JP5035685B2 - Analysis apparatus, processing apparatus, measurement apparatus, exposure apparatus, substrate processing system, analysis method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、解析装置、処理装置、測定装置、露光装置、基板処理システム、解析方法及びプログラムに係り、さらに詳しくは、デバイス製造のために供される物体上に、デバイスパターンを形成するための一連のプロセスに関する情報を解析する解析装置、該解析装置を備える処理装置、測定装置及び露光装置、前記各種装置を備える基板処理システム、前記解析装置を用いて解析を行う解析方法、並びにデバイス製造のために供される物体上に、デバイスパターンを形成するための一連のプロセスに関する情報をコンピュータに解析させるためのプログラムに関する。 The present invention relates to an analysis apparatus, a processing apparatus, a measurement apparatus, an exposure apparatus, a substrate processing system, an analysis method, and a program, and more specifically, for forming a device pattern on an object provided for device manufacturing. Analysis apparatus for analyzing information relating to a series of processes, processing apparatus including the analysis apparatus, measurement apparatus and exposure apparatus, substrate processing system including the various apparatuses, analysis method for performing analysis using the analysis apparatus, and device manufacturing The present invention relates to a program for causing a computer to analyze information related to a series of processes for forming a device pattern on an object to be provided.
従来より、半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイスの製造工程においては、半導体基板(ウエハ)あるいは液晶表示基板(ガラスプレート)などの感応基板上に形成される回路パターン等の線幅が設計値からずれすぎないように、露光装置において線幅に大きな影響を及ぼす露光条件、例えばフォーカス(投影光学系の光軸方向に関する投影光学系の像面と感応基板表面との位置関係)と、露光量とを変更しつつ順次テスト露光を行い、その露光結果から最適なフォーカス及び露光量を求めている。具体的には、フォーカスを所定ステップピッチで変更させつつ、各ステップで露光量を所定範囲内で段階的に変化させて、感応基板上の異なる領域にテストパターンを順次転写する。これにより、感応基板上には、フォーカスと露光量との少なくとも一方が異なる条件下で転写された複数のテストパターンの転写像が形成される。そして、例えば複数の転写像の検出結果を、フォーカスと露光量とを座標軸とする2次元座標系上にマトリクス状に並べ替えた結果に基づいて、最適なフォーカス及び露光量を求める。 Conventionally, in the manufacturing process of electronic devices such as semiconductor elements and liquid crystal display elements, the line width of a circuit pattern or the like formed on a sensitive substrate such as a semiconductor substrate (wafer) or a liquid crystal display substrate (glass plate) is a design value. Exposure conditions that greatly affect the line width in the exposure apparatus, for example, focus (positional relationship between the image plane of the projection optical system and the sensitive substrate surface with respect to the optical axis direction of the projection optical system) and exposure amount The test exposure is sequentially performed while changing the above, and the optimum focus and exposure amount are obtained from the exposure result. Specifically, while changing the focus at a predetermined step pitch, the exposure amount is changed stepwise within a predetermined range at each step, and the test pattern is sequentially transferred to different areas on the sensitive substrate. As a result, a plurality of transfer images of the test pattern transferred on the sensitive substrate under the condition that at least one of the focus and the exposure amount is different is formed. For example, the optimum focus and exposure amount are obtained based on the result of rearranging the detection results of a plurality of transfer images in a matrix on a two-dimensional coordinate system having the focus and the exposure amount as coordinate axes.
例えば、従来のCD(Critical Dimension)管理においては、パターン線幅をフォーカスと露光量の連続関数として捉え、テスト露光による各露光フィールドのクリティカルな線幅の測定結果に基づいてその連続関数を解析ソフトにより作成している。そして、フォーカスと露光量とを座標軸とする2次元座標平面内における連続関数から、許容できる線幅となるフォーカス及び露光量の領域であるいわゆるプロセス・ウインドウを確定し、パターン領域内の各地点のパターンごとに取得されるプロセス・ウインドウの重複領域内のフォーカスと露光量の設定値を、実際の露光の際の設定値として選択している。 For example, in conventional CD (Critical Dimension) management, the pattern line width is regarded as a continuous function of focus and exposure dose, and the continuous function is analyzed based on the measurement result of the critical line width of each exposure field by test exposure. Created by. Then, from a continuous function in the two-dimensional coordinate plane having the focus and the exposure amount as coordinate axes, a so-called process window that is an area of focus and exposure amount having an allowable line width is determined, and each point in the pattern region is determined. The setting values of the focus and the exposure amount in the overlapping area of the process window acquired for each pattern are selected as the setting values for actual exposure.
上述のような方法を用いれば、良好なパターン線幅を実現するフォーカスと露光量を予め決めておくことはできる。しかしながら、プロセス実行中に、線幅変動要因の解析や線幅に関連するパラメータの最適化を行おうとする場合には、スループットの観点からすれば、従来よりも解析及び最適化に要する時間を短くすることが求められる。また、実際には、パターン線幅の変動要因は、フォーカスや露光量には限られないため、より多くの変動要因を解析可能であることも求められる。 If the method as described above is used, it is possible to determine in advance the focus and exposure amount for realizing a good pattern line width. However, when analyzing the line width variation factor and optimizing the parameters related to the line width during the process execution, from the viewpoint of throughput, the time required for analysis and optimization is shorter than before. It is required to do. Actually, the variation factor of the pattern line width is not limited to the focus and the exposure amount, and therefore, it is required that more variation factors can be analyzed.
本発明は、第1の観点からすると、デバイス製造のために供される物体上にデバイスパターンを形成するための、一連のプロセスに関する情報を解析する解析装置であって、前記一連のプロセスの少なくとも一部を実行し、少なくとも露光装置を含む処理装置により、前記一連のプロセス実行中に行われる処理内容に関する情報を取得する取得装置を備え、前記取得装置により取得される前記処理装置の処理内容に関する情報から推定される前記パターンのサイズに関する情報と、前記物体上に形成されたパターンのサイズの実測値を少なくとも含む前記パターンのサイズに関する情報との比較結果に基づいて、前記処理装置における前記パターンのサイズに関連する処理内容の因果関係を解析し、該解析結果に基づいて前記処理装置における前記パターンのサイズの変動要因となった少なくとも1つの処理内容を特定し、該処理内容を調整する調整情報を算出し、該調整情報を前記処理装置に通知し、前記処理装置の処理内容に関する情報は、前記露光装置の処理内容に関する情報を含み、前記露光装置の処理内容に関する情報には、前記物体上におけるパターンの像の結像状態に関する情報と、前記パターンの像に対する前記物体の相対位置ずれに関する情報と、前記物体上にパターンの像を転写するためのエネルギービームのエネルギーに関する情報とのうちの少なくとも1つが含まれる、解析装置である。 From a first aspect, the present invention is an analysis apparatus that analyzes information related to a series of processes for forming a device pattern on an object provided for device manufacture, and includes at least one of the series of processes. A processing apparatus including a processing apparatus including at least an exposure apparatus that acquires information related to processing contents performed during the execution of the series of processes, and relates to processing contents of the processing apparatus acquired by the acquiring apparatus ; Based on the comparison result between the information about the size of the pattern estimated from the information and the information about the size of the pattern including at least the actual measurement value of the size of the pattern formed on the object, The causal relationship of the processing contents related to the size is analyzed, and the processing apparatus is based on the analysis result. Identify at least one processing content that has caused a variation in the size of the pattern, calculate adjustment information for adjusting the processing content, notify the adjustment information to the processing device, and information on the processing content of the processing device Includes information related to the processing content of the exposure apparatus. The information related to the processing content of the exposure apparatus includes information related to the imaging state of the pattern image on the object and a relative positional shift of the object with respect to the image of the pattern. And at least one of information on energy of an energy beam for transferring a pattern image onto the object .
本発明は、第2の観点からすると、デバイス製造のために供される物体上にデバイスパターンを形成するための、一連のプロセスに関する情報をコンピュータに解析させるためのプログラムであって、前記一連のプロセスの少なくとも一部を実行し、少なくとも露光装置を含む処理装置により、前記一連のプロセス実行中に行われる処理内容に関する情報を取得し、前記処理装置の処理内容に関する情報から推定される前記パターンのサイズに関する情報と、前記物体上に形成されたパターンのサイズの実測値を少なくとも含む前記パターンのサイズに関する情報との比較結果に基づいて、前記処理装置における前記パターンのサイズに関連する処理内容の因果関係を解析し、該解析結果に基づいて前記処理装置における前記パターンのサイズの変動要因となった少なくとも1つの処理内容を特定し、該処理内容を調整する調整情報を算出し、該調整情報を前記処理装置に通知する手順を、前記コンピュータに実行させ、前記処理装置の処理内容に関する情報は、前記露光装置の処理内容に関する情報を含み、前記露光装置の処理内容に関する情報には、前記物体上におけるパターンの像の結像状態に関する情報と、前記パターンの像に対する前記物体の相対位置ずれに関する情報と、前記物体上にパターンの像を転写するためのエネルギービームのエネルギーに関する情報とのうちの少なくとも1つが含まれる、プログラムである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to analyze information related to a series of processes for forming a device pattern on an object provided for device manufacture. Information on processing contents performed during execution of the series of processes is acquired by a processing apparatus including at least an exposure apparatus that executes at least a part of the process, and the pattern estimated from the information on processing contents of the processing apparatus is obtained . Causal of processing contents related to the size of the pattern in the processing device based on the comparison result between the information about the size and the information about the size of the pattern including at least the actual measurement value of the size of the pattern formed on the object The relationship is analyzed, and the pattern size in the processing device is analyzed based on the analysis result. The process of identifying at least one processing content that has caused a fluctuation factor of the calculation, calculating adjustment information for adjusting the processing content, and notifying the processing device of the adjustment information is executed by the computer, The information related to the processing content includes information related to the processing content of the exposure apparatus. The information related to the processing content of the exposure apparatus includes information related to an imaging state of a pattern image on the object and the object corresponding to the image of the pattern. And at least one of information on the energy of an energy beam for transferring a pattern image onto the object .
