KR20010109212A - 평가방법, 위치검출방법, 노광방법 및 디바이스 제조방법,및 노광장치 - Google Patents

평가방법, 위치검출방법, 노광방법 및 디바이스 제조방법,및 노광장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20010109212A
KR20010109212A KR1020010030478A KR20010030478A KR20010109212A KR 20010109212 A KR20010109212 A KR 20010109212A KR 1020010030478 A KR1020010030478 A KR 1020010030478A KR 20010030478 A KR20010030478 A KR 20010030478A KR 20010109212 A KR20010109212 A KR 20010109212A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
exposure
partition
wafer
information
Prior art date
Application number
KR1020010030478A
Other languages
English (en)
Inventor
기꾸찌다까히사
Original Assignee
시마무라 테루오
가부시키가이샤 니콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2000161323A external-priority patent/JP2001345243A/ja
Priority claimed from JP2001159388A external-priority patent/JP4905617B2/ja
Application filed by 시마무라 테루오, 가부시키가이샤 니콘 filed Critical 시마무라 테루오
Publication of KR20010109212A publication Critical patent/KR20010109212A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

로트내의 n 장째 (n≥2) 보다 앞의 웨이퍼에 대해서는, 전체 쇼트의 위치를 검출하여, 각 위치편차량을 비선형성분과 선형성분으로 분리하고, 그 위치편차량과 평가함수를 이용하여 웨이퍼의 비선형 변형(왜곡)을 평가하고, 그 평가결과에 기초하여 결정된 보완함수에 기초하여 전체 쇼트의 위치편차량의 비선형성분을 산출한다. 한편, n 장째 이후의 웨이퍼에 대해서는, EGA 에 의해 위치편차량의 선형성분을 보정한 전체 쇼트의 위치좌표를 산출한다. 그리고, 그 선형성분을 보정한 전체 쇼트의 위치좌표와, 위에서 산출된 비선형성분에 기초하여 쇼트의 위치를 검출한다.

Description

평가방법, 위치검출방법, 노광방법 및 디바이스 제조방법, 및 노광장치{ESTIMATING METHOD, POSITION DETECTING METHOD, EXPOSURE METHOD AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE, AND EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은, 평가방법, 위치검출방법, 노광방법 및 디바이스 제조방법 그리고 노광장치에 관련된 것으로, 더욱 상세하게는, 기판의 비선형 변형(왜곡)의 규칙성이나 정도를 평가하는 평가방법, 이 평가방법을 이용하여 기판상에 배열된 복수의 구획영역의 위치를 검출하는 위치검출방법, 이 위치검출방법을 사용하는 노광방법 및 이 노광방법을 사용하는 디바이스 제조방법, 그리고 상기 위치검출방법을 이용하는 노광장치에 관한 것이다.
근년, 반도체소자 등의 디바이스의 제조공정에서는, 스텝·앤드·리피트방식, 또는 스텝·앤드·스캔방식 등의 노광장치, 웨이퍼프로버, 또는 레이저리페어장치 등이 사용되고 있다. 이들 장치에서는, 기판상에 규칙적 (매트릭스상) 으로 배열된 복수의 칩패턴영역 (쇼트영역) 의 각각을, 기판의 이동위치를 규정하는 정지좌표계 (즉 레이저간섭계에 의해 규정되는 직교좌표계) 내의 소정의 기준점 (예컨대 각종 장치의 가공처리점) 에 대하여 매우 정밀하게 위치맞춤 (얼라인먼트) 할 필요가 있다.
특히, 노광장치에서는, 마스크 또는 레티클 (이하, 「레티클」 로 총칭함)에 형성된 패턴의 투영위치에 대하여 기판 (반도체웨이퍼나 유리플레이트 등) 을 위치맞춤 (얼라인먼트) 할 때에, 제조단계의 칩에서의 불량품의 발생에 의한 생산성의 저하를 방지하기 위해, 그 위치맞춤정밀도를 항상 고정밀도이고 안정하게 유지해 놓는 것이 요구되고 있다.
통상, 노광공정에서는, 웨이퍼상에 10 층 이상의 회로패턴 (레티클패턴) 을 중합하여 전사하지만, 각 층간에서의 중합정밀도가 나쁘면, 회로상의 특성에 문제점이 발생하는 일이 있다. 이와 같은 경우, 칩이 소기의 특성을 만족하지 않아, 최악의 경우에는 그 칩이 불량품으로 되어, 생산성을 저하시켜 버린다. 따라서, 노광공정에서는, 웨이퍼상의 복수의 쇼트영역의 각각에 미리 얼라인먼트마크를 부설해 놓고, 스테이지 좌표계상에서의 그 마크위치 (좌표계) 를 검출한다. 그런 후에, 이 마크위치정보와 이미 알려진 레티클패턴의 위치정보 (이것은 사전측정됨) 에 기초하여 웨이퍼상의 하나의 쇼트영역을 레티클패턴에 대하여 위치맞춤 (위치결정) 하는 웨이퍼얼라인먼트가 실행된다.
웨이퍼 얼라인먼트에는 크게 구별하여 2 개의 방법이 있고, 하나는 웨이퍼상의 쇼트영역마다 그 얼라인먼트마크를 검출하여 위치맞춤을 실행하는 다이·바이·다이 (D/D) 얼라인먼트방식이다. 다른 하나는, 웨이퍼상의 약간의 쇼트영역만의 얼라인먼트마크를 검출하여 쇼트영역의 배열의 규칙성을 구함으로써, 각 쇼트영역을 위치맞춤하는 글로벌·얼라인먼트방식이다. 최근에는 디바이스제조라인에서는 스루풋과의 균형으로부터, 주로 글로벌·얼라인먼트방식이 사용되고 있다. 특히 현재는, 예컨대, 일본공개특허공보 소61-44429 호 및 이에 대응하는 미국특허제 4,780,617 호, 일본공개특허공보 소62-84516 호 둥에 개시되는 바와 같이, 웨이퍼상의 쇼트영역의 배열의 규칙성을 통계적 수법으로 정밀하게 특정하는 인핸스드·글로벌·얼라인먼트 (EGA) 방식이 주류로 되고 있다.
EGA 방식이란, 1 장의 웨이퍼에 있어서 미리 특정쇼트영역으로서 선택된 복수개 (3 개 이상 필요하고, 통상 7 ∼ 15 개정도) 의 쇼트영역만의 위치좌표를 계측하고, 이들의 계측치로부터 통계연산처리 (최소이승법 등) 를 사용하여 웨이퍼상의 모든 쇼트영역의 위치좌표 (쇼트영역의 배열) 를 산출한 후, 이 산출된 쇼트영역의 배열에 따라 웨이퍼스테이지를 스텝핑시켜 가는 것이다. 이 EGA 방식은 계측시간이 짧아도 되고, 랜덤한 계측오차에 대하여 평균화효과를 기대할 수 있는 장점이 있다.
여기에서, EGA 방식으로 실행되고 있는 통계처리방법에 대하여 간단하게 설명한다. 웨이퍼상의 m (m≥3 인 정수) 개의 특정쇼트영역 (「샘플쇼트영역」또는 「얼라인먼트쇼트영역」이라고도 불림) 의 설계상의 배열좌표를 (Xn, Yn) (n=1,2,…, m) 으로 하고, 설계상의 배열좌표로부터의 어긋남 (△Xn, △Yn) 에 대하여 다음식 (1) 로 나타나는 바와 같은 선형모델을 가정한다.
또한, m 개의 샘플쇼트영역의 각각의 실제의 배열좌표의 설계상의 배열좌표로부터의 편차 (계측치) 를 (△Xn, △Yn) 로 했을 때, 이 편차와 상기 선형모델로 가정되는 설계상의 배열좌표로부터의 편차와의 잔차의 이승합 (E) 은 다음식 (2)로 표시된다.
따라서, 이 식을 최소로 하는 파라미터 (a, b, c, d, e, f) 를 구하면 된다. EGA 방식으로는, 상기와 같이 하여 산출된 파라미터 (a ∼ f) 와 설계상의 배열좌표에 기초하여, 웨이퍼상의 모든 쇼트영역의 배열좌표가 산출되게 된다.
그러나, 동일한 디바이스의 제조라인에서는, 복수의 노광장치 (호기) 간에서의 중합노광이 종종 실행된다. 이와 같은 경우, 노광장치 상호간의 스테이지의 그리드오차 (각 노광장치에서의 웨이퍼의 이동위치를 규정하는 스테이지 좌표계 상호간의 오차) 가 존재하기 때문에, 중합오차가 발생한다. 또한, 만약에 노광장치 상호간에 스테이지의 그리드오차가 없는 경우나, 동일노광장치에 있어서도, 에칭, CVD (케미컬·베이퍼·디포지션), CMP (케미컬·메카니컬·폴리싱) 등의 프로세스처리공정을 거친 각 층간에서의 중합에서는, 프로세스공정이 쇼트영역의 배열에 변형을 부여하기 때문에 중합오차가 발생하는 일이 있다.
이와 같은 경우에, 중합오차 (쇼트영역의 배열오차) 의 요인인 웨이퍼상의 쇼트영역의 배열오차변동이 선형적인 성분인 경우에는, 상술한 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트에 의해 제거할 수 있지만, 비선형인 성분인 경우에는, 이것을 제거하는 것이 곤란하다. 이것은, 상술의 설명으로부터도 알 수 있는 바와 같이, EGA 방식에서는 웨이퍼상의 쇼트영역의 배열오차가 선형인 것으로 취급하고 있는, 환언하면, EGA 연산은 선형인 1 차 근사이기 때문이다. 따라서, EGA 방식을 사용하여 보정할 수 있는 성분은, 웨이퍼의 신축, 회전 등의 선형성분뿐으로, 웨이퍼상의 국소적인 배열오차변동, 즉 비선형인 변형성분에는, EGA 방식에 의해 대응하는 것은 곤란하다.
현상에서는, 이와 같은 상황에 대하여, 예컨대, 일본공개특허공보 평5-304077 호 및 이에 대응하는 미국특허 제 5,528,808 호 등에 상세하게 개시되는 소위 가중 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트에 의해 대응하는 것이 이루어지고 있다. 여기에서, 이 가중 EGA 방식에 대하여 간단하게 설명한다.
즉, 이 가중 EGA 방식에서는, 웨이퍼상의 복수의 쇼트영역 (구획영역) 중, 미리 선택된 적어도 3 개의 샘플쇼트의 정지좌표계 상에서의 위치좌표를 계측한다. 이어서, 웨이퍼상의 쇼트영역마다, 당해 쇼트영역 (그 중심점) 과 샘플쇼트 (그 중심점) 의 각각과의 사이의 거리에 따라, 또는 쇼트영역과 웨이퍼상에서 미리 규정된 소정의 착안점(着眼点)과의 사이의 거리 (제 1 정보) 와, 당해 착안점과 샘플쇼트의 각각과의 사이의 거리 (제 2 정보) 에 따라, 샘플쇼트의 정지좌표계 상에 서의 위치좌표의 각각에 가중을 실행하고, 또한 이 가중된 복수의 위치좌표를 사용하여 통계연산 (최소이승법, 또는 단순한 평균화처리 등) 을 실행함으로써, 웨이퍼상의 복수의 쇼트영역의 각각의 정지좌표계상에서의 위치좌표를 결정한다. 그리고, 결정된 위치좌표에 기초하여, 웨이퍼상에 배열된 복수의 쇼트영역의 각각을, 정지좌표계내의 소정의 기준위치 (예컨대, 레티클패턴의 전사위치) 에 대하여 위치맞춤을 한다.
이와 같은 가중 EGA 방식에 의하면, 국소적인 배열오차 (비선형적인 변형) 가 존재하는 웨이퍼이더라도, 샘플쇼트수가 비교적 적어도 되며, 또한 계산량을 억제하면서, 소정의 기준위치에 대하여 모든 쇼트영역을 고정밀도, 고속으로 얼라인먼트할 수 있다.
그러나, 가중 EGA 방식에서는, 상기 공보에도 개시되는 바와 같이, 예컨대, 다음의 식 (4) 에서 나타나는 바와 같은 가중 (Win) 을 사용하여, 식 (3) 에서 나타나는 바와 같은 잔차의 이승합 (Ei) 이 최소가 되는 파라미터 (a, b, c, d, e, f) 를 쇼트영역마다 구한다.
상기 식 (4) 에 있어서, Lkn은 대상이 되는 쇼트영역 (i번째의 쇼트영역) 과 n번째의 샘플쇼트와의 거리이다. S 는 가중을 결정하는 파라미터이다.
또는, 가중 EGA 방식에서는, 다음의 식 (6) 으로 표시되는 바와 같은 가중 (Win') 을 사용하여, 식 (5) 에서 나타나는 바와 같은 잔차의 이승합 (Ei') 이 최소가 되는 파라미터 (a, b, c, d, e, f) 를 쇼트영역마다 구한다.
상기식 (6) 에 있어서, LEi은 대상이 되는 쇼트영역 (i번째의 쇼트영역) 과 착안점 (웨이퍼센터) 과의 거리, LWn은 n 번째의 샘플쇼트와 착안점 (웨이퍼센터)과의 거리이다. 또한, 식 (4), (6) 에 있어서의 파라미터 (S) 는, 일례로서 다음식 (7) 로 표시된다.
식 (7) 에 있어서, B 는, 가중 파리미터이고, 이 가중 파라미터 (B) 의 물리적의미는, 웨이퍼상의 각 쇼트영역의 위치좌표를 계산하는데 유효한 샘플쇼트의 범위 (이하, 간단히 「존」이라 함) 이다. 따라서, 존이 큰 경우에는 유효한 샘플쇼트의 수가 많아지므로, 종래의 EGA 방식으로 얻어지는 결과에 가까워진다. 반대로 존이 작은 경우에는, 유효한 샘플쇼트의 수가 적어지므로, D/D 방식으로 얻어지는 결과에 가까워진다.
현상의 노광장치에서는, 상술한 가중 파라미터는, 5 단계 (최대 웨이퍼와 동일크기) 에 설정하는 것이 가능하지만, 그 설정은, 오퍼레이터의 경험칙에 기초하여, 또는 실험 (실제로 중합노광을 하여) 또는 시뮬레이션에 의해, 최적한 영역을 설정한다는 수법이 채용되고 있다. 즉, 가중 파라미터 (존) 의 설정의 근거가 명확해지고 있지 않기 때문에, 경험칙적으로 결정할 수밖에 없었다.
또한, 가중 EGA 방식에서는, 다수장의 웨이퍼를 연속적으로 처리하는 경우, 이들의 웨이퍼가 동일한 프로세스를 거친 웨이퍼이더라도, 모든 웨이퍼에 대하여 적어도 선택된 샘플쇼트에 대해서는 얼라인먼트마크의 계측 (얼라인먼트계측) 을 실행하여야 한다. 특히, 얼라인먼트의 계측정밀도를 D/D 방식과 동일한 정도로 향상시키기 위해서는, 전체점에 가까운 EGA 계측점에 대하여 계측을 실행할 필요가있으나, 이와 같은 경우에는 스루풋이 저하되어 버린다.
또한, 종래, 가중 EGA 방식 등에서는, EGA 계측점의 수도, 경험칙에 의해 결정되었다.
본 발명은, 이와 같은 사정하에 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은, 기판의 비선형인 변형을 경험칙에 의하지 않고, 적절하게 평가할 수 있는 평가방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 2 목적은, 경험칙에 의하지 않고, 기판상의 복수의 구획영역에서 각각 소정점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 정밀하고 고스루풋으로 검출할 수 있는 위치검출방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 3 목적은, 복수장의 기판을 노광처리함에 있어서, 노광정밀도를 향상시킬 수 있는 노광방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 4 목적은, 마이크로디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있는 디바이스 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 5 목적은, 로트마다 변동하는 중합오차, 프로세스마다 변동하는 중합오차의 어느 것이나 정밀하게 보정하여 고스루풋으로 고정밀도한 노광을 실현할 수 있는 노광장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 1 관점에서 보면, 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가하는 평가방법으로, 기판상의 복수의 구획영역의 각각에 대하여, 각 구획영역에 대응하여 형성되는 마크를 검출하여 소정의 기준위치와의 위치편차량을 구하는 공정과 ; 상기 기판상의 착안하는 구획영역의 상기 위치편차량을 나타내는 제 1 벡터와, 그 주위의 복수의 구획영역 각각의 상기 위치편차량을 나타내는 각 제 2 벡터와의 사이의 적어도 방향에 대한 상관을 구하는 평가함수를 이용하여, 상기 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가하는 공정을 포함하는 평가방법이 제공된다.
이에 의하면, 기판상의 복수의 구획영역의 각각에 대하여, 각 구획영역에 대응하여 형성되는 마크를 검출하여 소정의 기준위치와의 위치편차량을 구한다. 그리고, 기판상의 착안하는 구획영역의 상기 위치편차량을 나타내는 제 1 벡터와, 그 주위의 복수의 구획영역 각각의 상기 위치편차량을 나타내는 각 제 2 벡터와의 사이의 적어도 방향에 대한 상관을 구하는 평가함수를 이용하여, 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가한다. 이 평가함수에 의해 구해진 상관이 높을수록 (1 에 가까움), 그 착안하는 구획영역과 그 주위의 구획영역에는, 거의 동일방향의 비선형 변형이 발생하고, 상관이 낮을수록 (0 에 가까움) 그 착안하는 구획영역과 그 주위의 구획영역에는, 랜덤한 방향의 비선형 변형이 발생하고 있다. 또한, 복수의 구획영역중에, 계측오차가 다른 구획영역에 비하여 큰 소위 「점프영역」이 포함되어 있는 경우를 고려하면, 그 구획영역은 주위의 구획영역과의 상관이 거의 0이기 때문에, 결과적으로 상기의 평가함수를 사용함으로써, 그와 같은 점프영역의 영향을 효과적으로 저감할 수 있다.
따라서, 기판의 비선형인 변형을 경험칙에 의하지 않고, 적절하게 평가할 수 있게 된다. 또한, 이 평가결과에 기초하여, 예컨대, EGA 방식 또는 가중 EGA 방식에서의 계측점 (위치정보의 계측에 사용하는 마크의 수 및 배치의 적어도 일방) 을, 경험칙에 의하지 않고 적절하게 결정할 수 있다. 또한, 위치정보의 계측에 사용하는 마크는, 통상, 미리 선택된 기판상의 특정의 복수의 쇼트영역 (샘플쇼트) 에 대응하여 형성된다.
이 경우에 있어서, 상기 평가함수는, 상기 제 1 벡터와 상기 각 제 2 벡터 사이의 방향 및 크기에 대한 상관을 구하기 위한 함수인 것으로 하여도 된다.
본 발명의 평가방법에서는, 상기 평가함수를 사용하여, 상기 각 구획영역을 소정점에 위치맞추는데 사용하는 위치정보의 보정값을 결정하는공정을 추가로 포함하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 평가방법에서는, 상기 평가함수는, 상기 기판상의 착안하는 구획영역을 상기 기판상의 N 개 (N 은 자연수) 의 구획영역의 각각에 순차적으로 변경하여 얻어지는 상기 제 1 벡터와 그 주위의 복수의 구획영역의 각 제 2 벡터와의 적어도 방향에 관한 상관을 구하기 위한 N 개의 제 1 함수의 상가평균에 상당하는 제 2 함수인 것으로 할 수 있다. 이와 같은 평가함수에 의하면, N 개의 구획영역을 포함하는 기판상의 영역에 대하여, 경험칙에 의지하지 않고, 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가할 수 있다. 특히, N 개의 구획영역이 기판상의 전체구획영역에 상당하는 경우에는, 기판의 전체에 대하여 경험칙에 의지하지 않고, 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점에서 보면, 기판상의 복수의 구획영역에서 각각 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 검출하는 위치검출방법으로서, 상기 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측위치정보를 사용하여 통계연산에 의해 상기 위치정보를 산출하는 공정과 ; 상기 기판상의 착안하는 구획영역의 소정 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 제 1 벡터와, 그 주위의 복수의 구획영역 각각의 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 각 제 2 벡터 사이의 적어도 방향에 대한 상관을 구하는 함수를 사용하여, 상기 위치정보의 보정값 및 이 보정값을 결정하는 보정 파라미터의 적어도 일측을 결정하는 공정을 포함하는 제 1 위치검출방법이 제공된다.
본 명세서에 있어서,「위치정보」란, 각 구획영역의 설계치로부터의 위치편차량이나 소정 기준위치에 대한 각 구획영역의 상대위치 (예컨대, 노광장치의 경우의 마스크에 대한 기판상의 구획영역의 위치) 나 구획영역 상호간의 중심간거리 등, 각 구획영역의 위치에 관한 정보로서 통계처리에 적절한 정보 전체를 포함한다.
이것에 의하면, 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측위치정보를 사용하여 통계연산에 의해 기판상의 복수의 구획영역에서 각각 소정 점과 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 산출한다. 그리고, 상기 실측위치정보에 기초하여 얻어지는 기판상의 착안하는 구획영역의 소정 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 제 1 벡터와, 그 주위의 복수의 구획영역 각각의 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 각 제 2 벡터 사이의 적어도 방향에 대한 상관을 구하는 함수를 사용하여, 상기 위치정보의 보정값 및 이 보정값을 결정하는파라미터의 적어도 일측을 결정한다. 즉, 상기 함수를 사용하면, 상술한 바와 같이, 경험칙에 의하지 않고 기판의 비선형 변형을 평가할 수 있고, 결과적으로 그 함수를 사용하여 기판의 비선형변형의 정도 및 크기를 고려한 상기 위치정보의 보정값 및 이 보정값을 결정하는파라미터의 적어도 일측을 경험칙에 의하지 않고 결정할 수 있다. 따라서, 경험칙에 의하지 않고, 기판상의 복수의 구획영역에서 각각 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한 실측위치정보를 얻기 위한 복수의 마크의 검출은 기판상의 일부의 마크에 대하여 실시하면 충분하므로, 높은 스루풋의 검출이 가능하다.
본 발명의 제 1 위치검출방법에서는, 상기 통계연산에 의해 상기 각 구획영역의 위치편차량의 선형성분이 보정되어 상기 위치정보가 산출되고, 상기 함수에 의해 상기 위치편차량의 비선형성분이 보정되도록 상기 보정값 및 상기 보정파라미터의 적어도 일측이 결정되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 1 위치검출방법에서는, 상기 실측위치정보는, 상기 구획영역의 설계위치정보에 기초하는 상기 소정 점과의 위치편차에 대응하고, 상기 기판상의 복수의 구획영역 중 적어도 3 개의 특정 구획영역에서 각각 얻어지는 상기 실측위치정보를 사용해서 통계연산을 실시하여 상기 위치정보를 도출하는 변환식의 파라미터를 산출하는 것으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 특정 구획영역마다 상기 실측위치정보에 가중을 부여하여 상기 변환식의 파라미터를 산출함과 동시에, 상기 함수를 사용하여 상기 가중을 결정하는 것으로 하여도 된다. 이러한 경우에는, 가중을 경험칙에 의하지 않고 적절하게 결정할 수 있다.
본 발명의 제 1 위치검출방법에서는, 상기 실측위치정보는, 상기 기판의 이동위치를 규정하는 정지좌표계상에 있어서의 상기 마크의 좌표값이고, 상기 위치정보는 상기 각 구획영역의 상기 정지좌표계에 있어서의 좌표값인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 1 위치검출방법에서는, 상기 위치정보의 보정값은, 상기 함수를 사용하여 최적화된 보완함수에 기초하여 결정되는 것으로 하여도 된다.
본 발명의 제 3 관점에서 보면, 복수장의 기판상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 상기 각 기판상의 각 구획영역에 소정 패턴을 각각 형성하는 노광방법으로서, 상기 복수장의 기판 중 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대하여, 본 발명의 제 1 위치검출방법을 사용하여 각 구획영역의 위치정보를 검출하는 공정과 ; 상기 검출결과에 기초하여 상기 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동한 후에 당해 각 구획영역을 노광하는 공정을 포함하는 제 1 노광방법이 제공된다.
이것에 의하면, 복수장, 예컨대 1 로트의 기판을 노광처리함에 있어서, 로트내의 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대해서는, 본 발명의 제 1 위치검출방법을 사용하여 상기 복수의 구획영역 각각의 위치정보를 검출하기 때문에, 기판상의 복수의 구획영역의 위치정보를 정밀도 좋게 또한 높은 스루풋으로 검출할 수 있다. 또한, 이 정밀도 좋게 검출된 위치정보를 사용하여 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동한 후에 노광을 실시하기 때문에, 중합정밀도가 양호한 노광이 가능해진다. 특히, 제 n 장째 이후의 모든 기판에 대하여 상기 위치검출방법을 적용하는 경우, 스루풋을 가장 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 4 관점에서 보면, 기판상의 복수의 구획영역에서 각각 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 검출하는 위치검출방법에 있어서, 복수장의 기판에서 각각 상기 구획영역의 위치정보를 검출하기 위하여, 상기 복수장의 기판 중 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대해서는, 상기 제 n 장째 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는, 적어도 3 개의 특정 구획영역에서 그 설계위치정보에 기초하는 상기 소정 점과의 위치편차에 대응하는 실측위치정보를 사용하여 통계연산에 의해 산출한 상기 각 구획영역의 위치정보의 선형성분과, 상기 제 n 장째보다 앞의 적어도 1 장의 기판에서의 상기 각 구획영역의 위치정보의 비선형성분을 사용하는 것을 특징으로 하는 제 2 위치검출방법이 제공된다.
이것에 의하면, 복수장, 예컨대 1 로트의 기판에서 각각 구획영역의 위치정보를 검출함에 있어서, 로트내의 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대해서는, 상기 제 n 장째 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는, 적어도 3 개의 특정 구획영역에서의 그 설계위치정보에 기초하는 상기 소정 점과의 위치편차에 대응하는 실측위치정보를 사용하여 통계연산에 의해 산출한 상기 각 구획영역의 위치정보의 선형성분과, 상기 제 n 장째보다 앞의 적어도 1 장의 기판에서의 상기 각 구획영역의 위치정보의 비선형성분을 사용한다. 따라서, 제 n 장째 기판에 대해서는, 기판상의 미리 선택된 최저 3 개의 특정 구획영역의 위치정보를 구하기 위한 복수마크의 검출을 실시하는 것만으로, 복수의 구획영역 각각의 위치정보를 정확하게 또한 높은 스루풋으로 검출할 수 있게 된다. 특히, 제 n 장째 기판 이후의 모든 기판에 대하여, 제 n 장째와 동일한 방법으로 복수의 구획영역 각각의 위치정보를 구하는 경우, 스루풋을 가장 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 위치검출방법에서는, 상기 각 구획영역에 대한 상기 위치정보의 비선형성분은, 상기 제 n 장째보다 앞의 적어도 1 장의 기판에 대한 상기 각 구획영역의 위치정보의 계측결과를 소정 평가함수를 사용하여 평가한 평가결과로부터 얻어지는 상기 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 나타내는 지표에 기초하여 최적화된 단일한 보완함수와, 상기 제 n 장째보다 앞의 적어도 1 장의 기판에 대하여 구해진 상기 각 구획영역의 위치정보의 비선형성분에 기초하여 구해지는 것으로 할 수 있다. 이 경우, 상술한 평가함수를 사용할 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 보완함수가 푸리에급수전개된 함수인 경우, 상기 평가결과에 기초하여 상기 푸리에급수전개의 최고차수가 최적화되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 2 위치검출방법에서는, 상기 각 구획영역에 대한 상기 위치정보의 비선형성분은, 상기 제 n 장째보다 앞의 적어도 1 장의 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측위치정보에 가중을 하고, 이 가중후의 정보를 사용하여 통계연산을 실시하여 산출한 상기 각 구획영역의 위치정보와, 상기 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측위치정보를 사용하여 통계연산을 실시하여 산출한 상기 각 구획영역의 위치정보의 차이에 기초하여 구해지는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 5 관점에서 보면, 복수장의 기판상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 상기 각 기판상의 각 구획영역에 소정 패턴을 형성하는 노광방법으로서, 상기 복수장의 기판 중 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대하여, 본 발명의 제 2 위치검출방법을 사용하여 각 구획영역의 위치정보를 검출하는 공정 ; 상기 검출결과에 기초하여 상기 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동한 후에 당해 각 구획영역을 노광하는 공정을 포함하는 제 2 노광방법이 제공된다.
이것에 의하면, 복수장, 예컨대 1 로트의 기판을 노광처리함에 있어서, 로트내의 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대해서는, 본 발명의 제 2 위치검출방법을 사용하여 상기 복수의 구획영역 각각의 위치정보를 검출하기 때문에, 기판상의 복수의 구획영역의 위치정보를 정밀도 좋게 또한 높은 스루풋으로 검출할 수 있다. 또한, 이 정밀도 좋게 검출된 위치정보를 사용하여 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동한 후에 노광을 실시하기 때문에, 중합정밀도가 양호한 노광이 가능해진다. 특히, 제 n 장째 이후의 모든 기판에 대하여 상기 위치검출방법을 적용하는 경우, 스루풋을 가장 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 6 관점에서 보면, 기판상의 복수의 구획영역에서 각각 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 검출하는 위치검출방법으로서, 복수장의 기판에서 각각 상기 각 구획영역의 위치정보를 검출하기 위하여, 상기 복수장의 기판 중 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대해서는, 상기 제 n 장째보다 앞의 적어도 1 장의 기판에 대한 상기 각 구획영역의 상기 소정 점과의 위치편차에 대응하는 실측위치정보를 소정 평가함수를 사용하여 평가한 평가결과로부터 얻어지는 상기 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 나타내는 지표에 기초하여 상기 복수의 구획영역을 미리 블록화하는 공정과 ; 상기 블록마다 각 블록에 속하는 모든 구획영역의 수인 제 1 수보다 작은 제 2 수의 구획영역에 대한 상기 소정 점과의 위치편차에 대응하는 실측위치정보를 사용하여 대응하는 블록에 속하는 모든 구획영역의상기 위치정보를 결정하는 공정을 포함하는 제 3 위치검출방법이 제공된다.
