KR101357960B1

KR101357960B1 - 측정 검사 방법, 측정 검사 장치, 노광 방법, 디바이스제조 방법 및 디바이스 제조 장치

Info

Publication number: KR101357960B1
Application number: KR1020087017940A
Authority: KR
Inventors: 신이치 오키타
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2014-02-03
Also published as: US20070259290A1; WO2007125853A1; US7688436B2; TWI342038B; JP5057248B2; JPWO2007125853A1; KR20090009773A; TW200746259A

Abstract

이중 노광에 이용되는 한쪽의 레티클 검사에 있어서는, 그 패턴 영역을, (a) 투광부인지 차광부인지, (b) 다른쪽 레티클의 패턴 영역이 투광부인지, 차광부인지, 패턴의 근접부인지 등에 따라, 복수의 영역으로 분할하고, 수율과 직결되는 이상을 검출할 수 있도록, 영역마다 검사 조건을 변경한다. 이에 따라, 디바이스 생산의 수율과 직결된 레티클(R1, R2)의 결함 검사가 가능해진다.

Description

측정 검사 방법, 측정 검사 장치, 노광 방법, 디바이스 제조 방법 및 디바이스 제조 장치{MEASURING AND INSPECTING METHOD, MEASURING AND INSPECTING APPARATUS, EXPOSING METHOD, DEVICE MANUFACTURING METHOD AND DEVICE MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은 측정 검사 방법, 측정 검사 장치, 노광 방법, 디바이스 제조 방법 및 디바이스 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 기판 상의 피노광 영역의 동일한 영역에 조사되는 복수의 노광광 각각의 광로 상에 배치되는 복수의 마스크 중 적어도 하나를 측정 검사하는 측정 검사 방법, 상기 측정 검사 방법을 이용한 측정 검사 장치, 복수의 노광광을 기판 상의 피노광 영역에 조사하는 노광 방법, 복수의 노광광을 기판의 피노광 영역에 조사하는 노광 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법 및 상기 디바이스 제조 방법을 이용한 디바이스 제조 장치에 관한 것이다.

종래, 레티클(마스크)의 패턴 형성면에 대한 결함 검사는, 작업 처리량의 관점에서, 노광 직전이 아니라 레티클 제조 후, 또는, 정기 검사 시 등에 실시되고 있다. 그러나, 최근에 와서는, 기판 상에 전사되는 디바이스 패턴의 해상도의 향상 등을 목적으로 해서, 기판의 피노광면 상의 동일한 영역에, 복수의 패턴을 중첩시켜 전사하는 소위 다중 노광법이 이용되고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 다중 노광법에서는, 통상의 노광법에 비하여, 노광광이 조사되는 패턴의 유효 면적이 커지기 때문에, 노광 직전의 레티클 상의 패턴 형성면에 대한 결함 검사의 필요성이 늘고 있다.

노광 직전의 레티클 결함 검사에서는, 작업 처리량 향상의 관점에서, 디바이스 생산의 수율에 영향을 끼치는 결함만을 검사할 수 있는 것이 바람직하다. 그러나 다중 노광법에서는, 기판 상의 노광 결과는, 복수의 레티클 상의 패턴의 중첩 전사의 결과이기 때문에, 패턴 형성면 상에서의 디바이스 생산의 수율과 직결되는 결함과, 그렇지 않은 결함을 확인하는 것이 통상의 노광법에 비하여 매우 곤란하다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 평성 제10-209039호 공보

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 제1 관점에서 보면, 기판 상의 피노광 영역의 동일한 영역에 조사되는 복수의 노광광 각각의 광로 상에 배치되는 복수의 마스크 중 적어도 하나를 측정 검사하는 측정 검사 방법으로서, 상기 복수의 마스크 중의 제1 마스크 상에 형성된 제1 패턴에 관한 정보에 따라서, 상기 복수의 마스크 중의 상기 제1 마스크와는 다른 제2 마스크에 관한 측정 검사 처리의 처리 내용을 변경하는 측정 검사 방법이다.

이에 따르면, 기판 상의 동일 영역에 대한 노광에 이용되는 복수의 마스크 각각의 측정 검사 처리의 처리 내용을, 다른 마스크에 관한 정보에 따라서 변경한다. 이에 따라, 개개의 마스크에 의한 노광 상태뿐만 아니라, 기판 상의 피노광 영역의 동일한 영역에서의 종합적인 노광 상태를 고려한, 디바이스 생산의 수율과 직결되는 마스크의 측정 검사가 가능해진다.

본 발명은, 제2 관점에서 보면, 기판 상의 피노광 영역의 동일한 영역에 조사되는 복수의 노광광 각각의 각 광로 상에 배치되는 복수의 마스크 중 적어도 하나를 측정 검사하는 측정 검사 방법으로서, 상기 피노광 영역의 동일 영역에 조사되는 상기 복수 노광광의 총 광량을 구하는 공정을 포함하는 측정 검사 방법이다.

이에 따르면, 개개의 마스크를 통한 각 노광광에 의한 노광량뿐만 아니라, 기판 상의 피노광 영역의 동일한 영역에 조사되는 복수의 노광광의 총 광량(광량의 총량)을 고려한, 디바이스 생산의 수율과 직결되는 마스크의 측정 검사가 가능해진다.

본 발명은, 제3 관점에서 보면, 복수의 노광광을 기판 상의 피노광 영역에 조사하는 노광 방법으로서, 상기 복수의 노광광 각각의 광로 상에 배치되는 복수의 마스크 중의 제1 마스크 상에 형성된 제1 패턴에 관한 정보에 따라서 상기 제1 마스크와는 다른 제2 마스크를 측정 검사 처리하고, 상기 측정 검사 처리의 결과에 기초하여, 상기 기판의 노광 처리를 제어하는 노광 방법이다.

이에 따르면, 복수의 노광광의 각 광로 상에 배치되는 복수의 마스크 중의 제1 마스크 상에 형성된 제1 패턴에 관한 정보를 이용한 제2 마스크의 측정 검사 결과, 즉 복수의 마스크에 걸친 종합적인 측정 검사 결과에 기초하여, 상기 기판의 노광 처리를 제어할 수 있다. 이에 따라, 종합적인 측정 검사를 합격한 마스크를 이용한 고정밀도의 노광이 가능해진다.

본 발명은, 제4 관점에서 보면, 복수의 노광광을 기판의 피노광 영역에 조사하는 노광 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법으로서, 상기 복수의 노광광 각각의 광로 상에 배치되는 복수의 마스크 중의 제1 마스크 상에 형성된 제1 패턴에 관한 정보에 따라서 상기 제1 마스크와는 다른 제2 마스크를 측정 검사 처리하는 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.

이에 따르면, 개개의 마스크에 의한 노광 상태뿐만 아니라, 기판 상의 피노광 영역의 동일한 영역에서의 종합적인 노광 상태를 고려한, 수율과 직결되는 마스크의 측정 검사가 가능해져서, 디바이스 생산의 수율이 향상된다.

본 발명은, 제5 관점에서 보면, 복수의 노광광을 기판 상의 피노광 영역에 조사하는 노광 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법으로서, 상기 복수의 노광광 각각의 광로 상에 배치되는 복수의 마스크 각각을 통해 상기 피노광 영역의 소정 위치에 조사되는 상기 복수 노광광의 총 광량에 기초하여, 상기 마스크에 소정 처리를 실시하는 디바이스 제조 방법이다.

이에 따르면, 복수의 노광광의 총 광량에 기초하여, 마스크에 소정 처리를 실시하기 때문에, 다중 노광에 의해 생산되는 디바이스의 수율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 제6 관점에서 보면, 복수의 패턴의 상(像)을 물체 상의 동일 영역에 동시에 또는 순차적으로 형성하여 상기 물체를 노광하는 노광 방법으로서, 동일 마스크 또는 다른 마스크 상에 형성되는 상기 복수의 패턴 중의 하나의 패턴이 형성된 영역에 대한 측정 검사 처리를, 상기 복수의 패턴 중의 나머지 중 적어도 하나의 패턴에 관한 정보를 고려하여 실행하고, 상기 측정 검사 처리의 결과에 기초하여, 상기 물체의 노광 조건을 제어하는 노광 방법이다.

이에 따르면, 동일 마스크 또는 다른 마스크 상에 형성되는 상기 복수의 패턴 중의 다른 패턴의 정보를 고려한 하나의 패턴이 형성된 영역에 대한 측정 검사 결과, 즉 복수의 패턴에 걸친 종합적인 측정 검사 결과에 기초하여, 상기 물체의 노광 조건을 제어할 수 있다. 이에 따라, 종합적인 측정 검사에 합격한 복수의 패턴을 이용한 고정밀도의 노광이 가능해진다.

도 1은 일실시형태에 따른 디바이스 제조 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다.

도 2는 일실시형태에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.

도 3은 레티클 측정 검사기의 개략 구성도이다.

도 4는 디바이스 제조 공정의 플로우차트이다.

도 5는 레티클 최적화의 플로우차트이다.

도 6의 (A) 내지 도 6의 (E)는, 패턴 영역의 분류를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 검사 조건 맵을 작성할 때의 기준을 정리한 표이다.

이하, 본 발명의 일실시형태를 도 1 내지 도 7에 기초하여 설명한다.

도 1에는, 일실시형태에 따른 디바이스 제조 시스템의 개략 구성이 도시되어 있다. 디바이스 제조 시스템(1000)은, 반도체 웨이퍼를 처리하여, 마이크로 디바이스를 제조하기 위해서 디바이스 제조 공장 내에 구축된 시스템이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 디바이스 제조 시스템(1000)은, 노광 장치(100)와, 노광 장치(100)에 인접하여 배치된 트랙(200)과, 관리 컨트롤러(160)와, 해석 장치(500)와, 호스트 시스템(600)과, 디바이스 제조 장치군(900)을 구비하고 있다.

노광 장치(100)는, 디바이스 패턴을, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼에 전사하는 장치이다. 도 2에는, 노광 장치(100)의 개략 구성이 도시되어 있다. 노광 장치(100)는, 노광광(IL1, IL2)을 사출하는 조명계(10), 노광광(IL1)에 의해 조명되는 디바이스 패턴 등이 형성된 레티클(R1)과, 노광광(IL2)에 의해 조명되는 디바이스 패턴 등이 형성된 레티클(R2)을 레티클 홀더(RH)를 각각 통해 유지하는 레티클 스테이지(RST), 노광광(IL1, IL2)에 의해 조명된 레티클(R1, R2)에 각각 형성된 디바이스 패턴의 일부를 웨이퍼(W)의 피노광면 상에 투영하는 양측 텔레센트릭(telecentric)한 투영 광학계(PL), 노광 대상이 되는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 홀더(WH)를 통해 유지하는 웨이퍼 스테이지(WST) 및 이들을 통괄 제어하는 주제어 장치(20)를 구비하고 있다.

