JP4792285B2 - モデル・パラメータを使用して自動プロセス補正を行うための方法及びシステム、並びにこのような方法及びシステムを使用したリソグラフィ機器 - Google Patents

Description

本発明は、基板テーブル上で基板を位置調整する方法に関するものである。本発明は、自動プロセス制御方法にも関し、さらに、本発明は、位置調整方法を実施するリソグラフィ機器に関するものである。さらに、本発明は、リソグラフィ機器のコンピュータ・システムに関し、さらに、本発明は、位置調整方法によるコンピュータ・プログラムに関する。本発明は、位置調整方法が用いられるように構成されたデバイス製作方法にも関するものである。さらに、本発明は、位置調整方法が用いられるように構成された自動プロセス制御システムに関するものである。

リソグラフィ機器は、基板に、通常は基板の目標部分に所望のパターンを形成する機械である。

リソグラフィ機器は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製作に使用できる。この状況では、マスク又はレチクルとも称するパターン形成装置を使用して、ＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンを形成できる。このパターンは、基板（例えばシリコン基板）の（例えば、ダイの一部或いは１つ又は複数のダイを含む）目標部分に転写することができる。

パターンの転写は、典型的には、基板に形成された放射感受性材料（レジスト）の層への結像を介して行われる。一般に、１枚の基板は、次々にパターン形成される隣接した網目状の目標部分を含む。従来型リソグラフィ機器の例は、目標部分にパターン全体を１回露光することによって各目標部分が照射されるいわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）に放射ビームを通過させてパターンを走査し、この方向と平行又は逆平行に基板を同期走査することによって各目標部分が照射されるいわゆるスキャナである。基板にパターンをインプリント（押印）することによって、パターン形成装置から基板にパターンを転写することも可能である。

一般に、超小型電子集積回路を得るためには、複数のパターンの形成された層を互いに重ねて形成することが必要とされる。

パターンの形成された層の相互の位置調整は、後続のパターン形成された層におけるフィーチャが、設計どおりに相互に実質的にぴったり合う（重なり合う）ようにするために十分に正確であるべきである。

最小フィーチャ・サイズは、１００ｎｍ未満であることがあるので、（１つ層と次の層の）重ね合わせ誤差は、この最小フィーチャの寸法より小さくすべきである。

この目的のため、マスクに対する基板の位置調整は、集積回路の設計規則によって設定された制限内で、基板がマスクのパターンに対して露光されるために十分に正確でなければならない。

パターンの形成される各層を規定するために１つの第１リソグラフィ機器しか使用しない場合は、上記の位置調整手順により、すべてのパターンの形成される層を十分に正確に位置調整できる。重ね合わせ誤差を最小限に抑えるために必要とされるのは、層と層との適切な位置調整手順だけである。

しかし、次のパターンの形成される層に（少なくとも）第２のリソグラフィ機器を使用する場合には、１つのリソグラフィ機器と別のリソグラフィ機器で変動し得る基板の（チャック）位置調整の差が、重ね合わせに影響を及ぼすことがある。このように、第２リソグラフィ機器における露光フィールドが、第１リソグラフィ機器で用いられたフィールド位置に対して相対的にずれる（且つ／又は回転する）ことがあるので、機械に関係する大きな重ね合わせ誤差が生じ得る。

重ね合わせ誤差は一般に、オフライン（非直結）ツールを使用して求めなければならない。オフライン・ツールでは、第１リソグラフィ機器で露光されパターン形成された層及び第２リソグラフィ機器で露光されパターン形成された層のいずれにも存在する重ね合わせマークから、機械に関係する重ね合わせ誤差を求める。このような重ね合わせマークは、当業者には「ボックス・イン・ボックス（ｂｏｘ−ｉｎ−ｂｏｘ）」ターゲットとしても知られている。オフライン測定にはいくらか時間が必要とされるので、このようなオフライン解析には問題がある。第２リソグラフィ機器においてバッチの第１基板が露光された後で、第２リソグラフィ機器において後続の基板を露光できるのは、第１基板に関する重ね合わせ誤差がわかり、第２リソグラフィ機器においてこの重ね合わせ誤差が補償された後だけである。そのため、（オフラインで）重ね合わせ誤差が求められた後でしか、バッチをそれ以上処理することができない。より最新のシステムでは、履歴データを用いて予想される重ね合わせ誤差、したがって補償値を求める。

さらに、重ね合わせ誤差の精度は高くなく、テストされる基板の数が多い場合にしか向上しない。それと同時に、オフライン検査に必要とされる時間はさらに長くなる。

第１リソグラフィ機器での露光と、第２リソグラフィ機器での後続の露光との間の重ね合わせ誤差を補正するオフライン手順の必要性を低減するか、さらにはなくすことのできる方法を提供することが望ましい。

本発明の実施例によれば、リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整する方法が提供される。この基板は、複数の位置調整用マークを含む。これらの位置調整用マークは、少なくとも１つの別のリソグラフィ機器によって規定されたものであり、基板上の座標系として基板格子（グリッド）を提供するように構成される。この座標系は、第１方向と、第１方向に直交する第２方向とを有する。この方法は、位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得する段階と、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定する段階と、第１の組のパラメータに加えて、少なくとも１つの追加の直交スケーリング（縮尺）パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定する段階とを含む。この方法では、少なくとも１つの追加の直交縮尺パラメータのデータに基づく自動プロセス制御データによって、リソグラフィ機器と少なくとも１つの別のリソグラフィ機器との機械と機械の差（機械間の差）を補正する自動プロセス制御動作を実施できる。

有利には、本発明は、リソグラフィ機器間の位置調整及び重ね合わせの差を考慮に入れた方法を提供する。この方法は、オンラインで実行できる。すなわち、露光工程に先立つ通常の光学式基板位置調整手順の間に、リソグラフィ機器内で位置調整及び重ね合わせの差を求めることができ、実質的にオフライン時間を短くできる。

ここでは、「直交縮尺パラメータ」という用語は、第１リソグラフィ機器と第２リソグラフィ機器との機械間の差に関係するパラメータとして用いられる。この差は、機械間の直交差による回転位置調整不良、及び／又は機械間の第１方向及び第２方向の縮尺（スケーリング）差による並進移動位置調整不良を含む。

本発明の実施例によれば、上記で説明したリソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整する方法を含めて、リソグラフィ機器の自動プロセス制御方法が提供される。

本発明の一態様によれば、基板を保持するように構築された基板テーブルを備えるリソグラフィ機器が提供される。基板は、複数の位置調整用マークを含む。これらの位置調整用マークは、少なくとも１つの別のリソグラフィ機器によって規定されたものであり、基板の座標系として基板格子を提供するように配置される。この座標系は、第１方向と、第１方向に直交する第２方向とを有する。このリソグラフィ機器はさらに、基板格子に沿って基板を位置調整するように構成された位置調整システムを備える。このリソグラフィ機器は、位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得し、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定し、第１の組のパラメータに加えて、少なくとも１つの追加の直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定するように構成される。このリソグラフィ機器は、少なくとも１つの追加の直交縮尺パラメータのデータに基づく自動プロセス制御データによって、リソグラフィ機器と、少なくとも１つの別のリソグラフィ機器との機械間の差を補正する自動プロセス制御動作を実施できる。

本発明の一態様によれば、リソグラフィ機器のコンピュータ・システムが提供される。このコンピュータ・システムは、処理ユニット及びメモリを備える。この処理ユニットは、メモリに接続される。このリソグラフィ機器は、リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整するように構成される。この基板は、複数の位置調整用マークを含む。これらの位置調整用マークは、別のリソグラフィ機器によって規定されたものであり、基板の座標系として基板格子を提供するように配置される。この座標系は、第１方向と、第１方向に直交する第２方向とを有する。このコンピュータ・システムは、処理ユニット及びこの処理ユニットに接続されたメモリを備える。このコンピュータ・システムは、位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得し、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定し、第１の組のパラメータに加えて、少なくとも１つの追加の直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定することを実施できるリソグラフィ機器を提供するように構成される。このコンピュータ・システムは、少なくとも１つの追加の直交縮尺パラメータのデータに基づく自動プロセス制御データによって、リソグラフィ機器と、少なくとも１つの別のリソグラフィ機器との機械間の差を補正する自動プロセス制御動作を実施できるリソグラフィ機器を提供する。

