JP2005079449A - パターン不良予測装置、基板処理システム、パターン不良予測プログラム、及び情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板上において不良が生ずる蓋然性が高い箇所を迅速且つ容易に検出する。
【解決手段】 基板処理工場１０内には複数の基板処理装置１１及び保守管理サーバ１３が設けられている。基板処理装置１１の各々はレチクルとウエハとを同期移動させつつレチクルに形成されたパターンを投影光学系を介してウエハ上に逐次転写する走査露光型の露光装置を備えている。保守管理サーバ１３は、露光装置に設けられる投影光学系の光学特性を示す情報と、レチクルとウエハとの同期誤差を示す情報とを用いてウエハ上に形成されるパターンの線幅を予測し、この予測した線幅と予め設定された基準線幅との線幅誤差が予め設定された閾値を越えているか否かを判断し、越えていると判断した場合に警告を発する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ウエハやガラスプレート等の基板を露光する走査型の露光装置に関する各種情報に基づいて、該基板に形成されるパターンの良否を予測するパターン不良予測装置、該パターン不良予測装置を備えた基板処理システム、該パターン不良予測装置をコンピュータを用いて実現するためのパターン不良予測プログラム、及び該プログラムが記録された情報記録媒体に関する。

半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他のデバイスは、基板処理装置を用いてウエハ又はガラスプレート等の基板に対して各種の処理を施すことにより製造される。基板処理装置が基板に対して施す処理は、例えばフォトレジスト等の感光剤を塗布する塗布処理、感光剤が塗布された基板上にマスク又はレチクル（以下、これらを総称する場合にはマスクという）のパターンの像を投影露光する露光処理、及び露光処理が施された基板を現像する現像処理等である。

上記の露光処理は基板処理装置に設けられた露光装置により行われ、上記塗布処理及び現像処理は露光装置に対してインライン化された所謂コータ・デベロッパといわれる塗布現像装置により行われる。また、基板処理装置には、上記の各種処理が施された基板に形成されるパターンの均一性又はパターンの重なり具合いを評価する評価装置、並びに電子ビームを基板上に照射した際に生ずる二次電子や後方散乱電子を検出して基板上に形成されたパターンの観察及び検査を行う検査装置も設けられる。

上記の露光装置は種々の方式のものが案出されているが、近年においてはステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置が用いられる機会が多くなっている。この走査型露光装置は、長手方向の長さが投影光学系の物体面側（マスク側）における投影光学系の有効径と同程度に設定されたスリット状の照明光をマスクに照射している状態で、マスクと基板とを同期移動させつつマスクに形成されたパターンを投影光学系を介して基板上のショット領域に逐次転写し、転写後に基板をステップ移動させて他のショット領域に対する露光を同様にして行うものである。

走査型露光装置においては、基板が同期移動している間でも基板の表面を投影光学系の像面に合わせ込ませる必要がある。投影光学系の像面に対する合わせ込みが不完全な状態でパターン転写が行われると、基板上に形成されるパターンには線幅誤差が生じてしまう。このため、この種の露光装置においては、基板表面上の複数の検出点に対して斜め方向から検知光を照射し、その反射光から基板の表面位置及び姿勢を検出し、この検出結果に基づいて基板の表面位置及び姿勢を制御する合焦機構（オートフォーカス機構）が設けられている。

しかしながら、基板の表面に凹凸が形成されていると、基板の表面位置及び姿勢がオートフォーカス機構で誤検出され、この誤検出された結果に基づいて基板の位置及び姿勢制御が行われるため、基板上に形成されるパターンの線幅誤差が生ずることがある。パターンの線幅誤差が生ずる原因は、上記の原因以外に種々の原因があるが、以下に示す特許文献１には、露光時の基板の姿勢を示す情報と基板上に形成された凹凸形状を示す情報とから、パターンの線幅誤差が生ずる原因を特定する判断材料を提供する手法が開示されている。
特開２００１−３３８８７０号公報

ところで、近年においてはデバイスの製造コストを低減させるために基板の大型化が図られている。例えば、半導体素子を製造する場合には、直径が３００ｍｍのウエハが用い始められている。基板を大型化すると基板上に設定されるショット領域の面積が等しければ基板１枚当たりに設定することができるショット領域の数が増加し、これにより１枚の基板から製造されるデバイス数が増加するため、デバイスの製造コストを低減させることができる。

しかしながら、大型の基板を用いた場合には、例えば線幅誤差が生じている状態で露光処理等の処理が進んでしまうと、不良となる蓋然性の高いデバイスが多くなり製造されたデバイスの不良率が高くなるという問題が生ずる。このため、大型の基板を用いる場合には以前にもまして迅速に不良発生の有無を検出するとともに、その発生原因の特定及び改善を早急に行う必要がある。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、基板上において不良が生ずる蓋然性が高い箇所を迅速且つ容易に検出するできるようにして、デバイスの製造歩留まりを向上させることを目的とする。

以下、この項に示す説明では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に対応付けて説明するが、本発明の各構成要件は、これら部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものではない。

本発明の第１の観点によると、投影光学系（ＰＬ）に対してマスク（Ｒ）を保持するマスクステージ（８１）及び基板（Ｗ）を保持する基板ステージ（８５）を相対的に同期移動させつつ、照明光学系（ＩＳ）から露光光（ＩＬ）を射出して前記基板を露光する走査型の露光装置（３０）の前記基板に露光転写されるパターンの良否を予測するパターン不良予測装置（１３）であって、前記投影光学系の光学特性を示す情報並びに前記マスクステージ及び前記基板ステージのステージ誤差を示す情報を収集する収集手段（９１）と、前記収集手段により収集された情報を用いて前記基板上に形成されるパターンの線幅を予測する線幅予測手段（９２、９３）と、前記線幅予測手段によって予測された線幅（ＣＤ）と予め設定された基準線幅（ＣＤ_０）との線幅誤差が予め設定された閾値（ΔＣＤ）を越えているか否かを判断する判断手段（９４）とを備えるパターン不良予測装置が提供される。

本発明の第２の観点によると、マスク（Ｒ）を保持するマスクステージ（８１）と、基板（Ｗ）を保持する基板ステージ（８５）と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記基板上に投影する投影光学系（ＰＬ）と、前記マスク及び投影光学系を介して前記基板を露光する露光光（ＩＬ）を射出する照明光学系（ＩＳ）とを備え、前記投影光学系に対して前記マスクステージ及び前記基板ステージを相対的に同期移動させつつ、前記マスクに形成されたパターンを前記基板上に逐次転写する走査型の露光装置（３０）と、前記露光装置とネットワーク（ＬＮ１，Ｎ，ＬＮ２）を介して接続された、本発明の第１の観点に係るパターン不良予測装置（１３）とを備える基板処理システムが提供される。

