(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハに形成されたアライメントマークを測定し、そのずれ量を導出し、それより補正値を導出し、そのデータを保存するステップ１と、
ウェハ処理を行ない、上記と同様の補正値を導出するステップ２と、
前記ステップ１およびステップ２で得られた補正値を比較するステップ３と、
前記ステップ３で得られた補正値の差が、判定値を超えるか、超えないかを判定するステップ４と、
前記補正値の差が前記判定値を超える場合には、予め設定している変更サンプリングを新たに行ない、再度、補正値を導出するステップ５と、
前記ステップ１、前記ステップ２および前記ステップ５のデータに対して、次に行なう処理の区分分けをするステップ６と、
前記ステップ６において、異常測定データがある場合には、該異常測定データをＮＧデータとして除去するステップ７と、
前記ＮＧデータの数を確認するステップ８と、を備えたアライメント精度向上法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般にアライメント精度向上法に関するものであり、より特定的には、ＬＳＩ製造プロセスにおける光リソグラフィ工程で使用する露光装置を用いた露光における、アライメント精度向上法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体装置に用いられる露光装置として、ステッパと呼ばれる装置が知られている。このステッパは、ウェハを、投影レンズ下で、ステップ移動させながら、レチクル状に形成されているパターン像を投影レンズで縮小して、１枚のウェハ上の各ショット領域に順次露光していくものである。
【０００３】
このステッパには、アライメント精度を向上させるために、従来から、さまざまな工夫がなされてきた。このアライメント精度を向上させるための従来の方法の一例が、特開昭６１−４４４２９号公報に開示されている。図２は、特開昭６１−４４４２９号公報に開示されている従来のエンハンスグローバルアライメント（ＥＧＡ）法の露光シーケンスを概略的に示すステップ図である。
【０００４】
図２を参照して、まず、ウェハのオリエンテーションフラットを用いて、ウェハのプリアライメントを行なう（ステップＤ１０）。
【０００５】
その後、各ショット領域に形成されたウェハグローバルアライメント（ＷＧＡ）マークを用いて、ウェハの回転補正を行なう（ステップＤ１１）。
【０００６】
次に、ウェハステージをチップ配列の設計値に基づいて移動させ、誤差検出用として設定された複数のショット領域について、レーザステップアライメント（ＬＳＡ）光学系により、その焼付パターンのＬＳＡアライメントマーク位置を検出する。それと同時に、レーザ干渉計によって、ウェハステージの位置を検出する。これらの検出値によって、ウェハ上の焼付パターンとレチクルパターン像との重ね合わせ誤差を検出する（ステップＤ１２）。
【０００７】
次に、各ショットにおける重ね合わせ誤差と上記のウェハステージの位置座標（焼付パターン座標）からの偏差を求める。この偏差の平均値を補正値（誤差パラメータ）として算出する（ステップＤ１３）。
【０００８】
誤差パラメータと設計値とから、各々の回転、直交、ベースライン、スケーリング補正されチップ配列マップを作成する（ステップＤ１４）。
【０００９】
チップ配列マップに従って、ステップアンドリピート方式によりウェハステージの位置決めをする（ステップＤ１５）。
【００１０】
その後、各ショットを露光する（ステップＤ１６）。
以上のような場合の補正値（誤差パラメータ）としては、上述のように、ベースライン補正、回転補正、直交度補正、スケーリング補正の４つがある。この４つの補正値を用いて、より精度よく重ね合わされたパターンを得ることが可能となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記手法をより高精度化する目的として異常測定値の除去アルゴリズムが追加されている。その方法とは、測定値の平均とその差がある一定より大きいとき、その値は異常であるとするもである。このような異常値の判定では、以下に示す不具合が発生する。
