WO2019043780A1 - データ解析装置、半導体製造システム、データ解析方法、及び半導体製造方法 - Google Patents

データ解析装置、半導体製造システム、データ解析方法、及び半導体製造方法 Download PDF

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Abstract

本開示によるデータ解析装置は、光源装置と、光源装置から出力されたパルス光によってウエハに対して露光を行う露光装置と、露光装置によって露光されたウエハの検査を行うウエハ検査装置とを含む複数の装置のそれぞれから、各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得するデータ収集部と、データ収集部によって複数の装置から収集された複数のパラメータ毎のデータのそれぞれを、ウエハについて、ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、複数の装置のパラメータ毎の複数のマップ化画像を生成する画像生成部と、ウエハについて、複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、複数の装置の複数のパラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求める相関演算部とを備える。

Description

データ解析装置、半導体製造システム、データ解析方法、及び半導体製造方法
　本開示は、データ解析装置、半導体製造システム、データ解析方法、及び半導体製造方法に関する。
　近年、半導体露光装置（以下、「露光装置」という）においては、半導体集積回路の微細化および高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。一般的に、露光用光源には、従来の水銀ランプに代わってガスレーザ装置が用いられる。例えば、露光用のガスレーザ装置としては、波長２４８ｎｍの紫外線のレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長１９３ｎｍの紫外線のレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
　次世代の露光技術としては、露光装置側の露光用レンズとウエハとの間が液体で満たされる液浸露光が実用化されている。この液浸露光では、露光用レンズとウエハとの間の屈折率が変化するため、露光用光源の見かけの波長が短波長化する。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として液侵露光が行われた場合、ウエハには水中における波長１３４ｎｍの紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光（又はＡｒＦ液浸リソグラフィー）という。
　ＫｒＦエキシマレーザ装置およびＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振幅は、約３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロン、グレーティング等）を有する狭帯域化モジュール（Line Narrow Module：LNM）が設けられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
国際公開第２０１４／３０６４５号 特開２０１３－１７４５７５号公報 特開２００４－２８１４６１号公報 国際公開第２０１７／６８６１９号
概要
　本開示のデータ解析装置は、光源装置と、光源装置から出力されたパルス光によってウエハに対して露光を行う露光装置と、露光装置によって露光されたウエハの検査を行うウエハ検査装置とを含む複数の装置のそれぞれから、各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得するデータ収集部と、データ収集部によって複数の装置から収集された複数のパラメータ毎のデータのそれぞれを、ウエハについて、ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、複数の装置のパラメータ毎の複数のマップ化画像を生成する画像生成部と、ウエハについて、複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、複数の装置の複数のパラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求める相関演算部とを備える。
　本開示の半導体製造システムは、光源装置と、光源装置から出力されたパルス光によってウエハに対して露光を行う露光装置と、露光装置によって露光されたウエハの検査を行うウエハ検査装置とを含む複数の装置と、複数の装置のそれぞれから、各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得するデータ収集部と、データ収集部によって複数の装置から収集された複数のパラメータ毎のデータのそれぞれを、ウエハについて、ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、複数の装置のパラメータ毎の複数のマップ化画像を生成する画像生成部と、ウエハについて、複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、複数の装置の複数のパラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求める相関演算部と、パラメータ同士の相関値に基づいて、複数の装置のうち、少なくとも１つの装置の制御に関するパラメータを変更する制御部とを備える。
　本開示のデータ解析方法は、光源装置と、光源装置から出力されたパルス光によってウエハに対して露光を行う露光装置と、露光装置によって露光されたウエハの検査を行うウエハ検査装置とを含む複数の装置のそれぞれから、各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得することと、複数の装置から取得された複数のパラメータ毎のデータのそれぞれを、ウエハについて、ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、複数の装置のパラメータ毎の複数のマップ化画像を生成することと、ウエハについて、複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、複数の装置の複数のパラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求めることとを含む。
　本開示の半導体製造方法は、光源装置と、光源装置から出力されたパルス光によってウエハに対して露光を行う露光装置と、露光装置によって露光されたウエハの検査を行うウエハ検査装置とを含む複数の装置のそれぞれから、各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得することと、複数の装置から取得された複数のパラメータ毎のデータのそれぞれを、ウエハについて、ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、複数の装置のパラメータ毎の複数のマップ化画像を生成することと、ウエハについて、複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、複数の装置の複数のパラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求めることと、パラメータ同士の相関値に基づいて、複数の装置のうち、少なくとも１つの装置の制御に関するパラメータを変更することとを含む。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、比較例に係るレーザ装置、及びレーザ装置管理システムの一構成例を概略的に示す。 図２は、バースト運転によってレーザ装置が出力するパルスレーザ光の出力タイミングの一例を模式的に示す。 図３は、スキャン露光の概要を模式的に示す。 図４は、ウエハデータ収集制御部による端末装置の記憶部へのデータの書き込み制御の流れの一例を示すフローチャートである。 図５Ａは、端末装置の記憶部に格納されるデータの一例を概略的に示す。 図５Ｂは、端末装置の記憶部に格納されるデータの一例を概略的に示す。 図６は、実施形態１に係る半導体製造システムの一構成例を概略的に示す。 図７は、実施形態１に係るデータ解析装置の一構成例を概略的に示す。 図８は、実施形態１に係るデータ解析装置による解析処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図９は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０２の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。 図１０は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０３の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。 図１１は、マップ化画像の一例を概略的に示す。 図１２は、図１０に示したフローチャートのステップＳ２２１～Ｓ２２４における画像化処理の具体例を示すフローチャートである。 