これらによれば、一連のプロセスにおいて、パターンのサイズに関する情報と処理装置の処理内容に関する情報との因果関係を、一連のプロセスの実行中に自動的に解析することが可能となるので、複数枚のウエハの露光処理中に露光パターンの線幅精度が悪化しても、迅速に要因分析、対処ができ、生産効率を落とさずに良品率を上げることができる。また、必ずしもテスト処理を行う必要がなくなるうえ、調整されるパラメータを限定する必要がなくなる。 According to these, in the series of processes, it becomes possible to automatically analyze the causal relationship between the information about the pattern size and the information about the processing contents of the processing device during the execution of the series of processes. Even if the line width accuracy of the exposure pattern deteriorates during the wafer exposure process, it is possible to quickly analyze the cause and cope with it, and to increase the yield rate without reducing the production efficiency. Further, it is not always necessary to perform a test process, and it is not necessary to limit the parameters to be adjusted.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る基板処理システムの概略的な構成が示されている。この基板処理システム101は、半導体ウエハを処理し、マイクロデバイスを製造するシステムである。図1に示されるように、この基板処理システム101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300と、管理コントローラ500と、解析装置600と、ホストシステム700と、デバイス形成装置群900とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a substrate processing system according to an embodiment of the present invention. The
露光装置100、トラック300は、相互にインライン接続されている。ここでの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、ロボットアームやスライダ等のウエハ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。このインライン接続により、露光装置100、トラック300の組合せを1つの基板処理装置とみなすこともできる。なお、図1では、紙面の都合上、基板処理装置(100、300)が1つだけしか図示されていないが、実際には、基板処理システム101には、複数の基板処理装置が設置されている。すなわち、基板処理システム101においては、露光装置100とトラック300とが複数台設けられている。各基板処理装置(100、300)、デバイス形成装置群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ようになっている。
The
基板処理装置(100、300)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。基板処理システム101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, 300), a plurality of wafers (for example, 25 or 50) are processed as one unit (referred to as a lot). In the
露光装置100は、露光用照明光を射出する照明系、その照明光により照明される回路パターン等が形成されたレチクルを保持するステージ、投影光学系、露光対象となるウエハを保持するステージ及びこれらの制御系等を備えている。この露光装置100は、露光用照明光に対し、上記各ステージを駆動してレチクルとウエハとを相対同期走査と、ウエハのステッピングを繰り返すことにより、レチクルの回路パターンをウエハ上の複数の異なるショット領域に転写している。すなわち、露光装置100は、走査露光型の露光装置である。露光装置100では、照明光の強度(露光量)を制御する露光量制御系と、両ステージの同期制御、投影光学系の焦点深度内にウエハ面を一致させるオートフォーカス/レベリング制御(以下、単に、フォーカス制御という)などを行うステージ制御系が構築されている。露光量制御系は、露光量を計測可能な各種露光量センサの検出値に基づいて、露光量がその目標値に一致するようなフィードバック制御を行っている。ステージ制御系は、ステージの位置を計測する干渉計の計測値に基づいてフィードバック制御を行うことにより、両ステージの同期制御を実現している。露光装置100には、ウエハ面のフォーカス/レベリングずれを検出する複数検出点を有する多点AF(オートフォーカス)センサが設けられている。ステージ制御系は、この多点AFセンサの複数検出点のうち、例えば9個の検出点(9チャンネル)で検出された露光領域付近のウエハ面を、投影光学系の像面に一致させるようなフィードバック制御を行うことにより、フォーカス制御を実現している。なお、露光装置100においては、両ステージの同期制御に関連する2次元座標系をXY座標系(同期走査方向をY軸としている)とし、投影光学系の光軸と平行な座標軸をZとして、XYZ座標系の下でステージ制御を行っている。以下では、ステージ制御系を、同期制御系とフォーカス制御系とに分けて説明する。
An
露光装置100では、上記各制御系の動作を決定するための制御パラメータが設定可能となっている。このような制御パラメータは、その設定値を変更する際に、その最適値を求めるためにプロセスを一旦停止して装置の調整が必要となる調整系パラメータと、装置調整を必要としない非調整系パラメータとに大別される。
In the
調整系パラメータの代表例としては、露光量制御系関連では、露光量を検出する露光量センサの調整パラメータや、ウエハ面上の照明光の強度を計測する照度計測センサの調整パラメータなどがある。また、同期制御系関連では、ステージの位置測定用の干渉計からのレーザービームを反射するためにウエハやレチクルを保持するステージ上に設けられた移動鏡曲がり補正用の補正関数の係数値などのパラメータや、フィードバック制御の位置ループゲイン、速度ループゲイン、積分時定数などがある。また、フォーカス制御系関連では、露光時のウエハ面と投影レンズ像面とを一致させる際のフォーカス制御のオフセット調整値であるフォーカスオフセット、露光時のウエハ面が投影レンズ像面と一致(平行)させるためのレベリング調整パラメータ、多点AFセンサの個々の検出点のセンサである位置検出素子(PSD)のリニアリティ、センサ間オフセット、各センサの検出再現性、チャンネル間オフセット、ウエハ上へのAFビーム照射位置(すなわち検出点)、その他AF面補正などに関連するパラメータなどがある。これらのパラメータの値は、いずれも装置のキャリブレーションや試運転によって調整する必要があるものである。 Typical examples of the adjustment system parameters include exposure parameter adjustment parameters for detecting the exposure amount, and illuminance measurement sensor adjustment parameters for measuring the intensity of illumination light on the wafer surface, in relation to the exposure amount control system. As for the synchronous control system, the coefficient value of the correction function for correcting the moving mirror bending provided on the stage holding the wafer or reticle to reflect the laser beam from the interferometer for measuring the position of the stage, etc. Parameters, position loop gain of feedback control, speed loop gain, integration time constant, etc. In the focus control system, focus offset, which is an offset adjustment value for focus control when aligning the wafer surface during exposure with the projection lens image surface, and the wafer surface during exposure coincide with the projection lens image surface (parallel). Leveling adjustment parameters, position detection element (PSD) linearity of each detection point of multi-point AF sensor, offset between sensors, detection reproducibility of each sensor, offset between channels, AF beam on wafer There are an irradiation position (that is, a detection point), other parameters related to AF surface correction, and the like. All of these parameter values need to be adjusted by calibration or trial operation of the apparatus.
一方、非調整系パラメータの代表例としては、露光量制御系関連では、例えば、照明系におけるNDフィルタの選択に関するパラメータや、露光量目標値がある。また、同期制御系関連では、例えば、走査(スキャン)速度などがある。また、フォーカス制御系関連では、例えば、9チャンネル分のフォーカスセンサの選択状態、後述するフォーカス段差補正マップ関連のパラメータ、フォーカスオフセットの微調整量、ウエハ外縁のエッジショットにおけるスキャン方向などがある。これらのパラメータの設定値は、いずれも装置のキャリブレーションを行わずに値を変更することが可能なパラメータであり、露光レシピによって指定されているものが多い。なお、NDフィルタについては、あるウエハに対する露光開始時に、露光量目標値を適当に(例えば最小に)設定した状態で1回だけ行われる平均パワーチェックの結果により選択される。また、このNDフィルタの選択によっては、スキャン速度もある程度微調整される。 On the other hand, typical examples of the non-adjustment system parameters include, for example, parameters relating to selection of ND filters in the illumination system and exposure amount target values in relation to the exposure amount control system. Further, as for the synchronization control system, for example, there is a scanning speed. In the focus control system, for example, there are a focus sensor selection state for 9 channels, a parameter related to a focus step correction map, which will be described later, a fine adjustment amount of a focus offset, and a scan direction in an edge shot of the outer edge of the wafer. These parameter setting values are parameters that can be changed without calibrating the apparatus, and are often specified by the exposure recipe. Note that the ND filter is selected based on the result of an average power check that is performed only once with an exposure amount target value set appropriately (for example, at a minimum) at the start of exposure on a certain wafer. Depending on the selection of the ND filter, the scan speed is also finely adjusted to some extent.
ウエハ上に転写形成される回路パターンの線幅は、露光量、同期精度、フォーカスの各制御誤差により設計値からずれる。そこで、露光装置100では、露光量制御系から得られる露光量誤差に関連する制御量の時系列データ(露光量トレースデータ)、同期制御系から得られる同期精度誤差に関連する制御量の時系列データ(同期精度トレースデータ)、フォーカス制御系から得られるフォーカス誤差に関連する制御量の時系列データ(フォーカストレースデータ)をロギングしている。これらのトレースデータは、後述する解析装置600での解析に利用される。
The line width of the circuit pattern transferred and formed on the wafer is deviated from the design value due to each exposure error, synchronization accuracy, and focus control error. Therefore, in the
なお、露光装置100には、ウエハを保持するステージが2台設けられている。続けて処理されるウエハは、両ステージに交互にロードされて順次露光される。このようにすれば、一方のステージに保持されたウエハに対する露光を行っている最中に、他方のステージ上にウエハをロードし、アライメントなどを行っておくことができるので、1台のステージでウエハ交換→アライメント→露光を繰り返し行うよりもスループットが向上する。図1では、一方のステージに保持されたウエハに対し走査露光を行う部分を、処理部1として示しており、他方のステージに保持されたウエハに対し走査露光を行う部分を、処理部2として示している。
The
トラック300には、レジスト塗布及び現像を行うコータ・デベロッパ(C/D)310と各種測定を行う測定器800とが設けられている。このC/D310及び測定器800においても処理部1、2が設けられており、処理時間の短縮が実現されている。
The
測定器800は、露光装置100でのウエハの露光前後(すなわち、事前、事後)において、そのウエハに対する所定の測定を行う。測定器800は、露光前(事前)のウエハ上の前層の各ショット領域に形成された回路パターン等によって生じた個々のウエハ面の表面形状(凹凸)であるいわゆるショットフラットネス(デバイストポグラフィ、フォーカス段差ともいう)を測定する。測定器800には、例えば、露光装置100とマッチングのとれたAFセンサが設けられており、これにより、ショットフラットネスが測定される。また、測定器800は、露光装置100で転写されC/D310で現像された露光後(事後)のウエハ上の回路パターン等の線幅も測定可能となっている。
The measuring
解析装置600は、露光装置100、トラック300とは独立して動作する装置である。解析装置600は、各種装置から各種データ(例えばその装置の処理内容)を収集し、ウエハ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600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、「PC」と略述する)を採用することができる。この場合、解析処理は、解析装置600のCPU(不図示)で実行される解析プログラムの実行により実現される。この解析プログラムは、CD−ROMなどのメディア(情報記録媒体)により供給され、PCにインストールされた状態で実行される。
The
解析装置600は、ウエハ上のある地点にパターンが転写された際の露光量、同期精度、フォーカスの制御誤差に基づいて、その地点に転写形成されたパターンの線幅を推定することができる。解析装置600のメモリ(不図示)には、パターンの線幅と、露光量、同期精度、フォーカスの各制御誤差との関係を示すテーブル群が格納されている。図2には、このテーブル群の一例が模式的に示されている。図2に示されるように、このテーブル群は、インデックステーブル51と、n個のテーブル群521〜52nとから成る。インデックステーブル51には、露光量の制御誤差(露光量誤差)の代表値として−1.0〜1.0mJ/cm2のうちの5つの代表値が指定されており、同期精度の制御誤差(同期精度誤差)の代表値として0.00〜0.30μmのうちの4つの代表値が指定されている。図2のインデックステーブル51では、露光量誤差としては所定期間内の移動平均が採用され、同期精度誤差としては所定期間内の移動標準偏差が採用されている。いずれも線幅への影響度が高い統計値が採用されている。ここで、所定期間とは、両ステージの相対走査によりスリット状の露光領域が、ウエハW上のある地点に到達してから抜けるまでの期間である。The
インデックステーブル51の各セルには、各代表値の組合せに対応するテーブル群52i(i=1〜n、nは例えば20)のテーブル名(T11〜T54)のいずれかが登録されている。各テーブル群52iには、それぞれフォーカスの制御誤差の統計値としてのZ平均オフセットZMEAN、Z移動標準偏差ZMSDと、線幅値との関係を示す複数のテーブルが用意されている。ここで、ZMEANとは、上記所定期間(露光スリット通過期間)内のフォーカスの制御誤差の移動平均値であり、ZMSDとは、上記所定期間内のフォーカスの制御誤差の移動標準偏差である。より厳密には、Z平均オフセットZMEAN、Z移動標準偏差ZMSDは、露光スリットがそのパターンの部分を通過する間の、ウエハ面のデバイストポグラフィを基準とするフォーカス目標位置からのウエハ面のZ方向及び傾斜方向のずれ、すなわちそれらの方向の総合的なフォーカス制御誤差の移動平均及び移動標準偏差である。なお、同じZMEAN、ZMSDであってもそのときの線幅値(CD値)は、像高(走査方向に直交する座標軸方向)ごとに異なるため、各テーブル群52iでは、像高の幾つかの代表値(f0〜fM)ごとにテーブルが用意されている。Each cell of the index table 51 is either the registration of the representative value table group 52 corresponding to the combination of i (i = 1~n, n is for example 20) table name (T 11 through T 54) Yes. Each table group 52 i is provided with a plurality of tables showing the relationship between the Z average offset Z MEAN and the Z movement standard deviation Z MSD as statistical values of the focus control error and the line width value. Here, Z MEAN is a moving average value of the focus control error within the predetermined period (exposure slit passing period), and Z MSD is a moving standard deviation of the focus control error within the predetermined period. . More precisely, the Z average offset Z MEAN and the Z movement standard deviation Z MSD are the Z of the wafer surface from the focus target position based on the device topography of the wafer surface while the exposure slit passes through the pattern portion. This is the deviation of the direction and the inclination direction, that is, the moving average and moving standard deviation of the total focus control error in those directions. Incidentally, the same Z MEAN, the line width value at that time be a Z MSD (CD value) is different for each image height (coordinate axis direction perpendicular to the scanning direction), in each table group 52 i, the image height A table is prepared for each of several representative values (f 0 to f M ).
