(57)【要約】  露光装置で露光を行う前後において、測定検査器でウエハの測定検査を行う場合には、露光装置と測定検査器との装置内の環境、アライメント系の計測条件、ＡＦ計測装置の計測条件、ウエハグリッド、像歪みなどの各種条件を一致させる。特に、露光装置、コータ・デベロッパの処理状態、膜の計測結果などに応じて、重ね合わせ誤差測定用マークの除外、その計測条件の調整及び計測結果の補正、環境の調整、環境に応じた計測結果の補正、パターン欠陥検査の調整を行う。また、較正処理においては、較正用ウエハ上のパターンを転写した露光装置の投影光学系の収差なども考慮する。これにより、デバイス生産の歩留まりを向上させることができる。
2007102484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対する測定検査処理を含む一連の基板処理を経てデバイスを製造するデバイス製造方法であって、
前記基板に関する情報と、当該基板に対する一連の基板処理に関する情報との少なくとも一方を取得する取得工程と；
取得された前記情報に基づいて、同一の測定検査処理を行う複数の測定検査器の中から、実際に前記基板を測定検査する１つの測定検査器を選択する選択工程と；
取得された前記情報に基づいて、選択された前記測定検査器の測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方を調整する調整工程と；を含むデバイス製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のデバイス製造方法において、
前記測定検査器に設けられ、前記基板に関する情報を検出する検出系と、前記基板処理を行う基板処理装置に設けられ、前記基板に関する情報を検出する検出系との少なくとも一部が共通する場合に、
前記調整工程に先立って、
較正用の基準基板を用いて、前記測定検査器と前記基板処理装置との検出系の共通部の動作条件を較正する較正工程をさらに含むデバイス製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のデバイス製造方法において、
前記検出系は、
前記基板上のパターンに関する情報を光電検出するパターン検出系と、
前記検出系に対する前記基板のフォーカスに関する情報を検出するフォーカス検出系との少なくとも一方を備えるデバイス製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス製造方法において、
前記基板に対する一連の基板処理に関する情報は、
前記基板処理により前記基板上に形成された位置合わせ用マークの検出処理に関する情報と、
前記基板処理装置のフォーカスに関する情報と、
前記基板処理により前記基板上に形成されたパターンの配列に関する情報と、
前記基板処理により前記基板上に形成されたパターンの歪みに関する情報と、
前記基板処理の処理状態に関する情報と、
前記基板処理の環境に関する情報と、
前記基板上に生成された膜の測定検査結果に関する情報と、の少なくとも１つを含むデバイス製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のデバイス製造方法において、
前記測定検査処理は、
前記基板上に重ね合わせて形成されたデバイスパターンに含まれる複数の重ね合わせ誤差測定用マークの測定を含み、
前記調整工程では、
前記基板処理の処理状態に関する情報と、前記基板処理の環境に関する情報と、前記基板上に生成された膜の測定検査結果に関する情報との少なくとも１つに基づいて、重ね合わせ誤差測定用マークの測定条件、測定結果及び測定環境の少なくとも１つの調整を行うデバイス製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載のデバイス製造方法において、
前記測定検査処理は、
前記基板上に重ね合わせて形成されたデバイスパターンに含まれる複数の重ね合わせ誤差測定用マークの測定を含み、
前記調整工程では、
前記基板処理の処理状態に関する情報と、前記基板処理の環境に関する情報と、前記基板上に生成された膜の測定検査結果に関する情報との少なくとも１つに基づいて、異常と判断された重ね合わせ誤差測定用マークを除外するデバイス製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載のデバイス製造方法において、
前記測定検査処理は、
前記基板上に形成されたデバイスパターンのパターン線幅検査及びパターン欠陥検査の少なくとも一方を含み、
前記調整工程では、
前記基板処理の処理状態に関する情報と、前記基板上に生成された膜の測定検査結果に関する情報との少なくとも一方に基づいて、パターン線幅検査及びパターン欠陥検査の少なくとも一方の検査条件を調整するデバイス製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のデバイス製造方法において、
前記調整工程では、異常と判断された部分を、正常と診断された部分に比して、重点的に検査するようにするデバイス製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のデバイス製造方法において、
前記調整工程では、正常と診断された部分のパターン線幅の検査頻度、又は、パターン欠陥の検査頻度を減らすデバイス製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のデバイス製造方法において、
前記基板として、較正用の基準基板を用いた場合、
前記調整工程では、
前記基準基板上に形成された計測用パターンの歪みに関する情報を考慮して、前記測定検査処理を行う測定検査器として選択された測定検査器の測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方を調整するデバイス製造方法。
【請求項１１】
請求項４〜１０のいずれか一項に記載のデバイス製造方法において、
前記基板処理は、前記基板上への膜生成処理と、前記基板へのデバイスパターンの転写処理と、転写されたデバイスパターンの現像処理と、転写されたデバイスパターンのエッチング処理とを含み、
前記基板処理の処理状態に関する情報は、前記転写処理における前記基板とデバイスパターンとの制御誤差に関する情報と、前記膜生成処理及び前記現像処理における処理状態に関する情報との少なくとも一方を含むデバイス製造方法。
【請求項１２】
基板に対する測定検査処理を含む一連の基板処理を経てデバイスを製造するデバイス製造システムであって、
前記基板に関する情報と、当該基板に対する一連の基板処理に関する情報との少なくとも一方を取得する取得装置と；
同一の前記測定検査処理を行う複数の測定検査器と；
取得された前記情報に基づいて、前記複数の測定検査器の中から、実際に前記基板を測定検査する１つの測定検査器を選択する選択装置と；
取得された前記情報に基づいて、選択された前記測定検査器の測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方を調整する調整装置と；を備えるデバイス製造システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記基板処理を行う基板処理装置と；
前記測定検査器に設けられ、前記基板に関する情報を検出する検出系と、前記基板処理装置に設けられ、前記基板に関する情報を検出する検出系との少なくとも一部が共通する場合に、
前記調整装置による調整前に、
較正用の基準基板を用いて、前記測定検査器と前記基板処理装置との検出系の共通部の動作条件を較正する較正装置と；をさらに備えるデバイス製造システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記検出系は、
前記基板上のパターンに関する情報を光電検出するパターン検出系と、
前記検出系に対する前記基板のフォーカスに関する情報を検出するフォーカス検出系との少なくとも一方を備えるデバイス製造システム。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記基板に対する一連の基板処理に関する情報は、
前記基板処理により前記基板上に形成された位置合わせ用マークの検出処理に関する情報と、
前記基板処理装置のフォーカスに関する情報と、
前記基板処理により前記基板上に形成されたパターンの配列に関する情報と、
前記基板処理により前記基板上に形成されたパターンの歪みに関する情報と、
前記基板処理の処理状態に関する情報と、
前記基板処理の環境に関する情報と、
前記基板上に生成された膜の測定検査結果に関する情報と、の少なくとも１つを含むデバイス製造システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記複数の測定検査器は、前記基板上に重ね合わせて形成されたデバイスパターンに含まれる複数の重ね合わせ誤差測定用マークの測定を行い、
前記調整装置は、前記基板処理の処理状態に関する情報と、前記基板処理の環境に関する情報と、前記基板上に生成された膜の測定検査結果に関する情報との少なくとも１つに基づいて、重ね合わせ誤差測定用マークの測定条件、測定結果及び測定環境の少なくとも１つの調整を行うデバイス製造システム。
【請求項１７】
請求項１５に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記複数の測定検査器は、前記基板上に重ね合わせて形成されたデバイスパターンに含まれる複数の重ね合わせ誤差測定用マークの測定を行い、
前記調整装置は、前記基板処理の処理状態に関する情報と、前記基板処理の環境に関する情報と、前記基板上に生成された膜の測定検査結果に関する情報との少なくとも１つに基づいて、異常と判断された重ね合わせ誤差測定用マークを除外するデバイス製造システム。
【請求項１８】
請求項１５に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記複数の測定検査器は、前記基板上に形成されたデバイスパターンのパターン線幅検査及びパターン欠陥検査の少なくとも一方を行い、
前記調整装置は、前記基板処理の処理状態に関する情報と、前記基板上に生成された膜の測定検査結果に関する情報との少なくとも一方に基づいて、パターン線幅検査及びパターン欠陥検査の少なくとも一方の検査条件を調整するデバイス製造システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記調整装置は、異常と判断された部分を、正常と診断された部分に比して、重点的に検査するようにするデバイス製造システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記調整装置は、正常と診断された部分のパターン線幅の検査頻度、又は、パターン欠陥の検査頻度を減らすデバイス製造システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記基板として、較正用の基準基板を用いた場合、
前記調整装置は、