図１３は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０４の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。 図１４は、デジタル画像フィルタ処理をしたマップ化画像の一例を概略的に示す。 図１５は、レーザ装置のパラメータに基づいて生成されたデジタル画像フィルタ処理後のマップ化画像の一例を概略的に示す。 図１６は、露光装置のパラメータに基づいて生成されたデジタル画像フィルタ処理後のマップ化画像の一例を概略的に示す。 図１７は、ウエハ検査装置のパラメータに基づいて生成されたデジタル画像フィルタ処理後のマップ化画像の一例を概略的に示す。 図１８は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０５の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。 図１９は、マップ化画像の組み合わせの一例と、各組み合わせに対応する相関係数の一例とを概略的に示す。 図２０は、反転したマップ化画像の組み合わせの一例と、各組み合わせに対応する相関係数の一例とを概略的に示す。 図２１は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０６の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。 図２２は、パラメータに関する情報として出力される一覧表の一例を概略的に示す。 図２３は、パラメータに関する情報として出力されるマップ化画像と相関係数との一例を概略的に示す。 図２４は、図８に示したフローチャートの変形例として追加される処理の一例を示すフローチャートである。 図２５は、図２４の変形例の処理によって求められるマップ化画像の組み合わせの一例と、各組み合わせに対応する相関係数の一例とを概略的に示す。 図２６は、実施形態２に係る半導体製造システムの一構成例を概略的に示す。 図２７は、実施形態２に係るデータ解析装置による解析処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図２８は、図２７に示したフローチャートにおけるステップＳ２０８の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。 図２９は、スペクトル線幅Δλと形成パターン線幅Ｗとに関する回帰直線の一例を概略的に示す。
実施形態
＜内容＞
＜１．比較例＞（レーザ装置、及びレーザ装置管理システム）（図１～図５Ａ，図５Ｂ）
　１．１　構成
　１．２　動作
　１．３　課題
＜２．実施形態１＞（データ解析装置を含む半導体製造システム）（図６～図２５）
　２．１　構成
　２．２　動作
　２．３　作用・効果
　２．４　変形例
＜３．実施形態２＞（パラメータのフィードバック制御を行う機能を備えたデータ解析装置、及び半導体製造システム）（図２６～図２９）
　３．１　構成
　３．２　動作
　３．３　作用・効果
＜４．その他＞
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
　以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。
　なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
＜１．比較例＞（レーザ装置、及びレーザ装置管理システム）
［１．１　構成］
　図１は、比較例に係るレーザ装置、及びレーザ装置管理システムの一構成例を概略的に示している。
　なお、本明細書において、レーザ光の光路軸方向はＺ方向である。Ｚ方向に略直交する２つの方向は、Ｈ方向とＶ方向とであってもよい。Ｈ方向は、図１の紙面に略直交する方向である。また、以下の比較例及び実施形態では、露光装置４にパルス光を供給する装置としてレーザ装置１の例を示すが、この例に限定されない。露光装置４にパルス光を供給する装置が、例えば、極端紫外（ＥＵＶ）光を生成するＥＵＶ光源装置であってもよい。本明細書では、露光装置４にパルス光を供給する装置を光源装置と定義する。
　比較例に係るレーザ装置管理システムは、レーザ装置１と、端末装置１１１とを備える。端末装置１１１は、レーザ装置１のレーザメーカによって操作されるＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の端末である。端末装置１１１は、例えば、ネットワークを介してレーザ装置１を含む複数の装置に接続されたサーバであってもよい。
　レーザ装置１は、パルス光としてパルスレーザ光Ｌｐを出力する光源装置である。レーザ装置１は、レーザ発振を行い、露光装置４に向けてパルスレーザ光Ｌｐを出力するレーザ出力部を備える。レーザ出力部は、レーザガスが供給されるレーザチャンバ２０と、狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）１０と、ＯＣ（出力結合器：outcoupler）としての出力結合ミラー３５とを含む。
　露光装置４は、ウエハ露光を行う装置である。ウエハ露光は、スキャン露光を行うことを含む。「スキャン露光」とは、パルスレーザ光Ｌｐをスキャンさせながらウエハの露光領域を露光する方法のことである。
　レーザ装置１は、露光装置４におけるウエハ露光に合わせてバースト運転がなされる。「バースト運転」とは、スキャン露光に合わせて狭帯域化したパルスレーザ光Ｌｐを連続して発振するバースト期間と、発振休止する発振休止期間とを交互に繰り返す運転のことである。
　ここで、レーザ装置管理システムの構成を説明するのに先だって、バースト運転、及びウエハ露光の概要を説明する。図２は、バースト運転によってレーザ装置１が出力するパルスレーザ光Ｌｐの出力タイミングの一例を模式的に示している。図３は、スキャン露光の概要を模式的に示している。
　図２において、１つの縦の線はパルスレーザ光Ｌｐの１パルス分を示している。図２に示すように、レーザ装置１は、最初に調整発振を行い、所定期間の間隔を空けた後、１枚目のウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃１）のためのバースト運転を行う。調整発振は、ウエハにはパルスレーザ光Ｌｐを照射しないものの、調整用のパルスレーザ光Ｌｐを出力する発振を行うことである。パルスレーザ光Ｌｐは、例えば数百～数ｋＨｚ程度の所定の周波数で出力される。ウエハ露光時には、バースト期間と発振休止期間とを繰り返すバースト運転を行うのが一般的である。調整発振においても、バースト運転が行われる。図２において、パルスが密集している区間は、所定期間連続してパルスレーザ光Ｌｐを出力するバースト期間である。また、図２において、パルスが存在していない区間は、発振休止期間であってもよい。なお、調整発振では、パルスの各連続出力期間の長さは一定である必要はなく、調整のため、各連続出力期間の長さを異ならせて連続出力動作を行うようにしてもよい。
　調整発振を行った後、比較的大きな間隔時間を空けて、露光装置４において１枚目のウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃１）が行われる。ウエハ露光は、図３に示すように、ウエハを複数の所定の露光領域に分割して、ウエハ露光の開始（Ｗａｆｅｒ　ＳＴＡＲＴ）と終了（Ｗａｆｅｒ　ＥＮＤ）との間の期間に、各露光領域をスキャン露光することにより行われる。すなわち、ウエハ露光では、ウエハの第１の所定の露光領域を１回目のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃１）で露光し、次いで、第２の所定の露光領域を２回目のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃２）で露光するというステップを繰り返す。１回のスキャン露光中は、複数のパルスレーザ光Ｌｐ（Ｐｕｌｓｅ＃１，Ｐｕｌｓｅ＃２，…）が連続的にレーザ装置１から出力され得る。第１の所定の露光領域のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃１）が終了したら、所定間隔を空けて第２の所定の露光領域のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃２）が行われる。このスキャン露光を順次、繰り返し、１枚目のウエハの全露光領域をスキャン露光し終えたら、再度、調整発振を行った後、２枚目のウエハのウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃２）が行われる。
　レーザ装置管理システムは、以上のようなウエハ露光を行う際のレーザ装置１における各種のデータを収集して管理するシステムである。
　図１に戻り、再び、レーザ装置管理システムの構成を説明する。
　レーザ装置１は、レーザ制御部２と、ウエハデータ収集制御部３と、エネルギ制御部６と、スペクトル制御部７と、ビーム計測制御部８と、ガス制御部９とを、さらに含む。レーザ装置１は、モニタモジュール（ＭＭ）３０と、ビーム計測器（ＢＰＭ）４０と、スペクトル可変部６０と、充電器９０と、レーザガス供給装置９１と、レーザガス排気装置９２とを、さらに含む。
　レーザチャンバ２０は、ウインドウ２１，２２と、１対の放電電極２３，２４と、電気絶縁部材２５と、クロスフローファン（ＣＦＦ）２６と、モータ２７と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）２８とを含む。