本発明の一態様によれば、リソグラフィ機器のコンピュータ・システムによってロードされるコンピュータ・プログラムが提供される。このコンピュータ・システムは、処理ユニット及びメモリを備える。この処理ユニットは、メモリに接続される。このコンピュータ・プログラムは、リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整するように構成される。この基板は、複数の位置調整用マークを含む。これらの位置調整用マークは、別のリソグラフィ機器によって規定されたものであり、基板の座標系として基板格子を提供するように配置される。この座標系は、第１方向と、第１方向に直交する第２方向とを有する。このコンピュータ・プログラムは、ロードされた後に、位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得し、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定し、第１の組のパラメータに加えて、少なくとも１つの追加の直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定することを実施できるリソグラフィ機器を提供する。このコンピュータ・プログラムは、少なくとも１つの追加の直交縮尺パラメータのデータに基づく自動プロセス制御データによって、リソグラフィ機器と、少なくとも１つの別のリソグラフィ機器との機械間の差を補正する自動プロセス制御動作を実施できるリソグラフィ機器を提供する。

本発明の一態様によれば、パターン形成装置から基板にパターンを転写する段階を含むデバイス製作方法が提供される。パターンを転写する段階は、リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整する段階を含む。この基板は、複数の位置調整用マークを含む。これらの位置調整用マークは、別のリソグラフィ機器によって規定されたものであり、このデバイス製作方法は、基板の座標系として基板格子を提供するように構成される。この座標系は、第１方向と、第１方向に直交する第２方向とを有する。この方法は、位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得する段階と、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定する段階と、第１の組のパラメータに加えて、少なくとも１つの追加の直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、この位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定する段階とを含む。この方法により、少なくとも１つの追加の直交縮尺パラメータのデータに基づく自動プロセス制御データによって、リソグラフィ機器と、少なくとも１つの別のリソグラフィ機器との機械間の差を補正する自動プロセス制御動作を実施できる。

また、本発明の別の態様では、サーバ、リソグラフィ機器、及び少なくとも１つの別のリソグラフィ機器を備える自動プロセス制御システムが提供される。このサーバは、ファブ・ホスト・コンピュータ・システム（すなわち、リソグラフィ機器を備えた生産設備を管理するコンピュータ・システム）を含む。このリソグラフィ機器及び少なくとも１つの別のリソグラフィ機器はそれぞれ、コンピュータ・システムを含む。各コンピュータ・システムは、処理ユニット及びこの処理ユニットに接続されたメモリを備える。このファブ・ホスト・コンピュータ・システムは、リソグラフィ機器のコンピュータ・システム及び少なくとも１つの別のリソグラフィ機器のコンピュータ・システムに接続される。この自動プロセス制御システムは、上記で説明したリソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整する方法が行われるように構成される。この自動プロセス制御システムは、追加の直交縮尺パラメータのデータに基づく自動プロセス制御データによって、リソグラフィ機器と、少なくとも１つの別のリソグラフィ機器との機械間の差を補正するリソグラフィ機器用の自動プロセス制御工程を実施できるように構成される。

本発明の一態様では、第１リソグラフィ機器のコンピュータ・システムによってロードされるコンピュータ・プログラムが提供される。このコンピュータ・システムは、処理ユニット及びメモリを備える。この処理ユニットは、メモリに接続される。このコンピュータ・システムは、第１リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整するように構成される。この基板は、複数の位置調整用マークを含む。これらの位置調整用マークは、第２リソグラフィ機器によって規定されたものであり、座標系として基板格子を提供するように配置される。この座標系は、第１方向と、第１方向に実質的に直交する第２方向とを有する。前記コンピュータ・プログラムは、複数の位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得する段階と、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定する段階と、第１の組のパラメータに加えて、直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、この位置調整用マーク・データから基板の基板格子を決定する段階と、直交縮尺パラメータに基づく自動プロセス制御データによって、第１リソグラフィ機器と、第２リソグラフィ機器との機械間の差を補正する段階とを含む方法に従って前記基板の位置調整を実施するための、前記コンピュータ・システムによって実行できる機械実行可能命令を含む。

次に、添付の概略図面を参照して、単なる例として本発明の実施例を説明する。図面では、対応する参照記号はそれに対応する部分を示す。

図１に、本発明の一実施例によるリソグラフィ機器を概略的に示す。この機器は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射）を調整するように構成された照明系（照明器）ＩＬと、パターン形成装置（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構築された支持構造体（例えば、マスク・テーブル）ＭＴであって、ある種のパラメータに従ってパターン形成装置を正確に位置決めするように構成された第１位置決め装置ＰＭに結合された支持構造体ＭＴを備える。この機器は、また、基板（例えば、レジストを塗布した基板）Ｗを保持するように構成された基板テーブルＷＴであって、ある種のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２位置決め装置ＰＷに結合された基板テーブルＷＴと、基板Ｗの（例えば、１つ又は複数のダイを含む）目標部分Ｃに、パターン形成装置ＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを投影するように構成された投影系（例えば、屈折型投影レンズ系）ＰＳとを備える。

照明系は、放射を方向づけ、整形し、また制御する屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電気型、その他の種類の光学要素、或いはこれらの任意の組合せなど、様々な種類の光学要素を含むことができる。

支持構造体は、パターン形成装置を支持し、すなわち、パターン形成装置の重量を支える。この支持構造体は、パターン形成装置の向き、リソグラフィ機器の設計、並びに、例えばパターン形成装置が真空環境内で保持されるか否かなどの他の条件によって決まる方法で、パターン形成装置を保持する。この支持構造体は、機械、真空、静電気その他のクランプ技術を利用して、パターン形成装置を保持できる。この支持構造体は、例えばフレーム（枠台）又はテーブルとすることができ、これらは必要に応じて固定又は移動可能とできる。この支持構造体は、例えば投影系に関してパターン形成装置が所望の位置にくるようにできる。本明細書で用いる「レチクル」又は「マスク」という用語は、「パターン形成装置」というより一般の用語と同義とみなすことができる。

本明細書で用いる「パターン形成装置」という用語は、基板の目標部分にパターンを形成するなどのために、放射ビームの横断面にパターンを付与するために使用できる任意の装置を指すと広く解釈すべきである。放射ビームに付与されるパターンは、例えば、このパターンが位相シフト用のフィーチャ、すなわち、いわゆるアシスト・フィーチャを含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに厳密に対応しない場合があることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイス内の特定の機能層に対応する。

パターン形成装置は、透過型又は反射型にできる。パターン形成装置の実施例には、マスク、プログラム可能なミラー配列（アレイ）、及びプログラム可能なＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは周知のものであり、その例には、バイナリ型、交互配置位相シフト型、及びハーフトーン位相シフト型などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。プログラム可能なミラー配列の実施例では、入射する放射ビームが異なる方向に反射されるように、それぞれ個々に傾けることのできるマトリックス（行列）配置の小ミラーを使用する。これらの傾いたミラーにより、ミラー・マトリックスによって反射される放射ビームにパターンが付与される。

本明細書で用いる「投影系」という用語は、用いられる露光放射、或いは浸漬液の使用又は真空の使用などの他の要因に対して適宜、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁気型、及び静電気型の光学系、又はこれらの任意の組合せを含めて、任意の種類の投影系を包含すると広く解釈すべきである。本明細書で用いる「投影レンズ」という用語は、「投影系」というより一般の用語と同義とみなすことができる。

ここで示すように、この機器は、（例えば、透過性マスクを使用する）透過型のものである。或いは、この機器は、（例えば、上記で言及した種類のプログラム可能なミラー配列を使用するか、或いは反射性マスクを使用する）反射型のものとできる。

