JP4715749B2 - アライメント情報表示方法とそのプログラム、アライメント方法、露光方法、デバイス製造方法、表示システム、表示装置 - Google Patents
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Description
ウエハ上のm(m:3以上の整数)個の特定ショット領域の設計上の配列座標を(Xn,Yn)(n=1,2,…,m)とし、設計上の配列座標からのずれ(ΔXn,ΔYn)について、例えば式(1)で示されるようなモデルを仮定する。
このように、EGA方式は、設計上の位置と実際にウエハ上に規定された位置とのずれの線形な1次近似であり、ウエハの伸縮、回転等のずれの線形成分を補正することができる。
そのため、計測結果に基づいて作業者がアライメントに関する有効な条件やパラメータを決定するのは難しいという問題があった。すなわち、表示出力されている計測結果のデータに基づいて、そのデータの分析、評価を行うことは難しく、アライメント条件、パラメータの最適化を行うことが難しかった。
また、本発明の他の目的は、実際のアライメント結果に対する計測結果に基づいて設定された有効なアライメント条件やパラメータを用いて、高精度な位置決めを行うことができるアライメント方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような表示に供するデータを出力する測定/検査装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、重ね合わせ精度が良い露光工程を適用することにより、高品質な電子デバイスを製造することのできるデバイス製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、例えばアライメント等の所定の処理を行った結果に対する計測結果のデータの分析や評価を効率よく行うことができ、これにより有効な条件等の設定を行うことができる表示システムを提供することにある。
好適には、前記シミュレーションの結果、又は、前記求められた所望の表示対象の情報を、複数求め、前記表示する工程(ステップS109)は、前記複数の前記シミュレーションの結果又は前記求められた所望の表示対象の情報を、前記入力された表示単位を単位とし、前記指定された表示形態で、前記入力された評価対象の評価が行えるように比較表示する。(図4参照)
また、複数のそれらシミュレーション結果あるいは処理結果のデータを使用する場合には、任意のデータ間でそれら複数のデータを比較表示することができる。従って、種々の条件に基づく所望の情報の表示、換言すれば、種々の観点からの解析、比較検討を行うことができ、より適切なアライメント条件やパラメータの設定を行うことができる。
このような構成によれば、処理結果やシミュレーションのデータ以外に、例えばアライメントパラメータ、計測ステータス、計測エラー情報等の表示を行うことができる。従って、波形検出エラーが発生した場合や、計測結果に跳びがある場合等に、その解析を効率よく行うことができる。なお、「跳び」とは、他と比べて相違の大きいデータを指す。
また、そのようなアライメント情報の表示をコンピュータで行う場合のアライメント情報表示プログラムを提供することができる。
また、そのような表示に供するデータを出力する測定/検査装置を提供することができる。
また、実際のアライメント結果に対する計測結果に基づいて設定された有効なアライメント条件やパラメータを用いて、高精度な位置決めを行うことができるアライメント方法を提供することができる。
さらに、重ね合わせ精度が良い露光工程を適用することにより、高品質な電子デバイスを製造することのできるデバイス製造方法を提供することができる。
また、例えばアライメント等の所定の処理を行った結果に対する計測結果のデータの分析や評価を効率よく行うことができ、これにより有効な条件等の設定を行うことができる表示システムを提供することができる。
本実施の形態においては、露光装置及びアライメントデータ評価システムを有する露光システムを例示して本発明を説明する。
まず、本実施の形態の露光システムの全体構成について、図1〜図3を参照して説明する。
図1は、本実施の形態に係る露光システム100の全体構成を示す図である。
図1に示すように、露光システム100は、N台の露光装置200-1〜200-n、重ね合わせ計測装置130及びホストコンピュータ140を有する。これら各装置は、LAN110により相互にデータ転送が可能に接続されている。なお、LAN110には、さらに他の処理装置、計測装置あるいはコンピュータ等がデータ転送可能に接続されていても良い。
なお、ロットとは、露光装置による露光処理動作を、同一のレシピを用いて処理を施されるべき複数ウエハ毎に区切って考える概念である。例えば1ロット=25枚と定義し、露光装置が基板を25枚=1ロット処理する毎に装置内各部の調整動作や計測動作、レシピの切り換え等を行う運用方法も考えられる。
各ショット領域の位置合わせに際しては露光装置200においては、EGA方式により、各ショット領域の位置合わせ(アライメント)を行う。ここでいうEGA方式は、前述したものと同様とする。
また、露光装置200は、ホストコンピュータ140より、ウエハ及びショット領域の位置合わせの際に使用するアライメント条件や種々のパラメータ(以後、これらをアライメント条件(位置合わせ条件)と総称する)が提供される。露光装置200は、このアライメント条件に基づいて、ウエハ及びショット領域の位置合わせを行う。
これに対して、種々のパラメータとは、アライメント装置の装置起因の計測オフセットが含まれるとする考え方もあるが、これらをアライメント条件と称する場合もあり、ここでいうアライメント条件と種々のパラメータとを特に厳密に区別する必要は無い。
