(57)【要約】【課題】露光位置を精度良く調整することのできる、露光アライメント調整方法、露光アライメント調整プログラム、及び露光装置を提供する。【解決手段】下地パターンが形成された露光対象基板上に露光対象パターンを露光するときの露光位置を調整する露光アライメント調整方法において、前記下地パターンの原点位置からのずれ量を示す第１ずれ量を求めるステップと、前記露光対象基板よりも前に処理された過去基板群について、前記下地パターンの原点位置からのずれ量を示す第２ずれ量を求めるステップと、前記第１ずれ量と前記第２ずれ量との差を示す第３ずれ量を求めるステップと、前記第３ずれ量に基づいて、前記露光対象パターンの露光位置を調整するための第１補正値を求めるステップと、前記第１補正値に基づいて、前記露光対象基板への前記露光対象パターンの露光位置を調整し、露光するステップとを具備する。【選択図】図４
2009283600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光対象基板上に露光対象パターンを露光するときの露光位置を調整する露光アライメント調整方法であって、
前記露光対象基板の下地パターンについて、原点位置からのずれ量を示す第１ずれ量を求めるステップと、
前記露光対象基板よりも前に処理された過去基板群について、前記下地パターンの原点位置からのずれ量を示す第２ずれ量を求めるステップと、
前記第１ずれ量と前記第２ずれ量との差を示す第３ずれ量を求めるステップと、
前記第３ずれ量に基づいて、前記露光対象パターンの露光位置を調整するための第１補正値を求めるステップと、
前記第１補正値に基づいて、前記露光対象基板への前記露光対象パターンの露光位置を調整し、露光するステップと、
を具備する
露光アライメント調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載された露光アライメント調整方法であって、
前記露光対象基板には、前記下地パターンを含む複数層のパターンが形成されており、
更に、
前記複数層のパターンの各々のずれ量を示す第４ずれ量を、前記各パターンに対応する下地のパターンを基準として求めるステップ
を具備し、
前記第１ずれ量を求めるステップは、前記複数層のパターンにおける前記第４ずれ量を合計することにより、前記第１ずれ量を求めるステップを備える
露光アライメント調整方法。
【請求項３】
請求項２に記載された露光アライメント調整方法であって、
前記過去基板群は、複数の過去ロットを含み、
前記第２ずれ量を求めるステップは、
前記複数の過去ロットの各々における前記下地パターンの原点位置からのずれ量を第６ずれ量として求めるステップと、
前記各過去ロットにおける前記第６ずれ量の平均値を、前記第２ずれ量として求めるステップとを備える
露光アライメント調整方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載された露光アライメント調整方法であって、
前記第４ずれ量を求めるステップは、第ｎ層目のパターンに対応する下地のパターンが存在しない場合に、前記第ｎ層目のパターンを下地とする第（ｎ＋α）層目のパターンが露光されたときに適用された露光位置の補正値と、前記第（ｎ＋α）層目として実際に形成されたパターンの位置との差に基づいて、前記第ｎ層目の前記第４ずれ量を求めるステップを備え、
前記αは正の値である
露光アライメント調整方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された露光アライメント調整方法であって、
更に、
前記過去基板群において前記露光対象パターンが露光された時に適用された露光位置の補正値と、実際に前記過去基板群で形成された前記露光対象パターンの前記下地パターンからのずれ量との差に基づいて、前記露光対象パターンの前記下地パターンからのずれ量がゼロになるような最適補正値を求めるステップ、
を具備し、
前記第１補正値を求めるステップは、前記最適補正値に基づいて前記第１補正値を算出するステップを備えている
露光アライメント調整方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された露光アライメント調整方法をコンピュータに実行させる為の露光アライメント調整プログラム。
【請求項７】
下地パターンが形成された露光対象基板上に露光対象パターンを露光するときの露光位置を調整する露光装置であって、
前記下地パターンの原点位置からのずれ量を示す第１ずれ量を求める第１ずれ量算出手段と、
前記露光対象基板よりも前に処理された過去基板群について、前記下地パターンの原点位置からのずれ量を示す第２ずれ量を求める第２ずれ量算出手段と、
前記第１ずれ量と前記第２ずれ量との差を示す第３ずれ量を求める第３ずれ量算出手段と、
前記第３ずれ量に基づいて、前記露光対象パターンの露光位置を調整するための第１補正値を求める第１補正値算出手段と、
を具備する
露光装置。
【請求項８】
請求項７に記載された露光装置であって、
前記露光対象基板には、前記下地パターンを含む複数層のパターンが形成されており、
更に、
前記複数層のパターンの各々のずれ量を示す第４ずれ量を、前記各パターンに対応する下地のパターンを基準として求めるずれ量算出手段、
を具備し、
前記第１ずれ量算出手段は、前記複数層のパターンにおける前記第４ずれ量を合計することにより、前記第１ずれ量を求める
