(57)【要約】【課題】比較的簡単に露光条件の補正量を求める方法及び装置、並びに、かかる検出装置を有する露光装置を提供する。【解決手段】レジストの露光を行う露光装置におけるフォーカス量及び露光量の少なくとも一方を含む露光条件の補正量を求める方法であって、前記露光条件下で得られたレジストパターンの第１の画像情報と当該露光条件との複数の組合せを記憶するステップと、前記露光条件としての特定の露光条件下で得られたレジストパターンの第２の画像情報と、前記第１の画像情報の各々との相関値を求めることによって前記特定の露光条件の補正量を求めるステップとを有することを特徴とする方法を提供する。【選択図】図１
2007317960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストの露光を行う露光装置におけるフォーカス量及び露光量の少なくとも一方を含む露光条件の補正量を求める方法であって、
前記露光条件下で得られたレジストパターンの第１の画像情報と当該露光条件との複数の組合せを記憶するステップと、
前記露光条件としての特定の露光条件下で得られたレジストパターンの第２の画像情報と、前記第１の画像情報の各々との相関値を求めることによって前記特定の露光条件の補正量を求めるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記像は、実素子を露光する領域に配置されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記既知の露光条件で露光された前記マークの像と、前記未知の露光条件で露光された前記マークの像のそれぞれの特徴を抽出するステップを更に有し、
前記検出ステップは前記特徴抽出ステップの結果を利用することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記特徴は１次元又は２次元の特徴ベクトルであることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記特徴は、前記マークの像自体の情報、前記マークの像を微分した情報、前記マークの像に関するフーリエ変換のパワースペクトルの情報、前記マークの特定領域の情報の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記マークは、周期的に配列されたパターンであるであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
フォーカス量と露光量とを含む露光条件を検出する検出装置であって、
露光されたマークを撮像してデジタル画像情報を生成する撮像装置と、
複数の既知の露光条件で露光されたマークの像に対応する第１のデジタル画像情報を、前記露光条件と関連付けて記憶するメモリと、
未知の露光条件で露光された前記マークの像に対応する第２のデジタル画像情報を、前記第１のデジタル画像情報をテンプレートとしてマッチングを行うことによって前記未知の露光条件のフォーカス量と露光量のうちの少なくとも一つを算出するプロセッサとを有することを特徴とする検出装置。
【請求項８】
光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に露光する露光装置のアライメント状態、フォーカス量又は露光量を検査する重ね合わせ検査装置として機能することを特徴とする請求項７記載の検出装置。
【請求項９】
請求項７記載の検出装置を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項８記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
露光された前記被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、露光装置の露光条件（フォーカス量と露光量）を検出する検出方法及び検出装置に係り、特に、画像処理を利用した露光条件の検出方法及び検出装置に関する。本発明は、フォーカス量、露光量、アライメント状態などを検査する重ね合わせ検査装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
デバイスをリソグラフィ工程で製造する際にマスク（レチクル）パターンを被露光体に投影露光する投影露光装置が従来から使用されている。パターンの微細化に伴い、所期のレジストパターン形状を実現する露光条件の制御が厳しくなってきた。
【０００３】
露光条件は、通常、製品ウエハを露光する前の条件出し作業において設定する。条件出し作業では、ショット毎にフォーカス量（例えば、露光装置の投影光学系の光軸の方向におけるウエハの位置）と露光量を変えて露光したウエハ（Ｆｏｃｕｓ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｍａｔｒｉｘ：ＦＥＭ）の各ショットのレジストパターンの寸法を計測する。条件出し作業は、より大きなマージンの露光条件を設定し、かかる露光条件に基づいて製品ウエハが露光される。
