(57)【要約】  最初の工程Ａにおいて、測定検査器で測定された実測転写位置が黒丸で示されている。×で示される工程Ｂの目標転写位置は、その黒丸と同じ位置となる。以降、各工程の重みが同一であるとすると、×で示される工程Ｃ、Ｄ、Ｅの目標転写位置Ｘtargetは、測定検査器で測定されたその層より前の工程での実際の転写位置（黒丸）に対し全体的なずれが最小となる中庸位置、すなわち他の複数の工程に対して、妥当な位置となる。これにより、デバイスの生産性を向上させることができる。
2007086511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体上にプロセス毎に積層形成されるパターン各々に対する処理条件を決定する処理条件決定方法であって、
情報処理装置を用いて、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関する情報に基づいて、処理対象となる層のパターンに対する処理条件を決定する決定工程を含む処理条件決定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の処理条件決定方法において、
前記パターンの形成状態に関する情報は、
前記物体上に既に形成された複数層にわたるパターンの重ね合わせ及び線幅の少なくとも一方に関する情報と、
他の物体に対して実行されたプロセスのうち、前記物体上にこれから積層されるパターンの形成に対応するプロセスにおける、重ね合わせ及び線幅の少なくとも一方に関する情報との少なくとも一方を含む処理条件決定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の処理条件決定方法において、
前記処理条件を決定する際に、複数の層各々の重ね合わせずれ及び線幅ずれの少なくとも一方が重み付けされている処理条件決定方法。
【請求項４】
請求項３に記載の処理条件決定方法において、
処理条件を決定するデバイスパターン層との関連性に応じて、
複数の層各々の重みが決定される処理条件決定方法。
【請求項５】
請求項３に記載の処理条件決定方法において、
前記各層の厚みを考慮してその層の重みが決定される処理条件決定方法。
【請求項６】
請求項３に記載の処理条件決定方法において、
前記情報処理装置では、そのマンマシンインターフェイスを介して、前記各層の重みに関する情報を入力可能である処理条件決定方法。
【請求項７】
請求項１に記載の処理条件決定方法において、
前記プロセスは、前記パターンを前記物体上に転写形成する露光工程を含み、
前記処理条件は、
前記露光工程での前記パターンと前記物体との位置合わせに関する条件を含む処理条件決定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の処理条件決定方法において、
前記位置合わせに関する条件は、
前記パターンの転写目標位置に関する条件を含む処理条件決定方法。
【請求項９】
請求項１に記載の処理条件決定方法において、
前記プロセスは、前記パターンを前記物体上に転写形成する露光工程を含み、
前記処理条件は、
前記露光工程における前記パターンの転写条件を含む処理条件決定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の処理条件決定方法において、
前記転写条件は、
前記物体上にパターンを転写するためのエネルギービームのエネルギーに関する条件と、前記パターンを前記物体上に投影する光学系のフォーカスに関する条件と、前記パターンを載せたステージと前記物体を載せたステージとの同期制御に関する条件と、前記パターンと前記物体との間の相対位置ずれに関する条件との少なくとも１つを含む処理条件決定方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の処理条件決定方法において、
前記処理条件は、
処理対象となる層のパターンの重ね合わせずれ及び線幅ずれの少なくとも一方における許容値に関する情報を含む処理条件決定方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の処理条件決定方法において、
前記パターンの形成状態に関する情報は、
複数層に渡るパターンの重ね合わせに関する情報と、線幅に関する情報の少なくとも一方を含み、
少なくともそのいずれか一方の情報の複数層に渡るずれに関する情報を考慮して、重ね合わせずれ及び線幅ずれの少なくとも一方の許容値に関する情報を決定する処理条件決定方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の処理条件決定方法において、
前記決定された処理条件が、デフォルトの処理条件と異なった場合には、
前記情報処理装置は、そのマンマシンインターフェイスを介して、前記決定された処理条件を表示する処理条件決定方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の処理条件決定方法において、
前記決定された処理条件を、前記デフォルトの処理条件とともに表示する処理条件決定方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の処理条件決定方法において、
前記決定工程で決定された処理条件に従って前記物体上に形成されたパターンの重ね合わせ誤差及び線幅誤差の少なくとも一方を計測する計測工程をさらに含む処理条件決定方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の処理条件決定方法において、
前記計測工程の計測結果と閾値との比較結果に基づいて、その層のパターンの重ね合わせ異常及び線幅異常の少なくとも一方を検出する検出工程をさらに含み、
異常が検出された場合にのみ、前記決定工程を行う処理条件決定方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の処理条件決定方法において、
前記検出工程において異常が検出された前記物体の少なくとも一部を、所定の処理単位で、後続の処理対象から除外する処理条件決定方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の処理条件決定方法において、
前記計測工程において計測されたパターンの重ね合わせ誤差及び線幅誤差の少なくとも一方に応じて、前記計測工程及び前記決定工程を行う頻度を増減させる処理条件決定方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の処理条件決定方法において、
前記検出工程における異常の発生頻度に応じて、
前記各層のパターンの欠陥又はパターン上に付着した異物の検査回数を増減させる処理条件決定方法。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置。
【請求項２１】
物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示方法であって、
情報処理装置を用いて、既に前記物体上に積層された複数層のパターンに対し、各層ごとに動的に変更された処理条件に関する情報を、複数層にわたって表示する表示工程を含む表示方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の表示方法において、
前記表示工程では、
動的に変更された処理条件に関する情報と、デフォルトの処理条件に関する情報とを同時に表示する表示方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の表示方法において、
前記表示工程では、
前記各層の処理条件とともに、その処理条件に従って実行された処理結果に関する情報をも同時に表示する表示方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の表示方法において、
前記プロセスは、前記パターンを前記物体上に転写形成する露光工程を含み、
前記各層の処理条件は、
その層のパターンと前記物体との位置合わせに関する条件及びその層のパターンの転写条件の少なくとも一方であり、
前記処理結果は、
その層と他の層との重ね合わせ誤差及び線幅誤差の少なくとも一方を含む表示方法。
【請求項２５】
請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置。
【請求項２６】
物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置において、
請求項２０に記載の処理条件決定装置を備える処理装置。
【請求項２７】
物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置において、
請求項２５に記載の表示装置を備える処理装置。
【請求項２８】
物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置において、
請求項２０に記載の処理条件決定装置を備える測定装置。
【請求項２９】
物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置において、
請求項２５に記載の表示装置を備える測定装置。
【請求項３０】
物体上にパターンを転写する露光装置において、
請求項２０に記載の処理条件決定装置を備える露光装置。
【請求項３１】
物体上にパターンを転写する露光装置において、
請求項２５に記載の表示装置を備える露光装置。
【請求項３２】
物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、
請求項１に記載の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；
請求項２１に記載の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える基板処理システム。
【請求項３３】
請求項３２に記載の基板処理システムにおいて、
少なくとも２つがインラインにて接続された、前記露光装置、前記処理装置及び前記測定装置を備える請求項３１に記載の基板処理システム。
【請求項３４】
物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、
請求項１に記載の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；
請求項２１に記載の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；
前記表示装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える基板処理システム。
【請求項３５】
請求項３４に記載の基板処理システムにおいて、
少なくとも２つがインラインにて接続された、前記露光装置、前記処理装置及び前記測定装置を備える基板処理システム。
【請求項３６】
物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、
請求項１に記載の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；
請求項２１に記載の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；
前記表示装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える基板処理システム。
【請求項３７】
請求項３６に記載の基板処理システムにおいて、
少なくとも２つがインラインにて接続された、前記露光装置、前記処理装置及び前記測定装置を備える基板処理システム。
【請求項３８】
物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、
請求項１に記載の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；
請求項２１に記載の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；
前記表示装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；
前記表示装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える基板処理システム。
【請求項３９】
請求項３８に記載の基板処理システムにおいて、
少なくとも２つがインラインにて接続された、前記露光装置、前記処理装置及び前記測定装置を備える基板処理システム。