本発明の第３の観点によると、コンピュータを本発明の第１の観点に係るパターン不良予測装置として機能させるパターン不良予測プログラムが提供される。

本発明の第４の観点によると、本発明の第３の観点に係るパターン不良予測プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体が提供される。

本発明では、露光装置の各種の情報に基づいて、基板上に形成されるであろうパターンの線幅を予測し、この線幅と基準線幅との線幅誤差が予め設定された閾値を越えているか否かを判断しているので、基板上において不良が生ずる蓋然性の高い箇所を迅速且つ容易に予測することができる。

本発明によると、基板上において不良が生ずる蓋然性の高い箇所を迅速且つ容易に予測することができるので、不良の発生原因の特定及び改善等の対策を早急に実行することができるようになり、その結果、デバイスの製造歩留まりを向上させることができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るパターン不良予測装置を含む基板処理システムの全体構成を示すブロック図である。図１において、１０は基板処理を行う基板処理工場を示しており、２０は基板処理工場に設けられた基板処理装置の管理を行う管理センターを示している。基板処理工場１０は、例えば半導体メーカの工場であり、管理センター２０は、例えば基板処理装置メーカの一つの部署内に設けられる。これらの基板処理工場１０と管理センター２０とはインターネット、専用回線、公衆回線等のネットワークＮを介して接続されている。

基板処理工場１０内には、複数の基板処理装置１１、ホストコンピュータ１２、保守管理サーバ１３、端末装置１４、及び接続装置１５が設けられている。これらは、基板処理工場１０内に敷設されたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の内部ネットワークＬＮ１に接続されている。基板処理装置１１は、基板としてのウエハに対して、例えばフォトレジスト等の感光剤を塗布する塗布処理、感光剤が塗布された基板上にマスク又はレチクルのパターンの像を投影露光する露光処理、及び露光処理が施された基板を現像する現像処理等を行う。尚、以下の説明では基板処理装置１１がウエハに対する処理を行うものである場合を例に挙げて説明するが、ウエハ以外にガラスプレート等に対する処理を行うものにも本発明を適用することができる。ホストコンピュータ１２は、複数の基板処理装置１１の動作を一括して管理・制御する上位のコンピュータである。

保守管理サーバ１３は、各基板処理装置１１の装置状態を示す装置データを内部ネットワークＬＮ１を介して収集し、収集した装置データを用いてウエハのショット領域（区画領域）毎に形成されるパターンの線幅を予測するとともに、予め設定された基準線幅と予測したパターンの線幅との差を示す線幅誤差が所定の閾値を越えているか否かを判断する。また、必要に応じてパターンの線幅誤差及び予測に用いた装置データを、基板処理工場１０及び基板処理装置１１を特定するデータとともに保守データとしてネットワークＮを介して管理センター２０へ送信する。尚、保守管理サーバ１３の詳細については後述する。

保守データの送信は、例えば電子メールで行うことが好ましい。電子メールで保守データを送信するときは、保守データを何ら暗号化せずに平文のまま基板処理工場１０外へ送信すると盗用又は改竄される虞があり、また基板処理装置１１の性能等の情報が第三者に知られる可能性が考えられる。そこで、保守データを暗号化して電子メールにて送信することが好適である。ここで、暗号化方式は、暗号化と復号とを同一の鍵を用いて行う共通鍵方式と、暗号化と復号とをそれぞれ異なる鍵を用いて行う公開鍵暗号化方式とに大別されるが、秘密保持の観点からは公開鍵暗号化方式を用いることが好ましい。

端末装置１４は、基板処理装置１１のメンテナンスを行う作業員（サービスマン）又は基板処理工場１０で作業を行う作業員（オペレータ）によって操作され、保守管理サーバ１３に格納する各種データの入力等に用いられる。例えば、サービスマンによりパターンの線幅誤差に対する閾値が入力され、オペレータによりウエハ上に塗布されるフォトレジストの感光特性を示すデータが入力される。接続装置１５は、基板処理工場１０内に敷設された内部ネットワークＬＮ１とネットワークＮとを接続するための装置であり、例えばルータ等の装置である。尚、基板処理工場１０内で取り扱われる基板処理装置１１の稼働状況を示す装置データが外部に漏洩することを防止するために、接続装置１５はファイヤーウォール機能を有することが望ましい。

次に、管理センター２０内には、管理サーバ２１、複数の端末装置２２、及び接続装置２３が設けられている。これらは、管理センター２０内に敷設されたＬＡＮ等の内部ネットワークＬＮ２に接続されている。管理サーバ２１は、基板処理工場１０からネットワークＮを介して送られた保守データを受信し、この保守データを特定の担当者（管理センター２０の作業員の一人又は複数人）宛に送信する。また、管理サーバ２１に基板処理装置１１のメンテナンスを行うサービスマンの技能（スキル）及び作業可能日を示すサービスマンデータを格納し、送信されてきた保守データに基づいて、サービスマンの割り当て（スケジューリング）を行うようにすることが好適である。

端末装置２２は、管理センター２０の作業者によって操作され、例えば管理サーバ２１に格納する各種データの入力、更新、確認等の作業を行うため、又は管理サーバ２１から各々の作業員宛に送られてきた保守データの内容を確認するために用いられる。接続装置２３は、管理センター２０内に敷設された内部ネットワークＬＮ２とネットワークＮとを接続するための装置であり、例えばルータ等の装置である。尚、基板処理工場１０に設けられた接続装置１５と同様に、管理センター２０内で取り扱われる各種のデータが外部に漏洩することを防止するために、接続装置２３はファイヤーウォール機能を有することが望ましい。

次に、基板処理工場１０内に設けられる基板処理装置１１について説明する。図２は、基板処理装置１１の概略構成を示す上面図である。基板処理装置１１の各々は図２に示す構成と同様の構成である。図２に示す通り、基板処理装置１１は露光装置３０を囲むチャンバにインライン方式で接するように、コータ・デベロッパ部３１が設置されており、また露光装置３０及びコータ・デベロッパ部３１の全体の動作を統轄制御する制御コンピュータ３２が設置されている。この制御コンピュータ３２は基板処理工場１０内に敷設された内部ネットワークＬＮ１に接続されている。

上記のコータ・デベロッパ部３１には、その中央部を横切るようにウエハＷを搬送する搬送ライン３３が配置されている。この搬送ライン３３の一端に未露光の多数のウエハＷを収納するウエハキャリア３４と、露光処理及び現像処理を終えた多数のウエハＷを収納するウエハキャリア３５とが配置されており、搬送ライン３３の他端に露光装置３０のチャンバ側面のシャッタ付きの搬送口（不図示）が設置されている。

