JP2007027219A - Optimizing method and display method - Google Patents

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JP2007027219A JP2005203771A JP2005203771A JP2007027219A JP 2007027219 A JP2007027219 A JP 2007027219A JP 2005203771 A JP2005203771 A JP 2005203771A JP 2005203771 A JP2005203771 A JP 2005203771A JP 2007027219 A JP2007027219 A JP 2007027219A
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve exposure precision while throughput of an exposure process is maintained. <P>SOLUTION: A main task 31 of a main controller 20 measures various trace data on a transfer state of an alignment mark when the alignment mark is transferred on a wafer. A data conversion task 42 of an optimization application 130A operated on PC calculates an MEAN value and an MSD value of information on the transfer state at respective sample points based on various trace data in a sample shot region. A simulation task 43 estimates a ΔCD value at the respective sample points, and creates a ΔCD map in an exposure range which is transferred at the time of scanning/exposing the sample shot region. An optimization task 44 optimizes (rejection and parameter adjustment of alignment mark) wafer alignment based on the created ΔCD map. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、最適化方法及び表示方法に係り、さらに詳しくは、検出対象の位置情報を検出するための一連の処理の処理条件を最適化する最適化方法、照明光により照明される照明領域に対してマスクを走査し、これと同期して前記照明領域と共役な露光領域に対して感光物体を走査する同期走査により、前記マスクに形成されたパターンが転写されるパターン領域を、前記感光物体上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関する情報を表示する表示方法に関する。   The present invention relates to an optimization method and a display method. More specifically, the present invention relates to an optimization method for optimizing a processing condition of a series of processes for detecting position information of a detection target, and an illumination area illuminated by illumination light. A pattern area to which a pattern formed on the mask is transferred by synchronous scanning in which a mask is scanned and a photosensitive object is scanned with respect to an exposure area conjugate with the illumination area in synchronization with the mask. The present invention relates to a display method for displaying information relating to an exposure process in which a plurality of pattern areas are sequentially superimposed and transferred.

半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写する露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の投影露光装置（以下、「露光装置」と略述する）が主として用いられている。   In a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, or the like, a wafer or glass on which a pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter collectively referred to as “reticle”) is coated with a resist or the like via a projection optical system An exposure apparatus that transfers onto a substrate such as a plate (hereinafter collectively referred to as a “wafer”), such as a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus (so-called stepper), or a step-and- A sequential movement type projection exposure apparatus (hereinafter abbreviated as “exposure apparatus”) such as a scanning scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) is mainly used.

半導体素子等を製造する場合には、異なる回路パターンをウエハ上に幾層にも積み重ねて形成するが、各層間での重ね合わせ精度が悪いと、回路上の特性に不都合が生じることがある。このような場合、チップが所期の特性を満足せず、最悪の場合にはそのチップが不良品となり、歩留りを低下させてしまう。このため、露光工程では、いわゆるロット内のウエハ１枚１枚について、回路パターンが形成されたウエハ上の複数のショット領域の各々に予めアライメントマークを付設しておき、重ね合わせ露光を行う場合には、全ショット領域の中からサンプルとして選択された幾つかのショット領域（サンプルショット領域）に付設された各アライメントマークを何らかの観察装置で観察し、その観察結果に対し所定の処理を施すことによってアライメントマークの位置情報を検出し、（ウエハを保持するウエハステージのステージ座標系（該ウエハステージの移動を規定する座標系、通常はレーザ干渉計の測長軸によって規定される座標系）上の座標値）を、その観察結果に基づいて計測する。しかる後、この計測結果、すなわちマークの位置情報と既知のレチクルパターンの投影位置の位置情報（これは事前測定される）とに基づいて、ステージ座標系と、ウエハ上の複数のショット領域によって規定される配列座標系とのずれが統計的に求められ、そのずれを考慮して、各ショット領域とレチクルパターンの投影位置との位置関係を求める、いわゆるウエハアライメント（ファインアライメント）が行われる（例えば、特許文献１、２等）。   When manufacturing a semiconductor element or the like, different circuit patterns are stacked and formed on a wafer in several layers. However, if the overlay accuracy between the layers is poor, the circuit characteristics may be inconvenient. In such a case, the chip does not satisfy the desired characteristics, and in the worst case, the chip becomes a defective product, which decreases the yield. Therefore, in the exposure process, for each wafer in a so-called lot, an alignment mark is previously attached to each of a plurality of shot areas on the wafer on which the circuit pattern is formed, and overlay exposure is performed. Is to observe each alignment mark attached to several shot areas (sample shot areas) selected as samples from all shot areas with some observation device, and to perform a predetermined process on the observation results Detect the position information of the alignment mark, on the stage coordinate system of the wafer stage holding the wafer (the coordinate system that defines the movement of the wafer stage, usually the coordinate system defined by the measurement axis of the laser interferometer) Coordinate value) is measured based on the observation result. After that, based on the measurement result, that is, the position information of the mark and the projection position of the known reticle pattern (which is measured in advance), it is defined by the stage coordinate system and a plurality of shot areas on the wafer. The so-called wafer alignment (fine alignment) is performed in which a deviation from the arrangement coordinate system is statistically obtained, and the positional relationship between each shot region and the projection position of the reticle pattern is calculated in consideration of the deviation (for example, Patent Documents 1 and 2).

このウエハアライメントの結果は、サンプルショット領域の選択（すなわち、マークの選択）とマークの位置情報の処理パラメータの設定値などによって左右されるため、それらの選択及び設定を適切に行う必要がある。そのため、従来より、そのウエハに対する露光処理中又は露光処理前において、サンプルショット領域の選択や処理パラメータの調整が行われている。しかしながら、マークの選択や処理パラメータの調整をウエハＷの露光処理中または露光処理前に行うことは、リソグラフィシステムの負荷の軽減やスループットの観点からすると、あまり望ましいことではない。なお、この露光処理は、複数枚のウエハを１単位（この単位を、ロットという）として行われるため、ロット処理ともいう。   Since the result of this wafer alignment depends on the selection of the sample shot area (that is, the selection of the mark) and the setting value of the processing parameter of the mark position information, it is necessary to appropriately select and set them. Therefore, conventionally, the sample shot area is selected and the processing parameters are adjusted during or before the wafer exposure process. However, performing mark selection and process parameter adjustment during or before wafer W exposure processing is not very desirable from the viewpoint of reducing the load on the lithography system and throughput. This exposure processing is also referred to as lot processing because a plurality of wafers are performed as one unit (this unit is referred to as a lot).

また、ロット処理において重要な点は、回路パターン等の転写精度であり、中でも特に重要なのは、各層のパターンの差ね合わせ精度や、ラインパターンの線幅均一性などである。そこで、従来より、あるウエハにおける重ね合わせ精度又は線幅均一性などに関する情報をグラフィカルに表示して、露光装置のユーザがそれを見て露光工程の評価を行うことができる評価システムが提供されている。   An important point in the lot processing is the transfer accuracy of the circuit pattern and the like, and particularly important are the pattern alignment accuracy of each layer and the line width uniformity of the line pattern. Therefore, conventionally, an evaluation system has been provided in which information regarding overlay accuracy or line width uniformity on a wafer is graphically displayed, and an exposure apparatus user can evaluate the exposure process by viewing the information. Yes.

しかしながら、このような評価システムでは、重ね合わせ精度を評価指標とする場合には、重ね合わせ精度に関する情報のみを表示し、線幅均一性を評価指標とする場合には、線幅均一性に関する情報のみを表示するようになっている。この場合、本来、要求精度が同時に満たされるべき重ね合わせ精度と線幅均一性を同時に評価しようとすれば、表示画面を切り替えるなどの煩雑な作業が必要となってしまうという不都合があった。   However, in such an evaluation system, when overlay accuracy is used as an evaluation index, only information related to overlay accuracy is displayed. When line width uniformity is used as an evaluation index, information regarding line width uniformity is displayed. It is designed to display only. In this case, there is a disadvantage that a complicated operation such as switching the display screen is required if it is attempted to simultaneously evaluate the overlay accuracy and the line width uniformity that should satisfy the required accuracy at the same time.

特開昭６１−４４４２９号公報JP-A 61-44429 特開昭６２−８４５１６号公報JP-A-62-84516

本発明は、第１の観点からすると、少なくとも１つのパターン像が感光物体上に転写される際の当該パターン像の転写状態に関する情報を計測する第１工程と；前記計測された前記パターン像の転写状態に関する情報に基づいて、前記パターン像の転写により前記感光物体上に形成されるパターンの形成状態に関する情報を推測する第２工程と；前記推測された前記パターンの形成状態に関する情報に基づいて、前記パターンの位置情報を検出するための一連の処理の処理条件を最適化する第３工程と；を含む最適化方法である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a first step of measuring information relating to a transfer state of at least one pattern image when the pattern image is transferred onto a photosensitive object; A second step of estimating information relating to a formation state of a pattern formed on the photosensitive object by transfer of the pattern image based on information relating to a transfer state; and based on information relating to the estimated formation state of the pattern And a third step of optimizing a processing condition of a series of processes for detecting the position information of the pattern.

これによれば、第１工程において、少なくとも１つのパターン像が感光物体上に転写される間における、そのパターン像の転写状態に関する情報を計測しておく。続く、第２工程において、計測されたパターン像の転写状態に関する情報に基づいて、そのパターンの形成状態に関する情報を推測する。そして、第３工程において、パターンの位置情報を検出するための一連の処理の処理条件を、推定されたパターンの形成状態に関する情報に基づいて最適化する。このようにすれば、上記一連の処理の最適化のために実際にパターンの形成状態に関する情報を計測する必要がなくなる。   According to this, in the first step, information on the transfer state of the pattern image is measured while at least one pattern image is transferred onto the photosensitive object. In the subsequent second step, information on the formation state of the pattern is estimated based on the information on the measured transfer state of the pattern image. In the third step, processing conditions for a series of processes for detecting pattern position information are optimized based on information on the estimated pattern formation state. In this way, it is not necessary to actually measure information relating to the pattern formation state in order to optimize the series of processes.

本発明は、第２の観点からすると、照明光により照明される照明領域に対してマスクを走査し、これと同期して前記照明領域と共役な露光領域に対して感光物体を走査する同期走査により、前記マスクに形成されたパターンが転写されるパターン領域を、前記感光物体上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関する情報を表示する表示方法であって、前記感光物体上に既に転写形成されている前記パターン領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報と、前記パターン領域に対する位置合わせ及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報とを、同時に表示する表示方法である。   From a second viewpoint, the present invention scans a mask with respect to an illumination area illuminated by illumination light, and synchronously scans a photosensitive object with respect to an exposure area conjugate with the illumination area in synchronization with the mask. A display method for displaying information relating to an exposure process in which a pattern region to which a pattern formed on the mask is transferred is sequentially superimposed and formed on a plurality of pattern regions on the photosensitive object. A plurality of types of information relating to at least one of a plurality of types of information relating to the transfer state or formation state of the pattern region that has already been transferred and formed, and at least one of the result of alignment and overlay with respect to the pattern region; This is a display method for simultaneously displaying at least one type of information.

これによれば、マスクと感光物体との同期走査により、そのマスク上のパターン領域を、感光物体上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関する情報を表示する際に、感光物体上に既に転写形成されているパターン領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報と、パターン領域に対する位置合わせ及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報とを同時に表示する。すなわち、感光物体上のパターン領域の転写状態又は形成状態に関する情報と、位置合わせ又は重ね合わせの情報とを同時に表示させることができるようになるので、それらの総合的な評価が容易となる。   According to this, when displaying information on the exposure process in which the pattern area on the mask is sequentially superimposed and transferred to a plurality of pattern areas on the photosensitive object by synchronous scanning of the mask and the photosensitive object, At least one type of information related to the transfer state or formation state of the pattern area that has already been transferred and formed on the object, and a plurality of types of information related to at least one of the alignment and overlay results for the pattern area At least one kind of information is simultaneously displayed. In other words, information related to the transfer state or formation state of the pattern area on the photosensitive object and information on alignment or superimposition can be displayed at the same time, thereby facilitating comprehensive evaluation thereof.

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１には、本発明の最適化方法及び表示方法が適用される一実施形態に係る露光装置１００の概略的な構成が示されている。この露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment to which an optimization method and a display method of the present invention are applied. The exposure apparatus 100 is a so-called step-and-scan projection exposure apparatus.

この露光装置１００は、照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、アライメント系ＡＳ及びこれらの制御系（主制御装置２０及びステージ制御装置１９を含む）等を備えている。露光装置１００は、投影光学系ＰＬを中心に構成されている。そこで、以下では、その投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの方向をＺ軸方向（図１における紙面内上下方向）とし、Ｚ軸方向に直交する平面内でレチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）とが相対走査される走査方向をＹ軸方向（図１における紙面内左右方向）とし、該Ｙ軸に直交する非走査方向をＸ軸方向（図１における紙面直交方向）として、説明を行う。   The exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST that holds a reticle R, a projection optical system PL, a wafer stage WST that holds a wafer W, an alignment system AS, and control systems thereof (main control device 20 and stage control device). 19). The exposure apparatus 100 is configured around the projection optical system PL. Therefore, hereinafter, the direction of the optical axis AX of the projection optical system PL is set as the Z-axis direction (the vertical direction in the drawing in FIG. 1), and the reticle R (reticle stage RST) and the wafer W are within a plane orthogonal to the Z-axis direction. The scanning direction relative to (wafer stage WST) is defined as the Y-axis direction (left-right direction in the drawing in FIG. 1), and the non-scanning direction perpendicular to the Y-axis is defined as the X-axis direction (direction orthogonal to the drawing in FIG. 1). , Explain.

前記照明系１０は、例えばＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの照明光ＩＬを−Ｚ側に照射する。この照明系１０は、主制御装置２０及びステージ制御装置１９から送られた照明光ＩＬの強度の目標値に基づいて、照明光ＩＬの強度を制御する露光量制御系１１と、照明光ＩＬの照射範囲を制限するレチクルブラインド（１２Ａ、１２Ｂ）とを備えている。   The illumination system 10 irradiates the −Z side with illumination light IL such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm). The illumination system 10 includes an exposure amount control system 11 that controls the intensity of the illumination light IL based on the target value of the intensity of the illumination light IL sent from the main control device 20 and the stage control device 19, and the illumination light IL. And reticle blinds (12A, 12B) for limiting the irradiation range.

この露光量制御系１１には、照明光ＩＬの強度を計測する不図示のセンサが備えられている。ウエハＷ上に対する実際の露光量（単位面積当たりのエネルギー積算値）と、このセンサの出力との関係は予め求められており、センサの出力から、ウエハＷ上の露光量を推測することができるようになっている。このようなセンサを備えることにより、走査露光中であっても、ウエハＷ上の露光量を計測することが可能となる。   The exposure control system 11 includes a sensor (not shown) that measures the intensity of the illumination light IL. The relationship between the actual exposure amount (energy integrated value per unit area) on the wafer W and the output of the sensor is obtained in advance, and the exposure amount on the wafer W can be estimated from the output of the sensor. It is like that. By providing such a sensor, the exposure amount on the wafer W can be measured even during scanning exposure.

照明光ＩＬの強度がこの目標値に沿ったものとなることは、ウエハＷ上に転写されるパターンが設計どおりのものとするための要件の１つであるため、この露光量制御系１１では、設定された照明光ＩＬの強度の目標値とセンサの出力との偏差（すなわち露光量誤差）が低減するように照明光ＩＬの強度を調整する。このセンサ出力は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に送られている。   The fact that the intensity of the illumination light IL is in line with this target value is one of the requirements for ensuring that the pattern transferred onto the wafer W is as designed. The intensity of the illumination light IL is adjusted so that the deviation (that is, the exposure amount error) between the set target value of the intensity of the illumination light IL and the output of the sensor is reduced. This sensor output is sent to the stage control device 19 and the main control device 20 through this.

レチクルブラインド１２Ａは、照明光ＩＬの通過領域としての開口が固定であるブラインドである。また、レチクルブラインド１２Ｂは、その開口部をＹ軸方向に移動させることが可能なブラインドである。   Reticle blind 12A is a blind having a fixed opening as a passage region for illumination light IL. The reticle blind 12B is a blind that can move its opening in the Y-axis direction.

レチクルブラインド１２Ａは、レチクルＲ上において照明光ＩＬが照射される領域、すなわち照明領域ＩＡＲを規定する。この照明領域ＩＡＲの中心は、後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸにほぼ一致している。この照明領域ＩＡＲは、Ｘ軸方向に細長く延びる矩形状（すなわちスリット状）の領域となっており、照明領域ＩＡＲ内の照明光ＩＬの強度は均一となっている。   The reticle blind 12A defines an area on the reticle R that is irradiated with the illumination light IL, that is, an illumination area IAR. The center of the illumination area IAR substantially coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL described later. The illumination area IAR is a rectangular area (that is, a slit shape) extending in the X-axis direction, and the intensity of the illumination light IL in the illumination area IAR is uniform.

レチクルブラインド１２Ｂは、走査露光中、ステージ制御装置１９の制御の下、後述する両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期走査に同期してＹ軸方向を移動する。このレチクルブラインド１２Ａの駆動により、露光開始直後及び露光終了直前において、ウエハＷ上の露光すべきでない部分へ照明光ＩＬが照射されるのが防止される。なお、レチクルブラインド１２ＢのＹ軸方向の開口幅を２Ｌとする。この開口幅２Ｌにより、走査露光におけるレチクルＲ上のパターン領域のＹ軸方向の幅と、ウエハＷ上に転写されるそのパターンの転写領域のＹ軸方向の幅とが規定される。   Reticle blind 12B moves in the Y-axis direction during scanning exposure in synchronization with synchronous scanning of both stages WST and RST described later under the control of stage control device 19. By driving the reticle blind 12A, it is possible to prevent the illumination light IL from being irradiated onto a portion that should not be exposed on the wafer W immediately after the start of exposure and immediately before the end of exposure. The opening width in the Y-axis direction of reticle blind 12B is 2L. The opening width 2L defines the width in the Y-axis direction of the pattern region on the reticle R in scanning exposure and the width in the Y-axis direction of the transfer region of the pattern transferred onto the wafer W.

なお、本実施形態の照明系１０の詳細な構成は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号公報）などに開示されている。   The detailed configuration of the illumination system 10 of this embodiment is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313250 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2003/0025890).

前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが例えば真空吸着により保持されている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの位置制御のため、不図示のレチクルベース上をリニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とするレチクルステージ駆動部２９により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回りの回転方向（これをθｚとする）に微少駆動可能に構成されている。また、レチクルステージＲＳＴは、Ｙ軸方向に指定された走査速度で移動可能となっており、レチクルＲの全面が少なくとも照明光ＩＬ（すなわち、照明領域ＩＡＲ）を横切ることができるだけの移動ストロークを有している。   On reticle stage RST, reticle R is held by, for example, vacuum suction. In order to control the position of the reticle R, the reticle stage RST is rotated around the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis by a reticle stage drive unit 29 using a linear motor, a voice coil motor or the like as a drive source on a reticle base (not shown). Are configured to be capable of being driven minutely in the rotational direction (this is defined as θz). In addition, reticle stage RST is movable at a scanning speed designated in the Y-axis direction, and has a movement stroke that allows the entire surface of reticle R to cross at least illumination light IL (ie, illumination area IAR). is doing.

レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置及び姿勢（Ｘ、Ｙ、θｚ）はレチクルレーザ干渉計（以下、レチクル干渉計とする）１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。レチクル干渉計１６の計測値は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に送られる。ステージ制御装置１９は、主制御装置２０からの指示に応じて、レチクル干渉計１６の計測値から得られるレチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部２９を用いてレチクルステージＲＳＴを駆動する。   The position and orientation (X, Y, θz) of the reticle stage RST in the stage moving surface are always detected by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as a reticle interferometer) 16 with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm. Yes. The measurement value of the reticle interferometer 16 is sent to the stage controller 19 and the main controller 20 through the stage controller 19. The stage control device 19 drives the reticle stage RST using the reticle stage drive unit 29 based on the position information of the reticle stage RST obtained from the measurement value of the reticle interferometer 16 in accordance with an instruction from the main control device 20. .

前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの−Ｚ側に配置されている。この投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックな縮小光学系であり、その投影倍率は、例えば１／４、１／５あるいは１／６である。照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲが照明されると、照明領域ＩＡＲ内にあるレチクルＲ上の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に投影される。この部分倒立像が投影される照明領域ＩＡＲと共役なウエハＷ上の領域を、露光領域ＩＡという。   The projection optical system PL is disposed on the −Z side of the reticle stage RST. The projection optical system PL is, for example, a double-sided telecentric reduction optical system, and the projection magnification is, for example, 1/4, 1/5, or 1/6. When the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, a reduced image (partial inverted image) of the circuit pattern on the reticle R in the illumination area IAR is projected onto the wafer W via the projection optical system PL. Projected. An area on the wafer W conjugate with the illumination area IAR onto which the partially inverted image is projected is referred to as an exposure area IA.

前記ウエハステージＷＳＴは、ＸＹステージＷＳと、該ＸＹステージＷＳ上に搭載され、不図示のウエハホルダを介してウエハＷを真空吸着等により保持するウエハテーブルＷＴとを含んで構成されている。   Wafer stage WST includes an XY stage WS and a wafer table WT mounted on the XY stage WS and holding the wafer W by vacuum suction or the like via a wafer holder (not shown).

前記ＸＹステージＷＳは、ウエハステージ駆動部２２の少なくとも一部を構成する不図示のリニアモータ等によってＸ、Ｙ、θｚ方向に２次元駆動可能に構成されている。   The XY stage WS is configured to be two-dimensionally driven in the X, Y, and θz directions by a linear motor (not shown) that constitutes at least a part of the wafer stage driving unit 22.