【請求項４０】
物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、
請求項１に記載の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；
請求項２１に記載の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；
前記表示装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える基板処理システム。
【請求項４１】
請求項４０に記載の基板処理システムにおいて、
少なくとも２つがインラインにて接続された、前記露光装置、前記処理装置及び前記測定装置を備える基板処理システム。
【請求項４２】
物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、
請求項１に記載の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；
請求項２１に記載の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；
前記表示装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；
前記表示装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える基板処理システム。
【請求項４３】
請求項４２に記載の基板処理システムにおいて、
少なくとも２つがインラインにて接続された、前記露光装置、前記処理装置及び前記測定装置を備える基板処理システム。
【請求項４４】
物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、
請求項１に記載の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；
請求項２１に記載の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；
前記表示装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；
前記表示装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；
前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える基板処理システム。
【請求項４５】
請求項４４に記載の基板処理システムにおいて、
少なくとも２つがインラインにて接続された、前記露光装置、前記処理装置及び前記測定装置を備える基板処理システム。
【請求項４６】
物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、
請求項１に記載の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；
請求項２１に記載の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；
前記表示装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；
前記表示装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；
前記表示装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える基板処理システム。
【請求項４７】
請求項４６に記載の基板処理システムにおいて、
少なくとも２つがインラインにて接続された、前記露光装置、前記処理装置及び前記測定装置を備える基板処理システム。
【請求項４８】
物体上にプロセス毎にパターンを積層形成する基板処理システムにおいて、
過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関する情報を統括管理するデータ管理部を有する基板処理システム。
【請求項４９】
物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関する情報に基づいて、処理対象となる層のパターンに対する処理条件を決定する決定手順をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項５０】
請求項４９に記載のプログラムにおいて、
前記パターンの形成状態に関する情報は、
前記物体上に既に形成された複数層にわたるパターンの重ね合わせ及び線幅の少なくとも一方に関する情報と、
他の物体に対して実行されたプロセスのうち、前記物体上にこれから積層されるパターンの形成に対応するプロセスにおける、重ね合わせ及び線幅の少なくとも一方に関する情報との少なくとも一方を含むプログラム。
【請求項５１】
請求項５０に記載のプログラムにおいて、
前記処理条件を決定する際に、複数の層各々の重ね合わせずれ及び線幅ずれの少なくとも一方が重み付けされているプログラム。
【請求項５２】
請求項５１に記載のプログラムにおいて、
処理条件を決定するデバイスパターン層との関連性に応じて、
複数の層各々の重みが決定されるプログラム。
【請求項５３】
請求項５１に記載のプログラムにおいて、
前記各層の厚みを考慮してその層の重みが決定されるプログラム。
【請求項５４】
請求項５１に記載のプログラムにおいて、
そのマンマシンインターフェイスを介して、前記各層の重みに関する情報を入力する手順をさらにコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項５５】
請求項４９に記載のプログラムにおいて、
前記プロセスは、前記パターンを前記物体上に転写形成する露光工程を含み、
前記処理条件は、
処理対象となる層のパターンと前記物体との位置合わせに関する条件を含むプログラム。
【請求項５６】
請求項５５に記載のプログラムにおいて、
前記位置合わせに関する情報は、
前記パターンの転写目標位置に関する条件を含むプログラム。
【請求項５７】
請求項４９に記載のプログラムにおいて、
前記プロセスは、前記パターンを前記物体上の転写形成する露光工程を含み、
前記処理条件は、
処理対象となる層のパターンの転写条件を含むプログラム。
【請求項５８】
請求項５７に記載のプログラムにおいて、
前記転写条件は、
前記物体上にパターンを転写するためのエネルギービームのエネルギーに関する条件と、前記パターンを前記物体上に投影する光学系のフォーカスに関する条件と、前記パターンを載せたステージと前記物体を載せたステージとの同期制御に関する条件と、前記パターンと前記物体との間の相対位置ずれに関する条件との少なくとも１つを含むプログラム。
【請求項５９】
請求項４９に記載のプログラムにおいて、
前記処理条件は、
処理対象となる層のパターンの重ね合わせずれ及び線幅ずれの少なくとも一方に関する許容値を含むプログラム。
【請求項６０】
請求項５９に記載のプログラムにおいて、
前記パターンの形成状態に関する情報は、
複数層に渡るパターンの重ね合わせに関する情報と、線幅に関する情報の少なくとも一方を含み、
少なくともそのいずれか一方の情報の複数層に渡るずれに関する情報を考慮して、重ね合わせずれ及び線幅ずれの少なくとも一方の許容値に関する情報を決定するプログラム。
【請求項６１】
請求項４９に記載のプログラムにおいて、
前記決定された処理条件が、デフォルトの処理条件と異なった場合には、
前記情報処理装置は、そのマンマシンインターフェイスを介して、前記決定された処理条件を表示するプログラム。
【請求項６２】
請求項６１に記載のプログラムにおいて、
前記決定された処理条件を、前記デフォルトの処理条件とともに表示するプログラム。
【請求項６３】
請求項４９に記載のプログラムにおいて、
前記決定手順で決定された処理条件に従って前記物体上に形成されたパターンの重ね合わせ誤差及び線幅誤差の少なくとも一方を計測する計測手順をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項６４】
請求項６３に記載のプログラムにおいて、
前記計測工程の計測結果と閾値との比較結果に基づいて、その層のパターンの重ね合わせ異常及び線幅異常の少なくとも一方を検出する検出手順をさらにコンピュータに実行させ、
異常が検出された場合にのみ、前記決定手順をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項６５】
請求項６４に記載のプログラムにおいて、
前記検出手順において異常が検出された前記物体の少なくとも一部を、所定の処理単位で、後続の処理対象から除外するプログラム。
【請求項６６】
請求項６３に記載のプログラムにおいて、
前記計測手順において計測されたパターンの重ね合わせ誤差及び線幅誤差の少なくとも一方に応じて、前記計測手順及び前記決定手順を行う頻度を増減させるプログラム。
【請求項６７】
請求項６３に記載のプログラムにおいて、
前記検出手順における異常の発生頻度に応じて、
前記各層のパターンの欠陥又はパターン上に付着した異物の検査回数を増減させるプログラム。
【請求項６８】
物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する手順をコンピュータに実行させるプログラムであって、
既に前記物体上に積層された複数層のパターンに対し、各層ごとに動的に変更された処理条件に関する情報を、複数層にわたって表示させる表示手順をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項６９】
請求項６８に記載のプログラムにおいて、
前記表示手順では、
動的に変更された処理条件に関する情報と、デフォルトの処理条件に関する情報とを同時に表示させるプログラム。
【請求項７０】
請求項６９に記載のプログラムにおいて、
前記表示手順では、
前記各層の処理条件とともに、その処理条件に従って実行された処理結果に関する情報をも同時に表示するプログラム。
【請求項７１】
請求項７０に記載のプログラムにおいて、
前記プロセスは、前記パターンを前記物体上に転写形成する露光工程を含み、
前記各層の処理条件は、
その層のパターンと前記物体との位置合わせに関する条件及びその層のパターンの転写条件の少なくとも一方であり、
前記処理結果は、
その層と他の層との重ね合わせ誤差及び線幅誤差の少なくとも一方を含むプログラム。
【請求項７２】
請求項４９〜７１のいずれか一項に記載のプログラムが記録されたコンピュータにより読み取りが可能な情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理条件決定方法及び装置、表示方法及び装置、処理装置、測定装置及び露光装置、基板処理システム、並びにプログラム及び情報記録媒体に係り、さらに詳しくは、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定方法及び装置、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示方法及び装置、前記処理条件決定装置又は表示装置を備える処理装置、測定装置及び露光装置、前記処理装置、測定装置及び露光装置などを備える基板処理システム、並びに処理条件決定方法又は表示方法を実現するプログラム及び該プログラムが記録された情報記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路パターンを基板上に階層的に積み重ねていくデバイス製造工程では、各層の回路パターンの重ね合わせ精度と線幅精度が高く維持される必要があり、それらを適切に管理することが重要なテーマとなる。重ね合わせと線幅とを管理するため、実際のプロセスに先立つテストウエハに対する先行露光、その露光結果の重ね合わせ誤差及び線幅誤差の計測、その計測結果に基づく露光装置におけるアライメント関連パラメータ及び露光量、同期精度、フォーカス制御関連の制御系パラメータの調整が従来行われている。【０００３】
一般的に、重ね合わせは、それまでに形成されたいずれか１つの層（座標軸毎に異なる場合がある）のみを重ね合わせの基準として管理されており、線幅は、層ごとに独立して管理されている。このような場合には、デバイスパターンが積層させていくに連れてその転写位置が徐々に一方向にずれていったとしても、全体としてデバイスが不良とならないように、重ね合わせ誤差の許容レベルを、すべての層で極めて厳格に設定する必要がある。しかしながら、重ね合わせ誤差の許容レベルは層によって異なるため、上述のような管理の下では、重ね合わせ誤差の許容度が比較的大きな層についても必要以上の厳格さで位置合わせが行われていた。【０００４】
