(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版と基板とを移動させることにより前記原版のパターンを前記基板に露光する走査露光装置であって、
前記原版と前記基板とを移動させながら、前記基板上の各点に関し、前記原版と前記基板との間の複数の位置ずれを計測する計測手段と、
前記各点に関し前記複数の位置ずれの標準偏差を求める第１の演算手段と、
前記基板上の複数点に関し前記第１の演算手段によりそれぞれ求められた複数の標準偏差のばらつきを求める第２の演算手段と、
前記第２の演算手段により求められたばらつきに基づいて、処理を実行する処理手段と
を備えたことを特徴とする走査露光装置。
【請求項２】
前記原版を保持した原版ステージと前記基板を保持した基板ステージとを移動させながら、スリット形状光を用いて、前記原版のパターンを前記基板に露光することを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
【請求項３】
前記計測手段は、前記各点を前記スリット形状光により露光している間に、前記複数の位置ずれを計測することを特徴とする請求項２に記載の走査露光装置。
【請求項４】
前記複数点は、前記基板上のショット内にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の走査露光装置。
【請求項５】
前記処理手段は、前記ばらつきが許容できるものであるか否かを判断する判断手段を含み、前記判断手段による判断に基づき処理を実行することを特徴とする請求項項１〜４のいずれかに記載の走査露光装置。
【請求項６】
前記第２の演算手段は、前記標準偏差がχ2分布として分布するとの仮定に基づいて、前記ばらつきを求めることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の走査露光装置。
【請求項７】
前記第２の演算手段は、前記ばらつきとして、前記標準偏差の分布から尤度により決まる、前記標準偏差の信頼限界を求めることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の走査露光装置。
【請求項８】
前記第２の演算手段は、前記基板上のショット毎に前記ばらつきを求めることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の走査露光装置。
【請求項９】
前記処理手段は、前記ばらつきに基づいて、前記露光の処理を制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の走査露光装置。
【請求項１０】
前記処理手段は、前記基板上のショットを露光する前のセトリング時間、前記原版及び前記基板の各移動速度、前記基板上の複数ショットの露光順番、前記原版及び前記基板の各移動方向、および露光中に加える振動のうちの少なくとも１つに関する設定を行うことを特徴とする請求項９に記載の走査露光装置。
【請求項１１】
前記処理手段は、前記ばらつきに関する情報の表示、記憶、および外部装置への転送の少なくとも１つに関する制御を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の走査露光装置。
【請求項１２】
前記処理手段は、前記ばらつきに基づいて、前記露光の処理を停止することを特徴とする請求項９に記載の走査露光装置。
【請求項１３】
前記処理手段は、前記ばらつきが許容できないものとされた、前記基板上のショットの数に基づいて、処理を実行することを特徴とする請求項５に記載の走査露光装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の走査露光装置を用いて原版のパターンを基板に露光する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１５】
原版と基板とを移動させることにより前記原版のパターンを前記基板に露光する走査露光方法であって、
前記原版と前記基板とを移動させながら、前記基板上の各点に関し、前記原版と前記基板との間の複数の位置ずれを計測する計測工程と、
前記各点に関し前記複数の位置ずれの標準偏差を求める第１の演算工程と、
前記基板上の複数点に関し前記第１の演算工程においてそれぞれ求められた複数の標準偏差のばらつきを求める第２の演算工程と、
前記第２の演算工程において求められたばらつきに基づいて、処理を実行する処理工程と
を含むことを特徴とする走査露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査露光装置及び走査露光方法並びにデバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走査露光中におけるレチクルとウエハとの位置ずれが転写像に与える影響は、その相対ずれ量の変動周期に依存する。露光対象のウエハ上の任意の一点を露光スリット（スリット状の露光光）が通過する間におけるレチクルとウエハとの平均的なずれの成分は移動平均（ＭＡ）と呼ばれ、所望の位置からのレチクル像の転写位置のずれ量に相当する。一方、ウエハ上の任意の一点を露光スリットが通過する間に振動した成分すなわち比較的振動周期の短い成分は、偏差量の分散、或いは移動標準偏差（ＭＳＤ）の尺度で表現され、ステージ制御誤差に起因するレチクルパターンの転写像の半影（ぼけ）量に相当する。移動平均、移動標準偏差とも小さい方が望ましいが、これらの値を数値的な評価尺度として提供することも重要なことである。
【０００３】
従来は、ショット内の移動平均や移動標準偏差をモニタし、プロダクションのロット不良要因を解析する指標として利用していた。具体的には、ショットごとの移動平均絶対量の最悪値、及び、ショットごとの移動標準偏差の最大値を露光結果のログとして保存し、これを検査工程で不良とされたショットと対比することにより、歩留まりの低下要因を追跡することができる。また、移動平均や移動標準偏差の上限値を予め決めておき、走査露光時にこれを上まわる場合はそれ以上の不良ロットを発生させる前に露光装置を停止させてオーバーホールすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３は、走査露光中の移動標準偏差（ＭＳＤ）とＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）値との関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。ＭＳＤ＝０の位置におけるＣＤ値との差分がＭＳＤに依存する線幅の細りである。ＭＳＤが大きいと半影量が大きくなり、転写線幅が細くなる。
【０００５】
ウエハ上のレチクルパターン転写像の線幅ばらつきは、集積回路の性能を表す重要なファクターである。この線幅ばらつきは、移動標準偏差（ＭＳＤ）のばらつきに相当する。従来例としては、ＭＳＤ及びＭＡの値を逐次計算する方法があるが、ＭＳＤのばらつきを評価し、その評価結果を利用する装置も方法も提案されていない。