　電気絶縁部材２５は、例えばアルミナセラミックスであってもよい。パルスパワーモジュール２８は、スイッチ２９を含み、電気絶縁部材２５の図示しないフィードフルーを介して、放電電極２３と接続される。放電電極２４は、接地されたレーザチャンバ２０と接続される。
　狭帯域化モジュール１０と出力結合ミラー３５は光共振器を構成する。この共振器の光路上に１対の放電電極２３，２４の放電領域が配置されるように、レーザチャンバ２０が配置される。出力結合ミラー３５には、レーザチャンバ２０内で発生したレーザ光の一部を反射し、一部を透過する多層膜がコートされている。
　狭帯域化モジュール１０は、グレーティング１１と、プリズム１２と、プリズム１２を回転させる回転ステージ１４とを含む。
　プリズム１２は、レーザチャンバ２０から出力されたレーザ光のビームがプリズム１２でビーム拡大されてグレーティング１１に所定の角度で入射するように配置される。
　回転ステージ１４は、プリズム１２が回転した時に、グレーティング１１へのビームの入射角度が変化するように配置される。グレーティング１１は、ビームの入射角度と回折角度とが同じ角度となるようにリトロー配置される。
　充電器９０とパルスパワーモジュール２８は、図示しないパルスパワーモジュール２８の容量Ｃ０の充電コンデンサを充電するように互いに電気的に接続される。充電器９０は、充電電圧Ｖを示す充電電圧データＤｖをエネルギ制御部６から受信する。
　レーザ制御部２には、露光装置４の露光装置制御部５から発光トリガ信号Ｓｔｒが入力される。エネルギ制御部６には、レーザ制御部２を介して発光トリガ信号Ｓｔｒが入力される。エネルギ制御部６とパルスパワーモジュール２８は、発光トリガ信号Ｓｔｒに同期して、スイッチ２９がオン／オフされるように電気的に接続される。
　モニタモジュール３０は、ビームスプリッタ３１，３２と、パルスエネルギ計測器３３と、スペクトル計測器３４とを含む。
　ビームスプリッタ３１は、出力結合ミラー３５から出力されたパルスレーザ光Ｌｐの光路上に配置される。ビームスプリッタ３２は、ビームスプリッタ３１で反射されたパルスレーザ光Ｌｐの光路上に配置される。ビームスプリッタ３２は、反射光がパルスエネルギ計測器３３に入射し、透過光がスペクトル計測器３４に入射するように配置される。
　パルスエネルギ計測器３３は、図示しない集光レンズと光センサとを含む。光センサは紫外光に耐性がある高速のフォトダイオードであってもよい。
　スペクトル計測器３４は、図示しないエタロンを含む分光器であってもよい。スペクトル計測器３４は、例えば、図示しないモニタエタロンと、集光レンズと、モニタエタロンを透過し、集光レンズによって焦点面上に生成された干渉縞を計測するイメージセンサとを含むモニタエタロン分光器であってもよい。
　ビーム計測器４０は、偏光計測器４１と、ビームポインティング計測器４２と、ビームプロファイル計測器４３と、ビームスプリッタ４４とを含む。ビームスプリッタ４４は、出力結合ミラー３５から出力されたパルスレーザ光Ｌｐの光路上に配置される。
　ビーム計測制御部８は、ビーム計測器４０で計測された画像データに基づいてビーム計測関連データＤｂを計算する。ビーム計測制御部８とレーザ制御部２との間、及びビーム計測制御部８とレーザ制御部２との間には、ビーム計測関連データＤｂをレーザ制御部２とウエハデータ収集制御部３とに送信する信号ラインが設けられている。
　スペクトル制御部７と狭帯域化モジュール１０の回転ステージ１４との間には、回転ステージ１４の回転ステージ角度θを制御するためのステージ角度制御信号Ｓθを、回転ステージ１４に送信する信号ラインが設けられている。回転ステージ１４の回転ステージ角度θは、スペクトル計測器３４で検出された波長λに基づいて制御される。
　また、スペクトル制御部７とレーザ制御部２との間、及びスペクトル制御部７とウエハデータ収集制御部３との間には、スペクトル計測器３４による計測結果に基づくスペクトル制御関連データＤλｃをレーザ制御部２とウエハデータ収集制御部３とに送信する信号ラインが設けられている。
　スペクトル可変部６０は、レーザチャンバ２０と出力結合ミラー３５との間の光路上に配置される。スペクトル可変部６０は、シリンドリカル凹レンズ６１と、シリンドリカル凸レンズ６２と、リニアステージ６３とを含む。スペクトル可変部６０の変形例として、レーザチャンバ２０から最も遠い位置にあるシリンドリカル凸レンズ６２の一方の面が平面であって、この平面に部分反射膜がコートされ、出力結合ミラーの機能も兼用する構成であってもよい。この場合は、出力結合ミラー３５は配置しない。
　シリンドリカル凹レンズ６１とシリンドリカル凸レンズ６２は、レーザチャンバ２０と出力結合ミラー３５との間の光路上に配置される。シリンドリカル凹レンズ６１とシリンドリカル凸レンズ６２とのレンズ間隔は、リニアステージ６３によって変更する。
　スペクトル制御部７とリニアステージ６３との間には、リニアステージ６３のステージ位置Ｘを制御するためのステージ位置制御信号をスペクトル制御部７からリニアステージ６３に送信する信号ラインが設けられる。
　エネルギ制御部６と充電器９０との間には、充電電圧Ｖを示す充電電圧データＤｖをエネルギ制御部６から充電器９０に送信する信号ラインが設けられている。充電電圧Ｖは、パルスエネルギ計測器３３によって計測されたパルスエネルギＥに基づいて制御される。充電電圧Ｖは、パルスパワーモジュール２８の図示しない充電コンデンサを充電する電圧である。
　エネルギ制御部６とレーザ制御部２との間、及びエネルギ制御部６とウエハデータ収集制御部３との間には、パルスエネルギ計測器３３による計測結果に基づくエネルギ制御関連データＤｅｇをレーザ制御部２とウエハデータ収集制御部３とに送信する信号ラインが設けられている。
　ガス制御部９とレーザ制御部２との間には、ガス制御関連データＤｇｓをレーザ制御部２に送信する信号ラインが設けられている。
　レーザガス供給装置９１は、ガス制御部９からの制御信号に基づいて、レーザガスとして、バッファガスと、フッ素を含むガスとをそれぞれ、レーザチャンバ２０内に供給できるように構成されている。バッファガスは、Ａｒ＋Ｎｅ混合ガスである。フッ素を含むガスは、Ａｒ＋Ｎｅ＋Ｆ2混合ガスである。レーザガス供給装置９１は、バッファガスとしてのＡｒ＋Ｎｅ混合ガスを供給するガスボンベ９３と、フッ素を含むガスとしてのＡｒ＋Ｎｅ＋Ｆ2混合ガスを供給するガスボンベ９４とに接続される。レーザガス供給装置９１は、ガスボンベ９３からのＡｒ＋Ｎｅ混合ガスの供給を制御するバルブと、ガスボンベ９４からのＡｒ＋Ｎｅ＋Ｆ2混合ガスの供給を制御するバルブとを含む。
　レーザガス排気装置９２は、ガス制御部９からの制御信号によってレーザチャンバ２０内のレーザガスを排気できるように構成されている。レーザガス排気装置９２は、排気を制御するバルブと、排気ポンプと、排気ガス中のＦ2ガスをトラップするハロゲンフィルタとを含む。
　ウエハデータ収集制御部３は、記憶部５２を含む。記憶部５２には、ウエハ毎データＤｗａ、スキャン毎データＤｓｃ、及びパルス毎データＤｐｕが格納される。記憶部５２に格納されたウエハ毎データＤｗａ、スキャン毎データＤｓｃ、及びパルス毎データＤｐｕは、端末装置１１１から参照可能である。
　レーザ制御部２は、記憶部５１を含む。記憶部５１には、各種データと各種パラメータのデータとが格納される。
　レーザ制御部２とガス制御部９との間には、ガス制御を行うためのガス制御パラメータＰｇｓをガス制御部９に送信する信号ラインが設けられている。
　レーザ制御部２とエネルギ制御部６との間には、エネルギ制御を行うための目標パルスエネルギＥｔのデータをエネルギ制御部６に送信する信号ラインが設けられている。また、レーザ制御部２とエネルギ制御部６との間には、発光トリガ信号Ｓｔｒをエネルギ制御部６に送信する信号ラインが設けられている。
　レーザ制御部２とスペクトル制御部７との間には、スペクトル制御を行うための目標波長λｔのデータと目標スペクトル線幅Δλｔのデータとをスペクトル制御部７に送信する信号ラインが設けられている。
　レーザ制御部２とビーム計測器４０との間には、発光トリガ信号Ｓｔｒをビーム計測器４０に送信する信号ラインが設けられている。
　レーザ制御部２とレーザチャンバ２０のモータ２７との間には、クロスフローファン２６の回転数ωを制御するための回転数データＤωをモータ２７に送信する信号ラインが設けられている。
　露光装置制御部５とレーザ制御部２との間には、各種目標データＤｔをレーザ制御部２に送信する信号ラインが設けられている。各種目標データＤｔには、目標パルスエネルギＥｔと目標波長λｔと目標スペクトル線幅Δλｔとが含まれている。
（データ管理）
　レーザ制御部２は、各種データを、定期的、例えば一定時間周期、又は一定ショット数毎に記憶部５１に保存する。各種データは、例えば、エネルギ制御関連データＤｅｇ、スペクトル制御関連データＤλｃ、ガス制御関連データＤｇｓ、及びビーム計測関連データＤｂを少なくとも１つ、含む。
　ウエハデータ収集制御部３は、図２に示すような露光パターンの発光トリガ信号Ｓｔｒを受信して、トリガ時間間隔を計測することによって、露光装置４におけるウエハ露光関連情報を認識可能な構成である。ウエハ露光関連情報は、ウエハ識別情報としてのウエハ番号♯ｗと、スキャン識別情報としてのスキャン番号♯ｓと、パルス識別情報としてのパルス番号♯ｐとを含む。
　ウエハデータ収集制御部３は、上記した各種データを、上記したウエハ露光関連情報に関連付けるような計算処理をして、記憶部５２に保存可能な構成である。
　記憶部５２に保存されたデータは、ウエハ毎データＤｗａ、スキャン毎データＤｓｃ、及びパルス毎データＤｐｕとして、端末装置１１１から参照可能な構成である。