また、各層のデバイスパターンは、コンタクトホールなどを介して複数の層に対して電気的な結びつきがあることも多く、この場合には、いずれか１つの層に対する管理だけを行っていたのでは不十分である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１の観点からすると、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターン各々に対する処理条件を決定する処理条件決定方法であって、情報処理装置を用いて、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関する情報に基づいて、処理対象となる層のパターンに対する処理条件を決定する決定工程を含む処理条件決定方法である。【０００６】
これによれば、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関する情報に基づいて、処理対象となる層のパターンに対する処理条件を決定するので、その処理対象の層のパターンを、複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成情報に対して妥当なものとすることができる。【０００７】
本発明は、第２の観点からすると、本発明の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置である。これによれば、本発明の処理条件決定方法を用いて、上記処理条件を決定するので、その処理対象の層のパターンを、複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成情報に対して妥当なものとすることができる。【０００８】
本発明は、第３の観点からすると、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示方法であって、情報処理装置を用いて、既に前記物体上に積層された複数層のパターンに対し、各層ごとに動的に変更された処理条件に関する情報を、複数層にわたって表示する表示工程を含む表示方法である。【０００９】
これによれば、既に前記物体上に積層された複数層のパターンに対し、各層ごとに動的に変更された処理条件に関する情報を、複数層にわたって表示するので、その表示を見れば、その処理条件が複数の層に対して妥当であることを確認することができる。【００１０】
本発明は、第４の観点からすると、本発明の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置である。これによれば、本発明の表示方法を用いて、上記処理条件を表示するので、その表示を見れば、処理条件が複数の層に対して妥当であることを確認することが可能となる。【００１１】
本発明は、第５の観点からすると、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置において、本発明の処理条件決定装置を備える第１の処理装置である。これによれば、本発明の処理条件決定装置を備えているので、複数の層を考慮した処理条件の決定が可能となる。【００１２】
本発明は、第６の観点からすると、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置において、本発明の表示装置を備える第２の処理装置である。これによれば、本発明の表示装置を備えているので、複数の層を考慮した処理条件の確認が可能となる。【００１３】
本発明は、第７の観点からすると、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置において、本発明の処理条件決定装置を備える第１の測定装置である。これによれば、本発明の処理条件決定装置を備えているので、複数の層を考慮した処理条件の決定が可能となる。【００１４】
本発明は、第８の観点からすると、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置において、本発明の表示装置を備える第２の測定装置である。これによれば、本発明の表示装置を備えているので、複数の層を考慮した処理条件の確認が可能となる。【００１５】
本発明は、第９の観点からすると、物体上にパターンを転写する露光装置において、本発明の処理条件決定装置を備える第１の露光装置である。これによれば、本発明の処理条件決定装置を備えているので、複数の層を考慮した処理条件の決定が可能となる。【００１６】
本発明は、第１０の観点からすると、物体上にパターンを転写する露光装置において、本発明の表示装置を備える第２の露光装置である。これによれば、本発明の表示装置を備えているので、複数の層を考慮した処理条件の確認が可能となる。【００１７】
本発明は、第１１の観点からすると、物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、本発明の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；本発明の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える第１の基板処理システムである。【００１８】
本発明は、第１２の観点からすると、物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システであって、本発明の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；本発明の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；前記表示装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える第２の基板処理システムである。【００１９】
本発明は、第１３の観点からすると、物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、本発明の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；本発明の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；前記表示装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える第３の基板処理システムである。【００２０】
本発明は、第１４の観点からすると、物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、本発明の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；本発明の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；前記表示装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；前記表示装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える第４の基板処理システムである。【００２１】
本発明は、第１５の観点からすると、物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、本発明の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；本発明の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；前記表示装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える第５の基板処理システムである。【００２２】
本発明は、第１６の観点からすると、物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、本発明の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；本発明の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；前記表示装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；前記表示装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える第６の基板処理システムである。【００２３】
本発明は、第１７の観点からすると、物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、本発明の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；本発明の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；前記表示装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；前記表示装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；前記処理条件決定装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える第７の基板処理システムである。【００２４】
本発明は、第１８の観点からすると、物体上にパターンを形成する一連のプロセスを実行する基板処理システムであって、本発明の処理条件決定方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理条件決定装置と；本発明の表示方法を用いて、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する表示装置と；前記表示装置を備え、物体上にパターンを形成するプロセスを実行する処理装置と；前記表示装置を備え、物体上に形成されたパターンに関する情報を測定する測定装置と；前記表示装置を備え、物体上にパターンを転写する露光装置と；の少なくとも１つを備える第８の基板処理システムである。【００２５】
これら第１ないし第８の基板処理システムによれば、上記各種装置を備えているので、複数の層を考慮した処理条件の決定及び／又は確認が可能となる。【００２６】
本発明は、第１９の観点からすると、物体上にプロセス毎にパターンを積層形成する基板処理システムにおいて、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関する情報を統括管理するデータ管理部を有する第９の基板処理システムである。このようなデータ管理部を備えていれば、複数のプロセスに渡る処理条件の統括的な管理が可能となる。【００２７】
本発明は、第２０の観点からすると、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を決定する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関する情報に基づいて、処理対象となる層のパターンに対する処理条件を決定する決定手順をコンピュータに実行させる第１のプログラムである。【００２８】
これによれば、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関する情報に基づいて、処理対象となる層のパターンに対する処理条件を決定するので、その処理対象の層のパターンを、複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に対して妥当なものとすることができる。【００２９】
本発明は、第２１の観点からすると、物体上にプロセス毎に積層形成されるパターンに対する処理条件を表示する手順をコンピュータに実行させるプログラムであって、既に前記物体上に積層された複数層のパターンに対し、各層ごとに動的に変更された処理条件に関する情報を、複数層にわたって表示させる手順をコンピュータに実行させる第２のプログラムである。【００３０】
これによれば、既に前記物体上に積層された複数層のパターンに対し、各層ごとに動的に変更された処理条件に関する情報を、複数層にわたって表示するので、その表示を見れば、その処理条件が複数の層に対して妥当であることを確認することができる。【００３１】
