KR101133490B1 - 보정 방법 및 노광 장치 - Google Patents

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Abstract

단계 602 에 있어서, 투입된 웨이퍼의 그리드를 예를 들어 3차까지의 함수 피팅에 의해 근사하고, 단계 612 에 있어서, 샘플 쇼트 영역의 그 함수에 의한 위치와, 실측 위치의 잔차의 크기를 소정 임계치와 비교하고, 그 비교 결과에 따라 서브루틴 614 의 함수 모드에서의 GCM 계측을 행할지, 서브루틴 616 의 맵 모드에서의 계측을 행할지를 선택한다. 그 외, 로트 내에서도, 웨이퍼마다, 웨이퍼의 온도 변화 (단계 622), 웨이퍼간의 랜덤 에러의 변동 (단계 624) 에 따라, 그 웨이퍼로부터 비선형 성분을 추출할지 여부를 판단한다.
노광 장치, 계측 장치, 함수 모드, 맵 모드, 비선형 성분

Description

보정 방법 및 노광 장치{CORRECTION METHOD AND EXPOSURE DEVICE}
기술분야
본 발명은, 보정 방법 및 노광 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 노광 장치에 순차로 투입되는 복수의 감광 물체 각각에 대하여 복수의 구획 영역을 전사 형성할 때에, 상기 각 감광 물체의 위치를 보정하는 보정 방법 및 복수의 감광 물체 각각에 복수의 구획 영역을 전사 형성하는 노광 장치에 관한 것이다.
배경기술
반도체 소자 등의 마이크로 디바이스의 제조 라인에서 수율의 저하를 막기 위해서는, 리소그래피 공정에 있어서 웨이퍼 등의 기판 (이하, 웨이퍼라 총칭한다) 상에 회로 패턴 등을 여러 층 마주 겹쳐 쇼트 영역을 전사 형성하는 중첩 노광의 층간 중첩 정밀도를 높게 유지하는 것이 필수이다.
상이한 노광 장치간에 중첩 노광을 실시하는 경우에는, 노광 장치 상호간의 스테이지 그리드의 오차 (각 노광 장치에 있어서의 웨이퍼의 이동 위치를 규정하는 스테이지 좌표계 상호간의 오차) 의 존재가, 상기 중첩 정밀도를 저하시키는 하나의 요인이 된다. 또한, 가령, 노광 장치 상호간에 스테이지 그리드의 오차가 무시할 수 있을 만큼 작거나, 각 층의 노광에 동일한 노광 장치를 이용한 경우라도, 레지스트 도포, 현상, 에칭, CVD (Chemical Vapor Deposition), CMP (Chemical Mechanical Polishing) 등의 프로세스 처리 공정을 거친 웨이퍼에는, 그 프로세스 에 기인하여 전(前)층의 쇼트 영역의 배열에 변형이 생기는 경우가 있고, 그 변형이 중첩 정밀도의 저하 요인이 될 수 있다.
웨이퍼 상의 전층의 쇼트 영역의 배열 그리드의 오차가 선형적인 경우에는, 그 웨이퍼 상의 쇼트 영역 중, 미리 선택된 복수개 (3개 이상 필요하고, 통상 7개～15개 정도) 의 샘플 쇼트 영역만의 위치 좌표를 계측하고, 이들의 계측치로부터 통계 연산 처리 (최소제곱법 등) 를 이용하여 웨이퍼 상의 모든 쇼트 영역의 위치 좌표 (쇼트 영역의 배열 좌표) 를 산출하는 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트에 의해 제거하여, 중첩 노광을 고정밀도로 실시하는 것이 가능하다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 그러나, 상기 그리드의 비선형 성분이 무시할 수 없는 경우에는, EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트에서는, 이것을 제거하는 것이 곤란하다.
그래서, 로트마다, 로트 선두로부터 예를 들어 소정 매수의 웨이퍼에 대해서는, 그 웨이퍼 상의 쇼트 영역의 위치 정보를, 상기 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트의 경우보다 더 많이 계측하고, 그 계측에 의해 얻어진 위치 정보의 실측치를 이용하여 검출된 그리드의 비선형 성분을 추출하고, 로트 내의 웨이퍼간에서는 그 비선형 성분이 대략 동일한 것으로 간주하고, 로트 내의 그 이후의 웨이퍼에 대해서는, 통상의 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트를 실시하여 얻어지는 웨이퍼 상의 모든 쇼트 영역의 배열 좌표에 대하여, 로트 선두로부터 소정 매수의 웨이퍼에 대하여 추출 된 비선형 성분을 보정 정보로 하여 웨이퍼의 위치를 보정하면서 중첩 노광을 실시하는 그리드 보정 기능 (제 1 그리드 보정 기능) 을 갖는 노광 장치가 개시되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 2 참조).
또한, 이 특허 문헌 2 에 개시된 노광 장치에서는, 로트 처리를 실시하기 전에 노광 장치에 대하여 중첩 노광의 기준이 되는 기준 격자에 따라 복수의 쇼트 영역이 배열 형상으로 형성된 기준 웨이퍼 등을 각 노광 장치에 투입하고, 그 기준 격자의 검출 결과에 의해 규정되는 그리드의 비선형 성분을 추출해 두고, 그 기준 격자에 맞추어 노광이 행해지도록 스테이지의 위치를 보정하는 보정 기능 (제 2 그리드 보정 기능) 도 갖고 있다.
이 노광 장치에서는, 연속하여 그 장치에서 처리되는 복수의 로트간의 중첩 오차의 변동에 따라, 제 1 보정 기능 또는 제 2 보정 기능 중 어느 하나를 선택하고 있다. 이 선택은, 스루풋의 저하를 막는다는 관점에서, 위치 좌표를 계측하는 쇼트 영역의 계측 수를 적게 하기 위해 행해진다. 예를 들어, 그 장치에서 행해지는 복수의 로트간의 중첩 오차의 변동이 비교적 작은 경우, 그 장치에서의 그리드의 비선형 성분이 그 로트간에서 대략 동일하다고 간주할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 전회 처리한 로트에서의 비선형 성분을 금회 로트에서의 비선형 성분으로서 유용 (流用) 함으로써, 쇼트 영역의 계측 수를 적게 하는 선택이 행해진다.
그러나, 최근에는, 중첩 정밀도를 향상시키기 위해, 그리드의 더 고차인 비선형 성분을 고려하여 중첩 노광을 실시할 필요가 생기고 있다. 이러한 배경과, 스루풋의 균형에 의해, 고려 가능한 그리드의 비선형 성분의 차수가 상이한 몇 가지 보정 기능이 제공되게 되는 등, 보정 기능이 더욱 다양화되고 세분화되게 되었다. 따라서, 지금까지와 같이, 그 장치에서 연속하여 처리되는 복수의 로트 간의 중첩 오차의 변동만을 보정 기능의 선택 기준으로 하는 것만으로는 불충분하게 되어, 적확한 판단하에서 다수의 보정 기능으로부터 최적의 기능을 선택할 수 있는 새로운 선택 기준이 필요하게 되었다.
특허 문헌 1: 미국 특허 제4,780,617호 명세서
특허 문헌 2: 미국 특허출원공개 제2002/0042664호 명세서
발명의 개시
과제를 해결하기 위한 수단
상기 사정하에 이루어진 본 발명은, 제 1 관점에서 보면, 노광 장치에 순차로 투입되는 복수의 감광 물체 각각에 대하여 복수의 구획 영역을 전사 형성할 때에, 상기 각 감광 물체의 위치를 보정하는 보정 방법으로서, 상기 노광 장치 및 상기 노광 장치에 투입된 감광 물체의 적어도 일방에 관련하는 소정의 정보에 기초하여, 상기 각 구획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분을 고려하여 그 감광 물체의 위치를 보정하기 위해 상기 노광 장치에 마련된 보정 기능으로서, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 각각 상이한 복수의 보정 기능 중에서, 적어도 하나의 보정 기능을 선택하는 선택 공정을 포함하는 보정 방법이다.
이것에 의하면, 각 구획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분 중, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 각각 상이한 복수의 보정 기능을 노광 장치가 구비하고 있는 경우에, 노광 장치 및 그 노광 장치에 투입된 감광 물체의 적어도 일방에 관련하는 소정의 정보에 기초하여 적어도 하나의 최적 보정 기능을 선택할 수 있으므로, 감광 물체 상에 복수의 구획 영역을 형성할 때에, 각 구 획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분을 유효하게, 또한 단시간에 보정할 수 있다.
또한, 본 발명은, 제 2 관점에서 보면, 복수의 감광 물체 각각에 복수의 구획 영역을 전사 형성하는 노광 장치로서, 투입된 감광 물체를 유지하는 이동체를 갖고, 그 이동체에 유지된 감광 물체에 대하여 상기 복수의 구획 영역을 전사 형성하는 전사 장치와; 상기 전사 장치 및 상기 이동체에 유지된 감광 물체의 적어도 일방에 관련하는 소정의 정보에 기초하여, 상기 각 구획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분을 고려하여 그 감광 물체의 위치를 보정하기 위해 형성된 보정 기능으로서, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 각각 상이한 복수의 보정 기능 중에서, 적어도 하나의 보정 기능을 선택하는 선택 장치와; 상기 복수의 보정 기능을 갖고, 상기 이동체에 유지된 감광 물체를 소정의 위치에 위치 정합할 때에, 상기 선택 장치에 의해 선택된 보정 기능을 이용하여, 상기 이동체에 유지된 감광 물체의 위치를 보정하는 보정 장치를 구비하는 노광 장치이다.
이것에 의하면, 전사 장치에 투입된 감광 물체 상의 각 구획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분 중, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 각각 상이한 복수의 보정 기능을 보정 장치가 구비하고 있는 경우에, 전사 장치 및 그 전사 장치에 투입된 감광 물체의 적어도 일방에 관련하는 소정의 정보에 기초하여 적어도 하나의 최적 보정 기능을 선택할 수 있으므로, 전사 장치에 투입된 감광 물체 상에 복수의 구획 영역을 형성할 때에, 각 구획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분을 유효하게, 또한 단시간에 보정할 수 있다.
도면의 간단한 설명
[도 1] 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 리소그래피 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
[도 2] 도 1 의 노광 장치 (1OO1) 의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
[도3A] 보정 함수에 의한 보정이 바람직한 비선형 성분을 갖는 웨이퍼 (W) 의 모식도이다.
[도3B] 보정 맵에 의한 보정이 바람직한 비선형 성분을 갖는 웨이퍼 (W) 의 모식도이다.
[도 4] 호스트 컴퓨터에 의한 웨이퍼의 노광 처리에 관한 처리 알고리즘을 개략적으로 나타내는 도면이다.
[도 5] 도 4 의 단계 208 에서 호스트 컴퓨터로부터 노광 지시를 받은 노광 장치의 주제어 장치의 메인 처리 알고리즘을 개략적으로 나타내는 플로우 차트이다.
[도 6] 도 5 의 서브루틴 308 의 구체적인 처리 알고리즘을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 7] 도 5 의 서브루틴 316 의 구체적인 처리 알고리즘을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 8] 도 7 의 서브루틴 506 의 구체적인 처리 알고리즘을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 9] 도 8 의 서브루틴 614 (함수 모드 GCM 계측) 의 구체적인 처리 알고 리즘을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 10] 도 8 의 서브루틴 616 (맵 모드 GCM 계측) 의 구체적인 처리 알고리즘을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 11] 도 7 의 서브루틴 508 의 구체적인 처리 알고리즘을 나타내는 플로우 차트이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
도 1 에는, 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 리소그래피 시스템 (110) 의 전체 구성이 개략적으로 나타나 있다. 이 리소그래피 시스템 (110) 은, 마이크로 디바이스의 제조 라인의 일부로서 형성되어 있는 것으로서, 마이크로 디바이스의 기초가 되는 복수의 웨이퍼에 대하여 리소그래피 공정을 행하기 위한 시스템이다. 리소그래피 시스템 (110) 에 있어서는, 복수의 웨이퍼가 로트라 불리는 소정의 처리 단위 (1로트는 예를 들어, 25매) 로 관리되어 있고, 1로트를 1단위로 하여 웨이퍼에 대한 리소그래피 공정을 실시하고 있다.
이 리소그래피 시스템 (110) 은, N 대의 노광 장치 (1001, 1002,?……, 100N), 중첩 측정기 (120), 집중 정보 서버 (130), 터미널 서버 (140) 및 호스트 컴퓨터 (150) 등을 구비하고 있다. 노광 장치 (1001～100N), 중첩 측정기 (120), 집중 정보 서버 (130) 및 터미널 서버 (140) 는, LAN (Local Area Network; 160) 을 통해 상호 접속되어 있다. 또한, 호스트 컴퓨터 (이하, 호스트라 약술한다; 150) 는, 터미널 서버 (140) 를 통하여 LAN (160) 에 접속되어 있다. 즉, 하드 웨어 구성상에서는, 노광 장치 (100i; i=1～N), 중첩 측정기 (120), 집중 정보 서버 (130), 터미널 서버 (140) 및 호스트 (150) 의 상호간의 통신 경로가 확보되어 있다.
노광 장치 (1001～10ON) 는, 예를 들어 인라인으로 접속된 코터?디벨로퍼 (이하, C/D 라 약술한다) 에 의해 감광제가 도포된 로트 내의 웨이퍼 (W) 를 장치내로 순차로 투입하고, 마이크로 디바이스의 예를 들어 회로 패턴 등이 형성된 투영 원판으로서의 레티클 (R) 의 회로 패턴 등의 이미지를 레이저광 등의 조명광에 의해 형성하고, 그 회로 패턴 등의 이미지를 후술하는 투영 광학계에 의해, 투입된 웨이퍼 상의 복수의 개소에 투영함으로써 웨이퍼를 감광시켜, 웨이퍼 상에 상기 회로 패턴의 이미지가 전사된 구획 영역 (이하, 쇼트 영역이라고 한다) 을 순차로 형성해 가는 장치이다. 이 노광 장치 (1001～100N) 의 각각은, 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치 (이른바 스테퍼) 이어도 되고, 스텝 앤드 스캔 방식의 투영 노광 장치 (이하, 주사형 노광 장치라고 한다) 이어도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 적어도 노광 장치 (1001) 는, 쇼트 영역간의 비선형 오차에 대한 보정 조건이 상이한 복수의 보정 기능 (이하, 그리드 보정 기능이라고도 부른다) 을 갖는 주사형 노광 장치인 것으로 한다. 또한, 노광 장치 (1001～100N) 는, 각각의 각 로트의 웨이퍼 (W) 에 대한 노광을 실시했을 때의 각종 정보 (예를 들어, 후술하는 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트로 산출되는 EGA 파라미터의 값 및 잔차 (殘差) 에 관한 정보, 후술하는 얼라인먼트 처리를 규정하는 얼라인먼트 파라미터, 그 얼라인먼트계 (AS) 에 의해 검출된 검출 신호 (EGA 로그 데이터) 등) 를 로깅하고 있다. 노광 장치 (1001) 등의 상세한 구성 등에 대해서는 후술한다.
리소그래피 시스템 (110) 에서는, 웨이퍼 (W) 에 대하여 중첩 노광을 실시함으로써, 상기 쇼트 영역을 여러 층 (레이어) 이나 전사 형성해 가지만, 리소그래피 공정의 스케줄링의 형편상, 그 웨이퍼 (W) 의 각 층의 쇼트 영역이, 상이한 노광 장치에 의해 전사 형성되는 경우도 있다. 이러한 경우에는, 특히 각 층의 쇼트 영역의 중첩 정밀도를 관리할 필요가 생긴다. 그래서, 리소그래피 시스템 (110) 에서는, 중첩 측정기 (120) 가 구비되어 있다. 이 중첩 측정기 (120) 는, 예를 들어, 연속적으로 처리되는 다수 로트의 웨이퍼에 대하여, 각 로트의 선두에 있는 수매의 웨이퍼, 혹은 파일럿 웨이퍼 (테스트 웨이퍼) 에 대하여 각 층의 쇼트 영역의 중첩 오차의 측정을 실시하고 있다.
상기의 파일럿 웨이퍼 등은, 프로세스에 따라 소정의 노광 장치 (노광 장치 (1001～100N) 중 어느 것이어도 된다) 에 의해 노광이 행해지고, 이미 일층 이상의 패턴이 형성된 상태에서, 차층 (레이어) 이후에 사용될 가능성이 있는 노광 장치 (노광 장치 (1001～100N)) 에 대응하는 로트 내의 프로세스 웨이퍼에 앞서 투입되고, 그들의 노광 장치에 의해 실제로 레티클의 패턴 (이 패턴에는 적어도 레지스트레이션 계측 마크 (중첩 오차 계측 마크) 가 포함된다) 이 전사 형성되고, 현상 등의 처리를 거친 후에, 중첩 측정기 (120) 에 투입된다. 그리고, 그 중첩 측정기 (120) 는, 투입된 웨이퍼 상에 상이한 층의 노광시에 형성된 레지스트레이션 계 측 마크 이미지 (예를 들어, 레지스트 이미지) 끼리의 중첩 오차 (상대 위치 오차) 를 계측하고, 추가로 소정의 연산을 실시하여 중첩 오차 정보 (소정의 노광 장치와, 다음 층 이후에 사용될 가능성이 있는 노광 장치의 중첩 오차 정보) 를 산출한다. 즉, 중첩 측정기 (120) 는, 이와 같이 하여 각 파일럿 웨이퍼 등에 대한 노광 결과에 기초하여 노광 장치 상호간의 중첩 오차 정보를 측정한다.
중첩 측정기 (120) 의 제어계 (미도시) 는, LAN (160) 을 통하여 집중 정보 서버 (130) 와의 사이에서 통신을 실시하고, 후술하는 중첩 오차 데이터 등의 소정의 데이터의 수수 (授受) 를 실시한다. 또한, 이 중첩 측정기 (120) 는, LAN (160) 및 터미널 서버 (140) 를 통하여, 호스트 (150) 와의 사이에서 통신을 실시한다. 또한, 중첩 측정기 (120) 는, LAN (160) 을 통하여 노광 장치 (1001～100N) 와의 사이에서 통신을 실시하는 것도 가능하다.
상기 집중 정보 서버 (130) 는, 대용량 기억 장치와 프로세서로 구성된다. 대용량 기억 장치에는, 웨이퍼 (W) 의 로트에 관한 노광 이력 데이터가 기억되어 있다. 노광 이력 데이터에는, 상기 기술한 각 노광 장치 (100i) 에 로깅되어 있는 각 로트의 웨이퍼의 노광 결과에 영향을 준 각종 정보의 이력이나, 중첩 측정기 (120) 로 사전에 계측된 각 로트의 웨이퍼에 대응하는 파일럿 웨이퍼 등을 이용하여 계측된 각 노광 장치 (100i) 와 다른 노광 장치의 중첩 오차 정보 등이 포함되어 있다.
