WO2005083756A1 - 事前計測処理方法、露光システム及び基板処理装置 - Google Patents

事前計測処理方法、露光システム及び基板処理装置 Download PDF

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WO2005083756A1
WO2005083756A1 PCT/JP2005/003156 JP2005003156W WO2005083756A1 WO 2005083756 A1 WO2005083756 A1 WO 2005083756A1 JP 2005003156 W JP2005003156 W JP 2005003156W WO 2005083756 A1 WO2005083756 A1 WO 2005083756A1
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substrate
mark
exposure apparatus
exposure
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PCT/JP2005/003156
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Yuuki Ishii
Hiroyuki Suzuki
Shinichi Okita
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Nikon Corporation
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Definitions

  • the present invention relates to a pre-measurement process for forming a circuit pattern with high precision and high throughput in a photolithography process for manufacturing, for example, a semiconductor device, a liquid crystal display device, an imaging device, a thin film magnetic head, and the like.
  • the present invention relates to a method, an exposure system, and a substrate processing apparatus.
  • EGA is a method of measuring the position of an alignment mark for a plurality of (for example, about 7 to 15) sample shots selected in advance, and measuring these measured values and the design of the alignment mark.
  • nonlinear shot arrangement errors may occur due to non-linear deformation of a substrate caused by a process such as polishing or thermal expansion, a stage grid error between exposure apparatuses (error between stage coordinate systems), a substrate suction state, and the like. Occurs.
  • Grid 'compensation' matching is known as a technique for removing such non-linear errors (random errors).
  • the applicant of the present invention calculates a difference (nonlinear error component) between the position of the shot array after the linear error component is removed by the above-described EGA method and the position of each design, by a predetermined evaluation function. Based on the evaluation result, a function expressing the nonlinear component is determined, and a correction of the shot arrangement is based on the function (Japanese Patent Application No. 2003-49421).
  • the distortion of the projection optical system of the exposure apparatus to be measured is measured in advance and registered in a database as distortion data. Based on the distortion data and the exposure history of the substrate, an image based on the distortion in the previous process is obtained.
  • Super 'distortion in which the imaging characteristics of the projection optical system of the exposure apparatus in the next step are adjusted in lot units so that image distortion similar to distortion occurs in the exposure apparatus used for exposure in the next step.
  • 'Matching (SDM) is also known (see, for example, JP-A-2000-36451, JP-A-2001-338860).
  • a technique related to focus adjustment there is a step due to a circuit pattern or the like formed in a previous process on a surface of a substrate on which a device is being formed.
  • a technology has also been proposed that attaches a surface profile measuring device that measures the surface profile of a substrate during an exposure sequence, finds the optimal focus position, and corrects based on this (for example, JP-A-2002-43217).
  • a test pattern is placed on a test board at a plurality of positions along the optical axis of the projection optical system. In some cases, the best focus is set at the focus position where the finest pattern is resolved after exposure and transfer and inspection after development.
  • the substrate is used for positioning, and the like, and an exposure process is performed to form a highly accurate circuit pattern on the substrate.
  • Patent Document 1 JP-A-61-44429,
  • Patent Document 2 JP-A-62-84516
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-345243
  • Patent Document 4 JP-A-2002-353121
  • Patent Document 5 JP-A-2000-36451
  • Patent Document 6 JP 2001-338860 A
  • Patent Document 7 JP 2002-43217 A
  • an object of the present invention is to enable high-performance, high-quality microdevices and the like to be manufactured with high throughput and high efficiency.
  • a pre-measurement step (S21) of measuring a mark formed on the substrate before carrying the substrate into an exposure apparatus for exposing the substrate The waveform data of the mark measured in the process is positioned higher than the exposure apparatus, an analysis apparatus provided independently of the exposure apparatus, and an apparatus for managing at least one of the apparatuses.
  • waveform data refers to a measurement signal (so-called raw waveform data) output from a detection sensor such as a CCD provided in a measurement device used for measuring a mark, or some (predetermined) processing performed on the measurement signal.
  • waveform data refers to not only “raw waveform data” as it is output from the detection sensor but also the raw waveform data described above. This is a concept including “processed waveform data” that has been subjected to such predetermined processing.
  • the raw waveform data also includes image data (for example, two-dimensional image data in the case of an XY two-dimensional measurement mark).
  • the above-mentioned predetermined process includes a compression process, a thinning process, a smoothing process, and the like.
  • the mark on the substrate is pre-measured before being carried into the exposure apparatus, for example, when the mark is actually measured by the exposure apparatus, mark deformation or mark collapse may occur.
  • the optimum mark or the optimal mark is determined by eliminating marks in advance, or by performing statistical calculation processing or the like in advance to specify a combination of marks with a small error. Mark measurement conditions can be selected. Accordingly, re-measurement of marks and interruption of processing due to an alignment error in the exposure apparatus are reduced, and sufficient alignment accuracy can be ensured by one main measurement.
  • the exposure processing can be performed after the mark is measured in the pre-measurement step.
  • the exposure processing can be performed after the mark is measured in the pre-measurement step.
  • Various complicated statistical calculation processes can be completed based on the measurement result, and the mark measurement and the statistical calculation process for performing the statistical calculation process in the exposure apparatus can be omitted. is there.
  • the exposure process can be performed early after the substrate is loaded into the exposure apparatus, and optimal position correction can be performed for each substrate or each shot.
  • the waveform data is notified, for example, a characteristic difference (sensor, image formation) between a measurement device used for pre-measurement in the pre-measurement process and a measurement device used for main measurement in the exposure device
  • a characteristic difference sensor, image formation
  • the characteristic differences due to differences in the optical system, illumination optical system, etc., the characteristic differences due to these environmental changes and changes over time, and the characteristic differences due to the differences in signal processing algorithms) are determined during the lot processing or in advance so that they match. By correcting the measurement results, both measurement results can be evaluated based on the same standard.
  • the pre-measurement processing method further comprises an evaluation step (S22) of evaluating the mark measured in the pre-measurement step according to a predetermined evaluation criterion.
  • an evaluation step S22 of evaluating the mark measured in the pre-measurement step according to a predetermined evaluation criterion.
  • notification or prohibition of the notification of the waveform data can be made selectable.
  • the evaluation result may be notified. It is of course possible to notify all of the waveform data, but it is generally not preferable from the viewpoint of communication load and the like because the amount of data is generally large. Notification may be omitted, and communication burden etc. can be reduced.
  • a pre-measurement step (S21) of measuring a mark formed on the substrate before carrying the substrate into an exposure apparatus for exposing the substrate An evaluation step (S22) of evaluating the marks measured in the step according to a predetermined evaluation criterion, and an evaluation result or information on the evaluation obtained in the evaluation step are provided independently of the exposure apparatus and the exposure apparatus.
  • the mark on the substrate is pre-measured before being carried into the exposure apparatus
  • the mark in the exposure apparatus is used in the same manner as the pre-measurement processing method according to the first aspect of the present invention.
  • the occurrence of alignment errors during the main measurement is reduced, improving the throughput and ensuring sufficient alignment accuracy.
  • the substrate loaded into the exposure apparatus can be quickly moved. Exposure processing can be performed quickly, and throughput can be improved and optimal position correction can be performed for each substrate or shot. For example, since the measurement result indicating the mark position is notified instead of the waveform data as described above, the amount of data to be transferred is small and the communication load is small.
  • a pre-measurement step (S41) of measuring positions of a plurality of marks formed on the substrate before carrying the substrate into an exposure apparatus for exposing the substrate is performed.
  • the correction coefficient is calculated based on the measurement result measured in advance, in the exposure apparatus, the correction is performed using the calculated correction information. Since the substrate can be quickly positioned and subjected to the exposure processing, it is possible to improve the throughput and perform the optimal position correction for each substrate or for each shot.
  • the correction information calculating step (S55B, S55C) of calculating image distortion correction information to be generated by the exposure apparatus Based on the measurement result measured in the previous measurement step, the image distortion calculation step (S62 in S55A) of calculating the image distortion of the projection optical system of another exposure apparatus that has already exposed the substrate. ), Based on the image distortion information calculated in the image distortion calculation step and the information regarding the image distortion of the projection optical system provided in the exposure device, which is obtained in advance, based on the image distortion generated by the other exposure device. And a correction information calculating step (S55B, S55C) of calculating image distortion correction information to be generated by the exposure apparatus.
  • the image distortion generated in the previous process and the image distortion correction information are calculated based on the measurement result measured in advance.
  • the image distortion correction information to change the imaging characteristics of the projection optical system, etc., the loaded substrate can be promptly exposed, so that the throughput is improved and the optimum for each substrate or each shot is obtained.
  • Image distortion correction can be performed.
  • a pre-measurement step of measuring a phase shift focus mark formed on a substrate before carrying the substrate into an exposure apparatus that exposes the substrate Based on the measurement result measured in the measurement process, a focus error when the substrate is exposed by another exposure apparatus that has already exposed the substrate is obtained, and a focus correction used when the substrate is exposed by the exposure apparatus And a focus correction information calculating step of calculating information.
  • the phase shift focus mark formed on the substrate is measured in advance, and the focus correction information is calculated based on the measurement result.
  • the apparatus can use the calculated focus correction information to perform optimal focus adjustment and promptly perform exposure processing on the loaded substrate, thereby improving throughput and improving the performance of each substrate or each shot. Optimal focus correction can be performed.
  • a pre-measurement step of measuring the surface shape of the substrate S74
  • correction information for calculating focus correction information to be used when performing exposure by the exposure apparatus based on the measurement result measured in the pre-measurement step.
  • a calculating step S76
  • the calculated focus correction is performed. Using the information, it is possible to quickly perform exposure processing on the loaded substrate after performing optimal focus adjustment, thereby improving throughput and performing optimal focus correction for each substrate or each shot. .
  • a pre-measurement step of measuring positions of a plurality of marks formed on the substrate before carrying the substrate into an exposure apparatus for exposing the substrate The temperature for measuring a temperature change in a measuring device used for measurement in the measuring step, a transfer device for transferring the substrate from the measuring device to the exposure device, and a temperature change in at least one of the exposure devices.
  • the present invention similarly to the pre-measurement processing method according to the third aspect of the present invention, when a temperature change occurs in the process of transporting the force substrate for pre-measuring the position of the mark on the substrate, Due to the expansion and contraction of the substrate, the actual position of the mark measured in advance changes according to the temperature change.
  • the change in the mark position due to the temperature change can be calculated theoretically from the coefficient of thermal expansion of the substrate or the like, or by actually measuring the relationship between the temperature change and the change in the mark position using a test substrate or the like, or during the exposure sequence. It can be obtained by actual measurement and learning of the relationship between the change and the change of the mark position.
  • the change in the mark position due to the temperature change is predicted, and the correction information is calculated based on the position information corrected based on the change. Therefore, it is possible to perform the position correction with higher accuracy.
  • the mark position, mark shape, pattern line width, pattern defect, focus error, surface shape, and the like on the substrate before the substrate is carried into an exposure apparatus for exposing the substrate.
  • a determining step S25, S26, S29
  • a mark or pattern on a substrate is pre-measured before being carried into an exposure apparatus, or environmental information such as a temperature in the exposure apparatus in a previous process is pre-measured, and an abnormality actually occurs or is abnormal. If there is a high possibility that the substrate will be lost, the loading of the substrate into the exposure apparatus can be stopped, so that unnecessary processing is prevented and the actual operation of the exposure apparatus is prevented. Rate can be improved.
  • a pre-measurement step of pre-measuring information on the substrate before carrying the substrate into an exposure apparatus for exposing the substrate And an optimization step of optimizing the measurement conditions in the pre-measurement step.
  • the operation status of the exposure apparatus includes the execution status of calibration performed to match them when the operation standard of the exposure apparatus deviates from a predetermined standard, and measurement errors such as information on a substrate due to measurement errors. This includes the status of retry such as re-measurement, or the status of interruption or stop of exposure processing by the exposure apparatus.
  • the measurement conditions include measurement items such as mark position measurement and substrate surface shape measurement, the number of measurements such as the number of marks to be measured, the amount of data per measurement, and the like. It is desirable that the optimization be performed so that the exposure processing throughput does not decrease.
  • the exposure processing is delayed by the time required for the calibration or retry.
  • the time required for the calibration or retry is increased by that amount, the throughput of the exposure processing is not adversely affected.
  • the measurement conditions are optimized according to the operation status of the exposure apparatus, so that more detailed analysis and accurate correction value calculation can be performed without reducing the throughput of the exposure processing. As a result, the exposure accuracy can be improved.
  • a pre-measurement step of pre-measuring information on the substrate and the pre-measurement step are performed in the pre-measurement step.
  • a pre-measurement processing method comprising: an optimization step of optimizing measurement conditions in the pre-measurement step in accordance with periodicity obtained from a measurement result.
  • the periodicity includes a lot input cycle, a processing cycle of substrates in the lot, a time such as a date, and the like.
  • the measurement conditions include the measurement items, the number of measurements, and the amount of data per measurement that are effective for analyzing the cause of the abnormality.
  • the measurement conditions in the pre-measurement step are optimized according to the periodicity, that is, the pre-measurement is performed under the measurement conditions effective for analyzing the cause of the failure or abnormality.
  • the cause of the failure or abnormality can be specified more accurately.
  • the pre-measurement step of pre-measuring information on the substrate and the pre-measurement step are performed in the pre-measurement step.
  • a pre-measurement processing method including: an optimization step of optimizing measurement conditions in the pre-measurement step according to the number of errors obtained from the measurement result.
  • the measurement conditions include the measurement items, the number of measurements, the amount of data per measurement, etc. effective for analyzing the cause of the abnormality.
  • the measurement conditions in the pre-measurement process are optimized according to the number of the errors, and more specifically, the pre-measurement is performed under the measurement conditions effective for analyzing the cause of the failure or abnormality. Therefore, it is possible to identify the cause of the failure or abnormality more accurately.
  • the pre-measurement step of pre-measuring information on the substrate and the pre-measurement step of measuring Optimizing the conditions for collecting relevant data during exposure of the substrate in the exposure apparatus based on the measurement result.
  • the data collection conditions include whether or not to collect data, the type of data to be collected, the amount of data, and the like.
  • the data collection in the exposure apparatus is optimized based on the result of the pre-measurement. For example, if the result of the pre-measurement is good, the pre-measurement is performed in the exposure apparatus. If similar data collection is deemed unnecessary, or if the pre-measurement results are poor, data collection can be performed by re-measuring and collecting data, or by performing other related data measurement types. Efficiency can be improved.
  • a pre-measurement step of pre-measuring information on the substrate and a step of exposing the substrate by the exposure apparatus before carrying the substrate into the exposure apparatus for exposing the substrate An optimization step of optimizing data collection conditions in the pre-measurement step based on data collection conditions at the time of collection.
  • the data to be collected by the exposure apparatus is If data is collected in measurement, the same data will be collected in duplicate, which may not be efficient. In such a case, it is possible to increase the efficiency of data collection by avoiding duplicate collection.
  • the pre-measurement step is performed by a measurement apparatus provided in a coating and developing apparatus connected in-line to the exposure apparatus.
  • the measurement may be performed by a measuring device provided independently of the exposure device.
  • an exposure apparatus for exposing a substrate, and measuring a mark formed on the substrate before carrying the substrate into the exposure apparatus.
  • the exposure apparatus an analysis apparatus provided independently of the exposure apparatus (600), and a management apparatus (500, 700) located above the apparatus to manage at least one of the apparatuses.
  • a notifying device 400, 450 and connection cable
  • the apparatus further includes an evaluation device (450, 600, 13) for evaluating the mark measured by the pre-measurement device according to a predetermined evaluation criterion, and the notification device is provided in accordance with an evaluation result by the evaluation device. It is preferable that notification of the waveform data or inhibition of the notification can be selected. It is possible to achieve the same effect as the pre-measurement processing method according to the first aspect of the present invention.
  • an exposure apparatus for exposing a substrate, and measuring a mark formed on the substrate before carrying the substrate into the exposure apparatus.
  • a pre-measurement device 400
  • an evaluation device 450
  • the information to be processed is stored in the exposure apparatus, an analysis apparatus (600) provided independently of the exposure apparatus, and a management apparatus (500, 700) positioned at a higher level than those apparatuses to manage at least one of the apparatuses.
  • a notification device 400, 450 and a connection cable) for notifying at least one of the devices. It is possible to achieve the same effect as the pre-measurement processing method according to the second aspect of the present invention.
  • a pre-measurement device (400) for measuring at least one of focus error, surface shape, temperature, humidity and pressure in another exposure apparatus which has already exposed the substrate, and An exposure system comprising: a determination device (450, 600, 13) for determining whether or not to continue the process of loading the substrate into the exposure device based on the measurement result. It is possible to achieve the same operation and effect as in the pre-measurement processing method according to the eighth aspect of the present invention described above.
  • a substrate processing for performing a predetermined processing on the substrate is performed before or after exposure processing in an exposure apparatus (200) for transferring and exposing a pattern onto a substrate.
  • a substrate processing for performing a predetermined processing on the substrate is performed.
  • the processing apparatus (300) before carrying the substrate into the exposure apparatus that exposes the substrate through the pattern of the mask, the mark position on the substrate, the mark shape, the pattern line width, the pattern defect, the focus error, A pre-measurement device (400) for measuring at least one of the surface shape, temperature, humidity and pressure in another exposure apparatus that has already exposed the substrate, and a measurement result measured by the pre-measurement apparatus.
  • a determining device (450) for determining whether or not to continue the process of loading the substrate into the exposure apparatus (450). According to this, it is possible to achieve the same effect as the above-described pre-measurement processing method according to the third aspect of the present invention.
  • the pre-measurement device is provided in a coating / developing device connected in-line to the exposure device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an exposure system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus provided in an exposure system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a schematic configuration of a coating and developing apparatus and the like connected in-line to an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a pre-measurement sensor employed in an in-line measuring device and an offline measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a flow of process processing according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining pipeline processing according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a sequence of alignment optimization by in-line pre-measurement according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a diagram showing an example of a search alignment mark according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a diagram showing an average signal intensity distribution of the measurement signal of the search alignment mark of FIG. 8A.
  • 8C] is a view showing a differential waveform of the signal intensity distribution of FIG. 8B.
  • FIG. 8D is a diagram showing edge candidates after narrowing down the differential waveform of FIG. 8C.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an operation sequence of in-line pre-measurement distortion correction (SDM) according to the embodiment of the present invention.
  • SDM in-line pre-measurement distortion correction
  • FIG. 14 is a flowchart showing an optimization sequence of a distortion correction coefficient (SD ⁇ correction value) by in-line preliminary measurement according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an operation sequence of focus level difference correction by in-line preliminary measurement.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a manufacturing process of the electronic device.
  • the exposure system 100 is installed in a substrate processing plant that processes a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate and manufactures a device such as a microphone opening device.
  • a substrate processing plant that processes a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate and manufactures a device such as a microphone opening device.
  • track in-line measuring instrument 400
  • FIG. An exposure apparatus 200 including a coating / developing apparatus 300 disposed adjacent to the exposure apparatus 200 and an in-line measuring instrument 400 disposed in the coating / developing apparatus 300 ing.
  • only one coating and developing apparatus 300 including the exposure apparatus 200 and the in-line measuring instrument 400 is shown as an integrated substrate processing apparatus.
  • a plurality of processing devices are provided.
  • the substrate processing apparatus includes an application step of applying a photosensitive agent such as a photoresist to the substrate, an exposure step of projecting and exposing a mask or reticle pattern image on the substrate on which the photosensitive agent is applied, and an exposure step.
  • a developing step for developing the substrate after the completion of the above is performed.
  • the exposure system 100 is an exposure process management device that manages the exposure process performed by each exposure device 200 in a centralized manner, that is, a management device that is positioned higher than the exposure device and manages the exposure device.
  • the controller 500, an analysis system 600 that performs various arithmetic and analysis processes, an offline measurement device 800, an analysis system 600 (in-line measurement device 400), and an exposure process management controller 500 (exposure device 200) are located at higher levels and managed. It also has an on-site production management host system 700 and an off-line measuring device 800. At least each of the substrate processing devices (200, 300) and the offline measuring device 800 among the devices constituting the exposure system 100 are installed in a clean room where temperature and humidity are controlled. Each device is connected via a network such as a LAN (Local Area Network) or a dedicated line (wired or wireless) laid in the substrate processing plant, and data communication between these devices as appropriate. I can do it.
  • LAN Local Area Network
  • the exposure apparatus 200 and the coating and developing apparatus 300 are connected to each other in-line.
  • the in-line connection means that the apparatuses and the processing units in the apparatuses are connected via a transfer device such as a robot arm or a slider that automatically transfers the substrate.
  • the in-line measuring device 400 is provided as one of a plurality of processing units arranged in the coating and developing apparatus 300, and is provided with an exposure apparatus 200. This is an apparatus that measures various types of information about a substrate before carrying the substrate into the device.
  • the off-line measuring device 800 is a measuring device provided independently of the other devices.
  • the off-line measuring device 800 is provided singly or plurally in the exposure system 100.
  • the configuration of the exposure apparatus 200 included in each substrate processing apparatus will be described with reference to FIG.
  • the exposure apparatus 200 may be an exposure apparatus of a step-and-scan method (scanning exposure method). However, here, as an example, an exposure apparatus of a step-and-repeat method (batch exposure method) is used. Will be described.
  • the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 2 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to the XYZ orthogonal coordinate system.
  • the XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Z axis are parallel to the paper surface, and the Y axis is set in a direction perpendicular to the paper surface.
  • the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set vertically upward.
  • the illumination optical system 1 emits a reticle by emitting exposure light EL having substantially uniform illuminance when a control signal indicating emission of exposure light is output from an exposure control device 13 described later.
  • Light 2 The optical axis of the exposure light EL is set parallel to the Z-axis direction.
  • the exposure light EL includes, for example, g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F laser (wavelength 157 nm)
  • the reticle 2 has a fine pattern to be transferred onto a photoresist coated ueno (substrate) W, and is held on a reticle holder 3.
  • the reticle holder 3 is supported so that it can move and minutely rotate in the XY plane on the base 4.
  • An exposure control device 13 that controls the operation of the entire apparatus controls the operation of the reticle stage 3 via a driving device 5 on a base 4 to set the position of the reticle 2.
  • the projection optical system 6 has an optical element such as a plurality of lenses, and the glass material of the optical element is selected from optical materials such as quartz and fluorite according to the wavelength of the exposure light EL.
  • Wafer W It is mounted on the Z stage 8 via the wafer holder 7.
  • the optical elements in the projection optical system 6 can be finely moved in the Z-axis direction and finely rotated around the X-axis and the Y-axis in order to adjust the imaging characteristics (magnification, distortion, etc.) of the projection optical system 6 described later. It's like that.
  • the adjustment of the imaging characteristics of the projection optical system 6 may be performed by changing the air pressure between the optical elements.
  • the Z stage 8 is a stage for finely adjusting the position of the wafer W in the Z-axis direction, and is mounted on the XY stage 9.
  • the XY stage 9 is a stage for moving the wafer W in the XY plane. It should be noted that a stage (not shown) for slightly rotating the wafer W in the XY plane and a stage for changing the angle with respect to the Z axis to adjust the inclination of the wafer W with respect to the XY plane are also provided.
  • the movable mirror 10 includes a plane mirror having a mirror surface perpendicular to the X axis and a plane mirror having a mirror surface perpendicular to the Y axis.
  • the laser interferometer 11 irradiates the movable mirror 10 with a laser beam along the X-axis, and two X-axis laser interferometers for irradiating the movable mirror 10 with a laser beam along the Y-axis.
  • the X coordinate and the Y coordinate of the wafer holder 7 are measured by a laser interferometer for the X axis and one laser interferometer for the X axis and one laser interferometer for the Y axis.
  • the rotation angle of the wafer holder 7 in the XY plane is measured based on the difference between the measurement values of the two X-axis laser interferometers.
  • Information on the X coordinate, the Y coordinate, and the rotation angle measured by the laser interferometer 11 is supplied to the stage drive system 12. These pieces of information are output from the stage drive system 12 to the exposure control device 13 as position information.
  • the exposure control device 13 controls the positioning operation of the wafer holder 7 via the stage drive system 12 while monitoring the supplied positional information.
  • the reticle holder 3 is also provided with a moving mirror and a laser interferometer similar to those provided on the wafer holder 7, and information such as the XYZ position of the reticle holder 3 is exposed. It is supplied to the control device 13.
  • An imaging-type alignment sensor 14 of an off-axis type is provided on a side of the projection optical system 6.
  • This alignment sensor 14 is an FIA (Field Image Alignment) type It is a liment device.