前記ウエハテーブルＷＴは、Ｚ軸方向に駆動するボイスコイルモータ等の３つのアクチュエータ７１（図１では、その１つを不図示としている）によってＸＹステージＷＳ上に３点で支持されている。各アクチュエータ７１のＺ軸方向の駆動量は、光電式又は静電容量式の各エンコーダ７３でそれぞれ検出されている。この３つのアクチュエータ７１の駆動により、ウエハテーブルＷＴを、Ｚ軸方向及びＸＹ面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転θｘ方向と、Ｙ軸回りの回転θｙ方向）に駆動することが可能である。３つのエンコーダ７３の検出信号は、ステージ制御装置１９に送られている。   The wafer table WT is supported at three points on the XY stage WS by three actuators 71 (one of which is not shown in FIG. 1) such as a voice coil motor driven in the Z-axis direction. The driving amount of each actuator 71 in the Z-axis direction is detected by each photoelectric or capacitance type encoder 73. By driving these three actuators 71, it is possible to drive wafer table WT in the Z-axis direction and in the directions inclined with respect to the XY plane (the rotation θx direction around the X axis and the rotation θy direction around the Y axis). The detection signals from the three encoders 73 are sent to the stage control device 19.

ウエハテーブルＷＴのＸＹ平面内の位置（Ｘ、Ｙ）及び姿勢（θｚ、θｘ、θｙ）方向の傾斜は、ウエハレーザ干渉計（以下、ウエハ干渉計という）１８によって計測されている。これらの計測値は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に送られる。ステージ制御装置１９は、主制御装置２０からの指示に応じ、ウエハ干渉計１８の計測値に基づいて、ウエハステージ駆動部２２を駆動し、ＸＹステージＷＳをＸ、Ｙ平面内（θｚ回転を含む）に移動させる。   The inclination of wafer table WT in the position (X, Y) and orientation (θz, θx, θy) in the XY plane is measured by a wafer laser interferometer (hereinafter referred to as a wafer interferometer) 18. These measured values are sent to the stage control device 19 and the main control device 20 through this. The stage control device 19 drives the wafer stage drive unit 22 based on the measurement value of the wafer interferometer 18 in response to an instruction from the main control device 20, and moves the XY stage WS in the X and Y planes (including θz rotation). ).

投影光学系ＰＬの側面には、オフアクシス方式のアライメント系ＡＳが固定されている。このアライメント系ＡＳでは、ウエハステージＷＳＴ上に設けられた不図示の基準マーク板上の基準マーク及びウエハＷ上の後述するアライメントマークを、所定の計測処理を実行して計測し、その計測結果に基づいて、それらのマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置情報を、所定の検出処理を実行して検出する。検出されたマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置情報や、マークが検出できなかったときに発生するマーク検出エラーに関する情報など、マークの検出結果に関連するデータは、主制御装置２０に送られ、後述するウエハアライメント等に用いられることになる。   An off-axis alignment system AS is fixed to the side surface of the projection optical system PL. In this alignment system AS, a reference mark on a reference mark plate (not shown) provided on wafer stage WST and an alignment mark to be described later on wafer W are measured by executing a predetermined measurement process, and the measurement result is obtained. Based on this, position information of these marks in the X and Y two-dimensional directions is detected by executing a predetermined detection process. Data related to the detection result of the mark, such as the position information of the detected mark in the X and Y two-dimensional directions and the information related to the mark detection error that occurs when the mark cannot be detected, is sent to the main controller 20, It will be used for wafer alignment described later.

アライメント系ＡＳにおけるマークの計測処理の具体的な処理方法については幾つかのバリエーションが用意されており、調整が可能となっている。例えば、このアライメント系ＡＳは、ＬＳＡ（Laser Step Alignment）系、ＦＩＡ（Field Image Alignment）系の２種類のアライメントセンサを有しており、一方のセンサをマーク計測用のセンサとして選択することが可能となっている。ここで、ＬＳＡ系は、レーザ光をマークに照射してマークをスキャンし、回折・散乱された光を利用してマーク位置を計測する最も汎用性のあるセンサである。また、ＦＩＡ系は、ハロゲンランプ等のブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測するセンサである。いずれのセンサを選択するかは、装置パラメータの設定によって決定される。このようなマークの計測処理に関連する装置パラメータを、マーク計測条件パラメータともいう。このマーク計測条件パラメータの設定は、主制御装置２０によってなされる。なお、このようなアライメント系ＡＳ（ＦＩＡ系とＬＳＡ系を両方有するアライメント系）の構成に関しては、例えば特開平７−３２１０２８号公報等に開示されているので、詳細な説明を省略する。   Several variations of the specific processing method of the mark measurement processing in the alignment system AS are prepared and can be adjusted. For example, this alignment system AS has two types of alignment sensors, an LSA (Laser Step Alignment) system and an FIA (Field Image Alignment) system, and one of the sensors can be selected as a sensor for mark measurement. It has become. Here, the LSA system is the most versatile sensor that irradiates a mark with laser light, scans the mark, and measures the mark position using the diffracted / scattered light. The FIA system is a sensor that measures a mark position by illuminating a mark with broadband light such as a halogen lamp and performing image processing on the mark image. Which sensor to select is determined by the setting of the apparatus parameter. Apparatus parameters related to such mark measurement processing are also referred to as mark measurement condition parameters. The setting of the mark measurement condition parameter is performed by the main controller 20. The configuration of such an alignment system AS (alignment system having both FIA and LSA systems) is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-321028, and detailed description thereof will be omitted.

マーク計測条件パラメータとしては、この他、フォーカシングモード（マーク毎、最初のマークのみ、ウエハ中心付近のマークのみなど、フォーカス調整を行うタイミングの設定可能）、ＬＳＡ系での計測スキャン回数、スキャンステップ、ＦＩＡ系における上記画像データの１次元化の際の平均化ライン数、Ｘ位置検出用マークＹ位置検出用マークを含むマークに対しそれらの同時計測を行うか否かなどの指定を行うためのパラメータなどが用意されている。これらのパラメータについても、すべて、主制御装置２０により設定される。アライメント系ＡＳは、設定されたマーク計測条件パラメータにしたがって、マークの計測を行う。なお、このマーク計測条件パラメータについては、後に更に詳述する。   In addition to this, the mark measurement condition parameters include a focusing mode (for each mark, only the first mark, only the mark near the wafer center, etc., the timing for performing the focus adjustment can be set), the number of measurement scans in the LSA system, the scan step, Parameters for specifying, for example, the number of average lines when the image data is one-dimensionalized in the FIA system, and whether or not to simultaneously measure X position detection marks and Y position detection marks. Etc. are prepared. All of these parameters are also set by the main controller 20. The alignment system AS measures the mark according to the set mark measurement condition parameter. The mark measurement condition parameter will be described in detail later.

マーク計測処理の結果、各座標軸に沿った１次元波形データが得られる。マークの位置情報は、この１次元データから、マークに相当する部分を抽出することにより、検出される。アライメント系ＡＳでは、この１次元波形データを用いて、そのマークの位置情報を検出する検出処理を実行する。この検出処理についても、様々な調整が可能となっている。例えば、その１次波形からマーク波形を検出するための検出アルゴリズムについては、中点検出法、最大傾斜法、中点差分法などの幾つかのアルゴリズムが用意されており、そのいずれかを選択することができるようになっている。一般に、これらのアルゴリズムは、マークの種類によって決定される。例えば、検出精度の観点からすれば、マーク波形の非対称性が強い場合には、中点検出法や、最大傾斜法などが選択される方が望ましく、一本マークに対応する波形が山割れするような状況であった場合には、そのような山割れに対し比較的頑健である中点差分法が選択されるのが望ましい。このようなマーク検出アルゴリズムの選択も装置パラメータによって設定され、その装置パラメータを主制御装置２０が設定することができるようになっている。このようなマーク検出処理に関連する装置パラメータを以下ではマーク検出パラメータともいう。   As a result of the mark measurement process, one-dimensional waveform data along each coordinate axis is obtained. The mark position information is detected by extracting a portion corresponding to the mark from the one-dimensional data. In the alignment system AS, a detection process for detecting the position information of the mark is executed using the one-dimensional waveform data. Various adjustments are also possible for this detection process. For example, as a detection algorithm for detecting the mark waveform from the primary waveform, several algorithms such as a midpoint detection method, a maximum gradient method, and a midpoint difference method are prepared, and one of them is selected. Be able to. In general, these algorithms are determined by the type of mark. For example, from the viewpoint of detection accuracy, when the asymmetry of the mark waveform is strong, it is desirable to select the midpoint detection method, the maximum gradient method, or the like, and the waveform corresponding to one mark is broken. In such a situation, it is desirable to select a midpoint difference method that is relatively robust against such mountain cracks. Selection of such a mark detection algorithm is also set by a device parameter, and the main control device 20 can set the device parameter. In the following, apparatus parameters related to such mark detection processing are also referred to as mark detection parameters.

このようなマーク検出パラメータには、他にも、検出対象から除外すべきマークの指定、スライスレベル、処理ゲート幅、検出対象のマークがマルチマークであったときのパラメータ、エッジを検出する方法、検出対象とするエッジの指定（エッジ選択モード）、コントラストリミットなどを指定するためのパラメータが用意されている。これらのマーク検出パラメータも、主制御装置２０により設定される。   Other such mark detection parameters include designation of marks to be excluded from the detection target, slice level, processing gate width, parameters when the mark to be detected is a multi-mark, a method for detecting an edge, Parameters are provided for specifying the detection target edge (edge selection mode), contrast limit, and the like. These mark detection parameters are also set by the main controller 20.

この他、アライメント系ＡＳでは、このマークの計測結果が、そのマークの位置情報を検出するものとしてふさわしいものであるか否かをチェックするエラーチェックも行っている。このエラーチェックを行うための閾値、例えば、マークピッチ許容値、マーク幅許容値なども装置パラメータとして主制御装置２０によって設定可能である。主制御装置２０は、この他、また、後述するウエハアライメントにおけるＥＧＡ処理において、統計演算からにそのマークの位置情報を用いるか否かを決定するための閾値となるマークリジェクト値やＥＧＡリミット値なども装置パラメータとして設定可能となっている。   In addition, the alignment system AS performs an error check for checking whether or not the measurement result of the mark is appropriate for detecting the position information of the mark. Threshold values for performing this error check, for example, a mark pitch allowable value, a mark width allowable value, and the like can be set by the main controller 20 as device parameters. In addition to this, the main control unit 20 also uses a mark reject value, an EGA limit value, and the like as a threshold for determining whether or not to use the position information of the mark from statistical calculation in EGA processing in wafer alignment described later. Can also be set as a device parameter.

さらに、露光装置１００は、投影光学系ＰＬの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を、その光軸ＡＸに対して斜め方向より照射する照射系６０ａと、それらの結像光束がウエハＷの表面で反射することにより得られる反射光束を個別に受光する受光系６０ｂとから成る斜入射方式の多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）を備えている。   Further, the exposure apparatus 100 irradiates an imaging light beam for forming images of a large number of pinholes or slits toward the imaging surface of the projection optical system PL from an oblique direction with respect to the optical axis AX. An oblique incidence type multi-point AF system (60a, 60b) is provided which includes 60a and a light receiving system 60b that individually receives reflected light beams obtained by reflecting the imaged light beams on the surface of the wafer W. .

図２（Ａ）には、結像光束によりウエハＷ上に形成されたスリット像Ｓ11〜Ｓ77の一例が示されている。図２（Ａ）に示されるように、スリット像Ｓ11〜Ｓ77は、７行７列にマトリックス配置されている。スリット像の間隔は、Ｙ軸方向にｄ（例えば４ｍｍ）、Ｘ軸方向にｄ’（例えば３．５ｍｍ）である。受光系６０ｂは、これら４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77に対応する反射光束を受光する受光素子の受光結果に基づいて、各スリット像に対応するウエハＷの面位置（Ｚ軸方向の面高さ）を検出する。すなわち、スリット像Ｓ11〜Ｓ77が投影される位置は、ウエハＷの面位置が計測される計測点となっている。以下では、各スリット像に対応する計測点を、計測点Ｓ11〜Ｓ77と呼ぶ。この検出結果は、ステージ制御装置１９に送られる。この多点ＡＦ系の具体的な構成は、例えば特開平６−２８３４０３号公報等に開示されている。 FIG. 2A shows an example of slit images S 11 to S 77 formed on the wafer W by the imaging light beam. As shown in FIG. 2A, the slit images S 11 to S 77 are arranged in a matrix of 7 rows and 7 columns. The interval between the slit images is d (for example, 4 mm) in the Y-axis direction and d ′ (for example, 3.5 mm) in the X-axis direction. Light receiving system 60b based on the light receiving result of the light receiving element for receiving reflected light beams corresponding to these 49 slit images S 11 to S 77, the surface of the surface position (Z-axis direction of the wafer W corresponding to the slit image Detect height). That is, the positions at which the slit images S 11 to S 77 are projected are measurement points at which the surface position of the wafer W is measured. Hereinafter, the measurement points corresponding to the respective slit images are referred to as measurement points S 11 to S 77 . This detection result is sent to the stage controller 19. A specific configuration of this multi-point AF system is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-283403.

図２（Ａ）において、露光領域ＩＡ内に３行７列のマトリックス状に配置された３×７（＝２１個）の計測点Ｓ31〜Ｓ57は、露光領域ＩＡ内に配置されている。また、１行の計測点Ｓ21〜Ｓ27、Ｓ61〜Ｓ67は、走査露光中における所定時間経過後のウエハＷの面位置の先読みに用いられる。さらに、計測点Ｓ21〜Ｓ27の＋Ｙ側に配置された１行の計測点Ｓ11〜Ｓ17、計測点Ｓ61〜Ｓ67の−Ｙ側に配置された１行の計測点Ｓ71〜Ｓ77は、計測点Ｓ21〜Ｓ27、Ｓ61〜Ｓ67よりもさらに先のウエハＷの面位置の先読みに用いられる。 In FIG. 2A, 3 × 7 (= 21) measurement points S 31 to S 57 arranged in a matrix of 3 rows and 7 columns in the exposure area IA are arranged in the exposure area IA. . Further, the measurement points S 21 to S 27 and S 61 to S 67 in one row are used for prefetching the surface position of the wafer W after a predetermined time has elapsed during scanning exposure. Further, the measurement point S 21 to S 27 in the + Y measurement points of one row arranged in side S 11 to S 17, the measurement point S 71 of one row placed on the -Y side of the measurement points S 61 to S 67 ~ S 77 are used further in the pre-read of the surface position of the previous wafer W than the measurement point S 21 ~S 27, S 61 ~S 67.

ステージ制御装置１９には、主制御装置２０の指示の下、走査露光中においては、多点ＡＦ系（６０ａ，６０ｂ）の計測結果を用いて、露光領域ＩＡ内のウエハＷの面を、投影光学系ＰＬの焦点深度内に一致させるように、ウエハのオートフォーカス／レベリング制御（以下、ＡＦ／Ｌ制御という）を行う不図示のＡＦ／Ｌ制御系が構築されている。このＡＦ／Ｌ制御系では、走査開始位置において、計測点Ｓ11〜Ｓ77がウエハ面を捉えている場合には、走査露光中（ウエハステージＷＳＴが＋Ｙ方向に走査される場合）は、図２（Ｂ）で実線で示される計測点のうち、９つの計測点での計測値が制御に使用される。また、走査開始位置において、計測点Ｓ11〜Ｓ77がウエハ面を捉えていない場合（いわゆるウエハ外周付近に位置するショット領域をウエハＷの外側から内側に露光していくような場合）、走査露光中は、図２（Ｃ）で実線で示される計測点のうち、９つの計測点で同時に計測された計測値が制御に使用される。 Under the instruction of the main controller 20, the stage controller 19 projects the surface of the wafer W in the exposure area IA using the measurement results of the multipoint AF system (60a, 60b) during scanning exposure. An AF / L control system (not shown) that performs auto focus / leveling control (hereinafter referred to as AF / L control) of the wafer is constructed so as to match the depth of focus of the optical system PL. In this AF / L control system, when the measurement points S 11 to S 77 are capturing the wafer surface at the scanning start position, during scanning exposure (when the wafer stage WST is scanned in the + Y direction), FIG. Among the measurement points indicated by a solid line in 2 (B), measurement values at nine measurement points are used for control. Also, when the measurement points S 11 to S 77 do not capture the wafer surface at the scanning start position (when a shot area located near the outer periphery of the wafer is exposed from the outside to the inside of the wafer W), scanning is performed. During exposure, the measurement values measured simultaneously at nine measurement points among the measurement points indicated by the solid line in FIG. 2C are used for control.

ここで、ＡＦ／Ｌ制御系についてさらに具体的に説明する。ステージ制御装置１９におけるＡＦ／Ｌ制御系では、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）で実線で示される先読みの計測点を含む９つの計測点で計測されたウエハの面位置の計測値に基づいて、ＡＦ／Ｌ制御におけるＺ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、θｙ方向のロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇ、θｘ方向のピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇを作成する。これら９つの計測点で囲まれるウエハ面は、所定時間経過後に露光領域ＩＡに達する面であるため、各制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、Ｒ＿ｔａｒｇ、Ｐ＿ｔａｒｇは、そのウエハ面が露光領域ＩＡに到達した時点での目標値となる。なお、Ｚ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇについては、３つのエンコーダ７３の出力が０レベルであったときの、投影光学系ＰＬの像面に対するウエハテーブルＷＴの傾斜を考慮した値とする必要がある。   Here, the AF / L control system will be described more specifically. In the AF / L control system in the stage controller 19, the measured values of the wafer surface position are measured at nine measurement points including the pre-read measurement points indicated by the solid lines in FIGS. 2B and 2C. Based on this, a Z control target value Z_targ in AF / L control, a roll control target value R_targ in the θy direction, and a pitch control target value P_targ in the θx direction are created. Since the wafer surface surrounded by these nine measurement points is a surface that reaches the exposure area IA after a lapse of a predetermined time, the respective control target values Z_targ, R_target, and P_target are obtained when the wafer surface reaches the exposure area IA. Target value. Note that the Z control target value Z_target needs to be a value that takes into account the inclination of the wafer table WT relative to the image plane of the projection optical system PL when the outputs of the three encoders 73 are at the 0 level.

また、ステージ制御装置１９におけるＡＦ／Ｌ制御系では、ＡＦ／Ｌ制御におけるＺ追従誤差値Ｚ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差値Ｒ＿ｅｒｒｏｒ、ピッチ追従誤差値Ｐ＿ｅｒｒｏｒも所定のサンプリング間隔で算出される。これらの制御目標値、追従誤差値の作成方法等の詳細については、例えば、特開２００１−３３８８７０号公報に開示されているので、詳細な説明を省略する。Ｚ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、ロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇ、ピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇ、Ｚ追従誤差値Ｚ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差値Ｒ＿ｅｒｒｏｒ、ピッチ追従誤差値Ｐ＿ｅｒｒｏｒは、主制御装置２０に送られる。   In the AF / L control system in the stage controller 19, the Z follow error value Z_error, the roll follow error value R_error, and the pitch follow error value P_error in the AF / L control are also calculated at predetermined sampling intervals. Details of the control target value, the method of creating the tracking error value, and the like are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-338870, and thus detailed description thereof is omitted. The Z control target value Z_target, the roll control target value R_target, the pitch control target value P_target, the Z following error value Z_error, the roll following error value R_error, and the pitch following error value P_error are sent to the main controller 20.

前記主制御装置２０は、マルチタスクを実行可能なＣＰＵ、メモリ、各種インタ−フェイス等からなるいわゆるマイクロコンピュータを含んで構成されている。主制御装置２０上では、図３に示されるように、メインタスク３１と、後述するＰＣ１３０とデータの送受信を行う送受信タスク３３とが動作しており、記憶装置３２を備えている。一連の露光動作が的確に行われるように、例えば、レチクルＲとウエハＷの同期走査、ウエハＷのステッピング、露光タイミング等を、ステージ制御装置１９などを介して統括して制御し、走査露光を行ってレチクルＲ上の回路パターン等をウエハＷ上の複数のショット領域に転写する。   The main controller 20 includes a so-called microcomputer including a CPU, a memory, various interfaces and the like capable of executing multitasking. As shown in FIG. 3, a main task 31 and a transmission / reception task 33 for transmitting / receiving data to / from a PC 130 are operating on the main controller 20, and a storage device 32 is provided. For example, synchronous exposure of the reticle R and the wafer W, stepping of the wafer W, exposure timing, and the like are collectively controlled via the stage controller 19 so that a series of exposure operations can be performed accurately. The circuit pattern on the reticle R is transferred to a plurality of shot areas on the wafer W.

主制御装置２０のメインタスク３１は、不図示の上位装置（リソグラフィ工程のホストコンピュータ）などから、露光対象となっているウエハＷの設計情報としてのいわゆるプロセスプログラムファイルを得ている。主制御装置２０は、一連の露光工程が開始されたとき、まず、このプロセスプログラムファイルの内容を解析し、露光対象のウエハＷを露光する際の露光条件、例えば、照明光ＩＬの波長、照明系１０の照明光ＩＬの強度の目標値、照明ＮＡ、照明σ、照明形状などの照明条件や、回路パターンに含まれるラインパターンの設計線幅、投影光学系のＮＡ、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの走査条件や、ショットマップ（ウエハＷ上に転写されるショット領域のサイズや数、設計上の位置座標などのショット配列に関する情報を含むマップ）を取得する。   The main task 31 of the main controller 20 obtains a so-called process program file as design information of the wafer W to be exposed from a host device (not shown) (a host computer for the lithography process). When a series of exposure processes is started, main controller 20 first analyzes the contents of this process program file, and exposes exposure conditions for exposing wafer W to be exposed, such as the wavelength of illumination light IL, illumination Illumination conditions such as the target value of illumination light IL of system 10, illumination NA, illumination σ, illumination shape, design line width of line pattern included in circuit pattern, NA of projection optical system, both stages WST, RST Scan conditions and a shot map (a map including information relating to shot arrangement such as the size and number of shot areas transferred onto the wafer W and design position coordinates) are acquired.

メインタスク３１は、ステージ制御装置１９や照明系１０などの露光装置１００の各種構成要素に対して、露光条件の設定を行う。この設定により、照明系１０、ステージ制御装置１９がその露光条件に従った状態に調整される。   The main task 31 sets exposure conditions for various components of the exposure apparatus 100 such as the stage control device 19 and the illumination system 10. By this setting, the illumination system 10 and the stage controller 19 are adjusted to a state according to the exposure conditions.