本発明の第１、第２のプログラムは、コンピュータにより読み取りが可能な情報記録媒体に記録することができる。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の第１、第２のプログラムのいずれかが記録されたコンピュータにより読み取りが可能な情報記録媒体であるとも言える。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るデバイス製造システムの概略構成を示す図である。
【図２】デバイス製造システムにおけるデバイス製造工程を示すフローチャートである。
【図３】デバイス製造工程におけるウエハの流れと、データの流れを示すフローである。
【図４】解析処理を示すフローチャート（その１）である。
【図５】解析処理を示すフローチャート（その２）である。
【図６】解析処理において決定された目標転写位置の変動の様子を示す図である。
【図７】重ね合わせ誤差チェックの様子を示す図である。
【図８】複数の層に渡る重ね合わせ誤差と線幅誤差との変動を示すグラフである。
【図９】表示されるデバイスの断面のグラフィックイメージの一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。【００３４】
図１には、一実施形態に係る処理条件決定方法を好適に適用可能なデバイス製造システムの概略的な構成が示されている。デバイス製造システム１０００は、基板、例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と記述する）を処理し、マイクロデバイスを製造するためにデバイス製造工場内に構築されたシステムである。図１に示されるように、このデバイス製造システム１０００は、露光装置１００と、その露光装置１００に隣接して配置されたトラック２００と、管理コントローラ１６０と、解析装置５００と、ホストシステム６００と、デバイス製造処理装置群９００とを備えている。【００３５】
［露光装置］
露光装置１００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、露光用照明光を射出する照明系、その照明光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を保持するステージ、照明光により照明されたデバイスパターン等を投影する投影光学系、露光対象となるウエハを保持するステージ及びこれらの制御系等を備えている。露光装置１００は、露光用照明光に対し、上記各ステージを駆動して、レチクルとウエハとの同期走査と、ウエハのステッピングとを交互に繰り返すことにより、レチクル上のデバイスパターンをウエハ上の複数の異なる領域に転写する。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。【００３６】
露光装置の制御系は、照明光の強度（露光量）を制御する露光量制御系と、両ステージの同期制御及び投影光学系の焦点深度内にウエハ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とを備えている。【００３７】
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、露光量をその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。ステージ制御系は、ステージの位置を計測する干渉計の計測値に基づいてフィードバック制御を行うことにより、両ステージの位置制御及び速度制御を実現している。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）センサが設けられている。ステージ制御系は、この多点ＡＦセンサの複数検出点のうち、例えば９個の検出点（９チャンネル）でウエハ面高さを検出し、露光領域に対応するウエハ面を、投影光学系の像面に一致させるようなフィードバック制御を行うことにより、フォーカス制御を実現している。【００３８】
なお、露光装置１００においては、両ステージの同期制御に関連する２次元座標系をＸＹ座標系（同期走査方向をＹ軸方向としている）とし、投影光学系の光軸と平行な座標軸をＺ軸として、ＸＹＺ座標系の下でステージ制御を行っている。以下では、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、ステージ位置（ウエハ面）のＺ位置及びＸ軸回り、Ｙ軸回りの回転量を制御する制御系を、フォーカス制御系として説明する。【００３９】
［制御系パラメータ］
露光装置１００では、上記各制御系の動作を規定するファクタの幾つかが制御系パラメータ化されており、それらの値を、自由に設定することができるようになっている。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。【００４０】
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ウエハあるいはレチクルを保持するステージ上に設けられた移動鏡の曲がりに起因する位置誤差を補正する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、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レンズ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、露光時にウエハ面を投影レンズ像面と一致（平行）させるためのレベリング調整パラメータ、多点ＡＦセンサ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。【００４１】
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、ステージの走査（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、９チャンネル分のフォーカスセンサの選択状態、後述するフォーカス段差補正マップ関連のパラメータ、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におけるスキャン方向などがある。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であり、露光レシピによって指定されているものが多い。なお、ＮＤフィルタについては、あるウエハ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。【００４２】
ウエハ上に転写形成される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）をロギングし、それらのデータをパターン線幅及び／又は転写位置の解析評価に利用している。【００４３】
なお、露光装置１００には、ウエハを保持するステージが２台設けられている。続けて処理されるウエハは、両ステージに交互にロードされて順次露光される。このようにすれば、一方のステージに保持されたウエハに対する露光を行っている最中に、他方のステージ上にウエハをロードし、アライメントなどを行っておくことができるので、１台のステージでウエハ交換→アライメント→露光を繰り返し行うよりもスループットが向上する。図１では、一方のステージに保持されたウエハに対し走査露光を行う部分が、処理部１として示されており、他方のステージに保持されたウエハに対し走査露光を行う部分が、処理部２として示されている。【００４４】
ところで、ウエハ上には、デバイスパターンが転写形成された複数の領域がある。この領域は、それぞれ１回の露光光照射により形成された領域であるため、ショット領域とも呼ばれている。各ショット領域には、ウエハマークが付設されている。ウエハマークは、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。ウエハマークとしては、例えば、ライン・アンド・スペース・マークを用いることができる。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。【００４５】
露光装置１００では、ウエハ上のショット領域に対して、レチクル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、各ショット領域の位置（その中心の位置）を把握するために設けられている。ウエハマークは、それが付設されたショット領域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がわかる。【００４６】
ウエハマークの位置を計測するため、露光装置１００には、このウエハマークの位置を計測するためのアライメント系が設けられている。このアライメント系では、ウエハマークが含まれるウエハ面に関する波形、例えばそのウエハ面の凹凸に対応する波形を、内部に備えるアライメントセンサを用いて例えば光電検出する。この光電検出により、このウエハマークを含むウエハ面に相当する波形データが得られる。アライメント系では、検出した波形データから、マークに対応する波形（マーク波形）を抽出し、その抽出結果に基づいてアライメントセンサの検出視野内におけるマーク波形の位置を検出する。アライメント系では、検出されたマーク波形の位置と、アライメントセンサの検出視野の位置とに基づいて、ＸＹ座標系におけるウエハマークの位置を算出する。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。【００４７】
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、ウエハ上のすべてのショット領域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の計測結果から、ウエハ上のショット領域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の多項式で表現し、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。【００４８】
このＥＧＡ計測では、波形データが、マーク波形を抽出するものとして適切か否かの判断を行っている。具体的には、波形データから、そのマーク波形がどの程度正確に検出できるか否かを、波形データの形状から求め、それを数値化し、検出結果スコアとして算出している。この検出結果スコアが所定の閾値よりも良好な場合には、マークが検出できたものとして、サンプルマークのマーク検出結果をＯＫとし、検出結果スコアが所定の閾値以下の場合には、マーク検出できなかったものとしてサンプルマークのマーク検出結果をＮＧとしている。【００４９】
ＥＧＡ方式のウエハアライメントでは、このＥＧＡ計測の結果、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、例えば特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号明細書等に詳細に開示されており、本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する上記米国特許明細書における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。【００５０】
こ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ため、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（非線形成分の誤差）が残る。このずれを残差という。この残差は、重ね合わせ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。【００５１】
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。【００５２】
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。【００５３】
［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による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設定することができる。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。【００５４】
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。【００５５】
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。【００５６】