このリソグラフィ機器は、２つ（２ステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有する種類のものとできる。このような「複数ステージ」型の機械では、追加のテーブルを並列で使用できる。すなわち、１つ又は複数のテーブルで準備工程を実施しながら、１つ又は複数の他のテーブルを使用して露光を行うことができる。

このリソグラフィ機器は、比較的高屈折率の液体、例えば水で基板の少なくとも一部を覆って、投影系と基板との間の空間を満たす種類のものにできる。浸漬液は、リソグラフィ機器内の他の空間、例えばマスクと投影系との間に適用もできる。投影系の開口数を大きくする液浸技術は、当技術分野では周知のものである。本明細書で用いる「浸漬」という用語は、基板などの構造体を液体中に浸さなければならないという意味ではなく、露光中に、投影系と基板との間に液体を配置するというだけの意味である。

図１を参照すると、照明器ＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源とリソグラフィ機器は、例えば放射源がエキシマ・レーザの場合は別々の要素にできる。このような場合には、放射源がリソグラフィ機器の一部を形成するとはみなさず、放射ビームは、放射源ＳＯから、例えば適当な方向づけミラー及び／又はビーム拡大器（エキスパンダ）を含むビーム伝達系ＢＤを使用して照明器ＩＬに至る。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプの場合、放射源はリソグラフィ機器と一体の部分にできる。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬは、必要な場合には、ビーム伝達系ＢＤとともに放射系と称することがある。

照明器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節する調節装置ＡＤを含むことができる。一般に、照明器の瞳面内の強度分布の少なくとも（一般に、それぞれ外側σ及び内側σと称する）外側及び／又は内側の径方向範囲を調節できる。照明器ＩＬはさらに、統合器ＩＮ及びコンデンサＣＯなど、他の様々な構成要素を備えることがある。この照明器を使用して放射ビームを調整し、それによって放射ビーム断面において所望の均一性及び強度分布を得ることができる。

放射ビームＢは、支持構造体（例えば、マスク・テーブルＭＴ）で保持されるパターン形成装置（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターン形成装置によってパターンが形成される。マスクＭＡを横切った後に、放射ビームＢは、投影系ＰＳを通過し、投影系ＰＳによって基板Ｗの目標部分Ｃに合焦する。第２位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉計測装置、リニア・エンコーダ、又は容量センサ）を使用して、基板テーブルＷＴを正確に移動させて、例えば、放射ビームＢの経路内で異なる目標部分Ｃを位置決めできる。同様に、第１位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサＩＦ１を使用して、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、或いは走査中に、放射ビームＢの経路に関してマスクＭＡを正確に位置決めできる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの一部を形成する（粗い位置決め用の）長ストローク・モジュール及び（精密位置決め用の）短ストローク・モジュールを使用して実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２位置決め装置ＰＷの一部を形成する長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュールを使用して実現できる。（スキャナと異なり）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータだけに連結でき、或いは固定とすることもできる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置調整用マークＭ１、Ｍ２及び基板位置調整用マークＰ１、Ｐ２を使用して位置調整できる。図に示す基板位置調整用マークは、専用の目標部分を占めているが、これらは、目標部分間の余白に配置できる（これらの余白は、スクライブ・レーンとして知られており、これらの中に配置された位置調整用マークは、スクライブ・レーン位置調整用マークとして知られている）。同様に、マスクＭＡに２つ以上のダイが設けられる状況では、マスク位置調整用マークは、これらのダイとダイの間に配置できる。

図に示す機器は、以下のモードの少なくとも１つのモードで使用できるはずである。

ステップ・モード：マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは本質的に固定したまま、放射ビームに付与されたパターン全体を目標部分Ｃに１回で投影する（すなわち、１回の静止露光）。次いで、Ｘ方向及び／又はＹ方向に基板テーブルＷＴの位置を変えて、異なる目標部分Ｃを露光できる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大寸法が、１回の静止露光で画像形成される目標部分Ｃの寸法を制限する。

スキャン・モード：マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査しながら、放射ビームに付与されたパターンを目標部分Ｃに投影する（すなわち、１回の動的な露光）。マスク・テーブルＭＴに対する相対的な基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの倍率（縮小率）及び像の反転特性によって決めることができる。スキャン・モードでは、露光フィールドの最大寸法が、１回の動的な露光における目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動長により、目標部分の（走査方向の）高さが決まる。

別のモード：プログラム可能なパターン形成装置を保持するマスク・テーブルＭＴを本質的に固定したまま、基板テーブルＷＴを移動又は走査しながら、放射ビームに付与されたパターンを目標部分Ｃに投影する。このモードでは一般に、パルス化された放射源を使用し、基板テーブルＷＴの各移動動作後に、或いは走査中の連続放射パルスの間に、プログラム可能なパターン形成装置を必要に応じて更新する。この動作モードは、上記で言及した種類のプログラム可能なミラー配列などのプログラム可能なパターン形成装置を利用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用できる。

基板テーブルＷＴは、リソグラフィ機器の基準フレーム内で基板テーブルの位置及び向きを較正するために使用する基準マーカ（又は基準点）を含むことに留意されたい。

上記で説明した使用モードの組合せ及び／又は変形、或いは全く異なる使用モードを用いることもできる。

図２に、第１リソグラフィ機器によって製作された複数のマークを含む基板を概略的に示す。

基板テーブルＷＴ上で基板Ｗを位置決めする。この基板には複数のダイ（に将来形成される部分）を配置する。ダイＤは、基板Ｗ上の１つの超小型電子デバイスに必要とされる基板の領域を示す。各ダイＤ内で、一連のリソグラフィ処理中に完全な超小型電子デバイスが形成される。明確化のため、ダイＤは１つのみを示す。

典型的には、超小型電子デバイスを形成するために、複数のパターンの形成された層を互いに重ねて形成して、このような超小型電子集積回路を得ることが必要とされる。

基板Ｗは、連続したリソグラフィ処理工程中に、位置調整及び重ね合わせの制御に使用する複数のマークＭを含む。

マークＭは、第１リソグラフィ機器によって実施される第１リソグラフィ処理によってゼロ層（基板表面）又は第１層に製作される。

マークＭが第１層に作製される場合、それと同時に、各ダイＤ内の超小型電子デバイスの第１層部分が形成される。

マークＭは、例えば、ダイＤ間のスクライブ・レーンなど、基板Ｗの所定の場所に配置される。

マークＭの配置にこのような所定の場所を用いることにより、当業者には周知のように、基板に基づく座標系又は「ウエハ格子」を構成できる。

基板格子の目的は、未完成の超小型電子デバイスの次の層の部分を形成するための後続の各リソグラフィ処理における基準を設けることである。

リソグラフィ機器によって実施される後続の各リソグラフィ処理において、基板Ｗ（すなわち、基板格子）の向きは、マークＭの位置に基づいて決められる。マークＭの位置は、例えば、マークＭでの光ビームの回折によって生成される回折光を光学的に測定することによって基板ＷのマークＭの位置を求めることのできるマーク検出システムによって測定される。ここでは、このマーク検出システムの厳密な説明は割愛する。当業者には周知のように、マークの位置を測定し解析する様々な方法が利用可能である。

基板Ｗ上の破線Ｘ及びＹにより、それぞれ第１方向Ｘ及び第２方向Ｙが示される。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは並進移動軸を示し、これらの軸に沿って、ダイＤが並進移動し、それを繰り返して、複数の均等なダイＤにより実質的に基板Ｗが満たされる。並進移動方向Ｘ、Ｙは、基板Ｗ上で各位置調整用マーク及び／又はダイＤの領域を画定する第１リソグラフィ処理によって定義される。

図３に、第１リソグラフィ機器で作製された複数のマークＭを含む基板Ｗを、第２リソグラフィ機器で見たものを概略的に示す。

リソグラフィ処理工程の後に、基板Ｗは、リソグラフィ機器から取り出され、適宜さらに処理される。したがって、先立つリソグラフィ処理工程の後に、第２又は別のリソグラフィ処理工程が実施されることになり、基板Ｗは再度、リソグラフィ機器に配置される。表面を露光する前に、これから作製するパターンと、前のリソグラフィ工程からの既に存在するパターンとの重ね合わせが十分に行われるように、基板Ｗの位置調整が必要である。