　ウエハ毎データＤｗａ、スキャン毎データＤｓｃ、及びパルス毎データＤｐｕは、互いに対応付けられた、露光装置４におけるウエハ露光関連情報とレーザ装置１におけるレーザ制御関連情報とを含む。ウエハ露光関連情報は、ウエハ識別情報としてのウエハ番号♯ｗと、スキャン識別情報としてのスキャン番号♯ｓと、パルス識別情報としてのパルス番号♯ｐとを含む。ウエハ露光関連情報に対応付けられるレーザ制御関連情報のデータは、例えば、エネルギ制御関連データＤｅｇ、スペクトル制御関連データＤλｃ、ガス制御関連データＤｇｓ、及びビーム計測関連データＤｂ等の各種制御関連データを少なくとも１つ、含む。
　記憶部５２は、ウエハ毎データＤｗａ、スキャン毎データＤｓｃ、及びパルス毎データＤｐｕを一時的に記憶する。ウエハ毎データＤｗａは、ウエハ露光を行う際のウエハ単位のデータである。スキャン毎データＤｓｃは、スキャン露光を行う際のスキャン単位のデータである。パルス毎データＤｐｕは、スキャン露光を行う際の各パルスレーザ光単位のデータである。記憶部５２におけるデータ保存期間は、あらかじめ決められたデフォルトの所定の期間である。
　また、記憶部５２におけるデータ保存期間は、端末装置１１１から設定、変更可能であってもよい。端末装置１１１とウエハデータ収集制御部３との間には、記憶部５２におけるデータ保存期間の設定等の設定信号をウエハデータ収集制御部３に送信する信号ラインが設けられている。
　露光装置制御部５とレーザ制御部２との間には、ウエハ番号♯ｗと、スキャン番号♯ｓと、パルス番号♯ｐとを含むウエハ露光関連情報のデータをレーザ制御部２に送信する信号ラインが設けられている。レーザ制御部２とウエハデータ収集制御部３との間には、ウエハ露光関連情報をレーザ制御部２を介してウエハデータ収集制御部３が受信するための信号ラインが設けられている。
　ガス制御部９とウエハデータ収集制御部３との間には、ガス制御関連データＤｇｓをウエハデータ収集制御部３に送信する信号ラインが設けられている。
［１．２　動作］
　図４は、ウエハデータ収集制御部３による端末装置１１１の記憶部へのデータの書き込み制御の流れの一例を示すフローチャートである。図５Ａ、及び図５Ｂは、端末装置１１１の記憶部に格納されるデータの一例を概略的に示している。
　ウエハデータ収集制御部３は、図２に示したようなウエハ露光毎のバースト期間の先頭を検出する。バースト期間の先頭の検出は、スキャンの先頭を検出したか否かを判定することによって行う（ステップＳ１０１）。例えば、ウエハデータ収集制御部３は、レーザ制御部２を介して露光装置制御部５から最初のスキャン番号（Ｓｃａｎ＃１）を受信することによってスキャンの先頭を検出してもよい。また、ウエハデータ収集制御部３は、発振休止期間を計測して、所定期間以上、例えば０．１ｓ以上の発振休止期間後の先頭パルスを検出することによって、バースト期間の先頭を検出してもよい。
　ウエハデータ収集制御部３は、スキャンの先頭を検出していないと判定した場合（ステップＳ１０１；Ｎ）には、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
　一方、スキャンの先頭を検出したと判定した場合（ステップＳ１０１；Ｙ）には、ウエハデータ収集制御部３は、次に、レーザ制御部２を介して露光装置制御部５から受信したウエハ番号♯ｗと、スキャン番号♯ｓと、パルス番号♯ｐとの読み込みを行う（ステップＳ１０２）。
　次に、ウエハデータ収集制御部３は、ステップＳ１０３～Ｓ１０６の処理を、少なくとも１つ行う。ウエハデータ収集制御部３は、ステップＳ１０３の処理として、ビーム計測関連データＤｂの収集と解析を行う。ウエハデータ収集制御部３は、ステップＳ１０４の処理として、エネルギ制御関連データＤｅｇの収集と解析を行う。ウエハデータ収集制御部３は、ステップＳ１０５の処理として、スペクトル制御関連データＤλｃの収集と解析を行う。ウエハデータ収集制御部３は、ステップＳ１０６の処理として、ガス制御関連データＤｇｓの収集と解析を行う。
　次に、ウエハデータ収集制御部３は、バースト期間の終了を検出する。バースト期間の終了の検出は、スキャンの終了を検出したか否かを判定することによって行う（ステップＳ１０７）。例えば、ウエハデータ収集制御部３は、露光装置制御部５から有効なスキャン番号が送信されなくなった場合にスキャンの終了を検出してもよい。また、ウエハデータ収集制御部３は、発振休止期間を計測して、所定期間以上、例えば０．１ｓ以上の発振休止期間を検出することによって、バースト期間の終了を検出してもよい。
　ウエハデータ収集制御部３は、スキャンの終了を検出していないと判定した場合（ステップＳ１０７；Ｎ）には、ステップＳ１０７の処理を繰り返す。
　一方、スキャンの終了を検出したと判定した場合（ステップＳ１０７；Ｙ）には、ウエハデータ収集制御部３は、収集、解析したデータを、端末装置１１１の記憶部に書き込む（ステップＳ１０８）。ウエハデータ収集制御部３が収集、解析したデータには、ウエハ番号♯ｗと、スキャン番号♯ｓと、パルス番号♯ｐとが含まれる。ウエハデータ収集制御部３が収集、解析したデータには、パルス毎の、ビーム計測関連データＤｂ、エネルギ制御関連データＤｅｇ、スペクトル制御関連データＤλｃ、及びガス制御関連データＤｇｓが含まれている。ここで、図５Ａ、及び図５Ｂに、端末装置１１１の記憶部に書き込まれたデータの一例を示す。図５Ａ、及び図５Ｂに示すように、例えば、ビーム計測関連データＤｂ、エネルギ制御関連データＤｅｇ、スペクトル制御関連データＤλｃ、及びガス制御関連データＤｇｓが、ウエハ番号♯ｗとスキャン番号♯ｓとパルス番号♯ｐとに関連付けられて、端末装置１１１の記憶部に書き込まれる。
　次に、ウエハデータ収集制御部３は、データの収集を中止するか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ウエハデータ収集制御部３は、データの収集を中止しないと判定した場合（ステップＳ１０９；Ｎ）には、ステップＳ１０１の処理に戻る。一方、データの収集を中止すると判定した場合（ステップＳ１０９；Ｙ）には、ウエハデータ収集制御部３は、データの収集の処理を終了する。
（その他）
　図１の構成例では、ＡｒＦエキシマレーザの例を示したが、この例に限定されることなく、例えば、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ等のエキシマレーザにも適用してもよい。レーザガスは、レアガス＋バッファガスの混合ガスと、レアガス＋バッファガス＋ハロゲンガスの混合ガスをレーザチャンバ２０内に所定量入れることによって、レーザガスを生成してもよい。
　また、図１の構成例では、シングルチャンバ方式の例を示したが、この例に限定されることなく、例えば、出力結合ミラー３５とモニタモジュール３０との間の光路上に、もう１台のレーザチャンバと光共振器とを配置した増幅器を含むレーザ装置であってもよい。
［１．３　課題］
　上記したレーザ装置管理システムは、管理されるデータのパラメータがレーザ装置１に関するパラメータであるが、半導体製造を行うシステム全体としては、レーザ装置１の他にも、露光装置４やウエハの検査装置等、複数の製造装置が存在する。半導体製造における露光プロセスにおいては、品質の向上、精度の追求が永遠の課題である。品質向上を行うためには、製造装置から得られるあらゆるデータを収集、分析し、製造プロセスへフィードバックすることを繰り返すことが必要である。レーザ装置１においても発光時にばらつきがあるが、これまでウエハ検査装置や露光装置４のようにウェハ単位でのデータ解析が十分に行えていなかった。このため、レーザ装置１において、ウエハ単位でのデータ解析を行えるようにしても、データの種類が多いため、発光時のどのばらつきが露光性能や最終的なウエハ品質に影響を与えるのかを判断するのが困難である。すなわち、半導体製造を行うシステム全体として、ウエハの品質の向上、及び製造精度の追求を行うための諸条件を効率的に把握しきれていない。
＜２．実施形態１＞（データ解析装置を含む半導体製造システム）
　次に、本開示の実施形態１に係るレーザ装置、及びレーザ装置管理システムについて説明する。なお、以下では上記比較例に係るレーザ装置１、及びレーザ装置管理システムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
［２．１　構成］
　図６は、実施形態１に係る半導体製造システムの一構成例を概略的に示している。
　半導体製造システムは、半導体製造を行うための複数の装置と、複数の装置のそれぞれから、各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを、ウエハ毎、及びスキャン毎に取得して解析するデータ解析装置２００とを備えている。データ解析装置２００は、パーソナルコンピュータ等の端末であってもよい。
　半導体製造を行うための複数の装置は、レーザ装置１と、露光装置４と、ウエハ検査装置２０１と、その他の製造装置２０２とを含んでいる。
　レーザ装置１の構成、及び動作は、端末装置１１１に対する構成、及び動作を除き、上記比較例と略同様である。レーザ装置１における解析対象のパラメータ毎のデータは、レーザ関連データＤｌａである。レーザ関連データＤｌａには、例えば図５Ａ、及び図５Ｂに示したウエハ毎、スキャン毎の、ビーム計測関連データＤｂ、エネルギ制御関連データＤｅｇ、スペクトル制御関連データＤλｃ、及びガス制御関連データＤｇｓが含まれている。ビーム計測関連データＤｂは、パルスレーザ光Ｌｐのビーム特性に関するデータであって、例えばビーム幅、及びビーム位置のデータを含んでいてもよい。エネルギ制御関連データＤｅｇは、パルスレーザ光ＬｐのパルスエネルギＥに関するデータである。スペクトル制御関連データＤλｃは、パルスレーザ光Ｌｐのスペクトルに関するデータであって、例えば、波長λ、及びスペクトル線幅Δλのデータを含んでいてもよい。