EGA方式による位置合わせの結果のデータは、EGAログデータとも称され、基板上の複数ショットから選択したサンプルショットに対応するマークを検出した際の画像データ、検出画像を所定のアルゴリズムで処理した際の処理結果(例えば所定の閾値とマーク波形との交点位置や、これに基づいて決定されたサンプルショットに対応する位置情報など)、EGA計算によって算出された各ショットの位置情報などを含む。
なお、露光装置200の詳細な構成については、後に詳細に説明する。
重ね合わせ計測装置130は、検出した重ね合わせ計測結果を、LAN110を介してホストコンピュータ140に出力する。この重ね合わせ計測結果のデータは、露光装置200で検出したEGAログデータと同様に、ホストコンピュータ140上のアライメントデータ評価システムに提供され、アライメント条件等を求めるために用いられる。EGAログデータに対して、この重ね合わせ計測結果のデータを重ね計測ログデータと称する。
そして、これらの情報に基づいて、各ロットに適切な処理が施されるように、露光装置200-1〜200-nを制御し、また管理する。
また、ホストコンピュータ140は、必要に応じて、蓄積している情報より、EGAログデータや重ね計測ログデータを得た時のプロセスの制御に関する種々の情報及び種々のパラメータ、あるいは露光履歴データ等の情報を読み出し、アライメント条件の分析及び評価のために用いたり、比較情報、参考情報として作業者に表示出力したりする。
なお、このアライメントデータ評価システムは、ホストコンピュータ140に本発明に係るアライメント情報表示プログラムを含む所定のプログラムがローディングされ実行されることにより実現される。また、LANを介して露光装置と接続されたホストコンピュータではなく、スタンドアロンタイプのコンピュータシステムに対してプログラムをインストールしても良い。この場合、EGAログデータや重ね計測ログデータは記録媒体を用いて各装置からスタンドアロンタイプのコンピュータシステムへ入力される。
このアライメントデータ評価システムの処理、及び、これを用いたアライメント情報の評価方法については、後にさらに詳細に説明する。
次に、露光装置200の構成について、図2を参照して説明する。
図2には、走査型露光装置である露光装置200の概略構成を示す図である。
露光装置200は、照明系210、マスクとしてのレチクルRを保持するレチクルステージRST、投影光学系PL、基板としてのウエハWが搭載されるウエハステージWST、アライメント系AS、及び、装置全体を統括制御する主制御系220を有する。
ウエハホルダ225は不図示の駆動部により、投影光学系PLの光軸に直交する面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系PLの光軸AX方向(Z軸方向)にも微動可能に構成されている。また、このウエハホルダ225は光軸AX回りの微小回転動作も可能になっている。
ウエハステージWST上には、走査方向(Y方向)に直交する反射面を有するY移動鏡と、非走査方向(X軸方向)に直交する反射面を有するX移動鏡とが設けられている。これに対応してウエハレーザー干渉計218も、Y移動鏡に垂直に干渉計ビームを照射するY干渉計と、X移動鏡に垂直に干渉計ビームを照射するX干渉計とが設けられている。(図2では、これらが代表的に移動鏡217、ウエハレーザー干渉計システム218として示されている。)そして、ウエハステージWSTの移動位置を規定する静止座標系(直交座標系)は、ウエハレーザー干渉計システム218のY干渉計及びX干渉計の測長軸によって規定されている。(以下、この静止座標系を「ステージ座標系」と称する場合もある)
なお、ウエハステージWSTの端面を鏡面加工して、前述した干渉計ビームの反射面を形成しても良い。
次に、アライメント系ASの構成について、図3を参照して説明する。
図3に示すように、アライメントセンサASは、光源341、コリメータレンズ342、ビームスプリッタ344、ミラー346、対物レンズ348、集光レンズ350、指標板352、第1リレーレンズ354、ビームスプリッタ356、X軸用第2リレーレンズ358X、2次元CCDよりなるX軸用撮像素子360X、Y軸用第2リレーレンズ358Y、2次元CCDよりなるY軸用撮像素子360Yを有する。
光源341からの照明光がコリメータレンズ342、ビームスプリッタ344、ミラー346及び対物レンズ348を介してウエハW上のアライメントマークMAの近傍に照射される。そして、アライメントマークMAからの反射光が、対物レンズ348、ミラー346、ビームスプリッタ344及び集光レンズ350を介して指標板352上に照射され、指標板352上にアライメントマークMAの像が結像される。
主制御部220には、ステージ制御系219を介してウエハレーザー干渉計218の計測値も供給されている。従って、主制御部220は、アライメントセンサASからの撮像信号DSとウエハレーザー干渉計218の計測値とに基づいてステージ座標系上でのアライメントマークMAの位置を算出する。
次に、アライメント条件の決定を支援するためにホストコンピュータ140上で実現する、本発明に係るアライメントデータ評価システム、及び、これを用いたアライメントデータ(アライメント情報)の表示方法及び評価方法について、図4〜図23を参照して説明する。
図4は、アライメントデータ評価シーケンスを示すフローチャートである。
アライメントデータ(アライメント情報)の評価を行うにあたって、まず最初に、評価対象となるEGAログデータあるいは重ね計測ログデータをファイル単位で選択する(ステップS101)。評価対象の結果ファイルは、複数指定することができる。
なお、EGA計算モデルとしては、式1で示したように基板上のショット配列の変化を線型として扱うモデル式の他、配列変化の非線型成分やランダム成分までも取扱い可能な高次計算モデル式も用意されている。
リジェクト許容値とは、EGA計算の対象となるサンプルショット位置の検出結果で、位置ずれの量が他のショットよりも極端に大きなショットがあった場合、これをEGA計算の対象から外すか否かを決定するための境界条件をいう。EGA計算は、基板上の少数のサンプルショット位置情報に基づいて基板全体のショット位置を求める統計的な計算であるため、EGA計算の基となる少数のサンプルショットの中に、局所的な位置ずれを起こしたショットが含まれると、基板全体のショット位置の情報に対して悪影響を与える可能性がある。