また、コータ・デベロッパ部３１に設けられた搬送ライン３３の一方の側面に沿ってコータ部３６が設けられており、他方の側面に沿ってデベロッパ部３７が設けられている。コータ部３６は、ウエハキャリア３４から露光装置３０に向けて、ウエハＷにフォトレジストを塗布するレジストコータ３６ａ、そのウエハＷ上のフォトレジストをプリベークするためのホットプレートからなるプリベーク装置３６ｂ、及びプリベークされたウエハＷを冷却するためのクーリング装置３６ｃが設置されている。

デベロッパ部３７は、露光装置３０からウエハキャリア３５に向けて、露光処理後のウエハＷ上のフォトレジストをベーキングする、即ちいわゆるＰＥＢ（Ｐｏｓｔ−Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）を行うためのポストペーク装置３７ａ、ＰＥＢが行われたウエハＷを冷却するためのクーリング装置３７ｂ、及びウエハＷ上のフォトレジストの現像を行うための現像装置３７ｃが設置されている。更に、本実施形態では、現像装置３７ｃで現像されたウエハに形成されたフォトレジストのパターン（レジストパターン）の形状を測定する測定装置３８がインライン設置されている。測定装置３８は、ウエハＷ上に形成されているレジストパターンの形状（例えばパターンの線幅、パターンの重ね合わせ誤差等）を測定するためのものである。

露光装置３０、コータ部３６及びデベロッパ部３７、測定装置３８、及び制御コンピュータ３２は、有線又は無線で接続されており、各々の処理開始又は処理終了を示す信号が送受信される。また、これらの装置の装置状態を示す装置データ及び測定装置３８による測定結果は制御コンピュータ３２へ出力され、制御コンピュータ３２内に設けられるハードディスク等の記憶装置に記録される。

露光装置３０は、ウエハベース８６（図３参照）上を２次元的に移動するウエハステージ８５を備えており、露光対像のウエハＷはウエハホルダ８４を介してウエハステージ８５上に保持される。また、露光装置３０内には、コータ・デベロッパ部３１に設けられた搬送ライン３３の中心軸の延長線にほぼ沿うように第１ガイド部材３９が配置され、第１ガイド部材３９の端部の上方に直交するように、第２ガイド部材４０が配置されている。

第１ガイド部材３９には第１ガイド部材３９に沿って摺動可能に構成されたスライダ４１が配置されており、このスライダ４１には回転及び上下動自在にウエハＷを保持する第１アーム４２が設置されている。また、第２ガイド部材４０にはウエハＷを保持した状態で第２ガイド部材４０に沿って摺動可能に構成された第２アーム４３が配置されている。第２ガイド部材４０は、ウエハステージ８５のウエハのローディング位置まで延びており、第２アーム４３には第２ガイド部材４０に直交する方向にスライドする機構も備えられている。

また、第１ガイド部材３９と第２ガイド部材４０とが交差する位置の近傍にウエハＷのプリアライメントを行うために回転及び上下動ができる受け渡しピン４４が設置され、受け渡しピン４４の周囲にウエハＷの外周部の切り欠き部（ノッチ部）及び２箇所のエッジ部の位置又はウエハＷの外周部に形成されたオリエンテーションフラットを検出するための位置検出装置（不図示）が設置されている。第１ガイド部材３９、第２ガイド部材４０、スライダ４１、第１アーム４２、第２アーム４３、及び受け渡しピン４４等からウエハローダ系が構成されている。

上記構成における基板処理装置１１がウエハＷに対する処理を行うときの動作について簡単に説明する。まず、図１中のホストコンピュータ１２から内部ネットワークＬＮ１を介して基板処理装置１１が備える制御コンピュータ３２に処理開始命令が出力される。制御コンピュータ３２はこの処理開始命令に基づいて、露光装置３０、コータ部３６、及びデベロッパ部３７に各種の制御信号を出力する。この制御信号が出力されると、ウエハキャリア３４から取り出された１枚のウエハは、搬送ライン３３を経てレジストコータ３６ａに搬送されてフォトレジストが塗布され、順次搬送ライン３３に沿ってプリベーク装置３６ｂ及びクーリング装置３６ｃを経て露光装置３０の第１アーム４２に受け渡される。

その後、スライダ４１が第１ガイド部材３９に沿って受け渡しピン４４の近傍に達すると、第１アーム４２が回転して、フォトレジストが塗布されたウエハＷが第１アーム４２から受け渡しピン４４上の位置Ａに受け渡されて、ここでウエハの外形基準で中心位置及び回転角の調整（プリアライメント）が行われる。その後、ウエハＷは第２アーム４３に受け渡されて第２ガイド部材４０に沿ってウエハのローディング位置まで搬送され、そこでウエハステージ８５上のウエハホルダ８４にロードされる。そして、そのウエハＷ上の各ショット領域に対してレチクルの所定のデバイスパターンを介して露光が行われる。

露光処理を終えたウエハＷは、第２ガイド部材４０及び第１ガイド部材３９に沿ってコータ・デベロッパ部３１の搬送ライン３３まで搬送された後、搬送ライン３３に沿って順次ポストペーク装置３７ａ及びクーリング装置３７ｂを経て現像装置３７ｃに送られる。そして、現像装置３７ｃで現像が行われたウエハＷの各ショット領域に、レチクルのデバイスパターンに対応した凹凸のレジストパターンが形成される。このように現像が行われたウエハＷは、必要に応じて形成されたパターンの線幅、重ね合わせ誤差等が測定装置３８で検査され、搬送ライン３３に沿ってウエハキャリア３５に収納される。このリソグラフィ工程の終了後にウエハキャリア３５内の例えば１ロットのウエハは、例えばエッチング又はイオン注入等のパターン形成工程及びレジスト剥離工程等を実行する製造ラインに搬送される。

次に、基板処理装置１１に設けられる露光装置３０について説明する。図３は、この基板処理装置が備える露光装置の構成を示す図である。本実施形態においてはステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を用いた場合を例に挙げて説明する。尚、以下の説明においては、図中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｙ軸及びＺ軸が紙面に対して平行となるよう設定され、Ｘ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されている。図中のＸＹＺ直交座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。Ｙ軸に沿う方向がスキャン（走査）方向である。

図３において、５１は露光光源であり、この露光光源５１としては断面が略長方形状の平行光束である露光光ＩＬを射出するＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）である。この露光光源５１としては、これ以外に、例えばｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を射出する超高圧水銀ランプ、又はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を用いることができる。

露光光源５１からの波長１９３ｎｍの紫外パルスよりなる露光光ＩＬ（露光ビーム）は、ビームマッチングユニット（ＢＭＵ）５２を通り、光アッテネータとしての可変減光器５３に入射する。ウエハ上のフォトレジストに対する露光量を制御するための露光制御ユニット７３が、露光光源５１の発光の開始及び停止、並びに出力（発振周波数、パルスエネルギー）を制御すると共に、可変減光器５３における減光率を段階的、又は連続的に調整する。

