(57)【要約】【課題】  基板にパターンのエッジを２工程で形成するパターニングにおいてパターンの線幅のばらつきを低減する。【解決手段】  本発明のパターニング方法は、基板にパターンの第１エッジを形成する第１工程と、前記第１エッジが形成された基板にパターンの第２エッジを形成する第２工程とを経て基板の上に形成されたパターンの線幅を測定する線幅測定工程と、前記線幅測定工程で測定された線幅に基づいて線幅のばらつきを低減するように、基板を前記第２工程において位置決めするための位置決め情報を補正する補正値を決定する補正値決定工程と、を備え、前記決定された補正値を用いて補正された位置決め情報にしたがって他の基板を位置決めして当該他の基板に第２エッジを形成する。【選択図】図１
2010103438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板への第１レジストの塗布、前記第１レジストの露光及び前記第１レジストの現像による第１レジストパターンの形成を経て基板にパターンの第１エッジを形成する第１工程と、前記第１エッジが形成された基板への第２レジストの塗布、前記第２レジストの露光及び前記第２レジストの現像による第２レジストパターンの形成を経て前記基板に前記パターンの第２エッジを形成する第２工程とにより基板に前記パターンを形成するパターニング方法であって、
前記第１工程及び前記第２工程を経て基板の上に形成されたパターンの線幅を測定する線幅測定工程と、
前記線幅測定工程で測定された線幅に基づいて線幅のばらつきを低減するように、基板を前記第２工程において位置決めするための位置決め情報を補正する補正値を決定する補正値決定工程と、を備え、
前記決定された補正値を用いて補正された位置決め情報にしたがって他の基板を位置決めして当該他の基板に第２エッジを形成することを特徴とするパターニング方法。
【請求項２】
前記線幅測定工程では、基板上の複数のショット領域のうち選択されたショット領域のそれぞれにおける複数の位置で前記パターンの線幅を測定し、
前記補正値決定工程では、前記測定された線幅に基づいて、前記選択されたショット領域のそれぞれにおける前記複数の位置での線幅誤差を算出し、前記算出された線幅誤差に基づいて、前記選択されたショット領域のそれぞれにおけるシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれかを統計的に算出し、前記算出されたシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれかに基づいて前記複数のショット領域のそれぞれにおけるシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれかを算出して前記補正値として決定する、ことを特徴とする請求項１に記載のパターニング方法。
【請求項３】
前記線幅が測定されるパターンは、回路パターンとは異なる線幅測定用のパターンを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパターニング方法。
【請求項４】
前記線幅が測定されるパターンは、回路パターンを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパターニング方法。
【請求項５】
基板にレジストを塗布する塗布装置と、基板を露光する露光装置と、基板を現像する現像装置と、基板をエッチングするエッチング装置と、を備え、基板への第１レジストの塗布、前記第１レジストの露光及び前記第１レジストの現像による第１レジストパターンの形成を経て基板にパターンの第１エッジを形成する第１工程と、前記第１エッジが形成された基板への第２レジストの塗布、前記第２レジストの露光及び前記第２レジストの現像による第２レジストパターンの形成を経て前記基板に前記パターンの第２エッジを形成する第２工程とにより基板に前記パターンを形成する露光システムであって、
基板の上に形成されたパターンの線幅を測定する線幅測定器と、
前記線幅測定器により測定された線幅に基づいて線幅のばらつきを低減するように、基板を位置決めするための位置決め情報を補正する補正値を決定する補正値決定部と、
制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記第１工程及び前記第２工程を経て基板の上に形成されたパターンの線幅を測定するように前記線幅測定器を制御し、かつ、