前記基準基板上に形成された計測用パターンの歪みに関する情報を考慮して、前記測定検査処理を行う測定検査器として選択された測定検査器の測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方を調整するデバイス製造システム。
【請求項２２】
請求項１５〜２１のいずれか一項に記載のデバイス製造システムにおいて、
前記基板処理は、前記基板上への膜生成処理と、前記基板へのデバイスパターンの転写処理と、転写されたデバイスパターンの現像処理と、転写されたデバイスパターンのエッチング処理とを含み、
前記基板処理の処理状態に関する情報は、前記転写処理における前記基板とデバイスパターンとの制御誤差に関する情報と、前記膜生成処理及び前記現像処理における処理状態に関する情報との少なくとも一方を含むデバイス製造システム。
【請求項２３】
基板に対する測定検査処理を行う測定検査装置であって、
前記基板に関する情報と、当該基板に対する一連の基板処理に関する情報との少なくとも一方を取得する取得装置と；
取得された前記情報に基づいて、実際に前記基板を測定検査するのに適切であるか否かを判定する判定装置と；
前記判定装置により適切であると判定された場合に、取得された前記情報に基づいて、測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方を調整する調整装置と；を備える測定検査装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の測定検査装置において、
前記測定検査装置に設けられ、前記基板に関する情報を検出する検出系と、前記基板処理を行う基板処理装置に設けられ、前記基板に関する情報を検出する検出系との少なくとも一部が共通する場合に、
前記調整装置の調整前に、
較正用の基準基板を用いて、前記検出系の共通部の動作条件を較正する較正装置をさらに備える測定検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス製造方法、デバイス製造システム及び測定検査装置に係り、さらに詳しくは、例えば、半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子、薄膜磁気ヘッド等を製造するためのフォトリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法、デバイス製造システム及び測定検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等のデバイスは、ウエハ等の基板に対し、成膜・レジスト処理、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を、この順番で繰り返すことにより製造される。これら一連の基板処理では、デバイス生産の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その基板の測定検査処理を行っている。成膜・レジスト処理後における、基板上の膜の測定検査処理、現像処理又はエッチング処理後における、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。【０００３】
デバイス製造工場内では、同一の処理を行う複数台の測定検査器が設置されているのが一般的であり、それらの測定検査器の中からいずれか１つの装置を選択して、その基板の測定検査を行うのが通常である。このようにすれば、測定検査処理を行うための待ち時間を極力少なくして、スループットを向上することができるからである。【０００４】
しかしながら、複数台の測定検査器が同じ機種であっても、同じ基板を測定検査した場合に測定検査結果に違いが生じる場合がある。このような測定検査結果の違いは、基板の情報を検出するセンサ回路のゲイン、オフセット成分及び検査感度などを、測定検査器間で同じ値に設定したとしても機差として残留する。【０００５】
そこで、実際の運用に先立って、較正用の基準基板を各測定検査器で測定検査させ、その基板上に形成された同一のパターンの測定検査結果が測定検査器間で極力一致するように（すなわち、機差が低減するように）、各測定検査器の測定検査状態を較正する較正処理が従来においても行われていた。【０００６】
しかしながら、実際にデバイスパターンが形成される基板と較正用の基準基板との状態の違い、あるいはパターンそのものの違いなどにより、上述のような較正作業を行ったとしても、実際の基板に対する測定検査結果に機差が生じてしまう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の観点からすると、基板に対する測定検査処理を含む一連の基板処理を経てデバイスを製造するデバイス製造方法であって、前記基板に関する情報と、当該基板に対する一連の基板処理に関する情報との少なくとも一方を取得する取得工程と；前記取得された情報に基づいて、同一の測定検査処理を行う複数の測定検査装置の中から、前記基板を測定検査する１つの測定検査装置を選択する選択工程と；前記取得された情報に基づいて、前記選択された測定検査器の測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方を調整する調整工程と；を含むデバイス製造方法である。【０００８】
これによれば、基板に関する情報及び／又は、その基板に対する一連の基板処理に関する情報に基づいて、最適な測定検査器を選択し、前記情報に基づいて、測定検査条件及び／又は測定検査結果に関する情報を調整するので、測定検査条件及び／又は測定検査結果を、その基板に合わせたものとすることができる。これにより、いずれの測定検査器を用いても、機差が生ずることがない測定検査が可能となる。【０００９】
本発明は、第２の観点からすると、基板に対する測定検査処理を含む一連の基板処理を経てデバイスを製造するデバイス製造システムであって、前記基板に関する情報と、当該基板に対する一連の基板処理に関する情報との少なくとも一方を取得する取得装置と；同一の前記測定検査処理を行う複数の測定検査器と；取得された前記情報に基づいて、前記複数の測定検査器の中から、実際に前記基板を測定検査する１つの測定検査器を選択する選択装置と；取得された前記情報に基づいて、選択された前記測定検査器の測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方を調整する調整装置と；を備えるデバイス製造システムである。【００１０】
これによれば、取得装置で取得された、基板に関する情報及び／又は、その基板に対する一連の基板処理に関する情報に基づいて、選択装置により、最適な測定検査器が選択される。また、調整装置により、前記情報に基づいて、測定検査条件及び／又は測定検査結果に関する情報が調整される。従って、測定検査条件及び／又は測定検査結果を、その基板に合わせたものとすることができる。これにより、いずれの測定検査器を用いても、機差が生ずることがない測定検査が可能となる。【００１１】
本発明は、第３の観点からすると、基板に対する測定検査処理を行う測定検査装置であって、前記基板に関する情報と、当該基板に対する一連の基板処理に関する情報との少なくとも一方を取得する取得装置と；取得された前記情報に基づいて、実際に前記基板を測定検査するのに適切であるか否かを判定する判定装置と；前記判定装置により適切であると判定された場合に、取得された前記情報に基づいて、測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方を調整する調整装置と；を備える測定検査装置である。【００１２】
これによれば、取得装置で取得された、基板に関する情報及び／又は、その基板に対する一連の基板処理に関する情報に基づいて、判定装置により、実際に前記基板を測定検査するのに適切であるか否かが判定され、適切であると判定された場合に、調整装置により、取得された前記情報に基づいて、測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方が調整される。従って、測定検査条件及び／又は測定検査結果を、その基板に合わせたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係るデバイス製造システムの概略的な構成を示す図である。
【図２】露光装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｅ）は、重ね合わせ誤差測定用マークと、各種制御系の制御誤差との関係を示す図である。
【図４】ウエハプロセスのフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、ショット領域の配列の成分を説明するための図である。
【図６】露光装置と測定検査器とで一致させることが可能な条件を模式的に示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、重ね合わせ誤差測定用マークの例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。【００１５】
図１には、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。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（以下、「管理コントローラ」と略述する）１６０と、解析装置１７０とを備えている。【００１６】
［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、管理コントローラ１６０、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。【００１７】
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、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、デバイス製造・処理システム１０００全体の統括制御を実現している。  【００１８】
露光セル７００は、複数の露光装置１００、１０１と、複数のトラック２００と、複数の測定検査器１２０、１２１と、搬送ライン１４０とを備えている。図２では、説明を簡単にするために、露光装置、トラック、測定検査器はともに２台しか示されていないが、実際には、３つ以上設けられていても良い。【００１９】
［露光装置］
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、１０１は同じ機種であるため、以下では、露光装置１００を代表的に取り上げてその構成等について説明する。【００２０】
図２には、露光装置１００の概略構成が示されている。図２に示されるように、露光装置１００は、コヒーレントな照明光ＩＬを射出する照明系１０、照明光ＩＬ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（不図示）、照明光ＩＬにより照明されたデバイスパターン等を投影する例えば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、オフアクシスのアライメント系ＡＬＧ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。【００２１】