레티클(R1, R2) 상에는, 각각 회로 패턴 등을 포함하는 디바이스 패턴이 형성되어 있다. 조명계(10)로부터의 조명광(IL1, IL2)은, 레티클(R1, R2) 각각의 패턴 형성면의 일부에 조사된다. 이 조사 영역을 조명 영역(IAR1, IAR2)으로 한다.

조명 영역(IAR1, IAR2)을 각각 경유한 조명광(IL1, IL2)은, 투영 광학계(PL)를 통해, 웨이퍼 스테이지(WST)에 유지된 웨이퍼(W)의 피노광면(웨이퍼면)의 일부 에 입사되고, 거기에 조명 영역(IAR1, IAR2)의 디바이스 패턴의 투영상이 중첩되도록 형성된다. 이 투영상이 형성되는 영역을 노광 영역(IA)으로 한다. 웨이퍼(W)의 피노광면에는, 포토레지스트가 도포되어 있으며, 노광 영역(IA)에 대응하는 부분에 투영상의 패턴이 전사되게 된다.

여기서, 투영 광학계(PL)의 광축을 따른 좌표축을 Z축으로 하는 XYZ 좌표계를 생각한다. 웨이퍼 스테이지(WST)는 XY 평면에서 이동할 수 있고, 웨이퍼(W)의 피노광면을, Z축 방향의 시프트, θx(X축 둘레의 회전) 방향, θy(Y축 둘레의 회전) 방향으로 조정하는 것이 가능하다. 또한, 레티클(R1, R2)을 유지하는 레티클 스테이지(RST)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 스테이지(WST)에 동기하여 XY면 내에서 이동할 수 있다.

레티클 스테이지(RST)와, 웨이퍼 스테이지(WST)의 투영 광학계(PL)의 투영 배율에 따른 동기 주사에 의해, 레티클(R1, R2) 상의 디바이스 패턴이 조명 영역(IAR1, IAR2)을 통과하는 데 동기하여, 웨이퍼(W)의 피노광면이 노광 영역(IA)을 통과하게 된다. 이에 따라, 레티클(R1, R2) 상의 패턴 형성면의 전체의 디바이스 패턴이, 웨이퍼(W)의 피노광면 상의 일부의 영역(샷 영역)에 전사되게 된다. 노광 장치(100)는, 노광광(IL1, IL2)에 대하여, 전술한 레티클 스테이지(RST)와 웨이퍼 스테이지(WST)의 상대 동기 주사와, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 스테이지(WST)의 스텝핑을 반복함으로써, 레티클(R1, R2) 상의 디바이스 패턴을 웨이퍼(W) 상의 복수의 샷 영역에 전사하고 있다. 즉, 노광 장치(100)는, 소위 다중 노광(이중 노광)을 행하는 주사 노광(스텝·앤드·스캔) 방식의 노광 장치이다.

노광 장치(100)에 있어서, 레티클 홀더(RH)는, 레티클 스테이지(RST)와 일체화되어 있지 않고, 탈착이 가능하다. 물론, 레티클(R1, R2)을 유지하고 있지 않은 상태에서도, 그러한 탈착이 가능하며, 도시하지 않은 레티클 홀더 교환기에 의해 교환 가능하게 되어 있다.

주제어 장치(20)는, 노광 장치(100)의 구성 각부를 제어하는 컴퓨터 시스템이다. 주제어 장치(20)는, 디바이스 제조 시스템(1000) 내에 구축된 통신 네트워크에 접속되어, 그 통신 네트워크를 통해 외부와의 데이터 송수신이 가능하게 되어 있다.

도 1로 되돌아가서, 노광 장치(100)에는, 노광에 이용되는 레티클(R1, R2)을, 레티클 스테이지(RST)에 로드하기 전에 검사하는 레티클 측정 검사기(130)가 인라인으로 접속되어 있다. 레티클 측정 검사기(130)는, 레티클(R1, R2)의 여러 가지 측정 검사를 행한다.

레티클(R1, R2)의 패턴 형성면은 유리면이며, 기본적으로는, 이 유리면에 크롬 등의 금속을 증착하여 금속막을 형성하고, 이 금속막에 패터닝을 행함으로써, 패턴 형성면 상에 패턴 영역이 형성되어 있다. 이하, 이 패턴 영역에 형성된 패턴을 크롬 패턴이라고도 부른다.

레티클 측정 검사기(130)는, 레티클(R1, R2)의 패턴 형성면의 외관 검사에 의해, 그 패턴 형성면의 결함을 검출한다. 이 결함은, 하드 결함과 소프트 결함으로 분류된다. 하드 결함에는, 크롬 패턴의 부족, 불필요한 크롬 패턴의 잔류, 및 유리 흠집 등이 있다. 또한, 소프트 결함에는, 먼지, 때, 및 이물 등이 있다. 하드 결함은, 화학적·기계적인 클리닝 프로세스로 제거할 수 없으나, 소프트 결함은, 이들 프로세스로 제거가 가능하다. 외관 검사에서는, 패턴 형성면의 하드 결함 및 소프트 결함을 검출한다.

레티클(R1, R2)의 패턴 형성면은, 투광부와 차광부로 나눌 수 있다. 투광부상의 결함은, 패턴 형성면을 조명하여, 그 이면으로부터 촬상하고, 그 촬상 결과에 기초하여 결함을 검출한다. 레티클 측정 검사기(130)는, 투과광에 의해 촬상한 패턴을, 칩 비교(die-to-die 비교), 또는, 데이터 비교(die-to-DB(database) 비교)함으로써, 그 비교 결과에 있어서의 차이를, 투광부에서의 결함으로서 검출한다. 일반적으로, 레티클 측정 검사기(130)에 있어서의 결함의 검출 감도는, 표준으로, 설계 패턴룰의 1/3 정도로 설정되어 있다. 예컨대, 설계 패턴룰이 0.3 ㎛인 경우에는, 0.1 ㎛ 정도의 검출 감도가 표준으로 요구된다. 이러한 결함 검사 감도 및 촬상 데이터의 화소수 등은, 패턴 형성면 내의 각 지점에서, 어느 정도 조정 가능하게 되어 있다.

패턴 형성면의 차광부 상의 결함은, 상기한 바와 같은 투과 조명 방식으로 검출하는 것이 곤란하기 때문에, 레이저 산란광 방식을 이용하여 검출한다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 레티클 측정 검사기(130)는, 노광 장치(100)에 있어서의 레티클 스테이지(RST)에 상당하는 스테이지(도시하지 않음)와, 광원(801)과, 진동 미러(802)와, 주사 렌즈(803)와, 수광기(808, 809, 810)를 포함한다. 스테이지는, 레티클 스테이지(RST)와 마찬가지로, 레티클(R1)을 유지한 레티클 홀더(RH)를 진공 흡착 유지 가능하게 구성되어 있다. 이 스테이지에는, 전술한 레티클 홀더 교환기 에 의해, 레티클 홀더(RH)가 로드되어 있으며, 레티클 홀더(RH)는 스테이지 상에 흡착 유지되어 있다. 그리고, 이 레티클 홀더(RH) 상에는, 레티클(R1)이 패턴 형성면을 위로 향해서[즉, 레티클 스테이지(RST) 상과는 표리 반대 방향으로) 흡착 유지되어 있다. 레티클(R1)의 패턴 형성면[피검면(804)] 상에는, 회로 패턴이 형성되어 있는 것으로 하고, 그 일부에 이물(806)이 부착되어 있는 것으로 한다. 또, 도 3에서는 도시가 생략되어 있으나, 도시하지 않은 스테이지 상에는, 레티클(R2)을 유지 가능한 레티클 홀더도 설치되어 있다.

광원(801)으로부터 사출된 광 빔(L1)은, 진동 미러(갈바노 스캐너 미러 또는 폴리곤 스캐너 미러)(802)에 의해 편향되어 주사 렌즈(803)에 입사되고, 이 주사 렌즈(803)로부터 사출된 광 빔(L2)이, 피검면(804) 상의 주사선(805) 상을 주사한다. 이때에, 광 빔(L2)의 주사 주기보다도 느린 속도로 피검면(804)을 그 주사선(805)과 직교하는 방향으로 이동시키면, 광 빔(L2)에 의해 피검면(804) 상의 전면을 주사할 수 있게 된다. 이 경우, 피검면(804)의 표면 상에 이물(806)이 존재하는 영역에 광 빔(L2)이 조사되면 산란광(L3)이 발생한다. 또한, 피검면(804) 상에 부착된 이물 및 패턴 결함 등과는 다른, 예컨대 레티클(R1) 상의 회로 패턴이 존재하는 영역에 광 빔(L2)이 조사되면, 그 패턴(807)으로부터는 회절광(L4)이 발생한다.

도 3에서는, 수광기(808, 809 및 810)가 서로 다른 방향으로부터 주사선(805)에 대향하도록 배치되어 있다. 이물(806)로부터 발생하는 산란광(L3)은 거의 전 방향을 향하여 발생하는 등방적 산란광이 되는 데 비해서, 패턴(807)으로부 터 발생하는 회절광(L4)은 회절에 의해 발생하기 때문에, 공간적으로 이산적인 방향으로 사출되는 지향성이 강한 빛이 된다. 이 산란광(L3)과, 회절광(L4)의 성질의 차이를 이용하여, 수광기(808, 809 및 810) 모두에서 빛을 검출한 경우에는, 그 빛은 결함으로부터의 산란광이라고 판단할 수 있고, 수광기(808, 809 및 810) 중에서 하나라도 빛을 검출하지 않은 수광기가 존재하는 경우에는, 그 빛은 패턴으로부터의 회절광이라고 판단할 수 있다. 이 결과, 레티클 측정 검사기(130)에서는, 차광부 상의 이물(806)을 검출하는 것이 가능해진다.

레티클 측정 검사기(130)에 있어서는, 광 빔의 주사 속도, 및 레티클(R1)을 보내는 이송 속도를 주사 중에 변경하는 것이 가능하다. 이에 따라, 결함을 정밀하게 검사하고 싶은 장소에서는, 빛의 주사 속도와 레티클(R1)을 보내는 이송 속도를 느리게 설정하는 것도 가능하다. 또한, 레티클 측정 검사기(130)에서는, 산란광의 검출 감도를 주사 중에 변경 가능하다. 이에 따라, 미소한 결함을 검출하고 싶은 장소(예컨대, 패턴이 미세한 장소)에서는, 검출 감도를 높게 설정하는 것이 가능하다.

