WO2006046427A1 - 重ね合わせ検査システム - Google Patents

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WO2006046427A1
WO2006046427A1 PCT/JP2005/019048 JP2005019048W WO2006046427A1 WO 2006046427 A1 WO2006046427 A1 WO 2006046427A1 JP 2005019048 W JP2005019048 W JP 2005019048W WO 2006046427 A1 WO2006046427 A1 WO 2006046427A1
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WO
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overlay
inspection
substrate
overlay inspection
inspection apparatus
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PCT/JP2005/019048
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Inventor
Makoto Takagi
Original Assignee
Nikon Corporation
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Publication date
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70525—Controlling normal operating mode, e.g. matching different apparatus, remote control or prediction of failure
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    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
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    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Definitions

  • the present invention relates to an overlay inspection system that performs overlay inspection of a plurality of patterns formed on different layers of a substrate, and is particularly suitable for overlay inspection in a manufacturing process of semiconductor elements, liquid crystal display elements, and the like.
  • the present invention relates to an overlay inspection system.
  • a circuit pattern is transferred to a resist layer through a known lithographic process, and a predetermined material is obtained by performing processing such as etching through the resist pattern.
  • the circuit pattern is transferred to the film (pattern formation process). Then, by repeating this pattern formation process many times, circuit patterns of various material films are stacked on a substrate (semiconductor wafer or liquid crystal substrate), and a circuit of a semiconductor element or a liquid crystal display element is formed. .
  • each pattern forming process is performed after the process of the sodolafier.
  • the positional deviation of the resist pattern on the substrate is detected (for example, see Patent Document 1).
  • the result of overlay inspection is used for determining the quality of the substrate.
  • overlay inspection is performed by a single-type apparatus having independent lithography system (including exposure apparatus) power.
  • the substrate to be inspected passes through the lithographic process and is then transported to the overlay inspection device while being stored in a transport container such as a cassette (that is, in units of lots).
  • the overlay inspection apparatus performs overlay inspection by sampling a part of the substrates in the lot, and outputs the result of overlay inspection for each lot.
  • the quality of the substrate is judged on a lot basis, and if it is a non-defective product, it is transported on a lot basis to the next process (machining process, etc.), and if it is a defective product, it is transported to the recycling or disposal process.
  • the result of overlay inspection in a lot A is used to judge the quality of that lot A, and to improve the yield rate of the next lot B (the same product name and the same process name as lot A). This is fed back to the exposure process in the lithographic process and used to correct the exposure process for the next lot B.
  • Correction of the exposure process means that when the latent image of the circuit pattern formed on the mask (reticle) is printed on the resist layer, the position and size of the latent image and the underlying pattern are shifted (hereinafter referred to as “process offset” t).
  • process offset t
  • This is a process of finely adjusting each part of the exposure apparatus (alignment system, AF system, etc.) in advance so as to reduce ().
  • the process offset of the exposure process varies little by little with the passage of time in each part of the exposure apparatus, and also varies depending on the state of the underlying layer of each substrate. For this reason, it is necessary to correct the exposure process in order to avoid an increase in process offset.
  • a latent image having a small process offset is printed on the resist layer in the exposure process for the next lot B. Then, after the development process, a resist pattern corresponding to the latent image is formed on the base pattern, and the resist pattern in the next lot B is also superposed. The result of overlay inspection in lot B is fed back to the exposure process and used to correct the exposure process for the next lot C, as described above.
  • an inspection result output in units of lots from a single-type overlay inspection apparatus is fed back to the exposure process, and exposure to the next lot is performed based on the result of overlay inspection of a certain lot. While correcting the process, the exposure process is repeated for each lot. Therefore, in the lithographic process for multiple lots with the same product name and the same process name, the process offset of the exposure process can be reduced each time the lot is switched, and an increase in process offset can be avoided.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11 31229
  • the exposure process is corrected in units of lots as described above. And not corrected for each substrate in the lot.
  • circuit patterns are further miniaturized due to higher integration of semiconductor elements and the like, higher overlay accuracy will be required, so fine correction of the exposure process will be necessary, for example, for each substrate. .
  • An object of the present invention is to perform overlay inspection of each substrate in the mouth without reducing the original throughput of the lithography system, and to provide high accuracy that can be used for correcting the exposure process.
  • the substrate taken out from the transport container is incorporated into a path until it is collected in the transport container through at least an exposure process and a development process, and the development process is performed.
  • a first inspection apparatus that performs a registration inspection of the resist pattern and the base pattern on the substrate in accordance with a predetermined condition and outputs a result of the overlay inspection for correction of the exposure process; and the path
  • a second inspection device that performs overlay inspection of the resist pattern and the base pattern on the substrate, and results of overlay inspection by the first inspection device and overlay inspection by the second inspection device. The results are compared and the conditions for overlay inspection by the first inspection device are compensated.
  • a condition correcting means for correcting is performed.
  • the first inspection device includes a storage unit that stores in advance an error component derived from the first inspection device, and the substrate is directed in a predetermined direction.
  • a first capture unit that captures an image of the measurement point of the substrate; a first calculation unit that calculates an overlay displacement amount at the measurement point based on the image; and the overlay displacement amount is stored in the storage unit.
  • a first correction unit configured to correct the error component, wherein the second inspection apparatus captures the first image of the measurement point of the substrate in a state where the substrate is directed in a predetermined direction, and the substrate Is rotated 180 degrees from a predetermined direction, and is based on both the second capture unit that captures the second image of the measurement point and the first image and the second image.
  • a second calculation unit for calculating an error component, and the first image or the above A third calculation unit that calculates an overlay deviation amount at the measurement point based on two images; a second correction unit that corrects the overlay deviation amount by the error component calculated by the second calculation unit; And the condition correction means compares the result of the overlay inspection by the first inspection device with the result of the overlay inspection by the second inspection device, and includes the condition of the overlay inspection by the first inspection device.
  • the error component stored in the storage unit is corrected.
  • the first inspection device and the second inspection device perform overlay inspection at one or more same measurement points on the substrate, respectively, and the condition correction unit
  • the overlay deviation amount corrected by the first correction unit is the first
  • the overlay deviation amount corrected by the second correction unit as a result of the overlay inspection by the second inspection device, and the two corrected at the same measurement point
  • a difference between the overlay deviation amounts is obtained, and the error component stored in the storage unit is corrected based on the difference.
  • the first inspection apparatus is incorporated in a coating / image forming apparatus that applies a resist before the exposure process and develops the resist after the exposure process.
  • the second inspection device is disposed outside the coating / developing device.
  • the overlay inspection system of the present invention it is possible to perform overlay inspection of each substrate in a lot without reducing the original throughput of the lithography system, and it can be used for correcting the exposure process. High accuracy can be maintained.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an overlay inspection system 10 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a measurement point 10B of a substrate 10A.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a built-in overlay inspection apparatus 11 and a single overlay inspection apparatus 12.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a modification of the measurement point 10 B in the single-type overlay inspection apparatus 12.
  • the overlay inspection system 10 of the present embodiment includes an overlay inspection apparatus 11 incorporated in the lithography system 20, a single-type overlay inspection apparatus 12 independent from the lithography system 20, and a database. It is composed of 13.
  • This overlay inspection system 10 performs overlay inspection of a plurality of patterns formed on different layers of a substrate 10A (semiconductor wafer, liquid crystal substrate, etc.) in the manufacturing process of semiconductor elements, liquid crystal display elements, and the like.
  • the substrate 10A is transported to the lithography system 20 in a state of being accommodated in a transport container 14 such as a cassette (that is, in units of lots), passes through a lithographic process (described later), and then transported again. In the state of being stored in 14, it is conveyed to a single-type overlay inspection device 12. Such movement of the transfer container 14 is performed by an automatic transfer device (not shown) or an operator.
  • the transport container 14 can store a plurality of (for example, 25) substrates 10A, and is sometimes called a carrier.
  • the lithography system 20 Before specifically describing the overlay inspection system 10 of the present embodiment, the lithography system 20 will be described.
  • an exposure apparatus 21 and a coater / developer 22 are installed adjacent to each other, and a transport mechanism (not shown) for the substrate 10A is installed therebetween.
  • the coater / developer bar 22 is loaded with a loading / unloading section 31, a coater 32, and a developer bar 33, and further includes a built-in overlay inspection apparatus 11 of the overlay inspection system 10 of the present embodiment.
  • a transport mechanism (not shown) for the substrate 10A is also installed.
  • the apparatuses (11, 21, 31 to 33) are inlined with each other by a transport mechanism (not shown).
  • the loading / unloading unit 31 is a device for loading and unloading the transfer container 14 in which the substrate 10A is stored.
  • the coater 32 is an apparatus for applying a resist to each substrate 10A in the transport container 14 (that is, in the lot) before the exposure process in the exposure apparatus 21.
  • the developer bar 33 is an apparatus for developing the resist on each substrate 10A after the exposure process.
  • the built-in overlay inspection apparatus 11 is an apparatus that performs overlay inspection (details will be described later) of each substrate 10A after the development process.
  • the exposure device 21 is a device that prints the latent image of the circuit pattern formed on the mask (reticle) on the resist layer of each substrate 10A.
  • each substrate 10 A taken out from the transport container 14 is exposed through a resist coating process in the coater 32.
  • the process is transported to the built-in overlay inspection apparatus 11, and after the inspection process in the overlay inspection apparatus 11, the transport container Collected in 14.
  • the built-in overlay inspection apparatus 11 is incorporated in the lithography system 20 in order to correct the exposure process on a single wafer.
  • the substrate is removed from 14 transport containers, and after it has been recovered through the 10A scale process (resist coating process, exposure process, development process, etc.) to the transport container 14
  • overlay inspection of the substrate 10A can be performed, and the result can be feed-knocked into the exposure process.
  • Exposure process correction means that when a latent image of a circuit pattern is printed on a resist layer, each part (alignment) of the exposure apparatus 21 is reduced so that a process offset between the latent image and the underlying pattern is reduced. This is a process for fine-tuning the lens system and AF system) in advance.