　露光装置４は、レーザ装置１から出力されたパルスレーザ光Ｌｐによってウエハに対して露光を行う装置である。露光装置４における解析対象のパラメータ毎のデータは、露光条件データＤｅｘｐである。露光条件データＤｅｘｐには、例えば、ウエハ毎、スキャン毎の、目標パルスエネルギＥｔ、目標波長λｔ、目標スペクトル線幅Δλｔ、露光装置４で計測されたパルスエネルギＰｅｘ、ウエハのＺ方向のフォーカス位置、及びウエハ面の高さ位置のデータが含まれていてもよい。
　ウエハ検査装置２０１は、露光装置４によって露光されたウエハの検査を行う装置である。ウエハ検査装置２０１は、ウエハの表面にレーザ光を照射して散乱光強度信号の検出変動結果に基づいて、ウェハ面上におけるパターン線幅変動をウエハ毎、スキャン毎に検出する装置であってもよい。また、ウエハ検査装置２０１は、例えば、ウエハの表面の高さや、ウエハ上にある欠陥を計測する装置であって、欠陥の発生した場所や大きさをウエハ毎、スキャン毎に計測する装置であってもよい。ウエハ検査装置２０１における解析対象のパラメータ毎のデータは、検査データＤｍｅである。検査データＤｍｅは、ウエハ検査装置２０１における計測結果のデータとして、ウエハの形状に関するデータと、ウエハの欠陥に関するデータとを含んでいてもよい。ウエハの形状に関するデータは、例えば、ウエハの表面の高さのデータを含んでいてもよい。ウエハの欠陥に関するデータは、例えば、欠陥数、及びパターン線幅のデータを含んでいてもよい。
　その他の製造装置２０２は、例えば、ウエハにレジストをコーティングする装置や、薄膜を形成するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置であってもよい。その他の製造装置２０２における解析対象のパラメータ毎のデータは、製造データＤｍａである。製造データＤｍａには、その他の製造装置２０２において計測された、ウエハ毎、スキャン毎の、レジストの厚みや薄膜の厚みのデータが含まれていてもよい。
　図７は、実施形態１に係るデータ解析装置２００の一構成例を概略的に示している。
　データ解析装置２００は、データ収集部２１１と、画像生成部２１２と、フィルタ処理部２１３と、相関演算部２１４と、表示部２１５と、解析制御部２１６と、記憶部２１７とを備えている。
　データ収集部２１１は、レーザ装置１と、露光装置４と、ウエハ検査装置２０１と、その他の製造装置２０２とを含む複数の装置のそれぞれから、各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得する。
　データ収集部２１１がレーザ装置１から取得するデータは、上述のレーザ関連データＤｌａである。データ収集部２１１が露光装置４から取得するデータは、上述の露光条件データＤｅｘｐである。データ収集部２１１がウエハ検査装置２０１から取得するデータは、上述の検査データＤｍｅである。データ収集部２１１がその他の製造装置２０２から取得するデータは、上述の製造データＤｍａである。
　画像生成部２１２は、データ収集部によって複数の装置から収集された複数のパラメータ毎のデータのそれぞれを、ウエハについて、ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、複数の装置のパラメータ毎の複数のマップ化画像を生成する。
　ここで、所定のエリアは、露光装置４による１回のスキャン露光が行われるエリアである。また、所定のエリアは、スキャン露光が行われるエリアをさらに分割して細分化されたエリアであってもよい。
　画像生成部２１２は、データの違いを濃淡で表したマップ化画像を生成する。この場合において、画像生成部２１２は、各パラメータの目標値を濃淡の中央値にするようにしてもよい。
　相関演算部２１４は、ウエハについて、複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、複数の装置の複数のパラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求める。この場合において、相関演算部２１４は、複数の装置のうち、異なる装置間のパラメータ同士の相関値を求めるようにしてもよい。
　相関演算部２１４は、少なくとも、最も高い相関値が導出された１組のパラメータに関する情報を出力するようにしてもよい。
　相関演算部２１４は、相関値が高い順に、複数の組のパラメータに関する情報を出力するようにしてもよい。
　表示部２１５は、相関演算部２１４から出力されたパラメータ同士の情報を表示する。表示部２１５は、例えば、パラメータ同士の相関値とマップ化画像とを表示するようにしてもよい。
　フィルタ処理部２１３は、画像生成部２１２によって生成されたマップ化画像に対してデジタル画像フィルタ処理を行う。フィルタ処理部２１３は、デジタル画像フィルタとして、例えばメディアンフィルタや平均化フィルタを用いてもよい。
　記憶部２１７は、例えば、フィルタ処理部２１３によるデジタル画像フィルタ処理後のマップ化画像を記憶する複数の記憶部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含む。
［２．２　動作］
　図８は、実施形態１に係るデータ解析装置２００による解析処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　まず、データ解析装置２００は、ウエハの露光が終了したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。データ解析装置２００は、露光が終了していないと判定した場合（ステップＳ２０１；Ｎ）には、ステップＳ２０の処理を繰り返す。
　一方、露光が終了したと判定した場合（ステップＳ２０１；Ｙ）には、データ解析装置２００は、次に、データ収集部２１１において各装置からウエハ毎、スキャン毎のデータの収集を行う（ステップＳ２０２）。
　次に、データ解析装置２００は、画像生成部２１２において、各装置から得られた各々のパラメータのデータをウエハ状に描き画像化する（ステップＳ２０３）。これにより、画像生成部２１２において、マップ化画像を生成する。
　次に、データ解析装置２００は、フィルタ処理部２１３において、各マップ化画像に対して、デジタル画像フィルタ処理を行う（ステップＳ２０４）。
　次に、データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、異なる装置間におけるフィルタ処理後のマップ化画像同士をパターンマッチングし、相関値を求める（ステップＳ２０５）。相関値は、例えば相関の度合いを示す％表示の相関係数であってもよい。
　次に、データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、複数の組のパラメータに関する情報を、相関値が高い順に並べて出力し（ステップＳ２０６）、処理を終了する。出力する先は表示部２１５である。具体的には、データ解析装置２００は、例えば、後述の図２２及び図２３に示すように、複数の組のパラメータに関する情報を、表示部２１５に表示する。
　図９は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０２の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。
　まず、データ解析装置２００は、データ収集部２１１において、レーザ装置１からウエハ毎、スキャン毎のレーザ関連データＤｌａの収集を行う（ステップＳ２１１）。
　次に、データ解析装置２００は、データ収集部２１１において、露光装置４からウエハ毎、スキャン毎の露光条件データＤｅｘｐの収集を行う（ステップＳ２１２）。
　次に、データ解析装置２００は、データ収集部２１１において、ウエハ検査装置２０１からウエハ毎、スキャン毎の検査データＤｍｅの収集を行う（ステップＳ２１３）。
　次に、データ解析装置２００は、データ収集部２１１において、その他の製造装置２０２からウエハ毎、スキャン毎の製造データＤｍａの収集を行う（ステップＳ２１４）。その後、ステップＳ２０２の処理を終了して、図８のメインルーチンに戻り、データ解析装置２００は、図８のステップＳ２０３の処理を行う。

その後、ステップＳ２０２の処理を終了して、メインルーチンに戻りその後、データ解析装置２００は、図８のステップＳ２０３の処理を行うってもよい。
　図１０は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０３の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。
　まず、データ解析装置２００は、画像生成部２１２において、レーザ装置１からのｎａ個のパラメータのレーザ関連データＤｌａをそれぞれ、ウエハ状に描き画像化し、各マップ化画像を、画像Ａｂ1，画像Ａｂ2，・・・，画像Ａｂnaとして記憶部２１７に記憶する（ステップＳ２２１）。
　次に、データ解析装置２００は、画像生成部２１２において、露光装置４からのｎｂ個のパラメータの露光条件Ｄｅｘｐをそれぞれ、ウエハ状に描き画像化し、各マップ化画像を、画像Ｂｂ1，画像Ｂｂ2，・・・，画像Ｂｂnbとして記憶部２１７に記憶する（ステップＳ２２２）。
　次に、データ解析装置２００は、画像生成部２１２において、ウエハ検査装置２０１からのｎｃ個のパラメータの検査データＤｍｅをそれぞれ、ウエハ状に描き画像化し、各マップ化画像を、画像Ｃｂ1，画像Ｃｂ2，・・・，画像Ｃｂncとして記憶部２１７に記憶する（ステップＳ２２３）。