또한, 레티클 측정 검사기(130)는, 피조(Fizeau) 간섭계(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 레티클 측정 검사기(130)는, 레티클 홀더(RH)에 흡착 유지된 상태에서의 레티클(R1, R2)의 패턴 형성면의 면 형상을, 피조 간섭계 등을 이용하여 계측 가능하다.

패턴 형성면의 결함 검사 데이터 및 면 형상의 측정 데이터 등의 계측 미가공(raw) 데이터는, 도시하지 않은 기억 장치에 저장된다. 레티클 측정 검사기(130)는, 외부의 통신 네트워크와 접속되어, 외부의 장치와 데이터의 송수신이 가능하게 되어 있으며, 이들 계측 미가공 데이터를 필요에 따라서 외부에 송신한다.

또, 디바이스 제조 시스템(1000)에서는, 동일한 패턴이 형성된 레티클이 복수 매 준비되어 있다. 즉, 레티클(R1)로서 사용될 가능성이 있는 레티클이 복수 매, 레티클(R2)로서 사용될 가능성이 있는 레티클이 복수 매 준비되어 있다. 노광 장치(100)에서는, 이들 레티클 중에서, 서로의 패턴 형성면끼리의 상성(相性)이 양호한 레티클을 선택하여, 노광을 행하게 된다.

[트랙]

트랙(200)은, 노광 장치(100)를 둘러싸는 챔버(도시하지 않음)에 접하도록 배치되어 있다. 트랙(200)은, 내부에 구비하는 반송 라인에 의해, 주로 노광 장치(100)에 대한 웨이퍼(W)의 반입·반출을 행하고 있다.

[코터·디벨로퍼]

트랙(200) 내에는, 레지스트 도포 및 현상을 행하는 코터·디벨로퍼(C/D)(110)가 설치되어 있다. C/D(110)는, 그 장치 파라미터의 설정에 의해, 그 처리 상태를, 어느 정도 조정 가능하다. 이 결과, 웨이퍼(W) 상에 도포되는 레지스트의 막 두께, 현상 시간 등의 조정이 가능하다.

C/D(110)는, 노광 장치(100) 및 웨이퍼 측정 검사기(120)와는 독립적으로 동작 가능하다. C/D(110)는, 트랙(200)의 반송 라인을 따라서 배치되어 있다. 따라서, 이 반송 라인에 의해, 노광 장치(100)와 C/D(110) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송이 가능해진다. 또한, C/D(110)는, 디바이스 제조 시스템(1000) 내의 통신 네트워 크와 접속되어 있어, 외부와의 데이터 송수신이 가능하게 되어 있다. C/D(110)는, 예컨대, 그 프로세스에 관한 정보(상기 트레이스 데이터 등의 정보)를 출력 가능하다.

[웨이퍼 측정 검사기]

트랙(200) 내에는, 노광 장치(100)에서의 웨이퍼(W)의 노광 전후(즉, 사전, 사후)에 있어서, 그 웨이퍼(W)에 대한 여러 가지 측정 검사를 행하는 것이 가능한 복합적인 웨이퍼 측정 검사기(120)가 설치되어 있다. 웨이퍼 측정 검사기(120)는, 노광 장치(100) 및 C/D(110)와는 독립적으로 동작 가능하다. 웨이퍼 측정 검사기(120)는, 노광 전의 사전 측정 검사 처리와, 노광 후의 사후 측정 검사 처리를 행한다.

사전 측정 검사 처리에서는, 웨이퍼(W)가 노광 장치(100)에 반송되기 전에, 웨이퍼(W)의 피노광면의 면 형상의 측정, 웨이퍼(W) 상의 이물의 검사 및 웨이퍼(W) 상의 레지스트막 검사 등을 행한다. 한편, 사후 측정 검사 처리에서는, 노광 장치(100)에서 전사되어 C/D(110)에서 현상된 노광 후(사후)의 웨이퍼(W) 상의 레지스트 패턴 등의 선폭 및 중첩 오차, 그리고 웨이퍼 결함·이물 검사 등을 행한다. 웨이퍼 측정 검사기(120)는, 사전 측정 검사의 결과를, 시스템 내의 통신 네트워크를 통해 외부에 데이터 출력하는 것이 가능하다.

웨이퍼 측정 검사기(120)는, 트랙(200)의 반송 라인을 따라서 배치되어 있다. 따라서, 이 반송 라인에 의해, 노광 장치(100)와, C/D(110)와, 웨이퍼 측정 검사기(120) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송이 가능해진다. 즉, 노광 장치(100)와, 트 랙(200)과 웨이퍼 측정 검사기(120)는 상호 인라인 접속되어 있다. 여기서, 인라인 접속이란, 장치 간 및 각 장치 내의 처리 유닛 간을, 로봇 아암 또는 슬라이더 등의 웨이퍼(W)를 자동 반송하기 위한 반송 장치를 통해 접속하는 것을 의미한다. 이 인라인 접속에 의해, 노광 장치(100)와 C/D(110)와 웨이퍼 측정 검사기(120) 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달 시간을 현격히 짧게 할 수 있다.

인라인 접속된 노광 장치(100)와 C/D(110)와 웨이퍼 측정 검사기(120)와, 레티클 측정 검사기(130)는, 이것을 일체로 해서, 하나의 기판 처리 장치(100, 110, 120, 130)로 간주할 수도 있다. 기판 처리 장치(100, 110, 120, 130)는, 레티클(R1, R2)에 대한 측정 검사 공정과, 웨이퍼(W)에 대하여 포토레지스트 등의 감광제를 도포하는 도포 공정과, 감광제가 도포된 웨이퍼(W) 상에 레티클(R1, R2)의 패턴의 상을 투영하여, 노광하는 노광 공정과, 노광 공정이 종료된 웨이퍼(W)를 현상하는 현상 공정 등을 행한다. 이들 공정의 상세한 것에 대해서는 후술한다.

디바이스 제조 시스템(1000)에서는, 노광 장치(100)와, C/D(110)와, 웨이퍼 측정 검사기(120)와, 레티클 측정 검사기(130)가[즉 기판 처리 장치(100, 110, 120, 130)가] 복수 대 설치되어 있다. 각 기판 처리 장치(100, 110, 120, 130), 디바이스 제조 장치군(900)은, 온도 및 습도가 관리된 클린룸 내에 설치되어 있다. 또한, 각 장치 사이에서는, 소정의 통신 네트워크(예컨대 LAN: Local Area Network)를 통해, 데이터 통신을 행하는 것이 가능하다. 이 통신 네트워크는, 고객의 공장, 사업소 또는 회사에 대하여 설치된 소위 인트라 네트라고 불리는 통신 네트워크이다.

기판 처리 장치(100, 110, 120, 130)에 있어서는, 웨이퍼(W)는 복수 매(예컨대 25매)를 1단위(로트(lot)라고 말한다)로 해서 처리된다. 디바이스 제조 시스템(1000)에 있어서는, 웨이퍼(W)는 1로트를 기본 단위로 해서 처리되어 제품화되고 있다. 따라서, 디바이스 제조 시스템(1000)에 있어서의 웨이퍼 프로세스를 로트 처리라고도 말한다.

또, 이 디바이스 제조 시스템(1000)에서는, 웨이퍼 측정 검사기(120)는 트랙(200) 내에 놓여, 노광 장치(100) 및 C/D(110)와 인라인 접속되어 있으나, 이들을 트랙(200) 밖에 배치하여, 노광 장치(100) 및 C/D(110)와는 오프라인으로 구성해도 좋다. 또한, 레티클 측정 검사기(130)를, 노광 장치(100) 내, 또는, 트랙(200) 내에 놓도록 해도 좋다. 즉, 레티클(R1, R2)의 측정 검사를 노광 장치(100) 내에서 행해도 좋다. 요컨대, 레티클 측정 검사기(130)가 레티클(R1, R2)의 반송 경로 상에 놓이도록 하면 된다.

상술한, 웨이퍼 측정 검사기(120) 및 레티클 측정 검사기(130)에 있어서의 정보 처리를 실현하는 하드웨어로서는, 예컨대 퍼스널 컴퓨터(이하, PC라고도 기술한다)를 채용할 수 있다. 이 경우, 정보 처리는 이 정보 처리 장치의 CPU(도시하지 않음)로 실행되는 프로그램의 실행에 의해 실현된다. 해석 프로그램은, CD-ROM 등의 미디어(정보 기록 매체)에 의해 공급되어, PC에 인스톨된 상태에서 실행된다.

[해석 장치]

해석 장치(500)는, 노광 장치(100) 및 트랙(200)과는 독립적으로 동작하는 장치이다. 해석 장치(500)는, 디바이스 제조 시스템(1000) 내의 통신 네트워크와 접속되어 있어, 외부와 데이터 송수신이 가능하게 되어 있다. 해석 장치(500)는, 이 통신 네트워크를 통해 각종 장치로부터 각종 데이터(예컨대 그 장치의 처리 내용)를 수집하여, 웨이퍼에 대한 프로세스에 관한 데이터의 해석을 행한다. 이러한 해석 장치(500)를 실현하는 하드웨어로서는, 예컨대 퍼스널 컴퓨터를 채용할 수 있다. 이 경우, 해석 처리는, 해석 장치(500)의 CPU(도시하지 않음)로 실행되는 해석 프로그램의 실행에 의해 실현된다. 이 해석 프로그램은, CD-ROM 등의 미디어(정보 기록 매체)에 의해 공급되어, PC에 인스톨된 상태에서 실행된다.

해석 장치(500)는, 레티클 측정 검사기(130)의 측정 검사 결과에 기초하여, 레티클(R1, R2)의 처리 조건의 최적화를 행한다. 여기서, 해석 장치(500)의 기능 자체가, 레티클 측정 검사기(130) 내, 또는, 노광 장치(100) 내에 포함되어 있어도 좋다.