図３に、基板Ｗのパターン及びこれから作製するパターンを概略的に示す。矩形によって第１パターン層ＤＬ１内のダイの一部（第１ダイ部分）を示す（実線）。第１パターン層ＤＬ１は、第１リソグラフィ機器で製作されたものである。破線矢印線上の第２の矩形ＤＬ２により、第２パターン層ＤＬ２内の同じダイの一部（第２ダイ部分）を示す。第２パターン層ＤＬ２は、第２リソグラフィ機器によってこれから製作される。

第２パターン層ＤＬ２は、通常の位置調整手順を利用して位置調整されたものである。ただし、第１リソグラフィ機器と第２リソグラフィ機器との間の機械に関係する（すなわち、光学的且つ（電子）機械的な）差のために、それぞれの露光手順は同じではない。例えば、第２パターン層ＤＬ２内のパターンは、第１パターン層ＤＬ１内のパターンに対して相対的に位置がずれ、且つ回転している。

図を明解にするために、この位置のずれ及び回転は、第１ダイ部分ＤＬ１の領域の実質的に外側に第２ダイ部分ＤＬ２を投影することによって誇張されている。通常は、このように位置調整不良があっても、ＤＬ１とＤＬ２とは依然として重なり合って見えるであろう。そうではあるが、機械と機械の差により、並進移動及び回転によって、第１ダイ部分ＤＬ１と第２ダイ部分ＤＬ２との間には位置調整不良が生じる。

従来方式では、このような偏差を補正するために、第１リソグラフィ機器で既に露光の行われた１枚又は複数枚のテスト基板に対して、第２リソグラフィ機器でサンプル露光が行われる。次いで、各テスト基板ごとに、第２パターン部分を形成した後に、例えば、オフライン・モードで、（図示しない）ボックス・イン・ボックス式の重ね合わせマーカによって、第２パターン部分と第１パターン部分との重ね合わせを求める。重ね合わせ測定値から、第２リソグラフィ機器についての補正量が得られ、それによって、第１リソグラフィ機器で製作された第１パターン層ＤＬ１のパターンと第２パターン層ＤＬ２のパターンとの重ね合わせがより良好になる。この重ね合わせ補正は、パターンごとの補正であることに留意されたい。

しかし、従来方式の手順ではオフライン解析が必要であり、それによって製作処理が遅くなることがある。なぜなら、オフライン測定にはいくらかの時間が必要とされるからである。第２リソグラフィ機器において、あるバッチの第１基板が露光された後に、第２リソグラフィ機器において後続の基板を露光できるのは、第１基板に関する重ね合わせ誤差がわかり、第２リソグラフィ機器においてこの重ね合わせ誤差が補償された後だけである。そのため、オフラインで重ね合わせ誤差が求められた後にしか、バッチをそれ以上処理することができない。その上、オフライン解析によって求められる重ね合わせ誤差の精度は高くない。

本発明の方法では、オフライン測定の作業時間を短くできる。なぜなら、直交性及び縮尺の機械間の差に関して、位置調整データに基づいて、これらの直交性及び縮尺に関するプロセス補正量を求めることができるからである。本発明では、オンライン・モードで、すなわち、処理される基板が第２リソグラフィ機器の基板テーブルＷＴ上にある間に補正量が求められる。この補正は、１枚又は複数枚のテスト基板に対するオフライン測定を必要とせずに、基板に直接適用できる。基本的に、このような目的のためにテスト基板を使用することを省くことができる。さらに、以下で説明するように、得られる補正量を機械と機械の間の補正量として用いることができる。

あらかじめ第１リソグラフィ機器を使用して、基板Ｗに位置調整用マークＭ用のパターンが印刷される。このパターンは、当技術分野で知られている処理によって形成され、基板Ｗ（ゼロ層又は第１層）に転写される。基板Ｗの位置決めは通常、第２リソグラフィ機器の基板テーブルＷＴに積載した後に、事前位置調整工程及び位置調整工程によって行われる。

位置調整工程では、光学式位置調整システムによって位置調整用マークＭを測定する。この光学式位置調整システムは、（基板テーブルＷＴ上の）基板Ｗの位置調整用マークＭを照明する照明源と、位置調整用マークＭからの光信号を検出する１つ又は複数の光センサとを含む。各位置調整用マークＭは、照明源による照明に応答して光信号を生成する。これらの１つ又は複数の光センサは、位置調整用マークＭからの光信号を位置調整用マーク・データとして収集する。これらの測定中に、基板テーブルＷＴは、基本的にはそのＸ方向及びＹ方向に沿う一連の移動が行われることに留意されたい。

次に、基板テーブルＷＴの基板Ｗの位置及び向きの情報を得るために、ウエハ・格子モデルの１組の式を解くことによって、これらの位置調整用マークのデータを処理する。

リソグラフィ機器のフレーム内では、基板Ｗが装着される基板テーブルＷＴの位置及び向きは、基板テーブルＷＴの基準マーカ又は基準点からわかることに留意されたい。

基板Ｗの位置及び向きを求めるための様々な基板格子モデルが存在する。４、５、及び６個のパラメータに基づくモデルがよく知られている。

例えば、４パラメータ（４−ｐ）モデルでは、Ｘ方向の並進移動Ｔｘ、直交するＹ方向の並進移動Ｔｙ、基板テーブルＷＴの基準位置の周りの回転角Ｒ、及び全体的縮尺係数Ｓを用いて、基板テーブルＷＴの基準位置に対する相対的な位置及び向きが記述される。

５パラメータ（５−ｐ）又は６パラメータ（６−ｐ）のモデルは、５パラメータ・モデルでは、１つの全体的縮尺係数Ｓの代わりに、Ｘ方向の縮尺係数Ｓｘ及びＹ方向の縮尺係数Ｓｙが提供される点を除いて類似のものである。また、５パラメータ・モデルは、４−ｐモデルと同じパラメータと、５番目のパラメータとして直交性係数ＯＧとを含むことができる。そのため、５−ｐモデルでは実施形態に応じて、パラメータＴｘ、Ｔｙ、Ｒ、Ｓ及びＯＧ、又はＴｘ、Ｔｙ、Ｒ、Ｓｘ及びＳｙが提供される。

直交性係数ＯＧは、第１リソグラフィ機器において第１パターン層ＤＬ１を通して作製された現在のパターンと、第２リソグラフィ機器によって第２パターン層ＤＬ２を通して作製されることになるパターンとの間の非直交性を示す。

６パラメータ・モデルでは、４−ｐモデルのパラメータに加えて、Ｘ方向の縮尺係数Ｓｘ及びＹ方向の縮尺係数Ｓｙ、並びに直交性係数ＯＧ、すなわち、パラメータＴｘ、Ｔｙ、Ｒ、Ｓｘ、Ｓｙ、及びＯＧが提供される。

本発明では、４パラメータ・モデルによる位置調整用マーク・データに関する計算を用いてウエハ格子が求められ、それに従って基板Ｗが位置調整される。次いで、５パラメータ又は６パラメータのモデルを用いて、これらの位置調整用マーク・データに関する別の計算が実施される。当業者には周知のように、同じデータを用いても、４パラメータ・モデルから得られたパラメータの精度は、５パラメータ又は６パラメータのモデルからのパラメータの精度よりも高くなる。以下で説明するように、統計的な方法により、５−ｐ又は６−ｐのモデルによって求められた追加のパラメータの値（ＯＧ、又はＳｘ及びＳｙ、或いはその両方）の精度を改善できる。

５−ｐ及び６−ｐのモデルは、４−ｐモデルのパラメータに加えて追加のパラメータを含む（以下では、これら追加のパラメータを直交縮尺パラメータと称する）。具体的には、直交性係数ＯＧ、又は縮尺係数Ｓｘ及びＳｙ、或いはその両方は、第１リソグラフィ機器と第２リソグラフィ機器との光学的且つ（電気）機械的な差（すなわち、機械間の光学的且つ／又は電気機械的な差によって生じる機械間の差）を示す。