　次に、データ解析装置２００は、画像生成部２１２において、その他の製造装置２０２からのｎｄ個のパラメータの製造データＤｍａをそれぞれ、ウエハ状に描き画像化し、各マップ化画像を、画像Ｄｂ1，画像Ｄｂ2，・・・，画像Ｄｂndとして記憶部２１７に記憶する（ステップＳ２２４）。その後、ステップＳ２０３の処理を終了して、図８のメインルーチンに戻り、データ解析装置２００は、図８のステップＳ２０４の処理を行う。
　図１１は、画像生成部２１２によって生成されるマップ化画像の一例を概略的に示している。
　図１１のマップ化画像は、例えば１枚目のウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃１）を行った際に得られた任意の１つのパラメータのデータをウエハ状に描き画像化した例である。
　図１２は、図１０に示したフローチャートのステップＳ２２１～Ｓ２２４における各画像化処理の具体例を示すフローチャートである。
　まず、画像生成部２１２は、パラメータの目標値Ｐｔを読み込む（ステップＳ２３１）。パラメータの目標値Ｐｔは、各装置からあらかじめ取得し、データ解析装置２００の記憶部２１７に記憶しておく。パラメータの目標値Ｐｔは、例えば目標スペクトル線幅Δλｔｂの値であってもよい。
　次に、画像生成部２１２は、パラメータの目標値を階調の中央値とする（ステップＳ２３２）。画像生成部２１２は、例えば、２５６階調とすると、目標スペクトル線幅Δλｔｂの目標値を中央値の１２８とする。
　次に、画像生成部２１２は、パラメータのデータＤＰの最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎとを求める（ステップＳ２３３）。
　次に、画像生成部２１２は、最大値Ｉｍａｘ及び最小値Ｉｍｉｎと目標値Ｐｔとの比較を行う（ステップＳ２３４）。
　ここで、Ｐｔ－Ｉｍｉｎ≧Ｉｍａｘ－Ｐｔの場合、画像生成部２１２は、次の式により、階調ピッチＳを計算する（ステップＳ２３５）。
　Ｓ＝（Ｐｔ－Ｉｍｉｎ）／１２８
　一方、Ｐｔ－Ｉｍｉｎ＜Ｉｍａｘ－Ｐｔの場合、画像生成部２１２は、次の式により、階調ピッチＳを計算する（ステップＳ２３６）。
　Ｓ＝（Ｉｍａｘ－Ｐｔ）／１２８
　ステップＳ２３５、又はステップＳ２３６における階調ピッチＳを計算した後、次に、画像生成部２１２は、パラメータのデータＤＰの値と階調ピッチＳとから画像の濃さを求める（ステップＳ２３７）。
　次に、画像生成部２１２は、求めた濃さでウエハ上の位置に合わせて画像化する（ステップＳ２３８）。
　図１３は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０４の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。
　まず、データ解析装置２００は、フィルタ処理部２１３において、レーザ装置１の各パラメータに基づく画像Ａｂ1，Ａｂ2，・・・，Ａｂnaをそれぞれデジタル画像フィルタ処理し、得られた画像Ａａ1，Ａａ2，・・・，Ａａnaを記憶部２１７の記憶部Ａに保存する（ステップＳ２４１）。
　次に、データ解析装置２００は、フィルタ処理部２１３において、露光装置４の各パラメータに基づく画像Ｂｂ1，Ｂｂ2，・・・，Ｂｂnbをそれぞれデジタル画像フィルタ処理し、得られた画像Ｂａ1，Ｂａ2，・・・，Ｂａnbを記憶部２１７の記憶部Ｂに保存する（ステップＳ２４２）。
　次に、データ解析装置２００は、フィルタ処理部２１３において、ウエハ検査装置２０１の各パラメータに基づく画像Ｃｂ1，Ｃｂ2，・・・，Ｃｂncをそれぞれデジタル画像フィルタ処理し、得られた画像Ｃａ1，Ｃａ2，・・・，Ｃａncを記憶部２１７の記憶部Ｃに保存する（ステップＳ２４３）。
　次に、データ解析装置２００は、フィルタ処理部２１３において、その他の製造装置２０２の各パラメータに基づく画像Ｄｂ1，Ｄｂ2，・・・，Ｄｂndをそれぞれデジタル画像フィルタ処理し、得られた画像Ｄａ1，Ｄａ2，・・・，Ｄａndを記憶部２１７の記憶部Ｄに保存する（ステップＳ２４４）。その後、ステップＳ２０４の処理を終了して、図８のメインルーチンに戻り、データ解析装置２００は、図８のステップＳ２０５の処理を行う。
　図１４は、フィルタ処理部２１３によってデジタル画像フィルタ処理をしたマップ化画像の一例を概略的に示している。
　図１４には、例えば１枚目のウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃１）を行った際に得られたマップ化画像Ａｂに対して、デジタル画像フィルタ処理を施したマップ化画像Ａａの例を示す。
　図１５、図１６、及び図１７に、各装置の各パラメータのデータに基づいて、フィルタ処理部２１３によってデジタル画像フィルタ処理した画像の具体例を示す。なお、フィルタ処理部２１３によるデジタル画像フィルタ処理として、画像の階調を反転させて反転画像を生成する処理を行ってもよい。
　図１５は、レーザ装置１のパラメータに基づいて生成されたデジタル画像フィルタ処理後のマップ化画像の一例を概略的に示している。
　図１５には、一例として、スペクトル線幅Δλに関するマップ化画像と、パルスエネルギＥに関するマップ化画像とを示す。
　図１６は、露光装置４のパラメータに基づいて生成されたデジタル画像フィルタ処理後のマップ化画像の一例を概略的に示している。
　図１６には、一例として、ウエハ上の露光エネルギｄｏｓｅに関するマップ化画像と、ウエハのＺ方向のフォーカス位置Ｚに関するマップ化画像とを示す。
　図１７は、ウエハ検査装置２０１のパラメータに基づいて生成されたデジタル画像フィルタ処理後のマップ化画像の一例を概略的に示している。
　図１７には、一例として、ウエハの高さＨに関するマップ化画像と、パターン線幅に関するマップ化画像とを示す。
　図１８は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０５の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。
　まず、データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、記憶部Ａに記憶されたマップ化画像と記憶部Ｂに記憶されたマップ化画像との組み合わせ同士をパターンマッチングし、相関値として相関係数を求めて記憶する（ステップＳ２５１）。
　次に、データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、記憶部Ａに記憶されたマップ化画像と記憶部Ｃに記憶されたマップ化画像との組み合わせ同士をパターンマッチングし、相関値として相関係数を求めて記憶する（ステップＳ２５２）。
　次に、データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、記憶部Ａに記憶されたマップ化画像と記憶部Ｄに記憶されたマップ化画像との組み合わせ同士をパターンマッチングし、相関値として相関係数を求めて記憶する（ステップＳ２５３）。
　次に、データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、記憶部Ｂに記憶されたマップ化画像と記憶部Ｃに記憶されたマップ化画像との組み合わせ同士をパターンマッチングし、相関値として相関係数を求めて記憶する（ステップＳ２５４）。
　次に、データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、記憶部Ｂに記憶されたマップ化画像と記憶部Ｄに記憶されたマップ化画像との組み合わせ同士をパターンマッチングし、相関値として相関係数を求めて記憶する（ステップＳ２５５）。
　次に、データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、記憶部Ｃに記憶されたマップ化画像と記憶部Ｄに記憶されたマップ化画像との組み合わせ同士をパターンマッチングし、相関値として相関係数を求めて記憶する（ステップＳ２５６）。その後、ステップＳ２０５の処理を終了して、図８のメインルーチンに戻り、データ解析装置２００は、図８のステップＳ２０６の処理を行う。
　図１９及び図２０に、図１８の処理によって得られるマップ化画像の組み合わせの一例と、各組み合わせに対応する相関係数の一例とを示す。特に、図２０には、反転したマップ化画像を含む組み合わせの一例と、各組み合わせに対応する相関係数の一例とを示す。
　図２１は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ２０６の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。
　まず、データ解析装置２００は、相関係数が高い組み合わせの順番に、組み合わせ情報と相関係数との一覧表を表示部２１５に表示する（ステップＳ２６１）。図２２に、パラメータに関する情報として出力される一覧表の一例を示す。なお、一覧表の表示内容は、データ解析装置２００のユーザの要求に応じて変更可能であってもよい。例えば、一覧表に表示する組み合わせの順番は、ユーザの要求に応じて変更可能であってもよい。また、ユーザが一覧表に表示する組み合わせの内容を選択可能であってもよい。また、一覧表に表示する組み合わせの数はユーザの要求に応じて変更可能であってもよい。
