JP4720991B2

JP4720991B2 - 情報表示システム

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Publication number: JP4720991B2
Application number: JP2005222398A
Authority: JP
Inventors: 晋一沖田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-08-01
Also published as: JP2007042701A

Description

本発明は、情報表示システムに係り、さらに詳しくは、プロセス単位で、物体上の複数の異なる区画領域各々に重ね合わせるように形成された複数層のデバイス構造体の形成状態を評価する情報表示システムに関する。

半導体等のデバイスを製造するデバイス製造工程では、膜形成、レジスト塗布、回路パターンの露光、現像、エッチング、イオン注入などを含むプロセス（２０回〜３０回程度）を繰り返し行って、プロセス単位で、物体（ウエハ等）上の複数の異なる区画領域（ショット領域）各々に対し、回路等（以下、適宜、デバイス構造体ともいう）を、幾層にも重ね合わせて形成するのが一般的である。

デバイス構造体を形成するにあたっては、その中の各構成要素のサイズ（例えば回路の少なくとも一部を構成するラインの線幅）を設計どおりのものとし、構造的に結びつきの強い層間のデバイス構造体の重ね合わせ精度を高く維持することが重要である。デバイスの品質及び歩留まりの向上のために、重ね合わせ精度や線幅精度をプロセス単位で管理し、実際に形成されたデバイス構造体の重ね合わせ精度及び線幅精度、すなわちデバイス構造体の形成状態を評価することが従来より行われている。例えば、デバイス構造体の形成後、重ね合わせ誤差計測器やＳＥＭなどで、その重ね合わせ誤差や線幅などを実際に計測し、それらの計測データをパーソナルコンピュータ等にて収集し、そのコンピュータ上で動作する評価アプリケーションソフトウエアを実行させ、収集された計測データを画面上に表示させることにより、オペレータが、その表示結果を確認してデバイス構造体の形成状態を評価することができる機能がサポートされている。

しかしながら、このような機能でサポートされるデバイス構造体の形成状態の表示は、個々のデバイス構造体ごとに行われるものが一般的であり、本来評価されるべき、プロセス間、ウエハ間、ショット領域間での総合的な重ね合わせ精度、線幅精度の評価には必ずしも適さないという不都合があった。

また、このような機能でサポートされるデバイス構造体の形成状態の表示は、単に、重ね合わせ誤差や線幅などの数値を表示するものであるのが一般的である。このような数値のみの表示は、その数値に基づいて重ね合わせ精度や線幅精度を評価しようとするオペレータに対し、過度の負担を強いることになる。また、ＳＥＭなどによるデバイス構造体の形成状態の計測も、オペレータにとって煩雑な作業となる。

また、このような機能は、露光工程だけを評価対象としたものであり、他のデバイス形成装置、例えば、エッチング装置、レジストコータ・デベロッパ、酸化・イオン注入装置、ＣＭＰ装置、成膜装置などを一括して管理、評価することができる機能はいまだ構築されていないというのが現状である。

本発明は、第１の観点からすると、プロセス単位で、物体上の複数の異なる区画領域各々に重ね合わせるように形成された複数層のデバイス構造体の形成状態を評価するための情報を表示する情報表示システムであって、前記各デバイス構造体の形成過程及び形成結果の少なくとも一方に関する情報に基づいて、そのデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報を算出する算出装置と；前記算出されたデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報を、複数のプロセス、複数の物体、複数の区画領域の少なくとも１つについて表示する表示装置と；を備える情報表示システムである。

これによれば、デバイス構造体の形成過程及び形成結果の少なくとも一方に関する情報に基づいて算出された、そのデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報を、複数のプロセス、複数の物体、複数の区画領域の少なくとも１つについて表示する。これにより、デバイス構造体の形成状態を、複数のプロセス、複数の物体、複数の区画領域に渡って総合的に確認することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、プロセス単位で、物体上の複数の異なる区画領域各々に重ね合わせるように形成された複数層のデバイス構造体の形成状態を評価するための情報を表示する情報表示システムであって、プロセス、物体、区画領域、区画領域の位置座標を指定する指定装置と；前記指定されたプロセス、物体、区画領域、その区画領域の位置座標を基準とするその区画領域の少なくとも一部でのデバイス構造体の形成過程及び形成結果の少なくとも一方に関する情報に基づいて、そのデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報を算出する算出装置と；前記指定されたプロセス、物体、区画領域、その区画領域の位置座標を基準とするその区画領域の少なくとも一部でのデバイス構造体の設計情報と、その区画領域の少なくとも一部でのデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報とに基づいて、その区画領域の少なくとも一部に形成されたデバイス構造体のグラフィックイメージを表示するイメージ表示装置とを；備える情報表示システムである。

これによれば、指定装置において指定されたプロセス、物体、区画領域、その区画領域の位置座標を基準とするその区画領域の少なくとも一部でのデバイス構造体のグラフィックイメージを表示するので、その形成状態の総合的な評価が容易になる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る半導体製造システム１０１の構成が模式的に示されている。この半導体製造システム１０１は、半導体ウエハやガラスプレート等の基板（以下、これらを総称してウエハとする）を処理して、マイクロデバイス等の装置を製造するシステムであり、基板処理工場に設置されている。

図１に示されるように、この半導体製造システム１０１は、露光装置１００と、該露光装置１００に隣接して配置された塗布現像装置（以下、トラックと呼ぶ）３００と、露光工程管理コントローラ５００と、重ね合わせ／線幅解析システム６００と、工場内生産管理ホストシステム７００と、重ね合わせ／線幅計測機８００と、各種デバイス形成装置群９００とを備えている。

露光装置１００及びトラック３００は、相互にインライン接続されている。ここでのインライン接続とは、装置間及び各装置内の処理ユニット間を、ロボットアームやスライダ等のウエハを自動搬送する搬送装置を介して接続することを意味する。このようなことから、露光装置１００及びトラック３００の組合せを１つの基板処理装置とみなすこともできる。基板処理装置では、ウエハ上にフォトレジスト等の感光剤を塗布する塗布工程と、感光剤が塗布されたウエハに対しレチクル上のパターンを転写する露光工程と、露光工程が終了したウエハを現像する現像工程を、必要なときには半導体製造システム１０１内の他の装置と協調しつつ行う。このうち、塗布工程及び現像工程はトラック３００により実施され、露光工程は露光装置１００により実施される。なお、ウエハは複数枚を１単位（ロットという）として処理される。

なお、図１では、紙面の都合上、基板処理装置（１００、３００）が１つだけしか図示されていないが、実際には、半導体製造システム１０１には、複数の基板処理装置が設置されている。すなわち、半導体製造システム１０１においては、露光装置１００と、露光装置１００にインライン接続されたトラック３００とが複数台設けられている。

この半導体製造システム１０１の少なくとも一部を構成している各装置のうち、少なくとも各基板処理装置（１００、３００）、重ね合わせ／線幅計測機８００、各種デバイス形成装置群９００は、温度及び湿度が管理されたクリーンルーム内に設置されている。また、各装置は、基板処理工場内に敷設されたＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク又は専用回線（有線又は無線）を介して接続されており、これらの間で適宜にデータ通信を行うことができるようになっている。

露光装置１００は、露光用照明光を射出する照明系、この照明系からの照明光により照明される回路パターン等が形成されたレチクルを保持するレチクルステージ、投影光学系、露光対象となるウエハを保持するウエハステージ及びこれらの制御系等を備えている。この露光装置１００は、照明系から照射される露光用照明光に対し、レチクルステージに保持されたレチクルと、ウエハステージに保持されたウエハとを相対同期走査させることにより、レチクル上の回路パターン及びそれに併設されたウエハマーク等のパターンの像を、ウエハＷ上の複数の異なるショット領域に転写する走査露光を行う。この走査露光が行われる際には、露光が精度良く行われるように、照明光の強度制御、両ステージの同期制御、投影光学系の焦点深度内にウエハ面を一致させるオートフォーカス／レベリング（ＡＦ／Ｌ）制御などが行われる。すなわち、露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（走査型露光装置）である。