露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載された露光装置であって、
更に、
前記複数の過去ロットの各々における前記下地パターンの原点位置からのずれ量を第６ずれ量として求める第６ずれ量算出手段、
を具備し、
前記第２ずれ量算出手段は、前記複数の過去ロットにおける前記第６ずれ量の平均値を、前記第２ずれ量として求める
露光装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載された露光装置であって、
更に、
前記ずれ量算出手段は、第ｎ層目のパターンに対応する下地のパターンが存在しない場合に、前記第ｎ層目のパターンを下地とする第（ｎ＋α）層目のパターンが露光されたときに適用された露光位置の補正値と、前記第（ｎ＋α）層目として実際に形成されたパターンの位置との差に基づいて、前記第ｎ層目の前記第４ずれ量を求め、前記αは正の値である
露光装置。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれかに記載された露光装置であって、
更に、
前記過去基板群において前記露光対象パターンを露光した際に適用された露光位置の補正値と、実際に前記過去基板群で形成された前記露光対象パターンのずれ量との差に基づいて、前記露光対象パターンにおけるずれ量がゼロになるような最適補正値を求める最適補正値算出手段、
を具備し、
前記第１補正値算出手段は、前記最適補正値に基づいて前記第１補正値を算出する
露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光を行う際の露光位置のアライメント調整を行う露光アライメント調整方法、露光アライメント調整プログラム、及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハなどにＬＳＩの回路などのパターンを形成する場合、フォトレジストが用いられる。具体的には、パターンを形成するにあたり、基板上にフォトレジスト塗布される。次に、パターンが描画されたレチクルを介し、露光機により、フォトレジスト上に光が照射（露光）される。露光により、フォトレジストが硬化又は軟化する。露光後、現像機によって、不要なレジスト部分が除去される。その後、基板上に残存したフォトレジストをマスクとして、エッチングや注入処理が行われる。これにより、一層分のパタ−ンが形成される。
【０００３】
半導体ウェハなどでは、パターンが複数層に積層されることがある。そのような場合、一層目のパターンが形成された後、絶縁膜の成膜処理や熱処理等が行われ、一層目と同様な手法により、上層パターンが形成される。
【０００４】
上層パターンの露光を行う際には、下地パタ−ンとの相対的な位置を合わせる必要がある。下地パターンとの相対的な位置を合わせる為、下地パターンにアライメントマークが付される。上層パターンを露光するとき、下地パターンのアライメントマークの位置が識別され、識別された位置に基づいて露光位置が決定される。
【０００５】
露光位置のずれの要素としては、基板平面をＸＹ平面としたときのＸ方向及びＹ方向に対するずれ（全体ずれ）が考えられる。全体ずれに関しては、下地パターンに付されたアライメントマークの位置に基づいて、補正することができる。
【０００６】
露光位置のずれの要素として、全体ずれの他に、ショット成分のずれが考えられる。ショット成分のずれとは、露光位置の回転、伸縮（拡大又は縮小）を含むずれである。ショット成分のずれは、レチクルの製造誤差や露光機の機械的誤差などにより、生じる。
【０００７】
アライメントマークに基づいて露光位置を調整する際に、ショット成分のずれまで補正しようとすると、露光時におけるアライメント処理に要する負担が多くなってしまう。そのため、アライメントマークに基づいた露光位置の調整時には、ショット成分の補正が省略されることがある。
【０００８】
ショット成分のずれに関連する技術として、特許文献１（特開２０００−８１７１２号公報）が挙げられる。この特許文献１には、複数組の製品に対する真のずれ量の平均値を計算するステップと、その複数組の製品の中で相前後して製造された少なくとも二組の製品の真のずれ量の差を計算するステップと、その真のずれ量の差に比例する値をその平均値に加えて予想ステップ補正値を算出するステップと、を備えるアライメント補正方法が記載されている。
【０００９】
ショット成分のずれに関する他の技術として、特許文献２（特開平１１−１０２８５１号公報）が挙げられる。この特許文献２には、生産システムが、基準の位置から半導体装置内の複数のパターンの位置までの移動量を管理するステップと、その生産システムが、そのパターンの位置を決める為のステッパ補正値として、このパターンに対応するその下地パターンのその移動量を加味した値を生成するステップと、を備えたアライメント補正方法が記載されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−８１７１２号公報