照明系１０からの照明光ＩＬは、レチクルステージ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。以下では、この照射領域を照明領域ＩＡＲと記述する。照明領域ＩＡＲを経由した照明光ＩＬは、投影光学系ＰＬ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。以下では、このウエハＷ上の領域を露光領域ＩＡと記述する。【００２２】
ここで、投影光学系ＰＬの光軸と平行な座標軸をＺ軸とするＸＹＺ座標系を考える。ウエハステージＷＳＴは、ＸＹ平面内で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。レチクルステージ及びウエハステージＷＳＴ（以下、適宜、両ステージと呼ぶ）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ＩＬに対し、上述した両ステージの相対同期走査と、ウエハステージＷＳＴのＸＹ面内でのショット間ステッピングとを繰り返すことにより、ウエハＷ上の複数の異なる領域（ショット領域ＳＡ）にレチクルＲ上のデバイスパターンが転写される。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。【００２３】
主制御装置２０には、照明光ＩＬの強度（露光量）を制御する露光量制御系、両ステージの同期制御及び投影光学系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、並びに投影光学系ＰＬの結像性能を制御するレンズ制御系（いずれも不図示）などの各種制御系が構築されている。【００２４】
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。このフィードバック制御における制御誤差などの時系列データは、予め指定されたインターバルで、常時ログデータとして保存される。【００２５】
ステージ制御系は、各ステージの位置を計測する干渉計及び／又は他のセンサの計測値に基づいて、その位置を目標位置に一致させるように、両ステージの位置及び速度を制御している。【００２６】
ステージ制御系のうち、両ステージの同期制御を行う制御系を同期制御系とし、ステージ（ウエハ面）のＺ位置（すなわち投影光学系ＰＬの光軸方向に関するウエハの位置（フォーカス位置））、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。【００２７】
同期制御系は、走査露光中、両ステージの同期制御を行い、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、１０１には、ウエハ面のフォーカス／レベリングずれを複数計測点（図２では１つしか示されていないが、実際には、複数の計測点がある）にて検出する斜入射方式のフォーカス検出系ＡＦが設けられている。このフォーカス検出系ＡＦは、フォーカス光学系（６０ａ，６０ｂ）と、フォーカスセンサ２３と、フォーカス信号処理装置２４とを備えている。【００２８】
フォーカス光学系（６０ａ、６０ｂ）は、その送光系６０ａから発せられ、ウエハＷの被露光面に斜入射し、反射した複数（例えば７×７＝４９）の光が、受光系６０ｂで受光されるように配置されている。各光は、ウエハＷの被露光面上の複数の計測点での面高さの情報を含む光となっている。フォーカスセンサ２３は、受光系６０ｂで受光されたこれらの複数の光を光電変換し、複数の計測点の中から、例えば９個程度の計測点を選択して、フォーカス信号処理装置２４に出力する。フォーカス信号処理装置２４は、選択された計測点に対応する光電変換信号に基づいて、その９個の計測点を含む領域のウエハ面高さ及び傾きを求め、主制御装置２０に出力している。主制御装置２０のフォーカス制御系は、このウエハ面高さ及び傾きに基づいて、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。フォーカスセンサ２３は、電気回路等のハードウエアで構成されている。また、フォーカス信号処理装置２４は、コンピュータであり、その機能は、コンピュータ上で動作するソフトウエアにより実現されている。【００２９】
フォーカス検出系ＡＦを用いてフォーカス制御を行うためには、フォーカス検出系ＡＦの動作を規定する装置パラメータが適切に設定される必要がある。このような装置パラメータを、フォーカス関連パラメータという。フォーカス関連パラメータには、例えば、ウエハＷの被露光面の面形状であるフォーカス段差マップ、信号出力のオフセット成分であるフォーカスオフセット、フォーカスセンサの配置、フォーカスセンサの選択、フォーカス信号を処理するためのフォーカス計測アルゴリズムなどがある。【００３０】
なお、同期制御系の制御誤差、及びフォーカス制御系の制御誤差の時系列データについても、予め指定されたインターバルで常時ログデータとして保存される。【００３１】
投影光学系ＰＬは、屈折光学素子（レンズ素子）等の複数の光学素子（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であり、各軸回りの回転方向（θｘ、θｙ、θｚ）に回転駆動可能、すなわち６自由度に駆動可能な構成となっている。レンズ制御系は、大気圧、露光装置１００、１０１のチャンバ内の温度、露光量、及び投影光学系ＰＬのレンズの温度などをモニタし、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などを算出し、その算出結果に基づいて、投影光学系ＰＬ内部の気圧の調整、可動レンズ素子の位置・姿勢の調整（及びレンズ間隔の調整）、並びにフォーカスオフセットの変更などを行っている。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。倍率変動量と、フォーカス変動量は、予め指定されたインターバルで常時ログデータとして保存される。【００３２】
露光装置１００に搬入されたウエハＷは、その外形を基準としてラフにアライメントされた状態で、ウエハステージＷＳＴ上にロードされる。図２に示されるように、そのウエハＷ上において、すでにショット領域ＳＡが配列状に形成されている場合には、レチクルＲ上のデバイスパターンを、そのショット領域ＳＡに正確に重ね合わせて転写する必要がある。【００３３】
そこで、露光装置１００ではウエハステージＷＳＴにロードされたウエハＷ上にそのデバイスパターンとともに形成されたアライメントマークを、オフアクシス方式のアライメント系ＡＬＧで計測して、ＸＹ座標系におけるそのマークの位置座標を計測する。【００３４】
アライメント系ＡＬＧは、レジストが感光しない波長帯域を有する照明光（検出ビーム）をウエハＷ上に照射する送光系と、ウエハＷの被露光面からの反射光を受光する受光系とからなるアライメント光学系ＡＳを備えている。さらに、アライメント系ＡＬＧは、アライメント光学系ＡＳを介して得られる光を光電検出することで、例えば、マーク波形に相当する信号を検出するためのアライメントセンサ２１を備えている。この光電検出の結果得られる検出信号が、マークを含むウエハＷの下地に対応する波形である場合、すなわちアライメント系ＡＬＧの検出視野内にマークが存在する場合には、その検出信号に基づいて、マークの位置座標を検出することが可能である。図２には、アライメントセンサ２１により検出されたマーク波形を処理して、そのマークの位置座標を算出するアライメント装置２２が示されている。アライメントセンサ２１は、ＣＣＤ及び電気回路等のハードウエアで構成されている。また、アライメント装置２２は、コンピュータであり、その機能は、コンピュータ上で動作するソフトウエアにより実現されている。【００３５】
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ＳＡ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、実際に計測するアライメントマークを限定し、計測されたアライメントマークの位置の計測結果から、ウエハＷ上のショット領域ＳＡの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、計測対象のアライメントマークを計測するショット領域を幾つか選択する。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アライメントマーク（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。【００３６】
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、ショット領域ＳＡの配列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号公報及びこれに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。なお、ショット領域ＳＡの配列の座標系は、基準マーク板ＦＭ上に形成された基準マークを基準としている。【００３７】
上記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。【００３８】
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。【００３９】
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情報のうちの幾つかを、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。【００４０】
［アライメント関連パラメータ］
露光装置１００、１０１では、上記アライメント系を用いた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。前述のように、アライメント系ＡＬＧは、アライメント光学系ＡＳ、アライメントセンサ２１及びアライメント装置２２を備えており、それぞれの処理動作を規定する装置パラメータを設定できるようになっている。【００４１】
これらの装置パラメータとしては、一般に、ハードウエアの設定で、その設定が固定されるべき固定パラメータと、ウエハＷ毎に変更する方が望ましい調整パラメータとの２つがある。【００４２】
固定パラメータとしては、アライメント光学系ＡＳが有する収差量、アライメントセンサ２１のゲイン、及び暗電流などのオフセット成分などがある。【００４３】
