JP2003124094A

JP2003124094A - 露光装置の制御方法及び露光システム

Info

Publication number: JP2003124094A
Application number: JP2001313036A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Amano; 利孝天野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】露光装置を補正するための計測の際の条件を適
切かつ迅速に自動で決定する。【解決手段】補正項目決定部１６０は、装置情報記憶部
１１０に記憶された露光に関する情報に基づいて露光装
置１００の補正項目を決定する。計測条件決定部１２０
は、装置情報記憶部１１０に記憶された露光に関する情
報に基づいて当該補正項目について露光装置を補正する
ための計測を行う際の計測条件を決定する。補正計測部
１３０は、決定された計測条件に従って計測を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス等
の製造に好適な露光装置の制御方法及び露光システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、一般的な露光装置の構成を示す
概略図である。レチクル（マスク）２上の回路パターン
をウエハ（基板）８上に転写露光する際には、露光装置
制御系７０が出す指示が光源制御系３０に伝えられ、光
源制御系３０によって露光光源１が制御される。

【０００３】レチクル２は、レチクルステージ４によっ
て保持される。レチクルステージ４には、レチクル基準
プレート３も固定されている。なお、レチクル基準プレ
ート３は、光学的にレチクルと等価な位置に固定される
場合もある。レチクル基準プレート３上には、不図示の
数種類の基準マークが設けられている。

【０００４】レチクルステージ４は、走査型露光装置で
は投影光学系５の光軸方向（ｚ）及び該光軸方向に直交
する方向（ｘ、ｙ）に移動可能であるとともに光軸に対
して回転可能である。レチクルステージ４は、露光装置
制御系７０が出す指示がレチクルステージ制御系４０に
伝えられ、レチクルステージ制御系４０によって制御さ
れる。

【０００５】投影光学系５は、複数のレンズで構成され
ている。露光時は、レチクル２上の回路パターンが投影
光学系５の縮小倍率に対応した倍率でウエハ８上に結像
される。

【０００６】投光光学系６及び検出光学系７は、オフア
クシスのオートフォーカス検出系を構成している。投光
光学系６より発せられた非露光光である光束は、ステー
ジ基準プレート９上の点（又はウエハ８の上面）に集光
し反射される。反射された光束は、検出光学系７に入射
する。検出光学系７内には不図示の位置検出用受光素子
が配置されている。位置検出用受光素子は、ステージ基
準プレート９上の光束の反射点と共役になるように配置
されており、ステージ基準プレート９の投影光学系５の
光軸方向の位置ズレは、検出光学系７内の位置検出用受
光素子上での入射光束の位置ズレとして計測される。検
出光学系７により計測された所定基準面からのステージ
基準プレート９の位置ズレは、ウエハステージ制御系６
０に伝達される。

【０００７】ウエハステージ制御系６０は、後述するフ
ォーカスキャリブレーション計測時は、ステージ基準プ
レート９を所定の基準位置の近傍で投影光学系５の光軸
方向（ｚ方向）に上下駆動を行う。また、ウエハステー
ジ制御系６０は、露光時は、ウエハ８の位置制御も実施
している。

【０００８】次に、ウエハ８面のフォーカス状態を検知
して、その信号に基づいてウエハステージ１０を駆動し
てレチクル２のパターンの最適焦点位置を検出するため
の構成要素について説明する。

【０００９】フォーカスキャリブレーションのための画
像検出光学系２０は、後述する要素２１，２２，２３，
２４，２５を有している。ファイバ２１から出射した照
明光束はハーフミラー２２を通過し、対物レンズ２３と
ミラー２４を介してレチクル基準プレート３（又はレチ
クル２）の近傍に集光する。

【００１０】レチクル基準プレート３の近傍に集光した
照明光束は、投影光学系５を介してステージ基準プレー
ト９上に集光する。ステージ基準プレート９面上には、
不図示の数種類の基準マークが設けられている。ステー
ジ基準プレート９からの反射光は元の光路を戻り、順に
投影光学系５、レチクル基準プレート３、ミラー２４、
対物レンズ２３を介し、ハーフミラー２２で反射して位
置センサ２５に入射する。ステージ基準プレート９は、
ウエハ８と同じウエハステージ１０上に配置されてお
り、ウエハ８とは等価なフォーカス面上に固定されてい
る。

【００１１】ウエハ８の上面とステージ基準プレート９
の上面の各々の投影光学系５に対する焦点位置又は両面
間のフォーカスオフセット量は露光装置制御系７０によ
り管理されている。