【０００６】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、移動標準偏差のばらつきを評価し、これを利用する装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る走査露光装置は、原版と基板とを移動させることにより前記原版のパターンを前記基板に露光する走査露光装置であって、前記原版と前記基板とを移動させながら、前記基板上の各点に関し、前記原版と前記基板との間の複数の位置ずれを計測する計測手段と、前記各点に関し前記複数の位置ずれの標準偏差を求める第１の演算手段と、前記基板上の複数点に関し前記第１の演算手段によりそれぞれ求められた複数の標準偏差のばらつきを求める第２の演算手段と、前記第２の演算手段により求められたばらつきに基づいて、処理を実行する処理手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記走査露光装置は、前記原版を保持した原版ステージと前記基板を保持した基板ステージとを移動させながら、スリット形状光を用いて、前記原版のパターンを前記基板に露光することが好ましい。
【０００９】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記計測手段は、前記各点を前記スリット形状光により露光している間に前記複数の位置ずれを計測することが好ましい。
【００１０】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記複数点は、前記基板上のショット内にあることが好ましい。
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、前記処理手段は、前記ばらつきが許容できるものであるか否かを判断する判断手段を含み、前記判断手段による判断に基づき処理を実行することが好ましい。
【００１２】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２の演算手段は、前記標準偏差がχ2分布として分布するとの仮定に基づいて、前記ばらつきを求めることが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２の演算手段は、前記ばらつきとして、前記標準偏差の分布から尤度により決まる、前記標準偏差の信頼限界を求めることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の走査露光装置。
【００１４】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２の演算手段は、前記基板上のショット毎に前記ばらつきを求めることが好ましい。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、前記処理手段は、前記ばらつきに基づいて、前記露光の処理を制御することが好ましい。
【００１６】
本発明の好適な実施形態によれば、前記処理手段は、前記基板上のショットを露光する前のセトリング時間、前記原版及び前記基板の各移動速度、前記基板上の複数ショットの露光順番、前記原版及び前記基板の各移動方向、および露光中に加える振動のうちの少なくとも１つに関する設定を行うことが好ましい。
【００１７】
本発明の好適な実施形態によれば、前記処理手段は、前記ばらつきに関する情報の表示、記憶、および外部装置への転送の少なくとも１つに関する制御を行うことが好ましい。
【００１８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記処理手段は、前記ばらつきに基づいて、前記露光の処理を停止することが好ましい。
【００１９】
本発明の好適な実施形態によれば、前記処理手段は、前記ばらつきが許容できないものとされた、前記基板上のショットの数に基づいて、処理を実行することが好ましい。
【００２０】
本発明のデバイス製造方法は、上記の走査露光装置を用いて原版のパターンを基板に露光する工程を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の走査露光方法は、原版と基板とを移動させることにより前記原版のパターンを前記基板に露光する走査露光方法であって、前記原版と前記基板とを移動させながら、前記基板上の各点に関し、前記原版と前記基板との間の複数の位置ずれを計測する計測工程と、前記各点に関し前記複数の位置ずれの標準偏差を求める第１の演算工程と、前記基板上の複数点に関し前記第１の演算工程においてそれぞれ求められた複数の標準偏差のばらつきを求める第２の演算工程と、前記第２の演算工程において求められたばらつきに基づいて、処理を実行する処理工程とを含むことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態によれば、１ショットの露光中のレチクルステージ（原版ステージ）とウエハステージ（基板ステージ）との間の複数の同期誤差データを演算処理することにより、ステージ要因の線幅ばらつき量に相当する露光中の移動標準偏差（ＭＳＤ）のばらつき量を求める。そして、移動標準偏差（ＭＳＤ）のばらつき量が予め定められたレベル内に維持されているか否かを監視し、移動標準偏差（ＭＳＤ）のばらつき量が該レベルを越えた場合に露光動作を停止させることにより、規定量以上の線幅変動が発生する大量に発生することを未然に防止する。また、本発明の好適な実施の形態によれば、移動標準偏差（ＭＳＤ）のばらつき量が大きいショットを複数のウエハについての観察し、ばらつきが大きい位置のショットに関しては、例えば、スキャン速度を遅くしたり、スキャン露光に移行する前のセトリング時間（或いは、それに相当する走行距離）を延ばしたり、もしくは意図的な振動を加えることにより線幅ばらつきの均一化を図る。
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態をより詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の好適な実施の形態の走査露光装置の概略構成を示す図である。エキシマレーザー等の光源から出力された露光光は、第一コンデンサレンズ群２を経由してスリット４に達する。スリット４は、露光光をＺ軸方向に７ｍｍ程度の幅を有するスリット状のビームに絞る他、Ｚ軸方向に積分した照度がＸ軸方向の所定範囲にわたって均一になるように調整する。マスキングブレード１は、レチクルステージ（原版ステージ）５とウエハステージ（基板ステージ）１６をスキャンさせて露光する際に、レチクル（原版）６のパターン描画画角の端に追従して移動する。マスキングブレード１は、レチクル６のパターンの転写が終了してレチクルステージ５が減速している間に、レチクル６の光透過部に露光光が当たってウエハ（基板）２１上に投光されることを防止する。マスキングブレード１を通過した露光光は、第二コンデンサレンズ群３を経由してレチクルステージ５上のレチクル６に照射される。レチクル６のパターンを通過した露光光は、投影レンズ１１を経由して露光スリット（スリット状の露光光）としてウエハ２１に至り、該ウエハ２１の表面近傍にレチクルパターンの結像面を形成する。投影レンズ１１内には、ＮＡ絞り１２が設けられており、これにより露光時の照明モードを変更することができる。
【００２６】
１次元方向に移動可能なＴＴＬスコープ８は、該ＴＴＬスコープの絶対位置基準を基準として、レチクル６上及びウエハ２１又はウエハステージ１６上の基準マーク１９に形成されたアライメントマークのＸ，  Ｙ，  Ｚ  軸方向の位置を計測する。リレーレンズ７は、ＴＴＬスコープ８のフォーカスを調整するために使用される。アライメントマークのフォーカスが最も合っている状態でのリレーレンズ７の位置を参照することにより、検出対象物のフォーカス（Ｚ軸方向の位置）を計測することができる。図１では、作図の便宜上、２基のＴＴＬスコープ８がＹ方向に沿って配置されているが、実際にはこれらのＸ方向にも更に１基のＴＴＬスコープが配置されている。この配置により、レチクルアライメントマークとウエハ２１上又はウエハステージ１６上の基準マーク１９との間のωｘ，ωｙ  方向の傾きを計測することができる。図１中に記載されたＴＴＬスコープ８は、画角中心方向（Ｙ軸方向）への駆動が可能である。