露光条件の設定後、メインタスク３１は、主制御装置２０からの指示の下、走査露光を開始する。まず、ステージ制御装置１９を介して、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴを走査開始位置に移動させ、その走査開始位置から両ステージＷＳＴ、ＲＳＴを同期走査させる。ステージ制御装置１９では、ウエハステージＷＳＴに対しレチクルステージＲＳＴを追従させる同期制御系が構築されている。この同期制御系は、レチクルブラインド１２Ｂの同期制御も行っている。   After setting the exposure conditions, the main task 31 starts scanning exposure under the instruction from the main controller 20. First, both stages WST and RST are moved to the scanning start position via the stage controller 19, and both stages WST and RST are synchronously scanned from the scanning start position. In stage control device 19, a synchronous control system is constructed that causes reticle stage RST to follow wafer stage WST. This synchronization control system also performs synchronization control of reticle blind 12B.

また、ステージ制御装置１９は、この同期走査と並行して、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点の計測値、エンコーダ７３の出力に基づくＡＦ／Ｌ制御を行い、露光領域ＩＡ内のウエハ面を投影光学系ＰＬの焦点深度内に位置させるように、３つのアクチュエータ７１を駆動制御する。   Further, in parallel with this synchronous scanning, the stage control device 19 performs AF / L control based on the measurement values of the measurement points of the multipoint AF system (60a, 60b) and the output of the encoder 73, and within the exposure area IA. The three actuators 71 are driven and controlled so that the wafer surface is positioned within the depth of focus of the projection optical system PL.

また、これと同時に、照明系１０の露光量制御系１１は、レチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ内に回路パターン等が投影光学系ＰＬを介して、ウエハＷ上の露光領域ＩＡ内に転写される間、照明光ＩＬの強度が一定となるように露光量制御を行う。   At the same time, the exposure amount control system 11 of the illumination system 10 transfers a circuit pattern or the like into the illumination area IAR on the reticle R into the exposure area IA on the wafer W via the projection optical system PL. During this time, the exposure amount is controlled so that the intensity of the illumination light IL is constant.

前述したように、この走査露光中、主制御装置２０には、照明系１０のセンサ出力（露光量）、レチクル干渉計１６、ウエハ干渉計１８の計測値、Ｚ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、ロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇ、ピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇ、Ｚ追従誤差値Ｚ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差値Ｒ＿ｅｒｒｏｒ、ピッチ追従誤差値Ｐ＿ｅｒｒｏｒなどが送られている。主制御装置２０のメインタスク３１は、その走査露光における露光対象となっているショット領域が、次の層での露光の際のウエハアライメントにおいて、アライメント系ＡＳにより計測対象となるショット領域（すなわちサンプルショット領域）であった場合には、これらのデータを、そのサンプルショット領域の走査露光中の時系列データ（トレースデータ）として記憶装置３２に保存する。具体的には、照明系１０のセンサ出力に対応する露光量［ｍＪ／ｃｍ2］の時系列データを、露光量トレースデータとして保存し、レチクル干渉計１６の計測値、ウエハ干渉計１８の計測値の時系列データを、同期精度トレースデータとして保存し、Ｚ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、ロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇ、ピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇ、Ｚ追従誤差値Ｚ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差値Ｒ＿ｅｒｒｏｒ、ピッチ追従誤差値Ｐ＿ｅｒｒｏｒの時系列データを、フォーカストレースデータとして保存する。 As described above, during this scanning exposure, the main controller 20 includes the sensor output (exposure amount) of the illumination system 10, the measurement values of the reticle interferometer 16, the wafer interferometer 18, the Z control target value Z_target, and the roll control target. A value R_target, a pitch control target value P_target, a Z following error value Z_error, a roll following error value R_error, a pitch following error value P_error, and the like are sent. The main task 31 of the main controller 20 is configured such that the shot area to be exposed in the scanning exposure is a shot area (that is, a sample to be measured) by the alignment system AS in wafer alignment at the time of exposure on the next layer. If it is a shot area), these data are stored in the storage device 32 as time-series data (trace data) during scanning exposure of the sample shot area. Specifically, time series data of the exposure amount [mJ / cm 2 ] corresponding to the sensor output of the illumination system 10 is stored as exposure amount trace data, the measurement value of the reticle interferometer 16 and the measurement of the wafer interferometer 18. Time-series data of values is stored as synchronization accuracy trace data, and Z control target value Z_targ, roll control target value R_targ, pitch control target value P_targ, Z following error value Z_error, roll following error value R_error, pitch following error value P_error Is saved as focus trace data.

各種トレースデータは、一定時間でサンプリングされた順で、サンプリング番号（トレース番号）が付与されている。各種トレースデータは、その走査露光の対象であったウエハＷの番号（ウエハ番号）、ショットマップ上のそのショット領域の配列番号、ショット領域の位置座標、ウエハステージＷＳＴのスキャン方向、可動レチクルブラインド１２Ｂのブラインド幅（±Ｌ）、レチクル干渉計１６、ウエハ干渉計１８の測定光の波長、必要な場合の原点オフセット、データのサンプル数などの付随的な情報（ヘッダ情報）とともに、ファイル形式で記憶装置３２に保存される。このデータが、どのウエハのどのショット領域に対応するものであるかについては、このヘッダ情報を参照することによって識別することができ、このヘッダ情報を参照すれば、これらのトレースデータから各種データを変換する際に必要な情報を取得することができるようになっている。   The various trace data are given sampling numbers (trace numbers) in the order in which they are sampled at a fixed time. The various types of trace data include the number of the wafer W (wafer number) that was the subject of the scanning exposure, the array number of the shot area on the shot map, the position coordinates of the shot area, the scanning direction of the wafer stage WST, and the movable reticle blind 12B. Stored in file format along with accompanying information (header information) such as blind width (± L), reticle interferometer 16, measurement wavelength of wafer interferometer 18, origin offset if necessary, number of data samples It is stored in the device 32. Whether this data corresponds to which shot area of which wafer can be identified by referring to this header information. By referring to this header information, various data can be obtained from these trace data. Information necessary for conversion can be acquired.

また、露光量トレースデータのヘッダ情報には、そのときに露光量制御系１１に設定されていた目標露光量も含まれている。また、フォーカストレースデータにおける各サンプルデータは、そのサンプリング時点におけるウエハ干渉計１８の計測値とともに格納される。また、同期精度トレースデータには、ウエハ干渉計１８の計測値からレチクルステージＲＳＴの目標位置指令を算出するために用いられた変換行列（回転行列等）に関する情報も含まれている。   Further, the header information of the exposure amount trace data includes the target exposure amount set in the exposure amount control system 11 at that time. Each sample data in the focus trace data is stored together with the measurement value of the wafer interferometer 18 at the sampling time. The synchronization accuracy trace data also includes information on a transformation matrix (such as a rotation matrix) used to calculate a target position command for reticle stage RST from the measurement value of wafer interferometer 18.

ところで、ウエハＷ上のショット領域内のパターンの転写状態は、走査露光中の照明系ＩＬの目標露光量と実際の露光量との誤差（露光量誤差）、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差、ウエハ面のパターン像の像面からのフォーカスずれなどに左右される。もし、これらの誤差が大きい場合には、パターン形状（ラインパターンの線幅）及びパターンの転写位置が設計どおりではなくなり、露光精度が低下する。このため、走査露光は、このような誤差が十分に低減された状態で行われるのが望ましい。主制御装置２０のメインタスク３１によってファイル形式で保存された各種トレースデータは、その後、パターンの形成状態の推定に用いられることになる。   By the way, the transfer state of the pattern in the shot area on the wafer W includes the error (exposure amount error) between the target exposure amount and the actual exposure amount of the illumination system IL during scanning exposure, and the synchronization accuracy error between the two stages WST and RST. It depends on the focus deviation from the image plane of the pattern image on the wafer surface. If these errors are large, the pattern shape (line width of the line pattern) and the pattern transfer position are not as designed, and the exposure accuracy decreases. For this reason, it is desirable that scanning exposure be performed in a state where such errors are sufficiently reduced. The various trace data saved in the file format by the main task 31 of the main controller 20 is then used for estimating the pattern formation state.

≪ウエハフラットネス計測≫
ところで、ウエハＷ上のパターンの形成状態は、露光量、同期精度、フォーカスの他に、ウエハＷの面形状、すなわちフラットネスの影響も受ける。このフラットネスが悪化すると、フォーカスの追従誤差が大きくなると予想される。そこで、本実施形態では、走査露光中の露光量、同期精度、フォーカスのトレースに加え、ウエハのフラットネスの計測も行う。 << Wafer flatness measurement >>
By the way, the pattern formation state on the wafer W is influenced by the surface shape of the wafer W, that is, the flatness, in addition to the exposure amount, the synchronization accuracy, and the focus. If this flatness deteriorates, it is expected that the focus tracking error will increase. Therefore, in this embodiment, in addition to the exposure amount during scanning exposure, synchronization accuracy, and focus tracing, wafer flatness is also measured.

ウエハＷのフラットネスデータを計測する方法については、以下に示す３つの方法がある。
（１）走査露光前プリスキャンのフォーカストレースによる計測
これは、ウエハＷの走査露光前（ウエハステージＷＳＴのウエハＷのロード後）に、ＡＦ／Ｌ制御を行わない状態で、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴのプリスキャン動作（照明光ＩＬによる照射を行わない状態で、走査露光と同様に両ステージＷＳＴ、ＲＳＴを同期走査させる動作）を行うと同時に、その同期走査の際に得られる多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の複数の計測点の計測結果を取得し、取得された計測結果から算出される前述のフォーカストレースデータに基づいてフラットネスを取得する方法である。
（２）走査露光中のフォーカストレースによる計測
これは、ウエハＷの走査露光中（当然、ＡＦ／Ｌ制御を行っている）に得られる多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の複数の計測点の計測結果を取得し、取得された計測結果から算出されるフォーカストレースに基づいてフラットネスを取得する方法である。この方法では、ＡＦ／Ｌ制御を行っているため、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測結果から３つのアクチュエータ７１のＺ駆動によるウエハテーブルＷＴのＺ、θｘ、θｙの駆動量（３つのエンコーダ７３の出力から算出される）を差し引く必要がある。また、フラットネスデータは、ウエハＷ上で予め決められた代表地点でのウエハＷの面位置であるため、一定時間間隔でサンプルされる多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の複数の計測点の計測結果からウエハＷのフラットネスを求める場合には、適宜、データの補間を行う必要もある。
（３）多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）でない他の計測装置によるウエハＷのフラットネスデータの計測
このような計測装置には、例えば、フィゾー干渉計などがある。この計測装置は、露光装置１００内に設けられていてもよいが、外部に設けられていてもよい。 There are the following three methods for measuring the flatness data of the wafer W.
(1) Measurement by pre-scan focus scan before scanning exposure This is performed before both wafer W scanning exposure (after loading of wafer W on wafer stage WST), in a state where AF / L control is not performed, both stages WST, RST. Multi-point AF system (at the time of the synchronous scanning) (simultaneous scanning of both the stages WST and RST in the same manner as the scanning exposure) without performing the irradiation with the illumination light IL. 60a, 60b) is a method for acquiring the measurement results of a plurality of measurement points and acquiring flatness based on the above-described focus trace data calculated from the acquired measurement results.
(2) Measurement by focus trace during scanning exposure This is the measurement of a plurality of measurement points of the multi-point AF system (60a, 60b) obtained during scanning exposure of the wafer W (of course, AF / L control is performed). In this method, a measurement result is acquired, and flatness is acquired based on a focus trace calculated from the acquired measurement result. In this method, since AF / L control is performed, the drive amounts of Z, θx, θy of the wafer table WT by the Z drive of the three actuators 71 from the measurement results of the multipoint AF system (60a, 60b) (three (Calculated from the output of the encoder 73) must be subtracted. Further, since the flatness data is the surface position of the wafer W at a predetermined representative point on the wafer W, a plurality of measurement points of the multi-point AF system (60a, 60b) sampled at a constant time interval. When obtaining the flatness of the wafer W from the measurement result, it is necessary to appropriately interpolate data.
(3) Measurement of flatness data of wafer W by another measuring apparatus other than the multipoint AF system (60a, 60b). Such a measuring apparatus includes, for example, a Fizeau interferometer. This measuring apparatus may be provided in the exposure apparatus 100 or may be provided outside.

本実施形態では、上記（１）〜（３）までの計測方法を用いて、ウエハＷのフラットネスが計測される。いずれかの計測方法による計測の結果得られたフラットネスデータが、主制御装置２０内の記憶装置３２にファイル形式で格納される。なお、このフラットネスデータは、ウエハＷ上の代表地点（この代表地点は、原則としてマトリックス状に配置されている）でのウエハ面位置を表す面位置マップとなっており、離散的な値となっている。以下では、この面形状マップをＦｌｔ（Ｘ、Ｙ）で表すものとする。   In the present embodiment, the flatness of the wafer W is measured using the measurement methods (1) to (3) above. Flatness data obtained as a result of measurement by any of the measurement methods is stored in a file format in the storage device 32 in the main controller 20. The flatness data is a surface position map representing the wafer surface position at a representative point on the wafer W (in principle, the representative point is arranged in a matrix). It has become. Hereinafter, this surface shape map is represented by Flt (X, Y).

ところで、露光装置１００では、露光対象のウエハＷに対するフラットネスデータが既に得られている状態で走査露光を行う場合には、そのフラットネスデータに基づくＡＦ／Ｌ制御を行うことができる。例えば、走査露光中、露光領域ＩＡ内のウエハ面を投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に位置させるための目標となる目標近似平面を、このフラットネスデータを基準として作成することができる。なお、この目標近似平面にウエハ面を近づけさせるためのウエハテーブルＷＴの位置及び姿勢の目標位置を目標スリット姿勢ともいう。   By the way, in the exposure apparatus 100, when performing the scanning exposure in a state where the flatness data for the wafer W to be exposed is already obtained, the AF / L control based on the flatness data can be performed. For example, during scanning exposure, a target approximate plane that is a target for positioning the wafer surface in the exposure area IA within the range of the focal depth of the projection optical system PL can be created based on this flatness data. Note that the target position of the wafer table WT and the posture for bringing the wafer surface close to the target approximate plane is also referred to as a target slit posture.

走査露光中に、この目標スリット姿勢を算出する場合には、露光領域ＩＡ内に位置するウエハ面のフラットネスデータに基づく目標近似平面を算出するのではなく、そのときのＡＦ／Ｌ制御に使用されている多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点に対応する地点のフラットネスデータに基づいて目標近似平面を算出する必要がある。フラットネスデータが計測されている地点が、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点と一致しない場合には、フラットネスデータのＸ軸方向の１次補間を行うことにより、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点に対応する地点でのフラットネスデータを算出すればよい。   When calculating the target slit posture during the scanning exposure, the target approximate plane based on the flatness data of the wafer surface located in the exposure area IA is not calculated, but used for AF / L control at that time. It is necessary to calculate the target approximate plane based on the flatness data of points corresponding to the measurement points of the multi-point AF system (60a, 60b). When the point where the flatness data is measured does not coincide with the measurement point of the multipoint AF system (60a, 60b), the multipoint AF system is performed by performing linear interpolation of the flatness data in the X-axis direction. What is necessary is just to calculate the flatness data in the point corresponding to the measurement point of (60a, 60b).

この１次補間の補間幅は、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点を基準として±Ｘ方向で固定としている。多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点は等間隔の同一ピッチでＸ軸方向に配置されているため、各計測点に対応する補間幅もＸ軸方向に同一ピッチとなっている。この補間幅にフラットネスデータが１つしか存在しない場合には、露光装置１００における不図示の表示装置の画面上にワーニング表示を行い、その最寄のデータをその計測点に対応する地点のフラットネスデータとして使用することができる。   The interpolation width of this primary interpolation is fixed in the ± X direction with reference to the measurement points of the multipoint AF system (60a, 60b). Since the measurement points of the multi-point AF system (60a, 60b) are arranged in the X-axis direction at the same pitch with equal intervals, the interpolation width corresponding to each measurement point is also the same pitch in the X-axis direction. When there is only one flatness data in the interpolation width, a warning display is performed on the screen of a display device (not shown) in the exposure apparatus 100, and the nearest data is flattened at a point corresponding to the measurement point. Can be used as nesting data.

また、Ｙ軸方向にも補間を行う必要がある場合には、上述のようにＸ軸方向の補間により求められたフラットネスデータを用いて、改めてＹ軸方向の補間を行えばよい。Ｙ軸方向についても補間幅が固定となっており、その補間幅にフラットネスデータが１つしかない場合や、フラットネスデータが計測されている地点と一致している場合には、データ補間を行わないようにしてもよい。データ補間を行わない場合には、最寄の地点のフラットネスデータをそのまま用いることができる。また、多点ＡＦ系（６０ａ，６０ｂ）の各計測点を基準として、±Ｙ方向でフラットネスデータの計測地点の間隔の１／２の範囲内に、フラットネスデータが存在しない場合には、ワーニング表示を行い、最寄の地点のフラットネスデータをその計測点に対応する地点のフラットネスデータとして使用する。   When it is necessary to perform interpolation in the Y-axis direction, interpolation in the Y-axis direction may be performed again using the flatness data obtained by interpolation in the X-axis direction as described above. The interpolation width is also fixed in the Y-axis direction, and if there is only one flatness data in the interpolation width or if it matches the point where the flatness data is measured, data interpolation is performed. It may not be performed. When data interpolation is not performed, the flatness data at the nearest point can be used as it is. Further, when flatness data does not exist within a range of ½ of the interval between the measurement points of flatness data in the ± Y direction with reference to each measurement point of the multipoint AF system (60a, 60b), A warning is displayed, and the flatness data of the nearest point is used as the flatness data of the point corresponding to the measurement point.

なお、フォーカス／同期精度／露光量トレースデータを、各種制御に用いる場合にも、上述したデータ補間処理と同様な補間処理を適宜適用することができる。   In addition, when the focus / synchronization accuracy / exposure amount trace data is used for various controls, an interpolation process similar to the data interpolation process described above can be applied as appropriate.

ところで、露光装置１００において、ウエハＷ上に既に形成されたショット領域に対して、重ね合わせ露光を行う場合には、上述したような走査露光に先立って、ウエハアライメントを行う必要がある。このウエハアライメントでは、まず、ウエハＷ上に既に形成されたショット領域のうち幾つかのショット領域（サンプルショット領域）に付設された位置検出用のアライメントマークを、アライメント系ＡＳを用いて所定の計測処理を行って計測し、その計測結果に基づいて、そのアライメントマークの位置情報を検出する。そして、それらのサンプルショット領域に付設されたアライメントマークの位置情報に基づく統計演算（いわゆるＥＧＡ演算）により、ショット領域の配列座標を推定し、推定された配列座標を基準として重ね合わせ露光を行う。このようなウエハアライメントは、例えば、特開昭６１−４４４２９号公報などに開示されているので、詳細な説明を省略するが、以下では、このＥＧＡ演算により求められる、各ショット領域の位置のＸＹ補正量を、ＥＧＡ補正量といい、サンプルショット領域の実測位置（すなわちアライメントマークの実測位置）と、ＥＧＡ補正量により補正されたそれらの位置とのずれを残留誤差という。なお、以下では、このアライメントマークが、主として、ライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）マークであるものとして説明を行う。   Incidentally, in the exposure apparatus 100, when performing the overlay exposure on the shot area already formed on the wafer W, it is necessary to perform the wafer alignment prior to the scanning exposure as described above. In this wafer alignment, first, alignment marks for position detection attached to some shot areas (sample shot areas) among shot areas already formed on the wafer W are subjected to predetermined measurement using the alignment system AS. Measurement is performed by processing, and position information of the alignment mark is detected based on the measurement result. Then, the array coordinates of the shot area are estimated by statistical calculation (so-called EGA calculation) based on the position information of the alignment marks attached to the sample shot areas, and the overlay exposure is performed based on the estimated array coordinates. Such wafer alignment is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429 and the like, and detailed description thereof will be omitted. However, in the following, XY of the position of each shot area obtained by this EGA calculation will be described. The correction amount is referred to as an EGA correction amount, and a deviation between the measured position of the sample shot region (that is, the measured position of the alignment mark) and those positions corrected by the EGA correction amount is referred to as a residual error. In the following description, it is assumed that the alignment mark is mainly a line and space (L / S) mark.

これらのアライメントマークは、そのマークが属するショット領域が走査露光により転写されるときに同時に転写され形成されたものであり、その転写状態は、そのショット領域の回路パターンと同様に、走査露光中の照明系ＩＬの目標露光量と実際の露光量との誤差（露光量誤差）、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差、ウエハ面のパターン像の像面からのフォーカスずれなどに左右される。もし、これらの誤差が大きい場合には、転写形成されたアライメントマークの線幅及び転写位置が設計どおりではなくなり、その位置情報の検出及びその検出結果を用いた処理を良好に行うことが困難となる。   These alignment marks are transferred and formed at the same time when the shot area to which the mark belongs is transferred by scanning exposure, and the transfer state is similar to the circuit pattern of the shot area during the scanning exposure. It depends on the error (exposure amount error) between the target exposure amount and the actual exposure amount of the illumination system IL, the synchronization accuracy error of both stages WST and RST, the focus shift from the image surface of the pattern image on the wafer surface, and the like. If these errors are large, the line width and transfer position of the transferred alignment mark will not be as designed, and it will be difficult to detect the position information and perform processing using the detection result. Become.

このことは、逆にいえば、アライメントマークが転写される間の露光量誤差、同期精度誤差、フォーカス追従誤差などから、アライメントマークの形成状態を、ある程度推測することができることを示している。例えば、転写時の露光量、フォーカス状態などに応じて、転写されたアライメントマークのサイズ（例えば、ラインパターンの線幅など）が変化するが、露光量誤差や、デフォーカス量などから、ラインパターンの線幅をある程度推測することができる。また、ウエハＷ上に転写されるアライメントマークの転写位置は、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差に応じてずれるが、その同期精度誤差の大きさから、アライメントマークの転写位置の位置ずれ量をある程度推測することができる。   In other words, this indicates that the formation state of the alignment mark can be estimated to some extent from the exposure amount error, the synchronization accuracy error, the focus tracking error, and the like while the alignment mark is transferred. For example, the size of the transferred alignment mark (for example, the line width of the line pattern) changes depending on the exposure amount at the time of transfer, the focus state, and the like. Can be estimated to some extent. In addition, the transfer position of the alignment mark transferred onto the wafer W is shifted according to the synchronization accuracy error of both stages WST and RST. Can be guessed to some extent.