본 실시형태에서는, 각 로트의 웨이퍼에 대하여 특정 층간의 노광시에 있어 서의 중첩 오차 데이터는, 상기 기술한 바와 같이, 중첩 측정기 (120) 에 의해 파일럿 웨이퍼 (테스트 웨이퍼) 또는 각 로트의 선두의 수매의 웨이퍼에 대하여 계측된 중첩 오차 정보에 기초하여 중첩 측정기 (120) 의 제어계 (혹은 그 외의 컴퓨터) 에 의해 산출되고, 중첩 측정기 (120) 로부터 집중 정보 서버 (130) 에 보내진 후, 집중 정보 서버 (130) 의 대용량 기억 장치에 저장된다.
상기 터미널 서버 (140) 는, LAN (160) 에 있어서의 통신 프로토콜과 호스트 (150) 의 통신 프로토콜의 상이를 흡수하기 위한 게이트웨이 프로세서로서 구성된다. 이 터미널 서버 (140) 의 기능에 의해, 호스트 (150) 와, LAN (160) 에 접속된 각 노광 장치 (100i～ 100N) 및 중첩 측정기 (120) 사이의 통신이 가능해진다.
상기 호스트 (150) 는, 적어도 리소그래피 공정을 포함한 웨이퍼 처리 공정의 통괄 제어를 실시하고 있다. 예를 들어, 리소그래피 시스템 (110) 에서는, 동시에 복수의 로트에 대한 리소그래피 공정을 실시할 필요가 있기 때문에, 호스트 (150) 는, 노광 장치 (1001～100N) 중 어느 장치에서 노광 대상이 된 로트의 웨이퍼를 노광할지를 스케줄링한다. 예를 들어, 노광 장치 (1001) 에서의 노광이 완료되어 빈 상태가 된 경우에는, 호스트 (150) 는, 노광 장치 (1001) 에 대하여, 터미널 서버 (140) 를 통하여 다음의 노광 대상의 로트의 노광을 지시한다. 또한, 어느 노광 장치를 선택할지는, 그 장치가 빈 상태인지 아닌지라는 조건 외에, 쇼트 영역의 중첩 정밀도의 관점에서, 노광 장치 (1001～100N) 의 성능, 특성 등도 고려하여 결정되고 있다.
<노광 장치>
도 2 에는, 노광 장치 (1001～100N) 를 대표하여, 노광 장치 (1001) 의 개략 구성이 나타나 있다. 노광 장치 (1001) 는, 조명계 (10), 레티클 (R) 을 유지하는 레티클 스테이지 (RST), 투영 광학계 (PL), 감광 물체로서의 웨이퍼 (W) 가 탑재되는 이동체로서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 장치 전체를 통괄 제어하는 주제어 장치 (20) 등을 구비하고 있다. 또한, 노광 장치 (1001) 는, 주사형 노광 장치이다.
상기 조명계 (10) 는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2001-313250호 및 대응하는 미국 특허출원공개 제2003/0025890호 명세서 등에 개시되는 바와 같이, 광원, 옵티컬 인테그레이터를 포함한 조도 균일화 광학계, 릴레이 렌즈, 가변 ND 필터, 레티클 블라인드 (마스킹 블레이드라고도 불린다) 및 다이크로익 미러 등 (모두 미도시) 을 포함하여 구성되어 있다. 이 조명계 (10) 에서는, 회로 패턴 등이 그려진 레티클 (R) 상의 레티클 블라인드로 규정된 슬릿 형상의 조명 영역을 조명광 (IL) 에 의해 대략 균일한 조도로 조명한다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령이 허가하는 한, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허출원공개 명세서에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
여기서, 조명광 (IL) 으로서는, KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚), 혹은 F2 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공 자외광 등이 사용된다. 조명광 (IL) 으로서 초고압 수은 램프로부터의 자외역의 휘선 (g 선, i 선 등) 을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 옵티컬 인테그레이터로서는, 플라이아이 렌즈, 로드 인테그레이터 (내면 반사형 인테그레이터), 혹은 회절 광학 소자 등이 사용된다.
상기 레티클 스테이지 (RST) 상에는, 레티클 (R) 이, 예를 들어 진공 흡착에 의해 고정되어 있다. 레티클 스테이지 (RST) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함한 레티클 스테이지 구동부 (미도시) 에 의해 조명계 (10) 의 광축 (후술하는 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 일치) 에 수직인 XY 평면내에서 미소 구동 가능함과 함께, 소정의 주사 방향 (여기서는 도 2 에 있어서의 지면내 좌우 방향인 Y 축 방향으로 한다) 으로 지정된 주사속도로 구동 가능하게 되어 있다.
레티클 스테이지 (RST) 의 스테이지 이동면내의 위치는, 레티클 레이저 간섭계 (이하, 레티클 간섭계라고 한다; 16) 에 의해, 이동경 (15) 을 통하여, 예를 들어 0.5～1㎚ 정도의 분해능으로 상시 검출된다. 레티클 간섭계 (16) 로부터의 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보는 스테이지 제어 장치 (19) 및 이것을 통하여 주제어 장치 (20) 에 공급된다. 스테이지 제어 장치 (19) 에서는, 주제어 장치 (20) 로부터의 지시에 따라, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보에 기초하여 레티클 스테이지 구동부 (미도시) 를 통하여 레티클 스테이지 (RST) 를 구동 제어한다. 또한, 레티클 (R) 의 상방에는, 미도시한 한쌍의 레티클 얼라인먼트계가 배치되어 있다. 이 한쌍의 레티클 얼라인먼트계의 구성에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평7-176468호 및 이것에 대응하는 미국 특허 제5,646,413호 명세서 등에 개시되어 있으므로, 여기에서는 상세한 설명에 대해서는 생략한다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령이 허가하는 한, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
상기 투영 광학계 (PL) 는, 레티클 스테이지 (RST) 의 도 2 에 있어서의 하방에 배치되고, 그 광축 (AX) 의 방향이 Z 축 방향으로 되어 있다. 투영 광학계 (PL) 로서는, 예를 들어, 양측 텔레센트릭 축소계가 이용되고 있다. 이 투영 광학계 (PL) 의 투영 배율은 예를 들어, 1/4, 1/5 혹은 1/6 등이다. 이 때문에, 조명계 (10) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 레티클 (R) 이 조명되면, 이 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) 를 통하여 그 조명광의 조사 영역 (상기 기술한 조명 영역) 내의 레티클 (R) 의 회로 패턴의 축소 이미지 (부분 이미지) 가 표면에 레지스트 (감광제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상에 형성된다.
상기 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 투영 광학계 (PL) 의 도 2 에 있어서의 하방에서, 미도시한 베이스 상에 배치되고, 예를 들어, 리니어 모터 등을 포함한 웨이퍼 스테이지 구동부 (24) 에 의해 Y 축 방향 및 이것에 직교하는 X 축 방향 (도 2 에 있어서의 지면 직교 방향) 에 소정 스트로크로 구동됨과 함께, Z 축 방향, θx 방향, θy 방향 및 θz 방향 (Z 축 둘레의 회전 방향) 으로 미소 구동 가능한 구성으로 되어 있다. 이 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에는, 웨이퍼 홀더 (25) 가 탑재되고, 이 웨이퍼 홀더 (25) 상에 웨이퍼 (W) 가 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 고정되어 있다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면내에서의 위치는, 그 상면에 설치된 이동경 (17) 을 통하여, 웨이퍼 레이저 간섭계 시스템 (18) 에 의해, 예를 들어 0.5～1㎚ 정도의 분해능으로 상시 검출되고 있다. 여기서, 실제로는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에는, 주사 방향 (Y 방향) 에 직교하는 반사면을 갖는 Y 이동경과 비주사 방향 (X 축 방향) 에 직교하는 반사면을 갖는 X 이동경이 설치되고, 이것에 대응하여 웨이퍼 레이저 간섭계도 Y 이동경에 수직으로 간섭계 빔을 조사하는 Y 간섭계와, X 이동경에 수직으로 간섭계 빔을 조사하는 X 간섭계가 설치되어 있지만, 도 2 에서는 이들이 대표적으로 이동경 (17), 웨이퍼 레이저 간섭계 시스템 (18) 으로서 나타나 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 위치를 규정하는 정지 좌표계 (직교 좌표계) 가, 웨이퍼 레이저 간섭계 시스템 (18) 의 Y 간섭계 및 X 간섭계의 측장축에 의해 규정되어 있다. 이하에 있어서는, 이 정지 좌표계를, 스테이지 좌표계라고도 부른다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 단면을 경면 가공하여, 전술한 간섭계 빔의 반사면 (Y 이동경, X 이동경의 반사면에 상당) 을 형성해도 된다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스테이지 좌표계 상에 있어서의 위치 정보 (또는 속도 정보) 는 스테이지 제어 장치 (19) 및 이것을 통하여 주제어 장치 (20) 에 공급된다. 스테이지 제어 장치 (19) 에서는, 주제어 장치 (20) 의 지시에 따라 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 상기 위치 정보 (또는 속도 정보) 에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 구동부 (24) 를 통하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 제어한다.
또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 (W) 의 근방에는, 기준 마크판 (FM) 이 고정되어 있다. 이 기준 마크판 (FM) 의 표면은, 웨이퍼 (W) 의 표면과 동일한 높이로 설정되고, 이 표면에는 후술하는 얼라인먼트계의 베이스 라인 계측용 기준 마크 및 레티클 얼라인먼트용 기준 마크 이외의 기준 마크가 형성되어 있다.
또한, 투영 광학계 (PL) 의 측면에는, 오프 액시스 (Off Axis) 방식의 얼라인먼트계 (AS) 가 고정되어 있다. 이 얼라인먼트계 (AS) 로서는, 여기에서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평2-54103호 (대응하는 미국 특허 제4,962,318호 명세서) 등에 개시되어 있는 바와 같은 FIA (Field Image Alignment) 계의 얼라인먼트 센서가 이용되고 있다. 이 얼라인먼트계 (AS) 는, 소정의 파장폭을 갖는 조명광 (예를 들어, 백색광) 을 웨이퍼에 조사하고, 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 웨이퍼와 공액인 면내에 배치된 지표판 상의 지표 마크의 이미지를, 대물 렌즈 등에 의해, 촬상 소자 (CCD 카메라 등) 의 수광면 상에 결상하여 검출하는 것이다. 얼라인먼트계 (AS) 는 얼라인먼트 마크 (및 기준 마크판 (FM) 상의 기준 마크) 의 촬상 결과를, 주제어 장치 (20) 를 향하여 출력한다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령이 허가하는 한, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
또한 노광 장치 (1001) 에는, 투영 광학계 (PL) 의 최량 (最良) 결상면을 향하여 복수의 슬릿 이미지를 형성하기 위한 결상 광속을 광축 (AX) 방향에 대하여 경사 방향으로부터 공급하는 조사 광학계 (미도시) 와, 그 결상 광속의 웨이퍼 (W) 의 표면에서의 각 반사 광속을 각각 슬릿를 통하여 수광하는 수광 광학계 (미도시) 로 이루어지는 사입사 (斜入射) 방식의 다점 포커스 검출계가, 투영 광학계 (PL) 를 지지하는 지지부 (미도시) 에 고정되어 있다. 이 다점 포커스 검출계로서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6-283403호 (대응하는 미국 특허 제5,448,332호 명세서) 등에 개시되는 것과 동일한 구성의 것이 이용되고, 스테이지 제어 장치 (19) 는 이 다점 포커스 검출계로부터의 웨이퍼 위치 정보에 기초하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 웨이퍼 스테이지 구동부 (24) 를 통하여 Z 축 방향 및 경사 방향 (θx 방향 및 θy 방향) 으로 미소 구동하여, 웨이퍼 (W) 의 포커스?레벨링 제어를 실시한다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령이 허가하는 한, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
또한, 도 2 에서는 미도시하고 있지만, 노광 장치 (1001) 에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 로딩되기 전후의 웨이퍼 (W) 의 온도를 계측하는 적외선 센서 등의 온도 센서가 설치되어 있다. 이 온도 센서에서는, 예를 들어, C/D 로부터 노광 장치 (1001) 에 투입된 직후의 웨이퍼 (W) 의 온도와, 웨이퍼 홀더 (25) 상에 로딩되어 유지된 직후의 웨이퍼 (W) 의 온도를 검출한다. 온도 센서에 의해 검출된 온도에 관한 정보는, 주제어 장치 (20) 에 보내져 있다.
주제어 장치 (20) 는, 마이크로 컴퓨터 또는 워크 스테이션을 포함하여 구성 되고, 장치의 구성 각 부를 통괄하여 제어한다. 주제어 장치 (20) 는, 전술한 LAN (160) 에 접속되어 있다. 이 주제어 장치 (20) 에는, 노광 장치의 동작을 제어하는 각종 프로그램을 실행하는 CPU 이외에, 그 프로그램이나 각종 데이터를 기억하는 내부 메모리나, 기억 장치 등 (모두 미도시) 을 구비하고 있다. 상기 구성을 갖는 노광 장치 (1001) 에서는, 주제어 장치 (20) 의 제어하에, 스테이지 제어 장치 (19) 를 통하여, 상기 스테이지 좌표계에 따라, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 스텝 이동시키고, 또한 레티클 (R) 을 통과한 조명계 (10) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) 를 통하여 그 조명광의 조사 영역 (상기 기술한 조명 영역) 내의 레티클 (R) 의 회로 패턴의 축소 이미지 (부분 이미지) 를, 표면에 레지스트 (감광제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상에 형성시키면서 레티클 스테이지 (RST) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 Y 축 방향으로 투영 배율에 따른 속도비로 동기 주사시킴으로써, 레티클 (R) 상의 회로 패턴 등이 전사된 복수의 쇼트 영역을 웨이퍼 (W) 상에 매트릭스 형상으로 형성해 간다.
또한, 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역은, 미리 설정된 설계 정보 (호스트 (150) 가 관리하는 프로세스 프로그램내에 지정되어 있다. 프로세스 프로그램이란, 노광 장치를 이용하여 제조해야 할 반도체 장치의 제조 순서나 각종 데이터 (각 노광 파라미터, 얼라인먼트 파라미터) 인 노광 조건 등을 설정한 설정 파일이다.) 에 기초하여 전사 형성된다. 본 실시형태에서는, 이 설계 정보를 쇼트 맵이라고 부른다. 노광 장치 (1001) 에서는, 각 쇼트 영역을 형성할 때에는, 이 쇼트 맵에 포함되는 쇼트 영역의 설계상의 위치 좌표를 참조한다 (2층째 이후의 각 쇼트 영역의 형성 위치는, 후술하는 웨이퍼 얼라인먼트에 의해, 전층의 쇼트 영역의 중심 형성 위치에 의해 설계상의 위치로부터 보정된다). 이와 같이, 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역은, 쇼트 맵 등에 따라 매트릭스 형상으로 형성되어 있기 때문에, 웨이퍼 (W) 상에 이미 형성된 각 쇼트 영역의 쇼트 중심을 인접하는 쇼트 영역간에서 직선으로 연결해 가면, 2차원 격자를 그릴 수 있다. 이하에서는, 이 2차원 격자를, 웨이퍼 그리드라고 부른다. 본 실시형태에서는, 이 웨이퍼 그리드가, 웨이퍼 (W) 상에 형성된 쇼트 영역의 형성 위치의 기준의 하나가 되지만, 이 웨이퍼 그리드에 의해, 이른바 쇼트간 오차를 표현할 수 있다. 여기서, 쇼트간 오차란, 웨이퍼 상에 이미 형성된 복수의 쇼트 영역 상호간의 설계상의 위치에 대한 위치 오차라고 하는 의미이며, 쇼트 영역의 설계상의 배열로부터의 실제의 배열의 오차이다. 그 의미에서, 쇼트 영역 자체의 변형에 의한 오차인, 이른바 쇼트내 오차는 이 쇼트간 오차로부터 제외된다. 이 쇼트간 오차에는, 웨이퍼 배율 오차, 웨이퍼 직교도 오차, 웨이퍼 회전 오차 등의 이른바 1차 성분 (즉, 선형 성분) 과, 2차 이상의 고차 성분 (즉, 비선형 성분) 이 포함된다. 여기서, 1차 성분이란, 스테이지 좌표계 (XY 좌표계) 의 좌표축 X, Y 의 1차항으로 근사 (近似) 할 수 있는 성분을 말하며, 고차 성분이란, X2, XY, Y3, X3, X2Y, XY2, Y3 을 각각 독립 변수로 하는 항의 선형 결합으로 표시되는 함수로 근사할 수 있는 성분을 말한다.
또한, 상기 서술한 스테이지 좌표계는, 완전 직교이고 선형인 좌표계인 것이 이상적이지만, 실제로는, 완전한 직교가 아니라, 약간의 비선형성을 갖고 있다. 이러한 스테이지 좌표계의 직교성, 비선형성을 설명하기 위해, 상기 기술한 웨이퍼 그리드와 마찬가지로, 그 스테이지 좌표계 (XY 좌표계) 에 의해 규정되는 2차원 격자를 규정한다. 이하에서는, 이 2차원 격자를, 스테이지 그리드라고 부른다. 일반적으로, 웨이퍼 (W) 상에 형성되는 웨이퍼 그리드는, 그 쇼트 영역을 전사 형성한 노광 장치의 스테이지 그리드의 직교성, 비선형성의 영향을 받은 것이 되어, 이 스테이지 그리드의 직교성, 비선형성이 상기 서술한 웨이퍼 그리드의 오차의 큰 요인 중 하나이다.
또한 웨이퍼 그리드의 오차의 요인에 대하여 설명하면, 그 오차의 요인에는, 웨이퍼의 열팽창, 노광 장치간의 스테이지 그리드의 차이 및 프로세스로부터 기인된 웨이퍼 변형 등이 포함되어 있다. 이 중, 웨이퍼의 열팽창 및 스테이지 그리드의 오차 중의 직교도 성분 등의 선형 성분은, 쇼트간 오차 중의 선형 성분에 주로 기여하고, 스테이지 그리드 오차 중의 비선형 성분 및 프로세스로부터 기인된 웨이퍼의 국소적인 변형은, 쇼트간 오차 중의 비선형 성분에 기여하는 것이라고 생각된다.
그래서, 노광 장치 (1001) 에서는, 쇼트간 오차의 선형 성분을 캔슬하기 위한 후술하는 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트 기능 외에, 쇼트간 오차의 비선형 성분을 고려하여, 웨이퍼 (W) 의 위치를 보정하는, 그리드 보정 기능을 갖고 있다.
EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트 기능에서는, 얼라인먼트계 (AS) 를 이용하여, 웨이퍼 (W) 상의 미리 선택된 몇 개로부터의 쇼트 영역 (샘플 쇼트 영역) 에 부설 된 웨이퍼 마크를 계측하여 (이 계측을, 특히, EGA 계측이라고도 한다), 그들 샘플 쇼트 영역의 스테이지 좌표계에 있어서의 위치 좌표를 구한다. 그리고, 그 구해진 샘플 쇼트 영역의 위치 좌표와 각각의 설계상의 위치 좌표에 기초하여 예를 들어 상기 기술한 미국 특허 제4,780,617호 명세서에 개시되는 바와 같은 최소제곱법을 이용한 통계 연산을 실시하고, 웨이퍼 그리드의 배율, 회전, 오프셋 등의 이른바 EGA 파라미터를 추정하여, 산출된 EGA 파라미터에 의해 규정되는, 쇼트 영역의 중심의 설계상의 위치 좌표와, 그 쇼트 영역의 중심의 실제 위치 좌표의 위치 어긋남양을 나타내는 모델 식을 작성하고, 이 모델 식과 쇼트 영역의 중심의 설계상의 위치 좌표에 기초하여, 모든 쇼트 영역의 위치 좌표 (배열 좌표) 를, 실제 쇼트 영역의 위치로서 산출한다. 이 추정 연산을 EGA 연산이라고도 한다. 상기 모델 식의 일례를 다음 식으로 나타낸다.
Figure 112007015417683-pct00001
여기서, (dx, dy) 는, 상기 위치 어긋남양이며, 이것이 본 실시형태에 있어서의 선형 성분이다. (x, y) 는, 쇼트 영역의 중심의 설계상의 위치 좌표이고, a0～a2, b0～b2 는, 상기 선형 성분에 상당하는 크기를 갖는 계수이다. 상기 통계 연산에서는, 상기 위치 어긋남양 (dx, dy) 에 대한, 샘플 쇼트 영역의 중심의 설계상의 위치 좌표와 실측 위치 좌표의 위치 어긋남양 (이것을 (Δx, Δy) 로 한 다) 의 잔차의 제곱합이 최소가 되는 계수 a0～a2, b0～b2 가 산출된다. 이 1차 성분의 계수 a0～a2, b0～b2 가 EGA 파라미터에 상당한다.
또한, 그리드 보정 기능은, 이 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트가 행해지는 것을 전제로 하여, 이 웨이퍼 얼라인먼트에 의해 산출된 선형 성분이 보정된 것으로 해도 또한 잔류하는 쇼트간 오차의 비선형 성분을 추출하고, 추출된 비선형 성분에 대하여 전사 형성하는 쇼트 영역의 중심 위치를 보정하는 기능이다. 상기 기술한 위치 어긋남양 (Δx, Δy) 과, 상기 모델 식에 의해 산출된 위치 어긋남양 (dx, dy) 의 잔차는, 이 비선형 성분을 단적으로 나타내는 것이다.
이러한 쇼트간 오차의 비선형 성분에는, 통상, 2차, 3차, 4차 … 와 같은 고차 성분이 포함되게 되기 때문에, 그 비선형 성분을 완전에 추출하려면, 노광 장치에 (1001) 에 투입된 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트 영역의 위치 좌표를, 얼라인먼트계 (AS) 를 이용하여 계측하고, 모든 쇼트 영역의 실측 위치 좌표에 기초하여 EGA 연산을 실시하고, 모든 쇼트 영역에 있어서의 상기 기술한 위치 어긋남양 (Δx, Δy) 과, 상기 모델 식에 의해 산출된 위치 어긋남양 (dx, dy) 의 잔차를 구하면 되지만, 이것은 스루풋의 관점에서 바람직한 것은 아니다. 그래서, 노광 장치 (1001) 에서는, 쇼트간 오차의 비선형 성분을 보정하는 보정 조건이 상이한 복수의 그리드 보정 기능이 제공되어 있다. 각 그리드 보정 기능은, 이하의 2개로 대별된다.
(1) 실제로 노광 장치에 투입된 로트의 선두 웨이퍼 또는 로트의 선두로부터 소정 매수의 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역의 위치를, 쇼트간 오차의 비선형 성분으로서 추출하기 위해 계측 (즉, 로트마다, 비선형 성분을 추출하기 위한 쇼트 영역의 위치 계측을 실시한다) 하여, 상기 비선형 성분을 추출하고, 그 추출 결과에 기초하여 쇼트 위치를 보정하는 그리드 보정 기능 (제 1 보정 기능)
(2) 실제의 노광을 실시하기 전에, 중첩 노광의 기준이 되는 웨이퍼 (이른바 기준 웨이퍼) 를 미리 노광 장치에 투입하고, 얼라인먼트계 (AS) 에 의해 그 웨이퍼 그리드를 검출하고, 그 검출 결과로부터 쇼트간 오차의 비선형 성분을 추출하고, 그 추출 결과에 기초하여 각 쇼트 영역의 위치를 보정하는 그리드 보정 기능 (제 2 보정 기능)
제 2 보정 기능에서는, 기준 웨이퍼로서, 리소그래피 시스템 (110) 내에서 중첩 노광의 기준이 되는 노광 장치 (1001～100N) 중 어느 한 장치에서의 노광에 의해 쇼트 영역의 배열이 전사 형성된 웨이퍼를 이용한다. 이와 같이 하면, 추출되는 비선형 성분은, 노광 장치간의 스테이지 그리드의 오차의 비선형 성분이 되고, 그 노광 장치와 노광 장치 (1001) 사이의 장치간 매칭을 실시할 수 있어, 기준이 되는 노광 장치의 스테이지 그리드에 맞추는 것과 같은 중첩 노광을 실현할 수 있게 된다. 또한, 기준 웨이퍼로서, 노광 장치 (1001) 에서 노광을 실시하는 제품 웨이퍼 (W) 를 이용하면, 이후 프로세스마다 변동하는 비선형 성분을 고려한 보정을 실시할 수 있게 된다. 또한, 제품 웨이퍼를 기준 웨이퍼로서 이용하지 않는 경우에는, 제품 웨이퍼와 쇼트 맵이 동일한 기준 웨이퍼에서 비선형 성분을 추 출하는 것이 바람직하다.
제 1 보정 기능은, 그 장치에 있어서의 로트간에 비선형 성분이 크게 변동하는 경우에 유효하지만, 쇼트간 오차의 비선형 성분을 추출하기 위해, 적어도 로트 선두의 웨이퍼에 대해서는, 샘플 쇼트 영역의 계측 수 (샘플 수) 를 늘릴 필요가 있다. 또한, 제 2 보정 기능은, 쇼트간 오차의 비선형 성분을 사전에 추출할 수 있고, 로트 선두에서 비선형 성분을 추출하기 위한 샘플 쇼트 영역의 여분의 계측을 실시할 필요가 없기 때문에, 스루풋의 관점에서는 유리하지만, 그 비선형 성분을 추출하고 나서 실제로 노광이 행해지기까지의 동안의 그 비선형 성분의 변동 등에 대해서는, 대응할 수 없다. 즉, 제 2 보정 기능에서는, 그 사이의 프로세스 (예를 들어, 레지스트 도포시의 온도 상승) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 변형이나, 스테이지 그리드의 변동에 대응하는 것은 곤란하다. 제 2 보정 기능을 실시하는 경우에는, 스테이지 그리드의 변동 등의 장기 관리를 실시할 필요가 있다.
또한, 제 2 보정 기능에서는, 실제로, 노광 장치 (1001) 에 의해 실제로 노광된 웨이퍼 (W) 로부터 그 웨이퍼 그리드의 비선형 성분을 추출하고, 그 추출 결과를 고려하여 웨이퍼 (W) 의 위치 보정을 실시하는 것도 가능하지만, 제 1 보정 기능에서는, 노광 장치 (1001) 의 실제의 노광 결과를 고려하는 것은 곤란하다. 또한, 제 1 보정 기능에서는, 로트 처리 중에 비선형 성분의 추출을 실시할 필요가 있으므로, 쇼트 영역의 계측 횟수를 늘려, 계측 재현성의 향상을 도모하는 것이 곤란한 데 반해, 제 2 보정 기능에서는, 사전에 비선형 성분의 추출을 실시할 수 있 으므로, 스루풋을 고려하지 않고, 쇼트 영역의 계측 횟수를 늘려, 계측 재현성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
상기 서술한 바와 같이, 제 1 보정 기능과 제 2 보정 기능에서는, 상기 서술한 바와 같이 서로 그 이점이 달라, 본 실시형태에서는, 후술하는 여러 가지 조건에 따라, 제 1 보정 기능을 이용할지, 제 2 보정 기능을 이용할지를 선택한다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1, 제 2 보정 기능 중에 추가로, 이하에 나타내는 2 개 보정 기능이 각각 준비되어 있다.
(3) 쇼트 영역의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서, 쇼트간 오차의 비선형 성분을 근사하여 얻어지는 2차 이상의 항을 포함한 소정 차수의 보정 함수를 이용하는 기능 (함수 보정 기능)
(4) 쇼트 영역의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서, 쇼트간 오차의 비선형 성분에 대응하는 각 쇼트 영역의 비선형 성분의 집합체인 보정 맵을 이용하는 기능 (맵 보정 기능)
(3) 의 함수 보정 기능에서는, 통계적 수법에 의해 함수를 구하기 때문에, 상기 서술한 EGA 와 동일한 이유로 인해, 계측하는 쇼트 영역의 샘플 수를 적게 할 수 있어, 스루풋의 관점에서는 유리하지만, 그 함수의 차수 이상의 쇼트간 오차의 비선형 성분을 보정할 수는 없다. 또한, (4) 의 맵 보정 기능에서는, 필요한 쇼트 영역의 샘플 수는 많아지지만, 상기 서술한 함수로 보정할 수 없는 고차의 비선형 성분까지도 보정하는 것이 가능해진다. 또한, 함수 보정 기능에서는, 최소제곱법 등의 통계적 수법 등에 의해 함수를 작성함으로써, 계측 재현성에 영향을 주는 계측 수의 적음을 커버할 수 있다는 이점도 있다.
도 3A 에는, 함수 보정 기능이 선택되어야 하는 쇼트간 오차의 비선형 성분을 갖는 웨이퍼의 모식도가 나타나고, 도 3B 에는, 맵 보정 기능이 선택되어야 하는 쇼트간 오차의 비선형 성분을 갖는 웨이퍼의 모식도가 나타나 있다. 도 3A, 도 3B 에서는, 웨이퍼 (W) 의 각 쇼트 영역에, 그 쇼트 영역의 비선형 성분의 방향 및 크기를 나타내는 성분이 나타나 있다. 도 3A 에 나타내는 웨이퍼 (W) 에서는, 쇼트 영역간에서, 비선형 성분의 변동이 비교적 매끄럽게 변동하고 있다. 이러한 경우에는, 보정 함수를 보정 정보로서 이용하는 함수 보정 기능이 선택되는 것이 바람직하다고 생각된다. 그에 대하여, 도 3B 에 나타나는 웨이퍼 (W) 에서는, 쇼트 영역간에서 비선형 성분은 랜덤하게 변동하고 있고, 비선형 성분은 상당히 고차의 성분을 포함하고 있다고 생각된다. 이러한 경우에는, 보정 맵을 보정 정보로서 이용하는 맵 보정 기능이 선택되는 것이 바람직하다고 생각된다.
본 실시형태에서는, 함수 보정 기능에서 이용하는 함수의 최고 차수를 3차로 하고, 상기 함수는 예를 들어 다음 식으로 표시된다.
Figure 112007015417683-pct00002
여기서, (dx, dy), (x, y), a0～a2, b0～b2 는, 상기 서술한 바와 같다. 또한, a3～a9, b3～b9 는, 그리드의 비선형 성분을 나타내는 2차항 및 3차항의 계수이다.
이상 설명한 바와 같이, 노광 장치 (1001) 에서는, 제 1 보정 기능으로서, 제 1 함수 보정 기능 및 제 1 맵 보정 기능의 2개가 준비되어 있고, 제 2 보정 기능으로서, 제 2 함수 보정 기능 및 제 2 맵 보정 기능의 2개가 준비되어 있다. 본 실시형태에서는, 후술하는 조건에 따라, 이 4개의 기능 중에서 1개의 기능을 자동적으로 선택하고, 선택된 보정 기능에 의해, 쇼트 영역을 전사 형성할 때의 웨이퍼 (W) 위치의 보정을 실시한다. 또한, 이 선택을 실시할 때, 주제어 장치 (20) 의 CPU 가 실시하는 처리에서는, 2개의 플래그를 이용한다. 본 실시형태에서는, 이것을 각각 S 모드 플래그, 함수 모드 플래그로 한다. S 모드 플래그가 설정되고, 함수 모드 플래그가 설정되어 있는 경우에는, 주제어 장치 (20) 는, 제 1 함수 보정 기능을 선택하는 것으로 하고, S 모드 플래그가 설정되고, 함수 모드 플래그가 리셋되어 있는 경우에는, 제 1 맵 보정 기능을 선택하는 것으로 한다. 또한, S 모드 플래그가 리셋되고, 함수 모드 플래그가 설정되어 있는 경우에는, 주제어 장치 (20) 는, 제 2 함수 보정 기능을 선택하는 것으로 하고, S 모드 플래그가 리셋되고, 함수 모드 플래그가 리셋되어 있는 경우에는, 제 2 맵 보정 기능을 선택하는 것으로 한다. 또한, 본 실시형태와 같이, 4개의 보정 기능 중 하나의 보정 기능을 선택하는 데 있어서, 반드시 2개의 플래그를 이용할 필요는 없고, 4개의 보정 기능을 선택 가능한 정보 (최저 2비트의 정보) 가 준비되어 있으면 된다.
또한, 제 2 보정 기능의 일부에 관해서는, 사전에 추출된 쇼트간 오차의 비선형 성분을 유지해 둘 필요가 있기 때문에, 노광 장치 (1001) 에 대해서는, 상기 보정 함수의 계수를 장치 상수로서 설정 가능하게 되어 있다. 또한, 이 그리드 보정 기능에 있어서의 보정은, 상기 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트의 추정 결과인 배열 좌표의 위치 어긋남양을 추가로 보정하는 것이다. 따라서, EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트 기능으로 추정되는 선형 성분은, 동일한 프로세스를 거친 웨이퍼라도, 샘플 쇼트 영역의 선택에 의해 약간 다른 것이 되고, 이것에 수반하여, 그 위에 그리드 보정 기능에 의한 추출되는 비선형 성분도 변동한다. 그래서, 본 실시형태에서는, 미도시된 기억 장치에, 노광 장치 (1001) 가 사용할 가능성이 있는 쇼트 맵 데이터와 샘플 쇼트 영역의 선택의 모든 조합에 대하여, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역의 개별의 기준 위치 (예를 들어 설계 위치) 로부터의 위치 어긋남양의 비선형 성분을 근사한 소정 차수 (예를 들어 3차) 의 함수의 각 항의 계수를 장치 상수로서 설정 가능한 것으로 한다. 제 2 함수 보정 기능에서는, 제품 웨이퍼의 쇼트 맵 데이터 및 EGA 연산에 사용되는 샘플 쇼트 영역에 대응하는 장치 상수로서의 보정 함수의 계수를 기억 장치로부터 취득하여 이용하는 경우가 있다.
또한, 장치 상수로서, 상기 보정 맵을 기억하도록 해도 된다. 그러나, 보정 맵을 기억하는데 필요한 기억 용량은, 보정 함수의 계수에 비해 크기 때문에, 본 실시형태에서는, 보정 함수의 계수만을 장치 상수로서 기억하도록 하고, 보정 맵에 대해서는, 리소그래피 시스템 (110) 의 다른 구성 요소에 유지시켜 두고, 필 요에 따라 보정 맵에 관한 정보를 노광 장치 (1001) 로 보내도록 하고 있다.
또한, 상기 제 1, 제 2 맵 보정 기능에 있어서의 보정 맵의 작성은, 기준 웨이퍼의 작성, 그리고 그 기준 웨이퍼 상의 마크의 계측 및 마크 계측 결과에 기초하는 순서로 행해지지만, 그 구체적인 방법에 대해서는, 상기 기술한 미국 특허출원 공개 제2002/0042664호 명세서에 상세하게 개시되어 있어, 공지되어 있기 때문에 그 상세한 설명에 대해서는 생략한다. 또한, 상기 제 2 함수 보정 기능에 있어서의 보정 함수의 작성은, 상기 공보에 있어서의 보정 맵이 작성될 때에 추출되는 쇼트간 오차를, 함수 피팅으로 근사하고, 그 함수의 계수 a1～a9, b1～b9 를 구하여, 노광 장치 (1OO1) 의 장치 계수로서, 또는 정보 집중 서버 (130) 의 데이터 베이스에 등록되어 있는 것으로 한다.
다음에, 본 실시형태의 리소그래피 시스템 (110) 에 의한 웨이퍼의 노광 처리에 대하여, 도 4～도 11 에 기초하여 설명한다. 도 4 에는, 리소그래피 시스템 (110) 을 구성하는 호스트 (150) 에 의한 웨이퍼의 노광 처리에 관한 처리 알고리즘이 개략적으로 나타나 있다.
또한, 도 4 에 나타나는 노광 처리의 알고리즘의 실행의 전제로서, 웨이퍼 (W) 는, 로트마다, 집중 정보 서버 (130) 에 의해 관리되고, 노광 장치 (1001～100N) 에서는, 노광한 웨이퍼 (W) 의 노광 상태를 해석 가능한 정보를 포함한 노광 이력 데이터를 로깅하는 것으로 한다. 그 노광 이력 데이터에는, 예를 들어, 노광 명령을 처리했을 때의 로트명, 프로세스?프로그램명 등이 포함된다. 이 웨이퍼 (W) 의 노광 이력 데이터 등은, 수시 (정기적 또는 필요에 따라), 노광 장치 (100i) 로부터 집중 정보 서버 (130) 에 보내지고 있다. 또한, 집중 정보 서버 (130) 에는, 중첩 계측기 (120) 에서 계측된 노광 대상의 로트의 웨이퍼 (W) 와 동일한 프로세스를 거친 파일럿 웨이퍼의 중첩 오차 정보도 함께, 로트명 등과 관련지어 노광 이력 데이터로서 기억되어 있는 것으로 한다.
또한, 프로세스 프로그램에는, 제 2 보정 기능을 실시하는 후술하는 서브루틴 508 (도 7 참조) 의 멀티 로트 그리드 보정에서 적용되는 쇼트간 오차의 비선형 성분에 관한 보정 정보로서, 보정 함수를 이용할지, 보정 맵을 이용할지를 판별하기 위한 정보로서의 함수 모드 플래그가, 얼라인먼트 파라미터의 일부로서 설정되어 있는 것으로 한다. 이 플래그가 설정되어 있는 경우에는, 보정 함수가 보정 정보로서 이용되고, 리셋되어 있는 경우에는, 보정 맵이 보정 정보로서 이용된다.
프로세스 프로그램에서는, 얼라인먼트 파라미터의 일부로서의 보정 정보 파일명이 포함되고, 그 파일 내의 보정 정보가 상기 보정 정보로서 사용된다. 이 경우, 보정 정보로서 보정 함수를 이용하는 경우, 파일 내의 보정 정보가 보정 함수의 계수인 경우에는, 그 계수를 그대로 이용하지만, 보정 맵인 경우에는, 주제어 장치 (20) 내에서, 그 보정 맵의 비선형 성분을 함수 피팅하여 얻어지는 보정 함수를 구하여, 그 보정 함수의 계수를 이용하게 된다. 한편, 보정 정보로서 보정 맵을 이용하는 경우에는, 파일 내의 보정 정보는, 보정 맵으로 되며, 제 2 맵 보정 기능이 선택된 경우에는, 그 파일 내의 보정 맵이 보정 정보로서 사용된다.
