(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定検査処理を含む一連の複数の基板処理の処理条件を調整する調整方法であって、
少なくとも基板上への膜の生成を行う膜生成処理と前記基板に投影光学系を介してパターンを転写する露光処理とを含む複数の基板処理により処理される少なくとも１枚の基板に関して、前記膜生成処理により前記基板上に生成された膜の厚みの測定結果に関する第１情報と、前記露光処理における前記基板の露光面の面形状の測定結果に関する第２情報とを含む少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報を収集する収集工程と、
収集された少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報に基づいて、前記第１情報と前記第２情報との相関がある場合に前記基板上への膜の成膜条件を最適化し、前記第１情報と前記第２情報とに基づいて前記露光処理における前記投影光学系に対する前記基板のフォーカスに関する処理条件を最適化する最適化工程と、
最適化された処理条件に関する情報を、その処理を行う装置に送信する送信工程と、を含む調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載の調整方法において、
前記少なくとも２種類の測定検査結果は、前記複数の基板処理のうちの少なくとも１つの特定処理の前後に行われる測定検査処理における測定検査結果であり、
前記最適化工程では、
前記少なくとも２種類の測定検査結果の相関、良否及び変化の少なくとも１つに関する情報に基づいて、前記処理条件を最適化する調整方法。
【請求項３】
請求項２に記載の調整方法において、
前記最適化工程では、
前記特定処理の前の事前測定検査処理で異常が検出されず、前記特定処理の後の事後測定検査処理で異常が検出された場合に、
前記事後測定検査処理よりも前の基板処理の処理条件を最適化する調整方法。
【請求項４】
請求項３に記載の調整方法において、
前記最適化工程では、
前記特定処理の前の事前測定検査処理で異常が検出されず、前記特定処理の後の事後測定検査処理で異常が検出され、かつ、前記事前測定検査処理の測定検査結果に関する情報と前記事後測定検査処理の測定検査結果に関する情報との間に相関がある場合に、前記事前測定検査処理の処理条件を最適化する調整方法。
【請求項５】
請求項３に記載の調整方法において、
前記最適化工程では、
前記特定処理の前の事前測定検査処理で異常が検出されず、前記特定処理の後の事後測定検査処理で異常が検出された場合に、
前記事後測定検査処理より前の基板処理の処理状態に関する情報を取得し、
取得された情報に基づいて、前記処理条件を最適化する調整方法。
【請求項６】
請求項５に記載の調整方法において、
前記特定処理の処理状態に関する情報を優先的に解析し、その処理条件を最適化する調整方法。
【請求項７】
請求項３に記載の調整方法において、
前記最適化工程では、
前記事後測定検査処理よりも後の基板処理の処理条件もさらに最適化する調整方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理を複数枚の基板に対して行う間に、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報と、前記処理条件の最適化結果に関する情報との因果関係を記憶する記憶工程と、
その記憶結果に基づいて、測定検査結果と相関性の高い処理条件を抽出する抽出工程と、をさらに含み、
前記最適化工程では、
抽出された処理条件を優先して最適化する調整方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理を複数枚の基板に対して行う間に、
前記測定検査結果に関する情報の規則性を抽出する抽出工程をさらに含み、
前記最適化工程では、
抽出された規則性に応じて、前記処理条件を最適化する調整方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理は、前記基板上への膜の生成を行う膜生成処理と、前記基板を露光してパターンを前記基板上に形成する露光処理とを含み、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報は、前記露光処理前の前記基板上の異物検査結果に関する第３情報と、前記露光処理後の前記基板上の異物検査結果に関する第４情報とを含み、
前記最適化工程では、
前記第３情報において異物が検出されず、前記第４情報において異物が検出され、かつ、前記第３情報と前記第４情報との間に相関が有る場合に、前記露光処理前の前記基板上の異物の検査条件を最適化する調整方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理は、
前記基板上への膜の生成を行う膜生成処理と、液浸露光によりパターンを前記基板上に形成する露光処理と、前記基板上の液体の除去処理とを含み、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報は、前記膜生成処理により前記基板上に生成された膜の前記露光処理前の検査結果に関する第５情報と、前記露光処理後の前記基板上の異物の検査結果に関する第６情報とを含み、
前記最適化工程では、前記第５情報が正常で、前記第６情報が異常である場合に、前記露光処理の処理状態に関する情報を取得し、取得された情報に基づいて前記露光処理及び前記除去処理の少なくとも一方の処理条件を最適化する調整方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理は、前記基板上への膜の生成を行う膜生成処理と、液浸露光によりパターンを前記基板上に形成する露光処理と、前記基板上の液体の除去処理と、前記基板に対するポストベーク処理とを含み、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報は、前記ポストベーク処理の前の前記基板の異物検査結果に関する第７情報と、前記ポストベーク処理の後の前記基板の異物検査結果に関する第８情報とを含み、
前記第７情報が正常で、前記第８情報が異常である場合に、前記ポストベーク処理の処理状態に関する情報を取得し、
前記最適化工程では、
取得された情報に基づいて、前記ポストベーク処理が、前記第８情報の異常の要因でないと判断した場合に、前記ポストベーク処理の前の前記基板の異物検査処理の処理条件と、前記露光処理の処理条件と、前記液体除去処理の処理条件との少なくとも１つを最適化する調整方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理は、前記基板上への膜の生成を行う膜生成処理と、液浸露光によりパターンを前記基板上に形成する露光処理と、前記基板上の液体の除去処理と、前記基板に対するポストベーク処理と、前記基板に対する現像処理とを含み、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報は、前記ポストベーク処理の前の前記基板の異物検査結果に関する第９情報と、前記現像処理の後の前記基板のパターン検査結果に関する第１０情報とを含み、
前記第９情報が正常で、前記第１０情報が異常である場合に、前記現像処理及びポストベーク処理の処理状態に関する情報を取得し、
前記最適化工程では、
取得された情報に基づいて、前記現像処理及びポストベーク処理が、前記第２情報の異常の要因でないと判断した場合に、前記ポストベーク処理の前後の前記基板の検査条件と、前記露光処理の処理条件と、前記液体除去処理の処理条件との少なくとも１つを最適化する調整方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理は、
前記基板上への膜の生成を行う膜生成処理と、液浸露光によりパターンを前記基板上に形成する露光処理と、前記基板上の液体の除去処理と、前記基板に対するポストベーク処理と、前記基板に対する現像処理とを含み、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報は、前記現像処理の前の前記基板の異物検査結果に関する第１１情報と、前記現像処理の後の前記基板のパターン検査結果に関する第１２情報とを含み、
前記第１１情報が正常で、前記第１２情報が異常である場合には、前記現像処理の処理状態に関する情報を取得し、
前記最適化工程では、
取得された情報に基づいて、前記現像処理が、前記第１２情報の異常の要因でないと判断した場合に、前記現像処理の前の測定検査の測定検査条件と、前記露光処理の処理条件と、前記液体除去処理の処理条件との少なくとも１つを最適化する調整方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理は、前記基板上への膜の生成を行う膜生成処理と、液浸露光によりパターンを前記基板上に形成する露光処理と、前記基板上の液体の除去処理と、前記基板に対するポストベーク処理と、前記基板に対する現像処理と、前記基板に対するエッチング処理とを含み、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報は、前記露光処理前の前記基板の露光面の面形状の測定結果に関する第１３情報と、前記現像処理又は前記エッチング処理後の前記基板のパターンのサイズの測定結果に関する第１４情報とを含み、
前記第１３情報が正常で、前記第１４情報が異常である場合に、前記現像処理、前記ポストベーク処理、前記露光処理の少なくとも１つの処理状態に関する情報を取得して解析し、
前記現像処理、前記ポストベーク処理及び前記エッチング処理が、前記第１４情報の異常の要因でないと判断した場合に、前記露光処理の処理条件と、前記液体除去処理の処理条件との少なくとも１つを最適化する請求項１に記載の調整方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理は、前記基板上への膜の生成を行う膜生成処理と、液浸露光によりパターンを前記基板上に形成する露光処理と、前記基板に対する現像処理と、前記基板に対するエッチング処理とを含み、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報は、前記現像処理後の前記基板上のパターンのサイズの測定結果に関する第１５情報と、前記エッチング処理後の前記基板上のパターンのサイズの測定結果に関する第１６情報とを含み、
前記第１５情報が正常で、前記第１６情報が異常である場合には、前記エッチング処理の処理状態に関する情報を取得して解析し、
前記エッチング処理が、前記第１６情報の異常の要因でないと判断した場合に、前記露光処理の処理条件と、前記液体除去処理の処理条件との少なくとも一方を最適化する調整方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理は、前記基板上への膜の生成を行う膜生成処理と、液浸露光によりパターンを前記基板上に形成する露光処理と、前記基板に対するポストベーク処理と、前記基板に対する現像処理と、前記基板に対するエッチング処理とを含み、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報は、前記膜生成処理により前記基板上に生成された膜の前記露光処理前の測定検査結果に関する第１７情報と、前記現像処理後又はエッチング処理後の前記基板のパターンのサイズのばらつきの測定結果に関する第１８情報とを含み、
前記第１７情報と前記第１８情報との相関性及び変化に基づいて、前記成膜、塗布条件及び前記露光処理の処理条件の少なくとも一方を最適化する調整方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の調整方法において、
前記複数の基板処理は、前記基板上への膜の生成又は塗布を行う膜生成処理と、液浸露光によりパターンを前記基板上に形成する露光処理とを含み、
前記少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報は、
前記露光処理前における前記基板の位置合わせに用いられる処理パラメータの測定結果に関する第１９情報と、前記現像処理又は前記エッチング処理の後の前記基板上のパターンの重ね合わせの測定結果に関する第２０情報とを含み、
前記第１９情報が正常で前記第２０情報が異常である場合に、前記第１９情報と前記第２０情報との相関性に基づいて、前記基板の位置合わせ処理の処理条件を最適化する調整方法。
【請求項１９】
請求項１、１０〜１８のいずれか一項に記載の調整方法を用いて、基板処理の処理条件を調整する調整工程を含む基板処理方法。
【請求項２０】
パターンを基板上に形成する露光処理とその後に基板を検査する検査処理とを含む複数の基板処理を行う基板処理方法であって、
前記露光処理が液浸露光で行われたかドライ露光で行われたかに関する情報を取得する取得工程と、
取得された情報に基づいて、前記露光処理が液浸露光で行われたと判断した場合に、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の調整方法を用いて基板処理の処理条件を調整する調整工程と、を含む基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整方法及び基板処理方法に係り、さらに詳しくは、測定検査処理を含む一連の複数の基板処理の処理条件を調整する調整方法、及びパターンを基板上に形成する露光処理と基板を検査する検査処理とを含む複数の基板処理を行う基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等の撮像素子、又は薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイス（電子デバイス）は、ウエハ等の基板上に対して、成膜・レジスト塗布処理、露光処理、ポストベーク（ＰＥＢ）処理、現像処理、エッチング処理などの一連の複数の基板処理が、繰り返されることにより製造される。一連の基板処理では、歩留まりの向上を目的として、個々の基板処理が終了すると、基板に対する測定検査処理を行い、基板の状態が良好であるか否かをチェックしている。成膜・レジスト塗布処理後における、基板上の膜の測定検査処理、現像処理やエッチング処理後の基板上に形成されたパターンの欠陥検査などはその一例である。このような測定検査処理の測定検査結果は、その基板の良否の判定の他、基板処理を行う各種処理装置、例えば、成膜装置、コータ・デベロッパ（Ｃ／Ｄ）、露光装置、及びエッチング装置などの調整にも用いられる。
【０００３】
例えば、成膜・レジスト塗布処理後における基板上の膜の測定検査処理において膜の異常が認められた場合には成膜装置又はコータを調整し、あるいは、露光処理後の基板上のパターンにおいて異常が認められた場合には露光装置を調整するなど、単一の測定検査結果に基づくデバイス製造処理装置の調整は従来から行われている。
【０００４】
最近では、デバイスパターンの微細化に伴って、例えば、基板上に生成する膜が多層化されるなど、一連の複数の基板処理の処理内容がより複雑化しているため、単一の測定検査結果に基づいてその異常の原因を効率的に取り除くのが次第に困難になってきている。
【０００５】
一方、最近の露光装置では、デバイスパターンの微細化に伴って、より高い解像力が求められているようになっており、高解像力と広焦点深度とを実現する液浸露光技術を用いた露光装置（液浸露光装置）が導入されるようになってきた（例えば、特許文献１）。この液浸露光装置の導入により、従来よりも、微細なデバイスパターンの転写が可能となっている。現在では、液浸露光装置と従前の露光装置（ドライ露光装置）とを効率良く運用するため、許容される焦点深度が狭い、クリティカルなパターン転写精度が要求される層、例えば、コンタクトホール工程や、ゲート形成工程（孤立線）の露光には液浸露光装置が用いられ、パターン転写精度が比較的緩やかな層の露光には、従前の露光装置が用いられる。
【０００６】
液浸露光により基板上に形成されるパターンに対しては、要求精度が高くなるのが一般的である。また、基板に残留した液体（残液）は、露光後のポストベーク、現像、エッチングなどの処理に影響を与えるため、液体を完全に除去し、かつ、残液がないことを確認する必要がある。このように、液浸露光が行われた基板に対しては、従前の露光装置での露光が行われた基板に対する測定検査とは異なる残液等の検査を行うのが望ましいが、現状では、測定検査器がスタンドアローンに構成されていることもあって、ドライ露光が行われた基板に対しても、液浸露光が行われた基板に対しても、常に同じような測定検査条件で測定検査処理を行っているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００７／０９７３７９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の観点からすると、測定検査処理を含む一連の複数の基板処理の処理条件を調整する調整方法であって、少なくとも基板上への膜の生成を行う膜生成処理と前記基板に投影光学系を介してパターンを転写する露光処理とを含む複数の基板処理により処理される少なくとも１枚の基板に関して、前記膜生成処理により前記基板上に生成された膜の厚みの測定結果に関する第１情報と、前記露光処理における前記基板の露光面の面形状の測定結果に関する第２情報とを含む少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報を収集する収集工程と、収集された少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報に基づいて、前記第１情報と前記第２情報との相関がある場合に前記基板上への膜の成膜条件を最適化し、前記第１情報と前記第２情報とに基づいて前記露光処理における前記投影光学系に対する前記基板のフォーカスに関する処理条件を最適化する最適化工程と、最適化された処理条件に関する情報を、その処理を行う装置に送信する送信工程と、を含む調整方法である。
【０００９】
これによれば、一連の複数の基板処理に含まれる測定検査処理のうち、前記膜生成処理により前記基板上に生成された膜の厚みの測定結果に関する第１情報と、前記露光処理における前記基板の露光面の面形状の測定結果に関する第２情報とを含む少なくとも２種類の測定検査結果に関する情報を収集し、収集された２種類の測定検査結果に関する情報に基づいて、前記第１情報と前記第２情報との相関がある場合に前記基板上への膜の成膜条件を最適化し、前記第１情報と前記第２情報とに基づいて前記露光処理における前記投影光学系に対する前記基板のフォーカスに関する処理条件を最適化する。そして、最適化された処理条件に関する情報を、その処理を行う装置に送信する。このため、１種類の測定検査結果のみを用いてその処理条件を最適化するよりも、より効率的な処理条件の最適化が可能となる。
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、本発明の調整方法を用いて、基板処理の処理条件を調整する調整工程を含む第１の基板処理方法である。これによれば、本発明の調整方法を用いて基板処理の処理条件を適切に調整することができる。
【００１１】
本発明は、第３の観点からすると、基板を露光してパターンを前記基板上に形成する露光処理とその後に基板を検査する検査処理とを含む複数の基板処理を行う基板処理方法であって、前記露光処理が液浸露光で行われたかドライ露光で行われたかに関する情報を取得する取得工程と、取得された情報に基づいて、前記露光処理が液浸露光で行われたと判断した場合に、本発明の調整方法を用いて基板処理の処理条件を調整する調整工程と、を含む第２の基板処理方法である。これによれば、露光処理が液浸露光で行われたか、ドライ露光で行われたかによって、基板処理の処理条件を適切に調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るデバイス製造処理システムの概略的な構成を示す図である。
【図２】ドライ露光装置の概略的な構成を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、ウエハの全体図であり、図３（Ｂ）は、ウエハの一部の拡大図である。
【図４】液浸露光装置を説明するための図である。
【図５】図４における露光装置本体を説明するための図である。
【図６】図５における液浸システムを説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、それぞれ液浸システム固有の問題点を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれ液浸モニタ装置を説明するための図である。
【図９】液浸モニタ装置のＣＣＤセンサモジュールを説明するための図である。
【図１０】図９のＣＣＤセンサモジュールにおける各ラインセンサの物平面位置を説明するための図である。
【図１１】図１０のラインセンサを説明するための図である。
【図１２】基板ホルダに設置された液浸モニタ装置を説明するための図である。
【図１３】図４における除去装置Ｔを説明するための図である。
【図１４】図１３における生成装置を説明するための図である。
【図１５】図１３における弾性ステータ及び振動体を説明するための図である。
【図１６】図１４の生成装置の作用を説明するための図（その１）である。
【図１７】図１４の生成装置の作用を説明するための図（その２）である。
【図１８】図１４の生成装置の作用を説明するための図（その３）である。
【図１９】図１４の生成装置の作用を説明するための図（その４）である。