前記決定された補正値を用いて補正された位置決め情報にしたがって他の基板を位置決めして当該他の基板に第２エッジを形成するように前記露光装置を制御する、ことを特徴とする露光システム。
【請求項６】
前記制御器は、基板上の複数のショット領域のうち選択されたショット領域のそれぞれにおける複数の位置で前記パターンの線幅を測定するように前記線幅測定器を制御し、
前記補正値決定部は、前記測定された線幅に基づいて、前記選択されたショット領域のそれぞれにおける前記複数の位置での線幅誤差を算出し、前記算出された線幅誤差に基づいて、前記選択されたショット領域のそれぞれにおけるシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれかを統計的に算出し、前記算出されたシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれかに基づいて前記複数のショット領域のそれぞれにおけるシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれかを算出して前記補正値として決定する、ことを特徴とする請求項５に記載の露光システム。
【請求項７】
基板にレジストを塗布する塗布装置と、基板を露光する露光装置と、基板を現像する現像装置と、基板をエッチングするエッチング装置と、を備え、基板への第１レジストの塗布、前記第１レジストの露光及び前記第１レジストの現像による第１レジストパターンの形成を経て基板にパターンの第１エッジを形成する第１工程と、前記第１エッジが形成された基板への第２レジストの塗布、前記第２レジストの露光及び前記第２レジストの現像による第２レジストパターンの形成を経て前記基板に前記パターンの第２エッジを形成する第２工程とにより基板に前記パターンを形成する露光システムで生成された情報の処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記第１工程及び前記第２工程を経て基板の上に形成されたパターンの線幅の測定値に基づいて線幅のばらつきを低減するように、第２エッジを形成する他の基板を位置決めするための位置決め情報を補正する補正値を決定するステップを実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
基板上の複数のショット領域のうち選択されたショット領域のそれぞれにおける複数の位置で測定された線幅に基づいて線幅誤差を算出し、前記算出された線幅誤差に基づいて、前記選択されたショット領域のそれぞれにおけるシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれかを統計的に算出し、前記算出されたシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれかに基づいて、前記複数のショット領域のそれぞれにおけるシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれかを算出して前記補正値として決定する、ことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【請求項９】
請求項５又は請求項６に記載の露光システムを用いて、基板にパターンを形成する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターニング方法、露光システム、プログラム及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ICやLSI等の半導体集積回路や液晶パネルの微細化及び高集積化に伴い、半導体露光装置等の露光装置も高精度化及び高機能化が進んでいる。特にマスクやレチクル等の原板と半導体基板やガラス基板等の基板との重ね合わせにおいては、原板と基板とをナノメータのオーダーで重ね合わせる技術が期待されている。
【０００３】
このような半導体等の製造に用いる露光装置としては、ステッパやスキャナと呼ばれる装置を用いることが多い。これらの装置は、基板(例えばウエハ)をステップ移動しながら、原板(例えばレチクル)上に形成したパターンを基板の複数個所に順次転写していくものである。この転写を一括で行う装置をステッパと呼び、ステージをスキャンしながら転写する装置をスキャナと呼ぶ。
【０００４】