ここでは、「直交縮尺パラメータ」という用語は、第１リソグラフィ機器と第２リソグラフィ機器との機械間の差に関係するパラメータとして用いる。この差は、機械間の直交性の差による回転位置調整不良、及び／又は機械間の第１方向及び第２方向の縮尺差による並進移動位置調整不良を含む。

そのため、「直交縮尺パラメータ」という用語は、第１リソグラフィ機器と第２リソグラフィ機器との間の回転位置調整不良に関係する直交性係数ＯＧに関係し、且つ、ここで用いる「直交縮尺」という用語に含まれ得るＸ方向及びＹ方向の縮尺係数Ｓｘ及びＳｙに関係する（これらにより、厳密には直交性の変化は生じない）。

基板格子と、各機械ごとの基板テーブルＷＴ上の基準点との関連性のために、ある機械に関する基板格子を求めると（すなわち、それを基準として使用すると）、処理に使用する様々なリソグラフィ機械間で補正を行うことができる。

（４パラメータ・モデルによって決まる４つのパラメータに加えて）５パラメータ又は６パラメータのモデルによって得られる直交縮尺パラメータＯＧ、又はＳｘ及びＳｙ、或いはその両方は、２つのリソグラフィ機器についての、すなわち、第１リソグラフィ機器と第２リソグラフィ機器との機械間の差を記述する統計的なデータとして記憶される。

生産設備（例えば、「ウエハ生産」）の任意のリソグラフィ機器におけるリソグラフィ処理で露光を行うために位置調整される各基板Ｗを使用して、その特定のリソグラフィ機器と、位置調整用マークＭの形成によって基板格子を最初に規定したリソグラフィ機器との差に関して、追加のパラメータに関するデータを収集できる。このことを、図５を参照して示す。

特に、リソグラフィ処理は一般に、多くの基板Ｗを使用することを必要とするので、各被測定基板ごとに、且つ各機械ごとに記憶した直交縮尺パラメータＯＧ、又はＳｘ及びＳｙ、或いはその両方の統計分析をプロセス制御工程に用いて第２リソグラフィ機器の位置調整を補正し、それによって、第１リソグラフィ機器に関する第２リソグラフィ機器の光学的且つ（電気）機械的な差を補償できる。

６パラメータ・モデルからのデータの精度は、４パラメータ・モデルからのデータの精度よりも低いが、処理中の基板の（一般に大きな）数により、統計的に有意なデータを得ることができる。

図５を詳細に説明する前に、図５の構成でサーバとして使用できるコンピュータ・システムを説明する。

図４に、このようなコンピュータ・システム８を概略的に示す。

コンピュータ・システム８は、周辺装置を備えたホスト・プロセッサ（上位処理装置）２１を含む。ホスト・プロセッサ２１は、命令及びデータを格納する１つ又は複数のメモリ・ユニット１８、１９、２２、２３、２４、１つ又は複数の（例えば、フロッピー（登録商標）・ディスク１７、ＣＤ・ＲＯＭ又はＤＶＤ２０などを読み取る）読取りユニット３０、入力装置としてのキーボード２６及びマウス２７、並びに出力装置としてのモニタ２８及びプリンタ２９に接続される。トラックボール、タッチ・スクリーン、又はスキャナなどの他の入力装置及び他の出力装置も設けることができる。

図に示すメモリ・ユニットは、ＲＡＭ２２、（Ｅ）ＥＰＲＯＭ２３、ＲＯＭ２４、テープ・ユニット１９、及びハード・ディスク１８を含む。ただし、当業者に周知の、より多くのおよび／又は他のメモリ・ユニットを設けることができることを理解されたい。さらに、必要な場合には、これらのメモリ・ユニットの１つ又は複数をプロセッサ２１から物理的に離して配置できる。

プロセッサ２１は、１つのボックスとして示すが、並列に機能し、または、１つの主プロセッサによって制御されるいくつかの処理ユニットを含むことができる。これらの処理ユニットは、当業者に知られているように、例えばネットワーク・トポロジー内に互いに離して配置できる。

コンピュータ・システム８は、リソグラフィ機器の光学式位置調整システム３４に接続される。コンピュータ・システム８と光学式位置調整システム３４は、直接接続できるし、（図示しない）ネットワークを介して接続を構成することもできる。ネットワークを介した接続の場合、このネットワークは、ローカル・エリア・ネットワークとすることもでき、または通信ネットワークを含むこともできる。コンピュータ・システム８と光学式位置調整システム３４との接続は、例えば有線又は無線などの当業者に周知の任意の方法で実施できる。

コンピュータ構成８のプロセッサ２１は、本発明の方法を実施するソフトウエア・コードを実行できる。

図４に示すコンピュータ・システム８は、上記で説明した本発明方法の工程を実施するように構成される。すなわち、コンピュータ・システム８は、位置調整用マークＭの走査手順を制御し、基板Ｗの位置調整用マークＭに関して測定した光信号を、基板テーブルＷＴの位置及び向きの関数として記録できる。コンピュータ・システム８は、これらの測定によって収集されたデータに対してデータ処理を実施できる。すなわち、４−ｐモデルのパラメータＴｘ、Ｔｙ、Ｒ、Ｓ、並びに実施形態に応じて、５−ｐモデルのパラメータＴｘ、Ｔｙ、Ｒ、Ｓ、ＯＧ又はＴｘ、Ｔｙ、Ｒ、Ｓｘ、Ｓｙ、及び／又は６−ｐモデルのパラメータＴｘ、Ｔｙ、Ｒ、Ｓｘ、Ｓｙ、ＯＧを計算できる。

さらに、コンピュータ・システム８は、特定のリソグラフィ機器について求められた少なくとも直交縮尺パラメータＯＧ、又はＳｘ及びＳｙ、或いはその両方に関する情報を、例えばハード・ディスク１８に記憶された中央データベースに送信するように構成される。以下でより詳細に説明するように、プロセス制御を行うために中央データベースを使用することがある。

図５に、本発明によるリソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３及びサーバ・コンピュータのファブ・ホスト（Ｆａｂ Ｈｏｓｔ）のネットワークを模式的に示す。

ウエハ工場（すなわち、リソグラフィ機器を備えた生産設備）内の工場ネットワークＦＮでは、複数のリソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３は、サーバのファブ（工場）ホストが管理する通信ネットワーク内で構成される。サーバ・ファブ・ホストは一般に、当業者に周知のいわゆるサーバ・コンピュータ・システムＣＳ４である。このファブ・ホスト・サーバは、生産設備内の機器を管理するように構成される。一般に、このような機器の例は、このような機器の機能を制御するコンピュータである。このような機器の中でも、この生産設備はリソグラフィ機器を含む。

このようなファブ・ホスト・サーバであるコンピュータ・システムＣＳ４は、図４を参照して説明したように、１つ又は複数のプロセッサ及びこれら１つ（又は複数）のプロセッサに関連するメモリを含む。さらに、サーバ・ファブ・ホストは、他のコンピュータ又はコントローラと通信するためのネットワーク接続部を含む。

この実施例では、３つ（第１、第２、及び第３）のリソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３を示すが、ウエハ工場に含まれるリソグラフィ機器は異なる数にすることができる。リソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３は、（それぞれのリソグラフィ機器内のコンピュータ・システムＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３を使用して）接続部ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３によってファブ・ホストに接続される。ここでは、象徴的な回線ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３を示し、工場ネットワークＦＮの精確な微細構成は問題とされない。

サーバ・ファブ・ホストは、自動プロセス制御用のデータベースＡＰＣに接続される。データベースＡＰＣは、以下で説明するように、リソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３の自動プロセス制御に関する情報を含む。

