JPWO2007125853A1 - 測定検査方法、測定検査装置、露光方法、デバイス製造方法及びデバイス製造装置 - Google Patents

Abstract

二重露光に用いられる一方のレチクルの検査においては、そのパターン領域を、(a)透光部であるか遮光部であるか、(b)他方のレチクルのパターン領域が、透光部であるか、遮光部であるか、パターンの近接部であるか、などによって、複数の領域に分割し、歩留まりに直結する異常を検出することができるように、領域ごとに、検査条件を変更する。これにより、デバイス生産の歩留まりに直結したレチクル（Ｒ１）、（Ｒ２）の欠陥検査が可能となる。

Description

本発明は、測定検査方法、測定検査装置、露光方法、デバイス製造方法及びデバイス製造装置に係り、さらに詳しくは、基板上の被露光領域の同一の領域に照射される複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクの少なくとも１つを測定検査する測定検査方法、該測定検査方法を用いた測定検査装置、複数の露光光を基板上の被露光領域に照射する露光方法、複数の露光光を基板の被露光領域に照射する露光工程を含むデバイス製造方法及び該デバイス製造方法を用いたデバイス製造装置に関する。

従来、レチクル（マスク）のパターン形成面の欠陥検査は、スループットの観点から、露光直前ではなくレチクル製造後、あるいは、定期検査時などに実施されている。しかしながら、最近では、基板上に転写されるデバイスパターンの解像度の向上などを目的として、基板の被露光面上の同一の領域に、複数のパターンを重ね合わせて転写するいわゆる多重露光法が用いられるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。多重露光法では、通常の露光法に比べ、露光光が照射されるパターンの有効面積が大きくなるので、露光直前のレチクル上のパターン形成面の欠陥検査の必要性が増している。

露光直前のレチクル欠陥検査では、スループット向上の観点から、デバイス生産の歩留まりに影響のある欠陥だけを検査できることが望ましい。しかし、多重露光法においては、基板上の露光結果は、複数のレチクル上のパターンの重ね合わせ転写結果であるため、パターン形成面上におけるデバイス生産の歩留まりに直結する欠陥と、そうでない欠陥との見極めは、通常の露光法に比べ、極めて困難である。

特開平１０−２０９０３９号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第１の観点からすると、基板上の被露光領域の同一の領域に照射される複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクの少なくとも１つを測定検査する測定検査方法であって、前記複数のマスクのうちの第１マスク上に形成された第１パターンに関する情報に応じて、前記複数のマスクのうちの前記第１マスクと異なる第２マスクに関する測定検査処理の処理内容を変更する測定検査方法である。

これによれば、基板上の同一領域に対する露光に用いられる複数のマスク各々の測定検査処理の処理内容を、他のマスクに関する情報に応じて変更する。これにより、個々のマスクによる露光状態だけでなく、基板上の被露光領域の同一の領域における総合的な露光状態を考慮した、デバイス生産の歩留まりに直結するマスクの測定検査が可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、基板上の被露光領域の同一の領域に照射される複数の露光光それぞれの各光路上に配置される複数のマスクの少なくとも１つを測定検査する測定検査方法であって、前記被露光領域の同一領域に照射される前記複数露光光の総光量を求める工程を含む測定検査方法である。

これによれば、個々のマスクを介した各露光光による露光量だけでなく、基板上の被露光領域の同一の領域に照射される複数の露光光の総光量（光量の総量）を考慮した、デバイス生産の歩留まりに直結するマスクの測定検査が可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、複数の露光光を基板上の被露光領域に照射する露光方法であって、前記複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクのうちの第１マスク上に形成された第１パターンに関する情報に応じて前記第１マスクと異なる第２マスクを測定検査処理し、前記測定検査処理の結果に基づいて、前記基板の露光処理を制御する露光方法である。

これによれば、複数の露光光の各光路上に配置される複数のマスクのうちの第１マスク上に形成された第１パターンに関する情報を用いた第２マスクの測定検査結果、すなわち、複数のマスクに跨る総合的な測定検査結果に基づいて、前記基板の露光処理を制御することができる。これにより、総合的な測定検査を合格したマスクを用いた高精度な露光が可能となる。

本発明は、第４の観点からすると、複数の露光光を基板の被露光領域に照射する露光工程を含むデバイス製造方法であって、前記複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクのうちの第１マスク上に形成された第１パターンに関する情報に応じて前記第１マスクと異なる第２マスクを測定検査処理する工程を含むデバイス製造方法である。

これによれば、個々のマスクによる露光状態だけでなく、基板上の被露光領域の同一の領域における総合的な露光状態を考慮した、歩留まりに直結するマスクの測定検査が可能となり、デバイス生産の歩留まりが向上する。

本発明は、第５の観点からすると、複数の露光光を基板上の被露光領域に照射する露光工程を含むデバイス製造方法であって、前記複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクそれぞれを介して前記被露光領域の所定位置に照射される前記複数露光光の総光量に基づいて、前記マスクに所定処理を施すデバイス製造方法である。

これによれば、複数の露光光の総光量に基づいて、マスクに所定処理を施すため、多重露光により生産されるデバイスの歩留まりを向上させることができる。

本発明は、第６の観点からすると、複数のパターンの像を物体上の同一領域に同時又は順次に形成して前記物体を露光する露光方法であって、同一又は異なるマスク上に形成される、前記複数のパターンのうちの１つのパターンが形成された領域の測定検査処理を、前記複数のパターンのうちの残りの少なくとも１つのパターンに関する情報を考慮して実行し、前記測定検査処理の結果に基づいて、前記物体の露光条件を制御する露光方法である。

これによれば、同一又は異なるマスク上に形成される、前記複数のパターンのうちの、別のパターンの情報を考慮した１つのパターンが形成された領域の測定検査結果、すなわち、複数のパターンに跨る総合的な測定検査結果に基づいて、前記物体の露光条件を制御することができる。これにより、総合的な測定検査に合格した複数のパターンを用いた高精度な露光が可能となる。

一実施形態に係るデバイス製造システムの構成を示す概略図である。 一実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。 レチクル測定検査器の概略構成図である。 デバイス製造工程のフローチャートである。 レチクル最適化のフローチャートである。 図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、パターン領域の分類を説明するための図である。 検査条件マップを作成する際の基準をまとめた表である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。

図１には、一実施形態に係るデバイス製造システムの概略構成が示されている。デバイス製造システム１０００は、半導体ウエハを処理し、マイクロデバイスを製造するためにデバイス製造工場内に構築されたシステムである。図１に示されるように、デバイス製造システム１０００は、露光装置１００と、露光装置１００に隣接して配置されたトラック２００と、管理コントローラ１６０と、解析装置５００と、ホストシステム６００と、デバイス製造装置群９００とを備えている。

露光装置１００は、デバイスパターンを、フォトレジストが塗布されたウエハに転写する装置である。図２には、露光装置１００の概略構成が示されている。露光装置１００は、露光光ＩＬ１、ＩＬ２を射出する照明系１０、露光光ＩＬ１により照明されるデバイスパターン等が形成されたレチクルＲ１と、露光光ＩＬ２により照明されるデバイスパターン等が形成されたレチクルＲ２とをレチクルホルダＲＨをそれぞれ介して保持するレチクルステージＲＳＴ、露光光ＩＬ１、ＩＬ２により照明されたレチクルＲ１、Ｒ２にそれぞれ形成されたデバイスパターンの一部をウエハＷの被露光面上に投影する両側テレセントリックな投影光学系ＰＬ、露光対象となるウエハＷをウエハホルダＷＨを介して保持するウエハステージＷＳＴ及びこれらを統括制御する主制御装置２０を備えている。

レチクルＲ１、Ｒ２上には、それぞれ回路パターン等を含むデバイスパターンが形成されている。照明系１０からの照明光ＩＬ１、ＩＬ２は、レチクルＲ１、Ｒ２それぞれのパターン形成面の一部に照射される。この照射領域を照明領域ＩＡＲ１、ＩＡＲ２とする。

