(57)【要約】【課題】重ね合わせずれ誤差を低減できるようにする。【解決手段】制御部２ａは、ショット内ディストーション形状の補正係数および／またはショット内ディストーション形状ショット間補正係数として５次以上のｎ次に線形分解した補正式の補正係数を算出し、ショット毎にディストーション誤差を補正する（Ｓ６、Ｓ７）。その後、露光装置が求められたパラメータを入力して露光する（Ｓ８）。【選択図】図３
2009231564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルが搭載されるレチクルステージとウェハが搭載されるウェハステージとを互いに逆方向に相対移動させてスキャン露光し、前記ウェハステージをスキャン方向と直交するステップ方向に移動させてステップアンドリピートでウェハに対してショット毎に異なる形状で露光を行うスキャン露光装置の補正方法であって、
ショット内ディストーション形状補正値および／またはショット内ディストーション形状ショット間補正係数として５次以上のｎ次に線形分解した補正式の補正係数に基づいてショット毎にディストーション誤差を補正処理することを特徴とするスキャン露光装置の補正方法。
【請求項２】
前記ショット内の位置に依存して変化するレンズディストーション、レチクルステージによる誤差の補正、ウェハステージによる誤差の補正処理を行うことを特徴とする請求項１記載のスキャン露光装置の補正方法。
【請求項３】
前記ウェハステージを２つ以上の複数具備する装置について複数のウェハステージ間の誤差を考慮して補正処理を行うことを特徴とする請求項１または２記載のスキャン露光装置の補正方法。
【請求項４】
前記ウェハステージを２つ以上の複数具備する装置について複数のウェハステージ間の誤差を考慮して補正を行う場合、ｍ−ａ層露光時に取得されたウェハステージの位置誤差とｍ層露光時に取得されたウェハステージの位置誤差との差分値を考慮して補正処理を行うことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のスキャン露光装置の補正方法。
【請求項５】
レチクル上に配置されたオーバーレイマークのｍ層露光時とｍ−ａ層露光時とにおけるレチクルの相対位置ずれ量に基づいて誤差の補正を行い、
前記ウェハステージを２つ以上の複数具備する装置においてｍ−ａ層露光処理を行う場合、または、前記ウェハステージを２つ以上の複数具備する装置においてｍ層露光処理を行う場合に、前記ウェハステージごとに補正処理することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のスキャン露光装置の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光リソグラフィ技術を用いて露光処理を行うスキャン露光装置の補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光リソグラフィ分野では、近年、レチクルとウェハとを互いに逆方向に移動させて露光処理を行うことで投影レンズの径の小型化を可能としたスキャン型の露光装置が用いられている。このスキャン型露光装置は、レチクルやウェハのステージを用いて多数のウェハに量産体制で露光処理するため、露光時に各種合わせずれを生じる。この誤差要因としては、複数の露光装置でパターンを重ね合わせてデバイスを形成することに起因した誤差や、１つの露光装置にステージが複数用いられることに起因した誤差などに分類される。これらの誤差を補正するシステムが特許文献１ないし３に提案されている。
【０００３】
特許文献１記載の技術によれば、ｍ−ａ層露光時に得られた露光装置固有または照明条件固有の１〜３次ショット内ディストーション誤差を最新のＱＣ情報を用いてミックスアンドマッチで使用するか否かに関わらずｍ層露光時に積極的に合わせ込むシステムを提案している。この特許文献１は、レチクル移動鏡曲がり誤差、ウェハ移動鏡曲がり誤差、ステッピング誤差のスキャン正逆差、ステッピング誤差の行ごとのズレおよび列ごとのズレと称されるステップ方向差をロットＱＣ結果もしくは装置ＱＣ結果から積極的に合わせ込みステージマッチング誤差を低減するための管理システムを提案している。
【０００４】
また、特許文献２記載の技術思想によれば、２つ以上の露光装置をミックスアンドマッチによって使用する場合に、装置間のショット内ディストーション誤差が規格内であるか否かを判定し、最良の組み合わせを検索するシステムを提案している。また、特許文献３記載の技術思想によれば、ステップアンドリピート型露光装置単体のショット内ディストーションを管理するシステムを提案している。特に、ステップアンドリピート型露光装置単体のウェハ移動鏡曲がり、レチクル移動鏡曲がり、ステージ走り精度の装置単体の管理システムを提案している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１ないし３の技術思想では、ウェハ上の全てのショットで同一のショット形状を露光することを前提としており、特許文献１ないし３記載の技術を組み合わせたとしても、露光ステージを２つ搭載した装置や各露光装置間の誤差の影響を完全に補正できていないことが判明している。