이것에 의하면, 복수장, 예컨대 1 로트의 기판에서 각각 각 구획영역의 위치정보를 검출할 때에, 로트내의 제 2 장째 이후의 n 장째 기판에 대해서는, 상기 제 n 장째보다 앞의 적어도 1 장의 기판에 대한 각 구획영역의 상기 소정 점과의 위치편차에 대응하는 실측위치정보를 소정 평가함수를 사용하여 평가한 평가결과로부터 얻어지는 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 나타내는 지표에 기초하여 복수의 구획영역을 미리 블록화하고, 블록마다 각 블록에 속하는 모든 구획영역의 수인 제 1 수보다 작은 제 2 수의 구획영역에 대한 상기 소정 점과의 위치편차에 대응하는 실측위치정보를 사용하여 대응하는 블록에 속하는 모든 구획영역의 상기 위치정보를 결정한다. 즉, 제 n 장째 기판에 대해서는, 평가결과를 사용함으로써 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도에 따라 적절한 블록으로 나누고, 그 각 블록에 속하는 제 1 수의 구획영역을 1 개의 큰 구획영역으로 간주하여 구획영역마다 상술한 다이·바이·다이방식과 동일한 수법에 의해 그 블록내의 1 또는 복수의 구획영역의 위치정보 (선형성분 및 비선형성분을 포함함) 를 검출하고, 그 검출위치정보가 1 개인 경우에는 그 위치정보를, 그 검출위치정보가 복수인 경우에는 이들의 평균값을, 대응하는 블록에 속하는 모든 구획영역의 위치정보로 한다. 따라서, 종래의 다이·바이·다이방식에 비하여, 구획영역의 위치정보의 검출정밀도를 유지하면서 검출 (실측) 에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 특히, 제 n 장째 이후의 모든 기판에 대하여 상기 수법을 채택하는 경우에는, 스루풋을 가장 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 7 관점에서 보면, 복수장의 기판상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 상기 각 기판상의 각 구획영역에 소정 패턴을 각각 형성하는 노광방법으로서, 상기 복수장의 기판 중 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대하여, 본 발명의 제 3 위치검출방법을 사용하여 각 구획영역의 위치정보를 검출하는 공정과 ; 상기 검출결과에 기초하여 상기 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동한 후에 당해 각 구획영역을 노광하는 공정을 포함하는 제 3 노광방법이 제공된다.
이것에 의하면, 복수장, 예컨대 1 로트의 기판을 노광처리함에 있어서, 로트내의 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대해서는, 본 발명의 제 3 위치검출방법을 사용하여 상기 복수의 구획영역 각각의 위치정보를 검출하기 때문에, 기판상의 복수의 구획영역의 위치정보를 정밀도 좋게 또한 높은 스루풋으로 검출할 수 있다. 또한, 이 정밀도 좋게 검출된 위치정보를 사용하여 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동한 후에 노광을 실시하기 때문에, 중합정밀도가 양호한 노광이 가능해진다. 특히, 제 n 장째 이후의 모든 기판에 대하여 상기 위치검출방법을 적용하는 경우, 스루풋을 가장 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 8 관점에서 보면, 기판상의 복수의 구획영역에서 각각 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 검출하는 위치검출방법으로서, 상기 기판상의 착안하는 구획영역의 소정 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 제 1 벡터와, 그 주위의 복수의 구획영역 각각의 상기 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 각 제 2 벡터 사이의 적어도 방향에 대한 상관을 구하는 함수를 사용하여, 가중을 위한 가중파라미터를 결정하는 공정과 ; 상기 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측위치정보에 상기 가중파라미터를 사용하여 가중을 하고, 이 가중후의 정보를 사용하여 통계연산에 의해 상기 위치정보를 산출하는 공정을 포함하는 제 4 위치검출방법이다.
이것에 의하면, 상기 함수를 사용함으로써, 상술한 바와 같이 경험칙에 의하지 않고 기판의 비선형 변형을 평가할 수 있고, 결과적으로 그 함수를 사용하여 기판의 비선형 변형의 정도 및 크기를 고려한 가중을 위한 가중파라미터를 경험칙에 의하지 않고 결정할 수 있다. 따라서, 경험칙에 의하지 않고, 기판상의 복수의 구획영역에서 각각 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한 실측위치정보를 얻기 위한 복수 마크의 검출은, 기판상의 복수 구획영역의 일부 구획영역에 대응하는 마크에 대하여 실시하면 충분하므로, 높은 스루풋의 검출이 가능하다.
본 발명의 제 9 관점에서 보면, 복수장의 기판상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 상기 각 기판상의 각 구획영역에 소정 패턴을 각각 형성하는 노광방법으로서, 상기 복수장의 기판 중 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대하여 본 발명의 제 4 위치검출방법을 사용하여 각 구획영역의 위치정보를 검출하는 공정과 ; 상기 검출결과에 기초하여 상기 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동한 후에 당해 각 구획영역을 노광하는 공정을 포함하는 제 4 노광방법이 제공된다.
이것에 의하면, 복수장, 예컨대 1 로트의 기판을 노광처리함에 있어서, 로트내의 제 2 장째 이후의 제 n 장째 기판에 대해서는, 본 발명의 제 4 위치검출방법을 사용하여 상기 복수의 구획영역 각각의 위치정보를 검출하기 때문에, 기판상의복수의 구획영역의 위치정보를 정밀도 좋게 또한 높으 스루풋으로 검출할 수 있다. 또한, 이 정밀도 좋게 검출된 위치정보를 사용하여 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동한 후에 노광을 실시하기 때문에, 중합정밀도가 양호한 노광이 가능해진다. 특히, 제 n 장째 이후의 모든 기판에 대하여 상기 위치검출방법을 적용하는 경우, 스루풋을 가장 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 10 관점에서 보면, 기판상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 각 구획영역에 소정 패턴을 형성하는 노광방법으로서, 상기 기판에 관련된 적어도 2 종류의 조건의 각각에 대하여, 특정 기판상의 복수의 마크의 검출결과에 기초하여 상기 기판상의 복수의 구획영역 각각의 개별 기준위치에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어진 적어도 2 종류의 보정 맵을 미리 작성하는 공정과 ; 노광에 앞서 지정된 조건에 대응하는 보정 맵을 선택하는 선택공정과 ; 상기 기판상의 복수의 특정 구획영역 각각에 대응하여 형성된 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측위치정보에 기초하여 통계연산에 의해 상기 각 구획영역의 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 구하고, 이 위치정보와 상기 선택된 보정 맵에 기초하여 상기 기판을 이동하여 상기 각 구획영역을 노광하는 공정을 포함하는 제 5 노광방법이 제공된다.
여기서,「기판에 관련된 조건」이란, 기판이 거쳐 온 프로세스들 외에 예컨대 EGA 방식 등의 기판 얼라인먼트에 관한 얼라인먼트 쇼트영역 수, 얼라인먼트 쇼트 영역의 배치 등은 물론 기준 웨이퍼 등의 기준 기판을 기준으로 하여 기판의 얼라인먼트가 실시되는 기준 기판 방식에 의하거나 간섭계 미러의 벤딩에 의한 직교도 오차 등을 보정하면서 간섭계 기준으로 기판의 얼라인먼트가 실시되는 간섭계 기준 방식에 의하는 등의 기판 또는 기판의 처리에 관련된 모든 조건을 포함한다.
이에 따르면, 기판에 관련된 2 종류 이상의 조건의 각각에 관하여 특정 기판 상의 복수의 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 기판 상의 복수의 구획 영역 각각의 개별의 기준 위치에 대한 위치 편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정 정보로 이루어진 2 종류 이상의 보정맵을 미리 작성한다.
여기에서, 특정 기판 상의 복수의 마크의 배치 (또는 레이아웃) 와 복수의 구획 영역의 배치 (또는 레이아웃) 사이에는 일정한 관계가 있는 것은 필요하지만, 구획 영역 각각에 대응하여 마크가 형성되어 있는 것까지는 필요없다. 요컨대 복수의 마크의 검출 결과에 기초하여 복수의 구획 영역의 위치 정보가 얻어지면 된다.
기판 상의 복수의 구획 영역 각각의 개별의 기준 위치 (예를 들어 설계치) 에 대한 위치 편차량의 비선형 성분은 예를 들어 특정 기판 상의 복수의 마크의 검출 결과에 기초하여 얻어지는 특정 기판 상의 복수의 구획 영역의 위치 정보와 상술한 EGA 방식의 얼라인먼트에 의해 구한 특정 기판 상의 복수의 구획 영역의 위치 정보와의 차이에 기초하여 얻을 수 있다. 이것은 상술한 바와 같이 EGA 방식은 기판 (이 경우는 특정 기판) 상의 구획 영역의 배열 오차의 선형 성분을 보정한 위치 정보를 각 구획 영역의 위치 정보로서 산출하기 때문에 양자의 차이가 각 구획 영역의 배열 오차, 즉 각 구획 영역의 기준 위치 (설계치) 로부터의 위치 편차량의 비선형 성분임에 틀림없기 때문이다. 이 경우, 보정맵의 작성은 기판의 처리에관련된 조건마다 실시해도 노광과는 관계없이 미리 실시하기 때문에, 노광 때의 스루풋에 영향을 주지 않는다.
그리고, 노광에 앞서 기판에 관한 조건이 노광 조건의 하나로서 지정되면, 그 지정된 기판에 관한 조건에 대응하는 보정맵을 선택한다. 그리고, 기판 상의 복수의 특정 구획 영역 각각에 대응하여 형성된 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치 정보에 기초하여 통계 연산에 의해 각 구획 영역의 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 구하고, 상기 위치 정보와 상기 선택된 보정맵에 기초하여 기판을 이동시켜 각 구획 영역을 노광한다. 즉, 상기의 통계 연산에 의해 얻어지는 각 구획 영역의 개별의 기준 위치로부터의 위치 편차량의 선형 성분을 보정한 각 구획 영역의 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 선택한 보정맵에 포함되는 대응하는 보정 정보 (복수의 구획 영역 각각의 개별의 기준 위치에 대한 위치 편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정 정보) 를 사용하여 보정한 위치 정보를 목표 위치로 하여 기판이 이동되며, 기판 상의 각 구획 영역의 노광이 실시된다. 따라서, 기판 상의 각 구획 영역에 대하여 중합 오차가 거의 없는 고정밀도의 노광이 가능해진다.
따라서, 본 발명의 제 5 노광 방법에 따르면 스루풋을 극력 저하시키지 않고 중합 정밀도를 양호하게 유지한 노광을 실시하는 것이 가능해진다.
이 경우에서 상기 2 종류 이상의 조건이 기판이 경유한 적어도 2 종류의 프로세스에 관한 조건을 포함하는 경우에는 상기 보정맵의 작성 때에는 경유한 프로세스가 다른 복수 종류의 특정 기판의 각각에 관하여 상기 보정맵을 작성하고 상기선택 때에는 노광 대상의 기판에 대응하는 보정맵을 선택하게 할 수 있다. 여기에서 기판이 경유한 2 종류 이상의 프로세스에 관한 조건에는 레지스트 도포, 노광, 현상, 에칭 등의 공정의 흐름은 동일하지만, 1 개 이상의 공정에서의 처리 조건이 다른 경우도 포함된다.
본 발명의 제 5 노광 방법에서는 상기 2 종류 이상의 조건은 상기 노광 공정에서 상기 마크가 검출되는 상기 복수의 특정 구획 영역의 선택에 관한 2 종류 이상의 조건을 포함하는 경우에는 상기 맵의 작성 때에는 상기 특정 기판 상의 복수의 구획 영역의 각각에 관하여 각 구획 영역에 대응하여 형성되는 마크를 검출하여 얻어지는 개별의 기준 위치에 대한 위치 편차량을 각각 구하고, 상기 특정 구획 영역의 선택에 관한 조건마다 상기 특정 기판 상의 상기 조건에 대응하는 복수의 특정 구획 영역에 대응하는 마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치 정보를 사용하여 통계 연산에 의해 상기 각 구획 영역의 상기 위치 정보를 산출하고, 상기 위치 정보와 상기 각 구획 영역의 상기 위치 편차량에 기초하여 상기 각 구획 영역의 개별의 기준 위치에 대한 위치 편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정 정보로 이루어진 보정맵을 작성하고, 상기 선택 때에는 지정된 특정한 구획 영역의 선택 정보에 대응하는 보정맵을 선택하게 할 수 있다.
본 발명의 제 5 노광 방법에서는 특정 기판은 프로세스 기판이라도 물론 되지만 상기 특정 기판은 기준 기판이라고 해도 된다.
본 발명의 제 5 노광 방법에서는 상기 노광 때에는 상기 기판 상의 노광 대상의 구획 영역에 주변의 구획 영역으로 상기 보정맵에 그 보정 정보가 포함되어있지 않은 결함 영역이 포함되어 있는 경우에는 상기 보정맵 중의 상기 결함 영역에 인접하는 복수의 구획 영역의 보정 정보를 사용하여 가우스 분포를 가정한 가중 평균 연산에 의해 상기 결함 영역의 보정 정보를 산출하게 할 수 있다.
본 발명의 제 11 관점에서 보면, 기판 상의 복수의 구획 영역을 순차적으로 노광하여 각 구획 영역에 소정의 패턴을 형성하는 노광 방법으로, 기준 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 각 마크에 대응하는 마크 영역의 위치 정보를 계측하는 공정과 ; 상기 계측된 위치 정보를 사용하여 통계 연산에 의해 상기 각 마크 영역의 설계치에 대한 위치 편차량의 선형 성분이 보정된 계산상의 위치 정보를 산출하는 공정과 ; 상기 계측된 위치 정보와 상기 계산상의 위치정보에 기초하여 상기 각 마크 영역의 설계치에 대한 위치 편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정 정보를 포함하는 제 1 보정맵을 작성하는 공정과 ; 노광에 앞서 지정된 구획 영역의 배열에 관한 정보에 기초하여 상기 제 1 보정 맵을 상기 각 구획 영역의 개별의 기준 위치로부터의 위치 편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정 정보를 포함하는 제 2 보정맵으로 변환하는 공정과 ; 상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치 정보에 기초하여 통계 연산에 의해 상기 구획 영역 각각의 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 구하고, 상기 위치 정보와 상기 제 2 보정맵에 기초하여 상기 기판을 이동시켜 상기 각 구획 영역을 노광하는 노광 공정을 포함하는 제 6 노광 방법이 제공된다.
이에 따르면, 기준 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 각 마크에 대응하는 마크의 영역의 위치 정보를 계측하고, 이 계측된 위치 정보를 사용하여 통계 연산에 의해 각 마크 영역의 설계치에 대한 위치 편차량의 선형 성분이 보정된 설계상의 위치 정보를 산출한다. 여기에서, 통계 연산으로서는 상술한 EGA 방식에서 실시되고 있는 통계 처리와 동일한 연산을 사용할 수 있다. 이어서, 계측된 위치 정보와 설계상의 위치 정보에 기초하여 각 마크 영역의 설계치에 대한 위치 편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정 정보를 포함하는 제 1 보정맵을 작성한다. 이 경우, 제 1 보정맵의 작성은 노광과는 관계없이 미리 실시할 수 있기 때문에 노광 때의 스루풋에 영향을 주지 않는다.
그리고, 노광에 앞서, 구획 영역의 배열에 관한 정보가 노광 조건의 하나로서 지정되면, 그 지정된 정보에 기초하여 제 1 보정맵을 각 구획 영역의 개별의 기준 위치로부터의 위치 편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정 정보를 포함하는 제 2 보정맵으로 변환한다. 이어서, 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치 정보에 기초하여 통계 연산에 의해 구획 영역 각각의 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보와 제 2 보정맵에 기초하여 기판을 이동시켜 각 구획 영역을 노광한다. 즉, 상기의 실측 위치 정보에 기초하여 실시되는 통계 연산에 의해 얻어지는 각 구획 영역의 개별의 기준 위치로부터의 위치 편차량의 선형 성분을 보정한 각 구획 영역의 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 제 2 보정맵에 포함되는 대응하는 보정 정보 (각 구획 영역의 개별의 기준 위치로부터의 위치 편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정 정보) 를 사용하여 보정한 위치 정보를 목표 위치로 하여 기판이 이동되며, 기판 상의 각 구획 영역의 노광이 실시된다. 따라서, 기판 상의 각 구획 영역에 대하여 중합 오차가 거의 없는 고정밀도의 노광이 가능해진다.
따라서, 본 발명의 제 6 노광 방법에 따르면 스루풋을 극력 저하시키지 않고 중합 정밀도를 양호하게 유지한 노광을 실시하는 것이 가능해진다. 특히, 본 발명의 제 6 노광 방법에 따르면, 기준 기판 상의 마크의 검출 결과에 기초하여 얻어진 보정 정보에 의해 최종적으로 기판 상의 각 구획 영역의 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보가 보정되기 때문에, 예를 들어 동일한 디바이스 제조 라인에서 기준이 되는 모든 노광 장치를, 기준 기판을 기준으로 하여 중합 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 이 경우, 각 노광 장치에서의 기판 상의 구획 영역의 배열에 관한 정보 (쇼트 맵 데이터) 의 여하에 관계없이 복수의 노광 장치 사이의 중합 노광을 고정밀도로 실시하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 6 노광 방법에서는 상기 맵의 변환은 상기 각 구획 영역의 기준 위치마다 인접하는 복수의 마크 영역에 관한 보정 정보에 기초하여 가우스 분포를 가정한 가중 평균 연산에 의해 각 기준 위치의 보정 정보를 산출함으로써 실시하게 할 수도 있다. 또는, 상기 맵의 변환은 상기 기판 상의 부분 영역에 관하여 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 소정의 평가 함수를 사용하여 평가한 평가 결과에 기초하여 최적화된 단일의 보완 함수와 상기 각 마크 영역의 보완 정보에 기초하여 상기 각 구획 영역의 기준 위치마다 보완 연산을 실시함으로써 실현되게 할 수 있다.
본 발명의 제 12 관점에서 보면 투영상의 변형을 보정할 수 있는 노광장치를 1 개 이상 포함하는 복수의 노광 장치를 사용하여 복수장의 기판 상의 복수의 구획영역을 순차적으로 노광하여 각 기판 상의 각 구획 영역에 소정의 패턴을 각각 형성하는 노광 방법으로, 미리 측정한 상기 기판과 동일한 프로세스를 경유한 1 장 이상의 특정 기판에 관한 중합 오차 정보를 해석하는 해석 공정 ; 상기 해석 결과에 기초하여 상기 특정 기판 상의 각 구획 영역의 위치 편차량에 다른 평행 이동 성분을 포함하는 구획 영역 사이의 오차가 지배적인가의 여부를 판단하는 제 1 판단 공정 ; 상기 제 1 판단 공정에서 상기 구획 영역 사이의 오차가 지배적이라고 판단된 경우에 상기 구획 영역 사이의 오차가 비선형 성분을 포함하는가의 여부를 판단하는 제 2 판단 공정 ; 상기 제 2 판단 공정에서 상기 구획 영역 사이의 오차가 비선형 성분을 포함하지 않는다고 판단된 경우에 임의의 노광 장치를 사용하여, 상기 기판 상의 복수의 특정 구획 영역에 대응하는 마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치 정보를 사용하여 통계 연산에 의해 상기 기판 상의 각 구획 영역의 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 산출하고, 상기 위치 정보에 기초하여 기판을 이동시켜 상기 각 기판 상의 복수의 구획 영역을 순차적으로 노광하여 각 구획 영역에 상기의 패턴을 각각 형성하는 제 1 노광 공정과 ; 상기 제 2 판단 공정에서 상기 구획 영역 사이의 오차가 비선형 성분을 포함한다고 판단된 경우에 상기 구획 영역 사이의 오차를 보정한 상태에서 기판을 노광 가능한 노광 장치를 사용하여 상기 각 기판 상의 복수의 구획 영역을 순차적으로 노광하여 각 구획 영역에 상기 패턴을 각각 형성하는 제 2 노광 공정과 ; 상기 제 1 판단 공정에서 상기 구획 영역 사이의 오차가 지배적이 아니라고 판단된 경우에는 상기 투영상의 변형을 보정할 수 있는 노광장치의 1 개를 선택하고, 상기 선택한 노광 장치를 사용하여 상기 각기판 상의 복수의 구획 영역을 순차적으로 노광하여 각 구획 영역에 상기 패턴을 각각 형성하는 제 3 노광 공정을 포함하는 제 7 노광 방법이다.
이에 따르면, 미리 측정한 노광 대상의 기판과 동일한 프로세스를 경유한 1 장 이상의 특정 기판에 관한 중합 오차 정보를 해석하고, 그 해석 결과에 기초하여 특정 기판 상의 각 구획 영역의 위치 편차량에 다른 평행 이동 성분을 포함하는 구획 영역 사이의 오차가 지배적인가의 여부를 판단한다. 그리고, 이 판단의 결과, 구획 영역 사이의 오차가 지배적이라고 판단된 경우에는 추가로 구획 영역 사이의 오차가 비선형 성분을 포함하는가의 여부를 판단한다.
그리고, 판단의 결과 구획 영역 사이의 오차가 비선형 성분을 포함하지 않는다고 판단된 경우에는 임의의 노광 장치를 사용하여 기판 상의 복수의 특정 구획 영역에 대응하는 마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치 정보를 사용하여 통계 연산에 의해 상기 기판 상의 각 구획 영역의 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 산출하고, 상기 위치 정보에 기초하여 기판을 이동시켜 각 기판 상의 복수의 구획 영역을 순차적으로 노광하여 각 구획 영역에 패턴을 형성한다. 즉, 기판 상의 구획 영역 사이의 오차가 비선형 성분을 포함하지 않는 (선형 성분만을 포함하는) 경우에는 예를 들어 상술한 EGA 방식의 얼라인먼트와 동일한 통계 연산에 의해 구한 각 구획 영역의 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보에 기초하여 각 기판을 이동시켜 노광을 실시함으로써 중합 오차 (구획 영역의 위치 편차량의 선형 성분) 를 보정한 상태에서 고정밀도의 노광이 가능해진다.
한편, 상기 판단의 결과 상기 구획 영역 사이의 오차가 비선형 성분을 포함한다고 판단된 경우에는 구획 영역 사이의 오차 (선형 성분 뿐만 아니라 비선형 성분도) 를 보정한 상태에서 기판을 노광 가능한 노광 장치를 사용하여 각 기판 상의 복수의 구획 영역을 순차적으로 노광하여 각 구획 영역에 패턴을 형성한다. 이경우, 중합 오차를 보정한 상태에서 고정밀도의 노광이 가능해진다.
그 한편, 상술한 판단의 결과 구획 영역 사이의 오차가 지배적이지 않다고 판단된 경우에는 투영상의 변형을 보정할 수 있는 노광장치의 1 개를 선택하고, 상기 선택한 노광 장치를 사용하여 각 기판 상의 복수의 구획 영역을 순차적으로 노광하여 각 구획 영역에 패턴을 형성한다. 즉, 구획 영역 사이의 오차가 거의 없는 경우에는 모든 구획 영역에 위치 편차량 및 변형의 일측 이상이 일률적으로 발생하고 있기 때문에 투영상의 변형을 보정할 수 있는 노광장치를 사용함으로써, 만일 각 구획 영역에 비선형의 변형이 발생하고 있는 경우라도 중합 오차를 보정한 상태에서 고정밀도의 노광이 가능해진다.
이상에서, 본 발명의 제 7 노광 방법에 따르면 노광 대상의 기판의 부분적인 변형 등에 영향을 받지 않고, 복수장의 기판에 대하여 고정밀도의 노광을 실시하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 7 노광 방법에서는 상기 제 2 판단 공정에서 상기 구획 영역 사이의 오차가 비선형 성분을 포함한다고 판단된 경우에 상기 구획 영역 사이의 오차를 보정한 상태에서 기판을 노광 가능한 임의의 1 개의 노광 장치를 선택하여 노광을 지시하는 선택 공정과 ; 상기 노광이 지시된 노광 장치에 의한 노광 대상의 기판이 속하는 로트를 포함하는 복수의 로트에서의 중합 오차의 대소를 판단하는제 3 판단 공정을 추가로 포함하며,
상기 제 2 노광 공정에서는 상기 각 기판 상의 복수의 구획 영역을 순차적으로 노광하여 각 구획 영역에 상기 패턴을 각각 형성할 때에 상기 제 3 공정에서의 판단의 결과, 로트 사이의 중합 오차가 크다고 판단된 경우에 상기 노광 장치가 그 로트의 선두로부터 소정 장수의 기판에 관해서는 상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치 정보를 사용하여 통계 연산에 의해 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 산출함과 동시에 상기 실측 위치 정보와 소정의 함수를 사용하여 상기 각 구획 영역의 소정의 기준 위치와의 위치 편차량의 비선형 성분을 산출하고, 상기 산출된 위치 정보 및 상기 비선형 성분에 기초하여 상기 기판을 이동시키고, 남은 기판에 관해서는 상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치 정보를 사용하여 통계 연산에 의해 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 산출하고, 상기 위치 정보와 상기 산출된 비선형 성분에 기초하여 상기 기판을 이동시키고 상기 제 3 판단 공정에서의 판단의 결과, 로트 사이의 중합 오차가 크지 않다고 판단된 경우에는 로트 내의 각 기판에 관하여 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치 정보를 사용하여 통계 연산에 의해 소정점과의 위치 맞춤에 사용되는 위치 정보를 산출함과 동시에 상기 위치 정보와 미리 작성한 기판 상의 복수의 구획 영역 각각의 개별의 기준 위치에 대한 위치 편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정 정보로 이루어진 보정맵에 기초하여 상기 기판을 이동하게 할 수 있다.
본 발명의 제 13 관점에서 보면, 복수장의 기판을 노광하여 각 기판 상의 복수의 구획 영역에 소정의 패턴을 각각 형성하는 노광 장치로서, 노광 대상의 기판이 속하는 로트를 포함하는 복수의 로트에서의 중합 오차의 대소를 판단하는 판단 장치와 ; 상기 판단 장치에 의해, 로트 사이의 중합 오차가 크다고 판단된 경우에 그 로트의 선두로부터 소정 장수의 기판을 노광할 때에는 상기 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻은 실측위치정보를 사용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 산출함과 동시에, 상기 실측위치정보와 소정의 함수를 사용하여 상기 각 구획영역의 소정 기준위치와의 위치편차량의 비선형성분을 산출하고, 상기 산출된 위치정보 및 상기 비선형성분에 기초하여 상기 기판을 이동함과 동시에, 상기 로트내의 나머지 기판을 노광할 때에는 상기 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻은 실측위치정보를 사용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 산출하고, 이 위치정보와 상기 산출된 비선형성분에 기초하여 상기 기판을 이동하는 제 1 제어장치와, 상기 판단장치에 의해 로트간의 중합오차가 크지 않다고 판단된 경우에는, 로트내의 각 기판을 노광할 때에 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻은 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의하여 소정점과의 위치정합에 사용되는 위치정보를 산출함과 동시에, 이 위치정보와 미리 작성한 기판상의 복수의 구획영역 각각의 개별의 기준위치에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어지는 보정맵에 기초하여 상기 기판을 이동하는 제 2 제어장치를 갖춘 노광장치가 제공돤다.
이것에 의하면, 기판의 노광에 앞서, 판단장치에 의해 노광대상의 기판이 속하는 로트를 포함하는 복수의 로트에서의 중합오차의 대소가 판단된다. 그리고, 판단장치에 의해 로트간의 중합오차가 크다고 판단된 경우에는, 제 1 제어장치가 그 로트의 선두에서 소정 장수의 기판을 노광할 때에는 상기 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻은 실측위치정보를 사용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 산출함과 동시에, 상기 실측위치정보와 소정의 함수를 사용하여 상기 각 구획영역의 소정 기준위치와의 위치편차량의 비선형성분을 산출하고, 상기 산출된 위치정보 및 상기 비선형성분에 기초하여 상기 기판을 이동함과 동시에, 상기 로트내의 나머지 기판을 노광할 때에는 상기 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻은 실측위치정보를 사용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 산출하고, 이 위치정보와 상기 산출된 비선형성분에 기초하여 상기 기판을 이동한다. 이 때문에, 로트마다 변동하는 각 구획영역의 위치편차량을 보정하여 중합정밀도가 양호한 노광을 실현할 수 있다. 또한, 로트내의 로트선두에서 소정 장수보다 뒤의 기판에 대해서는, 복수의 마크를 검출하여 얻은 실측위치정보를 사용한 통계연산을 실시하고, 이 연산결과와 로트 선두에서 소정 장수에 대하여 얻은 위치편차량의 비선형성분에 기초하여 기판을 목표위치로 이동할 수 있기 때문에 높은 스루풋의 노광이 가능하다.
한편 상기 판단장치에 의해, 로트간의 중합오차가 크지 않다고 판단된 경우에는, 제 2 제어장치가 로트내의 각 기판을 노광할 때에 기판상의 복수의 마크를 검출하여 얻은 실측위치정보를 사용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 산출함과 동시에, 이 위치정보와 미리 작성한 기판상의 복수의 구획영역 각각의 개별의 기준위치에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기위한 보정정보로 이루어지는 보정맵에 기초하여 상기 기판을 이동한다. 이 때문에, 프로세스마다 변동하는 각 구획영역의 위치편차량을 보정하여 중합정밀도가 양호한 노광을 실현할 수 있다. 또한, 각 구획영역의 위치편차량의 비선형성분의 보정은 미리 작성한 보정맵에 기초하여 실시하기 때문에, 높은 스루풋의 노광이 가능하다.
따라서, 본 발명의 노광장치에 의하면, 로트마다 변동하는 중합오차 및 프로세스마다 변동하는 중합오차 모두를 고정밀도로 보정하여 높은 스루풋으로 고정밀도의 노광을 실현할 수 있다.
본 발명의 제 14 관점에서 보면, 기판상의 복수의 구획영역을 각각 노광하여 각 구획영역에 패턴을 형성하는 노광방법으로서, 상기 기판을 노광하는 노광장치의 중합오차정보에 기초하여, 상기 기판상에서 구획영역간의 오차가 지배적일 때는 제 1 얼라인먼트 모드를 선택하고, 또 상기 구획영역간의 오차가 지배적이지 않을 때는 상기 제 1 얼라인먼트 모드와 다른 제 2 얼라인먼트 모드를 선택하는 공정과, 상기 선택된 얼라인먼트 모드에 기초하여 상기 기판상의 복수의 마크를 각각 검출하여 얻은 위치정보로부터 상기 각 구획영역의 위치정보를 결정하는 공정을 포함하는 제 8 노광방법이 제공된다.
또한, 리소그래피 공정에 있어서, 본 발명의 제 1 ∼ 제 8 의 노광방법 중 어느하나를 사용하여 노광을 실시함으로써 중합정밀도를 고정밀도로 유지하고, 또 높은 스루풋으로 노광이 실시된다. 이 결과, 보다 미세한 회로패턴을 높은 중합정밀도로 기판상에 형성할 수 있게 되어, 고집적도의 마이크로 디바이스의 생산성 (제조수율도 포함) 을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 관점으로부터는, 본 발명의 제 1 ∼ 제 8 의 노광방법을 각각 사용하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
도 1 은 본 발명의 노광방법을 실시하기 위한 제 1 실시형태에 관한 리소그래피 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도.
도 2 는 도 1 의 노광장치 (1001) 의 개략구성을 나타내는 도.
도 3 은 제 1 실시형태에 있어서, 기준웨이퍼를 사용하여 보정맵으로 이루어지는 데이터베이스를 작성할 때의 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어 알고리즘을 개략적으로 나타내는 플로우챠트.