一方、調整パラメータとしては、アライメント光学系ＡＳの送光系における照明光の波長、フォーカスオフセット、計測するマークのマーク長、マーク・タイプ、マーク・ピッチ、マーク幅、マーク・センターシフト、信号波形形状（シングル／ダブル）、マーク検出アルゴリズム（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））、マーク検出許容値、上述したような、ＥＧＡ計測に必要なサンプルマーク数、ＥＧＡ計測に必要なサンプルショット数、リジェクトすべきマーク位置座標の閾値であるＥＧＡリミット値などがある。レジスト膜などの膜厚による干渉及びウエハＷの下地の反射率などを考慮すれば、照明光の波長は、慎重に設定されるべきである。【００４４】
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）もアライメント関連パラメータに含まれる。【００４５】
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）などもアライメント関連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（ウエハグリッド）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。【００４６】
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る。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する。また、主制御装置２０は、各種制御誤差のトレースデータを解析装置１７０に送信するとともに、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、主制御装置２０内に設定する。【００４７】
［トラック］
図１に戻り、トラック２００は、露光装置１００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２００は、内部に備える搬送ラインにより、主として露光装置１００に対するウエハＷの搬入・搬出を行っている。【００４８】
［コータ・デベロッパ］
トラック２００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、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。【００４９】
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２００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２００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。【００５０】
すなわち、露光装置１００と該露光装置１００に隣接するトラック２００内のＣ／Ｄ１１０、露光装置１０１と該露光装置１０１に隣接するトラック２００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。【００５１】
インライン接続された露光装置１００とトラック２００、露光装置１０１とトラック２００は、これを一体として、１つの基板処理装置（１００、２００）、（１０１、２００）とみなすこともできる。基板処理装置（１００、２００）、（１０１、２００）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することでウエハＷを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、２００）、及び基板処理装置（１０１、２００）をそれぞれ１つ備えているとみなすことができる。【００５２】
［測定検査器］
測定検査器１２０、１２１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、１２１は同機種であるため、以下では、測定検査器１２０を代表的に取り上げてその構成等について説明する。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、干渉計の計測位置により、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。【００５３】
測定検査器１２０は、この他、ウエハＷに対する各種測定検査を行うべく、以下に示す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、トップコート膜等の膜の膜厚を測定するための干渉計
（２）ウエハＷ上のアライメントマークの測定を行うために設けられたアライメント系であって、アライメント系ＡＬＧと同様のアライメント系
（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））の計測を行う計測装置であって、フォーカス検出系ＡＦと同様の計測装置
（４）ウエハＷ上の異物及び／又はしみの検査を行うためのセンサであって、アライメント系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及び／又は重ね合わせ誤差の測定を行うためのセンサであって、デバイスパターンを撮像可能な撮像装置
（６）ウエハＷ上のパターン欠陥の検査を行うためのセンサであって、高倍率の撮像装置又はレーザスキャン方式のセンサ【００５４】
測定検査器１２０には、この他にも、必要な測定検査内容に応じて、様々なセンサが設けられている。【００５５】
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、測定検査器１２０、１２１の間を、ウエハＷ毎に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。【００５６】
［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と、酸化・イオン注入装置９２０と、エッチング装置９３０と、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とが設けられている。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Ｗ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。【００５７】
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。【００５８】
［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に対する処理が完了した装置から、ウエハＷに対する次なる処理を行う装置まで、ウエハＷが搬送される。【００５９】
［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２００内のＣ／Ｄ１１０、測定検査器１２０、１２１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（以下、適宜ＰＣと略述する）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。【００６０】
［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となっている。解析装置１７０は、ウエハＷに関する情報及びウエハＷに対するプロセスに関する情報を取得し、取得された情報の解析を行う。より具体的には、測定検査器１２０、１２１の測定検査結果の解析を行い、必要であれば、その解析結果に基づいて、露光装置１００、１０１等の装置パラメータの最適化を行う。また、解析装置１７０は、ウエハＷに対する測定検査を行うのに好適な測定検査器の選択又は測定検査器の測定検査条件等の調整を行う。【００６１】
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）による解析プログラムの実行により実現される。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。【００６２】
また、解析装置１７０は、解析に必要なデータベースを備えている。このデータベースの１つとしてＣＤテーブル群がある。ＣＤテーブル群は、露光装置１００、１０１における照明条件と、露光量、同期精度、フォーカス、レンズの各制御誤差と、パターン線幅との関係が登録されたデータベースである。【００６３】
このＣＤテーブル群は、ウエハＷ上に転写形成されたデバイスパターンの重ね合わせ誤差を測定する際に、デバイスパターンとともに転写された重ね合わせ誤差マークを選択するために用いられる。【００６４】
図３（Ａ）には、ショット領域ＳＡ内にデバイスパターンとともに転写される重ね合わせ誤差測定用マークと、露光量、同期精度、フォーカス、レンズなどの各種制御系の制御誤差との関係が模式的に示されている。図３（Ａ）に示される、ウエハＷ上のショット領域ＳＡには、露光領域ＩＡが、Ｙ＝０からＹ＝Ｙ1に、一定のスキャン速度で、ウエハＷに対して相対的に移動することによりデバイスパターンが転写されるものとする。また、このデバイスパターンは、重ね合わせ誤差測定用マークＭ１を含んでいるものとする。【００６５】
図３（Ｂ）〜図３（Ｅ）には、露光量制御誤差、同期精度制御誤差、フォーカス制御誤差及びレンズ制御誤差のログデータの一例が、それぞれ示されている。図３（Ｂ）〜図３（Ｅ）に示されるように、これらのログデータのうち、重ね合わせ誤差測定用マークＭ１の転写に寄与するログデータは、Ｙ＝ＡからＹ＝Ｂまでのログデータとなる。したがって、解析装置１７０は、露光量、同期精度、フォーカス誤差、レンズ誤差のＹ＝ＡからＹ＝Ｂまでのログデータの統計値（例えば、移動平均値（ＭＥＡＮ値）、移動標準偏差（ＭＳＤ値）など）に基づいて、重ね合わせ誤差測定用マークＭ１が、実際に重ね合わせ誤差を測定するのに適当なマークであるか否かを判断する。【００６６】
ＣＤテーブル群には、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージの相対同期走査中における、露光装置１００、１０１での照明条件と、露光量制御誤差、同期精度制御誤差、フォーカス制御誤差、及びレンズ制御誤差の統計値と、その地点でのパターン線幅との関係が蓄積されている。解析装置１７０は、露光装置１００、１０１から取得した各種制御誤差ログデータに基づいて、ウエハＷ上に転写された各重ね合わせ誤差測定用マークのパターン線幅を推定し、そのマークが測定に適切であるか否かを判断するために、このＣＤテーブル群を参照する。なお、露光量制御誤差、同期精度制御誤差、又はフォーカスの制御誤差の統計値が、データベースに登録されていない値であった場合には、その値の近傍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。【００６７】
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種制御系の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により測定された値又は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。【００６８】