【特許文献１】特開２００３−１６３１５６号公報
【特許文献２】特開２０００−１１４１３２号公報
【特許文献３】特開平１１−２７４０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、重ね合わせずれ誤差を低減できるようにしたスキャン型露光装置の補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、レチクルが搭載されるレチクルステージとウェハが搭載されるウェハステージとを互いに逆方向に相対移動させてスキャン露光し、前記ウェハステージをスキャン方向と直交するステップ方向に移動させてステップアンドリピートでウェハに対してショット毎に異なる形状で露光を行うスキャン露光装置の補正方法であって、ショット内ディストーション形状の補正係数および／またはショット内ディストーション形状ショット間補正係数として５次以上のｎ次に線形分解した補正式の補正係数に基づいてショット毎にディストーション誤差を補正することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、重ね合わせずれ誤差を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、露光装置に係る生産管理システムのブロックを概略的に示している。
この生産管理システム１は、露光時のレンズディストーション補正処理の集中管理を目的として組まれている。生産管理システム１は、システム制御部２と、当該システム制御部２に接続されるデータサーバ３とを備え、システム制御部２から補正制御可能に構成された各スキャン型の露光装置４ａ〜４ｃや、各重ね合わせずれ検査装置５ａ〜５ｂを接続して構成される。システム制御部２は、データサーバ３の各種データベース３ａに記憶されたデータに基づいて各種演算を行う演算部２ａや、この演算に必要なデータを入出力する入出力インタフェース２ｂを備えている。
【００１０】
制御部２ａは、メモリ（図示せず）に記憶された各種プログラムの演算機能によって、レンズディストーション補正パラメータの計算処理、レチクル製造誤差を減算する計算処理を行い、入出力インタフェース２ｂを介して、第１ないし第３のスキャン露光装置４ａ〜４ｃ、重ね合わせずれ検査装置５ａ〜５ｂ、データサーバ３、バーコードリーダＢＲへの制御信号の送信処理を行い、当該各装置４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｂ、３、ＢＲからの応答信号（データ）を入出力インタフェース２ｂを介して受信するように構成されている。第１ないし第３のスキャン露光装置４ａ〜４ｃと、第１および第２の重ね合わせずれ検査装置５ａ〜５ｂとは相互接続されており、各データを入出力可能に構成されている。
【００１１】
バーコードリーダＢＲは、制御部２ａからの制御信号に基づいてロットケースＬＯＴに記録されたバーコードを読み取る読取機能を備えている。データサーバ３は、レチクルの誤差を記憶するレチクル誤差データベース３ａ、レンズディストーションＱＣデータを重ね合わせずれ検査結果として保存するディストーションＱＣデータベース３ｂ、レンズディストーションＱＣ履歴を管理するＱＣ履歴データベース３ｃ、製品ロットのプロセスフローおよび履歴を管理する製品ロットデータベース３ｄ、等による複数のデータベースにから構成されており、制御部２ａの制御信号に応じて各種データを入出力可能に構成されている。
【００１２】
図２に示すように、レチクルＧのショット内領域Ｒにはオーバーレイマーク（以下、マークと略す）Ｍが碁盤目の格子状に配列されている。レチクル誤差データベース３ａには、レンズディストーション誤差を計測するためのレチクルのマークＭの配列誤差が格納されている。露光装置４ａ〜４ｃが露光する場合には、これらのマークＭが形成されたレチクルＧをレチクルステージ上に搭載し、半導体ウェハをウェハステージ上に搭載し、半導体ウェハ上に形成されたレジストに露光処理を行いレジストに潜像を形成するが、この場合、レチクルステージとウェハステージとを互いに逆方向に相対移動させてスキャン露光する。なお、ウェハステージをスキャン方向と直交するステップ方向に移動させてステップアンドリピートで半導体ウェハに対してショット毎に異なる所定形状で露光処理を行う。このような方式を用いる理由は、投影レンズの径の小型化などを可能とするためである。
