JP6860353B2 - 評価方法、物品製造方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、評価方法、物品製造方法およびプログラムに関する。

複数の露光装置の間の特性差を所定レベル内に抑えるための補正は、ミックス・アンド・マッチと呼ばれている。ミックス・アンド・マッチは、基準基板を用いてなされうる。しかしながら、基準基板は、それを作製するために選ばれた露光装置（基準露光装置）が有する誤差やプロセス（例えば、エッチング処理等）に起因する歪みを有しうる。歪みを有する基準基板を用いて補正された露光装置は、その歪みに従った状態に補正される。また、基準露光装置に経時的な変動が発生すると、他の露光装置を基準露光装置の経時的な変動に追従させる必要がある。また、基準露光装置として決定した露光装置をその後に他の露光装置に変更することは難しい。

そこで、複数の露光装置を基準露光装置や製造プロセスに依存しない基準基板を使って管理するために、基準基板の歪みを計測し、その計測結果に基づいて複数の露光装置を補正する方法が有用であると考えられる。

特許３４２７１１３号公報 特開２０００−２９９２７８号公報

基準基板が有する歪みを計測するために絶対測長器を使用することができるが、絶対測長器は高価であり、半導体デバイスを製造するメーカが絶対測長器を所有することは少ない。よって、露光装置や既存の重ね合わせ誤差検査装置などを用いて、基準基板の歪みを計測することができれば便利である。

しかしながら、基準基板が有する複数のマークの位置を露光装置または重ね合わせ誤差検査装置によって単純に計測しただけでは、計測結果に基板ステージの位置決め誤差が含まれてしまうので、基準基板が有する歪みを正確に計測することはできない。

なお、特許文献１には、ミックス・アンド・マッチ向上のための発明が記載され、特許文献２には、ステージ制御における直進性および回転の補正に関する発明が記載されているが、これらには基準基板が有する歪みを計測することについては記載されていない。

本発明は、基準基板が有する歪みを、絶対測長器を使用しないで、高い精度で計測するために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、各々が基準マークを有する複数の領域を有する基準基板を評価する評価方法に係り、前記評価方法は、第１領域と前記第１領域の外側に配置された第２領域とを有し、重ね合わせ誤差を計測するための第１マークが前記第１領域に配され、基板ステージのステップ移動誤差を計測するための、第１部分マーク及び第２部分マークを含む第２マークが前記第２領域に配されたレチクルを使って、前記基板ステージのステップ移動を介して、前記基準基板の前記複数の領域のうちの第３領域及び第４領域のそれぞれについて露光を行う露光工程を含み、前記基準基板の上に前記第１マークに対応する第３マークおよび前記第２マークに対応する第４マークを形成するマーク形成工程と、前記基準マークと前記第３マークとのずれ量に基づいて前記基準マークと前記第３マークとの重ね合わせ誤差を計測する第１計測工程と、前記基準基板に形成された前記第４マークに含まれる、第３部分マークと第４部分マークとのずれ量に基づいて前記基板ステージのステップ移動誤差を計測する第２計測工程と、前記重ね合わせ誤差および前記ステップ移動誤差に基づいて前記基準基板の歪み量を決定する決定工程と、を含み、前記マーク形成工程において、前記第３部分マークは前記３領域について露光が行われることにより前記第１部分マークに対応する位置に形成され、前記第４部分マークは前記４領域について露光が行われることにより前記第２部分マークに対応する位置に形成される。

本発明によれば、基準基板が有する歪みを、絶対測長器を使用しないで、高い精度で計測するために有利な技術が提供される。

本発明の第１実施形態における基準基板の評価方法の実行手順を示す図。 基準基板を例示する図。 レチクルを例示する図。 基準基板の上に基準基板を評価するためのマークが形成された状態を例示する図。 図４の一部のマークを示す図。 本発明の第２実施形態における評価方法および物品製造方法の実行手順を示す図。 第２基準基板の上に露光装置を評価するためのマークが形成された状態を例示する図。 本発明の第３実施形態における評価方法および物品製造方法の実行手順を示す図。 露光装置の概略構成を示す図。 コンピュータの構成およびコンピュータによって実行される評価方法を示す図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図９には、露光装置ＥＸの概略構成が示されている。露光装置ＥＸは、レチクルＲのパターン領域を照明系３０によって照明し、該パターン領域を投影光学系４０によって基板Ｓに投影することによって基板Ｓを露光する。基板Ｓの上には感光材が配置されていて、基板Ｓが露光されると、レチクルＲのパターン領域のパターンに対応する潜像が基板Ｓの上の感光材に形成される。潜像が形成された感光材を有する基板が現像処理されることによって物理的なパターンが形成される。

基板Ｓは、基板ステージ１０の基板チャック（不図示）によって保持される。基板ステージ１０は、ステージベース７０によって支持されうる。基板ステージ１０は、基板ステージ駆動機構５０によって駆動されうる。基板ステージ１０の位置は、位置計測器６０（例えば、レーザー干渉計、エンコーダ）によって計測されうる。制御部８０は、位置計測器６０による計測結果に基づいて、基板ステージ１０が目標位置に位置決めされるように基板ステージ駆動機構５０をフィードバック制御しうる。レチクルＲは、レチクルステージ２０のレチクルチャックによって保持される。露光装置ＥＸが走査露光装置として構成される場合には、レチクルステージ２０は、レチクルステージ駆動機構（不図示）によって、基板ステージ１０と同期して駆動されうる。

露光装置ＥＸは、オフアクシススコープ等のスコープ９０（計測器）を備えうる。スコープ９０は、例えば、基板Ｓのマーク等を撮像するためのカメラおよび光学系と、カメラによって撮像された画像を処理するプロセッサとを含みうる。該プロセッサが実行する機能の全部または一部は、制御部８０に組み込まれてもよい。スコープ９０は、例えば、マークの位置や、複数のマーク間の相対位置を計測するために使用されうる。スコープ９０を用いて、重ね合わせ誤差を計測することもできる。