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、又は像高など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、及び像高の組み合わせごとに用意される。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、露光量制御誤差、同期精度制御誤差、フォーカス制御誤差、又はレンズ制御誤差をキーとして、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、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）、パターン種類（孤立線、密集線（ライン・アンド・スペース・パターン））などがある。これらの露光条件と、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。【００６９】
解析装置１７０は、この他にも、解析結果を蓄積するデータベースを備えている。【００７０】
［較正処理］
図１に示されるように、本実施形態に係るデバイス製造・処理システム１０００は、同じ測定検査処理を行う複数の測定検査器１２０、１２１と、複数の露光装置１００、１０１とを有している。したがって、例えば、同一のプロセスを実行する際に、一方の測定検査器、露光装置がビジー状態であれば、もう一方の測定検査器、露光装置を用いることにより、ウエハの待ち時間を短くして、スループットの向上を図ることができる。【００７１】
しかしながら、測定検査器が異なれば、まったく同じウエハをロードしても、その測定検査結果に違いが生じる場合がある。これは、測定検査器が同じ機種であっても、それぞれの特性が装置間で異なるからである。そこで、上述のようなスケジューリングにより同種類の測定検査を行う複数の測定検査器１２０、１２１の機差を低減するために、実際の運用に先立って、測定検査器の較正処理を行う。【００７２】
この較正処理には、較正用のウエハが用いられる。この較正用ウエハは、各装置１００、１０１、１２０、１２１のアライメント系で測定可能な較正用のパターンが多数形成されたウエハである。較正用の測定検査パターンは、較正用のウエハ上のほぼ全面に渡って形成されている。【００７３】
まず、露光装置１００、１０１と測定検査器１２０、１２１に、較正用のパターンが形成された較正用ウエハを順次ロードし、較正用ウエハ上の同一のパターンをそれぞれのアライメント系で検出（測定）し、各装置１００、１０１、１２０、１２１のアライメント系で取得されるマーク波形信号が同一となるように、各アライメント系の光学系（図２の露光装置１００においては、アライメント光学系ＡＳ）と、アライメントセンサ（図２の露光装置１００においては、アライメントセンサ２１）とを調整する。較正用ウエハには、複数の異なる種類のパターン（例えば、線幅及び／又は形状がそれぞれ異なる複数の代表的なパターン）が多数計測されており、ここでは、これらすべてのパターンで、検出されたマーク波形が、装置間で一致するように、マッチング調整が行われる。【００７４】
次に、各装置１００、１０１、１２０、１２１のフォーカス検出系ＡＦのマッチング調整を行う。まず、露光装置１００、１０１の投影光学系ＰＬの最良結像面、測定検査器１２０、１２１の光学系の最良結像面などを空間像計測などの方法で求める。そして、ウエハＷを保持するステージに設けられた基準マーク板ＦＭを、その最良結像面に位置させる。フォーカス検出系ＡＦを用いて、基準マーク板ＦＭのデフォーカス量をフォーカス検出系ＡＦの複数の計測点について検出する。このときの検出結果が、各計測点でのオフセット成分となる。また、ステージを投影光学系ＰＬの光軸方向に移動させ、その時の複数の計測点でのデフォーカス量が同一となるように、フォーカス光学系（６０ａ、６０ｂ）の調整と、フォーカスセンサ２３のオフセット、ゲイン調整などを行う。【００７５】
上記２つのマッチング調整により、露光装置１００、１０１、測定検査器１２０、１２１のアライメント系ＡＬＧ及びフォーカス検出系ＡＦは、同じウエハの同じマークに対しては、ほぼ同じ状態での測定が可能となる。【００７６】
なお、この後、再度、露光装置１００、１０１と測定検査器１２０、１２１に、較正用のパターンが形成された較正用ウエハを順次ロードし、各装置１００、１０１、１２０、１２１のウエハＷを保持するＸＹ座標系と、干渉計の計測値にしたがってウエハＷを保持するステージを移動させたときの座標系のずれを表すステージ移動の非線形成分（ステージグリッドの非線形成分）を求めるようにしても良い。ここでは、較正用ウエハ上に形成されたパターンを、アライメント系の検出視野内に位置させるように動かしつつ、そのパターンの位置を、アライメント系で測定する。このときのパターンの位置ずれの測定値が、ステージグリッドの非線形成分に相当する。この測定値は、装置パラメータとして、各装置１００、１０１、１２０、１２１に設定される。これにより、各装置間でのステージグリッドの差がほぼ０となる。従って、同じウエハＷの同じマークをそれぞれ計測しようとして、そのマークをアライメント系の検出視野内に収めるべく、そのウエハＷを保持するステージを移動させた場合、そのウエハＷがステージ上に全く同じ状態で保持されていたとすれば、そのマークは、どの装置においても、アライメント系の検出視野内のほぼ同じ位置に位置決めされるようになる。【００７７】
［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。図４には、このプロセスのフローチャートが示されている。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及び管理コントローラ１６０によってスケジューリングされ管理されている。実際には、図４に示される処理が、ウエハ毎に、例えばパイプライン的に繰り返されることになる。【００７８】
図４に示されるように、まず、ステップ２０３では、レチクルＲを、レチクルステージにロードし、レチクルＲの位置合わせ（レチクルアライメント）、及びベースライン（オフアクシスのアライメント系ＡＬＧの検出中心とレチクルＲ上のパターンの投影中心との距離（位置関係））の計測などの準備処理を行う。この準備処理により、レチクルＲ上のデバイスパターンを、ウエハステージＷＳＴ上で位置合わせされたウエハＷ上に既に形成されたショット領域ＳＡに対して重ね合わせて転写する、重ね合わせ露光が可能となる。【００７９】
この後、上記ステップ２０３と平行して、ウエハＷに対する処理が行われる。まず、成膜装置９１０においてウエハＷ上に膜を生成し（ステップ２０５）、そのウエハＷをＣ／Ｄ１１０に搬送し、Ｃ／Ｄ１１０においてそのウエハＷ上にレジストを塗布する（ステップ２０７）。【００８０】
次のステップ２０８では、ウエハＷを測定検査するための測定検査器（１２０又は１２１）の選択と、その測定検査条件の設定を行う。この処理の流れは以下のようになっている。【００８１】
（１）解析装置１７０がホスト６００（又は管理コントローラ１６０）に対して、露光装置１００、１０１のいずれで露光するか否かを問い合わせる。
（２）ホスト６００（又は管理コントローラ１６０）は、露光装置名を解析装置１７０に送る。
（３）解析装置１７０は、選択された露光装置に対して、露光装置の処理条件に関するデータを問い合わせる。このデータには、アライメント系ＡＬＧ及びフォーカス検出系ＡＦなどの処理条件に関するデータが含まれる。
（４）問い合わせを受けた露光装置は、測定検査条件に関するデータを、解析装置１７０に送る。
（５）解析装置１７０は、受信したデータに基づいて、最適な測定検査器を選択する。【００８２】
この場合、解析装置１７０は、ウエハＷに対して露光を行う露光装置との相性によって、事前測定検査処理を行う測定検査器を選択することができる。例えば、後述するように、ウエハＷに対して露光を行う露光装置として露光装置１００が選択されている場合には、測定検査器におけるアライメント系の測定条件を、その露光装置１００におけるアライメント系ＡＬＧの測定条件に合わせた場合に、その測定条件が、設定できる測定条件の範囲を超えていた場合には、その測定検査器を選択せず、他の測定検査器を選択するようにすれば良い。
（６）解析装置１７０は、選択結果をホスト６００（又は管理コントローラ１６０）に返す。
（７）解析装置１７０は、測定検査条件に関するデータを、選択された測定検査器に送る。このような測定検査条件には、例えば、アライメント光学系によるマーク計測時の波長及びフォーカスオフセット、アライメントセンサにより検出されたマーク波形データを処理する信号処理装置の処理条件、例えば、マーク長、マーク・タイプ、マーク・ピッチ、マーク幅、マーク・センターシフト、信号波形形状（シングル／ダブル）、マーク検出アルゴリズム、マーク検出許容値、計測必要マーク数、計測必要ショット数及びＥＧＡリミット値などのアライメント関連パラメータ、並びに信号出力のオフセット成分であるフォーカスオフセット、フォーカスセンサの配置、フォーカスセンサの選択及びフォーカス信号を処理するためのフォーカス計測アルゴリズムなどのフォーカス関連パラメータがある。
（８）選択された測定検査器は、受信したデータに従って、測定検査条件を設定する。【００８３】
次のステップ２０９では、ステップ２０８で選択された測定検査器（１２０又は１２１）において、ウエハＷの測定検査処理を行う。より具体的には、選択されたウエハＷを、測定検査器１２０に搬送し、そのステージ上にウエハＷをロードする。【００８４】
そして、アライメント系ＡＬＧを用いて、ステージ上のウエハＷのアライメントを行う。前述のように、露光装置１００、１０１と、測定検査器１２０、１２１とでは、アライメント光学系ＡＳ、アライメントセンサ２１については、較正用ウエハ等を用いて、マッチング調整がなされており、上記ステップ２０８において、アライメント系ＡＬＧの他の計測条件も、露光装置と一致するように調整されているため、同一マークに対するマーク検出波形はほぼ同一となり、いずれの測定検査器であっても、露光装置と全く同じ状態で、マークを検出することが可能となる。すなわち、この時点で、測定検査器１２０、１２１の機差は解消されている。【００８５】
なお、このアライメントでは、ウエハＷ上のショット領域ＳＡの配列の非線形成分、及びショット領域ＳＡ自体の非線形成分まで検出するようにしても良い。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）には、ショット領域ＳＡ内に形成された重ね合わせ測定用マークＭ１の位置と、ショット領域ＳＡの配列と、ショット領域ＳＡ自体との関係が模式的に示されている。【００８６】
図５（Ａ）は、ショット領域ＳＡの配列（ウエハグリッド）が、線形成分のみを有している場合の図である。図５（Ａ）に示される左側のショット領域ＳＡの配列に対し、右側のショット領域の配列のウエハグリッドは、回転、倍率、オフセット成分のみを有しており、マークＭ１の位置は、その線形成分のみで求めることができる。したがって、この場合、ショット領域ＳＡの配列の線形成分に従えば、マークＭ１を、アライメント系ＡＬＧの検出視野の中心に位置させることができるようになる。【００８７】