【００２７】
レチクルステージ５は、３つのレチクルレーザー干渉計１０によってＸ、Ｙ、θ方向に制御される。図１では、１つのレチクルレーザー干渉計１０のみが記載されているが、実際には、Ｙ軸に沿って２つ、それらのＸ軸方向に１つのレーザー干渉計１０が配置されている。レチクルステージ５は、鏡筒定盤１３上に設けられたガイドに沿ってＸ、Ｙ、θ方向に移動可能である。レチクルステージ５は、Ｙ軸に関しては、ウエハステージ１６と同期して移動しながらスキャン露光を実行する長ストロークにわたって移動可能であり、Ｘ、θ軸に関しては、レチクルステージ５にレチクル６を吸着させた際の誤差を解消できれば十分なため、微少範囲でのみ移動可能である。この露光装置は、レチクルステージ５を駆動した際の反力がベースプレート１８と剛につながっている不図示の反力吸収装置に逃がされる構造を有し、駆動の反動による鏡筒定盤１３の揺れは発生しない。レチクルステージ５上にはレチクル基準プレート９が搭載されており、ＴＴＬスコープ８によって観察できるマークがプレート上に描画されている。
【００２８】
フォーカス検出器１４は、投影レンズ１１を介することなく、ウエハステージ１６上に搭載されたウエハ２１又は基準マーク１９のＺ、ωｘ、ωｙ  方向の位置をマークの有無にかかわらず、高速に計測する。レチクルステージ５とウエハステージ１６を同期スキャンさせながら露光を行う際のフォーカス計測にはこのフォーカス検出器１４が用いられる。フォーカス計測器１４は、計測精度の長期安定性を保証するために、ウエハステージ１６上の基準マーク１９をＴＴＬスコープ８によって計測した結果と、フォーカス計測器１４で計測した結果とを比較することにより自己キャリブレーションを行う。
【００２９】
オフアクシススコープ２０は、一眼によるフォーカス計測機能とＸＹ方向のアライメント誤差計測機能を持っている。通常の量産ジョブにおいてウエハをアライメントする際には、このオフアクシススコープ２０においてグローバルチルト計測兼グローバルアライメント計測を行う。グローバルチルト補正量とグローバルアライメント補正量は、ウエハの露光エリアが投影レンズ１１の下に位置するようにウエハステージ１６をステップさせる際に一括して行われる。
【００３０】
鏡筒定盤１３は、この露光装置の高精度な計測器を取り付ける基台になっている。鏡筒定盤１３は、床の上に直接置かれたベースプレート１８に対し微少量上方に浮上した状態で位置決めされている。先に説明したフォーカス検出器１４及びＴＴＬスコープ８は鏡筒定盤１３に取り付けられているので、これらの計測器の計測値は結果的に鏡筒定盤からの相対的な距離を計測していることになる。定盤間干渉計１５は、鏡筒定盤１３とステージ定盤１７との相対的な位置関係を計測する。この実施の形態では、定盤間干渉計１５による計測結果とウエハステージ１６に実装されている不図示の３軸のＺセンサーによる計測結果の和が、上位シーケンスから指令される目標値に一致するように制御を行うことにより、ウエハステージ１６上のウエハ２１が、鏡筒定盤１３に対して、フォーカス方向において上位シーケンスから指定される目標値に一致するように維持される。ウエハステージ干渉計２２は、レチクルステージ５についての干渉計と同様に３つ配置され、ウエハステージ１６のＸ、Ｙ、θ方向の制御に利用される。
【００３１】
ステージ定盤１７は、ベースプレート１８から、鏡筒定盤１３と同様に、微少量浮上して位置決めされている。ステージ定盤１７は、床からベースプレート１８を経由してウエハステージ１６に伝達される振動を取り除く機能と、ウエハステージ１６を駆動したときの反力をなまらせてベースプレート１８に逃がす機能を兼ねている。ウエハステージ１６は、ステージ定盤１７の上に微少距離浮上して搭載されている。
【００３２】
図２は、図１に示す走査露光装置のウエハステージ１６及びレチクルステージ５を制御するコントローラの構成、並びに、計測結果及び演算結果等に関する数値情報の流れを示すブロック図である。図２に示す演算処理は、露光装置の制御システム（不図示）の基準クロック（サーボクロック）の各サイクルで繰り返して実行される。このような機構は、例えば、タイマー割り込みによって起動されるハンドラルーチンにこれらの処理を組み込むことによって実現され得る。
【００３３】
レチクルステージ５の座標は、Ｘ、Ｙ、θ軸に関してレチクルレーザー干渉計１０によって計測され、計測結果である測長信号は、レチクル測長ユニット２０１において、積算された位置信号としてカウントされる。レチクルステージプロファイラ２０２は、レチクルステージ５をスキャン駆動する際の目標位置を一定サーボクロック間隔で生成する。この目標位置と現在位置であるレチクル測長ユニット２０１の出力との差分が差分演算器２０９によって演算され、レチクルステージ５の位置とその目標位置とのずれを示すレチクル偏差２１３として出力される。レチクル偏差２１３は、レチクルステージ制御補償器２０３によってサーボ演算されてレチクルステージ５の駆動ユニット（不図示）に提供する操作量２０７となる。
【００３４】
ウエハステージ１６の座標は、Ｘ、Ｙ、θ軸及びωｘ、ωｙ軸に関してレーザー干渉計１１によって計測され、計測結果である測長信号は、ウエハ測長ユニット２０４において、積算された位置信号としてカウントされる。ウエハステージプロファイラ２０５は、ウエハステージ１６をスキャン駆動する際の目標位置を一定サーボクロック間隔で生成する。レチクルステージ５とウエハステージ１６とを同期スキャンする際にレチクルステージプロファイラ２０２とウエハステージプロファイラ２０５が生成する走査方向に関する駆動目標値の速度比率は、投影レンズ１１の投影比率に一致する。ウエハステージプロファイラ２０５が生成する目標位置と現在位置であるウエハ測長ユニット２０４の出力との差分が差分演算器２１０によって演算され、ウエハステージ１６とその目標位置とのずれを示すウエハ偏差２１４として出力される。
【００３５】
レチクル偏差２１３とウエハ偏差２１４は、さらに差分演算器２１１でその差分を演算され、レチクルステージ５とウエハステージ１６との同期偏差２１２として出力される。ウエハ偏差２１４は、ウエハステージ制御補償器２０６によってサーボ演算され、ウエハステージ１６の駆動ユニット（不図示）の操作量２０８となる。同期偏差２１２は、レチクル像がウエハ上に投影される際の所望の位置からのずれ量に相当する。同期偏差を極力解消するために、レチクルステージ制御補償器２０３は、ウエハステージ１６に比較して質量の低いレチクルステージ５を補正駆動する。同期偏差２１２は、サーボクロックのサイクルごとに検出することが可能であり、走査露光中の同期偏差２１２に対して、逐次、スリット幅内で、平均化処理や変動量の２乗平均処理を実行することにより、移動平均(MA)及び移動標準偏差(MSD)を算出することができる。露光中の任意のスリット位置における移動平均(MA)及び移動標準偏差(MSD)は、第１同期精度指標演算器２１５において後述の計算式に従って露光中のサーボクロック数（N）だけ演算される。ウエハ中の１ショット又は複数ショットの露光期間中の複数点(N)の同期偏差又はそれらの標準偏差は、該当ショットの露光処理が終了した後に第２同期精度指標演算器２１６に転送されて、ここで移動標準偏差(MSD)のばらつきが演算され、例えば３σに相当する99.7%の尤度で判断した信頼限界値としての上限(MSDU)及び下限(MSDL)が出力される。