【００１２】以下、上記の構成によるTTL方式のフォー
カスキャリブレーションの具体的な動作について説明す
る。

【００１３】図２は、フォーカスキャリブレーションの
シーケンスを示すフローチャートである。図２に示すよ
うに、まず、レチクル基準プレート３上の基準マーク
（又はレチクル２上のマーク）に検出光学系２０のフォ
ーカスを粗調整する（ステップＳ１）。

【００１４】次に、検出光学系２０でステージ基準プレ
ート９上の基準マークが観察可能な位置にステージ基準
プレート９を駆動する（ステップＳ２）。

【００１５】ステップＳ２〜Ｓ５では、投影光学系５に
対するステージ基準プレート９の位置を変化させた時の
該位置と光量値又はコントラスト値とを記憶する。具体
的には、まず、検出光学系２０でステージ基準プレート
９上の基準マークの光量値又はコントラスト値を計測し
（ステップＳ３）、次いで、オートフォーカス検出系
６、７によりステージ基準プレート９の上面の投影光学
系５に対する位置を計測する（ステップＳ４）。そし
て、計測を続行する場合には、投影光学系５に対するス
テージ基準プレート９の位置を変更して（ステップＳ
５）、ステップＳ３に戻る。

【００１６】ステップＳ３〜Ｓ５の計測が終了したら、
計測により得られた光量値又はコントラスト値と位置の
情報に基づいて近似計算又は重心計算により、レチクル
基準プレート３（レチクル２）に対するステージ基準プ
レート９（ウエハ８）の最適焦点位置を算出する（ステ
ップＳ６）。

【００１７】次に、重ね合わせ露光を実施する際のアラ
イメント計測の具体的な動作について説明する。

【００１８】図３は、アライメント計測のシーケンスを
示すフローチャートである。図３に示すように、まず、
ウエハ８上の該当する計測マークを検出光学系の下に駆
動し（ステップＳ１０）、次いで、マーク位置を計測す
る（ステップＳ２０）。次いで、計測したマーク位置と
設計値とのずれ量を算出する（ステップＳ３０）。ステ
ップＳ１０〜ステップＳ３０を全ショット全マークにつ
いて繰り返す。次いで、全マークについての計測値に基
づいて重ね焼き時の補正量を算出する（ステップＳ４
０）。

【００１９】一般に、キャリブレーションやアライメン
ト計測時の計測条件は、ユーザが工程毎に工程規格に従
って補正精度を設定した上で、その補正精度が得られる
ように決定されている。そして、露光装置は、設定され
た計測条件に従ってキャリブレーション計測やアライメ
ント計測を実施する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】半導体素子の製造に用
いられる投影露光装置は、レチクル等のマスク上に形成
された回路パターンを感光基板のウエハ又はガラスプレ
ート等の基板上のフォトレジスト層に高い重ね合わせ精
度で転写するために、マスクと基板とを高精度で位置合
わせ（アライメント）する事が求められている。

【００２１】また、形成する回路パターンの線幅もより
微細化が進んでいるために、焦点深度がより浅くなって
きている。

【００２２】更に、特にＡＳＩＣ等の少量多品種製品を
扱う場合には、スループットを向上させるために、計測
条件の設定の迅速化が求められている。

【００２３】従来は、キャリブレーションのための計測
やアライメントのための計測の計測タイミング、計測位
置、計測点数と言った計測条件は、マニュアルによって
設定されていた。このため、必ずしもプロセス及び装置
にとって最適な計測条件でキャリブレーション計測やア
ライメント計測が行われているとは言えなかった。ま
た、計測条件の設定のために相当な時間を要するという
問題もあった。

【００２４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、例えば、露光装置を補正するための計測の
際の条件を適切かつ迅速に自動で決定することを目的と
する。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面は、
露光装置の制御方法に係り、露光に関する記憶された情
報に基づいて前記露光装置の補正項目を決定する補正項
目決定工程と、決定された補正項目について前記露光装
置を補正するための計測を行う際の計測条件を決定する
計測条件決定工程と、決定された計測条件に従って計測
を行う計測工程と、前記決定された補正項目について、
前記計測工程による計測結果に基づいて前記露光装置を
補正する補正工程とを含むことを特徴とする。

【００２６】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
露光に関する記憶された情報は、例えば、露光処理を実
施する際の条件に関する露光処理条件情報と、前記露光
装置を補正するために過去に実施された計測に関する補
正計測情報と、前記露光装置を過去に補正した際の補正
残差に関する補正残差情報のうち少なくとも１つを含
む。

【００２７】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
補正項目決定工程では、例えば、フォーカス、像面、レ
ンズディストーション、レンズ倍率、ウエハ倍率、ウエ
ハ直交度、ウエハ回転、ウエハシフト、ショット倍率、
ショット回転、ショットシフトのうち少なくとも１つを
補正項目として決定する。