照明領域ＩＡＲ１、ＩＡＲ２をそれぞれ経由した照明光ＩＬ１、ＩＬ２は、投影光学系ＰＬを介して、ウエハステージＷＳＴに保持されたウエハＷの被露光面（ウエハ面）の一部に入射し、そこに照明領域ＩＡＲ１、ＩＡＲ２のデバイスパターンの投影像が重なるように形成される。この投影像が形成される領域を露光領域ＩＡとする。ウエハＷの被露光面には、フォトレジストが塗布されており、露光領域ＩＡに対応する部分に投影像のパターンが転写されるようになる。

ここで、投影光学系ＰＬの光軸に沿った座標軸をＺ軸とするＸＹＺ座標系を考える。ウエハステージＷＳＴは、ＸＹ平面を移動可能であるとともに、ウエハＷの被露光面を、Ｚ軸方向のシフト、θｘ（Ｘ軸回りの回転）方向、θｙ（Ｙ軸回りの回転）方向に調整することが可能である。また、レチクルＲ１、Ｒ２を保持するレチクルステージＲＳＴは、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴに同期してＸＹ面内を移動可能である。

レチクルステージＲＳＴと、ウエハステージＷＳＴとの投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた同期走査により、レチクルＲ１、Ｒ２上のデバイスパターンが照明領域ＩＡＲ１、ＩＡＲ２を通過するのに同期して、ウエハＷの被露光面が、露光領域ＩＡを通過するようになる。これにより、レチクルＲ１、Ｒ２上のパターン形成面の全体のデバイスパターンが、ウエハＷの被露光面上の一部の領域（ショット領域）に転写されるようになる。露光装置１００は、露光光ＩＬ１、ＩＬ２に対する、上述したレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの相対同期走査と、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴのステッピングを繰り返すことにより、レチクルＲ１、Ｒ２上のデバイスパターンをウエハＷ上の複数のショット領域に転写している。すなわち、露光装置１００は、いわゆる多重露光（二重露光）を行う走査露光（ステップ・アンド・スキャン）方式の露光装置である。

露光装置１００では、レチクルホルダＲＨは、レチクルステージＲＳＴと一体化してはおらず、脱着が可能である。勿論、レチクルＲ１、Ｒ２を保持していない状態でも、この脱着が可能であり、不図示のレチクルホルダ交換機により交換可能となっている。

主制御装置２０は、露光装置１００の構成各部を制御するコンピュータシステムである。主制御装置２０は、デバイス製造システム１０００内に構築された通信ネットワークに接続され、その通信ネットワークを介して外部とのデータ送受信が可能となっている。

図１に戻り、露光装置１００には、露光に用いられるレチクルＲ１、Ｒ２を、レチクルステージＲＳＴにロードする前に検査するレチクル測定検査器１３０がインラインにて接続されている。レチクル測定検査器１３０は、レチクルＲ１、Ｒ２の種々の測定検査を行う。

レチクルＲ１、Ｒ２のパターン形成面はガラス面であり、基本的には、このガラス面にクロム等の金属を蒸着して金属膜を形成し、この金属膜にパターニングを施すことで、パターン形成面上にパターン領域が形成されている。以下、このパターン領域に形成されたパターンをクロムパターンとも呼ぶ。

レチクル測定検査器１３０は、レチクルＲ１、Ｒ２のパターン形成面の外観検査によって、そのパターン形成面の欠陥を検出する。この欠陥は、ハード欠陥とソフト欠陥とに分類される。ハード欠陥には、クロムパターンの欠け、不要なクロムパターンの残留、及びガラス傷などがある。また、ソフト欠陥には、ゴミ、汚れ、及び異物などがある。ハード欠陥は、化学的・機械的なクリーニングプロセスで除去することができないが、ソフト欠陥は、それらのプロセスで除去が可能である。外観検査では、パターン形成面のハード欠陥及びソフト欠陥を検出する。

レチクルＲ１、Ｒ２のパターン形成面は、透光部と遮光部とに分けることができる。透光部上の欠陥は、パターン形成面を照明し、その裏側から撮像し、その撮像結果に基づいて欠陥を検出する。レチクル測定検査器１３０は、透過光により撮像したパターンを、チップ比較（ｄｉｅ−ｔｏ−ｄｉｅ比較）、あるいは、データ比較（ｄｉｅ−ｔｏ−ＤＢ（ｄａｔａｂａｓｅ）比較）することにより、その比較結果における差異を、透光部における欠陥として検出する。一般的に、レチクル測定検査器１３０における、欠陥の検出感度は、標準で、設計パターンルールの１／３程度に設定されている。例えば、設計パターンルールが０．３μｍである場合には、０．１μｍ程度の検出感度が標準で要求される。このような欠陥検査感度及び撮像データの画素数などは、パターン形成面内の各地点で、ある程度調整可能になっている。

パターン形成面の遮光部上の欠陥は、上記のような透過照明方式で検出するのが困難なため、レーザ散乱光方式を用いて検出する。図３に示されるように、レチクル測定検査器１３０は、露光装置１００におけるレチクルステージＲＳＴに相当するステージ（不図示）と、光源８０１と、振動ミラー８０２と、走査レンズ８０３と、受光器８０８、８０９、８１０とを含む。ステージは、レチクルステージＲＳＴと同様に、レチクルＲ１を保持したレチクルホルダＲＨを真空吸着保持可能に構成されている。このステージには、前述のレチクルホルダ交換機により、レチクルホルダＲＨがロードされており、レチクルホルダＲＨは、ステージ上に吸着保持されている。そして、このレチクルホルダＲＨ上には、レチクルＲ１がパターン形成面を上に向けて（すなわち、レチクルステージＲＳＴ上とは表裏反対の向きで）吸着保持されている。レチクルＲ１のパターン形成面（被検面８０４）上には、回路パターンが形成されているものとし、その一部に異物８０６が付着しているものとする。なお、図３では図示が省略されているが、不図示のステージ上には、レチクルＲ２を保持可能なレチクルホルダも設けられている。

光源８０１から射出された光ビームＬ１は、振動ミラー（ガルバノスキャナーミラー又はポリゴンスキャナーミラー）８０２により偏向させられて走査レンズ８０３に入射し、この走査レンズ８０３から射出された光ビームＬ２が、被検面８０４上の走査線８０５上を走査する。この際に、光ビームＬ２の走査周期よりも遅い速度で被検面８０４をその走査線８０５に直交する方向に移動させると、光ビームＬ２により被検面８０４上の全面を走査することができるようになる。この場合、被検面８０４の表面上に異物８０６が存在する領域に光ビームＬ２が照射されると散乱光Ｌ３が発生する。また、被検面８０４上に付着した異物及びパターン欠陥などとは異なる、例えばレチクルＲ１上の回路パターンが存在する領域に光ビームＬ２が照射されると、そのパターン８０７からは回折光Ｌ４が発生する。

図３においては、受光器８０８、８０９及び８１０が相異なる方向から走査線８０５に対向するように配置されている。異物８０６から発生する散乱光Ｌ３は、ほとんど全方向に向かって発生する等方的散乱光となるのに対して、パターン８０７から発生する回折光Ｌ４は回折によって生じるため、空間的に離散的な方向に射出される指向性の強い光となる。この散乱光Ｌ３と、回折光Ｌ４との性質の違いを用いて、受光器８０８、８０９及び８１０のすべてで光を検出した場合には、その光は欠陥からの散乱光であると判断することができ、受光器８０８、８０９及び８１０の内で１つでも光を検出しない受光器が存在する場合には、その光はパターンからの回折光であると判断することができる。この結果、レチクル測定検査器１３０では、遮光部上の異物８０６を検出することが可能となる。

レチクル測定検査器１３０においては、光ビームの走査速度、及びレチクルＲ１を送る送り速度を走査中に変更することが可能である。これにより、精密に欠陥検査したい場所では、光の走査速度とレチクルＲ１を送る送り速度とを遅めに設定することも可能である。また、レチクル測定検査器１３０では、散乱光の検出感度を走査中に変更可能である。これにより、微小な欠陥を検出したい場所（例えば、パターンが微細であるような場所）では、検出感度を高めに設定したりすることが可能である。