도 4 는 리소그래피 시스템에 의한 웨이퍼의 노광처리에 관한 전체적인 알고리즘을 개략적으로 나타내는 플로우챠트.
도 5 는 도 4 의 서브루틴 (268) 에 있어서, 동일 로트내의 복수장의 웨이퍼 (W) 에 대하여 제 2 층째 (세컨드 레이어) 이후 층의 노광처리를 실시하는 경우의 노광장치 (1001) 의 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어 알고리즘을 나타내는 플로우챠트.
도 6 은 도 5 의 서브루틴 (301) 의 처리의 일례를 나타내는 플로우챠트.
도 7 은 식 (8) 의 평가함수의 의미내용을 설명하기 위한 웨이퍼 (W) 의 평면도.
도 8 은 도 7 에 나타내는 웨이퍼에 대응하는 구체적인 평가함수 (W1(s)) 의 일례를 나타내는 선도(線圖).
도 9 는 도 4 의 서브루틴 (270) 에 있어서, 동일 로트내의 복수장의 웨이퍼 (W) 에 대하여 제 2 층째 (세컨드 레이어) 이후 층의 노광처리를 실시하는 경우의 노광장치 (1001) 의 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어 알고리즘을 나타내는 플로우챠트.
도 10 은 결함(누락)쇼트영역에서의 비선형 변형을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도.
도 11 은 가중 (W(ri)) 의 분포로서 가정된 가우스분포의 일례를 나타내는 선도.
도 12 는 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 보정맵의 작성시의 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어 알고리즘을 간략화하여 나타내는 플로우챠트.
도 13 은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 서브루틴 (270) 에서의, 동일 로트내의 복수장의 웨이퍼 (W) 에 대하여 제 2 층째 (세컨드 레이어) 이후 층의 노광처리를 실시하는 경우의 노광장치 (1001) 의 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어 알고리즘을 나타내는 플로우챠트.
도 14 는 기준웨이퍼 (WF1) 를 나타내는 평면도.
도 15 는 도 14 의 원 (F) 내 확대도.
도 16 은 본 발명의 제 3 실시형태에 있어서, 서브루틴 (268) 에서의, 동일 로트내의 복수장의 웨이퍼 (W) 에 대하여 제 2 층째 (세컨드 레이어) 이후 층의 노광처리를 실시하는 경우의 노광장치 (1001) 의 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어 알고리즘을 나타내는 플로우챠트.
도 17 은 본 발명에 관한 디바이스 제조방법의 일실시형태를 설명하기 위한 플로우챠트.
도 18 은 도 17 의 스텝 (504) 의 상세한 처리의 일례를 나타내는 플로우챠트.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
W : 웨이퍼 R : 웨이퍼
IL : 조명광 PL : 투영광학계
RST : 레티클 스테이지 WST : 웨이퍼 스테이지
10 : 조명계 13 : 굴절광학소자
15, 17 : 이동경 18 : 웨이퍼 레이저간섭계
19 : 스테이지 제어계 20 : 주제어계
22 : 레티클 얼라인먼트계 24 : 웨이퍼 스테이지구동부
25 : 웨이퍼 홀더 48 : 결상특성 보정 콘트롤러
100N: 노광장치 110 : 리소그래피 시스템
120 : 중합측정기 130 : 집중정보 서버
140 : 터미널 서버 150 : 호스트 컴퓨터
160 : LAN
〈제 1 실시형태〉
도 1 에는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 리소그래피 시스템 (110) 의 전체구성이 개략적으로 나타나 있다.
이 리소그래피 시스템 (110) 은, N 대의 노광장치 (1001, 1002, …, 100N), 중합측정기 (120), 집중정보서버 (130), 터미널서버 (140) 및 호스트컴퓨터 (150) 등을 갖추고 있다. 노광장치 (1001∼ 100N), 중합측정기 (120), 집중정보서버 (130) 및 터미널서버 (140) 는 로컬에이리어 네트워크 (LAN: 160) 를 통하여 상호 접속되어 있다. 또한, 호스트컴퓨터 (150) 는 터미널서버 (140) 를 통하여 LAN (160) 에 접속되어 있다. 즉, 하드웨어 구성상에서는 노광장치 (100i) (i=1 ∼ N), 중합측정기 (120), 집중정보서버 (130), 터미널서버 (140) 및 호스트컴퓨터 (150) 의 상호간의 통신경로가 확보되어 있다.
각각의 노광장치 (1001∼ 100N) 는 스텝·앤·리피트 방식의 투영노광장치 (소위 「스텝퍼」) 일 수도 있고, 스텝·앤·스캔 방식의 투영노광장치 (소위 「주사형 노광장치」) 일 수도 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 노광장치 (1001∼100N) 전부를 투영이미지의 변형조정능력을 갖는 주사형 노광장치로 한다. 특히, 노광장치 (1001) 는 쇼트영역간의 비선형오차의 보정기능 (이하, 「그리드 보정기능」이라고도 함) 을 갖는 주사형 노광장치로 한다. 노광장치 (1001∼ 100N) 의 구성등에 대해서는 후술한다.
상기 중합측정기 (120) 는, 예컨대 연속적으로 처리되는 다수의 로트 (1 로트는 예컨대 25 장) 의 웨이퍼에 대하여, 각 로트의 선두의 여러장의 웨이퍼, 또는 파일롯웨이퍼 (테스트웨이퍼) 에 대해서 중합오차측정을 실행한다.
즉, 상기 파일롯웨이퍼 등은, 프로세스에 따라 소정의 노광장치에 의해 노광이 실시되어, 이미 1 층 이상의 패턴이 형성된 상태에서 다음 층 (레이어) 이후에서 사용될 가능성이 있는 노광장치, 예컨대 각 노광장치 (100i) 에 투입되고, 이들 노광장치에 의해 실제적으로 레티클의 패턴 (이 패턴에는 적어도 레지스트레이션 계측마크 (중합오차 계측마크) 가 포함된다) 이 전사되고 그 후에 현상 등의 처리가 실시되어, 중합측정기 (120) 에 투입된다. 그리고, 이 중합측정기 (120) 는, 투입된 웨이퍼 상에 다른 층의 노광시에 형성된 레지스트레이션 계측마크 이미지 (예컨대 레지스트 이미지) 끼리의 중합오차 (상대위치오차) 를 계측하고, 또 소정의 연산을 실시하여 중합오차정보 (다음 층 (레이어) 이후에서 사용될 가능성이 있는 노광장치의 중합오차정보) 를 산출한다. 즉, 중합측정기 (120) 는, 상기와 같이 하여 각 파일롯웨이퍼의 중합오차정보를 측정한다.
중합측정기 (120) 의 제어계 (도시생략) 는 LAN (160) 을 통하여, 집중정보서버 (130) 와의 사이에서 통신을 실시하여, 후술하는 데이터의 수수를 실시한다. 또한, 이 중합측정기 (120) 는, LAN (160) 및 터미널서버 (140) 를 통하여 호스트컴퓨터 (150) 와의 사이에서 통신을 실시한다. 또한, 중합측정기 (120) 는 LAN (160) 을 통하여 노광장치 (1001∼ 100N) 와의 사이에서 통신을 실시하는 것도 가능하다.
상기 집중정보서버 (130) 는, 대용량 기억장치와 프로세서로 구성된다. 대용량 기억장치에는 웨이퍼 (W) 의 로트에 관한 노광이력 데이터를 기억하고 있다. 노광이력 데이터에는, 중합측정기 (120) 에서 사전에 계측된 각 로트의 웨이퍼에 대응하는 파일롯웨이퍼 등에 대하여 계측된 각 노광장치 (100i) 의 중합오차정보 (이하, 「로트의 웨이퍼의 중합오차정보」라고 부름) 외에, 각 층의 노광시에서의 각 노광장치 (100i) 의 결상특성의 조정 (보정) 파라미터 등이 포함되어 있다.
본 실시형태에서는, 각 로트의 웨이퍼에 대하여 특정 층간의 노광시에서의 중합오차 데이터는, 전술한 바와 같이 중합측정기 (120) 에 의해 파일롯웨이퍼 (테스트웨이퍼) 또는 각 로트의 선두의 여러장의 웨이퍼에 대하여 계측된 중합오차정보에 기초하여, 중합측정기 (120) 의 제어계 (또는 기타 컴퓨터) 에 의해 산출되고, 집중정보서버 (130) 의 대용량 기억장치에 저장된다.
상기 터미널서버 (140) 는, LAN (160) 에서의 통신 프로토콜과 호스트컴퓨터 (150) 의 통신 프로토콜과의 상이를 흡수하기 위한 게이트웨이 프로세서로서 구성된다. 이 터미널서버 (140) 의 기능에 의해, 호스트컴퓨터 (150) 와 LAN (160)에 접속된 각 노광장치 (1001∼ 100N) 및 중합측정기 (120) 와의 사이의 통신이 가능해진다.
상기 호스트컴퓨터 (150) 는 대형 컴퓨터로 구성되고, 본 실시형태에서는 적어도 리소그래피 공정을 포함하는 웨이퍼 처리공정의 통괄제어를 실시하고 있다.
도 2 에는, 그리드 보정기능을 갖는 주사형 노광장치인 노광장치 (100i) 의 개략 구성이 나타나 있다. 그리드 보정기능이란, 웨이퍼상에 이미 형성된 복수의 쇼트영역 상호간의 위치오차에 평행이동성분이면서 또 비선형의 오차성분이 포함되어 있는 경우에 이를 보정하는 기능을 의미한다.
노광장치 (100i) 는 조명계 (10), 마스크로서의 레티클 (R) 을 지지하는 레티클스테이지 (RST), 투영광학계 (PL), 기판으로서의 웨이퍼 (W) 가 탑재되는 웨이퍼스테이지 (WST) 및 장치 전체를 통괄제어하는 주제어계 (20) 등을 갖추고 있다.
상기 조명계 (10) 는, 예컨대 일본 공개특허공보 평 10-112433 호, 동 6-349701 호 및 이에 대응하는 미국특허 제 5,534,970 호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 광원, 옵티컬 인테그레이터로서의 플라이아이렌즈 또는 로드 인테그레이터 (면내 반사형 인테그레이터) 등을 포함하는 조도균일화 광학계, 릴레이렌즈, 가변 ND 필터, 레티클블라인드 및 다이크로익 미러 등 (모두 도시생략) 을 포함하여 구성되어 있다. 상기 미국특허에서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
이 조명계 (10) 에서는 회로패턴 등이 그려진 레티클 (R) 상의 레티클블라인드로 규정된 슬릿형의 조명영역부분을 조명광 (IL) 에 의해 거의 균일한 조도로 조명한다. 여기서, 조명광 (IL) 으로는, KrF 엑시머레이저광 (파장 248 nm) 등의 원자외광, ArF 엑시머레이저광 (파장 193 nm), 또는 F2레이저광 (파장 157 nm) 등의 진공자외광 등이 사용된다. 조명광 (IL) 으로 초고압 수은램프로부터의 자외역의 휘선 (g 선, i 선 등) 을 사용할 수도 있다.
상기 레티클스테이지 (RST) 상에는, 레티클 (R) 이 예컨대 진공흡착에 의해 고정되어 있다. 레티클스테이지 (RST) 는, 예컨대 자기부상형의 2 차원 리니어 액튜에이터로 이루어지는 도시하지 않는 레티클스테이지 구동부에 의해, 레티클 (R) 의 위치결정을 위해서 조명계 (10) 의 광축 (후술하는 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 일치) 에 수직인 XY 평면내에서 미소 구동이 가능함과 동시에, 소정 주사방향 (여기서는 Y 축방향으로 한다) 으로 지정된 주사속도로 구동이 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 상기 자기부상형 2 차원 리니어액튜에이터로서, X 구동용 코일, Y 구동용 코일 외에 Z 구동용 코일을 포함하는 것을 사용하기 때문에, 레티클스테이지 (RST) 를 Z 방향으로도 미소 구동이 가능한 구성으로 되어 있다.
레티클스테이지 (RST) 의 스테이지 이동면내의 위치는, 레티클레이저 간섭계 (이하, 「레티클 간섭계」라고 함) (16) 에 의해 이동경 (15) 을 통하여 예컨대, 0.5 내지 1 ㎚ 정도의 분해능으로 항시 검출된다. 레티클간섭계 (16) 로부터의 레티클스테이지 (RST) 의 위치정보는 스테이지제어계 (19) 및 이것을 통해 주제어계 (20) 에 공급된다. 스테이지제어계 (19) 에서는 주제어계 (20) 로부터의지시에 따라 레티클스테이지 (RST) 의 위치정보에 기초하여 레티클스테이지구동부 (도시 생략) 를 통해 레티클스테이지 (RST) 를 구동제어한다.
레티클 (R) 상방에는 1쌍의 레티클얼라인먼트계 (22 : 단, 지면 안쪽의 레티클얼라인먼트계는 도시되지 않음) 가 배치되어 있다. 이 1쌍의 레티클얼라인먼트계 (22) 는 여기에서는 도시가 생략되어 있으나 조명광 (IL) 과 동일한 파장의 조명광으로 검출대상의 마크를 조명하기 위한 낙사조명계와, 그 검출대상의 마크의 이미지를 촬상하기 위한 얼라인먼트현미경을 각각 포함하며 구성되어 있다. 얼라인먼트현미경은 결상광학계와 촬상소자를 포함하고 있으며, 얼라인먼트현미경에 의한 촬상결과는 주제어계 (20) 에 공급되고 있다. 이 경우 레티클 (R) 로부터의 검출광을 레티클얼라인먼트계 (22) 로 유도하기 위한 도시되지 않은 편향미러가 이동 자유롭게 배치되어 있으며, 노광시퀀스가 개시되면 주제어계 (20) 로부터의 지령에 따라 도시되지 않은 구동장치에 의해 편향미러는 각각 레티클얼라인먼트계 (22) 와 일체적으로 조명광 (IL) 의 광로 밖으로 퇴피된다.
상기 투영광학계 (PL) 는 레티클스테이지 (RST) 의 도 1 에서의 하방에 배치되고, 그 광축 (AX) 의 방향이 Z방향으로 되어 있다. 투영광학계 (PL) 로는 예컨대 양측 텔레센트릭한 축소계가 사용되고 있다. 이 투영광학계 (PL) 의 투영배율은 예컨대 1/4, 1/5 또는 1/6 등이다. 그래서, 조명계 (10) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 레티클 (R) 의 조명영역이 조명되면, 이 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해 투영광학계 (PL) 를 통해 그 조명영역 내의 레티클 (R) 의 회로패턴의 축소이미지 (부분 도립 이미지) 가 표면에 레지스트 (감광제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상에 형성된다.
투영광학계 (PL) 로는 도 1 에 나타낸 바와 같이 복수장, 예컨대 10 ∼ 20 장 정도의 굴절광학소자 (렌즈소자 : 13) 만으로 이루어진 굴절계가 사용되고 있다. 이 투영광학계 (PL) 를 구성하는 복수장의 렌즈소자 (13) 중 물체면측 (레티클 (R)측) 의 복수장 렌즈소자는 도시되지 않은 구동소자, 예컨대 피에조소자 등에 따라 Z축 방향 (투영광학계 (PL) 의 광축방향) 으로 시프트 구동 및, XY 면에 대한 경사방향 (즉, X축 둘레의 회전방향 및 Y축 둘레의 회전방향) 으로 구동 가능한 가동렌즈로 되어 있다. 그리고, 결상특성보정컨트롤러 (48) 가 주제어계 (20) 로부터의 지시에 기초하여 각 구동소자에 대한 인가전압을 독립적으로 조정함으로써 각 구동렌즈가 개별로 구동되어 투영광학계 (PL) 의 여러 결상특성 (배율, 디스토션, 비점 (非點) 수차, 코마수차, 이미지면 만곡 등) 이 조정되도록 되어 있다. 또한, 결상특성보정컨트롤러 (48) 는 광원을 제어하면서 조명광 (IL) 의 중심파장을 시프트시킬 수 있으며 가동렌즈의 이동과 마찬가지로 중심파장의 시프트로 결상특성을 조정할 수 있게 되어 있다.
상기 웨이퍼스테이지 (WST) 는 투영광학계 (PL) 의 도 1 에서의 하방에서 도시되지 않은 베이스 상에 배치되고, 이 웨이퍼스테이지 (WST) 상에는 웨이퍼홀더 (25) 가 탑재되어 있다. 이 웨이퍼홀더 (25) 상에 웨이퍼 (W) 가 예컨대 진공흡착 등에 의해 고정되어 있다. 웨이퍼홀더 (25) 는 도시되지 않은 구동부에 의해 투영광학계 (PL) 의 광축에 직교하는 면에 대하여 임의 방향으로 경사 가능하고, 또한 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 방향 (Z축 방향) 으로도 미동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 이 웨이퍼홀더 (25) 는 광축 (AX) 둘레의 미소 회전동작도 가능해진다.
웨이퍼스테이지 (WST) 는 주사방향 (Y축 방향) 이동뿐아니라 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트영역을 상기 조명영역과 공액인 노광영역에 위치시킬 수 있도록 주사방향에 직교하는 비주사방향 (X축 방향) 으로도 이동 가능하게 구성되어 있으며, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역을 주사 (스캔) 노광하는 동작과, 다음 쇼트영역의 노광을 위한 가속개시위치까지 이동하는 동작을 반복하는 스텝 앤드 스캔 동작을 한다. 이 웨이퍼스테이지 (WST) 는 예컨대 리니어모터 등을 포함한 웨이퍼스테이지구동부 (24) 에 의해 XY 2차원 방향으로 구동된다.
웨이퍼스테이지 (WST) 의 XY 평면 내에서의 위치는 그 상면에 설치된 이동경 (17) 을 통해 웨이퍼레이저간섭계시스템 (18) 에 의해 예컨대 0.5 ∼ 1㎚ 정도의 분해능으로 항시 검출되고 있다. 여기에서 실제로는 웨이퍼스테이지 (WST) 상에는 주사방향 (Y 방향) 에 직교하는 반사면을 갖는 Y 이동경과 비주사방향 (X축 방향) 에 직교하는 반사면을 갖는 X 이동경이 설치되어 있고, 이것에 대응하여 웨이퍼레이저간섭계 (18) 도 Y 이동경에 수직으로 간섭계 빔을 조사하는 Y 간섭계와 X 이동경에 수직으로 간섭계 빔을 조사하는 X 간섭계가 설치되어 있으나, 도 1 에서는 이들이 대표적으로 이동경 (17), 웨이퍼레이저간섭계시스템 (18) 으로 나타낸 것이다. 즉, 본 실시형태에서는 웨이퍼스테이지 (WST) 의 이동위치를 규정하는 정지좌표계 (직교좌표계) 가 웨이퍼레이저간섭계 (18) 의 Y 간섭계 및 X 간섭계의 측장축에 의해 규정되어 있다. 이하에서는 이 정지좌표계를 「스테이지좌표계」라고도 한다. 또한, 웨이퍼스테이지 (WST) 의 단면 (端面) 을 경면 가공하여 상술한 간섭계 빔의 반사면을 형성해도 된다.
웨이퍼스테이지 (WST) 의 스테이지좌표계 상에서의 위치정보 (또는 속도정보) 는 스테이지제어계 (19) 및 이것을 통해 주제어계 (20) 에 공급된다. 스테이지제어계 (19) 에서는 주제어계 (20) 의 지시에 따라 웨이퍼스테이지 (WST) 의 상기 위치정보 (또는 속도정보) 에 기초하여 웨이퍼스테이지구동부 (24) 를 통해 웨이퍼스테이지 (WST) 를 제어한다.
또한, 웨이퍼스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 (W) 근방에는 기준마크판 (FM) 이 고정되어 있다. 이 기준마크판 (FM) 표면은 웨이퍼 (W) 표면과 동일한 높이로 설정되어 있으며, 이 표면에는 후술하는 얼라인먼트계의 이른바 베이스라인계측용 기준마크 및 레티클얼라인먼트용 기준마크, 기타 기준마크가 형성되어 있다.
투영광학계 (PL) 의 측면에는 오프액시스방식의 얼라인먼트계 (AS) 가 설치되어 있다. 이 얼라인먼트계 (AS) 로는 여기에서는 예컨대 일본 공개특허공보 평2-54103 호 및 이것에 대응하는 미국 특허 제 4,962,318 호 등에 개시되어 있는 (Field Image Alignment(FIA) 계) 의 얼라인먼트센서가 사용되고 있다. 상기 미국 특허의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.
이 얼라인먼트계 (AS) 는 소정의 파장폭을 갖는 조명광 (예컨대 백색광) 을 웨이퍼에 조사하고, 웨이퍼상의 얼라인먼트마크의 이미지와 웨이퍼와 공액인 면 내에 배치된 지표판 상의 지표마크의 이미지를 대물렌즈 등으로 촬상소자 (CCD 카메라 등) 의 수광면 상에 결상하여 검출하는 것이다. 얼라인먼트계 (AS) 는 얼라인먼트마크 (및 기준마크판 (FM) 상의 기준마크) 의 촬상결과를 주제어계 (20) 쪽으로 출력한다.
노광장치 (1001) 에는 추가로 투영광학계 (PL) 의 최량(最良) 결상면쪽으로 복수의 슬릿이미지를 형성하기 위한 결상광속을 광축 (AX) 방향에 대하여 경사방향에서 공급하는 도시되지 않은 조사광학계와 그 결상광속의 웨이퍼 (W) 표면에서의 각 반사광속을 각각 슬릿을 통해 수광하는 도시되지 않은 수광광학계로 이루어진 경사입사방식의 다점 포커스 검출계가 투영광학계 (PL) 를 지지하는 지지부 (도시 생략) 에 고정되어 있다. 이 다점 포커스 검출계로는 예컨대 일본 공개특허공보 평5-190423 호, 일본 공개특허공보 평6-283403 호 및 이것에 대응하는 미국 특허 제 5,448,332 호 등에 개시된 것과 동일한 구성의 것이 사용되고, 스테이지제어계 (19) 는 이 다점 포커스 검출계로부터의 웨이퍼위치정보에 기초하여 웨이퍼홀더 (25) 를 Z축 방향 및 경사방향으로 구동한다. 상기 미국 특허의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.
주제어계 (20) 는 마이크로컴퓨터 또는 워크스테이션을 포함하며 구성되어 장치의 구성 각부를 총괄하면서 제어한다. 주제어계 (20) 는 상술한 LAN160 에 접속되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 주제어계 (20) 를 구성하는 하드디스크 등의 기억장치 또는 RAM 등의 메모리에는 미리 작성한 복수 종류의 보정 맵이 데이터베이스로서 저장되어 있다.
기타 노광장치 (1002∼100N) 도 주제어계의 알고리즘 일부가 다른 점을 제외하고 노광장치 (1001) 와 동일하게 구성되어 있다.
여기에서 상기 보정 맵의 작성 순서에 대해서 간단히 설명한다. 이 보정 맵의 작성 순서는 크게는 A. 특정기판으로서의 기준웨이퍼의 제작, B.기준웨이퍼 상의 마크 계측 및 마크 계측결과에 기초한 데이터베이스의 작성 순서로 실시된다.
A. 기준웨이퍼의 제작
기준웨이퍼는 대략 다음 순서로 제작된다.
먼저, 실리콘기판 (웨이퍼) 의 거의 전면에 이산화실리콘 (또는 질화실리콘 또는 폴리실리콘 등) 의 박막을 형성하고, 이어서 이 이산화실리콘막 전면에 도시되지 않은 레지스트 도포장치 (코터) 를 사용하여 감광제 (레지스트) 를 도포한다. 그리고, 이 레지스트 도포 후의 기판을 기준이 되는 노광장치 (예컨대 동일한 디바이스 제조 라인에서 사용되는 가장 신뢰성이 높은 스캐닝 스테퍼) 의 웨이퍼홀더 상에 로딩함과 동시에 도시되지 않은 기준웨이퍼용 레티클 (기준마크패턴을 확대한 패턴이 형성된 특수한 레티클) 을 레티클스테이지 상에 로딩하여 그 기준웨이퍼용 레티클의 패턴을 실리콘 기판상에 스텝 앤드 스캔 방식으로 축소 전사한다.
그럼으로써 실리콘기판 상의 복수의 쇼트영역 (사용이 예정되는 노광장치에 로딩되는 실제 웨이퍼와 동일수의 쇼트영역인 것이 바람직하다) 에 기준마크패턴 (실제 웨이퍼의 얼라인먼트에 사용되는 웨이퍼얼라인먼트마크 (서치얼라인먼트마크, 파인얼라인먼트마크 등)) 의 이미지가 전사 형성된다.
이어서, 이 노광이 종료된 실리콘기판을 웨이퍼홀더에서 언로딩하고 도시되지 않은 현상장치 (디벨로퍼) 를 사용하여 현상한다. 그럼으로써, 실리콘기판표면에 기준마크패턴의 레지스트이미지가 형성된다.
그리고, 그 현상처리가 종료된 실리콘기판에 도시되지 않은 에칭장치를 사용하여 기판표면이 노출될 때까지 에칭처리를 한다. 이어서, 이 에칭처리가 종료된 실리콘기판 표면에 잔존하는 레지스트를 예컨대 플라스마애싱장치 등을 사용하여 제거한다.
그럼으로써 실리콘기판 상의 이산화실리콘막에 오목부로서 실제 웨이퍼와 동일한 배치의 복수의 쇼트영역 각각에 대응하여 기준마크 (웨이퍼얼라인먼트마크) 가 형성된 기준웨이퍼가 제작된다.
또한, 기준웨이퍼로는 상기와 같이 이산화실리콘막에 패터닝으로 마크를 형성하는 것에 한정되지 않고, 실리콘기판에 오목부로서 마크를 형성한 기준웨이퍼를 사용해도 된다. 이러한 기준웨이퍼는 다음과 같이 해서 제작할 수 있다.
먼저, 실리콘기판의 거의 전면에 도시되지 않은 레지스트 도포장치 (코터) 를 사용하여 감광제 (레지스트) 를 도포한다. 그리고, 이 레지스트 도포 후의 실리콘기판을 상술한 바와 같이 기준이 되는 노광장치의 웨이퍼홀더 상에 로딩하여 스텝 앤드 스캔방식으로 기준웨이퍼용 레티클의 패턴을 전사한다.
이어서, 이 노광이 종료된 실리콘기판을 웨이퍼홀더에서 언로딩하고 도시되지 않은 현상장치 (디벨로퍼) 를 사용하여 현상한다. 그럼으로써, 실리콘기판 표면에 기준마크패턴의 레지스트이미지가 형성된다. 그리고, 이 현상처리가 종료된 실리콘기판에 도시되지 않은 에칭장치를 사용하여 실리콘기판이 약간 파질때까지 에칭처리를 한다. 이어서, 이 에칭처리가 종료된 기판 표면에 잔존하는레지스트를 예컨대 플라스마애싱장치 등을 사용하여 제거한다.
그럼으로써 실리콘기판 표면에 오목부로서 실제 웨이퍼와 동일한 배치의 복수의 쇼트영역 각각에 대응하여 기준마크 (웨이퍼얼라인먼트마크) 가 형성된 기준마크가 제작된다.
기준웨이퍼는 동일한 디바이스 제조라인에서 사용되는 복수의 노광장치의 정밀도 관리용으로서 사용되기 때문에, 그 제조라인에서 사용되는 복수의 노광장치가 여러 쇼트맵데이터 (웨이퍼 상의 각 쇼트영역의 사이즈 및 배열의 데이터) 를 사용할 가능성이 있는 경우에는 이들 쇼트맵데이터마다 제작하는 것이 바람직하다.
B. 데이터베이스의 작성
이어서, 상술한 바와 같이 해서 제작된 기준웨이퍼를 사용하여 보정 맵으로 이루어진 데이터베이스를 작성할 때 동작에 대해서 노광장치 (1001) 가 구비한 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어 알고리즘을 개략적으로 나타낸 도 3 의 흐름도에 따라 설명한다.
전제로서 노광시에 사용되는 프로세스프로그램파일이라고 하는 노광조건설정파일과 마찬가지로 노광장치 (1001) 에서 사용될 가능성이 있는 얼라인먼트쇼트영역 (EGA 방식의 웨이퍼얼라인먼트시에 선택되는 복수의 특정한 쇼트영역 (얼라인먼트쇼트영역)) 에 관한 정보나 쇼트맵데이터에 관한 정보 등이 미리 입력되어 도시되지 않은 RAM 내의 소정영역에 기억되어 있는 것으로 한다.
먼저, 스텝 (202) 에서 도시되지 않은 웨이퍼로더를 사용하여 도 1 의 웨이퍼홀더 (25) 상의 웨이퍼 (기준웨이퍼를 포함함) 와 새로운 기준웨이퍼를 교환한다. 단, 웨이퍼홀더 (25) 상에 웨이퍼가 없는 경우에는 새로운 기준웨이퍼를 웨이퍼홀더 (25) 상에 단순히 로딩한다. 여기에서는 상기 RAM 내의 소정영역에 기억되어 있는 첫번째의 쇼트맵데이터에 대응하는 쇼트영역 배열을 갖는 기준웨이퍼가 새로운 기준웨이퍼로서 웨이퍼홀더 (25) 상에 로딩되게 된다.
다음 스텝 (204) 에서는 그 웨이퍼홀더 (25) 상에 로딩된 기준웨이퍼의 서치얼라인먼트를 한다. 구체적으로는 예컨대 기준웨이퍼 중심에 관해서 거의 대칭으로 주변부에 위치하는 적어도 2 개의 서치얼라인먼트마크 (이하, 「서치마크」라고 약칭함) 를 얼라인먼트계 (AS) 를 사용하여 검출한다. 이들 2 개의 서치마크의 검출은 각각의 서치마크가 얼라인먼트계 (AS) 의 검출시야 내에 위치하도록 웨이퍼스테이지 (WST) 를 순서대로 위치결정하면서 얼라인먼트계 (AS) 의 배율을 저배율로 설정하여 실시된다. 그리고, 얼라인먼트계 (AS) 의 검출결과 (얼라인먼트계 (AS) 의 지표 중심과 각 서치마크의 상대위치관계) 와 각 서치마크 검출시의 웨이퍼간섭계시스템 (18) 의 계측값에 기초하여 2 개의 서치마크의 스테이지좌표계 상의 위치좌표를 구한다. 그런 후 2 개의 서치마크의 위치좌표에서 기준웨이퍼의 잔류회전오차를 산출하여 그 잔류회전오차가 거의 0 이 되도록 웨이퍼홀더 (25) 를 미소 회전시킨다. 그럼으로써, 기준웨이퍼의 서치얼라인먼트가 종료된다.