可変減光器５３を通った露光光ＩＬは、レンズ系５４ａ，５４ｂよりなるビーム成形系５５を経て第１段のオプティカル・インテグレータ（ユニフォマイザ、又はホモジナイザ）としての第１フライアイレンズ５６に入射する。この第１フライアイレンズ５６から射出された露光光ＩＬは、第１レンズ系５７ａ、光路折り曲げ用のミラー５８、及び第２レンズ系５７ｂを介して第２段のオプティカル・インテグレータとしての第２フライアイレンズ５９に入射する。

第２フライアイレンズ５９の射出面、即ちレチクルＲのパターン面に対する光学的なフーリエ変換面（照明系の瞳面）には開口絞り板６０が、駆動モータ６０ａによって回転自在に配置されている。開口絞り板６０には、通常照明用の円形の開口絞り、輪帯照明用の開口絞り、及び複数（例えば４極）の偏心した小開口よりなる変形照明用の開口絞りや小さいコヒーレンスファクタ（σ値）用の小円形の開口絞り等が切り換え自在に配置されている。露光装置３０の全体の動作を統括制御する主制御系７４が駆動モータ６０ａを介して開口絞り板６０を回転して、照明条件（露光条件）を設定する。

図３において、第２フライアイレンズ５９から射出されて開口絞り板６０に形成された何れかの開口絞りを通過した露光光ＩＬは、透過率が高く反射率が低いビームスプリッタ６１に入射する。ビームスプリッタ６１で反射された露光光は、集光用のレンズ７１を介して光電検出器よりなるインテグレータセンサ７２に入射し、インテグレータセンサ７２の検出信号は露光制御ユニット７３に供始されている。インテグレータセンサ７２の検出信号とウエハＷ上での露光光ＩＬの照度との関係は予め高精度に計測されて、露光制御ユニット７３内のメモリに記憶されている。露光制御ユニット７３は、インテグレータセンサ７２の検出信号より間接的にウエハＷに対する露光光ＩＬの照度（平均値）、及びその積分値をモニタできるように構成されている。

ビームスプリッタ６１を透過した露光光ＩＬは、光軸ＩＡＸに沿ってレンズ系６２，６３を順次経て、固定ブラインド（固定照明視野絞り）６４及び可動ブラインド（可動照明視野絞り）６５に入射する。後者の可動ブラインド６５はレチクル面に対する共役面に設置され、前者の固定ブラインド６４はその共役面から所定量だけデフォーカスした面に配置されている。固定ブラインド６４は、投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で走査露光方向と直交した方向に直線スリット状、又は矩形状（以下、まとめて「スリット状」という）に伸びるように配置された開口部を有する。

固定ブラインド６４及び可動ブラインド６５を通過した露光光ＩＬは、光路折り曲げ用のミラー６６、結像用のレンズ系６７、コンデンサレンズ６８、及び主コンデンサレンズ系６９を介して、レチクルＲのパターン面（下面）の照明領域（照明視野領域）ＩＡを照明する。尚、上記ＢＭＵ５２〜主コンデンサレンズ系６９は照明光学系ＩＳを構成する。露光光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域ＩＡ内の回路パターンの像が両側テレセントリックな投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率α（αは例えば１／４又は１／５等）で、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上のフォトレジスト層のスリット状の露光領域に転写される。

図３において、レチクルＲは、レチクルステージ８１上に吸着保持され、レチクルステージ８１は、レチクルベース８２上でＹ方向に等速移動できると共に、Ｘ方向、Ｙ方向、回転方向に傾斜できるように載置されている。レチクルステージ８１（レチクルＲ）の２次元的な位置及び回転角は駆動制御ユニット８３内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。この計測結果、及び主制御系７４からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット８３内の駆動モータ（リニアモータやボイスコイルモータ等）は、レチクルステージ８１の走査速度、及び位置の制御を行う。尚、駆動制御ユニット８３内に設けられたレーザ干渉計の計測結果は主制御系７４にも出力されている。

一方、ウエハＷは、ウエハホルダ８４を介してウエハステージ８５上に吸着保持され、ウエハステージ８５は、ウエハベース８６上で投影光学系ＰＬの像面と平行なＸＹ平面に沿って２次元移動する。即ち、ウエハステージ８５は、ウエハベース８６上でＹ方向に一定速度で移動すると共に、Ｘ方向、Ｙ方向にステップ移動する。更に、ウエハステージ８５には、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）、並びにＸ軸及びＹ軸の回りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も組み込まれている。

ウエハステージ８５のＸ方向、Ｙ方向の位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角は駆動制御ユニット８７内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。この計測結果及び主制御系７４からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット８７内の駆動モータ（リニアモータ等）は、ウエハステージ８５の走査速度、及び位置の制御を行う。尚、駆動制御ユニット８７内に設けられたレーザ干渉計の計測結果は主制御系７４にも出力されており、この計測結果と上記の駆動制御ユニット８７からの計測結果とに基づいて、主制御系７４はレチクルステージ８１とウエハステージ８５とを走査（同期移動）させるときの同期誤差を算出する。

また、ウエハステージ８５上の一端には、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の露光領域に照射される露光光ＩＬの照度（光量）を検出する照度センサ８８が固定されている。この照度センサ８８は、例えばピンホールが形成された筐体を有し、このピンホールの形成位置に受光素子の受光面が配置されたセンサであり、ピンホールを介して入射する露光光ＩＬの照度（光量）を検出する。照度センサ８８の検出信号は露光制御ユニット７３に供給されている。ウエハステージ８５上に露光光ＩＬが照射されている状態で、照度センサ８８を露光領域内で移動させることにより、露光光ＩＬの照度むら（光量むら）及び積算光量むらを計測することができる。照度センサ８８を用いた照度、この照度むら、及び積算光量むらの測定は、定期的に又は不定期に実行される。

ウエハステージ８５の他の一端には、投影光学系ＰＬの波面収差を測定する波面収差測定装置７５が設けられている。この波面収差測定装置７５は、例えば特開２００２−２５０６７７号公報に開示されているように、レチクルステージ８１上に測定用レチクル（不図示）を配置するとともに、波面収差測定装置７５を投影光学系ＰＬの露光領域に配置した状態で、測定用レチクル及び投影光学系を介した露光光ＩＬをマイクロレンズアレイを用いて波面分割して集束し、波面分割された光束の集束位置の変化から投影光学系ＰＬの波面収差を測定するものである。波面収差測定装置７５を用いた投影光学系ＰＬの収差測定は定期的に又は不定期に実行され、その測定結果は主制御系７４へ出力される。