[디바이스 제조 장치군]

디바이스 제조 장치군(900)으로서는, CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치(910)와, 에칭 장치(920)와, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장치(930)와, 산화·이온 주입 장치(940)가 설치되어 있다. CVD 장치(910)는, 웨이퍼 상에 박막을 생성하는 장치이고, 에칭 장치(920)는, 현상된 웨이퍼에 대하여 에칭을 행하는 장치이다. 또한, CMP 장치(930)는, 화학 기계 연마에 의해 웨이퍼의 표면을 평탄화하는 연마 장치이고, 산화·이온 주입 장치(940)는, 웨이퍼(W)의 표면에 산화막을 형성하거나, 또는 웨이퍼(W) 상의 소정 위치에 불순물을 주입하기 위한 장치이다. 또한, CVD 장치(910), 에칭 장치(920), CMP 장치(930) 및 산화·이온 주입 장 치(940)도, 노광 장치(100) 등과 마찬가지로 복수 대 설치되어 있으며, 상호 간에 웨이퍼(W)를 반송 가능하게 하기 위한 반송 경로가 형성되어 있다. 디바이스 제조 장치군(900)에는, 이 외에도 프로빙 처리, 리페어(repair) 처리, 다이싱 처리, 패키징 처리 및 본딩 처리 등을 행하는 장치도 포함되어 있다.

[관리 컨트롤러]

관리 컨트롤러(160)는, 노광 장치(100)에 의해 실시되는 노광 공정을 집중적으로 관리하고, 트랙(200) 내의 C/D(110) 및 웨이퍼 측정 검사기(120)의 관리 및 그들의 제휴 동작의 제어를 행한다. 이러한 컨트롤러로서는, 예컨대, 퍼스널 컴퓨터를 채용할 수 있다. 관리 컨트롤러(160)는, 디바이스 제조 시스템(1000) 내의 통신 네트워크를 통해, 처리, 동작의 진척 상황을 나타내는 정보, 및 처리 결과, 측정·검사 결과를 나타내는 정보를 각 장치로부터 수신하고, 디바이스 제조 시스템(1000)의 제조 라인 전체의 상황을 파악하여, 노광 공정 등이 적절하게 행해지도록, 각 장치의 관리 및 제어를 행한다.

[호스트 시스템]

호스트 시스템[이하, 「호스트」라고 부른다](600)은, 디바이스 제조 시스템(1000) 전체를 통괄 관리하여, 노광 장치(100), 트랙(200), 웨이퍼 측정 검사기(120), 레티클 측정 검사기(130), 디바이스 제조 장치군(900)을 통괄 제어하는 메인 호스트 컴퓨터이다. 이 호스트(600)에 대해서도, 예컨대 퍼스널 컴퓨터 등을 채용할 수 있다. 호스트(600)와, 다른 장치 사이는, 유선 또는 무선의 통신 네트워크를 통해 접속되어 있으며, 상호 데이터 통신을 행할 수 있다. 이 데이터 통신에 의해, 호스트(600)는 이 시스템의 통괄 제어를 실현하고 있다.

[디바이스 제조 공정]

다음으로, 디바이스 제조 시스템(1000)에 있어서의 일련의 프로세스의 흐름에 대해서 설명한다. 도 4에는, 이 프로세스의 플로우차트가 도시되어 있다. 디바이스 제조 시스템(1000)의 일련의 프로세스는, 호스트(600) 및 관리 컨트롤러(160)에 의해 스케줄링되어 관리되고 있다.

우선, 도 4의 단계 201에서는, 레티클(R1, R2)을 레티클 측정 검사기(130)에 로드한다. 레티클 측정 검사기(130)의 스테이지 상에는, 2개의 레티클 홀더(RH)가 흡착 유지되어 있으며, 레티클(R1, R2)이 각각 레티클 홀더(RH)에 전술한 방향으로 흡착 유지된다.

다음의 단계 202에서는, 레티클(R1, R2)의 패턴 형성면의 면 형상을 각각 측정한다. 이 면 형상 데이터는 해석 장치(500)에 보내진다.

다음의 단계 203에서는, 레티클(R1)의 최적화를 행한다. 여기서는, 웨이퍼 측정 검사기(120)에 있어서의 레티클(R1)의 패턴 형성면의 결함 검사와, 그 검사 결과를 이용한 해석 장치(500)에 있어서의 레티클(R1)의 최적화가 행해진다.

도 5에는, 단계 203에서 행해지는 레티클(R1)의 최적화의 흐름도가 도시되어 있다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 단계 301에서, 호스트(600)가 처리 개시 지령을 해석 장치(500)에 보낸다. 해석 장치(500)는 지령 수신 대기로 되어 있으며, 이 지령을 수신하면, 단계 302로 진행된다. 단계 302에서, 해석 장치(500)는, 레티클 측정 검사기(130)의 레티클(R1)을 결함 검사할 때의 검사 조건 맵을 작성한다. 레티클 측정 검사기(130)에서는, 레티클(R1)의 패턴 형성면의 영역마다, 그 검사 조건을 변경하는 것이 가능하다. 검사 조건 맵은, 레티클(R1)의 결함 검사에 있어서, 디바이스 생산의 수율에 직접 영향을 미치는 결함만을 검출하기 위한 검사 조건을 패턴면 내의 장소에 대응시켜서 나타낸 것이다.

검사 조건 맵의 작성 기준은, 주로, 그 장소에 형성되어 있는 패턴의 속성에 기초하고 있다. 예컨대, 첫 번째로, 레티클(R1)의 패턴 영역 내의 어떤 지점이, 투광부인지 차광부인지의 여부에 따라, 레티클(R1)의 검사 조건을 변경할 수 있다. 본 실시형태에서는, 투광부의 결함은, 차광부의 결함보다도, 웨이퍼(W)의 전사 결과에 영향을 주기 쉽기 때문에, 투광부의 결함이 보다 엄격히 검출되도록 검사 조건을 변경하는 것이 바람직하다. 해석 장치(500)는, 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1으로 한다) 내의 임의의 지점을 선발하여, 그 지점의 속성(이것을, 패턴 영역(PA1)의 제1 속성으로 한다), 즉 그 지점이 투광부인지 차광부인지에 따라 분류한다.

또한, 본 실시형태에서는, 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1)의 검사 조건을, 상대방의 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2로 한다)에 따라서 변경 가능하게 한다. 해석 장치(500)는 그 지점에 대응하는 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2)의 지점이, 투광부인지 차광부인지의 그 영역의 속성[이것을, 패턴 영역(PA2)의 제1 속성으로 한다], 그 점이 패턴의 근접 영역인지 아닌지의 속성[이것을, 패턴 영역(PA2)의 제2 속성으로 한다], 그 근접하는 패턴의 종류의 속성[이것을, 패턴 영역(PA2)의 제3 속성으로 한다]으로 분류함으로써, 패턴 영역(PA1)을 더 분할한다.

이 분류 시에 적용되는 룰에 대해서 설명한다.

(1) 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1)의 속성(제1 속성)이 투광부이고, 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2)의 제1 속성이 투광부이며, 제2 속성이 근접 영역 외인 영역이 도 6의 (A)에 도시되어 있다. 이러한 영역에 대해서는, 레티클(R1)의 그 영역에 미세한 이물(도 6의 (A) 참조)이 부착되어 있었다고 해도, 그 이물 등의 존재에 의해 노광되지 않았던 부분이, 상대방의 레티클[여기서는 레티클(R2)]의 투광부를 투과한 노광광에 의해 노광되게 되기 때문에, 웨이퍼(W) 상의 실제의 노광 결과에 끼치는 이 이물의 영향은 비교적 작은 것이라 생각된다. 그래서, 이러한 부분에 대해서는, 예컨대, 검출해야 할 이물의 허용 사이즈를 표준보다도 조금 크게 설정하는 것이 바람직하다.

그러나, 다중 노광에서는, 이 부분이, 레티클(R1, R2) 모두 투광부라고 하는 전제하에, 노광광(IL1, IL2)의 노광량이 설정되어 있으며, 이 이물에 의해, 전체의 노광량의 총량이 무시할 수 없을 정도로 저하되는 경우에는, 이물에 대한 어떠한 조치를 행할 필요가 있다. 이러한 의미에서도, 이물의 허용 사이즈는, 전체적인 노광량을 고려하여 적절하게 설정될 필요가 있다.

(2) 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1)의 제1 속성이 투광부이고, 이 부분이, 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2)의 제1 속성이 투광부이며, 제2 속성이 패턴의 근접 영역이고, 제3 속성이 통상 패턴인 부분에 해당하는 부분인 경우에는, 그 지점에 이물이 부착되어 있으면, 광 근접 효과 등에 의해, 웨이퍼(W)의 전사 결과에 대한 이물의 영향이 상승적으로 증폭되기 때문에, 이 영역에서의 결함에 대해서는, 고감도로 검출할 필요가 있다. 여기서는, 이러한 영역을 영역 B로 분류한다. 도 6의 (B)에서는, 패턴 영역(PA1) 상에 부착된 이물이, 패턴 영역(PA2) 상의 통상 패턴(M1)의 근접 영역에 대응하고 있는 모습이 도시되어 있다. 이 영역 B에서는, 고감도로 이물을 검출한다.

(3) 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1)의 제1 속성이 투광부이고, 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2)의 제1 속성이 투광부이며, 제2 속성이 패턴의 근접 영역이고, 제3 속성이 콘택트 홀 패턴인 영역을 영역 C로 분류한다. 도 6의 (C)에서는, 패턴 영역(PA1) 상에 부착된 이물이, 패턴 영역(PA2) 상의 콘택트 홀 패턴(M2)의 근접 영역(파선으로 나타나 있다)에 대응하고 있는 모습이 도시되어 있다. 이러한 영역 C에 대해서도, 검출 감도를 높게 설정하는 것이 바람직하다.

(4) 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1)의 제1 속성이 투광부이고, 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2)의 제1 속성이 투광부이며, 제2 속성이 패턴의 근접 영역(파선보다 우측의 영역)이고, 제3 속성이 위상 시프트 패턴인 영역을 영역 D로 분류한다. 도 6의 (D)에서는, 패턴 영역(PA1) 상에 부착된 이물이, 패턴 영역(PA2) 상의 위상 시프트 패턴(M3)의 근접 영역에 대응하는 영역, 즉 영역 D에 존재하고 있는 모습이 도시되어 있다. 이러한 영역 D에 대해서도, 검출 감도를 고감도로 설정하는 것이 바람직하다.

(5) 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1)의 제1 속성이 투광부이고, 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2)의 제1 속성이 투광부이며, 제2 속성이 패턴의 근접 영역이고, 제3속성이 OPC(Optical Proximity Correction) 패턴에 해당하는 부분인 경우에는, 그 영역을 영역 E로 분류한다. 도 6의 (E)에서는, 패턴 영역(PA1) 상에 부착된 이물 이, 패턴 영역(PA2) 상의 OPC 패턴(M4)의 근접 영역(파선보다 우측의 영역)에 대응하는 영역에 존재하고 있는 모습이 도시되어 있다. 이러한 영역 E에 대해서도, 고감도로 검출하도록 설정하는 것이 바람직하다.