  • the alignment sensor 14 is a sensor that measures an alignment mark formed on the wafer W. Irradiation light for illuminating the wafer W from the halogen lamp 15 via the optical fiber 16 is incident on the alignment sensor 14.
  • the halogen lamp 15 is used as the light source of the illumination light because the wavelength range of the light emitted from the halogen lamp 15 is 500 to 800 nm, that is, the wavelength range in which the photoresist applied to the upper surface of the wafer W is not exposed.
  • the wavelength band is wide, the influence of the wavelength characteristic of the reflectance on the surface of the wafer W can be reduced.
  • the illumination light emitted from the alignment sensor 14 is reflected by the prism mirror 17 and then irradiates the upper surface of the wafer W.
  • the alignment sensor 14 takes in the reflected light from the upper surface of the wafer W via the prism mirror 17, converts the detection result into an electric signal, and outputs the electric signal to the alignment signal processing system 18.
  • the alignment signal processing system 18 obtains the position of the alignment mark in the XY plane based on the detection result from the alignment sensor 14 and outputs this to the exposure control device 13 as wafer position information.
  • the exposure control device 13 controls the overall operation of the exposure device based on the position information output from the stage drive system 12 and the wafer position information output from the alignment signal processing system 18. More specifically, the exposure control device 13 performs the following operations based on the position information output from the alignment signal processing system 18 and various data supplied from an in-line measuring device 400 described below as necessary. After performing various calculations, a drive control signal is output to the drive system 12. The drive system 12 drives the XY stage 9 and the Z stage 8 based on the drive control signal. At this time, the exposure control device 13 first outputs a drive control signal to the drive system 12 such that the position of the reference mark formed on the wafer W is detected by the alignment sensor 14.
  • the detection result of the alignment sensor 14 is output to the alignment signal processing system 18. From this detection result, for example, a baseline amount which is a deviation amount between the detection center of the alignment sensor 14 and the center of the projected image of the reticle 2 (the optical axis AX of the projection optical system 6) is measured. Then, the X coordinate and the Y coordinate of the wafer W are controlled based on a value obtained by adding the above-mentioned baseline amount to the position of the alignment mark measured by the alignment sensor 14, thereby to define each shot area. Each is adapted to the exposure position. [Coating and developing apparatus]
  • the coating and developing apparatus 300 is installed so as to be in contact with the chamber surrounding the exposure apparatus 200 in an inline manner.
  • the coating and developing device 300 is provided with a transfer line 301 for transferring the wafer W across the center thereof.
  • a wafer carrier 302 At one end of the transfer line 301, there is a wafer carrier 302 for accommodating a large number of wafers W that have not been exposed or have been processed by the substrate processing apparatus in the previous process, and a large number of wafers that have been exposed and developed in the substrate processing apparatus.
  • a wafer carrier 303 for storing W is arranged, and a transfer port (not shown) with a shutter on the side of the chamber of the exposure apparatus 200 is provided at the other end of the transfer line 301.
  • a coater section (coating section) 310 is provided along one side of a transport line 301 provided in the coating and developing apparatus 300, and a developing section (developing section) 320 is provided along the other side. Let's do it.
  • the coater unit 310 includes a resist coater 311 for applying a photoresist to the wafer W, a pre-beta device 312 including a hot plate for pre-betaing the photoresist on the wafer W, and a cooling device for cooling the pre-beta wafer W. It is configured with 313.
  • the developer section 320 is a post-beta device 321 for performing a so-called PEB (Post-Exposure Bake) for baking the photoresist on the wafer W after the exposure processing, and cooling the wafer W on which the PEB has been performed. And a developing device 323 for developing the photoresist on the wafer W.
  • PEB Post-Exposure Bake
  • an in-line measuring device 400 for pre-measuring information on the wafer W is installed in-line.
  • a measuring device for measuring the shape of the photoresist pattern (resist pattern) formed on the wafer W developed by the developing device 323 may be installed inline.
  • This measuring apparatus is for measuring the shape of a resist pattern formed on the wafer W (for example, the line width of the pattern, the pattern overlay error, etc.).
  • an error in the pattern shape is also measured by the in-line measuring device 400 from the viewpoint of reducing the apparatus cost.
  • Each unit constituting the coater unit 310 resist coater 311, pre-beta unit 312, cooling unit 313) and each unit constituting the developer unit 320 (post-beta unit 321, cooling unit 322, developing unit 323)
  • the configuration and arrangement of the in-line measuring device 400 are shown in FIG.
  • Exposure control device 13 as a main control system provided in exposure device 200, coater unit 310 and developing unit 320, in-line measuring device 400 and analysis system 600 are connected by wire or wirelessly. A signal indicating the start or end of the process is transmitted and received.
  • the raw signal waveform data measured by the in-line measuring device 400 (primary output from the image sensor 422 described later or data obtained by processing the signal, and has the same content as the original raw signal waveform data. Or, the original waveform data can be restored), the measurement result obtained by processing the data by a predetermined algorithm, or the evaluation result evaluated based on the measurement result is directly transmitted to the exposure control device 13 or the analysis system 600. Is sent (notified) to the exposure control device 13 via the.
  • the exposure control device 13 records the transmitted information in a storage device such as a hard disk attached to the exposure control device 13.
  • the first guide member 201 is disposed in the exposure device 200 so as to be substantially along the extension of the central axis of the transport line 301 provided in the coating and developing device 300.
  • the second guide member 202 is arranged so as to be orthogonal to the upper side.
  • a slider 203 slidably arranged along the first guide member 201 is disposed on the first guide member 201, and the slider 203 holds the wafer W rotatably and vertically.
  • the first arm 204 is installed.
  • a second arm 205 configured to be slidable along the second guide member 202 while holding the wafer W is disposed on the second guide member 202.
  • the second guide member 202 extends to the loading position of the wafer on the wafer stage 9, and the second arm 205 slides in a direction orthogonal to the second guide member 202. There is also a mechanism to do this.
  • a transfer pin 206 that can rotate and move up and down for pre-alignment of the wafer W is installed.
  • a transfer pin 206 that can rotate and move up and down for pre-alignment of the wafer W is installed.
  • a transfer pin 206 that can rotate and move up and down for pre-alignment of the wafer W is installed.
  • the first guide member 201, the second guide member 202, the slider 203, the first arm 204, the second arm 205, the transfer pin 206, and the like constitute a wafer loader system (substrate transfer device).
  • An environment sensor DT1 such as a temperature sensor for measuring the temperature inside the chamber of the exposure apparatus 200, a humidity sensor for measuring the humidity, and an atmospheric pressure sensor for measuring the atmospheric pressure, etc., outside the substrate processing apparatus (ie, DT2, such as a temperature sensor that measures the temperature of the clean room), a humidity sensor that measures the humidity, and an atmospheric pressure sensor that measures the atmospheric pressure, and measures the temperature, humidity, and air pressure near the transport line 301.
  • An environmental sensor DT3 and an environmental sensor DT4 for measuring the temperature, humidity, atmospheric pressure, and the like in the in-line measuring device 400 are provided. Detection signals of these sensors DT1 to DT4 are supplied to the exposure control device 13, and the exposure control device 13 is provided. It is recorded in a storage device such as a hard disk attached to the device 13 for a certain period.
  • the in-line measuring device 400 includes a pre-measurement sensor, and at least one of the pre-measurement sensors is provided corresponding to the type of information regarding the substrate, that is, the measurement item. For example, alignment marks and other marks formed on the wafer, sensors for measuring line width 'shape' defects of patterns, sensors for measuring wafer surface shape (flatness), focus sensors, and the like. Is exemplified. In order to flexibly respond to the measurement items, the state of the wafer, the resolution, and the like, it is desirable to provide a plurality of types of sensors so that they can be selectively used according to the situation. Note that the same device can be used for the offline measuring device 800, and the description thereof is omitted.
  • the in-line measuring device 400 and the off-line measuring device 800 may have different measurement methods (including the measurement principle) and different measurement items.
  • an in-line measurement device using a pre-measurement sensor for measuring the position of an alignment mark formed on a wafer will be described with reference to FIG.
  • the in-line measuring device 400 includes a pre-measurement sensor 410 and a pre-measurement control device 450.
  • a stage device for adjusting the position of the wafer W to be measured in the XYX-axis direction and the inclination with respect to the Z-axis, and a laser interference device for measuring the position and orientation of the wafer W are provided.
  • the stage device includes an XY stage, a Z stage, and a wafer holder. These components have the same configuration as the XY stage 9, the Z stage 8, and the wafer holder 7 of the exposure apparatus 200 described above.
  • the laser interferometer system has the same configuration as the moving mirror 10 and the laser interferometer 11 of the exposure apparatus 200.
  • the pre-measurement sensor 410 in the in-line measuring device 400 is a sensor for measuring the position of an alignment mark formed on the wafer W, and is basically similar to the imaging type alignment sensor 14 provided in the exposure apparatus 200. The same can be used.
  • a sensor used in an FIA (Field Image Alignment) method will be described.
  • a sensor used in an LSA (Laser Step Alignment) method or an LIA (Laser Interferometnc Alignment) method may be used.
  • the LSA sensor is an alignment sensor that irradiates a laser beam onto an alignment mark formed on a substrate and measures the position of the alignment mark by using diffracted and scattered light.
  • the LIA-type alignment sensor irradiates laser beams having slightly different wavelengths from two directions onto a diffraction grating-shaped alignment mark formed on the substrate surface, and causes the two resulting diffracted lights to interfere with each other.
  • the alignment sensor detects alignment mark position information from the phase of the interference light.
  • the in-line measuring device 400 is provided with two or more of these three types of sensors, and is provided with two or more of the three types of sensors. It is desirable to be able to use them according to the situation. Further, a sensor for measuring the asymmetry of the mark to be measured, which is disclosed in JP-A-2003-224057, may be provided.
  • the illumination light IL 10 such as an external halogen lamp is guided to the pre-measurement sensor 410 via the optical fiber 411.
  • Illumination light IL 10 is a condenser lens 41
  • the light is irradiated to the field-of-view dividing aperture 413 via 2.
  • the field-of-view dividing aperture 413 has a force S (not shown), a mark illumination aperture having a wide rectangular opening at the center thereof, and a pair of narrow rectangular apertures arranged to sandwich the mark illumination aperture. And a focus detection slit having an opening of the same.
  • the illumination light IL10 is split by the field splitting aperture 413 into a first light beam for mark illumination that illuminates the alignment mark area on the substrate W and a second light beam for focus position detection prior to the alignment. .
  • the illumination light IL20 divided in this way passes through the lens system 414, is reflected by the half mirror 415 and the mirror 416, is reflected by the prism mirror 418 via the objective lens 417, and is formed on the wafer W. Irradiates the mark area including the alignment mark AM and its vicinity.
  • the first split light transmitted through the beam splitter 420 forms an image of the alignment mark AM on the index plate 421.
  • this image and light from the index mark on the index plate 421 are incident on the image sensor 422 formed of a two-dimensional CCD, and the image of the mark AM and the index mark is formed on the light receiving surface of the image sensor 422. .
  • the second split light reflected by the beam splitter 420 enters the light shielding plate 423.
  • the light blocking plate 423 blocks light incident on a predetermined rectangular area, and transmits light incident on an area other than the rectangular area. Therefore, the light-shielding plate 423 blocks the branched light corresponding to the first light flux and transmits the branched light corresponding to the second light flux.
  • the branched light transmitted through the light shielding plate 423 is incident on a line sensor 425 composed of a one-dimensional CCD in a state where telecentricity is broken by a pupil division mirror 424, and an image of a focus detection slit is formed on a light receiving surface of the line sensor 425. It is imaged.
  • the substrate W since telecentricity is ensured between the substrate W and the image sensor 422, when the substrate W is displaced in a direction parallel to the optical axis of the illumination light and the reflected light, the light reception of the image sensor 422 is performed.
  • the image of the alignment mark AM formed on the surface is defocused without changing the position on the light receiving surface of the image sensor 422.
  • line sensor 425 Since the reflected light has lost its telecentricity as described above, when the substrate W is displaced in a direction parallel to the optical axis of the illumination light and the reflected light, an image is formed on the light receiving surface of the line sensor 425.
  • the focus detection slit image is displaced in a direction intersecting the optical axis of the branched light.
  • the position (focal position) of the illumination light and the reflected light of the substrate W in the optical axis direction is detected.
  • this technique refers to, for example, JP-A-7-321030.
  • the pre-measurement step by the in-line measuring device 400 is preferably performed after the wafer W is carried into the coating and developing apparatus 300 but before the resist coating and before the alignment processing in the exposure apparatus 200.
  • the location of the in-line measuring device 400 is not limited to the one in the present embodiment, and may be, for example, a coating and developing device 300 or a measuring device independent of these devices. , And may be connected by a transport device. However, when the in-line measuring device 400 is installed in the coating and developing device 300, there is an advantage that the dimension and shape of the exposed resist pattern can be measured immediately.
  • a process start command is output from the production management host system 700 in the factory in FIG. 1 to the exposure control device 13 via the network and the exposure process management controller 500.
  • the exposure control device 13 outputs various control signals to the exposure device 200, the coater unit 310, the developer unit 320, and the in-line measuring device 400 based on the processing start command.
  • this control signal is output, one wafer taken out of the wafer carrier 302 is transferred to a resist coater 311 via a transfer line 301 and coated with a photoresist.
  • the device 312 and the cooling device 313 After passing through the device 312 and the cooling device 313 (S10), it is carried into the stage device of the in-line measuring device 400, and the alignment mark is pre-measured (S11).
  • the force S is assumed to be such that the pre-measurement process (S11) is performed after the resist process (S10), and the order may be reversed.
  • the position of the alignment mark formed on wafer W is measured.
  • the measurement result (for example, the coordinate position information of the mark) is directly transmitted to the exposure control device 13 via the communication line or the analysis system 600 together with the raw signal waveform data which is the output itself of the image sensor 422 of the pre-measurement sensor 410.
  • the exposure control unit 13 is notified of the mark (mark to be measured), the number of marks, and the illumination condition (measurement target) when the alignment mark of the wafer W is measured by the exposure apparatus 200 based on the notified data.
  • a process for optimizing the illumination wavelength, the illumination intensity, and whether or not the illumination is visual field illumination or bright field illumination, or whether illumination is performed via a phase difference plate, and the like is performed (S12).
  • a part or all of such optimization processing may be performed by the analysis system 600, and the analysis result may be sent to the exposure control device 13.
  • the wafer W for which the preliminary measurement processing (S11) has been completed is transferred to the first arm 204 of the exposure apparatus 30. Thereafter, when the slider 203 reaches the vicinity of the transfer pin 206 along the first guide member 201, the first arm 204 rotates, and the wafer W is transferred from the first arm 204 to the position A on the transfer pin 206. Here, the center position and the rotation angle are adjusted (blurred alignment) based on the outer shape of the wafer W. Thereafter, the wafer W is transferred to the second arm 205 and transported along the second guide member 202 to a wafer loading position, where it is loaded (loaded) into the wafer holder 7 on the wafer stages 8 and 9.
  • the reticle pattern is exposed and transferred to each shot area on the wafer W (S13).
  • the wafer W that has been subjected to the exposure processing is transported to the transport line 301 of the coating and developing apparatus 300 along the second guide member 202 and the first guide member 201, and then sequentially post-betaed along the transport line 301. It is sent to the developing device 323 via the device 321 and the cooling device 322. Then, an uneven resist pattern corresponding to the device pattern of the reticle is formed in each shot area of the wafer W developed by the developing device 323 (S14).
  • the wafer W on which the image has been formed in this manner is inspected by the in-line measuring device 400 or another measuring device when the line width and the overlay error of the pattern formed as necessary are provided.
  • the wafer is stored in the wafer carrier 303 by the transfer line 301.
  • This lithograph After the completion of the process, for example, one lot of wafers in the wafer carrier 303 is transported to another processing apparatus, and etching (S15), resist stripping (S16) and the like are performed (S16).
  • the pre-measurement for the wafer W may be performed by the force S, which is performed by the in-line measuring device 400 provided in the coating and developing apparatus 300, or by the offline measuring device 800.
  • the exposure process control controller 500 stores, in a storage device attached thereto, various information for controlling a process for each lot or each wafer processed by the exposure system 100, various parameters for the process, or an exposure history. Stores various information such as data. Then, based on the information, each exposure apparatus 200 is controlled and managed so that each lot is appropriately processed. In addition, the exposure process control controller 500 controls the alignment conditions used for alignment processing in each exposure apparatus 200 (various conditions used for alignment measurement (number and arrangement of sump-no-rescue boats, multipoint method in shots).
  • the one-point method or the waveform processing algorithm used for signal processing, etc.) and the conditions used for alignment are determined. Register with each exposure apparatus 200.
  • the exposure process management controller 500 also accumulates various data such as EGA log data measured by the exposure apparatus 200, and appropriately controls and manages each exposure apparatus 200 based on these.
  • the analysis system 600 collects various data from various devices such as the exposure device 200, the coating and developing device 300, the light source of the exposure device 200, the inline measuring device 400, and the offline measuring device 800 via a network. And perform analysis.
  • the wafer process processing Forming resist processing step A, pre-measurement step B with in-line measuring device 400, exposure step C for alignment and exposure, development step D for heat treatment and development after exposure, and pattern dimensions for resist pattern measurement It consists of six steps, measuring step E.
  • pipeline processing is performed on several wafers W (three in the figure) in parallel.
  • the pre-measurement step B of the wafer W in parallel with the exposure step C of the preceding wafer, the influence on the overall throughput can be extremely small.
  • the pre-measurement step B and the resist dimension measurement step E are performed by an inline measuring device 400 at a timing such that they do not overlap each other.
  • Figure 7 shows the sequence flow of alignment optimization by in-line pre-measurement.
  • the in-line measuring device 400 communicates with the exposure apparatus 200 or the analysis system 600 or the production management host system 700 in the factory, and the design position of the alignment mark to be measured in the exposure apparatus (alignment sensor 14).
  • Information and a mark detection parameter (a parameter related to a signal waveform processing algorithm, for example, a slice level) are acquired (S20).
  • the in-line measuring device 400 drives the stage device to measure the alignment mark on the wafer W while sequentially positioning the alignment target mark near the detection position of the pre-measurement sensor 410. Is performed (S21).
  • the inline measuring device 400 determines the suitability of the mark as a mark to be detected by the exposure apparatus 200 based on a predetermined value. Evaluate according to the evaluation criteria and calculate a score indicating the level of the evaluation. In this embodiment, the evaluation and the calculation of the score are performed by the pre-measurement control device 450.However, when all the pre-measurement results are transmitted to the analysis system 600 and the exposure device 200 (the exposure control device 13), It is acceptable to perform these evaluations and score calculation on the receiving side. The description of this score will be described later. If the score is better than a predetermined threshold, the score and the mark are exposed. The information (OK) indicating that the mark is appropriate as a mark to be measured by the optical device 200 is given to the exposure device 2.
  • the score is lower than a predetermined threshold value, the score and the information indicating that the mark is inappropriate as a mark measured by the exposure apparatus 200 (
  • the exposure apparatus 200 S22. If it is determined to be defective, it is desirable to transmit mark raw signal waveform data along with the score and NG information. In principle, it is preferable to transmit the signal waveform data of all the marks measured by the inline measuring device to the exposure apparatus 200.However , if the signal waveform data is transmitted for all the measurement marks, it takes a long communication time. Therefore, there is a risk that the throughput may be reduced, and a burden that the data receiving side must prepare a storage medium having a large storage capacity. For this reason, in the present embodiment, measured mark signal waveform data is transmitted only for a mark determined to be inappropriate or a mark determined to be unmeasurable (measurement error mark).
  • the operation for determining whether to transmit information is configured to be performed by the preliminary measurement control device 450.
  • These pieces of information and information notified from the in-line measuring device 400 to the exposure apparatus 200 to be described later may be notified to the exposure apparatus 200 via the analysis system 600. Description will be given assuming that the exposure apparatus 200 is notified directly.
  • information is sent to the exposure apparatus 200 via the analysis system 600, a part or all of the processing performed by the exposure apparatus 200 is performed by the analysis system 600, and the result is sent to the exposure apparatus 200. May be.
  • the information of the analysis system 600 may be sent to the exposure apparatus 200 via the factory production management host system 700 and the exposure process management controller 500.
  • This system is also suitable for systems that poke (such as mark position information and mark signal waveform data) to the internal memory of the exposure apparatus or to send it to the memory of the external analysis system 600 for kissing. After evaluating the measurement result of the sensor 14 in the exposure apparatus, only the mark (measurement error mark) determined to be inappropriate or unmeasurable based on the measurement result may be subjected to mouth gating.
  • poke such as mark position information and mark signal waveform data
  • step S22 exposure apparatus 200 that has received these information receives the information.
  • the mark detection error NG
  • S23 a preset allowable number
  • the raw mark signal waveform data is transmitted.
  • the optimization process of the mark detection parameter is executed (S24). Note that the mark detection parameter optimization processing may be performed by the preliminary measurement control device 450 of the in-line measurement device 400. If the mark detection error has not reached the set allowable number in S23, the wafer W is transferred to the exposure apparatus 200, and the exposure processing is continued (S28).
  • the mark detection parameter optimizing process After executing the mark detection parameter optimizing process, it is determined again whether or not the mark detection error is equal to or more than the set allowable number (S25). If the mark detect error does not reach the set allowable number, Then, the wafer W is transferred to the exposure apparatus 200, and the exposure processing is continued (S28). If there is a mark detection error equal to or more than the set allowable number even after executing the mark detection parameter optimization, it is determined whether or not to search for another mark in accordance with the pre-registered information in a predetermined search area. The determination is made in accordance with the priority order set in advance at the design coordinate position of another mark (S26).
  • the exposure apparatus 200 specifies another alignment mark position to be additionally measured and a mark detection parameter, and sets the in-line measuring device 400 (S27), the in-line measuring device 400 returns to the mark detection process of S21, and repeats the pre-measurement process.
  • the rejection processing of the wafer W is not limited to the case described in the above embodiment. All the pre-measurement results described below (for example, prediction based on not only mark position information but also focus errors, pattern line widths, pattern defects, and temperature differences in the device) If it is determined that it is not preferable to proceed with the pattern exposure processing on the wafer any more based on the wafer deformation amount, etc., or that a good device cannot be obtained, the same as in the above embodiment. It is assumed that the wafer is rejected.
  • the difference between the sensors between the in-line measuring device 400 and the exposure apparatus 200 is corrected.
  • the raw mark signal waveform data sent from the inline measuring device 400 is compared with the raw mark signal waveform data for the same mark by the exposure device 200 (alignment sensor 14), and the score is the same as the score based on the measurement result of the inline measuring device 400.
  • the score correction value is optimized so that the score for the mark based on the measurement result of the exposure apparatus 200 (alignment sensor 14) matches.
  • the raw mark signal waveform data for the mark in which the detection error has occurred is logged, so that the raw mark signal waveform data, the detection parameter, and the detection error are output.
  • the information is sent to the analysis system 600 or the inline measuring device 400, and is compared with the raw signal waveform data measured by the inline measuring device 400 to optimize the score correction value so that the detection score for the same mark matches. You may.
  • the edge portion of the raw mark signal waveform data is detected, and the regularity of the pattern width (eg, uniformity) and the regularity of the pattern interval (eg, uniformity), which are the characteristics of the mark, are detected. Is obtained as a feature value.
  • the "edge” is, for example, a line 'and' space mark. Indicates the boundary between the pattern portion forming the mark and the non-pattern portion, such as the boundary between the line portion and the space portion.
  • AW2 (YE4— YE3) — DLW
  • ⁇ D2 (YE5-YE4) -DLD2
  • Edge candidates E1 Calculated by calculating the standard deviation of the peak values of E6.
  • the line pattern width and the line pattern interval are better as the variation from the design value is smaller. It is determined that the "appropriateness of the mark waveform signal" is higher as the edge shape uniformity is smaller. In this case, the lower the score, the better. When a correlation algorithm is used for mark waveform detection, this correlation value can be used as a score. In this case, the higher the score, the better.
  • the EGA calculation mode in addition to the optimization of the marks and the mark detection parameters, the number of marks, the mark arrangement, the alignment focus offset, the alignment illumination conditions (illumination wavelength, bright / dark field, illumination intensity, presence / absence of phase difference illumination) Etc.), and the EGA calculation mode can be specified as an optimization target.
  • the EGA residual error component for each processing condition is determined, and the processing condition that minimizes this residual error component is adopted.
  • the wafer orthogonality is ⁇ (Cx_01 + Cy_10)
  • the shot orthogonality is _ (Cx_sy + Cy_sx).