図５（Ｂ）は、ショット領域ＳＡの配列（ウエハグリッド）が、線形成分の他に、非線形成分を有している場合の図である。図５（Ｂ）の左側には、線形成分のみを有するショット領域ＳＡの配列が示されているのに対し、図５（Ｂ）の右側のショット配列は、隣接するショット配列の位置関係が変化しており、その分だけマークＭ１の位置が変化している。この場合には、ショット領域ＳＡの配列の線形成分及び非線形成分に従えば、マークＭ１を、アライメント系ＡＬＧの検出視野の中心に位置させることができるようになる。【００８８】
図５（Ｃ）に示されるように、ショット配列の線形成分、非線形成分に加え、ショット領域ＳＡ自体が変形していた場合にも、マークＭ１の位置はさらにシフトすることになる。この場合には、ショット領域ＳＡの配列の線形成分及び非線形成分に加え、ショット領域ＳＡ自体の変形をも考慮すれば、重ね合わせ誤差測定用マークＭ１を、アライメント系ＡＬＧの検出視野の中心に位置させることができるようになる。【００８９】
このように、事前測定検査処理を行う際に、ショット領域ＳＡの配列の非線形成分、及びショット領域ＳＡ自体の変形成分までも考慮してステージを位置決めすれば、測定対象のマークを、アライメント系ＡＬＧの検出視野の中心に常に位置させることができるようになり、アライメント光学系ＡＳが有する収差成分によるマーク検出誤差のばらつきを低減することが可能となる。このようなアライメントを行うためには、ショット領域ＳＡの配列の非線形成分、及びショット領域ＳＡ自体の変形成分までも考慮したＥＧＡ多項式モデル式を採用する必要がある。【００９０】
そして、選択された測定検査器（１２０、１２１のいずれか）では、ウエハＷ上に、既に形成された前層の複数のショット領域ＳＡのうち、測定対象として選択されたショット領域ＳＡ（以下、計測ショットと呼ぶ）について、ショットフラットネス（ショット領域のフォーカス段差）の測定を行う。この計測ショットの数及び配置は、任意のものとすることができるが、例えば、ウエハＷの外周部の８ショットとすることができる。また、測定検査処理では、ウエハＷ上の膜の検査、アライメント関連パラメータの最適化のためのマーク測定なども行う。【００９１】
測定検査器（１２０、１２１のいずれか）の測定検査結果は、露光装置１００、１０１及び解析装置１７０に送られる。解析装置１７０は、必要に応じて、例えば、マークの測定結果に基づいて、露光装置１００、１０１のアライメント関連パラメータの最適化などを行う。この最適化結果は、該当する露光装置に送られ、その露光装置は、アライメント関連パラメータの最適値を設定する。また、この測定結果（例えばフォーカス段差）は、露光装置（１００又は１０１）における走査露光時のフォーカス制御に用いられる。【００９２】
続いて、ウエハを露光装置（１００とする）に搬送し、露光装置１００にてレチクルＲ上の回路パターンをウエハＷ上に転写する露光処理を行う（ステップ２１１）。このとき、露光装置１００では、計測ショット露光中の露光量制御誤差、同期精度制御誤差、フォーカス制御誤差、レンズ制御誤差のトレースデータをモニタリングし、内部のメモリにログデータとして記憶しておく。次に、ウエハＷをＣ／Ｄ１１０に搬送して、Ｃ／Ｄ１１０にて現像処理を行う（ステップ２１３）。【００９３】
次のステップ２１４では、事後測定検査処理を行う測定検査器の選択及び測定検査条件の設定を行う。その後、このレジスト像の線幅の測定、ウエハＷ上に転写されたデバイスパターンの線幅測定及びパターン欠陥検査などの事後測定検査処理を行う（ステップ２１５）。このステップ２１４、２１５は、後述するエッチング処理後に行うようにしても良い。【００９４】
事後測定検査処理の処理内容としては、様々なものがあるが、例えば、以下のものがあげられる。
（１）デバイスパターンの重ね合わせ誤差測定
（２）デバイスパターンのパターン欠陥検査
以下、（１）、（２）の測定検査処理各々について、ステップ２１４、２１５の処理を、詳細に説明する。ステップ２１４において、測定検査器の選択までは、前述したとおりであるので、測定検査器が選択されてから以降の処理について説明する。【００９５】
［デバイスパターンの重ね合わせ誤差測定］
まず、選択された測定検査器は、露光装置（１００、１０１のいずれかであるが、ここでは露光装置１００とする）に対して、測定検査に必要な処理条件などに関するデータを問い合わせる。露光装置１００は、重ね合わせ誤差測定に必要な情報、例えば、露光装置１００内の環境（温度、湿度、気圧）、アライメント系ＡＬＧの測定条件、ウエハＷのアライメント結果のデータ（ウエハグリッド及びショット領域ＳＡ自体の変形成分）、ウエハＷの面形状などのデータ（フォーカス段差データ）、及びフォーカス関連パラメータなどを測定検査器に送る。測定検査器は、送られた情報にしたがって、測定検査器内の環境、及びアライメント系の測定条件などを、露光装置１００にあわせる。【００９６】
デバイスパターンの重ね合わせ誤差測定では、露光装置１００におけるアライメント系ＡＬＧの測定条件（アライメント装置２２の処理条件など）が設定された状態で、アライメントが行われるようになる。【００９７】
そして、ウエハＷ上の重ね合わせ誤差測定用マークの測定を行う。ここでは、測定対象となるマークに対する光学系のフォーカス合わせを、露光装置１００と同じフォーカス関連パラメータの下で、事前測定検査処理で測定されたフォーカス段差のデータを考慮して行う。このようにすれば、マークに対するフォーカス合わせに要する時間を短くすることが可能となる。【００９８】
また、ショット領域ＳＡには、多数の重ね合わせ誤差測定用マークが形成されているため、形成状態が良好でないマークについては、測定対象から除外することができる。この場合、選択された測定検査器は、解析装置１７０に測定対象から除外すべきマークについて問い合わせる。解析装置１７０は、この問い合わせを受信した後、露光装置１００に対して、ログデータの送信を要求する。露光装置１００は、そのウエハＷに対する処理を行ったときのログデータを解析装置１７０に送信する。解析装置１７０は、受信したログデータに基づいて、図３（Ａ）〜図３（Ｅ）に示されるように、重ね合わせ誤差測定用マークが形成されている地点での制御誤差を、ＡＢ間のログデータから算出する。そして、その制御誤差をキーとして、ＣＤテーブル群を参照し、その重ね合わせ誤差測定用マークの推定線幅値を求める。そして、その推定線幅値が、設計線幅から所定値以上ずれている場合には、その重ね合わせ誤差測定用マークを測定対象から除外するように設定する。そして、測定対象となっているウエハＷ上の重ね合わせ誤差測定用マーク各々の解析結果を、測定検査器に返す。【００９９】
なお、解析装置１７０では、マークの除外のほかにも様々な処理が可能である。例えば、重ね合わせ誤差測定用マークが、ライン・アンド・スペース・パターン（Ｌ／Ｓパターン）であり、その重ね合わせ誤差測定用マークの非対称性が、露光装置１００のログデータに基づいて推定可能である場合には、その非対称性から推定されるマークの位置ずれ量を解析結果として算出するようにしても良い。【０１００】
解析装置１７０から解析結果を受信した測定検査器は、その結果に基づいて、除外されていない重ね合わせ誤差測定用マークによる重ね合わせ誤差の測定を行い、必要であれば、その重ね合わせ誤差を、上述のようにして算出された位置ずれ量で補正する。【０１０１】
なお、解析装置１７０は、露光装置１００のログデータだけでなく、Ｃ／Ｄ１１０のログデータ、事前測定検査処理等の少なくとも１つにおいて行われたウエハＷの膜の測定検査結果（膜厚、膜上のクラッチ、はがれなど、又はそれらの組合せ）を参照して、重ね合わせ誤差測定用マークの除外、位置ずれ量の推定などを行うようにしても良い。また、解析装置１７０は、露光装置の環境に関するデータから重ね合わせ誤差測定用マークの位置ずれ量をある程度推定可能である場合には、その位置ずれ量を算出し、測定検査器に送るようにしても良い。この場合、位置ずれ量の推定には、例えば次式を用いることができる。【０１０２】
【数１】
2007102484.tif 000003
ここで、Ｒｅｓｕｌｔは、算出するマークの位置ずれ量である。Ｒｅｓｕｌｔは、１サンプル前の値の増分値で算出される。その増分値は、そのサンプリング時間における温度変化ΔＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅと、湿度変化ΔＨｕｍｉｄと、気圧変化ΔＰｒｅｓｓとの１次関数となっている。α、β、γは、それぞれの係数であり、ｏｆｆｓｅｔＴ、ｏｆｆｓｅｔＨ、ｏｆｆｓｅｔＰは、温度変化、湿度変化、気圧変化に対するオフセット成分である。なお、式（１）において右辺のＲｅｓｕｌｔが１サンプル前の値であり、左辺のＲｅｓｕｌｔは更新された値を示す。１サンプル前のＲｅｓｕｌｔに露光装置の環境に関するデータを加味した結果、左辺の更新されたＲｅｓｕｌｔが得られることを式（１）は示している。【０１０３】
なお、係数α、β、γと、オフセットｏｆｆｓｅｔＴ、ｏｆｆｓｅｔＨ、ｏｆｆｓｅｔＰは、過去に取得された、温度変化、湿度変化及び気圧変化と、マークの位置ずれ量との関係を表す統計データに基づいて、例えば、統計解析などの手法を用いて求めることができる。例えば、１ヶ月の間、１日の間における、それらの関係を測定し、その測定データを用い、最小二乗法などを用いて、上記係数とオフセットとを算出することができる。【０１０４】
［デバイスパターンの欠陥検査］
まず、選択された測定検査器は、露光装置（１００とする）に対して、測定検査に必要な処理条件などに関するデータを問い合わせる。露光装置は、デバイスパターンの欠陥検査に必要な情報、例えば、露光装置内の環境（温度、湿度）、アライメント系ＡＬＧの測定条件、ウエハＷのアライメント結果のデータ（ウエハグリッド及びショット領域ＳＡ自体の変形成分）、ウエハＷの面形状などのデータを測定検査器に送る。測定検査器は、送られた情報にしたがって、測定検査器内の環境及びアライメント系の測定条件、並びにフォーカス関連パラメータ（フォーカス段差データ含む）などを、露光装置１００に合わせる。【０１０５】
デバイスパターンの欠陥検査においても、露光装置１００におけるアライメント系ＡＬＧの測定条件（アライメント装置２２の処理条件など）が設定された状態で、ウエハアライメントが行われるようになる。【０１０６】
そして、ウエハＷ上の重ね合わせ誤差測定用マークの測定を行う。ここでは、計測対象となるマークに対する測定光学系のフォーカス合わせを、事前測定検査処理で測定されたフォーカス段差データを考慮して行う。このようにすれば、マークに対するフォーカス合わせに要する時間を短くすることが可能となる。【０１０７】