【００１３】
露光装置４ａ〜４ｃは、前述説明した露光処理後において各マークＭに対応する潜像の位置座標（Ｘｉ、Ｙｉ）（ｉ＝１〜６４）を測定する。そして、レンズディストーションおよびマスクの製造誤差がない場合に各マークに対応する潜像が形成される位置座標（計測ポイント）（ｘｉ、ｙｉ（ｉ＝１〜６４）とのズレ量（Δｘｉ，Δｙｉ）＝（ｘｉ−Ｘｉ，ｙｉ−Ｙｉ）（ｉ＝１〜６４）を計算する。複数（例えば３）枚のウェハに対してウェハ１枚あたり複数（例えば１２）ショット露光し、それぞれズレ量を計算する。それぞれ求められた各座標のズレ量の平均値がレンズディストーションＱＣデータとして算出され、このレンズディストーションＱＣデータはディストーションＱＣデータベース３ｂに記憶される。製品ロットデータベース３ｄには、露光された各レイヤ毎に、露光日時、照明条件、露光装置、レチクルＩＤ番号が管理されている。
【００１４】
各スキャン露光装置４ａ〜４ｃは、レーザ光源、複数の投影レンズなどを備えて構成されており、各スキャン露光装置４ａ〜４ｃは、投影レンズの絶対位置や複数の投影レンズ間の相対位置を調整するための圧力駆動制御機構を備えており、レンズディストーション誤差補正を可能としている。尚、レーザ光源としてはＡｒＦエキシマレーザ光を適用しており、各スキャン露光装置４ａ〜４ｃは、当該光源の波長を微調整する機構を具備している。
【００１５】
上述構成の作用について、まず露光方法の説明を行う。
図３は、補正処理を行った後に露光処理を行う一連の流れを概略的に示している。具体的には、この図３は、レンズディストーション誤差補正をｍ−ａ層に合わせ込むときに、システム制御部２の制御部２ａが行う処理をフローチャートによって概略的に示している。
【００１６】
制御部２ａは、バーコードリーダＢＲを用いてロットケースＬＯＴに記録されたバーコードからロットＩＤを読取り、製品ロットのＩＤ番号を認識する（Ｓ１）。次に、制御部２ａは、読取られたロットＩＤを参照し、製品ロットデータベース３ｄからｍ−ａ層の製品ロット履歴データを読出す（Ｓ２ａ）。この製品ロット履歴データは、ｍ−ａ層を露光するときに用いられる露光装置と、その露光装置に用いられる露光ステージ、照明条件、露光日時を表すデータを示している。
【００１７】
次に、制御部２ａは、この製品ロット履歴データを参照してＱＣ履歴データベース３ｃからｍ−ａ層露光時から遡って最新のディストーションＱＣファイルＩＤを取得する（Ｓ３ａ）。次に、制御部２ａは、ディストーションＱＣデータベース３ｂから該当するＱＣファイルＩＤのディストーションデータファイルを取得する（Ｓ４ａ）。ディストーションＱＣデータはレチクル誤差データベース３ａからレチクル誤差ファイルを読み出して当該ファイルに基づいて補正することによって得られたデータであり、ディストーションデータファイルは、レチクルＧ上のオーバーレイマークＭ配置誤差を補正することで得られたファイルである。
【００１８】
他方、ステップＳ２ａ〜Ｓ４ａの処理と並行して、ｍ層露光のための最新ＱＣデータの検索処理も行われる。この処理は、次のステップＳ２ｂ〜Ｓ４ｂに示す処理である。
制御部２ａは、ステップＳ１において読み取られたロットＩＤを参照し、製品ロットデータベース３ｄからプロセスフローを読出す（Ｓ２ｂ）。このプロセスフローは、ｍ層を露光するときに用いられる露光装置と、その露光装置に用いられる露光ステージ、照明条件を表すデータを示している。次に、制御部２ａは、このプロセスフローのデータを参照してＱＣ履歴データベース３ｃから、ｍ層露光時から遡って最新のディストーションＱＣファイルＩＤを取得する（Ｓ３ｂ）。
【００１９】
次に、制御部２ａは、ディストーションＱＣデータベース３ｂから該当ＱＣファイルＩＤのディストーションデータファイルを取得する（Ｓ４ｂ）。このディストーションＱＣデータは、保存時にレチクル誤差データベース３ａからレチクル誤差ファイルを読み出して製造誤差が補正処理されているものであり、ディストーションデータファイルはデータ保存時にレチクル上のオーバーレイマーク配置誤差を補正して得られたファイルを示している。なお、レチクルの製造誤差はＱＣデータ保存時に補正しているが、ディストーション差の計算時などの異なるタイミングで誤差補正処理を行ってもよい。
【００２０】
次に、制御部２ａは、これらの２つのディストーションファイルの差分を計算する（Ｓ５）。この計算処理が行われることによって、制御部２ａは、各露光装置４ａ〜４ｃが１または２つ以上のウェハステージを具備している場合においてｍ−ａ層露光時に取得されたウェハステージの位置誤差とｍ層露光時に取得されたウェハステージの位置誤差との間の差分を求めることができる。次に、制御部２ａは、次に示す補正式（１）（２）（３）の何れかの数式を用いて各ショットにおけるショット内ディストーション形状補正値を算出する（Ｓ６）。