【図２０】図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、それぞれ気体吹き出し口を有する弾性ステータを説明するための図である。
【図２１】図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、それぞれ吸引口を有する弾性ステータを説明するための図である。
【図２２】ホストによる露光装置の制御動作を示す図である。
【図２３】ホストによるＣ／Ｄの制御動作を示す図である。
【図２４】ホストによるデバイス製造処理装置群の制御動作を示す図である。
【図２５】ホストによる測定検査器の制御動作を示す図である。
【図２６】図２６（Ａ）は、液浸露光時の液浸固有のパターン欠陥を示す画像の一例であり、図２６（Ｂ）は、液浸固有のパターンの特徴を示す図である。
【図２７】ホストによる解析装置の制御動作を示す図である。
【図２８】プロセスにおける個々の処理を示す表である。
【図２９】図２９（Ａ）は、ウエハの一部の断面図であり、図２９（Ｂ）は、マーク波形データの一例であり、図２９（Ｃ）は、膜厚データの一例である。
【図３０】ウエハアライメントの最適化のフローチャートである。
【図３１】図３１（Ａ）は、ウエハの一部の断面を示す図であり、図３１（Ｂ）は、ウエハの面形状の測定データの一例であり、図３１（Ｃ）は膜厚の測定データの一例である。
【図３２】フォーカス制御関連のパラメータの最適化のフローチャートである。
【図３３】図３３（Ａ）は異物検査データ（Ｂ）の一例を示す図であり、図３３（Ｂ）は異物検査データ（Ｃ）の一例を示す図である。
【図３４】露光前のウエハ外観検査の処理条件の最適化のフローチャートである。
【図３５】液浸露光関連の処理条件の最適化（その１）のフローチャートである。
【図３６】ウエハＷ上の露光経路を示す図である。
【図３７】アライメント中の液浸状態を示す図である。
【図３８】液浸露光関連の処理条件の最適化（その２）における解析処理のフローチャートである。
【図３９】液浸露光関連の処理条件の最適化（その３）における解析処理のフローチャートである。
【図４０】液浸露光関連の処理条件の最適化（その４）における解析処理のフローチャートである。
【図４１】液浸露光関連の処理条件の最適化（その５）における解析処理のフローチャートである。
【図４２】液浸露光関連の処理条件の最適化（その６）における解析処理のフローチャートである。
【図４３】液浸露光関連の処理条件の最適化（その７）における解析処理のフローチャートである。
【図４４】液浸露光関連の処理条件の最適化（その８）における解析処理のフローチャートである。
【図４５】パターンの重ね合わせ精度関連の最適化の解析処理（その１）のフローチャートである。
【図４６】パターンの重ね合わせ精度関連の最適化の解析処理（その２）のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４６に基づいて説明する。
【００３２】
［デバイス製造処理システム］
図１には、本発明の一実施形態に係るデバイス製造処理システム１０００の概略構成が示されている。このデバイス製造処理システム１０００は、例えば、半導体工場内に構築されたシステムであり、基板としてのウエハを処理して半導体素子を製造するシステムである。図１に示されるように、デバイス製造処理システム１０００は、工場内生産管理メインホストシステム６００と、露光セル７００と、搬送ライン８００と、デバイス製造処理装置群９００と、露光工程管理コントローラ１６０と、解析装置１７０とを備えている。
【００３３】
［工場内生産管理メインホストシステム］
工場内生産管理メインホストシステム（以下、「ホスト」と呼ぶ）６００は、デバイス製造処理システム１０００全体（構成各部）の状態を把握し、露光セル７００、搬送ライン８００、デバイス製造処理装置群９００、露光工程管理コントローラ１６０、及び解析装置１７０を統括制御するメインホストコンピュータである。ホスト６００と、露光セル７００と、搬送ライン８００（より具体的にはそのコントローラ）と、デバイス製造処理装置群９００と、露光工程管理コントローラ１６０と、解析装置１７０との間は、有線又は無線の通信ネットワーク又は専用の通信回線を通じて接続されており、相互にデータ通信を行うことができる。このデータ通信により、ホスト６００は、システム全体の統括制御を実現している。
【００３４】
露光セル７００は、２台の露光装置１００、１０１と、２台のトラック２００Ａ，２００Ｂと、測定検査器１２０と、搬送ライン１４０とを備えている。
【００３５】
露光装置１００、１０１は、デバイスパターンを、フォトレジストが塗布されたウエハに転写する装置である。露光装置１００は、液浸露光技術を用いずに露光（いわゆるドライ露光）を行う露光装置であり、露光装置１０１は、液浸露光技術を用いて露光（いわゆる液浸露光）を行う露光装置である。以下では、露光装置１００をドライ露光装置ともいい、露光装置１０１を液浸露光装置ともいう。
【００３６】
［ドライ露光装置］
まず、露光装置１００の構成について説明する。図２には、露光装置１００の概略的な構成の一例が示されている。露光装置１００は、コヒーレントな照明光ＥＬを射出する照明系１０、照明光ＥＬにより照明されるデバイスパターン等が形成されたレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、照明光ＥＬにより照明されたデバイスパターン等を投影する両側テレセントリックな投影光学系ＰＬ、露光対象となるウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ及びこれらを統括制御する主制御装置２０等を備えている。
【００３７】
照明系１０からの照明光ＥＬは、レチクルステージＲＳＴに保持されたレチクルＲ上に形成された回路パターン等のデバイスパターンを照明する。この照明光ＩＬの照射領域を照明領域ＩＡＲとする。照明領域ＩＡＲを経由した照明光ＩＬは、投影光学系ＰＬ（光軸をＡＸとする）を介して、ウエハステージＷＳＴに保持されたウエハＷ上に入射する。これにより、ウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡには、照明領域ＩＡＲ内のデバイスパターンの投影像が形成される。
【００３８】
ここで、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な座標軸をＺ軸とするＸＹＺ座標系を考える。ウエハステージＷＳＴは、ＸＹ平面と平行な移動面上を移動可能であるとともに、ウエハＷの面を、Ｚ軸方向のシフト、θｘ（Ｘ軸回りの回転）方向、θｙ（Ｙ軸回りの回転）方向に調整することが可能である。レチクルステージＲＳＴは、ウエハステージＷＳＴに同期してＹ軸方向に移動することが可能である。この両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの投影光学系ＰＬの投影倍率に応じたＹ軸方向への同期走査により、レチクルＲ上のデバイスパターンが、照明領域ＩＡＲを横切るのに同期して、ウエハＷの面が露光領域ＩＡを横切る。これにより、レチクルＲ上のデバイスパターン全体が、ウエハＷ上に転写される。露光装置１００は、照明光ＥＬに対し、上述した両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの相対同期走査と、ウエハステージＷＳＴのステッピングを繰り返すことにより、ウエハＷ上の複数の異なる領域にレチクルＲ上のデバイスパターンを転写する。すなわち、露光装置１００は、走査露光（ステップ・アンド・スキャン）方式の露光装置である。
【００３９】
主制御装置２０は、照明光の強度（露光量）を制御する露光量制御系、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期制御、投影光学系ＰＬの焦点深度内にウエハＷの面を一致させるオートフォーカス／レベリング制御（以下、単に、フォーカス制御という）などを行うステージ制御系、及び投影光学系ＰＬの結像性能を制御するレンズ制御系（いずれも不図示）等を備えている。
【００４０】
露光量制御系は、露光量を検出可能な各種露光量センサの検出値に基づいて、その露光量を目標値に一致させるように制御するフィードバック制御を行っている。
【００４１】
ステージ制御系は、ステージＲＳＴ、ＷＳＴの位置を計測する干渉計等の計測値に基づいて、ステージＲＳＴ、ＷＳＴの位置を目標位置に一致させるように制御する両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの位置制御及び速度制御を行っている。
【００４２】
ステージ制御系のうち、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期制御を行う制御系を同期制御系とし、ステージ位置（ウエハ面）のＺ位置（すなわち投影光学系ＰＬのフォーカス方向に関するウエハＷの位置）、及びＸ軸回り、Ｙ軸回りの回転量（デバイスパターンの投影像に対するウエハ面の傾き）を制御する制御系を、フォーカス制御系とする。
【００４３】
同期制御系は、走査露光中、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期制御を行い、干渉計等の計測値に基づいて、それらの同期誤差が低減されるように、フィードバック制御を行っている。また、露光装置１００には、ウエハ面のフォーカス／レベリングずれを複数検出点にて検出する多点ＡＦ（オートフォーカス）センサ（６０ａ，６０ｂ）が設けられている。フォーカス制御系は、この多点ＡＦセンサ（６０ａ，６０ｂ）の複数（例えば７×７＝４９）の検出点の中から、例えば９個程度の検出点を選択し、選択された検出点での９チャンネル分の検出値から、ウエハ面高さ及び傾きを求め、露光領域ＩＡに対応するウエハ面を、投影光学系ＰＬの像面に一致させるようなフィードバック制御を行っている。
【００４４】
露光制御系における露光量の目標値と、フォーカス制御系のフォーカスの目標値とは、ウエハＷ上に転写されるデバイスパターンを考慮して決定される。露光量を横軸とし、フォーカスとを縦軸とする平面を考える。この平面内で、露光量の目標値とフォーカスの目標値として設定可能な範囲を現す枠（窓）を考える。この枠を、プロセスウインドウという。このプロセスウインドウ内の露光量又はフォーカスであれば、制御の目標値として設定することができる。このプロセスウインドウは、デバイスパターンの設計上の線幅、パターン線幅が均一となる露光量とフォーカスとの関係、及び投影光学系ＰＬの解像度と焦点深度とのバランスなどを考慮して決定される。投影光学系の焦点深度が大きくなれば、プロセスウインドウのフォーカス方向の幅を広くとることができる。
【００４５】
投影光学系ＰＬは、屈折光学素子（レンズ素子）等の複数の光学系（不図示）を含んでいる。これらのレンズ素子のうち、幾つかのレンズ素子は、レンズ制御系によって外部からその位置と姿勢を調整可能な可動レンズとなっている。これらのレンズ素子各々が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（光軸）方向にシフト駆動可能、かつ各軸回りの回転方向（θｘ、θｙ、θｚ）に回転駆動可能、すなわち６自由度に駆動可能となっている。レンズ制御系は、大気圧、露光装置１００のチャンバ内の温度、露光量、投影光学系ＰＬのレンズの温度をモニタし、そのモニタ結果に基づいて投影光学系ＰＬの倍率変動量、及びフォーカス変動量を算出し、それらの変動量に基づいて、結像特性補正コントローラ４８を用いて、投影光学系ＰＬ内部の気圧の調整と、可動レンズ素子のレンズ間隔の調整とを行っている。これにより、ベストフォーカス位置と、倍率とが、目標値に追従するようになる。
【００４６】
［制御系パラメータ］
露光装置１００では、上記露光量制御系、ステージ制御系、レンズ制御系の動作を規定するファクタが幾つかパラメータ化されている。それらを制御系パラメータという。この制御系パラメータの値は、適切な範囲内で自由に設定することが可能である。制御系パラメータは、その設定値を変更する際に、プロセスを一旦停止して装置調整が必要となる調整系パラメータと、装置調整を必要としない非調整系パラメータとに大別される。
【００４７】
調整系パラメータの代表例について幾つか説明する。まず、露光量制御系関連では、露光量を検出する露光量センサ（不図示）の調整パラメータ、及びウエハ面上の照明光の強度を計測する照度計測センサ（不図示）の調整パラメータなどがある。また、同期制御系関連では、ステージＷＳＴ、ＲＳＴの位置測定用の干渉計からのレーザービームを反射するためにステージＷＳＴ、ＲＳＴ上に設けられた移動鏡曲がり補正用の補正関数の係数値などのパラメータ、フィードバック制御の位置ループゲイン、速度ループゲイン、及び積分時定数などがある。また、フォーカス制御系関連では、露光時のウエハ面と投影光学系ＰＬによる最良結像面とを一致させる際のフォーカス制御のオフセット調整値であるフォーカスオフセット、露光時のウエハ面と投影光学系ＰＬの最良結像面とを一致させるためのレベリング調整パラメータ、多点ＡＦセンサ（６０ａ、６０ｂ）の個々の検出点のセンサである位置検出素子（ＰＳＤ）のリニアリティ、センサ間オフセット、各センサの検出再現性、チャンネル間オフセット、ウエハ上へのＡＦビーム照射位置（すなわち検出点）、その他ＡＦ面補正などに関連するパラメータなどがある。これら調整系パラメータの値は、いずれも装置のキャリブレーション、又は試運転によって調整する必要があるものである。
【００４８】
次に、非調整系パラメータの代表例について幾つか説明する。まず、露光量制御系関連では、例えば、照明系１０におけるＮＤフィルタの選択に関するパラメータ、及び露光量目標値などがある。また、同期制御系関連では、例えば、露光中の両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの走査（スキャン）速度などがある。また、フォーカス制御系関連では、例えば、フォーカスセンサの数及び配置、すなわちフォーカスセンサの選択状態、フォーカス段差補正関連のパラメータ、フォーカスオフセットの微調整量、ウエハ外縁のエッジショット（欠けショット）におけるスキャン方向などがある。中でも、フォーカスセンサの選択状態は、高精度なフォーカス制御にとっては、重要なパラメータである。ウエハ面は、完全にフラットではなく、多点ＡＦセンサ（６０ａ，６０ｂ）の全検出点がカバーする領域内でも凹凸が存在する。したがって、露光領域ＩＡ内のウエハ面を、投影光学系ＰＬの焦点深度内に正確に位置させるためには、各検出点が捉えるウエハ面の面高さができるだけ均一となるように、検出点を選択するのが望ましいといえる。また、多点ＡＦセンサ（６０ａ，６０ｂ）の各検出点で検出されるウエハ面の高さは、その検出点でのレジスト膜などの膜厚に影響を受ける場合がある。膜厚の影響を低減するため、検出点が捉える箇所のレジスト膜の膜厚ができるだけ均一となるように、検出点を選択するのが望ましいといえる。
【００４９】
これらのパラメータの設定値は、いずれも装置のキャリブレーションを行わずに値を変更することが可能なパラメータであり、露光レシピによって指定されるものが多い。なお、ＮＤフィルタについては、あるウエハＷに対する露光開始時に、露光量目標値を適当に（例えば最小に）設定した状態で１回だけ行われるチェック（平均パワーチェック）の結果により選択される。また、このＮＤフィルタの選択によっては、スキャン速度もある程度微調整される。
【００５０】
ウエハＷ上のデバイスパターンの線幅及び転写位置は、露光量、同期精度、フォーカスの各制御誤差により設計値からずれる。そこで、露光装置１００では、露光量制御系から得られる露光量誤差に関連する制御量の時系列データ（露光量トレースデータ）、同期制御系から得られる同期精度誤差に関連する制御量の時系列データ（同期精度トレースデータ）、フォーカス制御系から得られるフォーカス誤差に関連する制御量の時系列データ（フォーカストレースデータ）、投影光学系ＰＬのレンズ制御系から得られるレンズ制御誤差に関連する制御量の時系列データ（レンズトレースデータ）をロギングしている。ロギングされたトレースデータは、後述するように、解析装置１７０におけるパラメータの最適化に利用される。
【００５１】
［ウエハ］
図３（Ａ）には、露光装置１００において露光対象となるウエハＷの一例が示されている。図３（Ａ）に示されるように、ウエハＷ上では、デバイスパターンが複数の領域ＳＡpに形成されている。この領域ＳＡpは、ショット領域とも呼ばれている。図３（Ｂ）に示されるように、各ショット領域ＳＡpには、ウエハマーク（ＭＸp、ＭＹp）が付設されている。ウエハマーク（ＭＸp、ＭＹp）は、その形状等からその位置情報を検出することが可能なマークである。例えば、図３（Ｂ）では、ウエハマーク（ＭＸp、ＭＹp）は、ライン・アンド・スペース・マークとして示されている。ウエハマークの形状としては、他にも、ボックスマーク、十字マークなどを採用することができるし、ウエハの下地の凹凸によって形成された段差マークであっても良いし、反射率の違いによって形成された明暗マークでも良い。
【００５２】
露光装置１００では、ウエハＷ上のショット領域ＳＡpに対して、レチクルＲ上のデバイスパターンを、正確に重ね合わせ露光する必要がある。正確な重ね合わせ露光を実現するためには、各ショット領域ＳＡpの位置を正確に把握する必要がある。ウエハマークは、各ショット領域ＳＡpの位置（その中心Ｃpの位置）を把握するために設けられている。ウエハマーク（ＭＸp、ＭＹp）は、それが付設されたショット領域ＳＡpのデバイスパターンとともに転写形成されたものであることから、ウエハＷ上のそれらの位置関係はほぼ固定であり、マークの位置がわかればそのショット領域の中心位置Ｃpが求められるようになっている。
【００５３】
なお、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示される、ウエハＷ、ショット領域ＳＡp、ウエハマーク（ＭＸp，ＭＹp）は、あくまで一例であって、そのサイズ、ショット領域１つ当たりの数、配列状態、形状などは、適宜変更されうるものである。
【００５４】
図２に戻り、ウエハマーク（ＭＸp，ＭＹp）の位置を計測するため、露光装置１００には、アライメント系ＡＬＧが設けられている。このアライメント系ＡＬＧでは、ウエハマーク（ＭＸp，ＭＹp）の近傍のウエハＷの下地の凹凸又は反射率の分布を、内部に備えるアライメントセンサを用いて光電検出する。この光電検出により、このウエハマーク（ＭＸp，ＭＹp）を含むウエハ面に相当する光電変換信号が得られ、この光電変換信号に対応する波形データが得られるようになる。アライメント系ＡＬＧでは、検出した波形データから、ウエハマーク（ＭＸp，ＭＹp）に対応する波形（マーク波形）を抽出し、その抽出結果に基づいてマークの位置を検出する。アライメント系ＡＬＧでは、検出視野内におけるマークの検出位置と、アライメントセンサの検出視野自体のＸＹ位置とに基づいて、ＸＹ座標系におけるウエハマーク（ＭＸp，ＭＹp）の位置を算出する。露光装置１００では、その算出結果に基づいて、デバイスパターンの転写位置が決定される。
【００５５】
なお、デバイスパターンの正確な重ね合わせ露光を行うためには、ウエハＷ上のすべてのショット領域ＳＡPの位置情報を計測しても良いが、それでは、スループットに影響が出るおそれがある。そこで、露光装置１００では、実際に計測するウエハマークを限定し、計測されたウエハマークの位置情報から、ウエハ上のショット領域ＳＡPの配列（図３（Ａ）のαβ座標系で規定されるショット配列）を統計的に推定するグローバルアライメント技術を採用している。露光装置１００では、このグローバルアライメントとして、設計上のショット配列に対する実際のショット配列のずれを、Ｘ、Ｙを独立変数とする多項式で表現し、統計演算を行ってその多項式における妥当な係数を求める、いわゆるＥＧＡ方式のウエハアライメントが採用されている。ＥＧＡ方式のウエハアライメントでは、まず、計測対象のウエハマークを計測するショット領域ＳＡPを幾つか選択する。選択されたショット領域をサンプルショットという。アライメント系ＡＬＧでは、サンプルショットに付設されたウエハマーク（サンプルマーク）の位置を計測する。このような計測動作を、以下ではＥＧＡ計測と呼ぶ。
【００５６】
ＥＧＡ方式のウエハアライメントでは、このＥＧＡ計測の計測結果、すなわち幾つかのサンプルマークの位置情報に基づく統計演算により、各ショット領域のＸＹ位置座標を表す補正量を推定する。このような演算を、以下ではＥＧＡ演算と呼ぶ。なお、ＥＧＡ方式のウエハアライメントについては、特開昭６１−４４４２９号公報（対応する米国特許第４，７８０，６１７号明細書）等に開示されている。
【００５７】
上記の多項式により求められる、各ショット領域の位置のＸＹ補正量を、ＥＧＡ補正量という。ＥＧＡ方式のウエハアライメントで求められる多項式の係数は、最小二乗法で求められたものであることから、マーク位置の実測値と、ＥＧＡ補正量により補正されたマーク位置との間にはずれ（非線形誤差成分）が残る。このずれを残差という。この残差は、精度の観点からすれば、小さい方が望ましいのは勿論である。
【００５８】
残差を小さくするための手段の１つが、ＥＧＡ多項式モデルの高次化である。例えば、ＥＧＡ多項式モデルを、１次式でなく、２次式又は３次式とした方が残差は当然に小さくなる。ただし、多項式を高次化する場合には、それに合わせてサンプルショットの数を増やす必要がある。
【００５９】
また、ある一部のサンプルマークの計測結果が、実際のショット配列から著しくずれている場合には、全体の残差が大きくなる傾向がある。したがって、このようなサンプルマークの計測位置については、ＥＧＡ演算に用いないようにリジェクトするのが望ましい。すなわち、ＥＧＡ計測によりサンプルマークの位置のうちの幾つかを、ＥＧＡ演算に用いないようにして、推定精度を高めていくことも可能である。このように、サンプルマークの数及び／又は配置の選択は、ＥＧＡ方式のウエハアライメントにとって重要なファクタとなる。