다음 스텝 (206) 에서는 기준웨이퍼 상의 모든 쇼트영역의 스테이지좌표계 상에서의 위치좌표를 계측한다. 구체적으로는 상술한 서치얼라인먼트시 각 서치마크의 위치좌표 계측과 동일하게 하여 웨이퍼 (W) 상의 파인얼라인먼트마크 (웨이퍼마크) 의 스테이지좌표계 상에서의 위치좌표, 즉 쇼트영역의 위치좌표를 구한다. 단, 웨이퍼마크의 검출은 얼라인먼트계 (AS) 의 배율을 고배율로 설정하여 실시한다.
다음 스텝 (208) 에서는 RAM 내의 소정 영역에 기억되어 있는 최초의 얼라인먼트쇼트영역의 정보를 선택해서 판독한다.
다음 단계 (210) 에서는 상기 스텝 (206) 에서 계측한 쇼트영역의 위치좌표 중에서 상기 스텝 (208) 에서 판독한 얼라인먼트쇼트영역에 대응하는 위치좌표와, 각각의 설계상의 위치좌표에 기초하여 일본 공개특허공보 소61-44429 호 및 이것에 대응하는 미국 특허 제 4,780,617 호 등에 개시된 바와 같은 최소 자승법을 이용한 통계 연산 (상술한 식 (2) 의 EGA 연산) 을 행하고, 전술한 식 (1) 의 6 개의 파라미터 a ∼ f (기준웨이퍼상의 각 쇼트영역의 배열에 관한 로테이션 (θ), X, Y 방향의 스케일링 (Sx, Sy), 직교도 (Ort), X, Y 방향의 오프셋 (Ox, Oy) 의 6 개의 파라미터에 대응) 를 산출함과 동시에, 이 산출결과와 각 쇼트영역의 설계상의 위치좌표에 기초하여, 전체쇼트영역의 위치좌표 (배열좌표) 를 산출하고, 그 산출결과 즉 기준웨이퍼상의 전체쇼트영역의 위치좌표를 내부메모리의 소정영역에 기억한다. 상기 미국 특허에서의 개시를 채택하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.
다음 스텝 (212) 에서는, 기준웨이퍼상의 모든 쇼트영역에 대해, 위치편차량의 선형성분과 비선형성분을 분리한다. 구체적으로는, 상기 스텝 (210) 에서 산출한 각 쇼트영역의 위치좌표와 각각의 설계상의 위치좌표의 차이를 위치편차량의 선형성분으로 산출함과 동시에, 전술한 스텝 (206) 에서 실제로 계측한 모든 쇼트영역의 위치좌표와 각각의 설계상의 위치좌표의 차이로부터 상기 선형성분을 뺀 나머지 차이를 위치편차량의 비선형성분으로 산출한다.
다음 단계 (214) 에서는, 상기 단계 (212) 에서 산출한 비선형성분을 각 쇼트영역의 배열편차를 보정하는 보정정보로서 포함하는, 그 기준웨이퍼 (여기서는, 첫번째의 기준웨이퍼) 에 대응하는 쇼트맵데이터 및 상기 스텝 (208) 에서 선택한 얼라인먼트 쇼트영역에 대응하는 보정맵을 작성한다.
다음 스텝 (216) 에서는, RAM 내의 소정영역에 기억되어 있는 모든 얼라인먼트 쇼트영역에 대응하는 보정맵을 작성하였는지의 여부를 판단하고, 이 판단이 부정된 경우에는, 스텝 (218) 으로 진행하여 RAM 내의 소정영역에 기억되어 있는 다음 얼라인먼트 쇼트영역의 정보를 선택하여 판독한다. 이후, 상기 스텝 (210) 이하의 처리를 반복한다. 이와 같이 하여, 첫번째의 기준웨이퍼에 대응하는 쇼트맵데이터에 관한 예정되는 모든 얼라인먼트 쇼트영역에 대응하는 보정맵의 작성이 완료되면, 스텝 (216) 의 판단이 긍정되고 스텝 (220) 으로 진행한다.
스텝 (220) 에서는, RAM 내의 소정영역에 기억되어 있는 모든 쇼트맵데이터에 관한 정보에 기초하여, 예정수의 기준웨이퍼에 대한 계측이 종료되었는지의 여부를 판단한다. 그리고, 이 판단이 부정된 경우에는, 스텝 (202) 으로 복귀하여 기준웨이퍼를 다음 기준웨이퍼로 교환한 후, 상기와 동일한 처리판단을 반복한다.
이와 같이 하여, 예정하고 있던 모든 기준웨이퍼 (즉, 모든 종류의 쇼트맵데이터) 에 관해, 예정하고 있던 모든 얼라인먼트 쇼영역의 선택시에 대응하는 보정맵의 작성이 종료되면, 스텝 (220) 의 판단이 긍정되고, 본 루틴의 일련처리를 종료한다. 이로 인해, RAM 내에는 노광장치 (1001) 가 사용될 가능성이 있는 쇼트맵데이터와 얼라인먼트 쇼트영역의 선택의 모든 조합에 대해, 각 쇼트영역의 개별 기준위치 (예컨대 설계위치) 로부터의 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어진 보정맵이 데이터 베이스로서 저장된다. 또한, 스텝 (212) 에서는, 스텝 (206) 에서 계측한 위치좌표와 설계상의 위치좌표와 스텝 (210) 에서 산출한 위치좌표 (계산값) 를 사용하여 각 쇼트영역의 위치편차량의 선형성분과 비선형성분을 분리하였지만, 선형성분과 비선형성분을 분리하지 않고, 비선형성분만을 구해도 된다. 이 경우에는, 스텝 (206) 에서 계측한 위치좌표와 스텝 (210) 에서 산출한 위치좌표의 차이를 비선형성분으로 하면된다. 또한, 스텝 (204) 의 서치 얼라인먼트는 웨이퍼 (W) 의 회전오차가 허용범위내인 경우 등은 행하지 않아도 된다.
이어서, 본 실시형태의 리소그래피 시스템 (110) 에 의한 웨이퍼의 노광처리의 알고리즘을, 도 4 내지 도 9 에 기초하여 설명한다.
도 4 에는, 리소그래피 시스템 (110) 에 의한 웨이퍼의 노광처리에 관한 전체적인 알고리즘이 개략적으로 나타나 있다.
또한, 도 4 에 나타내는 노광처리의 알고리즘 실행의 전제로서, 노광대상이 되는 웨이퍼 (W) 는, 이미 1 층 이상의 노광이 행해진 것이며, 또 웨이퍼 (W) 의 노광이력데이터 등은 집중정보서버 (130) 에 기억되어 있는 것으로 한다. 또한, 집중정보서버 (130) 에는, 중합계측기 (120) 에서 계측된 노광대상로트의 웨이퍼 (W) 와 동일한 프로세스를 거친 파일럿 웨이퍼의 중합오차정보도 저장되어 있는 것으로 한다.
우선, 스텝 (242) 에서, 호스트 컴퓨터 (150) 는 노광대상로트에 관해 그 로트의 웨이퍼의 중합오차정보를, 집중정보서버 (130) 에서 판독하고 분석한다.
다음 스텝 (244) 에서, 호스트 컴퓨터 (150) 는 상기 해석결과, 그 로트의 웨이퍼 (W) 에서는 쇼트간 오차가 지배적인지의 여부를 판단한다. 여기서, 쇼트간 오차란, 웨이퍼 (W) 상에 이미 형성된 복수의 쇼트영역 상호간의 위치오차에 평행이동성분이 포함되는 경우를 의미한다. 따라서, 이 스텝 (244) 은 웨이퍼 (W) 상의 쇼트영역 상호간의 위치오차가 웨이퍼 열팽창, 스테이지 그리드의 호기간 (노광장치간) 차이 및 프로세스에 기인하는 변형성분 모두 거의 포함하지 않은 경우에 부정되며 그 외의 경우에 긍정되게 된다.
그리고, 이 스텝 (244) 에서의 판단이 긍정된 경우에는, 스텝 (256) 으로 이동한다. 이 스텝 (256) 에서는, 호스트 컴퓨터 (150) 는 쇼트간 오차는 비선형성분을 포함하는지의 여부를 판단한다.
그리고, 스텝 (256) 에서의 판단이 긍정된 경우에는, 스텝 (262) 으로 진행한다. 이 스텝 (262) 에서는, 호스트 컴퓨터 (150) 는 그리드보정기능을 하는 노광장치 (본 실시형태에서는 노광장치 (1001)) 를 선택하여 노광을 지시한다. 이 때, 호스트 컴퓨터 (150) 는 노광조건의 설정지시도 함께 행한다.
다음 스텝 (264) 에서는, 노광장치 (1001) 의 주제어계 (20) 가 LAN (160) 을 통하여 집중정보서버 (130) 로 그 노광대상로트를 중심으로 하는 전후의 복수로트에 대한 자장치에 관한 로트의 웨이퍼의 중합오차정보를 조회한다. 그리고, 다음 스텝 (266) 에서, 주제어계 (20) 는 상기 조회의 회답으로 집중정보서버 (130) 로부터 입수한 복수로트에 대한 중합오차정보에 기초하여, 연속하는 로트간의 중합오차를 소정의 역치와 비교하여 중합오차가 큰지의 여부를 판단하고, 이 판단이 긍정된 경우에는, 제 1 그리드 보정기능을 사용하여 중합오차를 보정하여, 노광을 행하는 서브루틴 (268) 으로 진행한다.
이 서브루틴 (268) 에서는, 노광장치 (1001) 에 의해 노광대상로트의 웨이퍼 (W) 에 대해 다음과 같이 하여 노광처리가 행해진다.
도 5 에는, 서브루틴 (268) 에서 동일 로트내의 복수장 (예컨대 25 장) 의 웨이퍼 (W) 에 대해 제 2 층째 (세컨드레이어) 이후 층의 노광처리를 행하는 경우의 주제어계 (20) 내 CPU 의 제어알고리즘이 나타나 있다. 이하, 서브루틴 (268) 에서 행해지는 처리에 대해, 도 5 의 플로우챠트를 따라 그리고 적당하게 다른 도면을 참조하면서 설명한다.
전제로서, 로트내의 모든 웨이퍼는 동일 조건, 동일 공정에서 각종 처리가 실시되고 있는 것으로 한다. 또한, 전제로서 후술하는 로트내의 웨이퍼번호 (m) 를 나타내는 도시생략의 카운터의 카운터값은 「1」로 초기설정되어 있는 (m ←1) 것으로 한다.
우선, 서브루틴 (301) 에서, 소정의 준비작업을 행한다. 이 서브루틴 (301) 에서는, 도 6 의 스텝 (326) 에서 상기 스텝 (262) 에서 호스트 컴퓨터 (150) 로부터 노광지시와 함께 주어진 노광조건의 설정지시정보에 대응하는 프로세스 프로그램 화일 (노광조건의 설정화일) 을 선택하여, 이에 따라 노광조건의 설정을 행한다.
다음 스텝 (328) 에서는, 도시생략의 레티클 로더를 사용하여 레티클 스테이지 (RST) 상에 레티클 (R) 을 로딩한다.
다음 스텝 (330) 에서는, 레티클 얼라인먼트 및 얼라인먼트계 (AS) 의 베이스라인계측을 행한다. 구체적으로는, 주제어계 (20) 에서는 웨이퍼 스테이지구동부 (24) 를 통하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 기준마크판 (FM) 을 투영광학계 (PL) 의 직하에 위치결정하고, 레티클 얼라인먼트계 (22) 를 사용하여 레티클 (R) 상의 한쌍의 레티클 얼라인먼트 마크와 기준마크판 (FM) 상의 상기 한쌍의 레티클 얼라인먼트 마크에 각각 대응하는 레티클 얼라인먼트용의 한쌍의 제 1 기준마크의 상대위치를 검출한 후, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 소정량, 예컨대 베이스라인량의 설계값만큼 XY 면내에서 이동하여, 얼라인먼트계 (AS) 를 사용하여 기준마크판 (FM) 상의 베이스라인계측용의 제 2 기준마크를 검출한다. 이 경우, 주제어계 (20) 에서는, 이 때 얻어지는 얼라인먼트계 (AS) 의 검출중심과 제 2 기준마크의 상대위치관계 및 앞에 계측한 레티클 얼라인먼트 마크와 기준마크판 (FM) 상의 제 1 기준마크의 상대위치와, 각각에 대응하는 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 의 계측값에 기초하여, 베이스라인량 (레티클 패턴의 투영위치와 얼라인먼트계 (AS) 의 검출중심 (지표중심) 의 상대위치관계) 을 계측한다.
이와 같이 하여, 레티클 얼라인먼트 및 얼라인먼트계 (AS) 의 베이스라인계측이 종료되면, 도 5 의 스텝 (302) 으로 리턴된다.
스텝 (302) 에서는, 도시생략의 웨이퍼 로더를 사용하여 도 1 의 웨이퍼 홀더 (25) 상의 노광처리가 완료된 웨이퍼 (편의상 「W'」이라 칭함) 와 미노광의 웨이퍼 (W) 를 교환한다. 단, 웨이퍼 홀더 (25) 상에 웨이퍼 (W') 가 없는 경우는, 미노광의 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 홀더 (25) 상에 단순히 로딩한다.
다음 스텝 (304) 에서는, 그 웨이퍼 홀더 (25) 상에 로딩된 웨이퍼 (W) 의 서치 얼라인먼트를 행한다. 구체적으로는, 예컨대 웨이퍼 (W) 중심에 관해 거의 대칭으로 주변부에 위치하는 적어도 2 개의 서치 얼라인먼트 마크 (이하, 「서치 마크」라 약술함) 를 얼라인먼트계 (AS) 를 사용하여 검출한다. 이들 2 개의 서치 마크의 검출은, 각각의 서치 마크가 얼라인먼트계 (AS) 의 검출시야내에 위치하도록, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 순차적으로 위치결정하면서, 또한 얼라인먼트계 (AS) 의 배율을 저배율로 설정하여 행해진다. 그리고, 얼라인먼트계 (AS) 의 검출결과 (얼라인먼트계 (AS) 의 지표중심과 각 서치 마크의 상대위치관계) 와 서치 마크 검출시의 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 의 계측값에 기초하여 두 서치 마크의 스테이지 좌표계상의 위치좌표를 구한다. 이 후, 두 마크의 위치좌표로부터 웨이퍼 (W) 잔류회전오차를 산출하고, 이 잔류회전오차가 거의 영이 되도록 웨이퍼 홀더 (25) 를 미소하게 회전시킨다. 이로 인해, 웨이퍼 (W) 의 서치 얼라인먼트가 종료된다.
다음 스텝 (306) 에서는, 전술한 카운터의 카운트값 (m) 이, 소정값 (n) 이상인지의 여부를 판단함으로써, 웨이퍼 홀더 (25) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 상의 웨이퍼 (W) 가 로트내의 제 n 장째 이후의 웨이퍼인지의 여부를 판단한다. 여기서는, 소정값 (n) 은 2 이상이며 25 이하의 임의 정수로 미리 설정된다. 이하에서는, 설명의 편의상 n = 2 인 것으로 설명한다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 는 로트선두 (제 1 장째) 의 웨이퍼이기 때문에, 초기설정에 의해 m = 1 로 되어 있어 스텝 (306) 의 판단은 부정되고 다음 스텝 (308) 로 진행한다.
스텝 (308) 에서는, 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트영역의 스테이지 좌표계상에서의 위치좌표를 계측한다. 구체적으로는, 전술한 서치 얼라인먼트시에서의 서치 마크의 위치좌표의 계측과 동일하게 하여, 웨이퍼 (W) 상의 웨이퍼 얼라인먼트 마크 (웨이퍼 마크) 의 스테이지 좌표계상에서의 위치좌표, 즉 쇼트영역의 위치좌표를 구한다. 단, 웨이퍼 마크의 검출은, 얼라인먼트계 (AS) 의 배율을 고배율로 설정하여 행한다.
다음 스텝 (310) 에서는, 상기 스텝 (308) 에서 계측한 쇼트영역의 위치좌표와 각각의 설계상의 위치좌표에 기초하여 전술한 최소 자승법을 사용한 통계연산 (전술한 식 (2) 의 EGA 연산) 을 행하고, 전술한 식 (1) 의 6 개의 파라미터 a ∼ f (웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 배열에 관한 로테이션 (θ), X, Y 방향의 스케일링 (Sx, Sy), 직교도 (Ort), X, Y 방향의 오프셋 (Ox, Oy) 의 6 개의 파라미터에 대응) 를 산출함과 동시에, 이 산출결과와 각 쇼트영역의 설계상의 위치좌표에 기초하여, 전체쇼트영역의 위치좌표 (배열좌표) 를 산출하고, 그 산출결과 즉 웨이퍼(W) 상의 전체쇼트영역의 위치좌표를 내부메모리의 소정영역에 기억한다.
다음 스텝 (312) 에서는, 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트영역에 대해, 위치편차량의 선형성분과 비선형성분을 분리한다. 구체적으로는, 상기 스텝 (310) 에서 산출한 각 쇼트영역의 위치좌표와 각각의 설계상의 위치좌표의 차이를 위치편차량의 선형성분으로 산출함과 동시에, 전술한 스텝 (308) 에서 실제로 계측한 모든 쇼트영역의 위치좌표와 각각의 설계상의 위치좌표의 차이로부터 상기 선형성분을 뺀 나머지 차이를 비선형성분으로 산출한다.
다음 스텝 (314) 에서는, 상기 스텝 (312) 의 처리중에 산출한 모든 쇼트영역의 위치좌표 (실측값) 와 각각의 설계상의 위치좌표의 차이인 위치편차량과, 소정의 평가함수에 기초하여 웨이퍼 (W) 의 비선형 변형을 평가하고, 이 평가결과에 기초하여 보완함수 (위치편차량 (배열편차)) 의 비선형성분을 표현하는 함수) 를 결정한다.
이하, 이 스텝 (314) 의 처리에 대해 도 7 및 도 8 을 참조하여 상술한다.
상기 웨이퍼 (W) 의 비선형 변형, 즉 비선형성분의 규칙성 및 그 정도를 평가하기 위한 평가함수로서는, 예컨대 다음 식 (8) 으로 나타내는 평가함수 W1(s) 가 사용된다.
도 7 에는, 상기 식 (8) 의 평가함수의 의미내용을 설명하기 위한 웨이퍼(W) 의 평면도가 나타나 있다. 도 7 에서, 웨이퍼 (W) 상에는 복수의 구획영역으로서의 쇼트영역 (SA) (총 쇼트수 (N)) 이 매트릭스형상의 배치로 형성되어 있다. 각 쇼트영역내에 화살표로 나타내는 벡터 rk(k = 1, 2, …, i, …N) 는 각 쇼트영역의 위치편차량 (배열편차) 을 나타내는 벡터이다.
상기 식 (8) 에서, N 은 웨이퍼 (W) 내의 쇼트영역의 총수를 나타내고, k 는 각각의 쇼트영역의 쇼트번호를 나타낸다. 또한, s 는 도 7 에 나타내는 착안하는 쇼트영역 (SAk) 의 중심을 중심으로 하는 원의 반경을 나타내고, i 는 착안하는 k 번째의 쇼트영역에서 반경 (s) 의 원내에 존재하는 쇼트영역의 쇼트번호를 나타낸다. 또한, 식 (8) 중의 i∈s 가 부여된 ∑는, 착안하는 k 번째의 쇼트영역 (SAk) 에서 반경 (s) 의 원내에 존재하는 모든 쇼트영역에 대한 총계를 구하는 것을 의미한다.
상기 식 (8) 의 좌변의 괄호내부분의 함수를 다음 식 (9) 와 같이 정의한다.
상기 식 (9) 의 함수 fk(s) 가 의미하는 것은, 착안하는 쇼트영역의 위치편차벡터 rk(제 1 벡터) 와, 그 주위 (반경 (s) 의 원내) 의 쇼트영역에서의 위치편차벡터 (ri) 가 이루는 각도를 θik로 한 경우의 cosθik의 평균값이다. 따라서, 이 함수 fk(s) 값이 1 이면, 반경 (s) 의 원내의 모든 쇼트영역에서의 위치편차벡터는 모두 같은 방향을 향하고 있게 된다. 0 이라면, 반경 (s) 의 원내 모든 쇼트영역에서의 위치편차벡터는 서로 완전히 랜덤한 방향을 향하고 있다고 할 수 있다. 즉, 함수 fk(s) 는 착안하는 쇼트영역의 위치편차벡터 (rk) 와 그 주위의 복수 쇼트영역의 각 위치편차벡터 (ri) 의 방향에 관한 상관을 구하기 위한 함수이며, 이것은 웨이퍼 (W) 상의 부분영역에 대해 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가하기 위한 평가함수이다.
따라서, 식 (8) 의 평가함수 W1(s) 는, 착안하는 쇼트영역 (SAk) 를 쇼트영역 SA1내지 SAN으로 순서대로 변경했을 때의 함수 fk(s) 의 가산평균과 다름없다.
도 8 에는, 도 7 에 나타내는 웨이퍼 (W) 에 대응하는 구체적인 평가함수 W1(s) 의 일례가 나타나 있다. 이 도 8 에서 알 수 있듯이, 평가함수 W1(s) 에 의하면, s 의 값에 따라 W1(s) 의 값이 변화하기 때문에, 경험칙에 의하지 않고 웨이퍼 (W) 의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가할 수 있고, 이 평가결과를 이용함으로써, 다음과 같은 방법으로, 위치편차량 (배열편차) 의 비선형성분을 표현하는 보완함수를 결정할 수 있다.
먼저, 보완함수로서, 예컨대 다음 식 (10), (11) 에서 각각 나타내는 푸리에급수전개된 함수를 정의한다.
상기 식 (10) 에 있어서, Apq, Bpq, Cpq, Dpq는 푸리에 급수계수이며, 또한, δx(x, y) 는, 좌표 (x, y) 의 쇼트영역의 위치편차량 (배열편차) 의 비선형성분의X 성분 (보완값, 즉 보정값) 을 나타낸다. 또한, Δx(x, y) 는, 상술한 스텝 (312) 에서 산출된 좌표 (x, y) 의 쇼트영역의 위치편차량 (배치편차) 의 비선형성분의 X 성분이다.
마찬가지로, 상기 식 (11) 에 있어서, Apq', Bpq', Cpq', Dpq' 는 푸리에 급수계수이며, 또한, δy(x, y) 는, 좌표 (x, y) 의 쇼트영역의 위치편차량 (배열편차) 의 비선형성분의 Y 성분 (보완값, 즉 보정값) 을 나타낸다. 또한, Δy(x, y) 는, 상술한 스텝 (312) 에서 산출된 좌표 (x, y) 의 쇼트영역의 위치편차량 (배치편차) 의 비선형성분의 Y 성분이다. 또한, 식 (10), (11) 에 있어서, D 는 웨이퍼 (W) 의 직경을 나타낸다.
상기 식 (10), (11) 의 함수에서는, 쇼트영역의 위치편차량 (배열편차) 의 변동이 웨이퍼의 직경당 몇주기 존재하는지를 결정하는 파라미터 p, q 의 최대값 pmax=P, qmax=Q 의 결정이 중요하다.
그 이유는, 다음과 같다. 즉, 지금 웨이퍼 (W) 의 전체 쇼트영역에 대해 얻어진 쇼트영역의 배열편차의 비선형성분을 상기 식 (10), (11) 에서 전개하는 것을 생각한다. 이 경우에 있어서, 쇼트영역의 위치편차량 (배열편차) 의 변동이 쇼트영역마다 발생하는 것으로서, 파라미터 p, q 의 최대값 pmax=P, qmax=Q 를 1 주기가 쇼트피치가 되는 경우에 상당하는 최대값으로 한 경우에, 어느 하나의 쇼트영역으로서, 얼라인먼트 오차가 다른 쇼트영역에 비해 큰 소위 「점프쇼트」 가 포함되어 있는 경우를 생각한다. 이러한 점프쇼트는, 웨이퍼마크의 붕괴 등에 기인하는 계측에러, 또는 웨이퍼 이면의 이물질 등에 기인하는 국소적인 비선형 변형에 의해 발생하는 것이다. 이러한 경우, 그 점프쇼트의 계측결과까지도 포함하여 보완함수로 표현되어 버리게 된다. 이를 방지하기 위해서는, P, Q 를 1 주기가 쇼트피치가 되는 경우에 상당하는 상술한 최대값보다도 작은 값으로 할 필요가 있다. 즉, 점프쇼트의 계측결과 등에 기인하는 고주파성분은 제거하고, 최적의 저주파성분만을 보완함수로 표현하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시형태에서는, 상술한 식 (8) 의 평가함수 W1(s) 를 이용하여 파라미터 p, q 의 최대값 pmax=P, qmax=Q 를 결정하는 것으로 하였다. 이렇게 하면, 만약 점프 쇼트가 존재했다 하더라도, 그 점프쇼트와 주위의 쇼트영역과의 사이에는 상관은 거의 없다. 따라서, 그 점프쇼트의 계측결과는, 식 (8) 에서 나타내는 W1(s) 의 값을 증가시키는 요인은 되지 않기 때문에, 결과적으로 식 (8) 을 이용함으로써 점프쇼트의 영향을 감소 또는 제거하는 것이 가능해진다. 즉, 도 8 에 있어서, 예컨대 W1(s)>0.7 인 반경 s 내의 영역을 서로 상관이 있는 영역으로 간주하여, 그 영역을 1 개의 보완값으로 표현하는 것을 생각하면, 도 8 에서, 그러한 s 는 s=3 이다. P, Q 는 이 값 s=3, 및 웨이퍼의 직경 D 을 이용하여 다음과 같이 적을 수 있다.
이로써, 최적의 P, Q 를 결정할 수 있고, 이에 의해 식 (10), (11) 의 보완함수를 결정할 수 있다.
다음 스텝 (318) 에서는, 상술한 바와 같이 결정한 식 (10), (11) 의 보완함수에, 스텝 (312) 에서 산출된 좌표 (x, y) 의 쇼트영역의 위치편차량 (배열편차) 의 비선형성분의 X 성분 Δx(x, y), Y 성분 Δy(x, y) 을 각각 대입하여 연산함으로써, 웨이퍼 (W) 상의 전체 쇼트영역의 배열편차의 비선형성분의 X 성분 (보완값, 즉 보정값) 및 Y 성분 (보완값, 즉 보정값) 을 산출한 후, 스텝 (322) 로 진행한다.
스텝 (322) 에서는, 상술한 내부 메모리내의 소정 영역에 기억된 전체 쇼트영역의 배열좌표와, 각각의 쇼트영역에 대해 상기 스텝 (318) 에서 산출된 위치편차량의 비선형성분의 보정값에 기초하여, 각 쇼트영역에 대해 위치편차량 (선형성분 및 비선형성분) 이 보정된 중합보정위치를 산출함과 동시에, 그 중합보정위치의 데이터와, 미리 계측한 베이스라인량에 기초하여, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 노광을 위한 가속개시위치 (주사개시위치) 에 웨이퍼 (W) 를 순서대로 스테핑시키는 동작과, 레티클스테이지 (RST) 와 웨이퍼스테이지 (WST) 를 주사방향으로 동기이동시키고 레티클패턴을 웨이퍼상에 전사하는 동작을 반복하여, 스텝·앤드·스캔 방식에 의한 노광동작을 실시한다. 이에 의해, 로트 선두 (로트내의 제 1 장째) 의 웨이퍼 (W) 에 대한 노광처리가 종료된다.
다음 스텝 (324) 에서는, 상술한 카운터의 카운트값 m>24 가 성립하는지의 여부를 판단함으로써, 로트내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료되었는지의 여부를 판단한다. 여기서는, m=1 이므로 이 판단은 부정되고, 스텝 (325) 로 진행하여 카운터의 카운트값 m 을 인크리먼트 (m←m+1) 한 후, 스텝 (302) 로 되돌아간다.
스텝 (302) 에 있어서, 도시하지 않은 웨이퍼로더를 이용하여 도 2 의 웨이퍼홀더 (25) 상의 노광처리가 끝난 로트선두의 웨이퍼와 로트내의 제 2 장째 웨이퍼 (W) 를 교환한다.
다음 스텝 (304) 에서는, 상술한 바와 마찬가지로, 웨이퍼홀더 (25) 상에 로딩된 웨이퍼 (W) (이 경우, 로트내의 제 2 장째 웨이퍼) 의 서치얼라인먼트를 실시한다.
다음 스텝 (306) 에서는, 상술한 카운트의 카운트값 m 이, 소정의 값 n=2 이상인지의 여부를 판단함으로써, 웨이퍼홀더 (25) (웨이퍼스테이지 (WST)) 상의 웨이퍼 (W) 가, 로트내의 제 n=2 장째 이후의 웨이퍼인지의 여부를 판단한다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 는 로트내의 제 2 장째 웨이퍼이기 때문에 m=2 로 되어 있으므로, 스텝 (306) 의 판단은 긍정되어, 스텝 (320) 으로 이행한다.
스텝 (320) 에서는, 통상의 8 점 EGA 에 의해, 웨이퍼 (W) 상의 전체 쇼트영역 위치좌표를 산출한다. 보다 구체적으로는, 상술한 바와 마찬가지로 얼라인먼트계 (AS) 를 이용하여 웨이퍼 (W) 상의 미리 선택된 8 개의 쇼트영역 (샘플 쇼트영역, 즉 얼라인먼트 쇼트영역) 에 부설된 웨이퍼마크를 계측하여, 그러한 샘플쇼트의 스테이지 좌표계상에서의 위치좌표를 구한다. 그리고, 그 구한 샘플쇼트의 위치좌표와 각각의 설계상의 위치좌표에 기초하여 상술한 최소자승법을 이용한 통계연산 (상술한 식 (2) 의 EGA 연산) 을 실시하여, 상술한 식 (1) 의 6 개의 파라미터를 산출함과 동시에, 이 연산결과와 쇼트영역의 설계상의 위치좌표에 기초하여, 전체 쇼트영역의 위치좌표 (배열좌표) 를 산출한다. 그리고, 그 산출결과를 내부 메모리의 소정 영역에 기억한 후, 스텝 (322) 로 진행한다.
스텝 (322) 에서는, 상술한 바와 마찬가지로, 스텝·앤드·스캔 방식에 의해, 로트내의 제 2 장째 웨이퍼 (W) 에 대한 노광처리가 실시된다. 이 때, 각 쇼트영역의 노광시의 주사개시위치 (가속개시위치) 에의 웨이퍼 (W) 의 스테핑시에는, 내부 메모리내의 소정 영역에 기억된 전체 쇼트영역의 배열좌표와, 각각의 쇼트영역에 대해 스텝 (318) 에서 산출된 위치편차량의 비선형성분의 보정값에 기초하여, 각 쇼트영역에 대해 위치편차량 (선형성분 및 비선형성분) 이 보정된 중합보정위치가 산출된다.