【特許文献２】特開平１１−１０２８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ショット成分のずれを補正する為に、下地パターンのアライメントマークではなく、過去に処理された基板（過去処理基板）における露光対象パターンのメズレ（下地パターンに対する露光対象パターンのずれ）に基づいて、露光位置を調整することが考えられる。しかし、下地パターン自体が、過去に処理された基板からずれていることもある。この場合、露光対象パターンのメズレに、下地パターンの過去処理基板からのずれが反映されてしまう。従って、精度良く露光位置を調整することが難しくなる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、露光対象パターンの露光位置を精度良く調整することのできる、露光アライメント調整方法、露光アライメント調整プログラム、及び露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る露光アライメント調整方法は、露光により下地パターン群を形成した後、前記下地パターン群の上層に対象パターンを露光するときの露光位置を調整する露光アライメント調整方法である。この露光アライメント調整方法は、下地パターン群におけるショット成分のずれ量を示す第１ずれ量を求めるステップと、その対象基板群よりも前に処理された過去基板群について、その下地パターン群におけるショット成分のずれ量を示す第２ずれ量を求めるステップと、その第１ずれ量とその第２ずれ量との差を示す第３ずれ量を求めるステップと、その第３ずれ量に基づいて、その対象パターンの露光位置を調整するための第１補正値を求めるステップと、その第１補正値に基づいて、前記対象基板群へのその対象パターンの露光位置を調整し、露光するステップとを具備する。
この発明によれば、露光対象パターンの露光位置は、第３ずれ量に基づいて補正される。その第３ずれ量は、第１ずれ量と第２ずれ量との差である。第３ずれ量は、露光対象基板における下地パターンの原点位置からのずれ量と、過去基板群における下地パターンの原点位置からのずれ量の差である。すなわち、第３ずれ量は、下地パターンが過去に処理された基板からどれだけずれているかを示している。この第３ずれ量が、露光位置の補正値に反映されるので、下地パターン自体の位置が過去基板群のからずれていても、精度良く露光位置を調整することができる。
【００１４】
本発明に係る露光アライメント調整プログラムは、上記の露光アライメント調整方法をコンピュータに実行させる為のプログラムである。
【００１５】
本発明に係る露光装置は、露光により下地パターン群を形成した後、その下地パターン群の上層に対象パターンを露光するときの露光位置を調整する露光装置である。この露光装置は、その下地パターン群におけるショット成分のずれ量を示す第１ずれ量を求める第１ずれ量算出手段と、その対象基板群よりも前に処理された過去基板群について、その下地パターン群におけるショット成分のずれ量を示す第２ずれ量を求める第２ずれ量算出手段と、その第１ずれ量とその第２ずれ量との差を示す第３ずれ量を求める第３ずれ量算出手段と、その第３ずれ量に基づいて、その対象パターンの露光位置を調整するための第１補正値を求める第１補正値算出手段と、その第１補正値に基づいて、前記対象基板群への前記対象パターンの露光位置を調整し、露光する露光手段とを具備する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、露光位置を精度良く調整することのできる、露光アライメント調整方法、露光アライメント調整プログラム、及び露光装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る露光装置１００を示す概略図である。この露光装置１００は、複数層に積層された回路パターンを含む半導体装置を製造する際に用いられる。露光装置１００により、半導体ウェハ上に形成されたフォトレジストが露光される。その後、半導体ウェハに現像処理が施される。現像後に、メズレ測定器４００によって、フォトレジストに形成されたパターンのメズレ量が測定される。メズレ量は、形成されたパターンと下地パターンとの間のずれ量である。メズレ測定器４００により測定されたメズレ量は、露光装置１００に通知される。
【００１８】
露光装置１００は、制御システム３００と、露光機２００とを備えている。制御システム３００は、露光位置の調整を行う機能を有している。制御システム３００は、メズレ量に基づいて、露光位置の調整を行う。制御システム３００は例えばコンピュータであり、ＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）に格納された露光アライメント調整プログラムがＣＰＵにより実行されることで、その機能を実現する。
【００１９】
図２は、露光機２００を示す斜視図である。露光機２００は、レチクル１に描画された回路パタ−ンを半導体ウエハ６上のフォトレジストに焼き付ける（露光する）。露光機２００は、レチクル１を載せるレチクルステージ４と、アライメント顕微鏡２と、光源（図示せず）からの光を縮小して半導体ウェハ６上に投影する縮小投影レンズ３と、半導体ウェハ６を載せるウエハステージ５とを備えている。
【００２０】
図２に示されるように、ＸＹ平面が、半導体ウェハ６と平行な面として定義されている。また、ＸＹ平面に垂直な方向が、Ｚ方向として定義されている。ウエハステージ５は、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能である。ウエハステージ５を移動させることにより、露光位置がＸ方向又はＹ方向に調整される。レチクルステージ４は、Ｚ軸周りに回転可能である。レチクルステージ４がＺ軸周りに回転することにより、露光位置が回転する。また、縮小投影レンズ３は、Ｚ軸に沿って移動可能である。縮小投影レンズ３がＺ軸に沿って移動することにより、露光位置が拡大又は縮小される。