【０００４】
しかし、種々のプロセス変動によって、条件出し作業で決定した条件では所期のレジストパターンが得られない場合がある。かかるプロセス変動としては、レジストの感光感度の変化、レジスト下の反射防止膜の膜厚変動、露光機の各種センサーのドリフトなどがある。そこで、最近、露光装置のデフォーカス量と露光量を管理し、変動の把握とその原因の特定を行う計測装置が提案されている（例えば、非特許文献１を参照のこと）。非特許文献１の計測装置は、ＣＣＤカメラなどの撮像装置で取り込んだデジタル画像を用いてウエハに転写されたマークの露光量又はフォーカス量を検査する。
【０００５】
その他の従来技術としては、非特許文献２及び３がある。
【非特許文献１】フォーカス/露光ラインモニタ[平成18年2月1日検索]、インターネット<URL:http://www.kla-tencor.com/j/servlet/Product?prodID=86&focus=1＞
【非特許文献２】KLA-Tencor, Yield Management Solutions, Fall 2001
【非特許文献３】KLA-Tencor, Yield Management Solutions, Winter 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１の計測装置は、図９（ａ）に示す「Ｄｕａｌ Ｔｏｎｅ Ｌｉｎｅ Ｅｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ」と呼ばれる２種類の特殊なグレーティングマークを使用して、各マークの間隔ＣＤ１及びＣＤ２を計測する。同計測装置は、マークの間隔がベストフォーカス位置で極小となり、デフォーカス量に対し偶関数的に変化する特徴（図９（ｂ）に示すグラフ）を利用して、フォーカス量を推定する。図９（ｂ）に示すグラフから理解されるように、同計測装置は、デフォーカスの絶対値は推定できるがそのずれの方向は推定できない。また、特殊なマークの使用は検査の複雑化やコストアップを招く。
【０００７】
本発明は、比較的簡単に露光条件を検出する方法及び装置、並びに、かかる検出装置を有する露光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての方法は、レジストの露光を行う露光装置におけるフォーカス量及び露光量の少なくとも一方を含む露光条件の補正量を求める方法であって、前記露光条件下で得られたレジストパターンの第１の画像情報と当該露光条件との複数の組合せを記憶するステップと、前記露光条件としての特定の露光条件下で得られたレジストパターンの第２の画像情報と、前記第１の画像情報の各々との相関値を求めることによって前記特定の露光条件の補正量を求めるステップとを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別の側面としての装置は、フォーカス量と露光量とを含む露光条件を検出する検出装置であって、露光されたマークを撮像してデジタル画像情報を生成する撮像装置と、複数の既知の露光条件で露光されたマークの像に対応する第１のデジタル画像情報を、前記露光条件と関連付けて記憶するメモリと、未知の露光条件で露光された前記マークの像に対応する第２のデジタル画像情報を、前記第１のデジタル画像情報をテンプレートとしてマッチングを行うことによって前記未知の露光条件のフォーカス量と露光量のうちの少なくとも一つを算出するプロセッサとを有することを特徴とする。
【００１０】
かかる検出装置を有する露光装置も本発明の一側面を構成する。また、本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、露光された前記被露光体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、比較的簡単に露光条件の補正量を求める方法及び装置並びに露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての検出方法及び装置について説明する。図１（ａ）は、検出装置（又は重ね合わせ検査装置）の概略ブロック図である。重ね合わせ検査装置は、フォーカス量、露光量、アライメント精度の評価やオフセットの算出、ディストーションの計測に用いられる。重ね合わせ検査装置は、図１（ｂ）に示す別個のマーク６及び７の二つのマーク間の相対位置を計測する。なお、後述するように、露光条件を検出する際は、図１（ｃ）や図１（ｄ）のマーク２０及び２２を使用する。ここで、図１(ｂ)乃至図１（ｄ）はマーク６、７、２０及び２２の概略平面図である。
【００１４】
光源１はハロゲンランプ等を使用し、各種光学フィルター２、３で所望の波長帯域を選択する。所望の波長の光は、ファイバー４で光学系１３に導光し、ビームスプリッタ９と集光光学系８を介してウエハ５上のマーク６、７をケーラー照明する。ウエハ５から反射した光は、集光光学系８、ビームスプリッタ９、光学系１０、集光光学系１１を通ってＣＣＤカメラ等の撮像素子１２上に像を形成し、光電変換される。撮像素子１２は処理装置１４に接続され、処理装置１４はプロセッサ１５とメモリ１６とを有する。プロセッサ１５は、図３乃至図５を参照して説明する動作の少なくとも一部を実行する。メモリ１６は、後述する各種データ（特徴ベクトルなど）や図３乃至図５に示す動作フローの少なくとも一部を格納する。