(6) 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1)의 제1 속성이 투광부이고, 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2)의 제1 속성이 차광부에 해당하는 부분인 경우에는, 그 영역을 영역 F로 분류한다. 이 영역 F에 이물이 부착되어 있으면, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 끼치는 영향이 커지기 때문에, 여기서는, 이물의 허용 사이즈를 표준보다도 조금 작게 설정한다.

(7) 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1)의 제1 속성이 차광부인 영역에 대해서는, 그 영역을 영역 G로 분류한다. 이 영역 G에 이물이 부착되어 있어도, 그 상태에서는, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 영향을 끼치지 않는다. 특히, 서브미크론의 이물은, 일반적으로 표면에 강하게 부착되어 있어, 중력, 진동, 쇼크, 에어블로우 등으로는 움직이지 않는다. 그러나, 비교적 큰(예컨대 미크론 단위의) 이물은, 레티클 반송 중 등에 투광부로 움직일 가능성이 있어, 미리 제거해 둘 필요가 있다. 그래서, 이러한 영역 G에서는, 이물의 허용 사이즈를 조금 크게 설정하는 것이 바람직하다.

도 7에는, 상기 (1)에서 (7)까지의 룰을 정리한 표가 도시되어 있다. 또, 영역 B∼E의 검출 감도, 영역 A, F, G의 허용 사이즈는, 독립적으로 설정 가능하고, 근접 패턴의 크기에 의해 개별적으로 변경 가능하다.

또한, 여기서, 해석 장치(500)에 대해서는, 단계 202에서 구해진 레티클(R1, R2)의 면 형상 데이터에 기초하여, 패턴 영역(PA1)과 패턴 영역(PA2)의 평탄도차를 산출한다. 그리고, 이 평탄도차가 소정값을 넘은 영역에 대해서는, 자세하게 조사할 수 있도록, 검사 데이터 샘플링 분해능을 높게 설정한다. 여기서, 검사 데이터 샘플링 분해능은, 촬상에 의한 검사이면, 그 부분의 화소수(촬상 배율)의 설정 등을 변경함으로써 조정하는 것이 가능해지고, 레이저 스캔에 의한 검사이면, 레이저광의 스캔 속도 및/또는 레티클의 이송 속도 등에 의해 조정하는 것이 가능하다.

해석 장치(500)는, 이 검사 조건 맵에 관한 데이터를 포함하는, 처리 개시 지령을, 레티클 측정 검사기(130)에 보낸다(단계 303). 레티클 측정 검사기(130)는, 지령 수신 대기로 되어 있으며, 이 지령을 수신하면, 단계 304로 진행된다. 단계 304에서, 레티클 측정 검사기(130)는, 레티클(R1)의 패턴 형성면을 검사한다.

레티클(R1)의 패턴 형성면의 검사에 있어서는, 단계 302에서 작성된 검사 조건 맵에 따른 검사 조건하에서 결함 검사를 행한다. 상술한 바와 같이, 검사 조건 맵에서는, 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1)을, 영역 A∼영역 G로 분류하고 있으며, 그 영역마다, 검사 조건, 즉, 검사 감도, 검사 데이터 샘플링 분해능, 이물의 허용 사이즈 등을 변경하면서, 패턴 영역(PA1)의 결함 검사를 행한다. 이 경우, 레이저 산란광 방식을 이용하여, 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1) 및 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2)에 있어서의 차광부의 검사 데이터를 취득하고, 투과광에 의한 촬상 방식을 이용하여, 레티클(R1)의 패턴 영역(PA1) 및 레티클(R2)의 패턴 영역(PA2)에 있어서의 투광부의 검사 데이터를 취득한다.

그리고, 다음의 단계 305에서, 레티클 측정 검사기(130)는, 결함 검사의 결과 데이터를, 해석 장치(500)에 보낸다. 해석 장치(500)에서는, 결함 검사 데이터의 수신 대기로 되어 있으며, 이 데이터를 수신하면, 단계 307로 진행된다. 단계 307에서는, 해석 장치(500)는, 검사 결과의 해석을 행한다. 해석 장치(500)는, 결함 검사의 결과 데이터를 해석하여, 레티클(R1)의 패턴 형성면 내의 하드 결함, 소프트 결함의 유무, 위치 좌표 등을 해석한다. 그리고, 해석 장치(500)는, 하드 결함이 존재하면 레티클을 변경하는 모드를 설정하고, 소프트 결함이 존재하면 레티클(R1)을 클리닝하는 모드를 설정한다.

다음의 단계 309에서는, 해석 장치(500)는, 레티클 변경의 유무를 호스트(600)에 통지한다. 여기서, 호스트(600)는, 이 통지의 수신 대기로 되어 있으며, 이 통지를 받으면, 단계 311로 진행된다. 단계 311에서는, 레티클 변경이 필요한지의 여부를 판단하고, 하드 결함이 존재하여, 이 판단이 긍정된 경우에는, 단계 313으로 진행되어, 하드 결함이 존재하는 레티클(R1), 및/또는 레티클(R2)을 수납하고, 교환한 레티클에 대한 처리를 리셋한다. 이 리셋이 행해지면, 새롭게 레티클(R1, R2)로서 선택된 2개의 레티클을 이용하여 단계 201로부터 처리가 재시작하게 된다. 한편, 단계 311에서, 레티클 변경이 필요하지 않다고 판단된 경우에는, 호스트(600)는 다시 수신 대기로 된다.

한편, 해석 장치(500)는, 단계 309에서 단계 317로 진행되어, 레티클 측정 검사기(130)에, 레티클(R1)의 조정의 유무를 통지한다. 레티클 측정 검사기(130)는, 이 통지의 수신 대기로 되어 있으며, 이 통지를 수신하면, 단계 319로 진행된다. 단계 319에서, 레티클 측정 검사기(130)는, 레티클(R1)의 조정이 필요한지의 여부를 판단한다. 필요하다고 판단한 경우에는, 판단이 긍정되고, 단계 321로 진행 되어, 소프트 결함을 제거하기 위해서, 레티클의 클리닝을 행한다.

레티클(R1)의 조정 종료 후는, 다시, 레티클(R1, R2)의 패턴 형성면의 면 형상의 재검사를 행한다.

도 5로 되돌아가서, 해석 장치(500)는, 단계 317의 다음의 단계 323으로 진행되어, 레티클 변경 있음, 또는, 레티클 조정 있음인지의 여부를 판단한다. 이 판단이 부정된 경우에만, 단계 325로 진행되어, 호스트(600)에 대하여 정상 종료를 통지한다. 이 통지 후, 또는, 단계 323에서 판단이 긍정된 후는, 선두로 되돌아가서, 다시, 수신 대기 상태로 되돌아간다. 한편, 정상 종료 통지를 수신한 호스트(600)는 도 4의 단계 204로 진행된다.

단계 204에서는, 상기 단계 203과 동일하게 하여 레티클(R2)의 최적화가 행해진다. 여기서도, 해석 장치(500)에 있어서, 레티클(R2)의 패턴 형성면의 검사 조건 맵이 작성되고, 그 검사 조건 맵에 따라서 수율과 직결된 레티클(R2)의 패턴 형성면의 결함 검사가 행해진다. 그리고, 하드 결함이 있는 경우에는 레티클의 교환이 행해지고, 소프트 결함이 있는 경우에는 레티클의 클리닝이 행해진다.

또, 상기 단계 203, 204에서는, 레티클(R1, R2)의 투과율의 측정도 행해진다. 이 투과율의 측정에 의해, 웨이퍼(W) 상에 도달하는 노광광(IL1, IL2)의 전체의 노광량을 알 수 있다.

다음의 단계 205에서는, 레티클 교환기를 이용해서, 레티클 측정 검사기(130)의 스테이지 상에 레티클 홀더(RH)를 통해 유지되어 있는 레티클(R1, R2)을, 레티클 스테이지(RST) 상의 레티클 홀더(RH) 상에 각각 로드하여, 레티클(R1, R2)의 위치맞춤[레티클 얼라이먼트], 및 베이스 라인[오프액시스의 얼라이먼트 센서(도시하지 않음)와, 레티클(R1, R2)의 패턴 중심과의 거리]의 계측 등의 준비 처리를 행한다. 이 준비 처리에 의해, 레티클(R1, R2)의 패턴 형성면 상의 디바이스 패턴을, 웨이퍼 스테이지(WST) 상에서 위치맞춤시켜진 웨이퍼(W) 상의 임의의 영역에 대하여, 중첩시키는 것이 가능해진다. 또, 레티클 측정 검사기(130)로서, 레티클 스테이지(RST) 상과 동일한 방향으로 레티클(R1, R2)을 레티클 홀더(RH) 상에 각각 유지한 상태에서, 측정 검사가 가능한 구조의 레티클 측정 검사기(130)를 이용하는 경우에는, 레티클(R1)을 유지한 레티클 홀더(RH)와, 레티클(R2)을 유지한 레티클 홀더(RH)를 레티클 스테이지(RST)에 로드하도록 하는 것이 가능하다.

이 후, 웨이퍼(W)에 대한 처리가 행해진다. 우선, CVD 장치(910)에 있어서 웨이퍼 상에 막을 생성하고(단계 206), 그 웨이퍼(W)를 C/D(110)에 반송하며, C/D(110)에 있어서 그 웨이퍼 상에 레지스트를 도포한다(단계 207). 여기서, C/D(110)에서는, 해석 장치(500) 또는 호스트(600)로부터의 지시하에, 단계 203, 204에서 미리 측정되어 있는, 레티클(R1, R2)의 투과율의 총량에 따라서, 웨이퍼(W) 상에 도포되는 레지스트의 종류, 막 두께 등을 조정할 수 있다.

다음으로, 웨이퍼(W)를, 웨이퍼 측정 검사기(120)에 반송하고, 웨이퍼 측정 검사기(120)에서, 웨이퍼(W)의 면 형상의 측정, 웨이퍼 상의 이물의 검사 등의 사전 측정 검사 처리를 행한다(단계 209). 웨이퍼 측정 검사기(120)의 측정 결과(즉, 면 형상 등의 데이터)는, 노광 장치(100) 및 해석 장치(500)에 보내진다. 이 측정 결과는, 노광 장치(100)에 있어서의 주사 노광 시의 포커스 제어에 이용된다.