【００２８】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
補正項目決定工程では、例えば、原版と基板とのアライ
メント、又は、前記露光装置のキャリブレーションに関
して、補正項目を決定する。

【００２９】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
計測条件決定工程では、例えば、ウエハ上のマークの計
測に関して、計測点数、計測位置、計測時の照明条件の
うち少なくとも１つを決定する。

【００３０】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
計測条件決定工程では、例えば、キャリブレーションに
関して、計測点数、計測位置、計測時の照明条件、計測
タイミングのうち少なくとも１つを決定する。

【００３１】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
計測条件決定工程では、例えば、必要なスループット又
は必要な補正精度に基づいて計測条件を決定する。

【００３２】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
制御方法は、前記計測条件決定工程によって決定された
計測条件及び該計測条件に従って前記計測工程で行われ
た計測の結果を露光に関する情報として記憶装置に記憶
させる工程を更に含む。

【００３３】本発明の第２の側面は、露光装置を含む露
光システムに係り、露光に関する情報を記憶する記憶装
置と、前記記憶装置に記憶された前記露光に関する情報
に基づいて前記露光装置の補正項目を決定する補正項目
決定部と、決定された補正項目について前記露光装置を
補正するための計測を行う際の計測条件を決定する計測
条件決定部と、決定された計測条件に従って計測を行う
計測部と、前記決定された補正項目について、前記計測
部による計測結果に基づいて前記露光装置を補正する補
正部とを備えることを特徴とする。

【００３４】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
露光に関する記憶された情報は、例えば、露光処理を実
施する際の条件に関する露光処理条件情報と、前記露光
装置を補正するために過去に実施された計測に関する補
正計測情報と、前記露光装置を過去に補正した際の補正
残差に関する補正残差情報のうち少なくとも１つを含
む。

【００３５】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
補正項目決定部は、例えば、フォーカス、像面、レンズ
ディストーション、レンズ倍率、ウエハ倍率、ウエハ直
交度、ウエハ回転、ウエハシフト、ショット倍率、ショ
ット回転、ショットシフトのうち少なくとも１つを補正
項目として決定する。

【００３６】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
補正項目決定部は、例えば、原版と基板とのアライメン
ト、又は、前記露光装置のキャリブレーションに関し
て、補正項目を決定する。

【００３７】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
計測条件決定部は、例えば、ウエハ上のマークの計測に
関して、計測点数、計測位置、計測時の照明条件のうち
少なくとも１つを決定する。

【００３８】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
計測条件決定部は、例えば、キャリブレーションに関し
て、計測点数、計測位置、計測時の照明条件、計測タイ
ミング、計測像高のうち少なくとも１つを決定する。

【００３９】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
計測条件決定部は、例えば、必要なスループット又は必
要な補正精度に基づいて計測条件を決定する。

【００４０】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
記憶装置は、例えば、前記計測条件決定部によって決定
された計測条件及び該計測条件に従って前記計測部によ
って行われた計測の結果を露光に関する情報として記憶
する。

【００４１】また、本発明の第３の側面は上述した露光
システムを用いて基板上に回路を形成することを特徴と
する。

【００４２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を適用可能な露光
装置の一例を示す図であり、その概要については前述の
通りである。

【００４３】本発明の好適な実施の形態に係る露光シス
テムは、少なくとも１台の露光装置（例えば、図１に示
す露光装置）を含み、該露光システムは、露光に関する
情報（装置情報）として、例えば、（１）露光処理条件（２）補正計測情報（３）補正残差の３つの情報を記憶・保持している。

【００４４】露光処理条件（１）とは、露光装置におい
てウエハに対して露光処理を実施する際の露光条件であ
り、例えば、（１−１−１）ウエハに塗布したレジスト種類（１−１−２）ウエハに塗布したレジスト膜厚（１−１−３）ウエハに塗布されているレジスト膜厚分
布（１−１−４）ウエハに露光するパターンの線幅（１−１−５）露光ショットサイズ（１−１−６）露光ショットレイアウト情報等の露光プロセス条件（１−１）、（１−２−１）露光時のNAやσ絞りの位置等の照明条件
（１−２）、（１−３−１）アライメント計測時に最低限必要な重ね
合わせ精度（１−３−２）キャリブレーション計測時に最低限必要
な計測精度等の露光プロセス条件から決定された工程規格（１−
３）、（１−４−１）露光前のアライメント計測時に求めた補
正値（１−４−２）露光時に反映させた装置キャリブレーシ
ョン補正値（１−４−３）露光時に反映させた装置の固有のオフセ
ット等の露光補正値（１−４）を含む。