制御部８０は、照明系３０、投影光学系４０、基板ステージ駆動機構５０、位置計測器６０、スコープ９０等を制御するように構成されうる。制御部８０は、基準基板の歪み量を評価するための処理を実行しうる。制御部８０は、露光装置ＥＸの重ね合わせ誤差を評価するための処理を実行しうる。制御部８０は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラム８２が組み込まれたコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

図１には、本発明の第１実施形態における基準基板の評価方法の実行手順が示されている。この評価方法では、以下で説明される基準基板２０１およびレチクル３０１が使用されうる。図２には、基準基板２０１が例示されている。図３には、基準基板２０１の評価および補正対象の露光装置ＥＸの重ね合わせ誤差を評価するためのレチクル３０１が例示されている。なお、基準基板２０１の評価のためのレチクルと、補正対象の露光装置ＥＸの重ね合わせ誤差を評価するためのレチクルとが別個に準備されてもよい。

まず、図２を参照しながら基準基板２０１について説明する。基準基板２０１は、材料基板の上に感光材を塗布し、任意の露光装置（例えば、前述の露光装置ＥＸ）を用いて該感光材を露光し、現像装置によって該感光材を現像することによって形成されうる。基準基板２０１は、複数の領域（ショット領域）ＳＲを有し、各領域ＳＲは、１または複数の基準マーク２０２を有しうる。材料基板の上の感光材を露光するために前述の露光装置ＥＸが使用される場合は、基板Ｓとして材料基板が基板ステージ１０の上に配置される。そして、位置計測器６０によって基板ステージ１０の位置を計測しながら基板ステージ１０が基板ステージ駆動機構５０によって位置決めされながら、材料基板の複数の領域ＳＲが順次に露光されうる。この場合、作製された基準基板２０１の基準マーク２０２の位置には、露光装置ＥＸの投影光学系４０の特性、基板ステージ１０の位置決め精度、レチクルステージ２０の位置決め精度等に応じた誤差が含まれうる。

次に、図３を参照しながらレチクル３０１について説明する。レチクル３０１は、第１領域３０２と第１領域３０２の外側に配置された第２領域３０６とを有する。第１領域３０２には、重ね合わせ誤差を計測するための第１マーク３０３が配されている。第２領域３０６には、基板ステージ１０のステップ移動誤差を計測するための第２マークとして、第１部分マーク３０４および第２部分マーク３０５が配されている。以下、第１部分マーク３０４および第２部分マーク３０５を第２マーク３０４、３０５とも記載する。第１領域３０２は、基準基板２０１の領域ＳＲを露光するための領域であり、第２領域３０６は、第１領域３０２によって露光される領域ＳＲに隣接する領域ＳＲを露光するための領域である。ステップ移動誤差は、基板Ｓの複数の領域（ショット領域）を順に露光するために基板Ｓ（基板ステージ１０）を位置計測器６０による計測結果に基づいて基板ステージ駆動機構５０によってステップ移動させた際に生じる基板Ｓの位置決め誤差である。第１マーク３０３、第２マーク３０４、３０５の位置は、公差要求を満たすように保証されている。あるいは、第１マーク３０３、第２マーク３０４、３０５の位置を示す情報がレチクル３０１とともに提供されうる。

第１マーク３０３は、露光工程を含むリソグラフィー工程（後述のマーク形成工程）によって、基準基板２０１の各領域ＳＲの基準マーク２０２とともにボックス・イン・ボックス・マークを構成するように、第３マークとして基準基板２０１の上に転写される。換言すると、リソグラフィー工程によって、基準基板２０１の各領域ＳＲには、第１マーク３０３に対応する第３マークが形成される。第２マークとしての第１部分マーク３０４、第２部分マーク３０５は、それぞれ、露光工程を含むリソグラフィー工程（後述のマーク形成工程）によって、第３部分マーク、第４部分マークとして基準基板２０１の上に転写される。以下では、第３部分マークおよび第４部分マークを第４マークともいう。換言すると、リソグラフィー工程によって、基準基板２０１には、第２マーク３０４、３０５に対応する第４マークが形成される。なお、一回のリソグラフィー工程によって、基準基板２０１の上に第１マーク３０３に対応する第３マークおよび第２マーク３０４、３０５に対応する第４マークが形成される。

ここで、第１部分マーク３０４に対応する第３部分マークと、第２部分マーク３０５に対応する第４部分マークとは、基板ステージ１０のステップ移動誤差を計測するためのボックス・イン・ボックス・マークを構成する。また、各ボックス・イン・ボックス・マークを構成する第３部分マークおよび第４部分マークのそれぞれの潜像は、互いに異なる露光処理によって（即ち多重露光によって）形成される。ボックス・イン・ボックス・マークは、よく知られているように、ボックスの中にボックスが配されたマークである。