【００２１】
【数１】
2009231564.tif 000003
【００２２】
【数２】
2009231564.tif 000004
【００２３】
【数３】
2009231564.tif 000005
ここで、ｄｘはショット内のＸ方向成分ズレ量を表しており、ｄｙはショット内のＹ方向成分ズレ量を表している。また、ｘはショット内のＸ座標を表しており、ｙはショット内のＹ座標を表している。そして、上記（１）式における誤差を表すパラメータｋｎ（但しｎ＝１、２、３、４、５、６、７、８、１０、１１、１２、１３、１４、１６、１９、２２、２４、２７、２９、３２、３４、３９、４１、４４、４６、５３、５５）、（２）式における誤差を表すパラメータｋｎ（ｎ＝１、２、３、４、５、６、１０、１１、１３）、（３）式における誤差を表すパラメータｋｎ（ｎ＝１、２、３、４、５、６）について、最小２乗法を用いたフィッティングによって算出し、ショット内のディストーション補正パラメータを求める。
【００２４】
（１）式は、Ｘ方向のシフト成分を補正するｋ１、およびＹ方向のシフト成分を補正するｋ２による０次の項と、Ｘ方向の倍率成分を補正するｋ３、Ｙ方向の倍率成分を補正するｋ４、回転成分および直交成分を補正するｋ５、ｋ６を含む１次成分を含んでいる。また、ｋ１〜ｋ６に加えて、収差補正機構をスリット方向に対して平行なＸ方向に駆動することによって補正するｋ７、収差補正機構をスキャン方向に対して平行なＹ方向に駆動することによって補正するｋ１２、収差補正機構をウェハに対して上下に駆動することによって補正するｋ１３、レチクルステージ駆動により補正するｋ８、ｋ１０、ｋ１１、ｋ１４、ｋ１６、ｋ１９、ｋ２２、ｋ２４、ｋ２７、ｋ２９、ｋ３２、ｋ３４、ｋ３９、ｋ４１、ｋ４４、ｋ４６、ｋ５３、ｋ５５による２〜６次の項によって構成されている。
【００２５】
また、露光装置の補正形式に応じて（２）式または（３）式が用いられる。補正項ｋ１〜ｋ６は上述と同様であり、ｋ１０、ｋ１１はウェハステージ駆動により補正し、ｋ１３はエキシマレーザ光の波長を変化させることにより補正する。
【００２６】
次に、制御部２ａは次の補正式を用いてショット内ディストーション形状のショット間補正係数を算出する（Ｓ７）。
【００２７】
【数４】
2009231564.tif 000006
この（４）式において、Ｘは合わせズレ計測ショットのショット中心Ｘ座標を表しており、Ｙは合わせズレ計測ショットのショット中心Ｙ座標を表している。露光装置によってｋｎ値ではなく異なる名称および定義を使うことがあり、この場合、（４）式のｋｎ値の部分を以下のように変換した値を代入し、ショット内ディストーション形状ショット間補正係数を算出する必要がある。
【００２８】
パターン１
Ｓｈｏｔ ＭａｇＸ＝ｋ３  Ｓｈｏｔ ＭａｇＹ＝ｋ４
Ｓｈｏｔ ＲｏｔＸ＝ｋ６  Ｓｈｏｔ ＲｏｔＹ＝-ｋ５
パターン２
Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｍａｇ＝(ｋ３＋ｋ４)／２  Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｍａｇ＝(ｋ３−ｋ４)／２
Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｒｏｔ＝(ｋ６−ｋ５)／２  Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｒｏｔ＝−(ｋ５＋ｋ６)／２
これらの補正処理はウェハステージごとに行われると当該ウェハステージに起因した誤差を補正することができるため好ましい。次に、制御部２ａはパラメータを入力して露光制御処理を行う（Ｓ８）。
【００２９】
上記のように露光処理を行った場合のショット内ディストーション形状のショット間ばらつき誤差補正効果のシミュレーション結果を図４に示している。
この図４は、ＡｒＦ露光装置と液浸ＡｒＦ露光装置の装置間合わせずれ量の中でショット間ばらつき量を抽出し、ショット間誤差補正なし（Without Shot to Shot Correction）、３次までの補正係数による誤差補正（With 3 order Shot to Shot Correction）、５次までの補正係数による誤差補正（With 5 order Shot to Shot Correction）、７次までの補正係数による誤差補正（With 7 order Shot to Shot Correction）の４通りを計算し、補正しきれない残留ショット間ばらつき誤差を３σ値によって示している。
【００３０】