또한, 프로세스 프로그램에는, 제 2 함수 보정 기능이 선택되어 보정 정보로 서 보정 함수를 이용하는 경우에, 장치 상수로서 설정된 보정 함수의 계수를 적용할지, 프로세스 프로그램으로 지정된 보정 정보 파일 내의 보정 함수의 계수 등의 보정 정보를 적용할지를 나타내는 정보도 포함되어 있는 것으로 한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 우선, 단계 202 에 있어서, 호스트 (150) 는, 노광 대상인 로트의 웨이퍼 (W) 의 처리를 개시해야 하는 상황이 되기를 기다린다. 그리고, 그 로트의 웨이퍼 (W) 의 처리를 개시해야 하는 상황이 되면, 단계 204 에 있어서, 호스트 (150) 는, 노광 대상의 로트의 웨이퍼 (W) 가, 미노광인 베어 웨이퍼 (아직 일층도 패턴이 형성되어 있지 않은 웨이퍼, 앞으로 제 1 레이어가 노광 (형성) 될 웨이퍼) 인지 여부를 판단한다. 이 판단이 긍정되었을 경우에는, 단계 210 로 진행하여, 호스트 (150) 는, 제 2 보정 기능으로서의 후술하는 서브루틴 508 (도 7 참조) 의 멀티 로트 그리드 보정을 선택하기 위한 선택 플래그를 설정한다. 즉, 선택 플래그가 설정되어 있으면 베어 웨이퍼가 노광 대상 웨이퍼임을 나타낸다.
한편, 상기 단계 204 에 있어서의 판단이 부정되었을 경우에는, 호스트 (150) 는, 다음의 단계 206 으로 진행하여, 노광 대상 로트의 웨이퍼의 EGA 로그 데이터 또는 중첩 오차 정보를, 터미널 서버 (140) 및 LAN (160) 을 통하여 집중 정보 서버 (130) 로부터 판독하여, 해석한다. 다음의 단계 208 에서는, 호스트 (150) 는, 상기의 해석의 결과, 그 로트의 웨이퍼 (W) 에서는, 쇼트간 오차가, 소정치를 초과하는 비선형 성분을 포함하는지 여부를 판단한다.
그리고, 단계 208 에 있어서의 판단이 부정되었을 경우, 즉, 쇼트간 오차는 있지만 거의 선형 성분 (웨이퍼 배율 오차, 웨이퍼 직교도 오차, 웨이퍼 회전 오차 등) 만이 포함되고, 비선형 성분을 무시할 수 있는 경우에는, 단계 212 로 이행한다. 이 단계 212 에서는, 호스트 (150) 는, 리소그래피 시스템 (110) 내의 모든 노광 장치 (1001～100N) 중에서 적당한 1대의 노광 장치 (100i) 를, 그 로트의 웨이퍼 (W) 의 노광을 실시하는 노광 장치로서 선택한다. 또한, 여기에서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 그리드 보정 기능을 갖지 않는 노광 장치가 선택되는 것으로 한다.
한편, 상기 단계 208 에 있어서의 판단이 긍정되었을 경우 또는 단계 210 을 실시한 후의 호스트 (150) 는, 단계 214 로 진행하여, 그리드 보정 기능을 갖는 노광 장치를 선택한다. 여기에서는, 노광 장치 (1001) 가 선택되는 것으로 한다.
단계 212, 단계 214 종료 후, 호스트 (150) 는, 선택된 노광 장치의 주제어 장치에 노광을 지시한다. 이 때, 호스트 (150) 는, 노광 장치의 주제어 장치에 노광을 지시한다. 그 지시 내용 중에는, 노광 조건의 설정 지시 정보에 대응하는 프로세스 프로그램명의 지정이 포함되어 있다. 그리고, 호스트 (150) 는, 단계 218 로 진행하여, 로트의 웨이퍼의 노광 처리가 종료되기를 기다린다.
그리고, 상기 단계 216 에서 노광을 지시한 노광 장치 (1001) 로부터 노광 종료의 통지가 이루어지면, 그 로트에 대한 처리가 종료된 것으로 판단하고, 단계 202 로 되돌아와, 그 로트의 웨이퍼의 처리가 다시 개시되어야 하는 상황이 되기를 기다린다. 그리고, 그 로트의 웨이퍼의 처리를 다시 개시해야 하는 상황이 되 면, 상기 단계 204 이하의 처리를 반복한다. 즉, 이와 같이 하여, 호스트 (150) 에서는, 복수의 로트 각각에 대하여, 각각 도 4 의 플로우 차트에 나타나는 루프 처리를 실행하고, 그 로트의 웨이퍼에 관한 처리 (루프 처리) 를 반복한다.
<노광 장치 (1001) 에서의 노광 처리>
그런데, 상기 단계 216 에 있어서 호스트 (150) 로부터 노광 지시를 받은 노광 장치 (1001) 의 주제어 장치 (20) 에서는, 도 5 의 플로우 차트에 나타내는 처리 알고리즘에 따라 처리를 실시한다.
우선, 단계 302 에 있어서, 호스트 (150) 로부터 상기 단계 216 에 있어서 지정된 프로세스 프로그램명에 기초하여 프로세스 프로그램 파일을 집중 정보 서버 (130) 로부터 취득하고, 이것에 따른 노광 조건의 설정을 실시한다. 다음의 단계 304 에서는, 미도시된 레티클 로더를 이용하여 레티클 스테이지 (RST) 상에 레티클 (R) 을 로딩한다. 다음의 단계 306 에서는, 기준 마크판 (FM) 을 이용하면서 레티클 얼라인먼트 및 얼라인먼트계 (AS) 의 베이스 라인 계측을 실시한다. 이 베이스 라인 계측에 의해, 얼라인먼트계 (AS) 와 레티클 (R) 상의 패턴의 투영 중심의 위치 관계가 분명해진다. 또한, 베이스 라인의 계측 수법에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평7-176468호 (대응하는 미국 특허 제5,646,413호 명세서) 등에 개시되어, 공지되어 있으므로, 상세 설명은 생략한다. 레티클 얼라인먼트 및 얼라인먼트계 (AS) 의 베이스 라인 계측이 종료하면, 서브루틴 308 로 진행한다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령이 허가하는 한, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
다음의 서브루틴 308 에서는, 그리드 보정 기능을 선택하기 위한 플래그, 즉, 제 1 보정 기능으로서의 후술하는 서브루틴 506 (도 7 참조) 의 싱글 로트 그리드 보정을 실시할지, 제 2 보정 기능으로서의 후술하는 서브루틴 508 (도 7 참조) 의 멀티 로트 그리드 보정을 실시할지를 판별하기 위한 플래그인 S 모드 플래그를 설정한다. 이 S 모드 플래그가 설정되어 있으면, 후술하는 웨이퍼 얼라인먼트에 있어서, 싱글 로트 그리드 보정을 선택하게 되고, 그렇지 않으면, 멀티 로트 그리드 보정을 선택하게 된다. 도 6 에는, 이 서브루틴 308 의 처리를 나타내는 플로우 차트가 나타나 있다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 우선, 단계 402 에 있어서, 취득한 프로세스 프로그램에서, 선택 플래그가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 이 판단이 부정되면 단계 404 로 진행하고, 긍정되면 단계 412 로 진행한다. 여기 (스텝 402) 에서는, 노광 대상이 되는 로트가, 이미 일층 이상의 노광이 행해진 웨이퍼인지, 베어 웨이퍼인지가 판단된다. 베어 웨이퍼인 경우에는, 단계 412 로 진행하여, S 모드 플래그가 리셋된다.
다음의 단계 404 에서는, LAN (160) 을 통해 집중 정보 서버 (130) 에 그 노광 대상 로트를 중심으로 하는 전후의 복수 로트에 대한 자체 장치에 관한 로트의 웨이퍼의 중첩 오차 정보를 문의한다. 그리고, 다음의 단계 406 에 있어서, 상기 문의의 회답으로서, 집중 정보 서버 (130) 로부터 입수한 복수 로트에 대한 중첩 오차 정보에 기초하여, 연속하는 로트간의 중첩 오차를 소정의 임계치와 비교하 여 중첩 오차가 큰지 여부를 판단한다. 이 판단이 부정되었을 경우에는, 단계 408 로 진행하고, 긍정되었을 경우에는, 단계 414 로 진행하여 S 모드 플래그를 설정한다.
단계 408 에서는, 노광 대상의 로트에 대하여, 전층까지의 EGA 에 관한 정보를 정보 집중 서버 (130) 에 대하여 문의한다. 그리고, 단계 410 에 있어서, 상기 문의의 회답으로서, 집중 정보 서버 (130) 로부터 입수한 EGA 에 관한 정보 중, 예를 들어 랜덤 에러에 관한 정보를 참조하여, 그 로트의 비선형성 고차 성분이 큰지 여부를 판단한다. 이 판단이 긍정되면 단계 414 로 진행하여, S 모드 플래그를 설정하고, 부정되면 단계 412 로 진행하여, S 모드 플래그를 리셋한다. 단계 412 또는 단계 414 의 종료 후에는, 서브루틴 308 의 처리를 종료한다.
즉, 이 서브루틴 308 에서는, 일층째의 노광이 종료된 웨이퍼로서, 로트간의 중첩 오차 또는 EGA 로그 데이터에 있어서의 비선형 성분의 고차 성분이 큰 경우에는, S 모드 플래그가 설정되고, 그 이외 (베어 웨이퍼 또는 로트간의 중첩 오차 및 EGA 의 결과의 비선형성이 작은 경우) 에는 S 모드 플래그가 리셋된다.
또한, S 모드 플래그를 설정하는 조건은, 상기의 것에는 한정되지 않는다. 금회의 로트와 동일한 프로세스를 거친 후에, 노광 장치 (1001) 에서 처리된 다른 로트가 과거에 존재하는 경우에는, 노광 장치 (1001) 에 있어서의 그 외의 로트의 EGA 의 랜덤 에러에 관한 정보를 집중 정보 서버 (130) 로부터 취득하고, 그 외의 로트 내의 웨이퍼간의 랜덤 에러의 변동이 소정의 임계치보다 큰지 여부를 판단하 고, 그 판단이 긍정되면, S 모드 플래그를 설정하도록 해도 된다. 또는, 사전 계측에 의해 금회 로트의 로트 내의 랜덤 에러의 변동을 사전에 계측하여, 변동이 큰 경우에는, S 모드 플래그를 설정하도록 해도 된다.
도 5 로 되돌아와, 다음의 단계 310 에서는, 노광 대상의 웨이퍼 (W) 가 로트 (1로트는 예를 들어 25매) 내의 몇 매째인지를 나타내는 (로트 내의 웨이퍼 번호를 나타내는) 미도시된 카운터의 카운트치 (m) 를 1 로 초기화 (m←1) 한다. 또한, 이들 처리를 실시하고 있는 동안, 주제어 장치 (20) 는, 로트 선두의 웨이퍼 로서, C/D 에 의해 레지스트가 도포된 웨이퍼 (W) 가, 노광 장치 (1001) 내에 투입되었을 경우에, 미도시된 온도 센서에 의해 검출된 그 웨이퍼 (W) 의 온도에 관한 정보를 취득하여, 내부 메모리에 유지하는 것으로 한다. 또한, 이하에서는, 2매째 이후의 웨이퍼 (W) 에 대해서도, 노광 장치 (1001) 내에 투입될 때마다 온도 센서에 의해 웨이퍼 (W) 의 온도의 검출을 실시하는 것으로 한다.
다음의 단계 312 에서는, 미도시된 웨이퍼 로더를 이용하여 도 2 의 웨이퍼 홀더 (25) 상의 노광 처리가 완료된 웨이퍼 (W) 와 미노광의 웨이퍼 (W) 를 교환한다. 단, 웨이퍼 홀더 (25) 상에 노광이 완료된 웨이퍼 (W) 가 없는 경우에는 미노광의 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 홀더 (25) 상에 단순히 로딩한다. 또한, 여기서, 주제어 장치 (20) 는, 미도시된 온도 센서에 의해 검출된 웨이퍼 (W) 에 관한 정보를 취득하여, 내부 메모리에 저장한다. 또한, 이하에서는, 2매째 이후의 웨이퍼 (W) 에 대해서도, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 로딩될 때마다 온도 센서에 의해 웨이퍼 (W) 의 온도의 검출을 실시하는 것으로 한다. 다음의 단계 314 에서는, 그 웨이퍼 홀더 (25) 상에 로딩된 웨이퍼 (W) 의 서치 얼라인먼트를 실시한다. 구체적으로는, 예를 들어, 웨이퍼 (W) 중심에 관하여 대략 대칭으로 주변부에 위치하는 적어도 2개의 서치 얼라인먼트 마크 (이하, 서치 마크라 약술한다) 를 얼라인먼트계 (AS) 를 이용하여 검출한다. 이들 2개의 서치 마크의 검출은, 각각의 서치 마크가 얼라인먼트계 (AS) 의 검출 시야내에 위치하도록, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 순차 위치 결정하면서, 또한 얼라인먼트계 (AS) 의 배율을 저배율로 설정하여 행해진다. 그리고, 얼라인먼트계 (AS) 의 검출 결과 (얼라인먼트계 (AS) 의 지표 중심과 각 서치 마크의 상대 위치 관계) 와 각 서치 마크 검출시의 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 의 계측치에 기초하여 2개의 서치 마크의 스테이지 좌표계 상의 위치 좌표를 구한다. 그 후, 2개의 마크의 위치 좌표로부터 웨이퍼 (W) 의 잔류 회전 오차를 산출하고, 이 잔류 회전 오차가 대략 0 이 되도록 웨이퍼 홀더 (25) 를 미소 회전시킨다. 이로써, 웨이퍼 (W) 의 서치 얼라인먼트가 종료된다.
다음의 서브루틴 316 에서는, 웨이퍼 얼라인먼트를 실시한다. 도 7 에는, 웨이퍼 얼라인먼트의 플로우 차트가 나타나 있다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 우선, 단계 502 에서, 미리 선택된 복수개 (쇼트간 오차의 3차까지의 비선형 성분을 정밀도 높게 추정할 수 있을 정도의 개수) 의 샘플 쇼트 영역만의 위치 좌표를 계측한다. 보다 구체적으로는, 전술한 바와 마찬가지로 얼라인먼트계 (AS) 를 이용하여 (단, 얼라인먼트계 (AS) 의 배율을 고배율로 설정하여), 웨이퍼 (W) 상의 미리 선택된 복수개의 쇼트 영역 (샘플 쇼트 영역) 에 부설된 웨이퍼 마크를 계측하고, 그들의 샘플 쇼트 영역의 스테이지 좌표계 상에 있어서의 위치 좌표를 구한다.
다음의 단계 504 에서는, S 모드 플래그가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 이 판단이 긍정되면 서브루틴 506 의 싱글 로트 그리드 보정으로 진행하고, 부정되면 서브루틴 508 의 멀티 로트 그리드 보정으로 진행한다. 여기에서는, 상기 기술한 서브루틴 308 에 있어서, S 모드 플래그가 설정되어 있는 것으로 하여 가정한다.
<싱글 로트 그리드 보정>
도 8 에는, 서브루틴 506 의 플로우 차트가 나타나 있다. 도 8 에 나타나는 바와 같이, 우선, 단계 602 에 있어서, 상기 단계 502 에서의 EGA 의 계측 결과 (즉, 샘플 쇼트 영역의 실측 위치 정보) 를 이용하여, 예를 들어 상기 식 (2) 로 표시되는 함수로, 쇼트간 오차의 함수 피팅을 실시하고, 단계 604 에 있어서, 상기 식 (2) 에 의해 산출되는 위치 어긋남양 (dx, dy) 에 대한, 샘플 쇼트 영역의 중심의 설계상의 위치 좌표와 실측 위치 좌표의 위치 어긋남양 (이것을 (Δx, Δy) 로 한다) 의 잔차의 제곱합 (랜덤 에러) 을 산출한다.
다음의 단계 606 에서는, 전술한 카운터의 카운트치 (m) 가, 소정의 값 (g) 이상인지 여부를 판단함으로써, 웨이퍼 홀더 (25; 웨이퍼 스테이지 (WST)) 상의 웨이퍼 (W) 가, 로트 내 g매째 이후의 웨이퍼인지 여부를 판단한다. 여기에서는, 소정의 값 (g) 은 2 이상이고 25 이하인 임의의 정수로 미리 설정된다. 이하에 있어서는, 설명의 편의상, g=3 인 것으로 하여 설명한다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 는 로트 선두 (제 1매째) 의 웨이퍼인 점에서, 초기 설정에 의해 m=1 이 되어 있으므로, 이 단계 606 의 판단은 부정되어, 다음의 단계 608 로 진행한다. 단계 608 에서는, 웨이퍼가 1매째인지 여부 판단한다. 여기에서는 판단이 긍정되어, 단계 612 로 진행한다.
단계 612 에서는, 상기 단계 604 에 있어서 구한 랜덤 에러가 소정의 임계치 (이것을 제 1 임계치로 한다) 보다 큰 지 여부를 판단한다. 제 1 임계치로서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스텝 피치의 2배 정도의 값을 설정할 수 있다. 이 판단이 긍정되면 제 1 맵 보정 기능으로서의 맵 모드 GCM (GCM; Grid Compensation for Matching) 계측의 서브루틴 616 으로 진행하고, 부정되면, 제 1 함수 보정 기능으로서의 함수 모드 GCM 계측의 서브루틴 614 으로 진행한다.
<함수 모드 GCM 계측>
도 9 에는, 함수 모드 GCM 계측의 서브루틴 614 의 플로우 차트가 나타나 있다. 도 9 에 나타나는 바와 같이, 우선, 단계 702 에 있어서, 랜덤 에러의 값이, 소정의 임계치 (이것을 제 2 임계치로 한다) 보다 큰지 여부를 판단한다. 이 제 2 임계치로서는, 상기 기술한 제 1 임계치보다 작은 값이 설정되어 있다. 이 판단이 부정되면 단계 710 로 진행하고, 긍정되면 단계 704 로 진행한다. 단계 704 에서는, 다시 추가 샘플 쇼트 영역의 계측을 실시하고, 단계 706 에 있어서, 상기 단계 502 에서 실시한 EGA 계측의 계측 결과와, 추가 샘플 쇼트 영역의 계측 결과의 양방에 기초하여, 단계 602 와 마찬가지로, 상기 식 (2) 를 이용한 함 수 피팅을 실시하여, 쇼트 영역의 배열의 쇼트간 오차가 근사하게 얻어지는 소정 차수의 함수의 계수 a0～a9, b0～b9 를 산출한다. 그리고, 다음의 단계 708 에서는, 새롭게 산출된 계수를 식 (2) 에 설정한 경우의 상기 잔차의 제곱합 (랜덤 에러) 을 다시 산출하고, 단계 702 로 되돌아온다.