【００１２】
まず、ウェハで測定のために使用されるサンプリングショットは、ウェハ上、点対称である必要がある（ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．２１９６／３８９）。
【００１３】
その測定値は、以下に示す式により、説明される。
0003933231.tif 000002
よって、スケーリングや、ローテーションが大きい場合、上記に示した測定値の平均の差によるリジェクト機能を持たすと、図３に示すａ１やｂ１のショットは、他の測定ショットに比べて原理的にリジェクトされやすいという問題点があった。
【００１４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、アライメント精度を向上させることができ、かつ露光するべきウェハが正常かどうかの判断を、新たな検査工程を発生することなく、実施でき、さらに早期のプロセス異常の発見が可能となるように改良された、アライメント精度向上法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るアライメント精度向上法においては、まず、ウェハに形成されたアライメントマークを測定し、そのずれ量を導出し、それより補正値を導出し、そのデータを保存する（ステップ１）。ウェハ処理を行ない、上記と同様の補正値を導出する（ステップ２）。上記ステップ１およびステップ２で求められた補正値を比較する（ステップ３）。上記ステップ３で得られた補正値の差が判定値を超えるか、超えないかを判定する（ステップ４）。上記補正値の差が上記判定値を超える場合には、予め設定している変更サンプリングを新たに行ない、再度、補正値を導出する（ステップ５）。上記ステップ１、ステップ２およびステップ５のデータに対して、次に行なう処理の区分分けをする（ステップ６）。上記ステップ６において、異常測定データがある場合には、該異常測定データをＮＧデータとして除去する（ステップ７）。上記ＮＧデータの数を確認する（ステップ８）。
【００１６】
上記ステップを踏むことにより、アライメント精度を向上させることができ、しかも露光するべきウェハが正常かどうの判断を、新たな検査工程を発生することなく、実施でき、さらに、早期のプロセス異常の発見が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
図１は、この発明の実施の形態に係る、重ね合わせデータ除去およびプロセス異常の発見のシーケンスを示すステップ図である。
【００１８】
ステップ１
まず、ウェハの上にアライメントマークを形成する。これが、最初に行なう工程である。次に、アライメント形成工程で形成されたアライメントマークを測定し、ずれ量を得、それらのデータより、下記に示す６つの補正値（ベースラインＸ、ベースラインＹ、Ｘスケーリング、Ｙスケーリング、Ｘローテーション、Ｙローテーション）を導出する（詳細は既述の特開昭６１−４４４２９号公報参照）。
【００１９】
ΔＸ＝ベースラインＸx ＋Ｘ座標＊Ｘスケーリング＋Ｘ座標＊Ｘローテーション
ΔＹ＝ベースラインＹy ＋Ｙ座標＊Ｙスケーリング＋Ｙ座標＊Ｙローテーション
このように、アライメントマークのずれ量の解析を行なって、そのデータ（数ロットの平均）をホストに登録する。
【００２０】
その時のデータ：Ｘスケーリング−−Ａｓ  Ｙスケーリング−−Ｂｓ直交−Ｃ
ステップ２
次に、通常のウェハ処理を行なう。上記と同様に６つの補正値を導出する。
【００２１】
その時のデータ：Ｘスケーリング−−Ａ１ｓ  Ｙスケーリング−−Ｂ１ｓ直交−Ｃ１
各サンプリングショットの生データ（Ｍ１〜Ｍ１０）も求めておく。
【００２２】
ステップ３
ステップ１とステップ２の補正値を比較する。（差の判定値：０．５ｕｒａｄ、０．５ｐｐｍ、ただし形成デバイスにより値は変更される、６４Ｍ試作相当規格）。