【００２１】
図３は、半導体ウエハ６上に形成された下地パターンを示す概略図である。この図に示されるように、下地パターンには、ショット７−３内に、Ｘ方向の基準位置を表すアライメントマーク７−１と、Ｙ方向の基準位置を表すアライメントマーク７−２とが形成されている。露光時において、アライメント顕微鏡により、下地パターンのアライメントマーク（７−１、７−２）の位置が識別される。露光機２００は、ウエハステージ５を移動させることにより、レチクル１と下地パターンとの相対位置を対応させ、露光を行う。
【００２２】
しかし、レチクル製造誤差や露光機の機械的誤差などにより、アライメントマークによる補正では対応が難しいずれが発生することがある。具体的には、ショット成分のずれ（Ｚ軸周りの回転方向のずれ、及び、拡大又は縮小に関するずれ）が、残差として生じることがある。
【００２３】
本実施形態では、アライメントマーク以外の方法によりずれを補正する為、過去に処理されたロットで形成された露光対象パターンのメズレ量に基づいて、露光対象ロットＮにおける露光対象パターン露光時の補正値が決定される。ここで、メズレ量は、対応する下地パターンの位置を基準として求められる。従って、露光対象ロットＮにおいて、基準となる下地パターンの位置が過去ロットからずれていれば、そのずれが露光対象ロットＮにおける露光対象パターンのメズレ量に反映されてしまう。そこで、本実施形態では、制御システム３００が、更に、下地パターン自体の過去ロットからのずれも補正する。
【００２４】
概略的には、制御システム３００は、露光対象ロットＮについて、下地パターンの原点位置からのずれを、第１ずれ量として算出する。原点位置は、予め設定された位置である。また、過去に処理された過去ロット群について、同様に、下地パターンの原点位置からのズレを、第２ずれ量として算出する。さらに、第１ずれ量と第２ずれ量との差を、第３ずれ量として算出する。この第３ずれ量は、下地パターン自体が、過去ロットからどれだけずれているかを示した値である。制御システム３００は、この第３ずれ量を、露光対象パターンを露光する際の補正値に反映させる。これにより、下地パターンの過去ロットからの位置ずれが補正される。
【００２５】
以下に、制御システム３００の具体的な構成について説明する。
【００２６】
図４は、制御システム３００を示す概略ブロック図である。制御システム３００は、露光アライメント調整部９と、記憶部８とを備えている。露光アライメント調整部９は、露光アライメント調整プログラムにより、その機能を実現する。記憶部８は、ハードディスクなどに例示される。記憶部８には、メズレ量及び露光位置の補正値に関するデータなどが格納される。概略的には、露光アライメント調整部９は、記憶部８に格納されたデータに基づいて、第１補正値を算出する。算出された第１補正値は、露光機２００に通知される。露光機２００は、第１補正値に基づいて露光位置を調整し、露光を行う。
【００２７】
まず、記憶部８に格納されたデータについて説明する。記憶部８には、対応関係データと、対象ロット下層データと、過去ロット下層データと、過去ロット対象層データとが格納されている。
【００２８】
図５は、対応関係データを示す概念図である。
【００２９】
図５（ａ）に示されるように、対応関係データは、現在露光しようとしているパターン（以下、露光対象パターン）が、第何工程目のパターンであるかを示すデータを含んでいる。１工程は、１層のパターンを形成する工程を示すものとする。図５（ａ）には、現工程が第ｎ工程である。すなわち、露光対象パターンが第ｎ工程で形成されるパターン（第ｎ層目のパターン）であることが示されている。
【００３０】
また、対応関係データは、図５（ｂ）に示されるように、各工程に対して、メズレ量測定時の基準となる下地層（下地工程）を対応付けて示している。図５（ｂ）の例では、第２工程の下地が第１工程で形成されたパターンである。すなわち、第２工程で形成されるパターンのメズレ量は、第１工程で形成されたパターンを下地として、メズレ測定器４００により計測される。尚、第１工程では、下地となるパターンが形成されていない。第１工程におけるメズレ量は、所定の位置（原点位置）を基準として表される。第１工程におけるメズレ量は、メズレ測定器４００により測定できない。第１工程におけるメズレ量は、露光アライメント調整部９により、計算される。第１（ａ）工程及び第１（ｂ）工程は、イオン注入時のマスク形成用レジストを露光する工程などであり、第２工程と同じく、第１工程で形成されるパターンを下地としている。第１（ａ）工程及び第１（ｂ）工程では、外観的にパターンが形成されるわけではない。第２工程は第１（ａ）工程及び第１（ｂ）工程の後に実施されるものの、第１工程で形成されるパターンを下地として、メズレ測定器４００により、メズレ量が計測される。
【００３１】
本実施形態で用いられるメズレ量は、ショット成分に関するメズレ量である。図６及び図７を参照して、ショット成分のメズレ量について説明する。ショット成分に関するメズレ量は、ショットローテーションに関するメズレ量と、ショットリダクションに関するメズレとを含んでいる。
【００３２】