  • the EGA operation model (statistical processing mode), the 6-parameter model (normal EGA model), and the 10-parameter model (multipoint model in shot) , May be referred to as an intra-shot average model.
  • the six-parameter model is a model that uses wafer scaling X, Y, wafer rotation, and offset X, Y among the above-mentioned parameters.
  • the 10-parameter model is a model that uses a 6-parameter model with a total of four parameters, shot scaling X, Y and shot rotation.
  • the average model within a shot is the average of the measured values of multiple marks in a shot, calculates one representative value for that shot, and uses this to use the same parameters (six parameters) as in the six-parameter model described above. This is a model that performs EGA calculation for each shot position.
  • Cy—sx Cy_sy is excluded (that is, set to “0”).
  • Fig. 9 shows the operation sequence of shot array correction (GCM) using in-line preliminary measurement.
  • a pre-specified GCM in-line pre-measurement switch (a switch that can be arbitrarily set by a user) is on (ON) or off (OFF) (S31). If the measurement switch is off, it is decided to use the specified (prepared) higher-order correction coefficient (S32), and the EGA measurement / calculation in the exposure apparatus 200 is performed (S36). ), EGA measurement in S36 Exposure processing is performed by applying the higher-order correction coefficient determined in S32 to the Z calculation result (S38).
  • S31 if the GCM in-line pre-measurement switch is ON, it is determined whether or not the wafer is a target of the GCM in-line pre-measurement (S33), and the GCM in-line pre-measurement target is determined. If not a wafer, the higher order used for exposure for the preceding wafer Decide to use the correction coefficient (S34), perform EGA measurement / calculation in exposure apparatus 200 (S36), and apply the higher order correction coefficient determined in S34 to the EGA measurement / calculation result in S36 for exposure. Processing is performed (S38).
  • EGA measurement / calculation is performed in exposure apparatus 200 (S36), and exposure processing is performed by applying the higher order correction coefficient determined in S35 to the EGA measurement / calculation result in S36 (S38).
  • the exposure apparatus 200 side is set in advance for each corresponding order (normally up to the third order, but even the fourth order or more). Good), a higher-order correction coefficient corresponding to the optimum order and the correction coefficient may be selected from a plurality of higher-order correction coefficients registered in the above.
  • the exposure apparatus 200 performs a linear correction of the wafer deformation (correction of the linear component) based on the result of the normal EGA calculation performed on the measurement shot, and performs a nonlinear correction of the wafer deformation using the above-described higher-order correction coefficient (non-linear correction).
  • the shot array deformation correction is performed together with the component error correction, and the exposure processing is executed.
  • the alignment mark on the wafer W is measured in advance by the in-line measuring device 400.
  • EGA calculation models optimized by higher-order EGA include a 6-parameter model, a 10-parameter model, and an intra-shot average model. When measuring one point in a shot, specify a 6-parameter model. For multi-point measurement within a shot, specify a 10-parameter model, an intra-shot averaging model, and a 6-parameter model using any one point in the shot.
  • the shot array deformation calculation model shown in the calculation (Equation 5) and (Equation 6) is used for the third order, and the calculation formula for the second order is used.
  • the shot array deformation calculation model shown in (Equation 3) and (Equation 4) is used. Please refer to Fig. 11a-Fig. L lj and Fig. 12a-Fig. 1 ⁇ for the meanings of the components of the 0th-1st-order correction coefficients of (Equation 5) and (Equation 6).
  • stable results of higher-order correction can be obtained by excluding the Wx 2 Wy and Wx Wy 2 correction coefficients among the Wx 3 , Wx 2 Wy, Wx Wy 2 , and Wy 3 coefficients. May be The higher the higher order, the more effective the exclusion of correction coefficients with high correlation.
  • the jumping wafer data is rejected (S46).
  • the rejection of the jumping wafer data is a process of excluding wafer data in which the residual sum of squares after higher-order correction for each wafer exceeds a threshold value. Residual The value obtained by dividing the variance of the higher-order correction position by the variance of the measurement result position instead of the sum of squares (this is called the determination coefficient and takes a value of 0–1. The closer to 0, the larger the residual. The variance of the position takes into account the variance of the higher-order correction position and the variance of the residual error.).
  • the higher order correction coefficient averaged across multiple wafers (after rejection of jumping wafer data) is obtained.
  • a higher-order correction coefficient that minimizes the residual sum of squares after higher-order correction is selected and used (S49).
  • the preliminary measurement control device 450 when the result of preliminary measurement by the in-line measuring device 400 or the shot arrangement correction value using EGA or GCM by the preliminary measurement control device 450 and the result is notified to the exposure device 200, If there is an environmental change (temperature change) in the inside of the in-line measuring device 400, the transport path from the in-line measuring device 400 to the unloading to the exposing device 200, and the inside of the exposing device 200, The wafer W expands or contracts in accordance with its own coefficient of thermal expansion according to the temperature change, and the measurement result or the calculation result includes an error corresponding to the thermal expansion or contraction.
  • environmental change temperature change
  • a plurality of sensors for measuring the temperature and the like are arranged at various places in the substrate processing apparatus (exposure apparatus 200, coating developing apparatus 300).
  • the detected temperature from each sensor is supplied to the exposure control device 13, and the exposure control device 13 predicts the expansion and contraction of the wafer W based on the detected temperatures from these sensors, and is notified based on this.
  • the measurement result or the calculation result is corrected. As a result, even if there is a temperature change, the error due to this can be reduced by / J.
  • This prediction may be made theoretically from the temperature change and the coefficient of thermal expansion of the wafer W, or The in-line measuring device 400 and the exposure apparatus 200 measure the same mark on the same substrate during the exposure sequence or on a trial basis, and determine the relationship between the temperature change of each sensor DT1 and DT4 at this time. It can be performed based on. It should be noted that more accurate prediction can be made by obtaining and learning these during the exposure sequence.
  • each of the sensors DT1 to DT4 between the time when the wafer is pre-measured by the in-line measuring device 400 and the time when the wafer is subjected to the exposure processing by the exposure apparatus 200, the path through the wafer (in the apparatus) It is desirable to use at least the measurements of the sensors DTI, DT3, and DT4 to predict the expansion of the wafer, but any of these sensors (eg, DT1 and DT4, or DTI and DT3, or DT3).
  • the above-mentioned prediction may be performed only with the output of (combination of DT4 and DT4), or the prediction may be performed only with the output of any one sensor.
  • SDM Super Distortion Matching
  • a parameter file of an optical element such as a lens for each exposure apparatus 200, a stage parameter file, and a reticle manufacturing error file are also acquired.
  • the imaging characteristic adjustment device (MAC1) that adjusts the position and inclination of the optical element such as a lens in the projection optical system, which is mounted for controlling the imaging characteristic of the projection optical system of the exposure device, Change the distortion shape to optimize matching between devices.
  • the imaging characteristics are adjusted by changing the stage parameters.
  • Distortion correction is possible.
  • Figure 13 shows the operation sequence of distortion correction (SDM) using in-line pre-measurement. Show.
  • a pre-designated SDM in-line pre-measurement switch (a switch that can be arbitrarily set by the user) is on (ON) or off (OFF) (S51).
  • the SDM server (here, a part of the exposure process control controller 500 in FIG. 1) decides to use the (prepared) distortion correction coefficient specified (S52), and The EGA measurement is performed (S56), and the exposure processing is performed by applying the distortion correction coefficient determined in S52 to the EGA measurement result in S56 (S57).
  • the distortion correction coefficient determined in S52 above is based on the distortion of the projection optical system of the other unit (the exposure device that prints the pattern of the previous layer on the wafer) and the distortion correction coefficient of the own unit (this is the overprinting of the front layer). This is a distortion correction coefficient optimized for performing overexposure with its own unit in consideration of the difference from the distortion of the projection optical system of the exposure apparatus used in the current process.
  • S51 if the SDM in-line pre-measurement switch is ON, then it is determined whether or not the wafer is an SDM in-line pre-measurement target wafer (S53). Otherwise, after deciding to use the distortion correction coefficient used in the exposure of the previous wafer (previous lot) (S54), EGA measurement is performed in the exposure apparatus 200 (S56), and the EGA measurement in S56 is performed. Exposure processing is performed by applying the distortion correction coefficient determined in S54 to the result (S57).
  • the distortion correction coefficient determined in S54 also depends on the distortion of the projection optical system of the other unit (an exposure device that prints the pattern of the previous layer on the wafer) and the distortion correction coefficient of the own unit (this time In consideration of the difference from the distortion of the projection optical system of the exposure equipment used in the current process, the optimal exposure is optimized for the own unit (the timing of the optimization is that of the previous wafer or previous lot). Force S) This is the distortion correction coefficient.
  • in-line pre-measurement is executed by the in-line measurement device 400 for a pre-specified measurement shot, and the optimization processing flow shown in FIG. )
  • an optimized high-order correction coefficient information on image distortion of the projection optical system of another exposure apparatus (other unit)
  • the memory the above-described SDM server
  • the distortion information (information on the image distortion of the projection optical system used in the current process) of the projection optical system of the device 200 is read (S55B).
  • Distortion correction coefficient when performing overexposure using the same device (the degree of distortion of the pattern formed on the wafer due to the exposure of the own unit is the same as the distortion of the pattern already formed on the wafer (pattern of the previous layer) by another unit).
  • a correction coefficient and image distortion correction information optimized to match the condition are calculated (S55C).
  • the exposure apparatus (own apparatus) 200 adjusts the imaging characteristics of the projection optical system by applying the optimized distortion correction coefficient (determined in step S55C above) (projection optical system).
  • Exposure processing is performed based on the set parameters while performing correction by setting parameters (S57).
  • a correction coefficient corresponding to the optimal order is selected from among a plurality of distortion correction coefficients registered in advance on the SDM server side. You may.
  • in-line preliminary measurement is performed in the in-line measuring device 400 (S61).
  • the order and the correction coefficient to be optimized by the distortion correction are specified (S62), and the correction coefficient is calculated (S63).
  • the calculation model shown in Equations (Equation 5) and (Equation 6) if it is third order, and use Equations (Equation 3) and (Equation 4) if it is second order Total shown in Use the arithmetic model.
  • Wx 3 , Wx 2 Wy, Wx By excluding the Wx 2 Wy and Wx Wy 2 correction coefficients among the Wy 3 coefficients, stable results of higher-order correction may be obtained. As the higher order increases, the exclusion designation of the correction coefficient with higher correlation becomes effective.
  • the pre-measured wafer and shot-to-shot interval (jump data is rejected) and the corresponding order (secondary, 3rd) Higher-order correction that minimizes the residual sum of squares after higher-order correction among the combinations of optimization conditions for the averaged higher-order correction coefficient for each of the following:
  • the coefficient is selected as a coefficient used for distortion correction (S67).
  • Figure 15 shows the operation sequence of focus level difference correction by in-line pre-measurement.
  • step S71 it is determined whether or not 1ST exposure (exposure of the first layer) is performed (S71). In the case of 1ST exposure, exposure is performed by focusing without device level difference correction (S78). ). In step S71, if the exposure is not 1ST exposure, the step data is updated (if there is no previous data, the step data is updated. (S72), and if the step data is updated, after the alignment is executed by the in-line measuring device 400 (S73), the device step measurement for the number of measurement shots is performed (S74, S75).
  • the step correction amount (data) is calculated and transmitted to exposure apparatus 200 (S76).
  • the level difference data of each measurement shot is read out for the number of measurements, converted to the coordinate system within the shot, and averaged within the same shot.
  • the displacement of the detection point is interpolated by least squares approximation, spline or Fourier series, etc., and the position in the step data is adjusted.
  • grid-like data arranged at a specified pitch in the X and Y directions based on the shot center position is obtained. At this time, an interpolation function as needed is used.
  • offsets and weights are set for the data at the selected position in the grid-like data, and an approximate surface is calculated for each measurement shot.
  • This approximate surface may be a flat surface or a curved surface.
  • the step data for each measurement shot is converted into difference data (offset data) from the approximate surface.
  • offset data offset data
  • step data separated from the approximate surface by a first threshold or more specified by the parameter is excluded from the approximate surface calculation target.
  • abnormal value data data separated from the approximate plane by a second threshold or more specified as a parameter is detected, and a measurement shot in which the abnormal value data is equal to or more than the number specified as a parameter is regarded as an unsuccessful shot. Then, the level difference data of only the remaining successful shots is averaged to calculate the device level difference correction amount. Also at the time of averaging here, interpolation is performed as necessary. Further, the abnormal value data detected at this time is transmitted to the production management host system 700 in the factory.
  • the factory-based production management host system 700 transmits abnormal value data to an off-line measuring device 800 including an external wafer defect inspection device or review station. As described above, the correction amount is obtained.
  • the exposure apparatus 200 performs the focus adjustment based on the step data correction amount measured in advance (S77), and then performs the exposure processing (S79).
  • a phase shift focus monitor mark is formed on the process wafer in advance, and Before the processing in the apparatus 200 (before loading the process wafer into the exposure apparatus), the in-line measuring device 400 measures the phase shift focus monitor mark formed on the process wafer W by alignment measurement. Focus shift at each mark position can be measured. Then, based on the result of the measurement (prior measurement), the optimum correction value of the focus offset and the leveling offset can be calculated before the exposure processing.
  • the reticle pattern of the focus monitor uses the fact that when a shifter other than 180 ° is used, the image changes asymmetrically in response to a change in focus. It is designed to be converted to. Place one chrome line between the shifter part and the shifter-less part.
  • phase shift amount of the shifter is 90 ° instead of 180 °.
  • the in-line measuring device 400 measures the line width and shape of the pattern formed on the wafer W and other information related to pattern defects, evaluates the quality of the pattern, scores it according to the level, and forms the raw signal waveform.
  • the exposure apparatus 200 is notified together with the data.
  • the exposure apparatus 200 specifies a pattern defect location and a location close to the defect based on the evaluation result notified from the in-line measuring device 400, and based on the raw signal waveform data of the location, various trace data and overlay measurement.
  • various trace data including defects and locations close to the defects, overlay measurement data, and EGA (alignment) calculation results are obtained from the exposure tool, and the correlation with pattern defects is analyzed.
  • the overlay measurement data may be obtained from a measurement device other than the exposure device.
  • focus trace data, exposure amount trace data, and synchronization accuracy trace data are individually analyzed to predict the pattern dimension control performance.
  • the overlay control performance is predicted from the overlay measurement data and the EGA (alignment) calculation results. If a correlation with a defect is found, the operating parameters of the exposure apparatus 200 are corrected or the apparatus is maintained as necessary.
  • EGA alignment
  • the exposure apparatus 200 acquires focus trace data during the exposure processing.
  • the line width value (actually measured value by SEM, ⁇ CD method, etc., or calculated value by aerial image simulator) for each Z mean and Z standard deviation is calculated for each image height (considering the effect of optical aberration mainly on field curvature). Keep as a table. Further, these line width value table files are held for each exposure condition.
  • Exposure conditions include exposure wavelength, projection lens numerical aperture NA, illumination ⁇ , illumination conditions (normal illumination, modified illumination), mask pattern type (binary, halftone, Levenson, etc.), mask line width, target line width , Pattern pitch, etc.
  • the line width value under the corresponding condition is calculated by referring to the line width value table from the flatness measured for each shot and the focus trace data during the exposure processing. In this way, the actual line width value is predicted without actually measuring the pattern line width, and if a line width abnormality is detected, the scanning speed is reduced in real time after exposure, the step correction is updated, Measures to prevent defective products, such as changes in focus control methods and equipment maintenance, are taken.
  • Synchronization accuracy is determined by the amount of deviation (X, ⁇ , ⁇ ) of the reticle / reticle stage relative to the wafer stage in the exposure slit area during scanning. And evaluated using the moving average (mean) and moving standard deviation (msd).
  • the moving average (Xmean / Ymean) affects the displacement during scanning, which affects the overlay accuracy.
  • the moving standard deviation (Xmsd / Ymsd) lowers the contrast of the image plane and affects the pattern dimensional accuracy. It is determined whether these values are within the tolerances. If the tolerances are exceeded, the scanning speed is reduced in real time after exposure, the step correction is updated, the synchronization accuracy control method, the focus control method is changed, and the equipment maintenance is performed. Measures to prevent defective products such as nonce are taken.
  • the exposure result is recorded at regular time intervals.
  • the exposure is evaluated by averaging the exposure in the slit area at each position during scanning. Judge whether this value is within the tolerance or not. Measures to prevent defective products, such as deceleration, changes in the exposure control method, and equipment maintenance, are taken.
  • the exposure processing is delayed by the time required for the calibration or retry. In other words, even if the time used for the pre-measurement is increased by that amount, the throughput of the exposure processing is not adversely affected.
  • the pre-measurement process the more the measurement items, the number of measurements, the data amount, and the like, the more detailed analysis and accurate correction values can be calculated. Therefore, it is desirable to optimize the measurement conditions in the pre-measurement step according to the operation state of the exposure apparatus 200 (such as the state of interruption of the exposure processing).
  • the optimization in this case is desirably performed so that the maximum number of measurement items, the number of measurement points, and the amount of measurement data are maximized without lowering the throughput of the exposure processing. This makes it possible to perform more detailed analysis without adversely affecting the throughput and calculate an accurate correction value, thereby improving the exposure accuracy.
  • all of the process wafers carried into the exposure apparatus 200 can be pre-measured by the inline measuring device 400 before being carried into the exposure apparatus 200.
  • all the process wafers are pre-measured, and any abnormal state of the force (for example, the measurement candidate mark is not measurable) is found from the measurement result. And the frequency and details of the abnormalities) Can be stacked.
  • the measurement contents to be measured in advance for each cycle can be optimized.
  • the above-mentioned cycle may be, for example, a cycle of entering a processing wafer into an exposure apparatus in a lot unit (inter-lot cycle), a wafer cycle in a lot (every n sheets), or a chronological cycle (time or date). ) Can be considered.
  • the measurement conditions in the pre-measurement process are optimized according to the number of the errors, and more specifically, the pre-measurement is performed under the measurement conditions effective for analyzing the cause of the failure or abnormality. By doing so, it will be possible to specify the cause of the failure or abnormality more accurately.
  • the result of the pre-measurement is extremely good, it is considered that the same data collection as in the pre-measurement is unnecessary in the exposure apparatus 200, and it is useless to re-measure unnecessary data.
  • the data collection (measurement) itself is performed not only by the presence / absence of data collection, but also by the exposure equipment.
  • the amount of data collected increases or decreases (if the pre-measurement result is good, the measurement amount of the same data on the exposure equipment side will decrease). You may do it.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a process of manufacturing an electronic device such as a semiconductor chip such as an IC or an LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin-film magnetic head, or a micromachine.
  • the function and performance of the device such as the circuit design of the electronic device, are designed, and the pattern is designed to realize the function (step S81).
  • a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured (step S82).
  • a wafer silicon substrate is manufactured using a material such as silicon (Step S83).
  • step S84 using the mask manufactured in step S82 and the wafer manufactured in step S83, actual circuits and the like are formed on the wafer by lithography technology or the like. Specifically, first, a thin film of an insulating film, an electrode wiring film or a semiconductor film is formed on the wafer surface (step S841), and then the entire surface of the thin film is exposed to light using a resist coating device (coater). An agent (resist) is applied (step S842). Next, the resist-coated substrate is loaded on the wafer holder of the exposure apparatus, and the mask manufactured in step S83 is loaded on the reticle stage, and the pattern formed on the mask is reduced and transferred onto the wafer. (Step S843).
  • the respective shot areas of the wafer are sequentially aligned by the above-described alignment method according to the present invention, and the pattern of the mask is sequentially transferred to each shot area.
  • the wafer is unloaded from the wafer holder and developed using a developing device (developer) (step S844). As a result, a resist image of the mask pattern is formed on the wafer surface. Then, the wafer having undergone the developing process is subjected to an etching process using an etching device (step S845), and the resist remaining on the wafer surface is removed using, for example, a plasma asher (step S846).
  • step S85 assembling as a device is performed (step S85). Specifically, the wafer is diced and divided into individual chips, each chip is mounted on a lead frame or package, bonding is performed to connect electrodes, and packaging processing such as resin sealing is performed. Then, an inspection such as an operation check test and a durability test of the manufactured device is performed (Step S86), and the manufactured device is shipped as a completed product.
  • a step-and-repeat type exposure apparatus has been described as an example of an exposure apparatus, but the present invention can be applied to a step-and-scan type exposure apparatus. . It is also used to manufacture plasma displays, thin-film magnetic heads, and exposure devices used in the manufacture of imaging devices (such as CCDs), as well as reticle or mask, which are not limited to the exposure devices used in the manufacture of semiconductor devices and liquid crystal display devices.
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern onto a glass substrate, a silicon wafer, or the like. That is, the present invention is applicable irrespective of the exposure method and application of the exposure apparatus.
  • the present invention is not limited to the step-and-scan type exposure apparatus as in the above embodiments, but may be a step-and-repeat type or proximity type exposure apparatus (such as an X-ray exposure apparatus). And other various types of exposure apparatuses can be applied in exactly the same way.
  • the illumination light (energy beam) for exposure used in the exposure apparatus is limited to ultraviolet light.
  • an exposure apparatus used for manufacturing a DNA chip, a mask, a reticle, or the like may be used.
  • the present invention relates to a general apparatus for aligning a transfer apparatus, a measuring apparatus, an inspection apparatus, a test apparatus, and other objects.
  • the application is possible.
  • a light-transmitting mask in which a predetermined light-blocking pattern (or a phase pattern or a dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate, or a light-reflective substrate is formed on a light-reflective substrate.
  • a light reflection type mask having a predetermined reflection pattern is used, an electronic mask for forming a transmission pattern or a reflection pattern or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed is used instead of these masks. Even good.
  • Such an electronic mask is disclosed, for example, in US Pat. No. 6,778,257. Here, this US Patent No. 6,778,257 is incorporated by reference.
  • the above-described electronic mask is a concept that includes both a non-light-emitting image display element and a self-light-emitting image display element.
  • the non-emission type image display device is also called a spatial light modulator (Spatial Light Modulator), and is an element that spatially modulates the amplitude, phase or polarization state of light, and is a transmission type spatial light modulator.
  • the transmissive spatial light modulator a transmission type liquid crystal display device (LCD: Liquid Crystal Displ a y ), includes elect port electrochromic display (ECD) and the like.
  • the reflective spatial light modulator includes a DMD (Digital Mirror Device or Digital Micro-mirror Device), a reflective mirror array, a reflective liquid crystal display element, an electrophoretic display (EPD), and an electronic paper. (Or electronic ink), a light diffraction light valve (Grating Light Valve), and the like.
  • the self-luminous image display devices include CRT (Cathode ray tube), inorganic EL (Electro Luminescence) ice play, heat generating EL (Electro Luminescence) ice free, and field emission display (FED). ),
  • a plasma display panel (PDP) a solid-state light source chip with multiple light-emitting points, a solid-state light source chip array with multiple chips arranged in an array, or a single light-emitting point Includes solid-state light source arrays (for example, LED (Light Emitting Diode) displays, OLED (Organic Light Emitting Diode) displays, LD (Laser Diode) displays, etc.) built into the substrate.