そこで、本実施形態では、フォーカストレースデータ、露光量トレースデータ、同期精度トレースデータから、アライメントマークが転写される間の露光量誤差、同期精度誤差、フォーカス追従誤差を求め、求められた各種誤差に基づいてアライメントマークのΔＣＤ値（ラインパターンの線幅の設計値からの誤差）を推測する。そして、本実施形態では、その推測結果に基づいて、ウエハアライメントに関連する処理（アライメント系ＡＳにおけるアライメントマークの検出処理及びその位置情報の計測処理、これに続く主制御装置２０での統計演算処理などの一連の処理）の最適化を行う。   Therefore, in this embodiment, an exposure error, a synchronization accuracy error, and a focus tracking error during the alignment mark transfer are obtained from the focus trace data, the exposure amount trace data, and the synchronization accuracy trace data. Based on this, the ΔCD value of the alignment mark (error from the design value of the line width of the line pattern) is estimated. In the present embodiment, processing related to wafer alignment (alignment mark detection processing and alignment information measurement processing in the alignment system AS, and subsequent statistical calculation processing in the main controller 20 based on the estimation result) Etc.) is optimized.

ところで、上述したピッチ追従誤差Ｐ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差Ｒ＿ｅｒｒｏｒなどを考慮すると、同じアライメントマークが転写される領域内においても、ラインパターンの線幅が均一ではなくなることもある。そこで、本実施形態では、ウエハＷ上の転写領域内の線幅均一性を表すΔＣＤマップ（ΔＣＤ値のマップ）を求め、そのΔＣＤマップを用いて、アライメントマークの形成状態を推測し、ウエハアライメントを最適化する。   By the way, considering the above-described pitch following error P_error, roll following error R_error, etc., the line width of the line pattern may not be uniform even in the region where the same alignment mark is transferred. Therefore, in this embodiment, a ΔCD map (map of ΔCD value) representing the line width uniformity in the transfer region on the wafer W is obtained, the formation state of the alignment mark is estimated using the ΔCD map, and wafer alignment is performed. To optimize.

アライメントマークの形成状態の推測及びウエハアライメントの最適化は、図１に示されるパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）１３０で行われる。ＰＣ１３０は、そのＣＰＵやメインメモリなどの情報処理装置を備えるＰＣ本体１３０Ｐ、マンマシンインターフェイスとしてのディスプレイ１３０Ｄ、キーボード１３０Ｋ、マウス１３０Ｍなどを備える一般的なコンピュータであり、ＬＡＮ（Local Area Network）などの通信ネットワークを介して主制御装置２０と接続されている。このＰＣ１３０上では、露光装置１００での走査露光により転写形成されたアライメントマークの形成状態を推測し、その推測結果に基づいて露光装置１００において行われるウエハアライメントの処理条件を最適化するためのアプリケーションソフトウエア（以下、最適化アプリケーションという）が動作可能となっている。   The estimation of the alignment mark formation state and the optimization of wafer alignment are performed by a personal computer (hereinafter referred to as a PC) 130 shown in FIG. The PC 130 is a general computer including a PC main body 130P having an information processing device such as a CPU and a main memory, a display 130D as a man-machine interface, a keyboard 130K, a mouse 130M, and the like, such as a LAN (Local Area Network). The main controller 20 is connected via a communication network. On this PC 130, an application for estimating the formation state of alignment marks transferred and formed by scanning exposure in the exposure apparatus 100 and optimizing the processing conditions of wafer alignment performed in the exposure apparatus 100 based on the estimation result Software (hereinafter referred to as an optimization application) can operate.

＜最適化アプリケーション＞
図３に示されるように、この最適化アプリケーション１３０Ａは、複数の処理タスクから構成されている。この最適化アプリケーション１３０Ａは、主制御装置２０の送受信タスク３３との間のデータの送受信を行う送受信タスク４１と、主制御装置２０から送られた各種ファイルのデータを、ΔＣＤ値を算出するために必要なデータに変換するデータ変換処理を行うデータ変換タスク４２と、変換されたデータを用いて、パターンの転写領域内の各代表地点におけるΔＣＤ値を求め、そのパターンの転写領域内のΔＣＤマップを作成するシミュレーションタスク４３と、作成されたΔＣＤマップに基づいて、ウエハアライメントに関する処理を最適化する最適化タスク４４とを備えている。 <Optimization application>
As shown in FIG. 3, the optimization application 130A includes a plurality of processing tasks. The optimization application 130A calculates the ΔCD value of the transmission / reception task 41 that transmits / receives data to / from the transmission / reception task 33 of the main control device 20 and the data of various files sent from the main control device 20. Using the data conversion task 42 for performing data conversion processing for converting into necessary data and the converted data, the ΔCD value at each representative point in the pattern transfer region is obtained, and the ΔCD map in the pattern transfer region is obtained. A simulation task 43 to be created and an optimization task 44 for optimizing the processing related to wafer alignment based on the created ΔCD map are provided.

送受信タスク４１は、主制御装置２０の送受信タスク３３から送られてきた各種トレースファイルを受信して記憶装置４６へ格納し、記憶装置４６に格納されたアライメントマークのリジェクトに関する情報や、ウエハアライメント関連のパラメータの調整に関する情報を、主制御装置２０の送受信タスク３３に送る通信インターフェイスタスクである。主制御装置２０のメインタスク３１は、ウエハＷ上でのサンプルショット領域に対する走査露光が行われる度に、その走査露光における各種トレースファイル（フォーカス／同期精度／露光量トレースデータファイル）、フラットネスデータファイルをそのサンプルショット領域毎に作成し、記憶装置３２に保存している。オペレータがキーボード１３０Ｋ又はマウス１３０Ｍの操作により、最適化対象のウエハＷのウエハ番号やサンプルショット領域のショット領域番号を指定すると、その指定情報は、送受信タスク４１に伝達される。送受信タスク４１は、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）によりそのウエハ番号に対応するウエハＷでのすべての各種トレースデータファイル、フラットネスデータファイルの転送を、送受信タスク３３にリクエストする。送受信タスク３３は、指定されたウエハ番号のウエハＷに対応するすべてのサンプルショット領域の各種トレースデータファイル、フラットネスデータファイルを送受信タスク４１にＦＴＰ転送する。送受信タスク４１は、受信した各種トレースデータファイル、フラットネスデータファイルを、記憶装置４６に格納する。   The transmission / reception task 41 receives various trace files sent from the transmission / reception task 33 of the main controller 20 and stores them in the storage device 46. Information related to the rejection of the alignment mark stored in the storage device 46, and wafer alignment-related information This is a communication interface task that sends information related to parameter adjustment to the transmission / reception task 33 of the main controller 20. The main task 31 of the main controller 20 performs various trace files (focus / synchronization accuracy / exposure amount trace data file), flatness data every time scanning exposure is performed on the sample shot area on the wafer W. A file is created for each sample shot area and stored in the storage device 32. When the operator designates the wafer number of the optimization target wafer W or the shot area number of the sample shot area by operating the keyboard 130K or the mouse 130M, the designation information is transmitted to the transmission / reception task 41. The transmission / reception task 41 requests the transmission / reception task 33 to transfer all the various trace data files and flatness data files on the wafer W corresponding to the wafer number by FTP (File Transfer Protocol). The transmission / reception task 33 transfers various trace data files and flatness data files of all sample shot areas corresponding to the wafer W of the designated wafer number to the transmission / reception task 41 by FTP. The transmission / reception task 41 stores the received various trace data files and flatness data files in the storage device 46.

記憶装置４６に対する各種トレースデータファイルの保存が完了すると、データ変換タスク４２の処理、シミュレーションタスク４３の処理、最適化タスク４４の処理がこの順で行われるようになる。   When the storage of the various trace data files in the storage device 46 is completed, the processing of the data conversion task 42, the processing of the simulation task 43, and the processing of the optimization task 44 are performed in this order.

＜データ変換タスク＞
データ変換タスク４２は、各種トレースデータファイル（フォーカストレースデータファイル、同期精度トレースデータファイル、露光量トレースデータファイル）をファイルオープンして、その内容を読み込み、その中のフォーカストレースデータ、同期精度トレースデータ、露光量トレースデータを取得する。 <Data conversion task>
The data conversion task 42 opens various trace data files (focus trace data file, synchronization accuracy trace data file, exposure amount trace data file), reads the contents, and reads the focus trace data and synchronization accuracy trace data therein. Then, exposure amount trace data is acquired.

上述した各種トレースデータに基づいて、ウエハＷ上のサンプルショット領域の走査露光において転写されたパターンの形成状態を推測するためには、まず、そのパターンの転写領域内の地点における像の転写状態がどのようなものであったかを求める必要がある。図４（Ａ）では、走査露光中にウエハＷ上を露光領域ＩＡが移動する様子が示されている。実際には、露光領域ＩＡに対してウエハＷが移動するようになるのであるが、図４（Ａ）では、説明を簡単にするために、ウエハＷ上を露光領域ＩＡが移動するように示している。   In order to estimate the formation state of the pattern transferred in the scanning exposure of the sample shot area on the wafer W based on the various trace data described above, first, the transfer state of the image at a point in the transfer area of the pattern is first determined. It is necessary to ask what it was. FIG. 4A shows a state where the exposure area IA moves on the wafer W during scanning exposure. Actually, the wafer W moves relative to the exposure area IA, but FIG. 4A shows the exposure area IA moving on the wafer W in order to simplify the explanation. ing.

図４（Ａ）では、露光領域ＩＡのＹ軸方向中心がＹ＝Ａに位置している時点から露光が開始され、露光領域ＩＡのＹ軸方向中心がＹ＝Ｄに位置している時点で露光が終了している。上記各種トレースデータは、露光領域ＩＡがＡからＤに移動するまでのサンプリングデータとなっている。ショット領域のＹ軸方向のショット長２Ｌ’が３３ｍｍであるとし、レチクルブラインドによって規定される露光領域ＩＡのＹ軸方向の幅ｗが８ｍｍであるとすると、各種トレースデータは、Ｙ軸方向に、３３＋８＝４１ｍｍの範囲で取得されている。   In FIG. 4A, exposure starts when the Y-axis direction center of the exposure area IA is located at Y = A, and when the Y-axis direction center of the exposure area IA is located at Y = D. Exposure is complete. The various trace data is sampling data until the exposure area IA moves from A to D. If the shot length 2L ′ in the Y-axis direction of the shot area is 33 mm, and the width w in the Y-axis direction of the exposure area IA defined by the reticle blind is 8 mm, various trace data are It is acquired in the range of 33 + 8 = 41 mm.

ここで、パターンの転写領域内のある地点（任意の地点）について考える。この地点のショット内座標（ショット中を原点とする座標系）を（ｘ１、ｙ）とする。この地点の転写像の形成状態は、露光領域ＩＡがＢからＣに移動するまでのパターンの転写状態、すなわちその地点が露光領域ＩＡに差し掛かってから抜けるまでの間に観測された露光量誤差、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差、ＡＦ／Ｌ制御の追従誤差などに左右される。   Here, a certain point (arbitrary point) in the pattern transfer region is considered. The coordinates in the shot at this point (the coordinate system with the origin in the shot) as (x1, y). The formation state of the transfer image at this point is the pattern transfer state until the exposure area IA moves from B to C, that is, the exposure amount error observed until the point reaches the exposure area IA and then exits. It depends on the synchronization accuracy error of both stages WST and RST, the tracking error of AF / L control, and the like.

この地点が露光領域ＩＡに差し掛かったときの露光領域ＩＡの位置（サンプリング位置）は、点線で示されるように、地点から−Ｙ側に、露光領域ＩＡの幅ｗの半分（ｗ／２）だけオフセットを有する地点が露光領域ＩＡの中心に位置しているときの位置（すなわちｙ−ｗ／２）である。また、地点が露光領域ＩＡから抜けるときのウエハステージＷＳＴの位置（サンプリング位置）は、その地点から＋Ｙ側に露光領域ＩＡの幅ｗの半分（ｗ／２）だけオフセットを有する地点が露光領域ＩＡの中心に位置しているときの位置（すなわちｙ＋ｗ／２）である。露光領域ＩＡがＢに位置しているときのショット内座標系におけるＹ座標のトレース番号を、ｋ−ｎとし、Ｃに位置しているときのショット内座標系におけるＹ座標のトレース番号をｋ＋ｎとする。   The position (sampling position) of the exposure area IA when this point reaches the exposure area IA is only half the width w (w / 2) of the exposure area IA on the −Y side from the point, as indicated by the dotted line. This is the position when the point having the offset is located at the center of the exposure area IA (ie, yw / 2). Further, the position (sampling position) of wafer stage WST when a point leaves the exposure area IA is a point having an offset by a half (w / 2) of the width w of the exposure area IA on the + Y side from that point. It is a position when it is located in the center (namely, y + w / 2). The trace number of the Y coordinate in the in-shot coordinate system when the exposure area IA is located at B is kn, and the trace number of the Y coordinate in the in-shot coordinate system when it is located at C is k + n. To do.

ここで、フォーカストレースデータについて着目する。データ変換タスク４１では、フラットネスデータＦｌｔ（Ｘ、Ｙ）及びフォーカストレースデータを用いて、ある地点（ｘ１、ｙ）が、露光領域ＩＡに差し掛かってから抜けるまでの間の総合的なフォーカス追従誤差の移動平均値ＺMEAN及び移動標準偏差ＺMSDを、その地点（ｘ１、ｙ）に転写される点像の転写状態に関する情報として算出する。 Here, attention is focused on the focus trace data. In the data conversion task 41, using the flatness data Flt (X, Y) and the focus trace data, a total focus tracking error from when a certain point (x1, y) reaches the exposure area IA until it leaves. The moving average value Z MEAN and the moving standard deviation Z MSD are calculated as information relating to the transfer state of the point image transferred to the point (x1, y).

地点（ｘ１、ｙ）が、露光領域ＩＡに差し掛かってから抜けるまでの間の総合的なフォーカス追従誤差の移動平均値（すなわちＺ平均オフセット）ＺMEAN（ｘ１、ｙ）は、次式で表すことができる。 The moving average value (that is, the Z average offset) Z MEAN (x1, y) of the total focus follow-up error from when the point (x1, y) reaches the exposure area IA until it exits is expressed by the following equation. Can do.

ｚ（ｊ）は、ショット内Ｙ位置ｊの地点（ショット内座標）が露光領域ＩＡのＹ軸方向中心にあったときのＺ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇとＺ追従誤差Ｚ＿ｅｒｒｏｒとの和である。Ｔｘ（ｊ）は、Ｙ位置ｊでのロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇとロール追従誤差Ｒ＿ｅｒｒｏｒとの和である。Ｔｙ（ｊ）は、Ｙ位置ｊでのピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇとピッチ追従誤差Ｐ＿ｅｒｒｏｒとの和であり、ａｍ（ｙ−ｊ）は、露光領域ＩＡの中心に対応するショット内位置座標（０，ｊ）と、地点（ｘ１、ｙ）とのＸ軸方向の距離である。Ｆｌｔ（ｘ１、ｙ）は、前述したように、地点（ｘ１，ｙ）でのフラットネスデータである。ｍは、その地点が、露光領域ＩＡがＢからＣまで移動する間のサンプリングデータの総数である。 z (j) is the sum of the Z control target value Z_target and the Z follow-up error Z_error when the point (in-shot coordinates) of the in-shot Y position j is at the center in the Y-axis direction of the exposure area IA. Tx (j) is the sum of the roll control target value R_target and the roll following error R_error at the Y position j. Ty (j) is the sum of the pitch control target value P_target and the pitch tracking error P_error at the Y position j, and am (y−j) is the in-shot position coordinates (0, 0) corresponding to the center of the exposure area IA. j) and the distance in the X-axis direction between the point (x1, y). As described above, Flt (x1, y) is flatness data at the point (x1, y). m is the total number of sampling data during which the point moves from B to C in the exposure area IA.

すなわち、図４（Ｂ）において模式的に示されるように、地点（ｘ１、ｙ）における総合的なフォーカス追従誤差の移動平均（Ｚ平均オフセット）ＺMEAN（ｘ１、ｙ）は、Ｚ方向の総合的なフォーカスずれｚ（ｊ）と、ロールによるフォーカスずれＴｘ（ｊ）・ｘ１と、Ｔｙ（ｊ）・ａｍ（ｙ−ｊ）との和から、その地点での基準となるフラットネスＦｌｔ（ｘ１、ｙ）を差し引いたものの平均となる。 That is, as schematically shown in FIG. 4B, the moving average (Z average offset) Z MEAN (x1, y) of the total focus tracking error at the point (x1, y) is the total in the Z direction. Flatness Flt (x1) which is a reference at that point from the sum of the focus shift z (j), the focus shift Tx (j) · x1 due to the roll, and Ty (j) · am (y−j) , Y) is obtained by subtracting the average.

また、地点（ｘ１、ｙ）の位置が露光領域ＩＡに入ってから出るまでの間のフォーカス追従誤差の標準偏差（すなわちＺ移動標準偏差）ＺMSD（ｘ１、ｙ）は、次式で求められる。 Further, the standard deviation of focus follow-up error (that is, Z movement standard deviation) Z MSD (x1, y) from the time when the position of the point (x1, y) enters and exits the exposure area IA is obtained by the following equation. .

データ変換タスク４２は、フラットネスデータＦｌｔ（Ｘ，Ｙ）から、各サンプルショット領域に対応するフラットネスデータＦｌｔ（ｘ１，ｙ）をショットフラットネスデータとして抽出する。図５（Ａ）には、このショットフラットネスデータＦｌｔ（ｘ１，ｙ）の一例が示されている。また、データ変換タスク４２は、パターンの転写領域の複数の代表地点それぞれについて、フォーカス追従誤差の移動平均ＺMEAN、移動標準偏差ＺMSDの値を上記式（１）、（２）に代入することによって求め、各代表地点でのＺ平均オフセットＺMEAN及びＺ移動標準偏差ＺMSDとして記憶装置４６に格納する。図５（Ｂ）には、Ｚ平均オフセットＺMEANの一例が示され、図５（Ｃ）には、Ｚ移動標準偏差ＺMSDの一例が示されている。 The data conversion task 42 extracts flatness data Flt (x1, y) corresponding to each sample shot area as shot flatness data from the flatness data Flt (X, Y). FIG. 5A shows an example of the shot flatness data Flt (x1, y). Further, the data conversion task 42 substitutes the values of the moving average Z MEAN and moving standard deviation Z MSD of the focus follow-up error into the above formulas (1) and (2) for each of a plurality of representative points in the pattern transfer region. the correction value is stored in the Z average offset Z mEAN and Z moving standard deviation Z MSD as a storage device 46 at each representative point. FIG. 5B shows an example of the Z average offset Z MEAN , and FIG. 5C shows an example of the Z movement standard deviation Z MSD .

また、データ変換タスク４２は、露光量誤差も算出する。図６には、露光量トレースデータの一例が示されている。露光量トレースデータは、ウエハ干渉計１８の計測値とセットで保存されていないため、まず、Ｙ軸方向に関するサンプリング間隔を求める。このサンプリング間隔ΔＹは、露光量トレースデータとともに保存されたスキャン長２Ｌ’（ブラインド幅２Ｌに対応）を、全トレースデータ数で除算することにより得られる。この除算により得られたサンプリング間隔をΔＹとする。   The data conversion task 42 also calculates an exposure amount error. FIG. 6 shows an example of exposure amount trace data. Since the exposure amount trace data is not stored as a set with the measurement value of the wafer interferometer 18, first, a sampling interval in the Y-axis direction is obtained. This sampling interval ΔY is obtained by dividing the scan length 2L ′ (corresponding to the blind width 2L) stored together with the exposure amount trace data by the total number of trace data. Let the sampling interval obtained by this division be ΔY.

次に、各ショット領域のショット位置座標とブラインド幅とに基づいて、Ｙ軸方向に関する露光範囲の両端の位置座標を求める。これらの位置座標を基準として、スキャン方向に沿って、各サンプリング番号での露光量に対応するショット内Ｙ位置を求めることができる。そして、フォーカストレースデータと同様にして、パターンの転写領域内における各代表点での露光量誤差の移動平均値及び移動標準偏差値を求め、露光量誤差の移動平均と移動標準偏差の少なくとも一方に基づく露光量誤差の大きさを示す指標値としての露光量誤差ΔＩを求める。   Next, based on the shot position coordinates and the blind width of each shot area, position coordinates at both ends of the exposure range in the Y-axis direction are obtained. With these position coordinates as a reference, the in-shot Y position corresponding to the exposure amount at each sampling number can be obtained along the scanning direction. Similarly to the focus trace data, a moving average value and a moving standard deviation value of the exposure amount error at each representative point in the pattern transfer area are obtained, and at least one of the moving average of the exposure amount error and the moving standard deviation is obtained. An exposure amount error ΔI is obtained as an index value indicating the magnitude of the exposure amount error based thereon.

さらに、データ変換タスク４２は、同期精度トレースデータ、すなわちトレース番号におけるレチクル干渉計１６、ウエハ干渉計１８の計測値に基づいて、走査露光中でのそのサンプリング時点での両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向）を求める。具体的には、ウエハ干渉計１８の計測値から得られるウエハステージＷＳＴの位置に対し、ファイル内に登録された変換行列を用いた演算により得られるレチクルステージＲＳＴの完全同期位置と、レチクル干渉計１６の計測値から得られるレチクルステージＲＳＴの実測位置との差を、干渉計の測定光の波長なども考慮して、同期精度誤差（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向）として求める。   Further, the data conversion task 42 synchronizes both stages WST and RST at the sampling time point during the scanning exposure based on the synchronization accuracy trace data, that is, the measurement values of the reticle interferometer 16 and the wafer interferometer 18 at the trace number. An accuracy error (X-axis direction, Y-axis direction, θz direction) is obtained. Specifically, with respect to the position of wafer stage WST obtained from the measurement value of wafer interferometer 18, the fully synchronized position of reticle stage RST obtained by calculation using a conversion matrix registered in the file, and reticle interferometer The difference from the actually measured position of reticle stage RST obtained from the 16 measured values is obtained as a synchronization accuracy error (X-axis direction, Y-axis direction, θz direction) in consideration of the wavelength of the measurement light of the interferometer.