また近年、重ね合わせ精度及びスループットの向上という２つの要求を満たすため、基板を保持する基板ステージを２つ搭載した露光装置が提案されている。この装置は基板上に露光を行う露光ステーションと、基板のフォーカス位置及びアライメント位置を計測する計測ステーションとを分離したものである。露光ステーションにおいて基板への露光処理を行っている間に、計測ステーションにおいて別の基板の計測処理を行うことができる。これにより、重ね合わせ精度を向上する為の基板の計測処理時間を確保しつつ、スループットを向上する事が可能となる。（特許文献１参照）
次に、露光方法における重ね合わせについ述べる。上述した様に、半導体集積回路や液晶パネルの製造では、原板と基板とを精密に重ね合わせて露光する技術が必要となる。この重ね合わせは、原板のパターンを基板に露光する前に、原板と基板のパターンの位置合わせを行う事で実現している。この位置合わせの一部である基板上パターン位置の計測（以下、ウエハアライメントと呼ぶ）は、基板の加工状態を計測する重要な工程である。
【０００５】
ウエハアライメントの方法としては、グローバルアライメントと呼ばれる方法が用いられている。グローバルアライメントは、サンプルショットと呼ばれる基板上の選択された幾つかの計測領域を計測し、ショットと呼ばれる基板上の処理領域の位置や形状を統計処理で算出する方法である。グローバルアライメントは、高速かつ高精度に基板上パターンの位置や形状を計測する、優れた方法である。（特許文献２参照）
次に、露光方法における重ね合わせの検査及び最適化方法につい述べる。図８に露光方法における重ね合わせの検査及び最適化方法の概要図を示す。基板は、露光装置で位置合わせされて露光され、現像装置で現像される。次に、露光され現像された基板は、重ね合わせ検査装置に送られて重ね合わせ誤差を検査される。重ね合わせ検査装置は、ウエハ上に形成した重ね合わせを検査するためのパターン（重ね合わせ検査マークと呼ぶ）を観察し計測する事により、重ね合わせ誤差を計測する。重ね合わせ精度が製品の規格値に達していなかった場合、そのウエハ又はそのウエハを含む処理単位であるロットを不良品と判定する。不良品と判定したウエハ又はロットはリワーク処理され、良品と判定したウエハ又はロットは次の半導体装置製造工程に進む。
【０００６】
重ね合わせ検査装置の計測結果は、製品の上記検査だけで無く、重ね合わせの最適化にも使用する。重ね合わせ検査装置で計測した、重ね合わせ誤差を補正するアライメントオフセット（補正値）を算出して、次回以降の半導体製造工程において露光するときにオフセットとして使用する。この様に、以前の製造工程で発生した、重ね合わせ誤差をフィードバックする事により重ね合わせを最適化していく。
【０００７】
一方、半導体集積回路等の微細化に伴い、より微細なパターンを形成する手法が提案されている。この１つとして、異なる原板を用い、露光とエッジの形成とを２度づつ行う事により所望のパターンを形成する手法であるダブルパターニング(Double Patterning：以下ＤＰと呼ぶ)がある。
【０００８】
図９を用いてDPの概要を説明する。DPでは図９の(a)から(e)の順番で処理を行う。最初に、図９の(a)に示す様に、パターンを形成すべき加工層１００２上に第１レジスト１００３を塗布した基板１００１を第１パターンを介して露光し、現像する（第１露光・現像処理と呼ぶ）。図９の(b)では、第１露光・現像処理で形成された第１レジストパターンを用いて１回目のエッチングを行い、パターンの第１エッジを形成する。図９の(c)では、第１レジスト剥離し、その後第２レジスト１００３を塗布して第２パターン介して基板１００１を露光し、現像する（第２露光・現像処理と呼ぶ）。図９の(d)では、第２露光・現像処理で形成した第２レジストパターンを用いてパターンの第２エッジを形成する。最後に、第２レジストを剥離して図９の(e)のパターンが形成される。この方法により、露光装置が転写可能なパターン幅より微細なパターンを形成できる。
【０００９】
この方法の大きな特徴としては、２回の露光処理における重ね合わせが正しく行われた場合、図１０Ａの様にパターン線幅(L)は均一となる。これに対し、重ね合わせが正しく行われなかった場合、図１０Ｂの様にパターン線幅（L1及びL2）は不均一となる。このため、このＤＰにおいては、パターン線幅の均一性を維持する上でも重ね合わせ精度がより重要となる。
【特許文献１】特開２００６−１０８５８２号公報
【特許文献２】特開２０００−１３３５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した様に、半導体集積回路や液晶パネルの製造では、グローバルアライメントを含む方法を用いる事により、原板と基板とを精密に重ね合わせしている。また、重ね合わせ検査装置を用いる事により、重ね合わせの検査と最適化を行っている。これらにより、十分な重ね合わせ精度を達成する事ができる。