また、投影光学系ＰＬの側面に、ウエハＷの表面（被検面）の複数の計測点に斜めにスリット光を投影する投射光学系８９ａと、その被検面からの反射光を受光してそれらの複数の計測点のフォーカス位置に対応するフォ−カス信号を生成する受光光学系８９ｂとからなる多点のオートフォーカスセンサも設けられており、それらのフォ−カス信号が主制御系７４中に供給されている。

また、走査露光を行う際には、予めレチクルＲとウエハＷとのアライメントを行っておく必要がある。そのため、レチクルステージ８１上にはレチクルＲのアライメントマーク（レチクルマーク）の位置を計測するレチクルアライメント顕微鏡（不図示）が設置されている。更に、ウエハＷ上のアライメントマーク（ウエハマーク）の位置を計測するために、投影光学系ＰＬの側面にオフ・アクシスで画像処理方式（ＦＩＡ方式：Ｆｌｅｌｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ 方式）のアライメントセンサ９０が設置されている。アライメントセンサ９０は、例えばハロゲンランプ等からの比較的広い波長域の照明光でウエハＷ上のアライメントマークを照明してＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子でその像を撮像するものである。アライメントセンサ９０で得られた画像信号は主制御系７４に供給されて画像処理が施され、位置情報が計測される。

主制御系７４は、図２に示した制御コンピュータ３２に設けられており、ウエハＷ上の各ショット領域のフォトレジストを適正露光量で走査露光するための各種露光条件を露光データファイルより読み出して、露光制御ユニット７３とも連携して最適な露光シーケンスを実行する。露光処理が開始されると、主制御系７４は、レチクルステージ８１及びウエハステージ８５のそれぞれの移動位置、移動速度、移動加速度、位置オフセット等の各種情報を駆動制御ユニット８３，８７に送る。これにより、レチクルステージ８１及びウエハステージ８５の加速が開始される。また、主制御系７４は露光制御ユニット７３に対しても走査露光開始指令を発する。

レチクルステージ８１及びウエハステージ８５の加速が終了して速度が一定になると、露光制御ユニット７３は露光光源５１の発光を開始すると共に、インテグレータセンサ７２を介してウエハＷに対する露光光ＩＬの照度（単位時間当たりのパルスエネルギーの和）の積分値を算出する。その積分値は走査露光開始時に０にリセットされている。走査露光中は、レチクルステージ８１を介して露光光ＩＬの照明領域ＩＡに対してレチクルＲが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度Ｖｒで走査されるのに同期して、ウエハステージ８５を介してレチクルＲのパターン像の露光領域に対してウエハＷが−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度α・Ｖｒ（αはレチクルＲからウエハＷへの投影倍率）で走査される。レチクルＲとウエハＷとの移動方向が逆であるのは、本例の投影光学系ＰＬが反転投影を行うためである。

走査露光中は、露光制御ユニット７３において、露光光ＩＬの照度の積分値が逐次算出され、この結果に応じて、走査露光後のウエハＷ上のフォトレジストの各点で適正露光量が得られるように、露光光源５１の出力（発振周波数、及びパルスエネルギー）及び可変減光器５３の減光率を制御する。そして、当該ショット領域への走査露光の終了時に、露光光源５１の発光が停止される。この動作が繰り返されることにより、ウエハＷ上に設定された複数のショット領域に対して露光処理が行われる。

また、主制御系７４には、半導体メモリ又はハードディスク等の記憶装置が設けられており、インテグレータセンサ７２の検出結果を示すデータ、照度センサ８８を用いて計測して得られた照度、照度むら、及び積算光量むらを示すデータ、波面収差測定装置７５を用いて測定された投影光学系ＰＬの波面収差を示すデータ、レチクルステージ８１とウエハステージ８５との同期誤差を示すデータ、オートフォーカスセンサで得られた投影光学系ＰＬの像面に対するウエハＷの位置ずれ量を示すデータ等の各種データを装置データとして一時的に（例えば、１枚のウエハＷに対する露光処理が終了するまでの期間、又は複数枚のウエハＷを単位とした１ロット分のウエハＷに対する露光処理が終了するまでの期間）記憶する。主制御系７４は、図１に示す保守管理サーバ１３から装置データの送信要求があったときに、一時的に記憶した装置データを読み出して、内部ネットワークＬＮ１を介して保守管理サーバ１３へ出力する。

次に、図１中の基板処理工場１０内に設けられる保守管理サーバ１３について詳細に説明する。図４は、保守管理サーバ１３の構成を示すブロック図である。図４に示す通り、保守管理サーバ１３は、装置データ収集部９１、光学シミュレータ９２、線幅算出部９３、比較部９４、記憶部９５、及び表示部９６を含んで構成される。

上記記憶部９５は、図４に示す通り、基準線幅データＤ１、レジスト特性データＤ２、及び線幅誤差閾値データＤ３を記憶する。基準線幅データＤ１は、露光装置３０の露光処理によりウエハＷに形成されるパターンの基準線幅ＣＤ_０を示すデータである。この基準線幅ＣＤ_０としては、例えばウエハＷ上に形成するパターンの設計上の線幅（例えば、１３０ｎｍ）が用いられる。

レジスト特性データＤ２は、ウエハＷ上に塗布されるフォトレジストの感光特性を示すデータである。図５は、レジスト特性データＤ２の一例を示す図である。図５に示す通り、レジスト特性データＤ２は、基準線幅を形成するときにフォトレジスト上に照射される露光光ＩＬの光量（ＤＯＳＥ量）と線幅の変化との関係を示すデータである。このレジスト特性データＤ２は、フォトレジストに照射する露光光ＩＬの光量を変化させたときに形成されるパターンの線幅の変化を予め求めたものである。レジスト特性データＤ２は、ウエハＷ上に塗布されるフォトレジストの種類に応じて変化するため、レジストの種類毎に露光光の光量とパターンの線幅変化との関係を予め求めておき、基板処理工場１０で作業するオペレータが端末装置１４を操作して入力する。

線幅誤差閾値データＤ３は、ウエハＷ上に形成されるパターンの線幅誤差の許容値（線幅誤差閾値ΔＣＤ）を示すデータである。この線幅誤差閾値データＤ３は、例えば基準線幅ＣＤ_０の１０％程度の幅に設定され、基準線幅ＣＤ_０が１３０ｎｍの場合には、線幅誤差閾値Ｄ３として１３ｎｍが設定される。上記の基準線幅データＤ１及び線幅誤差閾値データＤ３は、例えばサービスマンが端末装置１４を操作して入力する。