解析装置600は、露光装置100から取得される露光量トレースデータ、同期精度トレースデータ、フォーカストレースデータに基づいて、ウエハW上のある地点(サンプル地点)でのそれぞれの制御誤差の統計値を算出する。そして、解析装置600は、インデックステーブル51を参照し、露光量誤差及び同期精度誤差に基づいて、それらの値に近い代表値に対応するテーブル群を、テーブル群521〜52n(テーブル名T11〜T54)の中から選択する。例えば、露光量誤差が−0.7で、同期精度誤差が0.005であったとすると、その値の近傍の代表値の組合せに対応するセルに登録された4つのテーブル群521、522、525、526(テーブル名T11、T12、T21、T22)が選択されるようになる。The
4つのテーブル群が選択された場合のCD値の算出方法について説明する。前提として、選択されたテーブル群に対応する露光量誤差の代表値のうち、小さい方を露光量誤差最小値と呼び、大きい方を露光量誤差最大値と呼ぶ。また、選択されたテーブル群に対応する同期精度誤差の代表値のうち、小さい方を同期精度誤差最良値と呼び、大きい方を同期精度誤差最悪値と呼ぶ。解析装置600は、選択された4つのテーブル群の中から、アライメントマークのショット内X座標に対応する像高fk(k=0〜M)のテーブルを参照し、以下に示される4つのテーブルを読み出す。ここで、k=0は像高0、すなわち光軸上であることを意味する。
(1)露光量誤差最小値と同期精度誤差最良値でのテーブル群の像高fkのテーブル1
(2)露光量誤差最小値と同期精度誤差最悪値でのテーブル群の像高fkのテーブル2
(3)露光量誤差最大値と同期精度誤差最良値でのテーブル群の像高fkのテーブル3
(4)露光量誤差最大値と同期精度誤差最悪値でのテーブル群の像高fkのテーブル4A method for calculating the CD value when four table groups are selected will be described. As a premise, among the representative values of the exposure amount errors corresponding to the selected table group, the smaller one is called the exposure amount error minimum value, and the larger one is called the exposure amount error maximum value. Of the representative values of the synchronization accuracy error corresponding to the selected table group, the smaller one is called the synchronization accuracy error best value, and the larger one is called the synchronization accuracy error worst value. The
(1) Table 1 of the image height f k of the table group at the minimum exposure error and the best synchronization accuracy error
(2) Table 2 of the image height f k of the table group at the minimum exposure error and the worst synchronization accuracy error
(3) Table 3 of image height f k of the table group at the maximum exposure error and the best synchronization accuracy error
(4) Table 4 of image height f k of the table group at the maximum exposure error and the worst synchronization accuracy error
まず、解析装置600は、テーブル1、2を参照して、ZMEAN、ZMSDに対応するCD値を読み出す。そして、同期精度誤差最悪値と同期精度誤差最良値との間を内分する同期精度誤差の、その内分比に基づく1次補間により、テーブル1、2から読み出されたCD値から、その同期精度誤差に対応するCD値を算出する。より具体的には、CDと同期精度誤差とを各座標軸とする2次元面内における2つのテーブル1、2からそれぞれ読み出された2つのCD値、その2つのCD値に対応する点を両端とする直線の切片と傾き(すなわち、直線の式)を求め、同期精度誤差に対応するその直線上の点のCD値を、その同期精度誤差に対応するCD値として求める。同様に、テーブル3、4を参照して、ZMEAN、ZMSDに対応するCD値を読み出す。そして、同期精度誤差最悪値と同期精度誤差最良値との間を内分する同期精度誤差の値のその内分比に基づく1次補間により、テーブル3、4から読み出されたCD値から、その同期精度誤差に対応するCD値を算出する。続いて、算出された2つのCD値を、露光量誤差最小値と露光量誤差最大値との間を内分する露光量誤差の値の、その内分比に基づく1次補間により、その露光量の制御誤差に対応するCD値を算出する。このCD値が、このサンプル地点におけるCD値となる。上記補間は、露光量誤差又は同期精度誤差のいずれか一方の値が代表値に等しく、4つのテーブルでなく2つのテーブルが選択された場合にも適用されるのは勿論である。First, the
ところで、このテーブルを用いた線幅の推定に先立って、テーブルにCD値を予め登録しておく必要がある。このCD値は、一連のプロセスの実行前に、露光装置100及び測定器800から得られる情報に基づいて登録される。まず、露光装置100に、所定の露光条件を設定した状態で走査露光を行ってテストウエハにテストパターンを転写させ、そのときの露光量トレースデータ、同期精度トレースデータ、フォーカストレースデータを取得させる。そして、テストパターンが転写されたテストウエハをC/D310に現像させ、測定器800にテストパターンの線幅を測定させる。そして、各種トレースデータ及び設定されている露光条件に関するデータと、線幅の測定結果とを、解析装置600に転送させる。
By the way, prior to the estimation of the line width using this table, it is necessary to register the CD value in the table in advance. This CD value is registered based on information obtained from the
解析装置600は、各種トレースデータに基づいて、線幅が測定されたテストパターンが転写されたサンプル点での露光量、同期精度、フォーカスの制御誤差の統計値を算出する。次に、解析装置600は、テーブルに設定されている各種制御誤差の代表値を基準とする所定の範囲(すなわちテーブル内のセル)毎に、測定結果をグループ分けする。そして、同じグループに属する線幅の測定結果の平均値を、そのセルのCD値としてテーブルに登録する。なお、登録されるCD値は、測定器800の測定結果に基づくものでなく、SEMによる測定された値又はOCD法等により測定された値に基づくものであってもよいし、実際にテストウエハを用いず、テストパターンの空間像を計測する空間像センサを代わりに設置し、その空間像センサによって計測されるテストパターンの空間像から求められた空間像シミュレーションの算出値であってもよい。
The
なお、露光量誤差、同期精度誤差、フォーカス誤差が全く同じであっても、CD値は、露光装置100の露光条件、転写されるパターンの設計条件によって異なるようになる。そのため、テーブル群は、露光条件、パターン設計条件ごとに用意される。このように、テーブル群については、露光条件、パターン設計条件、露光量誤差、同期精度誤差、フォーカス誤差をキーとして、CD値の推定値を探索できるようにデータベース化しておく必要がある。なお、露光条件としては、露光波長、投影光学系NA、照明NA、照明σ、照明種類、焦点深度などがあり、パターンの設計条件としては、設計線幅(例えば130nm)、パターン種類(孤立線やライン・アンド・スペース・パターン)などがある。これらの露光条件、パターン設計条件と、パターン線幅との関係や、テーブルにおける像高などの諸条件の設定方法については、例えば特開2001−338870号公報などに詳細に開示されている。
Even if the exposure amount error, the synchronization accuracy error, and the focus error are exactly the same, the CD value varies depending on the exposure condition of the
管理コントローラ500は、露光装置100で行われる露光工程を制御・管理しており、露光装置100のスケジューリングを管理している。また、ホストシステム700は、基板処理システム101全体を統括管理する。デバイス形成装置群900には、ウエハ上に薄膜の生成を行う成膜装置(CVD(Chemical Vapor Deposition)装置)910、エッチングを行うエッチング装置920、化学的機械的研磨を行いウエハを平坦化する処理を行うCMP(Chemical Mechanical Polishing)装置930、及びウエハを酸化させたりイオン(不純物)を注入したりする酸化・イオン注入装置940などが含まれる。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、2つの処理部(処理部1、2)が設けられており、スループットの向上が図られている。また、CVD装置910、エッチング装置920、CMP装置930及び酸化・イオン注入装置940も、露光装置100などと同様に複数台設けられており、相互間でウエハを搬送可能とするための搬送経路が設けられている。デバイス形成装置群900には、この他、ウエハのプロービング処理、リペア処理、ダイシング処理、パッケージング処理、ボンディング処理などを行う装置も含まれている。
The
次に、基板処理システム101における一連のプロセスの流れについて説明する。図3には、このプロセスのフローチャートが示され、図4には、この一連のプロセスにおける繰り返し工程に係る部分のウエハの流れとデータの流れが示されている。この基板処理システム101の一連のプロセスは、ホストシステム700及び管理コントローラ500によってスケジューリングされ管理されている。上述したようにウエハはロット単位で処理されるが、図3、図4はともに、1枚のウエハに対する一連の処理となっている。実際には、ロット単位で、ウエハ毎に、図3、図4に示される処理が繰り返されることになる。
Next, a flow of a series of processes in the
図3、図4に示されるように、まず、CVD装置910においてウエハ上に膜を生成し(ステップ201)、そのウエハをC/D310に搬送し、C/D310においてそのウエハ上にレジストを塗布する(ステップ202)。次に、ウエハを、測定器800に搬送し、測定器800において、ウエハ上に、既に形成された前層の複数のショット領域のうち、計測対象として選択されたショット領域(以下、計測ショットとする)について、ショットフラットネス(ショット領域のフォーカス段差)を測定する(ステップ203)。この計測ショットの数及び配置は、任意のものとすることができるが、例えば、図4に示されるように、ウエハ外周部の8ショットとすることができる。測定器800の測定結果(すなわち計測ショットのショットフラットネス)は、露光装置100に送られる。この測定結果は、露光装置100における走査露光時のフォーカス制御に用いられる。
As shown in FIGS. 3 and 4, first, a film is formed on the wafer in the CVD apparatus 910 (step 201), the wafer is transferred to the C /
続いて、ウエハを露光装置100に搬送し、露光装置100にてレチクル上の回路パターンをウエハ上に転写する(ステップ205)。このとき、露光装置100では、計測ショット露光中の上記露光量、同期精度、フォーカストレースデータをモニタリングし、内部のメモリに記憶しておく。次に、ウエハをC/Dに搬送して、C/D310にて現像を行う(ステップ207)。このレジスト像の線幅は、測定器800で測定される(ステップ209)。測定器800の測定結果(線幅データ)は、解析装置600に送られる。解析装置600は、露光装置100又は測定器800からの情報に基づいて線幅に関する解析を行う(ステップ211)。図4に示されるように、解析装置600は、解析の経過、必要に応じて、測定器800や露光装置100に対し、各種データの転送要求を発したり、解析結果に応じて各装置に解析情報を発する。なお、この解析装置600における解析処理及びデータの流れの詳細については後述する。また、解析装置600が各種データを取得後、露光装置100は、内部に記憶しているトレースデータ等を速やかに削除するようにしてもよい。
Subsequently, the wafer is transferred to the
一方、ウエハは、測定器800からデバイス形成装置群900に含まれるエッチング装置920に搬送され、エッチング装置920においてエッチングを行い、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94でのイオン注入などを必要に応じて行う(ステップ213)。そして、全工程が完了し、ウエハ上にすべてのパターンが形成されたか否かを、ホストシステム700において判断する(ステップ215)。この判断が否定されればステップ201に戻り、肯定されればステップ217に進む。このように、成膜・レジスト塗布〜エッチング等という一連のプロセスが工程数分繰り返し実行されることにより、ウエハ上に回路パターンが積層されていき、半導体デバイスが形成される。
On the other hand, the wafer is transferred from the measuring
繰り返し工程完了後、プロービング処理(ステップ217)、リペア処理(ステップ219)が、デバイス形成装置群900において実行される。このステップ219において、メモリ不良検出時は、例えば、冗長回路へ置換する処理が行われる。解析装置600は、検出した線幅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(ステップ221)、パッケージング処理、ボンディング処理(ステップ223)が実行され、最終的に製品チップが完成する。なお、ステップ209の事後測定処理は、ステップ213のエッチング後に行うようにしてもよい。この場合、ウエハのエッチング像に対し線幅測定が行われる。
After the repetition process is completed, the probing process (step 217) and the repair process (step 219) are executed in the device forming