계속해서, 웨이퍼를 노광 장치(100)에 반송하고, 노광 장치(100)에 의해, 레티클(R1, R2) 상의 회로 패턴을 웨이퍼(W) 상에 전사하는 노광 처리를 행한다(단계 211).

노광 장치(100)에서는, 노광량 제어계, 스테이지 제어계, 렌즈 제어계에 의해 노광량, 동기 정밀도, 포커스, 렌즈의 상태가 목표값에 추종한 상태에서, 조명 영역(IAR1, IAR2) 내의 패턴이 노광 영역(IA)에 투영되고, 투영 광학계(PL)의 초점 심도 내에 웨이퍼(W)의 피노광면이 위치하는 피드백 제어가 행해진다. 이 주사 노광에 있어서는, 레티클(R1, R2)의 패턴이 복수 칩의 디바이스 패턴인 경우, 이상 부분에 해당하는 칩 영역을, 조명계(10)에 의해 블라인드하고, 정상적인 칩 영역에만 한정하여 노광 처리를 행하도록 해도 좋다.

다음으로, 웨이퍼(W)를 C/D(110)에 반송하고, C/D(110)로 현상 처리를 행한다(단계 213). 이 현상 처리에서는, 레티클(R1, R2)의 투과율로부터 예상되는 노광량의 총량에 따라서, 웨이퍼(W)의 현상 시간을 조정할 수 있다. 즉, 노광량의 합계가 소정값에 미치지 않는 경우에는, 현상 시간을 길게 설정하도록 해도 좋다. 그 후, 이 레지스트상(resist image)의 선폭의 측정, 웨이퍼(W) 상에 전사된 디바이스 패턴의 선폭 측정, 및 패턴 결함 검사 등의 사후 측정 검사 처리를 행한다(단계 215).

이 측정 검사 결과에 관한 데이터는, 해석 장치(500)에 보내진다. 다음의 단계 217에서, 해석 장치(500)는, 이 측정 검사 결과의 해석을 행한다. 이 측정 검사 결과를 참조하여, 웨이퍼(W) 상에 전사 형성된 디바이스 패턴에 결함이 존재하는지의 여부를 확인하고, 그 결함과, 레티클(R1, R2)의 결함 검사의 상관을 취하여, 상관이 확인된 경우에는, 레티클(R1, R2) 상의 하드 결함, 소프트 결함을 검출하기 위한 검사 조건 맵을 작성하기 위하여 미리 설정되어 있는 검출 감도, 및 이물의 허용 사이즈 등을 조정한다.

웨이퍼(W)는, 웨이퍼 측정 검사기(120)로부터 에칭 장치(920)에 반송되고, 에칭 장치(920)에서 에칭을 행하고, 불순물 확산, 배선 처리, CVD 장치(910)에서 성막, CMP 장치(930)에서 평탄화, 산화·이온 주입 장치(940)에서의 이온 주입 등을 필요에 따라서 행한다(단계 219). 에칭에 있어서도, 레티클(R1, R2)의 투과율의 총량에 따라서, 웨이퍼(W)의 에칭 시간을 조정할 수 있다.

그리고, 전 공정이 완료되고, 웨이퍼 상에 모든 패턴이 형성되었는지의 여부를 호스트(600)에서 판단한다(단계 221). 이 판단이 부정되면 단계 206으로 되돌아가고, 긍정되면 단계 223으로 진행된다. 이와 같이, 성막·레지스트 도포∼에칭 등의 일련의 프로세스가 공정수만큼 반복해서 실행됨으로써, 웨이퍼(W) 상에 회로 패턴이 적층되어, 반도체 디바이스가 형성된다.

반복 공정이 완료된 후, 프로빙 처리(단계 223), 리페어 처리(단계 225)가 디바이스 제조 장치군(900)에 있어서 실행된다. 이 단계 223에서, 메모리 불량 검출 시는, 단계 225에서, 예컨대, 용장 회로로 치환하는 처리가 행해진다. 도시하지않은 검사 장치에서는, 웨이퍼(W) 상의 선폭 이상이 발생한 부분에 대해서는, 칩 단위로, 프로빙 처리, 리페어 처리의 처리 대상에서 제외할 수 있다. 그 후, 다이 싱 처리(단계 227), 패키징 처리, 본딩 처리(단계 229)가 실행되어, 최종적으로 제품 칩이 완성된다. 또, 단계 215의 웨이퍼 사후 측정 검사 처리는, 단계 219의 에칭 후에 행하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 웨이퍼(W) 상의 에칭상(etching image)에 대하여 선폭 측정이 행해지게 된다. 현상 후, 에칭 후의 양방에 행하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 레지스트상에 대해서도, 에칭상에 대해서도 선폭 측정이 행해지게 되기 때문에, 이들의 측정 결과의 차이에 기초하여, 에칭 처리의 처리 상태를 검출할 수 있게 된다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 웨이퍼(W) 상의 동일 영역에의 노광에 이용되는 한쪽 레티클의 결함 검사를, 다른쪽 레티클에 관한 정보를 고려하여 행하기 때문에, 개개의 레티클(R1, R2)을 이용한 노광 상태가 아니라, 실제의 웨이퍼(W) 상에의 종합적인 노광 상태를 고려한, 디바이스 생산의 수율과 직결된 레티클(R1, R2)의 결함 검사가 가능해진다.

또한, 본 실시형태에서는, 실제의 웨이퍼(W) 상의 패턴의 전사 결과를 측정 검사하고(단계 215), 그 측정 검사의 결과에 기초하여, 레티클 측정 검사기(130)의 검사 내용을 조정한다. 즉, 웨이퍼(W)의 전사 결과와, 단계 202, 단계 203, 단계 204에서 행해지는 레티클(R1, R2)의 결함 검사의 상관을 취하여, 웨이퍼(W)의 전사 결과의 이상의 원인이, 레티클(R1, R2)의 패턴에 있는 경우에는, 그 결함 검사에 있어서의 검사 감도 및 임계값(즉 검사 조건 맵으로 나타나는 검사 조건) 등을 조정한다. 이에 따라, 실제로 수율에 영향을 미치는 결함만을 검출하도록 검사 조건을 최적화하는 것이 가능해진다. 특히, 레티클(R1, R2)의 패턴 영역 내에서, OPC 패턴, 또는 위상 시프트 패턴 등이 존재하는 등, 레티클 상의 패턴이 복잡해지면 복잡해질수록, 노광 결과를, 이들의 검사 조건에 반영하는 것이 보다 중요해진다.

또한, 본 실시형태에서는, 레티클(R1, R2)의 결함 검사에 있어서, 투광부의 결함 쪽이, 차광부의 결함보다도, 디바이스의 수율에 대한 영향이 크다고 생각되기 때문에, 투광부 쪽을 보다 정밀하게 검사한다. 이에 따라, 디바이스 생산의 수율에 영향을 미치는 결함만이 검출되는 결함 검사가 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 레티클(R1, R2) 중 한쪽의 레티클에 관한 결함 검사에 있어서, 그 패턴 영역 중의 투광부의 특정 위치에 대응하는 다른쪽 레티클 상의 위치에, 패턴의 투광부가 형성되어 있는지 차광부가 형성되어 있는지에 따라서, 검출 감도, 이물의 허용 사이즈를 변경하는 등, 결함 검사의 처리 내용을 변경한다. 이렇게 하면, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 대한 영향이 큰 부분을 보다 엄밀하게 검사할 수 있게 되어, 디바이스 생산의 수율에 영향을 끼치는 결함만 검출하는 결함 검사가 가능해진다.

또한, 본 실시형태에서는, 레티클(R1, R2) 중 한쪽의 결함 검사에 있어서, 다른쪽 레티클 상의 패턴에 관한 정보에 따라서, 검사 조건 맵을 작성하여, 결함의 검출 감도를 제어한다. 예컨대, 한쪽의 레티클이 투광부이고, 다른쪽의 레티클에서 패턴의 근접 영역인 부분에 대해서는, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 대한 결함의 영향이 커지기 때문에, 검출 감도를 높게 설정한다. 이렇게 하면, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 대한 영향이 큰 부분을 보다 고감도로 검사하는 것이 가능해지고, 이에 따라, 디바이스의 생산 수율에 영향을 끼치는 결함만 검출하는 결함 검사가 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 레티클(R1, R2)의 최적화(단계 203, 204)에서는, 투광부의 검사 결과 데이터를 해석 장치(500)에 출력한다(단계 305). 그리고, 다른쪽 레티클의 패턴에 관한 정보에 따라서, 검출된 이물의 크기와 그 허용 사이즈의 관계를 변화시킨다. 이렇게 하면, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 대한 이물의 영향이 큰 부분과 작은 부분에서, 허용 사이즈를 다르게 하여, 디바이스 생산의 수율에 영향을 끼치는 이물만 검출 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 한쪽 패턴에 관한 정보에 따라서, 다른쪽 패턴의 검사 데이터 샘플링 분해능을 변화시킨다. 이렇게 하면, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 대한 영향이 큰 부분을, 보다 정밀하게 검사하는 것이 가능해지고, 이에 따라 디바이스의 생산 수율에 영향을 끼치는 결함만 검출하는 결함 검사가 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 레티클 상의 패턴의 투광부에 부착된 이물을 검출함과 아울러, 그 레티클의 차광부에 부착된 이물을 검출한다. 차광부에 부착된 이물은, 그 상태에서는, 웨이퍼(W)에의 노광 결과에 대하여 영향을 끼치는 일은 없으나, 이 이물이, 레티클 반송 중에 투광부로 이동하는 경우도 있을 수 있기 때문에, 어느 정도의 크기의 이물이면, 검출하는 편이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에서는, 레티클(R1, R2)의 최적화(단계 203, 204)에서는, 투광부뿐만 아니라, 차광부의 검사 결과 데이터도 해석 장치(500)에 출력하고 있다(단계 305). 그리고, 이 차광부의 검사에 있어서도, 검출된 이물의 크기에 따라서 출력 내용을 변화시키고 있다. 이렇게 하면, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 대한 이물의 영향이 큰 부분과 작은 부분에서, 검사 내용(예컨대 허용 사이즈)을 다르게 하여, 디바이스의 생산 수율과 직결된 결함의 검출이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 레티클(R1, R2)의 패턴 중의 특정 위치에 대응하는 다른쪽 레티클(R2, R1) 상의 위치 근방에 광 근접 보정 패턴, 위상 시프트 패턴, 콘택트 홀 패턴 중 어느 하나가 형성되어 있는지의 여부에 따라서, 그 패턴 중의 특정 위치에 관한 결함 검사의 처리 내용을 변경한다. 이렇게 하면, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 대한 이물의 영향이 큰 상기 각 패턴의 근접 영역과 그렇지 않은 영역에서, 검사 내용(검사 감도)을 다르게 하여, 디바이스 생산의 수율과 직결된 결함의 검출이 가능해진다.