【００１１】
一方、半導体集積回路等の微細化をする方法であるDPにおいても、上記方法でそれなりの重ね合わせ精度を達成可能である。しかし、以下に述べる理由により、異なる観点からの重ね合わせ精度の最適化が求められている。上述した様に、DPは、従来の１回の露光でパターンを形成する方法とは異なり、最初に形成したパターンに対する２回目のパターンを作成するときの重ね合わせが、形成されるパターンの線幅に影響する。形成されるパターンの線幅は半導体集積回路等の電気的な特性に影響を与えるものであり、半導体集積回路等の製造においてパターンの線幅の安定化は重要な課題になっている。パターンの線幅の均一性は、通常、パターンを露光するときの露光量やフォーカス状態又はパターンを露光した後の加工状態の影響を受ける。更に、上述したように、DPにおいては、重ね合わせ精度もパターンの線幅の均一性に影響する事になる。このため、DPにおいて重ね合わせ精度を達成するとともにパターン線幅の均一性を安定化するためには、パターンの線幅の均一性に影響を与える露光量等の要因との関係を踏まえて、重ね合わせを最適化しなければならない可能性がある。
【００１２】
本発明は、基板にパターンのエッジを２工程で形成するパターニングにおいてパターンの線幅のばらつきを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の側面は、基板への第１レジストの塗布、前記第１レジストの露光及び前記第１レジストの現像による第１レジストパターンの形成を経て基板にパターンの第１エッジを形成する第１工程と、前記第１エッジが形成された基板への第２レジストの塗布、前記第２レジストの露光及び前記第２レジストの現像による第２レジストパターンの形成を経て前記基板に前記パターンの第２エッジを形成する第２工程とにより基板に前記パターンを形成するパターニング方法であって、前記第１工程及び前記第２工程を経て基板の上に形成されたパターンの線幅を測定する線幅測定工程と、前記線幅測定工程で測定された線幅に基づいて線幅のばらつきを低減するように、基板を前記第２工程において位置決めするための位置決め情報を補正する補正値を決定する補正値決定工程と、を備え、前記決定された補正値を用いて補正された位置決め情報にしたがって他の基板を位置決めして当該他の基板に第２エッジを形成することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の側面は、基板にレジストを塗布する塗布装置と、基板を露光する露光装置と、基板を現像する現像装置と、基板をエッチングするエッチング装置と、を備え、基板への第１レジストの塗布、前記第１レジストの露光及び前記第１レジストの現像による第１レジストパターンの形成を経て基板にパターンの第１エッジを形成する第１工程と、前記第１エッジが形成された基板への第２レジストの塗布、前記第２レジストの露光及び前記第２レジストの現像による第２レジストパターンの形成を経て前記基板に前記パターンの第２エッジを形成する第２工程とにより基板に前記パターンを形成する露光システムであって、基板の上に形成されたパターンの線幅を測定する線幅測定器と、前記線幅測定器により測定された線幅に基づいて線幅のばらつきを低減するように、基板を位置決めするための位置決め情報を補正する補正値を決定する補正値決定部と、制御器と、を備え、前記制御器は、前記第１工程及び前記第２工程を経て基板の上に形成されたパターンの線幅を測定するように前記線幅測定器を制御し、かつ、前記決定された補正値を用いて補正された位置決め情報にしたがって他の基板を位置決めして当該他の基板に第２エッジを形成するように前記露光装置を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第３の側面は、基板にレジストを塗布する塗布装置と、基板を露光する露光装置と、基板を現像する現像装置と、基板をエッチングするエッチング装置と、を備え、基板への第１レジストの塗布、前記第１レジストの露光及び前記第１レジストの現像による第１レジストパターンの形成を経て基板にパターンの第１エッジを形成する第１工程と、前記第１エッジが形成された基板への第２レジストの塗布、前記第２レジストの露光及び前記第２レジストの現像による第２レジストパターンの形成を経て前記基板に前記パターンの第２エッジを形成する第２工程とにより基板に前記パターンを形成する露光システムで生成された情報