【００１５】
処理装置１４は、撮像素子１２が生成したデジタル画像情報（ビデオ信号）に対して各種画像処理を実施して二つのマーク６、７の相対位置を検出する。
【００１６】
重ね合わせ検査装置は明視野照明と画像処理を採用する。検出系の分解能を試算する。光学倍率として、ウエハ５とＣＣＤカメラ間の倍率を１００倍、ＣＣＤカメラの画素ピッチを１０μｍとするとウエハ面に換算すると、１００ｎｍ／画素となる。各種画像処理技術により、例えば、１０ｎｍ以下の精度を達成する。
【００１７】
露光条件の検出に使用されるマークは、図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示すような周期的に配列されたパターン（「繰り返しパターン」又は「キャリア周波数を有するパターン」とも呼ばれる。）を使用することが好ましい。本発明は、露光条件に検出されるマークを繰り返しパターンに限定するものではないが、繰り返しパターンは同じ情報を複数含んでいるために平均化効果による精度向上を期待できるからである。図１（ｃ）は、Ｙ軸方向に周期的に配列された一次元の繰り返しパターンであり、図１（ｄ）は、ＸＹ軸方向に周期的に配列された二次元の繰り返しパターンである。
【００１８】
また、露光条件の検出に使用されるマークの像は、実素子を露光する領域、即ち、各ショット内に配置されることが好ましい。従来のマークの像は実素子を露光する領域には配置されておらず、特殊なマークの像を隣接するショット間、即ち、スクライブラインに配置していた。しかし、スクライブラインとショットとは厳密には同一の高さではないためにフォーカス値などの誤差が発生し、測定精度が劣化する。本実施例では実素子領域にマークの像を配置することによって測定精度の劣化を防止している。なお、重ね合わせ検査装置がアライメント状態などフォーカス量と露光量以外を検出する場合にはアライメントマークの位置は実素子露光領域でなくてもよい。
【００１９】
以下、図２を参照して、露光条件を検出するための処理装置１４の詳細について説明する。ここで、図２は、処理装置１４の概略ブロック図である。
【００２０】
処理装置１４は、ＦＥＭ画像情報を予め学習し、計測画像が入力された時点で、計測画像の露光条件の推定値を出力する。図２においては、露光条件の推定値は、フォーカス量推定値４８又は露光量推定値４９であるが、両者は共に出力されてもよいし他の露光条件を含んでいてもよい。ＦＥＭ画像情報（第１のデジタル画像情報）２７は、複数の既知の異なる露光条件（露光量及びフォーカス量）で露光された図１（ｃ）又は図１（ｄ）に示すマーク２０又は２２の像に対応する。計測画像情報（第２のデジタル画像情報）２９は、未知の露光条件で露光されたマーク２０又は２２の像に対応する。
【００２１】
本実施例の処理装置１４は、まず、ＦＥＭ画像情報２７を、露光条件と関連付けて記憶する。次いで、処理装置１４は、計測画像情報２９を、ＦＥＭ画像情報２７をテンプレートとしてマッチングを行うことによって計測画像情報２９に対応する未知の露光条件を算出している。従来は、図９（ａ）に示すマーク間隔ＣＤ１及びＣＤ２を取得し、ＣＤ１／ＣＤ２を算出し、これを予め求めておいた図９（ｂ）に示すグラフに当てはめる。これに対して、本実施例では、テンプレートマッチングを使用する。テンプレートマッチングはマーク間隔を使用するよりも精度が高い。
【００２２】
テンプレートマッチングでは、テンプレートとしてのＦＥＭ画像と計測画像（入力画像）との重なり部分の相関を調べる。マッチングにおいては、テンプレートを入力画像上で走査しながら、重なり部分の類似度を算出し、最大になる位置を決定する。入力画像がテンプレートに完全に一致すれば（即ち、類似度が１であれば）テンプレート（ＦＥＭ画像）に対応するフォーカス値及び／又は露光量が入力画像（計測画像）のフォーカス値及び／又は露光量として出力される。しかし、通常は完全に一致しない。この場合、計測画像の露光条件は離散的に取得及び記憶した複数のＦＥＭ画像と露光条件の間の状態となる（例えば、第１のフォーカス値と第２のフォーカス値の間の値）。かかる間の露光条件は各フォーカス値の類似度の寄与率を使用して算出することができる。
【００２３】
類似度を算出する場合、マーク画像をそのまま使用してもよいが、マーク画像の特徴部を使用することによって計測精度を高めることができる。例えば、マーク画像を微分した情報、マーク画像に関するフーリエ変換のパワースペクトルの情報、マークの特定領域の情報などである。これらは組み合わせてもよいし、組み合わされなくてもよい。
【００２４】