リソグラフィ機器ＬＭ１とリソグラフィ機器ＬＭ２との間の二重矢印Ｏ１２、Ｏ２１によって、第１リソグラフィ機器ＬＭ１と第２リソグラフィ機器ＬＭ２との間の光学的且つ／又は（電気）機械的な性質の機械間の差の統計的な相関を示す。第２リソグラフィ機器ＬＭ２と第３リソグラフィ機器ＬＭ３との間では、機械間の差の統計的な相関をＯ２３、Ｏ３２により、第１リソグラフィ機器ＬＭ１と第３リソグラフィ機器ＬＭ３との間では、機械間の差の統計的な相関をＯ１３、Ｏ３１により示す。Ｏ２１はＯ１２の逆相関であり、Ｏ３２はＯ２３の逆相関、Ｏ３１はＯ１３の逆相関である。以下、図６及び図７を参照して、これらの統計的な相関をより詳細に説明する。

ファブ・ネットワークＦＮでは、炉、イオン注入装置、被着機械、ドライ・エッチング反応炉、ウエハ・トラック、検査機械など、（図示しない）他の機械を使用して基板を処理できる。これらも、サーバ・ファブ・ホストに接続され、サーバ・ファブ・ホストと通信して、直交縮尺パラメータに関する情報を含めて、データベースＡＰＣ内に記憶された情報を利用できることに留意されたい。

各リソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３は、図４を参照して説明したコンピュータ・システム８に類似のものにできるコンピュータ・システムＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３を備えることに留意されたい。

図６に、本発明による第１の流れ図を示す。

第１の流れ図には、ファブ・ホストによって統計的な相関データを収集する手順６００を示す。このファブ・ホストは、それが各リソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３のコンピュータ・システムＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３から受け取った、それぞれのリソグラフィ機器で処理される各基板Ｗごとの少なくとも直交縮尺パラメータに関する情報を記録するように構成される。

直交縮尺パラメータに関するこのような情報は、上記で論じた４パラメータ・モデル及び６パラメータ・モデルから計算した結果を、例えば直交縮尺パラメータだけを含むことができることに留意されたい。また、未処理の位置調整データ、すなわち、それぞれのリソグラフィ機器の光学式位置調整システムによって取得され、４−ｐ又は６−ｐのモデルに従って処理されていないデータが、これらのリソグラフィ機器からファブ・ホストに送信されることも考えられる。後者の場合には、４パラメータ基板モデル及び６パラメータ基板モデルのデータは、ファブ・ホストによって計算される。

第１ステップ６１０では、ファブ・ホストのプロセッサによって、いくつかの初期化を実施できる。

次のステップ６２０で、ファブ・ホストは、リソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３から、それぞれのリソグラフィ機器で処理される各基板Ｗごとに少なくとも直交縮尺パラメータに関係する情報を受け取る。また、位置調整用マークＭを形成したリソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３に関する情報を、そのリソグラフィ機器から受け取る。

次にステップ６３０で、ファブ・ホストは、そのメモリに、各リソグラフィ機器ごとの直交縮尺パラメータに関する情報を別々に、位置調整用マークＭを形成したリソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３に関する情報と組み合わせて記憶する。

さらなるステップ６４０で、ファブ・ホストは、メモリから、位置調整用マークを形成した特定のリソグラフィ機器について、所与のリソグラフィ機器から得られた直交縮尺パラメータＯＧ；Ｓｘ、Ｓｙ；ＯＧ、Ｓｘ、Ｓｙに関して記憶された情報を引き出す。次に、ファブ・ホスト・コンピュータ・システムＣＳ４は、この特定のリソグラフィ機器と、位置調整用マークＭを形成したリソグラフィ機器との統計的な相関を計算する。これらの統計的な相関値は、例えば、実際の実施形態に応じて、平均値又は中心値、及び／又は１つ又は複数の各直交縮尺パラメータのそれぞれの偏差に関係するデータを含む。他の種類の統計データも利用できることが当業者には理解されよう。

統計的な相関に関するこれらの計算は、この工場内のリソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３の可能な組合せのそれぞれについて実施される。

次いで、ステップ６５０で、十分なデータが収集されると、データベースＡＰＣに統計的な相関値が入力される（或いは、これらを使用してデータベースＡＰＣを更新する）。

ステップ６６０で、この手順が終了する。

データベースＡＰＣは、リソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３の各組合せの機械間の差についての統計的な相関Ｏ１２、Ｏ２１、Ｏ２３、Ｏ３２、Ｏ１３、Ｏ３１を（直交縮尺パラメータ情報の形で）含む。リソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３のいずれか２つの間の統計的な相関を確立するには、リソグラフィ機器での処理を互いに連続して実施する必要のないことに留意されたい。他の処理が、最初に使用したリソグラフィ機器、例えばＬＭ１の処理と、他の２つのリソグラフィ機器、例えばＬＭ２又はＬＭ３での処理との間で実施されることがある。

統計的な相関についてのデータＯ１２、Ｏ２１、Ｏ１３、Ｏ３１、Ｏ２３、Ｏ３２は、原則として双方向で使用できることに留意されたい。リソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３のいずれか１つを使用して、位置調整用マークＭを形成できたはずである。統計的な相関Ｏ１２、Ｏ２１、Ｏ１３、Ｏ３１、Ｏ２３、Ｏ３２は、単に逆相関をとることができないことも考えられる。この場合には、例えば、第１リソグラフィ機器が位置調整用マークＭの形成装置である場合の第１リソグラフィ機器と第２リソグラフィ機器ＬＭ２との間の統計的な相関Ｏ１２は、第２リソグラフィ機器ＬＭ２が位置調整用マークＭの形成装置である場合の第１リソグラフィ機器と第２リソグラフィ機器ＬＭ２との間の統計的な逆相関Ｏ２１と区別しなければならない。

このように、この実施例では、データベースＡＰＣは、３つのリソグラフィ機器の間の統計的な相関についてのデータＯ１２、Ｏ２１、Ｏ１３、Ｏ３１、Ｏ２３、及びＯ３２を含む。それぞれの機械を使用する順序を逆転できるかどうかに応じて、統計的な相関Ｏ１２とＯ２１、Ｏ１３とＯ３１、及びＯ２３とＯ３２はそれぞれ、同じ統計的な相関を含むこともあり、または含まないこともある（順序を逆転できる場合には、Ｏ１３＝Ｏ３１、Ｏ１２＝Ｏ２１、及びＯ２３＝Ｏ３２である）。

図７では、サーバ・ファブ・ホストが、リソグラフィ機器ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３の間の統計的な相関データＯ１２、Ｏ２１、Ｏ１３、Ｏ３１、Ｏ２３、及びＯ３２を使用する方法を説明する。

図７に、本発明の実施例による第２の流れ図を示す。

手順７００に示すように、本発明によるプロセス制御プログラムは、サーバ・ファブ・ホストで実施できる。

例えば、第２リソグラフィ機器ＬＭ２で複数の基板からなる基板バッチをこれから処理する。このバッチの基板にはそれぞれ、第３リソグラフィ機器ＬＭ３で実施されたリソグラフィ処理による位置調整用マークＭが与えられている。第３リソグラフィ機器は、位置調整用マークＭを形成した機器である。

第２リソグラフィ機器ＬＭ２でのリソグラフィ処理を開始する前に、第２リソグラフィ機器ＬＭ２（のコンピュータ・システムＣＳ２）は、サーバ・ファブ・ホストに、基板バッチをこれから処理するというメッセージを送る。

ステップ７１０で、サーバ・ファブ・ホストは、第２リソグラフィ機器ＬＭ２から、処理される基板バッチに関する情報を含めてメッセージを受け取る。このような情報は、例えば、操作者によって、又は基板バッチを保持する基板容器上の識別タグによって、或いは処理スケジュールからなど、多くの方法で利用可能にできる。

ステップ７２０で、サーバ・ファブ・ホストは、（第２リソグラフィ機器ＬＭ２からのメッセージから、或いは、例えば処理スケジュールなどのファブ・ホストの他の情報から）バッチを識別する。