以下、図１を参照しながら本発明の第１実施形態における基準基板２０１の評価方法の実行手順を説明する。工程Ｓ１０１（準備工程）では、図３に例示されるレチクル３０１が準備される。工程Ｓ１０２（マーク形成工程）では、レチクル３０１および任意の露光装置ＥＸを用いて、基準基板２０１の上に、レチクル３０１の第１マーク３０３に対応する第３マークおよびレチクル３０１の第２マーク３０４、３０５に対応する第４マークが形成される。これにより、基準基板２０１を評価するためのサンプル、即ち基準基板２０１の上に第３マークおよび第４マークが形成されたサンプルが形成される。工程Ｓ１０２は、レチクル３０１を使って、露光装置ＥＸの基板ステージ１０のステップ移動を介して、基準基板２０１の複数の領域ＳＲの各々について露光を行う露光処理を含む。露光処理では、露光装置ＥＸにおいて、ある領域ＳＲが露光された後に他の領域ＳＲが投影光学系４０の下の露光領域に位置決めされるように基板ステージ１０がステップ移動され、該他の領域ＳＲが露光される動作が全ての領域ＳＲが露光されるまで繰り返される。工程Ｓ１０２は、該露光処理の前に、基準基板２０１の上に感光材（フォトレジスト）を配置する工程を含む他、該露光工程の後に、現像工程を含みうる。なお、工程Ｓ１０１で使用される露光装置ＥＸの露光領域（ショット領域）の形状は、予め目標形状（例えば矩形）に調整されているものとする。

図４には、工程Ｓ１０２の後における基準基板２０１の４つの領域ＳＲが示されている。図４において、領域４０１は、１回の露光においてレチクル３０１を使って露光される領域である。レチクル３０１の第１領域３０２を通して露光される領域ＳＲには、基準マーク２０２と、第１マーク３０３に対応する第３マークとで構成されるボックス・イン・ボックス・マーク４０３が形成されている。基準基板２０１は、レチクル３０１の第２領域３０６を通して多重露光される領域を有する。この領域には、第２マークの１つとしての第１部分マーク３０４に対応する第４マークと、第２マークの他の１つとしての第２部分マーク３０５に対応する第４マークとでボックス・イン・ボックス・マーク４０２が形成されている。

工程Ｓ１０３（第１計測工程）では、基準マーク２０２と、第１マーク３０３に対応する第３マークとで構成されるボックス・イン・ボックス・マーク４０３を検出することによって重ね合わせ誤差Ｅｒｒ_４０３が計測される。この計測は、例えば、現像後の基準基板２０１を露光装置ＥＸの基板ステージ１０に配置して、スコープ９０を用いてなされてもよいし、重ね合わせ誤差を検査するための検査装置を用いてなされてもよい。重ね合わせ誤差は、１つのボックス・イン・ボックス・マーク４０３を構成する基準マーク２０２と第３マークとの相対位置によって表わされうる。

工程Ｓ１０４（第２計測工程）では、第１部分マーク３０４に対応する第４マークと、第２部分マーク３０５に対応する第４マークとで構成されるボックス・イン・ボックス・マーク４０２を検出することによってステップ移動誤差Ｅｒｒ_Ｓｔｅｐが計測される。この計測は、例えば、現像後の基準基板を露光装置ＥＸの基板ステージ１０に配置して、スコープ９０を用いてなされてもよいし、重ね合わせ誤差を検査するための検査装置を用いてなされてもよい。工程Ｓ１０３と工程Ｓ１０４とは、並行して実行されてもよいし、工程Ｓ１０４の後に工程Ｓ１０３が実行されてもよい。

工程Ｓ１０５では、工程Ｓ１０３で得られた重ね合わせ誤差と工程Ｓ１０４で得られたステップ移動誤差とに基づいて基準基板２０１の歪み量が決定される。より具体的には、工程Ｓ１０５では、工程Ｓ１０３で得られた重ね合わせ誤差から工程Ｓ１０４で得られたステップ移動誤差を減じることによって基準基板２０１の歪み量が決定されうる。

以下、工程Ｓ１０４においてステップ移動誤差Ｅｒｒ_Ｓｔｅｐを求める処理をより具体的に説明する。まず、ボックス・イン・ボックス・マーク４０２が検出され、第１部分マーク３０４に対応する第４マークと、第２部分マーク３０５に対応する第４マークとの相対位置Ｅｒｒ_４０２が求められる。図５は、図４から、隣接する３つの領域４０１における多重露光された領域のボックス・イン・ボックス・マーク４０２を抜粋したものであり、これらのボックス・イン・ボックス・マーク４０２を相互に区別するために、５０１〜５０６が付されている。

ボックス・イン・ボックス・マーク５０１に基づいて検出されたＸ軸方向、Ｙ軸方向のずれ量を（ｘｘ１，ｘｙ１）とする。同様に、ボックス・イン・ボックス・マーク５０２に基づいて検出されたＸ軸方向、Ｙ軸方向のずれ量を（ｘｘ２，ｘｙ２）とする。同様に、ボックス・イン・ボックス・マーク５０３に基づいて検出されたＸ軸方向、Ｙ軸方向のずれ量を（ｘｘ３，ｘｙ３）とする。同様に、ボックス・イン・ボックス・マーク５０４に基づいて検出されたＸ軸方向、Ｙ軸方向のずれ量を（ｙｘ１，ｙｙ１）とする。同様に、ボックス・イン・ボックス・マーク５０５に基づいて検出されたＸ軸方向、Ｙ軸方向のずれ量を（ｙｘ２，ｙｙ２）とする。同様に、ボックス・イン・ボックス・マーク５０６に基づいて検出されたＸ軸方向、Ｙ軸方向のずれ量を（ｙｘ３，ｙｙ３）とする。