【００６０】
［アライメント関連パラメータ］
露光装置１００では、上記アライメント系ＡＬＧを用いたＥＧＡ方式のウエハアライメントに関連する動作を規定するファクタを幾つかパラメータ化し、アライメント関連パラメータとしてその設定値を調整することができる。アライメント関連パラメータは、その値を調整するのに、アライメント系による再度の計測を必要としない波形処理パラメータと、再度の計測が必要となる要実測パラメータとに大別される。
【００６１】
波形処理パラメータとしては、例えば、既に計測されたサンプルマークから選択される、実際にＥＧＡ演算に用いるサンプルマークの組合せ（サンプルマークの数及び／又は位置）がある。すなわち、計測されたサンプルマークをすべてＥＧＡ演算に用いるのではなく、その中のサンプルマークの適当な組合せによるＥＧＡ演算を行うものとした場合、その組合せが波形処理パラメータとなる。また、マーク単位・ショット領域単位でのサンプルマークのリジェクトの指定、マーク検出時のリジェクトリミット値（サンプルマークをＥＧＡ演算からリジェクトするか否かの基準となる閾値）なども波形処理パラメータに含まれる。
【００６２】
また、アライメント系が、複数種類のアライメントセンサを備え、全てのセンサでマーク検出を行っていた場合に、実際のマーク位置の検出に用いられた波形データを検出したアライメントセンサの種類（ＦＩＡ（Field Image Alignment）方式か、ＬＳＡ（Laser Step Alignment）方式かなど）も波形処理パラメータに含まれる。また、波形データに対する処理条件、すなわち信号処理条件（信号処理アルゴリズム（エッジ抽出法、テンプレートマッチング法、折り返し自己相関法等、スライスレベル等）も波形処理パラメータに含まれる。
【００６３】
また、ＥＧＡ多項式モデルの種類（６パラメータモデル、１０パラメータモデル、ショット内平均化モデル、ショットファクタ間接適用モデル、高次ＥＧＡ処理条件（使用次数と使用補正係数）等）、重み付けＥＧＡ処理条件、ＥＧＡオプション機能の拡張ＥＧＡ処理条件（ショット内多点ＥＧＡ実施条件、ＥＧＡ計算モデル、ショット成分補正条件等）、計測されたマークの計測位置に加えるべき補正量（アライメント補正値等）なども波形処理パラメータに含まれる。これらＥＧＡ多項式モデル等のショット配列を表現するためのパラメータは、ショット配列の線形成分を補正する線形補正パラメータと、ショット配列の非線形成分を補正するための非線形補正パラメータとに分類することも可能である。ショット配列の非線形成分は、高次関数又はＸＹ座標系のマップとして表現されることが多いので、非線形補正パラメータは、一般的に、その係数又はマップ上の補正量となる。
【００６４】
また、要実測パラメータには、サンプルマークの種類（マーク形状が異なる場合を含む）、数及び／又は配置（新たなサンプル点を計測する場合）、マーク計測時にマークを照明する際の照明条件（照明波長、明／暗視野、照明強度、位相差照明の有無等）、マーク検出時のフォーカス状態（フォーカスオフセット等）、及びマーク検出に用いるアライメントセンサを変更する際のアライメントセンサの指定等が含まれる。特に、照明光の波長によっては、レジスト膜などの影響により、検出されるマーク波形が変化するような場合もあるので、照明光の波長は、慎重に設定されるべきである。
【００６５】
制御パラメータ及びアライメント関連パラメータは、上述したものに限られない。また、制御パラメータ及びアライメント関連パラメータは、基本的に全て可変であるが、全ての制御パラメータ及びアライメント関連パラメータを可変とせずに、その一部のパラメータを不変（固定）としておくようにしても良い。その際に、どのパラメータを固定とするかは、使用者が適宜任意に選択することができる。
【００６６】
以上述べたように、露光装置１００では、装置パラメータとして、制御パラメータとアライメント関連パラメータとを設定可能となっている。これらの設定値は、レチクルＲ上のデバイスパターンが、ウエハＷ上へ良好に転写されるようにある程度調整しておく必要がある。
【００６７】
主制御装置２０は、上述したように、露光装置１００の各種構成要素を制御するコンピュータ・システムである。上述した露光装置１００の各種動作は、主制御装置２０の統括制御によって実現されるものであり、上述した露光量制御系、同期制御系、フォーカス制御系、レンズ制御系などは、主制御装置２０内に含まれている。また、主制御装置２０は、デバイス製造処理システム１０００内に構築された通信ネットワークに接続され、その通信ネットワークを介して外部とのデータ送受信が可能となっている。主制御装置２０は、この通信ネットワークを介して、コマンドを受けて動作したり、各種制御誤差のトレースデータを解析装置１７０に送信したり、解析装置１７０によって最適化されたパラメータに関する情報を受信して、内部に設定したりする。
【００６８】
［液浸露光装置］
次に、露光装置１０１の構成について説明する。前述のとおり、露光装置１０１は、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに、焦点深度を実質的に広くするために液体を介してウエハＷを露光する（いわゆる液浸露光技術を用いて露光を行う）露光装置である。
【００６９】
露光装置１０１は、一例として図４に示されるように、ウエハＷを露光処理する露光装置本体Ｓと、ウエハＷに付着した液体及び異物などを除去する除去装置Ｔとを備えている。
【００７０】
図４に示される露光装置本体Ｓの構成は、露光装置１００の構成とほぼ同様であり、露光光ＥＬを照射する照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ’、及び露光光ＥＬで照明されたレチクルＲのデバイスパターンの投影像をウエハＷ上に投影する投影光学系ＰＬ等を備えている。ウエハステージＷＳＴ’の構造は、後述するように、露光装置１００のウエハステージＷＳＴの構造とは、幾分異なっている。また、図４では示していないが、露光装置１０１においても、主制御装置２０が装置内を統括制御している。
【００７１】
また、図４の一部を拡大して示す図５に示されるように、この他、露光装置本体Ｓでは、液浸システム１９と、液浸モニタ装置２６０とを備えている。
【００７２】
ウエハステージＷＳＴ’は、真空吸着によってウエハＷ及び液浸モニタ装置２６０を択一的に保持するホルダ４３を有している。ホルダ４３は、ウエハステージＷＳＴ’の＋Ｚ側の面に形成された凹部４４の底面上に配置されている。
【００７３】
≪液浸システム≫
液浸システム１９は、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に液体ＬＱで満たされた領域（以下、「液浸領域」ともいう）を形成するものである。ここでは、この液浸システム１９は、一例として図５に示されるように、ノズル部材４０、供給管１３、照明用光源１５（図５では図示省略、図６参照）、回収管２３、液体供給装置１１及び液体回収装置２１などを備えている。
【００７４】
ノズル部材４０は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い光学素子ＦＬを、囲むように設けられた環状の部材であり、一例として図６に示されるように、光学素子ＦＬの下方の空間に液体ＬＱを供給するための供給口１２と、供給された液体ＬＱにより光学素子ＦＬとホルダ４３上のウエハＷとの間に形成された液浸領域の液体ＬＱを回収するための回収口２２を有している。回収口２２には、例えばチタン製のメッシュ部材、あるいはセラミックス製の多孔質部材が配置されている。また、ノズル部材４０の内部には、供給口１２と供給管１３の一端とをつなぐ流路１４及び回収口２２と回収管２３の一端とをつなぐ流路２４が形成されている。なお、本実施形態では、一例として液体ＬＱとして純水が用いられる。
【００７５】
本実施形態では、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、光学素子ＦＬのみが液体ＬＱと接触する。
【００７６】
照明用光源１５は、液浸領域の周辺部に設置され、液浸モニタ装置２６０が作動している間、液浸領域及び光学素子ＦＬ近傍を照明する。
【００７７】
液体供給装置１１は、供給管１３の他端と接続されている。この液体供給装置１１は、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、供給する液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置及び供給する液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニットなどを有しており、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出する。すなわち、液体供給装置１１から送出された液体ＬＱは、供給管１３、流路１４及び供給口１２を介して液浸領域に供給される。なお、液体供給装置１１は、主制御装置２０によって制御される。
【００７８】
液体回収装置２１は、回収管２３の他端と接続されている。この液体回収装置２１は、真空装置を含む排気系を有しており、液体ＬＱを回収する。すなわち、液浸領域の液体ＬＱは、回収口２２、流路２４及び回収管２３を介して液体回収装置２１で回収される。なお、液体回収装置２１は、主制御装置２０によって制御される。
【００７９】
主制御装置２０は、少なくとも露光処理が行われている間、液体供給装置１１による液体供給と液体回収装置２１による液体回収とを並行して行う。
【００８０】
ところで、一例として図７（Ａ）に示されるように、レジスト膜ＲＬとトップコート膜ＴＣとの境界部に液体ＬＱが浸入することがある。この場合には、レジスト内部に液体ＬＱが浸み込んでレジスト性能を変化させ、その結果、露光パターンの均一性を悪化させるおそれがある。ここで、トップコート膜ＴＣは、液体ＬＱに対する撥液性（ここでは、撥水性）を有する膜である。また、一例として図７（Ｂ）に示されるように、トップコート膜ＴＣ上にパーティクル又はウォーターマークなどの異物ＩＢが付着することがある。この場合には、正常に露光されていても、露光後のポストベーク（ＰＥＢ：Post-Exposure-Bake）処理及び現像処理に影響を与え、露光によってウエハ上に形成されるデバイスパターン（以下、適宜、「露光パターン」とも略述する）の断線、線幅のばらつき等の欠陥を生じさせるおそれがある。さらに、一例として図７（Ｃ）に示されるように、液浸領域中に気泡ＢＢ及び／又はパーティクルＰＴなどの異物が存在することがある。この場合には、露光光ＥＬの光路が変化し、露光パターンの欠陥を生じさせるおそれがある。また、レジストが液体ＬＱに溶出して光学素子ＦＬを汚染させ、露光パターンの欠陥を生じさせるおそれがある。なお、液体ＬＱ中及び／又は液体ＬＱに接触する部材（供給管１３、光学素子ＦＬなど）にバクテリアが発生する可能性があり、このバクテリアも異物の一つとなる。また、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）における符号ＨＬは反射防止膜である。
【００８１】
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）などに示される状態の発生は、液体ＬＱの温度を変更したり、液体ＬＱの流速を速くしたり、液体ＬＱを循環させる際のフィルタ処理の処理条件を厳しくしたり、ウエハＷ上のショット領域ＳＡPの露光経路（ステップ・アンド・スキャン中のウエハステージＷＳＴ’の経路）を変更しウエハＷ上の同じ領域が液体ＬＱに浸っている液浸時間などを短くすれば、ある程度防ぐことが可能である。したがって、液浸露光装置１０１では、これら液浸状態に影響を与える処理条件をパラメータ化し、調整可能としている。以下では、これらのパラメータを、総称して液浸関連パラメータとも呼ぶ。
【００８２】
《液浸モニタ装置》
液浸関連パラメータが適切に設定されているか否かを判断するためには、液浸領域に異物が含まれているか否か、光学素子ＦＬ等が汚染されているか否かをモニタする液浸モニタ装置２６０が必要となる。ここでは、この液浸モニタ装置２６０は、一例として図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示されるように、ウエハＷとほぼ同じ外形の基材２６１と、該基材２６１上に埋設された複数のＣＣＤセンサモジュール２６２と、各ＣＣＤセンサモジュール２６２の出力信号を解析し、解析結果を無線で送信する液浸解析装置２６３などを有している。この液浸解析装置２６３は、該液浸解析装置２６３で用いられる各種プログラムが格納されているフラッシュメモリ及び作業用のメモリなどを有している。ここでは、基材２６１の中央部に１個のＣＣＤセンサモジュール２６２が埋設され、基材２６１の周縁領域にほぼ等間隔で４個のＣＣＤセンサモジュール２６２が埋設されている。なお、液浸解析装置２６３での解析結果は、液浸解析装置２６３から主制御装置２０、露光工程管理コントローラ１６０及び解析装置１７０などに通知される。
【００８３】
基材２６１の材料としては、液体ＬＱと接触したときに、液体ＬＱに与える影響が少ないものであれば良い。例えば、ウエハＷと同じ材料であっても良いし、チタンなどの金属、又は、ＰＴＦＥ若しくはＰＦＡなどのフッ素系樹脂を含む材料であっても良い。また、基材２６１において、液体ＬＱと接触する面に撥水性を付与するために、該面上に撥水性を有する膜を形成しても良い。
【００８４】
各ＣＣＤセンサモジュール２６２は、一例として図９に示されるように、それぞれ、Ｘ軸方向を長手方向とする１次元ラインセンサを６個有している。ここでは、−Ｙ側端部から＋Ｙ側端部に向かって順次位置する１次元ラインセンサを、それぞれラインセンサ２６７Ａ、２６７Ｂ、２６７Ｃ、２６７Ｄ、２６７Ｅ、２６７Ｆとする。また、各ラインセンサには、それぞれの受光部に対応して複数のマイクロレンズ２６４が設けられている。
【００８５】
マイクロレンズ２６４の焦点距離は、ラインセンサ毎に異なっている。すなわち、ラインセンサ毎に観察対象位置（物平面位置）までの距離がそれぞれ異なっている。そして、ラインセンサ毎の物平面位置のオフセット量は、異物の検出分解能に応じた実質的な焦点深度を考慮して設定される。ここでは、一例として図１０に示されるように、ラインセンサ２６７Ａ、２６７Ｂ、２６７Ｃ、２６７Ｄ、２６７Ｅ、２６７Ｆそれぞれの観察対象位置は、基材２６１の表面からそれぞれ距離ｄ１、ｄ２（＞ｄ１）、ｄ３（＞ｄ２）、ｄ４（＞ｄ３）、ｄ５（＞ｄ４）、ｄ６（＞ｄ５）の位置である。そこで、例えば、液浸領域の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）が約３ｍｍのときに、ｄ１＝０．２５ｍｍ、ｄ２＝０．７５ｍｍ、ｄ３＝１．２５ｍｍ、ｄ４＝１．７５ｍｍ、ｄ５＝２．２５ｍｍ、ｄ６＝２．７５ｍｍに設定することにより、液浸領域のほとんどを検査することが可能となる。
【００８６】
例えば、マイクロレンズ２６４の直径Ｄを８μｍ、焦点距離ｆを１２．０μｍとすると、Ｆナンバーは１．５（＝ｆ／Ｄ）となる。照明光源に白色ＬＥＤ（波長λ：５６０ｎｍ）を使用すると、焦点深度＝±０．６１λＦ／ＮＡ＝±１．２２λＦ２＝±１．５４μｍである。なお、このマイクロレンズ２６４の中心厚ｔ（図１１参照）は、２〜３μｍとすることが可能である。この図１１における符号２６２ＡはＣＣＤ画素、符号２６２Ｂは転送電極、符号２６２Ｃは樹脂層、符号２６２Ｄは絶縁層である。
【００８７】
液浸モニタ装置２６０は、露光装置本体Ｓ内の所定位置に予め収容されており、液浸モニタ処理を行うときには、一例として図１２に示されるように、搬送装置２１０（図５参照）によってホルダ４３上にセットされる。
【００８８】
ところで、ＣＣＤ（charge coupled device）は、信号電荷を転送する構造によって、インターライン方式、フレームインターライン方式及びフレームトランスファー方式などがあり、いずれを用いても良いが、受光部が転送部を兼ねていることから受光面積を大きくとれるフレームトランスファー方式が好ましい。
【００８９】
また、ＣＣＤ画素サイズＣｓを８．０μｍ（不感帯２．０μｍを含む）、ラインセンサの有効画素数Ｃｐを４０００（３２ｍｍ長）、ＣＣＤ走査データレートＣｄを２５nsec／pixel（＝４０ＭＨｚ）とすると、ラインセンサの１ライン走査時間Ｔｃは、Ｃｐ×Ｃｄ＝１００μsecとなる。そして、液浸モニタ時のステージ走査速度Ｓｐは、Ｃｓ／Ｔｃ＝８０ｍｍ／secとなる。
【００９０】
なお、液浸モニタ装置２６０では、各ラインセンサをフォトリソグラフィの手法を用いて基材２６１に形成しても良いし、予め作成されたＣＣＤセンサモジュールを基材２６１に形成された凹部に埋め込んでも良い。
【００９１】
《除去装置》
図４に示される除去装置Ｔは、ウエハＷに付着している液体ＬＱ及び異物など（以下、便宜上「液体・異物」とも記述する）を除去するものである。ここでは、この除去装置Ｔは、一例として図１３に示されるように、ステージ装置３０、真空吸着によってウエハＷを保持するホルダ３１、該ホルダ３１を回転駆動する回転装置３２、ウエハＷに付着している液体・異物を動かすためのたわみ進行波を生成する生成装置６０、チャンバ３５、液体吸引装置３９、及びウエハＷの表面を観察する観察装置（図示省略）などを有している。ステージ装置３０、ホルダ３１、回転装置３２及び生成装置６０は、チャンバ３５内に収容されている。なお、観察装置による観察結果は、主制御装置２０、測定検査器１２０及び解析装置１７０などに通知される。
【００９２】
チャンバ３５は、図１３における＋Ｙ側の壁面に形成された開口部３６と、−Ｙ側の壁面に形成された開口部３７とを有している。開口部３６には、この開口部３６を開閉するシャッタ３６Ａが設けられ、開口部３７には、この開口部３７を開閉するシャッタ３７Ａが設けられている。液浸露光されたウエハＷは、開口部３６を介してチャンバ３５内に搬送され、液体・異物の除去処理がなされたウエハＷは、開口部３７を介してチャンバ３５外に搬送される。各シャッタ３６Ａ、３７Ａの開閉は主制御装置２０により制御される。
【００９３】
液体吸引装置３９は、バルブ３８Ａが設けられた流路３８を介してチャンバ３５に接続されている。バルブ３８Ａが開状態になると、チャンバ３５内の液体が液体吸引装置３９によってチャンバ３５外に排出される。なお、液体異物除去処理中は、バルブ３８Ａは開状態とされる。
【００９４】
回転装置３２は、ステージ装置３０の内部に配置されたモータと、該モータによって回転駆動される軸３３とを有している。軸３３の上端には、ホルダ３１が固定されている。回転装置３２は、モータによって軸３３を介して、ホルダ３１に保持されたウエハＷを回転させる。なお、ホルダ３１は、軸３３とともに不図示のホルダ駆動装置により、Ｚ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向に駆動可能である。
【００９５】
生成装置６０は、一例として図１４に示されるように、ホルダ３１に保持されたウエハＷに対向して配置され、たわみ進行波を発生させる弾性ステータ６１と、該弾性ステータ６１の＋Ｚ側の面上に配置され、たわみ進行波を励起する圧電素子を含む振動体６２と、該振動体６２を支持する支持部材６３と、該支持部材６３をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向に駆動する駆動機構６４とを有している。この駆動機構６４は、主制御装置２０により制御される。すなわち、主制御装置２０によって、弾性ステータ６１とウエハＷとの間隔、ウエハＷに対する弾性ステータ６１の傾斜角及びＸＹ平面内におけるウエハＷに対する弾性ステータ６１の位置などを調整することができる。
【００９６】
弾性ステータ６１は、一例として図１５に示されるように、ウエハＷよりも一回り大きめの略円形状の弾性部材である。この弾性ステータ６１の−Ｚ側の面には撥水コートが施されている。そして、弾性ステータ６１の＋Ｚ側の面の周縁領域上に、所望のたわみ進行波が得られるように圧電素子６２Ａがリング状に配置されている。なお、弾性ステータ６１もリング状であっても良い。
【００９７】
振動体６２の圧電素子はその厚み方向（ここでは、Ｚ軸方向）に均一に分極されており、たわみ振動の半波長ピッチで複数の電極（以下、電極群ともいう）が設けられている。そして、この電極群に共振周波数の電気信号が入力されると、たわみ振動の定在波が励起される。これにより、一例として図１６に示されるように、たわみ進行波Ｂが発生し、該たわみ進行波Ｂによって、弾性ステータ６１とウエハＷとの間に音響場が生じる。そして、この音響場の音響粘性流Ｖにより、ウエハＷに付着している液体・異物Ｇが移動する。すなわち、生成装置６０は、ウエハＷとは非接触状態で、ウエハＷに付着している液体・異物Ｇを動かすことができる。また、ウエハＷの表面に凹部が形成されているときに、凹部の内側に液体・異物が入り込んでいても、その凹部の内側に入り込んでいる液体・異物を、凹部の外側に出すことができる。ここでは、一例として図１７に示されるように、弾性ステータ６１の周方向を進行方向とするたわみ進行波Ｂが発生する。そこで、音響粘性流Ｖは、ウエハＷの周方向を進行方向として流れることとなる。なお、電極群は振動体６２の全面に設ける必要はなく、一部にあれば良い。この場合には、もう一組の電極群を設け、この電極群により励起される定在波の位相差がπ／２（＝１／４波長）となるように設定することにより、振動が励起され、たわみ進行波が発生する。
【００９８】
たわみ進行波Ｂの発生とともに、ホルダ３１をＸＹ平面に対して傾斜させると、重力作用とたわみ進行波による作用との相乗作用により、ウエハＷに付着している液体・異物を良好に除去することができる。