또, 본 실시형태에서는, 사전에 상대방의 레티클의 정보에 기초하여, 검사 조건을 최적화하였으나, 균일한 검사 조건하에서 검사를 행하고, 검출된 결함이 디바이스와 직결되는 결함인지의 여부를 상대방의 레티클의 정보를 이용하여 판정하도록 해도 좋다.

또한, 본 실시형태에서는, 한쪽 레티클의 패턴 중의 특정 위치에 대응하는 다른쪽 레티클 상의 위치와의 면 형상의 차이에 따라서, 패턴 중의 특정 위치에 관한 결함 검사의 처리 내용을 변경한다. 이렇게 하면, 웨이퍼(W)의 노광 결과에 대한 이물의 영향이 큰 평탄도차가 큰 부분과 작은 부분에서, 검사 내용(예컨대 검사 데이터 샘플링 분해능)을 다르게 하여, 디바이스 생산의 수율과 직결된 결함 검출이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 피노광면 상의 동일한 영역에 조사되는 복수의 노광광(IL1, IL2) 각각의 광로 상에 배치되는 복수의 레티클(R1, R2) 중 적어도 한쪽을 측정 검사하는 경우에, 웨이퍼(W)의 피노광면 상의 동일한 영역에 조사되는 노광광(IL1, IL2)의 총 광량(광량의 총량)을 구한다. 그리고, 노광광(IL1, IL2)의 총 광량에 따라서 측정 검사 결과의 출력 내용을 변화시킨다. 이렇게 하면, 노광광(IL1, IL2)의 총 광량에 따라서, 측정 검사 결과의 출력 내용을 다르게 하여, 디바이스 생산의 수율과 직결된 측정 검사가 가능해진다.

또한, 본 실시형태에서는, 노광광(IL1, IL2) 각각의 광로 상에 배치되는, 레티클(R1) 상에 형성된 패턴에 관한 정보에 따라서, 그 레티클(R1)과는 상이한 다른 레티클(R2)을 측정 검사 처리한 결과에 기초하여, 웨이퍼(W)의 노광 처리를 제어한다. 이렇게 하면, 노광에 이용되는 모든 레티클에 관한 정보에 기초하여, 노광 처리를 제어하는 것이 가능해지고, 나아가서는 고정밀도이며 고작업처리량의 노광이 가능해져서, 디바이스 생산의 수율이 향상된다.

또한, 본 실시형태에서는, 복수의 노광광(IL1, IL2)을 웨이퍼(W)의 피노광면에 조사하는 다중 노광(이중 노광)을 행할 때에, 복수의 노광광(IL1, IL2) 각각의 광로 상에 배치되는 레티클(R1, R2) 중의 한쪽 레티클 상에 형성된 패턴에 관한 정보에 따라서 다른쪽 레티클을 결함 검사한다. 이렇게 하면, 개개의 레티클을 이용한 노광 상태가 아니라, 실제의 웨이퍼(W) 상에의 종합적인 노광 상태를 고려한, 디바이스 생산의 수율과 직결된 레티클의 결함 검사가 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 상대방의 레티클과의 조합을 고려하여, 수율에 영향을 미치는 레티클의 결함이 검출된 경우에, 그 결함이 소프트 결함인 경우에는, 레티클을 클리닝하거나, 그 결함이 하드 결함인 경우에는, 레티클을 교환한다. 이렇게 함으로써, 레티클의 각종 결함에 대하여 적절한 처치를 행하는 것이 가능해져서, 디바이스 생산의 수율의 향상을 기대할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 노광에 이용되는 2개의 레티클이 모두 유리 레티클이었으나, 레티클(R1)과 레티클(R2) 중 어느 한쪽을, 그 위에 형성되는 패턴을 변경 가능한 액정판 등의 전자 마스크로 하면, 디바이스 생산의 수율을 더욱 향상시킬 수 있다.

예컨대, 유리 레티클의 투광부에 이물이 부착되어 있고, 그 부분에 대응하는 전자 마스크 상의 부분이, 설계상 차광부여도, 그 차광부를 투광부로 변경할 수 있다. 이렇게 하면, 그 이물이 존재하는 점에 대응하는 웨이퍼(W)의 피노광면 상의 점은, 전자 마스크를 통한 노광광에 의해 노광되게 되고, 이물의 크기에 따라서는 레티클을 클리닝할 필요가 없어지기 때문에, 작업 처리량의 면에서 유리하다.

또한, 레티클(R1, R2)의 투과율이 종합적으로 보아 낮고, 전체의 노광량의 총량이 지나치게 약한 것이 예상되는 경우에는, 유리 레티클의 패턴 영역에 형성되어 있던 패턴과 동일한 패턴(예컨대, 콘택트 홀 패턴 또는 미세한 라인 패턴 등)을, 전자 마스크 상에 형성하도록 해도 좋다. 이렇게 하면, 전체의 노광량이 지나치게 약하더라도, 웨이퍼(W)의 피노광면 상에 그 패턴을 선명한 상태로 전사 형성하는 것이 가능해진다.

또, 상기 실시형태에서는, 한쪽의 레티클의 패턴 영역과, 다른 한쪽의 레티클의 패턴 영역을, 여러 개의 영역으로 분류하였다. 그리고, 그 분류된 영역마다, 검사 조건을 변경하면서, 패턴 영역의 결함 검사를 행하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 어느 한쪽의 패턴 영역에서, 비정상이라고 의심스러운 사상(事像)을 검출한 경우에, 다른 한쪽의 패턴 영역에 관한 정보를 고려하여, 검출된 사상을 비정상이라고 간주할지 비정상이 아니라고 간주할지를 판단하도록 해도 좋다.

또, 상기 실시형태에서는, 해석 장치(500)와 레티클 측정 검사기(130)를 개별적으로 구비하도록 하였으나, 양자는 일체여도 좋다. 즉, 레티클 측정 검사기(130)가, 해석 장치(500)의 기능을 갖고 있어도 좋다.

또, 상기 실시형태에서는, 투과형의 레티클을 이용하였으나, 반사형의 레티클이어도 상관없다. 또한, 본 실시형태에서는, 1회의 노광 처리에, 2개의 레티클을 사용하였으나, 2개의 패턴 영역이 형성된 하나의 레티클을 이용하도록 해도 좋다.

또, 본 실시형태에서는, 2개의 레티클(R1, R2)의 패턴의 상(像)을, 동일한 투영 광학계(PL)를 통해, 웨이퍼(W) 상에 투영하는 노광 장치(100)를 이용하였으나, 각각의 투영 광학계를 통해, 2개의 패턴상을 웨이퍼(W) 상에 투영하는 노광 장치여도 상관없다.

또한, 본 실시형태에 따른 노광 장치(100)는, 패턴의 동시 이중 노광에 의해, 디바이스 패턴을 웨이퍼(W) 상에 전사하였으나, 패턴을 동시에 3중 노광, 4중 노광 등을 할 수 있는 노광 장치를 이용해도 되는 것은 물론이다. 이 경우에는, 하나의 레티클의 결함 검사를 행하는 경우에, 다른 모든 레티클에 관한 정보를 고려하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에 따른 노광 장치(100)는, 복수의 패턴을 동시에 노광하 는 소위 다중 노광을 행하는 노광 장치를 이용하였으나, 레티클을 수시로 교환하여 다중 노광을 행하는 노광 장치에도 본 발명을 채용할 수 있는 것은 물론이다.

또, 본 실시형태에 따른 다중 노광법에 있어서는, 레티클(R1, R2)의 패턴에 관해서는 특별히 제한은 없다. 예컨대, 한쪽의 패턴 영역 내의 패턴을 웨이퍼(W) 상에 전사 형성해야 할 설계상의 디바이스 패턴으로 하고, 다른 한쪽의 패턴 영역 내의 패턴을 OPC 패턴으로 해도 좋다. 또한, 한쪽의 패턴 영역 내의 패턴을 통한 노광광과, 다른 한쪽의 패턴 영역 내의 패턴을 통한 노광광과의 위상차를 180°로 하고, 양방의 레티클을 통한 노광광에 위상차를 부여하여, 위상 시프트 효과를 실현하도록 설계하는 것도 가능하다.

양방의 레티클에서 위상 시프트 효과를 얻기 위해서는, 각각의 레티클을 통한 빛의 위상차가 설계값대로(예컨대 180°) 되어 있을 필요가 있기 때문에, 레티클의 측정 검사에 있어서, 그 위상차를 측정 가능하게 되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 개개의 패턴의 시프터의 위상차를, 마흐 젠더(Mach-Zehnder) 간섭계 등을 이용하여 측정 검사해서, 시프터 간의 위상차가 설계값대로 되어 있는 것을 확인하면 된다.

또, 본 발명은, 노광 장치의 종류에는 한정되지 않는다. 예컨대, 일본 특허 공개 평성 제11-135400호 공보, 일본 특허 공개 제2000-164504호 공보 등에 개시되는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 스테이지와, 기준 마크가 형성된 기준 부재 및/또는 각종의 광전 센서를 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치에 대해서 설명하였으나, 본 발명은, 이들 투영 노광 장치 외에, 스텝·앤드·리피트 방식, 프록시미티 방식의 노광 장치 등 다른 노광 장치에도 적용할 수 있는 것은 물론이다. 또한, 샷 영역과 샷 영역을 합성하는 스텝·앤드·스티치 방식의 축소 투영 노광 장치에도 본 발명을 적합하게 적용할 수 있다. 이것으로 대표되는 바와 같이, 각종 장치에 대해서도, 그 종류는 한정되지 않는다.

또한, 예컨대 국제 공개 제WO98/24115호 팜플렛, 국제 공개 제WO98/40791호 팜플렛에 개시되는 바와 같은, 웨이퍼 스테이지를 2기 구비한 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 예컨대 국제 공개 제WO99/49504호 팜플렛에 개시되는 액침법을 이용하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론 이다. 이 경우, 투영 광학계와 기판 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있으나, 본 발명은, 일본 특허 공개 평성 제6-124873호 공보, 일본 특허 공개 평성 제10-303114호 공보, 미국 특허 제5,825,043호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은 노광 대상인 기판의 피노광면 전체가 액체 속에 잠겨 있는 상태에서 노광을 행하는 액침 노광 장치에도 적용 가능하다.