  • the process offset of the exposure process varies little by little with the passage of time of each part of the exposure apparatus 21, and also varies depending on the state of the underlying layer of each substrate 10A. Incidentally, the state of the underlying layer of the substrate 10A is often different for each substrate 10A due to the influence of changes over time of the film forming device and the CMP device. For this reason, when the circuit pattern is further miniaturized along with the high integration of semiconductor elements or the like, it is necessary to correct the exposure process on a single wafer.
  • a machine controller 23 is connected above the exposure apparatus 21 and the coater / developer bar 22.
  • the machine controller 23 controls the exposure apparatus 21 and the coater / developer bar 22 based on instructions from the factory host 24, and the processing contents of each apparatus (11, 21, 31 to 33) and the loading / unloading of the substrate 10A. And instructing the correction of the exposure process and exposure process.
  • the factory host 24 performs process management of the entire factory (including the lithography system 20 and the overlay inspection system 10 of this embodiment)!
  • the built-in overlay inspection apparatus 11 is placed in the coater / developer bar 22 until the substrate 10A taken out from the transport container 14 is collected in the transport container 14 through the lithographic process. Is built into the path. Further, the single type overlay inspection device 12 is arranged outside the coater / developer bar 22 (that is, outside the above path). Further, the built-in overlay inspection apparatus 11 is connected to the database 13 via a communication means (not shown), and the single overlay inspection apparatus 12 is also connected to the database 13 via a communication means (not shown). As a whole, a network is formed.
  • the substrate 10A to be inspected by the built-in type overlay inspection apparatus 11 and the substrate 10A to be inspected by the single-type overlay inspection apparatus 12 are in the same state after development, and on the surface thereof A resist pattern is formed. Then, the overlay inspection force between the resist pattern and the base pattern on the substrate 10A is performed inside and outside the lithography system 20 by the built-in overlay inspection apparatus 11 and the single overlay inspection apparatus 12.
  • the positions of the measurement points are the four corners of each shot area of the substrate 10A.
  • Each measurement point has a cash register A resist mark indicating the reference position of the strike pattern and a base mark indicating the reference position of the base pattern are formed.
  • the overlay inspection system 10 of this embodiment among the many measurement points of the substrate 10A, the relative displacement amounts (overlapping) between the registration mark and the base mark are respectively measured at 20 measurement points 10B shown in FIG. The amount of misalignment) is determined, and overlay inspection is performed.
  • the built-in overlay inspection device 11 and the stand-alone overlay inspection device 12 have the same number of measurement points on the substrate 10A, and the same measurement points on one or more (for example, 20 locations) on the substrate 10A. Perform overlay inspection at 10B.
  • the built-in overlay inspection apparatus 11 and the stand-alone overlay inspection apparatus 12 are each provided with an inspection stage 41, an optical system 42, a camera 43, and an image processing unit 44 shown in FIG. It is done.
  • the inspection stage 41 supports the substrate 10A.
  • the optical system 42 forms an optical image of a local region (measurement point 10B) of the substrate 10A.
  • the camera 43 captures an optical image of the substrate 10A with an image sensor (not shown) and outputs an image signal to the image processing unit 44.
  • the image processing unit 44 captures an imaging signal from the camera 43, it converts it into a digital image, performs predetermined signal processing on the image, and calculates an overlay deviation amount at the measurement point 10B.
  • the basic configuration of the built-in overlay inspection apparatus 11 and the single overlay inspection apparatus 12 are the same.
  • the drive unit and vibration isolation table of the inspection stage 41 are compared to the stand-alone overlay inspection apparatus 12 because of the limitation of the space that can be incorporated in the lithography system 20. Etc. are downsized. For this reason, the processing capability of the built-in overlay inspection apparatus 11 is lower than that of the single overlay inspection apparatus 12.
  • the built-in overlay inspection apparatus 11 in order to shorten the time required at each measurement point 10B of the substrate 10A, the measurement item at each measurement point 10B is changed to a single overlay inspection apparatus. Less than 12.
  • the built-in overlay inspection device 11 measures each measurement point 1OB only when the substrate 10A is directed in the positive direction (0 degree direction), whereas the single overlay inspection In the apparatus 12, each measurement point 10B is measured both in a state where the substrate 10A is directed in the positive direction (0 degree direction) and in the opposite direction (180 degree direction).
  • the measurement in the opposite direction which is omitted in the built-in overlay inspection apparatus 11, is a measurement related to the setting of an error component (TIS value: Tool Induced Shift) caused by the apparatus.
  • TIS value Tool Induced Shift
  • the database 13 connected to the built-in overlay inspection apparatus 11 and the single overlay inspection apparatus 12 configured as described above includes a recipe for the built-in overlay inspection apparatus 11. And a recipe for the single-type overlay inspection apparatus 12 are stored in advance.
  • Each recipe is a file in which the position information of each measurement point 10B (Fig. 2) of the substrate 10A and the measurement items at each measurement point 10B are registered.
  • the position information of each measurement point 10B is the same in the recipe for the built-in overlay inspection apparatus 11 and the recipe for the single overlay inspection apparatus 12.
  • the number of measurement items at each measurement point 10B is smaller in the built-in overlay inspection apparatus 11 than in the single overlay inspection apparatus 12.
  • the TIS value (T 1) of the overlay inspection apparatus 11 is registered in addition to the position information and the measurement items.
  • the subscript i indicates the number of each shot area of the substrate 10A
  • the subscript j indicates the number of each measurement point 10B in the shot area. That is, in this embodiment, a TIS value (T1) can be registered for each measurement point 10B of the substrate 10A. Such registration of TIS values should be done in the recipe for the stand-alone overlay inspection device 12.
  • a recipe for the built-in overlay inspection apparatus 11 position information of each measurement point 10B, measurement items at each measurement point 10B, TIS value (T1;) for each measurement point 10B
  • the recipe for the single-type overlay inspection device 12 position information of each measurement point 10B, measurement item at each measurement point 10B
  • the overlay inspection result is also stored in the database 13 in association with the product name, process name, and lot number.
  • the factory host 24 refers to the product name and process name of the transport container 14 that has been set, and sets the resist coating conditions, exposure conditions, development conditions, inspection conditions, etc. suitable for the substrate 10A in the transport container 14. Instruct controller 2 3. At this time, the product name, process name, and lot number are output to the machine controller 23 along with various conditions.
  • the machine controller 23 issues instructions to the exposure apparatus 21 and the coater / developer 22 on the basis of instructions from the factory host 24, and also issues instructions to a transport mechanism (not shown).
  • the substrate 10A is taken out from the transfer container 14 of the loading / unloading unit 31, the resist is applied to the substrate 10A by the coater 32, and the circuit pattern is formed on the resist layer by the exposure device 21.
  • the latent image is formed, the resist layer is developed by the developer 33, the overlay inspection (details will be described below) is performed by the built-in overlay inspection device 11, and collected in the transport container 14.
  • a recipe for the overlay inspection apparatus 11 (each measuring point 10B) associated with the product name and process name of the current lot based on an instruction from the factory host 24. Position information, measurement items at each measurement point 10B, and TIS value (T1)) at each measurement point 10B are read from the database 13. Then, when the substrate 10A after the development process is placed on the inspection stage 41, each measurement point 10B (FIG. 2) is sequentially positioned within the field of view of the apparatus according to the position information registered in the recipe. In addition, for each measurement point 10B, overlap inspection is performed according to the measurement items registered in the recipe. Furthermore, the built-in overlay inspection apparatus 11 sets the TIS value (T1) registered in the recipe as a condition for overlay inspection, and performs overlay inspection according to this condition.
  • the built-in overlay inspection apparatus 11 captures an image of the measurement point 10B with the substrate 10A facing in the positive direction (0 degree direction) (first capture unit), and By applying predetermined signal processing, the overlay deviation amount at the measurement point 10B is calculated (first calculation unit). O The overlay deviation amount at each measurement point 10B calculated at this time is defined as SI.
  • the subscript n represents the number of the substrate 10A
  • the subscript i represents the number of each shot area of the substrate 10A
  • the subscript j represents the number of each measurement point 10B in the shot area.
  • the built-in overlay inspection apparatus 11 calculates the overlay displacement amount (S1) at each measurement point 1OB according to the following equation (1) as the TIS value (T1 )
  • the overlay displacement amount (R1) after correction by the TIS value (T1) is the result of overlay inspection by the built-in overlay inspection apparatus 11.
  • the built-in overlay inspection device 11 exposes the corrected overlay deviation (R1). Output to machine controller 23 for process correction.
  • Rl S1 -T1 ...
  • the corrected overlay deviation amount (Rl) is the built-in overlay inspection device 11
  • the product name, process name, and lot number are also stored and used as an index for referencing the results.
  • the substrate 10A after the development process is placed in order, and all (for example, 25) substrates 10A in the transport container 14 are mounted.
  • the same overlay inspection as described above is repeatedly performed (total inspection).
  • a common TIS value (T1) is used for the substrate 10A in one transfer container.
  • the overlay deviation amount (R1) of each substrate 10A output from the built-in overlay inspection device 11 to the machine controller 23 is within the lot in order to improve the yield rate of the current lot.
  • Each substrate 10A is fed back to the exposure process as a single wafer and used for correcting the exposure process for the next substrate 10A (the substrate 10A to be transported to the exposure apparatus 21 from now on).
  • the machine controller 23 generates correction data (offset component, scaling component, rotation component, etc.) of the exposure apparatus 21 based on the overlay deviation amount (R1) of each substrate 10A, and processes the exposure process. Correct the exposure process to reduce the offset.
  • the lithographic process resist coating process, exposure process, development process, etc.
  • the exposure apparatus 21 and the coater / developer bar 22 notify the factory host 24 via the machine controller 23.
  • the transport container 14 is unloaded from the loading / unloading section 31 from the factory host 24 to an external automatic transport device (not shown) or operator. Is instructed.
  • the factory host 24 is notified of this.
  • the factory host 24 refers to the product name and process name of the transport container 14 that has been set, and instructs the inspection conditions suitable for the substrate 10A in the transport container 14. At this time, the product name, process name, and lot number of the lot are output from the factory host 24 to the single overlay inspection apparatus 12.