【００９９】
また、たわみ進行波Ｂの発生とともに、ウエハＷを回転させると、遠心力が付加され、ウエハＷに付着している液体・異物を更に良く移動させることができる。この場合に、一例として図１８に示されるように、ウエハＷの回転方向ＰＲをたわみ進行波Ｂの進行方向と一致させると、音響粘性流Ｖの方向と遠心力の方向とがほぼ一致し、ウエハＷを比較的低速で回転させても、ウエハＷに付着している液体・異物を良好に除去することが可能となる。これにより、ウエハＷへの負荷を低減させたり、回転装置３２の消費電力を低減したり、回転装置３２の発熱を抑えたり、回転装置３２を小型化することが可能となる。
【０１００】
ところで、たわみ進行波Ｂの発生開始とウエハＷの回転開始は、互いにほぼ同時に行っても良いし、ウエハＷの回転を開始した後に、たわみ進行波Ｂの発生を開始しても良いが、例えば、ウエハＷの表面に形成された凹部の内側に液体・異物が入り込んでいるときには、たわみ進行波Ｂの発生を開始してから所定時間経過後に、ウエハＷの回転を開始しても良い。この場合には、前記凹部の内側に入り込んでいる液体・異物を、たわみ進行波Ｂにより一旦凹部の外側に移動させた後、ウエハＷの回転によりウエハＷの表面から除去することができる。
【０１０１】
なお、ウエハＷの中央付近に液体・異物が付着している場合には、一例として図１９に示されるように、ウエハＷの回転中心と弾性ステータ６１の中心とをずらすと良い。
【０１０２】
また、ウエハＷの回転とウエハＷの傾斜とを併用しても良い。これにより、ウエハＷに付着している液体・異物を更に良好に除去することができる。
【０１０３】
そして、ウエハＷから除去された液体は、液体吸引装置３９によってチャンバ３５外に排出される。従って、チャンバ３５内の湿度が大きく変動することはない。また、シャッタ３６Ａ及びシャッタ３７Ａを開放したときに、湿った気体がチャンバ３５の外に放出されることもない。
【０１０４】
なお、上記弾性ステータ６１に代えて、一例として図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示されるように、その−Ｚ側の面に複数の気体吹き出し口７１が形成された矩形板状の弾性ステータ１６１Ａを用いても良い。この場合には、複数の気体吹き出し口７１からウエハＷの表面に向けて気体ｋを吹き出す気体供給装置（図示省略）が更に設けられる。ここでは、Ｙ軸方向に並ぶ一列の気体吹き出し口群を１ブロックとし、−Ｘ方向端部から＋Ｘ方向に向かって順次第１ブロックＢａ１、第２ブロックＢａ２、第３ブロックＢａ３、・・・・、第１７ブロックＢａ１７とする。そして、たわみ進行波Ｂの進行に合わせて、第１ブロックＢａ１からの気体吹き出しを開始し、次いで第２ブロックＢａ２からの気体吹き出しを開始し、以下、順次、第３ブロックＢａ３、・・・・、第１７ブロックＢａ１７からの気体吹き出しを開始する。また、第１ブロックＢａ１からの気体吹き出しを開始後、所定時間が経過すると、第１ブロックＢａ１からの気体吹き出しを停止する。同様に、第２ブロックＢａ２からの気体吹き出しを開始後、所定時間が経過すると、第２ブロックＢａ２からの気体吹き出しを停止する。以下、同様にして、気体吹き出しを開始後、所定時間が経過したブロックは、その気体吹き出しを停止する。これにより、ウエハＷに付着している液体・異物をより短時間に除去することが可能となる。なお、ブロック数は１７に限定されるものではない。この場合に、たわみ進行波Ｂの進行方向にウエハＷ及び弾性ステータ１６１Ａを傾斜させても良い。
【０１０５】
また、上記弾性ステータ６１に代えて、一例として図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示されるように、その−Ｚ側の面に複数の吸引口８１が形成された矩形板状の弾性ステータ１６１Ｂを用いても良い。この場合には、複数の吸引口８１からウエハＷの表面に付着している液体などを吸引する吸引装置（図示省略）が更に設けられる。ここでは、Ｙ軸方向に並ぶ一列の吸引口群を１ブロックとし、−Ｘ方向端部から＋Ｘ方向に向かって順次第１ブロックＢｂ１、第２ブロックＢｂ２、第３ブロックＢｂ３、・・・・、第１７ブロックＢｂ１７とする。そして、たわみ進行波Ｂの進行に合わせて、第１ブロックＢb１での吸引を開始し、次いで第２ブロックＢb２での吸引を開始し、以下、順次、第３ブロックＢｂ３、・・・・、第１７ブロックＢｂ１７での吸引を開始する。また、第１ブロックＢｂ１での吸引を開始後、所定時間が経過すると、第１ブロックＢｂ１での吸引を停止する。同様に、第２ブロックＢｂ２での吸引を開始後、所定時間が経過すると、第２ブロックＢｂ２での吸引を停止する。以下、同様にして、吸引を開始後、所定時間が経過したブロックは、その吸引を停止する。これにより、ウエハＷに付着している液体・異物をより短時間に除去することが可能となる。なお、ブロック数は１７に限定されるものではない。この場合に、たわみ進行波Ｂの進行方向にウエハＷ及び弾性ステータ１６１Ｂを傾斜させても良い。
【０１０６】
また、液体吸引装置３９に代えて、あるいは液体吸引装置３９とともに、チャンバ３５内に乾燥した気体を供給する乾燥装置を設けても良い。これにより、ウエハＷに付着している液体ＬＱの除去を促進することができる。
【０１０７】
除去装置Ｔについても、その処理条件の幾つかがパラメータ化されており、そのパラメータの値によって、液体除去処理の処理状態が変化するように設計されている。除去装置Ｔは、液浸露光装置１０１のトラック２００Ｂ内に設けられていても良い。
【０１０８】
［トラック］
図１に戻り、トラック２００Ａ，２００Ｂは、露光装置１００，１０１を囲むチャンバ（不図示）に接するように配置されている。トラック２００Ａ，２００Ｂは、内部に備える搬送ラインにより、主として露光装置１００，１０１に対するウエハＷの搬入・搬出を行っている。
【０１０９】
［コータ・デベロッパ］
トラック２００Ａ，２００Ｂ内には、レジスト塗布処理を行うコータ、現像処理を行うデベロッパ、ＰＥＢ処理を行うＰＥＢ装置などを備えるコータ・デベロッパ（Ｃ／Ｄ）１１０が設けられている。Ｃ／Ｄ１１０は、レジスト塗布、現像、ＰＥＢ処理の処理状態を観測し、その観測データをログデータとして記録することができる。観測可能な処理状態としては、例えば、スピンコータの回転速度、現像中の温度、現像モジュール処理、ＰＥＢの温度均一性（ホットプレート温度均一性）、ウエハ加熱履歴管理（ＰＥＢ処理後のオーバベークを回避、クーリングプレート）の各状態がある。Ｃ／Ｄ１１０も、その装置パラメータの設定により、その処理状態をある程度調整することができる。このような装置パラメータには、例えば、ウエハＷ上のレジストの厚みを補正することができるパラメータ（レジストの滴下量及び滴下間隔）、装置内の設定温度、スピンコータの回転速度などがある。
【０１１０】
Ｃ／Ｄ１１０は、露光装置１００、１０１、及び測定検査器１２０などの外部の装置とは、独立して動作可能である。Ｃ／Ｄ１１０は、トラック２００Ａ，２００Ｂ内の搬送ラインに沿って配置されており、この搬送ラインによって、露光装置１００、１０１とＣ／Ｄ１１０とトラック２００Ａ，２００Ｂ外部との間でウエハＷの搬送が可能となる。また、Ｃ／Ｄ１１０は、デバイス製造処理システム１０００内の通信ネットワークと接続されており、外部とのデータ送受信が可能となっている。
【０１１１】
すなわち、露光装置１００とトラック２００Ａ内のＣ／Ｄ１１０、露光装置１０１とトラック２００Ｂ内のＣ／Ｄ１１０は、相互にインライン接続されている。ここで、インライン接続とは、装置間及び各装置内の処理ユニット間を、ロボットアーム又はスライダ等のウエハＷを自動搬送する搬送装置を介して接続することを意味する。このインライン接続により、露光装置１００とＣ／Ｄ１１０との間、露光装置１０１とＣ／Ｄ１１０との間でのウエハＷの受け渡し時間を格段に短くすることができる。
【０１１２】
インライン接続された露光装置１００とトラック２００Ａ、露光装置１０１とトラック２００Ｂは、これを一体として、１つの基板処理装置（１００、２００Ａ）、（１０１、２００Ｂ）とみなすこともできる。基板処理装置（１００、２００Ａ）、（１０１、２００Ｂ）は、ウエハＷに対して、フォトレジスト等の感光剤を塗布する塗布工程と、感光剤が塗布されたウエハＷ上にマスク又はレチクルＲのパターンの像を投影露光する露光工程と、露光工程が終了した後のＰＥＢ工程、その後のウエハＷを現像する現像工程等を行う。露光セル７００は、基板処理装置（１００、２００Ａ）を１つ、基板処理装置（１０１、２００Ｂ）をそれぞれ１つずつ備えているとみなすことができる。
【０１１３】
［測定検査器］
測定検査器１２０は、ウエハＷを対象とする種々の測定検査を行うことが可能な複合的な測定検査器である。測定検査器１２０は、露光装置１００におけるウエハステージＷＳＴと同様に、ウエハＷを保持するステージを備えている。このステージのＸＹ位置は、ウエハステージＷＳＴと同様に、不図示の干渉計により計測されている。測定検査器１２０のコントローラは、この干渉計の計測位置に基づき、ステージのＸＹ位置を制御する。ウエハＷの測定検査には、まず、ウエハＷの位置合わせが必要となる。この測定検査器１２０は、露光装置１００、１０１と同様に、ウエハＷの位置合わせが可能であり、露光装置１００のアライメント系ＡＬＧと同様のアライメント系を備えている。測定検査器１２０におけるウエハＷのアライメントは、露光装置１００、１０１と同様のアライメント関連パラメータの下で、同じように行うことができる。
【０１１４】
測定検査器１２０には、この他、以下に示す測定検査を行うため、以下のセンサを備えている。
（１）ウエハＷ上の反射防止膜、フォトレジスト膜、トップコート膜の測定検査（膜厚、膜のはがれなど）
各膜の膜厚を測定可能な干渉計
（２）ウエハＷ上のウエハマーク（ＭＸP，ＭＹP）の測定
露光装置１００、１０１のアライメント系ＡＬＧと同様の上述したアライメント系（画像処理方式）
（３）ウエハＷの面形状（いわゆるショットフラットネス（デバイストポグラフィ、フォーカス段差））の測定
露光装置１００、１０１における多点ＡＦセンサとマッチングのとれた多点ＡＦセンサ
（４）ウエハＷ上の異物及び／又はしみの検査
アライメント系（画像処理方式のセンサ）又はレーザスキャン方式のセンサ
（５）ウエハＷ上に形成されたパターンの線幅、重ね合わせ誤差の測定
デバイスパターンを撮像可能な高倍率の撮像装置
（６）ウエハＷ上のパターン欠陥
撮像装置又はレーザスキャン方式のセンサ
【０１１５】
測定検査器１２０は、露光装置１００、１０１及びＣ／Ｄ１１０とは、独立して動作可能である。露光セル７００内の搬送ライン１４０は、露光装置１００、１０１、Ｃ／Ｄ１１０、及び測定検査器１２０の相互間で、ウエハＷを１枚ずつ搬送可能であるものとする。また、測定検査器１２０は、通信ネットワークを介してデータの入出力が可能である。
【０１１６】
［デバイス製造処理装置群］
デバイス製造処理装置群９００としては、成膜装置９１０、酸化・イオン注入装置９２０、エッチング装置９３０、及び化学的機械的研磨を行いウエハＷを平坦化する処理を行うＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置９４０等が設けられている。成膜装置９１０は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等を用いて、ウエハＷ上に、反射防止膜、トップコート膜などの薄膜を生成する装置である。酸化・イオン注入装置９２０は、ウエハＷの表面に酸化膜を形成し、又はウエハＷ上の所定位置に不純物を注入するための装置である。エッチング装置９３０は、現像されたウエハＷに対しエッチングを行う装置である。ＣＭＰ装置９４０は、化学機械研磨によってウエハの表面を平坦化する研磨装置である。各装置とも、その処理パラメータの調整により、その処理状態を調整可能であるとともに、その処理状態を観測し、処理状態に関するデータをログデータとしてロギング可能である。また、各装置とも、通信ネットワークを介してデータ入出力が可能である。
【０１１７】
成膜装置９１０、酸化・イオン注入装置９２０、エッチング装置９３０及びＣＭＰ装置９４０の間は、相互間でウエハＷを搬送可能とするための搬送経路が設けられている。デバイス製造処理装置群９００には、この他にも、プロービング処理、リペア処理、ダイシング処理、パッケージング処理、ボンディング処理などを行う装置も含まれている。
【０１１８】
［搬送ライン］
搬送ライン８００は、デバイス製造処理装置群９００の各種装置と、露光セル７００との間で、ウエハＷの搬送を行う。この搬送ライン８００と、露光セル７００内の搬送ライン１４０との協調動作により、ウエハＷに対する処理が終了した装置から、次にウエハＷに対する処理を行う装置まで、ウエハＷが搬送されるようになる。
【０１１９】
［管理コントローラ］
管理コントローラ１６０は、露光装置１００、１０１により実施される露光工程を集中的に管理するとともに、トラック２００Ａ，２００Ｂ内のＣ／Ｄ１１０の管理及びそれらの連携動作の制御を行う。このようなコントローラとしては、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を採用することができる。管理コントローラ１６０は、デバイス製造処理システム１０００内の通信ネットワークを通じて、処理、動作の進捗状況を示す情報、及び処理結果、測定・検査結果を示す情報などを各装置から受信し、デバイス製造処理システム１０００の製造ライン全体の状況を把握し、露光工程等が適切に行われるように、各装置の管理及び制御を行う。
【０１２０】
［解析装置］
解析装置１７０は、デバイス製造処理システム１０００内の通信ネットワークと接続されており、外部とデータ送受信が可能である。解析装置１７０は、通信ネットワークを介して各種装置から各種データ（測定検査器１２０の各種測定検査結果のデータ及び他の装置の処理状態に関するデータ）を収集し、ウエハＷに対するプロセスに関するデータの解析及び各装置の処理条件の最適化を行う。このような解析装置１７０を実現するハードウエアとしては、例えばパーソナルコンピュータを採用することができる。この場合、解析処理は、解析装置１７０のＣＰＵ（不図示）で実行される解析プログラムの実行により実現される。この解析プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどのメディア（情報記録媒体）により供給され、ＰＣにインストールされた状態で実行される。
【０１２１】
解析装置１７０は、露光装置１００のログデータ、及び測定検査器１２０における少なくとも２種類の測定検査結果を複合的に解析し、その解析結果に基づいて、各種装置の処理条件の最適化を行う。ここで、最適化される処理条件は、解析結果に応じて異なったものとなり、露光装置１００の前記制御系パラメータ、アライメント関連パラメータ、液浸関連パラメータ、液浸除去処理条件、Ｃ／Ｄ１１０におけるレジスト塗布処理、ポストベーク（ＰＥＢ）処理、現像処理の処理条件、測定検査器１２０の測定検査条件、及びデバイス製造処理装置群９００の各種装置の処理条件など多岐に渡る。
【０１２２】
また、解析装置１７０は、測定検査器１２０の測定検査結果と、各種装置の処理内容とに関連するデータベースを有している。解析装置１７０が備えるデータベースの１つにＣＤテーブル群がある。ＣＤテーブル群は、パターンの線幅と、露光量、同期精度、フォーカス、レンズの各制御誤差との関係を示すデータベースである。ＣＤテーブル群には、ウエハステージＷＳＴ又はＷＳＴ’とレチクルステージＲＳＴとの相対同期走査中に、露光領域ＩＡが、ウエハＷ上のある地点に到達してから抜けるまでの期間における露光量、同期精度、フォーカス、レンズの各制御誤差の統計値と、その地点の線幅との関係が蓄積されている。
【０１２３】
ウエハ上のある地点（サンプル地点）でのそれぞれの制御誤差の統計値は、露光装置１００，１０１から取得される露光量トレースデータ、同期精度トレースデータ、フォーカストレースデータ、レンズトレースデータに基づいて、算出することができる。
【０１２４】
解析装置１７０は、後述するように、必要に応じて、このＣＤテーブル群を参照して、露光量、同期精度、フォーカスの制御誤差の統計値に基づいて、パターン線幅を推定することが可能である。なお、露光量、同期精度、フォーカスの制御誤差の統計値が、線幅推定値に登録されていない値であった場合には、その値の最寄の幾つかの値の補間演算によって、パターン線幅を推定することが可能である。
【０１２５】
ＣＤテーブル群に基づいてパターン線幅を有効に推定するためには、そのテーブルに、各種制御誤差の統計値とパターン線幅との関係を予め登録しておく必要がある。この登録に際しては、実際に、ウエハＷに対する露光装置（１００、１０１）の露光中のトレースデータから算出された各制御誤差の統計値と、測定検査器１２０で測定されたパターン線幅とをテーブル群に蓄積していけば良い。なお、ＣＤテーブル群に登録されるパターン線幅は、測定検査器１２０の測定結果に基づくものでなく、ＳＥＭによる測定された値又はＯＣＤ法等により測定された値に基づくものであっても良いし、テストパターンの空間像を計測する空間像センサによって計測されるテストパターンの空間像から求められた値であっても良い。
【０１２６】
なお、露光量誤差、同期精度誤差、フォーカス誤差、レンズ誤差が全く同じであっても、パターン線幅は、露光装置１００、１０１の露光条件、転写されるパターンの設計条件によって異なるようになる。そのため、このテーブル群は、露光条件、パターン設計条件ごとに用意される。このように、テーブル群については、露光条件、パターン設計条件、露光量誤差、同期精度誤差、フォーカス誤差をキーとして、パターン線幅の推定値を探索できるようにデータベース化しておく必要がある。なお、露光条件としては、露光波長、投影光学系ＮＡ、照明ＮＡ、照明σ、照明種類、及び焦点深度などがあり、パターンの設計条件としては、マスク線幅、ターゲット線幅（例えば１３０ｎｍ）、パターンピッチ、マスク種類（バイナリ、ハーフトーン、レベンソン）、及びパターン種類（孤立線やライン・アンド・スペース・パターン）などがある。これらの露光条件、パターン設計条件と、パターン線幅との関係、及びテーブルにおける像高などの諸条件の設定方法については、例えば特開２００１−３３８８７０号公報に詳細に開示されている。
【０１２７】
このＣＤテーブル群は、解析装置１７０におけるパターン線幅に関連するパラメータの最適化に用いられる。例えば、線幅が設計値に近づくような、露光量制御関連、同期制御関連、フォーカス制御関連、レンズ制御関連の制御系パラメータの組合せ、又は前提条件としての照明条件などを求める際に、ＣＤテーブル群を参照する。
【０１２８】
解析装置１７０には、この他、解析結果を蓄積するデータベースを備えている。
【０１２９】
［ホストによる統括制御］
前述したように、ホスト６００は、デバイス製造処理システム１０００の統括制御を行っているが、デバイス製造処理システム１０００における各装置は、ホスト６００からの指示により動作している。以下では、個々の装置の動作について説明する。
【０１３０】
［露光装置の動作］
図２２には、露光装置１００、１０１の動作の流れが示されている。図２２に示されるように、まず、ホスト６００は、管理コントローラ１６０に、あるウエハＷに対する露光指示を出力する（ステップ２０１）。この露光指示には、そのウエハＷの露光レシピの指定も含まれている。管理コントローラ１６０は、露光レシピを参照して、今回の露光対象となっている層が、高い転写精度が要求される層（例えば、コンタクトホールが形成される層）であるか否かを判断し、高い転写精度が要求される層である場合には、液浸露光装置１０１に対し、処理開始指令を送信し、そうでない場合には、ドライ露光装置１００に対し処理開始指令を送信する（ステップ２０３）。
【０１３１】
ドライ露光装置１００は、処理開始指令を受信すると、指定された露光レシピを参照して、該当するレチクルＲをロードし、レチクルアライメント、ベースライン計測などの準備処理を行う（ステップ２０５）。そして、ウエハＷをラフに位置合わせした後、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷをロードする（ステップ２０７）。次に、ウエハＷ上に形成されたサーチアライメントマーク、ウエハマーク（ＭＸp、ＭＹp）をアライメント系ＡＬＧを用いて計測し、ウエハＷのアライメントを行う（ステップ２０９）。そして、ステップ・アンド・スキャン方式により露光を行う（ステップ２１１）。露光後、ウエハＷをアンロードする（ステップ２１３）。
【０１３２】
一方、液浸露光装置１０１は、処理開始指令を受信すると、指定された露光レシピを参照して、該当するレチクルＲをロードし、レチクルアライメント、ベースライン計測などの準備処理を行う（ステップ２０５’）。そして、ウエハＷをラフに位置合わせした後、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷをロードする（ステップ２０７’）。次に、ウエハＷ上に形成されたウエハマーク（ＭＸp、ＭＹp）をアライメント系ＡＬＧを用いて計測し、ウエハアライメントを行う（ステップ２０９’）。そして、そして、所定の経路でウエハステージＷＳＴを駆動し、レチクルステージＲＳＴを適宜同期走査させることにより、ウエハＷに対する露光を行う（ステップ２１１’）。露光後、ウエハＷをアンロードした後（ステップ２１３’）、除去装置Ｔを用いて、ウエハＷの液体除去処理を行う（ステップ２１５’）。なお、図２２では図示していないが、液浸モニタ装置２６０によるモニタリングも適宜行われる。
【０１３３】
上述したすべての処理が完了した後、ドライ露光装置１００、液浸露光装置１０１は、処理終了通知を、管理コントローラ１６０に送信する（ステップ２１７）。管理コントローラ１６０は、ホスト６００に対し露光終了を通知する（ステップ２１９）。