【００４５】露光システムにおいて、露光装置固有のオ
フセット（１−４−３）を記憶・保持する事で、ある層
をどの露光装置で露光したかがわかるため、次工程以降
で露光装置間及び層間のオフセットを考慮しアライメン
ト計測や露光を実施する事が可能となる。

【００４６】補正計測情報（２）とは、露光装置又は計
測機器において過去に実施されたアライメント計測（ア
ライメント用の計測）及びキャリブレーション計測（キ
ャリブレーション用の計測）、すなわち補正計測（露光
装置の補正のための計測）に関する情報であり、例え
ば、（２−１−１）アライメント計測したマークのウエハ上
の座標位置（２−１−２）アライメント計測したマークの種類（２−１−３）アライメント計測したマークの個数（２−１−４）正常にアライメント計測できたマークの
個数（２−１−５）エラーが発生したアライメントマークの
個数（２−１−６）補正値が算出できた補正項目（２−１−７）露光時に補正を実施した項目（２−１−８）アライメント計測時に使用した照明光源等のアライメント計測条件（２−１）、（２−２−１）画像・信号・波形（２−２−２）ウエハ倍率計測値（２−２−３）ウエハ直交度計測値（２−２−４）ウエハ回転計測値（２−２−５）ウエハシフト計測値（２−２−６）ショット倍率計測値（２−２−７）ショット回転計測値（２−２−８）ショットシフト計測値等のアライメント計測結果（２−２）、（２−３−１）キャリブレーション計測した計測位置（２−３−２）キャリブレーション計測したマークの種
類（２−３−３）キャリブレーション計測したマークの個
数（２−３−４）正常にキャリブレーション計測できたマ
ークの個数（２−３−５）エラーが発生したキャリブレーション計
測マークの個数（２−３−６）補正値が算出できた補正項目（２−３−７）露光時に補正を実施した項目（２−３−８）キャリブレーション計測を実施したタイ
ミング（２−３−９）キャリブレーション計測時のNAやσ絞り
の位置等の装置キャリブレーション条件（２−３）、（２−４−１）画像・信号・波形（２−４−２）フォーカス計測値（２−４−３）傾き計測値（２−４−４）レンズディストーション計測値（２−４−５）レンズ倍率計測値（２−４−６）ベースライン計測値等の装置キャリブレーション計測結果を含む。

【００４７】補正残差（３）とは、アライメント計測及
びキャリブレーション計測の結果を反映させて露光した
ウエハを露光装置又は計測機器で計測することにより得
られた補正残差であり、例えば、（３−１−１）フォーカス補正残差（３−１−２）像面補正残差（３−１−３）レンズディストーション補正残差（３−１−４）レンズ倍率補正残差（３−１−５）ウエハ倍率補正残差（３−１−６）ウエハ直交度補正残差（３−１−７）ウエハ回転補正残差（３−１−８）ウエハシフト補正残差（３−１−９）ショット倍率補正残差（３−１−１０）ショット回転補正残差（３−１−１１）ショットシフト補正残差等を含む。

【００４８】以下で説明する「補正項目」としては、補
正残差（３）に対応して、例えば、フォーカス、像面、
レンズディストーション、レンズ倍率、ウエハ倍率、ウ
エハ直交度、ウエハ回転、ウエハシフト、ショット倍
率、ショット回転、ショットシフト等が挙げられる。

【００４９】まず、アライメント計測条件の決定につい
て説明する。図４（ａ）は、"露光ショットレイアウト
情報（１−１−６）"と"ショットシフト補正残差（３−
１−１１）"とを示した図であり、図中の数値はショッ
ト毎の"ショットシフト補正残差"を表している。なお、
ショットシフト補正残差は、図中の斜線のショットをサ
ンプルショットとして、アライメント計測後に露光を実
施し、露光後のウエハを計測した値である。

【００５０】アライメント計測の際の計測条件の１つと
しての「計測位置」は、例えば、全ショットの補正残差
を最小二乗処理した結果と任意の複数ショットの補正残
差とに基づいて、例えば、差分が最も小さくなるショッ
トの組み合わせを選定しても良いし、偏差が小さくなる
ショットの組み合わせ且つウエハ上で分散しているショ
ットの組み合わせとしても良い。

【００５１】また、図４（ｂ）に示すように、全ショッ
トのシフト量の平均値(X=1.225,Y=-1.975)を算出し、補
正残差が平均値に近いショット(黒地に白抜きで示した
ショット)の中からサンプルショットを選定し、それを
計測位置としても良い。