この時、撮像デバイスで獲得された画像データから得たマーク像に対応する信号波形のデータを蓄積したアライメント波形ファイルも開いてEGAシミュレーションを行う場合は、マーク形状や波形処理アルゴリズムのような信号処理条件等のアライメント条件の設定も行う。
なお、EGAシミュレーションによるEGA補正量の変化分は、アライメントマーク波形検出シミュレーションを行って算出される場合と、異なる2つのEGA計測結果ファイルの補正量の差分を使用して算出される場合とがある。
シミュレーションの実行が指定されていない時は(ステップS103)、ステップS104のシミュレーションを実行すること無く、ステップS105へ進む。
数値データ表示では、評価対象のデータが数値表示される。数値表示では、評価対象となる各ログデータファイルから取得したデータをそのまま羅列することが可能であるのは勿論、データ表示単位に応じて統計的な計算を経た数値を表示することや、降順、昇順などでソートした上で表示することも可能である。例えば、表示単位として「単一ロット毎」が選択されている場合、単一ロット内の複数基板に係る複数のデータの平均や分散、偏差などを求めた上で、各ロットに対応する数値としてロット毎にデータが表示される。
ヒストグラムは、選択された表示単位を横軸にとり、対応する数値データをグラフの縦軸方向の長さで表した表示形態である。数値データ表示の場合と同様に、評価対象となる各ログデータファイルから取得したデータをそのままグラフの長さに置き換えて表示したり、データ表示単位に応じて統計的な計算を経た数値をグラフの長さに置き換えて表示することができる。
ソートとは、選択された評価モードについて、設定されたデータ表示単位中で、シミュレーション番号毎、マーク毎、ショット毎、ウエハ毎等の単位で評価データをソート表示することである。すなわち、x、y、xアンドy及びxオアyについて大小順を指定して表示することである。
また、ここでのオフセットファクターとは、残留誤差情報と等価の意味とする。前述の通り、スライスレベルを変化させることによってマーク位置情報が変化するため、実際のマーク位置とEGA計算によって算出される計算上のマーク位置との間に残留する残留誤差も、スライスレベルの変化に応じて変化することになる。
例えば、同一の評価データファイル、評価対象及びデータ表示単位に対して、EGA計算モデルを変更(例えば2次から3次)させた場合、アライメント補正結果に有意な差があるかということを比較、分析する場合等に、この比較表示は有効である。
以下、各比較表示方法について説明する。
ベクトル相関法は、基準となるウエハベクトルマップパターンSと比較対象のウエハベクトルマップパターンTとの間で、各計測点位置毎にベクトルSijとベクトルTijの内積和を式(3)に基づいて算出し、相関を求める方法である。これにより、ベクトルマップSとベクトルマップTの間で方向性と大きさの両方を加味した相関が得られる。
なお、ベクトルSやベクトルTは、図4のステップS105で選択された評価対象の値(計測値/補正値/補正後の残留誤差等各アライメントマーク計測位置毎の値)であり、図4のステップS106で設定されたデータ表示単位に基づき、マップ表示される。つまり、ベクトル相関法は、ベクトルで表現し得る2つの評価対象同士の互いの類似性の度合いを数値的、あるいは図式的に表現する方法である。一例としては、計測位置の原点(設計上の位置)からの位置変化と、計測値に基づくEGA計算により求められる計算上の位置の原点からの位置変化との相関が高ければ、このEGA計算の有効性を確認することができる。計測位置を示すベクトルマップとEGA計算により求められる位置情報に係るベクトルマップとの相関を求めることにより、EGA計算のための条件設定の妥当性をはかることができる。また、式(3)〜式(6)は、複数マークについてウエハ単位等での全体的なベクトル相関に関するものである。
これにより、ウエハベクトルマップ間の相関、すなわち、比較したデータ間の有意差(変化量)を一定の尺度で評価・判定できることになる。
また、残差二乗和等全体的な比較でなく、各計測位置毎の評価が行える。
また、式(7)及び式(10)の二乗和の平方根、すなわち、式(13)に示す各計測位置に規格化された内積和をウエハマップ上に立体縦棒グラフとして表示しても良い。
また、式(3)〜式(6)に示す複数マークについてウエハ単位等での全体的な比較以外に、式(7)〜式(12)に示す各マーク計測位置に規格化されたベクトルマップでの比較判定が行える。
また、式(5)、式(6)、式(8)、式(9)、式(11)及び式(12)を使用すると、評価データの大きさでの全体的な比較判定が行える。
差分法によるデータ比較表示は、設定されたデータ表示単位、数値データ表示、ベクトルデータ表示、及び、ヒストグラム・散布図等の統計表示等の選択された表示形態で、指定された評価モードの2つのデータ間の差分を表示する方法である。これにより、2つのデータ間の差の出方について、ベクトルマップ表示や数値データ表示等の形で、計測位置毎に評価が可能となる。なお、通常、全体の評価尺度は、差分二乗和を用いる。
各マーク計測位置の複数データ間の変化を評価する場合、分布の対称性が良く、かつ、すその長さが短い方が良く、歪度(式(14)のb1が0に近い方が対称性が強く好ましい)や、尖度(式(15)のb2が大きい方がすその長さが短くて好ましい)を使用して評価することが好ましい。
対比/重ね法によるデータ比較表示は、設定されたデータ表示単位を、数値データ表示、ベクトルデータ表示、ヒストグラム・散布図等の統計表示、ソート結果表示及び波形データ表示等の表示形態の中から選択された表示形態により、指定された評価対象のデータを対比表示又は重ね表示して評価する方法である。