상기와 같은 방법으로, 로트내의 제 2 장째 웨이퍼 (W) 의 노광이 종료되면, 스텝 (324) 로 진행하여, 로트내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료되었는지의 여부를 판단하지만, 여기서의 판단은 부정되어 스텝 (320) 로 되돌아가, 이후 로트내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료되기까지, 상기 스텝 (302) ∼ 스텝 (324) 의 처리, 판단이 반복실시된다.
그리고, 로트내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료되고, 스텝 (324) 의 판단이 긍정되면, 도 5 의 서브루틴의 처리를 종료하고 도 4 로 되돌아가, 일련의 노광처리를 종료한다.
한편, 상기 스텝 (266) 에서의 판단이 부정된 경우에는, 제 2 그리드 보정기능을 이용하여 중합오차를 보정하고, 노광을 실시하는 서브루틴 (270) 으로 이행한다.
이 서브루틴 (270) 에서는, 노광장치 (1001) 에 의해, 노광대상의 로트의 웨이퍼 (W) 에 대해 다음과 같은 방법으로 노광처리가 실시된다.
도 9 에는, 서브루틴 270 에 있어서, 동일 로트내의 복수장 (예컨대 25 장) 의 웨이퍼 (W) 에 대해 제 2 층째 (세컨드 레이어) 이후의 층의 노광처리를 실시하는 경우의 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어 알고리즘이 나타나 있다. 이하, 서브루틴 270 에서 실시되는 처리에 대해, 도 9 의 플로우챠트에 따라 그리고 적절히 다른 도면을 참조하면서 설명한다.
전제로서, 로트내의 모든 웨이퍼는 동일 조건, 동일 공정으로 각 층 처리가 실시되고 있는 것으로 한다.
먼저, 서브루틴 331 에 있어서, 상술한 서브루틴 301 과 동일한 순서로, 소정의 준비작업을 실시한 후, 스텝 (332) 로 진행한다. 이 스텝 (332) 에서는, 상기 스텝 (262) 에서 호스트컴퓨터 (150) 로부터 노광지시와 함께 주어진 노광조건의 설정지시정보에 기초하여, 상기 소정의 준비작업중에 선택한 프로세스 프로그램파일내에 포함되는 쇼트맵데이터 및 얼라인먼트 쇼트영역의 선택정보 등의 쇼트데이터에 대응하는 보정맵을 RAM 내의 데이터베이스로부터 선택적으로 판독하여 내부 메모리에 일시적으로 기억한다.
다음 스텝 (334) 에서는, 도시하지 않은 웨이퍼로더를 사용하여 도 1 의 웨이퍼홀더 (25) 상의 노광처리된 웨이퍼 (편의상「W'」라 함) 와 미노광의 웨이퍼 (W) 를 교환한다. 단, 웨이퍼홀더 (25) 상에 웨이퍼 (W') 가 없는 경우는, 미노광의 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼홀더 (25) 상에 단순히 로딩한다.
다음 스텝 (336) 에서는, 그 웨이퍼홀더 (25) 상에 로딩된 웨이퍼 (W) 의 서치얼라인먼트를 상술한 바와 동일한 순서로 실시한다.
다음 스텝 (338) 에서는, 쇼트맵데이터 및 얼라인먼트 쇼트영역의 선택정보 등의 쇼트데이터에 따라, EGA 방식의 웨이퍼얼라인먼트를 상술한 바와 동일하게 실시하여, 웨이퍼 (W) 상의 전체 쇼트영역의 위치좌표를 산출하여, 내부 메모리의 소정 영역에 기억한다.
다음 스텝 (340) 에서는, 상술한 내부 메모리내의 소정 영역에 기억된 전체 쇼트영역의 배열좌표와, 내부 메모리내에 일시적으로 저장된 보정맵내의 각각의 쇼트영역에 대한 위치편차량의 비선형성분의 보정값 (보정정보) 에 기초하여, 각 쇼트영역에 대해 위치편차량 (선형성분 및 비선형성분) 이 보정된 중합보정위치를 산출함과 동시에, 그 중합보정위치의 데이터와, 미리 계측한 베이스라인량에 기초하여, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 대한 노광을 위한 주사개시위치 (가속개시위치) 에 웨이퍼스테이지 (WST) (웨이퍼 (W)) 를 순서대로 스텝핑시키는 동작과, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼스테이지 (WST) 를 주사방향으로 동기이동시키면서 레티클패턴을 웨이퍼상에 전사하는 동작을 반복하여, 스텝·앤드·스캔 방식에 의한 노광동작을 실시한다. 이에 의해, 로트 선두 (로트내의 제 1 장째) 의 웨이퍼 (W) 에 대한 노광처리가 종료된다.
다음 스텝 (342) 에서는, 예정 장수의 웨이퍼에 대한 노광이 종료되었는지의 여부를 판단하여, 이 판단이 부정된 경우에는, 스텝 (334) 로 되돌아가, 이후 상기 처리, 판단을 반복실시한다.
이렇게 하여, 예정 장수의 웨이퍼 (W) 에 대해 노광이 종료되면, 스텝 (342) 에서의 판단이 긍정되고, 도 9 의 서브루틴의 처리를 종료하여 도 4 로 되돌아가 일련의 노광처리를 종료한다.
한편, 상술한 스텝 (256) 에서의 판단이 부정된 경우, 즉 쇼트간 오차는 있지만 선형성분 (웨이퍼배율 오차, 웨이퍼직교도 오차, 웨이퍼회전 오차 등) 만이 포함되는 경우에는, 스텝 (258) 로 이행한다. 이 스텝 (258) 에서는, 호스트컴퓨터 (150) 는, 상술한 노광장치 (100j) (이 노광장치 (100j) 는 미리 정해져 있는 것으로 한다) 의 주제어계에 EGA 웨이퍼얼라인먼트 및 노광을 지시한다.
이어서, 서브루틴 (260) 에 있어서, 노광장치 (100j) 에 의해, 상술한 바와 마찬가지로 소정의 준비작업이 실시된 후, 그 노광대상의 로트의 웨이퍼에 대해 EGA 웨이퍼얼라인먼트, 및 노광이 소정의 순서로 실시되고, 이 때 상술한 바와 같이 웨이퍼 (W) 상에 이미 형성된 쇼트영역간의 위치오차 (선형성분) 에 기인하는 중합오차가 보정된 고정밀도의 노광이 실시된다.
한편, 상술한 스텝 (244) 에서의 판단이 부정된 경우, 즉 쇼트내 오차가 지배적인 경우에는, 스텝 (246) 으로 진행한다. 이 스텝 (246) 에서는, 호스트컴퓨터 (150) 는, 쇼트내 오차가 비선형성분인지의 여부, 구체적으로는 쇼트내 오차가 쇼트배율 오차, 쇼트직교도 오차, 쇼트회전 오차 등의 선형성분 이외의 오차를 포함하는지의 여부를 판단한다. 그리고, 이 판단이 부정된 경우에는, 스텝 (248) 로 진행한다. 이 스텝 (248) 에서는, 호스트컴퓨터 (150) 는, 그 로트의웨이퍼의 노광에 사용되는 노광장치 (100j) (이 노광장치 (100j) 는 미리 정해져 있는 것으로 한다) 에서 다음에 사용되는 프로세스 프로그램 파일이라 불리는 노광조건 설정파일내의 선형오프셋 (쇼트배율, 쇼트직교도, 쇼트회전 등의 오프셋) 을 스텝 (242) 에서의 해석결과에 기초하여 재설정한다.
그 후, 서브루틴 (250) 으로 진행한다. 이 서브루틴 (250) 에서는, 노광장치 (100j) 에 의해, 통상의 스캐닝·스테퍼와 동일한 순서로, 상기의 선형오프셋이 재설정된 후의 프로세스 프로그램에 따라 노광처리가 실시된다. 이 서브루틴 (250) 의 처리는, 통상과 다른 점이 없기 때문에 상세한 설명은 생략한다. 그 후, 본 루틴의 일련의 처리가 종료된다.
한편, 상기 스텝 (246) 에서의 판단이 긍정된 경우에는, 스텝 (252) 로 이행한다. 이 스텝 (252) 에서는, 호스트컴퓨터 (150) 는, 그 로트의 웨이퍼의 노광에 최적인 이미지변형 보정능력을 갖는 노광장치 (100k로 함) 를 노광장치 (1001∼100N) 중에서 선택하고, 그 노광장치 (100k) 에 노광을 지시한다. 이 경우의 최적의 노광장치의 선택은, 예컨대 특개 2000-36451 호 공보 등에 상세하게 개시되는 방법과 동일한 방법을 이용할 수 있다.
즉, 호스트 컴퓨터 (150) 는, 먼저 중합노광의 대상이 되는 웨이퍼의 로트의 식별자 (예를 들어, 로트번호) 와, 중합노광시에 중합 정밀도를 확보해야 하는 1 층 이상의 노광이 종료된 층 (이하,「기준층」이라고 함) 을 지정하여, 터미널 서버 (140) 및 LAN (160) 을 통하여 집중 정보서버 (130) 에 대하여 중합오차 데이터및 결상특성의 조정 (보정) 파라미터에 관한 문의를 행한다. 이로써, 집중 정보서버 (130) 에서는 수신한 로트의 식별자 및 기준층에 대응하여, 대용량 기억장치에 기억되어 있는 노광 이력정보 중에서, 그 로트의 웨이퍼에 대한 기준층과 다음 층간의 노광시의 중합오차 데이터, 및 그 로트의 웨이퍼에 대한 각층의 노광시의 각 노광장치 (100ⅰ)의 결상특성의 조정 (보정) 파라미터를 판독하고, 호스트 컴퓨터 (150) 에 보낸다.
이어서 호스트 컴퓨터 (150) 는 상기 각종 정보에 기초하여 결상특성의 조정능력 범위 내에서의 그 로트의 웨이퍼의 기준층과 다음 층과의 중합오차가 최소가 되는 결상특성의 조정 파라미터치와 그 조정 파라미터를 적용했을 때 잔류하는 중합오차 (보정 잔류오차) 를 노광장치 (100ⅰ) 마다 산출한다.
이어서, 호스트 컴퓨터 (150) 는, 각 보정 잔류오차와 소정의 허용오차를 비교하여 보정 잔류오차가 허용오차 이하인 노광장치를, 중합노광하는 노광장치의 후보로서 결정한다. 그리고 호스트 컴퓨터 (150) 는 결정된 후보 노광장치에 대하여 현재의 가동상황 및 장래의 가동예정을 참조하여 가장 효율적으로 리소그래피 공정을 진행시키는 관점에서, 중합노광하는 노광장치를 선택한다.
그후, 서브 루틴 (254) 으로 진행한다. 이 서브 루틴 (254) 에서는 그 선택된 노광장치에 의하여 통상의 스캐닝ㆍ스태퍼와 동일한 순서로, 중합오차의 보정 잔류오차가 매우 작아지도록 투영광학계의 결상특성이 조정된 상태에서 노광처리가 이루어진다. 또한, 이 서브 루틴 (254) 의 처리는 통상의 결상특성 보정기구를 구비한 스캔ㆍ스태퍼에 의한 것과 상이하지 않으므로 상세한 설명은 생략한다. 그 후, 본 루틴의 일련의 처리가 종료된다. 또한, 상기 보정 잔류오차가 매우 작아지는 결상특성의 보정지령은, 호스트 컴퓨터 (150) 에서 선택된 노광장치의 주제어계에 송신할 수도 있고, 상변형 연상장치를 별도로 형성하여, 선택된 노광장치의 주제어계가 중합노광의 대상이 되는 웨이퍼 (W) 의 로트의 식별자 및 자(自)장치의 식별자를 지정하여 당해 로트의 웨이퍼 (W) 를 노광할 때의 투영상의 변형의 조정 파라미터치를 상변형 연산장치에 문의하도록 할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 기준 웨이퍼상의 복수의 소트영역 각각에 대응하여 형성된 복수의 기준마크의 검출결과에 기초하여, 노광에 사용되는 웨이퍼 (프로세스웨이퍼) 상의 복수의 쇼트영역 각각의 개별적인 기준위치 (설계치) 에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어지는 보정맵을, 노광장치 (1001) 에서 사용될 가능성이 있는 얼라이먼트 쇼트영역의 선택조건마다 미리 작성한다.
이 보정맵의 작성시에는, 기준웨이퍼상의 복수의 쇼트영역의 각각에 대하여, 각 쇼트영역에 대응하여 생성되는 기준마크를 검출하여 얻어지는 각 쇼트영역의 위치정보, 즉 개별의 기준위치 (설계치) 에 대한 위치편차량을 각각 구한다 (스텝 (206)). 이어서, 얼라이먼트 쇼트영역의 선택에 관한 조건마다, 기준 웨이퍼상의 조건에 대응하는 복수의 얼라이먼트 쇼트영역에 대응하는 기준마크를 검출하여 얻어지는 실측 위치정보를 이용하여, 통계연산 (EGA 연산) 에 의하여 기준웨이퍼상의 각 쇼트영역의 위치정보 (위치편차량의 선형성분이 보정된 위치정보) 를 산출하고, 이 위치정보와 각 쇼트영역의 개별의 기준위치의 정보, 및 각 쇼트영역의 상기 위치편차량에 기초하여, 각 쇼트영역의 개별의 기준위치 (설계치) 에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어지는 보정맵을 작성한다 (스텝 (210) ~ 스텝 (214)).
또한, 본 실시형태에서는 노광장치 (1001) 에서 사용될 가능성이 있는 쇼트맵 데이터에 대응하는 기준웨이퍼를 미리 작제하고, 기준웨이퍼의 각각을 이용하여, 동일한 순서로 노광에 사용되는 웨이퍼 (프로세스 웨이퍼) 상의 복수의 쇼트영역 각각의 개별적인 기준위치 (설계치) 에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어지는 맵을, 노광장치 (1001) 에서 사용될 가능성이 있는 얼라이먼트 쇼트영역의 선택조건마다 미리 작성한다. 이들 보정맵은 주제어계 (20) 내의 RAM 에 기억된다.
이렇게 복수의 보정맵을 작성하는데, 이들 보정맵의 작성은 노광과는 관계 없이 미리 실시하기 때문에 노광시의 스루풋에 영향을 주지 않는다.
그리고, 호스트 컴퓨터 (150) 에 의하여 파일럿 웨이퍼 등의 중합오차의 계측결과에 기초하여 쇼트영역간 오차가 지배적인 것으로 판단되고 (스텝 (242), 스텝 (244)), 또한 EGA 방식의 웨이퍼 얼라이먼트만으로 중합오차의 보정이 곤란하다고 판단된 경우, 노광장치 (1001) 에 노광조건을 지정하여 노광이 지시된다 (스텝 (256), 스텝 (262)). 이로써, 노광장치 (1001) 의 주제어계 (20) 가 로트간의 중합오차의 크기를 판단하고 (스텝 (264), 스텝 (266)), 로트간의 중합오차가 작을경우 서브 루틴 (270) 으로 이동한다. 이 서브 루틴 (270) 에서는 주제어계 (20) 가 노광조건의 하나로서 지정된 쇼트맵 데이터 및 얼라이먼트 쇼트영역에 대응하는 보정맵을 선택한다 (스텝 (332)). 또한, 주제어계 (20) 는 웨이퍼상의 복수의 얼라이먼트 쇼트영역 (노광조건의 하나로서 지정된 특정한 적어도 세 개의 쇼트영역) 각각에 대응하여 형성된 복수의 웨이퍼마크를 검출하여 얻어지는 각 얼라이먼트 쇼트영역의 실측 위치정보에 기초하여 통계연산 (EGA 연산) 에 의하여 각 쇼트영역의 레티클 패턴의 투영위치와의 위치정합에 사용되는 위치정보를 구하고, 이 위치정보로 선택된 보정맵에 기초하여 웨이퍼상의 각 쇼트영역을 노광을 위한 가속개시위치 (노광기준위치) 로 이동시킨 후, 당해 각 쇼트영역을 주사노광한다 (스텝 (338, 340)).
즉, 본 실시형태에 의하면, 상기 통계연산에 의하여 얻어진 각 쇼트영역의 개별적인 기준위치 (설계치) 로부터의 위치편차량의 선형성분을 보정한 각 쇼트영역의 레티클 패턴의 투영위치와의 위치정합에 사용되는 위치정보를, 선택한 보정맵에 포함되는 대응하는 보정정보로 보정한 위치정보에 기초하여 웨이퍼상의 각 쇼트영역이, 노광을 위한 가속개시위치로 이동된 후, 당해 각 쇼트영역의 노광이 이루어진다. 따라서, 웨이퍼상의 각 쇼트영역은 위치편차량의 선형성분뿐만 아니라, 비선형성분까지 보정한 위치에 정확하게 이동된 후 노광이 이루어지므로, 중합오차가 거의 없는 고정밀도의 노광이 가능해진다.
또한, 주제어계 (20) 가 로트간의 중합오차가 크다고 판단한 경우에는 서브 루틴 (268) 으로 이동한다. 이 서브 루틴 (263) 에서는 주제어계 (20) 가, 로트내의 제 2 장째 이후의 웨이퍼 (W) 의 노광시에는, 통상의 8 점 (EGA) 에서의 계측결과에 기초하여 웨이퍼상의 쇼트영역의 배열편차의 선형성분을 보정함과 동시에, 쇼트영역의 배열 편차의 비선형성분에 대해서는 로트 선단의 웨이퍼와 제 2 장째 이후의 웨이퍼가 동일한 비선형성분을 가지고 있는 것으로 간주하여, 비선형성분의 보정값에 대해서는 로트 선단에서 구한 값을 그대로 사용한다 (스텝 (320), 스텝 (322)). 그래서, 로트내의 전체 웨이퍼에 대하여 전체 점 (EGA) 을 행하는 경우에 비하여, 계측점수의 삭감하여 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 서브 루틴 (268) 의 처리에 있어서, 전술한 바와 같은 평가함수의 도입에 의하여 경험측에 의하지 않고 명확한 근거에 기초하여, 웨이퍼 (W) 의 비선형 변형을 평가할 수 있다. 그리고, 그 평가결과에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 위치편차량 (배열편차) 의 비선형성분을 산출할 수 있고, 이 산출결과와 EGA 에 의하여 구한 쇼트영역의 배열편차의 선형성분에 기초하여 각 쇼트영역의 배열편차 (선형성분뿐만 아니라 비선형성분도 포함), 나아가 중합 보정위치를 정확하게 구할 수 있다 (스텝 (308) ~ 스텝 (322)). 따라서, 상기 각 쇼트영역의 중합 보정위치에 기초하여, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 노광을 위한 가속개시위치 (주사개시위치) 에 웨이퍼 (W) 를 순차적으로 스태핑시키면서, 레티클 패턴을 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 전사시켜 웨이퍼 (W) 상의 쇼트영역에 레티클 패턴을 매우 고정도로 중합시킬 수 있다.
그 한편으로, 호스트 컴퓨터 (150) 가 파일럿 웨이퍼 등의 중합오차의 계측결과에 기초하여 쇼트간 오차가 지배적이지 못한 것으로 판단한 경우에는 (스텝(242), 스텝 (244)), 쇼트내 오차가 비선형성분을 포함하는지의 여부에 따라서 투영상 변형의 보정 잔류오차가 최소가 되는 최적한 노광장치의 선택, 또는 프로세스 프로그램의 선형 옵셋의 재설정을 행한다. 그리고 선형옵세이 재설정된 프로세스 프로그램에 따른 노광, 또는 선택된 노광장치에 의하여 노광이 통상과 동일한 순서로 이루어진다.
따라서, 본 실시형태에 의하면, 스루풋을 크게 저하시키지 않고 또한 중합 정밀도를 양호하게 유지한 노광을 행할 수 있게 된다. 이상의 설명에서 알 수 있듯이, 본 실시형태에 관계되는 리소그래피 시스템 (110) 및 그 노광방법에 의하면, 예를 들어 동일한 디바이스 제조라인에서 기준이 되는 노광장치를 사용하여, 퍼스트 레이어 (제 1 층) 의 패턴의 전사가 이루어진 웨이퍼상의 각 쇼트영역에 다른 노광장치를 사용하여 레티클 패턴을 양호한 정밀도로 중합시킬 수 있게 된다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 노광장치 상호간의 스테이지 그레이드 오차 등에 기인하는 중합오차를 아주 작게 할 수 있게 된다. 특히, 서브 루틴 (268) 의 처리에 의한 경우에는, 로트마다 변동되는 쇼트간 오차를 양호한 정밀도로 보정할 수 있고, 또한 서브 루틴 (270) 의 처리에 의한 경우에는, 쇼트맵의 변경이나 얼라이먼트의 변경마다 변동되는 쇼트간 오차를 양호한 정밀도로 보정할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 보정맵을 작성하기 위하여 마크가 검출된 특정기판이 기준웨이퍼이고, 보정맵 작성의 전제가 되는 기판에 관련되는 조건이, 쇼트맵 데이터의 지정 및 얼라이먼트 쇼트영역의 선택에 관한 조건인 경우에 대하여 설명하였으나, 본 설명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 즉, 쇼트맵 데이터의 지정에 관한 조건마다, 보정맵을 작성하는 것만으로도 충분하고, 얼라이먼트 쇼트영역의 선택에 관한 조건마다 보정맵을 작성하는 것만으로도 충분하다.
또한, 특정기판으로서, 실제로 노광에 사용되는 프로세스 웨이퍼를 사용해도 좋다. 이러한 경우에는, 적어도 2 종류의 조건으로서 기판이 경유한 적어도 2 종류의 프로세스에 관한 조건을 포함할 수 있다. 이 경우, 노광에 사용되는 전체 프로세스 웨이퍼에 대하여, 상기 실시형태에 있어서의 스텝 (202 ~ 220) 과 동일하게 하여 보정맵을 각각 작성하고, 노광에 앞서 스텝 (332) 의 처리에 대신하여 그 노광에 사용되는 웨이퍼에 대응하는 보정맵을 선택하는 처리를 행함으로써, 상기 실시형태와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 이러한 경우에도 스루풋을 크게 저하시키지 않고도 중합 정밀도를 양호하게 유지한 노광을 행할 수 있게 된다. 이 경우에는 프로세스 처리에 기인하는 오차를 보정할 수 있게 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 서브 루틴 (268) 에서는, 로트내의 제 2 장째 이후에서는 8 점 (EGA) 을 행하는 것으로 했으나, EGA 의 계측점수 (얼라이먼트마크 수 (통상은 샘플쇼트 수에 대응) 는 통계연산에서 구하는 미지의 파라미터 (상기 실시형태에서는 6 개) 의 수보다 많으면 그 수에 제한되지 않는 것은 물론이다.
또한, 상기 실시형태에서 웨이퍼상의 노광대상인 쇼트영역에, 웨이퍼 주변의 쇼트영역 (소위 에지 쇼트영역) 으로서 결함 쇼트영역이 있고, 또한 그 결함 쇼트영역에는 마크가 존재하지 않기 때문에, 전술한 보정맵 중에 그 결함 쇼트영역의 보정정보가 포함되지 않는 경우가 발생될 가능성이 있다.
이러한 경우에는, 통계처리에 의하여 그 결함 쇼트영역에서의 비선형 변형을추정하는 것이 바람직하다. 여기에서, 이 결함 쇼트영역의 비선형 변형의 추정방법의 일례에 대하여 설명한다.
도 10 에는 웨이퍼 (W) 의 주변부의 일부가 표시되어 있다. 이 웨이퍼 (W) 에 관하여 상기 순서에 따라서 구한 보정맵 중의 비선형 변형성분 (dxⅰ, dyⅰ) 이 도면 중에 나타내어져 있다. 이 도 10 의 경우, 기준웨이퍼의 쇼트영역 (S5) 에 대응하는 쇼트영역에는 기준마크가 존재하지 않기 때문에, 그 보정정보 (비선형 변형성분) 는 보정맵의 작성시에는 얻어지지 않은 것으로 한다. 이러한 전제하에서, 노광시에 지정된 쇼트맵 데이터에는 쇼트영역 (S5) 이 포함되어 있는 경우에 대하여 생각한다.
이런 경우, 주제어계 (20) 에는 지정된 얼라이먼트 쇼트영역의 정보를 기초로 하여, EGA 방식의 웨이퍼 얼라이먼트를 행하고, 쇼트영역 (S5) 을 포함하는 웨이퍼 (W) 상의 전체 쇼트영역 (S5) 의 중심점의 좌표값 (x1, y1) 을 구한다. 이어서, 주제어계 (20) 에서는 쇼트영역 (S5) 의 보정정보 (Δx, Δy) 를, 예를 들어 다음의 식 (13), (14) 를 사용하여 산출한다.
상기 식 (13), (14) 에서, rⅰ는 착안하는 쇼트영역 (S5) 에서 인접하는 쇼트영역 (S1,S2,S3,S4) 에 대한 거리이고, W (rⅰ) 는 도 11 과 같은 가우스분포로 가정되는 가중이다. 이 경우, 표준편차 (σ) 는 인접하는 쇼트영역간의 거리 (스텝피치) 정도이다.
이렇게 하여, 산출된 쇼트영역 (S5) 과 같은 결합쇼트영역의 보정정보 (Δx, Δy) 와, 상기 웨이퍼 얼라이먼트에서 얻은 그 결함 쇼트영역의 위치정보에 기초하여, 웨이퍼상의 그 결함 쇼트영역을 노광하기 위한 가속개시위치 (노광기준위치) 로 이동하여 주사노광하고, 결함 쇼트영역에 대해서도 중합 양호한 정밀도로 레티클 패턴을 전사할 수 있게 된다.
또한, 예를 들어 도 7 중에 가상선으로 나타내어지는 웨이퍼 (W) 상의 결함 쇼트영역 (SA1 '~ SA4 ') 을 생각하고, 이들 결함 쇼트영역도 노광하는 경우를 생각한다. 이 경우 결함 쇼트영역의 어느 것도 EGA 의 계측점을 설정하지 않은 경우에도, 전술한 서브 루틴 (268) 의 처리에 의하면, 보완함수를 사용함으로써 이들 결함 쇼트영역 (SA1 '~ SA4 ') 에 대해서도 위치편차량의 선형성분은 물론 비선형성분에 대해서도 보정할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 도 4 의 플로우 차트를 따라서 호스트 컴퓨터 (150) 가 중합오차정보의 해석, 쇼트간 오차가 지배적인지 아닌지의 판단, 프로세스 프로그램의 선형 옵셋의 재설정, 최적 노광장치의 선택, 쇼트간 오차가 지배적인 경우의 쇼트간 오차가 비선형성분을 포함하는지의 판단 등을 자동적으로 행하는경우를 설명하였으나, 이들 처리는 오퍼레이터가 하도록 할 수 있는 것도 물론 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는 노광장치 (1001) 의 주제어계 (20) (CPU) 가 로트간의 중합오차가 큰지를 판단하고, 그 판단결과에 기초하여 서브 루틴 (268, 270) 의 어느 한쪽으로 이행할 것인지를 결정하는 것으로 하였으나, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 즉, 노광장치 (100ⅰ) 에 서브 루틴 (268, 270) 의 처리를 선택할 수 있는 모드를 각각 준비하고, 상기 로트간의 중합오차가 큰지에 대한 판단을 중합측정기의 측정결과에 기초하여 오퍼레이터가 행하고, 이 판단결과에 기초하여 대응하는 모드를 선택해도 된다.
또한, 상기 실시형태의 서브 루틴 (268) 에서는, 로트 선단의 웨이퍼의 노광시에, 전체 쇼트영역의 웨이퍼 마크의 계측결과를 사용하여 EGA 연산으로 산출한 쇼트배열좌표와 보완함수에 기초하여 산출한 배열좌표의 비선형성분에 기초하여, 각 쇼트영역을 주사개시위치로 위치결정하는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 스텝 (308) 에서 계측한 각 쇼트영역의 위치편차량의 실측값에 기초하여 EGA 연산을 실시하지 않고, 각 쇼트영역을 주사개시위치로 위치결정하도록 해도 된다.
또한 상기 실시형태에 있어서, n 이 3 이상의 정수로 설정되어 있는 경우에는 로트내의 최초의 (n-1) 장 (복수장) 의 웨이퍼에 대해서는 스텝 (308) 에서 스텝 (318) 까지의 처리가 반복하여 실시되게 되는데, 이 때 스텝 (318) 에서는 제 2 장째에서 n-1 장째까지의 웨이퍼에 대해서는 전체쇼트영역의 배열편차의 비선형 성분 (보정값) 을 예컨대 그 때까지의 각 회의 연산결과의 평균값에 기초하여 산출하게 하면 된다. 물론, 제 n 장째 (n ≥3) 이후의 웨이퍼에서도 제 (n-1) 장째까지의 2 장 이상의 웨이퍼로 각각 산출하는 비선형 성분 (보정값) 의 평균값을 사용하도록 해도 된다.
그리고, 전술한 평가함수는 일례이며 이에 국한되지 않고, 예컨대 식 (8) 의 평가함수 대신에 다음의 식 (15) 로 표시되는 평가함수 (W2) (S) 를 사용해도 된다.
상기 식 (15) 의 평가함수에 따르면 주목할 쇼트영역의 위치편차 벡터 (rk) (제 1 벡터) 와 그 주위 (반경 (s) 의 원내) 의 각 쇼트영역에 있어서의 위치편차 벡터 (ri) (제 2 벡터) 사이의 방향 및 크기에 대한 상관도 측정할 수 있다. 통상 상기 식 (15) 의 평가함수 (W2) (s) 에 따르면 상기 실시형태에 비해 보다 정확히 웨이퍼의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 그 평가할 수 있다. 단, 상기 식 (15) 의 평가함수에서는 크기도 고려하고 있어 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 위치편차량의 발생상황에 따라서는 오히려 평가의 정확도가 저하되는 경우가 매우 드물기는 하지만 일어날 수 있다.
상기와 같은 경우를 고려하여 식 (8) 의 평가함수 (Wl) (s) 와 식 (15) 의평가함수 (W2)(s) 를 동시에 사용하고, 이들 평가함수가 모두 높은 상관을 나타내는 (모두 1 에 가깝다) 범위의 반경 (s) 을 구함으로써, 웨이퍼의 비선형 변형을 평가하게 해도 된다. 또 이 경우 이 같은 방법으로 구한 s 를 사용하여 전술한 보완함수를 결정하면 된다.
그리고, 상기 제 1 실시형태의 스텝 (314) 의 처리를 생략해도 된다. 즉, 스텝 (312) 에서 분리된 위치편차량의 비선형 성분을 그대로 스텝 (322) 에 있어서, 각 쇼트영역의 위치편차량의 비선형 성분 (보정값) 으로 사용해도 된다.