【００３６】
走査露光中の同期精度は、露光スリットがウエハ上のある一点を通過する間の同期偏差の平均値である移動平均（ＭＡ）と、当該通過する間の同期偏差の標準偏差（ＭＳＤ）で表現することが一般的である。ＭＡとＭＳＤの値は、露光中にサーボクロックのサイクルごとに検出することが可能であり、結果として１ショットを走査露光する事によって複数個の計測結果が得られる。この計測結果は、例えばサーボクロックが４［ｋＨｚ］で、２１０［ｍｍ／ｓｅｃ］で２６×３３ｍｍの画角をスキャンした場合で約１４０サンプルとなり、従来は、これらの数値に最大・最小値検出や平均化などの処理を施した結果を装置性能の評価尺度として用いている。ステッパーの評価方法を承継した慣例的な評価方法においては、装置性能は、ショット内における同期偏差の標準偏差（３σ）と移動平均（ＭＡ）の最悪値（ｍ）との和（ｍ＋３σ）で評価されている。しかし、この従来の評価方法は、最悪ケースでの重ね合わせ精度を保証する指標であるものの、装置性能を示す指標として十分ではない。例えば、移動平均（ＭＡ）が大きいときは、偏差分布はＭＡ近傍にあるが故に、−（ｍ＋３σ）近傍にはほとんど偏差は分布しないことから、装置の性能を必要以上に低く見込んでいることになる。また、スキャナーに関して、ＭＡ／  ＭＳＤ  の最大値を規格値とする評価方法がある。しかし、この評価方法では、試料ウエハの局所的な汚れやウエハ端面における厚み変動が原因で異常値を発生することがあり、このような比較的希な現象のために規格値を絞ることができないという欠点がある。
【００３７】
スキャン露光中における同期誤差の分布は、おおよそ正規分布に近い分布形状をとることが実験的に観察されている。正規分布であることを前提とすることで求められた移動標準偏差（ＭＳＤ）は、露光中のステージ要因の半影領域の幅を表し、線幅の細りを示す尺度となっている。ＭＳＤは、ステージの加速が終わってからスキャン露光に移行するまでのセトリング時間が短いと悪化し、セトリング時間はその直前のステージの駆動プロファイルの形状の影響を受ける。すなわち、ショットレイアウトや露光順序が変更されることによってＭＳＤの値は変動する可能性がある。また、スキャン露光中は、フォーカスとチルト（ωｘ、ωｙ）方向のウエハ表面追従が行われ、これにより外乱が入り、同期精度を悪化させる。すなわち、ウエハやウエハチャックの表面状態はＭＳＤを悪化もしくは変動させる要因となっている。
【００３８】
ＭＳＤの変動は、ステージ制御要因の露光線幅のばらつきに相当する。露光線幅ばらつきは、生産する半導体素子の性能、ひいては歩留まりを左右する重要なファクターである。これを抑えることが重要な課題であり、数値的な指標で表現する方法が必要とされている。従って、ＭＳＤのばらつきは、走査露光装置で絶対的な精度指標として追求するべき重要な評価尺度となる。この尺度を得るには「ショット内の移動標準偏差（ＭＳＤ）の平均値とばらつき」を数値で表現する方法が必要である。そのような表現方法は、移動標準偏差に関する装置の基本性能を表すためのより的確な評価指標と言える。
【００３９】
スリット内移動平均（ＭＡ）及びスリット内移動標準偏差（ＭＳＤ）は、次の関係式で制御システムのサーボクロックのサンプルレートで求められる。１ショットの露光で得られるＭＡ及びＭＳＤの値は、スキャン速度に依存するが、２１０［ｍｍ／ｓｅｃ］のスキャン速度でＹ方向３３［ｍｍ］のショットを露光した場合で約７６０対のデータが得られる。移動平均（ＭＡ）は、露光スリットによる露光中のレチクル像の転写位置のずれ量を表す指標となる。ここで、各ステージには積分制御がかかっているので、１ショット分程度の時間内の複数点の移動平均（ＭＡ）の平均は概ね０である。移動標準偏差（ＭＳＤ）は、レチクル転写像のステージ要因による半影量（ぼけ）を示す指標であり、二乗平均の平方根であることから常に正の値をとる。
【００４０】
【数１】
0003559766.tif 000002
ε（ｙ）：走査位置ｙ（＝Ｙ−Ｄ／２＋ｋＶＴ）における偏差量
ＭＡ（Ｙ）：走査位置Ｙにおける移動平均値
Ｙ：走査位置
Ｄ：スリット幅（一般的に７．５［ｍｍ］程度）
Ｖ：走査速度
Ｔ：サンプルクロックレート（ここでは、２５０［μｓｅｃ／ｓａｍｐｌｅ］）
Ｎ  ＝ｉｎｔ（  Ｄ  ／  ＶＴ  ）：スリット内のサンプルクロック数
目的である「ショット内の移動標準偏差の平均値とばらつき」を求めるには、移動標準偏差ＭＳＤ（Ｙ）の標本群の分布形を求めることが必要である。移動標準偏差ＭＳＤ（Ｙ）のばらつきは、「複数個（Ｎ）の同期誤差（ε（Ｙ−Ｄ／２＋ｋＶＴ）−ＭＡ（Ｙ））の２乗平均の平方根」の分布を意味する。この分布は正規分布ではない特殊な分布形を呈するため、サンプル数分の移動標準偏差（ＭＳＤ）の標準偏差を求めてその３σからショット内移動標準偏差のばらつきを求めることは誤りである。そこで、いままで慣習的に用いられてきた３σの意味するところの９９．７％の上下方向の信頼限界量を独自に推定する必要がある。
【００４１】
正規分布をする標本群から複数個のサンプルを抽出すると、そのサンプルの２乗和の確率密度分布はχ２（カイ２乗）分布と呼ばれる分布を呈することが知られている。このχ２分布のプロファイルに移動標準偏差ＭＳＤ（Ｙ）の分布を適合させることによって移動標準偏差ＭＳＤ（Ｙ）のばらつき幅を推定することができる。
【００４２】
移動標準偏差ＭＳＤ（Ｙ）の分布は、厳密にはχ２分布とはならない。しかし、次の２点の割り切りをおこなうことで、これをχ２分布とみなして検討を進めることができる。
（１）ＭＡ（Ｙ）＝  ０、すなわち移動標準偏差の演算に用いる移動平均値は常に０である。
（２）ε（ｙ）  は、露光スリット内の連続したサンプル点の集合ではなく、露光ショット内の任意の点からの無作為抽出（＝＝εｋ）である。
【００４３】
どちらの前提も移動標準偏差ＭＳＤ（Ｙ）のばらつきを大きい方向に見積もる要素であるので安全な方向である。上記割り切りによって、移動標準偏差ＭＳＤ（Ｙ）は、Ｙの関数ではなくなり次のように簡素化される。
【００４４】
【数２】
0003559766.tif 000003
また、各ステージの同期偏差の確率分布は正規分布であるという前提から、次のように表現される。
【００４５】
【数３】
0003559766.tif 000004
確率変数ｚを式（５）のように定義すると、確率密度分布ＰＮ（ｚ）はχ２分布に従う。μ０はショット内の偏差量の平均なので、通常の露光を行っている際には低周波成分の偏差はほぼ０になるので、これを０とみなす。
【００４６】
【数４】
0003559766.tif 000005
規格化された正規分布Ｎ（０，１）に属するＮ個の標本の二乗和はχ２分布に従い、そのプロファイルは（６）式の関係で表現される。χ２分布の平均値はＮ（自由度）であり、Ｎが大きいほど分布のピークはＮに近くなる。
【００４７】
【数５】
0003559766.tif 000006
ＰＮ（ｚ）は、自由度Ｎに依存してプロファイル形状が異なる。Ｎはウエハ上の１点を露光スリットが通過する間の偏差標本数に相当し、スキャン速度が異なると偏差標本数も異なることから、ＰＮ（Ｚ）の形状もスキャン速度に応じて変化することを意味する。自由度が２４０以上の場合、ｌｏｎｇ書式の浮動小数点表現（１０−３０８〜  １０３０８）ではオーバーフローしてプロファイルが求められないので、比較的大きな自由度の場合には漸化式を使ってプロファイルを求める。ガンマ関数は（７）式の性質を持っていることから（６）式を変形して漸化式を求める。
【００４８】