次に、ステップ211における解析処理について詳細に説明する。図5には、解析装置600における解析処理のフローチャートが示されている。図5に示されるように、まず、測定器800から既に送られている計測ショットの各サンプル点における線幅データを読み込み(ステップ301)、線幅が異常であるか否かを判定する(ステップ303)。この判定は、例えば実測線幅と設計値との差を、予め定められた閾値と比較することによって行われる。ここで、線幅が正常であると判定された場合には、解析処理をそのまま終了し、線幅が異常であると判定された場合にはステップ305に進む。ステップ305では、フォーカストレースデータ、同期精度トレースデータ、露光量トレースデータ、及びウエハのフラットネスデータ、制御パラメータの設定値を露光装置100からロードし、それらのデータに基づいて、フォーカスの制御誤差の統計値であるZMEAN、ZMSD、同期精度誤差(移動標準偏差)、露光量誤差(移動平均)を算出し、前述したテーブル群を参照し、同期精度誤差及び露光量誤差、ZMEAN、ZMSDとに対応する線幅の推定値を算出する。次に、線幅の推定値と実測値の傾向が一致するかを判定し、それらの整合性をチェックする(ステップ307)。一致しない場合は、露光処理以外(成膜・レジスト処理、事前測定処理、現像処理、事後測定処理など)に線幅異常の要因があるとみなすことができる。この場合には、ステップ309に進んで、C/D310、デバイス形成装置群900の各装置などに解析情報(図4参照)としてプロセスの停止要求を送って、各種装置の運用を一旦停止させ、オペレータが他の装置のチェックを行える状態とする。オペレータは、露光装置100以外の装置の点検を行い、線幅異常の要因を調査する。一方、ステップ307において、実測値と推定値とがほぼ一致し、判断が肯定された場合には、線幅異常の原因が露光装置100であるものと判断して、ステップ311に進む。Next, the analysis process in
ステップ311では、上記ステップ305で算出したフォーカス/同期精度/露光量の各制御誤差、デバイス段差が規格外であるかを判定する。ここで、例えばフォーカスに関する統計値が規格をはずれている場合には、線幅異常の要因としてフォーカス制御又はショットフラットネスが含まれていると判定する。また、同期誤差に関する統計値が規格外である場合には、線幅異常の要因として同期誤差が含まれていると判定する。また、露光量に関する統計値が規格外である場合には、線幅異常の要因として露光量誤差が含まれていると判定する。これらのうち少なくとも1つの統計値が規格(露光装置のスペック)外である場合には、判断は肯定され、ステップ315に進む。ステップ315では、線幅異常の要因として特定された制御誤差に関連する調整系パラメータ及び制御系パラメータを選定し、選定されたパラメータの最適化を行う。
In
このパラメータの最適化においては、図2に示されるテーブルを参照し、いろいろなフォーカス/露光量/同期精度の各制御誤差の組合せで、シミュレーションを実行することにより、各制御誤差を0に近づけるように制御パラメータを調整すればよい。各制御パラメータが、フォーカス/露光量/同期精度の各制御誤差との関係は予め既知であるので、各制御誤差を0に近づけるための制御パラメータの設定値を割り出すことができる。 In the optimization of this parameter, referring to the table shown in FIG. 2, each control error is brought close to 0 by executing simulation with various combinations of control errors of various focus / exposure amounts / synchronization accuracy. The control parameters may be adjusted. Since the relationship between each control parameter and each control error of focus / exposure amount / synchronization accuracy is known in advance, a set value of the control parameter for bringing each control error close to 0 can be determined.
一方、ステップ311で、各制御誤差の統計値がすべて規格内である場合には、判定は否定され、ステップ313に進む。ステップ313では、各制御誤差の統計値が規格内であっても、制御パラメータの最適化を行うか否かを判定する。この判定が否定されれば解析処理を終了し、肯定されればステップ317に進む。ステップ317では、制御パラメータのうち非調整系のパラメータのみを最適化する(調整する)。ここでも、上記ステップ315と同様にして、各制御誤差を0に近づけるように制御パラメータ(ただし、非調整系パラメータのみ)を調整する。このようにすれば、露光装置100における露光処理を停止せずにパターン線幅の調整が可能となる。
On the other hand, if all the statistical values of the control errors are within the standard at
ステップ315、317実行後、最適化された制御パラメータのデータを、解析情報(図4参照)として、露光装置100に送る(ステップ319)。露光装置100では、制御パラメータの設定値が、送られたデータの値に更新され、今後は、その制御パラメータの下で露光処理が続行されることになる。ステップ319実行後は、解析処理を終了する。
After executing
以上詳細に述べたように、本実施形態に係る解析装置600によれば、ウエハ上にデバイスを製造するための一連のプロセスにおいて、ウエハ上に形成されるパターンの線幅に関するデータと露光装置の処理内容に関するデータ、すなわち露光条件やパターン設計情報などの処理条件、露光量、同期精度、フォーカスの各制御誤差などとの因果関係を、一連のプロセスの実行中に、自動的に解析することが可能となる。これにより、テスト処理を行う必要がなくなるうえ、調整するパラメータを、露光量やフォーカスなどに限定する必要がなくなる。
As described above in detail, according to the
また、本実施形態によれば、解析装置600では、線幅異常が確認された場合にのみ解析を行うので、不必要な解析処理を行わないようにすることができる。本実施形態では、計測ショットの各サンプル地点での線幅実測値と設計値との差が1箇所でも閾値を超えれば、線幅異常であるとした。このようにすれば、計測ショット内における厳格な線幅異常検出が可能となる。
Further, according to the present embodiment, the
しかしながら、線幅異常検出においては、計測ショットにおける線幅の実測値に関する統計値を算出し、算出された統計値を閾値と比較することにより、線幅異常を検出するようにしてもよい。この場合には、実測値に含まれる測定誤差の影響が低減され、より的確な線幅異常検出が可能となる。このような統計値としては、線幅の平均値を採用してもよいし、線幅のばらつきを示す指標値(例えば標準偏差、標準偏差の3倍のいわゆる3σ、分散など)を採用しても良い。また、平均値とばらつきを示す指標値との和(例えば線幅の平均値+3σなど)を採用してもよい。 However, in the line width abnormality detection, a statistical value related to the actual measurement value of the line width in the measurement shot may be calculated, and the calculated statistical value may be compared with a threshold value to detect the line width abnormality. In this case, the influence of the measurement error included in the actual measurement value is reduced, and more accurate line width abnormality detection becomes possible. As such a statistic value, an average value of the line width may be adopted, or an index value indicating the dispersion of the line width (for example, standard deviation, so-called 3σ that is three times the standard deviation, variance, etc.) is adopted. Also good. Further, the sum of the average value and the index value indicating the variation (for example, the average value of the line width + 3σ) may be employed.
また、本実施形態によれば、線幅異常が検出された場合には、露光装置100の制御パラメータを最適化したが、線幅異常が検出されたウエハに対しても何らかの措置が必要となる。例えば、計測ショットのほとんどに線幅異常が確認されたウエハについては、計測ショットでないショット領域についても線幅異常が発生している可能性が高いので、ウエハそのものをリジェクトし、その後の処理対象から除外することができる。また、線幅異常が確認された計測ショットが例えば1つ程度であるウエハについては、局所的に線幅異常が発生したものと考えられるので、線幅異常となったパターン周辺の部分、例えばその計測ショットのみ、その後の処理対象から除外するショット領域として指定することもできる。また、1つのショット領域内に複数のチップ領域が含まれている場合には、その回路パターンを含むチップ領域を、チップ単位で、その後の処理対象から除外することができる。このようなその後の処理対象としては、例えば、プロービング処理、リペア処理などがある。このようにすれば、不具合が発生した部分に対してそれらの処理を省略して、処理効率を向上させることができる。なお、ウエハをロット単位で処理していく中で、線幅異常が複数のウエハで連続して多数発生した場合には、そのロットのウエハをすべてリジェクトするようにしてもよい。このように、線幅異常が検出された回路パターンが含まれるチップ領域、ショット領域、ウエハ、ロットなどを、その後の処理から除外することにより、その処理の効率を向上させることができる。なお、このようなリジェクトに関する情報も図4に示される解析情報として、各装置に送られる。各装置はその情報に基づいて、除外対象のチップ領域、ショット領域、ウエハ、ロットなどに対する処理を行わないようにする。
Further, according to the present embodiment, when a line width abnormality is detected, the control parameters of the
また、本実施形態では、線幅異常の判定レベル(閾値)は1つであったが、判定レベルを複数段階設けることも可能である。このようにすれば、それぞれの判定レベルに応じて、その後に実行される各種装置の処理状態を変更することが可能となる。例えば、閾値を高低2つ設定し、実測線幅と設計値とのずれが2つの閾値の中間にあった場合には、露光装置100の制御パラメータの最適化のみを行って、パターンリジェクトは行わないようにし、実測線幅と設計値とのずれが高い閾値をも超えた場合には、制御パラメータの最適化とパターンリジェクトとの両方を行うようにすることができる。また、これに限らず、露光装置100の他、C/D310、測定器800、各種デバイス形成装置群900の各装置などの処理内容を段階的に調整することが可能となる。
In this embodiment, there is one determination level (threshold) for abnormal line width, but a plurality of determination levels can be provided. In this way, it becomes possible to change the processing state of various devices to be executed thereafter according to each determination level. For example, when two threshold values are set and the deviation between the measured line width and the design value is between the two threshold values, only optimization of the control parameters of the
また、本実施形態では、測定器800において、ウエハ毎に予め選択された計測ショットのみについて線幅の測定を行ったが、異常の発生頻度に応じて、線幅測定の頻度を増減させるようにしてもよいし、異常の発生分布に応じて線幅測定位置の分布を変化(異常発生箇所を重点的に測定)させてもよい。例えば、線幅異常が確認される計測ショットの数が増加した場合には、ウエハ内の計測ショットの数を増やすことができ、線幅異常が確認される計測ショットの数が減少した場合には、計測ショット数を減らしていくことも可能である。また、線幅異常の測定は、全てのウエハで行わなくてもよく、数枚置きであってもよい。例えば、線幅の異常が、所定枚数連続して発生しなければ、線幅測定をウエハ3枚置きとし、その後も連続して線幅の異常が発生しなければ、線幅測定回数をウエハ10枚置きとし、最終的にはロット先頭のウエハのみ線幅を測定することとしてもよい。もっとも、線幅の異常が新たに発生した場合には、線幅の測定頻度を増やすようにする必要があるのは勿論である。
In the present embodiment, the measuring
なお、解析装置600は、線幅の異常を確認した場合には、その旨を、解析情報として、各種処理装置に通知するようにしてもよい。
In addition, when the
なお、本実施形態では、パターンの異常を検出した場合にのみ制御パラメータの最適化を行ったが、これには限らず、ウエハ数枚置きに、必ず、制御パラメータの最適化を行うようにしてもよい。この場合、ステップ303(図5)では、最適化の対象となっているウエハであるか否かを判断することになる。また、この場合にも、上述したように、線幅が異常であると判断されたパターンの検出頻度に応じて、最適化の対象となるウエハの数を増減させることができる。 In this embodiment, the control parameter is optimized only when a pattern abnormality is detected. However, the present invention is not limited to this, and the control parameter should be optimized every several wafers. Also good. In this case, in step 303 (FIG. 5), it is determined whether or not the wafer is the object of optimization. Also in this case, as described above, the number of wafers to be optimized can be increased or decreased according to the detection frequency of the pattern whose line width is determined to be abnormal.