また、データ変換タスク４２は、各トレース番号に対応するレチクルステージＲＳＴのＹ位置（ただし、ウエハステージ換算とする）を、レチクル干渉計１６の測定光の波長と計測値とを用いて求める。各トレース番号に対応するＹ位置が、サンプリング位置となる。   Further, the data conversion task 42 obtains the Y position of the reticle stage RST corresponding to each trace number (however, in terms of wafer stage) using the wavelength of the measurement light of the reticle interferometer 16 and the measurement value. The Y position corresponding to each trace number is the sampling position.

次に、データ変換タスク４２は、同期精度トレースファイルのヘッダ情報として取得されているそのサンプルショット領域の位置座標と、ブラインド幅とに基づいて、そのサンプルショット領域の走査露光におけるウエハ座標系におけるＹ軸方向の露光範囲（露光対象領域Ｙ）の上限値、下限値を求める。   Next, the data conversion task 42 determines the Y in the wafer coordinate system in the scanning exposure of the sample shot area based on the position coordinate of the sample shot area acquired as the header information of the synchronization accuracy trace file and the blind width. An upper limit value and a lower limit value of the axial exposure range (exposure target region Y) are obtained.

データ変換タスク４２は、上記、フォーカス追従誤差や露光量誤差と同様にして、各サンプリング位置におけるＸ軸、Ｙ軸、θｚ方向の露光領域ＩＡのＹ軸方向の幅ｗの範囲内にある同期精度誤差の移動平均及び移動標準偏差を求め、その移動平均及び移動標準偏差の少なくとも一方に基づくＸ軸、Ｙ軸、θｚ全体の同期精度誤差の大きさを示す指標値を同期精度誤差ｅを求める。図７（Ａ）には、Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ方向の露光領域ＩＡのＹ軸方向の幅ｗの範囲内にある同期精度誤差の移動平均の一例が示され、図７（Ｂ）には、Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ方向の露光領域ＩＡのＹ軸方向の幅ｗの範囲内にある同期精度誤差の移動標準偏差の一例が示されている。   The data conversion task 42 performs synchronization accuracy within the range of the width w in the Y-axis direction of the exposure area IA in the X-axis, Y-axis, and θz directions at each sampling position in the same manner as the focus tracking error and the exposure amount error. A moving average and a moving standard deviation of the error are obtained, and a synchronization accuracy error e is obtained as an index value indicating the magnitude of the synchronization accuracy error of the entire X axis, Y axis, and θz based on at least one of the moving average and the moving standard deviation. FIG. 7A shows an example of a moving average of synchronization accuracy errors within the range of the width w in the Y-axis direction of the exposure area IA in the X-axis, Y-axis, and θz directions, and FIG. Shows an example of the moving standard deviation of the synchronization accuracy error within the range of the width w in the Y-axis direction of the exposure area IA in the X-axis, Y-axis, and θz directions.

データ変換タスク４２は、このようにして、各サンプリング位置に対応するウエハＷ上の地点が露光されていた間の、Ｚ平均オフセットＺMEAN、移動標準偏差ＺMSD、同期精度誤差値ｅ、露光量誤差ΔＩを露光された領域内の各サンプリング位置（例えば、フラットネスが計測されていた代表地点）で求める。求められたＺ平均オフセットＺMEAN、Ｚ移動標準偏差ＺMSD、同期精度誤差値ｅ、露光量誤差値ΔＩ（図３では、ＭＥＡＮ値及びＭＳＤ値と示されている）は、その各サンプリング位置に対応付けされて、記憶装置４６に格納される。 In this way, the data conversion task 42 performs the Z average offset Z MEAN , the moving standard deviation Z MSD , the synchronization accuracy error value e, the exposure amount while the point on the wafer W corresponding to each sampling position is exposed. The error ΔI is obtained at each sampling position (for example, the representative point where the flatness was measured) in the exposed area. The obtained Z average offset Z MEAN , Z movement standard deviation Z MSD , synchronization accuracy error value e, and exposure amount error value ΔI (shown as MEAN value and MSD value in FIG. 3) are at each sampling position. The data are stored in the storage device 46 in association with each other.

＜シミュレーションタスク＞
次に、シミュレーションタスク４３の動作について具体的に説明する。このシミュレーションタスク４３は、データ変換タスク４２によって求められた各代表地点のＺ平均オフセットＺMEAN、移動標準偏差ＺMSD、同期精度誤差値ｅ、露光量誤差値ΔＩに基づいて、サンプルショット領域内の各代表地点でのΔＣＤ値を推測する。 <Simulation task>
Next, the operation of the simulation task 43 will be specifically described. This simulation task 43 is based on the Z average offset Z MEAN , movement standard deviation Z MSD , synchronization accuracy error value e, and exposure amount error value ΔI of each representative point obtained by the data conversion task 42. Estimate the ΔCD value at each representative point.

記憶装置４６には、ΔＣＤ値を推測するためのテーブル群が記憶されている。これらのテーブル群は、露光条件毎に備えられている。シミュレーションタスク４３では、そのテーブル群を参照して各代表地点でのΔＣＤ値を推測し、推測されたΔＣＤ値に関するマップであるΔＣＤマップを作成する。   The storage device 46 stores a table group for estimating the ΔCD value. These table groups are provided for each exposure condition. In the simulation task 43, a ΔCD value at each representative point is estimated with reference to the table group, and a ΔCD map that is a map related to the estimated ΔCD value is created.

図８には、このテーブル群の一例が模式的に示されている。図８に示されるように、このテーブル群は、メインテーブル５１と、幾つかのテーブル群５２とを備えている。   FIG. 8 schematically shows an example of this table group. As shown in FIG. 8, this table group includes a main table 51 and several table groups 52.

メインテーブル５１には、同期精度誤差ｅの代表値として５、１５、２５、３５μｍが指定され、露光量誤差ΔＩとして、５、１０、１５、３０ｍＪ／ｃｍ2が指定されており、各代表値の組合せにそれぞれ対応するテーブル群５２のテーブル名（Ｔ11〜Ｔ44）が設定されている。 In the main table 51, 5, 15, 25, and 35 μm are designated as representative values of the synchronization accuracy error e, and 5, 10, 15, and 30 mJ / cm 2 are designated as the exposure amount error ΔI. Table names (T 11 to T 44 ) of the table group 52 corresponding to the combinations are set.

複数のテーブル群５２（テーブル名（Ｔ11〜Ｔ44））には、それぞれ、Ｚ平均オフセットＺMEAN、Ｚ移動標準偏差ＺMSDを参照すれば、その値でのΔＣＤ値を求めることが可能なΔＣＤテーブルが用意されている。なお、同じＺMEAN、ＺMSDであってもΔＣＤ値は、像高（すなわちショット内Ｘ座標）ごとに異なるため、テーブル群５２では、ΔＣＤテーブルが像高の幾つかの代表値（ｆ1〜ｆM）ごとに用意されている。 For a plurality of table groups 52 (table names (T 11 to T 44 )), by referring to the Z average offset Z MEAN and the Z movement standard deviation Z MSD , it is possible to obtain the ΔCD value at that value. A ΔCD table is prepared. Note that even if the same Z MEAN and Z MSD are used, the ΔCD value varies depending on the image height (that is, the X coordinate in the shot). Therefore, in the table group 52, the ΔCD table has several representative values (f 1 to f M ).

シミュレーションタスク４２では、まず、データ変換タスク４１によって算出された同期精度誤差ｅと、露光量誤差ΔＩに基づいて、このメインテーブル５１を参照して、それらの値に近い代表値に対応するテーブル群をＴ11〜Ｔ44の中から選択する。 In the simulation task 42, first, based on the synchronization accuracy error e calculated by the data conversion task 41 and the exposure amount error ΔI, the main table 51 is referred to, and a table group corresponding to representative values close to those values. Is selected from T 11 to T 44 .

ここで、同期精度誤差ｅと露光量誤差ΔＩとがともにメインテーブル５１に登録された代表値と同じ値であった場合には、それらの代表値に対応するテーブル群を選択するようになる。また、同期精度誤差ｅと露光量誤差ΔＩとのどちらか一方が代表値であり、他方が代表値でない場合には、その代表値近傍の２つのテーブル群を選択することになる。具体的には、同期精度誤差ｅが１５であり、露光量誤差ΔＩが７である場合には、テーブル群Ｔ12、Ｔ22が選択されるようになる。また、同期精度誤差ｅが１０であり、露光量誤差ΔＩが１０である場合には、テーブル群Ｔ21、Ｔ22が選択される。 Here, when both the synchronization accuracy error e and the exposure amount error ΔI are the same values as the representative values registered in the main table 51, a table group corresponding to these representative values is selected. If one of the synchronization accuracy error e and the exposure error ΔI is a representative value and the other is not a representative value, two table groups near the representative value are selected. Specifically, when the synchronization accuracy error e is 15 and the exposure amount error ΔI is 7, the table groups T 12 and T 22 are selected. When the synchronization accuracy error e is 10 and the exposure amount error ΔI is 10, the table groups T 21 and T 22 are selected.

また、例えば、同期精度誤差ｅが１０で、露光量誤差ΔＩが７であったとする。この場合には、その値近傍の代表値に対応する４つのテーブル群Ｔ11、Ｔ12、Ｔ21、Ｔ22が選択されることになる。以下、４つのテーブル群が選択された場合のΔＣＤ値の算出方法について説明する。 For example, assume that the synchronization accuracy error e is 10 and the exposure error ΔI is 7. In this case, four table groups T 11 , T 12 , T 21 , T 22 corresponding to representative values in the vicinity of the value are selected. Hereinafter, a method of calculating the ΔCD value when four table groups are selected will be described.

同期精度誤差ｅに関して、複数のテーブル群が選択された場合、選択されたテーブル群に対応する同期精度誤差ｅの代表値のうち、小さい方を同期精度誤差最良値と呼び、大きい方を同期精度誤差最悪値と呼ぶ。また、露光量誤差ΔＩに関して、選択されたテーブル群に対応する露光量誤差ΔＩの代表値のうち、小さい方を露光量誤差最小値と呼び、大きい方を露光量誤差最大値と呼ぶ。   When a plurality of table groups are selected with respect to the synchronization accuracy error e, the smaller one of the representative values of the synchronization accuracy error e corresponding to the selected table group is called the synchronization accuracy error best value, and the larger one is the synchronization accuracy. It is called the error worst value. Regarding the exposure amount error ΔI, among the representative values of the exposure amount error ΔI corresponding to the selected table group, the smaller one is called the exposure amount error minimum value, and the larger one is called the exposure amount error maximum value.

次に、シミュレーションタスク４２は、選択された４つのテーブル群の中から、アライメントマークのショット内Ｘ座標に対応する像高fk（ｋ＝１〜Ｍ）のテーブルを参照し、以下に示される４つのΔＣＤテーブルを読み出す。
（１）同期精度誤差最良値と露光量誤差最小値での像高ｆkのΔＣＤテーブル１
（２）同期精度誤差最悪値と露光量誤差最小値での像高ｆkのΔＣＤテーブル２
（３）同期精度誤差最良値と露光量誤差最小値での像高ｆkのΔＣＤテーブル３
（４）同期精度誤差最悪値と露光量誤差最大値での像高ｆkのΔＣＤテーブル４ Next, the simulation task 42 refers to the table of the image height f k (k = 1 to M) corresponding to the in-shot X coordinate of the alignment mark from among the selected four table groups, and is shown below. Read four ΔCD tables.
(1) image height f k in synchronization accuracy error best value and the exposure amount error minimum ΔCD Table 1
(2) ΔCD table 2 of image height f k at the worst value of synchronization accuracy error and the minimum value of exposure error
(3) ΔCD table 3 of image height f k at the best value of synchronization accuracy error and the minimum value of exposure error
(4) ΔCD table 4 of image height f k at worst value of synchronization accuracy error and maximum value of exposure error

まず、ΔＣＤテーブル１、２を参照して、ＺMEAN、ＺMSDに対応するΔＣＤ値を読み出す。そして、同期精度誤差最悪値と同期精度誤差最良値との間を内分する同期精度誤差ｅの、その内分比に基づく１次補間により、ΔＣＤテーブル１、２から読み出されたΔＣＤ値から、その同期精度誤差ｅに対応するΔＣＤ値を算出する。より具体的には、ΔＣＤと同期精度とを各座標軸とする２次元面内における２つのΔＣＤテーブル１、２から読み出されたΔＣＤ値、直線の切片と傾きを求め、同期精度誤差ｅにおけるその直線の値を、その同期精度誤差ｅに対応するΔＣＤ値として求める。 First, the ΔCD values corresponding to Z MEAN and Z MSD are read with reference to the ΔCD tables 1 and 2. From the ΔCD values read from the ΔCD tables 1 and 2 by linear interpolation based on the internal division ratio of the synchronization accuracy error e that internally divides between the worst value of the synchronization accuracy error and the best value of the synchronization accuracy error. The ΔCD value corresponding to the synchronization accuracy error e is calculated. More specifically, the ΔCD values read from the two ΔCD tables 1 and 2 in the two-dimensional plane having ΔCD and synchronization accuracy as the respective coordinate axes, straight line intercepts and inclinations are obtained, and the synchronization accuracy error e The value of the straight line is obtained as a ΔCD value corresponding to the synchronization accuracy error e.

同様に、ΔＣＤテーブル３、４を参照して、ＺMEAN、ＺMSDに対応するΔＣＤ値を読み出す。そして、同期精度誤差最悪値と同期精度誤差最良値との間を内分する同期精度誤差の値のその内分比に基づく１次補間により、ΔＣＤテーブル３、４から読み出されたΔＣＤ値から、その同期精度誤差に対応するΔＣＤ値を算出する。 Similarly, the ΔCD values corresponding to Z MEAN and Z MSD are read with reference to the ΔCD tables 3 and 4. From the ΔCD values read from the ΔCD tables 3 and 4 by primary interpolation based on the internal ratio of the synchronization accuracy error values that internally divide between the worst synchronization accuracy error value and the best synchronization accuracy error value. Then, a ΔCD value corresponding to the synchronization accuracy error is calculated.

続いて、算出された２つのΔＣＤ値を、露光量誤差最小値と露光量誤差最大値との間を内分する露光量誤差の値の、その内分比に基づく１次補間により、その露光量誤差に対応するΔＣＤ値を算出する。このΔＣＤ値が、このサンプル地点における線幅誤差ΔＣＤ値となる。   Subsequently, the two ΔCD values thus calculated are subjected to the primary interpolation based on the internal ratio of the exposure amount error value that internally divides between the minimum exposure amount error value and the maximum exposure amount error value. A ΔCD value corresponding to the quantity error is calculated. This ΔCD value becomes the line width error ΔCD value at this sample point.

上記補間は、上記２つのテーブルが選択された場合（同期精度誤差ｅ及び露光量誤差ΔＩのいずれか一方が代表値であった場合）にも用いられる。   The interpolation is also used when the two tables are selected (when either one of the synchronization accuracy error e and the exposure amount error ΔI is a representative value).

シミュレーションタスク４３では、サンプルショット領域の走査露光での露光範囲の領域内の各代表地点でのΔＣＤ値を上述のテーブル群の選択（必要な場合には、選択されたテーブル群のΔＣＤ値による補間）によって求め、各サンプル点でのΔＣＤ値に基づいて、ΔＣＤマップを作成する。図９には、そのように作成されたΔＣＤマップの一例が、等高線表示で示されている。作成されたΔＣＤマップは、記憶装置４６に格納される。   In the simulation task 43, the ΔCD value at each representative point in the exposure range area in the scanning exposure of the sample shot area is selected from the above table group (if necessary, interpolation is performed by the ΔCD value of the selected table group). ) And a ΔCD map is created based on the ΔCD value at each sample point. In FIG. 9, an example of the ΔCD map thus created is shown by contour display. The created ΔCD map is stored in the storage device 46.

＜テーブル作成処理＞
ところで、このようなシミュレーションを行うためには、参照するに先立って、ΔＣＤテーブルに予めΔＣＤ値を予め登録しておく必要があるのは勿論である。そのため、Ｚ平均オフセットＺMEAN、Ｚ移動標準偏差ＺMSD、同期精度誤差値ｅ、露光量誤差値ΔＩと、ΔＣＤ値との関係を求める。ここで、このテーブルの作成処理について説明する。 <Table creation process>
Incidentally, in order to perform such a simulation, it is needless to say that the ΔCD value needs to be registered in advance in the ΔCD table before the reference. Therefore, the relationship among Z average offset Z MEAN , Z movement standard deviation Z MSD , synchronization accuracy error value e, exposure amount error value ΔI, and ΔCD value is obtained. Here, the process of creating this table will be described.

このΔＣＤテーブルは、ΔＣＤ値の実測により作成される。まず、例えば、Ｘ軸方向のＬ／ＳマークとＹ軸方向のＬ／Ｓマークとを含む計測用マークがパターン領域全面にマトリクス状に配置された計測用レチクルをレチクルＲに代えて、レチクルステージＲＳＴ上にロードし、通常の露光工程と同様に、ウエハＷ上の複数の異なる領域に対する走査露光を行うと同時に、主制御装置２０のメインタスク３１において、上述したようにフォーカストレース、露光量トレース、同期精度誤差トレースを取得する。各種トレースデータは、上述したように送受信タスク３３、４１間のＦＴＰ転送によりＰＣ１３０に転送され、の記憶装置４６に格納される。データ変換タスク４２は、この各種トレースデータを用いて、ウエハＷ内のアライメントマークが転写された地点のＺ平均オフセットＺmean、Ｚ移動標準偏差ＺMSD、露光量誤差ΔＩ、同期精度誤差ｅが算出される。 This ΔCD table is created by actually measuring the ΔCD value. First, for example, a reticle stage in which a measurement reticle including an L / S mark in the X-axis direction and an L / S mark in the Y-axis direction is arranged in a matrix on the entire pattern area is replaced with a reticle R, and a reticle stage. Loaded onto the RST, and scan exposure is performed on a plurality of different areas on the wafer W in the same manner as in the normal exposure process. At the same time, the main task 31 of the main controller 20 performs the focus trace and the exposure trace as described above. Get a synchronization accuracy error trace. Various trace data are transferred to the PC 130 by FTP transfer between the transmission / reception tasks 33 and 41 as described above, and stored in the storage device 46. The data conversion task 42 uses these various trace data to calculate the Z average offset Z mean , Z movement standard deviation Z MSD , exposure error ΔI, and synchronization accuracy error e at the point where the alignment mark in the wafer W is transferred. Is done.

さらに、計測用マークが全面に転写されたウエハＷをウエハステージＷＳＴからアンロードして、現像した後、ＳＥＭやＯＣＤ法又は可能であればアライメント系ＡＳなどを用いてウエハＷ上のアライメントマークのラインパターンの線幅を計測し、各ラインパターンにおけるΔＣＤ値を算出する。算出されたΔＣＤ値の情報は、ＰＣ１３０に送られ、記憶装置４６に格納される。   Further, after unloading the wafer W with the measurement mark transferred to the entire surface from the wafer stage WST and developing the wafer W, the alignment mark on the wafer W is measured using the SEM, the OCD method, or the alignment system AS if possible. The line width of the line pattern is measured, and the ΔCD value in each line pattern is calculated. The calculated ΔCD value information is sent to the PC 130 and stored in the storage device 46.

このアプリケーションには、データ変換タスク４１、シミュレーションタスク４２、最適化タスク４３の他、不図示のテーブル設定タスクを備えている。このテーブル設定タスクは、テーブル群５２のΔＣＤテーブルにおけるΔＣＤ値を登録するタスクである。このテーブル設定タスクは、テーブルに設定されているＺ移動平均Ｚmean、Ｚ移動標準偏差ＺMSDの範囲、露光量誤差ΔＩ、同期精度誤差ｅの代表値を基準とする所定の範囲で、記憶装置４６に格納されたΔＣＤ値をグループ分けし、同じグループに属するΔＣＤ値の平均値を、そのグループのΔＣＤ値として、ΔＣＤテーブルに登録する。 In addition to the data conversion task 41, the simulation task 42, and the optimization task 43, this application includes a table setting task (not shown). This table setting task is a task for registering the ΔCD value in the ΔCD table of the table group 52. This table setting task includes a predetermined range based on representative values of Z moving average Z mean , Z moving standard deviation Z MSD , exposure amount error ΔI, and synchronization accuracy error e set in the table. The ΔCD values stored in 46 are grouped, and the average value of the ΔCD values belonging to the same group is registered in the ΔCD table as the ΔCD value of the group.

なお、ΔＣＤ値は、露光条件によっても異なるため、これらのテーブル群は、露光条件ごとに用意されるのが望ましい。このようなΔＣＤテーブルの作成方法の具体例については、例えば特開２００１−３３８８７０号公報に開示されているので、詳細な説明を省略する。   Since the ΔCD value varies depending on the exposure conditions, it is desirable to prepare these table groups for each exposure condition. A specific example of such a ΔCD table creation method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-338870, and thus detailed description thereof is omitted.