３つの領域４０１を相互に区別するために、それらの領域４０１を領域ｉ，ｊ，ｋとする。領域ｉのＸ軸方向の位置誤差、Ｙ軸方向の位置誤差、姿勢誤差を（ＥＳｘ_ｉ，ＥＳｙ_ｉ，ＥＳθ_ｉ）とする。同様に、領域ｊのＸ軸方向の位置誤差、Ｙ軸方向の位置誤差、姿勢誤差を（ＥＳｘ_ｊ，ＥＳｙ_ｊ，ＥＳθ_ｊ）とする。同様に領域ｋのＸ軸方向の位置誤差、Ｙ軸方向の位置誤差、姿勢誤差を（ＥＳｘ_ｋ，ＥＳｙ_ｋ，ＥＳθ_ｋ）とする。また、レチクル３０１の投影像の歪みや、基板ステージ１０の計測誤差等によって生じた誤差をΔ_ｘｘ１、Δ_ｘｘ２、Δ_ｘｘ３、Δ_ｘｙ１、Δ_ｘｙ２、Δ_ｘｙ３、Δ_ｙｘ１、Δ_ｙｘ２、Δ_ｙｘ３、Δ_ｙｙ１、Δ_ｙｙ２、Δ_ｙｙ３とする。また、マークを計測するときの不規則な誤差をε_ｘｘ１（ｉ，ｊ）、ε_ｘｘ２（ｉ，ｊ）、ε_ｘｘ３（ｉ，ｊ）、ε_ｘｙ１（ｉ，ｊ）、ε_ｘｙ２（ｉ，ｊ）、ε_ｘｙ３（ｉ，ｊ）、ε_ｙｘ１（ｉ，ｊ）、ε_ｙｘ２（ｉ，ｊ）、ε_ｙｘ３（ｉ，ｊ）、ε_ｙｙ１（ｉ，ｊ）、ε_ｙｙ２（ｉ，ｊ）、ε_ｙｙ３（ｉ，ｊ）とする。この定義において、（１）〜（１２）式の関係が成立する。

ｘｘ_{１（ｉ，ｊ）}＝ＥＳｘ_ｊ−ＥＳｘ_ｉ−ＲｙＥＳθ_ｊ＋ＲｙＥＳθ_ｉ＋Δ_ｘｘ１＋ε_{ｘｘ１（ｉ，ｊ）} ・・・（１）
ｘｘ_{２（ｉ，ｊ）}＝ＥＳｘ_ｊ−ＥＳｘ_ｉ ＋Δ_ｘｘ２＋ε_{ｘｘ２（ｉ，ｊ）} ・・・（２）
ｘｘ_{３（ｉ，ｊ）}＝ＥＳｘ_ｊ−ＥＳｘ_ｉ＋ＲｙＥＳθ_ｊ−ＲｙＥＳθ_ｉ＋Δ_ｘｘ３＋ε_{ｘｘ３（ｉ，ｊ）} ・・・（３）
ｘｙ_{１（ｉ，ｊ）}＝ＥＳｙ_ｊ−ＥＳｙ_ｉ−ＲｘＥＳθ_ｊ−ＲｘＥＳθ_ｉ＋Δ_ｘｙ１＋ε_{ｘｙ１（ｉ，ｊ）} ・・・（４）
ｘｙ_{２（ｉ，ｊ）}＝ＥＳｙ_ｊ−ＥＳｙ_ｉ−ＲｘＥＳθ_ｊ−ＲｘＥＳθ_ｉ＋Δ_ｘｙ２＋ε_{ｘｙ２（ｉ，ｊ）} ・・・（５）
ｘｙ_{３（ｉ，ｊ）}＝ＥＳｙ_ｊ−ＥＳｙ_ｉ−ＲｘＥＳθ_ｊ−ＲｘＥＳθ_ｉ＋Δ_ｘｙ３＋ε_{ｘｙ３（ｉ，ｊ）} ・・・（６）
ｙｘ_{１（ｉ，ｋ）}＝ＥＳｘ_ｋ−ＥＳｘ_ｉ−ＲｙＥＳθ_ｋ−ＲｙＥＳθ_ｉ＋Δ_ｙｘ１＋ε_{ｙｘ１（ｉ，ｋ）} ・・・（７）
ｙｘ_{２（ｉ，ｋ）}＝ＥＳｘ_ｋ−ＥＳｘ_ｉ−ＲｙＥＳθ_ｋ−ＲｙＥＳθ_ｉ＋Δ_ｙｘ２＋ε_{ｙｘ２（ｉ，ｋ）} ・・・（８）
ｙｘ_{３（ｉ，ｋ）}＝ＥＳｘ_ｋ−ＥＳｘ_ｉ−ｙＥＳθ_ｋ−ＲｙＥＳθ_ｉ＋Δ_ｙｘ３＋ε_{ｙｘ３（ｉ，ｋ）} ・・・（９）
ｙｙ_{１（ｉ，ｋ）}＝ＥＳｙ_ｋ−ＥＳｙ_ｉ−ＲｘＥＳθ_ｋ＋ＲｘＥＳθ_ｉ＋Δ_ｙｙ１＋ε_{ｙｙ１（ｉ，ｋ）} ・・・（１０）
ｙｙ_{２（ｉ，ｋ）}＝ＥＳｙ_ｋ−ＥＳｙ_ｉ ＋Δ_ｙｙ２＋ε_{ｙｙ２（ｉ，ｋ）} ・・・（１１）
ｙｙ_{３（ｉ，ｋ）}＝ＥＳｙ_ｋ−ＥＳｙ_ｉ＋ＲｘＥＳθ_ｋ−ＲｘＥＳθ_ｉ＋Δ_ｙｙ３＋ε_{ｙｙ３（ｉ，ｋ）} ・・・（１２）

（１）〜（６）式はＸ方向に重畳する部分毎に、（７）〜（１２）式はＹ方向に重畳する部分毎に成立するので、Ｘ方向に重畳する部分の数がＮｘ、Ｙ方向に重畳する部分の数がＮｙのとき、３（Ｎｘ＋Ｎｙ）個の連立方程式ができる。さらに、全ての領域４０１の位置誤差と姿勢誤差（ＥＳｘ_ｉ，ＥＳｙ_ｉ，ＥＳθ_ｉ）の平均値を一定値に定めないと求解できないので、いずれも総和を零とした３つの方程式（１３）〜（１５）を加える。