  • the recipe for the overlay inspection apparatus 12 associated with the product name and process name of the current lot (for each measurement point 10B) Read the position information and measurement items at each measurement point 10B). Then, when the substrate 10A newly taken out from the transport container 14 is placed on the inspection stage 41, each measurement point 10B (FIG. 2) is sequentially positioned within the field of view of the apparatus according to the position information registered in the recipe. . At each measurement point 10B, overlay inspection is performed according to the measurement items registered in the recipe.
  • the single-type overlay inspection apparatus 12 captures the first image of the measurement point 10B while the substrate 10A is directed in the positive direction (0 degree direction), and the substrate 10A is moved from the positive direction.
  • the second image of the measurement point 10B is captured in the state rotated by 0 degrees (that is, the direction facing the opposite direction (180-degree direction)) (second capture unit).
  • the overlay deviation amount at the measurement point 10B is calculated (third calculation unit).
  • the same signal processing is applied to the second image.
  • the amount of misalignment at the measurement point 10B is calculated.
  • the overlay displacement amount in the positive direction calculated from the first image is S2
  • the overlay displacement amount in the opposite direction calculated from the second image force is H2.
  • Subscript n represents the number of the substrate 10A
  • subscript i represents the number of each shot area
  • subscript j represents the number of each measurement point 10B in the shot area.
  • the single-type overlay inspection apparatus 12 has the following equation (2) to calculate the difference between the overlay deviation amount (S2) in the positive direction and the overlay deviation amount (H2) in the opposite direction. Based on both, the TIS value (T2) of the overlay inspection apparatus 12 is calculated for each measurement point 10B (second calculation unit).
  • the subscript i represents the number of each shot area of the substrate 10A, and the subscript j represents the number of each measurement point 10B in the shot area.
  • T2 (S2 + H2) / 2---(2)
  • the single-type overlay inspection apparatus 12 sets the TIS value (T2), which is the above calculation result, as the overlay inspection condition, and continues the overlay inspection according to this condition.
  • T2 the amount of overlay deviation (S2) in the positive direction at each measurement point 10B is corrected for each measurement point 10B by the TIS value (T2) (second correction). Part).
  • the single-type overlay inspection apparatus 12 outputs the corrected overlay deviation amount (R2) to the database 13, and associates it with the number n of the substrate 10A, the number i of the shot area, and the number j of the measurement point 10B. save. Also in this case, the product name, process name, and lot number are stored together with the corrected overlay deviation amount (R2) and used as an index when referring to the result.
  • the single overlay inspection apparatus 12 notifies the factory host 24 to that effect. Thereafter, the factory host 24 unloads the transfer container 14 to an automatic transfer device (not shown) or an operator. Give instructions to do so.
  • the single-type overlay inspection apparatus 12 in the case of a non-defective product, it is transported in lot units to the next process (processing process, etc.), and in the case of a defective product, it is transferred to the recycling process or the disposal process.
  • the single-type overlay inspection apparatus 12 refers to the inspection result stored in the database 13 after the sampling inspection as described above, and is used for the built-in overlay inspection apparatus 11
  • the TIS value (T1) in the database 13 registered in the recipe is corrected. This correction process will be described next.
  • the inspection result to be referred to is that the product name, process name, and lot number are the same among the inspection result by the built-in overlay inspection device 11 and the inspection result by the single overlay inspection device 12, and the number of the substrate 10A. n is the same.
  • the corrected TIS value (T1) is registered in the recipe with the same product name and process name as the inspection result referred to.
  • the built-in overlay inspection device 11 With reference to the inspection result (R2) by the inspection device 12, the built-in overlay inspection device 11
  • the TIS value (T1) in the database 13 registered in the recipe for correction is corrected.
  • the single registration inspection apparatus 12 refers to the above two types of inspection results, and compares the overlay deviation amount (R1) and the overlay deviation amount (R2) at the same measurement point 10B.
  • the overlay deviation amount (R1) and the overlay deviation amount (R2) are compared between the same in the shot area number i of the substrate 10A and the number j of the measurement point 10B. As above, pair
  • the overlay displacement amount (Rl) due to the embedded mold depends on the TIS value (T1) registered in advance in the recipe.
  • the amount of misalignment (R2) due to the stand-alone type is the actual measured TI
  • the two types of test results should have the same value even if the equipment used is different. In practice, however, the two types of test results may differ slightly. This is because the built-in overlay inspection apparatus 11 calculates the overlay displacement amount (R1) using the TIS value (T1) in the data base 13 previously registered in the recipe. Pair
  • the actual TIS value of the built-in overlay inspection device 11 is the value of each part of the device (such as optical system 42). It changes according to the change over time and the cross-sectional shape of the mark at each measurement point 10B on the substrate 10A, and the TIS value registered in the recipe in advance (if it does not match Ti, there will be a gap between the two types of inspection results. Become.
  • the built-in that can change in accordance with the aging of each part of the apparatus (such as the optical system 42) and the cross-sectional shape of the mark at each measurement point 10B on the substrate 10A.
  • the TIS value (Tl) of the recipe for the built-in overlay inspection device 11 is corrected so as to match. For this reason, the change over time of the actual TIS value in the built-in overlay inspection device 11 can be reflected in the next lot with the same product name and the same process name, and the TIS value (T1) of the recipe and the actual Deviation from the TIS value can be kept within a stable range. As a result, the inspection conditions in the built-in overlay inspection device 11 are stable, and the inspection accuracy decreases. Can be avoided.
  • TIS value (T1) of the recipe is corrected in units of lots, it is possible to use it for correction of the exposure process without the occurrence of a problem of changes in inspection accuracy over time in the built-in overlay inspection device 11. Can be kept high.
  • the built-in overlay inspection apparatus 11 uses the processing capability to the maximum, and has high accuracy that can be used for correction of the exposure process without reducing the original throughput of the lithography system 20.
  • the overlay inspection of each substrate 10A in the lot can be continued. Therefore, in the lithography system 20, the result of the overlay inspection of each substrate 10A can be quickly fed back to the exposure apparatus 21 in a single sheet, and the manufacture of devices such as semiconductor elements can be performed more stably.
  • the built-in overlay inspection apparatus 11 and the single overlay inspection apparatus 12 are overlapped at one or more of the same measurement points 10B on each substrate 10A.
  • a TIS value (T1) is calculated based on the difference ⁇ between the built-in overlay (R1) and the stand-alone overlay (R2) at the same measurement point 10B.
  • the correction process can be easily performed.
  • FIG. 2 an example (FIG. 2) in which the measurement point 10B of each substrate 10A is the same in the built-in overlay inspection apparatus 11 and the single overlay inspection apparatus 12 is described.
  • the invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to a case where more measurement points 10B in a single type are set than in the built-in type so that all measurement points 10B in the built-in type are included.
  • the measurement point 10B in the built-in type is the point marked with ⁇ shown in Fig. 2
  • the part enclosed by the circular dotted frame is the newly added measurement point 10B.
  • the powerful overlay described in the example in which the single overlay inspection apparatus 12 selectively takes out one substrate 10A from the transport container 14 and performs overlay inspection is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to the case where the number of sheets measured by the single-type overlay inspection apparatus 12 is two or more.
  • TIS value (T1) of the recipe for the built-in overlay inspection device 11 when correcting the TIS value (T1) of the recipe for the built-in overlay inspection device 11, the difference between the two types of inspection results (R1 and R2) between the same measurement points 10B on the same substrate 10A. ( ⁇ ) is calculated and the difference ( ⁇ ) is calculated.
  • nij nij nij nij nij nij is performed for each of two or more substrates 10A, and the obtained difference ( ⁇ ) is averaged between measurement points 10B of the same number ij on different substrates 10A, and the result is the difference ⁇ (formula (See (5)).
  • the present invention is not limited to this. No. Different TIS values (T1) may be prepared for each substrate 10A. In this case, the single type
  • the overlay inspection apparatus 12 also requires 100% inspection similar to the built-in overlay inspection apparatus 11. However, the present invention can also be applied to the case where the built-in overlay inspection apparatus 11 performs a sampling inspection (for example, the overlay inspection of every other substrate 10A). The overlay inspection of the substrate 10A that has been inspected by the overlay inspection apparatus 11 may be performed by the single overlay inspection apparatus 12.
  • TIS value (T1) of the recipe for the built-in overlay inspection apparatus 11 is different for each measurement point 10B
  • the present invention is not limited to this. Absent.
  • a common TIS value (T1) may be prepared for each measurement point 10B of the substrate 10A.
  • the difference ( ⁇ ) between two types of inspection results (R1 and R2) is calculated for each same measurement point 10B on the substrate 10A.
  • the TIS value (T1) of the recipe for the built-in overlay inspection apparatus 11 when the TIS value (T1) of the recipe for the built-in overlay inspection apparatus 11 is corrected, two types of inspection results of the same lot number are compared.
  • the present invention is not limited to this. Multiple past units in stand-alone overlay inspection system 12
  • the test result force of the robot may be averaged at each measurement point 10B and compared with the built-in test result. It is also possible to estimate the variation between the previous lot test results and obtain the estimated value of the next lot test result and compare it with the built-in test results. By using the average value or estimated value, the effect of fluctuation singularity data can be reduced, and the TIS value can be corrected more stably.
  • the present invention is not limited to this.
  • the built-in overlay inspection device 11 and the stand-alone overlay inspection device 12 generate correction data (offset component, scaling component, rotation component, etc.) for the exposure device 21 and compare them.
  • the TIS value may be corrected by
  • the machine controller 23 corrects the exposure apparatus 21 based on the overlay deviation amount (R 1) output from the built-in overlay inspection apparatus 11.
  • the built-in overlay inspection device 11 generates correction data for the exposure device 21 based on the overlay misalignment amount (R1),
  • the present invention can also be applied to the case where the result of overlay inspection is output to the thin controller 23.
  • the TIS value registered in the recipe for the built-in overlay inspection apparatus 11 is corrected by comparison with the inspection result by the single overlay inspection apparatus 12.