【数６】
0003559766.tif 000007
式（８）から、Ｐ２３９（ｚ），Ｐ２４０（ｚ）を予め求めておくことによって、それ以降の自由度のプロファイルを段階的に求めていくことができる。すなわち、Ｎが奇数の場合はＰ２３９（ｚ）からＰＮ（ｚ）を順次求めることができ、Ｎが偶数の場合はＰ２４０（ｚ）からＰＮ（ｚ）を順次求めることができる。ＰＮ（ｚ）の形状から、χ２分布におけるｚに関して３σのレートに匹敵する９９．７３％の標本が分布する領域の上限と下限を求めるには、実際に（９）式、（１０）式における定積分を行って積分を開始する値を探索していけばよい。
【００４９】
χ２分布（Ｎ＝３００）は、図４のような形状を示す。ここで、９９．７３％尤度で仕切られる上方の信頼限界を（ＭＳＤＵ＝）  Ｎ＊ｋｕとし、下方の信頼限界値を（ＭＳＤＬ＝）  Ｎ＊ｋｄと定義すると、上方限界（Ｎ＊ｋｕ）から無限大の積分値と０から下方限界（Ｎ＊ｋｄ）までの積分値の和は０．２７％になるはずである。確率密度分布は厳密には左右対称ではないが、上方限界及び下方限界より先の部分に均等な確率を割り振るものとする。
【００５０】
上記のような条件をまとめると、以下（９）（１０）の関係式を満たす必要がある。
【００５１】
【数７】
0003559766.tif 000008
図５は、上記定積分を満たすｋｕ，  ｋｄを自由度Ｎを変数として様々な自由度で求めたものである。自由度が大きくなると二乗和の分布するレンジが狭くなる傾向があることが分かる。また、ショット内の標準偏差が同じでサーボクロックレートが高いと、Ｎが大きいのでｋｕ，ｋｄは小さい方向に見積もられる。
【００５２】
一方、求めるべき移動標準偏差（ＭＳＤ）とｚの値の関係を確認すると、次のような関係になる。
【００５３】
【数８】
0003559766.tif 000009
（１０）式の関係よりｚをｋｕ，ｋｄに読み替えることによって、ショット全体における同期偏差εｋの標準偏差からＭＳＤの信頼限界値の上限下限を求めることができる。図６は、この関係から走査速度ごとの移動標準偏差（ＭＳＤ）のばらつきの割合を求めてプロットしたものである。
【００５４】
図６のグラフ形状から、同じＭＳＤの値に対して走査速度が大きい（この場合、スリット内サンプル数が少ない）とＭＳＤのばらつきが大きく、走査速度が低いとＭＳＤのばらつきが小さいことが分かる。図６の関係は、規格化Ｎ（０，１）されたステージの位置偏差標本に対するものなので、上記走査速度ＶとＦｋｕ（Ｖ）＝ｓｑｒｔ（ｋｕ（Ｖ）），Ｆｆｄ（Ｖ）＝ｓｑｒｔ（ｋｄ（Ｖ））の値の関係を予め計算されたテーブルとして保持する事によって使い回すことができる。すなわち、入力として露光スリット内のサーボクロックのサンプル数、及び、ショット内の複数点でサンプリングされた同期偏差の標準偏差値があれば、ショット内における移動標準偏差（ＭＳＤ）の分布の上限（最大値）と下限（最小値）は、図６からｋｕ，ｋｄの値を読みとることによって簡単に求めることができる。例えば、走査速度３００［ｍｍ／Ｓｅｃ］でスキャン露光したときのショット内の全体における同期偏差の標準偏差が２０  ［ｎｍ］  であった場合、Ｎ＝１００となり、移動標準偏差（ＭＳＤ）は、（ＭＳＤＬ＝）  ｓｑｒｔ（ｋｄ）＊２０  ＝  １５．８２  ［ｎｍ］  から（ＭＳＤＵ＝）  ｓｑｒｔ（ｋｕ）＊２０  ＝  ２４．３２  ［ｎｍ］  の間に  ９９．７％  が分布している。
【００５５】
ショット内の全体の複数点でサンプリングされた同期偏差の標準偏差とFku(V), Fkd(V)に基づいて移動標準偏差(MSD)の分布の上限と下限を求める演算は、１ショットごと若しくは複数ショットごと又は１ウエハ内のイベントに従って行えばよい。この演算は、図２に示す第２同期精度指標演算器２１６で行われる。第２同期精度指標演算器２１６には、図６に示す関数が保持されている。なお、第１同期精度指標演算器２１５は、前述のように、サーボクロックごとに演算を行う。
【００５６】
図７は、本発明の好適な実施の形態に係る図１に示す走査露光装置における１枚あたりのウエハの処理に関する露光シーケンスの一例である。露光ジョブが開始されると、まず、ステップＳ７０１で、ウエハをウエハステージ１６上にロードし、アライメント計測工程を実行する。次いで、ステップＳ７０２で、露光ジョブの中で指定された順番に従って、アライメント計測結果に対応するアライメント補正量でステージ送り位置を補正しながら露光対象の１ショットを露光する。この際、図２に示すコントローラのデバイス２０１〜２０６、２０９〜２１１等によりウエハステージ１６及びレチクルステージ５が制御されると共に、第１同期精度指標演算器２１５により当該ショット内の複数点について移動平均(MA)及び移動標準偏差(MSD)がサーボクロックのサンプルレートで演算される。また、当該ショットの露光期間中の複数点の同期偏差又はそれらの標準偏差は、当該ショットの露光処理が終了した後に第２同期精度指標演算器２１６に転送される。
【００５７】
次いで、ステップＳ７０３で、第２同期精度指標演算器２１６は、当該ショットの露光期間中の複数点の同期偏差の標準偏差を演算しその演算結果に基づいて、又は、第１同期精度指標演算器２１５から転送された標準偏差に基づいて、当該ショットにおける移動標準偏差（ＭＳＤ）のばらつきとして、移動標準偏差（ＭＳＤ）の上限値（ＭＳＤＵ）と下限値（ＭＳＤＬ）を演算する。この工程で、移動標準偏差（ＭＳＤ）の最悪値や平均値も併せて演算してもよい。ここで、半導体生産工程の歩留まりの解析のために、上記値を表示するかもしくはオンラインデータとして不図示のホストコンピュータに転送したりログファイルに残したりすることが好ましい。
【００５８】
次いで、ステップＳ７０４で、第２同期精度指標演算器２１６で演算されたＭＳＤＵ及びＭＳＤＬが予め設定された判定基準（許容値）を満たしているか否かを判断し、満たしていればステップＳ７０９に進み、満たしていなければステップＳ７０５に進む。ここで、判定基準（許容値）としては、例えば、１）移動標準偏差の下限値及び上限値そのものを採用してもよいし、２）設計上のコントラスト値（ＭＳＤＵ＋ＭＳＤＬ）／２）及び線幅変動（すなわちコントラスト変動）の許容値（ＭＳＤＵ−ＭＳＤＬ）の少なくとも一方を採用してもよい。この場合、第２同期精度指標演算器２１６で演算されたＭＳＤＵ及びＭＳＤＬに基づいてコントラスト値及び／又はコントラスト変動とを演算し、これらを判定基準としてのコントラスト値及び／又はコントラスト変動と比較すればよい。この方法は、直感的な理解が容易であるという利点がある。
【００５９】
ステップＳ７０９では、全ショットの露光を終えたか否かを判断し、未露光のショットがあればステップＳ７０２に戻り、全ショットの露光を終えていれば一連の処理を終了する。
【００６０】
ステップＳ７０４においてＭＳＤＵ及びＭＳＤＬが予め設定された判定基準（許容値）を満たしていないと判断した場合（すなわちエラーが発生したと判断した場合）、ステップＳ７０５で、線幅変動が所定基準を満たしていない旨の警告メッセージを不図示のマンマシンインターフェースに表示する。このとき、露光ジョブを停止させてマニュアルオペレーション待ちにしても構わないが、外部振動やウエハ表面の汚れなどの影響すなわちプロセスや環境要因により移動標準偏差（ＭＳＤ）のばらつきが判定基準（許容値）を満たしていない場合もあり得るので、これらの要因と装置要因とを切り分けるためにはエラーが複数回発生したか否かで判定することが好ましい。そこで、この実施の形態では、ステップＳ７０６で、エラーの発生回数が許容回数であるか否かを判定し、エラーの発生回数が許容回数内であればステップＳ７０９に進んで、露光ジョブを継続する。一方、エラーの発生回数が許容回数を越えた場合には、ステップＳ７０７で、オーバホールを要求するメッセージを不図示のマンマシンインターフェースに表示し、ステップＳ７０８で、マニュアルアシスト状態に移行する。