図６は、ショットローテーションに関するメズレ量を説明する為の説明図である。ショットローテーションに関するメズレ量は、Ｚ軸周りの回転方向におけるメズレ量である。図６（ａ）は、第１工程におけるショットローテーションに関するメズレ量「Ｙ（Ｎ、１」を示している。図５（ｂ）で示したように、第１工程で形成されたパターンのおけるメズレ量「Ｙ（Ｎ、１）」は、所定の位置（原点位置）を基準として、Ｚ軸周りの角度で表される。図６（ｂ）は、第２工程で形成されたパターンのメズレ量「Ｙ（Ｎ、２）」を示している。第２工程の下地は、第１工程である（図５（ｂ）参照）。従って、第２工程で形成されたパターンのおけるメズレ量「Ｙ（Ｎ、２）」は、第１工程で形成されたパターンを基準として、Ｚ軸周りの角度で表される。図６（ｃ）は、第ｎ−１工程で形成されたパターンのメズレ量「Ｙ（Ｎ、ｎ−１）」を示している。第ｎ−１工程の下地は、第ｎ−２工程である（図５（ｂ）参照）。従って、第ｎ−１工程におけるメズレ量「Ｙ（Ｎ、ｎ−１）」は、第ｎ−２工程で形成されたパターンを基準に、示される。
【００３３】
図７は、ショットリダクションに関するずれ量を説明する為の説明図である。ショットリダクションに関するずれ量は、基準位置からの拡大又は縮小の量として示される。図７（ａ）は、第１工程におけるショットリダクションに関するメズレ量「Ｙ（Ｎ、１）」を示している。図５（ｂ）で示したように、第１工程で形成されたパターンのメズレ量は、所定の位置（原点位置）を基準として表される。図７（ｂ）は、第２工程で形成されたパターンのメズレ量「Ｙ（Ｎ、２）」を示している。第２工程の下地は、第１工程である（図５（ｂ）参照）。従って、第２工程におけるメズレ量は、第１工程で形成されるパターンを基準に、示される。図７（ｃ）は、第ｎ−１工程で形成されたパターンのメズレ量「Ｙ（Ｎ、ｎ−１）」を示している。第ｎ−１工程の下地は、第ｎ−２工程である（図５（ｂ）参照）。従って、第ｎ−１工程におけるメズレ量は、第ｎ−２工程で形成されたパターンを基準に、示される。
【００３４】
続いて、図８を参照し、対象ロット下層データ、過去ロット下層データ、及び過去ロット対象層データについて説明する。
【００３５】
図８（ａ）は、対象ロット下層データを示す概念図である。対象ロット下層データは、露光対象ロットＮに関するデータであり、露光対象パターンよりも下層に形成されたパターンに関するデータである。図８（ａ）に示されるように、対象ロット下層データは、第１工程から第ｎ−１工程までの各工程について、露光時に適用された露光位置の補正値Ｘと、形成されたパターンのメズレ量Ｙ（第４ずれ量）とを示している。各層に形成されたパターンのメズレ量は、それぞれに対応する下地パターンからのずれ量である。補正値Ｘは、露光を行った際に、露光機２００から記憶部８に通知され、格納される。１ロット中に複数のウエハが存在する場合、補正値Ｘやメズレ量Ｙとして、平均値などを用いてもよい。
【００３６】
図８（ｂ）は、過去ロット下層データを示す概念図である。過去ロット下層データは、過去ロット群に関するデータであり、露光対象パターンよりも下層に形成されたパターンについてのデータである。対象ロット下層データと同様に、過去ロット下層データも、第１工程から第ｎ−１工程までの各工程について、補正値Ｘとメズレ量Ｙ（第５ずれ量）とを示している。
【００３７】
図８（ｃ）は、過去ロット対象層データを示す概念図である。過去ロット対象層データは、過去ロット群における露光対象パターンに関するデータである。過去ロット対象層データは、過去ロット群について、露光対象パターンを露光したときの補正値と、実際に形成された露光対象パターンのメズレ量Ｙと、最適補正値Ｚとを示を示している。最適補正値Ｚは、理想的な補正値を示しており、形成されるパターンのメズレ量がゼロになるような補正値を示す。最適補正値は、実際に適用された補正値Ｘと実際に形成されたパターンのメズレ量Ｙとの差として算出される。
【００３８】
図４に戻り、露光アライメント調整部９について説明する。露光アライメント調整部９は、第１ずれ量算出部１０と、第２ずれ量算出部１１と、第３ずれ量算出部１２と、ずれ量算出部１４と、第６ずれ量算出部１５と、最適補正値算出部１６と、第１補正値算出部１７とを備えている。
【００３９】
ずれ量算出部１４は、メズレ測定器４００によりメズレ量を計測できない場合に、計算により、メズレ量を求める。例えば、第１層目のパターンについては、下地となるパターンが存在しない為、メズレ量Ｙを計測できない。この場合、ずれ量算出部１４は、第１層目のパターンを下地とするパターン（上層パターン）が形成された際に、その上層パターンのメズレ量と上層パターン形成時に適用された補正値との差を算出し、第１層目のパターンのメズレ量を求める。
すなわち、ずれ量算出部１４は、第ｎ層目のパターンに対応する下地のパターンが存在しない場合、第ｎ層目のパターンを下地とする第（ｎ＋α）層目のパターンが露光されたときに適用された補正値と、第（ｎ＋α）層目として実際に形成されたパターンの位置との差に基づいて、第ｎ層目の第４ずれ量を求める。
【００４０】
第１ずれ量算出部１０は、露光対象ロットについて、露光対象パターンに対応する下地パターンの原点位置からのずれ量を、第１ずれ量Ａ（Ｎ）として算出する。具体的には、第１ずれ量算出部１０は、第１層目から下地パターン（第ｎ−１）層目までのメズレ量Ｙ（第４ずれ量）を合計することにより、第１ずれ量Ａ（Ｎ）を算出する。この際、第１（ａ）工程及び第１（ｂ）工程などで形成されたパターンのメズレ量は、重複して積算されることになるので、考慮しない。
【００４１】