또한, 도 5 의 스텝 (312) 에서는 스텝 (308) 에서 계측한 위치좌표와 설계상의 위치좌표와 스텝 (310) 에서 산출한 위치좌표 (계산값) 를 사용하여 각 쇼트영역의 위치편차량의 선형 성분과 비선형 성분을 분리하였으나, 선형 성분과 비선형 성분을 분리하지 않고, 비선형 성분만을 구해도 된다. 이 경우에는 스텝 (308) 에서 계측한 위치좌표와 스텝 (310) 에서 산출한 위치좌표의 차이를 비선형 성분으로 하면 된다. 또 도 5 의 스텝 (304) 및 도 9 의 스텝 (336) 의 서치 얼라인먼트는 웨이퍼 (W) 의 회전오차가 허용범위내일 때 등은 실시하지 않아도 된다. 또 도 4 의 스텝 (262) 에서는 노광장치의 선택을 실시하는 것으로 하였으나, 사용하는 노광장치가 그리드 보정기능을 갖고 있을 때에는 스텝 (262) 을 생략해도 되고, 스텝 (266) 의 판단결과에 따라 그리드 보정기능을 선택하기만 해도 된다.
또한 상기 실시형태에서는 그리드 보정기능을 갖는 노광장치 (1001) 가 전술한 제 1 그리드 보정기능 및 제 2 그리드 보정기능의 양자를 갖는 경우에 대해 설명하였으나, 이에 국한되지 않고, 노광장치는 제 1 그리드 보정기능 및 제 2 그리드 보정기능의 일방만을 가져도 된다. 즉 도 4 의 스텝 (268,270) 등의 서브 루틴을 각각 단독으로 실시해도 된다.
또 상기 실시형태에서는 도 4 의 알고리즘 중, 일부 스텝을 호스트 컴퓨터 (150) 가 실행하고, 나머지 스텝을 노광장치 (1001) 를 포함하는 노광장치 (100i) 가 실행하고, 특히 스텝 (264,266,268,270) 을 노광장치 (1001) 가 실행하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나 이에 국한되지 않고, 도 4 의 알고리즘의 모두, 또는 상기 실시형태에서 호스트 컴퓨터 (150) 가 실행한 스텝의 일부를 예컨대 노광장치 (1001) 와 동일한 그리드 보정기능을 갖는 노광장치가 실행하는 구성을 채용할 수도 있다.
또한 상기 제 1 실시형태에서는 n ≥3 일 때, 1 ∼ (n-1) 장째까지의 복수의 웨이퍼 (기판) 의 1 장 이상으로 모든 쇼트영역의 좌표값을 검출하기만 해도 되고, 그 1 장 이상의 웨이퍼가 제 1 장째의 웨이퍼를 포함하지 않아도 된다. 또한 상기 제 1 실시형태에서는 (n-1) 장째의 웨이퍼로 좌표값 (마크) 이 검출되는 쇼트영역은 전체쇼트영역이 아니어도 된다. 특히 웨이퍼의 전면에서 비선형 변형의 경향이 거의 일치하는 것으로 어느 정도 예상될 때에는 예컨대 하나 건너 쇼트영역에 대해 좌표값을 검출하기만 하면 된다. 또한 EGA 방식에서는 얼라인먼트 쇼트영역 (전체쇼트영역 또는 그 안의 특정의 복수의 쇼트영역이 샘플쇼트로서 선택되고 있는 경우에는 그 선택된 특정의 쇼트영역) 의 얼라인먼트 마크의 좌표값을 사용하는 것으로 하였으나, 예컨대 얼라인먼트 쇼트영역 마다 그 설계상의 좌표값에 따라 웨이퍼 (W) 를 이동하여 레티클 (R) 상의 마크, 또는 얼라인먼트계 AS 의 지표마크와의 위치편차량을 검출하고, 이 위치편차량을 사용하여 통계연산에 의해 쇼트영역 마다 설계상의 좌표값으로부터의 위치편차량을 산출해도 되고, 또는 쇼트영역간의 스텝 피치의 보정량을 산출해도 된다. 이는 가중 EGA 방식이나 후술하는 쇼트내 다점 EGA 방식에서도 동일하다.
즉 EGA (가중 EGA, 쇼트내 다점 EGA, 블록화 EGA 등을 포함) 방식에서는 얼라인먼트 쇼트영역의 좌표값에 국한되지 않고, 얼라인먼트 쇼트영역에 관한 위치정보로서 통계처리에 적절한 정보라면 어떤 정보를 이용하여 통계연산을 실시해도 되고, 각 쇼트영역의 좌표값에 국한되지 않고, 각 쇼트영역의 위치에 관한 정보라면 어떤 정보를 산출해도 된다.
《제 2 실시형태》
이어서 본 발명의 제 2 실시형태를 도 12 내지 도 15 에 기초하여 설명한다.
본 제 2 실시형태에서 리소그래피 시스템의 구성 등은 제 1 실시형태와 동일하게 되어 있고, 쇼트영역 사이즈보다 작은 간격으로 기준마크가 형성된 기준 웨이퍼를 사용하여 제 1 보정 맵이 작성되는 점, 및 도 4 의 서브루틴 (270) 에 있어서의 처리가 전술한 제 1 실시형태와 다를 뿐이다. 이하, 이들 상이점을 중심으로 설명한다.
먼저, 미리 실시되는 제 1 보정 맵의 작성시의 동작의 흐름에 대해 노광장치(1001) 의 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어알고리즘을 간략화하여 나타내는 도 12 의 흐름도에 기초하여 설명한다.
전제로서, 전술한 제 1 실시형태의 경우와 동일한 방법으로, 프로세스 웨이퍼상의 쇼트영역간격보다 작은 소정 피치, 예컨대 1 ㎜ 피치로 직사각형 영역 및 각 직사각형 영역에 대응하여 기준마크가 형성된 기준웨이퍼 (이하, 편의상「기준마크 (WF1)」라고 함) 가 제작되어 있는 것으로 한다. 그리고, 이하의 설명에서는 기준마크에 대응하는 각 직사각형 영역을 마크영역이라고 한다.
그리고, 이 기준마크의 제작시에 이용되는 노광장치는 전술한 것과 동일한 기준이 되는 노광장치 (예컨대 동일한 디바이스 제조라인에서 사용되는 가장 신뢰성이 높은 스캐닝·스테퍼) 외에 신뢰성이 높은 장치라면 스테퍼 등의 정지형의 노광장치여도 된다.
먼저, 스텝 (402) 에 있어서 도시하지 않은 웨이퍼 로더를 사용하여 기준웨이퍼 (WF1) 를 웨이퍼 홀더 위로 로딩한다.
다음의 스텝 (404) 에서는 그 웨이퍼 홀더위로 로딩된 기준웨이퍼 (WF1) 의 서치얼라인먼트를 전술한 스텝 (204) 과 동일하게 하여 실시한다.
다음의 스텝 (406) 에서는 기준웨이퍼 (WF1) 위의 모든 마크영역 (여기서는 일례로서 거의 1 ㎜ 각의 영역) 의 스테이지 좌표계 위에 있어서의 위치좌표를 전술한 스텝 (206) 과 동일하게 하여 계측한다.
다음의 스텝 (408) 에서는 상기 스텝 (406) 에서 계측한 모든 마크영역의 위치좌표와, 각각의 설계상의 위치좌표에 기초하여 전술한 식 (2) 의 EGA 연산을 실시하고, 전술한 식 (1) 의 6 개의 파라미터 (a ∼ f) (기준웨이퍼상의 각 마크영역의 배열에 관한 로테이션 (θ) X, Y 방향의 스케일링 (Sx,Sy), 직교도 (Ort), X, Y 방향의 오프셋 (Ox,Oy) 의 6 개의 파라미터에 대응) 를 산출함과 동시에 이 산출결과와 각 마크영역의 설계상의 위치좌표에 기초하여 전체마크영역의 위치좌표 (배열좌표) 를 산출하고, 그 산출결과, 즉 기준 웨이퍼상의 전체마크영역의 위치좌표를 내부메모리의 소정영역에 기억한다.
다음의 스텝 (410) 에서는 기준웨이퍼상의 모든 마크영역에 대해 위치편차량의 선형성분과 비선형성분을 분리한다. 구체적으로는 상기 스텝 (408) 에서 산출한 각 마크영역의 위치좌표와 각각의 설계상의 위치좌표와의 차이를 위치편차량의 선형성분으로서 산출함과 동시에 전술한 스텝 (406) 에서 실제로 계측한 모든 마크영역의 위치좌표와 각각의 설계상의 위치좌표와의 차이인 마크영역의 위치편차량에서 상기 선형성분을 뺀 잔차를 위치편차량의 비선형성분으로서 산출한다.
다음의 스텝 (412) 에서는 상기 스텝 (410) 에서 산출한 각 마크영역의 위치편차량을 포함함과 동시에 각 마크영역의 위치편차량의 비선형성분을 기준웨이퍼 (WF1) 상의 각 마크영역의 배열편차를 보정하는 보정정보로서 포함하는 제 1 보정맵을 작성하고, RAM 등의 메모리 또는 기억장치에 저장한 후, 본 루틴의 일련의 처리를 종료한다.
그 후, 기준웨이퍼는 웨이퍼홀더상으로부터 언로딩된다.
이어서, 본 제 2 실시형태의 서브루틴 (270) 의 처리에 대해 설명한다.
도 13 에는 서브루틴 (270) 에 있어서, 동일 로트내의 복수장 (예컨대 25 장) 의 웨이퍼 (W) 에 대해 제 2 층째 (세컨트 레이어) 이후의 층의 노광처리를 실시하는 경우의 주제어계 (20) 내의 CPU 의 제어알고리즘이 나타나 있다. 이하, 서브루틴 (270) 에 있어서 이루어지는 처리에 대해 도13 의 흐름도를 따라 또한 적절한 다른 도면을 참조하면서 설명한다.
전제로서, 로트내의 모든 웨이퍼는 동일조건, 동일공정에서 각종 처리가 이루어지고 있는 것으로 한다.
먼저, 서브루틴 (431) 에 있어서, 전술한 서브루틴 (201) 과 동일한 수순으로 소정의 준비작업을 한 후, 스텝 (432) 으로 진행한다. 스텝 (432) 에서는 전술한 스텝 (262) 에 있어서 호스트컴퓨터 (150) 로부터 노광지시와 함께 주어진 노광조건의 설정지시정보에 기초하여 상기 소정의 준비작업 중에 선택한 프로세스 프로그램 파일내에 포함되는 쇼트 맵 데이터와, RAM 내에 기억되어 있는 제 1 보정맵에 기초하여 제 2 보정맵 (쇼트 맵 데이터로 규정되는 각 쇼트영역의 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어지는 보정맵) 을 작성하여 RAM 내에 기억한다. 즉 이 스텝 (432) 에서는 제 1 보정맵내의 각 마크영역의 위치편차량과, 소정의 평가함수에 기초하여 기준웨이퍼 (WF1) 의 비선형 변형을 평가하고, 이 평가결과에 기초하여 보완함수 (위치편차량 (배열편차) 의 비선형성분을 표현하는 함수) 를 결정한다. 그리고, 이 결정한 보완함수와, 상기 각 쇼트영역의 중심점에 대응하는 마크영역 (이 경우, 중심점을 포함하는 마크영역) 의 보정정보를 사용하여 보완연산을 실시하여 각 쇼트영역의 위치편차량의 비선형성분을 보정하는 보정정보로 이루어지는 제 2 보정맵을 작성한다.
여기서, 이 스텝 (432) 에 있어서의 처리를 상세히 설명한다. 도 14 에는 기준웨이퍼 (WF1) 의 평면도가 도시되어 있고, 도 15 에는 도 14 의 원 (F) 내의 확대도가 도시되어 있다. 기준웨이퍼 (WF1) 상에는 소정 피치, 예컨대 1 ㎜ 피치로 복수의 직사각형의 마크영역 (SBu) (총수 (N)) 이 매트릭스상 배치로 형성되어 있다. 도 14 에서 쇼트 맵 데이터로 지정된 하나의 쇼트영역에 대응하는 영역이 직사각형 영역 (Sj) 으로 도시되어 있고, 이 영역이 도 15 에서는 굵은 테두리로 표시되어 있다. 도 15 에서 각 마크영역내에 화살표로 표시되는 벡터 (rk) (k ＝ 1, 2, ……, i, ……N) 는 각 마크영역의 위치편차량 (배열편차) 을 나타내는 벡터이다. k 는 각각의 마크영역의 번호이다. 또 부호 s 는 도 15 에 도시되는 주목할 마크영역 (SBk) 의 중심을 중심으로 하는 원의 반경을 나타내고, i 는 주목할 k 번째의 마크영역으로부터 반경 (s) 의 원내에 존재하는 마크영역의 번호를 나타낸다.
상술한 설명으로 알 수 있는 바와 같이 스텝 (432) 에 있어서의 처리에서, 평가함수로서 전술한 평가함수 (Wl) (s) 을 사용할 수 있고, 또 보완함수로는 전술한 보완함수 σx(x,y), δy(x,y) 를 사용할 수 있다. 상기 평가함수 (Wl) (s) 에 의하면 s 의 값에 따라 (Wl) (s) 의 값이 변하므로, 전술한 바와 같은 경험칙에 의존하지 않고, 기준웨이퍼 (또는 웨이퍼) 의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가할 수 있고, 이 평가결과를 이용함으로써 전술한 수순으로 위치편차량 (배열편차) 의 비선형 성분을 표현하는 최적의 P, Q 를 결정할 수 있고, 그럼으로써 식 (10), (11) 의 보완함수를 결정할 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이 결정한 식 (10), (11) 의 보완함수에, 제 1 보정맵내에 보정정보로서 기억되어 있는 좌표 (x,y) 의 마크영역의 위치편차량 (배열편차) 의 비선형 성분의 X 성분 Δx(x,y), Y 성분 Δy(x,y) 을 각각 대입하여 푸리에 변환계수 Apq, Bpq, Cpq, Dpq및 Apq', Bpq' Cpq', Dpq' 를 결정하고, 그럼으로써 보완함수를 구체적으로 결정한다. 그리고 이 푸리에 급수계수 Apq, Bpq, Cpq, Dpq및 Apq', Bpq' Cpq', Dpq' 도 결정한 보완함수에, 웨이퍼상의 각 쇼트영역의 중심점의 좌표를 대입함으로써 웨이퍼상의 전체쇼트영역의 배열편차의 비선형 성분의 X 성분 (보완값, 즉 보정값) 및 Y 성분 (보완값, 즉 보정값) 을 산출한 후, 이 산출결과에 기초하여 제 2 보정맵을 작성하고, 그 제 2 보정맵을 내부메모리의 소정영역에 일시적으로 기억시킨다. 또한 이 때, 보정맵 이외의 데이터, 즉 푸리에 급수계수가 결정된 보완함수 등의 데이터를 RAM 내에 기억한다.
그리고, 상기 웨이퍼 (W) 상의 부분영역에 대해 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가할 때, 제 1, 제 2 벡터로서 각 마크영역에 있어서의 위치편차 벡터가 사용되지만 이에 한정되지 않고, 보정정보 즉 각 마크영역의 위치편차량의 비선형 성분을 나타내는 벡터를 사용해도 된다.
도 13 으로 되돌아가서, 다음의 스텝 (434) 에서는 도시하지 않은 웨이퍼로더를 사용하여 웨이퍼홀더상의 노광처리가 끝난 웨이퍼와 미노광의 웨이퍼를 교환한다. 단 웨이퍼홀더상에 웨이퍼가 없는 경우에는 미노광의 웨이퍼를 웨이퍼홀더상에 단순히 로딩한다.
다음의 스텝 (436) 에서는 그 웨이퍼홀더상에 로딩된 웨이퍼의 서치 얼라인먼트를 전술한 것과 동일한 수순으로 실시한다.
다음의 스텝 (438) 에서는 쇼트 맵 데이터 및 얼라인먼트 쇼트영역의 선택정보 등의 쇼트데이터에 기초하여 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트를 전술한 것과 동일하게 실시하고, 웨이퍼상의 전체쇼트영역의 위치좌표를 산출하여 내부메모리의 소정영역에 기억시킨다.
다음의 스텝 (440) 에서는 전술한 내부메모리내의 소정영역에 기억된 전체쇼트영역의 배열좌표와, 내부메모리에 일시적으로 저장된 제 2 보정맵내의 각각의 쇼트영역에 대한 위치편차량의 비선형 성분의 보정값에 기초하여 각 쇼트영역에 대하여 위치편차량 (선형성분 및 비선형성분) 이 보정된 중합보정위치를 산출함과 동시에, 그 중합보정위치의 데이터와, 미리 계측한 베이스라인량에 기초하여 웨이퍼상의 각 쇼트영역에 대한 노광을 위한 주사개시위치 (가속개시위치) 에 웨이퍼 스테이지 (웨이퍼) 를 순차적으로 이동시키는 동작과, 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지를 주사방향으로 동기이동시키면서 레티클 패턴을 웨이퍼상에 전사하는 동작을 반복하여 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔방식에 의한 노광동작을 행한다. 이에 의해, 로트선두 (로트내의 제 1 장째) 의 웨이퍼 (W) 에 대한 노광처리가 종료한다.
다음의 스텝 (442) 에서는 예정장수의 웨이퍼에 대한 노광이 종료했는지를판단하고, 이 판단이 부정된 경우에는 스텝 (434) 으로 돌아와 이후 상기 처리, 판단을 반복하여 행한다.
이와 같이 하여 예정장수의 웨이퍼 (W) 에 대하여 노광이 종료하면, 스텝 (442) 에서의 판단이 긍정되고, 도 13 의 서브루틴의 처리를 종료하고, 도 4 로 돌아와 일련의 노광처리를 종료한다.
그런데, 서브루틴 (270) 에서의 스텝 (432) 에서는 호스트컴퓨터 (150) 로부터 노광지시와 함께 지시된 노광조건에 대응하는 프로세스 프로그램에 포함되는 쇼트 맵 데이터 (지정된 쇼트 맵 데이터) 와 제 1 보정 맵에 기초하여 제 2 보정 맵이 작성된다. 따라서, 그 쇼트 맵 데이터로서 다른 쇼트 맵 데이터가 지정된 경우, 즉 쇼트 맵 데이터가 변경된 경우에는 스텝 (432) 에서 변경후의 쇼트 맵 데이터에 기초하여 제 2 보정 맵의 갱신이 행해진다. 구체적으로는, 주제어계 (20) 가, RAM 내에 저장되어 있는 푸리에 급수계수가 결정된 보완함수를 판독하고, 이것에 변경후의 쇼트 맵 데이터에 따라 웨이퍼상의 각 쇼트영역의 중심점의 좌표를 대입함으로써 그 변경후의 쇼트 맵 데이터에 따른 웨이퍼상의 각 쇼트영역 배열편차의 비선형성분의 X 성분 (보완값, 즉 보정값) 및 Y 성분 (보완값, 즉 보정값) 을 산출한 후, 이 산출결과에 기초하여 제 2 보정 맵을 갱신하고, 그 갱신후의 제 2 보정 맵을 내부 메모리의 소정영역에 일시적으로 기억한다. 그 후, 상술한 스텝 (434 ∼ 442) 과 동일한 처리ㆍ판단을 반복하여 행한다.
쇼트 맵 데이터가 변경되지 않은 동안에는 상술한 것과 동일한 처리가 행해지는 것은 말할 필요도 없다.
그리고, 도 12 의 스텝 (410) 에서는, 스텝 (406) 에서 계측한 위치좌표와 설계상의 위치좌표와 스텝 (408) 에서 산출한 위치좌표 (계산값) 를 사용하여 각 마크영역의 위치편차량의 선형성분과 비선형성분을 분리했는데, 선형성분과 비선형성분을 분리하지 않고, 비선형성분만을 구해도 된다. 이 경우에는 스텝 (406) 에서 계측한 위치좌표와 스텝 (408) 에서 산출한 위치좌표의 차를 비선형성분으로 하면 된다. 또한, 도 13 의 스텝 (436) 의 서치얼라인먼트는 웨이퍼 (W) 의 회전오차가 허용범위내일 때 등은 행하지 않아도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 2 실시 형태에 의하면, 기준웨이퍼상의 복수의 기준마크를 검출하여 각 기준마크에 대응하는 마크영역의 위치정보를 계측하고, 이 계측된 위치정보를 사용하여 통계연산 (EGA 연산) 에 의해 각 마크영역의 설계값에 대한 위치편차량의 선형성분이 보정된 계산상의 위치정보를 산출한다. 이어서, 계측된 위치정보와 계산상의 위치정보에 기초하여 각 마크영역의 설계값에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보를 포함하는 제 1 보정 맵을 작성한다. 이 경우, 제 1 보정 맵의 작성은 노광과는 관계 없이 미리 행할 수 있기 때문에, 노광시의 스루풋에 영향을 미치지 않는다.
그리고, 노광에 앞서 쇼트 맵 데이터가 노광조건의 하나로서 지정되면, 그 지정된 쇼트 맵 데이터에 기초하여 제 1 보정 맵을, 각 쇼트영역의 개별의 기준위치 (설계값) 로부터의 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보를 포함하는 제 2 보정 맵으로 변환한다. 이어서, 웨이퍼상의 복수의 마크 (얼라인먼트 쇼트영역의 웨이퍼 마크) 를 검출하여 얻어지는 쇼트영역의 스테이지 좌표계상에서의 위치정보에 기초하여 통계연산 (EGA 연산) 에 의해 쇼트영역 각각의 소정점 (레티클 패턴의 투영위치) 과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를 구하고, 그 위치정보와 제 2 보정 맵에 기초하여 웨이퍼상의 각 쇼트영역을 가속개시위치로 이동한 후, 각 쇼트영역을 노광한다. 즉, 상기 쇼트영역의 스테이지 좌표계상에서의 위치정보 (실측위치정보) 에 기초하여 행해지는 통계연산 (EGA 연산) 에 의해 얻어지는 각 쇼트영역의 개별의 기준위치 (설계값) 로부터의 위치편차량의 선형성분을 보정한 각 쇼트영역의 소정점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보를, 제 2 보정 맵에 포함되는 대응하는 보정정보로 보정한 위치정보를 목표위치로 하여, 웨이퍼상의 각 쇼트영역이 가속개시위치로 이동된 후, 당해 각 쇼트영역의 노광이 행해진다. 따라서, 웨이퍼상의 각 쇼트영역은 위치편차량의 선형성분 뿐만 아니라, 비선형성분도 보정한 위치에 정확하게 이동된 후 노광이 행해지기 때문에, 중합오차가 거의 없는 고정밀도의 노광이 가능하게 된다.
따라서, 본 제 2 실시 형태에 의하면, 제 1 실시 형태와 동일하게, 스루풋을 최대한 저하시키지 않고 중합정밀도를 양호하게 유지한 노광을 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 제 2 실시 형태에 의하면, 기준웨이퍼상의 기준마크의 검출결과에 기초하여 얻어진 보정정보에 의해, 최종적으로 웨이퍼상의 각 쇼트영역의 소정점과의 위치맞춤에 사용되는 위치정보가 보정되기 때문에, 예컨대 동일한 디바이스 제조라인에서 기준이 되는 모든 노광장치를, 기준웨이퍼를 기준으로 하여 중합정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 제 2 실시 형태에서는 노광에 앞서 쇼트 맵 데이터가 노광조건의하나로서 지정되면, 그 지정된 쇼트 맵 데이터에 기초하여 제 1 보정 맵을, 각 쇼트영역의 개별의 기준위치 (설계값) 로부터의 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보를 포함하는 제 2 보정 맵으로 변환할 수 있기 때문에, 각 노광장치에서의 쇼트 맵 데이터 (웨이퍼상의 쇼트영역의 배열에 관한 정보의 일종) 의 여하에 관계 없이, 복수의 노광장치간의 중합노광을 고정밀도로 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 제 2 실시 형태에서는 제 1 보정 맵으로부터 제 2 보정 맵으로의 변환을, 기준웨이퍼상의 부분영역에 대하여 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 상술한 평가함수를 사용하여 평가한 평가결과에 기초하여 최적화된 단일의 보완함수와, 상기 각 마크영역의 보정정보에 기초하여 상기 각 구획영역의 기준위치 (중심위치) 마다 보완연산을 행함으로써 실현하는 것으로 하였다. 이 때문에, 그 변환시, 웨이퍼상의 모든 점의 비선형 변형 (보정정보) 을 산출하기 위한 구체적인 보완함수가 결정된다. 이 때문에, 쇼트 맵 데이터의 변경에 의해 각 쇼트영역이 변경되어도, 변경후의 쇼트영역마다 그 좌표를 상기 구체적인 보완함수에 대입함으로써 용이하게 변경후의 각 쇼트영역의 보정정보를 구할 수 있다. 따라서, 쇼트 맵 데이터의 변경으로의 대처도 용이하게 되어 있다.
또한, 본 제 2 실시 형태에서는 웨이퍼상의 노광대상의 쇼트영역에 웨이퍼 주변의 쇼트영역 (소위 에지쇼트영역) 으로서 결함쇼트영역이 있고, 또한 그 결함쇼트영역에는 필요한 마크가 존재하지 않으므로, 상술한 제 1 보정 맵중에 그 결함쇼트영역의 보정정보가 포함되지 않은 경우가 있어도 특별히 지장 없이 그 결함쇼트영역의 보정정보를 구할 수 있다.
즉, 본 제 2 실시 형태에서는 쇼트 맵 데이터에 그 결함쇼트영역이 포함되어 있으면, 상기 맵의 변환시, 그 결함쇼트영역의 기준위치 (중심위치) 의 좌표도 상기 구체적인 보완함수에 대입되어 그 결함쇼트영역의 보정정보가 자동적으로 산출되기 때문이다.
그러나, 제 1 보정 맵으로부터 제 2 보정 맵으로의 변환의 방법은 이에 한정되지 않고, 각 쇼트영역의 기준위치 (중심위치) 마다 인접하는 복수의 마크영역에 대한 보정정보에 기초하여, 먼저 설명한 가우스분포를 가정한 가중평균연산에 의해 각 기준위치의 보정정보를 산출함으로써 행할 수도 있다. 이 경우에 있어서, 그 가중평균연산의 대상이 되는 인접하는 마크영역의 범위를, 상술한 평가함수를 사용하여 계산해도 된다. 또는, 각 쇼트영역의 기준위치 (중심위치) 마다 평가함수를 사용하여 계산한 범위내의 인접하는 마크영역의 단순평균을 사용해도 된다. 마찬가지로, 상기 제 1 실시 형태에 있어서, 상술한 결함쇼트영역의 보정정보를 구하는 경우, 평가함수와 가중평균, 또는 단순평균과의 조합을 사용해도 된다.
그리고, 상기 각 실시 형태에서는 서브루틴 (268) 에서의 로트선두 웨이퍼의 위치편차량의 선형성분 보정 데이터를, 전체쇼트영역의 얼라인먼트 쇼트영역으로 한 EGA 연산에 의해 구하는 것으로 했는데, 이에 한정되지 않고, 로트내의 2 장째 이후의 웨이퍼와 동일하게 지정된 얼라인먼트 쇼트영역의 마크의 검출결과를 사용한 EGA 연산에 의해 구하는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트를 행할 때,얼라인먼트 쇼트영역 (전체쇼트영역 또는 그 안의 특정한 복수의 쇼트영역이 얼라인먼트 쇼트영역으로서 선택되어 있는 경우에는 그 선택된 특정한 쇼트영역) 의 얼라인먼트 마크의 좌표값을 사용하는 것으로 했는데, 예컨대 얼라인먼트 쇼트영역마다 그 설계상의 좌표값에 따라 웨이퍼 (W) 를 이동하여 레티클 (R) 상의 마크, 또는 얼라인먼트계 AS 의 지표마크와의 위치편차량을 검출하고, 이 위치편차량을 사용하여 통계연산에 의해 쇼트영역마다 설계상의 좌표값으로부터의 위치편차량을 산출해도 되고, 또는 쇼트영역간의 스텝피치의 보정량을 산출해도 된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는 EGA 방식을 전제로 설명했는데, EGA 방식 대신에 가중 EGA 방식을 사용해도 되고, 또는 쇼트내 다점 EGA 방식 등을 사용해도 된다. 그리고, 쇼트내 다점 EGA 방식은, 예컨대 일본 공개특허공보 평6-349705 호 및 이것에 대응하는 미국특허출원 제 569,400 호 (출원일 1995 년 12 월 8 일) 등에 개시되어 있고, 얼라인먼트 쇼트영역마다 복수의 얼라인먼트 마크를 검출하여 X, Y 좌표를 각각 복수개씩 얻도록 하고, EGA 방식에서 사용되는 웨이퍼의 신축, 회전 등에 대응하는 웨이퍼 파라미터 외에, 쇼트영역의 회전오차, 직교도 및 스케일링에 대응하는 쇼트 파라미터 (칩 파라미터) 의 적어도 하나를 파라미터로서 포함하는 모델함수를 사용하여 각 쇼트영역의 위치정보, 예컨대 좌표값을 산출하는 것이다. 상기 미국특허출원에서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
이것을 더욱 상세하게 서술하면, 이 쇼트내 다점 EGA 방식은 기판상에 배열된 각 쇼트영역내의 기준위치에 대하여 각각 설계상 일정한 상대위치관계로 배치된복수개의 얼라인먼트 마크 (1 차원 마크, 2 차원 마크의 어느것이어도 됨) 가 각각 형성되고, 이들 기판상에 존재하는 얼라인먼트 마크중에서 소정수의 얼라인먼트 마크로서, X 위치정보의 수와 Y 위치정보의 수의 합이 상기 모델함수에 포함되는 웨이퍼 파라미터 및 쇼트 파라미터의 총수보다 많고, 또한 적어도 동일한 얼라인먼트 쇼트영역에 대하여 동일방향으로 복수의 위치정보가 얻어지는 소정수의 얼라인먼트 마크의 위치정보를 계측한다. 그리고, 이들 위치정보를 상기 모델함수에 대입하고, 최소자승법 등을 사용하여 통계처리함으로써 그 모델함수에 포함되는 파라미터를 산출하고, 이 파라미터와, 각 쇼트영역내의 기준위치의 설계상의 위치정보 및 기준위치에 대한 얼라인먼트 마크의 설계상의 상대위치정보로부터 각 쇼트영역의 위치정보를 산출하는 것이다.
이 경우에도, 위치정보로서 얼라인먼트 마크의 좌표값을 사용해도 되는데, 얼라인먼트 마크에 관한 위치정보로서, 통계처리에 적절한 정보이면, 어떠한 정보를 사용하여 통계연산을 행해도 된다.