　次に、データ解析装置２００は、相関係数が高い組み合わせの順番に、組み合わせのマップ化画像と相関係数とを表示部２１５に表示する（ステップＳ２６２）。図２３に、パラメータに関する情報として出力されるマップ化画像と相関係数との一例を示す。なお、マップ化画像と相関係数との表示内容は、データ解析装置２００のユーザの要求に応じて変更可能であってもよい。例えば、表示する組み合わせの順番は、ユーザの要求に応じて変更可能であってもよい。また、ユーザが表示する組み合わせの内容を選択可能であってもよい。また、表示する組み合わせの数はユーザの要求に応じて変更可能であってもよい。
［２．３　作用・効果］
　実施形態１のデータ解析装置２００、及び半導体製造システムによれば、レーザ装置１や露光装置４といった複数の装置間で得られる解析対象のパラメータ毎のデータを画像化し、複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、任意のパラメータ同士の相関値を求めることができる。これにより、複数の装置間の複数の組のパラメータに関する情報を、例えばパラメータ同士の相関を高い順に並べて表示することができる。これにより、製造現場では相関の高いパラメータから複数の装置間の問題を把握しやすくなり、効率良く品質の改善を行うことができる。
［２．４　変形例］
　上記説明では、レーザ装置１と、露光装置４と、ウエハ検査装置２０１と、その他の製造装置２０２とを含む複数の装置をそれぞれ、データ解析装置２００に直接接続した場合の例を示したが、この例に限定されることなく、複数の装置をサーバを介してデータ解析装置２００に接続してもよい。この場合は、各装置からの解析対象のパラメータ毎のデータをサーバが受信し、一旦、データをサーバが保存してもよい。データ解析装置２００は、サーバに保存された各装置からの解析対象のパラメータ毎のデータを、サーバから取得して解析してもよい。
　また、上記説明では、相関演算部２１４は、図８のステップＳ２０５において、複数の装置のうち、異なる装置間のパラメータ同士の相関値を求めるようにしたが、さらに、同一の装置内のパラメータ同士の相関値を求めるようにしてもよい。
　同一の装置内のパラメータの組は、例えばレーザ装置１におけるスペクトル計測器３４とビーム計測器４０とにおいてそれぞれ計測されたパラメータであってもよい。また、レーザ装置１におけるパルスエネルギ計測器３３において計測されたパラメータと、ガス圧Ｐや充電電圧Ｖ等のパラメータとであってもよい。
　また、レーザ装置１内だけでなく、露光装置４内やその他の製造装置２０２内のパラメータ同士の相関値を求めるようにしてもよい。
　図２４は、図８に示したフローチャートの変形例として追加される処理の一例を示すフローチャートである。図２５は、図２４の変形例の処理によって求められるマップ化画像の組み合わせの一例と、各組み合わせに対応する相関係数の一例とを概略的に示している。
　図８のステップＳ２０５の処理の次に、図２４のステップＳ２０５Ａの処理を行ってもよい。ステップＳ２０５Ａの処理は、サブルーチンとしてステップＳ２５１Ａの処理を含んでもよい。
　データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、同一装置内、例えばレーザ装置１内におけるフィルタ処理後のマップ化画像同士をパターンマッチングし、相関値として相関係数を求めるようにしてもよい（ステップＳ２０５Ａ）。
　この場合、データ解析装置２００は、相関演算部２１４において、同一の記憶部、例えば記憶部Ａに記憶された任意のマップ化画像の組み合わせ同士をパターンマッチングし、相関値として相関係数を求めて記憶するようにしてもよい（ステップＳ２５１Ａ）。
＜３．実施形態２＞（パラメータのフィードバック制御を行う機能を備えたデータ解析装置、及び半導体製造システム）
　次に、本開示の実施形態２に係るデータ解析装置、及び半導体製造システムについて説明する。なお、以下では上記比較例に係るレーザ装置、及びレーザ装置管理システム、又は実施形態１に係るデータ解析装置、及び半導体製造システムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
［３．１　構成］
　図２６は、実施形態２に係る半導体製造システムの一構成例を概略的に示している。
　実施形態２に係る半導体製造システムは、実施形態１に係る半導体製造システムに対して、データ解析装置２００Ａを備えている。データ解析装置２００Ａは、図７のデータ解析装置２００と略同様の構成要素を備えている。
　データ解析装置２００Ａは、各装置を解析したデータに基づいて、各装置の制御パラメータをフィードバック制御する。フィードバック制御するために、例えばデータ解析装置２００Ａとレーザ装置１との間には、データ解析装置２００Ａからレーザ装置１へと制御パラメータの更新データを送信する信号ラインが設けられている。また、データ解析装置２００Ａと露光装置４との間には、データ解析装置２００Ａから露光装置４へと制御パラメータの更新データを送信する信号ラインが設けられていてもよい。
　データ解析装置２００Ａにおいて、図７の解析制御部２１６は、パラメータ同士の相関値に基づいて、複数の装置のうち、少なくとも１つの装置の制御に関するパラメータを変更する制御部である。また、解析制御部２１６は、ウエハ検査装置２０１によるウエハの検査結果に基づいて、少なくとも１つの装置の制御に関するパラメータを変更するように構成されている。
　その他の構成は、上記実施形態１に係るデータ解析装置２００、及び半導体製造システムと略同様である。
［３．２　動作］
　図２７は、実施形態２に係るデータ解析装置２００Ａによる解析処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　まず、データ解析装置２００Ａは、図８のステップＳ２０１～Ｓ２０６と略同様の処理を行う。次に、データ解析装置２００Ａは、ウエハ検査装置２０１の検査結果が許容範囲であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。
　検査結果が許容範囲ではないと判定した場合（ステップＳ２０７；Ｎ）には、データ解析装置２００Ａは、次に、図７の解析制御部２１６において、相関性の高いパラメータに関連する装置の制御パラメータを変更する制御を行い（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０１の処理に戻る。
　検査結果が許容範囲である判定した場合（ステップＳ２０７；Ｙ）には、データ解析装置２００Ａは、次に、データの収集処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ２０９）。データの収集処理を終了しないと判定した場合（ステップＳ２０９；Ｎ）には、データ解析装置２００Ａは、ステップＳ２０１の処理に戻る。データの収集処理を終了すると判定した場合（ステップＳ２０９；Ｙ）には、データ解析装置２００Ａは、処理を終了する。
　図２８は、図２７に示したフローチャートにおけるステップＳ２０８の処理の詳細を示すサブのフローチャートである。図２９は、スペクトル線幅Δλと形成パターン線幅Ｗとに関する回帰直線の一例を概略的に示している。
　図２８では、図２７のステップＳ２０８の処理の具体例として、例えば、図２３のように、レーザ装置１におけるスペクトル線幅Δλと、ウエハ検査装置２０１における形成ターン線幅Ｗとの相関性が最も高い場合を想定している。
　ここで、図２９において、以下のパラメータを定義する。
　Δλｔｂ：最初に設定された目標スペクトル線幅
　Δλｔｂmax：最初に設定された最大スペクトル線幅
　Δλｔｂmin：最初に設定された最小スペクトル線幅
　Ｗｔｂ：回帰直線から求められたΔλｔｂに対応する目標の形成パターン線幅
　Ｗｔｂmax：回帰直線から求められたΔλｔｂmaxに対応する形成パターン線幅
　Ｗｔｂmin：回帰直線から求められたΔλｔｂminに対応する形成パターン線幅
　図２９の回帰直線から、パターン形成線幅Ｗを、目標の形成パターン線幅Ｗｔｂ付近の許容範囲内に収めるためには、目標スペクトル線幅Δλｔｂと、スペクトル線幅の範囲とを変更する必要がある。スペクトル線幅の範囲は、最大スペクトル線幅Δλｔｂmaxと最小スペクトル線幅Δλｔｂminとの間の範囲である。
　まず、解析制御部２１６は、回帰直線から、目標の形成パターン線幅Ｗｔｒとなるような目標スペクトル線幅Δλｔａを計算する（ステップＳ３０１）。
　次に、解析制御部２１６は、回帰直線から、許容される最大の形成パターン線幅Ｗｔｒmaxとなるような最大スペクトル線幅Δλｔａmaxを計算する（ステップＳ３０２）。
　次に、解析制御部２１６は、回帰直線から、許容される最小の形成パターン線幅Ｗｔｒminとなるような最小スペクトル線幅Δλｔａminを計算する（ステップＳ３０３）。
　次に、解析制御部２１６は、露光装置４に、新しい制御パラメータのデータを送信する（ステップＳ３０４）。新しい制御パラメータは、目標スペクトル線幅Δλｔａ、最大スペクトル線幅Δλｔａmax、及び最小スペクトル線幅Δλｔａminである。
　露光装置４は、データ解析装置２００Ａから受信した制御パラメータの更新データをレーザ装置１に送信する。レーザ装置１は、更新データの範囲にスペクトル線幅Δλが入るようにスペクトル線幅Δλを制御する。その結果、形成パターン線幅Ｗは、目標の形成パターン線幅Ｗｔｂを中心に許容範囲内の形成パターン線幅Ｗとなる。この例では、露光装置４を介して、データ解析装置２００Ａからレーザ装置１の制御パラメータの更新データを送信するようにしたが、この例に限定されることなく、データ解析装置２００Ａからレーザ装置１に制御パラメータの更新データを送信してもよい。
　その他の動作は、上記実施形態１に係るデータ解析装置２００、及び半導体製造システムと略同様である。
［３．３　作用・効果］