第６ずれ量算出部１５は、過去ロット群に対して、露光対象パターンに対応する下地パターンの原点位置からのずれ量を、第６ずれ量Ａ（Ｎ）として算出する。過去ロット群に複数のロットが存在する場合、第６ずれ量算出部は、複数のロットの各々について、第６ずれ量を算出する。第６ずれ量は、第１ずれ量と同様に、第１層目から第ｎ−１層目までのパターンのメズレ量を合計することにより、求められる。
【００４２】
第２ずれ量算出部１１は、過去ロット群における第６ずれ量の平均値を、第２ずれ量として算出する。
【００４３】
第３ずれ量算出部１２は、第１ずれ量と第２ずれ量との差を、第３ずれ量として算出する。算出された第３ずれ量は、露光対象ロットＮにおける下地パターン（ｎ−１層目のパターン）の位置が、過去ロット群からどれだけずれているかを示すことになる。
【００４４】
最適補正値算出部１６は、過去ロット対象層データを参照し、露光対象パターンの露光時に適用された補正値Ｘと形成された露光対象パターンのメズレ量Ｙとに基づいて、最適補正値を算出する。算出された最適補正値は、過去ロット対象層データに格納される。また、最適補正値算出部１６は、過去ロット群における最適補正値の平均値（平均最適補正値）を算出する。
【００４５】
第１補正値算出部１７は、過去ロット対象層データに格納された最適補正値と、第３ずれ量とに基づいて、第１補正値を算出する。算出された第１補正値は、露光機２００に通知される。
【００４６】
続いて、図８及び図９を参照して、本実施形態に係る露光アライメント調整方法について説明する。図９は、露光アライメント調整方法のフローチャートである。また、図８には、露光アライメント調整方法におけるデータの流れが示されている。
【００４７】
ステップＳ１；第１工程のメズレ量が計測されているか？
まず、第１ずれ量算出部１０が、対象ロット下層データを参照し、第１層目のパターンのメズレ量（第４ずれ量）が格納されているか否かを判断する。すなわち、第１工程のメズレ量Ｙが格納されているか否かを判断する。
【００４８】
ステップＳ２；第１ずれ量の算出
第１層目のパターンのメズレ量Ｙが格納されている場合、第１ずれ量算出部１０は、対象ロット下層データを参照し、第１層目から第ｎ−１層目までのメズレ量Ｙの総和を計算する。これにより、第１ずれ量Ａ（Ｎ）が算出される。第１ずれ量Ａ（Ｎ）は、露光対象パターンに対応する下地パターン（ｎ−１層目のパターン）における、原点位置からのずれ量を示すことになる。
【００４９】
ステップＳ３；第２ずれ量の算出
ステップＳ２において、第１ずれ量Ａ（Ｎ）が算出された後、第２ずれ量が算出される。具体的には、まず、第６ずれ量算出部１５が、過去ロット下層データに基づいて、一つの過去ロットにおけるメズレ量（第５ずれ量）の総和を、その過去ロットの第６ずれ量Ａ（Ｎ）（Ｎ＝１、２、・・・・Ｎ−１）として算出する。算出された第６ずれ量は、第１ずれ量Ａ（Ｎ）と同様に、下地パターン（ｎ−１層目のパターン）の原点位置からのずれ量を示すことになる。次に、第２ずれ量算出部１１が、過去ロット群における第６ずれ量の平均値「Ａ（１）＋Ａ（２）＋・・・＋Ａ（Ｎ−１）／Ａ（Ｎ−１）」を、第２ずれ量として算出する。
【００５０】
ステップＳ４；第３ずれ量の算出
次に、第３ずれ量算出部１２が、第１ずれ量Ａ（Ｎ）と、第２ずれ量「Ａ（１）＋Ａ（２）＋・・・＋Ａ（Ｎ−１）／Ａ（Ｎ−１）」とに基づいて、第３ずれ量Ｂ（Ｎ）を算出する。具体的には、第３ずれ量算出部１２は、第１ずれ量と第２ずれ量との差「Ａ（Ｎ）−（Ａ（１）＋Ａ（２）＋・・・＋Ａ（Ｎ−１）／Ａ（Ｎ−１）」を、第３ずれ量Ｂ（Ｎ）として算出する。算出された第３ずれ量Ｂ（Ｎ）は、露光対象ロットＮにおいて、下地パターン（ｎ−１層目のパターン）が、過去に処理されたロットからどれだけずれているかを示すことになる。
【００５１】
ステップＳ５；最適補正値の算出
次に、最適補正値算出部１６が、過去ロット対象層データに基づいて、最適補正値を算出する。具体的には、最適補正値算出部１６は、過去ロット群の露光対象パターンにおける補正値Ｘとメズレ量Ｙとの差を、最適補正値「Ｚ（Ｎ）（Ｎ＝１、２、・・・・、Ｎ−１）」として算出する。また、最適補正値算出部１６は、過去ロット群の最適補正値の平均値「Ｚ（１）＋Ｚ（２）＋・・・・＋Ｚ（Ｎ−１）／（Ｎ−１）」を、算出する。
【００５２】
ステップＳ６；第１補正値の算出
次に、第１補正値算出部１７が、第３ずれ量Ｂ（Ｎ）と、最適補正値「Ｚ（Ｎ）（Ｎ＝１、２、・・・・、Ｎ−１）」とに基づいて、第１補正値Ｘ（Ｎ）を算出する。具体的には、第１補正値算出部１７は、第３ずれ量Ｂ（Ｎ）に所定の係数Ｒを掛けた値と、最適補正値の平均値「Ｚ（１）＋Ｚ（２）＋・・・・＋Ｚ（Ｎ−１）／（Ｎ−１）」との和を、第１補正値Ｘ（Ｎ）として算出する。
【００５３】
算出された第１補正値Ｘ（Ｎ）は、露光機２００に通知される。露光機２００では、第１補正値Ｘ（Ｎ）に基づいて露光位置が調整され、露光対象パターンＮの露光が行われる。
【００５４】
ステップＳ７；下地が第１工程か？
一方、ステップＳ１において、第１層目のパターンのメズレ量Ｙが格納されていない場合、ずれ量算出部１４が、対応関係データを参照し、露光対象パターンの下地が第１工程で形成されたパターンであるか否かを判断する。
【００５５】
ステップＳ８；第１工程のメズレ量を算出
露光対象パターンの下地が第１工程で形成されたパターンではない場合、ずれ量算出部１４は、対応関係データを参照する。そして、第１工程で形成されたパターンを下地とする工程を選択する。ずれ量算出部１４は、対象ロット下層データを参照し、選択された工程で形成されたパターンのメズレ量と、選択された工程で適用された補正値Ｘとの差を、第１工程におけるメズレ量として算出する。算出された第１工程におけるメズレ量は、対象ロット下層データに格納される。その後、ステップＳ２以降の処理が行われる。このような処理を行うことにより、下地となるパターンが存在しない第１層目のパターンについても、そのメズレ量を計算により求めることができる。