【００５２】また、ショット内に複数のアライメントマ
ークが配置されている場合は、全ショットの同じ位置の
マーク毎にシフト補正残差の平均値を求め、その平均値
に対してシフト補正残差が近いショットを選定し、それ
を計測位置としても良い。

【００５３】また、複数のウエハについて補正残差を記
憶しておき、複数のウエハ間で同一ショット又は同一マ
ークの補正残差の偏差が小さいショットの中からサンプ
ルショットを選定し、それを計測位置として決定しても
良い。

【００５４】また、"ウエハに塗布したレジスト膜厚
（１−１−２）"と"露光ショットレイアウト情報（１−
１−６）"に基づいて、膜厚が同じ厚さの位置に配置さ
れている複数のショットをサンプルショットとして選定
し、それを計測位置としても良いし、膜厚が互いに異な
る位置に配置されている複数のショットをサンプルショ
ットとして選定し、それを計測位置としても良い。

【００５５】また、"アライメント計測時に最低限必要
な重ね合わせ精度（１−３−１）"と"補正残差"（３）
と"露光ショットレイアウト情報（１−１−６）"に基づ
いて、補正残差（３）がアライメント計測時に最低限必
要な重ね合わせ精度（１−３−１）を満たす条件となる
ような複数のショットをサンプルショットとして選定
し、それを計測位置としても良い。

【００５６】また、"波形（２−２−１）"プロファイル
が互いに似ている複数のショットをサンプルショットと
して選定し、それを計測位置としても良い。

【００５７】以上は、"露光処理条件（１）"と"補正残
差（３）"に基づいて、アライメント計測の際の計測条
件の１つとしての「計測位置」の決定する例であるが、
露光システムに記憶・保持されている、これら以外の装
置情報の組み合わせに基づいてサンプルショットを選定
し、計測位置を決定してもよい。

【００５８】補正精度の向上に関しては、「計測位置」
の選定条件、補正計測結果、補正残差を対応付けて露光
システムに記憶する事により、任意の露光プロセスにつ
いて、どの計測位置で補正計測を実施すればどのような
補正値が得られ、どの程度の補正残差が残るかを予測す
ることが可能となるため、最も高い精度が得られるよう
な条件で「計測位置」を選定することが可能となる。

【００５９】スループット向上に関しては、サンプルシ
ョット間の間隔が最も狭くなる(即ちステージ移動距離
が最短となる)ような「計測位置」を選定することによ
りアライメント計測のスループットが向上する。

【００６０】さらに、"アライメント計測時に最低限必
要な重ね合わせ精度（１−３−１）"に基づいて「計測
位置」を決定することにより、必要最低限の補正精度が
得られ、且つ最もスループットの高い条件でアライメン
ト計測を実施することが可能となる。

【００６１】「計測点数」は、例えば、"アライメント
計測時に最低限必要な重ね合わせ精度（１−３−１）"
と"補正計測情報（２）"とに基づいて、必要精度を満た
す条件となるように計測点数を決定することができる。

【００６２】また、補正計測中に、決定された計測点数
の全部について計測が終了した時点で、計測結果が必要
精度を満たさなかった場合は、必要精度を満たす計測結
果が得られるまで計測点数を増やして計測を行っても良
いし、補正計測後の結果が必要精度に対して十分なマー
ジンを持っている場合には次回以降の計測時は計測点数
を減らしても良い。計測点数は、サンプルショット数で
あっても良いし、ショット内のマーク数であっても良
い。

【００６３】また、"補正計測情報（２）"と"補正残差
（３）"に基づいて、補正残差（３）が小さくなるよう
に計測点数を決定しても良い。

【００６４】以上、「計測点数」の決定に関して一例を
説明したが、「計測点数」の決定では、露光システムに
記憶・保持されている上記以外の装置情報の組み合わせ
に基づいてサンプルショットを選定し、計測点数を決定
しても良い。サンプルショットの数は、計測条件決定の
際に、必要精度及び補正残差等を考慮してロット内で増
減させることも可能である。

【００６５】補正精度の向上に関しては、「計測点数」
の選定条件、補正計測結果、補正残差を対応付けて露光
システムに記憶する事により、任意の露光プロセスにつ
いて、計測点数をいくつにして補正計測を実施すればど
のような補正値が得られ、どの程度の補正残差が残るか
を予測することが可能となるため、最も高い精度が得ら
れるような条件で「計測点数」を選定することが可能と
なる。

【００６６】スループットの向上に関しては、「計測点
数」を最少に選定することによりアライメント計測のス
ループットが向上する。

【００６７】さらに、"アライメント計測時に最低限必
要な重ね合わせ精度（１−３−１）"に基づいて「計測
点数」を決定することにより、必要最低限の補正精度が
得られ、且つ最もスループットの高い条件でアライメン
ト計測を実施することが可能となる。