また、保守管理サーバ１３に設けられる装置データ収集部９１は、基板処理工場１０内に設けられた基板処理装置１１の各々に対して装置データの送信要求を送出し、この送信要求に応答して返信される装置データを収集して一定期間記憶する。保守管理サーバ１３は、基板処理装置１１が１枚のウエハＷに対する露光処理を終えたタイミングで、又は１ロット分のウエハＷに対する露光処理を終えたタイミングで装置データを収集する。装置データ収集部９１が収集する装置データは、ウエハＷ上に形成されるパターンの線幅に影響を与える要因となるデータである。ここで、ウエハＷ上に形成されるパターンの線幅に影響を与える要因としては、以下の（１）〜（７）に示すようなものがある。

（１）露光光ＩＬの照明むら（光量むら）
（２）投影光学系ＰＬの波面収差
（３）露光光ＩＬのパワー
（４）照明条件
（５）ステージ同期誤差
（６）フォーカス誤差
（７）露光エネルギ量の変動

上記（１）の露光光ＩＬの照度むらは、図３に示す照度センサ８８を用いて定期的に又は必要に応じて計測される。この計測結果は主制御系７４の内部に設けられた不図示の記憶装置に記憶されており、装置データ収集部９１の要求により収集される。露光光ＩＬの照度むらは短時間で急激に変化するものではないため、ウエハＷ上に設定された１つのショット領域に対する露光処理中においては、一定であるとみなすことができる。

また、上記（２）の投影光学系ＰＬの波面収差は、露光装置３０が設けられる基板処理装置１１を基板処理工場１０に納入したときのデータを用いることができる。しかしながら、経時的な変化を考慮すると、上記（１）の露光光ＩＬの照度むらと同様に、波面収差測定装置７５を用いて定期的に又は必要に応じて測定することが望ましい。また、投影光学系ＰＬの波面収差も短時間で急激に変化するものではないため、上記照度むらと同様に、ウエハＷ上に設定された１つのショット領域に対する露光処理中においては、一定であるとみなすことができる。

上記（３）の露光光ＩＬのパワー及び上記（４）の照明条件は、上記の各種露光条件が格納された露光データファイルに設定されたものの内、主制御系７４が選択したものが用いられる。ウエハＷ上に設定された１つのショット領域に対する露光処理中においては、露光光ＩＬのパワーは一定であり、照明光学系ＩＳで設定される照明条件（通常照明、輪帯照明、変形照明、小σ照明等）は変更されることはない。

上記（５）のステージ同期誤差としては、駆動制御ユニット８３，８７内に設けられたレーザ干渉計の計測結果から、露光処理中におけるレチクルステージ８１とウエハステージ８５との実際の同期誤差が用いられる。このステージ同期誤差は、ウエハＷ上に設定された１つのショット領域に対する露光処理中において変化するものである。

また、上記（６）のフォーカス誤差は、露光装置３０に設けられるオートフォーカスセンサを用いて計測される。ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置は、露光中のウエハＷの表面位置及び姿勢を常時検出し、この検出結果を用いて投影光学系ＰＬの像面にウエハＷの表面を合わせ込むようにしているため、フォーカス誤差は１つのショット領域に対する露光処理中において変化するものである。

また、上記（７）の露光エネルギ量の変動は、露光装置３０が備えるインテグレータセンサ７２で露光処理中における露光光ＩＬの実際のエネルギー量変化を検出したものである。以上の通り、上記（１）〜（７）に示したウエハＷ上に形成されるパターンの線幅に影響を与える要因は、露光処理中に変動しないものと露光処理中に変動するものに大別することができる。上記（１）〜（４）に示した要因が露光処理中に変動しないものであり、（５）〜（７）に示した要因が露光処理中に変動するものである。

保守管理サーバ１３に設けられる光学シミュレータ９２は、装置データ収集部９１が収集した装置データの内の上記の（１）〜（４）に示される露光処理中に変動しない要因に基づいて変化する基準線幅ＣＤ_０の線幅ＣＤ_１を数学的（波動光学的）に算出する。また、線幅算出部９３は、光学シミュレータ９２で算出された線幅ＣＤ_１、レジスト特性データＤ２、及び装置データ収集部９１が収集した装置データの内の上記の（５）〜（７）に示される露光処理中に変動する要因からウエハＷ上の各ショット領域に形成されるであろう線幅ＣＤを予測する。

比較部９４は、線幅算出部９３で算出された線幅ＣＤと基準線幅ＣＤ_０との差を示す線幅誤差を求め、この線幅誤差と線幅誤差閾値データＤ３とを比較し、算出された線幅誤差が線幅誤差閾値データＤ３で示される線幅誤差閾値ΔＣＤを越えているか否かを判断する。具体的には以下の、（１）式が成立するか否かを判断する。

｜ＣＤ−ＣＤ_０｜≧ΔＣＤ ……（１）

表示部９６は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）又は液晶表示素子等の表示装置を備えており、ウエハＷ上に設定されたショット領域の配列を示すショットマップデータに、比較部９４の比較結果を対応付けて色別表示した不良ショットマップを表示する。尚、比較部９４で求められた線幅誤差及び予測に用いた装置データは、基板処理工場１０及び基板処理装置１１を特定するデータとともに保守データとしてネットワークＮを介して管理センター２０へ送信される。保守データを管理センター２０へ送信することで、表示部９６で表示される不良ショットマップと同様のものを得ることができる。

次に、この基板処理システムのパターン不良予測に関する動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。基板処理装置１１の露光装置３０に設けられる主制御系７４は、定期的に照度センサ８８を用いて投影光学系ＰＬを介してウエハステージ８５上に照射される露光光ＩＬの照度、照度むら、及び光量むらの測定を行うとともに、波面収差測定装置７５を用いて投影光学系ＰＬの収差を測定し、これらの測定結果を不図示の記憶装置に記憶している。

また、基板処理装置１１において、図２中のウエハキャリア３４に格納された新たなウエハＷは、ウエハキャリア３４から１枚づつ取り出され、基板処理装置１１のコータ部３６においてフォトレジストが塗布されて露光装置３０内に搬入されてウエハホルダ８４上に保持される。露光装置３０の主制御系７４は、露光データファイルの内容に従って露光装置３０が備える照明光学系ＩＳの照明条件及び露光光ＩＬのパワー等を設定し、露光光ＩＬがレチクルＲに照射された状態で、レチクルステージ８１とウエハステージ８５とを同期移動させつつレチクルＲに形成されたパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に転写する。

主制御系７４は、パターン転写時のレチクルステージ８１とウエハステージ８５との同期誤差、オートフォーカスセンサで検出されるフォーカス誤差、及びインテグレータセンサ７２で検出される露光光ＩＬの露光エネルギ量の経時変化をモニタしており、ウエハＷ上に設定された各ショット領域に対する露光処理を終える毎に、これらを不図示の記憶装置に記憶する。全てのショット領域に対する露光処理を終えると、ウエハホルダ８４上に保持されたウエハＷは露光装置３０から搬出され、デベロッパ部３１により現像処理が行われた後でウエハキャリア３５に格納される。