の処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、前記第１工程及び前記第２工程を経て基板の上に形成されたパターンの線幅の測定値に基づいて線幅のばらつきを低減するように、第２エッジを形成する他の基板を位置決めするための位置決め情報を補正する補正値を決定するステップを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板にパターンのエッジを２工程で形成するパターニングにおいてパターンの線幅のばらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［実施例］
図１に本発明を適用したパターニングの概要を示す。基板は、後述する露光装置４により原板と重ね合わせされて露光され、その後、現像装置７ａにより現像される。次に、基板は、後述する線幅測定器５に送られ、基板に形成されたパターンの線幅が測定される。又は、現像されたパターンに基づいてさらにエッチングされた後に、線幅測定器５に送られ、エッチングされたパターンの線幅が測定される。
【００１８】
パターンの線幅が製品の規格値に達していなかった場合、その基板又はその基板を含むロットは不良品と判定される。不良品と判定された基板又はロットはリワーク処理され、良品と判定された基板又はロットは次の製造工程に進む。線幅測定器５による測定結果は、製品の上記判定だけで無く、重ね合わせの最適化にも利用される。後述する補正値決定部（アライメントオフセット決定部）６は、線幅測定器５により測定された線幅に基づいて、第２エッジを形成するための露光において基板を位置決めするための位置決め情報を補正する補正値であるアライメントオフセットを決定する。決定されたアライメントオフセットは、次回以降のパターニングにおける同工程の露光時におけるオフセット（補正値）として使用される。この様に、以前の工程で発生したパターンの線幅に基づいた補正値をフィードバックする事により基板の位置決め（重ね合わせ）が最適化されていく。これにより、パターンの線幅に基づいて基板の位置決めが最適化される。
【００１９】
次に、図２を用いて本発明に係る露光システムの一例について説明する。半導体装置等を製造する露光システム１は、ローカルエリアネットワーク等の内部通信網２を含んでいる。制御器３は、内部通信網２を介して、露光装置４、線幅測定器５、補正値決定部（アライメントオフセット決定部）６や他の製造装置７と接続されており、これらの装置を制御している。他の製造装置７は、現像装置７ａ、エッチング装置７ｂ、重ね合わせ検査装置７ｃ、塗布装置７ｄ等を含み得る。また、各装置間も内部通信網２を介して接続されている。
【００２０】
露光装置４は、制御器３から送られてくるアライメントオフセットに基づいて原板のパターンを基板に重ね合わせながら基板を露光する。線幅測定器５は、例えば公知の測長機能付きの走査型電子顕微鏡（測長ＳＥＭ又はＣＤ−ＳＥＭ）である。測長機能付きの走査型電子顕微鏡は、基板の微小領域の電子線像を取得し、基板に形成されたパターンの線幅を測定する事ができる。線幅測定器５は、露光装置４により露光された後に現像装置７ａにより現像された基板上のレジスト（感光材）のパターンの線幅、及びレジストパターンに基づきエッチング等の加工処理が行われた後のパターンの線幅を測定する。アライメントオフセット決定部６は、線幅測定器５により測定されたパターンの線幅に基づき露光時の重ね合わせを補正するアライメントオフセット（露光時のオフセット）を算出し、決定する。アライメントオフセット決定部６は、公知の計算機で実現できる。
【００２１】
本実施例では、露光システム１を、露光装置４、線幅測定器５、アライメントオフセット決定部６等を内部通信網２で接続したシステムとして説明する。しかし、露光システム１における露光装置４は、露光部の他に線幅測定部やアライメントオフセット決定部を備えた露光装置であっても構わない。
【００２２】
次に、ダブルパターニング（DP）により基板にパターンを形成する方法に対して、本発明を適用した一例について詳細に述べる。図３は、そのパターニング方法のフローチャートである。
【００２３】