  • LED Light Emitting Diode
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • LD Laser Diode

Abstract

【課題】高性能、高品質なマイクロデバイス等を高いスループットで高効率的に製造する。 【解決手段】ウエハＷを露光する露光装置２００に該ウエハＷを搬入する前に、インライン計測器４００により、該ウエハＷ上に形成されたマークを計測し、計測結果及び／又は該計測結果を演算処理した結果を露光装置２００に通知する。露光装置２００では、通知された結果に基づいて計測条件を最適化した上でアライメント等の処理を実施する。

Description

明 細 書
事前計測処理方法、露光システム及び基板処理装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等を 製造するためのフォトリソグラフィー工程において、回路パターンを高精度'高スルー プットで形成するための事前計測処理方法、露光システム及び基板処理装置に関す る。
背景技術
[0002] 半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（CCD : charge Coupled Device等）、 薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスの多くは露光装置を用いて基板上に多数層のパタ ーンを重ねて露光することにより製造される。このため、 2層目以降のパターンを基板 上に露光する際には、基板上の既にパターンが形成された各ショット領域とマスクの パターン像との位置合わせ、即ち基板とレチクルとの位置合わせ（ァライメント）を正 確に行う必要がある。このため、ステージ座標系の 1層目のパターンが露光された基 板上には、各ショット領域 (チップパターン領域）に付設されるかたちでァライメントマ ークと呼ばれる位置合わせ用のマークがそれぞれ形成されている。
[0003] ァライメントマークが形成された基板が露光装置に搬入されると、該露光装置が備 えるマーク計測装置により、ステージ座標系上におけるそのマーク位置 (座標値）が 計測される。次いで、計測されたマークの位置と該マークの設計上の位置とに基づい て、基板上の 1つのショット領域をレチクルパターンに対して位置合わせ (位置決め） するァライメントが行われる。
[0004] ァライメント方式としては、基板上のショット領域毎にそのァライメントマークを計測し て位置合わせを行うダイ 'バイ'ダイ（D/D)ァライメントが知られている力 現在では 、スループットを向上する観点から、例えば特開昭 61— 44429号公報、特開昭 62_8 4516号公報等に開示されているように、基板上のショット配列の規則性を統計的手 法によって精密に特定するェンノヽンスト ·グロ一ノくル 'ァライメント（EGA)が主流とな つている。 [0005] EGAとは、予め選定された複数（例えば、 7— 15個程度）のサンプルショットについ て、そのァライメントマークの位置を計測し、これらの計測値と当該ァライメントマーク の設計上の位置からの誤差が最小となるように、最小二乗法等を用いた統計演算を 行って、基板上の全てのショット領域の位置座標 (ショット配歹' J)を算出した後、この算 出したショット配列に従って基板ステージをステッピングさせていくものである。この E GAにより、ショット配列に生じている主として線形な誤差 (基板の残存回転誤差、ステ ージ座標系（又はショット配歹 1J)の直交度誤差、基板の線形伸縮 (スケーリング）、基 板（中心位置）のオフセット（平行移動）等）が除去される。
[0006] また、研磨等のプロセス処理や熱膨張により基板に生じる非線形な変形、露光装置 間のステージグリッド誤差 (ステージ座標系間の誤差)、基板の吸着状態等により、非 線形なショット配列誤差が生じる。このような非線形な誤差 (ランダム誤差)をも除去す るための技術としては、グリッド 'コンペンセイシヨン'マッチング（GCM)が知られてい る。
[0007] この GCMとしては、露光シーケンス（プロセスウェハに対する露光処理）中に、 EG Aの結果を基準にして再度 EGA計測を行って非線形成分を抽出し、抽出された非 線形成分を複数枚のウェハにっレ、て平均化した値をマップ補正値として保持し、以 後の露光シーケンスでは、このマップ補正値を用いてショット位置の補正を行うもの（ 例えば、特開 2001-345243号公報参照）、露光シーケンスとは別に予め露光条件 、プロセス毎に基準ウェハを用いて非線形成分 (各ショット毎のずれ量)を計測して、 これをマップ補正ファイルとして格納しておき、露光シーケンスにおいて、露光条件に 応じたマップ補正ファイルを用いて、各ショット位置の補正を行うもの（例えば、特開 2 002—353121号公報等参照）等がある。
[0008] また、本願出願人は、上述した EGA方式で線形誤差成分が除去された後のショッ ト配列の位置と各々の設計上の位置との差 (非線形誤差成分)を、所定の評価関数 に基づいて評価し、この評価結果に基づいて当該非線形成分を表現する関数を決 定し、これに基づいて、ショット配列を補正するものを出願中である（特願 2003— 494 21号)。
[0009] さらに、回路パターンの重ね合わせの精度を向上させるため、前工程で露光に用 レ、られる露光装置の投影光学系のディストーションを予め計測してディストーションデ ータとしてデータベースに登録しておき、このディストーションデータと当該基板につ いての露光履歴とから、前工程のディストーションに基づく像歪みと同様な像歪みが 、次工程で露光に用いられる露光装置で生じるように、該次工程の露光装置の投影 光学系の結像特性等をロット単位で調整するようにした、スーパー 'ディストーション' マッチング（SDM)も知られている（例えば、特開 2000—36451号公報、特開 2001 —338860号公報等参照）。
[0010] カロえて、フォーカス調整に関連する技術としては、デバイスが形成されつつある基 板表面には、前工程で形成された回路パターン等による段差が存在するので、露光 装置に基板の表面形状を計測する表面形状計測装置を付属させて、基板の表面形 状を露光シーケンス中に計測し、最適なフォーカス位置を求め、これに基づき補正す るようにした技術も提案されている（例えば、特開 2002— 43217号公報参照）。また、 露光装置の投影光学系のフォーカス位置の調整の基準となるベストフォーカス位置 の決定に関連する技術としては、投影光学系の光軸に沿う方向の複数の位置でテス トパターンをテスト基板上に露光転写し、現像後に検査して最も細いパターンが解像 されたフォーカス位置をベストフォーカスとするものがある。
[0011] 上述したように、露光装置に搬入された基板について、露光処理を実施する直前 に、マーク位置や表面形状等の基板に関する各種の情報を計測し、これに基づいて 、適宜に補正値等を算出して、これを用いて基板の位置決め等を実施して、露光処 理を行うことにより、基板上に高精度な回路パターンを形成している。
[0012] し力しながら、上述した従来技術では、マーク位置や表面形状等の基板に関する 各種の情報の計測は、露光装置に搬入された基板について、露光処理を実施する 直前に実施されているため、例えば、マークに変形やつぶれ等が発生していて、十 分に高精度な計測ができない場合に、十分なァライメント精度を確保することができ ないという問題ゃァライメントエラーの発生により露光処理の中断や他のマークの再 計測を必要とし、スループット（単位時間あたりの処理量）が低下する場合があるとい う問題があった。特に、上述した EGA、 GCM、 SDM等では、複雑な演算処理がなさ れるため、解 (補正係数)の算出までにある程度の時間を要する場合があり、その間、 基板の露光処理を待機させる必要があるため、補正値の算出はロット単位あるいは プロセス単位で行わざるを得ず、基板毎あるいはショット毎に最適な補正を行うことが できなかった。
[0013] また、前工程で何らかの異常が発生して、基板に形成されたパターンが要求される 精度で形成できていない場合には、次の露光工程を実施することは、無駄な作業と なるため、これを高効率的に回避する必要もある。
特許文献 1 :特開昭 61 - 44429号公報、
特許文献 2 :特開昭 62 - 84516号公報
特許文献 3：特開 2001 - 345243号公報
特許文献 4 :特開 2002— 353121号公報
特許文献 5：特開 2000 - 36451号公報
特許文献 6 :特開 2001— 338860号公報
特許文献 7 :特開 2002 - 43217号公報
発明の開示
[0014] よって本発明の目的は、高性能、高品質なマイクロデバイス等を高いスループット で高効率的に製造できるようにすることである。
[0015] 本発明の第 1の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、 該基板に形成されたマークを計測する事前計測工程 (S21)と、前記事前計測工程 で計測された当該マークについての波形データを、前記露光装置、該露光装置とは 独立に設けられた解析装置、及びそれら装置の少なくとも一方を管理するためにそ れら装置よりも上位に位置する管理装置のうちの少なくとも一つの装置に通知する通 知工程 (S22)と、を備える事前計測処理方法が提供される。ここで、「波形データ」と は、マークの計測時に用いる計測装置が備える例えば CCD等の検出センサから出 力される計測信号 (いわゆる生波形データ）、又は該計測信号に何らかの (所定の） 処理 (例えば電気的なフィルタリング処理などの前処理など）を施した信号であって 該計測信号と実質的に同一な内容 (計測結果としては実質的に同一な結果となる情 報）を有する信号をいう。つまり本願明細書において「波形データ」とは、検出センサ 力 出力されたままの「生の波形データ」ばかりでなぐその生の波形データに上述の ような所定処理を施した「処理波形データ」をも含む概念である。なお上記生波形デ ータには、画像データ（例えば XY2次元計測マークの場合には 2次元の画像データ )も含まれる。また上記所定処理としては、圧縮処理、間引き処理、スムージング処理 なども含まれる。
[0016] この発明では、基板のマークを露光装置に搬入する前に事前計測するようにしてい るため、例えば、露光装置で該マークを本計測する場合に、マーク変形やマークつ ぶれが発生してレ、るマークを事前に排除し、あるいは事前に統計演算処理等を実施 して誤差が小さいマークの組み合わせを特定する等により、露光装置での本計測に 際し、最適なマーク又は最適なマークの計測条件を選定することができる。従って、 露光装置におけるァライメントエラーによるマークの再計測や処理の中断が少なくな り、一回の本計測で十分なァライメント精度を確保することができるようになる。
[0017] また、事前計測工程でマークを計測した後当該基板が露光装置に搬入され露光処 理を行うことができるようになるまでにはある程度の時間があるから、その間に事前計 測された計測結果に基づいて各種の複雑な統計演算処理等を終了しておくことがで き、露光装置における当該統計演算処理を行うためのマークの計測や当該統計演 算処理を省略することが可能である。これにより、当該基板を露光装置に搬入後、露 光処理を早期に実施することができるようになり、基板毎あるいはショット毎に最適な 位置補正を行うことができるようになる。
[0018] さらに、波形データを通知するようにしているため、例えば、事前計測工程で事前 計測に用いる計測装置と露光装置で本計測に用いる計測装置との間の特性差 (セン サ、結像光学系、照明光学系等の相違による特性差、これらの環境変化や経時変化 の相違による特性差、信号処理アルゴリズムの相違による特性差等）をロット処理中 にあるいは予め求めて両者が整合するように補正することにより、両者の計測結果を 同一の基準で評価できるようになる。
[0019] 本発明の第 1の観点に係る事前計測処理方法において、前記事前計測工程で計 測されたマークを所定の評価基準に従って評価する評価工程（S22)をさらに備え、 前記通知工程で、前記評価工程での評価結果に応じて、前記波形データの通知又 は通知の禁止を選択可能とすることができ、この場合において、前記通知工程で、前 記波形データの通知を行わない場合には前記評価結果を通知するようにしてもよい 。波形データは、その全てを通知しても勿論よいが、一般にデータ量が多量であるた め、全てを通知するのは、通信負担等の観点から好ましくないが、このようにすれば、 波形データの通知を省略できる場合があり、通信負担等を低減することが可能である
[0020] 本発明の第 2の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、 該基板に形成されたマークを計測する事前計測工程 (S21)と、前記事前計測工程 で計測されたマークを所定の評価基準に従って評価する評価工程 (S22)と、前記評 価工程で求められた評価結果或いは評価に関する情報を、前記露光装置、該露光 装置とは独立に設けられた解析装置、及びそれら装置の少なくとも一方を管理する ためにそれら装置よりも上位に位置する管理装置のうちの少なくとも一つの装置に通 知する通知工程 (S22)と、を備える事前計測処理方法が提供される。
[0021] この発明では、基板のマークを、露光装置に搬入する前に事前計測するようにして いるため、上記本発明の第 1の観点に係る事前計測処理方法と同様に、露光装置に おける本計測時にァライメントエラーの発生が少なくなり、スループットの向上及び十 分なァライメント精度の確保を実現できるとともに、各種演算処理も事前に行っておく ことにより、露光装置に搬入された当該基板を速やかに露光処理することができ、ス ループットの向上及び基板毎あるいはショット毎に最適な位置補正の実施が可能と なる。力 0えて、上記のような波形データではなぐ例えば、マーク位置を示す計測結 果を通知するので、転送するデータ量も少なぐ通信負担が小さい。
[0022] 本発明の第 3の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、 該基板上に形成された複数のマークの位置を計測する事前計測工程 (S41)と、前 記事前計測工程で計測された計測結果に基づいて当該マークの各々の設計位置か らの誤差が最小となるような線形補正係数及び非線形補正係数を含む補正情報を 算出する補正情報算出工程 (S42— S49， S36, S37)と、を備える事前計測処理方 法が提供される。
[0023] この発明では、事前計測された計測結果に基づいて補正係数を算出するようにし ているため、露光装置においては、この算出された補正情報を用いて、搬入された 当該基板を速やかに位置決めし露光処理することができるので、スループットの向上 及び基板毎あるいはショット毎に最適な位置補正の実施が可能となる。
[0024] 本発明の第 4の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、 該基板上に形成された複数のマークの位置を計測する事前計測工程 (S61)と、前 記事前計測工程で計測された計測結果に基づレ、て、該基板を既に露光した他の露 光装置の投影光学系の像歪みを算出する像歪み算出工程（S55A中の S62 S67 )と、前記像歪み算出工程で算出した前記像歪み情報、及び予め求められた前記露 光装置が備える投影光学系の像歪みに関する情報に基づいて、前記他の露光装置 で生じた像歪みを前記露光装置で生じさせるための像歪み補正情報を算出する補 正情報算出工程 (S55B, S55C)と、を備える事前計測処理方法が提供される。
[0025] この発明では、事前計測された計測結果に基づいて前工程で発生した像歪み及 び像歪み補正情報を算出するようにしているため、次工程の露光装置においては、 この算出された像歪み補正情報を用いて、投影光学系の結像特性等を変更して搬 入された当該基板を速やかに露光処理することができるので、スループットの向上及 び基板毎あるいはショット毎に最適な像歪み補正の実施が可能となる。
[0026] 本発明の第 5の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、 該基板上に形成された位相シフトフォーカスマークを計測する事前計測工程と、前 記事前計測工程で計測された計測結果に基づレ、て、前記基板を既に露光した他の 露光装置により露光された際のフォーカス誤差を求め、前記露光装置で前記基板を 露光する際に用いるフォーカス補正情報を算出するフォーカス補正情報算出工程と 、を備える事前計測処理方法が提供される。
[0027] この発明では、基板上に形成された位相シフトフォーカスマークを事前計測し、そ の計測結果に基づレ、てフォーカス補正情報を算出するようにしてレ、るため、次工程 の露光装置においては、この算出されたフォーカス補正情報を用いて、最適なフォ 一カス調整を行って搬入された当該基板を速やかに露光処理することができるので 、スループットの向上及び基板毎あるいはショット毎に最適なフォーカス補正の実施 が可能となる。
[0028] 本発明の第 6の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、 該基板の表面形状を計測する事前計測工程 (S74)と、前記事前計測工程で計測さ れた計測結果に基づいて、前記露光装置で露光する際に用いるフォーカス補正情 報を算出する補正情報算出工程 (S76)と、を備える事前計測処理方法が提供され る。
[0029] この発明では、基板の表面形状を事前計測し、その計測結果に基づいてフォー力 ス補正情報を算出するようにしているため、次工程の露光装置においては、この算出 されたフォーカス補正情報を用いて、最適なフォーカス調整を行って搬入された当該 基板を速やかに露光処理することができるので、スループットの向上及び基板毎ある いはショット毎に最適なフォーカス補正の実施が可能となる。
[0030] 本発明の第 7の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、 該基板上に形成された複数のマークの位置を計測する事前計測工程と、前記事前 計測工程で計測に用いる計測装置内、前記計測装置から前記露光装置に前記基板 を搬送する搬送装置内、及び前記露光装置内のうちの少なくとも 1つの装置内にお ける温度変化を計測する温度計測工程と、前記温度計測工程で計測された温度変 化に基づレ、て、前記事前計測工程で計測された前記マークの位置の変化を予測す る予測工程と、前記予測工程で予測された予測結果に基づいて、当該マークの各々 の設計位置からの誤差が最小となるような線形補正係数及び非線形補正係数を含 む補正情報を算出する補正情報算出工程と、を備える事前計測処理方法が提供さ れる。
[0031] この発明では、上記本発明の第 3の観点に係る事前計測処理方法と同様に、基板 上のマークの位置を事前計測している力 基板の搬送過程において温度変化が生じ ると、該基板の伸縮により事前計測したマークの実際の位置が温度変化に応じて変 化する。この温度変化に伴うマーク位置の変化は、該基板の熱膨張係数等から理論 的に、又はテスト基板等を用いて予め温度変化とマーク位置の変化の関係を実測し 、若しくは露光シーケンス中に温度変化とマーク位置の変化の関係を実測して学習 する等により求めること力 Sできる。この発明では、温度変化に伴うマーク位置の変化を 予測して、これに基づき補正した位置情報に基づいて、補正情報を算出するようにし たので、より高精度な位置補正の実施が可能となる。 [0032] 本発明の第 8の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、 該基板上のマーク位置、マーク形状、パターン線幅、パターン欠陥、フォーカス誤差 、表面形状、該基板を既に露光した他の露光装置内の温度、湿度及び気圧の少なく とも一つを計測する事前計測工程 (S21)と、前記事前計測工程で計測された計測 結果に基づいて、当該基板の露光装置内への搬入処理を続行すべきか否かを判断 する判断工程 (S25, S26, S29)と、を備える事前計測処理方法が提供される。
[0033] 前工程で何らかの異常が発生して、基板に形成されたパターンが要求される精度 で形成できていない場合には、次の露光工程を実施することは、無駄な処理となる。 この発明では、基板上のマークやパターン等を露光装置に搬入する前に事前計測し 、あるいは前工程の露光装置内の温度等の環境情報を事前計測して、実際に異常 が発生しあるいは異常が発生してレ、る可能性が高レ、場合に、露光装置への当該基 板の搬入を停止することができるので、無駄な処理を行うことが防止され、露光装置 の実質的な稼働率を向上することができる。
[0034] 本発明の第 9の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、 該基板に関する情報を事前計測する事前計測工程と、前記露光装置の動作状況に 応じて、前記事前計測工程での計測条件を最適化する最適化工程と、を備える事前 計測処理方法が提供される。ここで、露光装置の動作状況には、露光装置における 動作の基準が所定の基準から乖離した場合等にこれらを整合させるために実施され るキャリブレーションの実施状況、基板に関する情報等の計測エラーにより再計測す る等のリトライ状況、あるいは露光装置による露光処理の中断ないし停止状況等が含 まれる。また、計測条件には、マークの位置の計測や基板の表面形状の計測等の計 測項目、計測するマークの数等の計測数、 1計測あたりのデータ量等が含まれ、この 計測条件は、露光処理のスループットの低下を招かない範囲で最大限となるように最 適化されることが望ましい。
[0035] 例えば、露光装置においてキャリブレーションやリトライが発生した場合には、それ に要する時間だけ、露光処理が遅延することになる。言い換えると事前計測に使用 する時間をその分だけ長くしても、露光処理のスループットに悪影響を与えることは ないことになる。事前計測工程では、計測項目、計測数、データ量等は、多いほどよ り詳細な分析や正確な補正値等の算出が可能になる。この発明では、露光装置の動 作状況に応じて計測条件を最適化するようにしたので、露光処理のスループットを低 下させることなく、より詳細な分析や正確な補正値の算出が可能となり、ひいては露 光精度を向上させることができる。
[0036] 本発明の第 10の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に 、該基板に関する情報を事前計測する事前計測工程と、前記事前計測工程で計測 された計測結果から得られる周期性に応じて、前記事前計測工程での計測条件を最 適化する最適化工程と、を備える事前計測処理方法が提供される。ここで、周期性に は、ロットの投入周期、ロット内の基板の処理周期、年月日等の時間等が含まれる。 また、計測条件には、異常原因の解析に有効な計測項目、計測数、 1計測あたりの データ量等が含まれる。
[0037] 例えば、ロットは前工程において何らの障害や異常がなければ、一定の周期で投 入されることが多い。この周期が長くなつた場合には、前工程において当該ロットにつ レ、て何らかの障害や異常が発生したものと推測することができる。この発明では、当 該周期性に応じて事前計測工程での計測条件を最適化、即ち当該障害や異常の原 因を解析するのに有効な計測条件で事前計測を実施するようにしたので、当該障害 や異常の原因をより正確に特定することが可能となる。
[0038] 本発明の第 11の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に 、該基板に関する情報を事前計測する事前計測工程と、前記事前計測工程で計測 された計測結果から得られるエラー件数に応じて、前記事前計測工程での計測条件 を最適化する最適化工程と、を備える事前計測処理方法が提供される。ここで、計測 条件には、異常原因の解析に有効な計測項目、計測数、 1計測あたりのデータ量等 が含まれる。
[0039] 前工程においてエラーが多発している場合には、当該エラーの原因を特定する必 要がある。そこで、この発明では、当該エラーの数に応じて事前計測工程での計測 条件を最適化、より具体的には該障害や異常の原因を解析するのに有効な計測条 件で事前計測を実施するようにしたので、当該障害や異常の原因をより正確に特定 すること力 S可肯 となる。 [0040] 本発明の第 12の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に 、該基板に関する情報を事前計測する事前計測工程と、前記事前計測工程で計測 された計測結果に基づいて、前記基板の前記露光装置における露光時の関連する データの収集条件を最適化する工程と、を備える事前計測処理方法が提供される。 ここで、データ収集条件には、データを収集するか否か、収集するデータの種類、デ ータ量等が含まれる。
[0041] この発明では、事前計測した結果に基づいて露光装置でのデータ収集を最適化す るようにしたので、例えば、事前計測した結果が良好であれば、露光装置において、 事前計測したものと同様のデータ収集は不要であると考えられ、あるいは事前計測し た結果が不良であれば、再計測してデータを収集し、あるいは関連する他の種類の データ計測を実施することにより、データ収集の効率化を図ることができる。
[0042] 本発明の第 13の観点によると、基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に 、該基板に関する情報を事前計測する事前計測工程と、前記基板を前記露光装置 で露光する際に収集するデータの収集条件に基づいて、前記事前計測工程でのデ ータ収集条件を最適化する最適化工程と、を備える事前計測処理方法が提供される
[0043] この発明では、露光装置におけるデータの収集条件に基づいて事前計測時のデ ータ収集条件を最適化するようにしたため、例えば、露光装置で収集することになつ ているデータを、事前計測でも収集するとすれば、同じデータを重複して収集するこ とになり、効率的でない場合がある。このような場合に、重複収集を避けることにより、 データ収集の高効率化を図ることが可能である。
[0044] なお、上記第 1一第 13の観点に係る事前計測処理方法において、前記事前計測 工程は、前記露光装置にインライン接続された塗布'現像装置内に設けられた計測 装置で行うようにし、あるいは前記露光装置とは独立して設けられた計測装置で行う ようにすることができる。
[0045] 本発明の第 14の観点によれば、基板を露光する露光装置（200， 13)と、前記露 光装置に前記基板を搬入する前に、該基板に形成されたマークを計測する事前計 測装置 (400)と、前記事前計測装置で計測された当該マークについての波形デー タを、前記露光装置、該露光装置とは独立に設けられた解析装置 (600)、及びそれ ら装置の少なくとも一方を管理するためにそれら装置よりも上位に位置する管理装置 (500, 700)のうちの、少なくとも一つの装置に通知する通知装置（400, 450及び 接続ケーブル）と、を備える露光システムが提供される。この場合において、前記事 前計測装置で計測されたマークを所定の評価基準に従って評価する評価装置 (450 , 600, 13)をさらに備え、前記通知装置は、前記評価装置での評価結果に応じて、 前記波形データの通知又は通知の禁止を選択可能とすることが好ましい。上記本発 明の第 1の観点に係る事前計測処理方法と、同様の作用効果を達成することが可能 である。