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。【００５７】
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）、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。【００５８】
制御系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、制御系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、その一部のアライメントパラメータを不変（固定）としておくようにしても良い。その際に、どのアライメントパラメータを固定とするかは、使用者が適宜選択することができる。【００５９】
以上述べたように、露光装置１００には、装置パラメータとして、制御系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。これらの設定値については、レチクル上のデバイスパターンがウエハ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。【００６０】
［トラック］
トラック２００内には、露光装置１００でのウエハの露光前後（すなわち、事前、事後）において、そのウエハに対する様々な測定検査を行うことが可能な複合的な測定検査器１２０と、コータ・デベロッパ（以下、Ｃ／Ｄと略述する）１１０とが設けられている。【００６１】
［コータ・デベロッパ］
Ｃ／Ｄ１１０は、ウエハに対してフォトレジスト（感光剤）を塗布するとともに、露光後のウエハを現像する。Ｃ／Ｄ１１０は、露光装置１００及び測定検査器１２０とは、独立して動作可能である。Ｃ／Ｄ１１０は、トラック２００の搬送ラインに沿って配置されている。したがって、この搬送ラインによって、露光装置１００と、Ｃ／Ｄ１１０と、測定検査器１２０との間でウエハの搬送が可能となる。【００６２】
［測定検査器］
測定検査器１２０は、露光前に測定を行う事前測定検査器と、露光後に測定を行う事後測定検査器とを備えている。【００６３】
事前測定検査器は、ウエハが露光装置１００に搬送される前に、露光装置１００における露光条件を最適化するための測定を行う。事前測定検査器の測定対象の１つに、露光対象となるウエハの表面状態がある。事前測定検査器は、ウエハの前層の各領域に形成されたデバイスパターン等によって生じた個々のウエハ面の表面形状（凹凸）であるいわゆるショットフラットネス（デバイストポグラフィ、又はフォーカス段差ともいう）を測定する。このショットフラットネスが露光前に既知であれば、その情報をフォーカス制御に反映することにより、その制御精度が向上する。事前測定器には、例えば、露光装置１００における多点ＡＦセンサとマッチングのとれた多点ＡＦセンサが設けられており、これにより、ウエハ面が検出され、ショットフラットネスが測定される。測定検査器１２０は、露光装置１００及びＣ／Ｄ１１０とは、独立して動作可能である。また、測定検査器１２０は、事前測定器におけるこのショットフラットネスの測定結果を、システム内の通信ネットワークを介して外部にデータ出力することができる。【００６４】
事前測定検査器は、他に、露光装置１００に搬入される前に、ウエハ上に形成されたウエハマークの計測（ＥＧＡ計測）を行うことができる。この事前測定により、そのウエハマークがサンプルマークとしてふさわしいか否かを判断するようにすれば、露光装置１００のＥＧＡ計測を効率的なものとすることができる。事前測定検査器は、露光装置１００のアライメント系と同等のウエハ上のウエハマークの位置計測機能を有している。すなわち、測定検査器１２０は、露光装置１００のアライメント系とマッチングがとれたアライメント系を有している。このアライメント系では、露光装置１００のアライメント系と同様にアライメント関連パラメータを設定可能であり、露光装置１００のアライメント系と同じ状態でサンプルマークを計測することが可能となっている。また、事前測定検査器では、このＥＧＡ計測の結果に基づいて、ＥＧＡ演算を行うことも可能となっている。すなわち、測定検査器１２０は、アライメントユニットと同じ内容のアライメントユニットライブラリが搭載されている。このアライメントユニットライブラリは、最適化対象の露光装置の機種、及びソフトバージョンに対応したものが複数搭載されており、選択切り替え可能な構成となっている。【００６５】
測定検査器１２０の事後測定検査器は、露光装置１００で転写されＣ／Ｄ１１０で現像された露光後（事後）のウエハ上のレジストパターン等の線幅及び重ね合わせ誤差の測定を行う。また、測定検査器１２０は、ウエハ上の各層のデバイスパターンの欠陥・異物検査、プロービング処理、リペア処理などを行う。なお、このＣ／Ｄ１１０及び測定検査器１２０においても処理部１、２が設けられており、処理時間の短縮が実現されている。【００６６】
ところで、露光装置１００と、Ｃ／Ｄ１１０と、測定検査器１２０とは、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、ロボットアーム及び／又はスライダ等のウエハ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との間でのウエハの受け渡し時間を格段に短くすることができる。【００６７】
インライン接続された露光装置１００とＣ／Ｄ１１０と測定器１２０とは、これを一体として、１つの基板処理装置（１００、１１０、１２０）とみなすこともできる。基板処理装置（１００、１１０、１２０）は、ウエハに対して、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上にマスク又はレチクルのパターンを転写する露光工程と、露光工程が終了したウエハを現像する現像工程等を行う。【００６８】
すなわち、デバイス製造システム１０００においては、露光装置１００と、Ｃ／Ｄ１１０と、測定検査器１２０とが複数台設けられている。各基板処理装置（１００、１１０、１２０）、デバイス製造処理装置群９００は、温度及び湿度が管理されたクリーンルーム内に設置されている。また、各装置の間では、所定の通信ネットワーク（例えばＬＡＮ：Local Area Network）を介して、データ通信を行うことができる。この通信ネットワークは、顧客の工場、事業所あるいは会社に対して設けられたいわゆるイントラネットと呼ばれるネットワークである。【００６９】
基板処理装置（１００、１１０、１２０）においては、ウエハは複数枚（例えば２０枚、２５枚又は５０枚）を１単位（ロットという）として処理される。デバイス製造システム１０００においては、ウエハは１ロットを基本単位として処理され製品化されている。【００７０】
なお、このデバイス製造システム１０００では、測定検査器１２０は、トラック２００内に置かれ、露光装置１００及びＣ／Ｄ１１０とインライン接続されているが、測定検査器１２０を、トラック２００外に配置し、隣接してインライン接続しても良いし、あるいは露光装置１００及びＣ／Ｄ１１０とはオフラインに構成しても良い。【００７１】
［解析装置］
解析装置５００は、露光装置１００及びトラック２００とは独立して動作する装置である。解析装置５００は、各種装置から各種データ（例えばその装置の処理内容）を収集し、ウエハに対する一連のプロセスに関するデータの解析を行う。このような解析装置５００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（以下、適宜「ＰＣ」と略述する）を採用することができる。この場合、解析処理は、解析装置５００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）に記録され、該メディアからＰＣにインストールされた状態で実行される。解析装置５００は、アライメントシミュレータ及び線幅シミュレータを備えている。【００７２】
アライメントシミュレータは、デフォルト設定された所定の基準アライメント条件（基準アライメントパラメータ）下で実施されたＥＧＡ演算結果（基準演算結果）としての基準ＥＧＡデータを露光装置１００から取得する。ここで、基準アライメント条件（基準アライメントパラメータ）とは、計測対象となるサンプルショットの特定、そのマークを計測する時の照明条件、得られたマーク信号に対する波形処理アルゴリズム及びＥＧＡ演算モデル等が予めデフォルトで所定条件に設定されている条件（パラメータ）のこと（後述する波形処理パラメータ及び実測パラメータを含む）であり、露光装置１００で実際に適用されたアライメント条件である。アライメントシミュレータは、基準アライメント条件の一部又は全部を変更して実施されたＥＧＡ演算結果（比較演算結果）としての比較ＥＧＡデータを、露光装置１００から取得する。アライメントシミュレータは、事後測定検査器により実測されたデバイスパターンの重ね合わせ誤差の計測結果を取得し、基準ＥＧＡデータ、その基準ＥＧＡデータに対応する重ね合わせ誤差の計測結果、及び比較ＥＧＡデータ等に基づいて、最適なアライメント条件を推定する。【００７３】
線幅シミュレータは、露光装置１００において取得される露光量、同期精度、フォーカスのトレースデータから算出される露光量、同期精度、フォーカスの各制御誤差の統計値に基づいて、デバイスパターンの線幅のシミュレーション値を算出することができる。【００７４】
［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、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置９１０と、エッチング装置９２０と、化学的機械的研磨を行いウエハを平坦化する処理を行うＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置９３０と、酸化・イオン注入装置９４０とが設けられている。ＣＶＤ装置９１０は、ウエハ上に薄膜を生成する装置であり、ＣＭＰ装置９２０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。また、エッチング装置９２０は、現像されたウエハに対しエッチングを行う装置であり、酸化・イオン注入装置９４０は、ウエハの表面に酸化膜を形成し、又はウエハ上の所定位置に不純物を注入するための装置である。ＣＶＤ装置９１０、エッチング装置９２０、ＣＭＰ装置９３０及び酸化・イオン注入装置９４０にも、２つの処理部（処理部１、２）が設けられており、スループットの向上が図られている。また、ＣＶＤ装置９１０、エッチング装置９２０、ＣＭＰ装置９３０及び酸化・イオン注入装置９４０にも、露光装置１００などと同様に、相互間でウエハを搬送可能とするための搬送経路が設けられている。デバイス形成装置群９００には、不図示ではあるが、この他にも、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。【００７５】
［デバイス製造工程］
次に、ホスト６００の制御により行われるデバイス製造工程の一例について説明する。図２には、デバイス製造工程のフローチャートが示され、図３には、デバイス製造工程における繰り返し工程に係る部分のウエハの流れとデータの流れとが示されている。このデバイス製造システム１０００におけるデバイス製造プロセスは、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。図２、図３はともに、１枚のウエハに対する一連のプロセスとなっているが、実際には、ロット単位で、ウエハ毎に、図２、図３に示される処理が繰り返されることになる。【００７６】
図２、図３に示されるように、まず、ＣＶＤ装置９１０においてウエハ上に膜を生成し（ステップ２０１）、そのウエハをＣ／Ｄ１１０に搬送し、Ｃ／Ｄ１１０においてそのウエハ上にレジストを塗布する（ステップ２０２）。次に、ウエハを、測定検査器１２０に搬送し、測定検査器１２０において事前計測を行う（ステップ２０３）。事前計測では、例えば、ウエハ上に既に形成された前層の複数のショット領域のうち、計測対象として選択されたショット領域（以下、計測ショットとする）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）を測定する。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、図３に示されるように、ウエハ外周部の８ショットとすることができる。この他、事前計測では、ＥＧＡ計測及びＥＧＡ演算を行ってサンプルマークの選別などのウエハアライメントの最適化を行ったり、ウエハ上の異物及び欠陥などの検査などを行ったりする。【００７７】