【００６１】
同期精度（例えば、ＭＳＤのばらつき等で評価される）を悪化させる要因としては、例えば、以下のようなものが考えられる。
（要因１）露光前のセトリング時間の不足
ウエハステージ１６が停止した状態からスキャン露光のためにウエハステージ１６を加速させる際に、ウエハステージ１６には大きな加速による外力が印加される。加速が終わってウエハステージ１６が一定速度で駆動される状態になった後、適切なセトリング時間が経過してから露光動作に移行しないとスキャン露光開始時の移動標準偏差（ＭＳＤ）が悪化する。
（要因２）ショットレイアウトに起因したセトリング時間の変動
該当ショットのスキャン露光に移行する前にどの位置のショットを露光するための位置からウエハステージ１６がステップ移動してきたかによってスキャン露光前にウエハステージ１６に印可される外力の大きさが異なり、それに対応してセトリング時間が異なる。したがって、移動標準偏差（ＭＳＤ）のばらつきは、ショットの位置やレイアウトによって異なる。これは、特にスキャン方向以外の方向へウエハステージ１６がステップ移動した場合に顕著である。
（要因３）スキャン中のチルト追従制御によるＸＹ方向同期精度への影響
スキャン中にチルト成分の制御を行うと、チルト軸の回転中心からウエハ表面までの距離と回転量の積に相当する量がＸＹ方向の外乱となる。ウエハステージ１６のＸＹステージ（不図示）の制御剛性が十分に確保できない状態であると、この外乱を完全に排除することができない。
（要因４）外部からの振動
床からの振動のうちステージ定盤１７で吸収できない成分がＸＹ方向の同期精度の悪化要因として加わる。
（要因５）制御パラメータの調整不良、可動部品と精密計測部品との接触
露光装置本体やステージを構成する部品のメカ剛性によって決まる共振点を避けた帰還を行うためのウエハステージ１６、レチクルステージ５の制御補償器２０６、２０３に設定したノッチフィルターのターゲットが露光装置の不適切な設置などの要因でずれた場合に同期精度が悪化する。また、ウエハステージ干渉系１１の計測ヘッドにケーブルが接触しているなどの実装上のトラブルが発生した場合にも同期精度が悪化し得る。
【００６２】
上記の要因のうち（要因１）、（要因２）に関しては、問題を起こしたショットに関してスキャン露光の開始前のセトリング時間（或いは、それに相当する走行距離）を長くすることにより解決することができる。図１０に、これを説明するためのウエハステージ１６とレチクルステージ５との同期偏差の収束波形と露光区間の関係を示す。露光区間Ｂは同期偏差が十分収束しない時点でスキャン露光を開始しているためにショットの露光開始時点でのスリット移動標準偏差のばらつきが大きくなる。これによって露光開始位置とそれ以降の部分でスリット移動標準偏差の値の開き（ＭＳＤＵ−ＭＳＤＬ）が大きくなり、ひいてはショット内のコントラスト変動が大きくなる。これに対してセトリング時間を露光区間Ｂよりも長くとった露光区間Ａでは、同期偏差が十分小さくなったところで露光を開始しているため、（ＭＳＤＵ−ＭＳＤＬ）の値すなわちショット内の線幅ばらつきが小さくなる。
【００６３】
また、（要因２）に関しては、スキャン露光ショットの露光順番やスキャン方向を変更することにより改善することができる。すなわち、可能な限り隣り合ったショットを順番に露光するように露光順番を決定することにより、長ストローク駆動による大きな加速度の印可が抑えられ、同期精度が改善される可能性がある。
【００６４】
また、（要因３）に関しては、スキャン速度を遅くすることで、チルト方向にウエハステージ１６を傾ける振れ方が緩やかになるために、ＸＹステージがこの傾きによる外乱を十分に抑制することができるようになる。
【００６５】
また、（要因４）に関しては、散発的にしか起こらない場合には、判定基準を満たさないショット及びそれを多数含んだウエハをリワーク処理に回すべきである。
【００６６】
また、（要因５）に関しては、露光装置の動作を停止させてオーバーホールするべきである。
【００６７】
上記の露光順番や方向を変更する方法は、通常のレイアウトではほぼ最適なレイアウトになっており、露光順序を改善する余地はそれほど残っていない。他方、セトリング時間（或いは、それに相当する走行距離）を長くしたり、スキャン速度を遅くする方法は、確実に同期精度を向上させる手段ではあるが、いずれも露光装置の単位時間あたりの生産性（スループット）を落とすことになるため、適用する対象は最小限にするべきである。従って、同一ロット内において、同じ場所のショットで移動標準偏差ＭＳＤのばらつきが大きい場合には、以降のウエハについては当該場所のショットを露光する際のセトリング時間（或いは、それに相当する走行距離）を長くしたり、スキャン速度を遅くすることが望ましい。他の方法としては、例えば、同一ロット内の１枚のウエハの露光において、ステップＳ７０６でエラーと判定された場合に、その次の処理（当該ウエハの残りのショット、及び、他のウエハ）以降はセトリング時間（或いは、それに相当する走行距離）を長くしたり、スキャン速度を遅くする方法がある。
【００６８】
図８は、本発明の好適な実施の形態に係る図１に示す走査露光装置における１枚あたりのウエハの処理に関する露光シーケンスの他の例である。この例は、図７に示す露光シーケンスに対して自動処理機能を付加したものである。図７に示す露光シーケンスと共通の処理には共通の番号を付して説明を省略する。
【００６９】
まず、ステップＳ８０１で、ウエハロード及びアライメント計測を行った後に対象ウエハのリワーク要求フラグをクリアする。ステップＳ８０２で、同一ロット内の先に露光したウエハの複数ショットのうち露光対象ウエハの露光対象ショットに対応するショットについてのスリット移動標準偏差の最大値ＭＳＤＵ及び最小値ＭＳＤＬに基づいて決定された同期精度調整値を取得する。ここで、同期精度調整値とは、ＭＳＤＵ及びＭＳＤＬが判定基準（許容値）を満たすようにスキャン露光を行うための露光条件パラメータであり、上記の（要因１）〜（要因３）に対する対策として説明したセトリング時間（或いは、それに相当する走行距離）やスキャン速度の調整のためのパラメータがこれに該当する。セトリング時間（或いは、それに相当する走行距離）を長くしたり、スキャン速度を遅くすることは、ＭＳＤＵとＭＳＤＬとの差を小さくして同期精度そのものを向上させる効果があるが、ウエハ処理時間を増大させるというデメリットがある。また、この調整値は、特開平２０００−２１７１６号において開示されているように、走査投影露光中に意図的に振動を加えて所定の同期偏差を発生させる場合に印可する振動の振幅を示すパラメータであってもよい。この振幅を調整する方法によれば、スループットを低下させることなく、ウエハ上の任意の位置でスリット移動標準偏差を制御することができる。
【００７０】
ステップＳ７０４において判定基準（許容値）を満たさなかったショットは、ステップＳ８０３において、判定基準からの逸脱量（許容値オーバー量）とショットナンバーがメモリに記録される。複数のウエハの露光処理を通して、判定基準からの逸脱量とショットナンバーは、複数のウエハについてメモリに記録される。従って、このメモリに記録された逸脱量とショットナンバーとに基づいて、同一位置のショットで繰り返し発生するエラー（判定基準を満たさないこと）を特定し、当該位置のショットにおけるＭＳＤＵとＭＳＤＬとの差を小さくするための同期精度調整値を決定することができる。