通常、数値データ、ソート結果等には対比表示が適している。また、ベクトルデータ、ヒストグラム、散布図、波形データ等は重ね表示を行うと好ましい。
これにより、2つ以上のデータ間の相違が効率的に評価できる。特に、ベクトルデータ、波形データ、高次補正時の非線形補正量マップ表示は、各条件毎の表示データを重ねて表示すると異なる条件間の違いが分かりやすい。
この際、評価データが補正値又は補正後の残留成分の場合は、各アライメント条件の個別指定が行える。EGA計算モデルが高次モデルの場合には、高次の各補正係数まで指定可能である。また、補正値としてウエハ毎、ロット毎(複数ウエハの補正値の平均)の指定が行える。
このようなシーケンスにより処理を進めることにより、アライメント条件の評価、分析が効率的に行え、アライメント条件の最適化が行える。
次に、このようなアライメントデータ評価システムにおける入出力画面を具体的に例示し、アライメントデータ評価システムの動作とともに、このシステムを用いたアライメント条件の決定方法について説明する。
なお、前述した図3のアライメント系ASは、FIA(Field Image Alignment)方式のアライメントセンサを含む。さらに、先の図3を用いたアライメント系の説明では省略したが、アライメント系ASは、LSA(Laser Step Alignment)方式のアライメントセンサも含む。いずれの方式も既に広く使用されているものであるため、これに関する詳細な説明は省略する。
信号処理条件としては、例えば、FIAマーク波形に対する閾値の設定方法が挙げられる。FIA方式のアライメントでは、波形と閾値との交点の位置からマーク位置情報が求められるが、この閾値の設定の仕方として、波形のどの部分を使用するか、あるいは、閾値の高さをどこにするか、等の設定を変化させることができる。
ウエハ露光条件設定画面430は、ウエハ補正パラメータ設定欄431とショット補正パラメータ設定欄432を有する。そして、これらの各欄より、EGA計算で算出されたウエハとショットの各補正ファクターに対して加算する補正量の設定、EGA方式で算出された算出結果は使用せずに固定値を使用する場合の設定(補正ファクター毎にNo FixかFixかを指定)、及び、EGAパラメータに基づく算出値を使用する場合のEGA結果選択等を行う。また、この画面からの設定値に基づき、重ね合わせシミュレーションが実行される。ウエハ補正パラメータは、ウエハ毎に設定される補正量の設定であり、ショット補正パラメータは、ショット毎に設定される補正量の設定である。
図10は、アライメントマークマップの表示画面を示す図である。
図10に示すウィンドウ510には、評価対象のショット(マーク)のウエハ上での位置を示す図が表示されている。評価対象ウエハは、評価対象のEGAログデータ又は重ね計測ログデータから、作業者が選択した任意のロットの任意のウエハである。
本実施の形態においては、例えばこのようなウィンドウ510において、所望のショットを、その箇所をダブルクリックする等の操作を行って選択することにより、例えば波形データ等のそのショット(マーク)についての所望の詳細なデータ(情報)が表示される。
図11に示す画面520中には、図10に示したショット(マーク)のウエハ上での位置を示すマップが表示されたウィンドウ510と、特定のアライメントマークの波形データが表示されたウィンドウ522が表示されている。
このような画面520は、前述したように、例えば図10に示すアライメントマークマップにおいて、所望のショットを選択することにより生成される。その場合、図示はしないが、ウィンドウ522に波形データが示されているショット(マーク)については、ウィンドウ510において、他のショット(マーク)と識別可能な形態で表示される。
なお、正常にマーク検出された波形データ524は、ウィンドウ510に示されているショット(マーク)の中から選んだものであっても良いし、分析対象のマークと同一形状のマークについて予め用意された参照用のデータであっても良い。
また、そのような比較表示画面において、相違点を見やすくするため、対比表示や重ね表示される波形間で波形の色・太さ・形状(実線と点線等)を変えるようにしても良い。
例えば、同一マーク波形データについて、検出パラメータを変更した時の検出パラメータ変更毎の波形を対比表示、又は、重ね表示することができる。そのような表示を行えば、対比あるいは重ね表示された2つのデータ間の相違点から、パラメータの変更がマーク波形検出位置に与える影響を推察することができる。
また、同一マークや任意の異なるマーク間で、X方向の波形とY方向の波形を対比表示させても良い。
マーク形状以外の各パラメータについても、その後のEGAシミュレーションや、露光装置200の制御等に反映される。
図12に示す画面530中には、例えばアライメント補正後の位置に基づいて、ずれをベクトルマップ表示するウィンドウ531と、例えばウエハ全体等の所定の単位について、ずれ量の頻度分布を示すヒストグラム533及び534が表示されたウィンドウ532とが表示されている。
従って、このようなヒストグラムを複数(図12においては2つ)、図12に示すように対比表示することにより、例えば同一ウエハ内のXヒストグラムとYヒストグラムの比較、任意のロット、ウエハあるいはショット間のX/Yヒストグラムの比較、任意の複数ロット、複数ウエハ、複数ショットあるいは複数マークについて全体と個別のヒストグラム比較等を行うことができる。なお、XヒストグラムはX方向のずれ量に関するヒストグラム、YヒストグラムはY方向のずれ量に関するヒストグラムである。
なお、ヒストグラムの分布としては、ばらつきが少なく、特に跳びデータが無い方が望ましい。
また、そのような比較表示画面において、相違点を見やすくするため、対比表示や重ね表示される棒グラフ間で棒グラフの色・太さ等を変えるようにしても良い。
なお、これらの判断に基づく補正パラメータ等は、前述した図9に示すウエハ露光条件パラメータの設定画面のウエハ補正(Wafer Correction)欄431、及び、ショット補正(Shot Correction)欄432に設定される。