＜最適化タスク＞
次に、最適化タスク４４の動作について説明する。シミュレーションタスク４３がΔＣＤマップを作成した後に実行される。最適化タスク４４は、記憶装置４６に格納されたΔＣＤマップ（サンプルショット領域のΔＣＤマップ）を読み出し、サンプルショット領域内におけるアライメントマークが転写形成されている領域でのΔＣＤ値の均一性（線幅均一性）を求め、求められた線幅均一性に基づいて、アライメントマークの形成状態を評価する。最適化タスク４４は、アライメントマークの形成状態の評価結果に基づいて、このままでは、その位置情報を精度良く検出することが困難な形成状態であると判断した場合には、そのアライメントマークを計測対象から除外したり、そのアライメントマークの検出処理及び計測処理に関連するパラメータの調整を行う。 <Optimization task>
Next, the operation of the optimization task 44 will be described. The simulation task 43 is executed after creating the ΔCD map. The optimization task 44 reads the ΔCD map (ΔCD map of the sample shot area) stored in the storage device 46, and uniformity of the ΔCD value (line width) in the area where the alignment mark is transferred and formed in the sample shot area. Uniformity) is obtained, and the formation state of the alignment mark is evaluated based on the obtained line width uniformity. If the optimization task 44 determines that it is difficult to accurately detect the position information based on the evaluation result of the alignment mark formation state, the optimization task 44 selects the alignment mark as a measurement target. And parameters related to the alignment mark detection process and measurement process are adjusted.

＜アライメントマークのリジェクト＞
シミュレーションタスク４３によって作成されたサンプルショット領域におけるΔＣＤマップが図９に示されるようなものであったとする。最適化タスク４４は、まず、このΔＣＤマップを用いて、計測対象となっているアライメントマークが形成されている領域での線幅均一性を評価する。アライメントマークが形成されている領域は、設計上の位置座標から求めることができる。最適化タスク４４は、この線幅均一性が所定のレベル以下であるアライメントマークについては、ウエハアライメントの計測対象から除外することができる。 <Reject alignment mark>
It is assumed that the ΔCD map in the sample shot area created by the simulation task 43 is as shown in FIG. The optimization task 44 first evaluates the line width uniformity in the region where the alignment mark to be measured is formed, using this ΔCD map. The region where the alignment mark is formed can be obtained from design position coordinates. The optimization task 44 can exclude an alignment mark whose line width uniformity is equal to or lower than a predetermined level from a wafer alignment measurement target.

＜パラメータの調整＞
最適化タスク４４は、ΔＣＤマップに基づいてウエハアライメントに関連する装置パラメータの調整を行うことができる。ウエハアライメントに関連する装置パラメータは多数存在し、その最適化方法としてはそのパラメータの性質に応じた方法を適用することができる。ここでは、代表的なパラメータについての最適化の方法について幾つか例示する。上述したように最適化の対象となるウエハアライメント関連のパラメータとしては、前述のように、マークの計測処理に用いられるマーク計測条件パラメータと、マークの位置情報の検出処理に用いられるマーク検出パラメータと、マーク検出許容値とに分類することができるので、以下、それぞれのパラメータの種別ごとにまとめて説明する。 <Parameter adjustment>
The optimization task 44 can adjust apparatus parameters related to wafer alignment based on the ΔCD map. There are many apparatus parameters related to wafer alignment, and as an optimization method, a method according to the property of the parameter can be applied. Here, some examples of optimization methods for typical parameters will be described. As described above, the wafer alignment-related parameters to be optimized include, as described above, the mark measurement condition parameters used for the mark measurement process, and the mark detection parameters used for the mark position information detection process. The mark detection permissible values can be classified, and hereinafter, the respective parameter types will be described together.

＜マーク計測条件パラメータ＞
（１）センサ選択パラメータ
上述したように、アライメント系ＡＳでは、アライメントセンサとして、ＦＩＡ系とＬＳＡ系とが用意されており、このパラメータはそのいずれかを選択するためのパラメータである。最適化タスク４４は、アライメントマークが転写された領域内の線幅均一性が悪く、マークの非対称性が強いと判断した場合には、ＬＳＡ系でなく、ＦＩＡ系を選択することができる。 <Mark measurement condition parameters>
(1) Sensor Selection Parameter As described above, in the alignment system AS, the FIA system and the LSA system are prepared as alignment sensors, and this parameter is a parameter for selecting one of them. If the optimization task 44 determines that the line width uniformity in the region where the alignment mark is transferred is poor and the asymmetry of the mark is strong, the FIA system can be selected instead of the LSA system.

（２）フォーカシングモードパラメータ
フォーカシングモードとは、センサのフォーカスの調整を、どの程度の頻度で行うかを設定するためのモードであり、このパラメータはそのモードを設定するためのパラメータである。例えば、このパラメータにより、最初のマークの検出時のみフォーカス調整を行うモード、マーク毎にフォーカス調整を行うモード、ウエハの中央部のマークだけフォーカス調整を行うモードなど、様々なタイミングでのフォーカス調整の設定が可能となっている。最適化タスク４４は、露光対象のウエハにおいて、アライメントマークが転写された領域の線幅均一性が悪いと判断した場合には、アライメントマーク毎に、フォーカス調整を行うように設定することができる。ただし、個々のマークにおける線幅均一性は良好なものであっても、サンプルショット領域間で線幅均一性にムラがある場合には、サンプルショット領域毎にフォーカス調整を行うように設定することもできる。 (2) Focusing mode parameter The focusing mode is a mode for setting how often the focus of the sensor is adjusted, and this parameter is a parameter for setting the mode. For example, this parameter allows focus adjustment at various timings, such as a mode that performs focus adjustment only when the first mark is detected, a mode that performs focus adjustment for each mark, and a mode that performs focus adjustment only for the mark at the center of the wafer. Setting is possible. The optimization task 44 can be set to perform focus adjustment for each alignment mark when it is determined that the line width uniformity of the region to which the alignment mark is transferred is poor on the wafer to be exposed. However, even if the line width uniformity in each mark is good, if there is unevenness in the line width uniformity between the sample shot areas, set the focus adjustment for each sample shot area. You can also.

（３）ＬＳＡ系関連パラメータ
ＬＳＡ系関連のパラメータとしては、例えば、その測定光の計測スキャン回数や、スキャンステップがある。最適化タスク４４は、マークが形成された領域内の線幅均一性が悪い場合には、ＬＳＡ系の計測スキャン回数を増やし、そのスキャンステップを大きく設定することができる。
（４）ＦＩＡ系関連パラメータ
ＦＩＡ系関連のパラメータとしては、例えば、平均化ライン数がある。最適化タスク４４は、マーク領域内の線幅均一性が悪い場合には、ＦＩＡ系の平均化ライン数を多く設定することができる。
なお、上記（３）、（４）のパラメータは、一般的に、データの平均化などに関わるものであるため、その最適化は、ΔＣＤマップ内のΔＣＤ値の分布状態により異なったものとなる。 (3) LSA-related parameters Examples of LSA-related parameters include the number of measurement scans of the measurement light and the scan step. The optimization task 44 can increase the number of LSA measurement scans and set a large scan step when the line width uniformity in the region where the mark is formed is poor.
(4) FIA system-related parameter As an FIA system-related parameter, for example, there is the number of average lines. The optimization task 44 can set a large number of FIA-based average lines when the line width uniformity in the mark area is poor.
Since the parameters (3) and (4) are generally related to data averaging, the optimization differs depending on the distribution state of ΔCD values in the ΔCD map. .

（５）ＸＹマーク設定パラメータ
このパラメータは、計測対象のマークを、Ｘ軸方向に関するもののみ、Ｙ軸方向に関するもののみとすることを指定することができる装置パラメータである。最適化タスク４４は、マーク領域内の線幅均一性が特定の軸方向だけ悪化している場合には、その軸方向のマークだけを検出対象から外すように設定することができる。このようにすれば、位置情報を精度良く検出することができないマークを計測対象から外すことができるので、その計測を行う必要がなくなり、スループットの向上が期待される。 (5) XY Mark Setting Parameter This parameter is a device parameter that can specify that the mark to be measured is only related to the X-axis direction and only related to the Y-axis direction. The optimization task 44 can be set so that only the mark in the axial direction is excluded from the detection target when the line width uniformity in the mark area is deteriorated only in the specific axial direction. In this way, a mark for which position information cannot be detected with high accuracy can be removed from the measurement target, so that it is not necessary to perform the measurement, and an improvement in throughput is expected.

＜マーク検出パラメータの調整＞
（１）マーク検出アルゴリズムの選択パラメータ
前述のように、この露光装置１００では、マーク検出アルゴリズムとして、中点検出法、最大傾斜法、中点差分法が用意されている。マークの非対称性が強い場合には、その検出アルゴリズムとしては、中点検出法、最大傾斜法などが適しており、マークが山割れしているような場合には、その検出アルゴリズムとしては、中点差分法が適している。そこで、最適化タスク４４では、ΔＣＤマップにおけるそのマークが形成されている領域でのΔＣＤ面が一方に傾いているような場合には、中点検出法、最大傾斜法を選択することができ、ΔＣＤマップにおけるそのマークの領域内のΔＣＤ面に上に凸又は下に凸であるような場合には、中点差分法を選択するようにすることができる。なお、中点検出法、最大傾斜法などについては、例えば、特開平１１−２３３４２０号公報、特開平１０−２３９０３９号公報などに開示されているので詳細な説明を省略する。 <Adjustment of mark detection parameters>
(1) Selection Parameters for Mark Detection Algorithm As described above, in this exposure apparatus 100, the midpoint detection method, the maximum gradient method, and the midpoint difference method are prepared as mark detection algorithms. When the asymmetry of the mark is strong, the midpoint detection method, the maximum gradient method, etc. are suitable as the detection algorithm. When the mark is cracked, the detection algorithm is The point difference method is suitable. Therefore, in the optimization task 44, when the ΔCD plane in the region where the mark is formed in the ΔCD map is inclined to one side, the midpoint detection method and the maximum inclination method can be selected. If the ΔCD surface is convex upward or downward on the ΔCD surface in the region of the mark in the ΔCD map, the midpoint difference method can be selected. The midpoint detection method, the maximum gradient method, and the like are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 11-233420 and 10-239039, and detailed descriptions thereof are omitted.

（２）マーク選択パラメータ
アライメントマークとして複数のマークが存在する場合に、複数のマークの中から幾つかのマークを選択するモードである。最適化タスク４４は、その中の幾つかのマークにおける線幅均一性が悪化している場合に、そのマークを個別に検出対象から外すように設定することができる。この場合、例えば、中央のマークを数本、左側のマークを数本、右側のマークを数本はずしたりというように細かく指定することができる。 (2) Mark selection parameter In this mode, when there are a plurality of marks as alignment marks, several marks are selected from the plurality of marks. The optimization task 44 can be set so that the mark is individually excluded from the detection target when the line width uniformity of some of the marks is deteriorated. In this case, for example, it is possible to specify in detail such as several central marks, several left marks, and several right marks.

（３）スライスレベルのパラメータ
スライスレベルとは、位置情報を検出するために信号レベルをスライスするレベルのことである。最適化タスク４４は、アライメントマークが転写された領域内の線幅均一性が悪い場合には、このスライスレベルを下げるようにすることができる。 (3) Slice Level Parameter The slice level is a level at which the signal level is sliced in order to detect position information. The optimization task 44 can reduce the slice level when the line width uniformity in the region where the alignment mark is transferred is poor.

（４）処理ゲート幅のパラメータ
処理ゲート幅とは、アライメントマークの設計上の位置座標を中心として定められる所定幅の領域のことであり、この処理ゲート幅内でアライメントマークの計測が行われるようになる。最適化タスク４４は、マークが転写された領域のΔＣＤ値を参照して、マークの線幅が細くなっている場合には、処理ゲート幅を狭くし、逆に、太くなっている場合には、処理ゲート幅を太くする。 (4) Processing Gate Width Parameters The processing gate width is a region having a predetermined width that is determined around the design position coordinates of the alignment mark, and the alignment mark is measured within this processing gate width. become. The optimization task 44 refers to the ΔCD value of the area where the mark has been transferred. If the line width of the mark is narrowed, the optimization task 44 reduces the processing gate width. Increase the processing gate width.

（５）マルチマークの両端の設定パラメータ
アライメントマークが、Ｘ軸方向又はＹ軸方向で所定ピッチで配列されたマルチマークであった場合、最適化タスク４４は、マークが転写された領域周辺の線幅均一性が悪い場合には、そのマルチマークの両端を、検出対象から除外することができる。
（６）マルチマークエラーモード
アライメントマークが、上記マルチマークであった場合、最適化タスク４４は、マークが転写された領域の線幅均一性が悪い場合には、エラーの頻発を防ぐためにエラーが発生するマークの許容本数を増やし、逆に、線幅均一性が良好で、検出する位置情報を高精度なものとするためにエラーが発生するマークの許容本数を減らすことができる。 (5) Setting parameters at both ends of the multi-mark When the alignment mark is a multi-mark arranged at a predetermined pitch in the X-axis direction or the Y-axis direction, the optimization task 44 performs a line around the area where the mark is transferred. When the width uniformity is poor, both ends of the multi-mark can be excluded from the detection target.
(6) Multi-mark error mode When the alignment mark is the above-mentioned multi-mark, the optimization task 44 causes an error to prevent frequent errors when the line width uniformity of the area where the mark is transferred is poor. It is possible to increase the allowable number of marks to be generated and, conversely, to reduce the allowable number of marks in which an error occurs in order to achieve good line width uniformity and highly accurate position information to be detected.

（７）エッジ検出法
一般的に、アライメントマークの位置を検出しようとする場合には、まず、そのマークのエッジと思われる位置の候補を検出することにより行われるが、そのエッジ候補を検出するためには、得られた波形データを微分する必要がある。そして、この微分データからエッジ候補位置を検出する方法として、主に、スライス法と最大傾斜法の２つが考えられる。最適化タスク４４は、サンプルショット領域の線幅均一性が悪くアライメントマークの非対称性が高い場合には、スライス法よりも、マークの非対称性に対して頑健な最大傾斜法を選択することができる。 (7) Edge detection method In general, when the position of an alignment mark is to be detected, first, a candidate for a position that seems to be an edge of the mark is detected. The edge candidate is detected. Therefore, it is necessary to differentiate the obtained waveform data. Then, as a method for detecting the edge candidate position from the differential data, two methods, a slice method and a maximum gradient method, can be considered. The optimization task 44 can select the maximum gradient method that is more robust against the mark asymmetry than the slice method when the line width uniformity of the sample shot region is poor and the asymmetry of the alignment mark is high. .

（８）エッジ選択モード
アライメントマークがボックスマークである場合には、通常は、外側のエッジと、内側のエッジとを両方エッジの検出対象としているが、このパラメータにより、内側のエッジのみ検出するか、外側のエッジのみを検出するかを指定することができる。最適化タスク４４は、ボックスマークが転写された領域内の線幅均一性が悪く、マークの非対称性が高い場合、そのボックスマークが凹マークである場合には、外側のエッジを検出対象とし、凸マークである場合、内側のエッジを検出対象とするように、このパラメータを調整することができる。 (8) Edge selection mode When the alignment mark is a box mark, usually both the outer edge and the inner edge are detected, but this parameter is used to detect only the inner edge. It is possible to specify whether only the outer edge is detected. When the line width uniformity in the region where the box mark is transferred is poor and the asymmetry of the mark is high, and the box mark is a concave mark, the optimization task 44 sets the outer edge as a detection target. In the case of a convex mark, this parameter can be adjusted so that the inner edge is a detection target.

（９）コントラストリミット
コントラストリミットは、そのリミット値以下のレベルの波形の変動をノイズ成分として０レベルとみなすためのものである。最適化タスク４４は、アライメントマークが転写された領域の線幅均一性が悪く、マーク検出信号波形のレベルにばらつきがある場合には、コントラストリミットを下げるように設定することができる。 (9) Contrast limit The contrast limit is for considering the fluctuation of the waveform at the level below the limit value as the noise component as 0 level. The optimization task 44 can be set to lower the contrast limit when the line width uniformity of the region where the alignment mark is transferred is poor and the level of the mark detection signal waveform varies.

マーク計測条件パラメータ、マーク検出パラメータは上述のものには限られない。また、マーク計測条件パラメータ、マーク検出パラメータの他、マーク検出エラーのエラー検出処理や、統計演算処理に用いられる各種許容値（マークピッチ許容値、マーク幅許容値、マークリジェクト値、ＥＧＡリミット値）などを調整することができる。例えば、マークが転写された領域の線幅均一性が悪い場合には、マークピッチ許容値、マーク幅許容値を緩めに設定することにより、マーク検出エラーの頻発を防止し、マークリジェクト値、ＥＧＡリミット値をタイトに設定することにより、アライメントの精度を確保することができる。すなわち、最適化タスク４４では、ウエハアライメントに関連するすべてのパラメータが最適化の対象と成り得る。   The mark measurement condition parameter and the mark detection parameter are not limited to those described above. In addition to mark measurement condition parameters and mark detection parameters, various tolerance values (mark pitch tolerance, mark width tolerance, mark reject value, EGA limit value) used for error detection processing of mark detection errors and statistical calculation processing Etc. can be adjusted. For example, when the line width uniformity of the area where the mark is transferred is poor, the mark pitch tolerance and mark width tolerance are set loosely to prevent frequent mark detection errors, and the mark rejection value, EGA By setting the limit value tight, alignment accuracy can be ensured. That is, in the optimization task 44, all parameters related to wafer alignment can be targeted for optimization.

最適化タスク４４は、上述したようなアライメントマークのリジェクト、ウエハアライメント関連のパラメータの調整を行った後、それら最適化の結果に関する情報（すなわちリジェクトされるアライメントマークの識別番号や、最適化後のパラメータの設定値）を記憶装置４６に格納する。   The optimization task 44 performs the alignment mark rejection and adjustment of parameters related to the wafer alignment as described above, and then information related to the optimization results (that is, the identification number of the rejected alignment mark, The parameter setting value) is stored in the storage device 46.

送受信タスク４１は、主制御装置２０の送受信タスク３３に対し、計測対象から除外するアライメントマークに関する情報や、最適化されたアライメント関連のパラメータの設定値を送信する。送受信タスク３３は、これらの情報を、記憶装置３２に格納する。   The transmission / reception task 41 transmits information on alignment marks to be excluded from the measurement target and optimized setting values of alignment-related parameters to the transmission / reception task 33 of the main control device 20. The transmission / reception task 33 stores these pieces of information in the storage device 32.

主制御装置２０では、このウエハＷの次の層の露光を行うにあたって、上記情報を参照し、リジェクトすべきアライメントマークをアライメント系ＡＳの計測対象からはずすととともに、ウエハアライメント関連のパラメータの設定値を更新した上で、ウエハアライメントを行う。   The main controller 20 refers to the above information when performing exposure of the next layer of the wafer W, removes the alignment mark to be rejected from the measurement target of the alignment system AS, and sets values of parameters related to the wafer alignment. After renewing, wafer alignment is performed.

＜アプリケーションにおける表示＞
上述したように、この最適化アプリケーションでは、サンプルショット領域内のΔＣＤマップを作成し、作成されたΔＣＤマップに基づいてウエハアライメントの最適化を行ったが、オペレータによる、キーボード１３０Ｋ及びマウス１３０Ｍの操作により、作成されたΔＣＤマップをディスプレイ１３０Ｄに表示することもできる。 <Display in application>
As described above, in this optimization application, a ΔCD map in the sample shot area is created, and wafer alignment is optimized based on the created ΔCD map. However, the operator operates the keyboard 130K and the mouse 130M. Thus, the created ΔCD map can be displayed on the display 130D.

図１０には、この最適化シミュレーションのウィンドウ画面の一例が示されている。このウインドウ画面には、露光されたウエハＷのショットマップがイメージ表示されており、幾つかのショット領域（サンプルショット領域）に対応するセルでは、４つのベクトルが表示されている。この４つのベクトルは、サンプルショット領域で計測された重ね合わせ誤差を表すベクトルである。このサンプルショット領域には、その４角の近傍に、重ね合わせ誤差計測用マークが回路パターンとともに転写されており、このウエハＷの現像後には、現工程での重ね合わせ誤差計測用マークと、元工程での重ね合わせ誤差計測用マークとの位置ずれ量が計測されているものとする。その計測結果は、記憶装置４６に格納されている。   FIG. 10 shows an example of this optimization simulation window screen. On this window screen, a shot map of the exposed wafer W is displayed as an image, and four vectors are displayed in cells corresponding to several shot areas (sample shot areas). These four vectors are vectors representing overlay errors measured in the sample shot area. In this sample shot area, an overlay error measurement mark is transferred in the vicinity of the four corners together with a circuit pattern. After the development of this wafer W, the overlay error measurement mark in the current process and the original mark are measured. It is assumed that the amount of positional deviation from the overlay error measurement mark in the process is measured. The measurement result is stored in the storage device 46.

この最適化アプリケーションでは、その重ね合わせ誤差を表すベクトルをショットマップ上に重ね合わせて表示している。   In this optimization application, a vector representing the overlay error is displayed superimposed on the shot map.

さらに、オペレータがマウス１３０Ｍ等を操作して、表示されたショットマップにおけるサンプルショット領域をクリックすると、そのサンプルショット領域のΔＣＤマップがポップアップ表示されるようになる。なお、このΔＣＤマップは、右下に示されるように、３次元グラフとして表示することも可能である。   Further, when the operator operates the mouse 130M or the like and clicks a sample shot area in the displayed shot map, a ΔCD map of the sample shot area is displayed in a pop-up manner. The ΔCD map can be displayed as a three-dimensional graph as shown in the lower right.

また、このΔＣＤマップ表示に重ね合わせて、ショットマップ上に表示されていた重ね合わせ誤差ベクトルを表示するようにしてもよい。このようにすれば、オペレータが、線幅均一性と重ね合わせ誤差とを同時に評価することができるようになる。   Further, the overlay error vector displayed on the shot map may be displayed on the ΔCD map display. In this way, the operator can simultaneously evaluate line width uniformity and overlay error.

なお、ΔＣＤマップと同時に表示する情報としては、重ね合わせ誤差のみに留まらない。例えば、ＥＧＡ関連のデータ、例えばＥＧＡ補正量、残留誤差などをΔＣＤマップに重ね合わせるように表示するようにしてもよい。また、重ね合わせ誤差成分を、線形１次モデル式で近似した場合に得られるその１次成分、重ね合わせ誤差からその１次成分を除いた時に得られる残差成分の少なくとも一方を表示するようにしてもよい。   The information displayed simultaneously with the ΔCD map is not limited to the overlay error. For example, EGA-related data such as EGA correction amount and residual error may be displayed so as to be superimposed on the ΔCD map. Further, at least one of the primary component obtained when the overlay error component is approximated by a linear primary model equation and the residual component obtained when the primary component is removed from the overlay error is displayed. May be.