選択された測定検査器は、解析装置１７０に対し、測定処理内容について問い合わせる。すると、解析装置１７０は、この問い合わせを受信した後、露光装置１００に対して、ログデータの送信を要求する。露光装置は、そのウエハＷに対する処理を行ったときのログデータを解析装置１７０に送信する。解析装置１７０は、受信したログデータに基づいて、図３（Ａ）〜図３（Ｅ）に示されるように、検査対象のパターンが形成されている地点での制御誤差を、ＡＢ間のログデータを用いて算出する。そして、その制御誤差をキーとして、ＣＤテーブル群を参照し、パターンの推定線幅値を求める。そして、その推定線幅値が、設計線幅から所定値以上ずれているパターンに対しては、ファインにパターン検査を行うように、設定する。そして、測定対象となっているウエハＷ上の重ね合わせ誤差測定用マーク各々の解析結果を、測定検査器に返す。【０１０８】
なお、測定検査器では、解析結果に従って、パターン欠陥検査を行う。ここで、制御誤差が大きく、パターン欠陥が発生している可能性が高い場所では、欠陥検査の検出感度を高めに設定するようにしても良い。また、制御誤差が小さく、推定線幅値と設計線幅とがほぼ一致すると考えられる場所については、パターンの信頼性が高いと考えられるため、パターン欠陥検査の検出感度を低めに設定する、あるいは比較的ラフなパターン検査を行うなどが可能である。【０１０９】
なお、解析装置１７０は、露光装置のログデータだけでなく、Ｃ／Ｄ１１０のログデータ、事前測定検査処理等の少なくとも１つにおいて行われたウエハＷの膜の測定検査結果（膜厚、膜上のクラッチ、はがれなど、又はその組合せ）を参照して、パターン欠陥検査の感度設定を行うようにしても良い。【０１１０】
上述のようにして、ステップ２１４、２１５の処理が行われた後、ウエハＷは、測定検査器からエッチング装置９３０に搬送され、エッチング装置９３０においてエッチングを行い、不純物拡散処理、配線処理、成膜装置９１０にて成膜、ＣＭＰ装置９４０にて平坦化、酸化・イオン注入装置９２０でのイオン注入処理などを必要に応じて行う（ステップ２１９）。そして、全工程が完了し、ウエハ上にすべてのパターンが形成されたか否かを、ホスト６００において判断する（ステップ２２１）。この判断が否定されればステップ２０５に戻り、肯定されればステップ２２３に進む。このように、成膜・レジスト塗布〜エッチング等という一連のプロセスが工程数分繰り返し実行されることにより、ウエハＷ上に回路パターンが積層されていき、半導体デバイスが形成される。【０１１１】
繰り返し工程完了後、プロービング処理（ステップ２２３）、リペア処理（ステップ２２５）が、デバイス製造・処理装置群９００において実行される。ステップ２２３において、メモリ不良を検出した時には、ステップ２２５において、例えば、冗長回路へ置換する処理が行われる。解析装置１７０は、パターン欠陥が発生した箇所などの情報を、プロービング処理、リペア処理を行う装置に送るようにすることもできる。不図示の検査装置では、ウエハＷ上の線幅異常が発生した箇所については、チップ単位で、プロービング処理、リペア処理の処理対象から除外することができる。その後、ダイシング処理（ステップ２２７）、パッケージング処理、ボンディング処理（ステップ２２９）が実行され、最終的に製品チップが完成する。なお、ステップ２１５の事後測定検査処理は、ステップ２１９のエッチング後に行うようにしても良い。この場合には、エッチング後にウエハＷ上に形成される像（以下、エッチング像とも呼ぶ）に対し重ね合わせ誤差、及び／又はパターン欠陥検査が行われるようになる。現像後、エッチング後の両方に行うようにしても良い。この場合には、レジスト像に対しても、エッチング像に対しても測定検査が行われるようになるので、それらの測定結果に違いに基づいて、エッチング処理の処理状態を検出することができるようになる。【０１１２】
図６には、測定検査器において、露光装置と一致させることが可能な処理条件が模式的に列挙されている。【０１１３】
図６に示されるように、露光装置と、測定検査器とでは、まず、露光時の温度・湿度・気圧などの環境データを、測定検査器と一致させることができる。測定検査器は、露光装置から、直接、あるいは、解析装置１７０、管理コントローラ１６０、又はホスト６００を介して、露光装置で露光が行われたときの環境データを取得し、そのデータが示す環境と、装置内の環境とが同じとなるように、装置内の環境制御を行い、環境が同じになった状態で、ウエハＷに対する測定検査を行う。【０１１４】
さらに、露光装置と、測定検査器とでは、アライメント系の調整を行う。【０１１５】
マークを検出するためのアライメント光学系、マーク波形信号を検出するためのアライメントセンサなどのハードウエアの処理条件の一部は、較正用ウエハを用いた較正処理によりマッチング調整される。そして、ウエハＷごとに異なる条件が要求されるもの、例えば、アライメント光学系によるマーク計測時の波長及びフォーカスオフセット、及びアライメントセンサにより検出されたマーク波形データを処理する信号処理装置の処理条件、例えば、マーク長、マーク・タイプ、マーク・ピッチ、マーク幅、マーク・センターシフト、信号波形形状（シングル／ダブル）、マーク検出アルゴリズム、マーク検出許容値、計測必要マーク数、計測必要ショット数及びＥＧＡリミット値などのパラメータは、ウエハＷに対する事前測定検査処理、及び事後測定検査処理に先立って、露光装置と測定検査器とで一致するように、条件設定が行われる。【０１１６】
さらに、アライメント用又はデバイスパターン処理用のフォーカス信号を検出するためのフォーカス光学系、及びフォーカスセンサなどのハードウエアの処理条件の一部は、基準マーク板ＦＭ（又は較正用ウエハ）を用いた較正処理によりマッチング調整される。そして、ウエハＷごとに異なる条件が要求されるもの、フォーカス光学系、フォーカスセンサの一部の処理条件、それらにより検出されたフォーカス信号を処理する信号処理装置の処理条件、デバイス段差補正マップ、フォーカスオフセット、フォーカスセンサ配置、フォーカスセンサ選択、及びフォーカス検出アルゴリズムなどのパラメータは、ウエハＷに対する測定検査処理に先立って、露光装置と測定検査器とで一致するように、条件設定が行われる。【０１１７】
さらに、ウエハＷ上のマーク計測にあたり、そのマークをアライメント系の検出視野に移動させる必要がある。しかるに、ウエハＷ上のマークの実際の位置は、そのマークを含むショット領域ＳＡの配列（ウエハグリッド）及び／又はショット領域ＳＡ自体のデバイスパターンの歪み（転写される時のデバイスパターンの像の歪み）に応じて設計上の位置からずれる。ショット領域の配列及びデバイスパターンの歪みは、回転、倍率、オフセットなどの線形成分の他、高次関数でなければ表現することができない非線形成分を含んでいる。アライメント系では、これらの非線形成分をも考慮すれば、計測対象のマークを、常に、アライメント系の検出視野の中心に位置させることができるようになる。【０１１８】
また、事後測定検査処理において、ウエハＷ上のデバイスパターンの重ね合わせ誤差の測定を行う場合には、各重ね合わせ誤差測定用マークが、測定するにふさわしいか否かを、露光装置１００、１０１の各種制御誤差のログデータ、Ｃ／Ｄ１１０の処理状態、レジスト膜の計測結果を考慮して判断する。例えば、これらのログデータに基づいて、重ね合わせ誤差の測定に不適なマークを除外したり、マークの測定条件を調整したり、マークの重ね合わせ誤差測定用マークの測定位置を補正したりする。このようにすれば、測定検査結果を安定化させて、機差を低減することが可能となる。【０１１９】
さらに重ね合わせ誤差計測にあたっては、露光装置の環境に、測定検査器の環境をあわせたり、重ね合わせ誤差測定用マークの計測位置を補正することも可能である。【０１２０】
また、事後測定検査処理において、ウエハＷ上のデバイスパターンの線幅測定及び／又はパターン欠陥の検査を行う場合には、露光装置１００、１０１の各種制御誤差のログデータ、Ｃ／Ｄ１１０の処理状態、及びレジスト膜の計測結果を考慮する。例えば、これらのログデータに基づいて、パターン線幅異常及び／又はパターン欠陥が発生している可能性が高い領域については、細かく検査する、あるいは検査感度、検査分解能、検査アルゴリズムなどの検査条件を調整する。【０１２１】
さらに、較正用ウエハ上に形成された測定検査パターンは、厳格な基準の下で転写形成されたものではあるが、プロセスウエハ上のパターンと同様に、露光装置により転写されたものであり、露光装置の投影光学系の収差の影響を受けたものであるため、収差による測定検査パターンの変形を考慮して、較正用ウエハの測定検査パターンの測定検査結果によるアライメント系のマッチング調整を行うようにしても良い。【０１２２】
以上の点において、露光装置と測定検査器とで処理条件を一致させた場合には、露光装置と測定検査器との処理状態がほぼ同一となり、そのウエハＷに対する測定検査器間の測定検査結果の機差が低減するようになり、常に、安定した測定検査が可能となる。なお、較正用ウエハ又は基準マーク板を用いたアライメント系及び／又はフォーカス系の較正処理は、プロセスを実行する前に行う必要があるが、その他の処理条件の調整を行う順番は特に限定されない。【０１２３】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、ウエハＷに関する情報、及び／又はそのウエハＷに対する一連の基板処理に関する情報に基づいて、同一の測定検査処理を行う複数の測定検査器１２０、１２１の中から、ウエハＷの測定検査に好適な測定検査器を選択するとともに、実際のウエハＷ及び／又はその基板処理に応じて測定検査器１２０、１２１の測定検査条件を調整したり、その測定検査結果を補正したりする。これにより、そのウエハＷに応じた状態での測定検査が可能となるため、実際のプロセスウエハＷを測定検査する際の測定検査器１２０と測定検査器１２１との間の機差を低減することが可能となる。【０１２４】
さらに、本実施形態によると、実際の運用に先立って、露光装置１００、１０１、測定検査器１２０、１２１にそれぞれ、較正用ウエハを順次ロードして、それぞれのアライメント系ＡＬＧによって、較正用ウエハ上の同一の測定検査用マークを、測定検査させ、その測定検査結果が、露光装置１００、１０１と測定検査器１２０、１２１とで一致するように、アライメント系ＡＬＧの検出系の動作条件を較正する較正工程を行うことができる。これにより、測定検査器１２０、１２１間、露光装置と測定検査器との間などで、同一のマークの測定検査結果が同一となるように、アライメント系ＡＬＧのハードウエアがマッチング調整されるようになる。【０１２５】
なお、本実施形態では、露光装置１００、１０１と、測定検査器１２０、１２１とが同じ構成を有するアライメント系（オートフォーカス機構を含む）を備えているものとしたが、各装置のアライメント系は、必ずしも同一のハードウエア構成を有している必要はない。例えば、本実施形態では、露光装置１００、１０１と、測定検査器１２０、１２１とが、ウエハＷ上のアライメントマークに相当する波形データを光電検出するアライメント光学系ＡＳ及びアライメントセンサ２１と、そのアライメントマークのフォーカス状態を検出するフォーカス光学系（６０ａ，６０ｂ）及びフォーカスセンサ２３とを備えるものとしたが、これに限らず、アライメント光学系ＡＳ及びアライメントセンサ２１、又はフォーカス光学系（６０ａ，６０ｂ）及びフォーカスセンサ２３が、共通であれば良い。この場合にも、その共通なハードウエアの動作条件を較正用ウエハを用いて較正することが可能である。【０１２６】