ステップＳ１０１において、塗布装置７ｄは基板に第１レジストを塗布する。ステップＳ１０２は、第１露光ステップであり、このステップにおいて、露光装置４は、第１レジストを露光する。ステップＳ１０２は、第１現像ステップであり、このステップにおいて、現像装置７ａは第１露光ステップで露光された第１レジストを現像し、第１レジストパターンを形成する。図９の（ａ）は、第１現像ステップが終了した時点における基板の状態を示している。ステップＳ１０４は重ね合わせ検査ステップであり、このステップにおいて、重ね合わせ検査装置７ｃは、第１現像ステップで現像された第１レジストパターンの重ね合わせを検査する。重ね合わせ検査ステップでは、背景技術で説明した様に、重ね合わせ検査装置７ｃが、ウエハ上に形成した重ね合わせのためのマークを観察して測定する。また、アライメントオフセット決定部６が、マークの測定結果を基に、次回以降のパターニングの第１露光ステップで使用するアライメントオフセットを算出する。
【００２４】
ステップＳ１０５は第１エッチングステップである。エッチング装置７ｂは、図９の(b)に示した様に、第１現像ステップで現像された第１レジストパターンを用いてパターンを形成すべき層１００２をエッチングして、パターンの第１エッジを形成する。ステップＳ１０１からステップＳ１０５までのステップが、第１レジストパターンの形成を経て基板にパターンの第１エッジを形成するＤＰの第１工程である。
【００２５】
ステップＳ１０６において、塗布装置７ｄは、第１エッジが形成された基板に第２レジストを塗布する。ステップＳ１０７は、第２露光ステップであり、このステップにおいて、露光装置４は、第２レジストを露光する。第２露光ステップにおいて、アライメントオフセット決定部６が既に決定したアライメントオフセットを露光装置４に転送し、露光装置４は、転送されたアライメントオフセットを反映して基板を位置決めしつつ露光する。ステップＳ１０８は第２現像ステップであり、このステップにおいて、現像装置７ａは第２レジストを現像し、第２レジストパターンを形成する。図９の（ｃ）は、第２現像ステップが終了した時点における基板の状態を示している。
【００２６】
ステップＳ１０９は第２エッチングステップであり、エッチング装置７ｂは、図９の(d)に示した様に、第２現像ステップで現像された第２レジストパターンを用いてパターンを形成すべき層１００２をエッチングして、パターンの第２エッジを形成する。その後第２レジストが剥離されて、基板は、図９の(e)に示したものとなる。ここでは、第２エッチングステップでパターンの第２エッジを形成する例について述べたが、第２エッチングステップを線幅検査工程の前に経る必要は必ずしも無い。例えば、第２現像ステップ後の第２レジストパターンをそのまま残しても構わない。ステップＳ１０６からステップＳ１０９までのステップが、第２レジストパターンの形成を経て基板にパターンの第２エッジを形成するＤＰの第２工程である。
【００２７】
ステップＳ１１０は線幅検査ステップであり、このステップにおいて、線幅測定器５は、第１工程及び第２工程を経て基板に形成されたパターンの線幅を測定し、アライメントオフセット決定部６は、測定された線幅の検査を行う。アライメントオフセット決定部６は、また、次回以降のＤＰにおける第２露光ステップで基板を位置決めするための位置決め情報を補正するアライメントオフセットを算出し、決定する。この様に、線幅検査ステップで算出され決定されたアライメントオフセットを他の基板のＤＰに使用する事により重ね合わせが最適化され、パターン線幅の均一性が向上される。
【００２８】
次に、図４を用いて、ステップＳ１１０の線幅検査ステップの詳細について説明する。ステップＳ２０１において、線幅測定器５は、第２エッチングステップ又は第２現像ステップで基板に形成されたパターンの線幅を測定する。線幅測定器５は、基板上の複数のショット領域のうちで選択されたショット領域のそれぞれにおける複数の位置でパターンの線幅を測定する。図５と図６を用いて、線幅測定の詳細を説明する。
【００２９】
図５は基板３０１の模式図である。基板３０１には転写領域である複数のショット領域３０２が配列状に並んでいる。これらのショット領域３０２には一般的に同じパターンが露光される。線幅を測定する複数のショット領域３０３（測定ショットと呼ぶ）を選択して、選択されたショット領域におけるパターンのみを測定する。
【００３０】