そして、入力された各パラメータは、その後のEGAシミュレーションや、露光装置200の制御等に反映される。
図13に示す画面(ウィンドウ)540中には、2次のEGA計算モデルと3次までのEGA計算モデルとの2つの条件について各々算出されたアライメント補正後の残留成分のベクトルマップを、重ね表示した図が表示されている。
例えば、図13に示す例のように高次EGA計算モデルで、2次と3次のアライメント補正後の残留成分を比較する場合、各高次計算モデルで複数ウエハ間の平均を求め平均化された結果間の比較が行える。
また、各高次計算モデルで複数ウエハ間の”平均の絶対値+3σ”を使用することにより安定性を重視した結果の比較が行える。
なお、アライメント補正後の残留成分の場合、ベクトルの長さが短く、跳びデータが少ない方が望ましい。また、各マークのずれが1方向に大きなずれを示す傾向ではなく、XYの2方向にずれ量が分散されている方が望ましい。
また、このベクトルマップ重ね表示において、相違点を見やすくするため、比較するベクトル間でベクトルの色、太さ、形状(点線や実線等)等を変えるようにしても良い。
図14に示す画面(ウィンドウ)550中には、2次のEGA計算モデルと3次までのEGA計算モデルとの2つの条件について各々算出されたアライメント補正後の残留成分の相違量を各マーク位置毎での差分データとしたベクトルマップが表示されている。 図13の表示のように2次モデルと3次モデルそれぞれの残留成分に関する2つのベクトルを表示するのではなく、2次モデルと3次モデルとの差分を1つのベクトルで示すことになり、簡潔である。
また、各高次計算モデルで複数ウエハ間の最大値(MAX)を使用することにより各マーク毎に最悪のずれ量を考慮した結果に対する相違量の評価が行える。
また、同一条件の下での異なるロットや異なるウエハ間の評価データを、このようなベクトル差分マップにより表示しても良い。これにより、同一条件での異なるロット・ウエハ間でのばらつきの評価が行える。
なお、図14に示す表示例では、2つの条件の差分を表示しているが、3つ以上の複数の条件の差分を求め、さらに差分同士の差分から差分のレンジをベクトルマップ表示しても良い。
図15に示す画面(ウィンドウ)560中には、2次のEGA計算モデルと3次までのEGA計算モデルとの2つの条件について各々算出されたアライメント補正後の残留成分のベクトル相関度を、マーク毎にベクトルマップで示した図が表示されている。
例えば、図15に示す例のように高次EGA計算モデルで、2次と3次のアライメント補正後の残留成分の相違量を評価する場合、各高次計算モデルで複数ウエハ間の平均を使用することにより平均化された結果に対する相関度の判定が行える。
また、各高次計算モデルで複数ウエハ間の”3σ”又は”平均の絶対値+3σ”を使用することにより安定性を重視した結果に対する相関度の評価が行える。
また、同一条件、同一パラメータの下での異なるロットや異なるウエハ間の評価データを、このようなベクトル相関度マップにより表示しても良い。これにより、同一条件、同一パラメータでの異なるロット・ウエハ間でのばらつきの評価が行える。
また、同一パラメータで、異なるロット・ウエハ間での相関度が小さかった場合、安定した結果が得られるようにパラメータを変更していく。
図16は、アライメント補正後の残留成分をショットに関するデータとして数値表示した画面を示す図である。
図16に示す画面570中には、選択されたショット(図16の例においては、ショット位置(C(Column):2,R(Row):2)のショット)の、ショット内マーク設計座標(X,Y)と、それに対する残留成分(X,Y)が数値表示されている。
図17に示す画面580には、同一のウエハについて、2つの条件でアライメント補正した場合の残留成分の平均、3σが数値表示されている。数値表示されるデータとしては、平均、3σの他にばらつきの最大値(MAX)、最小値(MIN)、幅(Range)及び分布型(歪度、尖度)等のデータがある。なお、図17においては、ウエハ平均と3σの表示しか見えていないが、左右のスライドバーを使用することによりその他のデータを見ることができる。
図18に示す画面590には、同一のウエハについて、2つの条件でEGAパラメータ計算した場合の結果が比較表示されている。
図20に示す折れ線グラフ610は、アルゴリズムスライスレベルとマーク検出オフセットの相関を示す。EGAシミュレーションでのマーク検出パラメータで、スライスレベルを0%〜100%まで変化させた場合、コントラストリミットを0%〜100%まで変化させた場合、マーク検出許容値を0μm〜999.999μmまで変化させた場合等のように、連続的に値を変化させてシミュレーションした結果を評価したい場合は、このようなグラフを表示すると良い。
(a)ショット(マーク)位置毎のアライメント補正後の残留成分。
(b)アライメント補正後の残留成分の特定マーク毎、特定ショット毎、特定ウエハ毎、特定ロット毎の平均と3σ、及び、ばらつきの最大値(MAX)、最小値(MIN)、幅(Range)と分布型(歪度、尖度)。
また、ここでは、例えば評価データとしてEGAログデータを使用し、表示単位は単一ウエハ毎に指定する。表示単位として単一ウエハ毎を指定する場合、特別に画面上ですべき操作は無い。評価対象として選択されたデータが複数のウエハに係るものであった場合、データはウエハ毎に分けて認識され、ウエハナンバーを指定することによって、ナンバーに対応するウエハの情報が単一ウエハ毎に表示される。ウエハナンバーの指定は、図10の画面510右側中段の”Wafer NO”欄への入力、又は、”Wafer NO”欄のスクロールバーの操作により行う。
すなわち、”Wafer NO”欄のスクロールバーを操作するか、その下の数値入力ボックスにウエハナンバーを記入することにより、対応するウエハの情報が単一ウエハ単位で表示され、”All Wafer ”のチェックボックスをオンにすると、評価対象の全ウエハ分のデータが1つのマップ上に重ねて同時に表示される。ここで、ウエハ間のデータ判別は、ベクトル表示の色、太さ、形状などにより行える。