なお、本実施形態では、露光装置100の処理内容とウエハ上のパターン線幅との因果関係を主として解析した。しかしながら、パターン線幅に影響を与える処理装置は露光装置だけではない。例えば、C/D310においてウエハ上に塗布されるレジストの塗布むらなどは、形成されるパターンの線幅に多大な影響を与える。したがって、露光装置だけでなく、他の処理装置とパターン線幅との因果関係を解析可能とし、線幅の変動要因が露光装置にあるのか、他の処理装置にあるのか特定できるようにするのがより望ましい。そこで、本実施形態では、露光装置の処理状態から推定される回路パターンの線幅の推定値と、その線幅の実測値との一致度に基づいて、ウエハ上の回路パターンのサイズの変動要因が露光装置にあるのか否かを判定し、露光装置でないと判定されれば、他の処理装置のチェックを行うようにしている。この推定値は、過去に得られた露光装置100の処理内容と、回路パターンの線幅との関係が示されたテーブル群(図2参照)に基づいて推定される。これにより、線幅の推定値の信頼性が増す。
In the present embodiment, the causal relationship between the processing content of the
本実施形態では、露光装置の処理内容には、露光条件やパターンの設計情報等の処理条件に加え、その処理状態(走査露光中のフォーカス、露光量、同期精度の各制御誤差)が含まれている。露光装置の処理状態と回路パターンの線幅との関係を示すテーブルは、処理の複数の異なる設定値ごとに備えられている。このテーブルにおいては、露光装置の処理内容と回路パターンの線幅との関係のサンプル値しか登録されていないが、露光装置の処理内容がどのような値をとったとしても、補間演算により、その処理内容に対応する線幅の推定値を算出することができる。このようにすれば、テーブルを格納するメモリの容量を少なくできるうえ、セル数が膨大であるテーブルを探索するよりもパターン線幅の推定値を求めるのに要する時間が短縮されるようになる。すなわち、テーブル管理が容易となる。 In the present embodiment, the processing content of the exposure apparatus includes processing conditions (control errors in focus, exposure amount, and synchronization accuracy during scanning exposure) in addition to processing conditions such as exposure conditions and pattern design information. ing. A table showing the relationship between the processing state of the exposure apparatus and the line width of the circuit pattern is provided for each of a plurality of different set values of processing. In this table, only sample values of the relationship between the processing content of the exposure apparatus and the line width of the circuit pattern are registered, but whatever value the processing content of the exposure apparatus takes, the interpolation calculation An estimated value of the line width corresponding to the processing content can be calculated. In this way, the capacity of the memory for storing the table can be reduced, and the time required for obtaining the estimated value of the pattern line width can be shortened compared to searching for a table having a large number of cells. That is, table management becomes easy.
なお、このテーブル群は、露光装置における露光条件ごとのみならず、その露光条件に加え他の処理装置の処理結果ごとに設けるようにしてもよい。例えば、C/D310によって塗布されたレジストの膜厚を、露光条件等と同様の処理条件として加えることができる。このような処理条件に対応する処理装置は、主に、露光前の処理を行う前処理装置である。前処理装置としては、例えば、ウエハ上にレジストを塗布するC/D310と、ショットフラットネスを測定する測定器800とがある。測定装置800の処理内容としては、その処理結果に含まれる誤差値などがある。また、露光後の処理を行う後処理装置の処理条件であっても、テーブルにおける処理条件として加えることができる。例えば、測定器800における測定誤差も、C/D310におけるPEB処理条件(温度均一性など)や現像処理条件も、処理条件として付加しうるし、測定器800における測定対象が、レジスト像でなくエッチング像である場合には、エッチング装置の処理結果も処理条件として付加しうる。このようにすれば、露光装置のみならず、各種処理装置の処理内容を考慮した線幅異常検出、線幅変動要因の装置特定、線幅変動要因特定が可能となる。
This table group may be provided not only for each exposure condition in the exposure apparatus but also for each processing result of another processing apparatus in addition to the exposure condition. For example, the film thickness of the resist applied by C /
また、本実施形態によれば、露光装置のフォーカス、露光量、同期精度の各トレースデータに基づいて、それらの中から、回路パターンの線幅の変動要因を特定する。その特定方法としては、各種トレースデータから算出されるそのパターンが転写される間の変動要因の候補となる制御誤差の統計値と、その制御誤差の規定値とを比較し、規格外のものを線幅の変動要因として特定している。このような統計値としては、制御誤差の移動平均値、移動標準偏差などを採用することができるが、同期精度については、移動平均値よりも、そのばらつきを表す移動標準偏差の方が線幅への影響を直接表すようになるので、本実施形態では、移動標準偏差を採用した。しかしながら、同期精度について移動平均を採用してもよいのは勿論であり、同期精度、露光量についても、フォーカスと同様に、移動平均、移動標準偏差の両方を採用してもよい。また、フォーカスの制御誤差の統計値を、Z平均オフセット(移動平均)と、Z移動標準偏差としたが、この他、SFQR、SFQDを採用することもできる。 Further, according to the present embodiment, based on each trace data of the focus of the exposure apparatus, the exposure amount, and the synchronization accuracy, the variation factor of the line width of the circuit pattern is specified from them. The identification method is to compare the statistical value of the control error, which is a candidate for the variation factor during the transfer of the pattern calculated from various trace data, with the specified value of the control error, It is specified as a variation factor of the line width. As such statistical values, it is possible to adopt moving average values, moving standard deviations, etc. of control errors, but with regard to synchronization accuracy, the moving standard deviation representing the variation is more line width than the moving average value. In this embodiment, the moving standard deviation is adopted. However, it goes without saying that a moving average may be adopted for the synchronization accuracy, and both the moving average and the moving standard deviation may be adopted for the synchronization accuracy and the exposure amount as well as the focus. Further, although the statistical values of the focus control error are the Z average offset (moving average) and the Z moving standard deviation, SFQR and SFQD can also be used.
また、本実施形態では、測定器800において、露光前のウエハのショットフラットネスを測定したが、本発明はこれには限られない。例えば、露光装置にウエハをロードした後に、ウエハを保持するステージを水平に保ったまま(すなわちフォーカス制御を行わずに)走査露光と同様に同期走査し、そのときにフォーカス制御系で観測されるウエハ面の変動に基づいてショットフラットネスを測定するようにしてもよいし、前回の走査露光中におけるフォーカストレースから、ウエハステージのZ位置や傾斜量を差し引いた勾配を、ショットフラットネスデータとして測定するようにしてもよい。なお、このようなショットフラットネスデータの測定方法については、例えば前述した特開2001−338870号公報などに詳細に開示されている。
In the present embodiment, the measuring
なお、本実施形態では、フォーカスの制御誤差の統計値であるZ平均オフセット、Z移動標準偏差は、ショットフラットネス(デバイストポグラフィ)基準であったが、これには限られず、フォーカスの制御誤差の算出に際しては、ショットフラットネスを考慮しなくてもよい。 In this embodiment, the Z average offset and the Z movement standard deviation, which are statistical values of the focus control error, are based on the shot flatness (device topography). However, the present invention is not limited to this. In calculation, shot flatness need not be considered.
また、本実施形態によれば、パターンのサイズの変動要因として特定された処理内容を調整する調整情報として、制御パラメータの最適値を算出する。この場合には、原則として、露光装置における処理内容の統計値と、パターンの線幅との関係を示すテーブルを参照し、フォーカス、露光量、同期精度の統計値が0に近づくように、各種制御パラメータを調整することとなるが、そのような調整が困難である場合には、変動要因として特定された処理内容に対するパターンの線幅への影響が相殺されるように、制御パラメータを調整するようにしてもよい。この場合にも、制御パラメータの調整に上記テーブル群を利用することができる。すなわち、各種統計値が0ではないが、線幅が設計値どおりとなっているセルを探索し、統計値がその値となるように制御パラメータを調整することができる。また、このテーブルを参照すれば、線幅に特に影響を与えている処理内容を特定することができるので、調整する制御パラメータを特定された処理内容に関連するものに絞り込むことができる。これにより、調整する制御パラメータの数を少なくすることができるようになり、その調整効率を向上させることも可能である。また、フォーカス、同期精度、露光量の調整だけで制御パラメータの調整が困難である場合などでは、露光条件、パターンの設計条件を変更することも可能である。この場合、C/D310により塗布されるレジストの膜厚やPEB温度制御など、他の処理装置の処理条件を変更するようにしてもよい。
Further, according to the present embodiment, the optimum value of the control parameter is calculated as the adjustment information for adjusting the processing content specified as the variation factor of the pattern size. In this case, as a rule, a table showing the relationship between the statistical value of the processing contents in the exposure apparatus and the line width of the pattern is referred to, and various statistics are set so that the statistical value of focus, exposure amount, and synchronization accuracy approaches zero. The control parameter will be adjusted. If such adjustment is difficult, the control parameter is adjusted so that the influence on the line width of the pattern with respect to the processing content specified as the variation factor is offset. You may do it. Also in this case, the table group can be used for adjusting the control parameters. That is, it is possible to search for a cell whose various statistical values are not 0 but whose line width is as designed, and adjust the control parameter so that the statistical value becomes the value. Further, by referring to this table, it is possible to specify the processing contents that particularly affect the line width, and therefore it is possible to narrow down the control parameters to be adjusted to those related to the specified processing contents. As a result, the number of control parameters to be adjusted can be reduced, and the adjustment efficiency can be improved. Further, when it is difficult to adjust the control parameters only by adjusting the focus, the synchronization accuracy, and the exposure amount, the exposure conditions and the pattern design conditions can be changed. In this case, the processing conditions of other processing apparatuses such as the resist film thickness applied by the C /
また、本実施形態では、露光量/同期精度/フォーカスが規格外でなくても制御パラメータの最適化を行おうとする場合には、調整系のパラメータでなく、非調整系のパラメータのみを調整対象としている。このようにすれば、装置の稼動を停止させる必要がなくなるので、スループットが向上する。 In the present embodiment, when the control parameter is to be optimized even if the exposure amount / synchronization accuracy / focus is not out of the standard, only the non-adjustment system parameter, not the adjustment system parameter, is to be adjusted. It is said. In this way, it is not necessary to stop the operation of the apparatus, so that the throughput is improved.