露光装置３０からウエハＷを搬出する作業が行われている間に、基板処理工場１０に設けられた保守管理サーバ１３の装置データ収集部９１は、その露光装置３０に設けられた主制御系７４に対して装置データの送信要求を送出する。この送信要求に基づいて主制御系７４は不図示の記憶装置に記憶した各種データ等を読み出して装置データとして保守管理サーバ１３へ送信する。ここで送信される装置データは、１枚のウエハＷに対する露光処理を行って得られたデータである。このようにして、装置データ収集部９１は装置データの収集を行う（ステップＳ１１）。

装置データの収集が完了すると、収集された装置データの内の、上記（１）〜（４）に示すパターンの線幅に影響を与える要因に関するデータは光学シミュレータ９２に出力され、上記（５）〜（７）に示すパターンの線幅に影響を与える要因に関するデータは線幅算出部９３に出力される。装置データ収集部９１等のデータを得ると、光学シミュレータ９２は、まず記憶部９５に記憶された基準線幅データＤ１の読み出しを行い、ウエハＷ上に設定された複数のショット領域のうちの１つを、線幅を予測するショット領域に設定する（ステップＳ１２）。

次に、光学シミュレータ９２は、装置データ収集部９１から出力された装置データを用いて数学的（波動光学的）なシミュレーションを行い、変化する基準線幅ＣＤ_０の線幅ＣＤ_１を算出する（ステップＳ１３）。算出された線幅ＣＤ_１は線幅算出部９３へ出力され、レジスト特性データＤ２及び装置データ収集部９１から出力される装置データから、ステップＳ１２で設定されたショット領域に形成されるであろう線幅ＣＤを予測する（ステップＳ１４）。予測された線幅ＣＤは比較部９４に出力される。

線幅ＣＤが出力されると、この線幅ＣＤと記憶部９５に記憶された基準線幅データＤ１で示される基準線幅ＣＤ_０との差を示す線幅誤差｜ＣＤ−ＣＤ_０｜が算出され、上記（１）式に示す通り、線幅誤差｜ＣＤ−ＣＤ_０｜が記憶部９５に記憶された線幅誤差閾値データＤ３で示される線幅誤差閾値ΔＣＤ以上であるか否かが判断される（ステップＳ１５）。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、その旨を示すデータが比較部９４から表示部９６へ出力され、ショットマップデータ中のそのショット領域について警告表示がなされる（ステップＳ１６）。一方、ステップＳ３５の判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１６の警告表示はなされない。

ステップＳ１６の警告表示がなされた場合、又はステップＳ１５の判断結果が「ＮＯ」の場合には、光学シミュレータ９２において線幅の予測がされていないショット領域の有無が判断される（ステップＳ１７）。線幅の予測がされていないショット領域がある場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）にはステップＳ１２に戻り、線幅の予測が行われていないショット領域のうちの１つが、線幅を予測するショット領域に設定され、線幅ＣＤの予測が同様に行われる。一方、ステップＳ１７の判断結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理は終了する。

図７は、保守管理サーバ１３の表示部９６に表示される不良ショットマップの一例を示す図である。図７において、符号ＷＥを付した曲線はウエハＷの外縁を表す曲線であり、符号ＳＡを付した複数の矩形領域はウエハＷ上に設定された複数のショット領域を表している。これらの曲線ＷＥ及び矩形領域ＳＡからショットマップデータが構成されている。不良ショットマップは、このショットマップデータに対して線幅誤差閾値ΔＣＤ以上の線幅誤差を有する線幅のパターンが形成されると予測されるショット領域（以下、不良ショットという）を色別表示したものである。図７に示す例では、符号ＤＡを付した矩形領域ＳＡが不良ショットであり、この不良ショットＤＡは例えば赤色表示される。以上の処理は、次のウエハＷに対する露光処理が完了するまでに行われる。

以上説明したように、不良ショットを視覚的に表示することにより、不良ショットになる蓋然性が高いショット領域を迅速且つ容易に把握することができる。尚、不良ショットＤＡは数学的なシミュレーションにより求められたものであり、シミュレーションによる不良ショットＤＡの線幅と、実際にそのショット領域に形成されるパターンの線幅とは必ずしも一致しない。しかしながら、不良ショットになる蓋然性の高いショット領域を求めることで、不良発生を防止するための対策（不良発生原因の特定及び改善）を早期に取ることができる。

尚、以上の説明では、線幅誤差｜ＣＤ−ＣＤ_０｜が線幅誤差閾値ΔＣＤ以上であるか否かを判断していたが、線幅誤差閾値を複数設定して線幅誤差｜ＣＤ−ＣＤ_０｜が各々の線幅誤差閾値を越えているか否かを判断するようにしてもよい。この場合には、何れの線幅誤差閾値を越えているかに応じて色表示を変えることにより、不良ショットになる蓋然性を示す分布を詳細に求めることができる。

また、上記実施形態では、ウエハＷ毎に装置データを収集して不良ショットマップを得ていたが、露光装置３０に設けられた主制御系７４が１ロット分のウエハＷに対する露光処理が完了するまでの露光データを記憶しておき、１ロット分のウエハＷに対する露光処理が完了した時点で、保守管理サーバ１３がこの装置データを収集するようにしても良い。

この場合には、図６に示す処理と同様の処理を行ってウエハＷ毎の不良ショットマップを求め、ウエハＷ上の同一箇所に設定されたショット領域が不良ショットとなる回数に応じて、最終的に表示部９６に表示する不良ショットマップの色表示を変えることが好ましい。例えば、複数枚のウエハＷで同一のショット領域が不良ショットとなる回数が１回の場合には青色表示を行い、２回の場合には黄色表示を行うといった具合である。

このような表示を行うことで、不良の発生原因を推定することができる。例えば、線幅誤差がゴミの付着により発生するものと考えられる場合には、複数枚のウエハＷで同一のショット領域が不良ショットとなる回数が１回のときにはウエハＷの裏面にゴミが付着していると推定され、複数枚のウエハＷで同一のショット領域が不良ショットとなる回数が複数回のときには、ウエハホルダ８４上においてそのショット領域が配置される個所にゴミが付着していると推定される。

尚、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、図４に示す保守管理サーバ１３の各ブロックの機能をハードウェアで構成することも可能であり、ソフトウェアで実現することも可能である。ソフトウェアで実現する場合には、保守管理サーバ１３のハードウェア構成を、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、通信インタフェース、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等の外部記憶装置等から構成し、上述した処理を行うプログラムを保守管理サーバ１３に読み込ませて、そのプログラムを実行させることにより実現される。