Σ_ｉ＝１ ^Ｎｓ・ＥＳｘ_ｉ＝０ ・・・（１３）
Σ_ｉ＝１ ^Ｎｓ・ＥＳｙ_ｉ＝０ ・・・（１４）
Σ_ｉ＝１ ^Ｎｓ・ＥＳθ_ｉ＝０ ・・・（１５）
さらに、（ＥＳｘ_ｉＥＳｙ_ｉ，ＥＳθ_ｉ）にレチクル３０１の投影像の歪みや、基板ステージ１０の計測誤差が含まれないように、４つの方程式（１６）〜（１９）式を加える。

Σ_ｉ＝１ ^Ｎｓ・ＸｉＥＳｘ_ｉ＝０ ・・・（１６）
Σ_ｉ＝１ ^Ｎｓ・ＹｉＥＳｘ_ｉ＝０ ・・・（１７）
Σ_ｉ＝１ ^Ｎｓ・ＸｉＥＳｙ_ｉ＝０ ・・・（１８）
Σ_ｉ＝１ ^Ｎｓ・ＹｉＥＳｙ_ｉ＝０ ・・・（１９）
ここで、Ｘ_ｉとＹ_ｉは、基準基板２０１における各領域４０１の中心の座標位置を示し、全ての領域４０１の総和が零になるよう調整されたベクトルの要素である。

以上から、３（Ｎｘ＋Ｎｙ）＋７個の連立方程式が構成される。

一方、領域４０１の数がＮｓ個の場合、連立方程式における未知数は、
各領域４０１の（ＥＳｘ_ｉ，ＥＳｙ_ｉ，ＥＳθ_ｉ）と、
Δ_ｘｘ１、Δ_ｘｘ２、Δ_ｘｘ３、Δ_ｘｙ１、Δ_ｘｙ２、Δ_ｘｙ３、Δ_ｙｘ１、Δ_ｙｘ２、Δ_ｙｘ３、Δ_ｙｙ１、Δ_ｙｙ２、Δ_ｙｙ３と、である。よって、未知数は、全部で３Ｎｓ＋１２個が存在する。

ε_{ｘｘ１（ｉ，ｊ）}、ε_{ｘｘ２（ｉ，ｊ）}、ε_{ｘｘ３（ｉ，ｊ）}、ε_{ｘｙ１（ｉ，ｊ）}、ε_{ｘｙ２（ｉ，ｊ）}、ε_{ｘｙ３（ｉ，ｊ）}、ε_{ｙｘ１（ｉ，ｊ）}、ε_{ｙｘ２（ｉ，ｊ）}、ε_{ｙｘ３（ｉ，ｊ）}、ε_{ｙｙ１（ｉ，ｊ）}、ε_{ｙｙ２（ｉ，ｊ）}、ε_{ｙｙ３（ｉ，ｊ）}は、期待値が零で分散が等しい確率分布からなる変数であると仮定する。最小二乗法によって各領域４０１の（ＥＳｘ_ｉ，ＥＳｙ_ｉ，ＥＳθ_ｉ）を求めて、それをステップ移動誤差Ｅｒｒ_Ｓｔｅｐとする。

以下、工程Ｓ１０５において重ね合わせ誤差Ｅｒｒ_４０３とステップ移動誤差Ｅｒｒ_Ｓｔｅｐ（即ち、（ＥＳｘ_ｉ，ＥＳｙ_ｉ，ＥＳθ_ｉ））とに基づいて基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}を決定する処理をより具体的に説明する。ここで、基準基板２０１における領域ｉの中心座標を（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）、領域ｉ内のボックス・イン・ボックス・マークｌ（座標＝（ｘ_ｉｌ，ｙ_ｉｌ））のずれ量を（Ｅｘ_ｉｌ，Ｅｙ_ｉｌ）とする。また、座標（ｘ_ｉｌ，ｙ_ｉｌ）における基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}を（Ｄｘ_ｉｌ，Ｄｙ_ｉｌ）とする。この定義において、（Ｄｘ_ｉｌ，Ｄｙ_ｉｌ）は、（２０）、（２１）式で与えられる。

Ｄｘ_ｉｌ＝Ｅｘ_ｉｌ−ＥＳｘ_ｉ−ＥＳθ_ｉ×ｙ_ｉｌ ・・・（２０）
Ｄｙ_ｉｌ＝Ｅｙ_ｉｌ−ＥＳｙ_ｉ−ＥＳθ_ｉ×ｘ_ｉｌ ・・・（２１）
求められた基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}は、マーク座標毎の値をそのままテーブル形式で保持されてもよいし、複数のマーク座標における値を多項式で近似した係数として保持されてもよいし、他の形式で保持されてもよい。

上記のような基準基板の評価方法における演算は、コンピュータによって実施されうる。該コンピュータの機能は、例えば、露光装置ＥＸの制御部８０に組み込まれてもよい。図１０（ａ）には、コンピュータ１１００による演算が模式的に示されている。コンピュータ１１００は、それに組み込まれた評価プログラム１１０２に従って演算を実行する。図１０（ｂ）には、図１の工程Ｓ１０１、Ｓ１０２を経て形成されたサンプルを露光装置ＥＸまたは検査装置で計測した計測結果に基づいてコンピュータ１１００が基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}を得る手順が例示されている。