本実施形態に係る基板処理システム101は、これまで述べてきたように、解析装置600を備え、解析装置600を用いて、ウエハに対する一連のプロセスの少なくとも一部を実行する各種処理装置の処理内容を解析、具体的には、ウエハ上に形成されたパターン線幅の異常検出、線幅異常の要因となる装置の特定、線幅異常の要因となった処理内容の特定を行っている。このため、複数の異なる処理条件各々を露光装置に順次設定してその度にテスト露光を行うなどの煩雑な工程を省略してスループットの向上が可能になるうえ、調整可能な線幅の変動要因の数に制限がなくなるので、より多くのパラメータを調整することができるようになってきめ細かな装置調整が可能となり、パターン線幅精度が向上する。この結果、線幅の異常等に対する迅速な対応や、パラメータの速やかな最適化が可能となり、デバイス製造の歩留まりが向上する。
As described above, the
本実施形態に係る基板処理システム101においては、解析装置600における解析処理において、露光装置100、及び測定器800などの各処理装置が、それぞれの処理内容を解析装置600に送ることができる。例えば露光装置100では、それらの処理結果に関する情報のみならず、その処理条件や、処理の途中の状態などに関する情報を装置外部に出力することができる。なお、測定器800、C/D310、及びデバイス形成装置群900の各装置なども、同様に、それらの処理結果のみならず、処理条件、処理状態に関する情報を解析装置600に出力することができるようになっていてもよい。例えば、測定器800については、パターンの線幅の測定条件に関するデータ(照明条件、照明波長など)や、測定状態に関するデータ(例えば、測定誤差の偏りやばらつきに関するデータ)などを出力可能とするようにしてもよい。この場合、本実施形態に係る露光装置100や測定器800と同様に、これらの処理条件、処理状態は、一連のプロセスが実行されている期間の途中にも出力可能とすれば、そのデータを用いた解析を速やかに行い、線幅異常等に対する迅速な対応が可能となる。
In the
また、本実施形態では、解析装置600の解析結果は、解析情報として、一連のプロセス実行中にも、露光装置100をはじめ、C/D310、測定器800、デバイス形成装置群900に送られる。各装置は、この解析情報を受信する受信部を備えている。これらの解析情報には、各装置の制御パラメータの調整情報を含んでおり、各装置は、この調整情報に基づいて、自身の制御パラメータの設定値を変更する。このようにすれば、一連のプロセス実行中にも、装置調整を行うことができるようになり、線幅悪化に対する迅速な対応が可能となる。
In the present embodiment, the analysis result of the
例えば、測定器800における制御パラメータについては、例えば、計測対象となるウエハの選定や、計測ショットの選択などがある。例えば、図4においては、ウエハ外縁の8つのショット領域が計測ショットとして選択されているが、これらのショット領域が、レジストの塗布むらなどにより、計測ショットとして適切でないと判断した場合には、計測ショットを変更することができる。ある意味では、上述した線幅測定の頻度調整も、測定器800のパラメータ調整であるといえる。また、C/D310における制御パラメータについては、例えば、ウエハ上のレジストの塗布むらに関連するパラメータがある。例えば、ウエハの回転速度、レジストの滴下量や滴下間隔などがある。
For example, the control parameters in the measuring
なお、解析装置600は、測定器800、露光装置100又は他の処理装置の中に組み込まれていてもよい。この場合には、解析装置が組み込まれた測定器800、露光装置100又は他の処理装置で線幅に関する解析を行う必要があるため、解析装置600と同様に、一連のプロセスの実行中に、他の装置とのデータの送受信を行う送受信インターフェイスが必要となる。
The
また、本実施形態に係る基板処理システム101は、解析装置600を介した露光装置100と測定器800との連携により、露光装置100における線幅管理を適切に行うシステムであった。それらはインラインに接続されているので、レジスト塗布、事前測定、露光、事後測定、現像などの工程を短期間のうちに行って、それらの測定結果を解析し、その解析結果を各工程に迅速に反映することができるので、効率的な線幅管理が可能となる。
Further, the
また、露光装置100から解析装置600へ、各種トレースデータとともに制御パラメータの設定値データを送ったが、これらのデータを送らなくてもよい。解析装置600では、制御パラメータの設定値の変化分を算出し、それを露光装置100に送るようにし、露光装置100側で、その変化分だけ制御パラメータの設定値を変更すればよい。また、露光装置100から解析装置600に送られるトレースデータは、フォーカス、同期精度、露光量の少なくとも1種類であればよい。トレースデータとしては、フォーカス、露光量、同期精度には限られず、パターン線幅に関連する処理状態であれば、任意のものを採用することができる。また、露光条件も上記のものには限られず、線幅に影響を与える露光条件、パターンの設計条件、同期制御の制御条件、他の処理装置の処理結果であれば、任意のものを指定することができる。
Further, although the setting value data of the control parameter is sent from the
また、本実施形態では、露光装置100から取得するデータを、露光量/同期精度/フォーカスの各制御トレースデータとしたが、露光装置100で、各制御誤差の統計値を算出しておき、その統計値を解析装置600に送るようにしてもよい。この場合、トレースデータを解析装置600に送る必要はない。
In the present embodiment, the data acquired from the
なお、レジスト処理、現像処理、エッチング処理などのプロセスごとにテーブルを作成し、各処理条件を解析装置に通知するようにすれば、より最適な線幅管理が実現される。すなわち、露光装置以外の各種装置の処理状態と線幅との関係を示すテーブルを管理し、そのテーブルを用いて線幅の解析を行うようにしてもよい。 If a table is created for each process such as resist processing, development processing, and etching processing, and each processing condition is notified to the analysis apparatus, more optimal line width management is realized. That is, a table indicating the relationship between the processing state of various apparatuses other than the exposure apparatus and the line width may be managed, and the line width may be analyzed using the table.
観点を変えると、解析装置600は、線幅に影響を与える処理内容に関する得られる情報を各種処理装置から得て、パターンの線幅が設計値どおりとなるようにそれらの情報を統括管理するデータ管理部であるとみなすことができる。すなわち、基板処理システム101は、線幅に関連する各装置のデータを共有管理するデータ管理部を有するシステムであるとみなすことができる。このような統括的な線幅に関連するデータの管理を行えば、デバイスを製造するにあたって、各種装置にまたがったバランスの良いシステム調整が可能となる。
If the viewpoint is changed, the
本実施形態では、測定器800を露光装置100等とインラインに接続するものとしたが、測定器は、露光装置100やトラック300とはインラインに接続されていないオフラインの測定器であってもよい。また、事前測定器と事後測定器とは、別々に設けられていてもよく、どちらか一方がインラインでなくオフラインであってもよい。
In this embodiment, the measuring
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・リピート方式や他の方式の露光装置であってもよい。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、本発明は、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線幅管理に本発明を適用することができるのは勿論である。
In the present embodiment, the
また、上記実施形態では、管理対象をラインパターンの線幅としたが、ボックスマークなどのラインパターンでないパターンの幅などであってもよいことは勿論である。すなわち、管理対象はパターンのサイズであればよい。 In the above embodiment, the management target is the line width of the line pattern, but it is needless to say that the width of a pattern other than a line pattern such as a box mark may be used. That is, the management target may be a pattern size.
また、上記実施形態では、解析装置600を、例えばPCとした。すなわち解析装置600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よいし、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よい。また、解析装置600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
以上説明したように、本発明の解析装置、処理装置、測定装置、露光装置、基板処理システム、解析方法及びプログラムは、デバイス製造工程に用いられるのに適している。 As described above, the analysis apparatus, processing apparatus, measurement apparatus, exposure apparatus, substrate processing system, analysis method, and program of the present invention are suitable for use in a device manufacturing process.
Claims (57)
前記一連のプロセスの少なくとも一部を実行し、少なくとも露光装置を含む処理装置により、前記一連のプロセス実行中に行われる処理内容に関する情報を取得する取得装置を備え、
前記取得装置により取得される前記処理装置の処理内容に関する情報から推定される前記パターンのサイズに関する情報と、前記物体上に形成されたパターンのサイズの実測値を少なくとも含む前記パターンのサイズに関する情報との比較結果に基づいて、前記処理装置における前記パターンのサイズに関連する処理内容の因果関係を解析し、該解析結果に基づいて前記処理装置における前記パターンのサイズの変動要因となった少なくとも1つの処理内容を特定し、該処理内容を調整する調整情報を算出し、該調整情報を前記処理装置に通知し、
前記処理装置の処理内容に関する情報は、前記露光装置の処理内容に関する情報を含み、
前記露光装置の処理内容に関する情報には、前記物体上におけるパターンの像の結像状態に関する情報と、前記パターンの像に対する前記物体の相対位置ずれに関する情報と、前記物体上にパターンの像を転写するためのエネルギービームのエネルギーに関する情報とのうちの少なくとも1つが含まれる、解析装置。An analysis apparatus for analyzing information related to a series of processes for forming a device pattern on an object provided for device manufacture,
An acquisition device that executes at least a part of the series of processes and acquires information on processing contents performed during the execution of the series of processes by a processing apparatus including at least an exposure apparatus ;
Information on the size of the pattern estimated from information on processing contents of the processing device acquired by the acquisition device, information on the size of the pattern including at least an actual measurement value of the size of the pattern formed on the object; Based on the comparison result, the causal relationship of the processing contents related to the size of the pattern in the processing device is analyzed, and at least one of the variation factors of the pattern size in the processing device is analyzed based on the analysis result Specify the processing content, calculate adjustment information for adjusting the processing content, notify the adjustment information to the processing device,
The information on the processing content of the processing apparatus includes information on the processing content of the exposure apparatus,
The information on the processing contents of the exposure apparatus includes information on the image formation state of the pattern image on the object, information on the relative positional deviation of the object with respect to the pattern image, and transfer of the pattern image onto the object. An analysis device including at least one of information on energy of an energy beam for performing .
前記パターンのサイズの実測値に基づいて、前記パターンのサイズの異常を検出し、
異常が検出された場合に、前記因果関係を解析する解析装置。The analysis device according to claim 1,
Based on the actual measurement value of the pattern size, an abnormality in the size of the pattern is detected,
An analysis device that analyzes the causal relationship when an abnormality is detected.
前記パターンのサイズの実測値に関する統計値に基づいて、前記パターンのサイズの異常を検出する解析装置。The analysis device according to claim 2,
An analysis device that detects an abnormality in the size of the pattern based on a statistical value relating to an actual measurement value of the pattern size.
前記統計値は、前記パターンのサイズの平均値、ばらつき、平均値とばらつきとの和の少なくとも1つである解析装置。The analysis device according to claim 3,
The analysis device, wherein the statistical value is at least one of an average value of the pattern size, a variation, and a sum of the average value and the variation.
サイズが異常であると判断されたパターンを、その後の処理対象から除外するパターンとして指定する解析装置。The analysis device according to claim 2,
An analysis device that designates a pattern determined to be abnormal in size as a pattern to be excluded from subsequent processing targets.