露光装置１００には、ウエハステージが２台設けられており、１ロット内のウエハは、両ウエハステージに交互にロードされて順次露光される。このようにすれば、一方のウエハステージに保持されたウエハに対する露光を行っている最中に、他方のウエハステージ上にウエハをロードしておくことができるので、１台のウエハステージでウエハ交換→露光を繰り返し行うよりも、露光工程のスループットを格段に向上させることができる。このような場合では、同じ露光装置であっても、１ロットのウエハは、交互に別々の処理部で露光されるものとみなすことができる。図１では、露光装置１００のうち、一方のウエハステージに保持されたウエハに対し走査露光を行う部分を、処理部１として示しており、他方のウエハステージに保持されたウエハに対し走査露光を行う部分を、処理部２として示している。

［塗布現像装置］
トラック３００には、レジスト塗布及び現像を行うコータ・デベロッパ（Ｃ／Ｄ）３１０が設けられている。このＣ／Ｄ３１０においても、ウエハを保持するためのステージが２つ設けられており、２つのステージに保持されたウエハに対し交互にレジスト塗布及び現像を行なうことにより、それらの所要時間の短縮が実現されている。図１では、Ｃ／Ｄ３１０における一方のステージに保持されたウエハに対しレジスト塗布及び現像を行う部分を、処理部１として示しており、他方のウエハステージに保持されたウエハに対しレジスト塗布及び現像を行う部分を処理部２として示している。

［重ね合わせ計測機］
重ね合わせ／線幅計測機８００は、Ｃ／Ｄ３１０で現像されたウエハ上に形成された回路パターン等の重ね合わせ誤差及び線幅を計測可能な計測装置である。実際には、重ね合わせ／線幅計測機８００は、重ね合わせ計測機と、線幅計測機との組合せである。この重ね合わせ／線幅計測機８００も複数設けられている。

［露光工程管理コントローラ］
露光工程管理コントローラ５００は、複数台の露光装置１００で行われる露光工程を制御・管理しており、複数台の露光装置１００のスケジューリングを管理している。

［重ね合わせ／線幅解析システム］
また、重ね合わせ／線幅解析システム６００は、露光装置１００、トラック３００などとは独立して動作する装置であり、各種装置からネットワークを経由して各種データを収集し、必要な解析処理を行う。このようなシステムを実現するハードウエアとしては、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を採用することができる。このＰＣ上では、各種装置から収集してデータを解析・評価する評価アプリケーションが動作可能となっている。この評価アプリケーションでは、マウスやキーボードなどを用いたオペレータの操作により、収集したデータの選択・解析実行の指令を指示することが可能となっており、解析結果を、ディスプレイに表示させることができるようになっている。

［工場内生産管理ホストシステム］
工場内生産管理ホストシステム７００は、基板処理工場内の全ての半導体製造プロセスを統括管理する。

［デバイス形成装置群］
各種デバイス形成装置群９００には、ウエハ上に薄膜の生成を行う成膜装置（ＣＶＤ（Chemical Vapor Depositon）装置）９１０と、エッチングを行うエッチング装置９２０と、化学的機械的研磨を行いウエハを平坦化する処理を行うＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置９３０と、ウエハを酸化させたりイオン（不純物）を注入したりする酸化・イオン注入装置９４０とを備えている。ＣＶＤ装置９１０、エッチング装置９２０、ＣＭＰ装置９３０及び酸化・イオン注入装置９４０にも、２つの処理部（処理部１、２）が設けられており、スループットの向上が図られている。また、ＣＶＤ装置９１０、エッチング装置９２０、ＣＭＰ装置９３０及び酸化・イオン注入装置９４０も、露光装置１００などと同様に、複数台設けられており、相互間で被処理物体のウエハを搬送可能とするために、搬送経路が設けられている。

＜デバイス製造プロセス＞
ここで、半導体製造システムにおいて行われるデバイス製造プロセスについて説明する。まず、酸化・イオン注入装置９４０において、ウエハ上に酸化膜を形成する。そして、Ｃ／Ｄ３１０においてレジストを塗布し、露光装置１００にて回路パターンを露光する。その後、Ｃ／Ｄ３１０にて現像を行い、エッチング装置９２０にてエッチングを行い、必要に応じて、ＣＶＤ装置９１０にて成膜、ＣＭＰ装置９３０にて平坦化、酸化・イオン注入装置９４０にてイオン注入などを行う。上記プロセスが何回も繰り返されることにより、その上に電気回路等のデバイス構造体が幾層にも重ね合わせて形成される。

さらに、デバイス製造工程の一例としてＣＭＯＳ構造の半導体デバイスの製造工程の一例について説明する。まず、半導体デバイスの製造工程は、トランジスタ工程と配線工程に大別される。

［トランジスタ工程について］
トランジスタ工程では、図２のＡで示される部分、すなわち、トランジスタの部分を作成する。まず、酸化・イオン注入装置９４０において、ウエハを酸化させてシリコン酸化膜を形成した後、Ｃ／Ｄ３１０においてフォトレジストを塗布し、露光装置１００において回路パターン等を転写し、Ｃ／Ｄ３１０において現像を行う。この現像によりフォトレジストが剥離した部分に、素子分離領域が形成されるようになる。この後、エッチング装置９２０におけるエッチングを行ってフォトレジストが剥離した部分のシリコン酸化膜及びその下のシリコンの部分を除去する。レジスト除去後、さらに、別のシリコン酸化膜をＣＶＤ装置９１０を用いて堆積させる。これにより、シリコン部分がエッチングされた部分と、最初に堆積された酸化膜の部分とに、別のシリコン酸化膜が堆積するようになる。次に、ＣＭＰ装置９４０による研磨を行うと、シリコン部分がエッチングされた部分に堆積したシリコン酸化膜だけが残留するようになる。これが素子分離領域となる。

次に、シリコン酸化膜が除去された部分に対し、酸化・イオン注入装置９４０において、イオン（不純物）をイオン注入装置９４０によって注入することにより、シリコン基板内に、いわゆるウエル領域を形成する。

次に、ゲート電極１６及び酸化膜１４の作成のため、シリコン酸化膜と多結晶シリコン膜をＣＶＤ装置９１０で連続して堆積させ、Ｃ／Ｄ３１０においてフォトレジストを塗布し、露光装置１００において回路パターンを転写する。そして、Ｃ／Ｄ３１０における現像、エッチング装置９２０によるエッチングを行う。これにより、ゲート電極１６及び酸化膜１４が形成される。次に、酸化・イオン注入装置９４０においてイオンを注入し、ソース１２／ドレイン１３を形成する。このようにして、最終的に、トランジスタが作成される。

［配線工程（複数層）について］
トランジスタ工程終了後、図２のＢで示される多層配線層の形成を行う。トランジスタを結線するため、ＣＶＤ装置９１０により、トランジスタ上に厚い絶縁膜（層間絶縁膜）１５を堆積する。次に、Ｃ／Ｄ３１０によりレジスト塗布を行い、露光装置１００によりコンタクトホールパターンを転写し、Ｃ／Ｄ３１０による現像を行う。次に、エッチング装置９３０のエッチングにより配線される部分の層間絶縁膜１５を取り除き、配線材料（タングステン）１１を埋め込む。そして、上部をＣＭＰ装置９３０で平坦化後、アルミ配線を行う場合には、材料のアルミニウム膜を全面に堆積し、Ｃ／Ｄ３１０によるレジスト塗布、露光装置１００による配線パターンの転写、Ｃ／Ｄ３１０による現像、エッチング装置９２０によるエッチングを行い、アルミ配線１０を形成する。