【００７１】
ここで、ウエハを実際に露光する代わりに、複数枚のウエハを実際に露光する前に、露光光源を発光させない状態でダミー露光を行って上記の同期精度調整値を求め、その調整値を実際の露光時のショットごとの同期精度調整値として利用してもよい。
【００７２】
ステップＳ７０６においてエラーの発生回数が許容回数を越えたと判定した場合には、ステップＳ８０４で、その旨のエラーメッセージを表示すると共にオンラインホストマシン（不図示）に通知する。また、このとき、リワーク要求フラグをセットする。
【００７３】
最終ショットの露光が終わったら（ステップＳ７０９において”ＹＥＳ”）、ステップＳ８０５でリワーク要求フラグの状態を確認し、リワーク要求フラグがセットされていれば、ステップＳ８０６でそのウエハをリワーク処理に回して処理を終了する。
【００７４】
図９は、本発明の好適な実施の形態に係る図１に示す走査露光装置を含む各種の製造装置の制御システムの構成図である。ホストマシン９０１は、各種の露光装置（図１に示す走査露光装置９００を含む）やＣＤ機等を制御する。ホストマシン９０１と走査露光装置内９００のコンソール９０３とは、ネットワーク９０２で結合されている。コンソール９０３は、走査露光装置９００のマンマシンインターフェースを含み、図７及び図８において説明した際のエラーや警告の表示やショットごとに得られたＭＳＤＵ及びＭＳＤＬの値に基づいて線幅ばらつき値を演算してそれの表示やロギング（メモリへの記録）を行う。また、コンソール９０３は、処理したウエハの同期精度に関する情報（ＭＳＤのばらつき等）及び上記エラーや警告の発生履歴などの処理結果をホストマシン９０１に転送する。シーケンスコントローラ９０４は、図７及び図８において示したフローチャートに示す制御を実行する。リアルタイムコントローラ９０５は、ウエハステージ１６やレチクルステージ５のサーボ制御やリアルタイムの補正を行うプロセッサである。例えば、図２における点線から上の構成は、リアルタイム制御コントローラ９０５に組み込まれ、該点線から下の構成は、シーケンスコントローラ９０４に組み込まれ得る。
【００７５】
本発明の好適な実施の形態によれば、走査露光装置におけるステージ要因のショット内の線幅ばらつきを数値的な指標（ＭＳＤＵ，ＭＳＤＬ）で表現し、これを監視することによって、線幅ばらつき異常による不良ロットの発生を最小限に抑えることができる。また、この線幅ばらつきの指標（ＭＳＤＵ，ＭＳＤＬ）は、半導体製造工程における歩留まりを向上させる目的で不良要因を分析するために有効である。
【００７６】
また、同期精度異常（例えば、判定基準からのＭＳＤＵ，ＭＳＤＬの逸脱）があった場合に、スキャン速度を遅くしたり、セトリング時間（或いは、それに相当する走行距離）を長くして異常を回避したり、意図的に振動を与えてスリット移動標準偏差を一定に維持することにより、装置要因による半導体素子の線幅ばらつきを所望の値以下に抑えることができる。
【００７７】
次に、上記の走査露光装置を用いた半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行うものである。
【００７８】
図１１は全体システムをある側面から切り出して表現したものである。図中、１０１０は半導体デバイスの製造装置を提供するベンダー（装置供給メーカー）の事業所である。製造装置の実例として、半導体製造工場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、前工程用機器（露光装置（図１の走査露光装置を含む）、レジスト処理装置、エッチング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査装置等）を想定している。事業所１０１内には、製造装置の保守データベースを提供するホスト管理システム１０８０、複数の操作端末コンピュータ１１００、これらを結ぶんでイントラネットを構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１０９０を備える。ホスト管理システム１０８０は、ＬＡＮ１０９０を事業所の外部ネットワークであるインターネット１０５０に接続するためのゲートウェイと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を備える。
【００７９】
一方、１０２０〜１０４０は、製造装置のユーザーとしての半導体製造メーカーの製造工場である。製造工場１０２０〜１０４０は、互いに異なるメーカーに属する工場であっても良いし、同一のメーカーに属する工場（例えば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良い。各工場１０２０〜１０４０内には、夫々、複数の製造装置１０６０と、それらを結んでイントラネットを構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１０と、各製造装置１０６０の稼動状況を監視する監視装置としてホスト管理システム１０７０とが設けられている。各工場１０２０〜１０４０に設けられたホスト管理システム１０７０は、各工場内のＬＡＮ１１１０を工場の外部ネットワークであるインターネット１０５０に接続するためのゲートウェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１０からインターネット１０５０を介してベンダー１０１０側のホスト管理システム１０８０にアクセスが可能となる。ここで、典型的には、ホスト管理システム１０８０のセキュリティ機能によって、限られたユーザーだけがホスト管理システム１０８０に対するアクセスが許可される。
【００８０】
このシステムでは、インターネット１０５０を介して、各製造装置１０６０の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラブルが発生した製造装置の症状）を工場側からベンダー側に通知し、その通知に対応する応答情報（例えば、トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの保守情報をベンダー側から工場側に送信することができる。各工場１０２０〜１０４０とベンダー１０１０との間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ１１１０でのデータ通信には、典型的には、インターネットで一般的に使用されている通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用する代わりに、第三者がアクセスすることができない、セキュリティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利用することもできる。また、ホスト管理システムはベンダーが提供するものに限らずユーザーがデータベースを構築して外部ネットワーク上に置き、ユーザーの複数の工場から該データベースへのアクセスを許可するようにしてもよい。
【００８１】