ステップ７３０で、サーバ・ファブ・ホストは、データベース、好ましくはデータベースＡＰＣから、どのリソグラフィ機器で位置調整用マークＭが形成されたか（ここでは、第３リソグラフィ機器ＬＭ３）を引き出す。

ステップ７４０で、サーバ・ファブ・ホストは、データベースＡＰＣから、第３リソグラフィ機器ＬＭ３が位置調整用マークＭの形成装置として使用された状態で、第２リソグラフィ機器ＬＭ２と第３リソグラフィ機器ＬＭ３との間の重ね合わせを補正するための統計的な相関Ｏ３２についてのデータを取り出す。

ステップ７５０で、サーバ・ファブ・ホストは、第２リソグラフィ機器ＬＭ２に、統計的な相関Ｏ３２についてのデータを含めてプロセス制御データを送信する。おそらくは、ファブ・ホストは、必要な場合には、第２リソグラフィ機器に他のプロセス制御データも送信する。

ステップ７６０で、この手順が終了する。

第２リソグラフィ機器ＬＭ２のコンピュータ・システムＣＳ２は、第２リソグラフィ機器ＬＭ２と第３リソグラフィ機器ＬＭ３との機械間の差を補正するための統計的な相関Ｏ３２のデータを受け取り、この統計的な相関Ｏ３２のデータを用いて、第２リソグラフィ機器ＬＭ２の基板テーブルＷＴの位置及び向きについての補正設定値を計算する。次いで、この補正設定値を用いて、第２リソグラフィ機器ＬＭ２と第３リソグラフィ機器ＬＭ３との機械間の差が最小限に抑えられ、最適な重ね合わせが実現できるように、リソグラフィ機器ＬＭ２の基板テーブルＷＴの位置及び向きを適合させる。

要求側の第２リソグラフィ機器ＬＭ２に統計的な相関データを送信する代わりに、サーバ・ファブ・ホストは、統計的な相関Ｏ３２についてのデータから直接、補正データを計算するように構成することができ、この補正データを要求側の第２リソグラフィ機器ＬＭ２に送信できることに留意されたい。おそらくは、第２リソグラフィ機器ＬＭ２のコンピュータ・システムＣＳ２によって設定値を計算することを全く必要とせずに、この補正データを、第２リソグラフィ機器ＬＭ２の設定値を補正するために直ちに適用できる。

本発明の実施例によれば、リソグラフィ機器間の位置調整及び重ね合わせの差を有利に考慮に入れる方法が提供される。この方法は、オンラインで実行できる。すなわち、露光工程に先立つ通常の光学式基板位置調整手順の間に、リソグラフィ機器内で位置調整及び重ね合わせの差を求めることができ、実質的にオフライン時間を短くできる。

さらに、本発明の実施例による方法では、有利には、ウエハ・ファブ内の各リソグラフィ機器での生産工程中に収集される統計データを適用することによって、重ね合わせ誤差を求める際の精度を上げる可能性が提供される。

本明細書では、ＩＣの製作でリソグラフィ機器を使用することを具体的に参照することがあるが、本明細書で説明するリソグラフィ機器は、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導／検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製作など、他の応用が可能であることを理解されたい。このような代替応用例の状況では、本明細書で用いる「ウエハ」又は「ダイ」という用語は、それぞれより一般の用語である「基板」又は「目標部分」と同義とみなすことができることが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、例えば、トラック（典型的には、基板にレジスト層を塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール、及び／又は検査ツール内で、露光前又は露光後に処理することがある。該当する場合には、上記その他の基板処理ツールに本明細書の開示を適用できる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを作製するために２回以上処理することがある。そのため、本明細書で用いる基板という用語は、複数の処理済み層を既に含む基板を指すこともある。

上記では、光リソグラフィの状況で本発明の実施例を利用することを具体的に参照したが、本発明は、例えばインプリント・リソグラフィなどの他の応用例で利用することができ、状況次第では、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成装置の凹凸形状が、基板に形成されるパターンを規定する。パターン形成装置の凹凸形状は、基板に供給されたレジスト層に押し付けることができ、その後、電磁放射、熱、圧力、又はこれらの組合せを適用することによってレジストを硬化させる。パターン形成装置をレジストから取り外し、それによって、レジストが硬化した後でレジスト中にパターンが残る。

本明細書で用いる「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長の、又はこれらの波長の近傍の）紫外（ＵＶ）放射、及び（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含めて、あらゆる種類の電磁放射を包含する。

「レンズ」という用語は、状況次第では、屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、及び静電気型の光学要素を含めて、様々な種類の光学要素のいずれか１つ又はこれらの組合せを指すことがある。

以上、本発明の特定の実施例を説明してきたが、上記で説明した以外の形でも本発明を実施できることを理解されたい。例えば、本発明は、上記で開示した方法を記述する機械可読命令からなる１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、或いは、このようなコンピュータ・プログラムを記憶したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク、又は光ディスク）の形態をとることができる。

上記の説明は、例示するためのものであり、限定するためのものではない。そのため、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、上記で説明した本発明に改変を加えることができることが当業者には明らかであろう。

本発明の実施例によるリソグラフィ機器を示す図。 第１リソグラフィ機器によって製作された複数のマークを含む基板を概略的に示す図。 第１リソグラフィ機器で作製された複数のマークを含む基板を、第２リソグラフィ機器で見たものを概略的に示す図。 本発明の実施例に従って使用するコンピュータ・システムを概略的に示す図。 本発明の実施例によるリソグラフィ機器及びサーバ・コンピュータのネットワークを模式的に示す図。 本発明の実施例による第１の流れ図。 本発明の実施例による第２の流れ図。

Claims (11)