まず、マーク画像を微分した情報について説明する。非特許文献２及び３に開示されているように、ベストフォーカス位置からプラス方向にずれた場合とマイナス方向にずれた場合のレジストの断面形状は異なる。そして、デフォーカス量が大きいほど、この傾向は顕著である。図１０（ａ）と図１１（ａ）に、デフォーカス量の絶対値が等しくベストフォーカス位置からのずれ方向がそれぞれプラス方向とマイナス方向のレジストの断面形状を示す。図１０（ａ）に示すプラス方向にずれたレジスト断面形状と図１１（ａ）に示すマイナス方向にずれたレジスト形状の輪郭、高さなどの断面形状が異なっていることが理解される。同様に、露光量でもレジストの断面形状が相違し、ベスト露光量との差が大きいほど、この傾向は顕著である。図１０（ｂ）に、デフォーカス量は図１０（ａ）と等しく露光量は図１０（ａ）よりも大きい場合のレジストの断面形状を示す。また、図１１（ｂ）に、デフォーカス量は図１１（ａ）と等しく露光量は図１１（ａ）よりも大きい場合のレジストの断面形状を示す。このように、フォーカス量と露光量によりレジストの断面形状に違いがあることが理解される。このため、ベスト位置からのずれ量が同じでもプラス方向とマイナス方向では微分値が異なるため、マーク画像の側壁部を微分した情報を利用することによってベストフォーカス位置及びベスト露光量からどちらにずれているかを検出することができる。
【００２５】
マーク画像に関するフーリエ変換のパワースペクトルの情報は画像と同様の効果を有するが、２つの画像のマッチングに際して細かい位置合わせを必要としないという長所がある。なお、パワースペクトラムと微分を組み合わせると、微分により側壁の変化のみを取り出せ、更に、微分により抽出された側壁変化の波形を周波数分解することで、線幅変化も取り出すことができる。
【００２６】
また、マークの特徴的な特定領域の情報に着目すればより効果的である。
【００２７】
第１の実施例の処理装置１４は、入出力部３０と、特徴抽出部３２と、特定領域情報部３４と、ＦＥＭ画像特徴情報部３６と、計測画像特徴ベクトル部３８と、類似度演算部４０と、類似度情報部４２と、推定値算出部４４と、推定値算出部パラメータ部４６とを有する。これらの構成要素は、図１（ａ）に示すプロセッサ１５とメモリ１６に統合されてもよいし、別個のハードウェア又はソフトウェアとして構成されてもよい。具体的には、特徴抽出部３２、類似度演算部４０、推定値算出部４４の一又は複数はプロセッサ１５に統合されてもよい。特定領域情報部３４、ＦＥＭ画像特徴情報部３６、計測画像特徴ベクトル部３８、類似度情報部４２、推定値算出部パラメータ部４６の一又は複数はメモリ１６に統合されてもよい。
【００２８】
入出力部３０には、ＦＥＭ画像情報（第１のデジタル画像情報）２７と、計測画像情報（第２のデジタル画像情報）２９が入力され、算出された計測画像情報２９に対応する露光条件の推定値（フォーカス量推定値４８及び／又は露光量推定値４９）を出力する。入出力部３０は、特徴抽出部３２、推定値算出部４４、及び、類似度演算部４０に接続されている。入出力部３０は、計測画像情報２９を図１（ａ）に示す重ね合わせ検査装置の撮像素子１２から受け取るが、ＦＥＭ画像情報２７は撮像素子１２から受け取ってもよいし、その他の装置から得てもよい。
【００２９】
特徴抽出部３２は、入出力部３０からＦＥＭ画像情報２７又は計測画像情報２９を受け取る。ＦＥＭ画像情報２７の場合は、特徴抽出部３２は、特定領域情報部３４に登録されている周波数範囲を用いて、対象となる範囲の特徴ベクトルをフォーカス量と露光量と共に抽出する。特徴ベクトルは、テンプレートマッチングにおける相関の対象であり、Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向の特定領域若しくは２次元の特定領域の周波数スペクトラムを要素とするベクトルである。
【００３０】
計測画像情報２９の場合は、特徴抽出部３２は、特定領域情報部３４に登録されている周波数範囲を用いて、対象となる範囲の特徴ベクトルを抽出する。本実施例では、Ｘ軸及び／又はＹ軸方向若しくは２次元方向のレジストの断面形状の特徴を抽出する。特徴抽出部３２は、入出力部３０、特定領域情報部３４、ＦＥＭ画像特徴情報部３６、計測画像特徴ベクトル部３８に接続されている。
【００３１】
ＦＥＭ画像特徴情報部３６は、ＦＥＭ画像情報２７の特徴ベクトルを、フォーカス量、露光量と共に格納する。計測画像特徴ベクトル部３８は、計測画像情報２９の特徴ベクトルを格納する。
【００３２】
類似度演算部４０は、計測画像の特徴ベクトルと各ＦＥＭ画像の特徴ベクトルの類似度を算出する。この際、類似度演算部４０は、計測画像特徴ベクトル部３８に格納されている計測画像の特徴ベクトルとＦＥＭ画像特徴情報３６に格納されている各ＦＥＭ画像の特徴ベクトルを用いる。類似度演算部４０は、ＦＥＭ画像特徴情報部３６、計測画像特徴ベクトル部３８、類似度情報部４２に接続されている。
【００３３】
類似度情報部４２は、類似度演算部４０が算出した類似度、各ＦＥＭ画像のフォーカス量、露光量を格納する。
【００３４】
推定値算出部４４は、計測画像のフォーカス量推定値４８、或いは、露光量推定値４９を入出力部３０に出力する。この際、推定値算出部４４は、類似度情報部４２に格納されている類似度情報と推定値算出パラメータ４６に登録されている推定演算に用いる上位の類似度の数を利用する。推定値算出部４４は、入出力部３０、類似度情報部４２及び推定値算出パラメータ部４６に接続されている。
【００３５】
以下、図３を用いて特徴抽出部３２の動作について説明する。まず、ＦＥＭ画像情報２７又は計測画像情報２９のデータを取り出す（ステップ１００２）。次いで、ステップ１００２で取り出した画像データからＸ軸方向の１次元微分データを算出する（ステップ１００４）。もちろん上述のように、Ｘ軸方向の１次元微分データの代わりにＹ軸方向の１次元微分データを使用すればＹ軸方向のレジストの断面形状の特徴を抽出することができる。Ｘ軸方向の１次元微分データとＹ軸方向の１次元微分データを使用してもよい。また、２次元の微分データにすれば２次元方向のレジストの断面形状の特徴を抽出することができる。
【００３６】
次いで、ステップ１００４で算出したデータをフーリエ変換し、そのパワースペクトラムを算出する（ステップ１００６）。次いで、特定領域情報部３４に登録されている周波数範囲を用いてステップ１００６で算出したパワースペクトラムから対象となる範囲のデータを抽出する(ステップ１００８)。次いで、ステップ１００８で抽出したデータをベクトル化する（ステップ１０１０）。
【００３７】
次いで、ステップ１００２で取得したデータがＦＥＭ画像であるかを判断する（ステップ１０１２）。データがＦＥＭ画像であると判断されれば（ステップ１０１２）、ＦＥＭ画像の特徴ベクトル、フォーカス量、及び、露光量をＦＥＭ画像特徴情報部３６に記憶する（ステップ１０１４）。データが計測画像であると判断されれば（ステップ１０１２）、計測画像の特徴ベクトルを計測画像特徴情報部３８に記憶する（ステップ１０１６）。
【００３８】
以下、図４を参照して、類似度演算部４０の動作について説明する。まず、ＦＥＭ画像特徴情報部３６からＦＥＭ画像の特徴ベクトルを、計測画像特徴ベクトル部３８から計測画像の特徴ベクトルをそれぞれ取得する（ステップ１１０２）。次いで、それぞれの特徴ベクトルの正規化相関値又はベクトル相関値を算出し、ＦＥＭ画像情報２７の一部であるフォーカス量と露光量に加えて、正規化相関値又はベクトル相関値を、類似度情報部４２に記憶する（ステップ１１０４）。次いで、全てのＦＥＭ画像と計測画像の類似度を算出したら処理を終了し（ステップ１１０６）、そうでなければステップ１１０２に帰還する。
【００３９】
以下、図５を参照して、推定値算出部４４の動作について説明する。まず、推定値算出パラメータ部４６に登録されている推定演算に用いる上位の類似度の数
2007317960.tif 000003
【００４０】
を取得する（ステップ１２０２）。次いで、類似度情報部４２に記憶されている  フォーカス量と露光量と類似度を取得する(ステップ１２０４)。
【００４１】
次いで、ステップ１２０２で取得した上位の類似度の数
2007317960.tif 000004
【００４２】
を用いて、ステップ１２０４で取得した類似度の上位ｉ番目の類似度を
2007317960.tif 000005
【００４３】
、上位１番目からｉ番目までの合計
2007317960.tif 000006
【００４４】
と、類似度ｉ番目の寄与率
2007317960.tif 000007
【００４５】
とを算出する（ステップ１２０６）。次いで、上位の類似度の数
2007317960.tif 000008
【００４６】
に対応するフォーカス量
2007317960.tif 000009
【００４７】
と、フォーカス量積和値
2007317960.tif 000010
【００４８】
とを算出する（ステップ１２０８）。これらはフォーカスのずれ量の推定値４８として出力される。また、上位の類似度の数
2007317960.tif 000011
【００４９】
に対応する露光量
2007317960.tif 000012
【００５０】
と、露光量積和値
2007317960.tif 000013
【００５１】
とを算出する（ステップ１２１０）。これらは露光量のずれ量の推定値４９として出力される。
【００５２】
本実施例によれば、重ね合わせ検査装置をそのまま検出装置として機能させることができる。
【００５３】
以下、上述の検出装置（又は重ね合わせ検査装置）を有する露光装置について説明する。図６は、露光装置５０の要部の概略ブロック図である。露光装置５０は、投影光学系５２と、ウエハチャック５４と、ウエハステージ５６と、重ね合わせ検査装置６０と、中央処理装置６２とを有する。投影光学系５２は、パターンの描画されたレチクルＲをウエハＷのレジストに縮小投影する。ウエハチャック５４は、前工程で下地パターン及びアライメントマークの形成されたウエハＷを保持する。ウエハステージ５６は、ウエハＷを所定の位置に位置決めする。本実施例の重ね合わせ検査装置はアライメント状態を評価する機能を有するが、フォーカス検査装置、露光量検査装置としても機能する。なお、図６は、光源や光源からの光でレチクルＲを照明する照明光学系は省略している。また、重ね合わせ検査装置６０は図１に示す構成と同様であるが、処理装置１４を便宜上抜き出しており、処理装置１４は重ね合わせ検査装置の一部である。アライメントマークを重ね合わせ検査装置が検出すると処理装置１４で処理されてアライメント状態に基づいて中央処理装置６２がウエハステージ６２を制御する。
【００５４】
本実施例によれば、上述のような重ね合わせ検査装置を半導体露光装置に搭載することにより、レジストパターンの形状に変動が発生した場合でも、露光量、フォーカス値に補正をかけて当該変動を低減させることができる。
【００５５】
次に、図７及び図８を参照して、上述の露光装置５０を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなど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、レチクル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。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成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）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
【００５６】
図８は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。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、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）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、露光装置５０によってレチクルパターンをウエハに露光する。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うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００５７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１（ａ）は、本発明の重ね合わせ検査装置（検出装置）の概略ブロック図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す重ね合わせ検査装置が使用するマークの概略平面図である。図１（ｃ）及び図１（ｄ）は、図１に示す重ね合わせ検査装置がフォーカス量及び／又は露光量を算出する際に使用することが好ましいマークの概略平面図である。
【図２】図１に示す重ね合わせ検査装置の処理装置の詳細を示す概略ブロック図である。
【図３】図２に示す処理装置の特徴抽出部の動作を説明するフローチャートである。
【図４】図２に示す処理装置の類似度演算部の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図２に示す処理装置の推定値演算部の動作を説明するフローチャートである。
【図６】図１に示す重ね合わせ検査装置を搭載した露光装置の概略ブロック図である。
【図７】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図８】図３に示すステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図９】図９（ａ）は、従来の計測装置に使用されるマークの平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す計測装置に使用されるフォーカスと間隔との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）は、ベストフォーカス位置からプラス方向にずれた場合のレジスト断面図である。図１０（ｂ）は、デフォーカス量は図１０（ａ）と等しく露光量は図１０（ａ）よりも大きい場合のレジスト断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、ベストフォーカス位置からマイナス方向にずれた場合のレジスト断面図である。図１１（ｂ）は、デフォーカス量は図１１（ａ）と等しく露光量は図１１（ａ）よりも大きい場合のレジスト断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１２                撮像素子
１４                処理装置
１５                プロセッサ
１６                メモリ
５０                露光装置
【図１】
2007317960.tif 000014
【図２】
2007317960.tif 000015
【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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