前記物体は、半導体基板であり、
サイズが異常であると判断されたパターンを含むチップを、チップ単位で、処理対象から除外する解析装置。The analysis device according to claim 5,
The object is a semiconductor substrate;
An analysis device that excludes a chip including a pattern determined to be abnormal in size from a processing target in units of chips.
前記パターンのサイズの異常の判定レベルを複数段階設け、
判定レベル毎に、その判定レベルに応じて、その後に実行される処理装置の処理内容を指定する解析装置。The analysis device according to claim 2,
A plurality of levels for determining the abnormal size of the pattern are provided,
An analysis device that specifies the processing content of a processing device to be executed later for each determination level according to the determination level.
複数の物体各々に対し前記一連のプロセスを順番に実行する場合に、
サイズが異常であると判断されたパターンの検出頻度、又は検出分布に応じて、前記パターンのサイズを測定する物体の選択数を増減、又は測定する物体の位置を変化させる解析装置。The analysis device according to claim 2,
When performing the series of processes in order for each of a plurality of objects,
An analysis apparatus that increases or decreases the number of objects to be measured for the size of the pattern or changes the position of the object to be measured according to the detection frequency or detection distribution of the pattern whose size is determined to be abnormal.
前記パターンのサイズの異常が検出されたことを、前記処理装置に通知する解析装置。The analysis device according to claim 2,
An analysis device that notifies the processing device that an abnormality in the size of the pattern has been detected.
複数の物体各々に対し前記一連のプロセスを順番に実行する場合に、
前記複数の物体のうち、選択された物体のみについて、前記因果関係を解析する解析装置。The analysis device according to claim 1,
When performing the series of processes in order for each of a plurality of objects,
An analysis device that analyzes the causal relationship for only a selected object among the plurality of objects.
サイズが異常であると判断されたパターンの検出頻度、又は検出分布に応じて、前記パターンのサイズを測定する物体の選択数を増減又は、測定する物体の位置を変化させる解析装置。The analysis device according to claim 10,
An analysis device that increases or decreases the number of objects to be measured for the size of the pattern or changes the position of the object to be measured according to the detection frequency or detection distribution of the pattern whose size is determined to be abnormal.
前記一連のプロセスの少なくとも一部は、該プロセスの一部をそれぞれ実行する複数の前記処理装置によって実行され、該複数の処理装置間における、前記パターンのサイズに関連する処理内容の因果関係を解析する解析装置。The analysis device according to claim 1,
At least a portion of the series of processes is performed by a plurality of the processing device to perform some of the processes, respectively, the analysis between the plurality of processing devices, a causal relationship between processing contents related to the size of the pattern Analysis device to do.
前記因果関係の解析結果に基づいて、前記複数の処理装置のうち、前記パターンのサイズの変動要因となった少なくとも1つの処理装置を特定する解析装置。The analysis device according to claim 12,
An analysis device that identifies at least one processing device that causes a variation in the size of the pattern among the plurality of processing devices based on the analysis result of the causal relationship.
過去に得られた、前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報に基づいて、前記パターンのサイズを推定する解析装置。The analysis device according to claim 12 or 13 ,
An analysis device that estimates the size of the pattern based on information on the relationship between the processing contents of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern obtained in the past.
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容に関する情報は、前記物体に対する処理条件と処理状態とに関する情報を含み、
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報として、前記複数の処理装置のそれぞれの処理状態と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を、前記処理条件の複数の異なる設定値ごとに有する解析装置。The analysis device according to claim 14 ,
The information on the processing contents of each of the plurality of processing devices includes information on processing conditions and processing states for the object,
As information regarding the relationship between the processing contents of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern, information regarding the relationship between the processing state of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern, An analysis device for each different set value.
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容に関する情報は、前記物体に対する処理結果をさらに含み、
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報として、前記複数の処理装置のそれぞれの処理状態と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を、前記処理条件の複数の異なる設定値毎、他の処理装置の処理結果毎に有する解析装置。The analysis device according to claim 15 ,
The information on the processing contents of each of the plurality of processing devices further includes a processing result for the object,
As information regarding the relationship between the processing contents of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern, information regarding the relationship between the processing state of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern, An analysis device that is provided for each different set value and for each processing result of another processing device.
前記一連のプロセスの少なくとも一部は、前記物体上にパターンを転写する少なくとも1つの前記露光装置と、前記パターンの転写前のプロセスを実行する少なくとも1つの前処理装置と、前記パターンの転写後のプロセスを実行する少なくとも1つの後処理装置との少なくとも1つを含む、少なくとも1つの処理装置によって実行される解析装置。The analysis device according to claim 1,
Wherein at least a part of a series of processes, and at least one of said exposure apparatus for transferring a pattern onto the object, and the pretreatment device of the at least one carrying out the process before transfer of the pattern, after transfer of the pattern An analysis device executed by at least one processing device, including at least one with at least one post-processing device that executes the process.
前記前処理装置には、前記物体上に感光剤を塗布する塗布装置と、前記物体の状態を測定する事前測定装置との少なくとも1つが含まれ、
前記後処理装置には、前記物体上に転写形成されたパターンを現像する現像装置と、前記パターンに従った前記物体のエッチングを行うエッチング装置と、前記パターンのサイズを測定する事後測定装置と、前記パターンの検査装置との少なくとも1つが含まれる解析装置。The analysis device according to claim 17 ,
The pre-processing device includes at least one of a coating device that coats a photosensitive agent on the object and a pre-measurement device that measures the state of the object,
The post-processing device includes a developing device that develops a pattern transferred and formed on the object, an etching device that etches the object according to the pattern, a post-measurement device that measures the size of the pattern, An analysis apparatus including at least one of the pattern inspection apparatuses.
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容の統計値と、その処理内容の規定値との比較結果に基づいて、該複数の処理装置のそれぞれにおける前記パターンのサイズの変動要因となった少なくとも1つの処理内容を特定する解析装置。The analysis device according to claim 12 ,
A statistical value of each of the processing contents of the plurality of processing apparatuses, based on a result of comparison between the specified value of the processing contents, at least one of which was the variable factor of the size of the pattern in each of said plurality of processing devices An analysis device that identifies the processing content.
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容の統計値は、前記物体上に前記パターンが形成される間の処理状態に関する情報の移動平均値、移動標準偏差の少なくとも1つである解析装置。The analysis device according to claim 19 ,
The statistical value of the processing contents of each of the plurality of processing devices is at least one of a moving average value and a moving standard deviation of information regarding a processing state while the pattern is formed on the object.
過去に得られた、前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報に基づいて、前記調整情報を算出する解析装置。The analysis device according to claim 12 ,
An analysis device that calculates the adjustment information based on information about the relationship between the processing content of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern obtained in the past.
過去に得られた、前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を参照して、前記変動要因として特定された処理内容の前記パターンのサイズへの影響が相殺されるように、前記調整情報を算出する解析装置。The analysis device according to claim 21 ,
By referring to information on the relationship between the processing contents of the plurality of processing devices and the pattern size obtained in the past, the influence of the processing contents specified as the variation factor on the size of the pattern is offset. An analysis device that calculates the adjustment information.
過去に得られた、前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を参照して、前記パターンのサイズを変更するのに有効な処理内容に絞って、それらの調整情報を算出する解析装置。The analysis device according to claim 21 ,
With reference to the information about the relationship between the processing contents of the plurality of processing devices and the size of the pattern obtained in the past, the processing contents effective for changing the size of the pattern are narrowed down. An analysis device that calculates adjustment information.
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報として、前記処理装置の処理状態と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を、前記複数の処理装置のそれぞれの処理条件の複数の異なる設定値毎に有している場合に、
前記処理条件を変更した方が前記パターンのサイズの修正について有効である場合には、前記処理条件の設定値を調整する調整情報を算出する解析装置。The analysis device according to claim 21 ,
As the information on the relationship between the size of each processing content and the pattern of the plurality of processing apparatuses, information on the relationship between the size of the processing state and the pattern of the processing apparatus, each of the processing conditions of the plurality of processing devices For each of several different setting values,
An analysis device that calculates adjustment information for adjusting a setting value of the processing condition when the change of the processing condition is more effective for the correction of the size of the pattern.
前記パターンのサイズの異常が検出されていない場合には、調整する処理内容を、変更しても前記物体に対する処理を続行することができる処理内容に限定する解析装置。The analysis device according to claim 1 ,
An analysis device that limits processing contents to be adjusted to processing contents that can continue processing on the object even if the processing contents to be adjusted are changed when no abnormality in the size of the pattern is detected.
前記処理条件には、前記パターンを転写するための露光条件、前記パターンの設計条件、前記パターンと前記物体との相対位置の制御条件、及び前記パターンの転写前の処理を行う他の処理装置の処理結果に関する条件のうちの少なくとも1つが含まれる解析装置。The analysis device according to claim 1 ,
The front Symbol treatment conditions, the exposure conditions for transferring the pattern, design conditions of the pattern, the control conditions of the relative position of the pattern and the object, and other processing apparatus for processing before transferring the pattern An analysis apparatus including at least one of the conditions related to the processing result.
前記物体上における前記パターンの像の結像状態に関する情報は、前記物体の面形状基準の情報である解析装置。The analysis device according to claim 26 ,
The information regarding the imaging state of the image of the pattern on the object is an analysis device that is information on a surface shape reference of the object.
請求項1〜27のいずれか一項に記載の解析装置を備える処理装置。A processing device that executes at least a part of a series of processes for forming a pattern on an object,
A processing apparatus comprising the analysis apparatus according to any one of claims 1 to 27 .
請求項1〜27のいずれか一項に記載の解析装置を備える測定装置。A measuring device for measuring the size of a pattern formed on an object,
A measurement device comprising the analysis device according to any one of claims 1 to 27 .
請求項1〜27のいずれか一項に記載の解析装置を備える露光装置。An exposure apparatus for transferring a pattern onto an object,
An exposure apparatus comprising the analysis apparatus according to any one of claims 1 to 27 .
請求項1〜27のいずれか一項に記載の解析装置を用いて、前記一連のプロセスの少なくとも一部を実行する処理装置の処理内容を解析する工程を含む解析方法。An analysis method for analyzing information on a series of processes for forming a pattern on an object,
An analysis method including a step of analyzing processing contents of a processing device that executes at least a part of the series of processes using the analysis device according to any one of claims 1 to 27 .
さらに、前記一連のプロセスの少なくとも一部を、前記複数の物体上に順次実行している途中で、前記パターンのサイズに関連する処理内容に関する情報を出力する処理装置。 The processing apparatus according to claim 28, wherein
Furthermore, a processing apparatus that outputs information related to processing contents related to the size of the pattern during the sequential execution of at least a part of the series of processes on the plurality of objects.
前記処理内容は、
前記処理装置における前記物体に対する処理条件と処理状態と処理結果との少なくとも1つを含む処理装置。The processing apparatus according to claim 32 , wherein
The processing content is as follows:
A processing apparatus including at least one of a processing condition, a processing state, and a processing result for the object in the processing apparatus.