また、図10の画面510、ウエハマークマップ上の特定ショットを指定して特定ショット毎の情報を表示、ウエハ周辺部等の特定ショットでマークがくずれていた場合にはそのショットに対してリジェクト指定を設定することにより、ショット単位で計算対象から除外できる。特定マークや特定ウエハや特定ロットについても同様で、不適当なデータを除外することが可能である。
なお、平均や3σ等の統計的な情報は複数ウエハの情報に基づいて求められる。例えば、1枚目のウエハで(Column, Row)=(2,2)に係る残留誤差成分と、2枚目のウエハで(Column, Row)=(2,2)に係る残留誤差成分との平均をとり、これが「表示単位=単一ウエハ毎」との指定に基づいて、1ウエハ上に表示される。このように「表示単位=単一ウエハ毎」の指定の下で複数ウエハに渡る情報に基づく平均や3σなどの情報を表示する際に、複数ウエハを指定するための画面上での操作の一例としては、図10の画面510、右側中段の「Wafer NO」欄のチェックボックスに「All wafer」にチェックを入れることが挙げられる。
図17の例では、アライメント補正後の残留成分のウエハ平均、3σ、ばらつきの最大値(MAX)、最小値(MIN)、幅(Range)及び分布型(歪度、尖度)が数値表示される。なお、前述した通り図17の画面においては、ばらつきの最大値(MAX)、最小値(MIN)、幅(Range)と分布型(歪度、尖度)については、左右のスライドバーを使用することにより見ることができる。
I.重ね法によるベクトルマップ表示
マーク計測位置毎に、アライメント補正後の残留成分について、2次EGA計算モデルの計算結果と3次EGA計算モデルの計算結果とを重ねて表示する。これにより、2つの計算モデルでの残留成分の算出結果をマーク位置毎に重ねて比較評価できる。具体例としては、図13に示したようなアライメント補正後の残留成分のベクトル重ねマップ画面540により、比較を行う。
マーク計測位置毎に、2次EGA計算モデルを用いた場合の残留成分と3次EGA計算モデルを用いた場合の残留成分の差分について計算結果を表示する。具体例としては、図14に示したアライメント補正後の残留成分ベクトル差分マップ画面550により比較を行う。
また、差のX成分とY成分の二乗和の平方根をとり合成して、スカラー差分マップとして図21に示したようなスカラーマップの等高線や、図22に示したようなスカラーマップの棒グラフを表示しても良い。
マーク計測位置毎に、2次EGA計算モデルを用いた場合の残留成分と3次EGA計算モデルを用いた場合の残留成分の相関値を表示する。相関値が低いということは、2次EGA計算モデルを用いた場合と、3次EGA計算モデルを用いた場合とで、残留成分の違いが大きいことを意味する。図15を用いて前述したようなベクトルマップを用いることにより、2次モデルを用いた場合と3次モデルを用いた場合の違い、あるいは類似度を視覚的に把握できる。
また、マーク毎ではなく、ウエハ単位で相関値を評価したい場合は、式(4)の値を用いる。
また、マップ表示形態をアライメントマークマップ(Alignment Mark Map )に切り換え、任意のショットを指定すると 図11に示すように、指定したショットに係るマークのデータが表示される。図11では、指定したショット(マーク)に係る波形図523と基準として参照される波形図524とが対比表示されている。
決定した条件は、右下にある「適用」ボタンを押すことにより、再度の評価、EGAシミュレーション、重ね合わせシミュレーション、及び、実際の露光処理に反映される。
EGAシミュレーションでのマーク検出パラメータで、アルゴリズムスライスレベルを0%〜100%、コントラストリミットを0%〜100%、マーク検出許容値を0μm〜999.999μm等のように、連続的に値を変化させてシミュレーションした結果を比較したい場合は、図20に示したようなグラフの表示が有用である。
また以上では、数値表示、ベクトル表示、ヒストグラム、統計表示、ソート結果表示、波形データ表示等の様々な表示から、ユーザが直接に表示形態そのものを選択する構成を説明したが、本発明はこれに限るものではない。ユーザが推察する目的と所定の表示形態とを関連付けて、ユーザが目的を選択することにより、その目的に最適な表示形態が自動的に選択されるように構成しても良い。
例えば、目的が「波形検出エラーの原因」にある場合、ユーザは「波形データ表示」を選択するのではなく、「波形検出エラーの原因」という目的を選択することにより、自動的に「波形データ表示」が表示形態として選択されるようにすることが考えられる。あるいは、ユーザが目的として「パラメータの変化によるマーク検出オフセットの変化」を選択することにより、自動的に「グラフ表示」が選択されるようにすることが考えられる。
このように、目的と表示形態とをリンクさせることにより、ユーザに各表示形態に関する知識が無くとも適切な表示形態が選択され、適切に選択された表示形態によりユーザは直感的に状況を把握することが可能となる。
次に、上述した露光システムをリソグラフィー工程において使用したデバイスの製造方法について説明する。
図23は、例えばICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等の電子デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
一方、シリコン等の材料を用いてウエハ(シリコン基板)を製造する(工程S830)。
具体的には、まず、ウエハ表面に、絶縁膜、電極配線膜あるいは半導体膜との薄膜を成膜し(工程S841)、次に、この薄膜の全面にレジスト塗布装置(コータ)を用いて感光剤(レジスト)を塗布する(工程S842)。