測定検査器１２０の測定結果は、露光装置１００に送られる。この測定結果は、露光装置１００における走査露光時のフォーカス制御、ウエハアライメントなどに利用される。【００７８】
なお、事前のＥＧＡ計測及びＥＧＡ演算などのウエハアライメントの最適化などを行う場合には、露光装置１００は、測定検査器１２０に対し、アライメント関連パラメータなどのＥＧＡ計測及びＥＧＡ演算に必要なデータを転送する（図３の［１］）。測定検査器１２０は、測定検査結果に基づく、アライメント関連パラメータの最適値などに関する情報を、露光装置１００に送信する（図３の［２］）。露光装置１００は、アライメント関連パラメータの最適値を設定する。【００７９】
続いて、ウエハを露光装置１００に搬送し、露光装置１００内のステージにロードし、ウエハアライメントを行った後、露光装置１００にてレチクル上の回路パターンをウエハ上に転写する（ステップ２０５）。このとき、露光装置１００では、計測ショット露光中の上記露光量、同期精度、フォーカストレースデータをモニタリングし、内部のメモリに記憶しておく。次に、ウエハをＣ／Ｄ１１０に搬送して、Ｃ／Ｄ１１０にて現像を行う（ステップ２０７）。【００８０】
この後、ウエハは測定検査器１２０に搬送される。そして、測定検査器１２０でウエハに対する事後測定検査が行われる（ステップ２０９）。ここでは、例えば、ウエハ上に形成されたレジスト像の線幅及び重ね合わせ誤差が測定されたり、パターン上の異物及び欠陥が検査されたりする。【００８１】
解析装置５００は、露光装置１００又は測定検査器１２０からの情報に基づいて線幅又は重ね合わせに関する解析を行う（ステップ２１１）。図３に示されるように、解析装置５００は、解析の途中で、必要に応じて測定検査器１２０及び／又は露光装置１００に対し、各種データ（制御トレースデータ、制御系パラメータ、アライメント関連パラメータ及びアライメント結果）の転送要求（［１］’）を発する（露光装置１００及び／又は測定検査器１２０は、その要求に応じて、各種データを解析装置５００に送る（［２］’）。解析装置５００は、解析結果に応じて各装置に解析情報を発する（［３］’）。なお、この解析装置５００における解析処理及びデータの流れの詳細については後述する。また、測定検査器１２０が各種データを取得した後、露光装置１００は、内部に記憶するトレースデータ等を速やかに削除するようにしても良い。【００８２】
一方、ウエハは、測定検査器１２０からエッチング装置９２０に搬送され、エッチング装置９２０にてエッチング、不純物拡散、配線処理（アルミ、銅など）、ＣＶＤ装置９１０にて成膜、ＣＭＰ装置９３０にて平坦化、酸化・イオン注入装置９４０でのイオン注入などを必要に応じて行う（ステップ２１３）。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２１５）。この判断が否定されればステップ２０１に戻り、肯定されればステップ２１７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、ウエハ上にデバイス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。【００８３】
繰り返し工程完了後、プロービング処理（ステップ２１７）、リペア処理（ステップ２１９）が、デバイス形成装置群９００において実行される。このステップ２１９において、メモリ不良検出時は、例えば、冗長回路へ置換する処理が行われる。解析装置５００は、検出した線幅又は重ね合わせの異常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、ウエハ上の重ね合わせ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２２１）、パッケージング処理、ボンディング処理（ステップ２２３）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２０９の事後測定検査工程は、ステップ２１３のエッチング後に行うようにしても良い。この場合、ウエハのエッチング後に形成される像に対し線幅及び／又は重ね合わせ誤差の測定が行われる。【００８４】
［解析装置の処理］
次に、ステップ２１１における解析装置５００による解析処理について詳細に説明する。この解析処理では、これまでの工程に対する測定検査器１２０の測定結果を解析し、次回の工程（次工程）におけるショット領域の目標転写位置Ｘtargetを決定する。ここでは、次式で示される評価関数Φを設定し、その評価関数Φの値が最も０に近い目標転写位置Ｘtargetを算出する。【００８５】
【数１】
2007086511.tif 000003
ここで、ｉは、ウエハの各層の番号を表す。ｖiは、ｉ番目の層の重み（ウエイト）であり０以上の実数を設定することができる。この重みは、ターゲットとなっている次工程に対するその層の電気的な結びつき等によって与えられる重ね合わせ要求精度の重要度を表すウエイトである。ここで、例えば、ターゲットに対して絶縁された層については、ｖi＝０と設定することも可能である。【００８６】
ｍは、最適化対象の工程数である。ここで、ｍは、通常、ターゲット層の直前の層の番号となるが、ターゲット層を含むそれ以上の層の場合は同一製品の他のウエハの測定結果を使用して本ウエハの本工程以降の重ね合わせを予測して、目標転写位置Ｘtargetを算出することも可能である。（Ｘmean）ｉは、測定検査器１２０で測定されたｉ番目の層の実測転写位置である。すなわち、上記式（１）には、次回の工程における目標転写位置Ｘtargetと、ｉ番目の層の実測転写位置（Ｘmean）ｉとの差分を、ｉ番目の層の重みｖｉで乗じた値の１〜ｍ番目の層までの積和の項が含まれている。【００８７】
また、上記式（１）においては、２つの評価関数Φ（積和項＋ρの式と積和項−ρの式）が定義されているが、本実施形態では、その中の積和の値が正か負かによって、評価関数Φとして用いる式が選択されるようになる。一般的には、この積和の値が正であれば上の式が選択され、積和の値が負であれば下の式が選択されるようになる。後述するように、ρの値は０以上の実数であるため、ρは評価関数Φの値を０に近づけるように作用する。【００８８】
ρは、線幅管理を示す関数であり、その値は、次式を用いて算出される。【００８９】
【数２】
2007086511.tif 000004
【００９０】
ここで、ｕは、現工程における線幅変動に応じて与えられる重ね合わせ許容度を表すウエイトである。式（１）において線幅ずれに応じた重ね合わせ許容度を考慮しない場合には、ｕ＝０が設定され、この場合には、結果的にρ＝０となる。Ｗtargetは、ターゲット層での目標線幅値であり、Ｗdesignは、そのターゲット層での設計線幅値である。すなわち、上記式（２）は、目標線幅値Ｗtargetと設計線幅値Ｗdesignとの差に、線幅中心を基準とする左側と右側とを考慮して１／２を乗じて示したターゲット層での線幅ずれを示す値となっている。【００９１】
ただし、｛（Ｗtarget）−（Ｗdesign）｝＜０、すなわちターゲット層で線幅が細ってしまうようになる場合は、通常ρ＝０とする。これによりρの値は、常に０以上となる。ターゲット層において、線幅が設計値より細らせる場合には、重ね合わせ精度をより厳しく規定する必要があるので、ρ＝０とし、線幅変動に応じた重ね合わせ許容度を０とする。一方、ターゲット層の線幅Ｗtargetをその設計値Ｗdesignよりも太くする場合には、線幅に応じて重ね合わせ誤差の許容範囲を広くとれるので、ρとして線幅変動に応じた正の値を設定する。ここで、ターゲット層の重ね合わせ要求に応じて、ターゲット層の線幅Ｗtargetをその設計値Ｗdesignよりも細くすることにより、重ね合わせ誤差の許容範囲を広げる場合もある。【００９２】
要するに、このρは、ターゲット層の線幅に基づく重ね合わせ誤差の許容値の調整値である。このρを導入することにより、重ね異常を検出する際に、ターゲット層の線幅も考慮することができるようになる。なお、本実施形態では、目標線幅にも上限及び下限があり、解析処理において、目標線幅がその上限及び下限を超えないように担保する必要がある。【００９３】
なお、評価関数Φは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向個別に設定するようにしても良い。すなわち、同じ層の重みを、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで個別に設定し、Ｘtargetと同様にしてＹtargetを算出するようにしても良い。【００９４】
図４、図５には、この解析処理のフローチャートが示されている。図４に示されるように、まず、ステップ３０１において、測定検査器１２０に対し、測定データの転送要求を発する。次のステップ３０３では、測定検査器１２０から送られてきた現工程（レジストパターンが形成された工程）の計測ショットの各サンプル点における重ね合わせ誤差などの測定データ（すなわち、現工程の計測ショットの重ね合わせ誤差の実測値）を読み込む。次のステップ３０５では、そのウエハの現工程の層までの重ね合わせ又は線幅に関するデータを、不図示の記憶装置から読み込む。ここで、読み込むデータとしては、前回の層までの各層の計測ショット領域の実測転写位置（すなわち(Ｘmean)i）などがある。【００９５】
次のステップ３０７では、他のウエハのデータを用いるか否かを判断する。この判断は、予め設定されている情報に基づいて行われる。ここで、このウエハに関するデータだけを目標転写位置Ｘtargetの算出に用いる場合には判断が否定されるが、他のウエハに関するデータ（これまでに同じプロセスで経験的に得られたデータ）も目標転写位置Ｘtargetの算出に用いる場合には判断が肯定される。このステップ３０７における判断が肯定されればステップ３０９に進み、否定されればステップ３１１に進む。ステップ３０９では、他のウエハでの重ね合わせに関するデータを不図示の記憶装置から読み込む。なお、この時点で、評価関数Φにおける積和項の積和数ｍが決定される。【００９６】
次のステップ３１１では、各層の重みｖiが設定されたか否かを判断する。この時点で、解析装置５００の画面上には、各層の重みの設定画面が表示されている。オペレータは、その画面を参照しつつマウス又はキーボードなどを操作して、各層の重みｖiを設定する。各層の重みｖiは、前述のように、ターゲット層（次回露光される層）との電気的な結びつきなどを考慮して決定される。ここでは、このｖiの他、式（２）のｕも併せて設定される。【００９７】
なお、この重みｖiは、自動的に設定されるようにしても良い。すなわち、ターゲット層と、各層との電気的な結び付きによって重みを予め計算しておいて、不図示の記憶装置に格納しておき、その重みを計算に用いるようにしても良い。この場合には、解析装置５００の画面上に重みの設定画面を表示する必要はなく、ステップ３１１を行う必要はない。【００９８】
ステップ３１１での判断が肯定されると、次のステップ３１３に進む。ステップ３１３では、評価関数Φの値が０に最も近づくターゲット層の目標転写位置Ｘtargetと、目標線幅Ｗtargetとを、例えば最小二乗法を用いて算出する。この場合、式（１）中の積和項の値によってρの扱いが異なるようになるのは前述したとおりである。【００９９】
次のステップ３１５では、算出された目標線幅Ｗtargetの絶対値と、閾値とを比較する。この閾値は、予め設定されている所定の重ね合わせ誤差の閾値である。この閾値は、ターゲット層において許容できる線幅の上限及び下限値に基づいて決定される。ここでは、｜Ｗtarget｜が、その閾値を超えているか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ３１７に進み、否定されれば図５のステップ３２１に進む。ステップ３１７では、目標線幅Ｗtargetと閾値とを表示する。この表示は、グラフィカルな表示であっても良いし、単なる数値表示であっても良い。この表示では、この目標転写位置が是（ＯＫ）か非（ＮＧ）かを確認するためのボタンも表示される。【０１００】
オペレータは、ポインティングデバイスを操作して、ＯＫかＮＧかを指定する。ステップ３１９では、この指定がＯＫ（線幅がＯＫ）であるか否かを判断する。この判断が肯定されれば、図５のステップ３２１に進み、否定されれば、ステップ３１３に戻る。すなわち、上記ステップ３１３で算出された目標線幅Ｗtargetが、許容範囲外になれば、ステップ３１３に戻って目標転写位置Ｘtarget及び目標線幅Ｗtargetを再計算する。すなわち、目標線幅Ｗtargetが、閾値以内となるか、オペレータによってＯＫが指定されるまで、ステップ３１３→３１５→３１７→３１９が繰り返される。なお、ステップ３１９における判断が少なくとも１回ＮＧとなったら、ρの値を強制的に０に設定するようにしても良い。このようにすれば、ステップ３１３における算出対象は、目標転写位置のみとなるので、ステップ３１５〜ステップ３１９の処理は、省略することができる。また、ステップ３１３において、｜Ｗtarget｜が、その閾値を超えたら、絶対値がその閾値となる線幅をＷtargetとしても良い（符号は、元のデータに従う）。【０１０１】