【００２３】
ステップ４
判定は各補正値の差が判定値を超えるか、超えないかで判定する。ＯＫの場合（測定値、プロセス、装置のすべてがＯＫと判断された場合）は、そのまま次のステップへ進む。ＮＧの場合は、次の３タイプに分類され、次のステップへ進む。
【００２４】
Ａタイプ−−−−スケーリングＮＧ、直交がＯＫ
Ｂタイプ−−−−スケーリングＯＫ、直交がＮＧ
Ｃタイプ−−−−スケーリングＮＧ、直交がＮＧ
ステップ５
Ａ、Ｂタイプのとき、予め設定している変更（場所）サンプリングを新たに行ない、新たな補正値を導出する。
【００２５】
変更サンプリング時のデータ：Ｘスケーリング−−Ａ２ｓ  Ｙスケーリング−−Ｂ２ｓ  直交−Ｃ２
ステップ６
ステップ１、ステップ２、ステップ５で導出されたデータの比較をする。判定区分は、次のＸタイプ、Ｙタイプ、Ｚタイプとする。
【００２６】
Ａｓ−Ａ２ｓの値が差の判定値より大きく、Ａ１ｓ−Ａ２ｓの値が差の判定値の２分の１より小さい場合−−Ｘタイプ
Ａｓ−Ａ２ｓの値が差の判定値より大きく、Ａ１ｓ−Ａ２ｓの値が差の判定値の２分の１より大きい場合−−Ｙタイプ
Ａｓ−Ａ２ｓの値が差の判定値より小さい−−−Ｚタイプ
Ｘタイプでは、ウェハレベルでのプロセス変動と判断し、プロセスフローの各ロット処理をストップする。Ｙタイプの場合は、測定異常と判断し、次の測定値除去ステップに進む。Ｚタイプの場合は、そのまま、その補正値を用い、次の処理に進む。
【００２７】
ステップ７
Ｙタイプの区分に対しては、次のステップをとる。ステップ２で求められた測定値（Ｍ１〜Ｍ１０）をステップ１で求められている補正値（スケーリング、回転、直交）を用いて残渣解析し、データの変換を行なう。それにより導出されたデータを（ＭＮ１−ＭＮ１０）とする。次に、そのデータを小さいもの順に並べる。
【００２８】
そのデータ群をＣ１〜Ｃ１０とする。次に、それらのデータに対して、平均をとる。とり方としては、Ｃ１とＣ２の平均をＤ１、Ｃ１とＣ２とＣ３の平均をＤ２とする。そのような解析により求められたデータをＤ１〜Ｄ９とする。
【００２９】
次に、以下に示すように、これらの平均値間の比を求める。ただしＥの値が１以下のときは逆数をとる。
【００３０】
Ｄ１／Ｄ２＝Ｅ１  Ｄ２／Ｄ３＝Ｅ２  Ｄ３／Ｄ４＝Ｅ３  Ｄ４／Ｄ５＝Ｅ４
Ｄ５／Ｄ６＝Ｅ５  Ｄ６／Ｄ７＝Ｅ６  Ｄ７／Ｄ８＝Ｅ７  Ｄ８／Ｄ９＝Ｅ８
これらのＥ１〜Ｅ８の値が設定値（判定値を０．５にした場合５）と比較し、検討する。
【００３１】
Ｅｎが設定値を超えているときは、そのｎ＋１より大きいデータをＮＧデータとして除去処理を行なう。
【００３２】
ステップ８
次に、ＮＧのデータの数に関して、その数が５以上のときは、測定マークの形状異常として、ウェハ、およびプロセス、装置の確認を行なう。
【００３３】
Ｃタイプのとき、装置異常の可能性があるので、ステップ５に進む前に装置チェックを行ない、異常のないことが確認された後、ステップ５に進む。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、上記ステップ１〜ステップ８を経由することにより、アライメント精度を向上させることができ、しかも、従来管理していない、露光するべきウェハが正常かどうかの判断を、新たな検査工程を発生させることなく実施でき、早期のプロセス異常の発見が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態における、重ね合わせデータ除去およびプロセス異常の発見のシーケンスを説明したステップ図である。
【図２】  従来法におけるアライメントシステムを説明するためのステップ図である。
【図３】  従来法におけるアライメントシステムでの測定サンプリングを説明するための図である。
【図１】
0003933231.tif 000003
【図２】
0003933231.tif 000004
【図３】
0003933231.tif 000005