さらに、レチクル測定検査器１３０は、フィゾー干渉計（不図示）を備えている。レチクル測定検査器１３０は、レチクルホルダＲＨに吸着保持された状態でのレチクルＲ１、Ｒ２のパターン形成面の面形状を、フィゾー干渉計などを用いて計測可能である。

パターン形成面の欠陥検査データ及び面形状の測定データなどの計測生データは、不図示の記憶装置に格納される。レチクル測定検査器１３０は、外部の通信ネットワークと接続され、外部の装置とデータの送受信が可能となっており、これらの計測生データを必要に応じて外部に送信する。

なお、デバイス製造システム１０００では、同じパターンが形成されたレチクルが複数枚用意されている。すなわち、レチクルＲ１として使用される可能性のあるレチクルが複数枚、レチクルＲ２として使用される可能性のあるレチクルが複数枚用意されている。露光装置１００では、これらのレチクルの中から、互いのパターン形成面同士の相性が良好なレチクルを選択して、露光を行うことになる。

［トラック］
トラック２００は、露光装置１００を囲むチャンバ（不図示）に接するように配置されている。トラック２００は、内部に備える搬送ラインにより、主として露光装置１００に対するウエハＷの搬入・搬出を行っている。

［コータ・デベロッパ］
トラック２００内には、レジスト塗布及び現像を行うコータ・デベロッパ（Ｃ／Ｄ）１１０が設けられている。Ｃ／Ｄ１１０は、その装置パラメータの設定により、その処理状態を、ある程度調整可能である。この結果、ウエハＷ上に塗布されるレジストの膜厚、現像時間などの調整が可能である。

Ｃ／Ｄ１１０は、露光装置１００及びウエハ測定検査器１２０とは、独立して動作可能である。Ｃ／Ｄ１１０は、トラック２００の搬送ラインに沿って配置されている。したがって、この搬送ラインによって、露光装置１００とＣ／Ｄ１１０との間でウエハＷの搬送が可能となる。また、Ｃ／Ｄ１１０は、デバイス製造システム１０００内の通信ネットワークと接続されており、外部とのデータ送受信が可能となっている。Ｃ／Ｄ１１０は、例えば、そのプロセスに関する情報（上記トレースデータなどの情報）を出力可能である。

［ウエハ測定検査器］
トラック２００内には、露光装置１００でのウエハＷの露光前後（すなわち、事前、事後）において、そのウエハＷに対する様々な測定検査を行うことが可能な複合的なウエハ測定検査器１２０が設けられている。ウエハ測定検査器１２０は、露光装置１００及びＣ／Ｄ１１０とは、独立して動作可能である。ウエハ測定検査器１２０は、露光前の事前測定検査処理と、露光後の事後測定検査処理とを行う。

事前測定検査処理では、ウエハＷが露光装置１００に搬送される前に、ウエハＷの被露光面の面形状の測定、ウエハＷ上の異物の検査及びウエハＷ上のレジスト膜検査などを行う。一方、事後測定検査処理では、露光装置１００で転写されＣ／Ｄ１１０で現像された露光後（事後）のウエハＷ上のレジストパターン等の線幅及び重ね合わせ誤差、並びにウエハ欠陥・異物検査などを行う。ウエハ測定検査器１２０は、事前測定検査の結果を、システム内の通信ネットワークを介して外部にデータ出力することが可能である。

ウエハ測定検査器１２０は、トラック２００の搬送ラインに沿って配置されている。したがって、この搬送ラインによって、露光装置１００と、Ｃ／Ｄ１１０と、ウエハ測定検査器１２０との間でウエハＷの搬送が可能となる。すなわち、露光装置１００と、トラック２００とウエハ測定検査器１２０とは、相互にインライン接続されている。ここで、インライン接続とは、装置間及び各装置内の処理ユニット間を、ロボットアーム又はスライダ等のウエハＷを自動搬送するための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とＣ／Ｄ１１０とウエハ測定検査器１２０との間でのウエハＷの受け渡し時間を格段に短くすることができる。

インライン接続された露光装置１００とＣ／Ｄ１１０とウエハ測定検査器１２０と、レチクル測定検査器１３０とは、これを一体として、１つの基板処理装置（１００、１１０、１２０、１３０）とみなすこともできる。基板処理装置（１００、１１０、１２０、１３０）は、レチクルＲ１、Ｒ２に対する測定検査工程と、ウエハＷに対してフォトレジスト等の感光剤を塗布する塗布工程と、感光剤が塗布されたウエハＷ上にレチクルＲ１、Ｒ２のパターンの像を投影し、露光する露光工程と、露光工程が終了したウエハＷを現像する現像工程等を行う。これらの工程の詳細については後述する。

デバイス製造システム１０００では、露光装置１００と、Ｃ／Ｄ１１０と、ウエハ測定検査器１２０と、レチクル測定検査器１３０とが（すなわち基板処理装置（１００、１１０、１２０、１３０）が）、複数台設けられている。各基板処理装置（１００、１１０、１２０、１３０）、デバイス製造装置群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可能である。この通信ネットワークは、顧客の工場、事業所あるいは会社に対して設けられたいわゆるイントラネットと呼ばれる通信ネットワークである。

基板処理装置（１００、１１０、１２０、１３０）においては、ウエハＷは複数枚（例えば２５枚）を１単位（ロットという）として処理される。デバイス製造システム１０００においては、ウエハＷ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。したがって、デバイス製造システム１０００におけるウエハプロセスをロット処理ともいう。

なお、このデバイス製造システム１０００では、ウエハ測定検査器１２０は、トラック２００内に置かれ、露光装置１００及びＣ／Ｄ１１０とインライン接続されているが、これらを、トラック２００外に配置し、露光装置１００及びＣ／Ｄ１１０とはオフラインに構成しても良い。また、レチクル測定検査器１３０を、露光装置１００内、又は、トラック２００内に置くようにしても良い。すなわち、レチクルＲ１、Ｒ２の測定検査を露光装置１００内で行っても良い。要は、レチクル測定検査器１３０がレチクルＲ１、Ｒ２の搬送経路上に置かれるようにすれば良い。

上述した、ウエハ測定検査器１２０及びレチクル測定検査器１３０における情報処理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とも記述する）を採用することができる。この場合、この情報処理装置のＣＰＵ（不図示）で実行されるプログラムの実行により実現される。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。

［解析装置］
解析装置５００は、露光装置１００及びトラック２００とは独立して動作する装置である。解析装置５００は、デバイス製造システム１０００内の通信ネットワークと接続されており、外部とデータ送受信が可能となっている。解析装置５００は、この通信ネットワークを介して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、ウエハに対するプロセスに関するデータの解析を行う。このような解析装置５００を実現するハードウエアとしては、例えばパーソナルコンピュータを採用することができる。この場合、解析処理は、解析装置５００のＣＰＵ（不図示）で実行される解析プログラムの実行により実現される。この解析プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどのメディア（情報記録媒体）により供給され、ＰＣにインストールされた状態で実行される。

解析装置５００は、レチクル測定検査器１３０の測定検査結果に基づいて、レチクルＲ１、Ｒ２の処理条件の最適化を行う。ここで、解析装置５００の機能自体が、レチクル測定検査器１３０の中、あるいは、露光装置１００の中に含まれていても良い。

［デバイス製造装置群］
デバイス製造装置群９００としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置９１０と、エッチング装置９２０と、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置９３０と、酸化・イオン注入装置９４０とが設けられている。ＣＶＤ装置９１０は、ウエハ上に薄膜を生成する装置であり、エッチング装置９２０は、現像されたウエハに対しエッチングを行う装置である。また、ＣＭＰ装置９３０は、化学機械研磨によってウエハの表面を平坦化する研磨装置であり、酸化・イオン注入装置９４０は、ウエハＷの表面に酸化膜を形成し、又はウエハＷ上の所定位置に不純物を注入するための装置である。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Ｗを搬送可能とするための搬送経路が設けられている。デバイス製造装置群９００には、この他にも、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、及びボンディング処理などを行う装置も含まれている。