또한, 본 발명은, 반도체 제조 공정에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 등을 포함하는 디스플레이의 제조 공정에도 적용 가능하다. 또한, 디바이스 패턴을 유리 플레이트 상에 전사하는 공정, 박막 자기 헤드의 제조 공정, 및 촬상 소자(CCD 등), 마이크로 머신, 유기 EL, DNA 칩 등의 제조 공정 외에, 모든 디바이스 제조 공정에 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명을 이용함으로써, 예컨대 반도체 소자, 액정 표시 소자, CCD 등의 촬상 소자, 박막 자기 헤드 등을 제조하기 위한 포토리소그래피 공정에 있어서, 다중 노광법을 채용할 때에, 동시에 사용하는 복수의 레티클(마스크)의 조합마다, 복수의 레티클 간에 있어서의 이물·결함의 위치, 크기, 형상, 종류, 수, 밀도, 주변의 노광 패턴 등을 해석하고, 그 해석 결과에 따라서, 이상 판정 및/또는 그 후의 처리를 변경함으로써, 최적의 레티클 관리가 가능해져서, 고정밀도이며 고작업 처리량의 디바이스 생산이 가능해져, 그 수율이 향상된다.

또, 본 국제 출원에서 지정한 지정국(또는 선택한 선택국)의 국내 법령이 허용하는 한에서, 상기 실시형태에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든, 공보, 국제 공개 팜플렛, 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.

본 발명의 측정 검사 방법, 노광 방법, 디바이스 제조 방법, 측정 검사 장치, 노광 장치, 디바이스 제조 장치는, IC, LSI 등의 반도체 디바이스, 액정 패널, CCD, 박막 자기 헤드 등의 디바이스를 제조하는 데 적합하다.

Claims

기판 상의 피노광 영역에 있어서 하나의 영역을 노광하기 위하여 사용되는 복수의 마스크 중 하나 이상을 측정 검사하는 측정 검사 방법으로서,

상기 복수의 마스크 중의 제1 마스크 상에 형성된 제1 패턴의 영역에 관한 정보에 따라서, 상기 복수의 마스크 중의 상기 제1 마스크와는 다른 제2 마스크에 관한 측정 검사의 검사 조건을 설정하고,

상기 제2 마스크에 관한 측정 검사의 검사 조건은, 상기 제2 마스크 상에 형성된 제2 패턴 중의 투광부의 특정 위치에 대응하는 상기 제1 마스크 상의 위치에 상기 제1 패턴의 투광부가 형성되어 있는지 차광부가 형성되어 있는지의 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 마스크의 측정 검사를 실행하는 때에, 상기 제2 마스크 상에 형성된 제2 패턴의 투광부에 부착된 이물을 검출하는 것인 측정 검사 방법.
제2항에 있어서, 상기 검사 조건은 이물의 검출 감도를 포함하고,

상기 이물의 검출 감도는 상기 제1 패턴의 영역에 관한 정보에 따라서 조정되는 것인 측정 검사 방법.
제2항에 있어서, 상기 제1 패턴의 영역에 관한 정보와 검출된 이물의 크기에 기초한 검출 결과를 출력하는 것인 측정 검사 방법.
제2항에 있어서, 상기 제1 패턴의 영역에 관한 정보에 따라서, 상기 측정 검사를 실행하는 빈도를 변화시키는 것인 측정 검사 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 마스크의 측정 검사는, 상기 제2 패턴의 차광부에 부착된 이물의 검출을 포함하는 것인 측정 검사 방법.
제6항에 있어서, 상기 제2 패턴의 차광부에 부착된 이물의 검출 결과를 출력하고,

상기 이물의 검출 결과는 검출된 이물의 크기를 포함하는 것인 측정 검사 방법.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 조건은, 상기 제2 패턴 중의 특정 위치에 대응하는 상기 제1 마스크 상의 위치에 상기 제1 패턴 중의 광 근접 보정 패턴, 위상 시프트 패턴, 콘택트 홀 패턴, 및 라인 앤드 스페이스 패턴 중 어느 하나가 근접해 있는지의 여부에 따라서 설정되는 것인 측정 검사 방법.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 조건은, 상기 제2 패턴 중의 특정 위치에 대응하는 상기 제1 마스크 상의 위치와의 면 형상의 차이에 따라서 설정되는 것인 측정 검사 방법.
기판 상의 피노광 영역에 있어서 하나의 영역을 노광하기 위하여 사용되는 복수의 마스크 중 하나 이상을 측정 검사하는 측정 검사 방법으로서,

상기 피노광 영역의 동일 영역에 조사되는 복수의 노광광의 총 광량을 구하는 공정과,

측정 검사 결과를 출력하는 공정을 포함하고,

상기 총 광량에 따라서 상기 복수의 마스크 중 하나 이상에 미리 정해진 처리를 실시하는 것인 측정 검사 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 측정 검사 방법을 이용하여 상기 복수의 마스크 중의 하나 이상을 측정 검사하는 측정 검사 장치.
기판 상의 피노광 영역에 있어서 하나의 영역에, 복수의 마스크를 통한 노광광을 조사하는 노광 방법으로서,

상기 복수의 마스크 중의 제1 마스크 상에 형성된 제1 패턴의 영역에 관한 정보에 따라서 상기 제1 마스크와는 다른 제2 마스크를 측정 검사하기 위한 검사 조건을 설정하고,

상기 설정된 검사 조건에 기초하여, 상기 제2 마스크의 측정 검사를 실행하고,

상기 측정 검사의 결과에 기초하여, 상기 기판의 노광 처리를 제어하고,

상기 제2 마스크에 관한 측정 검사의 검사 조건은, 상기 제2 마스크 상에 형성된 제2 패턴 중의 투광부의 특정 위치에 대응하는 상기 제1 마스크 상의 위치에 상기 제1 패턴의 투광부가 형성되어 있는지 차광부가 형성되어 있는지의 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
제12항에 기재된 노광 방법을 이용하여 노광을 행하는 노광 장치.
기판의 피노광 영역에 있어서 하나의 영역에, 복수의 마스크를 통한 노광광을 조사하는 노광 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법으로서,

상기 복수의 마스크 중의 제1 마스크 상에 형성된 제1 패턴의 영역에 관한 정보에 따라서, 상기 제1 마스크와는 다른 제2 마스크를 측정 검사하기 위한 검사 조건을 설정하는 공정을 포함하고,

상기 제2 마스크에 관한 측정 검사의 검사 조건은, 상기 제2 마스크 상에 형성된 제2 패턴 중의 투광부의 특정 위치에 대응하는 상기 제1 마스크 상의 위치에 상기 제1 패턴의 투광부가 형성되어 있는지 차광부가 형성되어 있는지의 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 마스크를 측정 검사한 결과에 기초하여, 상기 제1 마스크 또는 상기 제2 마스크를 클리닝하는 공정을 더 포함하는 디바이스 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 마스크를 측정 검사한 결과에 기초하여, 상기 제1 마스크 또는 상기 제2 마스크를 교환하는 공정을 더 포함하는 디바이스 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 마스크를 측정 검사한 결과에 기초하여, 상기 제1 마스크 상의 제1 패턴과 상기 제2 마스크 상의 제2 패턴 중 어느 하나의 변경을 촉진하는 디바이스 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 제1 마스크와 상기 제2 마스크 중 어느 하나는, 그 위에 형성되는 패턴을 변경 가능한 전자 마스크인 것인 디바이스 제조 방법.
기판 상의 피노광 영역에 있어서 하나의 영역에, 복수의 마스크를 통한 노광광을 조사하는 노광 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법으로서,

상기 복수의 마스크 각각을 통해 상기 피노광 영역의 미리 정해진 위치에 조사되는 복수의 노광광의 총 광량에 기초하여, 상기 복수의 마스크 중 하나 이상에 미리 정해진 처리를 실시하며,

상기 피노광 영역의 미리 정해진 위치에 조사되는 상기 복수의 노광광의 총 광량에 기초하여 상기 마스크에 실시되는 미리 정해진 처리가, 상기 복수의 마스크 중 하나 이상을 교환하는 처리를 포함하는 것인 디바이스 제조 방법.
제19항에 있어서, 상기 피노광 영역의 미리 정해진 위치에 조사되는 상기 복수의 노광광의 총 광량에 기초하여 상기 마스크에 실시되는 미리 정해진 처리가, 상기 복수의 마스크 중 하나 이상에 대한 클리닝 처리를 포함하는 것인 디바이스 제조 방법.
제19항에 있어서, 상기 피노광 영역의 미리 정해진 위치에 조사되는 상기 복수의 노광광의 총 광량에 기초하여 상기 마스크에 실시되는 미리 정해진 처리가, 상기 복수의 마스크 중 하나 이상에 형성된 패턴을 변경하는 처리인 것인 디바이스 제조 방법.
제21항에 있어서, 상기 복수의 마스크 중 하나 이상이, 그 위에 형성된 패턴을 변경 가능한 전자 마스크이고,

상기 피노광 영역의 미리 정해진 위치에 조사되는 상기 복수의 노광광의 총 광량에 기초하여 상기 마스크에 실시되는 미리 정해진 처리가, 상기 전자 마스크 상의 패턴을 변경하는 처리인 것인 디바이스 제조 방법.
제14항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 디바이스 제조 방법을 실행 가능한 디바이스 제조 시스템.
복수의 패턴의 상(像)을 물체 상의 하나의 영역에 동시에 또는 순차적으로 형성하여 상기 물체를 노광하는 노광 방법으로서,

동일 또는 다른 마스크 상에 형성되는, 상기 복수의 패턴 중의 하나의 패턴이 형성된 영역의 측정 검사 처리를, 상기 복수의 패턴 중의 나머지 중 하나 이상의 패턴의 영역에 관한 정보를 고려하여 실행하고,

상기 측정 검사 처리의 결과에 기초하여, 상기 물체의 노광 조건을 제어하고,

상기 측정 검사 처리는, 상기 하나의 패턴 중의 투광부의 특정 위치에 대응하는 상기 복수의 패턴 중의 다른 패턴의 위치에, 투광부가 형성되어 있는지 차광부가 형성되어 있는지를 고려하여 실행되는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
제24항에 있어서, 상기 복수의 패턴은 3개 이상의 패턴을 포함하고,

상기 측정 검사 처리를, 상기 3개 이상의 패턴의 영역에 관한 정보를 고려하여 실행하는 노광 방법.
제24항 또는 제25항에 기재된 노광 방법을 이용하여 물체를 노광하는 공정과,

노광에 의해 패턴이 형성된 물체를 현상하는 공정

을 포함하는 디바이스 제조 방법.
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