[0046] 本発明の第 15の観点によれば、基板を露光する露光装置（200， 13)と、前記露 光装置に前記基板を搬入する前に、該基板に形成されたマークを計測する事前計 測装置 (400)と、前記事前計測装置で計測されたマークを所定の評価基準に従つ て評価する評価装置 (450)と、前記評価装置により求められた評価結果或いは評価 に関連する情報を、前記露光装置、該露光装置とは独立に設けられた解析装置 (60 0)、及びそれら装置の少なくとも一方を管理するためにそれら装置よりも上位に位置 する管理装置（500, 700)のうちの、少なくとも一つの装置に通知する通知装置（40 0, 450及び接続ケーブル）と、を備える露光システムが提供される。上記本発明の第 2の観点に係る事前計測処理方法と同様の作用効果を達成することが可能である。
[0047] 本発明の第 16の観点によれば、基板を露光する露光装置（200， 13)に該基板を 搬入する前に、該基板上のマーク位置、マーク形状、パターン線幅、パターン欠陥、 フォーカス誤差、表面形状、該基板を既に露光した他の露光装置内の温度、湿度及 び気圧の少なくとも一つを計測する事前計測装置 (400)と、前記事前計測装置で計 測された計測結果に基づいて、当該基板の露光装置内への搬入処理を続行すべき か否力、を判断する判断装置 (450, 600, 13)と、を備える露光システムが提供される 。上述した本発明の第 8の観点に係る事前計測処理方法と同様の作用効果を達成 すること力 Sできる。
[0048] 本発明の第 17の観点によると、基板上にパターンを転写露光する露光装置（200) 内での露光処理前または露光処理後に、前記基板に対して所定処理を施す基板処 理装置（300)において、マスクのパターンを介して基板を露光する露光装置に該基 板を搬入する前に、該基板上のマーク位置、マーク形状、パターン線幅、パターン欠 陥、フォーカス誤差、表面形状、該基板を既に露光した他の露光装置内の温度、湿 度及び気圧の少なくとも一つを計測する事前計測装置 (400)と、前記事前計測装置 で計測された計測結果に基づいて、当該基板の前記露光装置内への搬入処理を続 行すべきか否かを判断する判断装置 (450)と、を備える基板処理装置が提供される 。これによると、上記本発明の第 3の観点に係る事前計測処理方法と同様の作用効 果を達成することができる。
[0049] なお、一例として、上記本発明の第 14一第 16の観点に係る露光システムにおいて 、前記事前計測装置は、前記露光装置にインライン接続された塗布'現像装置内に 設けられる。
[0050] 本発明によれば、高性能、高品質なマイクロデバイス等を高いスループットで高効 率的に製造することができるようになるとレ、う効果がある。
図面の簡単な説明
[0051] [図 1]本発明の実施形態に係る露光システムの全体構成を示すブロック図である。
[図 2]本発明の実施形態に係る露光システムが備える露光装置の概略構成を示す図 である。
[図 3]本発明の実施形態における露光装置にインライン接続された塗布現像装置等 の概略構成を示す図である。
[図 4]本発明の実施形態におけるインライン計測器、オフライン計測機に採用される 事前計測センサの一例を示す図である。
[図 5]本発明の実施形態のプロセス処理の流れを示すフローチャートである。
[図 6]本発明の実施形態のパイプライン処理を説明するための図である。
[図 7]本発明の実施形態のインライン事前計測によるァライメント最適化のシーケンス を示すフローチャートである。
[図 8A]本発明の実施形態のサーチァライメントマークの一例を示す図である。
[図 8B]図 8Aのサーチァライメントマークの計測信号の平均的な信号強度分布を示 す図である。 園 8C]図 8Bの信号強度分布の微分波形を示す図である。
[図 8D]図 8Cの微分波形に対して絞り込み処理を行った後のエッジ候補を示す図で ある。
園 9]本発明の実施形態のインライン事前計測によるショット配列補正（GCM)の運 用シーケンスを示すフローチャートである。
園 10]本発明の実施形態のインライン事前計測による高次補正係数 (GCM補正値） の最適化シーケンスを示すフローチャートである。
園 11a]本発明の実施形態における補正係数の「オフセット（dx = Cx_00)」成分の 内容を示す図である。
園 lib]本発明の実施形態における補正係数の「オフセット（dy = Cy_00)」成分の 内容を示す図である。
園 11c]本発明の実施形態における補正係数の「倍率（dx = Cx_10 X x)」成分の内 容を示す図である。
園 11 d]本発明の実施形態における補正係数の「倍率（dy = Cy— 01 X y)」成分の内 容を示す図である。
園 lie]本発明の実施形態における補正係数の「菱形 (dx = Cx— 01 X y)」成分の内 容を示す図である。
園 1 If]本発明の実施形態における補正係数の「菱形 (dy = Cy— 10 X X)」成分の内 容を示す図である。
[図 1 lg]本発明の実施形態における補正係数の「偏芯 (dx = Cx_20 X x2)」成分の 内容を示す図である。
園 llh]本発明の実施形態における補正係数の「偏芯 (dy = Cy_02 X y2)」成分の 内容を示す図である。
園 lli]本発明の実施形態における補正係数の「台形 (dx = CX_l l X x X y)」成分 の内容を示す図である。
園 llj]本発明の実施形態における補正係数の「台形 (dy = Cy_l l X y X x)」成分 の内容を示す図である。
園 12a]本発明の実施形態における補正係数の「扇形 (dx = Cx_02 X y 2)」成分の 内容を示す図である。
[図 12b]本発明の実施形態における補正係数の「扇形（dy = Cy— 20 X x2)」成分の 内容を示す図である。
[図 12c]本発明の実施形態における補正係数の「C字倍率（dx = Cx_30 X x3)」成 分の内容を示す図である。
[図 12d]本発明の実施形態における補正係数の「C字倍率 (dy = Cy_03 X y3)」成 分の内容を示す図である。
[図 12e]本発明の実施形態における補正係数の「アコーディオン (dx = Cx_21 X X 2 X y)」成分の内容を示す図である。
[図 12f]本発明の実施形態における補正係数の「アコーディオン (dy = Cy_12 X y2 X x)」成分の内容を示す図である。
[図 12g]本発明の実施形態における補正係数の「C字 Dist. (dx = Cx_12 X x X y2) 」成分の内容を示す図である。
[図 12h]本発明の実施形態における補正係数の「C字 Dist. (dy = Cy_21 X y X x2) 」成分の内容を示す図である。
[図 12i]本発明の実施形態における補正係数の「川の流れ (dx = Cx— 03 X y3)」成 分の内容を示す図である。
[図 12j]本発明の実施形態における補正係数のリ 11の流れ (dy = Cy_30 X χ3)」成 分の内容を示す図である。
[図 13]本発明の実施形態のインライン事前計測ディストーション補正（SDM)の運用 シーケンスを示すフローチャートである。
[図 14]本発明の実施形態のインライン事前計測によるディストーション補正係数 (SD Μ補正値）の最適化シーケンスを示すフローチャートである。
[図 15]インライン事前計測によるフォーカス段差補正の運用シーケンスを示すフロー チャートである。
[図 16]電子デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。 [0053] [露光システム]
まず、本実施形態に係る露光システムの全体構成について、図 1を参照して説明す る。この露光システム 100は、半導体ウェハやガラスプレート等の基板を処理して、マ イク口デバイス等の装置を製造する基板処理工場に設置され、同図に示すように、レ 一ザ光源等の光源を備えた露光装置 200、該露光装置 200に隣接して配置された 塗布現像装置（同図では「トラック」と表示） 300及び該塗布現像装置 300内に配置さ れたインライン計測器 400を備えている。同図では、図示の都合上、露光装置 200及 びインライン計測器 400を含む塗布現像装置 300は、これらを一体化した基板処理 装置として、一つだけを表示しているが、実際には基板処理装置は複数設けられて いる。基板処理装置は、基板に対して、フォトレジスト等の感光剤を塗布する塗布ェ 程、感光剤が塗布された基板上にマスク又はレチクルのパターンの像を投影露光す る露光工程、及び露光工程が終了した基板を現像する現像工程等を行う。
[0054] また、露光システム 100は、各露光装置 200により実施される露光工程を集中的に 管理する、つまり露光装置よりも上位に位置してその露光装置を管理する管理装置 である露光工程管理コントローラ 500、各種演算処理や解析処理を行う解析システム 600、オフライン計測器 800や解析システム 600 (インライン計測器 400)や露光工程 管理コントローラ 500 (露光装置 200)より上位に位置し、これらを管理するためのェ 場内生産管理ホストシステム 700、及びオフライン計測機 800をも備えている。この露 光システム 100を構成している各装置のうち、少なくとも各基板処理装置（200、 300 )及びオフライン計測機 800は、気温及び湿度が管理されたクリーンルーム内に設置 されている。また、各装置は、基板処理工場内に敷設された LAN (Local Area N etwork)等のネットワーク又は専用回線 (有線又は無線）を介して接続されており、こ れらの間で適宜にデータ通信できるようになってレ、る。
[0055] 各基板処理装置において、露光装置 200及び塗布現像装置 300は相互にインライ ン接続されている。ここでのインライン接続とは、装置間及び該装置内の処理ユニット 間を、ロボットアームやスライダー等の基板を自動搬送する搬送装置を介して接続す ることを意味する。インライン計測器 400は、後に詳述するが、塗布現像装置 300内 に配置される複数の処理ユニットのうちの一つとして設けられており、露光装置 200 に基板を搬入する前に、予め基板に関する各種の情報を計測する装置である。オフ ライン計測機 800は、他の装置とは独立して設けられた計測装置であり、この露光シ ステム 100につレ、て、単一又は複数設けられてレ、る。
[0056] [露光装置]
各基板処理装置が備える露光装置 200の構成を、図 2を参照して説明する。この露 光装置 200は、ステップ ·アンド'スキャン方式 (走查露光方式）の露光装置であって も勿論よいが、ここでは、一例として、ステップ'アンド'リピート方式 (一括露光方式） の露光装置について説明する。
[0057] なお、以下の説明においては、図 2中に示された XYZ直交座標系を設定し、この X YZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。 XYZ直交座標 系は、 X軸及び Z軸が紙面に対して平行となるよう設定され、 Y軸が紙面に対して垂 直となる方向に設定されている。図中の XYZ座標系は、実際には XY平面が水平面 に平行な面に設定され、 Z軸が鉛直上方向に設定される。
[0058] 図 2において、照明光学系 1は後述する露光制御装置 13から露光光出射を指示す る制御信号が出力された場合に、ほぼ均一の照度を有する露光光 ELを出射してレ チクル 2を照明する。露光光 ELの光軸は Z軸方向に対して平行に設定されている。 露光光 ELとしては、例えば g線（波長 436nm)、 i線（波長 365nm)、 KrFエキシマレ 一ザ（波長 248nm)、 ArFエキシマレーザ（波長 193nm)、 F レーザ（波長 157nm)
2
が用いられる。
[0059] レチクル 2は、フォトレジストが塗布されたウエノ、（基板） W上に転写するための微細 なパターンを有し、レチクルホルダ 3上に保持されている。レチクルホルダ 3はベース 4上の XY平面内で移動及び微小回転ができるように支持されている。装置全体の動 作を制御する露光制御装置 13が、ベース 4上の駆動装置 5を介してレチクルステー ジ 3の動作を制御して、レチクル 2の位置を設定する。
[0060] 露光光 ELが照明光学系 1から出射された場合には、レチクル 2のパターン像が投 影光学系 6を介してウェハ W上のデバイスとなる部分である各ショット領域に投影され る。投影光学系 6は複数のレンズ等の光学素子を有し、その光学素子の硝材として は露光光 ELの波長に応じて石英、蛍石等の光学材料から選択される。ウェハ Wはゥ ェハホルダ 7を介して Zステージ 8に載置されている。投影光学系 6内の光学素子は、 後述する投影光学系 6の結像特性 (倍率やディストーション等）を調整するため、 Z軸 方向に微小移動できるとともに、 X軸及び Y軸周りに微小回転できるようになつている 。なお、投影光学系 6の結像特性の調整は、光学素子間の気圧を変化させることによ り行うようにしてもよい。
[0061] Zステージ 8は、ウェハ Wの Z軸方向の位置を微調整させるステージであり、 XYステ ージ 9上に載置されている。 XYステージ 9は、 XY平面内でウェハ Wを移動させるス テージである。尚、図示は省略している力 ウェハ Wを XY平面内で微小回転させる ステージ及び Z軸に対する角度を変化させて XY平面に対するウェハ Wの傾きを調 整するステージも設けられている。
[0062] ウェハホルダ 7の上面の一端には L字型の移動鏡 10が取り付けられ、移動鏡 10の 鏡面に対向した位置にレーザ干渉計 11が配置されている。図 2では図示を簡略化し ているが、移動鏡 10は X軸に垂直な鏡面を有する平面鏡及び Y軸に垂直な鏡面を 有する平面鏡から構成されている。また、レーザ干渉計 11は、 X軸に沿って移動鏡 1 0にレーザビームを照射する 2個の X軸用のレーザ干渉計及び Y軸に沿って移動鏡 1 0にレーザビームを照射する Y軸用のレーザ干渉計より構成され、 X軸用の 1個のレ 一ザ干渉計及び Y軸用の 1個のレーザ干渉計により、ウェハホルダ 7の X座標及び Y 座標が計測される。
[0063] また、 X軸用の 2個のレーザ干渉計の計測値の差により、ウェハホルダ 7の XY平面 内における回転角が計測される。レーザ干渉計 11により計測された X座標、 Y座標 及び回転角の情報はステージ駆動系 12に供給される。これらの情報は位置情報とし てステージ駆動系 12から露光制御装置 13へ出力される。露光制御装置 13は、供給 された位置情報をモニターしつつステージ駆動系 12を介して、ウェハホルダ 7の位 置決め動作を制御する。尚、図 2には示していないが、レチクルホルダ 3にもウェハホ ルダ 7に設けられた移動鏡及びレーザ干渉計と同様のものが設けられており、レチク ルホルダ 3の XYZ位置等の情報が露光制御装置 13に供給される。
[0064] 投影光学系 6の側方にはオフ'ァクシス方式の撮像式ァライメントセンサ 14が設けら れている。このァライメントセンサ 14は、 FIA (Field Image Alignment)方式のァ ライメント装置である。ァライメントセンサ 14は、ウェハ Wに形成されたァライメントマ一 クを計測するセンサである。ァライメントセンサ 14には、ハロゲンランプ 15から光ファ ィバ 16を介してウェハ Wを照明するための照射光が入射される。ここで、照明光の光 源としてハロゲンランプ 15を用いるのは、ハロゲンランプ 15の出射光の波長域は 50 0— 800nmとレ、う、ウェハ W上面に塗布されたフォトレジストを感光しない波長域であ り、及び波長帯域が広いので、ウェハ W表面における反射率の波長特性の影響を軽 減することができるためである。
[0065] ァライメントセンサ 14から出射された照明光はプリズムミラー 17によって反射された 後、ウェハ W上面を照射する。ァライメントセンサ 14は、ウェハ W上面からの反射光 をプリズムミラー 17を介して取り入れ、検出結果を電気信号に変換してァライメント信 号処理系 18に出力する。ァライメント信号処理系 18は、ァライメントセンサ 14からの 検出結果に基づいて、ァライメントマークの XY平面内における位置を求め、これをゥ ェハ位置情報として露光制御装置 13へ出力する。
[0066] 露光制御装置 13は、ステージ駆動系 12から出力される位置情報及びァライメント 信号処理系 18から出力されるウェハ位置情報に基づき、露光装置の全体動作を制 御する。具体的に説明すると、露光制御装置 13は、ァライメント信号処理系 18から出 力される位置情報及び必要に応じて後述するインライン計測器 400から供給される 各種のデータ等に基づレ、て後述する各種の演算を実施した上で、駆動系 12に対し て駆動制御信号を出力する。駆動系 12はこの駆動制御信号に基づき、 XYステージ 9や Zステージ 8をステッピング駆動する。このとき、露光制御装置 13は、まずウェハ Wに形成された基準マークの位置がァライメントセンサ 14によって検出されるように 駆動系 12に対して駆動制御信号を出力する。駆動系 12が XYステージ 9を駆動する とァライメントセンサ 14の検出結果がァライメント信号処理系 18へ出力される。この検 出結果から、例えばァライメントセンサ 14の検出中心とレチクル 2の投影像の中心（ 投影光学系 6の光軸 AX)とのずれ量であるベースライン量が計測される。そして、ァ ライメントセンサ 14で計測されたァライメントマークの位置に、上記ベースライン量を 加算して得た値に基づいて、ウェハ Wの X座標及び Y座標を制御することにより、各 ショット領域をそれぞれ露光位置に合わせ込むようになつている。 [0067] [塗布現像装置]
次に、各基板処理装置が備える塗布現像装置 300及び基板搬送装置について、 図 3を参照して説明する。塗布現像装置 300は、露光装置 200を囲むチャンバにィ ンライン方式で接するように設置されている。塗布現像装置 300には、その中央部を 横切るようにウェハ Wを搬送する搬送ライン 301が配置されている。この搬送ライン 3 01の一端に未露光若しくは前工程の基板処理装置で処理がなされた多数のウェハ Wを収納するウェハキャリア 302と、本基板処理装置で露光工程及び現像工程を終 えた多数のウェハ Wを収納するウェハキャリア 303とが配置されており、搬送ライン 3 01の他端に露光装置 200のチャンバ側面のシャツタ付きの搬送口（不図示）が設置 されている。
[0068] また、塗布現像装置 300に設けられた搬送ライン 301の一側に沿ってコータ部（塗 布部） 310が設けられており、他側に沿ってデベロツバ部（現像部） 320が設けられて レ、る。コータ部 310は、ウェハ Wにフォトレジストを塗布するレジストコータ 311、その ウェハ W上のフォトレジストをプリベータするためのホットプレートからなるプリベータ 装置 312、及びプリベータされたウェハ Wを冷却するためのクーリング装置 313を備 えて構成されている。
[0069] デベロッパ部 320は、露光処理後のウェハ W上のフォトレジストをべ一キングする、 いわゆる PEB (Post—Exposure Bake)を行うためのポストベータ装置 321、 PEB が行われたウェハ Wを冷却するためのクーリング装置 322、及びウェハ W上のフォト レジストの現像を行うための現像装置 323を備えて構成されている。
[0070] さらに、本実施形態では、ウェハ Wを露光装置 200に送る前に、当該ウェハ Wに関 する情報を事前計測するインライン計測器 400がインライン設置されている。
[0071] 図示はしていないが、現像装置 323で現像されたウェハ Wに形成されたフォトレジ ストのパターン (レジストパターン）の形状を測定する測定装置をインライン設置しても よい。この測定装置は、ウェハ W上に形成されているレジストパターンの形状 (例えば パターンの線幅、パターンの重ね合わせ誤差等）を測定するためのものである。但し 、この実施形態では、装置コスト低減の観点から、このようなパターン形状の誤差もィ ンライン計測器 400で計測するものとする。 [0072] なお、コータ部 310を構成する各ユニット（レジストコータ 311、プリベータ装置 312 、クーリング装置 313)、デベロッパ部 320を構成する各ユニット（ポストベータ装置 32 1、クーリング装置 322、現像装置 323)、及びインライン計測器 400の構成及び配置 について、図 3の表示は便宜的なものであって、実際にはさらに複数の他の処理ュ ニットやバッファユニット等が設けられるとともに、各ユニットは空間的に配置され、各 ユニット間でウェハ Wを搬送するロボットアームや昇降機等も設けられてレ、る。また、 処理の順番も常に同一というわけではなぐウェハ Wが各ユニット間をどのような経路 で通過して処理されるかは、処理ユニットの処理内容や全体としての処理時間の高 速化等の観点から最適化され、動的に変更される場合がある。
[0073] 露光装置 200が備える主制御系としての露光制御装置 13、コータ部 310及びデべ 口ツバ部 320、インライン計測器 400並びに解析システム 600は、有線又は無線で接 続されており、各々の処理開始又は処理終了を示す信号が送受信される。また、イン ライン計測器 400で計測された生信号波形データ (後述する撮像素子 422からの 1 次出力又はこれを信号処理したデータであって元の生信号波形データと同等の内 容を有し若しくは元の波形データに復元できるもの）、これを所定のアルゴリズムによ り処理した計測結果、あるいは該計測結果に基づいて評価した評価結果が露光制 御装置 13に直接的に、あるいは解析システム 600を介して露光制御装置 13に送ら れる（通知される）。露光制御装置 13は、該露光制御装置 13に付属するハードディ スク等の記憶装置に、送られた情報を記録する。
[0074] 露光装置 200内には、塗布現像装置 300に設けられた搬送ライン 301の中心軸の 延長線にほぼ沿うように第 1ガイド部材 201が配置され、第 1ガイド部材 201の端部の 上方に直交するように、第 2ガイド部材 202が配置されている。
[0075] 第 1ガイド部材 201には第 1ガイド部材 201に沿って摺動可能に構成されたスライダ 203が配置されており、このスライダ 203には回転及び上下動自在にウェハ Wを保 持する第 1アーム 204が設置されている。また、第 2ガイド部材 202にはウェハ Wを保 持した状態で第 2ガイド部材 202に沿って摺動可能に構成された第 2アーム 205が 配置されている。第 2ガイド部材 202は、ウェハステージ 9のウェハのローデイング位 置まで延びており、第 2アーム 205には第 2ガイド部材 202に直交する方向にスライド する機構も備えられている。
[0076] また、第 1ガイド部材 201と第 2ガイド部材 202とが交差する位置の近傍にウェハ W のプリアライメントを行うために回転及び上下動ができる受け渡しピン 206が設置され 、受け渡しピン 206の周囲には、ウェハ Wの外周部の切り欠き部（ノッチ部）及び 2箇 所のウェハエッジ部の位置、またはウェハ Wの外周部に形成されたオリエンテーショ ンフラット及びウェハエッジ部を検出するための位置検出装置 (不図示）が設置され ている。第 1ガイド部材 201、第 2ガイド部材 202、スライダ 203、第 1アーム 204、第 2 アーム 205、及び受け渡しピン 206等からウェハローダ系（基板搬送装置）が構成さ れている。
[0077] また、露光装置 200のチャンバ内部の温度を計測する温度センサ、湿度を計測す る湿度センサ、及び大気圧を計測する大気圧センサ等の環境センサ DT1、基板処 理装置の外部（即ち、クリーンルーム内）の温度を計測する温度センサ、湿度を計測 する湿度センサ、及び大気圧を計測する大気圧センサ等の環境センサ DT2、搬送ラ イン 301の近傍の温度や湿度や気圧などを計測する環境センサ DT3並びにインライ ン計測装置 400内の温度や湿度や気圧などを計測する環境センサ DT4が設けられ ており、これらのセンサ DT1— DT4の検出信号は露光制御装置 13に供給され、露 光制御装置 13に付属するハードディスク等の記憶装置に一定期間記録される。
[0078] [インライン計測器]
次に、インライン計測器 400について説明する。インライン計測器 400は、事前計 測センサを備えており、この事前計測センサは、基板に関する情報の種類、即ち計 測項目に対応して少なくとも一つが設けられる。例えば、ウェハ上に形成されたァラ ィメントマークやその他のマーク、パターンの線幅 '形状'欠陥を計測するセンサ、ゥ ェハの表面形状（フラットネス）を計測するセンサ、フォーカスセンサ等が例示される。 センサは計測項目、ウェハの状態、解像度、その他に応じて柔軟に対応するため、 複数種類設けて、状況に応じて選択して使用できるようにすることが望ましい。なお、 オフライン計測機 800についても、これと同様のものを用いることができるので、その 説明は省略する。但し、インライン計測器 400とオフライン計測機 800とは、その計測 方式 (計測原理も含めて)や計測項目が異なるものを採用しても勿論よい。 [0079] 以下、一例として、ウェハに形成されているァライメントマークの位置の計測を行う 事前計測センサを用いたインライン計測器について、図 4を参照して説明する。
[0080] 図 4に示されているように、インライン計測器 400は、事前計測センサ 410、及び事 前計測制御装置 450を備えて構成されている。また、図示は省略しているが、計測 対象のウェハ Wの XYX軸方向の位置及び Z軸に対する傾きを調整するためのステ ージ装置、並びにウェハ Wの位置や姿勢を計測するためのレーザ干渉系システムも 備えている。ステージ装置は、 XYステージ、 Zステージ及びウェハホルダを備えて構 成され、これらは、露光装置 200について既述の XYステージ 9、 Zステージ 8及びゥ ェハホルダ 7と同様の構成である。レーザ干渉計システムも、露光装置 200の移動鏡 10及びレーザ干渉計 11と同様の構成である。
[0081] このインライン計測器 400における事前計測センサ 410は、ウェハ Wに形成されて レ、るァライメントマークの位置を計測するセンサであり、露光装置 200が備える撮像式 ァライメントセンサ 14と基本的に同じものを用いることができる。ここでは、一例として , FIA (Field Image Alignment)方式に用いられるセンサについて説明するが、 LSA (Laser Step Alignment)方式、あるいは LIA (Laser Interferometnc Alignment)方式に用いられるセンサであってもよレ、。
[0082] なお、 LSA方式のセンサは、レーザ光を基板に形成されたァライメントマークに照 射し、回折 '散乱された光を利用してそのァライメントマークの位置を計測するァライメ ントセンサであり、 LIA方式のァライメントセンサは、基板表面に形成された回折格子 状のァライメントマークに、僅かに波長が異なるレーザ光を 2方向から照射し、その結 果生ずる 2つの回折光を干渉させ、この干渉光の位相からァライメントマークの位置 情報を検出するァライメントセンサである。インライン計測器 400は、露光装置 200の 場合と同様に、これらの 3つの方式のセンサのうち、 2つ以上のセンサを設けて 3つの 方式のセンサの 2以上を設けて、それぞれの特徴及び状況に応じて使い分けできる ようにすることが望ましい。また特開 2003-224057号公報に示されている、被計測 マークの非対称性を測定するようなセンサを備えるようにしておいても良い。