［管理コントローラ］
管理コントローラ１６０は、露光装置１００により実施される露光工程を集中的に管理するとともに、トラック２００内のＣ／Ｄ１１０及びウエハ測定検査器１２０の管理及びそれらの連携動作の制御を行う。このようなコントローラとしては、例えば、パーソナルコンピュータを採用することができる。管理コントローラ１６０は、デバイス製造システム１０００内の通信ネットワークを通じて、処理、動作の進捗状況を示す情報、及び処理結果、測定・検査結果を示す情報を各装置から受信し、デバイス製造システム１０００の製造ライン全体の状況を把握し、露光工程等が適切に行われるように、各装置の管理及び制御を行う。

［ホストシステム］
ホストシステム（以下、「ホスト」と呼ぶ）６００は、デバイス製造システム１０００全体を統括管理し、露光装置１００、トラック２００、ウエハ測定検査器１２０、レチクル測定検査器１３０、デバイス製造装置群９００を統括制御するメインホストコンピュータである。このホスト６００についても、例えばパーソナルコンピュータなどを採用することができる。ホスト６００と、他の装置との間は、有線又は無線の通信ネットワークを通じて接続されており、相互にデータ通信を行うことができる。このデータ通信により、ホスト６００は、このシステムの統括制御を実現している。

［デバイス製造工程］
次に、デバイス製造システム１０００における一連のプロセスの流れについて説明する。図４には、このプロセスのフローチャートが示されている。デバイス製造システム１０００の一連のプロセスは、ホスト６００及び管理コントローラ１６０によってスケジューリングされ管理されている。

まず、図４のステップ２０１では、レチクルＲ１、Ｒ２をレチクル測定検査器１３０にロードする。レチクル測定検査器１３０のステージ上には、２つのレチクルホルダＲＨが吸着保持されており、レチクルＲ１、Ｒ２がそれぞれレチクルホルダＲＨに前述した向きで吸着保持される。

次のステップ２０２では、レチクルＲ１、Ｒ２のパターン形成面の面形状をそれぞれ測定する。この面形状データは、解析装置５００に送られる。

次のステップ２０３では、レチクルＲ１の最適化を行う。ここでは、測定検査器１２０におけるレチクルＲ１のパターン形成面の欠陥検査と、その検査結果を用いた解析装置５００におけるレチクルＲ１の最適化が行われる。

図５には、ステップ２０３で行われるレチクルＲ１の最適化のフロー図が示されている。図５に示されるように、ステップ３０１において、ホスト６００が処理開始指令を、解析装置５００に発する。解析装置５００は、指令受信待ちとなっており、この指令を受信すると、ステップ３０２に進む。ステップ３０２において、解析装置５００は、レチクル測定検査器１３０のレチクルＲ１を欠陥検査する際の検査条件マップを作成する。レチクル測定検査器１３０では、レチクルＲ１のパターン形成面の領域毎に、その検査条件を変更することが可能である。検査条件マップは、レチクルＲ１の欠陥検査において、デバイス生産の歩留まりに直接影響する欠陥のみを検出するための検査条件をパターン面内の場所に対応付けて示したものである。

検査条件マップの作成基準は、主として、その場所に形成されているパターンの属性に基づいている。例えば、第１に、レチクルＲ１のパターン領域内のある地点が、透光部であるか遮光部であるか否かによって、レチクルＲ１の検査条件を変更することができる。本実施形態では、透光部の欠陥は、遮光部の欠陥よりも、ウエハＷの転写結果に影響を与えやすいので、透光部の欠陥が、より厳格に検出される様に検査条件を変更するのが望ましい。解析装置５００は、レチクルＲ１のパターン領域（ＰＡ１とする）内の任意の地点を抜き出し、その地点が、透光部であるのか遮光部であるのかというその地点の属性（これを、パターン領域ＰＡ１の第１属性とする）によって分類する。

また、本実施形態では、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１の検査条件を、相手方のレチクルＲ２のパターン領域（ＰＡ２とする）に応じて変更可能とする。解析装置５００は、その地点に対応する、レチクルＲ２のパターン領域ＰＡ２の地点が、透光部であるのか、遮光部であるのかというその領域の属性（これを、パターン領域ＰＡ２の第１属性とする）、その点がパターンの近接領域であるか否かという属性（これを、パターン領域ＰＡ２の第２属性とする）、その近接するパターンの種類の属性（これを、パターン領域ＰＡ２の第３属性とする）で分類することにより、パターン領域ＰＡ１をさらに分割する。

この分類の際に適用されるルールについて説明する。

（１）レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１の属性（第１属性）が透光部であって、レチクルＲ２のパターン領域ＰＡ２の第１属性が透光部であり、第２属性が近接領域外である領域が、図６（Ａ）に示されている。このような領域については、レチクルＲ１のその領域に微細な異物（図６（Ａ）参照）が付着していたとしても、その異物等の存在によって露光されなかった部分が、相手方のレチクル（ここではレチクルＲ２）の透光部を透過した露光光により露光されるようになるので、ウエハＷ上の実際の露光結果に与えるこの異物の影響は比較的小さいものと考えられる。そこで、このような部分については、例えば、検出すべき異物の許容サイズを、標準よりも大きめに設定するのが望ましい。

しかしながら、多重露光では、この部分が、レチクルＲ１、Ｒ２ともに透光部であるという前提の下に、露光光ＩＬ１、ＩＬ２の露光量が設定されており、この異物により、全体の露光量の総量が無視できない程度に低下する場合には、異物に対する何らかの処置を行う必要がある。その意味からも、異物の許容サイズは、全体的な露光量を考慮して適切に設定される必要がある。

（２）レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１の第１属性が透光部であって、この部分が、レチクルＲ２のパターン領域ＰＡ２の第１属性が透光部であり、第２属性がパターンの近接領域であり、第３属性が通常パターンである部分に該当する部分である場合には、その地点に異物が付着していれば、光近接効果等により、ウエハＷの転写結果への異物の影響が相乗的に増幅されるので、この領域における欠陥については、高感度に検出する必要がある。ここでは、このような領域を領域Ｂに分類する。図６（Ｂ）では、パターン領域ＰＡ１上に付着した異物が、パターン領域ＰＡ２上の通常パターンＭ１の近接領域に対応している様子が示されている。この領域Ｂでは、高感度に異物を検出する。

（３）レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１の第１属性が透光部であって、レチクルＲ２のパターン領域ＰＡ２の第１属性が透光部であって、第２属性がパターンの近接領域であり、第３属性がコンタクトホールパターンである領域を、領域Ｃに分類する。図６（Ｃ）では、パターン領域ＰＡ１上に付着した異物が、パターン領域ＰＡ２上のコンタクトホールパターンＭ２の近接領域（破線で示されている）に対応している様子が示されている。このような領域Ｃについても、検出感度を高く設定するのが望ましい。

（４）レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１の第１属性が透光部であって、レチクルＲ２のパターン領域ＰＡ２の第１属性が透光部であって、第２属性がパターンの近接領域（破線より右側の領域）であり、第３属性が位相シフトパターンである領域を、領域Ｄに分類する。図６（Ｄ）では、パターン領域ＰＡ１上に付着した異物が、パターン領域ＰＡ２上の位相シフトパターンＭ３の近接領域に対応する領域、すなわち領域Ｄに存在している様子が示されている。このような領域Ｄについても、検出感度を高感度に設定するのが望ましい。

（５）レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１の第１属性が透光部であって、レチクルＲ２のパターン領域ＰＡ２の第１属性が透光部であって、第２属性がパターンの近接領域であり、第３属性がＯＰＣ（Optical Proximity Correction）パターンに該当する部分である場合には、その領域を、領域Ｅに分類する。図６（Ｅ）では、パターン領域ＰＡ１上に付着した異物が、パターン領域ＰＡ２上のＯＰＣパターンＭ４の近接領域（破線より右側の領域）に対応する領域に存在している様子が示されている。このような領域Ｅについても、高感度に検出するように設定するのが望ましい。

（６）レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１の第１属性が透光部であって、レチクルＲ２のパターン領域ＰＡ２の第１属性が遮光部に該当する部分である場合には、その領域を領域Ｆに分類する。この領域Ｆに異物が付着していれば、ウエハＷの露光結果に与える影響が大となるので、ここでは、異物の許容サイズを標準よりも小さめに設定する。