이후, 단계 702 에 있어서 판단이 부정될 때까지, 단계 702→704→706→708 이 반복 실행된다. 즉, 랜덤 에러가 제 2 임계치를 밑돌았다고 판단될 때까지, 단계 704 의 추가 샘플 쇼트 영역의 계측이 행해지고, 샘플 쇼트 영역의 수를 늘려 간다. 또한, 단계 704 에서는, 임의의 쇼트 영역을 추가의 샘플 쇼트 영역으로 할 수 있지만, 샘플 쇼트 영역이 웨이퍼 (W) 의 전체면에, 균일하게 되도록 샘플 쇼트 영역이 추가되어 가는 것이 바람직하다. 또한, 한번에 추가하는 샘플 쇼트 영역의 수도 임의로 설정할 수 있다.
단계 702 에 있어서의 판단이 부정된 후, 단계 710 에서는, 평균 모드가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 이 평균 모드인지 여부의 판단은, 장치 상수로서의 평균 모드 설정 파라미터의 설정에 기초하여 행해진다. 이 판단이 긍정되면 단계 712 로 진행하고, 부정되면 단계 714 로 진행한다. 단계 712 에서는, 지금까지 산출한, 이 로트 내의 웨이퍼 (W) 에 대하여 산출한 함수의 계수 (상기 식 (2) 의 계수 a0～a9, b0～b9) 를 기억 장치로부터 판독하고, 금회의 상기 단계 714 에서 구한 함수의 계수 a0～a9, b0～b9 를 포함한 각 항의 계수 a0～a9, b0～b9 의 평균치를 각각 산출하는, 계수의 평균화를 실시한다. 또한, 여기에서는, 로 딩된 웨이퍼 (W) 는, 1매째의 웨이퍼이므로, 과거에 로딩된 웨이퍼 (W) 가 아직 존재하지 않기 때문에 아무것도 하지 않는 것으로 한다. 단계 712 종료 후, 또는 단계 710 에서 판단이 부정된 후에는, 단계 714 로 진행하여, 지금까지 함수의 계수 a0～a9, b0～b9 (또는 그 평균치) 를 미도시된 기억 장치에 기억한다. 다음의 단계 716 에서는, 함수 모드 플래그를 설정한다. 단계 716 종료 후에는, 서브루틴 614 의 처리를 종료한다.
<맵 모드 GCM 계측>
다음에, 서브루틴 616 의 맵 모드 GCM 계측에 대하여 설명한다. 도 10 에는, 서브루틴 616 의 플로우 차트가 나타나 있다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 우선, 단계 802 에서, 추가 샘플 쇼트 영역의 계측을 실시한다. 어느 쇼트 영역을, 이 추가 샘플 쇼트 영역으로 할지에 대해서는, 미리 정해져 있으며, 예를 들어, 그 샘플 쇼트 영역이, 바둑판 무늬 형상으로 배치되도록 선택되는 것으로 한다. 이와 같이 하면, 웨이퍼 (W) 내에서, 샘플 쇼트 영역의 배치를 균일화할 수 있어, 정밀도의 면에서 유리하다. 다음의 단계 804 에서는, 추가 샘플 쇼트 영역의 계측 결과를 포함하여, 지금까지의 모든 계측 결과를 이용하고, 상기 식 (2) 등의 함수보다 더 고차인 함수를 이용하여, 웨이퍼 그리드의 함수 피팅을 예를 들어 최소제곱법 등의 통계적 수법을 이용하여 실시하고, 그들 계수의 값을 구한다.
다음의 단계 806 에서는, 구해진 함수에 있어서의 샘플 쇼트 영역의 보정 함수에 대응하는 위치 좌표와, 실측 위치 좌표의 잔차의 제곱합, 이른바 랜덤 에러를 산출하고, 다음의 단계 808 에서는, 랜덤 에러가 소정의 임계치보다 큰지 여부를 판단한다. 이 판단이 긍정되면 단계 810 로 진행하여, 웨이퍼 (W) 의 모든 쇼트 영역의 위치 계측을 실시한다.
단계 810 종료 후 또는 단계 808 에서 판단이 부정되었을 경우에 행해지는 단계 812 에서는, 지금까지 계측된 샘플 쇼트 영역의 실측 위치 정보를 이용하여, 재차 EGA 연산을 실시하여, 상기 식 (1) 의 EGA 파라미터를 산출한다. 다음의 단계 814 에서는, 각 샘플 쇼트 영역의 실측 위치 정보와, 식 (1) 의 위치 어긋남양 (dx, dy) 에 대응하는 위치 좌표와의 잔차, 즉 비선형 성분을 추출한다. 이 비선형 성분의 집합체가 구해야 할 보정 맵이 된다.
다음의 단계 816 에서는, 평균 모드가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 이 판단이 긍정되면 단계 818 로 진행하고, 부정되면 단계 820 으로 진행한다. 단계 818 에서는, 지금까지 산출한, 이 로트 내의 웨이퍼 (W) 에 대하여 산출한 보정 맵의 평균치를 미도시된 기억 장치로부터 판독하고, 금회의 상기 단계 814 에서 구한 각 쇼트 영역의 보정량 (비선형 성분) 의 평균치를 산출하는, 보정 맵의 평균화를 실시한다. 단계 818 종료 후, 또는 단계 816 에서 판단이 부정된 후에는, 단계 820 로 진행하여, 보정 맵 (비선형 성분에 기초하는 보정량 또는 그 평균치의 맵) 을, 기억 장치에 기억한다. 다음의 단계 822 에서는, 함수 모드 플래그를 리셋한다. 단계 822 의 종료 후에는, 서브루틴 616 의 처리를 종료한다.
또한, 본 실시형태에서는, 단계 808 에 있어서, 랜덤 에러가 큰 경우에는, 즉시, 단계 810 에서 모든 쇼트 영역의 위치 정보를 계측하는 것으로 하였지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 9 의 서브루틴 614 와 마찬가지로, 랜덤 에러가 허용치 내가 될 때까지, 추가 샘플 쇼트 계측을 단계적으로 늘리도록 해도 된다.
도 8 로 되돌아와, 서브루틴 614 종료 후에는, 단계 618 로 진행하여, 모든 계수가 결정된 상기 식 (2) 에 나타나는 보정 함수에, 각 쇼트 영역의 설계상의 위치 좌표를 대입하여, 위치 어긋남양 (dX, dY) 을 산출하고, 그 위치 어긋남양에 의해 모든 쇼트 영역의 위치 좌표를 보정하여, 서브루틴 506 의 처리를 종료한다. 또한, 서브루틴 616 종료 후에는, 단계 620 으로 진행하여, EGA 연산에 의해 구해진 상기 식 (1) 의 계수 (EGA 파라미터) 를 구하고, 각 쇼트 영역의 설계상의 위치 좌표를 대입하여, 위치 어긋남양 (dX, dY) 을 산출하고, 그 위치 어긋남양에 의한 모든 쇼트 영역의 위치 좌표를, 보정 맵에 포함되는 그 쇼트 영역의 비선형 성분에 대응하는 위치 어긋남양만큼 보정하고, 서브루틴 506 의 처리를 종료한다. 서브루틴 506 의 처리 종료 후에는, 도 7 의 서브루틴 316 의 처리를 종료하고, 도 5 의 단계 318 로 진행한다.
단계 318 에서는, 전술한 내부 메모리 내의 소정 영역에 기억된 모든 쇼트 영역의 배열 좌표와, 도 9 의 서브루틴 614 에서 구해진 보정 함수, 또는 도 10 의 서브루틴 616 에서 구해진 보정 맵에 의해 보정된 각 쇼트 영역의 중첩 보정 위치와, 미리 계측한 베이스 라인에 기초하여, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역의 노광을 위한 가속 개시 위치 (주사 개시 위치) 에 웨이퍼 (W) 를 순차로 스테핑시키는 동 작과, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 주사 방향으로 동기 이동 시키면서 레티클 패턴을 웨이퍼 상에 전사하는 동작을 반복하여, 스텝 앤드 스캔 방식에 의한 노광 동작을 실시한다. 이로써, 로트 선두 (로트 내의 제 1 매째) 의 웨이퍼 (W) 에 대한 노광 처리가 종료된다.
또한, 서브루틴 616 에 있어서, 위치 정보가 계측되지 않았던 쇼트 영역에서는, 그 쇼트 영역에서의 잔차가 구해져 있지 않지만, 이 쇼트 영역의 비선형 성분은, 주위의 쇼트 영역에서의 몇 개의 비선형 성분을 이용한 쇼트 영역간의 거리에 기초하는 가우스 분포에 따른 가중 (weighting) 계산에 의해 구할 수 있다. 이러한 가중 계산의 구체적인 방법에 대해서는, 미국 특허출원공개 제2002/0042664호 명세서에 개시되어 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
다음의 단계 320 에서는, 전술한 카운터의 카운트치 (m>24) 가 성립하는지 여부를 판단함으로써, 로트 내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료되었는지 여부를 판단한다. 여기에서는, m=1 인 점에서, 이 판단은 부정되어, 단계 322 로 진행하고, 카운터의 카운트치 (m) 를 증가 (m←m+1) 시킨 후, 단계 312 로 되돌아온다.
단계 312 에 있어서, 미도시된 웨이퍼 로더를 이용하여 도 2 의 웨이퍼 홀더 (25) 상의 노광 처리가 완료된 로트 선두의 웨이퍼와 로트 내의 제 2 매째의 웨이퍼를 교환한다. 다음의 단계 314 에서는, 전술한 바와 동일하게 하여, 웨이퍼 홀더 (25) 상에 로딩된 웨이퍼 (W; 이 경우, 로트 내의 제 2 매째의 웨이퍼) 의 서치 얼라인먼트를 실시한다.
다음의 서브루틴 316 의 웨이퍼 얼라인먼트에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 우선, 단계 502 에서 EGA 계측을 실시하고, 단계 504 에서 S 모드 플래그가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 또한, 여기에서는, 1매째의 웨이퍼 (W) 에서, S 모드 플래그가 설정되어 있으므로, 서브루틴 506 으로 진행한다.
서브루틴 506 에서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 단계 602 에서의 3차 함수 근사, 단계 604 에서의 랜덤 에러 산출이 행해진다. 그리고, 단계 606 에서는, 전술한 카운터의 카운트치 (m) 가, 소정의 값 (g=3) 이상인지 여부를 판단함으로써, 웨이퍼 홀더 (25; 웨이퍼 스테이지 (WST)) 상의 웨이퍼 (W) 가, 로트 내의 제 g(=3) 매째 이후의 웨이퍼인지 여부를 판단한다. 여기에서는, 웨이퍼 (W) 는 로트 내의 제 2 매째의 웨이퍼인 점에서, m=2 가 되어 있으므로, 단계 606 의 판단은 부정되어, 단계 608 로 이행하고, 단계 608 에서의 판단은 부정되어, 단계 610 으로 진행한다.
단계 610 에서는, 함수 모드가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 이 판단이 긍정되면 서브루틴 614 으로 진행하고, 부정되면 서브루틴 616 으로 진행한다. 전회 (1매째) 의 웨이퍼에 대하여, 서브루틴 614 의 함수 모드 GCM 계측이 행해지고 있으면, 함수 모드가 설정되어 있고, 서브루틴 616 의 맵 모드 GCM 계측이 행해지고 있으면, 함수 모드가 리셋되어 있다. 여기서의 판단은 그 설정에 기초하여 결정된다. 이와 같이 하면, 1매째의 웨이퍼 (W) 에서 함수 모드 GCM 계측을 실시하고 있으면, 2매째의 웨이퍼에서도 함수 모드 GCM 계측을 실시하게 되고, 맵 모드 GCM 계측을 실시하고 있으면 맵 모드 GCM 계측을 실시하게 된다. 이와 같이 하면, 로트 선두로부터 g-1매째까지는, 반드시 동일한 모드로 GCM 계측 을 실시하게 되어, 상기 평균 모드가 선택되어 있던 경우에, 도 9 의 단계 712, 도 10 의 단계 818 에 있어서의 평균 연산 처리를 문제없이 실시할 수 있다.
서브루틴 614, 616 에 있어서의 처리는, 대략 상기 서술한 바와 같으므로, 상세한 설명을 생략한다. 또한, 서브루틴 614, 616 내의 단계 710 또는 단계 816 에서 평균 모드가 설정되어 있었다고 판단되었을 경우에는, 단계 712 또는 단계 818 에서 1매째의 웨이퍼에 대하여 산출한 함수의 계수 혹은 보정 맵의 보정량과, 금회의 2매째의 웨이퍼에 대하여 금회 산출한 함수의 계수 혹은 보정 맵의 보정량의 평균치를 산출하고, 그들의 산출 결과를, 2매째의 웨이퍼에 대한 함수의 계수 혹은 보정 맵으로서, 기억 장치에 기억하게 된다.
서브루틴 614→단계 618 또는 서브루틴 616→단계 620 을 실시하여 서브루틴 506 을 종료하고, 도 7 의 서브루틴 316 을 종료한 후에는, 1매째의 웨이퍼의 경우와 마찬가지로, 도 5 의 단계 318 에 있어서 노광을 실시한다. 그리고, 단계 320 에 있어서의 판단이 부정되고, 단계 322 에 있어서 m 이 1 만큼 증가되어, 3매째의 웨이퍼 (W) 에 대하여, 단계 312 (웨이퍼 교환), 단계 314 (서치 얼라인먼트) 가 실행되고, 다시, 서브루틴 316 이 실행된다.
서브루틴 316 에서는, 3매째의 웨이퍼 (W) 에 대하여, 단계 502 (EGA 계측), 단계 504 (S 모드 플래그가 설정되어 있으므로 판단이 긍정된다), 서브루틴 506 (싱글 로트 그리드 보정) 이 행해진다.
서브루틴 506 에서는, 단계 602 (함수 피팅), 단계 604 (랜덤 에러 산출) 가 행해진 후, 단계 606 에서, 전술한 카운터의 카운트치 (m) 가, 소정의 값 (g=3) 이상인지 여부를 판단함으로써, 웨이퍼 홀더 (25; 웨이퍼 스테이지 (WST)) 상의 웨이퍼 (W) 가, 로트 내의 제 g(=3) 매째 이후의 웨이퍼인지 여부를 판단한다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 는 로트 내의 제 3 매째의 웨이퍼인 점에서, m=3 이 되므로, 단계 606 에서의 판단은 긍정되어 단계 622 로 진행한다.
다음의 단계 622 에서는, 적외선 센서 등의 온도 센서의 검출 결과로부터, 3매째의 웨이퍼 (W) 의 웨이퍼 스테이지 (WST) 로의 로딩 전후에 있어서의 그 웨이퍼 (W) 의 온도 변화가 소정의 임계치보다 큰지 여부를 판단한다. 이 판단이 긍정되면 단계 624 로 진행하고, 부정되면 단계 612 로 진행한다. 단계 612 로 진행한 경우에는, 상기 단계 604 에 있어서 산출된 랜덤 에러에 기초하여, 서브루틴 614 의 함수 모드 GCM 계측이나, 서브루틴 616 의 맵 모드 GCM 계측 중 어느 하나가 선택되고, 선택된 서브루틴이 실행된다. 그 후의 처리는, 1매째, 2매째의 웨이퍼 (W) 의 경우와 동일하다.
한편, 로딩 전후의 웨이퍼 (W) 의 온도 변화가 소정의 임계치 이하이며, 단계 622 에서 판단이 긍정되었을 경우에는, 단계 624 로 진행한다. 여기에서는, 전회의 웨이퍼 (W) 와의 랜덤 에러의 변화량이 소정의 임계치보다 작은지 여부가 판단된다. 이 판단이 부정되면 단계 612 로 진행하고, 긍정되면 단계 626 로 진행한다. 단계 612 로 진행한 후의 처리는, 전술한 바와 같다. 한편, 단계 626 에서는 통상의 EGA 연산을 실시하여, 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트 영역의 위치 좌표를 산출한다. 보다 구체적으로는, 전술한 바와 마찬가지로, 얼라인먼트계 (AS) 를 이용하여, 웨이퍼 (W) 상의 미리 선택된 예를 들어 몇 개의 쇼트 영역 (샘플 쇼트 영역) 에 부설된 웨이퍼 마크를 계측하고, 그들의 샘플 쇼트 영역의 스테이지 좌표계 상에 있어서의 위치 좌표를 구한다. 그리고, 그 구한 샘플 쇼트 영역의 위치 좌표와 각각의 설계상의 위치 좌표에 기초하여 전술한 상기 모델 식 (1) 을 이용한 EGA 연산을 실시하여, EGA 파라미터 (계수 a0～a2, b0～b2) 를 산출한다.
단계 628 에서는, 함수 모드 플래그가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 이 판단이 긍정되면 단계 618 로 진행하고, 부정되면 단계 620 으로 진행한다. 단계 618 에서는, 단계 626 에 있어서 산출된 모든 쇼트 영역의 위치 좌표 (배열 좌표) 를, 최신의 보정 함수에 기초하여 보정하고, 보정된 모든 쇼트 영역의 위치 좌표 (배열 좌표) 를 내부 메모리의 소정 영역에 기억한다. 또한, 이 경우, 상기 식 (2) 의 보정 함수의 1차 성분에 대응하는 계수 a0～a2, b0～b2 에 대해서는, EGA 에 의한 보정과, 보정 기능에 의한 보정의 이중의 보정 (과보정) 을 실시하지 않도록 하기 위해, 상기 단계 626 의 EGA 연산에 의해 구해진 상기 식 (1) 에 의해 산출된 계수 a0～a2, b0～b2 가 감산된 값이 사용된다.
한편, 단계 620 에서는, 단계 626 에 있어서 산출된 모든 쇼트 영역의 위치 좌표 (배열 좌표) 를, 최신의 보정 맵에 기초하여 보정하고, 보정된 모든 쇼트 영역의 위치 좌표 (배열 좌표) 를 내부 메모리의 소정 영역에 기억한다.
서브루틴 506 을 종료하고, 도 7 의 서브루틴 316 을 종료한 후에는, 도 5 의 단계 318 로 진행한다. 단계 318 에서는, 전술한 바와 동일하게 하여, 스텝 앤드 스캔 방식에 의해, 로트 내의 제 3 매째의 웨이퍼 (W) 에 대한 노광 처리가 행해진다. 이 때, 각 쇼트 영역의 노광시의 주사 개시 위치 (가속 개시 위치) 에의 웨이퍼 (W) 의 스테핑시에는, 내부 메모리 내의 소정 영역에 기억된 모든 쇼트 영역의 배열 좌표에 기초하여 행해진다.