【０１３４】
図２３には、Ｃ／Ｄ１１０の動作の流れが示されている。図２３に示されるように、まず、ホスト６００は、管理コントローラ１６０に処理開始指示を送信する（ステップ２７１）。管理コントローラ１６０は、Ｃ／Ｄ１１０に対し、処理開始指令を送信する（ステップ２７３）。この処理開始指令には、ウエハＷに対し行うべき処理内容（レジスト塗布、現像及びポストベーク）に関する情報が含まれている。Ｃ／Ｄ１１０は、ウエハＷを、行うべき処理を行うＣ／Ｄ１１０の装置、例えばコータ、デベロッパ、ポストベーク装置のステージ上にロードする（ステップ２７５）。そして、Ｃ／Ｄ１１０は、ウエハＷに対し、指令された処理（レジスト塗布、ポストベーク、現像）を行う（ステップ２７７）。その処理後、Ｃ／Ｄ１１０は、ウエハＷをアンロードする（ステップ２７９）。Ｃ／Ｄ１１０は、管理コントローラ１６０に処理終了通知を行い（ステップ２８１）、管理コントローラ１６０は、ホスト６００に対し、処理終了通知を行う（ステップ２８３）。
【０１３５】
図２４には、デバイス製造処理装置群９００の各装置の動作の流れが示されている。図２４に示されるデバイス製造処理装置群９００の各種装置の動作の流れは、図２３に示されるＣ／Ｄ１１０の動作の流れとほぼ同じである。すなわち、ホスト６００からの処理開始命令（ステップ３０１）を受けた各種装置は、ウエハＷをロードし（ステップ３０３）、ウエハＷに対して所定の処理を行い（ステップ３０５）、そのウエハＷをアンロードし（ステップ３０７）、処理終了通知をホスト６００に送る（ステップ３０９）。
【０１３６】
図２５には、ホスト６００と測定検査器１２０との処理の流れが示されている。ホスト６００が、測定検査器１２０に処理開始命令を送る（ステップ３５１）。次に、測定検査器１２０は、ウエハＷをロードする（ステップ３５３）。次に、測定検査器１２０は、ホスト６００に対し、測定検査内容情報送信要求を発し（ステップ３５５）、ホスト６００は、測定検査内容の情報を、測定検査器１２０に送信する（ステップ３５６）。測定検査内容には、例えば、ウエハＷ上の膜検査、ウエハマークの検出、異物及びしみなどの外観検査、線幅測定、重ね合わせ誤差の測定などの測定検査内容の他、そのウエハＷが液浸露光で行われたものであるか否かを識別可能な情報も含まれている。次に、測定検査器１２０は、ウエハＷに組み込まれているＩＣチップ（ＩＣタグ）又はバーコードなどの情報、又は、ホスト６００から送られた測定検査内容情報を参照して、ロードされたウエハＷが液浸露光により露光されたものであるか否かを判断する（ステップ３５７）。この判断が肯定されればステップ３５９に進み、否定されればステップ３６１に進む。本実施形態では、液浸露光とドライ露光とでは、測定検査器１２０の測定検査内容を変更する。そこで、ステップ３５９では、ドライ露光の測定検査条件で測定検査が行われるように装置の処理内容等を設定し、ステップ３６１では、液浸露光での測定検査条件で測定検査が行われるように装置の処理内容等を設定する。このように、ドライ露光と、液浸露光とでは、測定検査器１２０における測定検査内容が異なる。ここで、液浸露光での検査条件について説明する。
【０１３７】
まず、液浸露光方式で露光されたウエハＷの場合には、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示されるように、トップコート膜ＴＣがレジスト膜ＲＬ上に成膜されるので、液浸露光の場合には、トップコート膜ＴＣの測定検査が、測定検査内容として追加される。
【０１３８】
また、一般に、液浸露光で形成されるパターンのサイズは、ドライ露光で形成されるパターンのサイズよりも小さいので、パターン線幅及び重ね合わせ誤差の要求精度を高く設定することになる。例えば、画像処理方式によりパターン線幅や重ね合わせ誤差を測定する際には、画像データの倍率を大きく設定する、あるいは検出感度を上げる方向にピクセルサイズを変更するようにすれば良い。
【０１３９】
検出方式に関わらず、液浸露光での測定検査の場合には、そのパターン欠陥の感度をドライ露光よりも高く設定するのが望ましい。前述のように、液浸露光で形成されるパターンのサイズは小さいので、歩留まりに影響するパターンの欠陥のサイズも相対的に小さくなるからである。
【０１４０】
また、測定検査器１２０におけるウエハＷを照明する照明光の波長を選択できる場合には、選択する波長を短くするのが望ましい。例えば、選択可能な波長帯域が２６０ｎｍ〜５００ｎｍであれば、液浸露光での測定検査では、照明光の波長を２６０ｎｍに設定する。
【０１４１】
また、パターン欠陥の検出方式として、光学式と電子ビーム（ＥＢ）式とのいずれか一方を選択可能である場合には、ＥＢ式を選択するのが望ましい。また、明視野と暗視野とを選択可能である場合には、液浸露光ではウエハＷ上の膜が多層に生成されるので、明視野を選択するのが望ましい。また、検出方式が光学式であって、高段差のレイヤがターゲットになっているとすれば、その光学系としてコンフォーカル系を選択可能であれば、コンフォーカル系を選択するのが望ましい。
【０１４２】
また、パターン欠陥の検出アルゴリズムとして、画像比較アルゴリズム、設計データ比較アルゴリズム、特徴抽出アルゴリズムなどを選択可能である場合には、画像比較アルゴリズム又は特徴抽出アルゴリズムを選択するのが望ましい。ここで、画像比較アルゴリズムとは、例えば、同一のデバイスパターンが形成されているはずの２つのショット領域の画像データをダイ・トゥ・ダイ又はセル・トゥ・セルで比較することにより、パターン欠陥を抽出するアルゴリズムである。また、設計データアルゴリズムとは、例えば、デバイスパターンの画像データから抽出されたパターンの線幅と、その設計上の値とを比較することにより、パターン欠陥を抽出するアルゴリズムである。また、特徴抽出アルゴリズムとは、デバイスパターンの画像データに含まれる特徴を抽出し、その特徴からパターン欠陥を抽出するアルゴリズムである。
【０１４３】
また、レーザスキャン方式による異物の検出などを行う場合には、その散乱光を検出するフォトマルチプライヤの感度、数、角度などを調整することも可能である。
【０１４４】
また、液浸露光時では、以下のように、検査処理が追加・変更される。
（１）液浸固有のパターン欠陥検査
（２）ウォーターマーク、レジスト成分染み出しによる汚れ、レジスト剥離などの検査
（３）ウエハＷ上に残留した残液に付着したパーティクル・異物の検査
（４）液浸状態が良好でないと予想される箇所の重点的な検査
【０１４５】
中でも、（１）の液浸固有のパターン欠陥検査は、重要である。図７（Ａ）に示されるような、レジスト膜ＲＬとトップコート膜ＴＣとの境界部に液体ＬＱ及び異物（気泡、パーティクル）が浸入した状態、図７（Ｂ）に示されるような、トップコート膜ＴＣ上にパーティクル又はウォーターマークなどの異物ＩＢが付着した状態、図７（Ｃ）に示されるような、液浸領域中に気泡ＢＢ及び／又はパーティクルＰＴなどの異物が存在する状態、この他、トップコート膜ＴＣの一部が剥離した状態などでは、ＰＥＢ処理後に、その状態が原因でウエハ面にデバイスパターンとは異質な模様が現れる場合がある。
【０１４６】
図２６（Ａ）には、液浸固有のパターン欠陥を示す画像の一例が示されている。図２６（Ａ）では、上述した図７（Ａ）〜図７（Ｃ）等に示される液浸状態が要因となって、直線状のデバイスパターンの一部の線幅が、細くなっている。図２６（Ａ）の画像データと、本来のデバイスパターン（設計パターン）に相当する画像データとの差分をとるなどして、パターン欠陥部分を抽出すると、図２６（Ｂ）に示されるような、円形パターンが現れる。このように、液浸露光では、その露光状態が悪化すると、異物、気泡、ウォーターマークなどにより、デバイスパターンとは全く無関係なパターンが液浸固有のパターンが現れるようになるため、測定検査器１２０では、そのようなパターンが形成されているか否かを検査する必要がある。このような液浸固有のパターンを検出すべく、上述したような特徴抽出アルゴリズム、画像比較アルゴリズムなど、複数種類のアルゴリズムを組合せて使用し、複合的な処理を行うようにしても良い。
【０１４７】
また、例えば、気泡による欠陥の場合には、気泡の周辺外部には、円状の明部が存在し、気泡の内側は暗部がベースとなり、周辺とは異なるパターンが存在するなどの特徴がある。また、ウォーターマークを原因とする固有パターンは、全体的に暗い固まりのようなパターンが形成されるようになる。
【０１４８】
また、（４）の液浸状態が良好でないと予想される箇所の重点的な検査も重要である。
【０１４９】
すなわち、ウエハ外周付近のショット領域ＳＡＰに対する露光の際には、液浸領域がウエハＷからはみ出すようになり、ウエハＷの中心部のショット領域を露光する場合とは、状態が異なり、パターン欠陥がそのショット領域に集中して発生する場合がある。そこで、液浸露光の場合では、ウエハＷの中央付近よりも外周付近のパターン欠陥検査を密に行うようにすることが考えられる。
【０１５０】
さらに、液浸露光では、ウエハＷ表面からの液体の揮発などが原因で、ウエハＷの温度が低下して、ウエハＷの変形度がドライ露光よりも大きくなり、ウエハスケーリングが変動することが知られている。そこで、デバイスパターンの重ね合わせ誤差測定については、ウエハＷの外周部の測定頻度を大きくするようにしても良い。
【０１５１】
また、液浸露光では、ショット領域自体の歪み（ショットディストーション）の測定、及び投影光学系ＰＬの収差の測定なども、頻繁に測定するように設定するのが望ましいといえる。
【０１５２】
図２５に戻り、ステップ３５９、３６１において、測定検査条件が設定された後、その測定検査条件の下で、測定検査を行う（ステップ３６３）。次のステップ３６５では、測定検査結果を、測定検査器１２０がホスト６００に送る。次のステップ３６７では、測定検査器１２０は、ウエハＷをアンロードする。次のステップ３６９では、測定検査器１２０は、処理終了通知をホストに返す。
【０１５３】
図２７には、ホスト６００と解析装置１７０との処理の流れが示されている。ホスト６００が解析装置１７０に解析指令を送る（ステップ４０１）。この解析指令には、解析装置において解析すべき具体的な解析内容が含まれている。次に、解析装置１７０が、その解析内容を読み取り、その解析に必要な測定検査結果（その１）を測定検査器１２０に要求する（ステップ４０３）。測定検査器１２０は、測定検査結果データ（その１）を解析装置１７０に送る（ステップ４０５）。なお、この測定検査結果データには、測定検査結果の他に、測定検査条件に関する情報も含まれている。さらに、解析装置１７０は、解析に必要な測定検査結果（その２）を測定検査器１２０に要求する（ステップ４０７）。測定検査器１２０は、測定検査結果データ（その２）を解析装置１７０に送る（ステップ４０９）。なお、この測定検査結果データには、測定検査結果の他に、測定検査条件に関する情報も含まれている。
【０１５４】
次に、解析装置１７０は、解析処理を行う（ステップ４１１）。この解析処理を行う際に、解析装置１７０は、必要に応じて、露光装置１００、１０１などの処理装置に対して、その解析に必要な処理内容データの送信を要求する。この要求を受けた処理装置は、処理内容データを解析装置１７０に送信する。解析処理が終了すると、解析装置１７０は、収集した測定検査結果、及び解析結果のデータを、データベースに蓄積する蓄積処理を行う（ステップ４１３）。次に、解析装置１７０は、解析結果（最適化結果）を測定検査器１２０及び／又は上記露光装置１００、１０１などの処理装置に必要に応じて送る（ステップ４１５）。最後に、解析装置１７０は、処理終了通知をホスト６００に返す（ステップ４１７）。
【０１５５】
上述したように、ホスト６００は、図２２〜図２５、図２７に示される各装置に対する制御動作を１つの処理単位として、各装置を動作させ、一連のプロセスを実行する。なお、これらの動作は、あくまでも一例であって、露光装置１００、１０１等は、解析装置１７０からの指示によって、管理コントローラを介して、あるいは、介さずに、動作するようにしても良い。
【０１５６】
［デバイス製造工程］
次に、デバイス製造処理システム１０００における一連のプロセスの流れについて説明する。このデバイス製造処理システム１０００の一連のプロセスは、ホスト６００によってスケジューリングされ管理されている。図２８の表には、この一連のプロセスにおいて実行可能な処理項目が示されている。この表の大項目には、順番に実行される可能性がある概略的な処理手順が、その処理順に記載されている。この表に示されるように、この一連のプロセスでは、まず、成膜・レジスト塗布処理及びウエハ測定検査処理（Ａ）、ウエハ測定検査処理（Ｂ）、露光処理、ウエハ測定検査処理（Ｃ）、ＰＥＢ処理、ウエハ測定検査処理（Ｄ）、現像処理、ウエハ測定検査処理（Ｅ）、エッチング処理、ウエハ測定検査処理（Ｆ）、不純物拡散処理及び配線処理が繰り返し行われ、各層のデバイスパターンが、全て形成された後、プロービング処理、リペア処理、ダイシング処理、パッケージング処理、ボンディング処理が行われ、最終的にデバイスが完成する。なお、測定検査処理において検出された異常は、上記各種処理、すなわち、成膜・レジスト塗布処理、露光処理、ＰＥＢ処理、現像処理、エッチング処理、不純物拡散処理及び配線処理、プロービング処理、リペア処理などの処理内容の調整などに用いられる。
【０１５７】
本実施形態では、ウエハ毎に、図２８に示される大項目に対応する処理が例えばパイプライン的に繰り返されることになる。
【０１５８】
小項目には、対応する大項目の処理中で実際に行われる具体的な処理内容が記載されている。小項目（必須）には、その一連のプロセスで必ず行われる処理が表示されている。また、小項目（液浸）は、液浸露光装置１０１での露光が行われるプロセスにおいて必ず行われる処理が記載されている。例えば、成膜・レジスト塗布処理においては、反射防止膜生成（成膜）、及びレジスト塗布は必須の処理であるが、トップコート膜塗布は、液浸露光が行われる場合でのみ必須である。液浸露光が行われる場合には、小項目（液浸）も必須の処理となる。
【０１５９】
また、小項目（選択）は、行われるか否かがホスト６００によって選択される処理が記載されている。小項目（選択）として指定されているのは、一連のプロセスの各段階で行われる測定検査処理である。
【０１６０】
まず、成膜・レジスト塗布処理＆ウエハ測定検査処理（Ａ）では、反射防止膜、レジスト膜、トップコート膜の膜厚測定、膜の外観検査（スクラッチなどの物理的な異常、及び液体の浸み込みなどの異物の進入などの化学的な異常の検査）などが選択的に行われる。この他、ウエハ測定検査処理（Ｂ）では、アライメント事前測定（ウエハマークＭの事前測定）、フォーカス事前測定（ウエハＷの面形状の測定）、及びウエハＷの外観検査（主としてウエハＷ上の異物の検査）が選択的に行われる。
【０１６１】
また、ウエハ測定検査処理（Ｃ）では、外観検査（主としてウエハＷ上の異物検査）、ウエハ測定検査処理（Ｄ）では、外観検査（主としてウエハＷ上のしみなどのパターン検査）が行われる。ウエハ測定検査処理（Ｅ）、（Ｆ）では、パターン欠陥検査、パターン線幅（サイズ）測定、重ね合わせ誤差測定などが選択的に行われる。
【０１６２】
ホスト６００では、解析装置１７０で行われる解析に必要な測定検査を行う処理を、小項目（選択）の中から予め選択し、小項目（必須）（あるいは小項目（必須）及び小項目（液浸））と、選択された小項目（選択）とを、図２８に示される表の順番で組合せることにより、一連の処理手順を作成し、作成された処理手順を実行する。以下では、ホスト６００において作成される一連のプロセスにおける処理手順の組合せと、解析装置１７０において行うことができる解析内容について説明する。
【０１６３】
（１）ウエハアライメントに関連する処理条件の最適化
まず、ウエハアライメントに関連する処理条件の最適化を行う場合について説明する。この最適化を行う場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ａ）における小項目（選択）：各膜の膜厚測定処理と、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｂ）における小項目（選択）：アライメント事前測定とを選択して処理手順を作成する。ここで、アライメント事前測定とは、露光装置１００、１０１にウエハＷを搬入する前に、測定検査器１２０においてウエハマーク（ＭＸP，ＭＹP）の事前測定を行う処理である。
【０１６４】
図２９（Ａ）には、ウエハＷの一部の断面図が示されている。図２９（Ａ）に示されるように、ウエハＷの下地には、凹凸マークが形成されており、その凹凸マークの上に、成膜・レジスト塗布処理（図２８参照）において、Ｃ／Ｄ１１０により、レジスト膜が塗布されるようになる。なお、実際には、レジスト膜の下に、反射防止膜が成膜され、液浸露光を行う場合には、レジスト膜の上に、さらにトップコート膜が成膜されるようになるが、説明を簡単にするため、図２９（Ａ）では、それらの図示を省略している。アライメント系ＡＬＧでは、落射照明により、図２９（Ａ）に示される下地の凹凸マークの強度像を光電検出し、その光電検出された強度像に対応する波形データを取得する。
【０１６５】
図２９（Ｂ）には、この１次元波形データの一例が示されている。図２９（Ｂ）に示されるように、この１次元波形データでは、マークの凹凸に応じた３本のピークが現れた波形となっている。
【０１６６】
また、図２９（Ｃ）には、この１次元波形データに対応するウエハＷ上のレジスト膜の膜厚データの一例が示されている。なお、実際には、レジスト膜の膜厚データは、２次元（ＸＹ座標系）のデータであるが、ここでは、マーク波形データに合わせて、その計測軸方向の１次元データに変換されている。変換の方法としては、様々な方法を採用することができるが、計測軸方向に直交する方向に、データを積算したり、平均化したりすることにより求めることが可能である。ウエハアライメントでは、アライメント系ＡＬＧが、このレジスト膜の上からウエハマークを落射照明して、そのウエハマークからの反射光及び／又は回折光による強度像を光電検出しているので、その強度像は、レジスト膜等の影響を受けやすいことが知られている。そこで、この場合の最適化では、図２９（Ｂ）に示されるマーク波形データと、図２９（Ｃ）に示される膜厚データとの相関性を解析し、その相関度に応じて、マーク波形データが異常である原因がレジスト膜等にあるのか下地（マーク自体）にあるのかを切り分けて、その原因が解消するのに有効な処理条件を絞りこみ、ウエハアライメントに関連する処理条件を効率的に最適化する。
【０１６７】
例えば、図２９（Ａ）、図２９（Ｃ）に示される例では、波形右側の膜厚がやや薄くなっており、図２９（Ｂ）に示される波形データにおいても一番右のピークが小さくなっており、両者の相関性が高いと考えられる。このような波形データを用いて、マークの位置情報を正確に検出するのは困難であるため、何らかの対策を講じる必要がある。このような場合の対策としては、例えば、図２９（Ａ）に示されるようにレジスト膜の不均一性を解消する方法が考えられる。これを解消すれば、マーク波形の非対称性が解消され、マーク位置を正確に検出することが可能となると考えられるためである。また、アライメント系ＡＬＧにおける、マーク波形データを取得するための要実測パラメータを、膜厚の不均一性に影響されることがないような状態に設定し直すという対策も考えられる。
【０１６８】
このような要実測パラメータには、例えば、落射照明の照明光の波長などがある。照明光の波長をレジスト膜などに不感な帯域に設定すれば、膜厚の不均一性に関わらず、マークの強度像を検出することが可能となる。
【０１６９】
一方、図２９（Ｂ）、図２９（Ｃ）に示される例と異なり、マーク波形データの非対称性と、膜厚データとの間に相関がない場合には、下地のマーク自体が非対称性を有していると考えられる。そこで、このような場合には、そのマークを計測対象から除外すれば良い。
【０１７０】
この場合の最適化を行おうとする場合、ホスト６００では、大項目：成膜・レジスト塗布処理＆ウエハ測定検査処理（Ａ）（図２８参照）の小項目（選択）の中から、測定検査器１２０による反射防止膜の膜厚測定、レジスト膜の膜厚測定、トップコート膜の膜厚測定と、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｂ）（図２８参照）の小項目（選択）の中から、測定検査器１２０によるアライメント事前測定とを選択し、選択された処理が実行されるように一連のプロセスの処理手順を作成する。この場合、実際には、図３０の枠内に示されるように、成膜装置９１０における反射防止膜の成膜処理、測定検査器１２０における反射防止膜の膜厚測定処理、Ｃ／Ｄ１１０におけるレジスト膜塗布処理、測定検査器１２０におけるレジスト膜の膜厚測定処理、（液浸露光の場合には、これらに加え、成膜装置９１０におけるトップコート膜の成膜処理、測定検査器１２０におけるトップコート膜の膜厚測定処理）、測定検査器１２０におけるアライメント事前計測処理、露光処理が、この順番に実行されるようになる。このプロセスを実行すると、露光処理を行う前に、反射防止膜、レジスト膜、トップコート膜の各膜厚データと、ウエハマークの波形データとが測定される。なお、各膜の検査処理で異常が検出された場合には、その膜を一旦除去して、改めて成膜、塗布し直すようになる。また、反射防止膜、トップコート膜は、Ｃ／Ｄ１１０における塗布により、生成される場合もある。
【０１７１】
ホスト６００は、露光が開始される前に、図２７の処理に従って、解析装置１７０に対して処理開始命令を発する（ステップ４０１）。この処理開始命令は、（１）のウエハアライメントに関連する処理条件の最適化を行う旨の命令となっている。解析装置１７０は、ステップ４０３〜ステップ４０９を行って、各種膜厚データ、及び事前アライメント計測のデータなどを、測定検査器１２０から取得する。