  • the invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied not only to the TIS value but also to correcting a focus offset or the like by comparison with the inspection result of the single registration inspection apparatus 12. In this case, these TIS values and focus offsets generally correspond to the “overlay inspection conditions”.
  • the power described in the example in which the single-type overlay inspection apparatus 12 compares the two types of inspection results in the database 13 and corrects the TIS value is limited to this. Don't be ashamed.
  • the present invention can also be applied to the case where another arithmetic device connected to the database 13 compares two types of inspection results in the database 13 and corrects the TIS value.
  • the database 13 is overlapped with the lithography system 20 and installed outside the inspection system 10. The present invention is not limited to this.
  • a configuration that can read and write data from regular inspection equipment is also possible!
  • Two inspection devices (11, 12) may communicate directly to compare the two types of inspection results.
  • one built-in overlay inspection device 11 and one single overlay inspection device 12 are provided, but at least one of the two inspection devices (11, 12) is plural. It may be a stand.

Abstract

　本発明は、リソグラフィシステムの本来のスループットを低下させることなくロット内の各基板の重ね合わせ検査を行うことができ、かつ、露光工程の補正に使用可能な高い精度を維持することもできる重ね合わせ検査システムを提供することを目的とする。そのため、搬送容器１４から取り出された基板１０Ａが少なくとも露光工程と現像工程とを経て搬送容器に回収されるまでの経路に組み込まれ、現像工程を経た後の基板の重ね合わせ検査を所定の条件にしたがって行い、その結果を露光工程の補正用として出力する第１検査装置１１と、前記経路の外に配置され、第１検査装置を経て搬送容器に回収された後の基板が該搬送容器から改めて取り出されたときに、該基板の重ね合わせ検査を行う第２検査装置１２と、第１検査装置による検査結果と第２検査装置による検査結果とを比較し、第１検査装置による重ね合わせ検査の条件を補正する手段１２とを備える。                                                                             

Description

明 細 書
重ね合わせ検査システム
技術分野
[0001] 本発明は、基板の異なる層に形成された複数のパターンの重ね合わせ検査を行う 重ね合わせ検査システムに関し、特に、半導体素子や液晶表示素子などの製造ェ 程における重ね合わせ検査に好適な重ね合わせ検査システムに関する。
背景技術
[0002] 半導体素子や液晶表示素子などの製造工程では、周知のリソグラフイエ程を経て レジスト層に回路パターンが転写され、このレジストパターンを介してエッチングなど の加工処理を行うことにより、所定の材料膜に回路パターンが転写される (パターン形 成工程)。そして、このパターン形成工程を何回も繰り返し実行することにより、様々な 材料膜の回路パターンが基板 (半導体ウェハや液晶基板)の上に積層され、半導体 素子や液晶表示素子の回路が形成される。
[0003] さらに、上記の製造工程では、様々な材料膜の回路パターンを精度よく重ね合わ せるため（製品の歩留まり向上を図るため）、各々のパターン形成工程のうち、リソダラ フイエ程の後でかつ加工工程の前に、基板上のレジストパターンの位置ずれ検出を 行っている（例えば特許文献 1を参照)。これは、 1つ前のパターン形成工程で形成さ れた下地層の回路パターン（以下「下地パターン」と!、う）とレジストパターンとの重ね 合わせ検査である。重ね合わせ検査の結果は、基板の良否判定などに用いられる。
[0004] また、一般的に、重ね合わせ検査は、リソグラフィシステム (露光装置を含む)力も独 立した単体型の装置で実施される。このため、検査対象の基板は、リソグラフイエ程を 経た後、カセットなどの搬送容器に収納された状態で (つまりロット単位で)、重ね合 わせ検査装置に搬送されてくる。そして、重ね合わせ検査装置では、ロット内の一部 の基板に対して抜き取りで重ね合わせ検査を行 、、ロット単位で重ね合わせ検査の 結果を出力する。その後、基板の良否判定がロット単位で行われ、良品の場合は次 工程 (加工工程など）、不良品の場合は再生工程または廃棄工程へ、ロット単位で搬 送される。 [0005] さらに、あるロット Aにおける重ね合わせ検査の結果は、そのロット Aの良否判定に 用いられる他、次のロット B (ロット Aと同じ製品名で同じ工程名）の良品率向上のため に、リソグラフイエ程の中の露光工程にフィードバックされ、次のロット Bに対する露光 工程の補正に用いられる。
露光工程の補正とは、マスク (レチクル)に形成された回路パターンの潜像をレジスト 層に焼き付ける際、その潜像と下地パターンとの位置や大きさのずれ (以下「プロセス オフセット」 t 、う）が小さくなるように、露光装置の各部（ァライメント系や AF系など） を予め微調整する処理である。露光工程のプロセスオフセットは、露光装置の各部の 経時変化に応じて少しずつ変動し、また、各基板の下地層の状態によっても変動す る。このため、プロセスオフセットの増大を回避するには露光工程の補正が必要とな る。
[0006] 露光工程の補正を行うことにより、次のロット Bに対する露光工程では、プロセスオフ セットの小さな潜像がレジスト層に焼き付けられる。そして、現像処理の後、その潜像 に応じたレジストパターンが下地パターンの上に形成され、次のロット Bにおけるレジ ストパターンの重ね合わせ状態も良好となる。ロット Bにおける重ね合わせ検査の結 果は、上記と同様、露光工程にフィードバックされ、その次のロット Cに対する露光ェ 程の補正に用いられる。
[0007] このように、従来では、単体型の重ね合わせ検査装置からロット単位で出力される 検査結果を露光工程にフィードバックし、あるロットの重ね合わせ検査の結果に基づ いて次のロットに対する露光工程の補正を行うと共に、このような露光工程の補正を ロット単位で繰り返す。したがって、同じ製品名で同じ工程名の複数のロットに対する リソグラフイエ程では、ロットが切り替わるごとに露光工程のプロセスオフセットを小さく することができ、プロセスオフセットの増大を回避できる。
特許文献 1 :特開平 11 31229号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] ところで、単体型の重ね合わせ検査装置からロット単位で出力される検査結果を露 光工程にフィードバックする場合、露光工程の補正を上記のようなロット単位で行って おり、ロット内の各基板ごとに補正していない。今後、半導体素子などの高集積化に 伴って回路パターンの微細化がさらに進むと、より高い重ね合わせ精度が要求される ため、露光工程の補正をきめ細かぐ例えば基板ごとに行うことが必要になる。
[0009] 露光工程の補正を基板ごとに行うためには、スループットを低下させな 、ために、リ ソグラフィシステム (露光装置を含む)の中に重ね合わせ検査装置を組み込み、インラ インィ匕する必要がある。この場合、組み込み可能なスペースの制約から、単体型の装 置をそのまま組み込むことは困難であり、検査ステージの駆動部や防振台などを小 型化せざるを得ない。そして、各基板での測定点数を減らすことなぐ基板 1枚あたり の所要時間を短縮できるように工夫することが必要になる。
[0010] そこで、基板の各測定点での所要時間を短縮する（つまり測定項目を減らす)ことが 考えられる。単体型の装置における測定点ごとの測定項目のうち、重ね合わせ検査 そのものに関わる測定は省略できないが、重ね合わせ検査の条件 (例えば装置起因 の誤差成分 (TIS値)など)の設定に関わる測定は省略可能である。ところが、後者の 測定を単に省略すると、重ね合わせ検査の精度の経時変化が問題となり、露光工程 の補正に使用可能な高い精度を維持できなくなってしまう。
[0011] 本発明の目的は、リソグラフィシステムの本来のスループットを低下させることなく口 ット内の各基板の重ね合わせ検査を行うことができ、かつ、露光工程の補正に使用可 能な高い精度を維持することもできる重ね合わせ検査システムを提供することにある 課題を解決するための手段
[0012] 本発明の重ね合わせ検査システムは、搬送容器カゝら取り出された基板が少なくとも 露光工程と現像工程とを経て前記搬送容器に回収されるまでの経路に組み込まれ、 前記現像工程を経た後の前記基板におけるレジストパターンと下地パターンとの重 ね合わせ検査を所定の条件にしたがって行 、、該重ね合わせ検査の結果を前記露 光工程の補正用として出力する第 1検査装置と、前記経路の外に配置され、前記基 板におけるレジストパターンと下地パターンとの重ね合わせ検査を行う第 2検査装置 と、前記第 1検査装置による重ね合わせ検査の結果と前記第 2検査装置による重ね 合わせ検査の結果とを比較し、前記第 1検査装置による重ね合わせ検査の条件を補 正する条件補正手段とを備えたものである。