この図４に示すように、補正の次数を多くすることによって、ショット内ディストーション形状のショット間ばらつき誤差補正を適用した場合の３σ値を小さくすることができるため、特に３次以上、好ましくは５次以上にすると、ショット内のディストーション形状のショット間ばらつき補正の効果が大きいことがわかる。本実施形態では、７次までの補正式を考慮しているが、発明者らにより行われたシミュレーション結果では、５次までの補正式を用いた場合と、７次までの補正式を用いた場合とでは残留３σ値がほとんど変化していないことが判明している。したがって、５次までの補正式を用いると効率的に算出することができる。尚、何次までの補正式が必要であるかは露光装置の補正形式に依存するため、露光装置で補正可能なパラメータを抽出し、補正不可能なパラメータを削除した計算式を使用すると良い。
【００３１】
本実施形態では、ｍ層を過去に露光したｍ−ａ層に合わせ込んで補正する例を示したが、重ね合わせ補正を行う層はｍ−ａ層とは限らない。ｍ層についてその後に露光するｍ＋ａ層に合わせ込む重ね合わせが高精度に求められる場合もある。この場合には、ｍ＋ａ層を露光する露光装置、露光ステージ、照明条件の最新のショット内ディストーションデータと、ｍ層を露光するときに用いられる露光装置、照明条件の最新ショット内ディストーションデータとの差分によってショット内ディストーション補正パラメータ及びショット内ディストーション形状ショット間補正の係数を算出すると良い。
【００３２】
また、スキャン方向が同一となるショットごと及びステップ方向が同一なショットごとに（１）〜（３）の補正式に代入し、求められた補正値をスキャン方向ごとまたはステップ方向ごとに分けて補正するようにしても良い。
【００３３】
発明者らは、背景技術欄で説明した特許文献１ないし３の技術思想では、複数ショット間にわたるショット内ディストーション誤差、すなわちショット間のショット内ディストーションばらつき誤差を補正することが考慮されていないことを突き止め、これらの誤差を補正することが誤差の抑制につながることを突き止めた。これはスキャン型露光装置の大多数が、ショットごとに１〜３次のショット内ディストーション誤差を補正することに追従できないためであることが判明したためである。
【００３４】
特に、従来は、露光用のステージは１つのみの露光装置が主流であったが、高スループットを目的として露光ステージを２つ搭載した装置が現在使用され始めている。露光ステージを２つ搭載した装置の場合、露光ステージの純粋なチャック間差による誤差及びチャックとのＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）プロセスによる歪、熱工程による歪、拡散工程による歪の交互作用によるチャック間誤差も見逃せない。このチャック間誤差はウェハ面内ディストーション形状のウェハ間ばらつき誤差として観測される。
【００３５】
また、レンズディストーションが原因のショット内ディストーション誤差は本来忠実にウェハ上に転写されるものであるが、実際の半導体ウェハ上においてはウェハチャックによる歪、ＣＭＰによる平坦化プロセスによる歪、熱工程による歪、拡散工程による歪によりショット形状が歪んでいる場合が多い。この歪による誤差は半導体ウェハ上ではショット間のショット内ディストーションばらつきとして観測される。これらの誤差は、ショット間誤差、ショット内ディストーション誤差、ウェハ間誤差、ウェハ面内ディストーション誤差などとして称される。
【００３６】
本実施形態では、これらの誤差を補正するため、ショット内ディストーション形状補正値および／またはショット内ディストーション形状ショット間補正係数として５次または７次に線形分解した補正式の補正係数に基づいてショット毎にディストーション誤差を補正するため、重ね合わせ誤差、特にショット内ディストーション形状のショット間ばらつき誤差の低減により重ね合わせ精度を向上できる。尚、本実施形態では７次まで補正係数を拡張することで、さらなる高次成分誤差まで対応させることができる。尚、７次を超える次数の補正係数で補正処理を行っても良い。
【００３７】
ショット内の位置に依存して変化するレンズディストーション、レチクルステージによる誤差の補正、ウェハステージによる誤差の補正処理を行っているため、重ね合わせ精度を向上できる。ウェハステージを２つ以上の複数具備する装置における各ウェハステージ間の誤差を考慮して補正処理を行うため、重ね合わせ精度を向上できる。ｍ−ａ層露光時に取得されたウェハステージの位置誤差とｍ層露光時に取得されたウェハステージの位置誤差との差分値を考慮して補正処理を行うため、重ね合わせ精度を向上できる。ウェハステージを２つ以上の複数具備する装置においてｍ−ａ層露光処理を行う場合、または、ウェハステージを２つ以上の複数具備する装置においてｍ層露光処理を行う場合に、ウェハステージごとに補正処理しているため、重ね合わせ精度を向上できる。
【００３８】