図６は測定ショット３０３の模式図である。４０１は回路パターンの転写部分、４０２は線幅測定用のパターン（線幅測定マークと呼ぶ）である。尚、以降各測定ショット３０３における位置を示す座標（図６の４０３）をショット座標と呼ぶ。また、基板３０１における位置を示す座標（図５の３０４）を基板座標と呼ぶ。図６に示す様に測定ショット３０３内の複数位置において線幅を測定する為に、測定ショット３０３内に複数の線幅測定マーク４０２を配置しており、これらの線幅測定マーク４０２の線幅を測定する。図６には各測定ショット３０３に４つの線幅測定マーク４０２を配置した例を示したが、４つに限定するものでは無い。また、ここでは回路パターンとは異なる線幅測定マーク４０２を用いて、線幅を測定する例について述べるが、線幅測定マークを用いずに回路パターンの線幅を直接測定しても構わない。この様に、線幅測定ステップでは、図５に示す様に配列状に並んだショット領域３０２から線幅を測定する測定ショット３０３を選び、測定ショット３０３の各線幅測定マーク４０２の線幅を線幅測定器５により測定する。
【００３１】
ステップＳ２０２は、アライメントオフセット決定部６が、ステップＳ２０１で測定された複数の線幅測定値からその均一性を求め、均一性が所定の規格値内であるかを判定する線幅判定ステップである。アライメントオフセット決定部６は、線幅均一性が規格値に達していないと判定する場合、そのウエハ又はそのウエハを含むロットを不良品と判定する。不良品と判定されたウエハ又はロットはリワーク処理され（不図示）、良品と判定されたウエハ又はロットは次の製造工程に進む。
【００３２】
ステップＳ２０３は、アライメントオフセット決定部６が、ステップＳ２０１で測定された複数の線幅測定値に基づいて線幅のばらつきを低減するように、アライメントオフセットを算出し決定するアライメントオフセット決定ステップである。アライメントオフセット決定ステップにおいて、アライメントオフセット決定部６は、最初に各線幅測定値から線幅誤差を算出する。ここでは、図７に示す様に、線幅設計値と線幅測定値との差分を線幅誤差(ΔL)とする。また、線幅誤差は第１工程で形成された第１エッジに対する第２工程で形成された第２エッジのずれ方向（図７の矢印）を符号として持つものとする。ここでは、線幅誤差を設計値からの差分で算出する例で説明したが、全ての線幅測定値の平均値からの差分を用いても線幅を均一にする効果は変わらない。この処理により、アライメントオフセット決定部６は、各測定ショット３０３の各線幅測定マーク４０２において線幅誤差を算出する。
【００３３】
次に、グローバルアライメントで用いている方法と同様に統計的に計算を行い、算出した線幅誤差を統計的に処理する事で、線幅誤差を補正するための重ね合わせ補正値であるアライメントオフセットを算出する、統計処理の一例について具体的に述べる。統計処理は次の２つの処理から構成する。第１の統計処理において、アライメントオフセット決定部６は、各測定ショット３０３の線幅誤差に基づいて、各測定ショット３０３における線形誤差統計量を算出する。次に、第２の統計処理において、アライメントオフセット決定部６は、第１の統計処理で算出した各測定ショット３０３における線形誤差統計量から、全ショットの線形誤差統計量を算出（推定）し、アライメントオフセットとして決定する。
【００３４】
最初に、第１の統計処理について述べる。第１の統計処理では、ショット座標における線幅測定位置の設計値（Xi,Yi）及び測定した線幅誤差 (Px, Py)が以下の１次多項式(1)及び(2)の関係にあると近似する。これらの式から、これらの式の係数であり、選択された測定ショットiの線幅誤差統計量であるシフト成分（Sx[i],Sy[i]）、倍率成分（Mx[i], My[i]）、回転成分(Rx[i],Ry[i])を算出する。具体的には、多項式(1)及び(2)の係数である測定ショットiの線幅誤差統計量を、測定した線幅誤差を用いて公知の最小自乗法で算出する。
Px(X,Y)=Sx[i]+Mx[i]X+Rx[i]Y (1)
Py(X,Y)=Sy[i]+My[i]X+Ry[i]Y (2)
【００３５】
次に、第２の統計処理について述べる。第１の統計処理で求めた各測定ショットｉの線幅誤差統計量から、複数のショット領域の全てのショット領域それぞれの線幅誤差統計量を算出する。
任意のショット領域の中心の基板座標における設計位置(x,y)とそのショット領域のシフト成分（Sx, Sy）、倍率成分（Mx, My）、回転成分(Rx,Ry)が以下の任意次数の多項式(3)〜(8)の関係にあると近似する。そして、全ショット領域の線幅誤差統計量を算出する式(3)〜(8)を求める。具体的には、各測定ショットiの線幅誤差Sx[i]、Sy[i]、Mx[i]、My[i]、Rx[i]、Ry[i]に基づいて多項式の係数asx〜jsx、asy〜jsy、amx〜jmx、amy〜jmy、arx〜jrx、ary〜jryを算出する。多項式(3)〜(8)の係数は、公知の最小自乗法を用いる事で算出する。