[0013] また、上記の重ね合わせ検査システムにおいて、前記第 1検査装置は、当該第 1検 查装置起因の誤差成分を予め記憶する記憶部と、前記基板を所定方向に向けた状 態で、該基板の測定点の画像を取り込む第 1取込部と、前記画像に基づいて前記測 定点での重ね合わせずれ量を算出する第 1算出部と、該重ね合わせずれ量を前記 記憶部に記憶されている前記誤差成分により補正する第 1補正部とを含み、前記第 2検査装置は、前記基板を所定方向に向けた状態で、該基板の測定点の第 1画像を 取り込むと共に、前記基板を所定方向から 180度回転させた状態で、前記測定点の 第 2画像を取り込む第 2取込部と、前記第 1画像と前記第 2画像との双方に基づいて 当該第 2検査装置起因の誤差成分を算出する第 2算出部と、前記第 1画像または前 記第 2画像に基づいて前記測定点での重ね合わせずれ量を算出する第 3算出部と、 該重ね合わせずれ量を前記第 2算出部により算出された前記誤差成分により補正す る第 2補正部とを含み、前記条件補正手段は、前記第 1検査装置による重ね合わせ 検査の結果と前記第 2検査装置による重ね合わせ検査の結果とを比較し、前記第 1 検査装置による重ね合わせ検査の条件のうち、前記記憶部に記憶されている前記誤 差成分を補正するものである。
[0014] また、上記の重ね合わせ検査システムにおいて、前記第 1検査装置と前記第 2検査 装置は、前記基板の 1つ以上の同じ測定点で、それぞれ重ね合わせ検査を行い、前 記条件補正手段は、前記第 1検査装置による重ね合わせ検査の結果と前記第 2検 查装置による重ね合わせ検査の結果とを比較する際、前記第 1補正部で補正された 前記重ね合わせずれ量を前記第 1検査装置による重ね合わせ検査の結果とし、前 記第 2補正部で補正された前記重ね合わせずれ量を前記第 2検査装置による重ね 合わせ検査の結果とし、前記同じ測定点における 2つの前記補正された重ね合わせ ずれ量の差を求め、該差に基づ!、て前記記憶部に記憶されて!、る前記誤差成分を 補正するものである。
[0015] また、上記の重ね合わせ検査システムにおいて、前記第 1検査装置は、前記露光 工程の前にレジストを塗布して前記露光工程の後に前記レジストを現像する塗布/現 像装置の中に組み込まれ、前記第 2検査装置は、前記塗布/現像装置の外に配置さ れるものである。
発明の効果
[0016] 本発明の重ね合わせ検査システムによれば、リソグラフィシステムの本来のスルー プットを低下させることなくロット内の各基板の重ね合わせ検査を行うことができ、かつ 、露光工程の補正に使用可能な高い精度を維持することもできる。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本実施形態の重ね合わせ検査システム 10の構成を示すブロック図である。
[図 2]基板 10Aの測定点 10Bについて説明する図である。
[図 3]組込型の重ね合わせ検査装置 11と単体型の重ね合わせ検査装置 12の概略 構成を示す図である。
[図 4]単体型の重ね合わせ検査装置 12における測定点 10Bの変形例について説明 する図である。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の重ね合わせ検査システム 10は、図 1に示す通り、リソグラフィシステム 20の中に組み込まれた重ね合わせ検査装置 11と、リソグラフィシステム 20から独立 した単体型の重ね合わせ検査装置 12と、データベース 13とで構成される。この重ね 合わせ検査システム 10は、半導体素子や液晶表示素子などの製造工程において、 基板 10A (半導体ウェハや液晶基板など)の異なる層に形成された複数のパターン の重ね合わせ検査を行うものである。
[0019] ここで、基板 10Aは、カセットなどの搬送容器 14に収納された状態で（つまりロット 単位で）リソグラフィシステム 20に搬送され、そこでのリソグラフイエ程 (後述）を経た後 、再び搬送容器 14に収納された状態で単体型の重ね合わせ検査装置 12に搬送さ れる。このような搬送容器 14の移動は、自動搬送装置 (不図示)またはオペレータが 行う。搬送容器 14は、複数枚 (例えば 25枚)の基板 10Aを収納可能であり、キャリア と呼ばれることちある。
[0020] 本実施形態の重ね合わせ検査システム 10について具体的に説明する前に、リソグ ラフィシステム 20の説明を行う。 リソグラフィシステム 20では、露光装置 21とコータ /デベロツバ 22とが隣接して設置 され、また、その間に基板 10Aの搬送機構 (不図示)が設置される。コータ /デベロツバ 22には、搬入/搬出部 31とコータ 32とデベロツバ 33とが搭載され、さらに、本実施形 態の重ね合わせ検査システム 10のうち組込型の重ね合わせ検査装置 11が搭載され 、基板 10Aの搬送機構 (不図示)も設置される。このように、リソグラフィシステム 20の 内部では、不図示の搬送機構により、各装置 (11,21,31〜33)が互いにインラインィ匕 されている。
[0021] リソグラフィシステム 20において、搬入/搬出部 31は、基板 10Aが収納された搬送 容器 14の搬入と搬出とを行うための装置である。コータ 32は、搬送容器 14内（つまり ロット内）の各基板 10Aに対し、露光装置 21における露光工程の前にレジストを塗布 する装置である。デベロツバ 33は、露光工程の後に各基板 10Aのレジストを現像す る装置である。組込型の重ね合わせ検査装置 11は、現像工程の後に各基板 10Aの 重ね合わせ検査 (詳細は後述）を行う装置である。また、露光装置 21は、マスク (レチ クル)に形成された回路パターンの潜像を各基板 10Aのレジスト層に焼き付ける装置 である。
[0022] 上記構成のリソグラフィシステム 20において、搬入/搬出部 31に搬送容器 14が搬 入されると、この搬送容器 14から取り出された各基板 10Aは、コータ 32におけるレジ スト塗布工程を経て露光装置 21に搬送され、露光装置 21における露光工程とデべ ロッパ 33における現像工程とを経て組込型の重ね合わせ検査装置 11に搬送され、 重ね合わせ検査装置 11における検査工程を経た後、搬送容器 14に回収される。
[0023] 組込型の重ね合わせ検査装置 11は、露光工程の補正を枚葉で行うために、リソグ ラフィシステム 20の中に組み込まれたものである。リソグラフィシステム 20の中に組み 込むことで、搬送容器 14カゝら取り出された基板 10Aカ^ソグラフイエ程 (レジスト塗布 工程と露光工程と現像工程など)を経て搬送容器 14に回収されるまでの間に、その 基板 10Aの重ね合わせ検査を行うことが可能になり、その結果を露光工程にフィード ノ ックすることができる。
[0024] 露光工程の補正とは、回路パターンの潜像をレジスト層に焼き付ける際、その潜像 と下地パターンとのプロセスオフセットが小さくなるように、露光装置 21の各部（ァライ メント系や AF系など）を予め微調整する処理である。露光工程のプロセスオフセット は、露光装置 21の各部の経時変化に応じて少しずつ変動し、また、各基板 10Aの 下地層の状態によっても変動する。ちなみに、基板 10Aの下地層の状態は、成膜装 置や CMP装置の経時変化などの影響を受け、基板 10Aごとに異なることが多い。こ のため、半導体素子などの高集積ィ匕に伴って回路パターンの微細化がさらに進むと 、露光工程の補正を枚葉で行うことが必要になる。
[0025] なお、露光装置 21とコータ /デベロツバ 22の上位には、マシンコントローラ 23が接 続されている。マシンコントローラ 23は、工場ホスト 24からの指示に基づいて、露光 装置 21とコータ /デベロツバ 22とを制御し、各装置 (11,21,31〜33)での処理内容や 基板 10Aの搬入/搬出のタイミングや露光工程の補正などを指示する。工場ホスト 24 は、工場全体 (リソグラフィシステム 20や本実施形態の重ね合わせ検査システム 10を 含む）の工程管理を行って!/、る。
[0026] 次に、本実施形態の重ね合わせ検査システム 10について具体的に説明する。
組込型の重ね合わせ検査装置 11は、上記の通り、コータ /デベロツバ 22の中に配 置され、搬送容器 14から取り出された基板 10Aがリソグラフイエ程を経て搬送容器 1 4に回収されるまでの経路に組み込まれている。また、単体型の重ね合わせ検査装 置 12は、コータ /デベロツバ 22の外（つまり上記経路の外）に配置されている。さらに 、組込型の重ね合わせ検査装置 11は不図示の通信手段を介してデータベース 13と 接続され、単体型の重ね合わせ検査装置 12も不図示の通信手段を介してデータべ ース 13と接続され、全体としてネットワークを形成している。
[0027] 組込型の重ね合わせ検査装置 11による検査対象の基板 10Aも、単体型の重ね合 わせ検査装置 12による検査対象の基板 10Aも、同様の現像後の状態であり、その 表面にはレジストパターンが形成されている。そして、基板 10Aにおけるレジストパタ ーンと下地パターンとの重ね合わせ検査力 組込型の重ね合わせ検査装置 11と単 体型の重ね合わせ検査装置 12により、リソグラフィシステム 20の中と外の各々で行わ れる。
[0028] また、基板 10Aには、重ね合わせ検査のために多数の測定点が用意されている。
測定点の位置は、基板 10Aの各ショット領域の四隅などである。各測定点には、レジ ストパターンの基準位置を示すレジストマークと下地パターンの基準位置を示す下地 マークとが形成されている。本実施形態の重ね合わせ検査システム 10では、基板 10 Aの多数の測定点のうち、図 2に示す 20箇所の測定点 10Bで、各々、レジストマーク と下地マークとの相対的なずれ量 (重ね合わせずれ量）が求められ、重ね合わせ検 查が行われる。つまり、組込型の重ね合わせ検査装置 11と単体型の重ね合わせ検 查装置 12とは、基板 10Aでの測定点数が同じであり、基板 10Aの 1つ以上 (例えば 20箇所)の同じ測定点 10Bでそれぞれ重ね合わせ検査を行う。
[0029] さらに、組込型の重ね合わせ検査装置 11と単体型の重ね合わせ検査装置 12には 、各々、図 3に示す検査ステージ 41と光学系 42とカメラ 43と画像処理部 44とが設け られる。検査ステージ 41は、基板 10Aを支持する。光学系 42は、基板 10Aの局所領 域 (測定点 10B)の光像を形成する。カメラ 43は、不図示の撮像素子により基板 10A の光像を撮像し、撮像信号を画像処理部 44に出力する。画像処理部 44は、カメラ 4 3から撮像信号を取り込むと、これをディジタル画像に変換し、この画像に対して所定 の信号処理を施し、測定点 10Bでの重ね合わせずれ量を算出する。