【０１７２】
図３０には、この最適化処理のための図２７のステップ４１１の解析処理のフローチャートが示されている。この解析処理は、波形データが取得されたウエハマーク毎に行われる。図３０に示されるように、まず、ステップ５５１において、マーク波形データに異常があるか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了し、肯定されればステップ５５３に進む。
【０１７３】
ステップ５５３では、異常となったマーク波形データと、膜厚データとの相関度とを算出し、ステップ５５５では、その相関度が閾値を上回っているか否かを判断する。この判断が否定されればステップ５５７に進み、肯定されればステップ５６１に進む。
【０１７４】
この判断が否定されたということは、マーク波形データと膜厚データとの間に相関がなく、マーク波形データが異常となった原因はウエハＷの下地にあるということが考えられる。そこで、ステップ５５７では、そのウエハマークが計測対象からリジェクトされるように、アライメント関連パラメータを最適化する。
【０１７５】
一方、ステップ５５５における判断が肯定されたということは、マーク波形データと膜厚データとの間に相関があり、マーク波形データが異常となった原因は各種膜の膜厚の不均一性にあると考えられる。この場合には、ステップ５６１に進み、アライメント関連パラメータを最適化するか否かを判断する。この判断が肯定された場合、すなわち、ホスト６００からの指示がアライメント関連パラメータを調整するように設定されていた場合には、ステップ５６３に進み、アライメント関連パラメータのうちの要実測パラメータを最適化する。ここで最適化される要実測パラメータとしては、選択されるアライメントセンサ（ＦＩＡかＬＳＡかなど）、レジスト膜などに影響を受けない照明光の波長、及びマーク波形が非対称性が強くても、マーク位置を正確に検出することが可能な検出アルゴリズムなどがある。一方、ステップ５６１の判断が否定されていた場合には、ステップ５６５に進み、成膜装置９１０又はＣ／Ｄ１１０から、成膜、塗布の処理状態に関するデータ（すなわち処理パラメータ、及び処理状態のモニタデータ）を取得する。ステップ５６７では、取得した処理状態に基づいて、成膜、塗布条件の最適化を行う。すなわち、ここでは、マークの非対称性の原因となった膜厚の不均一性が解消されるように、Ｃ／Ｄ１１０及び／又は成膜装置９１０における処理条件（反射防止膜の成膜条件、レジスト膜の塗布条件、トップコート膜の成膜条件など）を最適化する。
【０１７６】
この処理の後、図２７に示されるように、ステップ４１３の蓄積処理において、マーク波形データ及び膜厚データなど、並びに最適化されたアライメント関連のパラメータ及び成膜、塗布条件に関する履歴などが、解析装置１７０のデータベースに蓄積される。そして、ステップ４１５において、ステップ５５７、ステップ５６３、ステップ５６７において、最適化されたパラメータに関する情報が、該当する装置、すなわち露光装置１００、１０１、又はＣ／Ｄ１１０、成膜装置９１０に送られる。各種装置は、該当するパラメータを最適値に変更して、その後の処理を行う。これにより、成膜装置９１０及びＣ／Ｄ１１０における、成膜、塗布条件のフィードバック制御が実現され、露光装置１００、１０１における、アライメント関連パラメータのフィードフォワード制御が実現される。
【０１７７】
解析装置１７０は、処理終了通知をホスト６００に返す（ステップ４１７）。
【０１７８】
なお、本実施形態では、アライメント関連パラメータの最適化と、成膜、塗布条件の最適化とのいずれか一方の最適化を行ったが、これは両方行うようにしても良い。
【０１７９】
また、マーク波形データとの相関を算出するのは、個々の膜、すなわち、反射防止膜、レジスト膜、トップコート膜の膜厚データに限られず、全ての膜厚を総計した膜厚データ、又は、３つの膜のうちの２つの膜の合計の膜厚データを採用しても良い。このようにすれば、３つの膜のうち、いずれの膜がマーク波形データに影響を与えているかを、より詳細に解析することが可能となる。
【０１８０】
なお、本実施形態では、マーク波形データを１次元データとし、膜厚データを２次元データから１次元データに変換する場合について説明したが、マーク波形データは、ＸＹ座標系の２次元データであっても良い。この場合には、ステップ５５３において、２次元データ同士の相関が、算出されることになる。
【０１８１】
（２）フォーカス制御関連のパラメータの最適化
次に、露光の際のフォーカス制御関連のパラメータの最適化を行う場合について説明する。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ａ）における小項目（選択）：各膜の膜厚測定と、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｂ）における小項目（選択）：フォーカス事前測定とを選択して、処理手順を作成する。フォーカス事前測定とは、露光装置１００、１０１にウエハＷを搬入する前に、測定検査器１２０においてウエハＷの面形状の事前測定を行う処理である。
【０１８２】
図３１（Ａ）には、ウエハＷの一部の断面図が示されている。図３１（Ａ）においても、図２９（Ａ）と同様に、反射防止膜とトップコート膜の図示が省略され、レジスト膜のみが図示されている。露光中に多点ＡＦセンサ（６０ａ，６０ｂ）によって計測されるのは、レジスト膜の表面ではなく、ウエハＷの下地であり、フォーカス事前測定で測定されるのは、ウエハＷの下地の面形状である。図３１（Ｂ）には、フォーカス事前測定により測定されたウエハＷの面形状の測定データの一例が示されている。
【０１８３】
図３１（Ｂ）に示されるように、このデータは、ＸＹ座標系における２次元データであり、ウエハＷの面形状は、厳密に見ればフラットではないことが示されている。このような面に対して、デバイスパターンを高精度に転写するためには、フォーカス制御関連のパラメータをある程度まで最適化する必要がある。その最適化可能なパラメータとしては、例えば多点ＡＦセンサ（６０ａ，６０ｂ）におけるフォーカスセンサ（計測点）の選択などがある。フォーカスセンサは、できるだけ計測点間の下地のＺ位置がフラットとなるように選択されるのが望ましい。
【０１８４】
図３１（Ｃ）には、図３１（Ｂ）の面形状の測定データに対応する膜厚の測定データの一例が示されている。図３１（Ｃ）に示される、レジスト膜等の膜厚の測定データも、ＸＹ座標系における２次元データである。多点ＡＦセンサ（６０ａ、６０ｂ）の計測値は、レジスト膜等の膜厚の不均一性の影響を受ける場合がある。膜厚の不均一性により、多点ＡＦセンサのオフセット成分が計測点によって変化し、実際のウエハＷの面形状とは異なった面形状が観測される場合があるのである。したがって、本実施形態では、ウエハＷの面形状の測定データで、面形状の勾配が大きく、異常とみなされる場所について、図３１（Ｂ）に示される面形状の測定データと、図３１（Ｃ）に示される膜厚データとの相関度を解析し、その相関度に応じて、面形状の急激な変化の原因が、レジスト膜等の不均一性にあるのか、ウエハＷの下地（すなわち本来の面形状）にあるのかを切り分け、切り分けられた原因に応じて、処理条件の最適化を行う。
【０１８５】
この場合、ホスト６００では、大項目：成膜・レジスト塗布処理＆ウエハ測定検査処理（Ａ）（図２８参照）の小項目（選択）の中から、測定検査器１２０による反射防止膜の膜厚測定、レジスト膜の膜厚測定、トップコート膜の膜厚測定（液浸露光時のみ）が選択され、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｂ）（図２８参照）の小項目（選択）の中から、測定検査器１２０によるフォーカス事前測定が選択される。この場合、実際には、図３２の枠内に示されるように、成膜装置９１０における反射防止膜の成膜処理、測定検査器１２０における反射防止膜の膜厚測定処理、Ｃ／Ｄ１１０におけるレジスト膜塗布処理、測定検査器１２０におけるレジスト膜の膜厚測定処理、成膜装置９１０におけるトップコート膜の成膜処理、測定検査器１２０におけるトップコート膜の膜厚測定処理、測定検査器１２０におけるフォーカス事前測定処理、露光処理が、この順番に実行される。このプロセスを実行することにより、露光処理を行う前に、反射防止膜、レジスト膜、トップコート膜の各膜厚と、ウエハの面形状とが、測定検査器１２０により測定されたことになる。
【０１８６】
図２７に示されるように、ホスト６００は、ステップ４０１において、解析装置１７０に対して処理開始命令を発する。解析装置１７０には、ステップ４０３〜ステップ４０９の処理により、各種膜厚の測定データと面形状の測定データとが取得され、解析装置１７０において、ステップ４１１の解析処理の実行が開始される。
【０１８７】
図３２には、解析装置１７０における最適化処理の具体的なフローチャートが示されている。図３２に示されるように、まず、ステップ６０１において、面形状が異常である部分（例えば、勾配又は段差が所定レベルを超えている部分）があるか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了し、肯定されればステップ６０３に進む。ステップ６０３では、異常部分の測定データとその部分の膜厚の測定データとの相関度を算出する。ここでは、各種膜の膜厚の測定データと、ウエハＷの面形状の測定データとを用いて、それらの相関度が算出される。ステップ６０５では、算出された相関度が閾値を超えたか否かを判断する。この判断が否定されればウエハＷの下地がそのまま測定されていると判断してステップ６１３に進み、肯定されればステップ６０７に進む。
【０１８８】
ステップ６０７では、成膜、塗布条件を最適化するか否かを、ホスト６００からの指示内容に従って判断する。この判断が肯定された場合にのみステップ６０９に進んで、成膜装置９１０又はＣ／Ｄ１１０から、成膜、塗布処理の処理状態に関するデータを取得し、ステップ６１１で、成膜装置９１０又はＣ／Ｄ１１０の成膜、塗布条件を最適化する。ここでの処理内容は、図３０のステップ５６７と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【０１８９】
次のステップ６１３では、フォーカス関連パラメータを最適化するか否かを、ホスト６００からの指示内容に従って判断する。この判断が肯定された場合にのみ、ステップ６１５に進んで、できるだけフラットな面で、フォーカスセンサを選択するなどして、フォーカス関連パラメータを最適化する。なお、この最適化に際しては、ステップ６０５で、膜厚データと面形状データと間に相関が無いと判断された場合と、有ると判断された場合とでは、処理が幾分異なる。相関が無いと判断された場合には、面形状の測定データのみに基づいて、フォーカスセンサの選択等を行う。また、相関が有ると判断された場合には、面形状の測定データに加え、膜厚の測定データをも考慮して、すなわち、面形状の測定データと、膜厚の測定データとの総計（総和）に基づいて、フォーカスセンサの選択等を行う。
【０１９０】
この処理の後、図２７に示されるように、ステップ４１３の蓄積処理において、面形状の測定データ、膜厚の測定データなど、並びに最適化されたフォーカス制御関連のパラメータ及び成膜、塗布条件に関する履歴が、解析装置１７０のデータベースに蓄積される。そして、ステップ４１５において、図３２のステップ６１１、ステップ６１５において、最適化されたパラメータに関するデータが、該当する装置、すなわち露光装置１００、１０１、又はＣ／Ｄ１１０、成膜装置９１０に送られる。各種装置は、該当するパラメータを最適値に変更して、その後の処理を行う。これにより、成膜装置９１０及びＣ／Ｄ１１０における、成膜、塗布条件のフィードバック制御が実現され、露光装置１００、１０１における、フォーカス関連パラメータのフィードフォワード制御が実現される。解析装置１７０は、処理終了通知をホスト６００に返す（図２７のステップ４１７）。
【０１９１】
なお、図３２のフローチャートでは、露光の際のフォーカス関連のパラメータの最適化は、面形状の異常を検出した場合にのみ最適化を行うようにしたが、これには限らない。すなわち、ステップ６０１は行わなくてもよく、ウエハ全面について、ステップ６０３以降の処理を行うことができる。
【０１９２】
また、実際には、下地の面形状に段差又は勾配があっても、膜厚の不均一性が要因でフラットとして測定されてしまう場合も考えられる。この場合には、膜厚と、面形状との間には、相関が認められずとも、それらの測定データの総計によって、フォーカスセンサの選択等を行うのが望ましい。
【０１９３】
（３）露光前のウエハ外観検査の処理条件の最適化
次に、露光前のウエハ外観検査、すなわちウエハ測定検査処理（Ｂ）におけるウエハ外観検査の処理条件の最適化を行う場合について説明する。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｂ）における小項目（選択）：外観検査（異物検査）と、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｃ）における小項目（選択）：外観検査（異物検査）とを選択して、処理手順を作成する。図３３（Ａ）には、ウエハ測定検査処理（Ｂ）におけるウエハＷの外観検査の検査結果のデータ（異物検査データ（Ｂ））の一例が示されている。なお、このデータは、実際にはＸＹの２次元データであるが、説明をわかりやすくするため、１次元のデータとして示している。この異物検査においては、データのレベルが異常検出レベル（点線）を超えた部分に異物が存在すると判定する。図３３（Ａ）に示されるデータでは、異常検出レベルを超えている部分が存在しないので、異物無しと判定されることになる。
【０１９４】
図３３（Ｂ）には、ウエハ測定検査処理（Ｃ）におけるウエハＷの外観検査の検査結果のデータ（異物検査データ（Ｃ））の一例が示されている。この異物検査においても、データのレベルが点線で示される異常検出レベルを越えた部分に異物が存在すると判定する。図３３（Ｂ）に示されるデータでは、閾値を超えた部分が存在するので、その部分に異物が有ると判定される。
【０１９５】
しかしながら、図３３（Ａ）のデータと、図３３（Ｂ）のデータとを比較すると、図３３（Ａ）のデータにおいても、図３３（Ｂ）で異物有りと判断された部分にピークが現れており、両者は、相関性が高いと推定される。このような場合には、ウエハＷ上には、露光前にすでに異物が付着しており、ウエハ測定検査処理（Ｂ）における異常検査の感度を上げていれば（すなわち異常検出レベルを下げていれば）、ウエハ測定検査処理（Ｂ）の際に、その異物を検出できたものと考えられる。したがって、このような場合には、ウエハ測定検査処理（Ｂ）の外観検査の異常検出レベルを調整すれば、ウエハＷ上に付着した異物をいち早く検出することが可能である。
【０１９６】
この場合、実際には、図３４の枠内に示されるように、ウエハ測定検査処理（Ｂ）の外観検査（図３４では、外観検査（Ｂ）と略述している）、露光処理、ウエハ測定検査処理（Ｃ）の外観検査（図３４では、外観検査（Ｃ）と略述している）、ＰＥＢ処理、現像処理、エッチング処理が、この順番に実行されるようになる。このプロセスを実行すると、露光処理を行う前のウエハＷ上の外観検査（Ｂ）の検査データと、露光処理後のウエハＷ上の外観検査（Ｃ）の検査データとが得られる。ホスト６００は、露光が開始される前に、図２７の処理に従って、解析装置１７０に対して処理開始命令を発する（ステップ４０１）。その処理開始指令は、（３）露光前ウエハ外観検査の最適化を行う旨の指令となっている。解析装置１７０は、ステップ４０３〜ステップ４０９を行って、外観検査（Ｂ）、（Ｃ）の検査データを取得する。
【０１９７】
図３４には、この最適化処理を行うために、ホスト６００によって作成される処理手順の一部のフローチャートが示されている。図３４に示されるように、ステップ６５１では、外観検査（Ｂ）の結果が正常で、かつ外観検査（Ｃ）で異常が検出されたか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了し、肯定されればステップ６５３に進む。ステップ６５３では、検査（Ｂ）と、検査（Ｃ）との検査データの相関度を算出する。次のステップ６５５では、算出された相関度が閾値を上回っているか否かを判断する。この判断が肯定された場合にのみ、ステップ６５７に進み、外観検査（Ｂ）の異物検出レベルを調整する。
【０１９８】
この処理の後、図２７に示されるように、ステップ４１３の蓄積処理において、検査（Ｂ）、検査（Ｃ）の検査データ、及び異常検出レベルの調整に関する履歴が、解析装置１７０のデータベースに蓄積される。そして、ステップ６５７において、調整された異常検出レベルが、該当する装置、すなわち測定検査器１２０に送られる。測定検査器１２０は、該当するパラメータを最適値に変更して、その後の処理を行う。これにより、測定検査器１２０の異常検出レベルのフィードバック制御が実現される。解析装置１７０は、処理終了通知をホスト６００に返す（図２７のステップ４１７）。
【０１９９】
（４）液浸露光関連の処理条件の最適化（その１）
次に、液浸露光関連の処理条件の最適化（その１）を行う場合について説明する。ここでは、露光前のウエハＷ上の各膜の外観検査結果と、露光後のウエハＷの外観検査結果とに基づいて液浸露光における処理条件の最適化を行う。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ａ）における小項目（選択）：各膜の膜検査（外観検査（Ａ））と、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｃ）における小項目（選択）：外観検査（外観検査（Ｃ））とを選択して、処理手順を作成する。図３５の枠内（吹きだし内）には、この最適化処理を行うためにホスト６００によって作成される処理手順のフローが示されている。すなわち、ここでは、反射防止膜成膜、その検査、レジスト膜塗布、その検査、トップコート膜成膜、その検査、液浸露光、外観検査（Ｃ）がこの順で行われる。このプロセスを実行すると、露光処理を行う前に、ウエハＷ上の各膜の外観検査（Ａ）の検査データが得られ、露光処理の後に、ウエハＷ上の外観検査（Ｃ）の検査データが得られる。
【０２００】
ホスト６００は、露光が開始される前に、図２７の処理に従って、解析装置１７０に対して処理開始命令を発する（ステップ４０１）。解析装置１７０は、ステップ４０３〜ステップ４０９を行って、外観検査（Ａ）、及び外観検査（Ｃ）の検査データなどを、測定検査器１２０から取得した後、解析処理を実行する（ステップ４１１）。
【０２０１】
図３５には、この場合の解析処理の具体的なフローチャートが示されている。図３５に示されるように、ステップ７０１において、外観検査（Ａ）の結果が正常で、かつ外観検査（Ｃ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了し、肯定されればステップ７０３に進む。ステップ７０３では、液浸モニタ２６０による液浸モニタ結果のデータを露光装置１０１から取得する。ステップ７０５では、取得した液浸モニタ結果のデータに基づいて、検査（Ｃ）での異常の原因を解析する。このような異常の原因としては、例えば、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示されるように、露光中のレジスト膜の液体への溶け出し、残液に付着したパーティクル若しくは異物、又はウォーターマーク等がある。
【０２０２】
ステップ７０７では、液浸関連パラメータの最適化をホスト６００が指定しているか否かを判断し、この判断が肯定された場合にのみ、ステップ７０９に進んで、異常が解消されるように、液浸関連パラメータの最適化を行う。液浸関連パラメータには、例えば、液体ＬＱの流速又は温度、液体ＬＱのフィルタ条件、異常が発生した場所が液体に浸っている時間（液浸時間）などがある。
【０２０３】
ウエハＷ上のある場所の液浸時間を調整するには、ウエハＷ上の露光経路を変更する必要がある。図３６には、ウエハＷ上のショット領域が露光される順番を示す露光経路が示されている。ステップ７０９では、異常が検出された箇所の液浸時間が短くなるように、露光経路を変更する。また、図３７に示されるように、アライメント系ＡＬＧによるウエハマーク計測中も、ウエハＷの他の場所が液体に浸っている場合があるため、異常が検出された箇所が、アライメント中に長く浸っているようであれば、計測するウエハマークを変更するようにしても良い。
【０２０４】
ステップ７１１では、ホスト６００からの指示を参照して、液体除去処理条件の最適化を行うように設定されているか否かを判断し、この判断が肯定された場合にのみ、ステップ７１３に進んで、液体除去処理条件の最適化を行う。ここでは、ウエハＷ上の残液の除去度が向上するように（すなわちウエハＷが完全に乾燥するように）、液体除去処理の処理条件、例えば処理時間を長くしたり、露光終了から液体除去が行われるまでの時間を短くしたりする。なお、以下では、この液体除去処理の処理条件も、液浸関連パラメータに含めるものとする。
【０２０５】
この処理の後、図２７に示されるように、ステップ４１３の蓄積処理において、検査（Ａ）のデータ及び検査（Ｃ）のデータなど、並びに最適化された液浸関連パラメータなどの履歴が、解析装置１７０のデータベースに蓄積される。そして、ステップ７０９、ステップ７１３において、最適化されたパラメータに関する情報が、該当する装置、すなわち露光装置１０１に送られる。露光装置１０１は、該当するパラメータを最適値に変更して、その後の処理を行う。これにより、露光装置１０１における、液浸関連のパラメータ、除去装置Ｔの液体除去条件のフィードバック制御が実現される。なお、以下に述べる液浸露光時の最適化処理では、すべて、測定検査結果及び最適化結果の蓄積、各種装置への送信が行われるものとし、それらの詳細な説明を省略する。