ショット間ばらつき補正は、ショット内ディストーション補正機構と、レンズ収差補正機構及び結像性能補正機構との相互作用が無視できるような露光装置４ａ〜４ｃにおいて特に有効となる。
【００３９】
本実施形態では、ショット内ディストーション形状のショット間補正処理として、ｍ層露光時における最新のＱＣデータとｍ−ａ層露光時における最新のＱＣデータの差分を用いて補正係数を求めているため、ショット内ディストーション形状のショット間ばらつき誤差の低減により重ね合わせ精度を向上できる。このような補正方法を適用することにより、重ね合わせ誤差、特に露光装置４ａ〜４ｃ間においてミックスアンドマッチで使用した場合の重ね合わせ誤差を低減することができ、重ね合わせ精度を向上できる。すなわち、合わせ不良によるやり直しの低減、装置使用率の向上、生産性を向上できる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図５および図６は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、製品ロットＱＣの重ね合わせ検査装置で測定した結果を露光装置に入力して補正するところにある。
【００４１】
図５は、ショット内ディストーション形状のショット間ばらつき誤差を低減し重ね合わせ精度を向上するための集中管理を目的とした生産支援システムの一例を示している。図５に示すように、生産支援システム１１は、データサーバ３に代えてデータサーバ１３を具備するものであり、その他の構成は前述実施形態にて説明した構成を備えている。
【００４２】
データサーバ１３は、製品レチクルのオーバーレイマーク配列誤差を格納するレチクル誤差データベース１３ａおよび製品ロットのプロセスフローおよび露光装置４ａ〜４ｃの履歴および露光ステージ履歴を管理する製品ロットデータベース１３ｄの２ブロックを具備して構成されている。
【００４３】
図６は、ショット内ディストーション形状のショット間ばらつき誤差をｍ−ａ層に合わせる場合のフローチャートを示している。この図６に示すように、まず、制御部２ａは、バーコードリーダＢＲを用いてロットケースＬＯＴに付されたバーコードからロットＩＤを読取り、製品ロットのＩＤ番号を認識する（Ｔ１）。次に、制御部２ａは、読み取られたロットＩＤを参照し、当該ロットＩＤの製品ロットデータベース３ｄから当該データベースに含まれているｍ層露光用の製品レチクルＧのオーバーレイマークＭ配列誤差を読出し、パイロットウェハの合わせずれ検査結果から製品レチクルＧのオーバーレイマークＭ配列誤差を減算する（Ｔ２）。
【００４４】
制御部２ａは、減算結果のデータと計測ポイント座標を前記した（１）〜（３）の何れかの数式に代入し、各計測ショットにおいて最小２乗法を用いたフィッティングによりショット毎にショット内ディストーション形状補正値を算出する（Ｔ３）。
【００４５】
次に、制御部２ａは、求められた補正値と計測ショット中心ウェハ面内座標を（４）式に代入し、最小２乗法を用いたフィッティングによりショット内ディストーション形状ショット間補正係数を算出する（Ｔ４）。次に、制御部２ａは、ショット内ディストーション形状補正値およびショット内ディストーション形状ショット間補正係数を露光装置４ａ〜４ｃに入力する（Ｔ５）。
【００４６】
尚、（１）式または（２）式によってショット内ディストーション形状補正値をロットＱＣから求める場合、製品レチクルＧ上で重ね合わせ検査用マークを何個配置することができるかによって補正式が決定される。（１）式または（２）式の場合、ショット内で４点以上配置して計測する。また、（３）式では、最低ショット内３点配置すれば算出できる。ショット内の配置数に限りがある場合には算出不可能なｋｎ項を消去して補正式を決定する。
【００４７】
次に、各スキャン露光装置４ａ〜４ｃは、この補正を考慮して露光を行う（Ｔ６）。次に、重ね合わせずれ検査装置５ａ、５ｂが重ね合わせズレ量を計測する（Ｔ７）。次に、制御部２ａは、ロット補正のためｍ層露光時の補正値および重ね合わせズレの計測結果を製品ロットデータベース３ｄに格納させる（Ｔ８）。
【００４８】
本実施形態の補正処理を適用した場合、前述実施形態とほぼ同様の作用効果を得る。本実施形態の場合、ＣＭＰプロセスによる歪、熱工程による歪、拡散工程により歪によるショット内ディストーション形状のショット間ばらつきに対する補正処理に対して特に有効となる。
【００４９】
また、スキャン方向が同一なショットごとおよびステップ方向が同一なショットごとに（１）〜（３）式に代入し、ショット内ディストーション補正パラメータおよびショット内ディストーション形状ショット間補正係数を算出し、求められた補正値をスキャン方向ごとまたはステップ方向ごとに分けて補正しても良い。
【００５０】
（第３の実施形態）