図５のステップ３２１では、算出された目標転写位置Ｘtargetの絶対値と、閾値とを比較する。この閾値は、予め設定されている所定の重ね合わせ誤差の閾値である。ここでは、｜Ｘtarget｜が、その閾値を超えているか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ３２３に進み、否定されればステップ３２７に進む。ステップ３２３では、目標転写位置Ｘtargetと閾値とを表示する。この表示は、グラフィカルな表示であっても良いし、単なる数値表示であっても良い。この表示では、この目標転写位置Ｘtargetが是（ＯＫ）か非（ＮＧ）かを確認するためのボタンも表示される。オペレータは、ポインティングデバイスを操作して、ＯＫかＮＧかを指定する。【０１０２】
次のステップ３２５では、オペレータによる指定がＯＫであるか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ３２７に進み、否定されれば図４のステップ３１３に戻る。すなわち、上記ステップ３１３で算出された目標転写位置Ｘtargetが、許容範囲外になれば、ステップ３１３に戻り、目標転写位置Ｘtargetを再計算する。すなわち、目標転写位置Ｘtargetが、閾値以内となるか、オペレータによってＯＫが指定されるまで、ステップ３１３→３１５→３１７→３１９→３２１→３２３→３２５が繰り返される。【０１０３】
また、ステップ３１５における目標線幅Ｗtargetと、ステップ３２１における目標転写位置Ｘtargetの閾値を、ステップ３１３における境界条件として設定しておいても良い。この場合には、両方とも絶対値が閾値以内のものが算出されるようになるので、ステップ３１５〜ステップ３１９、ステップ３２１〜ステップ３２５を行う必要はない。【０１０４】
ステップ３２７では、算出された目標転写位置Ｘtarget、目標線幅Ｗtargetに基づいて、ターゲット層での転写位置がＸtargetだけずれるように、アライメントシミュレータを用いて、アライメント関連パラメータを最適化し、転写されるパターンの線幅が目標線幅Ｗtargetとなるように、線幅シミュレータを用いて、制御系パラメータを最適化する。アライメントシミュレータ及び線幅シミュレータによるパラメータの最適化は、露光装置１００におけるログデータと、測定検査器１２０における測定検査結果とに基づいて行われる。例えば、Ｘtargetをアライメント関連パラメータのオフセット量として加味したり、露光量、同期精度、フォーカスの制御誤差と、線幅との関係を表すテーブルを予め作成しておき、そのテーブルで、目標線幅に対応する露光量、同期精度、フォーカスの制御誤差が、実際に露光中に発生する制御系パラメータを最適なものとして求めたりすることができる。このアライメント関連パラメータと、制御系パラメータとは、ショット毎に最適化することができる。本発明は、この最適化方法には限定されない。なお、目標線幅Ｗtargetが算出されていない場合には、制御系パラメータを最適化する必要はない。【０１０５】
次のステップ３２９では、最適化したアライメント関連パラメータ、制御系パラメータに関するデータを、露光装置１００及び／又は測定検査器１２０に通知し、処理を終了する。【０１０６】
図６（Ａ）〜図６（Ｄ）には、５つの工程Ａ〜Ｅを実行する際に、実際の転写位置が、上述した解析処理によって算出された目標転写位置Ｘtargetの変動の様子の一例が示されている。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）では、設計上の転写位置を原点０として示している。また、この例では、他の工程を考慮せずに、目標転写位置Ｘtargetが算出されている。図６（Ａ）では、最初の工程Ａにおいて、測定検査器１２０で測定された、実測転写位置が黒丸で示されている。式（１）によれば（ρ＝０とする）、工程Ｂの目標転写位置（図６（Ａ）では×で示されている）は、その黒丸と同じ位置となる。また、図６（Ａ）では、この目標転写位置に応じて転写されたパターンの実際の転写位置が白丸で示されている。【０１０７】
以降、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）、図６（Ｄ）に示されるように、各工程の重みが同一であるとすると、×で示される工程Ｃ、Ｄ、Ｅの目標転写位置Ｘtargetは、測定検査器１２０で測定された、それより前の工程での実際の転写位置（黒丸で示されている）に対し、ずれが最小となる中庸位置となる。【０１０８】
なお、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）では、従来における目標転写位置が三角で示されている。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示されるように、工程Ｂ〜工程Ｅでは、直下の層のみを重ね合わせの基準層としているので、直下の層の実際の転写位置に対応する位置が、目標転写位置となっている。この場合、露光装置１００においては、＋Ｘにずれるような特性を有している場合には、上の層にいくにつれて、実際の転写位置が＋Ｘにずれていくようになる。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）を総合するとわかるように、工程Ａ〜Ｅにおける実際の転写位置のずれは、狭い範囲に抑えられている。【０１０９】
なお、図４、図５のフローチャートに示される解析処理では、ターゲット層（次回の露光層）位置Ｘtargetを算出したが、解析装置５００では、これと同様の手法により、次回の露光層ではなく、現工程をターゲット層として、現工程での重ね合わせずれを解析することも可能である。すなわち、測定検査器１２０によって測定された実測転写位置が、これまでの層の転写位置によって算出された基準位置に基づく許容範囲内に入っているか否かをチェックすることができる。この場合、上記式（１）においては、レジスト像が形成された現工程をレジスト層とし、（Ｘmean）iを他の複数の層における実測転写位置として、現工程における、重ね合わせ誤差の許容範囲の基準位置Ｘtargetを算出すれば良い。ここで、式（１）では、ρ＝０としても良いが、それ以外の場合には、目標線幅Ｗtargetとして、測定検査器１２０によって測定された実測線幅を用いることができる。【０１１０】
図７（Ａ）〜図７（Ｄ）には、５つの工程Ａ〜Ｅを実行する際に、測定検査器１２０において測定された実測転写位置の許容範囲のチェックの様子の一例が模式的に示されている。図７（Ａ）では、最初の工程Ａにおいて、測定検査器１２０で測定された、目標転写位置が黒丸で示されている。式（１）によれば（ρ＝０とする）、工程Ｂの基準位置（図７（Ａ）では×で示されている）は、その黒丸と同じ位置となる。以後、図７（Ｂ）〜図７（Ｄ）に示されるように、各工程の重みが同一であるとすると、工程Ｃ、Ｄ、Ｅの基準位置は、測定検査器１２０で測定されたそれより前の工程での実際の転写位置に対し、ずれが最小となる中庸位置となる。図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に示されるように、工程Ｃ、Ｄともに、白丸で示される実際の転写位置は、それぞれの許容範囲内にあったが、図７（Ｄ）に示されるように、工程Ｅにおいては、実際の転写位置が、許容範囲外となるので、重ねエラーとなる。【０１１１】
重ね合わせエラーを検出した場合には、様々な措置をとることができる。例えば、重ね合わせエラーを検出してはじめて、アライメント関連パラメータ及び／又は制御系パラメータを最適化するようにしてもよく、異常が検出された箇所を記憶して、その箇所をチップ単位、ショット単位、ウエハ単位、ロット単位で、その後の処理対象（パターンの欠陥検査又は、パターン上に付着した異物の検査）から除外するようにしても良い。どの単位で、その後の処理対象から除外するかは、重ねエラーの発生頻度に応じて決定すれば良い。【０１１２】
また、重ねエラーの発生頻度に応じて、測定検査器１２０における測定検査、すなわち、上記重ね合わせ誤差、線幅誤差の計測、パラメータの最適化処理などの回数を、例えば３枚おき→１０枚おき→ロット先頭というように減らしたり、異常が発生した場合には、その逆に増やしたりするようにしても良い。【０１１３】
なお、図４、図５に示されるフローチャートは、主として重ね合わせの解析を行うフローチャートであったが、解析装置５００では、線幅の解析を行うようにしても良い。この場合、評価関数は、各工程（そのウエハにおけるこれまでの露光工程又は、他のウエハにおける次回以降の露光工程）における線幅目標値と、線幅実測値との差の積和に応じた評価関数Φを最小とするような、次回の露光工程における線幅の目標値を算出する。そして、算出された線幅の目標値に基づいて、線幅ずれに係る露光量／同期精度／フォーカスの各制御系パラメータを最適化することになる。解析装置５００には、露光量誤差、同期精度誤差、フォーカス誤差と、線幅との相関関係を示すテーブルが登録されており、そのテーブルを参照すれば、所望の線幅が得られる制御系パラメータを逆算することが可能となる。【０１１４】
上述したように、上記目標転写位置、目標線幅の算出、誤差チェックにおいては、過去に得られた情報を用いることができる。図８には、過去に得られた工程Ａ〜工程Ｊでの重ね合わせ誤差及び線幅の変動を表すグラフの一例が示されている。このグラフでは、重ね合わせ誤差及び線幅誤差が折れ線グラフで示され、標準偏差（３σ）の大きさが縦の両矢印で示されている。各工程の重ね合わせ誤差と線幅とは、上記式（１）の（Ｘmean）iとして用いることができる。また、各工程の重ね合わせ誤差と線幅の３σは、図４、図５のステップ３１５、３２１の閾値として、又は、許容範囲チェックにおける、許容範囲として用いることができる。すなわち、本実施形態では、許容範囲は一定であったが、それを過去に得られた重ね合わせ誤差の３σを判定した値とすることができる。【０１１５】
なお、解析装置５００は、測定検査器１２０から得られた測定結果及び上記解析処理で、算出された目標転写位置又は目標線幅などの情報を表示できるようになっている。例えば、解析装置５００は、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示されるような、目標転写位置と実際の転写位置との関係、及び図７（Ａ）〜図７（Ｄ）に示されるような、実測転写位置と、重ね合わせ誤差の許容範囲との関係をそのまま表示することができる。デバイスの製造を管理するオペレータは、この表示を見て、それらの転写位置又は許容範囲が、複数層に亘って妥当であるか否かを確認することができる。【０１１６】
また、図８に示されるグラフのような形態で、目標転写位置と実際の転写位置との関係及び実測転写位置と重ね合わせ誤差の許容範囲との関係などを表示することも可能である。【０１１７】
また、図９に示されるように、重ね合わせと線幅とを実際のデバイスの断面図に反映したものを表示することができる。図９では、５つの層（１つの素子層及び５つの配線層）で構成されたデバイスの断面が示されている。この断面図における、ゲート酸化膜、ゲート電極、ソース、ドレイン、ゲート、シリコン酸化膜、タングステンの表示幅（図９の１〜５の両矢印で示される幅）は、それらの設計値に加え、目標転写位置Ｘtarget及び目標線幅Ｗtargetを反映したものとなっている。すなわち、このグラフィックイメージを見れば、層の間のずれ具合、各構成要素のサイズなどを実際のデバイスの構造に近い形で確認することが可能となる。【０１１８】
これらの表示はいずれも、目標転写位置、許容値などの処理条件を複数の層に渡って表示するものであり、層間のそれらの比較が容易となる。【０１１９】
また、これらの表示によれば、決定された処理条件とともに、デフォルトの処理条件も比較表示することができる。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）における三角で示される位置と、目標位置との同時表示はこの表示に相当する。また、図４のステップ３１７の線幅比較表示、図５のステップ３２３の転写位置比較表示もこの表示に相当する。また、図９に示されるデバイス断面について、設計値どおりの断面図と、解析処理において決定した処理条件の断面図とを、同時に表示することもできる。【０１２０】