[0083] 図 4において、事前計測センサ 410には光ファイバ 411を介して外部のハロゲンラ ンプ等の照明光源力 照明光 IL 10が導力れる。照明光 IL 10はコンデンサレンズ 41 2を介して視野分割絞り 413に照射される。視野分割絞り 413には、図示は省略して いる力 S、その中央に幅広矩形状の開口よりなるマーク照明用絞りと、マーク照明用絞 りを挟むように配置された一対の幅狭矩形状の開口よりなる焦点検出用スリットとが形 成されている。
[0084] 照明光 IL10は、視野分割絞り 413によって基板 W上のァライメントマーク領域を照 明するマーク照明用の第 1光束と、ァライメントに先立つ焦点位置検出用の第 2光束 とに分割される。このように視野分割された照明光 IL20は、レンズ系 414を透過し、 ハーフミラー 415及びミラー 416で反射され、対物レンズ 417を介してプリズムミラー 4 18で反射され、ウェハ W上に形成されたァライメントマーク AMを含むマーク領域と その近傍に照射される。
[0085] 照明光 IL20を照射したときの基板 Wの表面の反射光は、プリズムミラー 418で反射 され、対物レンズ 417を通過してミラー 416で反射された後、ハーフミラー 415を透過 する。その後、レンズ系 419を介してビームスプリッタ 420に至り、反射光は 2方向に 分岐される。ビームスプリッタ 420を透過した第 1の分岐光は、指標板 421上にァライ メントマーク AMの像を結像する。そして、この像及び指標板 421上の指標マークか らの光が、二次元 CCDによりなる撮像素子 422に入射し、撮像素子 422の受光面に 前記マーク AM及び指標マークの像が結像される。
[0086] 一方、ビームスプリッタ 420で反射された第 2の分岐光は、遮光板 423に入射する。
遮光板 423は、所定の矩形領域に入射した光は遮光し、該矩形領域以外の領域に 入射した光は透過する。よって、遮光板 423は前述した第 1の光束に対応する分岐 光を遮光し、第 2の光束に対応する分岐光を透過する。遮光板 423を透過した分岐 光は、瞳分割ミラー 424によりテレセントリック性が崩された状態で、一次元 CCDより なるラインセンサ 425に入射し、ラインセンサ 425の受光面に焦点検出用スリットの像 が結像される。
[0087] ここで、基板 Wと撮像素子 422との間はテレセントリック性が確保されているため、 基板 Wが照明光及び反射光の光軸と平行な方向に変位すると、撮像素子 422の受 光面上に結像されたァライメントマーク AMの像は、撮像素子 422の受光面上におけ る位置が変化することなくデフォーカスされる。これに対して、ラインセンサ 425に入 射する反射光は、上述のようにそのテレセントリック性が崩されているため、基板 Wが 照明光及び反射光の光軸と平行な方向に変位すると、ラインセンサ 425の受光面上 に結像された焦点検出用スリットの像は分岐光の光軸に対して交差する方向に位置 ずれする。このような性質を利用して、ラインセンサ 425上における像の基準位置に 対するずれ量を計測すれば基板 Wの照明光及び反射光の光軸方向の位置 (焦点位 置）が検出される。この技術の詳細については、例えば特開平 7-321030号公報を 参照されたい。
[0088] なお、インライン計測器 400による事前計測工程は、ウェハ Wが塗布現像装置 300 に搬入された後、望ましくはレジスト塗布後であって且つ露光装置 200内でのァライ メント処理前までに行われる。なおインライン計測器 400の設置場所としては、本実 施形態のものに限られず、例えば塗布現像装置 300内の他、露光装置のチャンバ内 でもよぐあるいはこれらの装置とは独立した計測専用の装置を設けて搬送装置で接 続するようにしてもよレ、。しかしインライン計測器 400を塗布現像装置 300内に設置し た場合には、露光レジストパターンの寸法形状をすぐに測定できる利点がある。
[0089] [ウェハプロセス]
次に、図 5に示すウェハ Wに対するプロセスについて、各装置の動作をも含めて簡 単に説明する。まず、図 1中の工場内生産管理ホストシステム 700からネットワーク及 び露光工程管理コントローラ 500を介して露光制御装置 13に処理開始命令が出力 される。露光制御装置 13はこの処理開始命令に基づいて、露光装置 200、コータ部 310、デベロッパ部 320、及びインライン計測器 400に各種の制御信号を出力する。 この制御信号が出力されると、ウェハキャリア 302から取り出された 1枚のウェハは、 搬送ライン 301を経て、レジストコータ 311に搬送されてフォトレジストが塗布され、順 次搬送ライン 301に沿ってプリベータ装置 312及びクーリング装置 313を経た後（S1 0)、インライン計測器 400のステージ装置に搬入されて、ァライメントマークの事前計 測処理が行われる（Sl l)。但し、ここでは、レジスト処理（S10)を行った後に事前計 測処理（S11)を行うものとした力 S、この順番は逆であってもよい。
[0090] インライン計測器 400における事前計測処理（S11)では、ウェハ W上に形成され たァライメントマークの位置の計測が実施される。この事前計測処理（S11)における 計測結果 (例えばマークの座標位置情報など）は、事前計測センサ 410の撮像素子 422の出力そのものである生信号波形データとともに、通信回線を介して露光制御 装置 13に直接的にあるいは解析システム 600を介して通知され、露光制御装置 13 はこれら通知されたデータに基づいて、露光装置 200で当該ウェハ Wのァライメント マークを計測する際のマーク（計測対象とすべきマーク）、マーク数、照明条件 (例え ば、照明波長、照明強度、喑視野照明か明視野照明か、位相差板を介した照明とす るか否か等）などを最適化する処理を行う（S 12)。なお、露光制御装置 13の処理負 担を軽減させるため、このような最適化処理の一部又は全部を解析システム 600に 実施させ、その解析結果を露光制御装置 13に送るようにしてもよい。
[0091] この処理（S12)の後あるいはこの処理と並行して、事前計測処理（S11)が終了し たウェハ Wは、露光装置 30の第 1アーム 204に受け渡される。その後、スライダ 203 が第 1ガイド部材 201に沿って受け渡しピン 206の近傍に達すると、第 1アーム 204 が回転して、ウェハ Wが第 1アーム 204から受け渡しピン 206上の位置 Aに受け渡さ れて、ここでウェハ Wの外形基準で中心位置及び回転角の調整 (ブリアライメント）が 行われる。その後、ウェハ Wは第 2アーム 205に受け渡されて第 2ガイド部材 202に 沿ってウェハのローデイング位置まで搬送され、そこでウェハステージ 8, 9上のゥェ ハホルダ 7にロード（搬入）される。
[0092] そして、最適化された計測条件でマーク計測を含むァライメント処理が実施された 後、当該ウェハ W上の各ショット領域に対して、レチクルのパターンが露光転写され る（S13)。
[0093] 露光処理を終えたウェハ Wは、第 2ガイド部材 202及び第 1ガイド部材 201に沿つ て塗布現像装置 300の搬送ライン 301まで搬送された後、搬送ライン 301に沿って 順次ポストベータ装置 321及びクーリング装置 322を経て現像装置 323に送られる。 そして、現像装置 323で現像が行われたウェハ Wの各ショット領域に、レチクルのデ バイスパターンに対応した凹凸のレジストパターンが形成される（S14)。このように現 像が行われたウェハ Wは、必要に応じて形成されたパターンの線幅、重ね合わせ誤 差等がインライン計測器 400又は別途測定装置を設けた場合には該測定装置で検 查され、搬送ライン 301によってウェハキャリア 303に収納される。このリソグラフイエ 程の終了後にウェハキャリア 303内の例えば 1ロットのウェハは、他の処理装置に搬 送され、エッチング（S15)、レジスト剥離（S16)等が実行される（S16)。
[0094] なお、上記説明では、ウェハ Wに対する事前計測を塗布現像装置 300内に設けら れたインライン計測器 400で行うようにした力 S、オフライン計測機 800で行うようにして あよい。
[0095] 上述したウェハプロセス処理は、各基板処理装置でそれぞれ行われており、各基 板処理装置は、露光工程管理コントローラ 500により統括的に制御 '管理される。即 ち、露光工程管理コントローラ 500は、これに付属する記憶装置に、露光システム 10 0で処理する各ロットあるいは各ウェハについてのプロセスを制御するための種々の 情報、そのための種々のパラメータあるいは露光履歴データ等の種々の情報を蓄積 する。そして、これらの情報に基づいて、各ロットに適切な処理が施されるように、各 露光装置 200を制御 ·管理する。また、露光工程管理コントローラ 500は、各露光装 置 200における位置合わせ処理に用いられる位置合わせ条件（ァライメント計測の際 に使用される様々な条件（サンプノレシヨット数と配置、ショット内多点方式力 1点方式 か、信号処理の際に使用する波形処理アルゴリズムなど）や、位置合わせの際に使 用される条件 (後述する SDMや GCMを考慮した位置合わせ補正量など） )を求め、 これを各露光装置 200に登録する。露光工程管理コントローラ 500は、露光装置 20 0で計測された EGAログデータ等の各種データをも蓄積しており、これらに基づいて 、各露光装置 200を適切に制御 ·管理する。
[0096] また、解析システム 600は、露光装置 200、塗布現像装置 300、露光装置 200の光 源、インライン計測器 400、オフライン計測機 800等の各種装置からネットワークを経 由して各種データを収集し、解析を行う。
[0097] レ、。ィプライン処理]
上述したインライン計測器 400によるインライン事前計測工程を追加したことにより、 ウェハプロセス処理に遅延が生じることは否めなレ、が、以下のようなパイプライン処理 を適用することにより、遅延を抑制することが可能である。これを図 6を参照して説明 する。
[0098] インライン事前計測工程を追加したことにより、ウェハプロセス処理は、レジスト膜を 形成するレジスト処理工程 A、インライン計測器 400による事前計測工程 B、ァラィメ ント及び露光を行う露光工程 C、露光後の熱処理や現像を行う現像工程 D、レジスト パターンの測定を行う場合にはパターン寸法測定工程 Eの 6つの工程で構成される ことになる。これらの 6つの工程で、数枚のウェハ W (同図では 3枚）について、並行 的に処理するパイプライン処理を行う。具体的には、ウェハ Wの事前計測工程 Bを先 行するウェハの露光工程 Cと並行して行うことことにより、全体のスループットに与える 影響を極めて小さく抑えることができる。
[0099] また、現像工程 Dの実施後にレジスト寸法測定工程 Eを実施する場合には、事前計 測工程 Bとレジスト寸法測定工程 Eを互いに重ならないようなタイミングで、これらをィ ンライン計測器 400でパイプライン的に計測することにより、レジスト寸法測定装置を 別途設ける必要がなぐ且つスループットにもそれほど悪影響を与えることはない。
[0100] [ァライメント最適化]
図 7にインライン事前計測によるァライメント最適化のシーケンスフローを示す。まず 、インライン計測器 400は、露光装置 200又は解析システム 600又は工場内生産管 理ホストシステム 700との通信により、露光装置内（ァライメントセンサ 14)で計測を行 うべきァライメントマークの設計位置情報とマーク検出パラメータ（信号波形の処理ァ ルゴリズムに関するパラメータであって、例えばスライスレベルなど）を取得する（S20 )。次いで、インライン計測器 400は、そのステージ装置を駆動して、ウェハ Wのァラ ィメント対象のマークを事前計測センサ 410の検出位置の近傍に順次位置決めしつ つ、該ァライメントマークの位置の計測を実施する（S21)。
[0101] 次いで、インライン計測器 400は、撮像素子 422から出力されるマーク生信号波形 データ若しくはこれを信号処理したデータに基づいて、当該マークが露光装置 200 で検出するマークとしての適性を所定の評価基準に従って評価し、その評価のレべ ルを示すスコアを算出する。本実施形態ではこの評価及びスコアの算出を事前計測 制御装置 450で行うものとするが、事前計測結果を全て解析システム 600や露光装 置 200 (露光制御装置 13)に送信するようにした場合には、受信側にてこれら評価及 びスコア算出を行うようにしても良レ、。なおこのスコアの説明は後述する。当該スコア が予め決められた閾値よりも良好である場合には、当該スコア及び当該マークが露 光装置 200で計測するマークとして適正であることを示す情報（OK)を、露光装置 2
00に送信し、当該スコアが予め決められた閾値より不良である場合には、当該スコア 及び当該マークが露光装置 200で計測するマークとして不適であることを示す情報（
NG)を、露光装置 200に送信する（S22)。なお、不良と判断された場合には、当該 スコア及び NGの情報とともに、マーク生信号波形データを送信するようにしておくこ とが望ましい。なお原則的には、インライン計測器で計測した全てのマークの信号波 形データを露光装置 200に送信することが好ましいが、信号波形データを全計測マ ークについて送信するとなると、通信時間がかかってスループットの低下を招く恐れ 力あり、またデータの受入側としても記憶容量の大きな記憶媒体を準備しておかなけ ればならないという負担が生じる。このため本実施形態では、不適と判断されたマー クまたは計測不能と判断されたマーク (計測エラーマーク）に関してのみ、計測したマ ーク信号波形データを送信するようにしている。なお本実施形態では、情報を送信す るか否かの判断動作も事前計測制御装置 450で行うよう構成されてレ、る。これらの情 報及び後述するインライン計測器 400から露光装置 200に通知する情報は、解析シ ステム 600を介して露光装置 200に通知するようにしてもよいが、説明を簡略にする ため、以下では露光装置 200に直接通知するものとして説明する。なお、解析システ ム 600を介して露光装置 200に情報を送る場合には、露光装置 200で行う処理の一 部又は全部を解析システム 600に行わせて、その結果を露光装置 200に送るように してもよい。
[0102] また解析システム 600の情報は、工場内生産管理ホストシステム 700、露光工程管 理コントローラ 500を介して露光装置 200に送るように構成しておいても良い。
[0103] ところで、露光装置内部（ァライメントセンサ 14)でウェハ上のマークを計測した結果
(マーク位置情報やマーク信号波形データなど）を、露光装置内部のメモリに口ギング したり外部の解析システム 600内のメモリに送信して口ギングしたりするシステムにお レ、ても、ァライメントセンサ 14の計測結果を露光装置内で評価した上で計測不適また は計測不能と判断したマーク（計測エラーマーク）に関してのみ、その時の計測結果 を口ギングするようにしても良レ、。
[0104] さてステップ S22での情報送信を受けて、これら情報を受信した露光装置 200にお いては、マーク検出エラー（NG)が予め設定された許容数以上あるか否かを判断し（ S23)、マーク検出エラーが設定許容数以上である場合であって、マーク生信号波形 データが送られてレ、る場合には当該データに基づレ、て、送られてレ、なレ、場合にはィ ンライン計測器 400から該当する全て又は一部についての生信号波形データを取得 し、マーク検出パラメータの最適化処理を実行する（S24)。なお、マーク検出パラメ ータの最適化処理は、インライン計測器 400の事前計測制御装置 450で行うようにし てもよレ、。 S23において、マーク検出エラーが設定許容数に達していない場合には、 露光装置 200へのウェハ Wの搬送処理を行い、露光処理を続行する（S28)。
[0105] マーク検出パラメータの最適化処理を実行後、再度マーク検出エラーが設定許容 数以上であるか否力、を判断し (S25)、マーク検出エラーが設定許容数に達していな い場合は、露光装置 200へのウェハ Wの搬送処理を行い、露光処理を続行する（S 28)。マーク検出パラメータの最適化実行後も、設定許容数以上のマーク検出エラ 一がある場合には、予め登録された情報に従って他のマークを探索するか否かを、 予め指定された探索領域内の他のマークの設計上の座標位置に予め設定された優 先順位に従って判断する（S26)。
[0106] S26で他のマーク位置を探すと判断した場合には、露光装置 200は、追加して計 測すべき他のァライメントマーク位置とマーク検出パラメータを指定して、インライン計 測器 400に通知し（S27)、インライン計測器 400は S21のマーク検出処理へ戻り、事 前計測処理を繰り返す。
[0107] 予め設定された領域内のマーク（計測対象の候補となってレ、たマーク）を全て計測 したにもかかわらず、予め設定された許容数以上のマーク検出エラーがある場合は、 そのウェハ Wを露光装置 200内へ搬送することなぐ該当ウェハ Wをリジェクト（処理 工程力 排除)する（S29)。また、 S29において、リジェクトされたウェハ Wの枚数が 予め設定された枚数を超過した場合には、当該ウェハ Wを含むロットの全てのウェハ Wをリジェクトとする。
[0108] なお、このウェハ Wのリジェクト処理は上記実施形態に記載の場合のみに限られる ものでは無い。後述する全ての事前計測の結果（マーク位置情報のみならず、フォー カス誤差や、パターン線幅や、パターン欠陥や、装置内の温度差に基づき予測する ウェハ変形量など）に基づいて、これ以上そのウェハに対するパターン露光処理を 進めることが好ましくなレ、（良好なデバイスを得られなレ、）と判断された場合には、上 記実施形態と同様にウェハのリジェクト処理が行われるものとする。
[0109] ところで、インライン計測器 400と露光装置 200間でのセンサ間差 (事前計測センサ 410とァライメントセンサ 14との間の特性差であって、信号処理アルゴリズムの相違を 含む）を補正する必要がある。インライン計測器 400から送られたマーク生信号波形 データと露光装置 200 (ァライメントセンサ 14)による同一マークに対するマーク生信 号波形データとを照合し、インライン計測器 400の計測結果に基づくスコアと同一マ ークに対する露光装置 200 (ァライメントセンサ 14)の計測結果に基づくスコアが一致 するようにスコア補正値を最適化する。なお、通常、露光装置 200におけるァライメン ト処理では、少なくとも検出エラーが発生したマークについてのマーク生信号波形デ 一タをロギングしているので、このマーク生信号波形データ、検出パラメータ、及び検 出エラー情報を解析システム 600又はインライン計測器 400へ送信し、インライン計 測器 400で計測されたマーク生信号波形データと照合して、同一マークに対する検 出スコアが一致するようにスコア補正値を最適化してもよい。
[0110] なお、上述したセンサ間の特性差の補正処理は、インライン計測器 400と露光装置 200の間でのものについて説明したが、オフライン計測機 800と露光装置 200の間 のセンサ間の特性差についても同様に行うことができる。
[0111] 次に、上述した検出結果スコアについて説明する。マーク信号パターンにおける特 徴量であるマークパターン幅誤差等の複数の特徴量を各パターン毎に求めた後、各 特徴量に最適化された重み付けを行い和をとつて求めたトータル値を検出結果スコ ァとして定義し、予め設定された閾値と比較してマークの有無（あり Zなし)を判定す る。ここで、「マーク生信号波形データの適 ·不適」を正しく判定するためには、複数の 特徴量それぞれの重み付けを露光プロセスやロット、マーク構造毎に最適化すること が望ましい。
[0112] より具体的には、マーク生信号波形データのエッジ部を検出してマークの特徴であ るパターン幅の規則性 (例えば、均一性)やパターン間隔の規則性 (例えば、均一性 )を特徴量として求める。ここで、「エッジ」とは、例えばライン'アンド 'スペースマーク におけるライン部とスペース部との境界のように、マークを形成するパターン部と非パ ターン部との境界をいう。
[0113] これについて、図 8Aに示すサーチァライメント Yマーク（3本マーク）を例にとって説 明する。まず、複数の計測信号の平均を求めてノイズを相殺した後、波形の平滑化を 行って、図 8Bに示す平均的な信号強度分布を求める。次に、図 8Cに示す信号強度 分布の微分波形を算出し、ラインパターンとスペースパターンとの境界であるエッジ の候補である 20個のピーク P1— P20を検出し、以下に記す 3つの条件をチェックす ることにより、ラインパターン SML1 , SML2, SML3のエッジ候補を絞り込むことによ り、図 8Dに示されるエッジ候補 E1 E10が残る。
[0114] (条件 1)ピーク値がエッジとしての許容値の範囲内であること。従って、ノイズ NZ2 , NZ3によるピーク P5， P6， P10, PI 1をエッジ候補から除外する。
(条件 2)ラインパターンのエッジに関する波形であれば、 Y方向に波形を迪つた場 合に、正のピークの後に負のピークが出現すること。従って、ノイズ NZ1によるピーク PI , P2をエッジ候補から除外する。
(条件 3) Y方向に波形を迪つた場合に、正のピークから次の負のピークまでの Y方 向の距離がラインパターンの Y方向幅と考えられる力 Yマーク SYMのラインパター ン SML1 , SML2, SML3の Y方向幅として許容値の範囲内であること。従って、ノィ ズ NZ4、ラインパターン NL2によるピーク P13, P14, P17, P18をエッジ候補から除 外する。
[0115] 次に、 Y座標値が最も小さいエッジ候補 E1から始めて、 Y座標値の大きさの順に 6 個のエッジ候補 E1— E6の情報を読み出し、以下に示すパターン特徴量を算出する
[0116] (特徴 1)「ラインパターン幅が所定値（ = DLW)である」ことに関する特徴量 A1の算 出
AW1 = (YE2-YED-DLW
AW2= (YE4— YE3)— DLW
AW3= (YE6— YE5)— DLW
によって、ラインパターン幅誤差 AWk (k= l— 3)を求め、該ラインパターン幅誤差 △ Wkの標準偏差を特徴量 Alとして算出する。 （エッジ候補 E1— E6の Y座標値を Y E1— YE6とする）
[0117] (特徴 2)「ラインパターン間隔が所定値（ = DLD1 , DLD2)である」ことに関する特 徴量 A2の算出
Δ Dl = (YE3-YE2) -DLD1
Δ D2 = (YE5-YE4) -DLD2
によって、ラインパターン間隔誤差 Δ Dm (m= l , 2)を求め、該ラインパターン間隔 誤差 Δ Dmの標準偏差を特徴量 A2として算出する。
[0118] (特徴 3)「エッジ形状均一性」に関する特徴量 A3の算出
エッジ候補 E1— E6のピーク値の標準偏差を算出することによって求める。
[0119] ラインパターン幅とラインパターン間隔は、設計値からのバラツキが小さいほどよぐ エッジ形状均一性もバラツキが小さいほど「マーク波形信号の適性度」が高いと判定 する。この場合、スコアは低いほどよい。マーク波形検出に相関アルゴリズムを使用 する場合は、この相関値をスコアとすることも可能である。この場合、スコアは高いほ どよい。
[0120] インライン事前計測では、マークとマーク検出パラメータの最適化以外に、マーク数 、マーク配置、ァライメントフォーカスオフセット、ァライメント照明条件（照明波長、明 /暗視野、照明強度、位相差照明の有無など）、 EGA計算モードについても最適化 対象に指定できる。この場合、各処理条件毎の EGA残留誤差成分を求め、この残留 誤差成分が最小になる処理条件を採用する。
[0121] [ショット配列変形補正 (GCM) ]
まずはじめに、 EGAに用いるショット配列変形計算モデルを示す。
[0122] (1)通常 EGA (1次まで）でのショット配列変形計算モデルは以下の通り。
Δ Χ = Cx_10 Wx + Cx_01 Wy + Cx_sx Sx + Cx_sy Sy + Cx_00 (式 1) Δ Υ = Cy_10 Wx + Cy_01 Wy + Cy_sx Sx + Cy_sy Sy + Cy_00 (式 2) 各変数の意味は以下の通り。
Wx, Wy:ウェハ中心を原点とした計測点の位置
Sx, Sy:ショット中心を原点とした計測点の位置 Cx_10:ウェハスケーリング X
Cx_01:ウェハ回転
Cx_sx:ショットスケーリング X
Cx_sy:ショット回転
Cx_00:オフセット X
Cy_10:ウェハ回転
Cy_01:ウェハスケーリング Y
Cy_sx:ショット回転
Cy_sy:ショットスゲーリング Y
Cy_00:オフセット Y
[0123] なお、上記の変数を用いて表現すれば、ウェハ直交度は- (Cx_01 + Cy_10)、ショット 直交度は _(Cx_sy + Cy_sx)である。
[0124] なお、以降では、上記パラメータのうちのどれを使うかによつて、 EGA演算モデル（ 統計処理モード）を、 6パラメータモデル（通常 EGAモデル）、 10パラメータモデル（ ショット内多点モデル）、ショット内平均モデルと称することがある。 6パラメータモデル とは、上述のパラメータのうち、ウェハスケーリング X, Yと、ウェハ回転と、オフセット X , Yとを使用するモデルである。 10パラメータモデルとは、 6パラメータモデルに、ショ ットスケーリング X, Yとショット回転の計 4つのパラメータを加えたものを使用するモデ ノレである。ショット内平均モデルとは、ショット内の複数のマークの計測値を平均して そのショットとしての代表値を 1つ算出し、これを用いて上記 6パラメータモデルと同様 のパラメータ（6パラメータ）を使って各ショット位置の EGA演算を行うモデルである。
[0125] (2)ステージ座標 2次までのショット配列変形計算モデルは以下の通り。
Δ Χ = Cx_20 Wx2 + Cx_ll Wx Wy + Cx_02 Wy2
+ Cx_10 Wx + Cx_01 Wy
+ Cx_00
+ Cx_sx Sx + し x_sy Sy (式
Δ Υ = Cy_20 Wx2 + Cy_l l Wx Wy + Cy_02 Wy2
+ Cy_10 Wx + Cy_01 Wy + Cy— 00
+ Cy— sx Sx + Cy_sy Sy (式 4)
[0126] ( 3)ステージ座標 3次までのショット配列変形計算モデルは以下の通り。
Δ Χ = Cx_30 Wx3 + Cx_21 Wx2 Wy + Cx_12 Wx Wy2 + Cx_03 Wy3
+ Cx_20 Wx2 + Cx_l 1 Wx Wy + Cx_02 Wy2
+ Cx_10 Wx + Cx_01 Wy
+ Cx_00
+ Cx_sx Sx + し x_sy Sy (式 5)
Δ Υ = Cy_30 Wx3 + Cy_21 Wx2 Wy + Cy_12 Wx Wy2 + Cy_03 Wy3
+ Cy_20 Wx2 + Cy_l 1 Wx Wy + Cy_02 Wy2
+ Cy_10 Wx + Cy_01 Wy
+ Cy_00
+ Cy— sx Sx + Cy— sy Sy (式 6 )
[0127] なお、ショット内 1点計測の場合は、（式 1 )一（式 6)のショット補正係数 Cx_sx、 Cx_sy
、 Cy—sx Cy_syを除外（即ち「0」とおく）する。
[0128] インライン事前計測によるショット配列補正（GCM)の運用シーケンスを図 9に示す
[0129] GCM (Grid Compensation for Matching)では、ステージグリッド号機間差、 プロセス変形によるショット配列非線形誤差を補正する。