図７および図８は、本発明の第３の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、ウェハステージ誤差を考慮して当該ウェハステージ誤差補正値を算出し、ウェハ内重ね合わせ精度を向上しているところにある。ウェハ内重ね合わせ誤差要因には、純粋なチャック間差による誤差およびチャックに装着してＣＭＰプロセスによって平坦化処理を行うことに起因した歪、熱工程による歪、拡散工程による歪の相互作用によるチャック間誤差が含まれる。
【００５１】
図７は、図６に代えて示すフローチャートである。この図７に示すように、制御部２ａは、バーコードリーダＢＲを用いてロットケースＬＯＴに付されたバーコードからロットＩＤを読取り、製品ロットのＩＤ番号を認識する（Ｕ１）。次に、制御部２ａは、読み取られたロットＩＤを参照し、当該ロットＩＤの製品ロットデータベース３ｄから当該データベースに含まれているｍ−ａ層を露光した装置履歴および露光ステージ履歴を読出し、ｍ−ａ層における露光装置及び露光ステージさらにｍ層の露光ステージごとにパイロットウェハを流品し（Ｕ２）、重ね合わせ検査装置５ａ〜５ｂでパイロットウェハの合わせずれ結果を測定する。制御部２ａは、パイロットウェハの合わせずれ結果から製品レチクルＧのオーバーレイマークＭの配列誤差を減算する（Ｕ３）。
【００５２】
制御部２ａは、減算結果のデータと計測ポイント座標を前記した（１）〜（３）の何れかの数式に代入し、各計測ショットにおいて最小２乗法を用いたフィッティングによりショット毎にショット内ディストーション形状補正補正値を算出する（Ｕ４）。この場合、誤差補正値の計算としては、ｋ１、ｋ２の補正パラメータを含んでいる。
【００５３】
制御部２ａは、求められた補正パラメータ（例えばｋ１、ｋ２）とウェハ面内における各計測ショットの中心座標とを（４）式に代入し、最小２乗法を用いたフィッティングによりショット内ディストーション形状ショット間補正係数を算出し、ウェハステージ誤差補正値（パラメータ）を算出する（Ｕ５）。尚、ＸＹ方向のそれぞれで合わせ先が異なる場合（例えば、Ｘ方向の合わせ先がｍ−ａ層、Ｙ方向の合わせ先がｍ−ｂ層）には最大８種類のパラメータ算出が必要となる。このとき、最大８種類の補正値はウェハ面内ディストーション補正値、ショット内ディストーション形状補正値、ショット内ディストーション形状ショット間補正係数である。
【００５４】
制御部２ａは、ショット内ディストーション形状補正値、ショット内ディストーション形状ショット間補正係数、ウェハステージ誤差補正値を露光ステージ組み合わせごとに露光装置４ａ〜４ｃに入力させ（Ｕ６）、露光装置４ａ〜４ｃは露光処理を実施する（Ｕ７）。この場合、後続ロットの補正の際には、過去のロットの補正値の加重平均を使用して露光処理を行う。
【００５５】
次に、重ね合わせずれ検査装置５ａ、５ｂによって重ね合わせズレ量を計測する（Ｕ８）。次に、制御部２ａは、ロット補正のためｍ層露光時の補正値および重ね合わせズレの計測結果を製品ロットデータベース３ｄに格納させる（Ｕ９）。
【００５６】
このようにして、製品ロットの重ね合わせ検査結果を用いてｍ層露光時に積極的に合わせ込む。また製品ロット重ね合わせ測定点数が少なく信頼性が低い場合には、露光時から遡った最新のＱＣデータを参照しｍ−ａ層を露光した露光装置（４ａ〜４ｃ）のチャック起因及びプロセス起因誤差成分にｍ層を露光する露光装置（４ａ〜４ｃ）のチャック起因及びプロセス起因誤差成分を合わせ込む。この場合、ｍ層の合わせ先であるｍ−ａ層露光装置が複数の露光ステージを搭載している場合には、ｍ−ａ層を処理した露光ステージごとに補正値を算出する。
【００５７】
図８は、露光ステージ誤差補正のシミュレーション結果を示している。この図８では、ＡｒＦ露光装置と液浸ＡｒＦ露光装置との間の装置間合わせずれ量の中でウェハ成分によって補正しきれないウェハ残留誤差を抽出し、ウェハ成分誤差を、１次まで補正、３次まで補正、５次まで補正、７次まで補正し、補正しきれていない残留ウェハ成分誤差を示すものである。横軸が補正方法、縦軸が残留ウェハ成分誤差３σ値を示している。ウェハステージの成分誤差補正を高次まで拡張した場合、３σ値が小さくなっているため、ウェハステージの成分高次補正処理は効果的であることが実証された。
【００５８】
尚、本実施形態では（４）式の７次項まで考慮しているが、図８の実証結果では３次、５次、７次までの補正の比較結果を各々示している。この結果、５次と７次とでは残留３σ値が変化していないことからこの組み合わせでは５次までの補正であっても問題はない。また、何次までの補正処理が必要であるかは露光装置４ａ〜４ｃの補正形式によるため、露光装置４ａ〜４ｃで補正可能なパラメータを抽出し、補正不可能なパラメータは削除した計算式を適用すると良い。
【００５９】