また、各層の処理条件とともに、その処理条件に従った処理結果も同時に表示することができる。例えば、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）では、各工程での×で示される転写目標位置Ｘtargetと、黒丸で示される実際の転写位置が同時表示されている。【０１２１】
［まとめ］
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、ウエハ上にプロセス毎に積層形成されるデバイスパターン等に対する処理条件、例えば、露光装置１００における目標転写位置、目標線幅を実現するアライメント関連パラメータ及び制御系パラメータなどを決定する際に、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるデバイスパターン等の形成状態に関するデータ、例えばウエハ上に既に形成された複数層にわたるパターンの実際の転写位置に関するデータを用いるので、その処理対象の層のパターンを、複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に対してバランスが取れた妥当なものとすることができる。【０１２２】
なお、この方法により決定される処理条件としては、露光装置１００におけるアライメント関連パラメータ、制御系パラメータの他に、例えば、測定検査器１２０における重ね合わせ誤差の許容値チェックに関するものも含まれる。すなわち、これまでの各工程の重ね合わせずれによって決定される範囲を、その工程の重ね合わせの許容範囲として決定した。これにより、複数の層に渡る重ね合わせずれを考慮した許容値チェックが可能となった。【０１２３】
また、このような場合、上記式（１）におけるρのように、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるデバイスパターン等の形成状態に関するデータとしては、重ね合わせ誤差だけでなく、線幅ずれも考慮することができる。【０１２４】
また、本実施形態によれば、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるデバイスパターン等の形成状態に関するデータとして利用できるのは、処理対象となっているウエハ上に既に形成された複数層に渡るパターンの重ね合わせ又は線幅に関するデータであるが、この他、他のウエハに対して実行されたプロセスのうち、ウエハ上にこれから積層されるデバイスパターンの形成に対応するプロセス、すなわち、他のウエハで行われた同一のプロセスにおける、重ね合わせ又は線幅に関するデータも用いることができる。これにより、そのプロセスについて経験的に得られた全てのデータを、そのプロセスが実行されるウエハでの処理条件を決定する際に、有効に活用することが可能となる。【０１２５】
また、複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関するデータを考慮して、各層のデバイスパターンに対する処理条件を決定する際には、複数の層各々の重ね合わせずれ及び線幅ずれデータの重みを個別に設定することができるようになっている。これにより、その層と関連性が強い層（例えば、コンタクトホールなどを介して電気的に接続される層、アライメント計測時に使用するアライメントマークが形成された層など）、及びクリティカルな精度が要求される層などについては重くし、関連性が弱い層、及び要求精度が比較的厳密ではない層などについては、重みを軽くすることができるようになる。例えば、前記関連性が弱い層、及び要求精度が比較的厳密ではない層などについての重みを０とすれば、関連性が強い層のみに限定して各層のデバイスパターンに対する処理条件を決定することができる。【０１２６】
なお、決定される処理条件を、測定検査器１２０において測定される重ね合わせずれの許容値とした場合には、その許容値は、各層の厚みを考慮して決定することができる。各層の厚みに関する情報は、露光レシピに設計情報として含まれている。例えば、その層が厚ければ、重ね合わせ誤差が同じ量であってもデバイス動作に影響を与える程度の誤差にはならない場合もあり、この場合には重みを設定する際に厚みを考慮する方が望ましい。例えば、層間の絶縁膜の中にコンタクトホールを通す場合に、その層の厚みも重みを設定する際に考慮するのが望ましい。このように、重みの設定に際し厚みを考慮することにより、その許容値は、デバイスの積層方向をも考慮した空間的にバランスがとれた妥当な許容値となる。【０１２７】
また、本実施形態では、解析装置５００において、重み設定画面を表示し、マンマシンインターフェイスを介して、各層の重みの設定値を入力可能であるとしたが、予め設定されていても良いし、上述したように、上記厚みなどを含む露光レシピに含まれる設計データに基づいて自動的に算出されるようにしても良い。【０１２８】
また、本実施形態によれば、露光装置１００におけるアライメント関連パラメータ、及びデバイスパターン転写状態を左右する制御系パラメータ、すなわち、ウエハ上にデバイスパターンを転写するための露光用照明光の露光量制御系パラメータ、デバイスパターンをウエハ上に投影する投影光学系（投影レンズ）のフォーカス制御系パラメータ、デバイスパターンとウエハとの間の同期制御ずれに関する制御系パラメータなどを最適化したが、重ね合わせ又は線幅に影響を与えるパラメータであれば、他のパラメータを調整するようにしても良い。すなわち、本発明は、調整するパラメータに制限はない。また、解析装置５００の演算能力を考慮して、調整するパラメータを予め制限しておいても良い。【０１２９】
なお、パラメータの最適化などについては、測定検査器１２０の測定結果に基づく必要はなく、アライメントシミュレータ及び線幅シミュレータを用いて、露光中に取得された露光量／同期制御／フォーカスのトレースデータ、及びＥＧＡ計測結果、ＥＧＡ演算結果などから線幅誤差、重ね合わせ誤差などを推定し、その推定値に基づいて、パラメータの最適化を行うようにすることも可能である。【０１３０】
また、本実施形態によれば、転写位置の許容範囲の基準位置を決定するのに、線幅をも考慮した。このようにすれば、重ね合わせ誤差の許容度をフレキシブルに調整することができるようになる。各層の要求精度に応じたプロセスを実現することができるようになる。逆に、線幅の許容範囲を調整するのに、重ね合わせ誤差をも考慮するようにしても良いのは勿論である。【０１３１】
また、本実施形態によれば、目標転写位置又は目標線幅などが閾値を超え、デフォルトの設定値などから著しく異なるようになった場合には、それが是か非かを問う確認画面を表示する。これにより、目標転写位置又は目標線幅が、妥当なものであるか否かをオペレータが確認することができるようになる。この場合、目標転写位置、目標線幅などとともに、デフォルト（設計上の）転写位置、線幅なども、表示した方が確認しやすいことはいうまでもない。【０１３２】
また、本実施形態では、測定検査器１２０における事後計測、及び過去の複数の層のデバイスパターンの形成状態を考慮した処理条件の決定は、層ごとに毎回行われる必要はないとした。決定された処理条件に従って、ウエハ上に形成されたパターンの重ね合わせ誤差又は線幅誤差を計測し、その計測結果に基づいて、事後計測及び／又は処理条件を決定する頻度を増減させるようにすれば、不必要な計測、演算を行わずにすむようになるので、デバイスの生産性が向上する。なお、同様に、測定検査器１２０における事前計測の計測頻度も増減するようにできる。【０１３３】
また、本実施形態では、異常が検出されたウエハについては、異常が検出された部位、チップ単位、ショット単位、ウエハ単位、ロット単位で、後続する検査処理などの処理対象から除外するようにすることができる。これにより、ウエハの欠陥検出をいち早く検出して、プロセスの効率化が実現される。【０１３４】
また、本実施形態では、解析装置５００で露光装置１００のパラメータを最適化したが、測定検査器１２０における測定検査条件を最適化しても良いことは勿論である。この最適化後は、その測定検査条件で測定検査が行われるので、計測精度が向上するようになる。【０１３５】
また、本実施形態では、測定検査器１２０における測定検査結果が異常であった場合にのみ処理条件の最適化を行うこととしても良いとした。また、処理条件の最適化に限らず、測定検査器１２０の測定についても、測定検査結果における異常の発生頻度に応じて、その回数を増減させるようにしても良いこととした。また、本実施形態では、このような測定検査結果における異常の発生頻度に応じて、各層のデバイスパターンの欠陥又はパターン上に付着した異物の検査回数を、ショット単位、ロット内のウエハ単位、ロット単位で増減させるようにしても良いこととした。これにより、無駄な処理の発生を低減することができるようになる。【０１３６】
また、本実施形態では、評価関数を、今回の露光工程の転写目標位置と、他の工程の転写位置のずれの積和としたが、今回の露光工程の転写目標位置と、他の工程の転写位置のずれの二乗和としても良い。【０１３７】
また、本実施形態によれば、既に前記物体上に積層された複数層のパターンに対し、各層ごとに動的に変更された処理条件に関する情報を、複数層にわたって表示した。このようにすれば、前後の複数層のパターンの形成状態を考慮して動的に決定された各層ごとの処理条件が妥当なものであることをオペレータが視覚的に確認することができるようになる。【０１３８】
また、本実施形態によれば、この表示において、動的に変更された処理条件に関する情報と、デフォルトの処理条件に関する情報とを同時に表示したり、各層の処理条件とともに、その処理条件に従って実行された処理結果に関する情報をも同時に表示するなどして、処理条件の妥当性を多面的な観点から確認しやすくした。【０１３９】
また、本実施形態では、このような処理条件の決定及び表示を解析装置５００で行うものとしたが、測定検査器１２０で行われるようにしても良いし、露光装置１００、管理コントローラ１６０、ホスト６００などで行われるようにしても良い。【０１４０】
また、本実施形態では、露光装置１００と、Ｃ／Ｄ１１０と、測定検査器１２０とがインラインに接続されていることとした。このように、各種装置がインラインに接続されていれば、ウエハプロセスを効率化することが可能となる。しかしながら、これらがオフラインであっても良いことは前述したとおりである。【０１４１】
また、観点を変えると、本実施形態に係るデバイス製造システムは、過去に実行された複数の層に渡るプロセスにおけるパターンの形成状態に関する情報を統括管理するデータ管理部を有するシステムであると捉えることもできる。このようなデータ管理部を備えていれば、複数のプロセスにおける処理条件の統括的な管理が可能となる。【０１４２】
上述した処理条件の決定及び表示は、それらの処理手順が記述されたソフトウエアプログラムを、情報処理装置、すなわちコンピュータが実行することによって実現されるものである。このようなソフトウエアプログラムは、インターネットあるいは社内ＬＡＮ（イントラネット）等の通信ネットワークを介して、コンピュータにダウンロードされ、インストールされるか、光ディスクなどの記録メディア、すなわち情報記録媒体などを介して、コンピュータにインストールされる。【０１４３】
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、工程管理（線幅管理、重ね管理）に本発明を適用することができるのは勿論である。【０１４４】
また、本発明は、ガラスプレート等の基板を処理して、液晶表示素子を製造する液晶基板製造システムにも適用することができる。また、液晶表示素子に限らず、他の種類のディスプレイの製造工程にも適用可能である。【０１４５】
本発明は、基板上にデバイスパターンを階層的に形成するデバイス製造工程であれば、露光工程以外にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
以上説明したように、本発明の処理条件決定方法、処理条件決定装置、表示方法、表示装置、処理装置、測定装置、露光装置、基板処理システム、プログラム及び情報記録媒体は、デバイスパターンを積み重ねて形成された、階層的な構造を有するデバイスを製造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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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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