【００６８】「補正項目」は、例えば、"補正計測情報
（２）"と"補正残差（３）"に基づいて、例えば補正残
差が大きい項目を補正項目とすることができる。ま
た、"アライメント計測時に最低限必要な重ね合わせ精
度（１−３−１）"に基づいて、精度要求の厳しい項目
を補正項目としても良い。

【００６９】以上、「補正項目」の決定に関して一例を
説明したが、「補正項目」の決定では、露光システムに
記憶・保持されている、これら以外の装置情報の組み合
わせに基づいて補正項目を決定しても良い。

【００７０】補正精度向上に関しては、「補正項目」の
選定条件、補正計測結果、補正残差を対応付けて露光シ
ステムに記憶する事により、任意の露光プロセスについ
て、どのような補正項目に関して補正計測を実施すれば
どのような補正値が得られ、どの程度の補正残差が残る
かを予測することが可能となるため、最も高い精度が得
られるような条件で「補正項目」を選定することが可能
となる。

【００７１】さらに、"アライメント計測時に最低限必
要な重ね合わせ精度（１−３−１）"に基づいて「補正
項目」を決定することにより、必要最低限の補正精度が
得られ、且つ最もスループットの高い条件でアライメン
ト計測を実施することが可能となる。

【００７２】「計測時の照明条件」は、例えば、"ウエ
ハに塗布したレジスト種類（１−１−１）"に基づい
て、レジスト種類に最適な照明条件を決定することがで
きる。また、"ウエハに塗布したレジスト種類（１−１
−１）"と"アライメント計測条件（２−１）"と"補正残
差（３）"に基づいて、レジスト種類別に補正残差が最
小となるようなアライメント計測条件を選定し、照明条
件を決定しても良い。

【００７３】以上、「計測時の照明条件」の決定に関し
て一例を説明したが、「照明条件」の決定では、露光シ
ステムに記憶・保持されている、これら以外の装置情報
の組み合わせに基づいて照明条件を決定しても良い。

【００７４】補正精度向上に関しては、「照明条件」の
選定条件、補正計測結果、補正残差を対応付けて露光シ
ステムに記憶する事により、任意の露光プロセスについ
て、どのような照明条件で補正計測を実施すればどのよ
うな補正値が得られ、どの程度の補正残差が残るかを予
測することが可能となるため、最も高い精度が得られる
ような条件で「照明条件」を選定することが可能とな
る。

【００７５】さらに、"アライメント計測時に最低限必
要な重ね合わせ精度（１−３−１）"に基づいて「照明
条件」を決定することにより、必要最低限の補正精度が
得られ、且つ最もスループットの高い条件でアライメン
ト計測を実施することが可能となる。

【００７６】アライメント計測条件（例えば、計測位
置、計測点数、計測項目、計測時の照明条件)は、ロッ
ト処理中に計測した補正計測結果又は補正残差を同一ロ
ットの残りのウエハ処理に反映させ、ロット処理の途中
で計測条件を変更する事が可能である。

【００７７】図５は、本発明の好適な実施の形態に係る
露光システムにおいて、ロット処理中に補正計測結果又
は補正残差を残りのロット処理に反映させ、アライメン
ト計測条件を変更するシーケンスを示すフローチャート
である。

【００７８】本発明の好適な実施の形態に係る露光シス
テムは、図８〜図１１に例示したように、装置情報記憶
部、補正項目決定部、計測条件決定部、補正計測部、露
光処理部、補正残差計測部を有する。ここで、露光処理
部は、補正計測部による計測結果を露光処理に反映させ
る補正部（補正計測部による計測結果にしたがって補正
を行う補正部）を有する。

【００７９】ロット処理開始後、まず、ステップＳ１０
０では、装置情報記憶部は、自己が記憶している装置情
報を補正項目決定部及び計測条件決定部に送信する。ス
テップＳ２００では、補正項目決定部が、受信した装置
情報に基づいてアライメントに関する補正項目を決定す
ると共に、計測条件決定部が、受信した装置情報に基づ
いてアライメント計測条件を決定（変更）する。補正項
目及びアライメント計測条件の決定は、例えば前述の方
法に従う。ステップＳ３００では、計測条件決定部は、
決定したアライメント計測条件を補正計測部と装置情報
記憶部に送信する。ここで、アライメント計測条件が変
更された場合は、オペレータは、ロット内でいつどの計
測条件が変更されたかを知ることが出来る。ステップＳ
４００では、補正計測部は、受信したアライメント計測
条件に従ってアライメント計測を実施する。ステップＳ
５００では、補正計測部は、計測結果を露光処理部と装
置情報記憶部に送信する。ここで、オペレータは、ロッ
ト内でアライメント計測値がどのように変化したかを知
ることが出来る。ステップＳ６００では、露光処理部
は、計測結果を反映させて露光処理を実施する。ステッ
プＳ７００では、補正残差計測部は、補正残差を計測す
る。ステップＳ８００では、補正残差計測部は、補正残
差計測結果を装置情報記憶部に送信する。