以下、図１０（ｂ）を参照しながらコンピュータ１１００による基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}の評価方法を説明する。工程Ｓ１００１では、コンピュータ１１００は、図１の工程Ｓ１０１、Ｓ１０２を経て形成されたサンプルを露光装置ＥＸまたは検査装置で計測した計測結果、より具体的には、ボックス・イン・ボックス・マーク４０３、４０２の各々についての計測結果を取得する。この計測結果は、ボックス・イン・ボックス・マーク４０３の計測結果（第１情報）と、ボックス・イン・ボックス・マーク４０２の計測結果（第２情報）とを含む。第１情報は、基準マーク２０２と、第１マーク３０３に対応する第３マークとの相対位置を示す情報を含む。第２情報は、第１部分マーク３０４に対応する第３部分マークと、第２部分マーク３０５に対応する第４部分マークとの相対位置を示す情報を含む。

工程Ｓ１０３’（第１工程）は、図１における工程Ｓ１０３における演算処理に相当する。工程Ｓ１０３’（第１工程）では、コンピュータ１１００は、基準マーク２０２と、第１情報に基づいて重ね合わせ誤差Ｅｒｒ_４０３を求める。工程Ｓ１０４’（第２工程）は、図１における工程Ｓ１０４における演算処理に相当する。工程Ｓ１０４’では、コンピュータ１１００は、第２情報に基づいてステップ移動誤差Ｅｒｒ_Ｓｔｅｐを求める。

工程Ｓ１０５’（第３工程）は、図１における工程Ｓ１０５に相当する。工程Ｓ１０５’（第３工程）では、コンピュータ１１００は、工程Ｓ１０３’で得られた重ね合わせ誤差と工程Ｓ１０４’で得られたステップ移動誤差とに基づいて基準基板２０１の歪み量を決定する。より具体的には、工程Ｓ１０５’では、工程Ｓ１０３’で得られた重ね合わせ誤差から工程Ｓ１０４’で得られたステップ移動誤差を減じることによって基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}を決定する。

図６には、本発明の第２実施形態における評価方法および物品製造方法の実行手順が示されている。第２実施形態は、第１実施形態の実施によって基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}が得られた後に実施される。第２実施形態では、第１実施形態における評価対象である基準基板２０１に対して公差内で同一性を有する第２基準基板が、補正対象（ミックス・アンド・マッチの対象）の露光装置ＥＸの評価のために使用される。第２基準基板は、図２に例示された基準基板２０１に対して公差内で同一性を有するので、構造としては、基準基板２０１と同一の構造を有する。

工程Ｓ５０１（第２マーク形成工程）では、補正対象の露光装置ＥＸを用いて、第２基準基板の上に、第５マークが形成される。これにより、補正対象の露光装置ＥＸを評価するためのサンプルが形成される。工程Ｓ５０１では、図３に例示されるレチクル３０１、即ち、基準基板２０１を評価するためのレチクル３０１と同一のレチクルが使用されうる。ただし、工程Ｓ５０１において、レチクル３０１とは異なるレチクルが使用されてもよい。工程Ｓ５０１において、レチクル３０１が使用される場合、第２マーク３０４、３０５が第２基準基板に転写されないように第２マーク３０４、３０５が不図示のマスキングブレードによって遮光されてもよい。レチクル３０１が使用される場合、工程Ｓ５０１において形成される第５マークは、レチクル３０１の第１マーク３０３の転写によって形成されたマークである。

工程Ｓ５０１は、レチクル３０１等のレチクルを使って、露光装置ＥＸの基板ステージ１０のステップ移動を介して、第２基準基板の複数のショット領域（ＳＲ）の各々について露光を行う露光処理を含む。この露光処理では、補正対象の露光装置ＥＸにおいて、あるショット領域（ＳＲ）が露光された後に他のショット領域（ＳＲ）が投影光学系４０の下の露光領域に位置決めされるように基板ステージ１０がステップ移動され、該他のショット領域が露光される。そして、このような動作は、全てのショット領域が露光されるまで繰り返される。工程Ｓ５０１は、該露光処理の前に、第２基準基板の上に感光材（フォトレジスト）を配置する工程を含む他、該露光工程の後に、現像工程を含みうる。

図７には、工程Ｓ５０１の後の第２基準基板の４つのショット領域７０１が示されている。各ショット領域には、第２基準基板の基準マーク２０２と、レチクル３０１を使って形成された第５マークとによってボックス・イン・ボックス・マーク７０２が形成されている。

工程Ｓ５０２（第３計測工程）では、ボックス・イン・ボックス・マーク７０２を検出することによって、基準マーク２０２に対する第５マークのずれ量Ｅｒｒ_７０２が計測される。この計測は、例えば、現像後の第２基準基板を補正対象の露光装置ＥＸの基板ステージ１０に配置して、スコープ９０を用いてなされてもよいし、重ね合わせ誤差を検査するための検査装置を用いてなされてもよい。ずれ量は、１つのボックス・イン・ボックス・マーク７０２を構成する基準マーク２０２と、レチクル３０１を使って形成された第５マークとの相対位置によって表わされうる。

工程Ｓ５０３（補正量決定工程）では、ずれ量Ｅｒｒ_７０２を第１実施形態の工程Ｓ１０５（評価工程）で決定した基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}に基づいて補正することによって補正対象の露光装置ＥＸの補正量Ｃｏｍｐ_ｍｍを決定する。例えば、ショット領域ｉの中心座標を（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）、ショット領域ｉ内のボックス・イン・ボックス・マークｌ（座標＝（ｘ_ｉｌ，ｙ_ｉｌ））におけるずれ量Ｅｒｒ_７０２を（Ｅ’ｘ_ｉｌ，Ｅ’ｙ_ｉｌ）とする。また、座標（ｘ_ｉｌ，ｙ_ｉｌ）における基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}を（Ｄｘ_ｉｌ，Ｄｙ_ｉｌ）とする。また、座標（ｘ_ｉｌ，ｙ_ｉｌ）における補正対象の露光装置ＥＸの補正量Ｃｏｍｐ_ｍｍを（Ｃｘ_ｉｌ，Ｃｙ_ｉｌ）とする。この定義において、（Ｃｘ_ｉｌ，Ｃｙ_ｉｌ）は、（２２）、（２３）式で与えられる。