[0030] このように、組込型の重ね合わせ検査装置 11と単体型の重ね合わせ検査装置 12 の基本的な構成は同様である。しかし、組込型の重ね合わせ検査装置 11では、リソ グラフィシステム 20における組み込み可能なスペースの制約から、単体型の重ね合 わせ検査装置 12と比較して、検査ステージ 41の駆動部や防振台などが小型化され ている。このため、組込型の重ね合わせ検査装置 11の処理能力は、単体型の重ね 合わせ検査装置 12と比較して低くなつている。
[0031] さらに、組込型の重ね合わせ検査装置 11では、基板 10Aの各測定点 10Bでの所 要時間を短縮するために、各測定点 10Bでの測定項目を単体型の重ね合わせ検査 装置 12より少なくしてある。つまり、組込型の重ね合わせ検査装置 11では、基板 10 Aを正方向 (0度方向)に向けた状態のみで各測定点 1 OBの測定を行うのに対して、 単体型の重ね合わせ検査装置 12では、基板 10Aを正方向 (0度方向)と反方向 (180 度方向)に向けた状態との双方で各測定点 10Bの測定を行う。組込型の重ね合わせ 検査装置 11で省略する反方向の測定とは、装置起因の誤差成分 (TIS値: Tool Indu ced Shift)の設定に関わる測定である。 [0032] また、上記構成の組込型の重ね合わせ検査装置 11と単体型の重ね合わせ検査装 置 12とに接続されたデータベース 13には、組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレ シピと、単体型の重ね合わせ検査装置 12用のレシピとが、予め記憶されている。各レ シピは、基板 10Aの各測定点 10B (図 2)の位置情報や、各測定点 10Bでの測定項 目などを登録したファイルである。組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピと、単 体型の重ね合わせ検査装置 12用のレシピとで、各測定点 10Bの位置情報は同じで ある。また、各測定点 10Bでの測定項目は、組込型の重ね合わせ検査装置 11の方 が単体型の重ね合わせ検査装置 12より少ない。
[0033] さらに、組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピには、上記の位置情報や測 定項目の他、重ね合わせ検査装置 11の TIS値 (T1 )も登録されている。添字 iは基 板 10Aの各ショット領域の番号、添字 jはショット領域での各測定点 10Bの番号を表 す。つまり、本実施形態では、基板 10Aの測定点 10Bごとに TIS値 (T1 )を登録可 能となっている。なお、このような TIS値の登録は、単体型の重ね合わせ検査装置 12 用のレシピでは行われて ヽな 、。
[0034] また、組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピ (各測定点 10Bの位置情報,各 測定点 10Bでの測定項目,各測定点 10Bごとの TIS値 (T1；) )と、単体型の重ね合わ せ検査装置 12用のレシピ (各測定点 10Bの位置情報,各測定点 10Bでの測定項目） とは、それぞれ、ロットの種類 (製品名および工程名の組み合わせ)と対応付けて記 憶されている。さらに、重ね合わせ検査の結果 (各測定点 10Bでの重ね合わせずれ 量)も、製品名と工程名とロット番号と対応付けてデータベース 13に保存される。
[0035] 次に、リソグラフィシステム 20における基板 10Aの処理手順と、本実施形態の重ね 合わせ検査システム 10における基板 10Aの検査手順とについて説明する。
コータ /デベロツバ 22の搬入/搬出部 31に搬送容器 14がセットされると、そのことが マシンコントローラ 23を介して工場ホスト 24に通知される。工場ホスト 24は、セットさ れた搬送容器 14の製品名と工程名などを参照して、その搬送容器 14内の基板 10A に適したレジスト塗布条件,露光条件,現像条件,検査条件などをマシンコントローラ 2 3に指示する。このとき、工場ホスト 24力もマシンコントローラ 23には、各種の条件と 一緒に、製品名と工程名とロット番号が出力される。 [0036] マシンコントローラ 23は、工場ホスト 24からの指示に基づいて、露光装置 21とコー タ /デベロツバ 22にそれぞれ指示を出し、不図示の搬送機構にも指示を出す。このた め、工場ホスト 24からの指示の通りに、搬入/搬出部 31の搬送容器 14から基板 10A が取り出され、コータ 32で基板 10Aにレジストが塗布され、露光装置 21でレジスト層 に回路パターンの潜像が形成され、デベロツバ 33でレジスト層が現像され、組込型 の重ね合わせ検査装置 11で重ね合わせ検査 (詳細は次に説明）が行われ、搬送容 器 14に回収される。
[0037] 組込型の重ね合わせ検査装置 11では、工場ホスト 24の指示に基づいて、現在の ロットの製品名と工程名に対応付けられた重ね合わせ検査装置 11用のレシピ (各測 定点 10Bの位置情報,各測定点 10Bでの測定項目，各測定点 10Bごとの TIS値 (T1 ) )をデータベース 13から読み込む。 そして、現像工程を経た後の基板 10Aが検査ステージ 41に載置されると、レシピに 登録された位置情報にしたがって、各測定点 10B (図 2)を装置の視野内に順に位置 決めする。また、各測定点 10Bごとに、レシピに登録された測定項目にしたがって重 ね合わせ検査を行う。さらに、組込型の重ね合わせ検査装置 11では、レシピに登録 された TIS値 (T1 )を重ね合わせ検査の条件として設定し、この条件にしたがって重 ね合わせ検査を行う。
[0038] つまり、組込型の重ね合わせ検査装置 11は、基板 10Aを正方向 (0度方向)に向け た状態で、測定点 10Bの画像を取り込み (第 1取込部）、その画像に対して所定の信 号処理を施すことにより、測定点 10Bでの重ね合わせずれ量を算出する (第 1算出部 ) oこのとき算出した各測定点 10Bでの重ね合わせずれ量を SI とする。添字 nは基 板 10Aの番号、添字 iは基板 10Aの各ショット領域の番号、添字 jはショット領域での 各測定点 10Bの番号を表す。
[0039] さらに、組込型の重ね合わせ検査装置 11は、次の式 (1)にしたがって、各測定点 1 OBでの重ね合わせずれ量 (S1 )を、レシピに登録された TIS値 (T1 )により、各測
mj ij
定点 10Bごとに補正する（第 1補正部)。 TIS値 (T1 )による補正後の重ね合わせず れ量 (R1 )が、組込型の重ね合わせ検査装置 11による重ね合わせ検査の結果とな る。組込型の重ね合わせ検査装置 11は、補正後の重ね合わせずれ量 (R1 )を露光 工程の補正用としてマシンコントローラ 23に出力する。
[0040] Rl =S1 -T1 …ひ）
nij nij ij
また、補正後の重ね合わせずれ量 (Rl )は、組込型の重ね合わせ検査装置 11か
mj
らデータベース 13にも出力され、基板 10Aの番号 nとショット領域の番号 iと測定点 1 OBの番号 jと対応付けて保存される。この場合、補正後の重ね合わせずれ量 (R1 )
nij と一緒に、製品名と工程名とロット番号も保存され、この結果を参照する際のインデッ タスとして利用される。
[0041] 組込型の重ね合わせ検査装置 11の検査ステージ 41には、現像工程を経た後の基 板 10Aが順に載置され、搬送容器 14内の全て（例えば 25枚)の基板 10Aに対して、 上記と同様の重ね合わせ検査が繰り返し行われる（全数検査)。このとき、 1つの搬送 容器 14内の基板 10Aには、共通の TIS値 (T1 )が用いられる。そして、各基板 10A の補正後の重ね合わせずれ量 (R1 )力 露光工程の補正用としてマシンコントロー
nij
ラ 23に出力され、また、データベース 13にも出力される (n= l〜25)。
[0042] ここで、組込型の重ね合わせ検査装置 11からマシンコントローラ 23に出力される各 基板 10Aの重ね合わせずれ量 (R1 )は、現在のロットの良品率向上のために、ロッ ト内の基板 10Aごとに枚葉で露光工程にフィードバックされ、次の基板 10A (これか ら露光装置 21に搬送される基板 10A)に対する露光工程の補正に用いられる。ちな みに、マシンコントローラ 23は、各基板 10Aの重ね合わせずれ量 (R1 )に基づいて 、露光装置 21の補正用データ (オフセット成分,スケーリング成分,ローテーション成分 など）を生成し、露光工程のプロセスオフセットが小さくなるように露光工程を補正す る。
[0043] そして、搬送容器 14内の全て（例えば 25枚)の基板 10Aに対するリソグラフイエ程（ レジスト塗布工程,露光工程,現像工程など）と、組込型の重ね合わせ検査装置 11〖こ よる検査工程とが終了すると、露光装置 21とコータ /デベロツバ 22は、マシンコント口 ーラ 23を介して、その旨を工場ホスト 24に通知する。また、搬送容器 14に全ての基 板 10Aが回収されると、工場ホスト 24から外部の自動搬送装置 (不図示)またはオペ レータに対し、その搬送容器 14を搬入/搬出部 31から搬出するように指示が出され る。 [0044] 上記のように、組込型の重ね合わせ検査装置 11では、各基板 10Aの各測定点 10 Bごとに、基板 10Aを正方向 (0度方向)に向けた状態でのみ、測定点 10Bの画像を 取り込んで重ね合わせずれ量 S1 を算出し、重ね合わせ検査そのものに関わる測定 のみ実行する。つまり、各測定点 10Bごとに、反方向 (180度方向)の測定 (TIS値の 設定に関わる測定)を省略する。このため、各測定点 10Bでの所要時間を短縮できる 。したがって、各基板 10Aでの測定点数を減らさなくても、リソグラフィシステム 20の 本来のスループットを低下させることなくロット内の各基板 10Aの重ね合わせ検査を 行うことができる。さらに、各基板 10Aでの測定点数を減らさないので、露光工程の 補正に使用可能な高い精度で重ね合わせ検査を行える。
[0045] その後、リソグラフィシステム 20の搬入/搬出部 31から搬出された搬送容器 14が単 体型の重ね合わせ検査装置 12にセットされると、そのことが工場ホスト 24に通知され る。工場ホスト 24は、セットされた搬送容器 14の製品名と工程名などを参照して、そ の搬送容器 14内の基板 10Aに適した検査条件などを指示する。このとき、工場ホス ト 24から単体型の重ね合わせ検査装置 12には、ロットの製品名と工程名とロット番号 が出力される。