その上に、同様にして、層間絶縁膜１５の形成→レジスト塗布→コンタクトホールパターンの転写→現像→エッチング→配線材料（タングステン）の埋め込み→平坦化→アルミニウム膜の堆積→レジスト塗布→配線パターンの転写→現像→エッチングを、この順番で行う。上記プロセスを繰り返すことにより、図２に示されるような多層配線層が形成される。

このようなデバイスの形成過程において、ウエハ上に形成されていく回路（デバイス構造体）の重ね合わせ及び線幅は、その都度、重ね合わせ／線幅計測機８００で測定される。その測定結果は、重ね合わせ／線幅解析システム６００に送られ、管理される。また、露光装置１００では、走査露光中、露光量制御、ウエハステージとレチクルステージとの同期制御、ＡＦ／Ｌ制御に関するデータ、フォーカス／同期精度／露光量トレースデータが格納されており、これらの各種トレースデータも、重ね合わせ／線幅解析システム６００に送られ、管理されている。なお、これらの各種トレースデータの取得方法などについては、例えば、特開２００１−３３８８７０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。

また、露光装置１００における重ね合わせ露光のために行われるＥＧＡ方式などのウエハアライメントに関する情報（例えば、各ショット領域の位置座標の補正量、実測位置座標と設計上位置座標との差分、補正後の位置座標と実測位置座標との差分（残差））なども重ね合わせ／線幅解析システム６００に送られ、管理されている。なお、ＥＧＡ方式のウエハアライメントについては、例えば、特開昭６１−４４４２９号公報に開示されているので、詳細な説明を省略する。

また、上記プロセスにおいて用いられた露光装置１００、Ｃ／Ｄ３００、デバイス形成装置群９００などの履歴データ（使用された装置名などを含むデータ）も、例えば、工場内生産管理ホストシステム７００、露光工程管理コントローラ５００などから重ね合わせ／線幅解析システム６００に送られ、管理されている。

重ね合わせ／線幅解析システム６００は、重ね合わせ／線幅計測機８００から送られた実測データ（すなわち、重ね合わせ誤差及び線幅の実測値）に基づいて、デバイス構造体の形成状態を解析・評価する。

図３には、重ね合わせ／線幅解析システム６００上で動作する評価アプリケーションのソフトウエア構成を示すブロック図が模式的に示されている。この評価アプリケーションは、マルチタスクのアプリケーションであり、メインタスク６１０と、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０とを備えている。メインタスク６１０は、このアプリケーションが起動されたときに、重ね合わせ／線幅解析システム６００のディスプレイ上に、図４に示されるようなメインウインドウ６５０を表示する。そして、マウス、キーボードなどを介してメインウインドウ６５０内のプルダウンメニューや各種ボタンがクリックされるなどして、オペレータから指示が入力されたときに、その指示にしたがって、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０を起動したり、必要に応じて指定された製品に関するデータを記憶装置６４０から読み出す。さらに、読み出した上記計測結果や各種トレースデータ、ウエハアライメントに関するデータなどに基づいて、その製品のウエハ上に形成されたデバイス構造体の重ね合わせ／線幅データなどを算出する。記憶装置６４０には、上述したデータの他、形成されるデバイス構造体の設計情報なども記憶されている。

この重ね合わせ／線幅データは、メインタスク６１０に送られる。メインタスク６１０は、メインウインドウ６５０内、あるいは、そのメインウインドウ６５０の各種ボタンのクリックにより表示されるポップアップウインドウなどに、それらのデータをグラフ形式又はマップ形式、あるいはグラフィックイメージなどの形式で表示する。

＜メインウインドウ＞
図４に示されるように、メインウインドウ６５０には、プロセス情報の表示欄６５１と、３つのグラフと、幾つかのプルダウンメニューと各種ボタンとが表示されている。

プロセス情報の表示欄＜ＰｒｏｃｅｓｓＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＞６５１には、評価対象の製品の製品名の表示欄”ＰｒｏｄｕｃｔＮａｍｅ”と、そのロットのプロセス数の表示欄”ＮｕｍｂｅｒｏｆＬＯＴＰｒｏｃｅｓｓ”と、その製品におけるプロセス数の表示欄”ＮｕｍｂｅｒｏｆＷａｆｅｒ”と、ウエハ数の表示欄”ＮｕｍｂｅｒｏｆＷａｆｅｒ”と、ショット領域の数の表示欄”ＮｕｍｂｅｒｏｆＳｈｏｔ”と、コメント表示欄”Ｃｏｍｍｅｎｔ”とが表示されている。図４においては、製品名ＤＸ−７６５４３が選択され、その属性情報として、プロセス数１０、ウエハ数１０、ショット数１０、コメントとして２００５年１月２１日に製造されたことが表示されている。なお、この製品は、オペレータの指定により予め選択されている。

３つのグラフ６５２、６５３、６５４の上には、それぞれのグラフ名＜ＬＯＴＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞、＜ＷａｆｅｒＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞、＜ＳｈｏｔＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞が表示されている。＜ＬＯＴＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞のグラフ６５２は、複数のプロセスにおける線幅及び重ね合わせ誤差を表すグラフであり、＜ＷａｆｅｒＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞６５３は、複数のウエハにおける線幅及び重ね合わせ誤差を表すグラフであり、＜ＳｈｏｔＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞６５４は、複数のショット領域における線幅及び重ね合わせ誤差を表すグラフである。これらのグラフ表示６５２、６５３、６５４における折れ線グラフ等の表示は、上述のとおり、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０の演算動作及びメインタスク６１０の表示動作によって実現される。メインウインドウ６５０上に表示された３つのグラフ６５２、６５３、６５４は、複数のプロセス、複数のウエハ、複数のショット領域に渡って、それぞれのデバイス構造体の形成状態に関するデータ波形を概略的に示したグラフであり、サーマリーグラフともいうべきものである。これらのグラフ６５２、６５３、６５４などの表示により、例えば、どのプロセス、どのウエハ、どのショット領域で、線幅や重ね合わせが良好でないかなどが一目瞭然でわかるようになる。

プロセス情報の表示欄６５１の下方には、表示データの設定チェックボックス群＜ＤｉｓｐｌａｙＤａｔａ＞６５５と、表示座標軸の設定チェックボックス群＜ＤｉｓｐｌａｙＡｘｉｓ＞６５６が表示されている。各設定チェックボックス群６５５においては、同時に１つのチェックボックスしかチェックできないように設定されている。＜ＤｉｓｐｌａｙＤａｔａ＞６５５において、ＣＤ＆Ｏｖｅｒｌａｙをチェックすると、線幅と重ね合わせ誤差のデータがグラフ６５２、６５３、６５４に両方表示されるようになり、ＣＤをチェックすると、線幅のデータのみが表示されるようになり、Ｏｖｅｒｌａｙをチェックすると、重ね合わせ誤差のデータのみが表示されるようになる。また、＜ＤｉｓｐｌａｙＡｘｉｓ＞６５６では、ＸＹをチェックすると、Ｘ軸とＹ軸のデータが両方表示されるようになり、ＸをチェックするとＸ軸のデータのみが表示されるようになり、ＹをチェックするとＹ軸のデータのみが表示されるようになる。図４では、ＣＤ＆Ｏｖｅｒｌａｙがチェックされ、Ｘがチェックされているので、３つのグラフ６５２、６５３、６５４には、Ｘ軸に関する線幅と重ね合わせ誤差とが両方表示されるようになる。オペレータは、マウス等を用いて各設定チェックボックスをチェックすることにより、表示するデータを線幅及び重ね合わせ誤差の両方とするか、どちらか一方のみとするかを決定し、表示する座標軸を、ＸＹ両方とするか、どちらか一方とするかを選択する。

＜ＬＯＴＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞６５２には、１０個のプロセスＡ〜Ｊに対応する線幅と、重ね合わせ誤差とが折れ線グラフ及び矢印で表示されている。図５には、このグラフ６５２の詳細が示されている。このグラフ６５２では、各プロセスに対応するデバイス構造体の線幅及び重ね合わせ誤差の平均値の絶対値｜Ｘ_MEAN｜が折れ線グラフで示されており、その｜Ｘ_MEAN｜を基準とする±３σに相当する範囲が上下矢印で表現されている。