【００８０】ステップＳ１００からＳ８００までの処理
をロット内の全ウエハ処理が終了するまで繰り返す事に
より、ロット内の補正計測結果と補正残差を反映させな
がらアライメント計測条件を決定することが可能とな
る。

【００８１】ここで、ウエハ毎に補正計測を実施しても
良いし、レジスト条件(種類、膜厚、分布)と補正残差よ
り、レジスト膜厚が前のウエハに対して変わった時、レ
ジスト分布が前のウエハに対して変わった時、補正残差
が前のウエハに対して大きくなった時等に補正計測を実
施するようにしても良い。

【００８２】また、補正計測自体を行わず、前のウエハ
についての補正計測結果に補正残差を加減算した補正値
を露光時に反映させても良い。

【００８３】次にキャリブレーション計測条件の決定に
ついて説明する。

【００８４】キャリブレーション計測条件の決定に際し
ては、「計測位置」は、例えば、フォーカスセンサーの
キャリブレーションの場合は、"露光ショットレイアウ
ト情報（１−１−６）"と"ウエハに塗布されているレジ
スト膜圧分布"に基づいて、膜圧分布の偏差が最も小さ
くなるショットの組み合わせとしてサンプルショットを
選定し、計測位置を決定しても良いし、レジスト分布が
平均的となるショットの組み合わせとしてサンプルショ
ットを選定し、計測位置を決定しても良い。

【００８５】以上は、"露光ショットレイアウト情報"
と"ウエハに塗布されているレジスト膜圧分布"による
「計測位置」の決定に関する説明であるが、「計測位
置」の決定では、露光システムに記憶・保持されてい
る、これら以外の装置情報の組み合わせに基づいてサン
プルショットを選定し、計測位置を決定しても良い。

【００８６】また、オートフォーカスキャリブレーショ
ンの場合は、"露光ショットサイズ（１−１−５）"と"
補正計測情報（２）"と"補正残差（３）"との関係に基
づいて、補正残差が最小となるように計測位置を決定し
ても良い。

【００８７】以上は、"露光ショットサイズ"と"補正計
測情報"と"補正残差"による「計測位置」の決定に関す
る例であるが、「計測位置」の決定では、露光システム
に記憶・保持されている、これら以外の装置情報の組み
合わせに基づいて計測位置を決定しても良い。

【００８８】また、ここでは、フォーカスセンサーのキ
ャリブレーションとオートフォーカスキャリブレーショ
ンの場合の「計測位置」の決定に関して説明したが、そ
の他の装置キャリブレーションの「計測位置」の決定に
関しても、露光システムに記憶・保持されている、これ
ら以外の装置情報の組み合わせに基づいて計測位置を決
定しても良い。

【００８９】補正精度向上に関しては、「計測位置」の
選定条件、補正計測結果、補正残差を対応付けて露光シ
ステムに記憶する事により、任意の露光プロセスについ
て、どの計測位置で補正計測を実施すればどのような補
正値が得られ、どの程度の補正残差が残るかを予測する
ことが可能となるため、最も高い精度が得られるような
条件で「計測位置」を選定することが可能となる。

【００９０】スループット向上に関しては、サンプルシ
ョット間の間隔が最も狭くなるような「計測位置」を選
定することによりキャリブレーション計測のスループッ
トが向上する。

【００９１】さらに、"キャリブレーション計測時に最
低限必要な計測精度（１−３−２）"に基づいて「計測
位置」を決定することにより、必要最低限の補正精度が
得られ、且つ最もスループットの高い条件でキャリブレ
ーション計測を実施することが可能となる。

【００９２】「計測点数」は、例えば、オートフォーカ
ス計測の場合は、"ウエハに露光するパターンの線幅
（１−１−４）"と"露光時のNAやσ絞りの位置（１−２
−１）"とに基づいて求めた焦点深度を満たす計測精度
が得られるように計測点数を決定することができる。ま
た、"キャリブレーション計測時に最低限必要な計測精
度（１−３−２）"に基づいて、計測精度が厳しい場合
は計測点数を増やし、計測精度が厳しくない場合は計測
点数を減らすように計測点数を決定しても良い。また、
補正残差が大きい場合は、以降のオートフォーカス計測
時の計測点数を増やして計測を行っても良い。