[0130] まず、予め指定された GCMインライン事前計測スィッチ (使用者によって任意に切 替設定可能なスィッチ）がオン（ON)かオフ（OFF)かを判断し（S 31 )、 GCMインラ イン事前計測スィッチがオフの場合には、予め指定された (準備されている）高次補 正係数を使用することを決定し (S 32)、露光装置 200における EGA計測/演算を 実施し (S 36)、 S 36の EGA計測 Z演算結果に S 32で決定された高次補正係数を適 用して露光処理を行う（S 38)。
[0131] S 31におレ、て、 GCMインライン事前計測スィッチがオンである場合には、 GCMィ ンライン事前計測の対象ウェハであるか否かを判断し (S 33)、 GCMインライン事前 計測対象ウェハでない場合には、先行するウェハについて露光に使用された高次 補正係数を使用することを決定し (S34)、露光装置 200における EGA計測/演算 を実施し (S36)、 S36の EGA計測/演算結果に S34で決定された高次補正係数を 適用して露光処理を行う（S 38)。
[0132] S33におレ、て、 GCM計測対象ウェハである場合には、インライン計測器 400にお レ、て予め指定された計測ショットに対してァライメント計測を実行し、計測結果に基づ いて、サブルーチンとして図 10に示す高次補正係数の最適化処理フローに従って、 最適化された高次補正係数を算出する（S35)。この高次補正係数の最適化処理に ついては、後述する。
[0133] 次いで、露光装置 200における EGA計測/演算を実施し（S36)、 S36の EGA計 測/演算結果に S35で決定された高次補正係数を適用して露光処理を行う（S38)
[0134] インライン計測器 400と露光装置 200との間における、装置起因による非線形成分
(ウェハ変形（ウェハマーク）の計測から求められるウェハ変形の非線形成分）の相違 については、事前に基準ウェハを用いて、合わせ込み補正値を算出しておく必要が ある。この際、基準ウェハについて計測された EGA計測結果又は重ね合わせ計測 結果のどちらかを使用する。なお、インライン計測器 400によるインライン事前計測ェ 程で算出されたショット配列変形の凡その傾向に基づいて、予め露光装置 200側に 対応次数毎（通常は 3次までであるが、 4次以上でもよい）に登録された複数の高次 補正係数のうち、最適な次数と補正係数に対応した高次補正係数を選択するように してもよい。
[0135] 露光装置 200では、計測ショットに対して通常 EGA計算を行った結果でウェハ変 形の線形補正 (線形成分の補正）を行い、前述の高次補正係数によるウェハ変形の 非線形補正 (非線形成分誤差の補正）と合わせてショット配列変形補正を行レ、露光 処理を実行する。
[0136] ここで、 EGA計測 Z演算結果から高次補正係数を算出した場合は、 0次と 1次の成 分が 2重に補正されることになるため、 0次と 1次の補正係数から、通常 EGAで算出さ れた 0次と 1次の補正係数をそれぞれ差し引く必要がある。ショット自身の変形成分の 有無については、高次 EGAと通常 EGAで条件をそろえて計算する。高次項の補正 係数については、高次 EGAの計算結果をそのまま使用する。高次（2次以上）と低次 (0次と 1次)の成分を分離して高次補正係数を算出した場合は、通常 EGAの結果を 差し引く必要はない。また、重ね合わせ計測結果から高次補正係数を算出した場合 は、補正できなかった残留誤差が得られるので、補正係数の符号を反転して使用す る。
[0137] 次に、インライン事前計測による高次補正係数 (GCM補正値）の最適化処理を図 1 0を参照して説明する。
[0138] まず、インライン計測器 400により、ウェハ W上のァライメントマークを事前計測する
(S41)。次いで、高次 EGAで最適化する EGA計算モデル及び最適化する次数と補 正係数を指定する（S42， S43)。その後、高次 EGA補正係数を算出し（S44)、この 補正係数の算出を指定ウェハ枚数分繰り返す（S44， S45)。高次 EGAで最適化す る EGA計算モデルとしては、 6パラメータモデル、 10パラメータモデル、ショット内平 均化モデル等がある。ショット内 1点計測の場合は、 6パラメータモデルを指定する。 ショット内多点計測の場合は、 10パラメータモデル、ショット内平均化モデル及びショ ット内任意の 1点を使用しての 6パラメータモデルを指定する。
[0139] 高次 EGAで最適化する次数の指定としては、 3次であれば計算（式 5)と（式 6)に 示されるショット配列変形計算モデルを使用し、 2次であれば計算式 (式 3)と（式 4)に 示されるショット配列変形計算モデルを使用する。 （式 5)と（式 6)の 0次一 3次までの 補正係数の各成分の意味内容を図 11a—図 l lj、図 12a—図 1¾に示したので参照 されたい。
[0140] 高次 EGAで最適化する補正係数の指定とは、高次補正結果を安定させるため相 関の高い補正係数を除外（ = 0)することである。例えば 3次項の場合、 Wx3、 Wx2 Wy 、 Wx Wy2, Wy3の各係数のうち、 Wx2 Wyと Wx Wy2の補正係数を除外することにより、 高次補正の安定した結果が得られる場合がある。高次の次数が上がるほど、相関の 高い補正係数の除外指定が有効となる。
[0141] 図 10の S45において、指定ウェハ枚数分の補正係数の算出が終了したならば、跳 びウェハデータをリジェクトする（S46)。この跳びウェハデータのリジェクトは、ウェハ 毎の高次補正後の残差 2乗和が閾値を超えたウェハデータを除外する処理である。 残差 2乗和のかわりに高次補正位置の分散を計測結果位置の分散で除算した値 (決 定係数といい 0— 1の値をとる。 0に近いほど残差が大きくなる。計測結果位置の分散 は、高次補正位置の分散と残差の分散を加味したものになる。）を閾値にしてもよい。
[0142] 次いで、高次 EGAで最適化する次数と補正係数の条件の全ての組み合わせにつ いて、高次補正係数の算出が終了したか否力、を判断し（S47)、終了していない場合 には S43に戻って処理を繰り返し、終了した場合には、 S48に進んで、高次 EGAで 最適化する計算モデル数分の計算が終了したか否力、を判断し、終了していない場 合には S42に戻って処理を繰り返し、終了した場合には S49に進む。次いで、高次 E GAの対応次数（2次、 3次、 4次、 5次、一）毎に、複数ウェハ間（跳びウェハデータ のリジェクト後）で平均化された高次補正係数にっレ、て、最適化条件の組み合わせ 中、高次補正後の残差 2乗和が最小となる高次補正係数を選定して使用する（S49)
[0143] なお、本実施形態では、 3次までの高次 EGAについて説明したが、 4次以上の高 次 EGAについても同様である。
[0144] ところで、インライン計測器 400で事前計測した結果、又は事前計測制御装置 450 で EGA又は GCMを用いたショット配列補正値を算出してその結果を、露光装置 20 0に通知した場合、ウェハ Wがインライン計測器 400内、該インライン計測器 400から 搬出されて露光装置 200に搬入されるまでの搬送経路、及び露光装置 200内で、そ れぞれ環境変化（温度変化）があると、ウェハ Wはその温度変化に応じて自己の熱 膨張率に従って熱膨張又は収縮することになり、計測結果又は計算結果にそれに応 じた誤差が含まれることになる。
[0145] そこで、この実施形態では、図 3に示したように、基板処理装置（露光装置 200、塗 布現像装置 300)内の各所に温度等を計測する複数のセンサを配置している。各セ ンサからの検出温度は、露光制御装置 13に供給され、露光制御装置 13は、これら のセンサからの検出温度に基づいて、ウェハ Wの伸縮を予測し、これに基づいて、 通知された計測結果又は計算結果を補正するようにしている。これにより、温度変化 があった場合であっても、これによる誤差を/ J、さくすることができる。
[0146] この予測は、温度変化とウェハ Wの熱膨張率から理論的に行ってもよぐあるいは インライン計測器 400と露光装置 200とで、露光シーケンス中にあるいは試験的に同 じ基板について同じマークを計測してこのときの各センサ DT1— DT4の温度変化と の関係を求めておき、これに基づいて行うようにすることができる。なお、露光シーケ ンス中にこれらを求めて学習することにより、より正確な予測が行える。
[0147] なお、各センサ DT1— DT4のうち、ウェハがインライン計測器 400で事前計測され てから露光装置 200で露光処理されるまでの間に、そのウェハが通過する経路内（ 装置内）のセンサ DTI , DT3, DT4の計測値を少なくとも使用して、そのウェハの伸 縮を予測するのが望ましいが、これらセンサのうち任意の複数のセンサ（例えば DT1 と DT4、或いは DTIと DT3、或いは DT3と DT4の組み合わせ）の出力のみで上記 予測を行うようにしても良いし、或いは何れか 1つのセンサの出力のみで上記予測を 行うように構成しても良い。
[0148] [ディストーション補正（SDM) ]
通常、 SDM (Super Distortion Matching)は、データベースに登録された各 露光装置の投影光学系のディストーションデータとロット履歴からそれぞれのロットに ついて、過去に露光された装置のディストーションを取得し、これから露光する装置 のディストーションとを比較して、露光エリア（ブラインド位置'オフセット）毎に、その口 ットに対して最適なディストーションマッチングを行う機能である。
[0149] ディストーション補正を行う上で各露光装置 200毎のレンズ等の光学素子のパラメ ータファイルやステージパラメータファイル、レチクル製造誤差ファイルも取得する。 露光装置の投影光学系の結像特性の制御のために搭載される、投影光学系内のレ ンズ等の光学素子の位置及び傾きを調整する結像特性調整装置 (MAC1)を制御し て、ディストーション形状を変え、装置間のマッチングを最適にする。なお、露光装置 力 Sスキャンタイプである場合には、ステージパラメータの変更により結像特性を調整 することちでさる。
[0150] 本発明では、インライン/オフライン事前ディストーション計測を行うことにより、前ェ 程と次工程の露光装置間比較によるロット単位でのディストーション補正以外に、指 定ウェハ数、指定ショット数単位でのディストーション補正が可能である。
[0151] インライン事前計測によるディストーション補正（SDM)の運用シーケンスを図 13に 示す。
[0152] まず、予め指定された SDMインライン事前計測スィッチ (使用者によって任意に切 替設定可能なスィッチ）がオン（ON)かオフ（OFF)かを判断し (S51)、オフの場合に は、 SDMサーバ（ここでは、図 1の露光工程管理コントローラ 500の一部とする）で指 定された (準備された)ディストーション補正係数を使用することを決定し (S52)、露 光装置 200における EGA計測を実施し（S56)、 S56の EGA計測結果に S52で決 定されたディストーション補正係数を適用して露光処理を行う（S57)。なお上記 S52 で決定されるディストーション補正係数は、他号機（前層のパターンをウェハ上に焼き 付けした露光装置)の投影光学系のディストーションと、 自号機 (これ力 前層に重ね 焼きをしょうとする現工程で使用する露光装置)の投影光学系のディストーションとの 差異を鑑みて、 自号機で重ね露光するに際して最適化されたディストーション補正係 数である。
[0153] S51におレ、て、 SDMインライン事前計測スィッチがオンである場合には、次いで S DMインライン事前計測対象ウェハであるか否かを判断し（S53)、 SDMインライン事 前計測対象ウェハでない場合には、前ウェハ（前ロット）の露光で使用されたディスト ーシヨン補正係数を使用することを決定した後（S54)、露光装置 200における EGA 計測を実施し（S56)、 S56の EGA計測結果に S54で決定されたディストーション補 正係数を適用して露光処理を行う（S57)。なお上記 S54で決定されるディストーショ ン補正係数も、他号機 (前層のパターンをウェハ上に焼き付けした露光装置)の投影 光学系のディストーションと、 自号機 (これから前層に重ね焼きをしょうとする現工程で 使用する露光装置)の投影光学系のディストーションとの差異を鑑みて、 自号機で重 ね露光するに際して最適化された（その最適化をしたタイミングは、前ウェハまたは前 ロットではある力 S)ディストーション補正係数である。
[0154] S53において、インライン SDM計測対象ウェハである場合には、予め指定された 計測ショットに対して、インライン計測器 400においてインライン事前計測を実行し、 図 14に示す最適化処理フロー（後述する）に従って、最適化された高次補正係数（ 他の露光装置 (他号機)の投影光学系の像歪みに関する情報)を算出する (S55A) [0155] 次いで、露光装置 200の内部メモリ、或いは管理コントローラ 500に付随したメモリ（ 上述の SDMサーバー）、或いはホストシステム 700に付随したメモリに予め保存管理 されている、現在の工程で使用する露光装置 200の投影光学系のディストーション情 報 (現工程で使用する投影光学系の像歪みに関する情報)を読み出す (S55B)。
[0156] 次いで、 S55Aで算出された高次補正係数 (他号機のディストーションに関する情 報）と、 S55Bで読み出した自号機のディストーション情報とに基づいて（両情報を比 較して）、自号機で重ね露光する際に最適なディストーション補正係数（自号機の露 光によってウェハ上に形成されるパターンの歪み具合が、他号機でウェハ上に既に 形成されているパターン（前層のパターン）の歪み具合に合致させるために最適化さ れた補正係数、像歪み補正情報)を算出する (S55C)。
[0157] 次いで、露光装置（自号機） 200で、最適化された（上記ステップ S55Cで求められ た)ディストーション補正係数を適用して、投影光学系の結像特性を調整する手段（ 投影光学系内のレンズを駆動したり、レンズ間の気圧を制御したりする手段）の駆動 量 (パラメータ）を設定したり、或いはスキャン露光装置であればパターン転写中にお けるステージのスキャン速度などのステージパラメータの設定をしたりして補正を行い ながら、その設定されたパラメータのもとで露光処理を行う（S57)。
[0158] インライン計測器 400と露光装置 200との間における装置起因の非線形成分の相 違については、事前に基準ウェハを用いて、合わせ込み補正値を算出しておく必要 がある。基準ウェハにっレ、て計測された EGA計測結果又は重ね合わせ計測結果の どちらかを使用する。なお、インライン事前計測に基づき算出されたディストーション 形状の凡その傾向に基づいて、 SDMサーバ側に予め登録された複数のディスト一 シヨン補正係数のうち、最適次数に対応した補正係数を選択するようにしてもよい。
[0159] 次に、インライン事前計測によるディストーション補正係数（SDM補正値）の最適化 処理シーケンスを図 14を参照して説明する。
[0160] まず、インライン計測器 400においてインライン事前計測を実施する（S61)。次い で、ディストーション補正で最適化する次数と補正係数を指定し (S62)、補正係数を 算出する（S63)。最適化する次数の指定としては、 3次であれば計算式 (式 5)と（式 6)に示される計算モデルを使用し、 2次であれば計算式 (式 3)と（式 4)に示される計 算モデルを使用する。但し、ディストーション補正の場合、（式 1 )一（式 6)のショット補 正係数 Cx_sx、 Cx_sy、 Cy_sx、 Cy_syを除外する（ = 0)。
[0161] 最適化する補正係数の指定とは、補正結果を安定させるため相関の高い補正係数 を除外（ = 0)することである。例えば 3次項の場合、 Wx3、 Wx2 Wy、 Wx
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Wy3の各 係数のうち、 Wx2 Wyと Wx Wy2の補正係数を除外することにより、高次補正の安定し た結果が得られる場合がある。高次の次数が上がるほど、相関の高い補正係数の除 外指定が有効となる。
[0162] 次いで、指定ウェハ、指定ショット数分の計算が終了したか否力 ^判断し (S64)、 終了していない場合には補正係数の算出を繰り返し、終了した場合には、跳びデー タをリジェクトした後 (S65)、最適化する次数と補正係数の全ての組み合わせについ て計算が終了したか否力、を判断する（S66)。 S66におて、終了していない場合には 、 S52に戻って処理を繰り返し、終了した場合には、事前計測済みのウェハ、ショット 間（跳びデータはリジェクト）で、対応次数（2次、 3次、 4次、 5次、一）毎に、平均化さ れた高次補正係数について、最適化条件の組み合わせの中で、高次補正後の残差 2乗和が最小となる高次補正係数をディストーション補正に用いる係数として選択す る（S67)。
[0163] また、 S65の跳びデータのリジェクトでは、ショット毎の高次補正後の残差 2乗和が 閾値を超えたデータを除外する。残差 2乗和の代わりに高次補正位置の分散を計測 結果位置の分散で除算した値 (決定係数とレ、レ、0— 1の値をとる。 0に近いほど残差 が大きくなる。計測結果位置の分散は、高次補正位置の分散と残差の分散を加味し たものになる。）を閾値にしてもよい。
[0164] 本実施形態では、 3次までのディストーション補正について説明した力 4次以上の 補正についても同様である。
[0165] [フォーカス段差補正]
インライン事前計測によるフォーカス段差補正の運用シーケンスを図 15に示す。
[0166] まず、 1 ST露光（第 1層目についての露光）か否かを判断し (S 71)、 1 ST露光の場 合は、デバイス段差補正なしでフォーカシングして露光を行う（S 78)。 S71において 、 1 ST露光でない場合には、段差データの更新 (前データがない場合は、段差デー タ新規作成)か否力を判断し (S72)、段差データ更新を行う場合には、インライン計 測器 400にてァライメント実行後（S73)、計測ショット数分のデバイス段差計測を行う (S74, S75)。
[0167] 次いで、段差補正量 (データ)を計算し、露光装置 200へ送信する (S76)。段差補 正量を計算するときには、各計測ショットの段差データを測定回数分読み出し、ショッ ト内座標系に変換し、同一ショット内の平均化を行う。このとき、検知ポイントの位置ず れを、最小 2乗近似、スプラインあるいはフーリエ級数等により補間し、段差データに おける位置の合わせ込みを行う。各計測ショット毎に、ショット中心位置を基準として X， Y方向に指定ピッチで並ぶ格子状のデータを求める。このときにも、必要に応じた 補間関数が用いられる。
[0168] 格子状のデータ中の選択された位置のデータに対し、適宜なオフセットと重みを設 定し、計測ショット単位で近似面を算出する。この近似面は、平面でも曲面でもよい。 そして、各計測ショット毎の段差データを、近似面からの差分データ (オフセットデー タ）に変換する。但し、近似面からパラメータによって指定された第 1の閾値以上離れ た段差データは、近似面計算対象から除外する。
[0169] また、近似面からパラメータとして指定された第 2の閾値以上離れたデータ（異常値 データ）を検出し、該異常値データがパラメータとして指定された個数以上ある計測 ショットは不成功ショットとし、残りの成功ショットのみの段差データを平均化し、デバイ ス段差補正量を算出する。ここでの平均化のときにも、必要に応じた補間を行う。また 、このとき検出された異常値データ等は、工場内生産管理ホストシステム 700へ送信 する。
[0170] 工場系生産管理ホストシステム 700は、異常値データを外部のウェハ欠陥検查装 置あるいはレビューステーション等からなるオフライン計測機 800に送信する。以上 により、補正量が求められる。
[0171] 露光装置 200は、事前に計測された段差データ補正量に基づきフォーカス調整を 実施した後（S77)、露光処理を実施する（S79)。
[0172] [位相シフトフォーカスモニタ]
プロセスウェハ上に予め位相シフトフォーカスモニタマークを形成しておき、露光装 置 200での処理前に（露光装置内にそのプロセスウェハを搬入する前に）、インライ ン計測器 400で、そのプロセスウェハ W上に形成された位相シフトフォーカスモニタ マークをァライメント計測することにより、各マーク位置でのフォーカスずれが計測でき る。そして、この計測（事前計測）結果に基づいて、フォーカスオフセット、レべリング オフセットの最適な補正値が露光処理前に算出できる。フォーカスモニタのレチクル パターンは、 180° 以外のシフタを使用するとフォーカスの変化に応じて、像が非対 称に変化することを利用して、フォーカス誤差 Δ Ζを、重ね合わせ誤差 Δ Χ, Δ Υに 変換できるように設計されている。 1本のクロムラインをシフタ部とシフタなし部の間に 置く。但し、シフタ部の位相シフト量は 180° ではなぐ 90° である。位相シフトフォ 一カスモニタパターンを 1ショット内に多数いれ、インライン事前計測を行うことにより、 フォーカスオフセット、レべリングオフセットを算出し、露光装置 200へ通知することに より、最適なフォーカス補正が行える。
[装置保守効率化]
インライン計測器 400は、ウェハ W上に形成されたパターンの線幅や形状、その他 パターンの欠陥に関する情報を計測し、パターンの良否を評価し、レベルに応じてス コア化した上で生信号波形データとともに露光装置 200に通知する。露光装置 200 は、インライン計測器 400から通知された評価結果に基づき、パターンの不良箇所及 び不良に近い箇所を特定し、当該箇所の生信号波形データに基づき、各種トレース データ、及び重ね合わせ計測データと EGA (ァライメント）計算結果を取得し、解析 する対象となるショット位置を選定する。次いで、露光装置から不良及び不良に近い 箇所を含む各種トレースデータ、及び重ね合わせ計測データと EGA (ァライメント）計 算結果を取得し、パターン不良との相関について解析する。ここで、重ね合わせ計測 データは、露光装置以外の測定装置から取得してもよい。解析内容としては、フォー カストレースデータ、露光量トレースデータ、同期精度トレースデータを各々個別に解 析し、パターン寸法制御性能を予測する。重ね合わせ計測データと EGA (ァライメン ト）計算結果からは、重ね合わせ制御性能を予測する。不良との相関が認められた場 合は、必要に応じて、露光装置 200の動作パラメータを修正し、又は装置のメンテナ ンスを行う。以下に、各解析手法について説明する。 [0174] (1)フォーカストレースデータに基くパターン寸法制御の解析
露光装置 200側にて、露光処理中のフォーカストレースデータを取得する。フォー カストレースの Z追従誤差、ピッチ（Pitch)追従誤差及びロール (Roll)追従誤差を、 事前計測されたショットフラットネスに反映させることにより、（A) Z平均 (mean)及び（ B) Z標準偏差 (msd)を算出する。 Z平均と Z標準偏差毎の線幅値 (SEM、〇CD法 等による実測値、又は空間像シミュレーターによる計算値)を像高 (像面湾曲を主とし た光学収差の影響を考慮）毎にテーブルとして保持する。さらに、これらの線幅値テ 一ブルファイルを露光条件毎に保持する。露光条件としては、露光波長え、投影レン ズ開口数 NA、照明 σ、照明条件 (通常照明、変形照明）、マスクパターン種類 (バイ ナリ、ハーフトーン、レベンソン等）、マスク線幅、ターゲット線幅、パターンピッチ等が ある。ショット毎に計測されたフラットネスと露光処理中のフォーカストレースデータか ら上記線幅値テーブルを参照して、該当する条件での線幅値を算出する。これにより 、実際にパターン線幅を測長することなしに、実際の線幅値を予測し、もし、線幅異 常を検知した場合、露光後リアルタイムにスキャン速度の減速や段差補正の更新、フ オーカス制御方法の変更や装置メンテナンスなど、不良品防止策が講じられる。
[0175] (2)同期精度トレースデータに基くパターン寸法制御と重ね合わせ制御の解析 同期精度は、スキャン中の露光スリット領域におけるウェハステージに対するレチク ノレステージの追従ずれ量 (X, Υ， Θ )を示し、移動平均値 (mean)と移動標準偏差値 (msd)で評価する。移動平均値（Xmean/ Ymean)は、スキャン中の変位に影響 を与えて重ね合わせ精度に影響する。移動標準偏差値 (Xmsd/ Ymsd)は、像面 のコントラストを低下させ、パターン寸法精度に影響する。これらの値が許容値内であ るかを判定し、もし、許容値超過の場合、露光後リアルタイムにスキャン速度の減速 や段差補正の更新、同期精度制御方法、フォーカス制御方法の変更や装置メンテ ナンスなど、不良品防止策が講じられる。
[0176] (3)露光量トレースデータに基くパターン寸法制御の解析
トレースデータには、一定時間間隔毎に露光量結果が記録されている。露光量は、 スキャン中、各位置におけるスリット領域での露光量平均で評価する。この値が許容 値内であるかを判定し、もし、許容値超過の場合、露光後リアルタイムにスキャン速度 の減速や露光量制御方法の変更や装置メンテナンスなど、不良品防止策が講じられ る。
[0177] (4)重ね合わせ計測データと EGA (ァライメント）計算結果に基く重ね合わせ制御 の解析
重ね合わせ測定装置、又は露光装置に組み込まれた重ね合わせ計測システムを 使用して得られたデータを解析する。不良箇所の重ね合わせ計測結果が許容値内 であるかを判定する。さらに、重ね合わせずれに対して EGA (ァライメント）補正を行 つた残留成分 (非線形成分）が許容値内であるかを判定する。また、 EGA (ァライメン ト）計算結果をウェハ間、ロット間で比較して大きな変動がなレ、かをチェックする。
[0178] [計測条件の最適化]
(1)露光装置の動作状況による事前計測の計測条件の最適化
例えば、露光装置 200においてキャリブレーションやリトライが発生した場合には、 それに要する時間だけ、露光処理が遅延することになる。言い換えると事前計測に 使用する時間をその分だけ長くしても、露光処理のスループットに悪影響を与えるこ とはないことになる。一方、事前計測工程では、計測項目、計測数、データ量等は、 多いほどより詳細な分析や正確な補正値等の算出が可能になる。従って、露光装置 200の動作状況（露光処理の中断の状況等）に応じて、事前計測工程における計測 条件を最適化することが望ましい。この場合の最適化は、露光処理のスループットを 低下させない範囲で、最大限の計測項目数、計測点数、計測データ量となるように 行うことが望ましい。これにより、スループットに悪影響を与えることなぐより詳細な分 析ゃ正確な補正値の算出が可能となり、ひいては露光精度を向上させることができる
[0179] (2)周期性による事前計測の計測条件の最適化
上記実施形態で説明してきた露光システムは、基本的に露光装置 200に搬入され るプロセスウェハの全てを、露光装置 200に搬入する前にインライン計測器 400で事 前計測できる。このように全てのプロセスウェハを事前計測し、その計測結果から何ら 力、の異常状態 (例えば計測候補マークが計測不能である等）を見出し、そのような異 常発生状況（異常の発生するタイミングや頻度、またその異常の内容）のデータを蓄 積することちできる。
[0180] このようにして集積された異常発生状況のデータを、解析 (評価)すれば、異常発生 の傾向（異常の内容別に、その異常の発生するタイミングや頻度など）を推測すること ができる。