[0046] 単体型の重ね合わせ検査装置 12では、工場ホスト 24の指示に基づいて、現在の ロットの製品名と工程名に対応付けられた重ね合わせ検査装置 12用のレシピ (各測 定点 10Bの位置情報,各測定点 10Bでの測定項目）をデータベース 13力 読み込 む。そして、搬送容器 14から改めて取り出された基板 10Aが検査ステージ 41に載置 されると、レシピに登録された位置情報にしたがって、各測定点 10B (図 2)を装置の 視野内に順に位置決めする。また、各測定点 10Bごとに、レシピに登録された測定 項目にしたがって重ね合わせ検査を行う。
[0047] つまり、単体型の重ね合わせ検査装置 12は、基板 10Aを正方向 (0度方向)に向け た状態で、測定点 10Bの第 1画像を取り込むと共に、この基板 10Aを正方向から 18 0度回転させた状態 (つまり反方向 (180度方向)に向けた状態)で、測定点 10Bの第 2画像を取り込む (第 2取込部)。
そして、第 1画像に対して所定の信号処理を施すことにより、測定点 10Bでの重ね 合わせずれ量を算出する (第 3算出部)。また、第 2画像に対して同様の信号処理を 施すことにより、測定点 10Bでの重ね合わせずれ量を算出する。このとき第 1画像か ら算出した正方向の重ね合わせずれ量を S2 とし、第 2画像力 算出した反方向の 重ね合わせずれ量を H2 とする。添字 nは基板 10Aの番号、添字 iは各ショット領域 の番号、添字 jはショット領域での各測定点 10Bの番号を表す。
[0048] さらに、単体型の重ね合わせ検査装置 12は、次の式 (2)にしたカ^、、正方向の重ね 合わせずれ量 (S2 )と反方向の重ね合わせずれ量 (H2 )との双方に基づいて、重 ね合わせ検査装置 12の TIS値 (T2 )を各測定点 10Bごとに算出する (第 2算出部)。 添字 iは基板 10Aの各ショット領域の番号、添字 jはショット領域での各測定点 10Bの 番号を表す。
[0049] T2 = (S2 +H2 ) /2 - - -(2)
ij mj mj
また、単体型の重ね合わせ検査装置 12は、上記の算出結果である TIS値 (T2 )を 重ね合わせ検査の条件として設定し、この条件にしたがって重ね合わせ検査を続け る。つまり、次の式 (3)にしたがって、各測定点 10Bでの正方向の重ね合わせずれ量 (S2 )を、上記の TIS値 (T2 )により、各測定点 10Bごとに補正する（第 2補正部)。
mj リ
TIS値 (T2 )による補正後の重ね合わせずれ量 (R2 )力 単体型の重ね合わせ検 リ nij
查装置 12による重ね合わせ検査の結果となる。
[0050] R2 = S2 -T2 … ）
mj mj ij
[ = (S2 -H2 ) /2 ]
nij mj
単体型の重ね合わせ検査装置 12は、補正後の重ね合わせずれ量 (R2 )をデータ ベース 13に出力し、基板 10Aの番号 nとショット領域の番号 iと測定点 10Bの番号 jと 対応付けて保存する。この場合にも、補正後の重ね合わせずれ量 (R2 )と一緒に、 製品名と工程名とロット番号が保存され、この結果を参照する際のインデックスとして 利用される。
[0051] 本実施形態において、単体型の重ね合わせ検査装置 12による上記の重ね合わせ 検査は、搬送容器 14内の 1枚の基板 10A (例えば n= 3)に対して抜き取りで行われ る。予め指定された基板 10Aに対する上記の重ね合わせ検査が終了すると、単体型 の重ね合わせ検査装置 12は、その旨を工場ホスト 24に通知する。その後、工場ホス ト 24は、自動搬送装置 (不図示)またはオペレータに対して、搬送容器 14を搬出する ように指示を出す。なお、単体型の重ね合わせ検査装置 12における検査の結果、良 品の場合は次工程 (加工工程など）、不良品の場合は再生工程または廃棄工程へ、 ロット単位で搬送される。
[0052] 一方、単体型の重ね合わせ検査装置 12は、上記のような抜き取り検査が終了する と、データベース 13に保存されている検査結果を参照し、組込型の重ね合わせ検査 装置 11用のレシピに登録されているデータベース 13内の TIS値 (T1 )を補正する。 この補正処理について次に説明する。
参照される検査結果は、組込型の重ね合わせ検査装置 11による検査結果と単体 型の重ね合わせ検査装置 12による検査結果のうち、製品名と工程名とロット番号が 同じで、基板 10Aの番号 nが同じものである。補正される TIS値 (T1 )は、参照される 検査結果と同じ製品名で同じ工程名のレシピに登録されたものである。
[0053] 以下の説明では、例えば n= 3の同じ基板 10Aに対する 2種類の検査結果、つまり 、組込型の重ね合わせ検査装置 11による検査結果 (R1 )と、単体型の重ね合わせ
3ij
検査装置 12による検査結果 (R2 )とを参照して、組込型の重ね合わせ検査装置 11
3ij
用のレシピに登録されているデータベース 13内の TIS値 (T1 )の補正処理を行うこと にする。
[0054] 単体型の重ね合わせ検査装置 12は、上記した 2種類の検査結果を参照し、同じ測 定点 10Bにおける重ね合わせずれ量 (R1 )と重ね合わせずれ量 (R2 )とを比較す
3ij 3ij
る。つまり、基板 10Aのショット領域の番号 iと測定点 10Bの番号 jとが同じものどうしで 重ね合わせずれ量 (R1 )と重ね合わせずれ量 (R2 )とを比較する。上記の通り、組
3ij 3ij
込型による重ね合わせずれ量 (Rl )は、予めレシピに登録された TIS値 (T1 )によ
3ij ij る補正後の値である。単体型による重ね合わせずれ量 (R2 )は、実際に測定した TI
3ij
S値 (T2 )による補正後の値である。
[0055] 同じ測定点 10Bであれば、使用する装置が異なっても 2種類の検査結果は同じ値 になるはずである。しかし、実際には、 2種類の検査結果が少し異なってしまうこともあ る。これは、組込型の重ね合わせ検査装置 11が予めレシピに登録されたデータべ一 ス 13内の TIS値 (T1 )を用いて重ね合わせずれ量 (R1 )を算出するためである。組
ϋ 3ij
込型の重ね合わせ検査装置 11の実際の TIS値が、装置の各部（光学系 42など）の 経時変化や基板 10Aの各測定点 10Bにおけるマークの断面形状に応じて変化し、 予めレシピに登録された TIS値 (Ti と一致しなくなると、 2種類の検査結果の間に ずれが生じることになる。
[0056] また、 2種類の検査結果が異なる場合でも、単体型による重ね合わせずれ量 (R2
3ij
)は、実際に測定した TIS値 (T2 )による補正後の値であり、正しいと考えられる。 2種 類の検査結果が異なる場合、不正確と考えられるのは、組込型による重ね合わせず れ量 (R1 )の方である。このため、単体型による重ね合わせずれ量 (R2 )を基準に
3ij 3ij
して、組込型による重ね合わせずれ量 (R1 )が単体型による重ね合わせずれ量 (R
3ij
2 )と一致するように、組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピに登録されてい
3ij
るデータベース 13内の TIS値 (T1 )を補正すればよ！、。
[0057] 具体的には、次の式 (4)にしたがって、同じ基板 10A (例えば n= 3)の同じ測定点 1 OBにおける組込型の重ね合わせずれ量 (R1 )と単体型の重ね合わせずれ量 (R2
3ij 3ij
)との差 ΔΤを求め、次の式 (5)にしたがって、差 ΔΤをデータベース 13内の TIS値（
1J 1J
旧 T1 )に加算することで、補正処理を行う。そして、得られた TIS値 (新 T1 )によって
1J 1J
データベース 13内の組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピを書き換える。こ のような補正処理は、基板 10Aの測定点 10Bごとに（図 2の例では 20箇所で)行われ る。
[0058] ΔΤ =R1 -R2 …(
ij 3ij 3ij
新 Tl =旧 Tl + ΔΤ … ）
1J 1J 1J
上記のように、本実施形態の重ね合わせ検査システム 10では、装置の各部（光学 系 42など）の経時変化や基板 10Aの各測定点 10Bにおけるマークの断面形状に応 じて変化し得る組込型の重ね合わせずれ量 (R1 )を、単体型の重ね合わせ検査装
3ij
置 12による検査後、単体型の正しい重ね合わせずれ量 (R2 )と比較して、両者が
3ij
一致するように組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピの TIS値 (Tl )を補正し ている。このため、組込型の重ね合わせ検査装置 11における実際の TIS値の経時 変化を、同じ製品名で同じ工程名の次のロットに反映させることができ、レシピの TIS 値 (T1 )と実際の TIS値とのずれを安定した範囲内に収めることができる。その結果 、組込型の重ね合わせ検査装置 11における検査条件が安定ィヒし、検査精度の低下 を回避できる。
[0059] つまり、組込型の重ね合わせ検査装置 11において、 TIS値の設定に関わる測定（ 反方向 (180度方向)の測定)を省略し、レシピに登録された TIS値 (T1 )を用いて重 ね合わせずれ量 S1 を算出する場合でも、単体型の重ね合わせ検査装置 12との連
nij
携によりレシピの TIS値 (T1 )をロット単位で補正するため、組込型の重ね合わせ検 查装置 11における検査精度の経時変化が問題となる事態は発生せず、露光工程の 補正に使用可能な高いを維持することができる。
[0060] したがって、組込型の重ね合わせ検査装置 11では、その処理能力を最大限に活 用し、リソグラフィシステム 20の本来のスループットを低下させることなぐ露光工程の 補正に使用可能な高い精度で、ロット内の各基板 10Aの重ね合わせ検査を実行し 続けることができる。このため、リソグラフィシステム 20では、各基板 10Aの重ね合わ せ検査の結果を枚葉で速く露光装置 21にフィードバックすることができ、半導体素子 などのデバイス製造をより安定して行うことができる。
[0061] また、本実施形態の重ね合わせ検査システム 10では、組込型の重ね合わせ検査 装置 11と単体型の重ね合わせ検査装置 12とが各基板 10Aの 1つ以上の同じ測定 点 10Bで重ね合わせ検査を行い、同じ測定点 10Bにおける組込型の重ね合わせず れ量 (R1 )と単体型の重ね合わせずれ量 (R2 )との差 ΔΤに基づいて TIS値 (T1