（７）レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１の第１属性が遮光部である領域については、その領域を領域Ｇに分類する。この領域Ｇに異物が付着していても、そのままでは、ウエハＷの露光結果に影響を与えない。特に、サブミクロンの異物は、一般的に表面に強く付着していて、重力、振動、ショック、エアブローなどでは動かない。しかしながら、比較的大きな（例えばミクロン単位の）異物は、レチクル搬送中などに透光部へ動く可能性があり、予め除去しておく必要がある。そこで、このような領域Ｇでは、異物の許容サイズを大きめに設定するのが望ましい。

図７には、上記（１）から（７）までのルールをまとめた表が示されている。なお、領域Ｂ〜Ｅの検出感度、領域Ａ、Ｆ、Ｇの許容サイズは、独立して設定可能であり、近接パターンの大きさによって個別に変更可能である。

また、ここで、解析装置５００については、ステップ２０２で求められたレチクルＲ１、Ｒ２の面形状データに基づいて、パターン領域ＰＡ１とパターン領域ＰＡ２との平坦度差を算出する。そして、この平坦度差が所定値を超えた領域については、精査できるように、検査データサンプリング分解能を高く設定する。ここで、検査データサンプリング分解能は、撮像による検査であればその部分の画素数（撮像倍率）の設定などを変更することで調整することが可能となり、レーザスキャンによる検査であれば、レーザ光のスキャン速度及び／又はレチクルの送り速度などによって調整することが可能である。

解析装置５００は、この検査条件マップに関するデータを含む、処理開始指令を、レチクル測定検査器１３０に送る（ステップ３０３）。レチクル測定検査器１３０は、指令受信待ちとなっており、この指令を受信すると、ステップ３０４に進む。ステップ３０４において、レチクル測定検査器１３０は、レチクルＲ１のパターン形成面を検査する。

レチクルＲ１のパターン形成面の検査においては、ステップ３０２で作成された検査条件マップに従った検査条件の下で欠陥検査を行う。上述のように、検査条件マップでは、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１を、領域Ａ〜領域Ｇに分類しており、その領域毎に、検査条件、すなわち、検査感度、検査データサンプリング分解能、異物の許容サイズなどを変更しつつ、パターン領域ＰＡ１の欠陥検査を行う。この場合、レーザ散乱光方式を用いて、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１及びレチクルＲ２のパターン領域ＰＡ２における遮光部の検査データを取得し、透過光による撮像方式を用いて、レチクルＲ１のパターン領域ＰＡ１及びレチクルＲ２のパターン領域ＰＡ２における透光部の検査データを取得する。

そして、次のステップ３０５において、レチクル測定検査器１３０は、欠陥検査の結果データを、解析装置５００に送る。解析装置５００では、欠陥検査データの受信待ちとなっており、このデータを受信すると、ステップ３０７に進む。ステップ３０７では、解析装置５００は、検査結果の解析を行う。解析装置５００は、欠陥検査の結果データを解析し、レチクルＲ１のパターン形成面内のハード欠陥、ソフト欠陥の有無、位置座標などを解析する。そして、解析装置５００は、ハード欠陥が存在すればレチクルを変更するモードを設定し、ソフト欠陥が存在すればレチクルＲ１をクリーニングするモードを設定する。

次のステップ３０９では、解析装置５００は、レチクル変更の有無をホスト６００に通知する。ここで、ホスト６００は、この通知の受信待ちとなっており、この通知を受けると、ステップ３１１に進む。ステップ３１１では、レチクル変更が必要であるか否かを判断し、ハード欠陥が存在し、この判断が肯定された場合には、ステップ３１３に進み、ハード欠陥が存在するレチクルＲ１、及び／又はレチクルＲ２を収納し、交換したレチクルに対する処理をリセットする。このリセットが行われば、新たにレチクルＲ１、Ｒ２として選択された２つのレチクルを用いてステップ２０１から処理が再スタートすることになる。一方、ステップ３１１で、レチクル変更が必要でないと判断された場合には、ホスト６００は、再び受信待ちとなる。

一方、解析装置５００は、ステップ３０９からステップ３１７に進み、レチクル測定検査器１３０に、レチクルＲ１の調整の有無を通知する。レチクル測定検査器１３０は、この通知の受信待ちとなっており、この通知を受信すると、ステップ３１９に進む。ステップ３１９において、レチクル測定検査器１３０は、レチクルＲ１の調整が必要であるか否かを判断する。必要であると判断した場合には、判断が肯定され、ステップ３２１に進み、ソフト欠陥を除去すべく、レチクルのクリーニングを行なう。

レチクルＲ１の調整終了後は、再び、レチクルＲ１、Ｒ２のパターン形成面の面形状の再検査を行う。

図５に戻り、解析装置５００は、ステップ３１７の次のステップ３２３に進み、レチクル変更有り、又は、レチクル調整有りであるか否かを判断する。この判断が否定された場合のみ、ステップ３２５に進んで、ホスト６００に対して正常終了を通知する。この通知後、あるいは、ステップ３２３において判断が肯定された後は、先頭に戻り、再び、受信待ち状態に戻る。一方、正常終了通知を受信したホスト６００は、図４のステップ２０４に進む。

ステップ２０４では、上記ステップ２０３と同様にしてレチクルＲ２の最適化が行われる。ここでも、解析装置５００において、レチクルＲ２のパターン形成面の検査条件マップが作成され、その検査条件マップに従って歩留まりに直結したレチクルＲ２のパターン形成面の欠陥検査が行われる。そして、ハード欠陥がある場合にはレチクルの交換が行われ、ソフト欠陥がある場合にはレチクルのクリーニングが行われる。

なお、上記ステップ２０３、２０４では、レチクルＲ１、Ｒ２の透過率の測定も行われる。この透過率の測定により、ウエハＷ上に到達する露光光ＩＬ１、ＩＬ２の全体の露光量がわかる。

次のステップ２０５では、レチクル交換機を用いて、レチクル測定検査器１３０のステージ上にレチクルホルダＲＨを介して保持されているレチクルＲ１、Ｒ２を、レチクルステージＲＳＴ上のレチクルホルダＲＨ上にそれぞれロードし、レチクルＲ１、Ｒ２の位置合わせ（レチクルアライメント）、及びベースライン（オフアクシスのアライメントセンサ（不図示）と、レチクルＲ１、Ｒ２のパターン中心との距離）の計測などの準備処理を行う。この準備処理により、レチクルＲ１、Ｒ２のパターン形成面上のデバイスパターンを、ウエハステージＷＳＴ上で位置合わせされたウエハＷ上の任意の領域に対し、重ね合わせることが可能となる。なお、レチクル測定検査器１３０として、レチクルステージＲＳＴ上と同様の向きでレチクルＲ１、Ｒ２をレチクルホルダＲＨ上にそれぞれ保持した状態で、測定検査が可能な構造のレチクル測定検査器１３０を用いる場合には、レチクルＲ１を保持したレチクルホルダＲＨと、レチクルＲ２を保持したレチクルホルダＲＨとをレチクルステージＲＳＴにロードするようにすることが可能である。

この後、ウエハＷに対する処理が行われる。まず、ＣＶＤ装置９１０においてウエハ上に膜を生成し（ステップ２０６）、そのウエハＷをＣ／Ｄ１１０に搬送し、Ｃ／Ｄ１１０においてそのウエハ上にレジストを塗布する（ステップ２０７）。ここで、Ｃ／Ｄ１１０では、解析装置５００又はホスト６００からの指示の下、ステップ２０３、２０４において予め測定されている、レチクルＲ１、Ｒ２の透過率の総量に応じて、ウエハＷ上に塗布されるレジストの種類、膜厚等を調整することができる。

次に、ウエハＷを、ウエハ測定検査器１２０に搬送し、ウエハ測定検査器１２０において、ウエハＷの面形状の測定、ウエハ上の異物の検査などの事前測定検査処理を行う（ステップ２０９）。ウエハ測定検査器１２０の測定結果（すなわち、面形状などのデータ）は、露光装置１００及び解析装置５００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。

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Ｒ１、Ｒ２上の回路パターンをウエハＷ上に転写する露光処理を行う（ステップ２１１）。