Ｃｘ_ｉｌ＝Ｅ’ｘ_ｉｌ−Ｄｘ_ｉｌ ・・・（２２）
Ｃｙ_ｉｌ＝Ｅ’ｙ_ｉｌ−Ｄｙ_ｉｌ ・・・（２３）

求められたＣｏｍｐ_ｍｍは、マーク座標毎の値をそのままテーブル形式で保持されてもよいし、複数のマーク座標における値を多項式で近似した係数として保持されてもよいし、他の形式で保持されてもよい。

工程Ｓ５０４（露光工程）では、工程Ｓ５０３で決定した補正量Ｃｏｍｐ_ｍｍに基づいて補正対象の露光装置ＥＸが補正され、補正された露光装置ＥＸと、製造用のレチクルとを用いて、製造用基板が露光される。補正量Ｃｏｍｐ_ｍｍは、例えば、投影光学系４０の特性を制御するための補正量、基板ステージ１０を制御するための補正量等でありうる。

図８には、本発明の第３実施形態における評価方法および物品製造方法の実行手順が示されている。第３実施形態は、第１実施形態の実施によって基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}が得られた後に実施される。第３実施形態では、第１実施形態における評価対象である基準基板２０１に対して公差内で同一性を有する第２基準基板が、補正対象（ミックス・アンド・マッチの対象）の露光装置ＥＸの評価のために使用される。第２基準基板は、図２に例示された基準基板２０１に対して公差内で同一性を有するので、構造としては、基準基板２０１と同一の構造を有する。

工程Ｓ８０１（第２マーク形成工程）は、補正対象の露光装置ＥＸにおいて、基準基板２０１に対して公差内で同一性を有する第２基準基板に第５マークが形成される。これにより、補正対象の露光装置ＥＸを評価するためのサンプルが形成される。工程Ｓ８０１では、図３に例示されるレチクル３０１、即ち、基準基板２０１を評価するためのレチクル３０１と同一のレチクルが使用されうる。ただし、工程Ｓ８０１において、レチクル３０１とは異なるレチクルが使用されてもよい。工程Ｓ８０１において、レチクル３０１が使用される場合、第２マーク３０４、３０５が第２基準基板に転写されないように第２マーク３０４、３０５が不図示のマスキングブレードによって遮光されてもよい。レチクル３０１が使用される場合、工程Ｓ８０１において形成される第５マークは、レチクル３０１の第１マーク３０３の転写によって形成されたマークである。

工程Ｓ８０１は、レチクル３０１等のレチクルを使って、露光装置ＥＸの基板ステージ１０のステップ移動を介して、第２基準基板の複数のショット領域（ＳＲ）の各々について露光を行う露光処理を含む。この露光処理では、補正対象の露光装置ＥＸにおいて、あるショット領域（ＳＲ）が露光された後に、他のショット領域（ＳＲ）が投影光学系４０の下の露光領域に位置決めされるように基板ステージ１０がステップ移動され、該他のショット領域が露光される。このような動作は、全てのショット領域が露光されるまで繰り返される。工程Ｓ８０１は、該露光処理の前に、第２基準基板の上に感光材（フォトレジスト）を配置する工程を含む他、該露光工程の後に、現像工程を含みうる。工程Ｓ８０１では、第１実施形態の工程Ｓ１０５（評価工程）で決定した基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}に応じた歪みを有するパターン領域が第２基準基板に転写されるように補正対象の露光装置ＥＸの制御パラメータ値が調整される。制御パラメータ値は、例えば、投影光学系４０の特性を制御するための制御パラメータ値、基板ステージ１０を制御するための制御パラメータ値等でありうる。

工程Ｓ８０２（第３計測工程）では、工程Ｓ８０１で形成されたサンプルのボックス・イン・ボックス・マークを検出することによって、基準マーク２０２に対する第５マークのずれ量が計測される。この計測は、例えば、現像後の第２基準基板を補正対象の露光装置ＥＸの基板ステージ１０に配置して、スコープ９０を用いてなされてもよいし、重ね合わせ誤差を検査するための検査装置を用いてなされてもよい。ずれ量は、１つのボックス・イン・ボックス・マークを構成する基準マーク２０２と、レチクル３０１を使って形成された第５マークとの相対位置によって表わされうる。

工程Ｓ８０３（補正量決定工程）では、工程Ｓ８０２で計測したずれ量を第１実施形態の工程Ｓ１０５（評価工程）で決定した基準基板２０１の歪み量Ｄｉｓｔ_{ｗａｆｅｒ}に基づいて補正することによって補正対象の露光装置ＥＸの補正量Ｃｏｍｐ_ｍｍを決定する。工程Ｓ８０４（露光工程）では、工程Ｓ８０３で決定した補正量Ｃｏｍｐ_ｍｍに基づいて補正対象の露光装置ＥＸが補正され、補正された露光装置ＥＸと、製造用のレチクルとを用いて、製造用基板が露光される。補正量Ｃｏｍｐ_ｍｍは、例えば、投影光学系４０の特性を制御するための補正量、基板ステージ１０を制御するための補正量等でありうる。

以下、第２又は第３実施形態が適用された物品製造方法を説明する。物品は、例えば、半導体デバイスまたは表示デバイス等でありうる。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハ（基板）を露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

ＥＸ：露光装置、２０１：基準基板、２０２：基準マーク、３０１：レチクル、３０２：第１領域、３０３：第１マーク、３０４：第１部分マーク（第２マーク）、３０５：第２部分マーク（第２マーク）、３０６：第２領域、４０２、ボックス・イン・ボックス・マーク、４０３：ボックス・イン・ボックス・マーク、ＳＲ：領域、５０１〜５０６：ボックス・イン・ボックス・マーク