상기와 같이 하여, 로트 내의 3매째의 웨이퍼 (W) 에 대한 노광이 종료되면, 단계 320 으로 진행하여, 로트 내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료되었는지 여부를 판단하지만, 여기에 있어서의 판단은 부정되어, 단계 322 로 진행한다. 그리고, 단계 322 에서 카운트치 (m) 를 증가시킨 후, 단계 312 로 되돌아와, 4매째의 웨이퍼 (W) 에 대하여, 3매째의 웨이퍼 (W) 와 동일한 처리 (단계 312 (웨이퍼 교환)→단계 314 (서치 얼라인먼트)→서브루틴 316 (웨이퍼 얼라인먼트)→단계 318 (노광)) 가 행해진다.
상기 서술한 바와 같이, 서브루틴 316 의 웨이퍼 얼라인먼트에서는, 3매째의 웨이퍼 (W) 에 대한 처리를 실시하는 경우에, 웨이퍼 (W) 의 로딩 전후의 온도 변화가 임계치보다 큰 경우에는, 단계 622 에 있어서의 판단이 부정되어, 단계 612 로 진행한다. 단계 612 에서는, 랜덤 에러가 큰지 여부가 판단되고, 랜덤 에러가 작다고 판단되었을 경우에는, 서브루틴 614 의 함수 모드 GCM 계측이 행해지고, 크다고 판단되었을 경우에는, 서브루틴 616 의 맵 모드 GCM 계측이 행해지고, 3매째의 웨이퍼 (W) 에 대한 GCM 계측에 의해, 그 웨이퍼 (W) 의 비선형 성분이 추출되게 된다. 또한, 2매째의 웨이퍼 (W) 로부터의 랜덤 에러의 변화가 소정의 임계치보다 큰 경우에는, 단계 624 에 있어서의 판단이 부정되어, 단계 612 로 진행 하고, 마찬가지로, 3매째의 웨이퍼 (W) 에 대한 GCM 계측에 의해, 그 웨이퍼 (W) 의 쇼트간 오차의 비선형 성분이 추출되게 된다. 따라서, 이 4매째의 웨이퍼 (W) 에 대해서도 마찬가지로, 웨이퍼 (W) 의 로딩 전후의 온도 변화, 3매째의 웨이퍼 (W) 에 대한 랜덤 에러 변동에 따라 GCM 계측이 실행될지, 단계 626 에서 통상의 EGA 계측만이 실행되어, 기억 장치에 기억된 보정 함수, 보정 맵이 비선형 성분의 보정 정보로서 사용될지가 판단된다.
로트 내의 4매째의 웨이퍼 (W) 의 노광이 종료되면, 단계 320 으로 진행하여, 로트 내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료되었는지 여부를 판단하지만, 여기에 있어서의 판단은 부정되어, 단계 322 로 진행한다. 그리고, 단계 322 에서 카운트치 (m) 를 증가시킨 후, 단계 312 로 되돌아와, 이후, 로트 내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료될 때까지, 상기 단계 312～단계 320 의 루프의 처리, 판단이 반복하여 행해진다. 마찬가지로, 5매째부터 마지막 (24매째) 의 웨이퍼 (W) 에 대해서도, 서브루틴 506 의 단계 622 또는 단계 624 에 있어서 판단이 부정되었을 경우에는, 그 웨이퍼 (W) 에 대하여, 함수 모드 혹은 맵 모드에 의한 GCM 계측이 실시된다. 즉, 본 실시형태에서는, 웨이퍼마다 GCM 계측을 실시할지 여부가 판단된다.
그런데, 3매째 이후의 웨이퍼 (W) 에 있어서, 단계 622, 624 의 판단이 부정되고, 그 웨이퍼 (W) 에서 쇼트간 오차의 비선형 성분을 새롭게 추출하는 경우에는, 그 웨이퍼에서의 추출 결과로부터 얻어진 보정 정보가, 최신의 보정 정보가 된다. 따라서, 그 웨이퍼 (W) 이후의 웨이퍼 (W) 에서는, 그 최신의 보정 정보를 이용하여 보정이 행해지게 된다.
로트 내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료되고, 단계 320 의 판단이 긍정되면, 단계 324 로 진행하여, LAN (160) 및 터미널 서버 (140) 를 통하여 호스트 (150) 에 노광 종료를 통지한 후, 일련의 처리를 종료한다.
상기 서술한 노광 장치 (1001) 에 의한 로트 처리가 행해지고 있는 동안, 호스트 (150) 에서는, 전술한 바와 같이, 도 4 의 단계 218 에 있어서 노광 종료를 기다리고 있다.
그리고, 상기 단계 218 에 있어서의 노광 장치 (1001) 의 주제어 장치 (20) 로부터의 노광 종료의 통지를 받으면, 호스트 (150) 에서는, 단계 218 의 대기 상태가 해제되고, 단계 202 로 되돌아온다. 다시 이 로트의 웨이퍼에 대한 로트 처리를 개시할 수 있는 상태가 된 경우에는, 단계 202 이하의 처리를 반복 실시하게 된다.
<멀티 로트 그리드 보정>
한편, 1매째의 웨이퍼 (W) 에 대한 처리를 실시할 때에, 도 6 의 서브루틴 308 에 있어서, 단계 402 에서 판단이 긍정되거나, 또는 단계 406, 410 에서 판단이 부정되고, 단계 412 로 진행하여, S 모드 플래그가 리셋된 경우의 처리에 대하여 설명한다.
S 모드 플래그가 리셋되었을 경우에는, 도 7 에 있어서의 서브루틴 316 의 단계 504 에 있어서의 판단이 부정되어, 서브루틴 508 로 진행한다.
도 11 에는, 서브루틴 508 의 플로우 차트가 나타나 있다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 우선, 단계 902 에서, 프로세스 프로그램의 함수 모드 플래그가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 이 판단이 부정되면, 단계 906 으로 진행한다. 여기에서는, 프로세스 프로그램 (Process Program)에 저장되어 있는 보정 정보 파일명을 취득하고, 그 파일명에 대응하는 보정 맵 파일을, 집중 정보 서버 (130) 로부터 판독한다.
또한, 단계 902 에 있어서의 판단이 긍정되면 단계 904 로 진행한다. 단계 904 에서는, 프로세스 프로그램을 참조하여, 장치 상수로 설정되어 있는 함수의 계수를 보정 정보로서 이용할지 여부를 판단한다. 이 판단이 긍정되면, 단계 908 로 진행한다. 여기에서는, 지정된 쇼트 데이터에 대응하는 보정 함수의 계수를 장치 상수 중에서 선택한다. 또한, 단계 904 에 있어서의 판단이 부정되면 단계 910 으로 진행한다. 여기에서는, 프로세스 프로그램으로부터 보정 정보 파일명을 취득하고, 그 파일명에 대응하는 보정 정보 파일을, 집중 정보 서버 (130) 로부터 판독하여, 보정 정보를 취득한다.
여기에서는, 주제어 장치 (20) 는, 보정 정보 파일 내의 보정 정보가 보정 맵인지, 보정 함수인지를 판단한다. 파일 내의 보정 정보가 보정 맵인 경우에는, 그 보정 맵에 포함되는 쇼트간 오차에 대한 함수 피팅을 실시하여, 그 함수의 계수를 구한다.
단계 906, 단계 908 또는 단계 910 종료 후에는, 단계 912 로 진행한다. 여기에서는, 프로세스 프로그램에 포함되는, 쇼트 맵 데이터 및 샘플 쇼트 영역의 선택 정보 등의 쇼트 데이터에 따라, EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트를 전술한 바와 동일하게 실시하여, 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트 영역의 위치 좌표를 산출하고, 내부 메모리의 소정 영역에 기억한다.
다음의 단계 914 에서는, 전술한 내부 메모리 내의 소정 영역에 기억된 모든 쇼트 영역의 배열 좌표와, 내부 메모리 내에 일시적으로 저장된 보정 맵 또는 보정 함수의 각각의 쇼트 영역에 대한 위치 어긋남양의 비선형 성분의 보정치 (보정 정보) 에 기초하여, 각 쇼트 영역에 대하여 위치 어긋남양 (선형 성분 및 비선형 성분) 이 보정된 중첩 보정 위치를 산출한다. 또한, 보정 정보로서 보정 함수를 이용하는 경우에는, 그 보정 함수에 1차 성분이 포함되어 있을 때는, 상기 단계 618 (도 8 참조) 와 마찬가지로, 보정 함수의 1차 성분의 계수를, EGA 파라미터로 감산하고, 감산된 보정 함수를 이용하여, 각 쇼트 영역의 위치 좌표를 보정한다. 단계 914 의 종료 후에는, 서브루틴 508 의 처리를 종료하고, 추가로 도 7 의 서브루틴 316 의 처리를 종료하고, 도 5 의 단계 318 로 진행한다.
단계 318→320→322 의 처리는, 상기 서술한 바와 같다. 그리고, 2매째～마지막 장까지의 웨이퍼에 대한 처리는, 1매째의 웨이퍼 (W) 에 대한 처리와 동일하다. 이와 같이 하여, 예정 매수의 웨이퍼 (W) 에 대하여 노광이 종료되면, 단계 320 에서의 판단이 긍정되어 단계 324 로 진행하여, LAN (160) 및 터미널 서버 (140) 를 통하여 호스트 (150) 에 노광 종료를 통지한 후, 일련의 처리를 종료한다.
지금까지의 설명에서 명백하듯이, 노광 장치 (1001) 에서는, 전사 장치가 주 제어 장치 (20) 의 일부, 조명계 (10), 투영 광학계 (PL), 양 스테이지 (RST, WST) 및 그 구동계로 구성되어 있다. 또한, 계측 장치가 미도시된 온도 센서, 얼라인먼트 검출계 (AS) 및 주제어 장치 (20) 의 일부로 구성되어 있다.
또한, 주제어 장치 (20) (보다 구체적으로는 CPU) 와 소프트웨어 프로그램에 의해, 선택 장치, 보정 장치, 추출 장치 및 최적화 장치가 실현되어 있다. 즉, 주제어 장치 (20) 가 실시하는 서브루틴 308, 도 7 의 서브루틴 316 의 단계 504, 도 8 의 서브루틴 506 의 단계 602～단계 612, 단계 622, 624 의 처리에 의해, 선택 장치가 실현되어 있다. 또한, 도 8 의 서브루틴 506 의 단계 618, 620, 도 11 의 서브루틴 508 의 단계 814 및 도 5 의 단계 318 의 처리에 의해, 보정 장치의 기능이 실현되어 있다. 또한, 도 9 의 서브루틴 614, 도 10 의 서브루틴 616 의 처리에 의해, 추출 장치 및 최적화 장치의 기능이 실현되어 있다.
그러나, 본 발명의 노광 장치가 이것에 한정되는 것은 아님은 물론이다. 즉, 상기 실시형태는 일례에 지나지 않고, 상기의 주제어 장치 (20; 보다 정확하게는 CPU) 에 의한 소프트웨어 프로그램에 따르는 처리에 의해 실현된 구성 각 부의 적어도 일부를 하드웨어에 의해 구성하는 것으로 해도 된다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련되는 보정 방법에 의하면, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자 (그리드) 에 대하여, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 각각 상이한 복수의 보정 기능 (예를 들어 함수 보정 기능이나 맵 보정 기능 등) 을 노광 장치 (1001) 가 구비하고 있는 경우에, 노광 장치 (1001) 및 노광 장치 (1001) 에 투입된 웨이퍼 (W) 의 적어도 일방에 관련하는 소정의 정보 (예를 들어, 고려 가능한 비선형 성분의 차수 이상의 고차 성분의 크기) 에 기초하여, 최적의 보정 기능을 선택할 수 있다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상에 복수의 쇼트 영역을 전사 형성할 때에, 각 쇼트 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형성을, 유효 또한 단시간에 고려하면서, 웨이퍼 (W) 의 위치를 보정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 노광 장치 (1001) 에는, 상기 2차원 격자의 비선형 성분 중 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 상이한 보정 기능으로서, 함수 보정 기능 (제 1, 제 2 함수 보정 기능) 과, 맵 보정 기능 (제 1, 제 2 맵 보정 기능) 이 형성되어 있다. 함수 보정 기능은, 웨이퍼 (W) 상에 형성된 복수의 쇼트 영역의 배열에 의해 규정되는 2차원 격자 (웨이퍼 그리드) 의 비선형 성분을, 소정 차수의 보정 함수에 의해 근사하고, 그 보정 함수를 각 쇼트 영역을 전사 형성할 때의 웨이퍼 (W) 의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서 이용하는 기능이다. 이 함수 보정 기능에서는, 그 함수의 최고 차수에 의해, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 한정되게 되는데, 쇼트 영역의 계측 수, 즉, 샘플 쇼트 영역의 수를 비교적 적게 할 수 있다. 또한, 맵 보정 기능은, 실제로 그 위치가 계측된 각 샘플 쇼트 영역의 위치 어긋남양의 비선형 성분의 집합체인 보정 맵을, 보정 정보로서 이용하는 기능이다. 이 맵 보정 기능에서는, 고려 가능한 비선형 성분의 차수에 제한은 없지만, 함수 보정 기능이 고려 가능한 차수의 비선형 성분을 정확하 게 파악하기 위해서는, 샘플 쇼트 영역의 수를, 함수 보정 기능에서의 샘플 쇼트 영역의 수보다 많게 할 필요가 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 예를 들어, 함수 보정 기능에 의해 고려 가능한 비선형 성분의 차수 이상의 고차 성분 (잔차, 랜덤 에러) 의 크기가 허용치 이상인 경우에는, 맵 보정 기능을 선택하고, 허용치 이내에서는, 함수 보정 기능을 선택한다. 이와 같이 하면, 고려할 수 없는 비선형 성분의 크기를 가능한 한 작게 하고, 샘플 쇼트 영역의 수를 필요 이상으로 많지 않게 하고, 웨이퍼 (W) 의 위치를 유효하게 또한 단시간에 보정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 함수 보정 기능에 의해 고려 가능한 비선형 성분의 차수 이상의 고차 성분 (잔차, 랜덤 에러) 의 크기가 허용치 이상인지 여부를 판단하기 위해, 그 랜덤 에러의 크기를 적절히 산출할 수 있는 수의 샘플 쇼트 영역의 위치 정보를 계측하고 (도 7 의 서브루틴 316 의 단계 502), 그 샘플 쇼트 영역에 있어서의 함수 보정 기능에 의한 고려 가능한 비선형 성분과, 실제의 위치의 잔차 (랜덤 에러) 를, 함수 보정 기능에 의해 고려 가능한 비선형 성분의 차수 이상의 고차 성분으로서 산출한다 (도 8 의 서브루틴 506 의 단계 604). 그리고, 그 랜덤 에러가, 허용치 이상인 경우에는, 제 1 맵 보정 기능 (서브루틴 616: 맵 모드 GCM 계측) 을 선택하고, 허용치 이내인 경우에는, 제 1 함수 보정 기능 (서브루틴 614: 함수 모드 GCM 계측) 을 선택한다. 이와 같이 하면, 쇼트 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형성을 적절히 파악할 수 있어, 최적의 보정 기능을 선택할 수 있게 된다.
그런데, 본 실시형태에서는, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 상이한 보정 기능이, 함수 보정 기능과 맵 보정 기능의 2개였지만, 보정 함수의 최고 차수가 상이한 적어도 2개의 함수 보정 기능으로부터 보정 기능을 선택하도록 해도 된다. 이 경우, 저차의 함수 보정 기능에서는, 잔차가 너무 커지는 경우에는, 고차의 함수 보정 기능을 선택하도록 하면 된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 쇼트 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형성에 따라 보정 기능을 선택하지만, 그 선택된 보정 기능 중에서, 2차원 격자의 비선형성의 파악에 필요한 샘플 쇼트 영역의 수 및 배치를 최적화하고 있다. 예를 들어, 도 9 의 서브루틴 614 단계 702～단계 708 의 루프 처리 또는 도 10 의 서브루틴 616 의 단계 802～810 의 처리에 있어서, 보정 정보에 기초하는 각 쇼트 영역의 위치 정보와 그 실측치의 잔차 (랜덤 에러) 가 허용 범위내가 될 때까지, 샘플 쇼트 영역의 수 및 배치를 최적화하고 있다.