【０２０６】
解析装置１７０は、処理終了通知をホスト６００に返す（ステップ４１７）。
【０２０７】
なお、本実施形態では、除去装置Ｔは、露光装置１０１内にあるものとしたが、除去装置は、トラック２００Ｂ内にあっても良い。この場合には、露光装置１０１にではなくトラック２００Ｂに液体除去の処理条件の最適化結果をフィードバックするようになる。
【０２０８】
（５）液浸露光関連の処理条件の最適化（その２）
次に、液浸露光関連の処理条件の最適化（その２）を行う場合について説明する。ここでは、図３８の枠内に示されるように、ＰＥＢ処理前のウエハ測定検査処理（Ｃ）の外観検査（外観検査（Ｃ））と、ＰＥＢ処理後のウエハ測定検査処理（Ｄ）の外観検査（外観検査（Ｄ））とに基づいて、液浸露光における処理条件の最適化を行う。ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｃ）における小項目（選択）：ウエハ外観検査（異物検査）と、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｄ）における小項目（選択）：ウエハ外観検査（残液によるしみなどの検査）とを選択して、処理手順を作成する。
【０２０９】
図３８に示されるように、まず、ステップ７５１において、検査（Ｃ）の結果が正常で、かつ、検査（Ｄ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了し、肯定されればステップ７５３に進む。ステップ７５３では、ＰＥＢの処理状態データ（例えば、温度や処理時間などのデータ）を、トラック２００ＢのＣ／Ｄ１１０から取得する。ステップ７５５では、取得されたＰＥＢの処理状態のデータに基づいて、ＰＥＢ処理をチェックする。
【０２１０】
ステップ７５７では、ＰＥＢ処理の処理状態に問題がないかどうかを判断する。この判断が否定された場合にのみ、ステップ７５９に進んで、ＰＥＢ処理の処理条件を最適化する。このような処理条件には、例えば、ＰＥＢの設定温度がある。ステップ７５７の判断が否定された場合は、ステップ７６１に進んで、外観検査（Ｃ）の検査条件を最適化する。この処理は、図３４のステップ６５７と同じであるため、詳細な説明を省略する。次のステップ７６３では、液浸モニタ結果のデータを露光装置１０１から取得し、ステップ７６５において、液浸関連パラメータ（上述したように、液体除去処理の処理条件を含む）を最適化する。この最適化処理については、図３５のステップ７０９、７１３と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【０２１１】
なお、ここで、ステップ７６３、７６５における液浸関連パラメータの最適化に代えて、成膜装置９１０やＣ／Ｄ１１０での成膜、塗布条件を最適化するようにしても良い。すなわち、レジスト膜内への液体の浸込みがないように、トップコート膜を厚くするなどのトップコート処理の最適化、又はレジストの種類の変更、及び／又はレジストの塗布条件の変更などを行うようにしても良い。
【０２１２】
（６）液浸露光の処理条件の最適化（その３）
次に、液浸露光の処理条件の最適化（その３）を行う場合について説明する。ここでは、図３９に示されるように、ＰＥＢ処理前のウエハＷの外観検査（Ｃ）の結果と、現像処理後のウエハＷのパターン欠陥検査（Ｅ）の結果とに基づいて、処理条件の最適化を行う。すなわち、ＰＥＢ処理及び現像処理の前後の検査結果の違いに応じて、処理条件の最適化を行う。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｃ）における小項目（選択）：ウエハ外観検査（異物及び／又は残液検査）（外観検査（Ｃ））と、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｅ）における小項目（選択）：パターン欠陥検査（欠陥検査（Ｅ））とを選択して、処理手順を作成する。
【０２１３】
図３９に示されるように、まず、ステップ８５１において、検査（Ｃ）の結果が正常で、かつ、検査（Ｅ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了する。ステップ８５３では、トラック２００ＢのＣ／Ｄ１１０の現像処理の処理状態のデータを取得する。ステップ８５５では、取得されたＣ／Ｄ１１０の現像処理の処理状態のデータに基づいて、現像処理をチェックする。ステップ８５７では、Ｃ／Ｄ１１０の現像処理に問題が無いかどうかを判断する。この判断が否定されれば、ステップ８５９に進んで、現像処理の処理条件を最適化する。ステップ８５９終了後は、処理を終了する。一方、ステップ８５７での判断が肯定されれば、ステップ８６１に進んで、ＰＥＢ処理の処理状態のデータをトラック２００ＢのＣ／Ｄ１１０から取得する。
【０２１４】
次のステップ８６３では、Ｃ／Ｄ１１０のＰＥＢ処理の処理状態に問題がないかどうかを判断する。この判断が否定されれば、ステップ８６７に進んで、パターン欠陥の発生頻度が低減するように、ＰＥＢ処理の処理条件を最適化する。肯定されれば、ステップ８６９に進んで、液浸モニタ結果のデータを露光装置１０１から取得する。次のステップ８７１では、液浸関連パラメータを、パターン欠陥の発生頻度が低減するように最適化する。
【０２１５】
すなわち、この最適化処理では、ＰＥＢ処理及び現像処理の前後の検査結果の違いに応じて、現像処理、ＰＥＢ処理、液浸露光処理の順番で、処理状態を選択し、問題が有ると判断された処理の処理条件を最適化する。
【０２１６】
（７）液浸露光の処理条件の最適化（その４）
次に、液浸露光の処理条件の最適化（その４）を行う場合について説明する。ここでは、図４０に示されるように、現像処理前後の外観検査結果の違いに基づいて、処理条件を最適化する。この場合には、ホスト６００は、現像処理前の大項目：ウエハ測定検査処理（Ｄ）における小項目（選択）：外観検査（外観検査（Ｄ））と、現像処理後の大項目：ウエハ測定検査処理（Ｅ）における小項目（選択）：パターン欠陥検査（欠陥検査（Ｅ））とを選択して、処理手順を作成する。
【０２１７】
図４０には、この場合の解析装置１７０の解析処理のフローチャートが示されている。図４０に示されるように、まず、ステップ９０１において、検査（Ｄ）の結果が正常で、かつ検査（Ｅ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了する。ステップ９０３では、トラック２００ＢのＣ／Ｄ１１０の現像処理の処理状態のデータを取得する。次のステップ９０５では、取得された現像処理のデータに基づいて、現像処理をチェックする。次のステップ９０７では、現像処理に問題が有るか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ９０９に進み、液浸状態データを取得して、ステップ９１１において、液浸関連パラメータを、パターン欠陥部分が消滅するように、最適化する。一方、この判断が否定されれば、ステップ９１３において、現像処理の処理条件をパターン欠陥部分が消滅するように、最適化する。
【０２１８】
（８）液浸露光の処理条件の最適化（その５）
次に、液浸露光の処理条件の最適化（その５）を行う場合について説明する。ここでは、図４１に示されるように、露光処理前の測定検査結果と、現像処理後の測定検査結果との違いに基づいて、処理条件を最適化する。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｂ）における小項目（選択）：フォーカス事前測定を選択し、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｅ）における小項目（選択）：パターン線幅測定とを選択して、処理手順を作成する。
【０２１９】
図４１には、この解析処理のフローチャートが示されている。図４１に示されるように、まず、ステップ９５１において、検査（Ｂ）の結果が正常で、かつ、検査（Ｅ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了する。ステップ９５３において、トラック２００ＢのＣ／Ｄ１１０における現像処理の処理状態のデータを取得する。次のステップ９５５では、現像処理の処理状態のデータに基づいて、現像処理をチェックする。
【０２２０】
次のステップ９５７では、現像処理に問題が無いか否かを判断し、この判断が否定されれば、ステップ９５９に進み、現像処理の処理条件を最適化する。肯定されれば、ステップ９６１に進み、ＰＥＢ処理の処理状態のデータをトラック２００ＢのＣ／Ｄ１１０から取得する。ステップ９６３では、ＰＥＢ処理の処理状態をチェックする。ステップ９６５では、ＰＥＢ処理に問題が無いか否かを判断する。判断が否定されれば、ステップ９６７に進み、ＰＥＢの処理条件を最適化する。肯定されれば、ステップ９６９に進み、露光装置１０１から、露光量、同期精度、フォーカス、レンズなどの各種制御誤差の制御トレースデータを取得する。
【０２２１】
次のステップ９７１では、検査（Ｅ）で線幅が異常であった部分の検査結果のデータと、トレースデータとの相関度を算出する。ステップ９７３では、その相関度が閾値を超えたか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ９７４に進み、相関度の高いトレースデータに関連する制御パラメータを最適化する。この最適化には、ＣＤテーブル群が用いられる。一方、この判断が否定されれば、気泡・パーティクル等による露光中の液浸状態不良と判断して、ステップ９７５に進み、露光装置１０１から液浸モニタ結果のデータを取得する。ステップ９７７では、液浸関連のパラメータを最適化する。
【０２２２】
（９）液浸露光の処理条件の最適化（その６）
次に、液浸露光の処理条件の最適化（その６）を行う場合について説明する。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｂ）における小項目（選択）：フォーカス事前測定を選択し、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｆ）における小項目（選択）：パターン線幅測定を選択して、処理手順を作成する。
【０２２３】
図４２には、この最適化を行う解析装置１７０の処理のフローチャートが示されている。図４２に示されるように、まず、ステップ１００１において、検査（Ｂ）の結果が正常で、かつ、検査（Ｆ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば、特に最適化を行う必要がないものとして処理を終了する。また、ここで判断が肯定された場合には、ステップ１００３に進み、エッチング装置９３０の処理状態のデータを取得する。ステップ１００５では、エッチング装置９３０の処理状態をチェックする。ステップ１００７では、エッチング装置の問題がないか否かをチェックする。この判断が否定されれば、ステップ１００９に進み、パターン線幅の異常が解消されるように、エッチング条件を最適化する。この判断が肯定されれば、ステップ１０１１に進む。ステップ１０１１〜１０３７までの処理は、図４１のステップ９５３〜ステップ９７７と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【０２２４】
（１０）液浸露光の処理条件の最適化（その７）
次に、液浸露光の処理条件の最適化（その７）を行う場合について説明する。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｅ）における小項目（選択）：パターン欠陥検査（欠陥検査（Ｅ））を選択し、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｆ）における小項目（選択）：パターン欠陥検査（欠陥検査（Ｆ））を選択して、処理手順を作成する。図４３に示されるように、まず、ステップ１０５１において、検査（Ｅ）の結果が正常で、かつ、検査（Ｆ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了する。
【０２２５】
ステップ１０５３において、エッチング処理の処理状態のデータを取得する。ステップ１０５５において、エッチング装置９３０の処理状態をチェックする。ステップ１０５７において、エッチングの処理状態に問題が無いかをチェックする。肯定されれば、レジストへの液体の浸み込みによるエッチング耐性の劣化が一要因と判断して、ステップ１０６１に進み、液浸状態データを露光装置１０１から取得し、ステップ１０６３では、液浸関連パラメータを最適化する。一方、エッチング処理に問題有りと判断され、ステップ１０５７における判断が否定されれば、ステップ１０５９に進み、エッチング装置９４０の処理条件を最適化する。
【０２２６】
なお、液浸関連パラメータには、液体除去処理の処理条件も含むことは前述したとおりである。
【０２２７】
（１１）パターン線幅関連の処理条件の最適化
次に、パターン線幅関連の処理条件の最適化を行う場合について説明する。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ａ）における小項目（選択）：ウエハ膜検査を選択し、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｅ）又はウエハ測定検査処理（Ｆ）における小項目（選択）：パターン線幅測定を選択して、処理手順を作成する。
【０２２８】
図４４には、この解析処理のフローチャートが示されている。図４４に示されるように、まず、ステップ１１０１において、検査（Ａ）の結果が正常、かつ、検査（Ｅ）又は検査（Ｆ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば、処理を終了し、肯定されればステップ１１０３に進む。ステップ１１０３において、検査（Ａ）のデータと、検査（Ｅ）又は検査（Ｆ）のデータとの相関度を算出する。ステップ１１０５では、その相関度が閾値を超えたか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了し、肯定されればステップ１１０７に進む。
【０２２９】
ステップ１１０７では、成膜、塗布条件を最適化するように設定されているか否かを判断する。この判断が、肯定された場合にのみ、ステップ１１０９において、成膜、塗布条件を最適化する。ステップ１１１１では、制御パラメータを最適化するか否かを判断する。この判断が肯定された場合にのみ、ステップ１１１３において、露光量、同期精度、フォーカス、レンズ等の制御誤差の制御トレースデータを取得し、ステップ１１１５において、制御パラメータを最適化する。
【０２３０】
（１２）パターンの重ね合わせ精度関連の処理条件の最適化（その１）
次に、パターンの重ね合わせ精度関連の処理条件の最適化（その１）を行う場合について説明する。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｂ）における小項目（選択）：事前アライメント測定と、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｅ）又はウエハ測定検査処理（Ｆ）における小項目（選択）：重ね合わせ誤差測定とを選択して、処理手順を作成する。
【０２３１】
図４５には、この解析処理のフローチャートが示されている。図４５に示されるように、まず、ステップ１１５１において、検査（Ｂ）の結果が正常で、かつ、検査（Ｅ）又は検査（Ｆ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば、処理を終了し、肯定されれば、ステップ１１５３において、アライメント関連パラメータのうち、ショット配列の非線形成分を補正するための非線形補正パラメータを最適化する。
【０２３２】
（１３）パターンの重ね合わせ精度関連の処理条件の最適化（その２）
次に、パターンの重ね合わせ精度関連の処理条件の最適化（その２）を行う場合について説明する。この場合には、ホスト６００は、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｂ）における小項目（選択）：アライメント事前測定を選択し、大項目：ウエハ測定検査処理（Ｅ）又はウエハ測定検査処理（Ｆ）における小項目（選択）：重ね合わせ誤差測定を選択して、処理手順を作成する。
【０２３３】
図４６には、この解析処理のフローチャートが示されている。図４６に示されるように、まず、ステップ１２０１において、検査（Ｂ）の結果が正常で、かつ、検査（Ｅ）又は検査（Ｆ）の結果が異常であるか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了し、肯定されればステップ１２０３において、検査（Ｂ）と検査（Ｅ）又は検査（Ｆ）の相関度を算出する。ステップ１２０５では、その相関度が閾値を超えたか否かを判断する。この判断が否定されれば処理を終了し、肯定されればステップ１２０７に進んで、アライメント関連パラメータを最適化する。
【０２３４】
上述した（１）〜（１３）の最適化処理は適宜組合せることが可能である。例えば、（１）のアライメント関連の最適化と、（１３）の重ね合わせ誤差の最適化とを組合せるなど、同系統のパラメータに関する処理手順を組合せると効果的である。もっとも、（１）〜（１３）の最適化を所定の順番で行うようにしても良い。（１）の最適化が完了した後に、（１３）の最適化を行うなど、その手順は、ホスト６００において、自由に設計することが可能である。もっとも、最終的には、ウエハＷ上のデバイスパターンを精度良く形成するのがプロセスの目的であるから、その目的がいち早く達成されるような処理手順とするのが望ましい。例えば、最も効果的と思われる最適化処理を優先して実行するとか、特に、歩留まりへの影響が大きい処理条件を最適化する処理を優先して実行することができる。
【０２３５】
なお、（１）〜（１３）の最適化においては、図２７のステップ４１３で、２種類の測定検査結果と、最適化結果とをデータベース化するものとした。このデータベースは、以降のプロセスで、事前に得られた知識として用いることが可能である。例えば、似たような測定検査結果が得られたときに、どのパラメータの最適化が有効であったか否かをデータベースで探索して、その探索結果に従ってパラメータを最適化するようにすれば、より効率的にパラメータの最適化が可能となる。このようなデータベースは、全ウエハでのそのようなパラメータの最適化の有効性を解析できるようになっていても良いし、ロット単位でウエハが処理される場合には、ロット内での各ウエハごとにその有効性を検証できるようになっていても良い。
【０２３６】
また、このようなデータベースを参照すれば、２種類の測定検査結果の傾向、規則性（例えば周期性）を検出することにより、処理装置の処理状態の変動を事前に察知して、異常の発生などを未然に防ぐように、それらの処理装置の処理内容を予め調整することも可能である。このような規則性は、例えば、時間の関数によって表現することができる。例えば、露光装置の投影光学系のフォーカス変動等の長期変動などを、データベース（露光装置１００、１０１でのトレースデータ）を参照して、時間、工場内の環境（温度、湿度）などを変数とする関数で表現し、その関数が周期性をもっていれば、その関数に基づいて、フォーカス制御の目標値であるベストフォーカス位置を微調整することができ、結果的に測定検査結果における異常の発生（線幅の異常など）を未然に防ぐことが可能となる。この他、重ね合わせ誤差の測定結果の規則性、及びマーク波形データなどの規則性を見て、高精度な重ね合わせが実現されるようにアライメント関連パラメータを調整することもできる。また、前段階の測定検査の規則性から、後段階の測定検査で発生する異常をある程度予測できるので、後段階の測定検査を厳密に実行するようにすることができる。
【０２３７】
［まとめ］
以上詳細に説明したように、本実施形態によると、一連のプロセスに含まれる測定検査処理の２種類の測定検査結果データ（例えば、膜厚データとマーク波形データ、液浸露光処理前後の外観検査データ）を収集し、収集された２種類の測定検査結果データを複合的に組み合わせて解析し、その解析結果に基づいて最適化することによりウエハＷに対する処理結果が良好となる処理条件を特定し、その処理条件（例えば、露光装置１００、１０１の液浸関連パラメータ、制御系パラメータ、アライメント関連パラメータ）を最適化するので、１種類の測定検査結果データのみを用いてその処理条件を最適化するよりも、効率的な処理条件の最適化が可能となる。
【０２３８】
また、本実施形態では、解析装置１７０において、２種類の測定検査結果データの相関に基づいて、処理条件を最適化する処理を決定している。このように、２種類の測定検査結果の間に相関がある場合には、複数の処理の中から、処理条件を最適化するのに有効な処理を特定することが可能となる。例えば、膜厚データとマーク波形データとの間に相関がある場合には、処理条件を最適化するのに有効な処理を成膜・レジスト塗布処理に特定することが可能となる。
【０２３９】
また、本実施形態では、解析装置１７０において、２種類の測定検査結果の相関及び総計の少なくとも一方に関するデータに基づいて、処理条件を最適化する。このように、２種類の測定検査結果の相関及び／又は総計などから、ウエハＷの処理状態を極め細かく解析することができるので、単一の測定検査結果に基づいて処理条件を最適化するよりも、効率的な処理条件の最適化が可能となる。例えば、膜厚データとフォーカス事前測定データとの間の相関及び／又は総計に基づいて、ウエハＷの面形状を解析することにより、効率的なフォーカス関連パラメータの最適化が可能となる。
【０２４０】