このグラフ表示は、以下のようにして実現される。まず、オペレータにより製品名が選択されると、メインタスク６１０を介して、その情報が重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０に送られる。重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、記憶装置６４０から、その製品名に対応するロットの各プロセスでの重ね合わせ誤差や線幅の実測値など、そのプロセスで形成された電気回路（デバイス構造体）の形成結果に関するデータを読み出し、そのデータに基づいて、各プロセスでのデバイス構造体の重ね合わせ誤差や、線幅の平均値や３σ値を算出し、メインタスク６１０に送る。メインタスク６１０は、送られた各プロセスでのデバイス構造体の重ね合わせ誤差や、線幅の平均値や３σ値を折れ線や矢印でグラフ表示する。

図４のメインウインドウ６５０内の右上上段には、プロセスを指定するためのプルダウンメニュー”ＬＯＴＰｒｏｃｅｓｓＮａｍｅ”６５７が表示されている。このプルダウンメニューでは、マウス操作又はキー入力により、プロセスＡ〜Ｊのいずれかを選択することができるようになっている。図４では、このプルダウンメニューにおいてプロセスＤが選択された状態となっている。すると、図５に示されるように、＜ＬＯＴＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞のプロセスＤに、そのプロセスが指定されていることを示す縦線（指定ライン）αが表示されるようになる。

このプルダウンメニュー６５７による指定の他、メインウインドウ６５０内のグラフ６５２内を直接マウスクリックすることによりプロセスを指定することも可能である。このマウス操作による指定と、プルダウンメニュー６５７とは連動しており、プルダウンメニュー６５７には、グラフ６５２内で指定されたプロセスが表示されるようになる。

プルダウンメニュー６５７の指定又はマウス操作によるグラフ６５２内のプロセスの指定によってプロセスが選択されると、＜ＷａｆｅｒＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞６５３には、そのプロセスＤに対応するロット内の１０個のウエハ１〜１０に対応する線幅と重ね合わせ誤差とが折れ線グラフ等で表示される。図６には、このグラフ６５３の拡大図が表示されている。このグラフ６５３では、各ウエハに対応する露光線幅及び重ね合わせ誤差の移動平均値の絶対値｜Ｘ_MEAN｜が折れ線グラフで示されており、その｜Ｘ_MEAN｜を基準として±３σの範囲が上下矢印で表現されている。

このグラフ表示は、以下のようにして実現される。まず、オペレータによりプロセスが指定されると、メインタスク６１０を介して、その情報が重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０に送られる。重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、記憶装置６４０から、そのプロセスに対応する各ウエハでの重ね合わせ誤差や線幅の実測値など、そのウエハで形成された電気回路（デバイス構造体）の形成結果に関するデータを読み出し、そのデータに基づいて、各ウエハでのデバイス構造体の重ね合わせ誤差や、線幅の平均値や３σ値を算出し、メインタスク６１０に送る。メインタスク６１０は、送られた各ウエハでのデバイス構造体の重ね合わせ誤差や、線幅の平均値や３σ値を折れ線や矢印でグラフ表示する。

図４のメインウインドウ６５０内の右側中段には、ウエハを指定するためのプルダウンメニュー＜ＷａｆｅｒＮｏ．＞６５９が表示されている。このプルダウンメニュー６５９では、マウス操作又はキー入力により、ウエハ番号１〜１０のいずれかを選択することができるようになっている。図４では、このプルダウンメニューにおいてウエハ番号７が選択された状態となっている。すると、図６に示されるように、＜ＷａｆｅｒＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞６５３のウエハ番号７に、そのウエハが指定されていることを示す縦線（指定ライン）βが表示されるようになる。

このプルダウンメニュー６５９による指定の他、グラフ６５３内をマウスクリックすることによりウエハ番号を指定することも可能である。このマウス操作により指定されたウエハ番号には、そのウエハが指定されていることを示す指定ラインβが表示されるようになる。このマウス操作による指定と、プルダウンメニュー６５９とは連動しており、プルダウンメニュー６５９には、グラフ６５３内で指定されたウエハ番号が表示されるようになる。

プルダウンメニュー６５９の指定又はマウス操作によるグラフ６５３内のウエハ番号の指定によってウエハ番号が選択されると、＜ＳｈｏｔＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞６５４には、ウエハ内の１０個のショット番号１〜１０のショット領域での線幅と重ね合わせ誤差とが折れ線グラフ等で表示されている。図７には、このグラフ６５４の拡大図が表示されている。このグラフ６５４では、各ショット領域に対応する線幅及び重ね合わせ誤差の移動平均値の絶対値｜Ｘ_MEAN｜が折れ線グラフで示されており、その｜Ｘ_MEAN｜を基準として±３σの範囲が上下矢印で表現されている。

このグラフ表示は、以下のようにして実現される。まず、オペレータによりウエハ番号が指定されると、メインタスク６１０を介して、その情報が重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０に送られる。重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、記憶装置６４０から、そのウエハ番号に対応する各ショット領域での重ね合わせ誤差や線幅の実測値など、そのショット領域での電気回路（デバイス構造体）の形成結果に関するデータを読み出し、そのデータに基づいて、各ショット領域でのデバイス構造体の重ね合わせ誤差や、線幅の平均値や３σ値を算出し、メインタスク６１０に送る。メインタスク６１０は、送られた各ショット領域でのデバイス構造体の重ね合わせ誤差や、線幅の平均値や３σ値を折れ線や矢印でグラフ表示する。

図４のメインウインドウ６５０内の右側下段には、ショット領域を指定するためのプルダウンメニュー＜ＳｈｏｔＮｏ．＞６６１が表示されている。このプルダウンメニュー６６１では、マウス操作又はキー入力により、ショット番号１〜１０のいずれかを選択することができるようになっている。図４では、このプルダウンメニュー６６１においてショット番号３が選択された状態となっている。すると、図４に示されるように、＜ＳｈｏｔＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＧｒａｐｈ＞６５４のショット番号３の部分に、そのショット番号が指定されていることを示す縦線（指定ライン）γが表示されるようになる。なお、上述した指定ラインα、β、γをマウスなどでスライドさせて、プロセス、ウエハ番号、ショット番号などを選択することも可能である。

このプルダウンメニュー６６１による指定の他、グラフ内の各ショット番号に対応する部分をマウスクリックすることにより、ショット番号を指定することも可能である。このマウス操作と、プルダウンメニュー６６１とは連動しており、プルダウンメニュー６６１には、グラフ６５４内で指定されたショット番号が表示されるようになる。

＜デバイス構造体のグラフィックイメージ表示＞
メインウインドウ６５０内の左側下段には、＜ＬＯＴ／Ｗａｆｅｒ／ＳｈｏｔＳｅｌｅｃｔ＞ボタン６６３が表示されている。この＜ＬＯＴ／Ｗａｆｅｒ／ＳｈｏｔＳｅｌｅｃｔ＞ボタン６６３がクリックされると、図８に示される、ロット工程名選択ウインドウ６９３がポップアップ表示される。このロット工程名選択ウインドウ６９３では、プロセスＡ〜Ｊの中から、少なくとも１つのプロセスを選択することができるようになっている。図８では、プロセスＡ〜Ｈのうち、プロセスＡ〜Ｆが選択されている様子が示されている。

このロット工程名選択ウインドウ６９３のＯＫボタンがクリックされると、図９に示されるウエハ番号選択ウインドウ６９４がポップアップ表示される。このウエハ番号選択ウインドウ６９４では、複数のウエハ番号の中から、少なくとも１つのウエハ番号を選択することができるようになっている。図９では、ウエハ番号１〜８のうち、ウエハ番号１〜７が選択されている様子が示されている。