또한, 본 발명을 가중 EGA 방식에 적용하는 경우에는 식 (4) 또는 (6) 의 가중 파라미터 (S) 를 상술한 평가함수를 사용하여 결정한다. 구체적으로는, 상술한 도 5 의 스텝 (308) 과 동일하게 하여, 예컨대 로트내의 제 1 장째의 웨이퍼상의 전체쇼트영역 위치좌표의 계측을 행하고, 이 계측결과와 각 쇼트영역의 설계값의 차를 연산함으로써 각 쇼트영역의 위치편차량, 즉 위치편차벡터를 구한다. 이어서, 이 위치편차벡터와 예컨대 식 (8) 의 평가함수 (W1(s)) 에 기초하여 웨이퍼(W) 의 비선형 변형을 평가하고, 예컨대 W1(s) > 0.8 인 반경 (s) 내의 영역을 서로 상관이 있는 영역으로 간주하고, 그와 같은 s 를 구한다. 그리고, 이 s 의 값을 그대로, 또는 일정한 계수를 곱하여, 예컨대 식 (7) 의 B 에 대입함으로써 식 (4) 또는 (6) 중의 가중 파라미터 (S), 나아가서는 가중 (Win또는 Win') 을 경험칙에 의하지 않고 결정할 수 있다.
이와 같이 하여 가중 파라미터 (S) 및 가중 (Win또는 Win') 을 결정하는 가중 EGA 방식을 채택하는, 예컨대, 1 로트의 웨이퍼의 처리 시퀀스로서는, 예컨대 다음과 같은 2 개의 처리 시퀀스를 생각할 수 있다.
(제 1 시퀀스)
예컨대, 로트선두의 웨이퍼에 대하여 도 5 의 스텝 (308, 310) 의 처리를 행한 후, 다음의 a. ∼ d. 의 처리를 순차적으로 행한다.
a. 전체쇼트영역의 위치편차량을 산출한다. b. 위치편차량과 상기 평가함수를 사용하여 상술한 바와 같이 하여 가중 파라미터 (S) 를 결정한다. c. 가중 파라미터 (S) 를 사용하여 가중 EGA 방식에 의해 전체쇼트영역의 배열좌표를 산출한다. d. 상기 c. 에서 구한 배열좌표 (가중 EGA 결과) 와 스텝 (310) 에서 구한 배열좌표 (EGA 결과) 의 차에 기초하여 전체쇼트영역의 배열편차의 비선형성분 (보정값) 의 맵 (비선형성분의 보완 맵) 을 작성한다.
그리고, 로트선두의 웨이퍼에 대한 노광시에는 상기 비선형성분의 보완 맵과 스텝 (310) 에서 구한 배열좌표에 기초하여 각 쇼트영역의 중합보정위치를 산출하고, 그 중합보정위치의 데이터와 미리 계측한 베이스라인량에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 노광을 위한 가속개시위치 (주사개시위치) 에 웨이퍼 (W) 를 순차적으로 스테핑시키면서 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔방식의 노광을 행한다. 제 2 장째 이후의 웨이퍼에 대해서는 스텝 (320) 의 처리를 행하고, 이 스텝 (320) 의 통상의 8 점 EGA 의 결과와 상기 비선형성분의 보완 맵에 기초하여 각 쇼트영역의 중합보정위치를 산출하고, 그 중합보정위치의 데이터를 사용하여 상기와 동일하게 하여 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔방식의 노광을 행한다.
이 제 1 시퀀스에 의하면, 상술한 제 1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제 2 시퀀스)
예컨대, 로트선두의 웨이퍼에 대하여 도 5 의 스텝 (308) 과 동일하게 하여 전체쇼트영역의 위치좌표계측을 행한 후, 전체쇼트영역에 대하여 그 계측결과와 설계상의 배열좌표의 차인 위치편차량을 산출한다. 다음으로, 위치편차량과 상기 평가함수를 사용하여 상술한 바와 같이 하여 가중 파라미터 (S) 를 결정한다. 다음으로, 가중 파라미터 (S) 를 사용하여 가중 EGA 방식에 의해 전체쇼트영역의 배열좌표를 산출한다. 그리고, 로트선두의 웨이퍼에 대한 노광시에는 상기 가중 EGA 방식에 의해 산출된 전체쇼트영역의 배열좌표를 중합보정위치로 하고, 그 중합보정위치의 데이터와 미리 계측한 베이스라인량에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 노광을 위한 주사개시위치에 웨이퍼 (W) 를 순차적으로 스테핑시키면서 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔방식의 노광을 행한다.
제 2 장째 이후의 웨이퍼의 얼라인먼트시에는 로트선두의 웨이퍼의 얼라인먼트시에 결정한 가중 파라미터 (S) 에 기초하여 샘플쇼트의 수 및 배치를 결정하고, 그 결정한 샘플쇼트의 얼라인먼트 마크의 위치좌표의 계측과, 그 계측결과에 기초하여 가중 EGA 방식에 의해 각 쇼트영역의 배열좌표를 산출한다. 물론, 이 때 로트 선두의 웨이퍼 얼라인먼트시에 결정한 가중 파라미터 (S) 에 따른 가중이 행해지는 것은 말할 것도 없다. 그리고, 산출된 배열좌표를 중합보정위치로 하고, 제 2 장째 이후의 웨이퍼에 대하여 스텝 앤드 스캔 방식의 노광을 한다.
즉, 이 제 2 시퀀스는 종래의 가중 EGA 방식의 얼라인먼트시에 상술한 평가함수를 이용해서 예를 들어 로트 선두의 웨이퍼의 비선형 변형을 평가하여 그 평가결과에 기초해 가중 파라미터 (S) 를, 로트 선두의 웨이퍼는 물론 제 2 장째 이후에 관해서도 경험칙에 의존하지 않고 결정하는 것이다. 이 제 2 시퀀스에 의하면, 웨이퍼의 비선형 변형의 정도, 크기에 따른 적절한 샘플 쇼트의 배치와 수를 결정할 수 있음과 동시에 적절한 가중을 할 수 있으므로, 종래의 가중 EGA 방식을 채용함에도 불구하고 정밀도가 높은 중합노광을 필요최저한의 샘플쇼트의 설정으로 실현하는 것이 가능해진다.
《제 3 실시형태》
이어서, 본 발명의 제 3 실시형태를 도 16 에 기초하여 설명한다. 이 제 3 실시형태에서는 리소그래피 시스템의 구성 등은 제 1 실시형태와 동일하게 되어 있고, 도 4 의 서브루틴 (268) 에서의 처리가 상술한 제 1 실시형태와 상이할 뿐이다. 이하, 이 상이점을 중심으로 하여 설명한다.
도 16 은 서브루틴 (268) 에 있어서 동일 로트 내의 복수 장 (예를 들어 25 장) 의 웨이퍼 (W) 에 대하여 제 2 층째 (세컨드 레이어) 이후 층의 노광처리를 하는 경우의 노광장치 (1001) 의 주제어계 (20) 내의 CPU 제어 알고리즘이 나타나 있다. 이하, 서브루틴 (268) 에서 행해지는 처리에 관하여 도 16 의 플로차트에 따라 설명한다.
로트 내의 모든 웨이퍼는 동일 조건, 동일 공정에서 각종 처리가 시행되고 있는 것을 전제로 한다. 그리고, 후술하는 로트 내의 웨이퍼 번호 (m) 를 나타내는 도시하지 않는 카운터의 카운트치는 「1」로 초기설정되어 있는 (m ←1) 것을 전제로 한다.
먼저 서브루틴 (501) 에 있어서, 상술한 서브루틴 (301) 과 동일한 순서로 소정의 준비작업을 한 후 스텝 (502) 으로 진행한다. 스텝 (502) 에서는 도시하지 않는 웨이퍼 로더를 이용하여 도 1 의 웨이퍼 홀더 (25) 상의 노광처리 완료된 웨이퍼 (편의상 「W'」라 한다) 와 미노광 웨이퍼 (W) 를 교환 (또는 웨이퍼 홀더 (25) 상에 웨이퍼 (W') 가 없는 경우에는 미노광 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 홀더 (25) 상에 단순히 로드) 한다.
다음 스텝 (504) 에서는 그 웨이퍼 홀더 (25) 상에 로딩된 웨이퍼 (W) 의 서치얼라인먼트를 상술한 제 1 실시형태와 동일한 순서로 행한다.
다음 스텝 (506) 에서는 상술한 카운터의 카운트치 (m) 가 소정치 (n) 이상인지 아닌지를 판단함으로써 웨이퍼 홀더 (25 ; 웨이퍼 스테이지 (WST)) 상의 웨이퍼 (W) 가 로드 내의 제 n 번째 이후의 웨이퍼인지 아닌지를 판단한다. 여기에서 소정치 (n) 는 2 이상이고 25 이하인 임의의 정수로 미리 설정된다. 이하에서는 설명의 편의상 n=2 인 것으로 하여 설명한다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 는 로트 선두 (제 1 장째) 의 웨이퍼이므로 초기설정에 의해 m=1 로 되어 있기 때문에, 스텝 (506) 의 판단은 부정되어 다음 스텝 (508) 으로 진행한다.
스텝 (508) 에서는 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트영역의 스테이지좌표계 상에서의 위치좌표를 상술한 스텝 (308) 과 동일하게 하여 계측한다.
다음 스텝 (510) 에서는 상기 스텝 (508) 의 계측결과에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트영역에 관하여 위치편차량 (설계치로부터의 위치편차량) 을 각각 산출한다.
다음 스텝 (512) 에서는 상기 스텝 (510) 에서 산출한 쇼트영역마다의 위치편차와 평가함수를 이용하여 웨이퍼 (W) 의 비선형 변형을 평가하고, 그 평가결과에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 쇼트영역을 복수의 블록으로 블록화한다. 구체적으로는 스텝 (510) 에서 산출한 쇼트영역마다의 위치편차량에 기초하여 상술한 식 (8) 의 평가함수 (W1(s)) 와 식 (15) 의 평가함수 (W2(s)) 를 각각 구해 각 평가함수가 모두 예를 들어 0.9 ∼ 1 이 되는 반경 (s) 의 값을 구한다. 이 반경 (s) 에 기초하여 위치편차량 (비선형 변형) 이 거의 유사한 경향을 나타내는 상호 인접하는 쇼트영역의 범위를 산출하고, 이 산출결과에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트영역을 블록화하여 블록마다의 쇼트영역의 정보를 각 블록내의 대표적인 쇼트영역, 예를 들어 각 블록에 속하는 임의의 한 쇼트영역에서의 위치편차량 계측치에 각각 대응시켜 내부 메모리 내의 소정영역에 기억한다.
그리고, 다음 스텝 (516) 에서는 각 블록 내의 대표 쇼트영역의 위치편차량에 기초하여 중합노광을 한다. 구체적으로는 먼저 설계상의 쇼트영역의 위치좌표 (배열좌표) 와 각 쇼트영역이 속하는 블록 내의 대표 쇼트영역에서의 위치편차 데이터에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 중합보정위치를 산출한다. 즉, 각 블록에 속하는 쇼트영역에 관해서는 그 대표 쇼트영역에서의 위치편차 데이터를 공통으로 이용하여 블록 내 각 쇼트영역의 설계상 위치좌표를 각각 그 위치편차 데이터에 의해 보정하고, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 중합보정위치를 산출한다. 그리고, 그 중합보정위치의 데이터와 미리 계측한 베이스라인량에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 노광을 위한 가속개시위치 (주사개시위치) 에 웨이퍼 (W) 를 순서대로 스테핑시키는 동작, 레이클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 주사방향으로 동기이동시키면서 레티클 패턴을 웨이퍼 상에 전사하는 동작을 반복하여 스텝 앤드 스캔 방식에 의한 노광동작을 한다. 이로써 로트 선두 (로트 내의 제 1 장째) 의 웨이퍼 (W) 에 대한 노광처리가 종료된다.
다음 스텝 (518) 에서는 상술한 카운터의 카운트치 (m>24) 가 성립되는지 아닌지를 판단함으로써 로트 내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료하였는지 아닌지를 판별한다. 여기에서는 m=1 이기 때문에 이 판단은 부정되어 스텝 (520) 으로 진행하고, 카운터의 카운트치 (m) 를 증가 (m ←m+1) 시킨 후 스텝 (502) 로 돌아간다.
스텝 (502) 에서, 도시하지 않는 웨이퍼 로더를 이용하여 도 1 의 웨이퍼 홀더 (25) 상의 노광처리 완료된 로트 선두의 웨이퍼와 로트 내의 제 2 장째 웨이퍼 (W) 를 교환한다.
다음 스텝 (504) 에서는 상술한 바와 같은 방법으로 웨이퍼 홀더 (25) 상에 로딩된 웨이퍼 (W ; 이 경우 로트 내의 제 2 장째 웨이퍼) 의 서치얼라인먼트를 한다.
다음 스텝 (506) 에서는 상술한 카운터의 카운트치 (m) 가 소정치 (n=2) 이상인지 아닌지를 판단함으로써 웨이퍼 홀더 (25 ; 웨이퍼 스테이지 (WST)) 상의 웨이퍼 (W) 가 로트 내의 제 n=2 장째 이후의 웨이퍼인지 아닌지를 판단한다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 는 로트 내의 제 2 장째 웨이퍼이므로 m=2 로 되어 있어 스텝 (506) 의 판단은 긍정되어 스텝 (514) 으로 이행한다.
스텝 (514) 에서는 각 블록 내의 대표 쇼트영역의 위치편차를 측정한다. 구체적으로는 내부 메모리 내의 소정영역에 기억된 블록화 정보에 기초하여 각 블록에 속하는 쇼트영역 중에서 각각 임의의 한 쇼트영역을 대표 쇼트영역으로서 각각 선택하여 그들 각 블록마다의 대표 쇼트영역의 웨이퍼 마크의 스테이지 좌표계에서의 위치좌표를 검출한다. 그리고, 이 검출결과에 기초하여 각 블록마다의 대표 쇼트영역의 웨이퍼 마크의 설계상 위치좌표로부터의 위치편차량을 산출하여 이 산출결과를 이용해 각 블록의 정보와 대응시켜 내부 메모리 내의 소정영역에 기억되어 있는 위치편차량의 계측치를 갱신한 후 스텝 (516) 으로 진행한다.
이 스텝 (514) 에 있어서, 각 블록에 속하는 쇼트영역 내에서 선택된 대표 쇼트영역은 반드시 하나일 필요는 없으며, 각 블록에 속하는 쇼트영역의 총수보다 적은 수인 임의의 복수 개의 쇼트영역이어도 된다. 대표 쇼트영역으로서 복수 개의 쇼트영역을 선택하는 경우에는 각 쇼트영역의 웨이퍼 마크의 설계상 위치좌표로부터의 위치편차량을 상술한 바와 같은 방법으로 각각 산출하여 이들 산출결과의 평균값을 이용해 각 블록의 정보와 대응시켜 내부 메모리 내의 소정영역에 기억되어 있는 위치편차량의 계측치를 갱신하는 것으로 해도 된다.
스텝 (516) 에서는 상술한 바와 동일한 방법으로 스텝 앤드 스캔 방식에 의해 로트 내의 제 2 장째 웨이퍼 (W) 에 대한 노광처리가 행해진다. 그리고 로트 내의 제 2 장째 웨이퍼 (W) 의 노광이 종료되면, 스텝 (518) 으로 진행하여 로트 내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료하였는지 아닌지를 판단하는데, 여기에서의 판단은 부정되어 스텝 (502) 으로 돌아가, 이후 로트 내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료할 때까지 상기 스텝 (502) ∼ 스텝 (518) 의 처리, 판단이 반복하여 행해진다.
그리고, 로트 내의 모든 웨이퍼의 노광이 종료하고 스텝 (518) 의 판단이 긍정되면, 도 16 의 서브루틴의 처리를 종료하고 도 4 로 돌아가 일련의 노광처리를 종료한다.
이상 설명한 본 제 3 실시형태에 의하면, 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지로 평가함수의 도입에 의해 경험칙에 의존하지 않고 명확한 근거에 기초하여 웨이퍼 (W) 의 비선형 변형을 평가할 수 있다. 그리고, 그 평가결과에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역을 동일한 경향의 변형이 존재하는 쇼트영역마다 블록화하여 각 블록마다 블록을 하나의 단위로 해서 종래의 다이 바이 다이 방식과 동일한 방식의 웨이퍼 얼라인먼트 (이하 편의상 「블록 바이 블록」방식이라 한다) 를 행하기 때문에, 각 쇼트영역의 배열편차를 선형 성분뿐만 아니라 비선형 성분도 포함하여 거의 정확하게 구할 수 있다. 따라서, 상기 각 쇼트영역의 배열편차에기초하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 노광을 위한 가속개시위치 (주사개시위치) 에 웨이퍼 (W) 를 순서대로 스테핑시키면서 레티클 패턴을 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 전사함으로써 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 레티클 패턴을 정밀도가 매우 높게 중합할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 서브루틴 (268) 에서는 로트 내의 제 2 장째 이후의 웨이퍼 (W) 의 노광시에는 로트 선두의 웨이퍼와 제 2 장째 이후의 웨이퍼가 동일한 경향의 변형이 발생하는 것으로 하여 동일한 블록 분할을 그대로 이용하여 블록마다의 대표 쇼트영역에 관한 위치편차량을 측정할 뿐이다. 따라서, 로트 내의 모든 웨이퍼에 관해 전체 쇼트영역의 위치계측을 하는 경우에 비해 계측점수의 삭감에 의해 스루풋을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 제 3 실시형태에서는 로트 선두의 웨이퍼 노광시에, 설계상의 쇼트영역의 위치좌표 (배열좌표) 와 각 쇼트영역이 속하는 블록 내의 대표 쇼트영역에서의 위치편차 데이터에 기초하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 중합보정위치를 산출하고 그 산출결과에 기초하여 각 쇼트영역을 주사개시위치로 위치결정하는 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않고 상기와 같은 연산을 하지 않고 스텝 (510) 에서 산출한 각 쇼트영역의 위치편차량의 산출치에 기초하여 각 쇼트영역을 주사개시위치로 위치결정하는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 제 3 실시형태에서 n 이 3 이상인 정수로 설정되어 있는 경우에는 로트 내의 최초의 (n-1) 장 (복수 장) 의 웨이퍼에 관해서는 스텝 (508) 에서 스텝 (512) 까지의 처리가 반복되어 행해지게 되지만, 이 때 스텝 (512) 에서는 제2 장째부터 제 (n-1) 장째까지의 웨이퍼에 관해서는 예를 들어 그 때까지의 각 회의 평가결과를 종합적으로 감안하여 쇼트영역의 블록화를 결정하는 것으로 하면 된다. 또한, 제 (n-1) 장째까지의 웨이퍼에서 각각 쇼트영역의 블록화를 결정할 필요는 없고 적어도 1 장만으로 블록화를 결정하기만 하면 된다.
또한, 상기 제 1 ∼ 제 3 실시형태에서는 웨이퍼 (W) 의 비선형 변형을 평가하기 위해 쇼트영역마다 얼라인먼트 마크를 검출하여 그 좌표값을 구하도록 하였으나, 이것에 한정되지 않고 쇼트영역마다 그 설계상의 좌표값에 베이스라인량을 가한 좌표값에 웨이퍼를 위치결정한 상태에서 얼라인먼트계 (AS) 에 의해 얼라인먼트 마크를 검출하고 지표마크와의 위치편챠랑을 검출하여 이 위치편차량을 이용하여 상술한 비선형 변형을 평가하도록 해도 된다. 그리고 얼라인먼트계 (AS) 대신에 레티클 얼라인먼트계 (22) 를 이용하여 쇼트영역마다 그 얼라인먼트 마크와 레티클 (R) 마크의 위치편차량을 검출하고 이 위치편차량을 이용해 상술한 비선형 변형을 평가하도록 해도 된다. 즉, 비선형 변형의 평가시에는 마크의 좌표값을 꼭 구할 필요는 없으며, 얼라인먼트 마크 또는 이것에 대응하는 쇼트영역에 관한 위치정보라면 어떠한 정보라도 이것을 이용하여 상술한 비선형 변형을 평가할 수도 있다.
이 외에, 상기 평가함수를 이용한 평가결과에 의해 얻은 반경 (s) 에 기초하여 EGA 방식, 또는 가중 EGA 방식, 또는 쇼트내 다점 EGA 방식에서의 EGA 계측점 수를 적절하게 결정할 수도 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 마크 검출계로서 오프액시스 방식의 FIA 계 (결상식 얼라인먼트 센서) 를 이용하는 경우에 관하여 설명하였으나, 이것에 한정되지 않고 어떠한 방식의 마크 검출계를 사용해도 상관없다. 즉, TTR (Through The Reticle) 방식, TTL (Through The Lens) 방식, 또는 오프액시스 방식 등 어떤 방식이든, 또한 검출방식이 FIA 계 등에서 채용되는 결상방식 (화상처리방식) 이외에 예를 들어 회절광 또는 산란광을 검출하는 방식 등이어도 상관없다. 예를 들어 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크에 코히런트 빔을 거의 수직으로 조사하여 그 마크에서 발생하는 동차수의 회절광 (±1 차, ±2 차, ······, ±n 차 회절광) 을 간섭시켜서 검출하는 얼라인먼트계이어도 된다. 이 경우, 차수마다 회절광을 독립적으로 검출하여 적어도 하나의 차수에서의 검출결과를 이용하도록 해도 되고, 파장이 다른 복수의 코히런트 빔을 얼라인먼트 마크에 조사하여 파장마다 각 차수의 회절광을 간섭시켜서 검출해도 된다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시형태와 같이 스텝 앤드 스캔 방식의 노광장치에 한하지 않고 스텝 앤드 리피트 방식, 또는 프록시미티 방식의 노광장치 (X 선 노광장치 등) 을 비롯한 각종 방식의 노광장치에도 완전히 동일하게 적용할 수 있다.
그리고, 노광장치에서 이용하는 노광용 조명광 (에너지 빔) 은 자외광에 한정되는 것이 아니라 X 선 (EUV 광을 포함), 전자선이나 이온빔 등의 하전입자선 등이어도 된다. 또한, DNA 칩, 마스크 또는 레티클 등의 제조용으로 사용하는 노광장치이어도 된다.
《디바이스 제조방법》
다음으로, 상술한 각 실시형태에 관한 리소그래피 시스템 및 그 노광방법을 리소그래피 공정에서 사용한 디바이스의 제조방법의 실시형태에 관하여 설명한다.
도 17 에는 디바이스 (IC 나 LSI 등의 반도체 칩, 액정패널, CCD, 박막자기헤드, 마이크로 머신 등) 의 제조예의 플로차트가 도시되어 있다. 도 17 에 나타낸 바와 같이, 먼저 스텝 (601 ; 설계 스텝) 에 있어서 디바이스의 기능·성능설계 (예를 들어 반도체 디바이스의 회로설계 등) 를 하고 그 기능을 실현하기 위한 패턴 설계를 한다. 이어서, 스텝 (602 ; 마스크 제작 스텝) 에 있어서, 설계한 회로 패턴을 형성한 마스크를 제작한다. 한편, 스텝 (603 ; 웨이퍼 제조 스텝) 에 있어서 실리콘 등의 재료를 이용하여 웨이퍼를 제조한다.
다음으로, 스텝 (604 ; 웨이퍼 처리 스텝) 에 있어서, 스텝 (601) ∼ 스텝 (603) 에서 준비한 마스크와 웨이퍼를 사용하여 후술하는 바와 같이 리소그래피 기술 등에 의해 웨이퍼 상에 실제 회로 등을 형성한다. 이어서, 스텝 (605 ; 디바이스 조립 스텝) 에 있어서, 스텝 (604) 에서 처리된 웨이퍼를 이용하여 디바이스 조립을 행한다. 이 스텝 (605) 에는 다이싱공정, 본딩공정 및 패키징공정 (칩봉입) 등의 공정이 필요에 따라 포함된다.
마지막으로, 스텝 (606) (검사스텝) 에 있어서 스텝 (605) 에서 제작된 디바이스의 동작확인 테스트, 내구성 테스트 등의 검사를 행한다. 이러한 공정을 거친 후에 디바이스가 완성되어 이것이 출하된다.
도 18 에는 반도체 디바이스의 경우에 있어서의 상기 스텝 (604) 의 상세한 플로우예가 나타나 있다. 도 18 에 있어서, 스텝 (611) (산화스텝) 에 있어서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 (612) (CVD 스텝) 에 있어서는 웨이퍼표면에 절연막을 형성한다. 스텝 (613) (전극형성스텝) 에 있어서는 웨이퍼상에 전극을 증착에 의하여 형성한다. 스텝 (614) (이온주입스텝) 에 있어서는 웨이퍼에 이온을 주입한다. 이상의 스텝 (611) ~ 스텝 (614) 각각은 웨이퍼처리의 각단계의 전처리공정을 구성하고 있으며, 각 단계에 있어서 필요한 처리에 따라 선택되어 실행된다.
웨이퍼 프로세스의 각 단계에 있어서, 상술한 전처리공정이 종료하면 이하와 같이 하여 후처리공정이 실행된다. 이 후처리공정에서는 먼저, 스텝 (615) (레지스트형성스텝) 에 있어서 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 계속해서, 스텝 (616) (노광스텝) 에 있어서, 상기 설명한 노광장치 및 노광방법에 의하여 마스크의 회로패턴을 웨이퍼에 전사한다. 다음으로, 스텝 (617) (현상스텝) 에 있어서는 노광된 웨이퍼를 현상하고, 스텝 (618) (에칭스텝) 에 있어서 레지스트가 잔존해 있는 부분이외의 부분의 노출부재를 에칭에 의하여 제거한다. 그리고, 스텝 (619) (레지스트제거스텝) 에 있어서 에칭이 완료되어 불필요하게 된 레지스트를 제거한다.
이들 전처리공정과 후처리공정을 반복하여 행함으로써, 웨이퍼상에 여러겹으로 회로패턴이 형성된다.
이상 설명한 본 실시형태의 디바이스 제조방법을 이용하면, 노광공정 (스텝 (616) 에 있어서, 로트마다의 웨이퍼의 노광처리시에 상기 각 실시형태와 관련되는리소그래피 시스템 및 그 노광방법이 이용되므로, 처리량을 크게 저하시키는 일 없이 레티클패턴과 웨이퍼상의 쇼트영역의 중합정밀도의 향상을 도모한 고정밀도의 노광이 가능하게 된다. 이 결과, 처리량을 저하시키는 일 없이 보다 미세한 회로패턴을 중합시켜 정밀하게 웨이퍼상에 전사할 수 있게 되어, 고집적도의 마이크로 디바이스의 생산성 (수율을 포함한다) 을 향상시킬 수 있다. 특히 광원에 F2레이저광원 등의 진공자외광원을 이용하는 경우에는 투영광학계의 해상력의 향상과 더불어, 예를 들면 최소선폭이 0.1㎛ 정도여도 그 생산성의 향상이 가능하다.
상술한 본 발명의 실시형태 및 그 변형예는 현상황에 있어서의 적합한 실시형태이나, 리소그래피 시스템의 당업자는 본 발명의 정신과 범위에서 이탈하는 일 없이, 상술한 실시형태에 대하여 많은 부가, 변형, 치환을 하는데 용이하게 상도할 것이다. 이러한 모든 부가, 변형, 치환은 이하에 기재되는 청구의 범위에 의하여 가장 적확하게 명시되는 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.

Claims (42)

  1. 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가하는 평가방법으로서,
    기판 상의 복수의 구획영역의 각각에 관하여, 각 구획영역에 대응하여 설치된 마크를 검출하여 소정의 기준 위치와의 위치편차량을 구하고,
    상기 기판 상의 착안된 구획영역의 상기 위치편차량을 나타내는 제 1 벡터와, 그 주위의 복수의 구획영역 각각의 상기 위치편차량을 나타내는 각 제 2 벡터간의 적어도 방향에 관한 상관을 구하는 평가함수를 이용하여, 상기 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 평가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 평가방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가함수는, 상기 제 1 벡터와 상기 각 제 2 벡터간의 방향 및 크기에 관한 상관을 구하기 위한 함수인 것을 특징으로 하는 평가방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    또한, 상기 평가함수를 이용하여, 상기 각 구획영역을 소정점에 위치맞춤하는 데 이용하는 위치정보의 보정값을 결정하는 것을 특징으로 하는 평가방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가함수는, 상기 기판 상의 착안된 구획영역을 상기 기판 상의 N 개(N은 자연수)의 구획영역의 각각에 순차 변경하여 얻어진 상기 제 1 벡터와 그 주위의 복수의 구획영역의 각 제 2 벡터의 적어도 방향에 관한 상관을 구하기 위한 N 개의 제 1 함수의 상가(相加)평균에 상당하는 제 2 함수인 것을 특징으로 하는 평가방법.