　実施形態２のレーザ装置１、及びレーザ装置管理システムによれば、データ解析装置２００Ａは、相関性の高いパラメータの組み合わせを選定し、そのパラメータを高精度に制御するように、例えば、レーザ装置１または露光装置４にフィードバック信号を送信することによって、ウエハの品質を改善させることができる。
（その他）
　上記説明では、データ解析装置２００Ａが、レーザ装置１や露光装置４にフィードバック信号を送信したが、この例に限定されることなく、例えば、相関性のよいパラメータを選定し、表示部２１５に、そのパラメータを高精度に制御できるレーザ装置１や露光装置４における制御パラメータを表示してもよい。その結果、オペレータが判断して、レーザ装置１や露光装置４に制御パラメータの更新データを送信してもよい。
　その他の作用・効果は、上記実施形態１に係るデータ解析装置２００、及び半導体製造システムと略同様である。
＜４．その他＞
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
　本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される不定冠詞「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 　光源装置と、前記光源装置から出力されたパルス光によってウエハに対して露光を行う露光装置と、前記露光装置によって露光された前記ウエハの検査を行うウエハ検査装置とを含む複数の装置のそれぞれから、前記各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得するデータ収集部と、
    　前記データ収集部によって前記複数の装置から収集された複数の前記パラメータ毎のデータのそれぞれを、前記ウエハについて、前記ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、前記複数の装置の前記パラメータ毎の複数のマップ化画像を生成する画像生成部と、
    　前記ウエハについて、前記複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、前記複数の装置の複数の前記パラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求める相関演算部と
    　を備える
    　データ解析装置。
  2. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記相関演算部は、少なくとも、最も高い相関値が導出された１組のパラメータに関する情報を出力する。
  3. 　請求項２に記載のデータ解析装置であって、
    　前記相関演算部は、相関値が高い順に、複数の組のパラメータに関する情報を出力する。
  4. 　請求項２に記載のデータ解析装置であって、
    　前記相関演算部から出力された前記パラメータ同士の情報を表示する表示部、
    　をさらに備える。
  5. 　請求項４に記載のデータ解析装置であって、
    　前記表示部は、前記パラメータ同士の前記相関値と前記マップ化画像とを表示する。
  6. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記画像生成部によって生成された前記マップ化画像に対してデジタル画像フィルタ処理を行うフィルタ処理部、
    　をさらに備える。
  7. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記露光装置は、スキャン露光を行い、
    　前記所定のエリアは、前記露光装置による１回のスキャン露光が行われるエリアである。
  8. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記パラメータ同士の相関値に基づいて、前記複数の装置のうち、少なくとも１つの装置の制御に関するパラメータを変更する制御部、
    　をさらに備える。
  9. 　請求項８に記載のデータ解析装置であって、
    　前記制御部は、前記ウエハ検査装置による前記ウエハの検査結果に基づいて、前記少なくとも１つの装置の制御に関するパラメータを変更する。
  10. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記相関演算部は、前記複数の装置のうち、異なる装置間のパラメータ同士の相関値を求める。
  11. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記相関演算部は、前記複数の装置のうち、同一の装置内のパラメータ同士の相関値を求める。
  12. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記画像生成部は、データの違いを濃淡で表したマップ化画像を生成する。
  13. 　請求項１２に記載のデータ解析装置であって、
    　前記画像生成部は、前記各パラメータの目標値を濃淡の中央値にする。
  14. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記光源装置は、レーザ装置である。
  15. 　請求項１４に記載のデータ解析装置であって、
    　前記データ収集部が前記レーザ装置から取得するデータは、
    　前記パルス光のビーム特性に関するデータと、
    　前記パルス光のパルスエネルギに関するデータと、
    　前記パルス光のスペクトルに関するデータと
    　を含む。
  16. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記データ収集部が露光装置から取得するデータは、
    　露光条件に関するデータ、
    　を含む。
  17. 　請求項１に記載のデータ解析装置であって、
    　前記データ収集部が前記ウエハ検査装置から取得するデータは、
    　前記ウエハの形状に関するデータと、
    　前記ウエハの欠陥に関するデータと
    　を含む。
  18. 　光源装置と、前記光源装置から出力されたパルス光によってウエハに対して露光を行う露光装置と、前記露光装置によって露光された前記ウエハの検査を行うウエハ検査装置とを含む複数の装置と、
    　前記複数の装置のそれぞれから、前記各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得するデータ収集部と、
    　前記データ収集部によって前記複数の装置から収集された複数の前記パラメータ毎のデータのそれぞれを、前記ウエハについて、前記ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、前記複数の装置の前記パラメータ毎の複数のマップ化画像を生成する画像生成部と、
    　前記ウエハについて、前記複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、前記複数の装置の複数の前記パラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求める相関演算部と、
    　前記パラメータ同士の相関値に基づいて、前記複数の装置のうち、少なくとも１つの装置の制御に関するパラメータを変更する制御部と
    　を備える
    　半導体製造システム。
  19. 　光源装置と、前記光源装置から出力されたパルス光によってウエハに対して露光を行う露光装置と、前記露光装置によって露光された前記ウエハの検査を行うウエハ検査装置とを含む複数の装置のそれぞれから、前記各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得することと、
    　前記複数の装置から取得された複数の前記パラメータ毎のデータのそれぞれを、前記ウエハについて、前記ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、前記複数の装置の前記パラメータ毎の複数のマップ化画像を生成することと、
    　前記ウエハについて、前記複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、前記複数の装置の複数の前記パラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求めることと
    　を含む
    　データ解析方法。
  20. 　光源装置と、前記光源装置から出力されたパルス光によってウエハに対して露光を行う露光装置と、前記露光装置によって露光された前記ウエハの検査を行うウエハ検査装置とを含む複数の装置のそれぞれから、前記各装置の解析対象のパラメータ毎のデータを取得することと、
    　前記複数の装置から取得された複数の前記パラメータ毎のデータのそれぞれを、前記ウエハについて、前記ウエハ内の所定のエリア単位で可視化することにより画像化し、前記複数の装置の前記パラメータ毎の複数のマップ化画像を生成することと、
    　前記ウエハについて、前記複数のマップ化画像のうちの任意のマップ化画像同士をパターンマッチングし、前記複数の装置の複数の前記パラメータのうちの任意のパラメータ同士の相関値を求めることと、
    　前記パラメータ同士の相関値に基づいて、前記複数の装置のうち、少なくとも１つの装置の制御に関するパラメータを変更することと
    　を含む
    　半導体製造方法。
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