또한, 랜덤 에러가 허용 범위내가 될 때까지, 함수의 차수를 최적화하도록 해도 된다. 이 최적화는, 상기 서술한 바와 같은 보정 함수의 최고 차수가 상이한 적어도 2개의 함수 보정 기능으로부터 보정 기능을 선택하면 대략 등가가 된다. 또한, 함수의 차수가 높아지면, 당연히 그 함수의 피팅에 필요한 샘플 쇼트 영역의 수 및 배치도 그와 함께 최적화되게 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 보정 기능에서 보정 정보로서 이용하는 함수보다 고차인 함수로 그리드의 비선형 성분을 근사했을 때의 랜덤 에러에 따라, 맵을 보정 정보로서 이용할 때의 쇼트 영역의 샘플 수 및 배치의 최적화를 실시하였다. 그러나, 단계 808 에 있어서 랜덤 에러가 충분히 작아졌다고 판단되었을 때에는, 단계 804 의 함수 피팅에서 이용된 고차 함수를 보정 정보로서 이용하도록 해도 된다. 즉, 맵 보정 기능에 의한 보정으로부터, 함수 보정 기능에 의한 보정으로 전환하도록 해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 보정 함수의 최고 차수를 3차로 하였지만, 여기에는 한정되지 않는다. 단, 보정 함수의 최고 차수가 높아질수록, 랜덤 에러 등의 산출에 필요한 계측 쇼트 영역의 샘플 수를 늘릴 필요가 있으므로, 그들과의 균형면에서 보정 함수의 차수를 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 복수의 그리드 보정 기능에는, 로트마다 보정 정보를 추출하고, 추출된 보정 정보에 기초하여 웨이퍼 (W) 의 위치의 보정을 실시하는 제 1 보정 기능과, 사전에 계측된 보정 정보에 기초하여 웨이퍼 (W) 의 위치의 보정을 실시하는 제 2 보정 기능이 포함된다. 제 1 보정 기능은, 노광 장치 (1001) 에 투입된 웨이퍼 (W) 상의 복수의 기성 (旣成) 의 쇼트 영역의 배열에 의해 규정되는 2차원 격자 (웨이퍼 그리드) 의 비선형 성분 (제 1 비선형 성분) 에 관한 정보를 추출하고, 그 추출 결과를, 각 쇼트 영역을 전사 형성할 때의 그 웨이퍼 (W) 의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서 이용하는 기능이며, 노광 장치에 투입되는 웨이퍼 (W) 에 대하여, 비선형 성분을 추출하기 위해 다수의 쇼트 영역의 위치의 계측을 필요로 한다. 또한, 제 2 보정 기능은, 기준 웨이퍼 등에 형성된 쇼트 영역에 의해 규정되는 소정의 기준 격자에 대한 2차원 격자의 비선형 성분으로서 미리 추출된 비선형 성분 (제 2 비선형 성분) 에 관한 정보를, 보정 정보로서 이용하는 기능이며, 노광 장치에 투입되는 웨이퍼 (W) 에 대한 비선형 성분을 추출하기 위한 다수의 쇼트 영역의 위치의 계측을 필요로 하지 않는다. 따라서, 예를 들어, 그 노광 장치에서는, 로트간에서의 중첩 오차의 경향이 달라, 노광 장치에 투입되는 웨이퍼 (W) 에 대하여 새롭게 비선형 성분을 추출할 필요가 있는 경우에는, 제 1 보정 기능을 선택하고, 반대의 경우에는, 제 2 보정 기능을 선택하도록 하면, 웨이퍼 (W) 의 위치를, 고정밀도 또한 단시간에, 보정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 보정 기능이 선택되었을 경우에는, 로트 내의 웨이퍼 (W) 중, 최초로 노광 장치 (1001) 에 투입되는 소정 수 (g-1) 의 웨이퍼 (W), 즉, g-1매째까지의 웨이퍼 (W) 에 대해서는, 그 웨이퍼 (W) 상에 형성된 쇼트 영역의 위치를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 비선형 성분에 관한 정보를 보정 정보로서 추출한다. 그리고, g매째 이후의 웨이퍼 (W) 에 대해서는, 그 웨이퍼 (W) 상에 형성된 쇼트 영역의 위치를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하는 비선형 성분에 관한 정보를 보정 정보로서 추출할지, 과거에 노광 장치 (1001) 에 투입된 웨이퍼 (W) 의 비선형 성분에 관한 정보를 보정 정보로서 이용할지를, 로딩 전후의 웨이퍼 (W) 의 온도 변동 또는 로트 내의 웨이퍼간의 랜덤 에러의 변동에 따라 판단하고 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 웨이퍼마다 그 웨이퍼 (W) 로부터 비선형 성분을 추출할지 여부를 판단하므로, 로트 내에서 비선형 성분이 변동하는 경우에도 대처할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 단계 622 또는 단계 624 에서 판단이 부정되어, 그 웨이퍼에 있어서 비선형 성분을 추출할 필요가 생겼을 때에, 단계 612 로 진행 하고, 랜덤 에러의 크기에 따라, 함수 모드 GCM 계측이나, 맵 모드 GCM 계측을 선택하였지만, 이것에는 한정되지 않는다. 즉, 로트 선두에서 함수 모드, 맵 모드 중 어느 한 모드가 선택되었을 경우에는, 로트 내에서는, 로트 선두에서 선택된 모드에 따라, GCM 계측을 실시하도록 해도 된다. 또한, 단계 622 또는 단계 624 에서 판단이 부정되어, 그 웨이퍼에 있어서 비선형 성분을 추출할 필요가 생겼을 때에는, 함수 모드 GCM 계측을 반드시 실시하도록 해도 되고, 그 반대이어도 된다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 로트 선두로부터 g번째까지의 웨이퍼 (W) 에 대하여, 노광 장치 (1001) 에 투입된 웨이퍼 (W) 상의 기성의 쇼트 영역의 위치 정보의 계측 결과에 기초하여 보정 정보를 구하는 경우에는, 장치 상수로서 설정된 평균 모드 플래그에 따라, 제 1 비선형 성분에 관한 정보의 평균치로 할지, 금회 투입된 웨이퍼 (W) 상에 형성된 쇼트 영역의 위치 정보의 계측 결과에만 기초를 두는 것으로 할지를 판단한다. 그러나, 평균치로 할지 여부는, 예를 들어, 도 8의 단계 622 나, 단계 624 와 동일한 판단에 기초하여 행해지도록 해도 된다. 예를 들어, 웨이퍼 (W) 의 온도 변화가 허용치 이내, 또는 랜덤 에러의 변화가 작다면 도 9 의 서브루틴 614 의 단계 712, 또는 도 10 의 서브루틴 616 의 단계 818 에 있어서 평균치를 산출하도록 하면 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 로트 선두로부터 반드시 쇼트간 오차의 비선형 성분을 추출하는 웨이퍼의 매수를 g-1매로 고정했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 도 8 의 단계 622 나 단계 624 에서의 판단을, 그 종료 조건으로서 이용해도 된 다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 소정의 정보에는, 노광 장치 (1001) 에 투입된 웨이퍼 (W) 가, 쇼트 영역이 형성되어 있지 않은 베어 웨이퍼인지 여부의 정보가 포함되고, 서브루틴 308 에서는, 그 투입된 웨이퍼 (W) 상에 쇼트 영역이 형성되어 있지 않은 베어 웨이퍼인 경우에는, 제 2 보정 기능을 선택하도록 S 모드 플래그를 설정 (리셋) 한다. 이와 같이, 보정 기능을 선택하기 위한 조건으로서 여러 가지 정보를 적용할 수 있다. 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이, 노광 장치 (1001) 에 웨이퍼 (W) 가 투입되기 전후에 있어서의 온도의 변화 (단계 622) 나, 노광 장치 (1001) 에 과거에 투입된 웨이퍼 (W) 와 금회 투입된 웨이퍼 (W) 의 랜덤 에러의 변동 (즉, 유사도; 단계 624) 등이 선택 조건으로서 이용되고 있다.
또한, 노광 장치 (1001) 에 웨이퍼 (W) 가 투입되기 전후에 있어서의 온도 변화에 관한 정보를, 웨이퍼마다 비선형 성분을 추출할지 여부의 조건으로 하는 것은, 코터에서의 레지스트 도포가 행해진 직후의 웨이퍼 (W) 의 온도는 높게 되어 있지만, 노광 장치 (1001) 에 투입되고 나서 실제 노광될 때까지 그 온도가 저하되고 있기 때문에, 웨이퍼 (W) 의 온도 변동에 수반하는 웨이퍼 (W) 자체의 신축에 의해, 로트 내에서 각 웨이퍼 (W) 의 비선형 성분이 크게 변동할 우려가 있기 때문이다. 예를 들어, 노광 장치 (1001) 에서 1로트의 웨이퍼 (W) 를 처리하는 경우, 선두로부터 수매의 웨이퍼 (W) 는, 투입되고 나서 노광될 때까지의 시간은 대 략 일정하지만, 어느 정도까지 웨이퍼 (W) 를 처리해 가면 다음에 노광되는 웨이퍼 (W) 는, 전의 웨이퍼 (W) 의 노광이 종료될 때까지 로더 (웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 로딩하는 로봇 아암) 상 등에서 대기하게 되어, 대기 시간이 길어져, 투입 전후에서의 웨이퍼 (W) 의 온도 변동이 커진다. 또한, 로트 처리 도중에, 노광 장치 (1001) 의 로트 처리를 어떠한 이유로 인해 일단 정지시키고, 로트 처리를 재개했을 경우에, 다음에 노광되는 웨이퍼 (W) 에 대해서는 대기 시간이 길어진다. 이 경우에는, 그 전에 처리된 웨이퍼 (W) 로부터 추출된 쇼트간 오차의 비선형 성분을 금회의 웨이퍼 (W) 에 그대로 적용하는 것은 바람직하지 않다.
또한, 상기 온도 변화는, 웨이퍼 (W) 의 대기 시간의 장단에 의해 변화하는 것으로 생각되므로, 그 온도 변화를 본 실시형태와 같이 직접적으로 계측하지 않고, 노광 장치 (1001) 에 구비되어 있는 타이머에 의해 그 대기 시간을 계측하고, 그 대기 시간이 소정 시간보다 긴 경우에는, 그 웨이퍼 (W) 에 대하여 비선형 성분을 추출하도록 해도 된다.
또한, 웨이퍼 (W) 의 비선형 성분에 영향을 주는 정보로서는, 본 실시형태에서 채택한 것과 같은 웨이퍼 (W) 의 온도 변화에 한정되지 않는다. 예를 들어, 노광 장치에 있어서의 노광 분위기의 온도나 습도의 변화 등, 환경의 변화에 관한 정보로서, 웨이퍼 (W) 의 쇼트간 오차의 비선형 성분에 영향을 주는 환경의 변화에 관한 정보이면, 모든 정보를 복수의 보정 기능의 선택 조건으로 할 수 있다.
또한, 전층의 쇼트 영역의 전사 형성에 이용된 노광 장치에 관한 정보도, 선 택 조건으로 할 수 있다. 노광 장치 (1001) 와, 전층의 노광 장치와의 스테이지 그리드가 큰 폭으로 상이하거나 얼라인먼트 방법 등이 상이한 경우에는, 비선형 성분이 커질 것이 예상되므로, 이 경우에는, 제 2 보정 기능을 반드시 선택하도록 설정하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제 1 보정 기능 (로트마다의 보정) 또는 제 2 보정 기능 (복수 로트간에서의 보정) 중 어느 하나를 선택하였지만, 제 1 보정 기능 및 제 2 보정 기능의 양방을 선택하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제 1 보정 기능에 의해 선택된 제 1 비선형 성분에 관한 정보에 포함되는 소정 차수 이하의 성분과, 제 2 보정 기능에 의해 선택된 제 2 비선형 성분에 관한 정보에 포함되는 소정 차수보다 큰 차수의 성분과 제 2 비선형 성분에 관한 정보에 포함되는 소정 차수 이하의 성분으로부터 제 1 비선형 성분에 상당하는 성분을 제외한 성분을 이용하여, 노광 장치 (1001) 에 투입된 웨이퍼 (W) 의 위치를 보정한다. 이와 같이 하면, 예를 들어 3차까지의 비선형 성분에 대해서는, 제 1 보정 기능에 의해 보정하는 것으로 하고, 4차 이상의 비선형 성분에 대해서는, 사전에 비선형 성분을 추출할 수 있는 제 2 보정 기능에 의해 보정할 수 있다. 이 결과, 노광 장치 (1001) 의 스테이지 그리드의 고차의 비선형 성분을 보정하면서, 제 1 보정 기능에 의해 C/D 에 의한 웨이퍼 (W) 의 변형 등을 고려한 비선형 보정을 실현할 수 있게 되므로, 더 고정밀한 중첩 노광이 실현된다. 또한, 제 1 보정 기능만을 이용하여, 예를 들어, 4차 이상의 상기 스테이지 그리드의 비선형 성분을 고려한 보정을 실시하는 것보다, 로트 처리 중의 쇼트 영역의 샘플 수를 적게 할 수 있으므로 스루풋에도 유리해진다.
또한, 상기 실시형태에서는, 노광 장치 (1001～100N) 에서는, EGA 로그 데이터를 로깅하여, 노광 이력 데이터로서, 집중 정보 서버 (130) 에 보내는 것으로 하였으나, 상기 제 1의 보정 기능에 있어서의 보정의 결과, 즉, 산출된 보정 함수나 보정 맵에 관한 정보 및 랜덤 에러에 관한 정보, 얼라인먼트계 (AS) 에 의해 검출된 검출 신호 등도 로깅하여, 집중 정보 서버 (130) 에 보내 그들 정보를 축적하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 집중 정보 서버 (130) 에서, 제 1 보정 기능에 의한 웨이퍼 (W) 의 위치 보정 결과를 평가할 수 있다. 집중 정보 서버 (130) 에서는, 이 평가 결과를 이용하여 제 2 보정 기능에 이용하는 보정 함수 또는 보정 맵을 수정하거나 하는 것도 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에서는, 도 8 의 서브루틴 506 의 단계 622, 단계 624 에 있어서, 로트 내에서 웨이퍼마다 비선형 성분을 추출할지 여부를 판단하였지만, 실제로는, 로트 내에서 소정 인터벌로, 비선형 성분의 추출 대상이 되는 웨이퍼의 GCM 계측을 실시하도록 해도 된다. 즉, 로트 선두로부터 소정 매수 (예를 들어 g-1매) 는, 상기 실시형태와 마찬가지로, 제 1 보정 기능에 의한 비선형 성분의 추출, 보정 함수 또는 보정 맵의 작성을 실시하지만, 예를 들어, 그 이후는 K매의 간격 (K매 간격으로, K는 2 이상의 정수) 으로 비선형 성분의 추출, 보정 함수 또는 보정 맵의 작성을 실시하도록 해도 된다. 이와 같이 해도, 로트 내에 있어서의 비선형 성분의 변동에 대응할 수 있게 된다. 또한, 이와 같이 K매 간격의 인터 벌로, 비선형 성분의 유출, 보정 함수 또는 보정 맵을 작성했을 경우 (GCM 계측에 의한 보정 데이터를 취득했을 경우) 에는, 그 얻어진 최신 보정 데이터에 기초하여, 이후의 웨이퍼에 대한 보정 처리를 실시하게 된다.
또한, 인터벌 K 가 규정되어 있어도, 웨이퍼 (W) 의 온도 변화나 랜덤 에러의 변동이 큰 경우에는, 그 인터벌을 짧게 하는 등에 의해 최적화하도록 해도 된다.
또한, 로트 내에서의 GCM 계측을 소정의 인터벌로 행한 경우에는, 그 인터벌도 로깅하여, 집중 정보 서버 (130) 에 보내도록 하고, 얼라인먼트의 결과와 인터벌의 관계를 평가함으로써, 최적의 얼라인먼트 결과가 얻어지도록, 인터벌을 증감시켜 최적화하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트를 실시할 때, 샘플 쇼트 영역 (모든 쇼트 영역 또는 그 안의 특정의 복수의 쇼트 영역이 샘플 쇼트 영역으로서 선택되어 있는 경우에는, 그 선택된 특정의 쇼트 영역) 의 얼라인먼트 마크의 좌표치를 이용하는 것으로 하였다. 그러나, 예를 들어 샘플 쇼트 영역마다 그 설계상의 좌표치에 따라 웨이퍼 (W) 를 이동시켜 레티클 (R) 상의 마크, 또는 얼라인먼트계 (AS) 의 지표 마크와의 위치 어긋남양을 검출하고, 이 위치 어긋남양을 이용하여 통계 연산에 의해 쇼트 영역마다 설계상의 좌표치로부터의 위치 어긋남양을 산출해도 되고, 혹은 쇼트 영역간의 스텝 피치의 보정량을 산출하도록 해도 된다.
또한 상기 실시형태에서는, EGA 방식을 전제로 설명하였지만, EGA 방식 대신 가중 EGA 방식을 이용해도 되고, 혹은 쇼트내 다점 EGA 방식 등을 이용해도 된다. 또한, 가중 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평5-304077호 (대응하는 미국 특허 제5,525,808호 명세서) 등에 상세하게 개시되어 있다.
즉, 이 가중 EGA 방식에서는, 웨이퍼 상의 복수의 쇼트 영역 (구획 영역) 중, 미리 선택된 적어도 3개의 샘플 쇼트 영역의 정지 좌표계 상에서의 위치 좌표를 계측한다. 이어서, 웨이퍼 상의 쇼트 영역마다, 당해 쇼트 영역 (그 중심점) 과 샘플 쇼트 영역 (그 중심점) 각각과의 사이의 거리에 따라, 혹은 쇼트 영역과 웨이퍼 상에서 미리 규정된 소정의 착안점 사이의 거리 (제 1 정보) 와, 당해 착안점과 샘플 쇼트 영역 각각과의 사이의 거리 (제 2 정보) 에 따라, 정지 좌표계 상에 있어서의 샘플 쇼트 영역의 위치 좌표의 각각에 가중 (weighting) 을 실시하고, 또한 이 가중된 복수의 위치 좌표를 이용하여 통계 연산 (최소제곱법, 또는 단순한 평균화 처리 등) 을 실시함으로써, 정지 좌표계 상에 있어서의 웨이퍼 상의 복수의 쇼트 영역의 각각의 위치 좌표를 결정한다. 그리고, 결정된 위치 좌표에 기초하여, 웨이퍼 상에 배열된 복수의 쇼트 영역 각각을, 정지 좌표계내의 소정의 기준 위치 (예를 들어, 레티클 패턴의 전사 위치) 에 대하여 위치 정합한다.
이러한 가중 EGA 방식에 의하면, 국소적인 배열 오차 (비선형 변형) 가 존재하는 웨이퍼라도, 샘플 쇼트 영역 수가 비교적 적어도 되고, 또한 계산량을 억제하면서, 소정의 기준 위치에 대하여 모든 쇼트 영역을 고정밀도, 고속으로 얼라인먼트하는 것이 가능하다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령이 허가하는 한, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
또한, 쇼트내 다점 EGA 방식은, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6-349705호 (대응하는 미국 특허 제6,278,957호 명세서) 등에 개시되어 있고, 샘플 쇼트 영역마다 복수의 얼라인먼트 마크를 검출하여 X, Y 좌표를 각각 복수개씩 얻도록 하고, EGA 방식에서 사용되는 웨이퍼의 신축, 회전 등에 대응하는 웨이퍼 파라미터 외에, 쇼트 영역의 회전 오차, 직교도, 및 스케일링에 대응하는 쇼트 파라미터 (칩 파라미터) 중 적어도 하나를 파라미터로서 포함하는 모델 함수를 이용하여 각 쇼트 영역의 위치 정보, 예를 들어, 좌표치를 산출하는 것이다.
이것을 더욱 상세히 설명하면, 이 쇼트내 다점 EGA 방식은, 기판 상에 배열된 각 쇼트 영역내의 기준 위치에 대하여 각각 설계상 일정한 상대 위치 관계로 배치된 복수개의 얼라인먼트 마크 (1차원 마크, 2차원 마크 중 어느 것이어도 된다) 가 각각 형성되고, 이들 기판 상에 존재하는 얼라인먼트 마크 중에서 소정 수의 얼라인먼트 마크로서, X 위치 정보의 수와 Y 위치 정보의 수의 합이 상기 모델 함수에 포함되는 웨이퍼 파라미터 및 쇼트 파라미터의 총 수보다 많고, 또한 적어도 동일한 샘플 쇼트 영역에 대하여 동일 방향에 복수의 위치 정보가 얻어지는 소정 수의 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 계측한다. 그리고, 이들의 위치 정보를, 상기 모델 함수에 대입하고, 최소제곱법 등을 이용하여 통계 처리함으로써, 그 모델 함수에 포함되는 파라미터를 산출하고, 이 파라미터와, 각 쇼트 영역내의 기준 위치의 설계상의 위치 정보 및 기준 위치에 대한 얼라인먼트 마크의 설계상의 상대 위치 정보로부터, 각 쇼트 영역의 위치 정보를 산출하는 것이다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령이 허가하는 한, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
이들의 경우도, 위치 정보로서, 얼라인먼트 마크의 좌표치를 이용해도 되지만, 얼라인먼트 마크에 관한 위치 정보로서 통계 처리에 적절한 정보이면, 어떤 정보를 이용하여 통계 연산을 실시해도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 마크 검출계로서, 오프 액시스 방식의 FIA 계 (결상식 얼라인먼트 센서) 를 이용하는 경우에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고 어떠한 방식의 마크 검출계를 이용해도 상관없다. 즉, TTR (Through The Reticle) 방식, TTL (Through The Lens) 방식, 또한 오프 액시스 방식 중 어느 방식이더라도, 나아가서는 검출 방식이 FIA 계 등에서 채용되는 결상 방식 (화상 처리 방식) 이외에, 예를 들어, 회절광 또는 산란광을 검출하는 방식 등이어도 상관없다. 예를 들어, 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크에 코히어런트 빔을 대략 수직으로 조사하고, 당해 마크로부터 발생하는 동일 차수의 회절광 (±1차, ±2차, ……, ±n차 회절광) 을 간섭시켜 검출하는 얼라인먼트계여도 된다. 이 경우, 차수마다 회절광을 독립적으로 검출하여, 적어도 하나의 차수에서의 검출 결과를 이용하도록 해도 되고, 파장이 상이한 복수의 코히어런트 빔을 얼라인먼트 마크에 조사하여, 파장마다 각 차수의 회절광을 간섭시켜 검출해도 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태와 같이, 스텝 앤드 스캔 방식의 노광 장치에 한정하지 않고, 스텝 앤드 리피트 방식, 또는 프록시미티 방식의 노광 장치 (X 선 노광 장치 등) 를 비롯한 각종 방식의 노광 장치에도 완전히 동일하게 적용이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 광원으로서, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저 등의 원자외광원이나, F2 레이저 등의 진공 자외광원, 자외역의 휘선 (g 선, i 선 등) 을 발하는 초고압 수은 램프 등을 이용할 수 있다. 이 외, 진공 자외역의 광을 노광용 조명광으로서 이용하는 경우에, 상기 각 광원으로부터 출력되는 레이저광에 한정하지 않고, DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (Er; 또는 에르븀과 이테르븀 (Yb) 의 양방) 이 도핑된 화이버 앰프로 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 이용해도 된다.