1. 第２リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整する方法であって、
   前記位置調整方法が、
   第１リソグラフィ機器にて、第１方向と前記第１方向に実質的に直交する第２方向とを有する座標系を形成するために配置された複数の位置調整用マークを形成して、前記基板に対して基板格子を規定する段階と、
   前記第２リソグラフィ機器にて、前記複数の位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得する段階と、
   前記第２リソグラフィ機器にて、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定する段階と、
   前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子に従って、前記基板を位置調整する段階と、
   前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１の組のパラメータに加えて、直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定する段階と、
   前記直交縮尺パラメータから、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との重ね合わせ補正値を提供するための統計的な相関データを計算する段階と、
   前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子を基準として用いて、前記直交縮尺パラメータに基づく自動プロセス制御データによって、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との機械間の差を補正する段階とを含み、
   前記統計的な相関データが、自動プロセス制御データとして使用され、
   前記直交縮尺パラメータが、直交性係数を含み、
   前記第１基板格子モデルが４パラメータ・モデルであり、前記第２基板格子モデルが５パラメータ又は６パラメータのモデルである、
   基板の位置調整方法。
2. 自動プロセス制御データベースに前記直交縮尺パラメータを記憶する段階をさらに含む請求項１に記載された基板の位置調整方法。
3. 自動プロセス制御データベースに統計的な相関データを記憶する段階をさらに含む請求項１又は２に記載された基板の位置調整方法。
4. ４パラメータ・モデルが、パラメータとして、前記第１方向の並進移動、前記第２方向の並進移動、前記基板テーブルの基準位置の周りの回転、及び全体的縮尺係数を含む請求項１乃至３の何れかに記載された基板の位置調整方法。
5. 基板テーブルと、位置調整システムと、コンピュータ・システムとを有するリソグラフィ機器において、
   （ａ）前記基板テーブルが、基板を保持するように構成され、前記基板が、第１リソグラフィ機器にて規定された、且つ、基板格子を規定して前記基板上に座標系を形成するように配置された複数の位置調整用マークを含み、前記座標系が、第１方向と、前記第１方向に実質的に直交する第２方向とを有し、
   （ｂ）前記位置調整システムが、第２リソグラフィ機器にて、前記基板格子によって前記基板を位置調整するように構成され、
   （ｃ）前記コンピュータ・システムが、
   （ｉ）前記第２リソグラフィ機器にて、前記複数の位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得し、
   （ｉｉ）前記第２リソグラフィ機器にて、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定し、
   （ｉｉｉ）前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子に従って、前記基板を位置調整し、
   （ｉｖ）前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１の組のパラメータに加えて、直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定し、
   （ｖ）前記直交縮尺パラメータから、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との重ね合わせ補正値を提供するための統計的な相関データを計算し、
   （ｖｉ）前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子を基準として用いて、前記直交縮尺パラメータに基づく自動プロセス制御データによって、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との機械間の差を補正するように構成され、
   前記統計的な相関データが、自動プロセス制御データとして使用され、
   前記直交縮尺パラメータが、直交性係数を含み、
   前記第１基板格子モデルが４パラメータ・モデルであり、前記第２基板格子モデルが５パラメータ又は６パラメータのモデルである、
   リソグラフィ機器。
6. ４パラメータ・モデルが、パラメータとして、前記第１方向の並進移動、前記第２方向の並進移動、前記基板テーブルの基準位置の周りの回転、及び全体的縮尺係数を含む請求項５に記載されたリソグラフィ機器。
7. リソグラフィ機器のコンピュータ・システムであって、前記リソグラフィ機器が、第２リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整するように構成され、前記基板が、第１リソグラフィ機器によって規定された、且つ、基板格子を規定して座標系を形成するように配置された複数の位置調整用マークを含み、前記座標系が、第１方向と、前記第１方向に実質的に直交する第２方向とを有するコンピュータ・システムにおいて、前記コンピュータ・システムが、処理ユニット及び前記処理ユニットに接続されたメモリを備え、
   前記コンピュータ・システムが、
   （ａ）前記第２リソグラフィ機器にて、前記複数の位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得し、
   （ｂ）前記第２リソグラフィ機器にて、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定し、
   （ｃ）前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子に従って、前記基板を位置調整し、
   （ｄ）前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１の組のパラメータに加えて、直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定し、
   （ｅ）前記直交縮尺パラメータから、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との重ね合わせ補正値を提供するための統計的な相関データを計算し、
   （ｆ）前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子を基準として用いて、前記直交縮尺パラメータに基づく自動プロセス制御データによって、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との機械間の差を補正するように構成され、
   前記統計的な相関データが、自動プロセス制御データとして使用され、
   前記直交縮尺パラメータが、直交性係数を含み、
   前記第１基板格子モデルが４パラメータ・モデルであり、前記第２基板格子モデルが５パラメータ又は６パラメータのモデルである、
   コンピュータ・システム。
8. ４パラメータ・モデルが、パラメータとして、前記第１方向の並進移動、前記第２方向の並進移動、前記基板テーブルの基準位置の周りの回転、及び全体的縮尺係数を含む請求項７に記載されたコンピュータ・システム。
9. 第１及び第２リソグラフィ機器のコンピュータ・システムによってロードされるコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータ・システムが、処理ユニット及びメモリを備え、前記処理ユニットが前記メモリに接続され、前記コンピュータ・システムが、前記第２リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整するように構成され、前記基板が、第１リソグラフィ機器によって規定された、且つ、基板格子を提供して座標系を形成するように配置された複数の位置調整用マークを含み、前記座標系が、第１方向と、前記第１方向に実質的に直交する第２方向とを有するコンピュータ・プログラムにおいて、前記コンピュータ・プログラムが、
   前記第２リソグラフィ機器にて、前記複数の位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得する段階と、
   前記第２リソグラフィ機器にて、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定する段階と、
   前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子に従って、前記基板を位置調整する段階と、
   前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１の組のパラメータに加えて、直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定する段階と、
   前記直交縮尺パラメータから、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との重ね合わせ補正値を提供するための統計的な相関データを計算する段階と、
   前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子を基準として用いて、前記直交縮尺パラメータに基づく自動プロセス制御データによって、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との機械間の差を補正する段階とを含み、
   前記統計的な相関データが、自動プロセス制御データとして使用され、
   前記直交縮尺パラメータが、直交性係数を含み、
   前記第１基板格子モデルが４パラメータ・モデルであり、前記第２基板格子モデルが５パラメータ又は６パラメータのモデルである、
   方法に従って前記基板の前記位置調整を実施するために、前記コンピュータ・システムが実行できる機械実行可能命令を含むコンピュータ・プログラム。
10. 第２リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整する段階を含むデバイス製作方法において、
    前記基板が、第１リソグラフィ機器によって規定された、且つ、座標系として基板格子を提供するように規定された複数の位置調整用マークを含み、前記座標系が、第１方向と、前記第１方向に実質的に直交する第２方向とを有し、前記位置調整段階が、
    （ｉ）前記第２リソグラフィ機器にて、前記複数の位置調整用マークの位置及び向きを測定して、位置調整用マーク・データを取得する段階と、
    （ｉｉ）前記第２リソグラフィ機器にて、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定する段階と、
    （ｉｉｉ）前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子に従って、前記基板を位置調整する段階と、
    （ｉｖ）前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１の組のパラメータに加えて、直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定する段階と、
    （ｖ）前記直交縮尺パラメータから、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との重ね合わせ補正値を提供するための統計的な相関データを計算する段階と、
    （ｖｉ）前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子を基準として用いて、前記直交縮尺パラメータのデータに基づく自動プロセス制御データによって、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との機械間の差を補正する段階とを含み、
    前記統計的な相関データが、自動プロセス制御データとして使用され、
    前記直交縮尺パラメータが、直交性係数を含み、
    前記第１基板格子モデルが４パラメータ・モデルであり、前記第２基板格子モデルが５パラメータ又は６パラメータのモデルである、
    デバイス製作方法。
11. ファブ・ホスト・コンピュータ・システムを備えるサーバと、第１リソグラフィ機器及び第２リソグラフィ機器とを有する自動プロセス制御システムにおいて、
    前記第１リソグラフィ機器及び前記第２リソグラフィ機器が、それぞれコンピュータ・システムを含み、前記第１リソグラフィ機器の前記コンピュータ・システム、前記第２リソグラフィ機器の前記コンピュータ・システム、及び前記ファブ・ホスト・コンピュータ・システムが、それぞれ、処理ユニット及び前記処理ユニットに接続されたメモリを備え、
    前記ファブ・ホスト・コンピュータ・システムが、前記第１リソグラフィ機器の前記コンピュータ・システム及び前記第２リソグラフィ機器の前記コンピュータ・システムに接続され、
    前記自動プロセス制御システムが、
    前記第１リソグラフィ機器にて、第１方向と、前記第１方向に実質的に直交する第２方向とを有する座標系を形成するために配置された複数の位置調整用マークを形成して、前記基板に対して基板格子を規定する段階と、
    前記第２リソグラフィ機器にて、位置調整用マーク・データを取得するために前記基板に配置された複数の位置調整用マークの位置及び向きを測定する段階と、
    前記第２リソグラフィ機器にて、第１の組のパラメータを有する第１基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定する段階と、
    前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子に従って、前記基板を位置調整する段階と、
    前記第２リソグラフィ機器にて、前記第１の組のパラメータに加えて、直交縮尺パラメータを含む第２の組のパラメータを有する第２基板格子モデルを使用することによって、前記位置調整用マーク・データから前記基板の前記基板格子を決定する段階と、
    前記直交縮尺パラメータから、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との重ね合わせ補正値を提供するための統計的な相関データを計算する段階と、
    前記第１基板格子モデルを使用して決定した前記基板格子を基準として用いて、前記直交縮尺パラメータのデータに基づく自動プロセス制御データによって、前記第１リソグラフィ機器と前記第２リソグラフィ機器との機械間の差を補正する段階とを含み、
    前記統計的な相関データが、自動プロセス制御データとして使用され、前記直交縮尺パラメータが、直交性係数を含み、前記第１基板格子モデルが４パラメータ・モデルであり、前記第２基板格子モデルが５パラメータ又は６パラメータのモデルである方法に従って、前記第２リソグラフィ機器の基板テーブル上で基板を位置調整するように構成されている自動プロセス制御システム。

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