さて、図１２は本実施形態の全体システムを図１１とは別の側面から切り出して表現した概念図である。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユーザー工場と、該製造装置のベンダーの管理システムとを外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介して各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複数のベンダーの複数の製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置のそれぞれのベンダーの管理システムとを工場外の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ通信するものである。図中、２０１０は製造装置ユーザー（半導体デバイス製造メーカー）の製造工場であり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここでは例として露光装置２０２０、レジスト処理装置２０３０、成膜処理装置２０４０が導入されている。なお図１４では製造工場２０１０は１つだけ描いているが、実際は複数の工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装置はＬＡＮ２０６０で接続されてイントラネットを構成し、ホスト管理システム２０５０で製造ラインの稼動管理がされている。一方、露光装置メーカー２１００、レジスト処理装置メーカー２２００、成膜装置メーカー２３００などベンダー（装置供給メーカー）の各事業所には、それぞれ供給した機器の遠隔保守を行なうためのホスト管理システム２１１０，２２１０，２３１０を備え、これらは上述したように保守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備える。ユーザーの製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム２０５０と、各装置のベンダーの管理システム２１１０，２２１０，  ２３１０とは、外部ネットワーク２０００であるインターネットもしくは専用線ネットワークによって接続されている。このシステムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起きた機器のベンダーからインターネット２０００を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ラインの休止を最小限に抑えることができる。
【００８２】
半導体製造工場に設置された各製造装置はそれぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモリやハードディスク、あるいはネットワークファイルサーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフトウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例えば図１３に一例を示す様な画面のユーザーインターフェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種（４０１０）、シリアルナンバー（４０２０）、トラブルの件名（４０３０）、発生日（４０４０）、緊急度（４０５０）、症状（４０６０）、対処法（４０７０）、経過（４０８０）等の情報を画面上の入力項目に入力する。入力された情報はインターネットを介して保守データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が保守データベースから返信されディスプレイ上に提示される。またウェブブラウザが提供するユーザーインターフェースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能（４１００〜４１２０）を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダーが提供するソフトウェアライブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフトウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する操作ガイド（ヘルプ情報）を引出したりすることができる。
【００８３】
次に上記説明した生産システムを利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１４は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。例えば、前工程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行われてもよく、この場合、これらの工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装置保守のための情報がデータ通信されてもよい。
【００８４】
図１５は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって回路パターンをウエハに転写する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしトラブルが発生しても迅速な復旧が可能で、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることができる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、移動標準偏差のばらつきを評価し、これを利用する装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態の走査露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す走査露光装置のウエハステージ１６及びレチクルステージ５を制御するコントローラの構成、並びに、計測結果及び演算結果等に関する数値情報の流れを示すブロック図である。
【図３】走査露光中の移動標準偏差（ＭＳＤ）とＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）値との関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図４】自由度（Ｎ）を３００としてχ２分布を示す図である。
【図５】信頼限界値と自由度（Ｎ）の関係を示す図である。
【図６】走査速度ごとのＭＳＤのばらつきの割合を示す図である。
【図７】本発明の好適な実施の形態に係る図１に示す走査露光装置における１枚あたりのウエハの処理に関する露光シーケンスの一例を示す図である。
【図８】本発明の好適な実施の形態に係る図１に示す走査露光装置における１枚あたりのウエハの処理に関する露光シーケンスの他の例を示す図である。
【図９】本発明の好適な実施の形態に係る図１に示す走査露光装置を含む各種の製造装置の制御システムの構成図である。
【図１０】ウエハステージとレチクルステージとの同期偏差の収束波形と露光区間との関係を説明する図である。
【図１１】半導体デバイス生産システムの例をある角度から見た概念図である。
【図１２】半導体デバイス生産システムの例を別の角度から見た概念図である。
【図１３】ディスプレイ上のユーザーインターフェースを示す図である。
【図１４】半導体デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【図１５】ウエハプロセスの詳細を説明する図である。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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