すなわち、各装置で、検出系のすべてが共通である必要はなく、そのうち一部に共通な部分があれば、その部分での処理条件を調整することが可能である。また、検出系に共通する部分がなくても、測定検査結果ができる限り一致するように、調整することも可能である。【０１２７】
なお、測定検査器の測定条件等を調整するために用いられる、一連の基板処理に関するデータとしては、様々なものを適用することができる。例えば、基板処理によりウエハＷ上に形成されたアライメントマークの検出処理に関するデータ、露光装置１００、１０１のアライメント系ＡＬＧのマークのフォーカス状態に関するデータ、露光によりウエハＷ上に形成されたショット領域ＳＡの配列に関するデータ、露光によりウエハＷ上に形成されたデバイスパターンの歪み（ショット領域ＳＡの変形）に関するデータ、露光装置１００、１０１の処理状態に関するデータ、露光装置１００、１０１内の環境に関するデータ、及びウエハＷ上に生成された膜の測定検査結果に関するデータなどを適用することができる。【０１２８】
これらのデータを用いて、様々な測定検査内容の測定検査条件、及び／又は測定検査結果の調整が可能となる。例えば、ウエハＷ上に重ね合わせて形成されたデバイスパターンに含まれる複数の重ね合わせ誤差測定用マークの測定処理に関して、露光装置１００、１０１の処理状態に関する情報と、露光装置１００、１０１の環境に関するデータと、ウエハＷ上に生成された膜の測定検査結果に関するデータとの少なくとも１つに基づいて、重ね合わせ誤差測定用マークの測定条件、測定結果及び測定環境の少なくとも１つの調整を行うことができる。【０１２９】
さらに、露光装置１００、１０１の処理状態に関する情報と、露光装置１００、１０１内の環境に関する情報と、ウエハＷ上に生成された膜の測定検査結果に関する情報との少なくとも１つに基づいて、異常と判断された重ね合わせ誤差測定用マークを除外するようにしても良い。【０１３０】
また、ウエハＷ上に形成されたデバイスパターンのパターン欠陥検査であれば、露光装置１００、１０１の処理状態に関する情報と、ウエハＷ上に生成された膜の測定検査結果に関する情報との少なくとも一方に基づいて、パターン欠陥検査の検査条件を調整することができる。より具体的には、異常と判断された部分を、正常と診断された部分に比して、重点的に検査する。さらに、正常と診断された部分のパターン欠陥の検査頻度を減らすようにすれば、全体のスループットの低下を防止することができる。【０１３１】
また、本実施形態では、測定検査器の調整に実際のプロセスウエハを用いたが、測定検査器１２０、１２１と露光装置１００、１０１とのハードウエアのマッチング調整に利用された、較正用ウエハを用いるようにしても良い。この場合、較正用ウエハ上に形成された測定検査用パターンの歪みに関するデータ（例えば、そのパターンを転写した露光装置の投影光学系の収差データ）を考慮して、測定検査処理を行う測定検査器として選択された測定検査器の測定検査条件及び測定検査結果に関する情報の少なくとも一方を調整することができる。【０１３２】
また、本実施形態では、測定検査器１２０、１２１の選択、調整を行うためのデータとして、露光装置１００、１０１の処理状態に関するデータ、すなわち露光におけるウエハＷとデバイスパターンとの制御誤差に関するデータの他、例えば、Ｃ／Ｄ１１０における膜生成処理及び／又は現像処理における制御誤差に関するデータを用いることも可能とした。なお、これに限らず、デバイス製造・処理装置群９００の各装置の処理状態に関するデータを、その処理後のウエハＷの測定検査を行う測定検査器の調整に用いることも可能である。【０１３３】
なお、レチクルＲ上には、通常、複数の異なる重ね合わせ誤差測定用マークが形成されている場合が多い。例えば、図７（Ａ）〜図７（Ｅ）に示されるような、マークが重ね合わせ誤差測定用マークとして、レチクルＲ上に形成されており、デバイスパターンとともに、ウエハＷ上に転写形成されているものとする。【０１３４】
重ね合わせ誤差測定用マークとしては、いずれか１つのマークを選択すれば良い。本実施形態では、図７（Ａ）〜図７（Ｅ）に例示されるマークのうち、測定検査器間での測定検査結果の機差が最小となるようなマークを選択することも可能である。このようにしても、測定検査状態が安定し、測定検査器間の機差が低減する。【０１３５】
なお、上記実施形態では、解析装置１７０は、露光装置１００からログデータをそのまま取得したが、露光装置１００で、制御誤差の統計値（ＭＳＤ値、ＭＥＡＮ値）が算出されていれば、その統計値を取得するようにしても良い。【０１３６】
また、上記実施形態では、ウエハ１枚１枚について、測定検査器の測定検査条件等の調整を行ったが、本発明はこれには限られない。例えば、測定検査結果の異常が検出される度に行うようにしてもよく、所定のインターバル（ウエハ数枚置き、所定時間経過毎）で行うようにしても良い。【０１３７】
上記実施形態では、測定検査器１２０、１２１を露光装置１００等とインラインに接続するものとしたが、測定検査器１２０、１２１は、露光装置１００及びトラック２００とはインラインに接続されていないオフラインの測定検査器であっても良い。【０１３８】
さらに、特開平１１−１３５４００号公報、特開２０００−１６４５０４号公報、国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレット、国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット、米国特許第６,８９７,９６３号明細書などに開示されるように、ウエハＷを保持するウエハステージと、基準マークが形成された基準部材及び各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。【０１３９】
なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置について説明したが、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置は勿論、その他の露光装置、例えば、プロキシミティ方式の露光装置などにも適用できる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも本発明を好適に適用することができる。これに代表されるように、各種装置についても、その種類には限定されない。例えば、レチクルＲに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書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（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を採用した露光装置であっても良い。【０１４０】
また、例えば国際公開第９８／２４１１５号パンフレット、国際公開第９８／４０７９１号パンフレット、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）、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されるような、ウエハステージを複数備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。また、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、国際公開第２００４／０５３９５５号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００５／０２５２５０６号明細書）、米国特許第６,９５２,２５３号明細書、欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号パンフレット、国際公開第２００４／０５７５９０号パンフレット、米国特許出願公開第２００６／０２３１２０６号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２８０７９１号明細書などに開示される液浸法を用いる露光装置にも本発明を適用することができるのは勿論である。この場合、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号明細書などに開示されているような露光対象の基板の被露光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にも適用可能である。例えば露光装置１００が液浸露光装置で、露光装置１０１が液浸でない露光装置であっても構わない。【０１４１】
なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開パンフレット、米国特許出願公開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。【０１４２】
また、本発明は、半導体製造工程に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造工程にも適用可能である。また、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する工程、薄膜磁気ヘッドの製造工程、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどの製造工程の他、すべてのデバイス製造工程における線幅管理に本発明を適用することができるのは勿論である。【０１４３】
また、上記実施形態では、解析装置１７０を、例えばＰＣとした。すなわち解析装置１７０における解析処理は、解析プログラムが、ＰＣで実行されることにより実現されている。この解析プログラムは、上述したようにメディアを介してＰＣにインストール可能となっていても良いし、インターネットなどを通じてＰＣにダウンロード可能となっていても良い。また、解析装置１７０がハードウエアで構成されていても構わないのは勿論である。また、上記実施形態では、独立した解析装置１７０を備えるようにしたが、解析装置１７０は、測定検査器１２０、１２１の各々に設けられるようにしても良い。この場合、それぞれの測定検査器１２０、１２１に備えられた解析機能は、ウエハＷに関するデータ、及び／又は露光装置１００、１０１の処理状態のデータに基づいて、自身がそのウエハＷを測定検査するのに適切であるか否か判断することになる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
以上説明したように、本発明のデバイス製造方法、デバイス製造システム及び測定検査装置は、デバイスを生産するのに適している。
【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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【国際調査報告】
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