  5. 기판 상의 복수의 구획영역에서 각각 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 검출하는 위치검출방법으로서,
    상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 상기 위치정보를 산출하고,
    상기 기판 상의 착안된 구획영역의 소정의 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 제 1 벡터와, 그 주위의 복수의 구획영역 각각의 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 각 제 2 벡터간의 적어도 방향에 관한 상관을 구하는 함수를 이용하여, 상기 위치정보의 보정값 및 이 보정값을 결정하는 보정 파라미터의 적어도 일측을 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 통계연산에 의해 상기 각 구획영역의 위치편차량의 선형 성분이 보정되어 상기 위치정보가 산출되고, 상기 함수에 의해 상기 위치편차량의 비선형 성분이 보정되도록 상기 보정값 및 상기 보정 파라미터의 적어도 일측이 결정되는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 실측위치정보는, 상기 구획영역의 설계위치정보에 기초하여 상기 소정점과의 위치편차에 대응하고,
    상기 기판 상의 복수의 구획영역 중 적어도 3개의 특정 구획영역에서 각각 얻어진 상기 실측위치정보를 이용하여 통계연산을 실행하여, 상기 위치정보를 도출하는 변환식의 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 특정 구획영역 마다 상기 실측위치정보에 가중을 부여하여 상기 변환식의 파라미터를 산출함과 동시에, 상기 함수를 이용하여 상기 가중을 결정하는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 실측위치정보는, 상기 기판의 이동위치를 규정하는 정지좌표계 상에서의 상기 마크의 좌표값이고, 상기 위치정보는, 상기 각 구획영역의 상기 정지좌표계 상에서의 좌표값인 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 위치정보의 보정값은, 상기 함수를 이용하여 최적화된 보완 함수에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  11. 복수장의 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 상기 각 기판 상의 각 구획영역에 소정의 패턴을 형성하는 노광방법으로서,
    상기 복수장의 기판내의 제 2 장째 이후의 제 n 장째의 기판에 관하여, 제 5 항에 기재되어 있는 위치검출방법을 이용하여, 각 구획영역의 위치정보를 검출하고,
    상기 검출결과에 기초하여 상기 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동시킨 후, 상기 각 구획영역을 노광하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  12. 리소그래피 공정을 포함한 디바이스 제조방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서는, 제 11 항에 기재되어 있는 노광방법을 이용하여 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  13. 기판 상의 복수의 구획영역에서 각각 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 검출하는 위치검출방법에 있어서,
    복수장의 기판에서 각각 상기 복수의 구획영역의 위치정보를 검출하기 위해,
    상기 복수장의 기판 중 제 2 장째 이후의 제 n 장째의 기판에서는, 이 제 n 장째의 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어지며, 적어도 3개의 특정 구획영역에서의 그 설계위치정보에 기초하여 상기 소정점과의 위치편차에 대응하는 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 산출된 상기 각 구획영역의 위치정보의 선형 성분과, 상기 제 n 장째 보다 앞의 적어도 1 장의 기판에서의 상기 각 구획영역의 위치정보의 비선형 성분을 이용하는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 각 구획영역에 관한 상기 위치정보의 비선형 성분은, 상기 제 n 장째 보다 앞의 적어도 1 장의 기판에 관한 상기 각 구획영역의 위치정보의 계측결과를 소정의 평가함수를 이용하여 평가된 평가결과로부터 얻어진 상기 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 나타내는 지표에 기초하여 최적화된 단일 보완함수와, 상기 제 n 장째 보다 앞의 적어도 1 장의 기판에 관하여 구해진 상기 각 구획영역의 위치정보의 비선형 성분에 기초하여 구해지는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 보완함수는, 푸리에 급수전개된 함수이며, 상기 평가결과에 기초하여 상기 푸리에 급수전개의 최고 차수가 최적화되는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 각 구획영역에 관한 상기 위치정보의 비선형 성분은, 상기 제 n 장째 보다 앞의 적어도 1 장의 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보에 가중되고, 상기 가중된 후의 정보를 이용하여 통계 연산을 실행하여 산출된 상기 각 구획영역의 위치정보와, 상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계 연산을 실행하여 산출된 상기 각 구획영역의 위치정보간의 차이에 기초하여 구해지는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  17. 복수장의 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 상기 각 기판 상의 각 구획영역에 소정의 패턴을 형성하는 노광방법으로서,
    상기 복수장의 기판 내의 제 2 장째 이후의 제 n 장째의 기판에 관하여, 제 13 항에 기재되어 있는 위치검출방법을 이용하여, 각 구획영역의 위치정보를 검출하고,
    상기 검출결과에 기초하여 상기 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동시킨 후, 상기 각 구획영역을 노광하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  18. 리소그래피 공정을 포함한 디바이스 제조방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서는, 제 17 항에 기재되어 있는 노광방법을 이용하여 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  19. 기판 상의 복수의 구획영역에서 각각 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 검출하는 위치검출방법으로서,
    복수장의 기판에서 각각 상기 각 구획영역의 위치정보를 검출하기 위해, 상기 복수장의 기판 중 제 2 장째 이후의 제 n 장째의 기판에 관해서는, 상기 제 n 장째보다 앞의 적어도 1 장의 기판에 관한 상기 각 구획영역의 상기 소정점과의 위치편차에 대응하는 실측위치정보를 소정의 평가함수를 이용하여 평가한 평가결과로부터 얻어진 상기 기판의 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 나타내는 지표에 기초하여 상기 복수의 구획영역을, 미리 블록화하고,
    상기 블록마다 각 블록에 속하는 전체 구획영역의 개수인 제 1 숫자보다 작은 제 2 숫자의 구획영역에 관한 상기 소정점과의 위치편차에 대응하는 실측위치정보를 이용하여 대응하는 블록에 속하는 전체 구획영역의 상기 위치정보를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  20. 복수장의 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 상기 각 기판 상의 각 구획영역에 소정의 패턴을 형성하는 노광방법으로서,
    상기 복수장의 기판 내의 제 2 장째 이후의 제 n 장째의 기판에 관하여, 제 19 항에 기재되어 있는 위치검출방법을 이용하여, 각 구획영역의 위치정보를 검출하고,
    상기 검출결과에 기초하여 상기 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동시킨 후, 상기 각 구획영역을 노광하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  21. 리소그래피 공정을 포함한 디바이스 제조방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서는, 제 20 항에 기재되어 있는 노광방법을 이용하여 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  22. 기판 상의 복수의 구획영역에서 각각 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 검출하는 위치검출방법으로서,
    상기 기판 상의 착안된 구획영역의 소정의 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 제 1 벡터와, 그 주위의 복수의 구획영역 각각의 상기 기준위치와의 위치편차량을 나타내는 각 제 2 벡터간의 적어도 방향에 관한 상관을 구하는 함수를 이용하여, 가중을 위한 가중 파라미터를 결정하고,
    상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보에 상기 가중 파라미터를 이용하여 가중하고, 상기 가중된 후의 정보를 이용하여 통계 연산에 의해 상기 위치정보를 산출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  23. 복수장의 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 상기 각 기판 상의 각 구획영역에 소정의 패턴을 형성하는 노광방법으로서,
    상기 복수장의 기판 내의 제 2 장째 이후의 제 n 장째의 기판에 대하여, 제 22 항에 기재되어 있는 위치검출방법을 이용하여, 각 구획영역의 위치정보를 검출하고,
    상기 검출결과에 기초하여 상기 각 구획영역을 노광기준위치로 순차 이동시킨 후, 상기 각 구획영역을 노광하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  24. 리소그래피 공정을 포함한 디바이스 제조방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서는, 제 23 항에 기재되어 있는 노광방법을 이용하여 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  25. 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 각 구획영역에 소정의 패턴을 형성하는 노광방법으로서,
    상기 기판에 관련된 적어도 2 종류의 조건의 각각에 관하여, 특정 기판 상의 복수의 마크의 검출결과에 기초하여, 상기 기판 상의 복수의 구획영역 각각의 개별 기준 위치에 대한 위치편차량의 비선형 성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어진 적어도 2 종류의 보정맵을, 미리 작성하고,
    노광에 앞서, 지정된 조건에 대응하는 보정맵을 선택하고,
    상기 기판 상의 복수의 특정 구획영역 각각에 대응하여 설치된 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보에 기초하여 통계 연산에 의해 상기 각 구획영역의 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 구하고, 상기 위치정보와 상기 선택된 보정맵에 기초하여, 상기 기판을 이동하여 상기 각 구획영역을 노광하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 적어도 2 종류의 조건은, 기판이 경유한 적어도 2 종류의 프로세스에 관한 조건을 포함하고,
    상기 보정맵의 작성시에는, 경유한 프로세스가 다른 복수 종류의 특정 기판의 각각에 관하여 상기 보정맵을 작성하고,
    상기 선택시에는, 노광대상의 기판에 대응하는 보정맵을 선택하는 특징으로 하는 노광방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 적어도 2 종류의 조건은, 상기 실측위치정보를 얻기 위해 상기 마크가 검출된 상기 복수의 특정 구획영역의 선택에 관한 적어도 2 종류의 조건을 포함하고,
    상기 맵의 작성시에는, 상기 특정 기판 상의 복수의 구획영역의 각각에 관하여, 각 구획영역에 대응하여 설치된 마크를 검출하여 얻어지는, 개별 기준위치에 대한 위치편차량을 각각 구하고, 상기 특정 구획영역의 선택에 관한 조건마다, 상기 특정 기판 상의 상기 조건에 대응하는 복수의 특정 구획영역에 대응하는 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계 연산에 의해 상기 각 구획영역의 상기 위치정보를 산출하고, 상기 위치정보와 상기 각 구획영역의 상기 위치편차량에 기초하여, 상기 각 구획영역의 개별 기준위치에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어진 보정맵을 작성하고,
    상기 선택시에는, 지정된 특정 구획영역의 선택정보에 대응하는 보정맵을 선택하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 특정기판은, 기준기판인 것을 특징으로 하는 노광방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 노광시에는, 상기 기판 상의 노광대상의 구획영역에, 주변의 구획영역으로 상기 보정맵에 그 보정정보가 포함되지 않은 누락 영역이 포함되어 있는 경우에는, 상기 보정맵 중의 상기 누락 영역에 인접하는 복수의 구획영역의 보정정보를 이용하여, 가우스 분포를 가정한 가중 평균연산에 의해, 상기 누락 영역의 보정정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  30. 리소그래피 공정을 포함한 디바이스 제조방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서는, 제 25 항에 기재되어 있는 노광방법을 이용하여 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  31. 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 각 구획영역에 소정의 패턴을 형성하는 노광방법으로서,
    기준기판 상의 복수의 마크를 검출하여 각 마크에 대응하는 마크영역의 위치정보를 계측하고,
    상기 계측된 위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 상기 각 마크영역의 설계치에 대한 위치편차량의 선형성분이 보정된 계산 상의 위치정보를 산출하고,
    상기 계측된 위치정보와 상기 계산 상의 위치정보에 기초하여, 상기 각 마크영역의 설계치에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보를 포함하는 제 1 보정맵을 작성하고,
    노광에 앞서, 지정된 구획영역의 배열에 관한 정보에 기초하여 상기 제 1 보정맵을, 상기 각 구획영역의 개별 기준위치로부터의 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보를 포함하는 제 2 보정맵으로 변환하고,
    상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보에 기초하여 통계 연산에 의해 상기 구획영역 각각의 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 구하고, 상기 위치정보와 상기 제 2 보정맵에 기초하여, 상기 기판을 이동시켜 상기 각 구획영역을 노광하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 맵의 변환은, 상기 각 구획영역의 기준위치 마다, 인접하는 복수의 마크영역에 대한 보정정보에 기초하여, 가우스 분포를 가정한 가중 평균연산에 의해, 각 기준위치의 보정정보를 산출함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 맵의 변환은, 기판 상의 부분영역에 대하여 비선형 변형의 규칙성이나 정도를 소정의 평가함수를 이용하여 평가한 평가결과에 기초하여 최적화된 단일의 보완함수와, 상기 각 마크영역의 보정정보에 기초하여, 상기 각 구획영역의 기준위치 마다, 보완연산을 실행함으로써 실현되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  34. 리소그래피 공정을 포함한 디바이스 제조방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서는, 제 31 항에 기재되어 있는 노광방법을 이용하여 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  35. 투영상의 변형을 보정할 수 있는 노광장치를 적어도 하나 포함한 복수의 노광장치를 이용하여 복수장의 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 각 기판 상의 각 구획영역에 소정의 패턴을 각각 형성하는 노광방법으로서,
    미리 측정된 상기 기판과 동일한 프로세스를 거친 적어도 1 장의 특정기판에서의 중합오차정보를 해석하는 해석공정;
    상기 해석결과에 기초하여, 상기 특정 기판 상의 각 구획영역의 위치편차량과 다른 평행이동성분을 포함한 구획영역간의 오차가 지배적인지의 여부를 판단하는 제 1 판단공정;
    상기 제 1 판단공정에서 상기 구획영역간의 오차가 지배적인 것으로 판단된 경우, 상기 구획영역간의 오차가 비선형성분을 포함하는지의 여부를 판단하는 제 2 판단공정;
    상기 제 2 판단공정에서 상기 구획영역간의 오차가 비선형성분을 포함하지 않는 것으로 판단된 경우, 임의의 노광장치를 이용하여, 상기 기판 상의 복수의 특정 구획영역에 대응하는 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 상기 기판 상의 각 구획영역의 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 산출하고, 상기 위치정보에 기초하여 기판을 이동시켜 상기 각 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 각 구획영역에 상기 패턴을 각각 형성하는 제 1 노광공정;
    상기 제 2 판단공정에서 상기 구획영역간의 오차가 비선형성분을 포함하는 것으로 판단된 경우, 상기 구획영역간의 오차를 보정한 상태에서 기판을 노광할 수 있는 노광장치를 이용하여 상기 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 각 구획영역에 상기 패턴을 각각 형성하는 제 2 노광공정; 및
    상기 제 1 판단공정에서 상기 구획영역간의 오차가 지배적이지 않은 것으로 판단된 경우에는, 상기 투영상의 변형을 보정할 수 있는 노광장치의 하나를 선택하여, 상기 선택된 노광장치를 이용하여 상기 각 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 각 구획영역에 상기 패턴을 각각 형성하는 제 3 노광공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 2 판단공정에서 상기 각 구획영역간의 오차가 비선형성분을 포함하는 것으로 판단된 경우, 상기 구획영역간의 오차를 보정한 상태에서 기판을 노광할 수 있는 임의의 하나의 노광장치를 선택하여 노광을 지시하는 선택공정; 및
    상기 노광이 지시된 노광장치에 의한 노광대상의 기판이 속하는 로트를 포함하는 복수의 로트에서의 중합오차의 대소를 판단하는 제 3 판단공정을 더 포함하고,
    상기 제 2 노광공정에서는,
    상기 각 기판 상의 복수의 구획영역을 순차 노광하여 각 구획영역에 상기 패턴을 각각 형성할 때, 상기 제 3 판단공정에서의 판단 결과, 로트간의 중합오차가 크다고 판단된 경우, 상기 노광장치가, 그 로트의 선두로부터 소정 장수의 기판에 대해서는, 상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 산출함과 동시에, 상기 실측위치정보와 소정의 함수를 이용하여 상기 각 구획영역의 소정의 기준위치와의 위치편차량의 비선형성분을 산출하고, 상기 산출된 위치정보 및 상기 비선형성분에 기초하여 상기 기판을 이동시키고, 남은 기판에서는, 상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 산출하고, 상기 위치정보와 상기 산출된 비선형성분에 기초하여 상기 기판을 이동시키고,
    상기 제 3 공정에서의 판단 결과, 로트간의 중합오차가 크지 않다고 판단된 경우에는, 로트내의 각 기판에 대하여, 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 산출함과 동시에, 상기 위치정보와 미리 작성된 기판 상의 복수의 구획영역 각각의 개별 기준위치에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어진 보정맵에 기초하여 상기 기판을 이동하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  37. 리소그래피 공정을 포함한 디바이스 제조방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서는, 제 35 항에 기재되어 있는 노광방법을 이용하여 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  38. 복수장의 기판을 노광하여 각 기판 상의 복수의 구획영역에 소정의 패턴을 각각 형성하는 노광장치로서,
    노광대상의 기판이 속하는 로트를 포함하는 복수의 로트에서의 중합오차의 대소를 판단하는 판단장치;
    상기 판단장치에 의해, 로트간의 중합오차가 크다고 판단된 경우, 그 로트의 선두에서 소정 장수의 기판을 노광할 때에는, 상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 산출함과 동시에, 상기 실측위치정보와 소정의 함수를 이용하여 상기 각 구획영역의 소정의 기준위치와의 위치편차량의 비선형성분을 산출하고, 상기 산출된 위치정보 및 상기 비선형성분에 기초하여 상기 기판을 이동함과 동시에, 상기 로트 내의 남은 기판을 노광할 때에는, 상기 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 산출하고, 상기 위치정보와 상기 산출된 비선형성분에 기초하여 상기 기판을 이동시키는 제 1 제어장치; 및
    상기 판단장치에 의해, 로트간의 중합오차가 크지 않다고 판단된 경우에는,로트내의 각 기판을 노광할 때, 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 실측위치정보를 이용하여 통계연산에 의해 소정점과의 위치맞춤에 이용되는 위치정보를 산출함과 동시에, 상기 위치정보와 미리 작성된 기판 상의 복수의 구획영역 각각의 개별 기준위치에 대한 위치편차량의 비선형성분을 보정하기 위한 보정정보로 이루어진 보정맵에 기초하여 상기 기판을 이동시키는 제 2 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  39. 기판 상의 복수의 구획영역을 각각 노광하여 각 구획영역에 패턴을 형성하는 노광방법으로서,
    상기 기판을 노광하는 노광장치의 중합오차정보에 기초하여, 상기 기판 상에서 구획영역간의 오차가 지배적일 때에는 제 1 얼라인먼트 모드를 선택하고, 또한 상기 구획영역간의 오차가 지배적이지 않을 때에는 상기 제 1 얼라인먼트 모드와 다른 제 2 얼라인먼트 모드를 선택하고,
    상기 선택된 얼라인먼트 모드에 기초하여, 상기 기판 상의 복수의 마크를 각각 검출하여 얻어진 위치정보로부터 상기 각 구획영역의 위치정보를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 구획영역간의 오차가 소정값을 초과하는 비선형성분을 포함할 때, 상기 기판 또는 이것과 다른 기판 상의 복수의 마크를 검출하여 얻어진 위치정보에 기초하여, 상기 각 구획영역에서 결정된 위치정보의 보정에 이용되는 비선형성분을 산출하고, 상기 제 1 얼라인먼트 모드에서 상기 각 구획영역을 노광할 때 상기 산출된 비선형성분을 이용하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  41. 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서,
    상기 구획영역간의 오차가 지배적이지 않을 때, 상기 구획영역내의 오차가 소정값을 초과하는 비선형성분을 포함하는지의 여부를 판단하여, 상기 판단이 부정된 때는 상기 제 2 얼라인먼트 모드를 이용하여 상기 기판을 노광함과 동시에, 상기 판단이 긍정된 때는 상기 구획영역내의 오차의 비선형성분을 보정할 수 있는 노광장치로 상기 기판의 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  42. 리소그래피 공정을 포함한 디바이스 제조방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서는, 제 39 항에 기재되어 있는 노광방법을 이용하여 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
KR1020010030478A 2000-05-31 2001-05-31 평가방법, 위치검출방법, 노광방법 및 디바이스 제조방법,및 노광장치 KR20010109212A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-161323 2000-05-31
JP2000161323A JP2001345243A (ja) 2000-05-31 2000-05-31 評価方法、位置検出方法、露光方法及びデバイス製造方法
JP2001-159388 2001-05-28
JP2001159388A JP4905617B2 (ja) 2001-05-28 2001-05-28 露光方法及びデバイス製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010109212A true KR20010109212A (ko) 2001-12-08

Family

ID=26592978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010030478A KR20010109212A (ko) 2000-05-31 2001-05-31 평가방법, 위치검출방법, 노광방법 및 디바이스 제조방법,및 노광장치

Country Status (3)

Country Link
US (2) US20020042664A1 (ko)
KR (1) KR20010109212A (ko)
TW (1) TW511146B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120116963A (ko) * 2010-01-18 2012-10-23 가부시키가이샤 니콘 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법
KR101440630B1 (ko) * 2006-01-26 2014-09-15 가부시키가이샤 니콘 중첩 관리 방법 및 장치, 처리 장치, 측정 장치 및 노광 장치, 디바이스 제조 시스템 및 디바이스 제조 방법, 및 정보 기록 매체
KR20170118210A (ko) * 2015-02-23 2017-10-24 가부시키가이샤 니콘 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법, 그리고 디바이스 제조 방법

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003007608A (ja) * 2001-06-27 2003-01-10 Canon Inc アライメント方法、露光装置およびデバイス製造方法
JP2003017386A (ja) * 2001-06-29 2003-01-17 Canon Inc 位置合わせ方法、露光方法、露光装置及びデバイスの製造方法
JP4046961B2 (ja) * 2001-09-03 2008-02-13 キヤノン株式会社 位置検出方法、位置検出装置、露光装置及び露光方法
JP5062933B2 (ja) * 2001-09-25 2012-10-31 キヤノン株式会社 露光装置、位置合わせ方法、プログラム、コンピュータ可読媒体、デバイスの製造方法
US6789033B2 (en) * 2001-11-29 2004-09-07 International Business Machines Corporation Apparatus and method for characterizing features at small dimensions
JP4584531B2 (ja) * 2002-08-02 2010-11-24 株式会社日立製作所 異物モニタリングシステム
US6934928B2 (en) * 2002-08-27 2005-08-23 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for designing a pattern on a semiconductor surface
US6898779B2 (en) * 2002-08-28 2005-05-24 Micron Technology, Inc. Pattern generation on a semiconductor surface
JP4272862B2 (ja) * 2002-09-20 2009-06-03 キヤノン株式会社 位置検出方法、位置検出装置及び露光装置
JP4154197B2 (ja) * 2002-09-20 2008-09-24 キヤノン株式会社 位置検出方法、位置検出装置及び露光装置
US7242455B2 (en) * 2002-12-10 2007-07-10 Nikon Corporation Exposure apparatus and method for producing device
EP1477851A1 (en) * 2003-05-13 2004-11-17 ASML Netherlands B.V. Device manufacturing method and lithographic apparatus
US7817242B2 (en) * 2003-11-28 2010-10-19 Nikon Corporation Exposure method and device manufacturing method, exposure apparatus, and program
US7395522B2 (en) * 2004-03-16 2008-07-01 Lsi Corporation Yield profile manipulator
KR100763431B1 (ko) * 2004-03-29 2007-10-04 후지필름 가부시키가이샤 노광 장치 및 노광 방법
US20060047462A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Picciotto Carl E Displacement estimation system and method
JP4844835B2 (ja) * 2004-09-14 2011-12-28 株式会社ニコン 補正方法及び露光装置
US20060066649A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method and apparatus for recording images on deformed image-recordable object
US7379184B2 (en) * 2004-10-18 2008-05-27 Nanometrics Incorporated Overlay measurement target
US7305634B2 (en) * 2004-11-23 2007-12-04 Lsi Corporation Method to selectively identify at risk die based on location within the reticle
US7477396B2 (en) * 2005-02-25 2009-01-13 Nanometrics Incorporated Methods and systems for determining overlay error based on target image symmetry
US7808643B2 (en) * 2005-02-25 2010-10-05 Nanometrics Incorporated Determining overlay error using an in-chip overlay target
US7649614B2 (en) * 2005-06-10 2010-01-19 Asml Netherlands B.V. Method of characterization, method of characterizing a process operation, and device manufacturing method
JP5045927B2 (ja) * 2005-07-08 2012-10-10 株式会社ニコン 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
US7704248B2 (en) * 2005-12-21 2010-04-27 Boston Scientific Scimed, Inc. Ablation device with compression balloon
KR100716552B1 (ko) * 2006-02-03 2007-05-09 삼성전자주식회사 다이 어태치 방법
EP3270226A1 (en) * 2006-02-21 2018-01-17 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method
US8125613B2 (en) * 2006-04-21 2012-02-28 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US7534655B2 (en) * 2006-10-10 2009-05-19 Texas Instruments Incorporated Method of arranging dies in a wafer for easy inkless partial wafer process
JP4408298B2 (ja) * 2007-03-28 2010-02-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ 検査装置及び検査方法
US8482732B2 (en) * 2007-10-01 2013-07-09 Maskless Lithography, Inc. Alignment system for various materials and material flows
JP5166916B2 (ja) * 2008-03-04 2013-03-21 キヤノン株式会社 パターンの重ね合わせを行う装置およびデバイス製造方法
US8706442B2 (en) * 2008-07-14 2014-04-22 Asml Netherlands B.V. Alignment system, lithographic system and method
JP2010103476A (ja) * 2008-09-25 2010-05-06 Canon Inc 位置合わせ装置及び露光装置
JP5264406B2 (ja) * 2008-10-22 2013-08-14 キヤノン株式会社 露光装置、露光方法およびデバイスの製造方法
JP5300431B2 (ja) * 2008-11-17 2013-09-25 株式会社日本マイクロニクス 被検査基板のアライメント装置
TWI417942B (zh) * 2009-12-17 2013-12-01 Ind Tech Res Inst 二維陣列疊對圖樣組之設計方法、疊對誤差量測方法及其量測系統
US8559001B2 (en) * 2010-01-11 2013-10-15 Kla-Tencor Corporation Inspection guided overlay metrology
FR2955654B1 (fr) * 2010-01-25 2012-03-30 Soitec Silicon Insulator Technologies Systeme et procede d'evaluation de deformations inhomogenes dans des plaques multicouches
IL210832A (en) * 2010-02-19 2016-11-30 Asml Netherlands Bv Lithographic facility and method of manufacturing facility
NL2005997A (en) * 2010-02-19 2011-08-22 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
NL2006321A (en) * 2010-03-19 2011-09-20 Asml Netherlands Bv Control method and apparatus.
NL2009345A (en) 2011-09-28 2013-04-02 Asml Netherlands Bv Method of applying a pattern to a substrate, device manufacturing method and lithographic apparatus for use in such methods.
US9543223B2 (en) * 2013-01-25 2017-01-10 Qoniac Gmbh Method and apparatus for fabricating wafer by calculating process correction parameters
JP2013175500A (ja) * 2012-02-23 2013-09-05 Toshiba Corp 露光装置、及び露光方法
JP6006420B2 (ja) 2012-08-29 2016-10-12 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 変形パターン認識手法、パターン転写方法、処理デバイスモニタリング方法、及びリソグラフィ装置
US9703214B2 (en) * 2013-07-19 2017-07-11 Canon Kabushiki Kaisha Lithography apparatus, lithography method, and article manufacturing method
US20150109596A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-23 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co. Ltd. Method and system for achieving automatic compensation in glass substrate exposure process
JP6525500B2 (ja) 2014-02-03 2019-06-05 キヤノン株式会社 パターン形成方法、リソグラフィ装置及び物品の製造方法
TWI696042B (zh) * 2015-02-23 2020-06-11 日商尼康股份有限公司 測量裝置、微影系統及曝光裝置、以及管理方法、重疊測量方法及元件製造方法
JP6649636B2 (ja) 2015-02-23 2020-02-19 株式会社ニコン 計測装置、リソグラフィシステム及び露光装置、並びにデバイス製造方法
US9733577B2 (en) * 2015-09-03 2017-08-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Intra-field process control for lithography
EP3506012A4 (en) 2016-08-24 2020-04-15 Nikon Corporation MEASURING SYSTEM, SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD
JPWO2018061945A1 (ja) 2016-09-30 2019-07-11 株式会社ニコン 計測システム及び基板処理システム、並びにデバイス製造方法
JP6955893B2 (ja) * 2017-04-25 2021-10-27 株式会社ディスコ レーザー加工装置の高さ位置検出ユニットの評価用治具及びレーザー加工装置の高さ位置検出ユニットの評価方法
EP3396458A1 (en) * 2017-04-28 2018-10-31 ASML Netherlands B.V. Method and apparatus for optimization of lithographic process
KR102669151B1 (ko) 2018-10-08 2024-05-27 삼성전자주식회사 조합된 모델 함수를 산출하는 방법, 리소그래피 장치 세팅 방법, 리소그래피 방법, 리소그래피 장치
CN110737798B (zh) * 2019-09-26 2022-10-14 万翼科技有限公司 室内巡检方法及相关产品
CN111580350B (zh) * 2020-05-28 2023-04-07 上海华力集成电路制造有限公司 晶圆迭加异常补偿方法及晶圆迭加异常信息量测方法
CN111580349A (zh) * 2020-05-28 2020-08-25 上海华力集成电路制造有限公司 晶圆迭加异常补偿方法及晶圆迭加异常信息量测方法
CN114077167B (zh) * 2021-11-26 2024-03-08 上海华力集成电路制造有限公司 一种改善因晶圆形变引起的套刻精度变差的曝光方法
TWI792828B (zh) * 2022-01-03 2023-02-11 力晶積成電子製造股份有限公司 微影方法
TWI836577B (zh) * 2022-01-25 2024-03-21 日商鎧俠股份有限公司 半導體製造系統與半導體裝置的製造方法
JP7359899B1 (ja) 2022-04-27 2023-10-11 華邦電子股▲ふん▼有限公司 半導体製造装置及びその半導体製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5525808A (en) * 1992-01-23 1996-06-11 Nikon Corporaton Alignment method and alignment apparatus with a statistic calculation using a plurality of weighted coordinate positions
JP3002351B2 (ja) * 1993-02-25 2000-01-24 キヤノン株式会社 位置合わせ方法および装置
US5808910A (en) * 1993-04-06 1998-09-15 Nikon Corporation Alignment method
JP3634487B2 (ja) * 1996-02-09 2005-03-30 キヤノン株式会社 位置合せ方法、位置合せ装置、および露光装置
JP2000353657A (ja) * 1999-06-14 2000-12-19 Mitsubishi Electric Corp 露光方法、露光装置およびその露光装置を用いて製造された半導体装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101440630B1 (ko) * 2006-01-26 2014-09-15 가부시키가이샤 니콘 중첩 관리 방법 및 장치, 처리 장치, 측정 장치 및 노광 장치, 디바이스 제조 시스템 및 디바이스 제조 방법, 및 정보 기록 매체
KR20120116963A (ko) * 2010-01-18 2012-10-23 가부시키가이샤 니콘 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법
KR20170118210A (ko) * 2015-02-23 2017-10-24 가부시키가이샤 니콘 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법, 그리고 디바이스 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW511146B (en) 2002-11-21
US20020042664A1 (en) 2002-04-11
US20040126004A1 (en) 2004-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20010109212A (ko) 평가방법, 위치검출방법, 노광방법 및 디바이스 제조방법,및 노광장치
US5805866A (en) Alignment method
TWI451475B (zh) An alignment information display method and a recording medium having a program, an alignment method, an exposure method, a component manufacturing method, a display system, a display device, a measurement device, and a measurement method
EP1006413B1 (en) Alignment method and exposure apparatus using the same
KR101022680B1 (ko) 최적위치 검출식 검출방법, 위치정합방법, 노광방법,디바이스 제조방법 및 디바이스
JP4905617B2 (ja) 露光方法及びデバイス製造方法
KR101060982B1 (ko) 노광 방법 및 디바이스 제조 방법, 노광 장치, 그리고 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능 기록 매체
US11194258B2 (en) Method and apparatus for determining a fingerprint of a performance parameter
JP2007516612A (ja) ダイナミックなレンズフィールドの屈曲を決定する装置および方法
JP2001345243A (ja) 評価方法、位置検出方法、露光方法及びデバイス製造方法
CN113678063A (zh) 光刻工艺的子场控制和相关设备
US20240184221A1 (en) Alignment method and associated alignment and lithographic apparatuses
KR20050118309A (ko) 선출 방법, 노광 방법, 선출 장치, 노광 장치 및 디바이스제조 방법
US20240118631A1 (en) Alignment method and associated alignment and lithographic apparatuses
JP3259314B2 (ja) アライメント方法、露光方法、デバイス製造方法、アライメント装置、露光装置、及び前記デバイス製造方法により製造されたデバイス
JPS6258621A (ja) 微細パタ−ン形成方法
JP3261793B2 (ja) 位置合わせ方法、及び露光方法
TWI754249B (zh) 判定一組度量衡點的方法及判定用於擬合量測之模型之方法
EP4254068A1 (en) Method for determining a spatial distribution of a parameter of interest over at least one substrate or portion thereof
TWI811952B (zh) 度量衡方法及設備
JP2004087562A (ja) 位置検出方法及びその装置、露光方法及びその装置、並びにデバイス製造方法
JP2022088199A (ja) 露光装置、露光方法、決定方法、プログラム及び物品の製造方法
JP2024513074A (ja) 少なくとも１つのターゲットレイアウトを決定する方法及び関連するメトロロジ装置
JPH07226359A (ja) 位置合わせ方法
JPH0897123A (ja) 位置合わせ方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid