(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体露光装置を管理する管理システムであって、
設定されたパラメータ値に基づいてウエハ上のアライメントマークを計測し、その計測結果に基づいてウエハを露光する半導体露光装置と、
前記半導体露光装置によって露光されたウエハの露光位置のずれを検査する重ね合わせ検査装置と、
前記設定されたパラメータ値以外のパラメータ値に基づいて前記半導体露光装置で前記アライメントマークを計測して取得されたデータと、前記重ね合わせ検査装置の検査結果とに基づいて、前記半導体露光装置において前記設定されたパラメータ値をその設定されたパラメータ値以外のパラメータ値に変化させた場合に得られる前記重ね合わせ検査装置の検査結果を推量する推量手段と、
前記推量手段によってウエハ毎に推量された前記重ね合わせ検査装置の検査結果のばらつきに基づいて前記半導体露光装置において前記設定されたパラメータ値を更新させる更新手段とを備えることを特徴とする管理システム。
【請求項２】
前記推量手段は、前記設定されたパラメータ値に基づいた前記アライメントマークの計測結果と前記重ね合わせ検査装置の検査結果との和から、その設定されたパラメータ値以外のパラメータ値に基づいた前記アライメントマークの計測結果を引くことで、前記半導体露光装置において前記設定されたパラメータ値をその設定されたパラメータ値以外のパラメータ値に変化させた場合に得られる前記重ね合わせ検査装置の検査結果を推量することを特徴とする請求項１に記載の管理システム。
【請求項３】
前記更新手段は、前記重ね合わせ検査装置の検査結果のウエハ毎のばらつき及び前記推量手段によって推量された前記重ね合わせ検査装置の検査結果の変化の度合いに基づいて前記半導体露光装置において前記設定されたパラメータ値を更新することを特徴とする請求項１に記載の管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用機器を管理する管理システム及び管理方法に関する。更に詳しくは、半導体露光装置及びその制御方法関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造用の投影露光装置においては、回路の微細化及び高密度化に伴い、レチクル面上の回路パターンをウエハ面上により高い解像力で投影露光できることが要求されている。回路パターンの投影解像力は投影光学系の開口数（ＮＡ）と露光波長に依存するので、高解像度化の方法としては、投影光学系のＮＡを大きくする方法や露光波長をより短波長化する方法が採用されている。後者の方法に関して、露光光源は、ｇ線からｉ線に移行し、更にｉ線からエキシマレーザに移行しつつある。また、エキシマレーザにおいても、その発振波長が２４８nm及び１９３nmの露光装置が既に実用化され使用されている。
【０００３】
現在では発振波長を更に短波長化した、波長１５７nmのＶＵＶの露光方式、１３nm近傍のＥＵＶ露光方式が次世代の露光方式の候補として検討されている。
【０００４】
一方、回路パターンの微細化に伴い、回路パターンが形成されているレチクルとそれが投影されるウエハとを高精度にアライメントすることも要求されており、その必要精度は回路線幅の１／３である。例えば、現状の１８０nmデザインにおける必要精度は、その１／３の６０nmである。
【０００５】
また、デバイス構造も多種多様なものが提案され製品化に向けて検討が行われている。パーソナルコンピュータ等の普及に伴って、微細化の牽引役は、これまでのＤＲＡＭを中心としたメモリからＣＰＵチップに移行してきた。今後、更なるＩＴ化に伴い、家庭内ワイヤレスＬＡＮやBluetoothと呼ばれる通信システム用デバイス、更に７７GHzの周波数を利用する自動車用レーダで代表される高速道路交通システム（ITS：Intelligent Transport System）や、２４〜３８GHzの周波数を利用する無線アクセスシステムＬＭＤＳ（Local Multipoint Distribution Service）で使用されるＭＭＩＣ（Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit）等の開発が、回路パターンの微細化を一層進めると考えられる。
【０００６】
また、半導体デバイスの製造プロセスも多種多様であり、露光装置の深度不足の問題を解決する平坦化技術として、既にＷ−ＣＭＰ（Tungsten Chemical Mechanical Polishing）プロセスは過去のものとなりつつあり、現在はＣｕのDual Damasceneプロセスが注目されている。
【０００７】
また、半導体デバイスの構造や材料も多種多様であり、例えば、GaAs、InP等の化合物を組み合わせて構成したＰ−ＨＥＭＴ（Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor）やＭ−ＨＥＭＴ（Metamorphe-HEMT）や、SiGe、SiGeC等を使用したＨＢＴ（Heterojunction Bipolar Transistor）が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような半導体産業の現状において、露光装置等の半導体製造装置を使用する上での設定すべき装置変数（＝パラメータ）は、各露光方式、各製品に対応して多数存在する。この最適化すべきパラメータの数は膨大であり、しかも、これらのパラメータは互いに独立ではなく相互に密接に関係している。
【０００９】
従来は、デバイスメーカの装置導入担当者がこれらの各パラメータの値（パラメータ値）を試行錯誤により決定しており、最適なパラメータを決定するまでに膨大な時間を要していた。また、一旦パラメータの値が決定された後であっても、例えばプロセスエラーが発生した場合には、それに応じた製造プロセスの変更に伴って製造装置のパラメータ値を再度変更する必要が生じる場合があり、このような場合にもパラメータ設定に膨大な時間を要してしまう。
【００１０】
また、パラメータ値の最適化の現状は、数枚のセンダヘッドを露光して、重ね合わせ検査装置の結果から、オフセットとして決定しているために、プロセス変動に対する敏感度が考慮されていないという問題点があった。
【００１１】
また、半導体デバイスの生産においては、製造装置の立ち上げから量産の開始までに割くことができる時間は限られており、各パラメータ値の決定のために割くことができる時間も当然に限られている。更に、ＣｏＯ（Cost of Ownership）の観点においても製造装置の稼動時間を向上させる必要があるため、一度決定したパラメータ値を変更する際はそれを迅速に行う必要がある。
【００１２】
このような状況において、多種多様な半導体デバイスを最適なパラメータ値で製造することは極めて困難である。よって、本来は高い歩留まりを得ることができる製造装置であっても、パラメータ値の最適化がなされないままに使用されるために、不本意な歩留まりしか得ることができず、目に見えない歩留まりの低下を招いていた。このような歩留まりの低下は、製造コストの増加や出荷量の低下を招き、競争力を低下させる要因となる。
【００１３】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、産業用機器の量産稼働中において、その産業用機器に設定された所定パラメータの値が最適であるか否か判断して、当該産業用機器のパラメータ値を最適化することを可能とすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による半導体露光装置の管理システムは、
半導体露光装置を管理する管理システムであって、
設定されたパラメータ値に基づいてウエハ上のアライメントマークを計測し、その計測結果に基づいてウエハを露光する半導体露光装置と、
前記半導体露光装置によって露光されたウエハの露光位置のずれを検査する重ね合わせ検査装置と、
前記設定されたパラメータ値以外のパラメータ値に基づいて前記半導体露光装置で前記アライメントマークを計測して取得されたデータと、前記重ね合わせ検査装置の検査結果とに基づいて、前記半導体露光装置において前記設定されたパラメータ値をその設定されたパラメータ値以外のパラメータ値に変化させた場合に得られる前記重ね合わせ検査装置の検査結果を推量する推量手段と、
前記推量手段によってウエハ毎に推量された前記重ね合わせ検査装置の検査結果のばらつきに基づいて前記半導体露光装置において前記設定されたパラメータ値を更新させる更新手段とを備える。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００２６】
図１、２を使用して本発明を半導体露光装置のアライメントに適用した場合の一実施形態について詳細な説明を行う。尚、以下において、本実施形態による管理システムのうち、露光装置のアライメント系に適用する、量産機に対応したアライメント変数の最適化システムのことをＯＡＰ: Optimization for Alignment Parameter in volume productionと称する。尚、本明細書中におけるパラメータ値とは、数値で設定可能なパラメータの数値はもちろん、サンプルショットの配置、アライメント方式の選択といった直接数値には当たらない設定パラメータの選択肢データ等の条件も含まれるものである。当然、変数という表記も数値以外に選択肢等数値以外の装置内変動要素、条件一般が含まれる。
【００２７】
図１は、本実施形態のＯＡＰシステムを実現するための露光管理システムの概略構成を示す図である。図１において、１、２は半導体露光装置（以下、単に露光装置という）であり、レチクル上の回路パターンをウエハに露光する。３は重ね合わせ検査装置であり、露光装置１、２によって露光処理され、現像処理されたウエハについて、露光位置のずれを検査する。４は中央処理装置（以下、ＰＣ）であり、パーソナルコンピュータ或はワークステーションで構成される。５はデータベースであり、露光装置１、２による各種計測結果、アライメント処理結果、重ね合わせ検査装置３による検査結果をデータベース化して格納する。
【００２８】
なお、上述の複数の露光装置（図１では１、２）と、データベース５にアクセスして本実施形態のＯＡＰを実現するＰＣ４と、アライメント結果を検査する重ね合わせ検査装置３は例えば社内ＬＡＮ６で繋がっている。
【００２９】
図２Ａは本実施形態によるＯＡＰの概要を説明する図である。まず、露光装置１に露光を行うウエハが搬入されたとし、それに対応するレチクルが露光装置内に設定されたとする（図２Ａには不図示）。すると、まず操作ＪＯＢに設定されたパラメータ値（実際の露光のためにアライメントに用いるパラメータの値）により、ＡＧＡ：Advanced Global Alignmentと呼ばれるレーザ干渉計付のＸＹステージ精度頼りでウエハの位置計測を行うグローバルアライメントを実行し、そのときの、ウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量（これらをＡＧＡデータと呼称する）を求める（処理１１）。なお、処理１１において計測、算出されたＡＧＡデータはデータ転送１８によってＯＡＰをコントロールするＰＣ４へ値として受け渡される。なお、パラメータ値としては、具体的に例えばマーク線幅、照明モード、ＡＧＡに使用するサンプルショット（ウエハ上の実際に位置を計測するのに使用するショット）の配置／数等、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
【００３０】
次に、その際のステージ駆動情報（履歴）を用いて再度ステージを駆動し、操作ＪＯＢ以外のパラメータ値（例えば、ＡＧＡに使用するサンプルショットの数／配置を変える等）についてＡＧＡ計測を行い、同じくウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量を求める（処理１２）。このＡＧＡデータも先のＪＯＢ設定のパラメータ値で求めたＡＧＡデータと同じくＯＡＰをコントロールするＰＣ４へ値として受け渡される（データ転送１８）。
【００３１】
なお、データ転送１８では、以上のようなＡＧＡデータと、ＡＧＡを行ったときに検出された全てのアライメント信号をＰＣ４へ受け渡すことも行う。なお、アライメント信号を、ＯＡＰをコントロールするＰＣ４へ受け渡す系をＡＤＵＬ：Alignment Data Up Loadと称する。
【００３２】
露光装置１では、処理１２においてデータを全て取り終えたら、操作ＪＯＢに設定されたパラメータセットでのＡＧＡ結果に基づき露光を行う（処理１３）。以上の処理１１〜処理１３が露光装置１、２において実行される処理であり、露光処理されたウエハは現像装置により現像され、重ね合わせ検査装置３に提供されて、アライメント結果が計測される（処理１４）。重ね合わせ検査装置３による検査結果は、ＰＣ４に転送される（データ転送１９）。
【００３３】
一方、データ転送１８によってＡＧＡ計測結果を受信したＰＣ４では、受信したウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量を含むＡＧＡデータをデータベース化してデータベース５に格納する（処理１５）。更に、データ転送１８によって露光装置１よリＡＧＡ計測結果を受信したＰＣ４は、ＡＧＡを行ったときに検出されたアライメント信号に対して別の信号処理を施して（尚、これもパラメータ値の変更に相当するものである）、その時の疑似的なＡＧＡ計測結果、すなわちウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量を推測し、同じくデータベース化して格納する（処理１５）。なお、この別の信号処理とは、処理方式自身は同じであっても使用する信号範囲を限定する処理ウインドウ幅を変更する処理も含めるものとする。また、重ね合わせ検査装置３で検査された結果もＯＡＰをコントロールするＰＣ４へ渡され（データ転送１９）、既にデータベース化された露光装置でのＡＧＡ計測値と対応して、データベース化する（処理１５）。
【００３４】
以上のＯＡＰにおける処理を図２Ｃを参照して説明する。ＰＣ４は、上述のデータ転送１８によって受信したＡＧＡデータ、アライメント信号をＪＯＢパラメータ毎に格納するとともに、データ転送１９によって受信した検査結果を格納する（検査結果は全てのＪＯＢのパラメータセットに共通となる）。例えば、図２Ｃの２０１に示されるように、ＪＯＢパラメータ（１）、（２）...毎にデータが格納される。ここでは具体的に、ＪＯＢパラメータを、マーク線幅、照明モード、ＡＧＡに使用するサンプルショットの配置、処理ウインドウ幅等とする。
【００３５】
図２Ｃの２０２は一つのＪＯＢパラメータについてのデータ格納状態を示すものである。ウエハ毎にＡＧＡデータ、アライメント信号、検査結果が格納される。更に、上述したように疑似的なＡＧＡ計測結果がＡＧＡ推量として格納される。本例では信号処理に用いる所定のパラメータａの値を連続的に変化させた場合のＡＧＡデータ（例えばシフト量）の変化を推量し、その結果（図２Ｃの２０４）を格納する。更に、これらのデータから検査結果即ち実際にそのパラメータ値で露光が実行されたとした場合の重ね合わせ誤差の変化を推量し、その結果（図２Ｃの２０５）を格納する。なお、検査結果の推量については後述する。
【００３６】
以上のようなこのＡＧＡでの計測値と重ね合わせ検査装置計測結果との相関を、指定のウエハによって行い、現状の使用ＪＯＢでの設定パラメータが、最適かどうか判断する（処理１６）。尚、この最適判断については、後で詳述する。この判断の結果、最適なパラメータの組み合わせが他に存在する場合には、そのロット以降のロット露光においてその最適なパラメータの組み合わせを露光装置１，２にＪＯＢ設定パラメータとして反映させる。（処理１７、データ転送２０）。
【００３７】
以上の処理を繰り返すことにより、プロセス変動が発生する場合においてもパラメータの組み合わせは次期ロット以降では最適化されて使用が可能となる。
【００３８】
以上の様に、量産現場にとっては、本実施形態のＯＡＰシステムを使用することで、特別なウエハを量産行為と別に検討することなしに、パラメータの最適化を行うことが可能となる。このため、生産性を落とすことなく、露光装置の実効性能向上させることが可能となる。
【００３９】
以上説明したＯＡＰの処理を簡潔に表現すれば次のようになる。すなわち、本実施形態のＯＡＰは、ＡＧＡショットでの実アライメント信号を、所定のＪＯＢパラメータに関して実際のＪＯＢのパラメータ値とそれ以外のＪＯＢパラメータについて取得し、重ね合わせ検査装置結果と比較してアライメントの最適なパラメータを取得し、次期ロット以降で使用可能とする“フィードフォワード”システムである。
【００４０】
ここで、本提案で記載する“フィードフォワード”とその反対の“フィードバック”の定義を行う。
【００４１】
まず、“フィードバック”であるが、俗に言う、先行処理のことである。これは、センダヘッドをロット前に数枚流してアライメント、露光を行い、重ね合わせ検査装置にてオフセットを求めて、その結果を露光装置へオフセット値として入力し、当該オフセット値を用いてそのロットの残りのウエハを処理する方法である。
【００４２】
一方、“フィードフォワード”は、センダヘッドをそのロットから使用せずに、前のロットの結果を色々な数値処理をして使用する方法である。高価な露光装置のUp Timeを高くして使用する方が、先行処理よりＣｏＯ的に有利と考えたものである。量産製造の現場で適用されると効果が出るものであるが、この前提は、現在の設定されているパラメータが概略正しいことが必要である。
【００４３】
図９は本実施形態のＯＡＰシステムによる最適パラメータのフィードフォワードを説明する図である。
【００４４】
１１０１〜１１０５は露光装置１における現ロットに対する処理を示す。また、１１２１〜１１２５は露光装置１における次ロットに対する処理を示す。まず、１１０１でウエハをロット単位で搬入する。１１０２では、搬入されたロットより取り出された露光対象ウエハについてＡＧＡ計測を行ってＡＧＡデータ（ウエハ倍率、ウエハ回転、シフト量）を求める。１１０３では、このＡＧＡデータを用いて当該ウエハの露光処理を行なう。露光装置は露光済みとなったウエハを搬出する（１１０５）とともに、当該ロットに未処理のウエハがあれば次のウエハについて（１１０４）ＡＧＡ計測、露光処理を繰り返す。
【００４５】
上述したように、ＡＧＡ計測（１１０２）では、装置ＪＯＢに設定されたパラメータとそれ以外のパラメータでＡＧＡ計測を行ない、得られたアライメント信号やＡＧＡデータをＯＡＰシステム１１１０に通知する（本例ではＰＣ４に通知することになる）。
【００４６】
また、露光装置１より搬出された露光済みウエハは、不図示の現像装置で現像され（１１０６）、重ね合わせ検査装置によって検査される（１１０７）。この重ね合わせ検査装置による計測結果はＰＣ４に通知される。
【００４７】
ＯＡＰシステム１１１０では、ＡＧＡデータ収集（１１１１）により、露光装置よりのＡＧＡ計測結果（ＡＧＡデータ、アライメント信号）を収集し、これらをデータベース５に格納する。更に、処理アルゴリズム（１１１２）は、収集されたＡＧＡデータやアライメント信号に基づいて各種パラメータ値を連続的に変化させた場合のＡＧＡデータを推測し、データベース５に格納する。一方、検査データ収集（１１１３）では、重ね合わせ検査装置による計測（１１０７）の結果を収集し、データベース５に格納する。こうして同一のウエハについて、ＡＧＡ計測結果及び検査データが収集され、データベース５に格納される。これらのデータは、ウエハＩＤにより、ウエハ毎に格納されることになる。
【００４８】
最適パラメータ値設定（１１１４）では、実測及び推測されたＡＧＡデータと、重ね合わせ検査装置１１１３からの計測結果に基づいて、各種パラメータ値を変化させた場合の重ね合わせ検査結果を推量し、この推量結果に基づいて最適なパラメータ値を設定する。
【００４９】
最適パラメータ値設定１１１５で設定された最適パラメータ値は、次ロットの各ウエハのＡＧＡ計測のパラメータ値として利用される（フィードフォワード１１１５）。すなわち、露光装置は、次ロットについて、１１２１〜１１２５に示す処理（それぞれ１１０１〜１１０５と同じ処理）を施すが、ＡＧＡ計測においては最適パラメータ値設定（１１１４）で設定されたパラメータ値が用いられる。
【００５０】
なお、図９において１１１６はフィードバックを示すものであるが、この処理に関しては後述する。
【００５１】
次に、図２Ａ、図２Ｃ、図９に示した、ＯＡＰの処理を図２Ｂのフローチャートを用いてより詳細に説明する。
【００５２】
露光装置１では、処理１１、１８で示したように、ＪＯＢパラメータ値を設定し、設定されたＪＯＢパラメータ値でＡＧＡ計測を行ない、その計測結果（ＡＧＡデータ、アライメント信号）をＰＣ４に通知する（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。続いて、処理１２、１８で示したように、設定したＪＯＢパラメータ値以外のパラメータ値設定でＡＧＡ計測を行い、その計測結果とアライメント信号をＰＣ４に通知する（ステップＳ１０３）。
【００５３】
引き続き露光装置１は、処理１３に示されたように、ＪＯＢパラメータ値によって計測されたＡＧＡデータを用いて当該ウエハに対する露光処理を行なう（ステップＳ１０４）。露光処理されたウエハは、露光装置１より取り出されて現像され（ステップＳ１０５）、重ね合わせ検査装置３へ搬送される。重ね合わせ検査装置では、処理１４、データ転送１９で示したように、搬送されてきたウエハに対して重ね合わせ検査を実行し（ステップＳ１０６）、その検査結果をＰＣ４に通知する（ステップＳ１０７）。
【００５４】
ＰＣ４では、処理１５で示したように、ステップＳ１０２とＳ１０３によって露光装置より転送されたＡＧＡ計測結果とアライメント信号をデータベース５に格納する（ステップＳ２０１）。また、転送されたアライメント信号に信号処理（例えばWindowをある範囲で連続的に変化させる）を施して、パラメータ値をある範囲で変化させた場合のアライメント計測結果を推測し、推測結果をデータベース５に格納する（ステップＳ２０２）。更に、ＰＣ４は、ステップＳ１０７で重ね合わせ検査装置３より送信された計測結果を受信し、データベース５に格納する（ステップＳ２０３）。これらの処理により、図２Ｃの２０２に示されるＡＧＡデータ、アライメント信号、ＡＧＡ推量値が、ＪＯＢパラメータ値とウエハＩＤに対応して格納される。
【００５５】
次に、上記ステップＳ２０１からＳ２０３で格納されたデータを用いて、パラメータをある範囲内で連続的に変化させた場合の予測される重ね合わせ検査装置の計測値を算出し、取得する（ステップＳ２０４）。これは、図２Ｃの２０２における検査結果推量値として、ジョブパラメータセットとウエハＩＤに対応して格納される。そして、複数枚のウエハについて取得された予測計測値を用いて、最適なパラメータを決定する（ステップＳ２０５）。この決定されたパラメータが現在使用されているパラメータと異なる場合は、パラメータの変更が必要であると判定され、決定されたパラメータを露光装置に通知する（ステップＳ２０６、Ｓ２０７）。すなわち、現在のパラメータ設定が最適か判断し、パラメータ変更の必要性が生じたら次のロット以降に反映する（フィードフォワード処理）（処理１７、データ転送２０）。
【００５６】
次に、図２Ａの処理１６におけるアライメントに関するパラメータの最適化についての詳細な例を一つのパラメータを用いて説明することにする。以下の例で説明するパラメータ値は、前述したように具体的には“ＡＧＡに用いるサンプルショット番号（配置）、照明モード、マーク線幅、処理ウインドウ幅”などを示すものとして説明する。また、以下では一つのパラメータ値を最適化する方法を述べるが、複数のパラメータ値を最適化する場合にも、本例の考え方を適用すればよい。なお、本実施形態におけるアライメントに関するパラメータの最適化とは、“重ね合わせ検査装置の結果がゼロであるところを選択するのではなく、重ね合わせ検査装置の結果の敏感度やウエハ間のばらつきが最小（極値）となるところを選択する”ことを特徴とする。
【００５７】
以下、パラメータの最適化について説明する。図３、図４は、ひとつのパラメータに対する重ね合わせ検査装置の結果をプロットした図である。以下では、これらのプロット曲線について、簡単に説明する。
【００５８】
まず、重ね合わせ検査装置の結果は、各々のウエハにつき、図の○で示した装置ＪＯＢのパラメータ値におけるひとつの結果しか得られない。しかしながら、装置ＪＯＢパラメータ値以外のあるパラメータ値で（例えばサンプルショット配置、照明モード、マーク線幅等を変える等で）実際に計測された／（例えば処理ウインドウ幅を変える等で）演算処理によって擬似的に予想されるＡＧＡでの計測値と、装置ＪＯＢのパラメータ値でのＡＧＡ計測結果、および重ね合わせ検査装置の計測結果を用いれば、予想される重ね合わせ検査装置の計測値を以下の式、
（あるパラメータ値で予想される重ね合わせ検査装置の計測値）
＝（設定JOBパラメータ値でのAGA計測結果）＋（重ね合わせ検査装置の計測結果）
−（あるパラメータ値での実際／擬似的AGA計測値）
によって試算することができる。
【００５９】
ここで、「JOBパラメータ値でのAGA計測結果」はステップＳ２０１で受信された計測結果であり、図２Ｃに示されたグラフ中の点２０７に対応する。また、「重ね合わせ検査装置の計測結果」はステップＳ２０３で取得されたものであり、図２Ｃのグラフ中に示される、ＡＧＡ計測結果とのずれ量２０６である。従って、上記の式において、（JOBパラメータ値でのAGA計測結果）＋（重ね合わせ検査装置の計測結果）は、図２Ｃのグラフ中の点２０８に相当する。また、「あるパラメータ値での実際／擬似的AGA計測値」とは、あるパラメータ値を連続的に変化させた場合のＡＧＡ計測値の実測値／推量値であり、図２Ｃ中の曲線２０４に対応する。よって、上式により、重ね合わせ検査装置の計測値の推量値（図２Ｃの曲線２０５）が得られる。
【００６０】
なお、操作ＪＯＢのパラメータ値以外のパラメータ値についても、上記手法により検査結果を推量した結果をデータベースに格納する。
【００６１】
このようにして、パラメータをある範囲内で連続的に変化させながら、予想される重ね合わせ検査装置の計測値を算出してプロットさせていく。これを複数（ここでは３つ）のウエハについて実行すると、図３、図４に示されるような曲線が得られる。ここで、縦軸に記載の重ね合わせ検査装置の結果は、オフセット（シフト量）を例に挙げるが、これに限られるものではなく、ウエハ倍率、ウエハ回転であってもよい。
【００６２】
例えば、図３のように、パラメータ値に対する重ね合わせ検査装置の予測結果のプロットが下に凸の結果となった場合には、重ね合わせ検査結果の値にかかわらず、下側の領域Ｂに最適パラメータ値が存在するものとする。すなわち、図３に示すように、領域Ａで重ね合わせ検査装置の結果がゼロである或はゼロに近いような場合でも、検査装置の結果の敏感度やばらつきの小さい領域Ｂの方が、該当するパラメータの値の変動に対して安定しているので、領域Ｂを最適パラメータとする。
【００６３】
また、図４のように、パラメータ値に対する重ね合わせ検査装置の予測結果のプロットが上に凸になった場合には、重ね合わせ検査結果の値にかかわらず、上側の領域Ａに最適パラメータ値が存在するものとする。すなわち、領域Ｂのパラメータ値の方が重ね合わせ検査装置の結果をゼロに近づけることができると予測できる場合でも、領域Ｂよりも、検査装置の結果の敏感度やばらつきの小さい領域Ａのパラメータ値を最適パラメータ値とする。この様にすることで、パラメータ値の経時変化やウエハの状態のバラツキに対して影響を受けにくい安定した状態で位置計測、アライメントが実行出来る。その時のＡＧＡ計測値と実際のウエハ位置のずれについては、このグラフから算定出来るので、この算定した値を装置固有のオフセット値として予めＡＧＡ計測値から減算して位置計測、アライメントを行うように半導体露光装置側に設定させれば補正出来る。最適パラメータの領域としては、例えば実際の極値を中心に、予め経験則、或は過去のデータ解析により得られている所定の閾値を上下に定め、この間とすればよい。上記の場合敏感度とウエハ間バラツキの両方の閾値間領域の共通領域が両方ともに最小となる領域とすればよい。
【００６４】
なお、本実施形態の場合、複数種類のパラメータ値について検査結果を予測する際には、図３や図４に示されるような予測結果が、ＪＯＢパラメータ毎に得られることになる。従って、各パラメータ毎に上記のような最適パラメータ値を得て、用いるパラメータ値として選択する。これは特に複数種類のパラメータ間で相関性が弱い場合に有効である。
【００６５】
さて、これまで説明してきたパラメータの最適化のポイントを再度記載すると、“重ね合わせ検査装置の結果がゼロであるところを選択するのではなく、パラメータに対するウエハ間の重ね合わせ検査装置の結果のばらつき（3σ）とパラメータ値の変化に対する重ね合わせ検査装置の結果の敏感度（傾斜）の両方あるいは少なくともひとつが実質的に最小である領域内の値を選択する”ということになる。傾向として、ウエハ間のバラツキと敏感度の両方がほぼ同様に増減する事が多いと予想されるので、この場合は両方が実質的に最小になると見なされる領域内のパラメータ値を選択すればよい。例えば、後述するような両者間に最小となる領域に差がでる状況下では、各ＪＯＢパラメータの最適値の変動とウエハ毎の状況のバラツキの影響のどちらを深刻な問題として優先するかで、どちらが最小である領域を選択するかを決定する。
【００６６】
次に、本実施形態で提案するパラメータ値の最適化のいくつかのケースを、図５及び図６を参照して説明する。なお、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）はすべて、領域Ａよりも領域Ｂのほうがよりパラメータが最適化されていることを示す図である。最適なパラメータ値となり得る点とは、図５の（ａ）および（ｂ）のような形状では変曲点であり、図６（ａ）のような下に凸の形状では極小値が、図６（ｂ）のような上に凸の形状では極大値である。
【００６７】
次に、本実施形態におけるパラメータ値の最適化のまれなケースを以下に記載する。
【００６８】
図７においてＡの領域は、アライメントパラメータ値の変化に対する重ね合わせ検査装置の結果の敏感度（傾斜）は大きいが、ウエハ間のばらつきが小さい場合である。さらに、図７のＢの領域は、アライメントパラメータ値の変化に対する重ね合わせ検査装置の結果の敏感度は小さいが、ウエハ間によるばらつきが大きい場合である。このような場合において、１つのパラメータでしか対応できないとすれば、領域ＡとＢのどちらかを選択することになるが、本例では、“ウエハ間のばらつきが小さい”ことを優先するものとし、Ａを選択する。
【００６９】
ただし、パラメータの露光装置へのフィードバックが、ウエハtoウエハで制御できる環境下であれば、連続するウエハ間でばらつきが小さければ、Ｂを選択しても、十分に最適化を実現することができる。
【００７０】
次に、ＯＡＰの考え方を用いて、２つのアライメントパラメータ値最適化の一例を説明する。
【００７１】
図８は、あるプロセスＡについて、ある装置ＪＯＢパラメータ（例えば、照明モード１）において、パラメータ１とパラメータ２の各値を装置外で連続的に変化させながら、指定された枚数のウエハについてそのときの重ね合わせ検査装置の計測値を予測し、３次元的にプロットした図である。ここで、パラメータ１，２とは、例えば処理ウインドウ幅やウインドウ間の距離などであり、これらパラメータの値を中央処理装置ＰＣ４において連続的に変化させながら検査装置の計測値を予測したものである。なお、このとき実際に露光に使用した装置ＪＯＢにおけるパラメータ１、２の組み合わせは（Ｐ２、Ｑ５）であるとする。また、図８において、あるパラメータの組み合わせにおける検査装置計測結果のウエハ間のばらつきは必要箇所には上下の矢印の幅で示し、その他は煩雑さを避けるために、不図示とした。
【００７２】
まず、Ｑ＝Ｑ５におけるＰを変化させたときの重ね合わせ検査装置の結果が曲線１であるとすれば、この曲線１からウエハ間のばらつきの小さいＰ＝Ｐ３が最適パラメータと選択される。さらに、Ｐ＝Ｐ３におけるＱを変化させたときの重ね合わせ検査装置の結果が曲線２であるとすれば、この曲線２からウエハ間のばらつきの小さいＱ＝Ｑ３が最適パラメータと選択される。
【００７３】
以上より、パラメータ１，２の組み合わせが（Ｐ３、Ｑ３）のときが、“重ね合わせ検査装置の結果のウエハ間のばらつき（3σ）がもっとも小さい”ことが判明し、次ロットへフィードフォワードすべき、最適なアライメントパラメータは（Ｐ，Ｑ）＝（Ｐ３、Ｑ３）を選択する、というものである。最適値の探索はこれに限られず、例えば実際に値が小さい領域をプロットして、この中から最適パラメータ値の組み合わせを得るようにしても良い。この様に検査結果を三次元的に推測して最適値を決定するのは、パラメータ１、２の間に相関性が高い場合には特に有効である。
【００７４】
なお、上述してきた実施形態では、ＯＡＰは次ロットへの“フィードフォワード”に適用されることを述べてきたが、ＯＡＰシステムの高速化によってウエハtoウエハでの制御が可能であれば、図９の１１１６に示されるように、本実施形態のＯＡＰを現ロットへ“フィードバック”するシステムとして用いることも可能である。
【００７５】
以上説明した本実施形態の概要を述べれば次のとおりである。すなわち、本実施形態の産業用機器管理システムにおいて、産業用機器は操作ＪＯＢに設定されたパラメータ値と、ＪＯＢ以外のパラメータ値で動作してそれぞれの「計測結果」を取得する。また、検査装置は、上記操作ＪＯＢパラメータ値で当該産業用機器が動作した結果を検査して「検査結果」を取得する。こうして得られた「計測結果」と「検査結果」とに基づいて、どのパラメータが最適であるかが判断される。この判断の過程において、パラメータに対する検査装置の検査結果の敏感度（傾斜）、処理対象物間（例えばウエハ間）のばらつき（３σ）の両方あるいは少なくともひとつを実質的に最小（極値）にする領域内の変数を最適パラメータとする。そして、こうして得られた最適パラメータでもって上記産業用機器の設定パラメータを変更して使用して行く。
【００７６】
また、本実施形態においては、産業用機器での計測結果を、実際に産業用機器を操作せずに推測できるパラメータに関しては、最低限のデータ取りを産業用機器で行い、産業用機器操作後、推測した結果と産業用機器操作時取得した結果と両方を考慮して判断する。
【００７７】
以上説明してきたように、本実施形態によれば、半導体露光装置のウエハアライメントのパラメータ最適化ＯＡＰにおいて、フィードフォワードの場合はセンダヘッドを使用する様な量産を停止する事を行わずに、フィードバックの場合は各ウエハ毎の、最適なパラメータ値を設定する事が可能となる。また、それ以降にプロセス変動が発生した場合においても、量産稼働をしながらパラメータを最適なものに変更していくことが可能となる。すなわち、露光装置のパラメータ値を、量産稼働中において、最適のものであるかを判断でき、パラメータ値を最適化することができる。
【００７８】
なお、ここまで産業用機器として半導体露光装置について、機能としてはウエハアライメント、基準となるものは重ね合わせ検査装置検査結果に関して述べてきたが、本発明はそれに限定されるものではない。
【００７９】
例えばＣＭＰ装置に対して適用しても良いし、半導体露光装置のウエハフォーカス機能に関して適用してもよい。
【００８０】
また、ＯＡＰにおいて基準となっている重ね合わせ検査装置に対しても、例えば電子走査顕微鏡ＳＥＭを基準として変数の最適化を行うことも同様に可能である。
【００８１】
つまり、本出願で提案するパラメータ値最適化を、例えば、ＣＭＰ装置に適用する場合は、パラメータとしてパッドの回転数やパッドの種類があげられるし、基準となる検査装置としては、ＣＤ−ＳＥＭやプロファイラなどがあげられる。また、ウエハフォーカス機能に適用する場合は、パラメータとしては、ショット内の計測位置やマーク種類、基準となる検査装置としてはＣＤ−ＳＥＭなどを用いればよい。
【００８２】
本発明は、産業用機器を使用する上で、設定するパラメータを、量産とは別に多くの時間、費用を使用する事無しに、量産時にパラメータの最適化が可能となり、生産性が高く且つ装置性能を最も高い状態で使用する事が可能となり、CoOの良い製造システムを達成する事ができる。
【００８３】
このシステム及び方法によれば、例えば、産業用機器のパラメータの最適化を量産の生産性をほとんど劣化させる事なしに容易に行うことができる。この為、装置の実効性能を向上させ、生産性、歩留まり向上となる。
【００８４】
また、上記処理では全ウエハについて操作ＪＯＢ、非操作ＪＯＢによる計測、重ね合わせ検査による計測を行なう用に説明したが、所望のウエハＩＤについてのみ計測を行なって、最適化を図るようにしてもよいことは当業者には明らかであろう。
【００８５】
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００８６】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８７】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００８８】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８９】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９０】
次に上記説明した半導体露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１０は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。ステップＳ２０１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２０２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ２０３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ２０４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ２０５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ２０４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立て工程を含む。ステップＳ２０６（検査）ではステップＳ２０５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップＳ２０７）する。前工程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装置保守のための情報がデータ通信される。
【００９１】
図１１は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップＳ２１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップＳ２１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ２１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ２１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップＳ２１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップＳ２１８（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Ｓ２１９（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り、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。上記工程で使用する露光装置は上記説明した管理システムによって最適化がなされているので、パラメータ固定による経時劣化等を未然に防ぐと共に、もし経時変化が発生しても量産現場を停止させずに最適化修正が可能で、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、産業用機器の量産稼働中において、その産業用機器に設定されたパラメータ値を最適化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を半導体露光装置のアライメントパラメータ値の最適化に適用した場合の装置構成の実施例を示す図である。
【図２Ａ】本発明を半導体露光装置のアライメントパラメータ値の最適化に適用した場合のフローチャート例を示す図である。
【図２Ｂ】本実施形態によるＯＡＰシステムの処理を説明するフローチャートである。
【図２Ｃ】本実施形態による計測結果と推量結果のデータベース化を説明する図である。
【図３】本実施形態において、ひとつのパラメータ値に対する重ね合わせ検査装置の結果（下に凸）をプロットした図である。
【図４】本発明において、ひとつのパラメータ値に対する重ね合わせ検査装置の結果（上に凸）をプロットした図である。
【図５】本実施形態によるパラメータ値最適化の手法の一例（変曲点）を説明するための図である。
【図６】本実施形態によるパラメータ値最適化の手法の一例（極小）を説明するための図である。
【図７】本実施形態によるパラメータ値の最適化の手法の一例を説明するための図である。
【図８】本実施形態による２つのパラメータ値最適化の手法を３次元的に示した図である。
【図９】本実施形態によるフィードフォワード、フィードバック処理を説明する図である。
【図１０】デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【図１１】ウエハプロセスを説明する図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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