露光装置１００では、露光量制御系、ステージ制御系、レンズ制御系により露光量、同期精度、フォーカス、レンズの状態が目標値に追従した状態で、照明領域ＩＡＲ１、ＩＡＲ２内のパターンが、露光領域ＩＡに投影され、投影光学系ＰＬの焦点深度内にウエハＷの被露光面が位置するようなフィードバック制御が行われる。この走査露光においては、レチクルＲ１、Ｒ２のパターンが、複数チップのデバイスパターンである場合、異常個所に該当するチップ領域を、照明系１０によってブラインドし、正常なチップ領域のみに限定して露光処理を行うようにしても良い。

次に、ウエハＷをＣ／Ｄ１１０に搬送して、Ｃ／Ｄ１１０にて現像処理を行う（ステップ２１３）。この現像処理においては、レチクルＲ１、Ｒ２の透過率から予想される露光量の総量に応じて、ウエハＷの現像時間を調整することができる。すなわち、露光量の合計が、所定値に満たない場合には、現像時間を長く設定するようにしても良い。その後、このレジスト像の線幅の測定、ウエハＷ上に転写されたデバイスパターンの線幅測定、及びパターン欠陥検査などの事後測定検査処理を行う（ステップ２１５）。

この測定検査結果に関するデータは、解析装置５００に送られる。次のステップ２１７において、解析装置５００は、この測定検査結果の解析を行う。この測定検査結果を参照して、ウエハＷ上に転写形成されたデバイスパターンに欠陥が存在するか否かを確認し、その欠陥と、レチクルＲ１、Ｒ２の欠陥検査との相関をとり、相関が確認された場合には、レチクルＲ１、Ｒ２上のハード欠陥、ソフト欠陥を検出するための検査条件マップを作成するために予め設定されている検出感度、及び異物の許容サイズなどを調整する。

ウエハＷは、ウエハ測定検査器１２０からエッチング装置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、配線処理、ＣＶＤ装置９１０にて成膜、ＣＭＰ装置９３０にて平坦化、酸化・イオン注入装置９４０でのイオン注入などを必要に応じて行う（ステップ２１９）。エッチングにおいても、レチクルＲ１、Ｒ２の透過率の総量に応じて、ウエハＷのエッチング時間を調整することができる。

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６００において判断する（ステップ２２１）。この判断が否定されればステップ２０６に戻り、肯定されればステップ２２３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Ｗ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。

繰り返し工程完了後、プロービング処理（ステップ２２３）、リペア処理（ステップ２２５）が、デバイス製造装置群９００において実行される。このステップ２２３において、メモリ不良検出時は、ステップ２２５において、例えば、冗長回路へ置換する処理が行われる。不図示の検査装置では、ウエハＷ上の線幅異常が発生した箇所については、チップ単位で、プロービング処理、リペア処理の処理対象から除外することができる。その後、ダイシング処理（ステップ２２７）、パッケージング処理、ボンディング処理（ステップ２２９）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２１５のウエハ事後測定検査処理は、ステップ２１９のエッチング後に行うようにしても良い。この場合には、ウエハＷ上のエッチング像に対し線幅測定が行われるようになる。現像後、エッチング後の両方に行うようにしても良い。この場合には、レジスト像に対しても、エッチング像に対しても線幅測定が行われるようになるので、それらの測定結果に違いに基づいて、エッチング処理の処理状態を検出することができるようになる。

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、ウエハＷ上の同一領域への露光に用いられる一方のレチクルの欠陥検査を、他方のレチクルに関する情報を考慮して行うので、個々のレチクルＲ１、Ｒ２を用いた露光状態でなく、実際のウエハＷ上への総合的な露光状態を考慮した、デバイス生産の歩留まりに直結したレチクルＲ１、Ｒ２の欠陥検査が可能となる。

また、本実施形態では、実際のウエハＷ上のパターンの転写結果を測定検査し（ステップ２１５）、その測定検査結果に基づいて、レチクル測定検査器１３０の検査内容を調整する。すなわち、ウエハＷの転写結果と、ステップ２０２、ステップ２０３、ステップ２０４で行われるレチクルＲ１、Ｒ２の欠陥検査との相関をとり、ウエハＷの転写結果の異常の原因が、レチクルＲ１、Ｒ２のパターンにある場合には、その欠陥検査における検査感度及び閾値（すなわち検査条件マップで示される検査条件）などを調整する。これにより、実際に歩留まりに影響する欠陥だけを検出するように検査条件を最適化することが可能となる。特に、レチクルＲ１、Ｒ２のパターン領域内で、ＯＰＣパターン、又は位相シフトパターンなどが存在するなど、レチクル上のパターンが複雑になればなるほど、露光結果を、それらの検査条件に反映することがより重要となる。

また、本実施形態では、レチクルＲ１、Ｒ２の欠陥検査において、透光部の欠陥の方が、遮光部の欠陥よりも、デバイスの歩留まりへの影響が大きいと考えられるので、透光部の方をより精密に検査する。これにより、デバイス生産の歩留まりに影響する欠陥のみが検出されるような欠陥検査が可能となる。

また、本実施形態によれば、レチクルＲ１、Ｒ２の一方のレチクルに関する欠陥検査において、そのパターン領域中の透光部の特定位置に対応する他方のレチクル上の位置に、パターンの透光部が形成されているか遮光部が形成されているかに応じて、検出感度、異物の許容サイズを変更するなど、欠陥検査の処理内容を変更する。このようにすれば、ウエハＷの露光結果への影響が大きい部分をより厳密に検査することができるようになり、デバイス生産の歩留まりに影響のある欠陥のみ検出する欠陥検査が可能となる。

また、本実施形態では、レチクルＲ１、Ｒ２の一方の欠陥検査において、他方のレチクル上のパターンに関する情報に応じて、検査条件マップを作成して、欠陥の検出感度を制御する。例えば、一方のレチクルが透光部で、他方のレチクルでパターンの近接領域である部分については、ウエハＷの露光結果に対する欠陥の影響が大となるため、検出感度を高く設定する。このようにすれば、ウエハＷの露光結果への影響が大きい部分をより高感度に検査可能となり、これにより、デバイス生産の歩留まりに影響のある欠陥のみ検出する欠陥検査が可能となる。

また、本実施形態によれば、レチクルＲ１、Ｒ２の最適化（ステップ２０３、２０４）では、透光部の検査結果データを解析装置５００に出力する（ステップ３０５）。そして、他方のレチクルのパターンに関する情報に応じて、検出された異物の大きさとその許容サイズとの関係を変化させる。このようにすれば、異物のウエハＷの露光結果への影響が大きい部分と小さい部分とで、許容サイズを異ならしめ、デバイス生産の歩留まりに影響のある異物のみ検出可能となる。

また、本実施形態によれば、一方のパターンに関する情報に応じて、他方のパターンの検査データサンプリング分解能を変化させる。このようにすれば、ウエハＷの露光結果への影響が大きい部分を、より精密に検査することが可能となり、これによりデバイス生産の歩留まりに影響のある欠陥のみ検出する欠陥検査が可能となる。

また、本実施形態によれば、レチクル上のパターンの透光部に付着した異物を検出するとともに、そのレチクルの遮光部に付着した異物を検出する。遮光部に付着した異物については、そのままでは、ウエハＷへの露光結果に対して影響を与えることはないが、この異物が、レチクル搬送中に透光部に移動する場合もありうるので、ある程度の大きさの異物であれば、検出する方が望ましいのである。

また、本実施形態では、レチクルＲ１、Ｒ２の最適化（ステップ２０３、２０４）では、透光部だけでなく、遮光部の検査結果データも解析装置５００に出力している（ステップ３０５）。そして、この遮光部の検査においても、検出された異物の大きさに応じて出力内容を変化させている。このようにすれば、異物のウエハＷの露光結果への影響が大きい部分と小さい部分とで、検査内容（例えば許容サイズ）を異ならしめ、デバイス生産の歩留まりに直結した欠陥の検出が可能となる。

