined number of objects.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9354527B2 (en) 2013-08-01 2016-05-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Overlay displacement amount measuring method, positional displacement amount measuring method and positional displacement amount measuring apparatus
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