そして、現像処理が終了したウエハに、エッチング装置を用いてエッチング処理を施し(工程S845)、ウエハ表面に残存するレジストを、例えばプラズマアッシング装置等を用いて除去する(工程S846)。
これにより、ウエハの各ショット領域に、絶縁層や電極配線等のパターンが形成される。そして、この処理をマスクを変えて順次繰り返すことにより、ウエハ上に実際の回路等が形成される。
そして、製造したデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行い(工程S860)、デバイス完成品として出荷等する。
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。
例えば、例えばEGA計測結果データや重ね合わせ計測結果等の種々の情報を集中的に記憶する情報サーバー160を別に設けたような構成でも良い。また図示しないが、さらに別のコンピュータをイントラネットに接続して、処理を分散するようにしても良い。また、他の通信ネットワークを介して構築されるようなシステムや、あるいはまた、いわゆるサーバークライアント型のシステムとして構築されるようなシステムであっても良い。露光システムの各装置における計算、制御のための演算等の処理の分担の形態、換言すれば分散処理システムとしての機能の分散形態、あるいはネットワークシステムとしての、これら各装置の接続形態は、任意の形態としてよい。
また、露光装置で用いる露光用照明光(エネルギビーム)は紫外光に限られるものではなく、X線(EUV光を含む)、電子線やイオンビーム等の荷電粒子線等でも良い。また、DNAチップ、マスク又はレチクル等の製造用に用いられる露光装置でも良い。
さらに、本発明は露光装置以外に、アライメントを有する全てのデバイス関連装置、例えば、ウエハやレチクルの各種測定・検査装置、さらにはレーザーリペア装置や専ら観察を目的とする装置等にも適用可能である。
Claims (18)
- 物体の位置決めを行うためのアライメント計測に関する情報の表示方法であって、
露光装置で計測されたEGA計測結果データ及び重ね合わせ計測装置で計測された重ね合わせ計測結果データが、前記アライメント計測に関わる処理結果のデータとして入力される工程と、
前記アライメント計測のパラメータに関わる情報が入力される工程と、
前記入力されたパラメータに基づいて、前記入力された処理結果のデータから所望の表示対象の情報を求める工程と、
アライメント計測値、アライメント補正値、アライメント補正後の残留成分及びアライメントマーク波形を含む複数の評価対象から所望の評価対象の入力を受ける工程と、
所定の複数ロット毎、単一ロット毎、所定の複数ウエハ毎、単一ウエハ毎、処置の複数ショット毎、単一ショット毎、所定の複数マーク毎及び単一マーク毎を含む複数の表示単位から所望の表示単位の入力を受ける工程と、
数値データ表示、ベクトルデータ表示、ヒストグラム・散布図、トレンドグラフを含む統計表示、ソート結果表示及び波形データ表示を含む複数の表示形態から所望の表示形態が指定される工程と、
前記求められた所望の表示対象の情報を、前記アライメント計測に関わるパラメータの前記アライメント計測に対する影響が明示される所定の表示形態で表示する工程と
を有し、
前記表示する工程は、前記求められた所望の表示対象の情報を、前記入力された表示単位を単位とし、前記指定された表示形態で、前記入力された評価対象の評価が行えるように表示し、
前記表示及び前記入力は、対話形式のインターフェイスを介して行われるアライメント情報表示方法。 - 前記アライメント計測のシミュレーションに関する情報が入力される工程と、
前記入力されたシミュレーションに関する情報に基づいて、必要に応じて所定のシミュレーションを行う工程とをさらに有し、
前記表示する工程は、前記シミュレーションの結果及び前記求められた所望の表示対象の情報の少なくともいずれか一方を、前記入力された表示単位を単位とし、前記指定された表示形態で、前記入力された評価対象の評価が行えるように表示する
請求項1に記載のアライメント情報表示方法。 - 前記シミュレーションの結果、又は、前記求められた所望の表示対象の情報を、複数求め、
前記表示する工程は、前記複数の前記シミュレーションの結果又は前記求められた所望の表示対象の情報を、前記入力された表示単位を単位とし、前記指定された表示形態で、前記入力された評価対象の評価が行えるように比較表示する
請求項1又は2に記載のアライメント情報表示方法。 - 前記アライメント計測の履歴情報の表示に関する情報が入力される工程をさらに有し、
前記表示する工程は、前記入力された履歴情報の表示に関する情報に基づいて、必要に応じてさらに前記アライメント計測の履歴情報を表示する
請求項1〜3のいずれかに記載のアライメント情報表示方法。 - 前記アライメント計測に関わるパラメータに関わる情報は、EGA計算モデル、リジェクト許容値、EGA計算対象ショット、計測対象ウエハの少なくともいずれかを含む
請求項1〜4のいずれかに記載のアライメント情報表示方法。 - コンピュータに、物体の位置決めを行うためのアライメント計測に関する情報の表示を実行させるためのプログラムであって、
露光装置で計測されたEGA計測結果データ及び重ね合わせ計測装置で計測された重ね合わせ計測結果データが、前記アライメント計測に関わる処理結果のデータとして入力されるステップと、
前記アライメント計測に関わるパラメータに関わる情報が入力されるステップと、
前記入力されたパラメータに基づいて、前記入力された処理結果のデータから所望の表示対象の情報を求めるステップと、
アライメント計測値、アライメント補正値、アライメント補正後の残留成分及びアライメントマーク波形を含む複数の評価対象から所望の評価対象の入力を受けるステップと、
所定の複数ロット毎、単一ロット毎、所定の複数ウエハ毎、単一ウエハ毎、処置の複数ショット毎、単一ショット毎、所定の複数マーク毎及び単一マーク毎を含む複数の表示単位から所望の表示単位の入力を受けるステップと、
数値データ表示、ベクトルデータ表示、ヒストグラム・散布図、トレンドグラフを含む統計表示、ソート結果表示及び波形データ表示を含む複数の表示形態から所望の表示形態が指定されるステップと、
前記求められた所望の表示対象の情報を、前記アライメント計測に関わるパラメータの前記アライメント計測に対する影響が明示される所定の表示形態で表示するステップと
を有し、
前記表示するステップは、前記求められた所望の表示対象の情報を、前記入力された表示単位を単位とし、前記指定された表示形態で、前記入力された評価対象の評価が行えるように表示し、
前記表示及び前記入力は、対話形式のインターフェイスを介して行われるアライメント情報表示プログラム。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のアライメント情報表示方法により表示されるアライメント計測に関する情報に基づいて、アライメント計測に関わるパラメータを決定し、
前記決定されたパラメータを用いてアライメント計測を行い、物体の位置決めを行う
アライメント方法。 - 基板に形成された複数の領域それぞれに所定パターンを転写する露光方法であって、
請求項7に記載のアライメント方法を用いて前記基板上の前記複数の領域それぞれと前記所定パターンとを位置合わせし、
位置合わせされた前記領域に前記所定パターンを転写することを特徴とする
露光方法。 - 請求項8に記載の露光方法を用いて、デバイスパターンをデバイス基板上に転写する工程を含むことを特徴とする
デバイス製造方法。 - 半導体基板上に所定パターンを転写する露光装置の前記所定パターンと前記半導体基板との相対位置関係を調整するアライメント機能に関する機能評価結果を表示する表示システムであって、
前記露光装置と情報伝達可能に接続され、前記装置で計測されたEGA計測結果データ及び重ね合わせ計測装置で計測された重ね合わせ計測結果データを、過去に前記露光装置で処理した処理結果に関する情報として蓄積する記憶装置と、
前記アライメント機能を使用する際の前記アライメント機能に係るパラメータを入力する第1入力装置と、
前記記憶装置及び前記第1入力装置と情報伝達可能に接続され、前記記憶装置に記憶された前記露光装置での処理結果に基づいて、前記第1入力装置から入力された前記パラメータの下で前記アライメント機能を実行した場合の処理結果をシミュレーションするシミュレーション装置と、
前記シミュレーション装置によるシミュレーション結果を表示する表示装置と、
前記表示装置で前記シミュレーション結果を表示する際の評価対象、表示単位、表示形態を、予め用意されたアライメント計測値、アライメント補正値、アライメント補正後の残留成分及びアライメントマーク波形を含む複数の評価対象、所定の複数ロット毎、単一ロット毎、所定の複数ウエハ毎、単一ウエハ毎、処置の複数ショット毎、単一ショット毎、所定の複数マーク毎及び単一マーク毎を含む複数の表示単位、数値データ表示、ベクトルデータ表示、ヒストグラム・散布図、トレンドグラフを含む統計表示、ソート結果表示及び波形データ表示を含む複数の表示形態から対話形式のインターフェイスにより各々選択して指示する第2入力装置と
を有すること特徴とする表示システム。 - 前記記憶装置は、前記露光装置のアライメント機能により計測した第1結果と、前記露光装置のアライメント機能により所定パターンと半導体基板との相対位置を調整した後に前記所定パターンを前記半導体基板上に転写した結果を計測した第2計測結果との少なくとも一方を記憶することを特徴とする請求項10に記載の表示システム。
- 前記第2入力装置から入力された表示単位の下で、複数結果を表示することを特徴とする請求項11に記載の表示システム。
- 露光装置で計測されたEGA計測結果データ及び重ね合わせ計測装置で計測された重ね合わせ計測結果データを、アライメントの演算結果に関する情報として表示する表示装置であって、
予め用意されたアライメント計測値、アライメント補正値、アライメント補正後の残留成分及びアライメントマーク波形を含む複数の評価対象、所定の複数ロット毎、単一ロット毎、所定の複数ウエハ毎、単一ウエハ毎、処置の複数ショット毎、単一ショット毎、所定の複数マーク毎及び単一マーク毎を含む複数の表示単位、数値データ表示、ベクトルデータ表示、ヒストグラム・散布図、トレンドグラフを含む統計表示、ソート結果表示及び波形データ表示を含む複数の表示形態から任意の評価対象、表示単位、表示形態を対話形式のインターフェイスにより選択し設定するための設定画面と、
前記設定画面に接続されて、アライメントに関する演算を実行する演算装置と、
前記演算装置と接続されて、前記演算の実行結果に関する情報を前記選択画面で設定された評価対象、表示単位、表示形態で表示する結果表示画面と
を有する表示装置。 - 前記設定画面で選択及び設定可能な複数の表示形態はマップ表示を含み、前記マップ表示が、重ね誤差マップ、差分マップ、相関マップの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
- 前記演算装置は、前記アライメントに関する演算として、アライメント処理の結果残留する残留成分を演算することを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
- 前記演算装置は、前記残留成分の平均値、標準偏差、偏差、最大値、最小値、値の幅、その他の統計演算結果の少なくとも1つを演算することを特徴とする請求項15に記載の表示装置。
- 前記演算装置と接続されて、前記演算装置での演算条件を入力する入力装置をさらに備えることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
- 前記入力装置から入力される演算条件として、モデル式の選択、波形解析アルゴリズム又はショット配置の設定を含むことを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
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