Claims (10)

1. 各々が基準マークを有する複数の領域を有する基準基板を評価する評価方法であって、
   第１領域と前記第１領域の外側に配置された第２領域とを有し、重ね合わせ誤差を計測するための第１マークが前記第１領域に配され、基板ステージのステップ移動誤差を計測するための、第１部分マーク及び第２部分マークを含む第２マークが前記第２領域に配されたレチクルを使って、前記基板ステージのステップ移動を介して、前記基準基板の前記複数の領域のうちの第３領域及び第４領域のそれぞれについて露光を行う露光工程を含み、前記基準基板の上に前記第１マークに対応する第３マークおよび前記第２マークに対応する第４マークを形成するマーク形成工程と、
   前記基準マークと前記第３マークとのずれ量に基づいて前記基準マークと前記第３マークとの重ね合わせ誤差を計測する第１計測工程と、
   前記基準基板に形成された前記第４マークに含まれる、第３部分マークと第４部分マークとのずれ量に基づいて前記基板ステージのステップ移動誤差を計測する第２計測工程と、
   前記重ね合わせ誤差および前記ステップ移動誤差に基づいて前記基準基板の歪み量を決定する決定工程と、
   を含み、
   前記マーク形成工程において、前記第３部分マークは前記第３領域について露光が行われることにより前記第１部分マークに対応する位置に形成され、前記第４部分マークは前記第４領域について露光が行われることにより前記第２部分マークに対応する位置に形成される
   ことを特徴とする評価方法。
2. 前記第１計測工程および前記第２計測工程は、前記露光工程を実行した露光装置を用いて実施される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の評価方法。
3. 前記第１計測工程および前記第２計測工程は、重ね合わせ誤差を検査するための検査装置を用いて実施される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の評価方法。
4. 前記決定工程では、前記重ね合わせ誤差から前記ステップ移動誤差を減じることによって前記歪み量を求める、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の評価方法。
5. 前記マーク形成工程において、前記第３部分マークおよび前記第４部分マークが互いに重ね合わせて形成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の評価方法。
6. 補正対象の露光装置において、前記基準基板に対して公差内で同一性を有する第２基準基板を露光する第２露光工程を含み、前記第２基準基板に第５マークを形成する第２マーク形成工程と、
   前記第２基準基板の基準マークと前記第２基準基板に形成された前記第５マークとのずれ量を計測する第３計測工程と、
   前記第３計測工程で得られた前記ずれ量を前記決定工程で決定された前記基準基板の歪み量に基づいて補正することによって補正量を求める補正量決定工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の評価方法。
7. 補正対象の露光装置において、前記基準基板に対して公差内で同一性を有する第２基準基板を露光する第２露光工程を含み、前記第２基準基板に第５マークを形成する第２マーク形成工程と、
   前記第２基準基板の基準マークと前記第２基準基板に形成された前記第５マークとのずれ量を計測する第３計測工程と、を含み、
   前記露光工程では、前記決定工程で決定された前記基準基板の歪み量に応じた歪みを有するパターン領域が前記第２基準基板に転写されるように前記補正対象の露光装置の制御パラメータ値を調整する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の評価方法。
8. 請求項６に記載された評価方法によって前記補正対象の露光装置の補正量を決定する補正量決定工程と、
   前記補正量に基づいて前記補正対象の露光装置を補正し、補正された前記露光装置を用いて基板を処理する露光工程と、
   を含むことを特徴とする物品製造方法。
9. 請求項７に記載された評価方法によって前記ずれ量を決定する評価工程と、
   前記ずれ量に基づいて前記補正対象の露光装置を補正し、補正された前記露光装置を用いて基板を処理する露光工程と、
   を含むことを特徴とする物品製造方法。
10. 各々が基準マークを有する複数の領域を有する基準基板を評価するための処理をコンピュータに実行させるための評価プログラムであって、前記評価プログラムは、
    露光装置およびレチクルを使った露光工程を含むリソグラフィー工程を経た前記基準基板についての計測結果を取得する取得工程と、
    前記計測結果に基づいて前記基準基板の歪み量を決定する決定工程と、を含み、
    前記レチクルは、第１領域と前記第１領域の外側に配置された第２領域とを有し、重ね合わせ誤差を計測するための第１マークが前記第１領域に配され、基板ステージのステップ移動誤差を計測するための、第１部分マーク及び第２部分マークを含む第２マークが前記第２領域に配され、
    前記露光工程は、前記基板ステージのステップ移動を介して、前記基準基板の前記複数の領域のうちの第３領域及び第４領域のそれぞれについて露光を行う処理を含み、前記リソグラフィー工程によって、前記基準基板の上に前記第１マークに対応する第３マークおよび前記第２マークに対応する第４マークが形成され、
    前記計測結果は、前記基準マークと前記第３マークとのずれ量に関する第１情報と、前記第４マークに含まれる、第３部分マークと第４部分マークとのずれ量に関する第２情報とを含み、
    前記決定工程は、
    前記第１情報に基づいて前記基準マークと前記第３マークとの重ね合わせ誤差を求める第１工程と、
    前記第２情報に基づいて前記基板ステージのステップ移動誤差を求める第２工程と、
    前記重ね合わせ誤差および前記ステップ移動誤差に基づいて前記基準基板の歪み量を求める第３工程と、
    を含み、
    前記第３部分マークは前記第３領域について露光が行われることにより前記第１部分マークに対応する位置に形成され、前記第４部分マークは前記第４領域について露光が行われることにより前記第２部分マークに対応する位置に形成される
    ことを特徴とする評価プログラム。

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