また、本実施形態によると、２種類の測定検査結果として、複数の処理のうちのある特定処理（例えば、露光処理）の前後に行われる測定検査処理における測定検査結果が用いられる。また、解析装置１７０では、２種類の測定検査結果の相関の有無（膜厚データとマーク波形データとの相関の有無）、個々の測定検査結果の良否（事前の検査が正常で、かつ、事後の検査が異常）などに基づいて、処理条件を最適化する。このように、ある処理の前後の測定検査結果の相関又は違いを解析すれば、少なくとも特定処理を含む複数段階の処理を解析する際に、処理毎の解析が可能となる。また、測定検査結果の変化（例えば、現像処理後のパターン線幅と、エッチング処理後のパターン線幅との違い）によっても、エッチング処理等の解析が可能である。
【０２４１】
また、本実施形態では、解析装置１７０は、特定の処理（露光処理、ＰＥＢ処理、現像処理、エッチング処理など）の前に行われる事前測定検査処理で異常が検出されず、その特定の処理の後の事後測定検査処理で異常が検出された場合に、事後測定検査処理よりも前の基板処理の処理条件を最適化する。
【０２４２】
この場合、解析装置１７０では、特定処理の前の事前測定検査処理で異常が検出されず、特定処理の後の事後測定検査処理で異常が検出され、かつ、事前測定検査処理の測定検査結果データと、事後測定検査処理の測定検査結果データとの間に相関がある場合には、事前測定検査処理の処理条件を最適化する。これは、ある処理の前後の測定検査処理に相関があり、後の測定検査処理だけ異常が検出された場合には、前の測定検査処理において異常の検出が可能であると判断されるためである。
【０２４３】
また、本実施形態によると、解析装置１７０は、特定処理の前の事前測定検査処理で異常が検出されず、特定処理の後の事後測定検査処理で異常が検出された場合に、事後測定検査処理より前の処理の処理状態に関するデータ（例えば、露光装置１００、１０１のトレースデータ）を取得し、取得されたデータに基づいて処理条件を最適化する。このようにすれば、事後測定検査処理での異常の原因として最も可能性が高い特定処理をはじめとして、事後測定検査処理よりも前の処理の処理状態に基づいて、その処理が、異常の原因であるか否かを、効率的に突き止めることが可能となる。
【０２４４】
また、本実施形態によると、特定処理の処理状態に関するデータを優先的に解析し、その処理条件を最適化することができる。すなわち、異常の要因である可能性が最も高い測定検査処理に近い順に要因を解析することにより、その異常の要因をいち早く特定することが可能となる。
【０２４５】
しかしながら、事後測定検査処理よりも後の基板処理の処理条件もさらに最適化することも可能である。すなわち、事後測定検査処理で異常が検出され、その異常の要因が、別にあったとしても、その後の処理でその異常をある程度カバーできる場合には、事後測定検査処理よりも後の処理の処理条件をそのように最適化するようにしても良い。例えば、露光装置１００、１０１における露光量又はフォーカスが原因で、デバイスパターンの線幅が全体的に細くなっている場合には、現像処理又はエッチング処理の処理条件について、形成されるレジスト像若しくはエッチング像（エッチング後に形成される像）によるデバイスパターン（例えば、現像後に残存したポジレジスト部分によって形成されるパターン）の線幅が太くなるように、例えば、その処理時間を短くするようにすることができる。
【０２４６】
また、本実施形態によると、一連のプロセスを複数枚のウエハＷに対して行う間に、２種類の測定検査結果データと、処理条件の最適化結果に関する情報との関係をデータベースに登録している。このデータベースを参照すれば、２種類の測定検査結果と相関性の高い処理条件を、予め把握しておくことができる。解析装置１７０は、データベースに基づいて、相関性の高い処理条件を優先して最適化することが可能である。
【０２４７】
また、本実施形態によると、一連のプロセスを複数枚のウエハに対して行う間に、測定検査結果に関するデータの規則性を抽出する。そして、処理条件を最適化する際には、抽出された規則性を考慮する。これにより、処理条件の最適化が可能となる。
【０２４８】
本実施形態では、幾つかの具体的な処理条件の最適化処理について説明した。
【０２４９】
例えば、本実施形態では、成膜・レジスト塗布処理によりウエハＷ上に生成された膜厚データと、ウエハＷ上のウエハマークの波形データとの間に相関が有る場合には、アライメント事前測定におけるウエハマークの測定条件と、成膜、塗布条件との少なくとも一方を、ウエハＷ上のウエハマークの測定結果が膜の厚みに影響を受けないように、最適化することが可能である。
【０２５０】
また、本実施形態では、ウエハＷ上の膜厚データと、ウエハＷの露光面の面形状データとの相関がある場合には成膜、塗布条件を最適化する、あるいはフォーカス関連パラメータ（例えばフォーカスセンサの選択状態）を最適化することが可能である。
【０２５１】
また、本実施形態では、露光処理前のウエハＷ上の外観検査（Ｂ）で異物が検出されず、露光処理後のウエハＷ上の外観検査（Ｃ）で異物が検出され、かつ、それらの検査データの間に相関が有る場合には、露光処理前のウエハＷ上の異物の検査条件を最適化することが可能である。
【０２５２】
また、本実施形態では、膜生成処理によりウエハＷ上に生成された外観検査の結果が正常で、かつ、露光処理後のウエハＷ上の外観検査の結果が異常である場合には、露光処理の制御誤差のトレースデータを取得し、取得されたトレースデータに基づいて露光処理及び液体除去処理の少なくとも一方の処理条件を最適化することが可能である。
【０２５３】
また、本実施形態では、ＰＥＢ処理前のウエハＷの外観結果が正常で、ＰＥＢ処理の後のウエハＷの外観結果が異常である場合には、ＰＥＢ処理の処理状態のデータを取得する。そして、取得された処理状態のデータに基づいて、ＰＥＢ処理をチェックする。このチェックにより、ウエハＷの外観検査の異常の要因がＰＥＢ処理でないと判断した場合には、ＰＥＢ処理の前のウエハＷの異物検査処理の処理条件と、露光処理の処理条件と、液体除去処理の処理条件との少なくとも１つを最適化することが可能である。
【０２５４】
また、本実施形態では、ＰＥＢ処理前の外観検査結果が正常で、現像処理後のパターン欠陥検査結果が異常である場合には、現像処理及びポストベーク処理の処理状態のデータを取得する。そして、取得されたデータに基づいて、現像処理及びポストベーク処理が、外観検査結果の異常の要因でないと判断した場合には、ポストベーク処理の前後のウエハの異物検査処理の処理条件と、露光処理の処理条件と、液体除去処理の処理条件との少なくとも１つを最適化することが可能である。
【０２５５】
また、本実施形態では、露光処理前のウエハＷの露光面のショットフラットネスが正常で、現像処理又はエッチング処理後のウエハＷのパターン線幅の測定結果が異常である場合には、現像処理、ポストベーク処理、露光処理の少なくとも１つの処理状態のデータを取得して解析し、エッチング処理、現像処理及びポストベーク処理が、パターン線幅の異常の要因でないと判断した場合には、露光処理の処理条件と、液体除去処理の処理条件との少なくとも１つを最適化することが可能である。
【０２５６】
また、本実施形態では、現像処理後のウエハＷ上のパターン線幅の測定結果が正常で、エッチング処理後のウエハＷ上のパターン線幅の測定結果で異常である場合には、エッチング処理の処理状態を解析し、エッチング処理がパターン線幅の異常の要因でないと判断した場合には、露光処理の処理条件と、液体除去処理の処理条件との少なくとも一方を最適化することが可能である。
【０２５７】
また、本実施形態では、ウエハＷ上の膜の検査結果の変化と、現像処理後又はエッチング処理後のウエハＷのパターン線幅のばらつきの測定結果との相関性に基づいて、成膜、塗布条件及び露光処理の処理条件の少なくとも一方を最適化することが可能である。
【０２５８】
また、本実施形態では、露光処理前におけるアライメント事前測定の結果が正常で、現像処理又はエッチング処理の後のウエハＷ上のパターンの重ね合わせ誤差の測定結果が異常である場合には、ウエハアライメントの処理条件を最適化し、露光処理前におけるウエハＷのアライメントに用いられるアライメント事前測定結果と現像処理又はエッチング処理の後のウエハＷ上のパターンの重ね合わせ誤差データとの相関性に基づいて、アライメント関連パラメータを最適化することが可能である。
【０２５９】
ホスト６００では、これらの最適化処理手順を組合せて実行することが可能である。この場合、ホスト６００では、液浸露光を行うか、ドライ露光を行うかを判断し、その判断結果に基づいて、処理手順を変更することができる。
【０２６０】
また、本実施形態では、露光処理が液浸露光で行われるかドライ露光で行われるかに関するデータに応じて、複数の処理の少なくとも一部の処理内容を調整するので、ウエハに対して行われた露光に応じてその処理条件を適切に調整し、その処理装置にその調整結果を知らせることが可能となる。
【０２６１】
この場合、調整工程では、液浸露光とドライ露光とで、検査処理の検査項目と、検査感度と、検査条件との少なくとも１つを切り替えることができる。例えば、液浸露光で露光処理が行われていた場合には、検査処理の検査項目として、液浸露光に固有のパターン欠陥に対する欠陥検査と、液浸露光に用いられる液体によるウエハＷの異常検査と、液浸露光後にウエハＷ上に付着した残液検査との少なくとも１つを追加する。
【０２６２】
また、本実施形態では、液浸露光に固有のパターン欠陥には、液体と接触する投影光学系の光学素子に付着した汚れ又は液体中の気泡又は異物によるパターン欠陥が含まれ、ウエハＷの外観検査では、ウォーターマーク、ウエハＷ上に生成されたレジスト膜等の材質の液体への染み出しによる汚れ及びウエハＷ上のレジスト膜等の剥離に関する検査が含まれ、残液検査には、ウエハＷ上の残液中の異物検査が含まれる。
【０２６３】
また、液浸露光で露光処理が行われた場合には、検査処理の検査感度をドライ露光のそれに比して高めに設定する。
【０２６４】
検査処理の検査条件は、検査中にウエハＷを照明する照明光の波長、検出方式、検出光学系、及び検出アルゴリズムの少なくとも１つを含んでいる。例えば、液浸露光で露光処理が行われた場合には、照明光の短波長化と、明暗視野のうちの明視野の選択と、光学検出方式及び電子ビーム検出方式のうちの電子ビーム方式の選択と、コンフォーカル系の選択と、検出アルゴリズムとしての画像比較アルゴリズム、設計データ比較アルゴリズム、特徴抽出アルゴリズムのうちの画像比較アルゴリズム又は特徴抽出アルゴリズムの選択とを行う。
【０２６５】
また、本実施形態では、解析装置１７０は、液浸露光中の液浸部分のモニタ結果のデータと、検査処理の検査結果のデータとの相関性を算出する。そして、算出された相関性に基づいて、露光処理における露光条件と、検査処理における検査条件との少なくとも一方を最適化する。
【０２６６】
測定検査器１２０では、ウエハＷの外周の外観検査の検査頻度を多くする。液浸露光では、ウエハＷの外周部分で異常が発生する確率が高いためである。その分、異常が発生する確率が低い部分については、検査頻度を少なくすれば、スループットの低下を防ぐことができる。
【０２６７】
また、本実施形態では、解析装置１７０は、ウエハＷ上の各地点が液体に浸る時間（液浸時間）と、検査処理の検査結果のデータとの相関性をさらに算出する。そして、相関性に基づいて、ウエハＷ上の露光経路と、ウエハＷに対する成膜条件と、液浸露光後のウエハＷ上の液体除去条件との少なくとも一方を調整する。
【０２６８】
また、本実施形態によると、液浸露光で露光処理を行う場合には、ウエハＷ上に塗布されたレジスト膜を液体から保護するトップコート膜の検査処理を検査内容に追加する。
【０２６９】
また、本実施形態では、検査処理の検査結果等のデータをデータベースに登録し、データベースに基づいて、ウエハＷ内の各地点における異常の発生頻度に関する情報を算出する。そして、測定検査器１２０では、異常の発生頻度に関する情報に基づいて、ウエハＷ内の各地点における検査頻度を増減する。
【０２７０】
なお、液浸露光と、ドライ露光とで、プロセスウインドウを変更するようにしても良い。ドライ露光装置１００と液浸露光装置１０１とでは、焦点深度が異なるため、同じデバイスパターンを転写する場合であっても、設定可能な露光量とフォーカスの範囲が異なるため、プロセスウインドウは、別々に管理されるのが望ましい。
【０２７１】
なお、解析装置１７０は、独立でなくてもよく、ホスト６００、露光装置１００、１０１、トラック２００、測定検査器１２０、デバイス製造処理装置群９１０の各装置（９１０、９２０、９３０、９４０）に備えられるようにしても良い。このようにすれば、露光装置、トラック、測定検査器、デバイス製造処理装置は、自身で、その処理条件を最適化する能力を有するようにすることが可能となる。
【０２７２】
なお、上記実施形態では、レチクルＲが透過型の場合について説明したが、これに限らず、反射型であっても良い。
【０２７３】
液浸状態をモニタする装置は、上述したものには限られない。露光領域ＩＡに対応する液浸領域の液浸状態を観測可能であれば、あらゆる装置を適用可能である。
【０２７４】
また、上記実施形態では、液浸領域を照明するために、液浸領域の周辺部に照明用光源１５が設置されている場合について説明したが、これに限らず、照明用光源１５に代えて、例えば、基材２６１上に発光素子を設けても良いし、あるいは液浸モニタ装置２６０のラインセンサとして露光光ＥＬに感度を有するものが用いられるときには、露光光ＥＬを用いて液浸領域を照明しても良い。
【０２７５】
また、上記実施形態において、測定検査器１２０は、露光セル７００内において、トラック外にインラインに配置したが、これはトラック２００内にインラインに配置するようにしてもよく、露光セル７００外部に、オフラインに配置するようにしても良い。
【０２７６】
また、上記実施形態において、各段階で行われる測定検査処理を行う測定検査器、すなわち液浸露光されたウエハＷの外観検査を行う測定検査器、ＰＥＢ処理がなされたウエハＷの外観検査を行う測定検査器、及び現像処理がなされたウエハＷのパターン検査を行う測定検査器などは、それぞれ異なる測定検査器であっても良い。
【０２７７】
また、上記実施形態において、除去装置Ｔは、露光処理後のウエハＷだけでなく、露光処理前のウエハＷも処理対象としても良い。すなわち、露光処理前のウエハＷに付着しているパーティクルなどの異物を除去するのに用いても良い。
【０２７８】
また、上記実施形態では、露光装置１００、露光装置本体Ｓでの露光対象の物体が半導体製造用の半導体ウエハの場合について説明したが、これに限らず、例えば、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）などであっても良い。すなわち、露光装置１００、露光装置本体Ｓは、半導体素子製造用の露光装置に限らず、例えば、液晶表示素子製造用の露光装置、ディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド製造用の露光装置、撮像素子製造用の露光装置、レチクル又はマスク製造用の露光装置などであっても良い。
【０２７９】
さらに、露光装置１００、露光装置本体Ｓでの露光対象の形状は、円形状に限定されるものではなく、例えば矩形状であっても良い。この場合には、前記液浸モニタ装置２６０の基材２６１の形状も矩形状のものが用いられる。
【０２８０】
また、上記実施形態において、露光装置１００、露光装置本体Ｓは、レチクルＲとウエハＷとを走査方向に同期移動しつつレチクルＲに形成されたパターンをウエハＷに露光する走査型露光装置（いわゆるスキャニングステッパ）であっても良いし、レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲに形成されたパターンを一括露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置であっても良い。さらに、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置であっても良い。
【０２８１】
また、露光装置１００、露光装置本体Ｓは、複数のウエハステージを備えたツインステージ型の露光装置（例えば、特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６,５９０,６３４号明細書）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５,９６９,４４１号明細書）参照）であっても良い。この他、各種処理装置は、無駄時間を０にすべく、２つの処理部を備えるタンデム構成とすることができる。
【０２８２】
なお、上記実施形態の露光装置１００、露光装置本体Ｓでは、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（又は可変成形マスク、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。また、露光装置は、国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にデバイスパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）であっても良い。
【０２８３】
また、露光装置本体Ｓは、ウエハＷの表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置（例えば、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号明細書参照）であっても良い。
【０２８４】
なお、上記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報（国際公開を含む）及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【０２８５】
また、上記実施形態では、局所液浸タイプの露光装置を例示したが、本発明の基板処理方法及び基板処理システムのうちの一部、例えば成膜装置によって形成された膜の成膜状況及び成膜装置の成膜条件の少なくとも一方に基づいて、検査条件を最適化する基板処理方法及び基板処理システムなどは、液浸タイプでない露光装置にも適用可能である。従って、露光装置は液浸タイプに限られない。
【０２８６】
また、上記実施形態では、本発明に係るプログラムは、フラッシュメモリにそれぞれ記録されているが、他の情報記録媒体（ＣＤ、光磁気ディスク、ＤＶＤ、メモリカード、ＵＳＢメモリ、フレキシブルディスク等）に記録されていても良い。また、ネットワーク（ＬＡＮ、イントラネット、インターネットなど）を介して本発明に係るプログラムを各フラッシュメモリに転送しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２８７】
以上説明したように、本発明の調整方法及び基板処理方法は、デバイスを製造するのに適している。
【図１】
0005392520.tif 000002
【図２】
0005392520.tif 000003
【図３】
0005392520.tif 000004
【図４】
0005392520.tif 000005
【図５】
0005392520.tif 000006
【図６】
0005392520.tif 000007
【図７】
0005392520.tif 000008
【図８】
0005392520.tif 000009
【図９】
0005392520.tif 000010
【図１０】
0005392520.tif 000011
【図１１】
0005392520.tif 000012
【図１２】
0005392520.tif 000013
【図１３】
0005392520.tif 000014
【図１４】
0005392520.tif 000015
【図１５】
0005392520.tif 000016
【図１６】
0005392520.tif 000017
【図１７】
0005392520.tif 000018
【図１８】
0005392520.tif 000019
【図１９】
0005392520.tif 000020
【図２０】
0005392520.tif 000021
【図２１】
0005392520.tif 000022
【図２２】
0005392520.tif 000023
【図２３】
0005392520.tif 000024
【図２４】
0005392520.tif 000025
【図２５】
0005392520.tif 000026
【図２７】
0005392520.tif 000027
【図２８】
0005392520.tif 000028
【図２９】
0005392520.tif 000029
【図３０】
0005392520.tif 000030
【図３１】
0005392520.tif 000031
【図３２】
0005392520.tif 000032
【図３３】
0005392520.tif 000033
【図３４】
0005392520.tif 000034
【図３５】
0005392520.tif 000035
【図３６】
0005392520.tif 000036
【図３７】
0005392520.tif 000037
【図３８】
0005392520.tif 000038
【図３９】
0005392520.tif 000039
【図４０】
0005392520.tif 000040
【図４１】
0005392520.tif 000041
【図４２】
0005392520.tif 000042
【図４３】
0005392520.tif 000043
【図４４】
0005392520.tif 000044
【図４５】
0005392520.tif 000045
【図４６】
0005392520.tif 000046
【図２６】
0005392520.tif 000047