また、露光ステージの誤差は、製品ロットの重ね合わせ測定点数が少ない場合もある。この場合、特に、ｍ−ａ層露光時から遡って最新のＱＣデータを入力し、露光したｍ−ａ層のウェハ誤差成分とｍ層露光時から遡って最新のＱＣデータの露光ステージ誤差成分の差分を露光装置４ａ〜４ｃに入力して補正する。すると補正処理の信頼性を向上できる。また、プラススキャンごとの平均値とマイナススキャンごとの平均値と、行ごとの平均値と、列ごとの平均値とを求めてこの差分を露光装置４ａ〜４ｃに入力して補正処理するようにしても良い。
【００６０】
本実施形態によれば、ウェハステージの成分誤差を考慮して高次拡張して補正処理しているため、誤差補正の信頼性を向上することができる。このような補正方法を適用することにより、重ね合わせ誤差、特に各露光装置４ａ〜４ｃの露光ステージ間においてミックスアンドマッチで使用した場合の重ね合わせ誤差を低減することができ、重ね合わせ精度を向上できる。
【００６１】
また、Ｘ方向の合わせ先がｍ−ａ層、Ｙ方向の合わせ先がｍ−ｂ層のとき、ｍ層露光時、ｍ−ａ層露光時、ｍ−ｂ層露光時の各露光装置においてウェハステージを２つ以上具備する場合に適用したウェハステージごとにショット内ディストーション形状補正値およびショット内ディストーション形状ショット間補正係数及びウェハ面内ディストーション補正値について最大８種類のパラメータを算出および補正処理するため、重ね合わせ精度を向上できる。
【００６２】
（第４の実施形態）
前述実施形態で説明した補正処理を適用しｍ−ａ層およびｍ層間でファースト露光（重ね合わせのない露光）のために、装置単体での露光ステージ起因誤差またはプロセス起因チャック間誤差を装置ＱＣで最小に追い込むこともできる。この場合、前述実施形態で説明した重ね合わせずれ検査結果を補正式に代入し、最小２乗フィッティング誤差を最小にするように装置調整用パラメータに入力する。このような実施形態においても重ね合わせ精度を向上できる。
【００６３】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形または拡張することができる。
【００６４】
過去に露光したｍ−ａ層に合わせこむ例を挙げたが、ｍ層を未来に焼き付けるｍ＋ａ層に合わせこむ重ね合わせ処理が高精度に求められる場合もある。この場合、ｍ層露光時にｍ＋ａ層を露光するスキャン露光装置、照明条件の最新ディストーションデータとｍ層を露光するスキャン露光装置、照明条件の最新ディストーションデータの差分でレンズディストーション補正パラメータを算出する。また、スキャン方向が同一なショットごと及びステップ方向が同一なショットごとに前記補正式に代入し、当該求められた補正値をスキャン方向ごとまたはステップ方向ごとに分けて補正しても良い。
【００６５】
ｍ層の合わせ先として、Ｘ方向にｍ−ａ層、Ｙ方向にｍ−ｂ層と異なる層に合わせる場合にも適用できる。この場合、ｍ層、ｍ−ａ層、ｍ−ｂ層それぞれ露光ステージ数の乗数分だけ補正値を算出する。つまり、同一ロットにおいて最大８種類の補正値を算出および露光装置４ａ〜４ｃに入力して露光する。このような場合でも前述実施形態と同様の作用効果を得る。
【００６６】
複数の露光装置４ａ〜４ｃに１または複数の露光ステージを搭載している場合や、露光装置単体が複数の露光ステージを搭載している場合に適用することができる。
ショット内ディストーションの補正パラメータ、ショット内ディストーション形状ショット間補正係数の計算処理、および、レチクル製造誤差の補正処理を制御部２ａにて行った実施形態を示したが、これに限定されるものではなく、その他、例えば、スキャン露光装置４ａ〜４ｃの何れか、重ね合わせずれ検査装置５ａ〜５ｂの何れかにて行ってもよい。
また、重ね合わせずれ検査装置５ａ〜５ｂで行われる計測処理は、スキャン露光装置４ａ〜４ｃに重ね合わせ計測機能が備えられていれば、当該計測機能を流用して構成してもよい。
【００６７】
更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生産管理システムの概略構成を示すブロック図
【図２】レンズディストーションＱＣデータを求めるために用いるレチクルに形成されたマークの概略を示す平面図
【図３】補正方法および露光方法を示すフローチャート
【図４】シミュレーション結果を示す図
【図５】本発明の第２の実施形態について示す図１相当図
【図６】図３相当図
【図７】本発明の第３の実施形態について示す図３相当図
【図８】図４相当図
【符号の説明】
【００６９】
図面中、１は生産管理システム、２はシステム制御部、３はデータサーバ、４ａ〜４ｃはスキャン露光装置、５ａ〜５ｂは重ね合わせずれ検査装置を示す。
【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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