[0181] ここでは、異常発生状況データを利用して、どのようなタイミングでどのようなエラー
(異常）が発生しやすいの力 \そしてそのエラーがもし発生した場合にはどのようなデ ータ（データの種類）を、どの程度の量 (データ量)だけ事前計測しておけば良いのか (例えばその異常の発生原因の解明に役立てる目的のために）を推定する。そしてこ の推定に基づいて、事前計測条件の最適化を行う。
[0182] 例えば、ある周期性に着目し、その周期毎にどのような異常が、どの程度の頻度で 発生しているかを解析しておけば、その周期毎に事前計測すべき計測内容 (事前計 測すべきデータ種類やデータ量）の最適化を図ることができる。上記周期としては、 処理ウェハのロット単位での露光装置への入周期（ロット間の周期）や、ロット内にお けるウェハ周期 (n枚おき）、或いは経時的な周期（時間や年月日）などが考えられ得 る。
[0183] (3)エラー頻度による事前計測の計測条件の最適化
前工程においてエラーが多発している場合には、当該エラーの原因を特定する必 要がある。そこで、この発明では、当該エラーの数に応じて事前計測工程での計測 条件を最適化、より具体的には該障害や異常の原因を解析するのに有効な計測条 件で事前計測を実施するようにすれば、当該障害や異常の原因をより正確に特定す ること力 S可言 となる。
[0184] (4)事前計測の計測条件による露光装置側での計測条件の最適化
例えば、事前計測した結果が極めて良好であれば、露光装置 200において、事前 計測したものと同様のデータ収集は不要であると考えられ、不要なデータを再計測 することは無駄である。このような無駄を省くため、事前計測された結果に基づいて、 前記基板の前記露光装置における露光時の関連するデータの収集の有無を含む該 データの収集条件を最適化することが望ましい。またデータ収集の有無だけでなぐ そのデータの収集 (計測）自体は露光装置側でも実施するが、（事前計測された結果 に基づレ、て)そのデータの収集量 (データ量、計測量)は増減する (事前計測結果が 良好であれば露光装置側での同一データの計測量は低減する）、というように構成し ても良い。
[0185] (5)露光装置の計測条件による事前計測の計測条件の最適化
例えば、露光装置で収集することになつているデータを、事前計測でも収集すると すれば、同じデータを重複して収集することになり、効率的でない場合がある。従つ て、露光装置 200で露光する際に収集するデータの収集条件に基づいて、事前計 測工程でのデータ収集条件を最適化することにより、例えば重複収集を避けることに より、データ収集の高効率化を図ることができる。
[0186] [デバイス製造方法]
次に、上述した露光システムをリソグラフィー工程において使用したデバイスの製造 方法について説明する。
[0187] 図 16は、例えば ICや LSI等の半導体チップ、液晶パネル、 CCD、薄膜磁気ヘッド 、マイクロマシン等の電子デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図 16に 示すように、電子デバイスの製造工程においては、まず、電子デバイスの回路設計 等のデバイスの機能 ·性能設計を行い、その機能を実現するためのパターン設計を 行レ、（工程 S81)、次に、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する（工程 S8 2)。一方、シリコン等の材料を用いてウェハ（シリコン基板）を製造する（工程 S83)。
[0188] 次に、工程 S82で製作したマスク及び工程 S83で製造したウェハを使用して、リソ グラフィー技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する（工程 S84)。具体的 には、まず、ウェハ表面に、絶縁膜、電極配線膜あるいは半導体膜との薄膜を成膜し (工程 S841)、次に、この薄膜の全面にレジスト塗布装置 (コータ）を用いて感光剤（ レジスト）を塗布する（工程 S842)。次に、このレジスト塗布後の基板を、露光装置の ウェハホルダ上にロードするとともに、工程 S83において製造したマスクをレチクルス テージ上にロードして、そのマスクに形成されたパターンをウェハ上に縮小転写する (工程 S843)。この時、露光装置においては、上述した本発明に係る位置合わせ方 法によりウェハの各ショット領域を順次位置合わせし、各ショット領域にマスクのパタ ーンを順次転写する。 [0189] 露光が終了したら、ウェハをウェハホルダからアンロードし、現像装置（デベロッパ） を用いて現像する（工程 S844)。これにより、ウェハ表面にマスクパターンのレジスト 像が形成される。そして、現像処理が終了したウェハに、エッチング装置を用いてェ ツチング処理を施し（工程 S845)、ウェハ表面に残存するレジストを、例えばプラズマ アツシング装置等を用いて除去する（工程 S846)。
[0190] これにより、ウェハの各ショット領域に、絶縁層や電極配線等のパターンが形成され る。そして、この処理をマスクを変えて順次繰り返すことにより、ウェハ上に実際の回 路等が形成される。ウェハ上に回路等が形成されたら、次に、デバイスとしての組み 立てを行う（工程 S85)。具体的には、ウェハをダイシングして個々のチップに分割し 、各チップをリードフレームやパッケージに装着し電極を接続するボンディングを行レヽ 、樹脂封止等パッケージング処理を行う。そして、製造したデバイスの動作確認テスト 、耐久性テスト等の検查を行レ、（工程 S86)、デバイス完成品として出荷等する。
[0191] なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたも のであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記の実施 形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等 物をも含む趣旨である。
[0192] また、上記実施形態においては、露光装置としてステップ ·アンド'リピート方式の露 光装置を例に挙げて説明したが、ステップ'アンド'スキャン方式の露光装置に適用 することが可能である。また、半導体素子や液晶表示素子の製造に用いられる露光 装置だけでなぐプラズマディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、及び撮像素子 (CCD等）の 製造にも用いられる露光装置、及びレチクル、又はマスクを製造するために、ガラス 基板、又はシリコンウェハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適 用できる。即ち本発明は、露光装置の露光方式や用途等に関係なく適用可能である
[0193] また、本発明は上記各実施形態の如き、ステップ ·アンド'スキャン方式の露光装置 に限らず、ステップ'アンド'リピート方式、又はプロキシミティ方式の露光装置 (X線露 光装置等）を始めとする各種方式の露光装置にも全く同様に適用が可能である。
[0194] また、露光装置で用いる露光用照明光（エネルギビーム）は紫外光に限られるもの ではなぐ X線 (EUV光を含む）、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線などでも 良レ、。また、 DNAチップ、マスク又はレチクルなどの製造用に用いられる露光装置で も良い。
[0195] さらに、上記実施形態では本発明を露光システムに適用した場合について説明し たが、本発明は、搬送装置、計測装置、検査装置、試験装置、その他の物体の位置 合わせを行う装置全般につレ、て適用が可能である。
[0196] なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン (ま たは位相パターン、減光パターン）を形成した光透過型マスク、あるいは光反射性の 基板上に所定の反射パターンを形成した光反射型マスクを用いたが、これらのマスク に代えて、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターンまたは反射パ ターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いても良レ、。このような電子 マスクは、例えば米国特許第 6, 778, 257号公報に開示されている。ここではこの米 国特許第 6, 778， 257号公報を参照として援用する。
[0197] なお、上述の電子マスクとは、非発光型画像表示素子と自発光型画像表示素子と の双方を含む概念である。ここで、非発光型画像表示素子は、空間光変調器 (Spati al Light Modulator)とも呼ばれ、光の振幅、位相あるいは偏光の状態を空間的 に変調する素子であり、透過型空間光変調器と反射型空間光変調器とに分けられる 。透過型空間光変調器には、透過型液晶表示素子 (LCD : Liquid Crystal Displ ay)、エレクト口クロミックディスプレイ (ECD)等が含まれる。また、反射型空間光変調 器には、 DMD (Digital Mirror Device、または Digital Micro-mirror Devic e)、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ (EPD : Electro Phoretic Display)、電子ぺーパ（又は電子インク）、光回折ライトバルブ（Grating Light Valve)等が含まれる。
[0198] また、 自発光型画像表示素子には、 CRT (Cathode ray tube)、無機 EL (Elect ro Luminescence)アイスプレイ、 ¾機 EL (Electro Luminescence)アイスフレ ィ、電界放出ディスプレイ（FED： field emission display)、プラズマディスプレイ（ PDP : Plasma Display Panel)や、複数の発光点を有する固体光源チップ、チッ プを複数個アレイ状に配歹' jした固体光源チップアレイ、または複数の発光点を 1枚の 基板に作り込んだ固体光源アレイ（例えば LED (Light Emitting Diode)ディスプ レイ、 OLED (Organic Light Emitting Diode)ディスプレイ、 LD (Laser Diod e)ディスプレイ等）等が含まれる。なお、周知のプラズマディスプレイ（PDP)の各画 素に設けられている蛍光物質を取り除くと、紫外域の光を発光する自発光型画像表 示素子となる。
本開示は、 2004年 3月 1日に提出された日本国特許出願第 2004—056167号に 含まれた主題に関連し、その開示の全てはここに参照事項として明白に組み込まれ る。

Claims

請求の範囲
[1] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板に形成されたマークを 計測する事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測された当該マークについての波形データを、前記露光 装置、該露光装置とは独立に設けられた解析装置、及びそれら装置の少なくとも一 方を管理するためにそれら装置よりも上位に位置する管理装置のうちの少なくとも一 つの装置に通知する通知工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[2] 前記事前計測工程で計測されたマークを所定の評価基準に従って評価する評価 工程をさらに備え、
前記通知工程は、前記評価工程での評価結果に応じて、前記波形データの通知 又は通知の禁止を選択可能であることを特徴とする請求項 1に記載の事前計測処理 方法。
[3] 前記通知工程は、前記波形データの通知を行わない場合には前記評価結果を通 知することを特徴とする請求項 2に記載の事前計測処理方法。
[4] 前記通知工程で通知された前記波形データ及び前記評価結果の少なくとも一方に 基づいて、前記露光装置で前記基板の位置決めに用いるために計測するマークとし て最適なマークを、該基板上に形成された複数のマークの中から選定するマーク選 定工程をさらに備えることを特徴とする請求項 1一 3の何れか一項に記載の事前計測 処理方法。
[5] 前記通知工程で通知された前記波形データ及び前記評価結果の少なくとも一方に 基づいて、前記露光装置で前記基板の位置決めに用レ、るために当該マークを計測 する際の最適な計測条件を選定する計測条件選定工程をさらに備えることを特徴と する請求項 1一 4の何れか一項に記載の事前計測処理方法。
[6] 前記基板に形成される前記マークは、前記基板を予備的に位置決めするためのプ リアライメントマーク若しくは該基板の外形的特徴部分、該基板を精密に位置決めす るためのファインァライメントマーク、及び該基板の該ファインァライメントマークを探 索するためのサーチァライメントマークのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする 請求項 1一 5の何れか一項に記載の事前計測処理方法。
[7] 前記計測条件は、前記露光装置で前記基板を位置決めするために用いるマーク 数、マーク配置、フォーカスオフセット、当該計測に用いる照明条件、統計処理モー ドを含むことを特徴とする請求項 5又は 6に記載の事前計測処理方法。
[8] 前記評価工程は、前記所定の評価基準に従ってスコア化された評価結果を生成す ることを特徴とする請求項 2— 7の何れか一項に記載の事前計測処理方法。
[9] 前記基板が前記露光装置内に搬入された後に該基板に形成されたマークを計測 する本計測工程をさらに備え、
前記通知工程で通知された前記波形データ及び前記評価結果の少なくとも一方、 並びに前記本計測工程の計測結果に基づいて、前記事前計測工程で計測に用い た計測装置と前記本計測工程で計測に用いた計測装置のマーク評価基準を整合さ せることを特徴とする請求項 1一 8の何れか一項に記載の事前計測処理方法。
[10] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板に形成されたマークを 計測する事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測された当該マークを所定の評価基準に従って評価する 評価工程と、
前記評価工程で求められた評価結果或いは評価に関連する情報を、前記露光装 置、該露光装置とは独立に設けられた解析装置、及びそれら装置の少なくとも一方 を管理するためにそれら装置よりも上位に位置する管理装置のうちの少なくとも一つ の装置に通知する通知工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[11] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板上に形成された複数 のマークの位置を計測する事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測された計測結果に基づいて当該マークの各々の設計位 置からの誤差が最小となるような線形補正係数及び非線形補正係数を含む補正情 報を算出する補正情報算出工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[12] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板上に形成された複数 のマークの位置を計測する事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測された計測結果に基づレ、て、該基板を既に露光した他 の露光装置の投影光学系の像歪みに関する情報を算出する像歪み算出工程と、 前記像歪み算出工程で算出した前記他の露光装置の投影光学系の像歪みに関 する情報、及び予め求められた前記露光装置が備える投影光学系の像歪みに関す る情報に基づいて、前記他の露光装置で生じた像歪みを前記露光装置で生じさせる ための像歪み補正情報を算出する補正情報算出工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[13] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板上に形成された位相 シフトフォーカスマークを計測する事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測された計測結果に基づレ、て、前記基板を既に露光した 他の露光装置により露光された際のフォーカス誤差を求め、前記露光装置で前記基 板を露光する際に用いるフォーカス補正情報を算出するフォーカス補正情報算出ェ 程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[14] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板の表面形状を計測す る事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測された計測結果に基づレ、て、前記露光装置で露光する 際に用いるフォーカス補正情報を算出する補正情報算出工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[15] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板上に形成された複数 のマークの位置を計測する事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測に用いる計測装置内、前記計測装置から前記露光装置 に前記基板を搬送する搬送装置内、及び前記露光装置内のうちの少なくとも 1つの 装置内における温度変化を計測する温度計測工程と、
前記温度計測工程で計測された温度変化に基づレ、て、前記事前計測工程で計測 された前記マークの位置の変化を予測する予測工程と、
前記予測工程で予測された予測結果に基づいて、当該マークの各々の設計位置 力 の誤差が最小となるような線形補正係数及び非線形補正係数を含む補正情報 を算出する補正情報算出工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[16] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板上のマーク位置、マー ク形状、パターン線幅、パターン欠陥、フォーカス誤差、表面形状、該基板を既に露 光した他の露光装置内の温度、湿度及び気圧の少なくとも一つを計測する事前計測 工程と、
前記事前計測工程で計測された計測結果に基づいて、当該基板の前記露光装置 内への搬入処理を続行すべきか否かを判断する判断工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[17] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板に関する情報を事前 計測する事前計測工程と、
前記露光装置の動作状況に応じて、前記事前計測工程での計測条件を最適化す る最適化工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[18] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板に関する情報を事前 計測する事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測された計測結果から得られる周期性に応じて、前記事前 計測工程での計測条件を最適化する最適化工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[19] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板に関する情報を事前 計測する事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測された計測結果から得られるエラー件数に応じて、前記 事前計測工程での計測条件を最適化する最適化工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[20] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板に関する情報を事前 計測する事前計測工程と、
前記事前計測工程で計測された計測結果に基づレ、て、前記基板の前記露光装置 における露光時の関連するデータの収集条件を最適化する最適化工程と、 を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[21] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板に関する情報を事前 計測する事前計測工程と、
前記基板を前記露光装置で露光する際に収集するデータの収集条件に基づいて 、前記事前計測工程でのデータ収集条件を最適化する最適化工程と、
を備えることを特徴とする事前計測処理方法。
[22] 前記事前計測工程は、前記露光装置にインライン接続された塗布 ·現像装置内に 設けられた計測装置で行われることを特徴とする請求項 1一 21の何れか一項に記載 の事前計測処理方法。
[23] 前記事前計測工程は、前記露光装置とは独立して設けられた計測装置で行われる ことを特徴とする請求項 1一 21の何れか一項に記載の事前計測処理方法。
[24] 基板を露光する露光装置と、
前記露光装置に前記基板を搬入する前に、該基板に形成されたマークを計測する 事前計測装置と、
前記事前計測工程で計測された当該マークについての波形データを、前記露光 装置、該露光装置とは独立に設けられた解析装置、及びそれら装置の少なくとも一 方を管理するためにそれら装置よりも上位に位置する管理装置のうちの、少なくとも 一つの装置に通知する通知装置と、
を備えることを特徴とする露光システム。
[25] 前記事前計測装置で計測されたマークを所定の評価基準に従って評価する評価 装置をさらに備え、
前記通知装置は、前記評価装置での評価結果に応じて、前記波形データの通知 又は通知の禁止を選択可能であることを特徴とする請求項 24に記載の露光システム
[26] 基板を露光する露光装置と、
前記露光装置に前記基板を搬入する前に、該基板に形成されたマークを計測する 事前計測装置と、 前記事前計測工程で計測された当該マークを所定の評価基準に従って評価する 評価装置と、
前記評価装置で求められた評価結果或いは評価に関連する情報を、前記露光装 置、該露光装置とは独立に設けられた解析装置、及びそれら装置の少なくとも一方 を管理するためにそれら装置よりも上位に位置する管理装置のうちの少なくとも一つ の装置に通知する通知装置と、
を備えることを特徴とする露光システム。
[27] 基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該基板上のマーク位置、マー ク形状、パターン線幅、パターン欠陥、フォーカス誤差、表面形状、該基板を既に露 光した他の露光装置内の温度、湿度及び気圧の少なくとも一つを計測する事前計測 装置と、
前記事前計測装置で計測された計測結果に基づいて、当該基板の前記露光装置 内への搬入処理を続行すべきか否かを判断する判断装置と、
を備えることを特徴とする露光システム。
[28] 前記事前計測装置及び前記判断装置の少なくとも一方は、前記露光装置にインラ イン接続された塗布'現像装置内に設けられることを特徴とする請求項 24— 27の何 れか一項に記載の露光システム。
[29] 前記事前計測装置及び前記判断装置の少なくとも一方は、前記露光装置にオフラ イン接続されてレ、るカ 或いは前記露光装置内に配置されてレ、ることを特徴とする請 求項 27に記載の露光システム。
[30] 基板上にパターンを転写露光する露光装置内での露光処理前または露光処理後 に、前記基板に対して所定処理を施す基板処理装置において、
マスクのパターンを介して基板を露光する露光装置に該基板を搬入する前に、該 基板上のマーク位置、マーク形状、パターン線幅、パターン欠陥、フォーカス誤差、 表面形状、該基板を既に露光した他の露光装置内の温度、湿度及び気圧の少なくと も一つを計測する事前計測装置と、
前記事前計測装置で計測された計測結果に基づいて、当該基板の前記露光装置 内への搬入処理を続行すべきか否かを判断する判断装置と、 を備えることを特徴とする基板処理装置。
[31] その内部に搬入された基板の位置合わせを行う位置合わせ装置を備えた所定装 置内に該基板を搬入する前に、該基板に形成されたマークを計測する事前計測装 置と、
前記事前計測工程で計測された当該マークについての波形データを、前記所定 装置、該所定装置とは独立に設けられた解析装置、及びそれら装置の少なくとも一 方を管理するためにそれら装置よりも上位に位置する管理装置のうちの、少なくとも 一つの装置に通知する通知装置と、
を備えることを特徴とする事前計測システム。
[32] その内部に搬入された基板の位置合わせを行う位置合わせ装置を備えた所定装 置内に該基板を搬入する前に、該基板に形成されたマークを計測する事前計測装 置と、
前記事前計測装置で計測された当該マークを所定の評価基準に従って評価する 評価装置と、
前記評価装置で求められた評価結果或いは評価に関連する情報を、前記所定装 置、該所定装置とは独立に設けられた解析装置、及びそれら装置の少なくとも一方 を管理するためにそれら装置よりも上位に位置する管理装置のうちの、少なくとも一 つの装置に通知する通知する通知装置と、
を備えることを特徴とする事前計測システム。
[33] その内部に搬入された基板の位置合わせを行う位置合わせ装置を備えた所定装 置内に該基板を搬入する前に、該基板上のマーク位置、マーク形状、パターン線幅 、パターン欠陥、フォーカス誤差、表面形状、該基板に対して既に処理を施した他の 所定装置の温度、湿度及び気圧の少なくとも一つを計測する事前計測装置と、 前記事前計測装置で計測された計測結果に基づいて、当該基板の前記所定装置 への搬入処理を続行すべきか否かを判断する判断装置と、を備えることを特徴とする 事前計測システム。
[34] その内部に搬入された基板の位置合わせを行う位置合わせ装置を備えた所定装 置内に該基板を搬入する前に、該所定装置内で計測予定の該基板上のマークに関 する情報を取得する取得装置と、
前記所定装置内に前記基板を搬入する前に、前記取得装置で取得された情報に 従って前記基板上に形成されたマークを計測する事前計測装置と、
を備えることを特徴とする事前計測システム。
[35] 前記マークに関する情報は、前記マークの設計位置情報と、該マークの信号波形 を処理する際の処理アルゴリズムに関するパラメータとを含むことを特徴とする請求 項 34に記載の事前計測システム。
[36] その内部に搬入された基板の位置合わせを行う位置合わせ装置を備え、且つ該位 置合わせ装置による位置合わせ後に、該基板に対してある処理を施す処理装置と、 前記処理装置内に前記基板を搬入する前に、前記基板上に形成されたマークを 計測する事前計測装置と、
前記処理装置側で計測予定のマークに関する情報を、該事前計測装置による事 前計測動作の前に、該事前計測装置へ提供する情報提供装置と、を有し、 前記事前計測装置は、前記情報提供装置から提供された情報に従って、前記基 板上に形成されたマークを計測することを特徴とする処理システム。
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