Sx(xi,yi)=asx+bsxxi+csxyi+dsxxi2+esxxiyi+fsxyi2+gsxxi3+hsxxi2yi+isxxiyi2+jsxyi3+・・・  (3)
Sy(xi,yi)=asy+bsyxi+csyyi+dsyxi2+esyxiyi+fsyyi2+gsyxi3+hsyxi2yi+isyxiyi2+jsyyi3+・・・  (4)
Mx(xi,yi)=amx+bmxxi+cmxyi+dmxxi2+emxxiyi+fmxyi2+gmxxi3+hmxxi2yi+imxxiyi2+jsxyi3+・・・  (5)
My(xi,yi)=amy+bmyxi+cmyyi+dmyxi2+emyxiyi+fmyyi2+gmyxi3+hmyxi2yi+imyxiyi2+jmyyi3+・・・  (6)
Rx(xi,yi)=arx+brxxi+crxyi+drxxi2+erxxiyi+frxyi2+grxxi3+hrxxi2yi+irxxiyi2+jrxyi3+・・・  (7)
Ry(xi,yi)=ary+bryxi+cryyi+dryxi2+eryxiyi+fryyi2+gryxi3+hryxi2yi+iryxiyi2+jryyi3+・・・  (8)
最後に、係数を算出した式(3)から(8)に各ショット領域の中心の基板座標位置を代入する事で、各ショット領域の統計量を算出し、重ね合わせ補正値であるアライメントオフセットとして決定する。
【００３６】
上述の実施例では、第１現像ステップの後に重ね合わせ検査を行ってレジストパターンの重ね合わせを検査する例で説明した。しかし、第１エッチングステップの後に重ね合わせ検査ステップを行って、基板に形成されたパターンの重ね合わせを検査しても構わない。また、第２エッチングステップの後に線幅検査を行い、形成されたパターンの線幅を検査する例で説明した。しかし、第２現像ステップの後に線幅検査を行って基板上のレジストパターンの線幅を検査しても構わない。
【００３７】
また、アライメントオフセットを算出する例として、実施例では、各ショット領域のシフト成分と倍率成分と回転成分との補正値を算出する方法について述べた。より簡便な方法として、ウエハアライメントで用いている別の統計処理を使用する事で、各ショット領域のシフト成分、倍率成分及び回転成分の少なくともいずれか、例えばシフト成分のみを補正値として算出する方法を用いても構わない。この様に、アライメントオフセット決定ステップは、上述した統計処理及び上述したように算出する補正値に限るものではない。
【００３８】
以上、上述した様に、本実施例は、DPにおいて形成したパターンの線幅に基づいて重ね合わせを最適化する事によりパターンの線幅の均一性を向上する事が期待できる。
【００３９】
また、ステップＳ２０３の内容を格納するプログラムを用いることによって、露光システム中のコンピュータを、線幅測定値等、露光システムで生成された情報に基づいてアライメントオフセットの算出、決定等の処理を実行させることができる。
【００４０】
また、本実施例に係る露光システムを用いるデバイス製造方法について説明する。その場合、デバイスは、前述の露光システムを用いて基板にパターンを形成する工程と、他の周知の工程とを経ることにより製造する。デバイスは、半導体集積回路素子、液晶表示素子等でありうる。基板は、ウエハ、ガラスプレート等でありうる。当該周知の工程は、例えば、酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、ダイシング、ボンディング、パッケージング等の各工程である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るパターニング方法の概念図
【図２】本発明に係る露光システムの模式図
【図３】本発明に係るパターニング方法のフローチャート
【図４】本発明を係るパターニング方法の一部の詳細なフローチャート
【図５】基板の模式図
【図６】測定ショット領域の模式図
【図７】線幅誤差を説明する図
【図８】従来の露光方法の概念図
【図９】ＤＰの模式図
【図１０Ａ】ＤＰの重ね合わせ誤差の影響を説明する図
【図１０Ｂ】ＤＰの重ね合わせ誤差の影響を説明する図
【符号の説明】
【００４２】
１：露光システム
２：通信網
３：制御器
４：露光装置
５：線幅測定器
６：補正値決定部
７ａ：現像装置
７ｂ：エッチング装置
７ｃ：重ね合わせ検査装置
７ｄ：塗布装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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