このウエハ番号選択ウインドウ６９４のＯＫボタンがクリックされると、図１０に示されるショット位置、ショット内位置選択ウインドウ６９５がポップアップ表示される。このショット位置、ショット内位置選択ウインドウ６９５では、ショット配列に対応する行列が表示されており、選択可能なショット領域が、グレイ表示されている。このウインドウ６９５では、マウス操作等により、グレイ表示されたショット位置の中から、少なくとも１つのショット位置を選択することができるようになっている。図１０では、ショット位置（３，２）が選択されている様子が示されている。

また、このウインドウ内には、十字カーソルが、表示されている。この十字カーソルは、マウス操作や、キーボードの矢印キーの入力等によりショットマップ内を移動可能となっている。この十字カーソルで指定される位置が、後述するデバイス構造体のグラフィックイメージが表示される基準位置となる。

このショット位置・ショット内位置選択ウインドウ６９５のＯＫボタンがクリックされると、このウインドウ６９５がクローズする。

この状態で、図４の＜ＤｅｖｉｃｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔ＞ボタン６６２をクリックすると、指定されたプロセス、ウエハ、ショット領域、その基準位置に関する情報が、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０に送られる。重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、指定された位置を基準とする所定範囲内のデバイス構造体の重ね合わせ誤差及び線幅の実測値や、それらの設計情報（設計上の回路の配置や線幅など）を、記憶装置６４０から読み出し、そのデバイス構造体のグラフィックイメージを表示するための基本情報を算出し、メインタスク６１０に送る。メインタスク６１０は、送られた基本情報に基づいて、指定された位置を基準とする領域におけるデバイスのグラフィックイメージをポップアップ表示する。

図１１には、そのグラフィックイメージ表示の一例としてのデバイス構造体の断面図が示され、図１２には、デバイス構造体の上面図が示されている。

図１１では、図２に示される３つの層（１つの素子層及び２つの配線層）のデバイス構造体の断面が示されている。この断面図における、ゲート酸化膜、ゲート電極、ソース、ドレイン、ゲート、シリコン酸化膜、タングステンの表示幅は、それらの設計値に加え、実測された重ねあわせ誤差及び線幅を反映したものとなっている。すなわち、このグラフィックイメージを見れば、層の間のずれ具合、各構成要素のサイズなどを確認することが可能となる。なお、図１１及び図１２では、デバイス構造体の構成要素のうち、代表的な構成要素のサイズが矢印で示されている。その矢印には、図１１と図１２とを対応付けて確認しやすくするために同一の番号１〜５がそれぞれ付されている。

図１１の断面図のウインドウの右下には、表示する座標軸を指定するためのチェックボックス”ＤｉｓｐｌａｙＡｘｉｓ”が表示されている。また、図１１、図１２では、そのグラフィックイメージの表示スケールを変更するためのベクトルスケール（スライダ）が表示されている。このベクトルスケールの設定をマウス操作等により変更すると、断面図及び上面図のグラフィックイメージの表示スケールがその設定に応じて変更される。

なお、図１１の断面図において、このベクトルスケールが変更されると、Ｘ軸の表示スケールに応じて、Ｚ軸方向の表示スケールもそれに同期して変わるようになる。

この断面図、上面図は、どちらか一方を表示すればよいが、両方を表示するようにしてもよい。この場合には、断面図と上面図とは、同じ場所を表示するようになる。また、この場合、図１１の断面図の表示スケールの変更に同期して、図１２の上面図の表示スケールを変更するようにしてもよいし、その逆の変更を可能としてもよい。

＜線幅／重ね合わせ誤差の予測＞
この評価アプリケーションを用いれば、これまでのデバイス構造体の形成状態に関する表示結果を利用して、次のプロセスで要求される線幅、重ね合わせ精度などを予測することが可能である。例えば、プロセスＡでの重ね合わせ誤差が、｜Ｘ_MEAN｜_A＋３σ_A［ｎｍ］であり、プロセスＢでの重ね合わせ誤差が、｜Ｘ_MEAN｜_B＋３σ_B［ｎｍ］であったとすると、次のプロセスＢで要求される全体での重ね合わせ誤差は、｜Ｘ_MEAN｜_A＋｜Ｘ_MEAN｜_B＋√［（３σ_A）²＋（３σ_B）²］［ｎｍ］になると予想される。したがって、新たにこのプロセスＢが行われる場合には、この値を要求精度とすることができる。

さらに、プロセスＢでの線幅に関するデータ、Ｗ_B：線幅平均値、Ｗ_Design：線幅設計値、（３σ_L）²：線幅のばらつき値を考慮すると、重ね合わせ誤差の予測値は、｜Ｘ_MEAN｜_A＋｜Ｘ_MEAN｜_B＋(Ｗ_B−Ｗ_Design)＋√［（３σ_A）²＋（３σ_B）²＋（３σ_L）²］［ｎｍ］となる。したがって、この場合、新たにプロセスＢが行われる場合には、この値を、要求精度とすることができるようになる。

オペレータは、この評価アプリケーションの表示結果により算出された予測値に基づいて、次のプロセスに適した装置（号機）を選択することができる。なお、このような計算を評価アプリケーションの重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０で行って、ディスプレイ上に表示するとともに、その予測値（要求精度）を満たす装置を選択し、選択された装置の装置名を表示するようにしてもよい。この選択には、後述するマッチング表を用いることができる。

＜ＣＤマップ表示＞
図４に戻り、メインウインドウ６５０内右側中段には、マップディスプレイボタン６６０が表示されている。プルダウンメニュー６５９等でウエハが指定された状態でこのマップディスプレイボタン６６０がクリックされると、図１３に示される指定されたウエハのショットマップウインドウ６７２が表示される。このショットマップウインドウ６７２には、このウエハのショット領域の配列マップ、すなわちショットマップが表示されている。このショットマップのショット領域のうち、ウエハアライメントの際の計測対象となったいわゆるサンプルショット領域には、そのウエハアライメントに関連するデータがベクトル表示されている。このベクトルは、例えば、ウエハアライメントの結果得られる補正量であってもよいし、そのショット領域に付設されたウエハマークの設計上の位置座標と実測された位置座標との差分であってもよいし、ウエハマークの実測位置座標と、アライメント補正による補正後の位置座標との差分（残差）であってもよい。以下では、これらのベクトルの表示をウエハベクトルマップと呼ぶ。

さらに、この表示されたショットマップのいずれかのショット領域をクリックすると、そのショット領域におけるＣＤマップウインドウ６７３が表示されるようになる。このＣＤマップは、選択されたショット領域内の線幅誤差の分布図であり、これを参照すれば、そのショット領域内の線幅均一性を確認することが可能となる。

このように、この評価アプリケーションでは、ウエハベクトルマップとＣＤマップとを同時に表示可能であり、これにより、オペレータが、重ね合わせ誤差と線幅との解析・評価を視覚的に行うことができる。このウエハベクトルマップ及びＣＤマップは、上述したグラフィック表示や、グラフ６５２、６５３、６５４などの表示データを算出するための元となるデータ（重ね合わせ誤差及び線幅）をそのままグラフィックに表示したものである。したがって、図１１、図１２のグラフィックイメージと、ウエハベクトルマップ及びＣＤマップを並べて表示すれば、デバイス構造体の形成状態に影響を与える要因解析を、より容易に行えるようになる。

＜装置マッチング＞
図４に戻り、メインウインドウ６５０内の下側中央部には、＜ＭａｔｃｈｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＞ボタン６６４が表示されている。このボタン６６４がクリックされると、メインタスク６１０は、その旨を重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０に送る。重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、記憶装置６４０に記憶されている重ね合わせ誤差の実測値のデータを、重ね合わせ露光を行う露光装置と、重ね合わせの対象となった層の露光装置の組合せごとに分類する。そして、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、分類された組合せ毎に重ね合わせ誤差の平均値を算出する。さらに、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、算出されたデータを、マッチング表６８２に表示するデータとして、メインタスク６１０に送る。メインタスク６１０は、送られたデータに基づいて、それらのマッチング表６８２を作成し、ディスプレイ上に表示する。図１４には、そのマッチング表６８２の一例が示されている。

このマッチング表６８２には、６台の露光装置（装置名をそれぞれＰＡ＃１〜ＰＦ＃６とする）同士での重ね合わせ誤差が表示されている。例えば、装置名ＰＡ＃１の露光装置と、装置名ＰＢ＃２の露光装置での重ね合わせ露光における重ね合わせ誤差は、１０ｎｍであると表示されている。このマッチング表６８２によれば、数値が小さければ小さいほど、良好なマッチングを行える装置同士であると判断することができる。マッチング表６８２では、数値が小さく、マッチングがよい組合せとなっている箇所はグレイ表示されている。オペレータは、このマッチング表６８２を参照すれば、装置間の重ね合わせ誤差の程度を確認することができる。例えば、同じ製品で別ロットのロット工程を行う場合には、このマッチング表６８２を参照すれば、次のプロセスに適した装置（号機）の選択を行うことができる。また、最良のマッチングとなる装置同士の一方がメンテナンスにより稼動停止中である場合には、その次にマッチングの良い装置を選択することなどが可能となる。

このマッチング表６８２は、重ね合わせ誤差の異常検出にも用いることができる。例えば、あるプロセスでの重ね合わせ誤差が大きい場合には、マッチング表６８２における現工程での装置と、元工程での装置との重ね合わせ誤差の数値を読み取り、その数値よりも著しく大きい場合（例えば、その３倍よりも大きい場合）には、重ね合わせ不良であるとみなすことも可能である。

このマッチング表６８２の内容は、プロセスが行われる度に更新される。すなわち、重ね合わせ／線幅計測機８００における重ね合わせの計測結果は、重ね合わせ／線幅解析システム６００に送られる。評価アプリケーションの重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、この重ね合わせ誤差をマッチング表６８２に反映する。より具体的には、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、送られた重ね合わせ誤差を含む、これまでの元工程の装置と現工程の装置との重ね合わせ誤差の平均を算出し、その値を記憶装置６４０におけるマッチング表６８２のデータとして登録する。このようにしてマッチング表６８２が更新され、上述のようにして表示される。

＜プロセス情報＞
図４に戻り、メインウインドウ６５０内の右側上段部には、＜ＰｒｏｃｅｓｓＩｎｆｏ＞ボタン６５８が表示されている。プルダウンメニュー６５７等でプロセスが指定された状態で、このボタン６５８がクリックされると、メインタスク６１０は、記憶装置６４０から、指定されたプロセスで用いられた装置に関するデータを読み出し、図１５に示されるロット工程処理情報表示ウインドウ６８３に表示する。このウインドウ６８３には、製品名、プロセス名、指定されたロット工程を処理した各種装置、例えば、露光装置、エッチング装置、コータ・デベロッパ、酸化・イオン注入装置、ＣＭＰ装置、成膜装置、ドーピング装置などの装置種別（ＳｙｓｔｅｍＴｙｐｅ）、各装置の装置名(ＳｙｓｔｅｍＮａｍｅ）、その装置での処理条件（ＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｄｉｔｉｏｎ）が表示されている。図１５では、処理条件として、２種類＜ｐａｒｔ１＞、＜ｐａｒｔ２＞が表示されている。このような処理条件には、例えば、露光装置１００、Ｃ／Ｄ３１０、デバイス形成装置群９００における各種装置９１０〜９４０において、いずれの処理部（処理部１、２）で処理されたかなどの条件も含まれる。

このプロセス情報の表示により、各ロット工程ごとの線幅、重ね合わせの計測結果について、どの装置でどのような処理条件（マルチ処理条件等）で処理されたかをオペレータが確認することができるようになり、プロセスを管理するのが容易となる。

例えば、上記マッチング表６８２などを参照し、あるプロセスで重ね合わせが大きいと判断された場合に、重ね合わせ異常が発生したプロセス情報に基づき、重ね合わせ異常の原因となった装置やその処理条件などを、特定することができる。この特定により、例えば、重ね合わせ異常が発生するプロセスに共通して用いられる装置などを割り出すことも可能となる。このように、この評価アプリケーションでは、複数プロセス間における線幅、重ね合わせの異常と装置との相関関係を確認することができるので、異常の原因となっている装置を特定することができる。この結果、その装置の再調整などを行うこともできるようになり、デバイス製造の歩留まりを向上させることができるようになる。

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、重ね合わせ／線幅解析システム６００の評価アプリケーションのメインウインドウ６５０において、指定されたロットにおける複数のプロセス（Ａ〜Ｊ）、ロット内の複数のウエハ（ウエハ番号１〜１０）、複数のショット領域（ショット番号１〜１０）に渡る、重ね合わせ誤差／線幅の実測値の平均値と３σ値などの変動をグラフ表示する。このグラフ表示により、オペレータが、デバイス構造体の形成状態を、複数のプロセス、複数のウエハ、複数のショット領域に渡って確認することが可能となるので、プロセス毎、ウエハ毎、ショット領域毎にしか、デバイス構造体の形成状態を表示することができない場合よりも、プロセス間、ウエハ間、ショット領域間に渡って総合的にデバイス構造体の形成状態を評価しようとするオペレータの負担が軽減される。

また、このような表示結果をオペレータが確認することにより、例えば、重ね合わせ誤差や、線幅誤差が大きくなっているプロセス、ウエハ、ショット領域を特定し、特定されたプロセス、ウエハ、ショット領域の重ね合わせや、線幅が改善されるように、各種デバイス形成装置を調整することも可能となるので、結果的に、デバイス製造の歩留まりの向上が見込める。

より具体的には、本実施形態では、評価アプリケーションのメインタスク６１０では、各プロセスでの重ね合わせ誤差及び線幅の平均及び３σ値を、複数のプロセスに渡って、デバイス構造体の形成状態に関するデータとしてグラフ６５２にグラフ表示し、ロット内の各ウエハでの重ね合わせ誤差及び線幅の平均及び３σ値を、ロット内の複数のウエハ（ウエハ番号１〜１０）に渡って、デバイス構造体の形成状態に関するデータとしてグラフ６５３にグラフ表示し、同じショット領域での重ね合わせ誤差及び線幅の平均及び３σ値を、複数のショット領域（ショット番号１〜１０）に渡って、デバイス構造体の形成状態に関するデータとして表示する。

このように、本実施形態では、デバイス構造体の形成状態としてグラフ表示するデータを、重ね合わせ誤差及び線幅の平均及び３σとしたが、本発明はこれには限られない。例えば、重ね合わせ誤差及び線幅の最大値、最小値であってもよいし、該最大値と該最小値との差であってもよい。また、３σでなく１σ、５σであってもよいし、分散であってもよい。要は、デバイス構造体の形成状態に関する情報に基づく統計的な指標値であればよい。

また、本実施形態では、グラフ表示するデータを重ね合わせ誤差と線幅の両方としたが、いずれか一方であればよい。また、配線の線幅に限らず、電極パターンのサイズなどのデータを表示するようにしてもよい。最も、デバイスの形成状態の総合的な評価を行うという観点からすれば、重ね合わせ誤差と線幅とを両方表示した方が望ましいことは勿論である。

また、本実施形態では、グラフ表示するデータを、重ね合わせ／線幅計測機８００において実測された重ね合わせ誤差／線幅としたが、これには限られない。例えば、シミュレーションにより求められた値を用いてもよい。

このようなシミュレーションは、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０によって実行される。前述のとおり、露光装置１００においては、走査露光中、露光量制御、ウエハステージとレチクルステージとの同期制御、ＡＦ／Ｌ制御に関するデータ、フォーカス／同期精度／露光量トレースデータが格納されており、これらの各種トレースデータも、重ね合わせ／線幅解析システム６００に送られ、管理されている。また、その露光装置１００において行われるウエハアライメントに関するデータ（補正量、実測位置、残差などに関するデータ）も、重ね合わせ／線幅解析システム６００に送られ、管理されている。パターンの線幅や重ね合わせ誤差は、このようなデバイス構造体の形成過程に影響を受ける。例えば、線幅は、主に、走査露光時のフォーカス状態や、露光量に影響を受け、重ね合わせ誤差は、主にウエハアライメントに影響を受ける。したがって、これらのデバイス構造体の形成過程に関するトレースデータやウエハアライメントの結果に基づいて、デバイス構造体の形成状態に関するデータを推測することが可能である。そこで、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０は、これらの各種トレースデータ及びウエハアライメントに関するデータに基づいて、重ね合わせ誤差や線幅データの推測値などを算出し、メインタスク６１０は、算出された重ね合わせ誤差や線幅データの推測値を、表示することが可能である。重ね合わせ誤差や、線幅を推測により求められるようになれば、ＳＥＭなどにより、デバイス構造体の形成結果を、実測する必要がなくなるので、スループットに有利となる。

また、本実施形態では、重ね合わせ／線幅計測機８００によって計測された重ね合わせ誤差に基づいて、複数のデバイス構造体各々を形成する露光装置１００と、そのデバイス構造体の重ね合わせの対象となるデバイス構造体を形成した露光装置１００との重ね合わせ誤差の平均を、重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク６３０において取得する。そして、取得された重ね合わせ誤差の平均に基づいて、露光装置１００間のマッチングに関する情報のテーブルであるマッチング表６８２を更新し、更新されたマッチング表６８２を表示する。このようにすれば、異なる露光装置間１００での重ね合わせ露光を行う場合に、マッチング表６８２に登録された装置間の重ね合わせ誤差が逐次更新されるようになるので、そのマッチング表６８２の信頼性を高く維持することができるようになり、そのマッチング表６８２を用いれば、高精度なミックス＆マッチの重ね合わせ露光を実現することができるようになる。

また、本実施形態によれば、評価アプリケーションのメインウインドウ６５０を参照して、プロセス、ウエハ、ショット領域、ショット領域の位置座標を指定する。そして、指定されたプロセス、ウエハ、ショット領域、そのショット領域の位置座標を基準とするそのショット領域の少なくとも一部でのデバイス構造体の形成結果（重ね合わせ／線幅計測機８００の実測値）のデータに基づいて、そのデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類のデータ（重ね合わせ誤差又は線幅の平均値等）を算出する。さらに、指定されたプロセス、ウエハ、ショット領域、そのショット領域の位置座標を基準とするそのショット領域の少なくとも一部でのデバイス構造体の設計情報と、その重ね合わせ誤差及び線幅に基づいて、そのグラフィックイメージを表示する。このように、指定されたデバイス構造体のグラフィックイメージを表示するようにすれば、オペレータが、デバイス構造体を視覚的なイメージで捉えその全体的な形成状態を確認することができるので、評価が容易となる。すなわち、グラフィックイメージ表示を採用したことにより、デバイスの形成状態が一目瞭然となることから、本発明は、デバイスの形成状態の総合的な評価にとって最適な手段の１つであるといえる。

デバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類のデータ（重ね合わせ誤差又は線幅の平均値等）を算出する際には、その形成過程（各種トレースデータ又はウエハアライメントに関するデータ）のデータを用いてもよいことは、上述したとおりである。

また、本実施形態によれば、そのグラフィックイメージは、その断面図及び上面図の少なくとも一方としているが、これには限られず、斜視図のような３次元表示であってもよい。また、このような断面図、上面図、斜視図は、表示したままその視点を自在に変更したり（すなわち表示範囲を変えたり）することができるようにしてもよい。これらのグラフィックイメージは、デバイス構造体全体を表示することもできるし、それらの一部を表示することも可能である。

また、本実施形態では、グラフィックイメージにおける座標軸の１つに関する表示スケールの変更に応じて、他の座標軸の表示スケールを変更するように設定されている。このようにすれば、絶えず、縦軸横軸の表示スケールを同じとし、実物に近い状態でイメージ表示させることができるので、オペレータの確認作業が、さらに容易となる。ここで、他の座標軸の表示スケールを、視覚的にわかりやすくなるように自動調整してもよい。また、軸毎に、スケールを変更することができるようにしてもよいことは勿論である。このようにすれば、一方の軸のスケールを大きく強調して表示することも可能となる。

また、本実施形態では、デバイス構造体の２種類のグラフィックイメージを（断面図及び上面図）同時に表示する場合には、いずれか１つのグラフィックイメージの表示スケールの変更に応じて、残りのグラフィックイメージの表示スケールを変更した。このようにすれば、上面図と断面図とを、常に同一の表示スケールの下で対比して観察することができるので、デバイス構造体の形成状態の評価が容易となる。しかしながら、本発明は、これには限られず、両グラフィックイメージの表示スケールの同期を解除して、各イメージのスケールを個別に設定することができるようにしてもよいことは勿論である。

また、表示するグラフィックイメージを、表示したい２つ以上の部分に分割して表示できるようにしてもよい。このようにすれば、位置的に離れた２つの部分を対比することができるようになる。

また、本実施形態では、複数のプロセスに用いられるデバイス形成装置に関するデータをプロセスが実行される毎に取得して、記憶装置６４０に格納しておき、評価アプリケーションにおいて、指定されたプロセスに関するデータを表示する。このようにすれば、この半導体製造システム１０１で製造されたデバイスを構成するデバイス構造体を形成したデバイス形成装置を後からすべて特定することができるようになる。デバイスの形成に関与したデバイス形成装置を後から特定しておけるようにすれば、デバイス製造の歩留まりが低下したときに、その低下を防ぐための手がかりとして利用することができるようになる。

なお、本実施形態では、デバイス形成装置として、露光装置、エッチング装置、レジスト塗布装置、現像装置、酸化・イオン注入装置、研磨装置、成膜装置、重ね合わせ計測機、線幅計測機が例示されたが、これ以外の装置を、プロセス情報として記憶するようにしてもよいことは勿論である。また、これらのデバイス形成装置は、複数設けられているものとしたが、１つであってもよいことは勿論である。

また、本実施形態によれば、各デバイス構造体の形成結果に関するデータに基づいて、そのデバイス構造体の重ね合わせの対象となる層のデバイス構造体との重ね合わせ誤差を算出する。そして、重ね合わせ誤差に基づいて、そのデバイス構造体を形成する露光装置と、そのデバイス構造体の重ね合わせの対象となる層のデバイス構造体を形成した露光装置とのマッチング表を取得する。さらに、取得されたマッチング表を表示する。このような表示を参照すれば、重ね合わせ誤差が小さい、すなわちマッチングのよい装置の組合せを選択するのが容易となる。なお、本実施形態では、露光装置のマッチング表のみを表示したが、他のデバイス形成装置についても同様にマッチング表を作成し、表示するようにしてもよいことは勿論である。

また、本実施形態によれば、ウエハに対し、デバイス構造体を形成するデバイス形成装置に関するデータを、プロセス毎に取得しておき、指定されたプロセスで用いられたデバイス形成装置に関するデータを表示する。このようにすれば、過去に行われたプロセスで、どのデバイス形成装置が用いられたかを必ず特定することができる。

なお、上記実施形態では、評価アプリケーションのメインウインドウ６５０において、複数のプロセスにまたがるグラフ、複数のウエハにまたがるグラフ、複数のショット領域にまたがるグラフを同時に表示したが、本発明はこれに限られず、少なくとも１種類のグラフが表示されるようにすればよい。このように、本発明は、上述した評価アプリケーションの具体的な表示形態には限られない。例えば、折れ線グラフは、棒グラフなどであってもよいし、円グラフなど、様々な形態のグラフを採用することができる。

また、上記実施形態では、メインウインドウに表示されないものは、ポップアップウインドウに表示するようにしたが、これには限られず、それらの少なくとも一部については、メインウインドウ内で表示するようにしてもよい。また、プロセス、ウエハ、ショット領域及びその位置座標の指定などを行うためのウインドウ上の各種構成要素も適宜その種別、位置、形状を適宜変更することが可能である。

なお、本発明は、半導体製造工程に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造工程にも用いられる、また、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する工程、薄膜磁気ヘッドの製造工程、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどの製造工程の他、すべてのデバイス製造工程に適用することができる。

以上説明したように、本発明の情報表示システムは、デバイス製造の検査工程等に用いられるのに適している。

本発明の一実施形態に係る半導体製造システムの構成を示すブロック図である。製造されるデバイス構造体の一例を示す断面図である。解析システムにおける評価アプリケーションのソフトウエア構成を示すブロック図である。評価アプリケーションのメインウインドウの一例を示す図である。複数のプロセス工程における線幅及び重ね合わせ結果を示すグラフである。複数のウエハにおける線幅及び重ね合わせ結果を示すグラフである。複数のショット領域における線幅及び重ね合わせ結果を示すグラフである。ロット工程名選択ウインドウの一例を示す図である。ウエハ番号選択ウインドウの一例を示す図である。ショット位置及びショット内の位置座標を選択するウインドウの一例を示す図である。グラフィックイメージとして表示されるデバイス構造体の断面図の一例である。グラフィックイメージとして表示されるデバイス構造体の上面図の一例である。ショットマップ及びＣＤマップのイメージ表示の一例を示す図である。露光装置のマッチング表の一例を示す図である。プロセス情報の表示画面の一例を示す図である。

符号の説明

１０…アルミ配線、１１…タングステン、１２…ソース、１３…ドレイン、１４…酸化膜、１５…層間絶縁膜、１６…ゲート電極、１００…露光装置、１０１…半導体製造システム、３００…トラック、３１０…コータ・デベロッパ、５００…露光工程管理コントローラ、６００…重ね合わせ／線幅解析システム、６１０…メインタスク、６３０…重ね合わせ／線幅シミュレーションタスク、６４０…記憶装置、６５０…メインウインドウ、６５１…表示欄、６５２、６５３、６５４…グラフ、６５５、６５６…チェックボックス群、６５７…プルダウンメニュー、６５８…ボタン、６５９…プルダウンメニュー、６６０…マッチディスプレイボタン、６６１…プルダウンメニュー、６６２…ボタン、６６３…ボタン、６６４…ボタン、６７０…断面図、６７１…上面図、６７２…ショットマップウインドウ、６７３…ＣＤマップウインドウ、６８２…マッチング表、６８３…ロット工程処理情報表示ウインドウ、６９３…ロット工程名選択ウインドウ、６９４…ウエハ番号選択ウインドウ、６９５…ショット内位置選択ウインドウ、７００…工場内生産管理ホストシステム、８００…重ね合わせ／線幅計測機、９００…各種デバイス形成装置群。

Claims

プロセス単位で、物体上の複数の異なる区画領域各々に重ね合わせるように形成された複数層のデバイス構造体の形成状態を評価するための情報を表示する情報表示システムであって、
前記各デバイス構造体の形成過程及び形成結果の少なくとも一方に関する情報に基づいて、そのデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報を算出する算出装置と；
前記算出されたデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報を、複数のプロセス、複数の物体、複数の区画領域の少なくとも１つについて表示する表示装置と；を備える情報表示システム。
前記表示装置は、
同じプロセスでの前記デバイス構造体の形成状態の統計的な指標値を、複数のプロセスに渡って、前記デバイス構造体の形成状態に関する情報として表示することを特徴とする請求項１に記載の情報表示システム。
前記表示装置は、
同じ物体での前記デバイス構造体の形成状態の統計的な指標値を、複数の物体に渡って、前記デバイス構造体の形成状態に関する情報として表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報表示システム。
前記表示装置は、
同じ区画領域での前記デバイス構造体の形成状態の統計的な指標値を、複数の区画領域に渡って、前記デバイス構造体の形成状態に関する情報として表示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情報表示システム。
前記デバイス構造体の形成状態の統計的な指標値は、
その最大値、最小値、該最大値と該最小値との差、平均値、偏差、標準偏差及び分散に基づく指標値の少なくとも１つであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の情報表示システム。
前記デバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報には、
当該デバイス構造体における個々の構成要素のサイズに関する情報と、当該デバイス構造体の重ね合わせの対象となるデバイス構造体との重ね合わせに関する情報との少なくとも一方が含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の情報表示システム。
前記サイズに関する情報及び前記重ね合わせに関する情報は、
実測値及びシミュレーションにより求められた値の少なくとも一方であることを特徴とする請求項６に記載の情報表示システム。
前記重ね合わせに関する情報に基づいて、前記複数のデバイス構造体各々を形成するデバイス形成装置と、そのデバイス構造体の重ね合わせの対象となるデバイス構造体を形成したデバイス形成装置とのマッチングに関する情報を取得する取得装置と；
前記取得されたマッチングに関する情報に基づいて、前記デバイス形成装置間のマッチングに関する情報のテーブルであるマッチングテーブルを更新する更新装置と；
前記更新されたマッチングテーブルを表示するマッチング表示装置と；をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の情報表示システム。
前記重ね合わせに関する情報に基づいて、前記複数のデバイス構造体各々を形成するデバイス形成装置と、そのデバイス構造体の重ね合わせの対象となるデバイス構造体を形成したデバイス形成装置とのマッチングに関する情報を作成する作成装置と；をさらに備え、
前記表示装置は、前記作成されたマッチングに関する情報をさらに表示することを特徴とする請求項６又は７に記載の情報表示システム。
前記複数のデバイス構造体各々を形成するデバイス形成装置に関する情報をプロセス毎に取得する取得装置と；
指定されたプロセスで用いられたデバイス形成装置に関する情報を表示する装置情報表示装置と；をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の情報表示システム。
プロセス単位で、物体上の複数の異なる区画領域各々に重ね合わせるように形成された複数層のデバイス構造体の形成状態を評価するための情報を表示する情報表示システムであって、
プロセス、物体、区画領域、区画領域の位置座標を指定する指定装置と；
前記指定されたプロセス、物体、区画領域、その区画領域の位置座標を基準とするその区画領域の少なくとも一部でのデバイス構造体の形成過程及び形成結果の少なくとも一方に関する情報に基づいて、そのデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報を算出する算出装置と；
前記指定されたプロセス、物体、区画領域、その区画領域の位置座標を基準とするその区画領域の少なくとも一部でのデバイス構造体の設計情報と、その区画領域の少なくとも一部でのデバイス構造体の形成状態に関する少なくとも１種類の情報とに基づいて、その区画領域の少なくとも一部に形成されたデバイス構造体のグラフィックイメージを表示するイメージ表示装置と；を備える情報表示システム。
前記区画領域でのデバイス構造体の少なくとも一部のグラフィックイメージは、その断面図及び上面図の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１１に記載の情報表示システム。
前記グラフィックイメージにおける座標軸の１つに関する表示スケールの変更に応じて、他の座標軸の表示スケールを変更することを特徴とする請求項１２に記載の情報表示システム。
前記イメージ表示装置は、
前記区画領域でのデバイス構造体の少なくとも一部の少なくとも２種類のグラフィックイメージを同時に表示し、
いずれか１つのグラフィックイメージの表示スケールの変更に応じて、残りのグラフィックイメージの表示スケールを変更することを特徴とする請求項１３に記載の情報表示システム。
前記複数のプロセスに用いられるデバイス形成装置に関する情報を取得する取得装置と；
前記指定装置により指定されたプロセスで用いられたデバイス形成装置に関する情報を表示する装置情報表示装置と；をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の情報表示システム。
前記デバイス形成装置には、
露光装置、エッチング装置、レジスト塗布装置、現像装置、酸化・イオン注入装置、研磨装置、成膜装置の少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項１５に記載の情報表示システム。