前記一連のプロセスの少なくとも一部は、
前記物体上に感光剤を塗布する塗布処理と、前記物体の状態を測定する事前測定処理と、前記物体上に転写形成されたパターンを現像する現像処理と、前記パターンに従った前記物体のエッチングを行うエッチング処理と、前記パターンのサイズを測定する事後測定処理と、前記パターンの検査処理とのうちのいずれかを含む処理装置。The processing apparatus according to claim 32 , wherein
At least part of the series of processes is
An application process for applying a photosensitive agent on the object, a pre-measurement process for measuring the state of the object, a development process for developing a pattern transferred and formed on the object, and etching the object according to the pattern A processing apparatus including any one of an etching process for performing a post-processing, a post-measurement process for measuring the size of the pattern, and an inspection process for the pattern.
請求項1〜27のいずれか一項に記載の解析装置を備える基板処理システム。A substrate processing system for executing a series of processes for forming a pattern on an object,
A substrate processing system comprising the analysis apparatus according to any one of claims 1 to 27 .
請求項32に記載の処理装置を備える基板処理システム。A substrate processing system for executing a series of processes for forming a pattern on an object,
A substrate processing system comprising the processing apparatus according to claim 32 .
前記一連のプロセスの少なくとも一部を実行し、少なくとも露光装置を含む処理装置により、前記一連のプロセス実行中に行われる処理内容に関する情報を取得し、前記処理装置の処理内容に関する情報から推定される前記パターンのサイズに関する情報と、前記物体上に形成されたパターンのサイズの実測値を少なくとも含む前記パターンのサイズに関する情報との比較結果に基づいて、前記処理装置における前記パターンのサイズに関連する処理内容の因果関係を解析し、該解析結果に基づいて前記処理装置における前記パターンのサイズの変動要因となった少なくとも1つの処理内容を特定し、該処理内容を調整する調整情報を算出し、該調整情報を前記処理装置に通知する手順を、前記コンピュータに実行させ、
前記処理装置の処理内容に関する情報は、前記露光装置の処理内容に関する情報を含み、
前記露光装置の処理内容に関する情報には、前記物体上におけるパターンの像の結像状態に関する情報と、前記パターンの像に対する前記物体の相対位置ずれに関する情報と、前記物体上にパターンの像を転写するためのエネルギービームのエネルギーに関する情報とのうちの少なくとも1つが含まれる、プログラム。 A program for causing a computer to analyze information related to a series of processes for forming a device pattern on an object provided for device manufacture,
Information regarding processing contents performed during execution of the series of processes is acquired by a processing apparatus including at least an exposure apparatus that executes at least a part of the series of processes, and is estimated from information regarding processing contents of the processing apparatus. A process related to the size of the pattern in the processing device based on a comparison result between the information about the size of the pattern and the information about the size of the pattern including at least an actual measurement value of the size of the pattern formed on the object Analyzing the causal relationship of the content, identifying at least one processing content that causes a variation in the size of the pattern in the processing device based on the analysis result, calculating adjustment information for adjusting the processing content, Causing the computer to execute a procedure for notifying the processing device of adjustment information;
The information on the processing content of the processing apparatus includes information on the processing content of the exposure apparatus,
The information on the processing contents of the exposure apparatus includes information on the image formation state of the pattern image on the object, information on the relative positional deviation of the object with respect to the pattern image, and transfer of the pattern image onto the object. A program that includes at least one of information about energy of the energy beam to perform.
前記パターンのサイズの実測値に基づいて、前記パターンのサイズの異常を検出する手順を前記コンピュータにさらに実行させ、
異常が検出された場合に、前記因果関係を解析する手順を前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 37 ,
Based on the measured value of the pattern size, further causing the computer to execute a procedure for detecting an abnormality in the pattern size,
A program that causes the computer to execute a procedure for analyzing the causal relationship when an abnormality is detected.
前記パターンのサイズの異常を検出する手順を、前記パターンのサイズの実測値に関する統計値に基づいて、前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 38 ,
A program that causes the computer to execute a procedure for detecting an abnormality in the size of the pattern based on a statistical value related to an actual measurement value of the pattern size.
サイズが異常であると判断されたパターンを、その後の処理対象から除外するパターンとして指定する手順を、前記コンピュータにさらに実行させるプログラム。The program according to claim 38 ,
A program for causing the computer to further execute a procedure for designating a pattern determined to be abnormal in size as a pattern to be excluded from a subsequent processing target.
前記物体は、半導体基板であり、
処理対象から除外するパターンとして指定する手順として、サイズが異常であると判断されたパターンを含むチップを、チップ単位で、プロセスの処理対象から除外する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 40 ,
The object is a semiconductor substrate;
A program for causing the computer to execute a procedure for excluding, in a chip unit, a chip including a pattern determined to be abnormal in size as a procedure to be specified as a pattern to be excluded from a processing target.
前記パターンのサイズの異常の判定レベルを複数段階で設け、
前記複数段階の判定レベルで判定される前記パターンのサイズの異常度のレベルに応じて、その後に実行される処理装置の処理内容を指定する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 38 ,
Provide a determination level of abnormality in the size of the pattern in a plurality of stages,
A program for causing the computer to execute a procedure for specifying processing contents of a processing device to be executed later according to the level of abnormality in the size of the pattern determined at the determination levels of the plurality of stages.
複数の物体各々に対し前記一連のプロセスを順番に実行する場合に、
サイズが異常であると判断されたパターンの検出頻度、又は、検出分布に応じて、前記パターンのサイズを測定する物体の選択数を増減、又は、測定する物体の位置を変化させる手順を、前記コンピュータにさらに実行させるプログラム。The program according to claim 38 ,
When performing the series of processes in order for each of a plurality of objects,
The procedure for increasing or decreasing the number of selected objects for measuring the size of the pattern or changing the position of the object to be measured according to the detection frequency of the pattern determined to be abnormal or the detection distribution, A program that causes a computer to execute further.
前記パターンのサイズの異常が検出されたことを、前記処理装置に通知する手順を、前記コンピュータにさらに実行させるプログラム。In the program according to any one of claims 38 to 43 ,
A program for causing the computer to further execute a procedure for notifying the processing device that an abnormality in the size of the pattern has been detected.
複数の物体に対し前記一連のプロセスを順番に実行する場合に、
前記複数の物体のうち、選択された物体のみについて、前記因果関係を解析する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 37 ,
When performing the series of processes in sequence for a plurality of objects,
A program for causing the computer to execute a procedure for analyzing the causal relationship for only a selected object among the plurality of objects.
サイズが異常であると判断されたパターンの検出頻度、又は、検出分布に応じて、前記パターンのサイズを測定する物体の選択数を増減、又は、測定する物体の位置を変化させる手順を、前記コンピュータにさらに実行させるプログラム。The program according to claim 45 , wherein
The procedure for increasing or decreasing the number of selected objects for measuring the size of the pattern or changing the position of the object to be measured according to the detection frequency of the pattern determined to be abnormal or the detection distribution, A program that causes a computer to execute further.
前記一連のプロセスの少なくとも一部は、該プロセスの一部をそれぞれ実行する複数の前記処理装置によって実行され、該複数の処理装置間における、前記パターンのサイズに関連する処理内容の因果関係を解析する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 37 ,
At least a portion of the series of processes is performed by a plurality of the processing device to perform some of the processes, respectively, the analysis between the plurality of processing devices, a causal relationship between processing contents related to the size of the pattern A program for causing the computer to execute a procedure to execute.
前記因果関係の解析結果に基づいて、前記複数の処理装置のうち、前記パターンのサイズの変動要因となった少なくとも1つの処理装置を特定する手順を、前記コンピュータにさらに実行させるプログラム。The program according to claim 47 ,
A program that causes the computer to further execute a procedure for identifying at least one processing device that causes a variation in the size of the pattern among the plurality of processing devices based on the analysis result of the causal relationship.
過去に得られた、前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報に基づいて、前記パターンのサイズを推定する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 47 or 48 ,
A program that causes the computer to execute a procedure for estimating the size of the pattern based on information on the relationship between the processing contents of the plurality of processing devices and the size of the pattern obtained in the past.
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容に関する情報は、前記物体に対する処理条件と処理状態とに関する情報を含み、
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報として、前記複数の処理装置のそれぞれの処理状態と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を、前記処理条件の複数の異なる設定値ごとに有するプログラム。The program according to claim 49 ,
The information on the processing contents of each of the plurality of processing devices includes information on processing conditions and processing states for the object,
As information regarding the relationship between the processing contents of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern, information regarding the relationship between the processing state of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern, A program to have for each different setting value.
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容に関する情報は、前記物体に対する処理結果をさらに含み、
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報として、前記複数の処理装置のそれぞれの処理状態と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を、前記処理条件の複数の異なる設定値毎、他の処理装置の処理結果毎に有するプログラム。The program according to claim 50 ,
The information on the processing contents of each of the plurality of processing devices further includes a processing result for the object,
As information regarding the relationship between the processing contents of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern, information regarding the relationship between the processing state of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern, A program for each different setting value and for each processing result of another processing apparatus.
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容の統計値と、その処理内容の規定値との比較結果に基づいて、前記複数の処理装置のそれぞれにおける前記パターンのサイズの変動要因となった少なくとも1つの処理内容を特定する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 50 ,
Based on the comparison result between the statistical value of the processing content of each of the plurality of processing devices and the specified value of the processing content, at least one of the variation factors of the pattern size in each of the plurality of processing devices A program for causing the computer to execute a procedure for specifying processing contents.
過去に得られた、前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報に基づいて、前記調整情報を算出する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 50 ,
A program for causing the computer to execute a procedure for calculating the adjustment information based on information on the relationship between the processing contents of the plurality of processing devices and the size of the pattern obtained in the past.
過去に得られた、前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を参照して、前記変動要因として特定された処理内容による前記パターンのサイズへの影響が相殺されるように、前記調整情報を算出する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。54. The program according to claim 53 , wherein
By referring to information on the relationship between the processing contents of the plurality of processing devices and the pattern size obtained in the past, the influence of the processing contents specified as the variation factor on the size of the pattern is offset. A program that causes the computer to execute a procedure for calculating the adjustment information.
過去に得られた、前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を参照して、前記パターンのサイズを変更するのに有効な処理内容に絞って、それらの調整情報を算出する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。54. The program according to claim 53 , wherein
With reference to the information about the relationship between the processing contents of the plurality of processing devices and the size of the pattern obtained in the past, the processing contents effective for changing the size of the pattern are narrowed down. A program for causing a computer to execute a procedure for calculating adjustment information.
前記複数の処理装置のそれぞれの処理内容と前記パターンのサイズとの関係に関する情報として、前記複数の処理装置のそれぞれの処理状態と前記パターンのサイズとの関係に関する情報を、前記処理装置の処理条件の複数の異なる設定値毎に有している場合に、
前記処理条件を変更した方が前記パターンのサイズの修正について有効である場合には、前記処理条件を調整する調整情報を算出する手順を、前記コンピュータに実行させるプログラム。The program according to claim 50 ,
Information relating to the relationship between the processing contents of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern is information relating to the relationship between the processing state of each of the plurality of processing devices and the size of the pattern. For each of several different setting values,
A program for causing the computer to execute a procedure for calculating adjustment information for adjusting the processing condition when the change of the processing condition is more effective in correcting the size of the pattern.
前記パターンのサイズの異常が検出されていない場合には、調整する処理内容を、変更しても前記物体に対する処理を続行することができる処理内容に限定する手順を、前記コンピュータにさらに実行させるプログラム。The program according to claim 37 ,
When the pattern size abnormality is not detected, the program further causes the computer to execute a procedure that limits the processing content to be adjusted to the processing content that can continue the processing on the object even if the processing content is changed. .
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