例えば、図４に示す保守管理サーバ１３の機能をハードウェアで構成することも可能であり、ソフトウェアで実現することも可能である。ソフトウェアで実現する場合には、保守管理サーバ１３のハードウェア構成を、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、通信インタフェース、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等の外部記憶装置等から構成し、上述した処理を行うパターン不良予測プログラムを保守管理サーバ１３に読み込ませて、そのプログラムを実行させることにより実現される。尚、パターン不良予測プログラムは、コンピュータ読み取り可能な情報記録媒体内に記録されて配布され、当該媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ（登録商標）、ハードディスク、光磁気ディスク、フレキシブルディスク、又は磁気テープ等を例示することができる。保守管理プログラムのコンピュータシステムへの読み込みは、コンピュータシステムが備える読み取り装置を介して行われ、あるいはインターネット等のネットワークを介してダウンロードすることにより行われる。

また、上述した実施形態では、パターン不良予測装置としての各機能（装置データ収集部９１、光学シミュレータ９２、線幅算出部９３、比較部９４、及び記憶部９５）を、露光装置３０にネットワークを介して接続された保守管理サーバ１３により実現しているが、露光装置３０が備える主制御系７４等により実現してもよく、あるいは、センターの管理サーバ２１により実現してもよい。保守管理サーバ１３と管理サーバ２１に機能分散させ、あるいはさらに複数のサーバに機能分散させて実現してもよい。

また、上記実施形態では、ウエハＷ上に形成されるパターンの線幅に影響を与える要因（１）〜（７）全てを用いて線幅ＣＤの予測を行っていたが、最小限のデータ量で最大限の効果を得る（高精度な予測が行える）ために、上述した要因（１）〜（７）のうちの、（２）投影光学系ＰＬの波面収差、（５）ステージ同期誤差、及び（６）フォーカス誤差のみを用いて線幅ＣＤの予測を行うようにしても良い。また、これらに加えて、（１）露光光ＩＬの照明むら、（３）露光光ＩＬのパワー、（４）照明条件、及び（７）露光エネルギ量の変動の少なくとも１つを用いて線幅ＣＤを予測しても良い。

また、上記実施形態では、露光装置３０が露光光ＩＬとしてＡｒＦエキシマレーザ等から射出されるレーザ光を用いていたが、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲから発生する軟Ｘ線領域、例えば波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光を用いるようにしてもよい。さらに、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いてもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射光学系、屈折光学系、及び反射屈折光学系のいずれを用いてもよい。

また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。

さらに、基板処理装置１１は、半導体素子の製造に用いられるデバイスパターンをウエハＷ上に転写する露光装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられるデバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミック基板上に転写する露光装置、撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、及びＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置等を備えていても良い。

本発明の実施形態に係る基板処理システムの全体構成を示すブロック図である。 基板処理装置の概略構成を示す上面図である。 露光装置の概略構成を示す図である。 保守管理サーバの構成を示すブロック図である。 レジスト特性データの一例を示す図である。 基板処理システムのパターン不良予測に関する動作を示すフローチャートである。 保守管理サーバの表示部に表示される不良ショットマップの一例を示す図である。

符号の説明

１３…保守管理サーバ（不良予測装置）
３０…露光装置
８１…レチクルステージ（マスクステージ）
８５…ウエハステージ（基板ステージ）
９２…光学シミュレータ（線幅予測手段）
９３…線幅算出部（線幅予測手段）
９４…比較部（判断手段）
９６…表示部（警告手段）
ＣＤ…線幅
ＣＤ_０…基準線幅
ＩＬ…露光光
ＩＳ…照明光学系
ＰＬ…投影光学系
Ｒ…レチクル（マスク）
Ｗ…ウエハ（基板）
ΔＣＤ…線幅誤差閾値（閾値）

Claims (10)

1. 投影光学系に対してマスクを保持するマスクステージ及び基板を保持する基板ステージを相対的に同期移動させつつ、照明光学系から露光光を射出して前記基板を露光する走査型の露光装置の前記基板に露光転写されるパターンの良否を予測するパターン不良予測装置であって、
   前記投影光学系の光学特性を示す情報並びに前記マスクステージ及び前記基板ステージのステージ誤差を示す情報を収集する収集手段と、
   前記収集手段により収集された情報を用いて前記基板上に形成されるパターンの線幅を予測する線幅予測手段と、
   前記線幅予測手段によって予測された線幅と予め設定された基準線幅との線幅誤差が予め設定された閾値を越えているか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とするパターン不良予測装置。
2. 前記ステージ誤差を示す情報は、前記マスクステージと前記基板ステージとの同期誤差を示す情報と、前記投影光学系の像面に対する前記基板のずれ量を示す情報とを含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン不良予測装置。
3. 前記収集手段は、前記基板上に照射される前記露光光の光量むら、露光量、及び露光パワー、並びに前記照明光学系で設定される露光条件の少なくとも１つを更に収集し、
   前記線幅予測手段は、前記基板上に照射される前記露光光の光量むら、露光量、及び露光パワー、並びに前記照明光学系で設定される露光条件の少なくとも１つを更に用いて前記基板上に形成されるパターンの線幅を予測することを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン不良予測装置。
4. 前記線幅予測手段は、前記基板上に設定された複数の区画領域毎に形成されるパターンの線幅を予測し、
   前記判断手段は、前記区画領域毎に前記線幅誤差が前記予め設定された閾値を越えているか否かを判断することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のパターン不良予測装置。
5. 線幅誤差が予め設定された閾値を越えていると前記判断手段が判断した場合に、警告を発する警告手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のパターン不良予測装置。
6. 前記警告手段は、前記区画領域毎に前記警告を発することを特徴とする請求項５に記載のパターン不良予測装置。
7. 前記警告手段は、複数枚を単位とした前記基板の各々に設定された前記区画領域毎における前記判断手段の判断結果に基づいて、前記警告を発することを特徴とする請求項６に記載のパターン不良予測装置。
8. マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージと、前記マスクに形成されたパターンの像を前記基板上に投影する投影光学系と、前記マスク及び前記投影光学系を介して前記基板を露光する露光光を射出する照明光学系とを備え、前記投影光学系に対して前記マスクステージ及び前記基板ステージを相対的に同期移動させつつ、前記マスクに形成されたパターンを前記基板上に逐次転写する走査型の露光装置と、
   前記露光装置とネットワークを介して接続された、請求項１〜７の何れか一項に記載のパターン不良予測装置とを備えることを特徴とする基板処理システム。
9. コンピュータを請求項１〜７の何れか一項に記載のパターン不良予測装置として機能させるパターン不良予測プログラム。
10. 請求項９に記載のパターン不良予測プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。

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