【００５６】
ステップＳ９；下地が第１工程の作業履歴が存在するか？
ステップＳ７の判断の結果、露光対象パターンの下地が第１工程で形成されたパターンである場合には、下地パターンが第１工程で形成されたパターンである他の工程の作業履歴が記憶部８に存在するか否かが判断される。例えば、図５（ｂ）で示したように、第１（ａ）工程や第１（ｂ）工程などについての作業履歴（メズレ量計測結果など）が存在するか否かが判断される。その作業履歴が存在する場合には、その作業履歴におけるメズレ量計測結果を用いて、ステップＳ８と同様の処理が行われ、第１工程におけるメズレ量が算出される。
【００５７】
ステップＳ１０、１１；最適補正値の算出、及び第１補正値の算出
一方、ステップＳ９にて、下地の第１工程の作業履歴が存在しなかった場合には、ステップＳ２から５までの処理は行われず、最適補正値の算出のみが行われる（ステップＳ１０）。その後、最適補正値に基づいて、第１補正値Ｘ（Ｎ）が算出される（ステップＳ１１）。この際、第１補正値Ｘ（Ｎ）に第３ずれ量は反映されない。
【００５８】
図１０乃至１３は、本実施形態の作用を説明する為の説明図である。
【００５９】
図１０及び図１１は、ショットローテーションに関する説明図である。図１０は、本実施形態との比較の為に示されており、露光対象ロットＮにおける露光対象パターン（ａ２）の露光時に、第３ずれ量を反映させなかったときの説明図である。図１０には、過去ロット群で形成された下地パターン（ａ０）と、露光対象ロットＮで形成された下地パターン（ａ１）と、露光対象ロットＮで露光される露光対象パターン（ａ２）との位置関係が示されている。露光対象パターン（ａ２）は、過去ロット群における露光対象パターンの平均最適補正値Ｘに基づいて、決定されている。平均最適補正値Ｘは、過去ロット群で実際に形成された露光対象パターンのメズレ量と、実際に適用された補正値Ｘとに基づいて、計算される値である。平均最適補正値Ｘを用いることにより、理想的には、パターン（ａ２）は、パターン（ａ０）に一致する（実際には、パターン（ａ２）とパターン（ａ０）との間との間にもずれが生じる）。しかし、仮に、パターン（ａ２）とパターン（ａ０）との間のずれがゼロになったとしても、パターン（ａ１）とパターン（ａ０）との間にずれ（第３ずれ量）が生じていれば、パターン（ａ２）とパターン（ａ１）との間にもずれが生じてしまう。すなわち、露光対象ロットＮにおける露光対象パターンには、メズレが生じてしまう。
【００６０】
図１１は、本実施形態におけるショットローテーションに関する説明図である。図１１には、露光対象ロットＮにおける露光対象パターン（ａ２）と、露光対象パターンに対応する下地パターン（ａ１）と、過去ロット群における下地パターン（ａ０）との相対的な位置関係が示されている。本実施形態によれば、露光対象パターン（ａ２）の露光位置には、平均最適補正値に加え、第３ずれ量が反映される。第３ずれ量を反映させることにより、下地パターン（ａ１）の過去ロット群からのずれが相殺される。その結果、パターン（ａ２）とパターン（ａ１）との間のズレ（露光対象ロットＮにおける露光対象パターンのメズレ量）を、小さくすることができる。
図１０と図１１を比較すれば、本実施形態では、露光対象パターン（ａ２）の露光位置に、下地パターン（ａ１）の過去ロット群からの変動量（第３ずれ量）を反映させることにより、露光位置を精度良く調整できることが理解される。
尚、第３ずれ量を反映させたにもかかわらず、実際には、露光対象パターン（ａ２）にもメズレ量が生じることがある。このずれは、メズレ測定器４００により計測され、この露光対象パターンを下地として上層のパターンを形成する際に用いられる。
【００６１】
図１２及び図１３は、ショットリダクションに関する説明図である。図１２は、本実施形態との比較の為に示されており、露光対象ロットＮにおける露光対象パターン（ｂ２）の露光時に、第３ずれ量を反映させなかったときの説明図である。図１２には、過去ロット群における下地パターン（ｂ０）と、露光対象ロットＮにおける下地パターン（ｂ１）と、露光対象ロットＮの露光対象パターン（ｂ２）との位置関係が示されている。露光対象パターン（ｂ２）の位置は、過去ロット群における露光対象パターンの平均最適補正値Ｘに基づいて、決定されている。平均最適補正値Ｘは、過去ロット群における下地パターン（ｂ０）からの過去ロット群の露光対象パターンのずれに基づいて、計算される値である。平均最適補正値Ｘを用いることにより、理想的には、パターン（ｂ２）は、パターン（ｂ０）に一致する（実際には、パターン（ｂ２）とパターン（ｂ０）との間との間にもずれが生じている）。しかし、仮に、パターン（ｂ２）とパターン（ｂ０）との間のずれがゼロになったとしても、パターン（ｂ１）とパターン（ｂ０）との間にずれ（第３ずれ量）が生じていれば、パターン（ｂ２）とパターン（ｂ１）との間にもずれが生じてしまう。すなわち、下地パターン（ｂ１）が過去ロット群からずれていれば、露光対象パターン（ｂ２）と下地パターン（ａ１）との間にずれ（メズレ）が生じてしまう。
【００６２】