3ij 3ij ij ij
)を補正するため、その補正処理を簡単に行うことができる。
(変形例）
なお、上記した実施形態では、組込型の重ね合わせ検査装置 11と単体型の重ね 合わせ検査装置 12とで、各基板 10Aの測定点 10Bが同じである例（図 2)を説明した 力 本発明はこれに限定されない。組込型での全ての測定点 10Bを含むように、単 体型での測定点 10Bを組込型より多く設定する場合にも、本発明を適用できる。例え ば、組込型での測定点 10Bを図 2に示す〇印のポイントとする場合、単体型での測 定点 10Bを図 3に示す〇印のポイントに設定することが考えられる。図 3では、円形の 点線枠で囲った部分が新しく追加された測定点 10Bとなる。
[0062] また、上記した実施形態では、単体型の重ね合わせ検査装置 12が搬送容器 14か ら 1枚の基板 10Aを選択的に取り出して重ね合わせ検査を行う例で説明した力 本 発明はこれに限定されない。単体型の重ね合わせ検査装置 12での測定枚数を 2枚 以上とする場合にも本発明を適用できる。この場合、組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピの TIS値 (T1 )を補正する際に、同じ基板 10Aの同じ測定点 10Bどう しで 2種類の検査結果 (R1 と R2 )の差（ΔΤ )を求め、このような差（ΔΤ )の算出
nij nij nij nij を 2枚以上の各基板 10Aごとに行い、得られた差（ΔΤ )を異なる基板 10Aの同じ番 号 ijの測定点 10Bどうしで平均化し、その結果を上記の差 ΔΤ (式 (5)参照）として用 いればよい。
[0063] さらに、上記した実施形態では、組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピの TI S値 (T1 )が各基板 10Aごとに共通である例を説明した力 本発明はこれに限定さ れない。基板 10Aごとに異なる TIS値 (T1 )を用意してもよい。この場合、単体型の
nij
重ね合わせ検査装置 12でも、組込型の重ね合わせ検査装置 11と同様の全数検査 が必要となる。ただし、組込型の重ね合わせ検査装置 11が抜き取り検査を行う（例え ば 1枚おきに基板 10Aの重ね合わせ検査を行う）場合にも本発明を適用でき、その 場合には、組込型の重ね合わせ検査装置 11で検査対象となった基板 10Aの重ね 合わせ検査を単体型の重ね合わせ検査装置 12で行えばよ ヽ。
[0064] また、上記した実施形態では、組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピの TIS 値 (T1 )が各測定点 10Bごとに異なる例を説明したが、本発明はこれに限定されな い。組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピのモードに応じて、基板 10Aの各 測定点 10Bごとに共通の TIS値 (T1)を用意してもよい。この場合には、基板 10Aの 同じ測定点 10Bごとに 2種類の検査結果 (R1 と R2 )の差（ΔΤ )を求め、このような
nij nij ij
差（ΔΤ )の基板 10A内での平均値（ATave)を求め、この平均値により組込型の重 ね合わせ検査装置 11用のレシピの TIS値を補正すればよい（新 T1 =旧 T1 + Δ Tav e)。このような変形例では、組込型での測定点 10Bのうち少なくとも 1つを単体型での 測定点 10Bとすればよぐ単体型での測定点 10Bの数が組込型より少な 、こともあり 得る。
[0065] さらに、上記した実施形態では、組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピの TI S値 (T1 )を補正する際に、同じロット番号の 2種類の検査結果を比較したが、本発 明はこれに限定されない。単体型の重ね合わせ検査装置 12における過去の複数口 ットの検査結果力も測定点 10Bごとの平均値を求め、これを組込型の検査結果と比 較してもよい。また、過去の複数ロットの検査結果力 ロット間の変動を推定し、次の ロットの検査結果の推定値を求め、これを組込型の検査結果と比較してもよい。平均 値や推定値を用いることによって、変動の特異点のデータの影響を低減でき、より安 定した TIS値の補正が可能となる。
[0066] また、上記した実施形態では、組込型の重ね合わせ検査装置 11が算出した重ね 合わせずれ量 (S1 )と、単体型の重ね合わせ検査装置 12が算出した重ね合わせず
nij
れ量 (S2 )との比較により、 TIS値の補正を行う例を説明したが、本発明はこれに限 定されない。組込型の重ね合わせ検査装置 11と単体型の重ね合わせ検査装置 12と の各々で、露光装置 21の補正用データ (オフセット成分,スケーリング成分,ローテ一 シヨン成分など）を生成し、これらの比較により TIS値を補正してもよい。
[0067] さらに、上記した実施形態では、組込型の重ね合わせ検査装置 11から出力される 重ね合わせずれ量 (R1 )に基づいて、マシンコントローラ 23が露光装置 21の補正
nij
用データ (オフセット成分,スケーリング成分,ローテーション成分など）を生成する例を 説明したが、本発明はこれに限定されない。組込型の重ね合わせ検査装置 11が重 ね合わせずれ量 (R1 )に基づいて露光装置 21の補正用データを生成し、これをマ
nij
シンコントローラ 23に重ね合わせ検査の結果として出力する場合にも、本発明を適 用できる。
[0068] また、上記した実施形態では、組込型の重ね合わせ検査装置 11用のレシピに登録 された TIS値を単体型の重ね合わせ検査装置 12による検査結果との比較により補正 したが、本発明はこれに限定されない。 TIS値に限らず、フォーカスオフセットなどを 、単体型の重ね合わせ検査装置 12の検査結果との比較により補正する場合にも、本 発明を適用できる。本件では、これらの TIS値やフォーカスオフセットなど力 総じて「 重ね合わせ検査の条件」に対応する。
[0069] さらに、上記した実施形態では、単体型の重ね合わせ検査装置 12がデータベース 13内の 2種類の検査結果を比較して TIS値を補正する例で説明した力 本発明はこ れに限定されな ヽ。データベース 13に接続された他の演算装置がデータベース 13 内の 2種類の検査結果を比較して TIS値を補正する場合にも、本発明を適用できる。 また、上記した実施形態では、データベース 13をリソグラフィシステム 20と重ね合わ せ検査システム 10の外部に設置した力 本発明はこれに限定されない。組込型の重 ね合わせ検査装置 11や単体型の重ね合わせ検査装置 12の内部に設置された記憶 装置の少なくとも 1つを用い、その記憶装置にデータ (検査結果)を記憶させ、他の測 定検査装置からデータの読み書きが可能な構成としてもよ!ヽ。 2つの検査装置（11,1 2)が直接通信し、 2種類の検査結果を比較してもよい。
さらに、上記した実施形態では、組込型の重ね合わせ検査装置 11と単体型の重ね 合わせ検査装置 12とを 1台ずつ設けたが、 2つの検査装置（11, 12)のうち少なくとも 一方を複数台にしてもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 搬送容器カゝら取り出された基板が少なくとも露光工程と現像工程とを経て前記搬送 容器に回収されるまでの経路に組み込まれ、前記現像工程を経た後の前記基板に おけるレジストパターンと下地パターンとの重ね合わせ検査を所定の条件にしたがつ て行い、該重ね合わせ検査の結果を前記露光工程の補正用として出力する第 1検 查装置と、
前記経路の外に配置され、前記基板におけるレジストパターンと下地パターンとの 重ね合わせ検査を行う第 2検査装置と、
前記第 1検査装置による重ね合わせ検査の結果と前記第 2検査装置による重ね合 わせ検査の結果とを比較し、前記第 1検査装置による重ね合わせ検査の条件を補正 する条件補正手段とを備えた
ことを特徴とする重ね合わせ検査システム。
[2] 請求項 1に記載の重ね合わせ検査システムにお ヽて、
前記第 1検査装置は、当該第 1検査装置起因の誤差成分を予め記憶する記憶部と 、前記基板を所定方向に向けた状態で、該基板の測定点の画像を取り込む第 1取込 部と、前記画像に基づいて前記測定点での重ね合わせずれ量を算出する第 1算出 部と、該重ね合わせずれ量を前記記憶部に記憶されて!、る前記誤差成分により補正 する第 1補正部とを含み、
前記第 2検査装置は、前記基板を所定方向に向けた状態で、該基板の測定点の 第 1画像を取り込むと共に、前記基板を所定方向から 180度回転させた状態で、前 記測定点の第 2画像を取り込む第 2取込部と、前記第 1画像と前記第 2画像との双方 に基づいて当該第 2検査装置起因の誤差成分を算出する第 2算出部と、前記第 1画 像または前記第 2画像に基づいて前記測定点での重ね合わせずれ量を算出する第 3算出部と、該重ね合わせずれ量を前記第 2算出部により算出された前記誤差成分 により補正する第 2補正部とを含み、
前記条件補正手段は、前記第 1検査装置による重ね合わせ検査の結果と前記第 2 検査装置による重ね合わせ検査の結果とを比較し、前記第 1検査装置による重ね合 わせ検査の条件のうち、前記記憶部に記憶されて!、る前記誤差成分を補正する ことを特徴とする重ね合わせ検査システム。
[3] 請求項 2に記載の重ね合わせ検査システムにおいて、
前記第 1検査装置と前記第 2検査装置は、前記基板の 1つ以上の同じ測定点で、 それぞれ重ね合わせ検査を行 ヽ、
前記条件補正手段は、前記第 1検査装置による重ね合わせ検査の結果と前記第 2 検査装置による重ね合わせ検査の結果とを比較する際、前記第 1補正部で補正され た前記重ね合わせずれ量を前記第 1検査装置による重ね合わせ検査の結果とし、前 記第 2補正部で補正された前記重ね合わせずれ量を前記第 2検査装置による重ね 合わせ検査の結果とし、前記同じ測定点における 2つの前記補正された重ね合わせ ずれ量の差を求め、該差に基づ!、て前記記憶部に記憶されて!、る前記誤差成分を 補正する
ことを特徴とする重ね合わせ検査システム。
[4] 請求項 1から請求項 3の何れか 1項に記載の重ね合わせ検査システムにおいて、 前記第 1検査装置は、前記露光工程の前にレジストを塗布して前記露光工程の後 に前記レジストを現像する塗布/現像装置の中に組み込まれ、
前記第 2検査装置は、前記塗布/現像装置の外に配置される
ことを特徴とする重ね合わせ検査システム。
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