さらに、重ね合わせ誤差等は、ベクトルで表示するようにしなくてもよく、例えば、そのベクトルの終点を結んで形成される矩形を表示するようにしてもよい。   Furthermore, the overlay error or the like may not be displayed as a vector, and for example, a rectangle formed by connecting the end points of the vector may be displayed.

また、ショットマップのセルをマウス１３０Ｍでクリックしたときにポップアップ表示されるのは、ΔＣＤマップのみとしなくてもよい。例えば、ΔＣＤマップ、図５（Ａ）に示されるフラットネスデータ、図５（Ｂ）に示されるＺ平均オフセット、図５（Ｃ）に示されるＺ移動標準偏差、図６に示される露光量トレースデータ、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示される同期精度トレースデータのいずれか、又は全てのデータを表示するようにしてもよい。また、ΔＣＤマップは、シミュレーションタスク４３により作成されたものでなく、ＳＥＭ等の実測により作成されたΔＣＤマップであってもよい。   Further, it is not necessary to display only the ΔCD map when the cell of the shot map is clicked with the mouse 130M. For example, ΔCD map, flatness data shown in FIG. 5 (A), Z average offset shown in FIG. 5 (B), Z movement standard deviation shown in FIG. 5 (C), exposure amount trace shown in FIG. Data, any one or all of the synchronization accuracy trace data shown in FIGS. 7A and 7B may be displayed. In addition, the ΔCD map is not created by the simulation task 43 but may be a ΔCD map created by actual measurement such as SEM.

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、少なくとも１つのアライメントマーク（Ｌ／Ｓマーク）がウエハＷ上に転写される際に、そのアライメントマークの転写状態に関するデータとして、フォーカストレースデータ、同期精度トレースデータ、露光量トレースデータを計測し、取得しておく。続いて、これらの各種トレースデータに基づいて、アライメントマークの形成状態としてその線幅均一性を推測する。そして、ウエハアライメントを、推測された線幅均一性に基づいて最適化する。このようにすれば、アライメントマークの線幅などを実際に計測する工程を省略することができるので、露光精度を維持しつつ、スループットを向上させることができる。   As described above in detail, according to the present embodiment, when at least one alignment mark (L / S mark) is transferred onto the wafer W, focus trace data is used as data relating to the transfer state of the alignment mark. Measure and acquire synchronization accuracy trace data and exposure amount trace data. Subsequently, based on these various trace data, the line width uniformity is estimated as the formation state of the alignment mark. Then, wafer alignment is optimized based on the estimated line width uniformity. In this way, the step of actually measuring the line width of the alignment mark and the like can be omitted, so that throughput can be improved while maintaining exposure accuracy.

なお、本実施形態では、アライメントマークを計測し、その位置情報を検出する一連のアライメント処理を含むウエハアライメントの最適化のために、アライメントマークの転写状態を計測し、その線幅均一性を推測したが、本発明はこれには限られない。例えば、重ね合わせ誤差計測処理の最適化のために、重ね合わせ誤差計測用マークの転写状態を計測し、そのマークの線幅均一性を推測するようにしてもよい。また、本発明は、回路パターンのΔＣＤ値の推測及び露光工程の最適化にも適用が可能である。例えば、シミュレーションタスク４３が作成したΔＣＤマップに基づいて、ＡＦ／Ｌ制御の目標スリット姿勢や目標露光量を補正するように調整することもできる。   In this embodiment, the alignment mark is measured and the transfer state of the alignment mark is measured to estimate the line width uniformity in order to optimize the wafer alignment including a series of alignment processes for detecting the position information. However, the present invention is not limited to this. For example, in order to optimize the overlay error measurement process, the transfer state of the overlay error measurement mark may be measured, and the line width uniformity of the mark may be estimated. The present invention can also be applied to the estimation of the ΔCD value of the circuit pattern and the optimization of the exposure process. For example, based on the ΔCD map created by the simulation task 43, adjustment can be made so as to correct the target slit posture and target exposure amount of AF / L control.

また、本実施形態では、ＰＣ１３０上で動作する最適化アプリケーション１３０Ａにおいて、アライメントマークの線幅均一性の推測及びウエハアライメントの最適化を行ったが、露光装置１００の主制御装置２０でこれを行うようにしてもよいことは勿論である。   In this embodiment, the optimization application 130A operating on the PC 130 estimates the line width uniformity of the alignment mark and optimizes the wafer alignment, but the main controller 20 of the exposure apparatus 100 performs this. Of course, you may do it.

また、本実施形態では、実際のプロセスに先立って、パターンの転写状態とのΔＣＤ値との関係を計測しておき、その計測結果をテーブルに登録しておく。そして、アライメントマークの線幅均一性の推測は、そのテーブルを参照して行う。このようにすれば、アライメントマークにおける線幅均一性の推測を適切なものとすることができる。また、本実施形態では、このテーブルの作成のためのΔＣＤ値を、ウエハＷに形成されたアライメントマークを実測することにより取得した。このようにすれば、アライメントマークの線幅均一性の推測を、実測に基づいた高精度なものとすることができる。ただし、ΔＣＤ値は、空間像計測装置により、ウエハＷ像面上のそのマークの空間像を計測することにより取得されるようにしてもよい。   In this embodiment, prior to the actual process, the relationship between the pattern transfer state and the ΔCD value is measured, and the measurement result is registered in a table. The line width uniformity of the alignment mark is estimated with reference to the table. In this way, the estimation of the line width uniformity in the alignment mark can be made appropriate. In this embodiment, the ΔCD value for creating this table is obtained by actually measuring the alignment mark formed on the wafer W. In this way, the estimation of the line width uniformity of the alignment mark can be made highly accurate based on actual measurement. However, the ΔCD value may be obtained by measuring the aerial image of the mark on the wafer W image plane with an aerial image measuring device.

また、本実施形態では、最適化アプリケーション１３０Ａの最適化タスク４４が、ΔＣＤマップに基づいて、形成状態が良好でないと推測されるアライメントマークを、位置情報の検出対象から除外する。このようにすれば、ウエハアライメントにおいて、形成状態が良好でないアライメントマークの位置情報を除外して統計演算（ＥＧＡ演算）を行うことができるので、ウエハＷの高精度な位置合わせを実現することができる。   Further, in the present embodiment, the optimization task 44 of the optimization application 130A excludes alignment marks that are presumed to be in a poor formation state from the position information detection targets based on the ΔCD map. In this way, in wafer alignment, it is possible to perform statistical calculation (EGA calculation) by excluding position information of alignment marks that are not in a good state of formation, so that high-precision alignment of the wafer W can be realized. it can.

また、本実施形態では、推測されたアライメントマークの形成状態に応じて、アライメントマークの計測条件又は位置情報の検出パラメータなどを調整する。このようにすれば、アライメントマークの形成状態に応じたそのマークの計測処理及びその位置情報の検出処理を行うことができるので、ウエハＷの高精度な位置合わせを実現することができる。   In the present embodiment, the alignment mark measurement condition or the position information detection parameter is adjusted in accordance with the estimated alignment mark formation state. In this way, since the mark measurement process and the position information detection process corresponding to the formation state of the alignment mark can be performed, the wafer W can be aligned with high accuracy.

なお、本実施形態では、アライメントマークのリジェクトと、アライメントの調整とを両方行ったが、これはどちらか一方が行われればよい。また、ウエハアライメントの最適化の内容はこれには限られない。例えば、サンプルショット領域のサンプル数を増減（新たなサンプルショット領域の計測を行う）させ、アライメントマークの再計測を、アライメント系ＡＳに促すようにしてもよい。また、グローバルアライメント方式、ダイバイダイアライメント方式などの方式選択、ショット配列のモデル式の高次元化など、ウエハアライメントの処理内容自体を変更するようにしてもよい。   In the present embodiment, both the alignment mark rejection and the alignment adjustment are performed. However, either one may be performed. Further, the contents of wafer alignment optimization are not limited to this. For example, the number of samples in the sample shot area may be increased or decreased (a new sample shot area is measured), and the alignment system AS may be prompted to remeasure the alignment mark. Further, the processing content itself of the wafer alignment may be changed such as selection of a method such as a global alignment method or a die-by-die alignment method, or an increase in the dimension of a shot arrangement model.

また、本実施形態では、ΔＣＤ値の推測に用いるデータとしては、ウエハＷのフラットネスデータと、アライメントマークが転写される間のウエハＷのフォーカス状態と、アライメントマークが転写される間のレチクルＲとウエハＷとの同期精度誤差と、露光量誤差とが採用されている。しかしながら、本発明では、これらのすべてのデータを取得する必要はなく、少なくとも１種類のデータが取得されていればよい。この場合には、マークの形成状態にもっとも影響の大きいものが選ばれるようにするのが望ましい。   In this embodiment, the data used for estimating the ΔCD value include the flatness data of the wafer W, the focus state of the wafer W during the transfer of the alignment mark, and the reticle R during the transfer of the alignment mark. And an error in exposure amount are employed. However, in the present invention, it is not necessary to acquire all of these data, and it is sufficient that at least one type of data is acquired. In this case, it is desirable to select the mark having the greatest influence on the mark formation state.

なお、アライメントマークの転写状態はこれらには限られず、例えば、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴとレチクルブラインド１２Ｂとの同期精度に関するデータを計測対象としてもよい。また、フォーカス、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度、照明光ＩＬの露光量などに関するデータの計測方法も、上記のものに限られず、ウエハ上の各地点に対応する、フォーカス、同期精度、露光量などの移動平均、移動標準偏差などの算出式や求め方も適宜変更が可能である。要は、マークの線幅に大きな影響を与えるその転写状態が適切に計測され取得されればよい。   Note that the transfer state of the alignment mark is not limited to these, and for example, data related to the synchronization accuracy between both stages WST, RST and reticle blind 12B may be measured. Further, the method of measuring data relating to the focus, the synchronization accuracy of both stages WST, RST, the exposure amount of the illumination light IL, etc. is not limited to the above, and the focus, the synchronization accuracy, the exposure amount corresponding to each point on the wafer. The calculation formulas and methods for obtaining the moving average and the moving standard deviation can be changed as appropriate. In short, it is only necessary to appropriately measure and acquire the transfer state that greatly affects the line width of the mark.

本実施形態のように、アライメントマークの転写状態に関するデータに、アライメントマークが転写形成されるウエハ面のフラットネスデータと、アライメントマークが転写される間のウエハＷのフォーカス追従誤差が含まれる場合には、アライメントマークが形成されるウエハＷの面位置を基準として、アライメントマークが転写される間のアライメントマークに対するＺ平均オフセットとＺ移動標準偏差とを算出し、それらに基づいて、アライメントマークの形成状態を推測することができる。このようにすれば、ΔＣＤ値の推測に用いられるウエハＷのデフォーカス量をウエハ面に合致した高精度なものとすることができる。   As in the present embodiment, when the data related to the transfer state of the alignment mark includes the flatness data of the wafer surface on which the alignment mark is transferred and the focus tracking error of the wafer W while the alignment mark is transferred. Calculates the Z average offset and the Z movement standard deviation with respect to the alignment mark during the transfer of the alignment mark with reference to the surface position of the wafer W on which the alignment mark is formed, and forms the alignment mark based on them. The state can be inferred. In this way, it is possible to make the defocus amount of the wafer W used for estimating the ΔCD value highly accurate so as to match the wafer surface.

また、例えば、ΔＣＤ値の推測に、フラットネスデータを用いないようにすることもできる。この場合には、上述したＺ平均オフセットＺMEAN、Ｚ移動標準偏差ＺMSDの代わりに、フォーカストレースデータ（ＺＴ Ｔｒａｃｅ Ｄａｔａ：Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差）などの移動平均、移動標準偏差を用いるようにすることができる。フォーカストレースデータ（Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差）の移動平均、移動標準偏差についても、露光量誤差、同期精度誤差の移動平均、移動標準偏差と同様に算出することができる。図１１（Ａ）には、フォーカストレースデータＺ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差）の一例が示され、図１１（Ｂ）には、それらの移動平均が示され、図１１（Ｃ）には、移動標準偏差が示されている。これらの移動平均及び移動標準偏差の算出方法についても、上記実施形態における方法と同様な方法を採用することができる。 Further, for example, it is possible not to use flatness data for estimating the ΔCD value. In this case, instead of the above-described Z average offset Z MEAN and Z moving standard deviation Z MSD , moving average such as focus trace data (ZT Trace Data: Z following error, pitch following error, roll following error), moving standard, etc. Deviations can be used. The moving average and moving standard deviation of the focus trace data (Z following error, pitch following error, roll following error) can be calculated in the same manner as the moving average and moving standard deviation of the exposure amount error and the synchronization accuracy error. FIG. 11A shows an example of focus trace data Z follow error, pitch follow error, roll follow error, and FIG. 11B shows their moving averages. Shows the moving standard deviation. A method similar to the method in the above embodiment can also be adopted for the calculation method of the moving average and the moving standard deviation.

なお、本実施形態では、露光量トレース、フォーカストレース、同期精度トレースに基づいてΔＣＤマップを作成し、作成されたΔＣＤマップに基づいて、アライメントマークのリジェクトや、ウエハアライメントに関連するパラメータの調整を行ったが、これには限られない。例えば、パターンの転写領域内におけるマークのＸＹ平面内の位置ずれ量のマップ、すなわち位置ずれ量マップを作成し、作成された位置ずれ量マップに基づいて、アライメントマークのリジェクトや、ウエハアライメントに関連するパラメータの調整を行うようにしてもよい。   In this embodiment, a ΔCD map is created based on the exposure amount trace, focus trace, and synchronization accuracy trace, and alignment mark rejection and adjustment of parameters related to wafer alignment are performed based on the created ΔCD map. Yes, but not limited to this. For example, a map of the positional deviation amount in the XY plane of the mark in the pattern transfer area, that is, a positional deviation amount map is created, and based on the created positional deviation amount map, alignment mark rejection and wafer alignment are related. The parameters to be adjusted may be adjusted.

一般に、ΔＣＤ値は、フォーカス、露光量、θｙ方向の追従誤差などの影響が大きいと考えられるが、アライメントマークの転写位置の位置ずれ量は、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差などの影響が最も大きいと考えられる。このため、位置ずれ量のテーブルは、同期精度誤差を主としたものとするのが望ましい。   In general, the ΔCD value is considered to be greatly affected by focus, exposure amount, tracking error in the θy direction, etc. However, the positional deviation amount of the transfer position of the alignment mark is affected by the synchronization accuracy error of both stages WST and RST. It is considered the largest. For this reason, it is desirable that the positional deviation amount table is mainly composed of synchronization accuracy errors.

また、本実施形態では、同期精度誤差ｅ、露光量誤差ΔＩは、それらの移動平均、移動標準偏差の少なくとも一方に基づいて得られた１つの指標値であったが、同期精度誤差、露光量誤差の移動平均、移動標準偏差を、そのまま各テーブルに適用するようにしてもよい。この場合には、テーブルは、２次元のものではなく、多次元のものとなる。また、推測するパターンの形成状態によっては、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向の同期精度誤差の移動平均、移動標準偏差を、そのまま各テーブルに適用した方が望ましい。上述したように、マークの位置ずれ量をその形成状態として推測する場合には、そのようにすべきである。   In this embodiment, the synchronization accuracy error e and the exposure amount error ΔI are one index value obtained based on at least one of the moving average and the moving standard deviation. You may make it apply the moving average of a error, and a moving standard deviation to each table as it is. In this case, the table is not two-dimensional but multidimensional. Further, depending on the formation state of the estimated pattern, it is desirable to apply the moving average and the moving standard deviation of the synchronization accuracy errors in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θz direction to each table as they are. As described above, when the misregistration amount of a mark is estimated as the formation state, it should be so.

本実施形態においては、ウエハアライメントの一連の処理には、アライメントマークの計測処理と、その計測の結果に基づくアライメントマークの位置情報の検出処理とが含まれており、ウエハアライメントに関連するパラメータには、アライメントマークの計測条件パラメータ及びその位置情報の検出パラメータが含まれている。このような調整は、すべてのパラメータについて行う必要はなく、一部について行えばよい。   In this embodiment, a series of wafer alignment processing includes alignment mark measurement processing and alignment mark position information detection processing based on the measurement results. Includes an alignment mark measurement condition parameter and a position information detection parameter. Such adjustment need not be performed for all parameters, but may be performed for a part of the parameters.

また、本実施形態によれば、レチクルＲとウエハＷとの同期走査により、そのレチクルＲ上のパターン領域を、ウエハＷ上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関するデータを表示する際に、ウエハＷ上に既に転写形成されているショット領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類のデータのうちの少なくとも１種類のデータと、パターン領域に対するウエハアライメント及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する複数種類のデータのうちの少なくとも１種類のデータとを、同時に表示可能とした。すなわち、これによれば、走査露光によりウエハＷ上に重ね合わせ露光を行ったときの、その走査露光でのマークの転写状態又はその転写状態に関するデータと、アライメント等の重ね合わせ結果に関連するデータとを同時に表示させることができる。この結果、露光精度の総合的な評価が容易となり、評価をするものの負担が軽減する。   In addition, according to the present embodiment, data relating to an exposure process for transferring the pattern area on the reticle R to a plurality of pattern areas on the wafer W in succession by synchronous scanning of the reticle R and the wafer W is obtained. At the time of display, at least one of a plurality of types of data related to the transfer state or formation state of the shot area already transferred and formed on the wafer W, and at least the result of wafer alignment and overlay on the pattern area At least one type of data among a plurality of types of data on one side can be displayed simultaneously. That is, according to this, when overlay exposure is performed on the wafer W by scanning exposure, the mark transfer state or the transfer state data in the scan exposure and data related to the overlay result such as alignment Can be displayed simultaneously. As a result, comprehensive evaluation of exposure accuracy is facilitated, and the burden of what is evaluated is reduced.

表示されるショット領域の転写状態又は形成状態に関するデータとしては、フォーカスに関するデータ、同期精度に関するデータ、露光量に関するデータ、ΔＣＤ値、位置ずれ量などを適宜選択できるようになっているのが望ましく、それらを複数種類同時に表示可能となっているのがより望ましい。また、表示されるウエハアライメント及び重ね合わせの結果のデータとしては、アライメントマークの実測位置に関するもの、ＥＧＡ補正量、残留誤差や、重ね合わせ誤差実測値、その１次成分、その残りの成分などを適宜選択できるようになっているのが望ましく、複数種類同時に表示可能となっているのがより望ましい。   As data relating to the transfer state or formation state of the shot area to be displayed, it is desirable that data relating to focus, data relating to synchronization accuracy, data relating to exposure amount, ΔCD value, positional deviation amount, and the like can be appropriately selected. It is more desirable that a plurality of types can be displayed simultaneously. Also, the displayed wafer alignment and overlay result data include the data related to the measured position of the alignment mark, EGA correction amount, residual error, measured overlay error, its primary component, and its remaining components. It is desirable to be able to select as appropriate, and it is more desirable that a plurality of types can be displayed simultaneously.

なお、このような多様な表示形式は、主制御装置２０から、表示するデータが取得されていることが前提となるのは勿論である。   Of course, such various display formats are based on the premise that data to be displayed is acquired from the main controller 20.

また、上記実施形態では、アライメントマークを主としてＬ／Ｓマークとしたが、これには限られず、１本のラインマークでも良いし、ボックスマークあるいはそれらのマークの集合であってもよい。検出対象となるマークは、２次元、１次元を問わず、また、マークの形状、大きさ等も任意のもので良い。   In the above embodiment, the L / S mark is mainly used as the alignment mark. However, the present invention is not limited to this, and it may be a single line mark, a box mark, or a set of these marks. The mark to be detected may be two-dimensional or one-dimensional, and the mark shape and size may be arbitrary.

なお、上記実施形態では、アライメント系ＡＳが、オフアクシス方式のＦＩＡ系（結像式のアライメントセンサ）、ＬＳＡ系のセンサを有する場合について説明したが、これに限らず、いずれか一方のセンサのみを有するアライメント系であっても構わない。また、アライメント系ＡＳは、ＴＴＲ（Through The Reticle）方式、ＴＴＬ（Through The Lens）方式、またオフアクシス方式の何れの方式であっても、更には検出方式がＦＩＡ系などで採用される結像方式（画像処理方式）以外、例えば回折光又は散乱光を検出する方式などであっても構わない。例えば、ウエハ上のアライメントマークにコヒーレントビームをほぼ垂直に照射し、当該マークから発生する同次数の回折光（±１次、±２次、……、±ｎ次回折光）を干渉させて検出するアライメント系でもよい。この場合、次数毎に回折光を独立に検出し、少なくとも１つの次数での検出結果を用いるようにしてもよいし、波長が異なる複数のコヒーレントビームをアライメントマークに照射し、波長毎に各次数の回折光を干渉させて検出してもよい。   In the above embodiment, the alignment system AS has an off-axis FIA system (imaging type alignment sensor) and LSA sensor. However, the present invention is not limited to this, and only one of the sensors is used. An alignment system having In addition, the alignment system AS may be any of the TTR (Through The Reticle) method, the TTL (Through The Lens) method, and the off-axis method, and the image forming method in which the detection method is employed in the FIA system or the like. Other than the method (image processing method), for example, a method of detecting diffracted light or scattered light may be used. For example, the alignment mark on the wafer is irradiated with a coherent beam substantially perpendicularly, and the diffracted light of the same order (± first order, ± second order,..., ± n order diffracted light) generated from the mark is detected by interference. An alignment system may be used. In this case, the diffracted light may be detected independently for each order, and the detection result of at least one order may be used, or a plurality of coherent beams having different wavelengths may be irradiated to the alignment mark, and each order for each wavelength. The diffracted light may be detected by interference.

また、上記実施形態では、ウエハ上に位置合わせ用マークを検出する場合について述べたが、本発明は、レチクル上に形成された位置合わせ用マーク、すなわちレチクルアライメントマークの転写形成などにも適用可能であることはいうまでもない。   In the above embodiment, the case where the alignment mark is detected on the wafer has been described. However, the present invention can also be applied to the alignment mark formed on the reticle, that is, the transfer formation of the reticle alignment mark. Needless to say.