図１３は、本実施形態におけるショットリダクションに関する説明図である。図１３には、露光対象ロットＮにおける露光対象パターン（ｂ２）と、露光対象パターンに対応する下地パターン（ｂ１）と、過去ロット群における下地パターン（ｂ０）との相対的な位置関係が示されている。本実施形態によれば、露光対象パターン（ｂ２）の露光位置には、過去ロット群における最適補正値の平均値に加え、第３ずれ量が反映される。第３ずれ量を反映させることにより、下地パターン（ｂ１）の過去ロット群からのずれが相殺される。
図１２と図１３を比較すれば、本実施形態では、露光対象パターン（ｂ２）の露光位置に、下地パターン（ｂ１）の過去ロット群からの変動量（第３ずれ量）が反映され、露光位置が精度良く調整されることが理解される。
尚、第３ずれ量を反映させたにもかかわらず、実際には、露光対象パターン（ｂ２）と下地パターン（ｂ１）との間にずれが生じることがある。このずれは、メズレ量Ｙとして計測され、この露光対象パターンを下地として上層のパターンを形成する際に用いられる。
【００６３】
図１４は、本実施形態による効果を説明するためのトレンドグラフである。図中、白抜きの三角は、露光対象ロットＮの下地パターンにおけるメズレ量を示している。すなわち、第３ずれ量を示す値である。また、白抜きの丸は、第３ずれ量を反映させなかったときの露光対象パターンのメズレ量を示しており、比較のために示されている。また、黒丸は、第３ずれ量を反映させたときの露光対象パターンのメズレ量を示している。図１４から判るとおり、第３ずれ量を露光対象パターンの露光位置に反映させることにより、露光対象パターンのメズレ量の絶対値が小さくなっている。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態によれば、下地パターンの位置の過去ロット群からの変動量（ずれ）が、露光対象パターンの露光位置に反映される。これにより、正確に露光位置を調整することが可能となる。その結果、露光位置のずれによるリワ−ク回数を減少させることができ、生産性を向上させることができる。リワ−クによるむだな処理が減少することで、コストも低減できる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、ずれ量算出部１４により、下地パターンが存在しない工程（例えば第１層目の工程）で形成されるパターンのメズレ量が算出される。例えば、特許文献２（特開平１１−１０２８５１号公報）記載のアライメント補正方法では、第１工程の自己回転量が零として設定される。従って、露光対象パターンの露光位置の補正値に、第１層目の工程で形成されるパターンのメズレ量は、反映されない。これに対して、本実施形態では、第１層目で形成されるパターンのメズレ量も、露光対象パターンの位置にフィードバックされ、より正確に露光位置を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】露光装置を示す概略構成図である。
【図２】露光機を概略的に示す斜視図である。
【図３】下地パターンを示す平面図である。
【図４】制御システムを示す概略構成図である。
【図５】対応関係データを示す概念図である。
【図６】ショットローテーションに関するメズレ量を示す概念図である。
【図７】ショットリダクションに関するメズレ量を示す概念図である。
【図８】記憶部に格納されるデータを示す概念図である。
【図９】露光アライメント調整方法を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態の作用を説明する為の説明図である。
【図１１】実施の形態の作用を説明する為の説明図である。
【図１２】実施の形態の作用を説明する為の説明図である。
【図１３】実施の形態の作用を説明する為の説明図である。
【図１４】実施の形態の作用を説明する為のトレンドグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１  レチクル
２  アライメント顕微鏡
３  縮小投影レンズ
４  レチクルステージ
５  ウェハーステージ
６  半導体ウェハ
７−１  アライメントマークＸ
７−２  アライメントマークＹ
７−３  ショット
８  記憶部
９  アライメント調整プログラム
１０  第１ずれ量算出部
１１  第２ずれ量算出部
１２  第３ずれ量算出部
１４  ずれ量算出部
１５  第６ずれ量算出部
１６  最適補正値算出部
１７  第１補正値算出部
１００  露光装置
２００  露光機
３００  制御システム
４００  メズレ測定器
【図１】
2009283600.tif 000003
【図２】
2009283600.tif 000004
【図３】
2009283600.tif 000005
【図４】
2009283600.tif 000006
【図５】
2009283600.tif 000007
【図６】
2009283600.tif 000008
【図７】
2009283600.tif 000009
【図８】
2009283600.tif 000010
【図９】
2009283600.tif 000011
【図１０】
2009283600.tif 000012
【図１１】
2009283600.tif 000013
【図１２】
2009283600.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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