また、本実施形態によれば、レチクルＲ１、Ｒ２のパターン中の特定位置に対応する他方のレチクルＲ２、Ｒ１上の位置の近傍に光近接補正パターン、位相シフトパターン、コンタクトホールパターンのいずれかが形成されているか否かに応じて、そのパターン中の特定位置に関する欠陥検査の処理内容を変更する。このようにすれば、異物のウエハＷの露光結果への影響が大きい上記各パターンの近接領域とそうでない領域とで、検査内容（検査感度）を異ならしめ、デバイス生産の歩留まりに直結した欠陥の検出が可能となる。

なお、本実施形態では、事前に相手方のレチクルの情報に基づいて、検査条件を最適化したが、均一な検査条件の下で検査を行い、検出された欠陥が、デバイスに直結する欠陥であるか否かを相手方のレチクルの情報を用いて判定するようにしても良い。

また、本実施形態では、一方のレチクルのパターン中の特定位置に対応する他方のレチクル上の位置との面形状の差に応じて、パターン中の特定位置に関する欠陥検査の処理内容を変更する。このようにすれば、異物のウエハＷの露光結果への影響が大きい平坦度差が大きい部分と小さい部分とで、検査内容（例えば検査データサンプリング分解能）を異ならしめ、デバイス生産の歩留まりに直結した欠陥検出が可能となる。

また、本実施形態では、ウエハＷの被露光面上の同一の領域に照射される複数の露光光ＩＬ１、ＩＬ２それぞれの光路上に配置される複数のレチクルＲ１、Ｒ２の少なくとも一方を測定検査する場合に、ウエハＷの被露光面上の同一の領域に照射される露光光ＩＬ１、ＩＬ２の総光量（光量の総量）を求める。そして、露光光ＩＬ１、ＩＬ２の総光量に応じて測定検査結果の出力内容を変化させる。このようにすれば、露光光ＩＬ１、ＩＬ２の総光量に応じて、測定検査結果の出力内容を異ならしめ、デバイス生産の歩留まりに直結した測定検査が可能となる。

また、本実施形態では、露光光ＩＬ１、ＩＬ２それぞれの光路上に配置される、レチクルＲ１上に形成されたパターンに関する情報に応じて、そのレチクルＲ１と異なる他のレチクルＲ２を測定検査処理した結果に基づいて、ウエハＷの露光処理を制御する。このようにすれば、露光に用いられるすべてのレチクルに関する情報に基づいて、露光処理を制御することが可能となり、ひいては高精度、かつ、高スループットな露光が可能となり、デバイス生産の歩留まりが向上する。

また、本実施形態では、複数の露光光ＩＬ１、ＩＬ２をウエハＷの被露光面に照射する多重露光（二重露光）を行う際に、複数の露光光ＩＬ１、ＩＬ２それぞれの光路上に配置されるレチクルＲ１、Ｒ２のうちの一方のレチクル上に形成されたパターンに関する情報に応じて他方のレチクルを欠陥検査する。このようにすれば、個々のレチクルを用いた露光状態でなく、実際のウエハＷ上への総合的な露光状態を考慮した、デバイス生産の歩留まりに直結したレチクルの欠陥検査が可能となる。

また、本実施形態によれば、相手方のレチクルとの組合せを考慮して、歩留まりに影響するレチクルの欠陥が検出された場合に、その欠陥がソフト欠陥である場合には、レチクルをクリーニングしたり、その欠陥がハード欠陥である場合には、レチクルを交換したりする。このようにすることで、レチクルの各種欠陥に対して適切な処置を施すことが可能となり、デバイス生産の歩留まりの向上が見込める。

なお、上記実施形態では、露光に用いられる２つのレチクルが、ともにガラスレチクルであったが、レチクルＲ１とレチクルＲ２とのいずれか一方を、その上に形成されるパターンを変更可能な液晶板などの電子マスクとすれば、さらに、デバイス生産の歩留まりを向上させることができる。

例えば、ガラスレチクルの透光部に異物が付着しており、その部分に対応する電子マスク上の部分が、設計上遮光部であっても、その遮光部を透光部に変更することができる。このようにすれば、その異物が存在する点に対応するウエハＷの被露光面上の点は、電子マスクを介した露光光によって露光されるようになり、異物の大きさによってはレチクルをクリーニングする必要がなくなるので、スループットの面で有利である。

また、レチクルＲ１、Ｒ２の透過率が総合的に見て低く、全体の露光量の総量が弱すぎることが予想される場合には、ガラスレチクルのパターン領域に形成されていたパターンと同じパターン（例えば、コンタクトホールパターン又は微細なラインパターンなど）を、電子マスク上に形成するようにしても良い。このようにすれば、全体の露光量が弱すぎても、ウエハＷの被露光面上にそのパターンを鮮明な状態で転写形成することが可能となる。

なお、上記実施形態では、一方のレチクルのパターン領域と、もう一方のレチクルのパターン領域とを、幾つかの領域に分類した。そして、その分類された領域毎に、検査条件を変更しつつ、パターン領域の欠陥検査を行った。しかしながら、本発明はこれには限られず、いずれかのパターン領域で、異常であると疑わしい事象を検出した場合に、もう一方のパターン領域に関する情報を考慮し、検出された事象を異常とみなすか異常でないとみなすかを判定するようにしても良い。

なお、上記実施形態では、解析装置５００とレチクル測定検査器１３０とを個別に備えるようにしたが、両者は一体であっても良い。すなわち、レチクル測定検査器１３０が、解析装置５００の機能を有していても良い。

なお、上記実施形態では、透過型のレチクルを用いたが、反射型のレチクルであっても構わない。また、本実施形態では、１回の露光処理に、２つのレチクルを使用したが、２つのパターン領域が形成された１つのレチクルを用いるようにしても良い。

なお、本実施形態では、２つのレチクルＲ１、Ｒ２のパターンの像を、同一の投影光学系ＰＬを介して、ウエハＷ上に投影する露光装置１００を用いたが、別々の投影光学系を介して、２つのパターン像を、ウエハＷ上に投影する露光装置であってもかまわない。

また、本実施形態に係る露光装置１００は、パターンの同時二重露光により、デバイスパターンをウエハＷ上に転写したが、パターンを同時に３重露光、４重露光…、が可能な露光装置を用いても良いことは勿論である。この場合には、１つのレチクルの欠陥検査を行う場合に、他のすべてのレチクルに関する情報を考慮することが望ましい。

また、本実施形態に係る露光装置１００は、複数のパターンを同時に露光するいわゆる多重露光を行う露光装置を用いたが、レチクルを随時交換して多重露光を行う露光装置にも本発明を採用することができるのは勿論である。

なお、本実施形態に係る多重露光法においては、レチクルＲ１、Ｒ２のパターンに関しては、特に制限はない。例えば、一方のパターン領域内のパターンを、ウエハＷ上に転写形成すべき設計上のデバイスパターンとし、もう一方のパターン領域内のパターンを、ＯＰＣパターンとしても良い。さらには、一方のパターン領域内のパターンを介した露光光と、もう一方のパターン領域内のパターンを介した露光光との位相差を１８０°とし、両方のレチクルを介した露光光に位相差を与えて、位相シフト効果を実現するように設計することも可能である。

両方のレチクルで位相シフト効果を得るには、それぞれのレチクルを介した光の位相差が設計値どおり（例えば１８０°）となっている必要があるため、レチクルの測定検査において、その位相差を測定可能となっているのが望ましい。この場合、個々のパターンのシフタの位相差を、マッハ・ツェンダ干渉計等を用いて測定検査し、シフタ間の位相差が設計値どおりになっていることを確認すれば良い。

なお、本発明は、露光装置の種類には限られない。例えば、特開平１１−１３５４００号公報、特開２０００−１６４５０４号公報などに開示されるように、ウエハＷを保持するウエハステージと、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置について説明したが、本発明は、これらの投影露光装置の他、ステップ・アンド・リピート方式、プロキシミティ方式の露光装置など他の露光装置にも適用できることはいうまでもない。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも本発明を好適に適用することができる。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、例えば国際公開第ＷＯ９８／２４１１５号パンフレット、国際公開第ＷＯ９８／４０７９１号パンフレットに開示されるような、ウエハステージを２基備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。また、例えば国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンフレットに開示される液浸法を用いる露光装置にも本発明を適用することができるのは勿論である。この場合、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号明細書などに開示されているような露光対象の基板の被露光面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。