上記実施形態の露光装置１００では、光源として、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザなどの遠紫外光源や、Ｆ2レーザなどの真空紫外光源、紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を発する超高圧水銀ランプなどを用いることができる。この他、真空紫外域の光を露光用照明光として用いる場合に、上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、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光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）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。 In the exposure apparatus 100 of the above embodiment, as a light source, a far ultraviolet light source such as a KrF excimer laser or an ArF excimer laser, a vacuum ultraviolet light source such as an F 2 laser, or an ultra-violet light emitting line (g-line, i-line, etc.) is emitted. A high pressure mercury lamp or the like can be used. In addition, when light in the vacuum ultraviolet region is used as the illumination light for exposure, it is not limited to the laser beam output from each of the light sources described above, but a single infrared or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser. For example, harmonics obtained by amplifying a wavelength laser beam with a fiber amplifier doped with erbium (Er) (or both erbium and ytterbium (Yb)) and converting the wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used. .

更に、露光用照明光としてＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置に本発明を適用してもよい。この他、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用してもよい。また、露光装置は、例えば特開平１０−２１４７８３号公報や国際公開ＷＯ９８／４０７９１号パンフレットなどに開示されているように、投影光学系を介してレチクルパターンの転写が行われる露光位置と、ウエハアライメント系によるマーク検出が行われる計測位置（アライメント位置）とにそれぞれウエハステージを配置して、露光動作と計測動作とをほぼ並行して実行可能なツイン・ウエハステージタイプでも良い。さらに、投影光学系ＰＬは、屈折系、反射屈折系、及び反射系のいずれでもよいし、縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでも良い。   Furthermore, the present invention may be applied to an exposure apparatus that uses EUV light, X-rays, or charged particle beams such as electron beams and ion beams as exposure illumination light. In addition, the present invention may also be applied to an immersion type exposure apparatus that is disclosed in, for example, International Publication WO99 / 49504 and the like and in which a liquid is filled between the projection optical system PL and the wafer W. Further, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783 and International Publication WO98 / 40791, an exposure apparatus includes an exposure position where a reticle pattern is transferred via a projection optical system, and wafer alignment. A twin wafer stage type in which a wafer stage is arranged at each measurement position (alignment position) where mark detection by the system is performed, and the exposure operation and the measurement operation can be performed substantially in parallel may be used. Further, the projection optical system PL may be any of a refraction system, a catadioptric system, and a reflection system, and may be any one of a reduction system, an equal magnification system, and an enlargement system.

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（または位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク、あるいは光反射性の基板上に所定の反射パターンを形成した光反射型マスクを用いたが、これらのマスクに代えて、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターンまたは反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。このような電子マスクは、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されている。   In the above-described embodiment, a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate, or a predetermined reflecting pattern is formed on a light-reflecting substrate. Although the formed light reflection type mask is used, an electronic mask that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed may be used instead of these masks. Such an electronic mask is disclosed in, for example, US Pat. No. 6,778,257.

なお、上述の電子マスクとは、非発光型画像表示素子と自発光型画像表示素子との双方を含む概念である。ここで、非発光型画像表示素子は、空間光変調器（Spatial Light Modulator）とも呼ばれ、光の振幅、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器と反射型空間光変調器とに分けられる。透過型空間光変調器には、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ:Liquid Crystral Display）、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が含まれる。また、反射型空間光変調器には、ＤＭＤ（Digital Mirror Device,またはDigital Micro-mirror Device）、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（EPD:ElectroPhoretic Display）、電子ペーパ（又は電子インク）、光回折ライトバルブ（Grating Light Value）等が含まれる。   Note that the above-described electronic mask is a concept including both a non-light-emitting image display element and a self-light-emitting image display element. Here, the non-light-emitting image display element is also called a spatial light modulator, and is an element that spatially modulates the amplitude, phase, or polarization state of light. It can be divided into a reflective spatial light modulator. The transmissive spatial light modulator includes a transmissive liquid crystal display (LCD), an electrochromic display (ECD), and the like. The reflective spatial light modulator includes a DMD (Digital Mirror Device or Digital Micro-mirror Device), a reflective mirror array, a reflective liquid crystal display element, an electrophoretic display (EPD), an electronic paper (or electronic paper). Ink), and a light diffraction light valve (Grating Light Value).

また、自発光型画像表示素子には、ＣＲＴ（Cathod Ray Tube）、無機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ:Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ:Plasma Display Panel）や、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだ固体光源アレイ（例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ、ＬＤ（Laser Diode）ディスプレイ等）等が含まれる。なお、周知のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）の各画素に設けられている蛍光物質を取り除くと、紫外域の光を発光する自発光型画像表示素子となる。   Self-luminous image display elements include CRT (Cathod Ray Tube), inorganic EL (Electro Luminescence) display, field emission display (FED), plasma display (PDP), A solid light source chip having a light emitting point, a solid light source chip array in which a plurality of chips are arranged in an array, or a solid light source array in which a plurality of light emitting points are formed on a single substrate (for example, an LED (Light Emitting Diode) display, OLED) (Organic Light Emitting Diode) display, LD (Laser Diode) display, etc.). Note that when a fluorescent material provided in each pixel of a known plasma display (PDP) is removed, a self-luminous image display element that emits light in the ultraviolet region is obtained.

なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、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ウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。   The present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, but is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element. An exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate and a device used for manufacturing a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus that is used for manufacturing an imaging device (CCD or the like), micromachine, organic EL, DNA chip, and the like. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern. Here, in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light, VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, meteorite, Magnesium fluoride or quartz is used. Further, in a proximity type X-ray exposure apparatus or an electron beam exposure apparatus, a transmission mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate.

半導体デバイスは、デバイスの製造、性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハＷを製作するステップ、上記実施形態の露光装置１００によりレチクルのパターンをウエハＷに転写するステップ、メモリリペアステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。   In the semiconductor device, the steps of device manufacture and performance design, the step of manufacturing a reticle based on this design step, the step of manufacturing a wafer W from a silicon material, and the pattern of the reticle on the wafer W by the exposure apparatus 100 of the above-described embodiment. And a memory repair step, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a package process), an inspection step, and the like.

また、上記実施形態では、露光装置及びその解析・評価に本発明を適用する場合について述べたが、本発明は、露光装置の他、上記各種ステップで用いられる検査装置、搬送装置、計測装置、試験装置、その他の装置で、ウエハ上に形成された何らかのパターンを計測し、その位置情報を検出し、その検出結果を用いて一連の処理を行う装置及びその解析・評価であれば適用が可能である。この場合にも、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置ではなく、露光装置などの各種装置本体に上記アプリケーション機能を組み込んで本発明を適用することが可能である。   Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the exposure apparatus and its analysis / evaluation has been described. However, the present invention is not limited to the exposure apparatus, but an inspection apparatus, a transport apparatus, a measurement apparatus, It can be applied to a test device or other device that measures some pattern formed on the wafer, detects its position information, performs a series of processing using the detection result, and its analysis / evaluation It is. Also in this case, the present invention can be applied by incorporating the above application function into various apparatus bodies such as an exposure apparatus, not an information processing apparatus such as a personal computer.

以上説明したように、本発明の最適化方法は、露光工程を含む基板処理工程に用いられるのに適しており、本発明の表示方法は、露光工程の評価に用いられるのに適している。   As described above, the optimization method of the present invention is suitable for use in a substrate processing process including an exposure process, and the display method of the present invention is suitable for use in the evaluation of an exposure process.

本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図２（Ａ）は、多点ＡＦ系の計測点の配置の一例を示す図であり、図２（Ｂ）は、ＡＦ／Ｌ制御系に用いられる計測点の一例（その１）であり、図２（Ｃ）は、ＡＦ／Ｌ制御系に用いられる計測点の一例（その２）である。FIG. 2A is a diagram showing an example of the arrangement of measurement points in the multipoint AF system, and FIG. 2B is an example (part 1) of measurement points used in the AF / L control system. FIG. 2C is an example (part 2) of the measurement points used in the AF / L control system. 露光装置の主制御装置のソフトウエア構成と、最適化アプリケーションのソフトウエア構成とを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the software configuration of the main controller of an exposure apparatus, and the software configuration of an optimization application. 図４（Ａ）は、走査露光中における露光領域ＩＡの軌跡の一例を示す図であり、図４（Ｂ）は、Ｚ平均オフセット、Ｚ移動標準偏差の算出方法を説明するための図である。FIG. 4A is a diagram showing an example of the trajectory of the exposure area IA during scanning exposure, and FIG. 4B is a diagram for explaining a method of calculating the Z average offset and the Z movement standard deviation. . 図５（Ａ）はショットフラットネスデータの一例を示す図であり、図５（Ｂ）は、Ｚ平均オフセットの一例を示す図であり、図５（Ｃ）は、Ｚ移動標準偏差の一例を示す図である。FIG. 5A is a diagram showing an example of shot flatness data, FIG. 5B is a diagram showing an example of Z average offset, and FIG. 5C is an example of Z movement standard deviation. FIG. 露光量トレースデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of exposure amount trace data. 図７（Ａ）は、同期精度誤差の移動平均を示す図であり、図７（Ｂ）は、同期精度誤差の移動標準偏差を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing a moving average of synchronization accuracy errors, and FIG. 7B is a diagram showing a moving standard deviation of synchronization accuracy errors. 各種トレースデータに基づいてのΔＣＤ値を推測するためのテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table for estimating the (DELTA) CD value based on various trace data. ΔＣＤマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of (DELTA) CD map. 重ね合わせ誤差とΔＣＤマップとを同時表示している様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that an overlay error and a (DELTA) CD map are displayed simultaneously. 図１１（Ａ）は、Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差の一例を示す図であり、図１１（Ｂ）は、Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差の移動平均の一例を示す図であり、図１１（Ｃ）は、Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差の移動平均の一例を示す図である。FIG. 11A is a diagram illustrating an example of a Z following error, a pitch following error, and a roll following error. FIG. 11B is an example of a moving average of a Z following error, a pitch following error, and a roll following error. FIG. 11C is a diagram illustrating an example of a moving average of a Z following error, a pitch following error, and a roll following error.

符号の説明Explanation of symbols

１０…照明系、１１…露光量制御系、１２Ａ，１２Ｂ…レチクルブラインド、１６…レチクル干渉計、１８…ウエハ干渉計、１９…ステージ制御装置、２０…主制御装置、２２…ウエハステージ駆動部、２９…レチクルステージ駆動部、３１…メインタスク、３２…記憶装置、３３…送受信タスク、４１…送受信タスク、４２…データ変換タスク、４３…シミュレーションタスク、４４…最適化タスク、４６…記憶装置、６０ａ、６０ｂ…多点ＡＦ系、７１…アクチュエータ、７３…エンコーダ、１００…露光装置、１３０…パーソナルコンピュータ、１３０Ａ…最適化アプリケーション、１３０Ｄ…ディスプレイ、１３０Ｋ…キーボード、１３０Ｍ…マウス、１３０Ｐ…ＰＣ本体、ＡＳ…アライメント系、ＡＸ…光軸、ＩＡ…露光領域、ＩＡＲ…照明領域、ＩＬ…照明光、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、Ｗ…ウエハ、ＷＳ…ＸＹステージ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴ…ウエハテーブル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Illumination system, 11 ... Exposure amount control system, 12A, 12B ... Reticle blind, 16 ... Reticle interferometer, 18 ... Wafer interferometer, 19 ... Stage controller, 20 ... Main controller, 22 ... Wafer stage drive part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 29 ... Reticle stage drive part, 31 ... Main task, 32 ... Storage device, 33 ... Transmission / reception task, 41 ... Transmission / reception task, 42 ... Data conversion task, 43 ... Simulation task, 44 ... Optimization task, 46 ... Storage device, 60a 60b ... multi-point AF system, 71 ... actuator, 73 ... encoder, 100 ... exposure device, 130 ... personal computer, 130A ... optimization application, 130D ... display, 130K ... keyboard, 130M ... mouse, 130P ... PC body, AS ... alignment system, AX ... optical axis, IA ... exposure area, I R ... illumination area, IL ... illumination light, PL ... projection optical system, R ... reticle, RST ... reticle stage, W ... wafer, WS ... XY stage, WST ... wafer stage, WT ... wafer table.

Claims (12)

少なくとも１つのパターン像が感光物体上に転写される際の当該パターン像の転写状態に関する情報を計測する第１工程と；
前記計測された前記パターン像の転写状態に関する情報に基づいて、前記パターン像の転写により前記感光物体上に形成されるパターンの形成状態に関する情報を推測する第２工程と；
前記推測された前記パターンの形成状態に関する情報に基づいて、前記パターンの位置情報を検出するための一連の処理の処理条件を最適化する第３工程と；を含む最適化方法。 A first step of measuring information relating to a transfer state of the pattern image when at least one pattern image is transferred onto the photosensitive object;
A second step of estimating information relating to a formation state of a pattern formed on the photosensitive object by the transfer of the pattern image based on the measured information relating to the transfer state of the pattern image;
A third step of optimizing a processing condition of a series of processes for detecting the position information of the pattern based on the estimated information regarding the formation state of the pattern. 前記第１工程に先立って、
前記パターン像が前記感光物体上に転写される際のその転写状態と前記パターンの形成状態との関係に関する情報を検出する第４工程をさらに含み、
前記第２工程における推測では、前記第４工程において検出された前記パターン像の転写状態と前記パターンの形成状態との関係に関する情報を用いることを特徴とする請求項１に記載の最適化方法。 Prior to the first step,
A fourth step of detecting information related to a relationship between a transfer state of the pattern image when the pattern image is transferred onto the photosensitive object and a formation state of the pattern;
2. The optimization method according to claim 1, wherein the estimation in the second step uses information on a relationship between a transfer state of the pattern image detected in the fourth step and a formation state of the pattern. 前記第３工程では、
前記形成状態が良好でないと推測されるパターンを、位置情報の検出対象から除外することを特徴とする請求項１又は２に記載の最適化方法。 In the third step,
The optimization method according to claim 1, wherein a pattern that is presumed to be in a poor formation state is excluded from position information detection targets. 前記第３工程では、
前記推測されたパターンの形成状態に応じて、前記パターンの計測条件又は位置情報の検出条件を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の最適化方法。 In the third step,
The optimization method according to claim 1, wherein a measurement condition of the pattern or a detection condition of position information is adjusted according to the estimated formation state of the pattern. 前記パターン像は、照明光により照明される照明領域に対して前記マスクを１次元方向に走査することにより、投影光学系を介して投影される前記マスク上のパターンの投影像であり、
前記感光物体上に形成されるパターンは、前記マスクの走査と同期して前記照明領域と共役な露光領域に対して前記感光物体を同期走査することにより、前記感光物体上に転写形成されるパターンであり、
前記感光物体上のパターン像の転写状態に関する情報は、前記パターンが転写形成される前記感光物体の面形状に関する情報と、前記パターン像が転写される間の前記パターン像に対する前記感光物体のフォーカスに関する情報と、前記パターン像が転写される間の前記マスクと前記感光物体との同期精度誤差に関する情報と、前記パターン像が転写される間の前記照明光のエネルギー量に関する情報との少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の最適化方法。 The pattern image is a projection image of a pattern on the mask projected through a projection optical system by scanning the mask in a one-dimensional direction with respect to an illumination area illuminated by illumination light,
The pattern formed on the photosensitive object is a pattern that is transferred and formed on the photosensitive object by synchronously scanning the photosensitive object with respect to an exposure area conjugate with the illumination area in synchronization with scanning of the mask. And
Information on the transfer state of the pattern image on the photosensitive object includes information on the surface shape of the photosensitive object on which the pattern is transferred and the focus of the photosensitive object on the pattern image while the pattern image is transferred. At least one of information, information on a synchronization accuracy error between the mask and the photosensitive object while the pattern image is transferred, and information on an energy amount of the illumination light while the pattern image is transferred The optimization method according to claim 1, wherein the optimization method is included. 前記第２工程では、
前記感光物体上のパターン像の転写状態に関する情報に、前記パターンが転写形成される前記感光物体の面形状に関する情報と、前記パターン像が転写される間の前記パターン像に対する前記感光物体のフォーカスに関する情報が含まれる場合には、
前記パターンが形成される前記感光物体の面位置を基準として、前記パターン像が転写される間の前記パターン像に対する前記感光物体のデフォーカス量の移動平均と移動標準偏差との少なくとも一方を算出し、その算出結果に基づいて、前記パターンの形成状態に関する情報を推測することを特徴とする請求項５に記載の最適化方法。 In the second step,
Information relating to the transfer state of the pattern image on the photosensitive object includes information relating to the surface shape of the photosensitive object on which the pattern is transferred and the focus of the photosensitive object on the pattern image while the pattern image is being transferred. If information is included,
Calculate at least one of a moving average and a moving standard deviation of the defocus amount of the photosensitive object with respect to the pattern image while the pattern image is transferred, using the surface position of the photosensitive object on which the pattern is formed as a reference. The optimization method according to claim 5, wherein information on the pattern formation state is estimated based on the calculation result. 前記パターン像は、位置合わせマークのパターン像であり、
前記感光物体上に形成されるパターンの形成状態に関する情報は、前記感光物体上に形成される前記位置合わせマークのサイズ及び位置ずれ量の少なくとも一方であることを特徴とする請求項５又は６に記載の最適化方法。 The pattern image is a pattern image of an alignment mark,
The information on the formation state of the pattern formed on the photosensitive object is at least one of a size and a displacement amount of the alignment mark formed on the photosensitive object. The described optimization method. 前記一連の処理は、前記位置合わせマークの計測処理と、当該計測の結果に基づく位置合わせマークの位置情報の検出処理とを含み、
前記処理条件には、
前記位置合わせマークの計測条件及びその位置情報の検出条件の少なくとも一方が含まれることを特徴とする請求項７に記載の最適化方法。 The series of processes includes a process for measuring the alignment mark, and a process for detecting position information of the alignment mark based on a result of the measurement,
The processing conditions include
The optimization method according to claim 7, wherein at least one of a measurement condition of the alignment mark and a detection condition of the position information is included. 照明光により照明される照明領域に対してマスクを走査し、これと同期して前記照明領域と共役な露光領域に対して感光物体を走査する同期走査により、前記マスクに形成されたパターンが転写されるパターン領域を、前記感光物体上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関する情報を表示する表示方法であって、
前記感光物体上に既に転写形成されている前記パターン領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報と、前記パターン領域に対する位置合わせ及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報とを、同時に表示する表示方法。 The pattern formed on the mask is transferred by synchronous scanning in which the mask is scanned with respect to the illumination area illuminated by the illumination light and the photosensitive object is scanned with respect to the exposure area conjugate with the illumination area. A display method for displaying information relating to an exposure process in which a pattern area to be transferred is sequentially superimposed on a plurality of pattern areas on the photosensitive object.
It relates to at least one of a plurality of types of information related to the transfer state or formation state of the pattern area that has already been transferred and formed on the photosensitive object, and at least one of the result of alignment and overlay with respect to the pattern area A display method for simultaneously displaying at least one type of information among a plurality of types of information. 前記感光物体上に既に転写形成されている前記パターン領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類の情報には、当該パターン領域が転写形成される間の前記感光物体のフォーカスに関する情報と、当該パターン領域が転写形成される間の前記マスクと前記感光物体との同期精度誤差に関する情報と、当該パターン領域が転写形成される間の前記照明光のエネルギー量に関する情報と、当該パターン領域に付設される位置合わせ用マークのサイズ及び位置ずれ量に関する情報とが含まれることを特徴とする請求項９に記載の表示方法。   The plurality of types of information relating to the transfer state or formation state of the pattern area that has already been transferred and formed on the photosensitive object include information relating to the focus of the photosensitive object while the pattern area is being transferred and formed, and the pattern area. Information on the synchronization accuracy error between the mask and the photosensitive object while the pattern is transferred and formed, information on the energy amount of the illumination light while the pattern area is transferred and formed, and a position attached to the pattern area The display method according to claim 9, further comprising information on a size of the alignment mark and a positional deviation amount. 前記位置合わせは、前記感光物体上に既に形成されている複数のパターン領域のうちの少なくとも２つの実測位置情報から推定されるパターン領域の配列の統計モデルに基づいて前記各パターン領域の位置情報を補正することにより行われ、
前記位置合わせに関する複数種類の情報には、前記感光物体上に既に形成されている少なくとも２つのパターン領域の実測位置に関する情報と、前記統計モデルに基づく前記各パターン領域の位置情報の補正量と、前記補正後の前記各パターン領域の位置の実測位置に対する残差成分とが含まれ、
前記重ね合わせに関する複数種類の情報には、重ね合わせ誤差の実測値に関する情報と、前記統計モデルに対応する前記重ね合わせ誤差の実測値の成分と、前記統計モデルに対応しない前記重ね合わせ誤差の実測値の成分とが含まれることを特徴とする請求項９又は１０に記載の表示方法。 In the alignment, the position information of each pattern area is obtained based on a statistical model of an arrangement of pattern areas estimated from at least two measured position information of a plurality of pattern areas already formed on the photosensitive object. Done by correcting,
The plurality of types of information related to the alignment include information on measured positions of at least two pattern areas already formed on the photosensitive object, a correction amount of position information of each pattern area based on the statistical model, A residual component for the measured position of the position of each pattern area after the correction is included,
The plurality of types of information regarding the overlay include information regarding the actual measurement value of the overlay error, the component of the actual measurement value of the overlay error corresponding to the statistical model, and the actual measurement of the overlay error not corresponding to the statistical model. The display method according to claim 9, wherein a value component is included. 前記感光物体上に既に転写形成されている前記パターン領域の転写状態又は形成状態に関する情報を等高線表示し、前記パターン領域に対する位置合わせ及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する情報をベクトル表示することを特徴とする請求項９〜１１のいずれ一項に記載の表示方法。
Information on the transfer state or formation state of the pattern area that has already been transferred and formed on the photosensitive object is displayed in contour lines, and information on at least one of the alignment and overlay results with respect to the pattern area is displayed as a vector. The display method according to any one of claims 9 to 11.
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