또한, 노광용 조명광으로서 EUV 광, X 선, 혹은 전자빔이나 이온 빔 등의 하전 입자선을 이용하는 노광 장치에 본 발명을 적용해도 된다. 이 외, 예를 들어 국제공개 제WO99/49504호 팜플렛 등에 개시되는, 투영 광학계 (PL) 와 웨이퍼 (W) 사이에 액체가 채워지는 액침형 노광 장치 등에도 본 발명을 적용해도 된다. 또한, 노광 장치는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-214783호나 국제공개 제WO98/40791호 팜플렛 등에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계를 통하여 레티클 패턴의 전사가 행해지는 노광 위치와, 웨이퍼 얼라인먼트계에 의한 마크 검출이 행해지는 계측 위치 (얼라인먼트 위치) 에 각각 웨이퍼 스테이지를 배치하고, 노광 동작과 계측 동작을 대략 병행하여 실행 가능한 트윈 웨이퍼 스테이지 타입이어도 된다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는, 굴절계, 반사 굴절계, 및 반사계 중 어느 것이어도 되고, 축소계, 등배계, 및 확대계 중 어느 것이어도 된다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 광투과성 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴?감광 (減光) 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크, 혹은 광반사성 기판 상에 소정의 반사 패턴을 형성한 광반사형 마스크를 이용하였지만, 이들 마스크 대신, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크를 이용해도 된다. 이러한 전자 마스크는, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령이 허가하는 한, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
또한, 상기 기술한 전자 마스크란, 비발광형 화상 표시 소자와 자발광형 화상 표시 소자의 쌍방을 포함한 개념이다. 여기서, 비발광형 화상 표시 소자는, 공간 광변조기 (Spatial Light Modulator) 라고도 불리며, 광의 진폭, 위상 혹은 편광의 상태를 공간적으로 변조하는 소자로서, 투과형 공간 광변조기와 반사형 공간 광변조기로 나뉘어진다. 투과형 공간 광변조기에는, 투과형 액정 표시 소자 (LCD: Liquid Crystal Display), 일렉트로크로믹 디스플레이 (ECD) 등이 포함된다. 또한, 반사형 공간 광변조기에는, DMD (Digital Mirror Device, 또는 Digital Micro-mirror Device), 반사 미러 어레이, 반사형 액정 표시 소자, 전기 영동 디스플레이 (EPD:Electro Phoretic Display), 전자 페이퍼 (또는 전자 잉크), 광회절 라이트 밸브 (Grating Light Valve) 등이 포함된다.
또한, 자발광형 화상 표시 소자에는, CRT (Cathod Ray Tube), 무기 EL (Electro Luminescence) 디스플레이, 전계 방출 디스플레이 (FED:Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 (PDP:Plasma Display Panel) 나, 복수의 발광점을 갖는 고체 광원 칩, 칩을 복수개의 어레이 형상으로 배열한 고체 광원 칩 어레이, 또는 복수의 발광점을 1매의 기판에 만들어 넣은 고체 광원 어레이 (예를 들어 LED (Light Emitting Diode) 디스플레이, OLED (Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, LD (Laser Diode) 디스플레이 등) 등이 포함된다. 또한, 주지의 플라즈마 디스플레이 (PDP) 의 각 화소에 형성되어 있는 형광 물질을 제거하면, 자외역의 광을 발광하는 자발광형 화상 표시 소자가 된다.
또한, 본 발명은, 반도체 제조용 노광 장치에 한정하지 않고, 액정 표시 소자 등을 포함한 디스플레이의 제조에 사용되는, 디바이스 패턴을 유리 플레이트 상에 전사하는 노광 장치, 박막 자기 헤드의 제조에 사용되는 디바이스 패턴을 세라믹 웨이퍼 상에 전사하는 노광 장치, 및 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로 머신, 유기 EL, DNA 칩 등의 제조에 사용되는 노광 장치 등에도 적용할 수 있다. 또한, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스 뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자빔 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 유리 기판 또는 규소 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 여기서, DUV (원자외) 광이나 VUV (진공 자외) 광 등을 이용하는 노광 장치에서는 일반적으로 투과형 레티클이 이용되고, 레티클 기 판으로서는 석영 유리, 불소가 도핑된 석영 유리, 형석, 불화마그네슘, 또는 수정 등이 사용된다. 또한, 프록시미티 방식의 X 선 노광 장치, 또는 전자빔 노광 장치 등에서는 투과형 마스크 (스텐실 마스크, 멤브레인 마스크) 가 이용되고, 마스크 기판으로서는 규소 웨이퍼 등이 사용된다.
반도체 디바이스는, 디바이스의 기능?성능 설계를 실시하는 단계, 이 설계 단계에 기초하는 레티클을 제작하는 단계, 규소 재료로 웨이퍼를 제작하는 단계, 전술한 실시형태의 리소그래피 시스템 (110) 및 노광 장치 (100i) 에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 단계, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다), 검사 단계 등을 거쳐 제조된다.
산업상이용가능성
본 발명의 보정 방법 및 노광 장치는, 복수의 감광 물체의 각각에 대하여 연속적 또는 단속적으로 노광을 실시하기에 적합하다.

Claims (22)

  1. 노광 장치에 순차 투입되는 복수의 감광 물체 각각에 대하여 복수의 구획 영역을 전사 형성할 때에, 상기 각 감광 물체의 위치의 보정을 실시하는 보정 방법 으로서,
    상기 노광 장치 및 상기 노광 장치에 투입된 감광 물체의 적어도 한쪽에 관련하는 소정의 정보에 기초하여, 상기 각 구획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분을 고려하여 그 감광 물체의 위치를 보정하기 위해 상기 노광 장치에 형성된 보정 기능으로서, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 각각 상이한 복수의 보정 기능 중에서, 하나 이상의 기능을 선택하는 선택 공정을 포함하며,
    상기 고려 가능한 차수가 상이한 보정 기능으로서,
    상기 2차원 격자의 비선형 성분을 근사하여 얻어지는 소정 차수의 항을 포함한 함수를, 상기 각 구획 영역을 전사 형성할 때의 상기 감광 물체의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 함수 보정 기능과;
    상기 2차원 격자의 비선형 성분에 대응하는 상기 각 구획 영역의 비선형 성분의 집합체인 보정 맵을, 상기 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 맵 보정 기능을 포함하는, 보정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 보정 기능에는,
    상기 노광 장치에 투입된 감광 물체 상의 복수의 기성 (旣成) 구획 영역의 배열의 검출 결과에 의해 규정되는 상기 2차원 격자의 제 1 비선형 성분에 관한 정보를 추출하고, 그 추출 결과를, 상기 각 구획 영역을 전사 형성할 때의 그 감광 물체의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 제 1 보정 기능과;
    소정의 기준 격자에 대한 상기 2차원 격자의 비선형 성분으로서 미리 추출된 제 2 비선형 성분에 관한 정보를, 상기 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 제 2 보정 기능이 포함되는 것을 특징으로 하는 보정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 선택 공정에서, 상기 제 1 보정 기능이 선택되었을 경우에는,
    상기 복수의 감광 물체 중, 최초로 상기 노광 장치에 투입되는 소정 수의 감광 물체에 대해서는, 그 감광 물체의 상기 각 기성 구획 영역의 위치 정보를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 상기 제 1 비선형 성분에 관한 정보를 상기 보정 정보로서 추출하고,
    다른 감광 물체에 대해서는, 그 감광 물체의 상기 각 기성 구획 영역의 위치 정보를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하는 상기 제 1 비선형 성분에 관한 정보를 상기 보정 정보로서 추출할지, 과거에 상기 노광 장치에 투입된 감광 물체의 상기 제 1 비선형 성분에 관한 정보를 상기 보정 정보로서 이용할지를, 상기 소정의 정보에 따라 판단하는 것을 특징으로 하는 보정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정 수의 감광 물체에 대하여, 그 투입된 감광 물체 상의 기성 구획 영역의 위치 정보의 계측 결과에 기초하여 상기 보정 정보를 구하는 경우에는,
    상기 소정의 정보에 따라, 상기 보정 정보를, 상기 제 1 비선형 성분에 관한 정보의 평균치로 할지, 금회 투입된 감광 물체의 상기 각 기성 구획 영역의 위치 정보의 계측 결과에만 기초하는 상기 제 1 비선형 성분에 관한 정보로 할지를 판단하는 것을 특징으로 하는 보정 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 정보에는,
    상기 노광 장치에 투입된 감광 물체 상에 상기 기성 구획 영역이 형성되어 있는지 여부를 나타내는 정보가 포함되고,
    상기 선택 공정에서는,
    그 투입된 감광 물체 상에 상기 기성 구획 영역이 형성되어 있지 않으면, 상기 제 2 보정 기능을 선택하는 것을 특징으로 하는 보정 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 선택 공정에서, 상기 제 1 보정 기능 및 상기 제 2 보정 기능이 선택되었을 경우에는,
    상기 제 1 비선형 성분에 관한 정보에 포함되는 소정 차수 이하의 제 1 성분과, 상기 제 2 비선형 성분에 관한 정보에 포함되는 성분 중, 상기 제 1 성분에 상당하는 성분을 제외한 제 2 성분을 보정 정보로서 이용하여, 상기 노광 장치에 투입된 상기 각 감광 물체의 위치를 보정하는 보정 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 정보는,
    상기 노광 장치에 투입된 감광 물체 상의 복수의 기성 구획 영역의 실측 위치 정보와, 상기 함수 보정 기능을 선택했을 경우에 얻어지는 보정 정보에 기초하는 그 기성 구획 영역의 위치 정보의 잔차를 포함하고,
    상기 선택 공정에서는,
    상기 잔차가 허용치 이상인 경우에는, 상기 맵 보정 기능을 선택하는 것을 특징으로 하는 보정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 선택 공정을 실시한 후,
    상기 보정 정보에 기초하는 상기 각 기성 구획 영역의 위치 정보와 그 실측치의 잔차가 허용 범위내가 될 때까지, 상기 함수의 차수와, 위치 정보의 계측 대상이 되는 상기 기성 구획 영역의 수 및 배치 중 적어도 한쪽을 최적화하는 최적화 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 정보에는,
    상기 노광 장치에 상기 감광 물체가 투입되기 전후에 있어서의 환경의 변화에 관한 정보와, 상기 노광 장치에 투입되고 나서 노광될 때까지의 상기 감광 물체의 대기 시간에 관한 정보와, 상기 감광 물체 상의 복수의 기성 구획 영역의 전사 형성에 이용된 노광 장치에 관한 정보와, 상기 노광 장치에 과거에 투입된 감광 물체와 금회 투입된 감광 물체의 비선형 성분의 차이에 관한 정보 중 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 하는 보정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 환경의 변화에 관한 정보는, 상기 감광 물체의 온도 변화에 관한 정보인 것을 특징으로 하는 보정 방법.
  12. 복수의 감광 물체 각각에 복수의 구획 영역을 전사 형성하는 노광 장치로서,
    투입된 감광 물체를 유지하는 이동체를 갖고, 그 이동체에 유지된 감광 물체에 대하여 상기 복수의 구획 영역의 전사 형성을 실시하는 전사 장치와;
    상기 전사 장치 및 상기 이동체에 유지된 감광 물체의 적어도 한쪽에 관련하는 소정의 정보에 기초하여, 상기 각 구획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분을 고려하여 그 감광 물체의 위치를 보정하기 위해 형성된 보정 기능으로서, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 각각 상이한 복수의 보정 기능 중에서, 하나 이상의 기능을 선택하는 선택 장치와;
    상기 복수의 보정 기능을 갖고, 상기 이동체에 유지된 감광 물체를 소정의 위치에 위치 정합할 때에, 상기 선택 장치에 의해 선택된 보정 기능을 이용하여, 상기 이동체에 유지된 감광 물체의 위치를 보정하는 보정 장치를 구비하고,
    상기 보정 장치는,
    상기 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 상이한 복수의 보정 기능으로서,
    상기 2차원 격자의 비선형 성분을 근사하여 얻어지는 소정 차수의 항을 포함한 함수를, 상기 전사 장치를 이용하여 상기 이동체에 유지된 감광 물체 상에 상기 각 구획 영역을 전사 형성할 때의 그 감광 물체의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 함수 보정 기능과;
    상기 2차원 격자의 비선형 성분에 대응하는 상기 각 구획 영역의 비선형 성분의 집합체인 보정 맵을, 상기 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 맵 보정 기능을 갖는, 노광 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이동체에 유지된 감광 물체 상의 복수의 구획 영역 중 임의의 구획 영역의 위치 정보의 실측치를 계측하는 계측 장치와;
    상기 이동체에 유지된 감광 물체 상의 복수의 구획 영역의 배열에 의해 규정되는 상기 2차원 격자의 비선형 성분에 관한 정보를 상기 계측 장치의 계측 결과로부터 추출하는 추출 장치를 추가로 구비하고,
    상기 보정 장치는,
    상기 복수의 보정 기능으로서,
    상기 이동체에 유지된 감광 물체 상의 복수의 기성 구획 영역의 배열의 검출 결과에 의해 규정되는 상기 2차원 격자의 제 1 비선형 성분에 관한 정보의 상기 추출 장치에 의한 추출 결과를, 상기 각 구획 영역을 전사 형성할 때의 그 감광 물체의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 제 1 보정 기능과;
    소정의 기준 격자에 대한 상기 2차원 격자의 비선형 성분으로서, 미리 추출 된 제 2 비선형 성분에 관한 정보를, 상기 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 제 2 보정 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 선택 장치에 의해 선택된 보정 기능에 의해 사용되는 보정 정보에 기초하는 상기 각 구획 영역의 위치 정보와 계측 장치에 의해 계측된 그 구획 영역의 위치 정보의 실측치의 잔차가 허용 범위내가 될 때까지, 상기 함수의 차수와, 위치 정보의 계측 대상이 되는 구획 영역의 수 및 배치 중 적어도 한쪽을 최적화하는 최적화 장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 소정의 정보에는,
    계측 장치의 계측 결과에 의해 추출된, 상기 전사 장치에 과거에 투입된 감광 물체와 금회 투입된 감광 물체의 비선형 성분의 차이에 관한 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 소정의 정보에는,
    상기 전사 장치에 상기 감광 물체가 투입되기 전후에 있어서의 환경의 변화에 관한 정보와, 상기 전사 장치에 투입되고 나서 노광될 때까지의 상기 감광 물체의 대기 시간에 관한 정보 중 하나 이상이 포함되고,
    상기 소정의 정보에 포함되는 하나 이상의 정보를 검출하는 검출 장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 환경의 변화에 관한 정보는, 상기 감광 물체의 온도 변화에 관한 정보인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 소정의 정보에는,
    상기 전사 장치에 투입된 감광 물체 상에 구획 영역이 형성되어 있는지 여부를 나타내는 정보와, 상기 각 구획 영역의 전사 형성에 이용된 노광 장치에 관한 정보 중 적어도 한쪽이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  20. 노광 장치에 순차 투입되는 복수의 감광 물체 각각에 대하여 복수의 구획 영역을 전사 형성할 때에 행해지는, 상기 각 감광 물체의 위치 보정시에 사용되는 소정 정보를 계측하는 계측 장치로서,
    상기 소정 정보는, 상기 각 구획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분을 고려하여 그 감광 물체의 위치를 보정하기 위해 상기 노광 장치에 형성된 보정 기능으로서, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 각각 상이한 복수의 기능 중에서 하나 이상의 보정 기능을 선택할 때에 사용되는 정보인 것을 특징으로 하며,
    상기 고려 가능한 차수가 상이한 보정 기능으로서,
    상기 2차원 격자의 비선형 성분을 근사하여 얻어지는 소정 차수의 항을 포함한 함수를, 상기 각 구획 영역을 전사 형성할 때의 상기 감광 물체의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 함수 보정 기능과;
    상기 2차원 격자의 비선형 성분에 대응하는 상기 각 구획 영역의 비선형 성분의 집합체인 보정 맵을, 상기 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 맵 보정 기능을 포함하는 계측 장치.
  21. 노광 장치에 순차 투입되는 복수의 감광 물체 각각에 대하여 복수의 구획 영역을 전사 형성할 때에 행해지는, 상기 각 감광 물체의 위치 보정시에 사용되는 정보로서, 상기 각 구획 영역의 형성 위치의 기준이 되는 2차원 격자의 비선형 성분을 고려하여 그 감광 물체의 위치를 보정하기 위해 상기 노광 장치에 형성된 보정 기능으로서, 고려 가능한 비선형 성분의 차수가 각각 상이한 복수의 보정 기능 중에서 하나 이상의 보정 기능을 선택할 때에 사용되는 정보인 소정 정보를 계측하는 계측 유닛과;
    상기 계측 유닛으로 계측한 상기 소정 정보를, 상기 계측 유닛과는 별도로 설치되어 있고 또한 여러 가지의 정보를 축적하는 서버에 송신하는 송신 유닛을 가지며,
    상기 고려 가능한 차수가 상이한 보정 기능으로서,
    상기 2차원 격자의 비선형 성분을 근사하여 얻어지는 소정 차수의 항을 포함한 함수를, 상기 각 구획 영역을 전사 형성할 때의 상기 감광 물체의 위치를 보정하기 위한 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 함수 보정 기능과;
    상기 2차원 격자의 비선형 성분에 대응하는 상기 각 구획 영역의 비선형 성분의 집합체인 보정 맵을, 상기 보정 정보로서 이용하는 하나 이상의 맵 보정 기능을 포함하는 계측 장치.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 감광 물체 상의 상이한 층간에 형성된 패턴의 중첩 오차를 계측하는 중첩 계측 장치이고,
    상기 소정 정보란, 복수의 연속하는 로트간의 중첩 오차 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
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