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本発明を適用することができるのは勿論である。

以上説明したように、本発明を用いることにより、例えば半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ等の撮像素子、薄膜磁気ヘッド等を製造するためのフォトリソグラフィ工程において、多重露光法を採用する際に、同時に使用する複数のレチクル（マスク）の組合せ毎に、複数のレチクル間における異物・欠陥の位置、大きさ、形状、種類、数、密度、周辺の露光パターンなどを解析し、その解析結果に応じて、異常判定及び／又はその後の処理を変更することにより、最適なレチクル管理が可能となり、高精度、かつ、高スループットなデバイス生産が可能となり、その歩留まりが向上する。

なお、本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての、公報、国際公開パンフレット、及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

本発明の測定検査方法、露光方法、デバイス製造方法、測定検査装置、露光装置、デバイス製造装置は、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するのに適している。

Claims (29)

1. 基板上の被露光領域の同一の領域に照射される複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクの少なくとも１つを測定検査する測定検査方法であって、
   前記複数のマスクのうちの第１マスク上に形成された第１パターンに関する情報に応じて、前記複数のマスクのうちの前記第１マスクと異なる第２マスクに関する測定検査処理の処理内容を変更する測定検査方法。
2. 請求項１に記載の測定検査方法において、
   前記第２マスクに関する測定検査処理に際し、前記第２マスク上に形成された第２パターンの透光部に付着した異物を検出する測定検査方法。
3. 請求項２に記載の測定検査方法において、
   前記第２マスクに関する測定検査処理に際し、前記第２パターン中の透光部の特定位置に対応する前記第１マスク上の位置に前記第１パターンの透光部が形成されているか遮光部が形成されているかに応じて、前記第２パターン中の透光部の前記特定位置に関する測定検査処理の処理内容を変更する測定検査方法。
4. 請求項２又は３に記載の測定検査方法において、
   前記測定検査処理は、前記第１パターンに関する情報に応じて、異物を検出する際の検出感度を制御することを含む測定検査方法。
5. 請求項２又は３に記載の測定検査方法において、
   前記測定検査処理は、検出結果を出力する処理を含み、
   前記第１パターンに関する情報に応じて、検出された異物の大きさと検出結果の出力内容との関係を変化させる測定検査方法。
6. 請求項２又は３に記載の測定検査方法において、
   前記第１パターンに関する情報に応じて、前記測定検査処理を実行する頻度を変化させる測定検査方法。
7. 請求項２〜６のいずれか一項に記載の測定検査方法において、
   前記第２マスクに関する測定検査処理に際し、前記第２パターンの透光部に付着した異物を検出するとともに、前記第２パターンの遮光部に付着した異物を検出する測定検査方法。
8. 請求項７に記載の測定検査方法において、
   前記測定検査処理は、前記第２パターンの遮光部に付着した異物を検出した結果を出力する処理を含み、
   検出された異物の大きさに応じて出力内容を変化させる測定検査方法。
9. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の測定検査方法において、
   前記第２パターン中の特定位置に対応する前記第１マスク上の位置に前記第１パターン中の光近接補正パターン、位相シフトパターン、コンタクトホールパターン、及びラインアンドスペースパターンのいずれかが近接しているか否かに応じて、前記第２パターン中の特定位置に関する測定検査処理の処理内容を変更する測定検査方法。
10. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の測定検査方法において、
    前記第２パターン中の特定位置に対応する前記第１マスク上の位置との面形状の差に応じて、前記第２パターン中の特定位置に関する測定検査処理の処理内容を変更する測定検査方法。
11. 基板上の被露光領域の同一の領域に照射される複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクの少なくとも１つを測定検査する測定検査方法であって、
    前記被露光領域の同一領域に照射される前記複数の露光光の総光量を求める工程を含む測定検査方法。
12. 請求項１１に記載の測定検査方法において、
    測定検査結果を出力する工程を含み、
    前記総光量に応じて前記測定検査結果の出力内容を変化させる測定検査方法。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の測定検査方法を用いて前記複数のマスクのうちの少なくとも１つを測定検査する測定検査装置。
14. 複数の露光光を基板上の被露光領域に照射する露光方法であって、
    前記複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクのうちの第１マスク上に形成された第１パターンに関する情報に応じて前記第１マスクと異なる第２マスクを測定検査処理し、
    前記測定検査処理の結果に基づいて、前記基板の露光処理を制御する露光方法。
15. 請求項１４に記載の露光方法を用いて露光を行う露光装置。
16. 複数の露光光を基板の被露光領域に照射する露光工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクのうちの第１マスク上に形成された第１パターンに関する情報に応じて前記第１マスクと異なる第２マスクを測定検査処理する工程を含むデバイス製造方法。
17. 請求項１６に記載のデバイス製造方法において、
    前記第２マスクを測定検査した結果に基づいて、前記第１マスク又は前記第２マスクをクリーニングする工程をさらに含むデバイス製造方法。
18. 請求項１６に記載のデバイス製造方法において、
    前記第２マスクを測定検査した結果に基づいて、前記第１マスク又は前記第２マスクを交換する工程をさらに含むデバイス製造方法。
19. 請求項１６に記載のデバイス製造方法において、
    前記第２マスクを測定検査した結果に基づいて、前記第１マスク上の第１パターンと前記第２マスク上の第２パターンとのいずれかの変更を促すデバイス製造方法。
20. 請求項１９に記載のデバイス製造方法において、
    前記第１マスクと前記第２マスクとのいずれかは、その上に形成されるパターンを可変な電子マスクであるデバイス製造方法。
21. 複数の露光光を基板上の被露光領域に照射する露光工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記複数の露光光それぞれの光路上に配置される複数のマスクそれぞれを介して前記被露光領域の所定位置に照射される前記複数の露光光の総光量に基づいて、前記マスクに所定処理を施すデバイス製造方法。
22. 請求項２１に記載のデバイス製造方法において、
    前記被露光領域の所定位置に照射される前記複数の露光光の総光量に基づいて前記マスクに施させる所定処理が、前記複数マスクの少なくとも１つに対するクリーニング処理を含むデバイス製造方法。
23. 請求項２１又は２２に記載のデバイス製造方法において、
    前記被露光領域の所定位置に照射される前記複数の露光光の総光量に基づいて前記マスクに施される所定処理が、前記複数マスクの少なくとも１つを交換する処理を含むデバイス製造方法。
24. 請求項２１〜２３のいずれか一項に記載のデバイス製造方法において、
    前記被露光領域の所定位置に照射される前記複数露光光の総光量に基づいて前記マスクに施される所定処理が、前記複数マスクの少なくとも１つに形成されたパターンを変更する処理であるデバイス製造方法。
25. 請求項２４に記載のデバイス製造方法において、
    前記複数のマスクの少なくとも１つが、その上に形成されたパターンを変更可能な電子マスクであり、
    前記被露光領域の所定位置に照射される前記複数の露光光の総光量に基づいて前記マスクに施される所定処理が、前記電子マスク上のパターンを変更する処理であるデバイス製造方法。
26. 請求項１６〜２５のいずれか一項に記載のデバイス製造方法を実行可能なデバイス製造システム。
27. 複数のパターンの像を物体上の同一領域に同時又は順次に形成して前記物体を露光する露光方法であって、
    同一又は異なるマスク上に形成される、前記複数のパターンのうちの１つのパターンが形成された領域の測定検査処理を、前記複数のパターンのうちの残りの少なくとも１つのパターンに関する情報を考慮して実行し、
    前記測定検査処理の結果に基づいて、前記物体の露光条件を制御する露光方法。
28. 請求項２７に記載の露光方法において、
    前記複数のパターンは、３つ以上のパターンを含み、
    前記測定検査処理を、残りの全てのパターンに関する情報を考慮して実行する露光方法。
29. 請求項２７又は２８に記載の露光方法を用いて物体を露光する工程と；
    露光によりパターンが形成された物体を少なくとも現像する工程と；を含むデバイス製造方法。

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