【００９３】ここでは、オートフォーカス計測の場合
の、"ウエハに露光するパターンの線幅"と"露光時のNA
やσ絞りの位置""による「計測点数」の決定と、"キャ
リブレーション計測時に最低限必要な計測精度"による
「計測点数」関して説明したが、「計測点数」の決定で
は、露光システムに記憶・保持されている情報の中か
ら、上記の条件以外の組み合わせを基に計測点数を決定
しても良い。

【００９４】また、倍率やディストーション計測の場合
は、"露光ショットサイズ（１−１−５）"と"補正残差
（３）"に基づいて、補正残差が小さくなるように計測
点数を決定することができる。また、"キャリブレーシ
ョン計測時に最低限必要な計測精度（１−３−２）"に
基づいて、計測精度が厳しい場合は計測点数を増やし、
計測精度が厳しくない場合は計測点数を減らすように計
測点数を決定しても良い。また、補正残差が大きい場合
は、以降の倍率やディストーション計測時の計測点数を
増やして計測を行っても良い。

【００９５】ここでは、倍率やディストーション計測の
場合の、"露光ショットサイズ"と"補正残差"による「計
測点数」の決定と、"キャリブレーション計測時に最低
限必要な計測精度"による「計測点数」関して説明した
が、「計測点数」の決定では、露光システムに記憶・保
持されている装置情報の他の組み合わせに基づいて計測
点数を決定しても良い。

【００９６】以上、「計測点数」の決定に関して一例を
説明したが、「計測点数」の決定では、露光システムに
記憶・保持されている装置情報の他の組み合わせに基づ
いてキャリブレーション計測時の計測点数を決定しても
良い。

【００９７】補正精度の向上に関しては、「計測点数」
選定条件と補正計測結果、補正残差を常に対応付けて記
憶する事により、任意の露光プロセスについて、何点の
計測点数で補正計測を実施すればどのような補正値が得
られ、どの程度の補正残差が残るかを予測することが可
能となるため、目標精度が得られるような条件で「計測
点数」を選定することが可能となる。

【００９８】スループットの向上に関しては、「計測点
数」を最少に選定することによりキャリブレーション計
測のスループットが向上する。

【００９９】さらに、"キャリブレーション計測時に最
低限必要な重ね合わせ精度（１−３−１）"に基づいて
「計測点数」を決定することにより、必要最低限の補正
精度が得られ、且つ最もスループットの高い条件でキャ
リブレーション計測を実施することが可能となる。

【０１００】「補正項目」は、例えば、"補正計測情報
（２）"と"補正残差（３）"とに基づいて補正残差が大
きい項目を補正項目とすることができる。また、"キャ
リブレーション計測時に最低限必要な重ね合わせ精度
（１−３−１）"に基づいて、精度の厳しい項目を補正
項目としても良い。

【０１０１】ここで、「補正項目」の決定に関して一例
を説明したが、「補正項目」の決定では、露光システム
に記憶・保持されている装置情報の他の組み合わせに基
づいてキャリブレーション補正項目を決定しても良い。

【０１０２】補正精度の向上に関しては、「補正項目」
の選定条件、補正計測結果、補正残差を対応付けて露光
システムに記憶する事により、任意の露光プロセスにつ
いて、どの補正項目で補正計測を実施すればどのような
補正値が得られ、どの艇の補正残差が残るかを予測する
ことが可能となるため、目標精度が得られるような条件
で「補正項目」を選定することが可能となる。

【０１０３】さらに、"キャリブレーション計測時に最
低限必要な重ね合わせ精度（１−３−１）"に基づいて
「補正項目」を決定することにより、必要最低限の補正
精度が得られ、且つ最もスループットの高い条件でキャ
リブレーション計測を実施することが可能となる。

【０１０４】「計測タイミング」は、例えば、オートフ
ォーカス計測の場合は、"補正残差（３）"に基づいて、
補正残差が大きくなった時に計測を実施するようにして
も良い。

【０１０５】ここでは、「計測タイミング」の決定に関
して一例を説明したが、「計測タイミング」の決定で
は、露光システムに記憶・保持されている上記以外の装
置情報の組み合わせに基づいて計測タイミングを決定し
ても良い。

【０１０６】補正精度の向上に関しては、「計測タイミ
ング」の選定条件、補正計測結果、補正残差を対応付け
て露光システムに記憶する事により、任意の露光プロセ
スについて、どの計測タイミングで補正計測を実施すれ
ばどのような補正値が得られ、どの程度の補正残差が残
るかを予測することが可能となるため、目標精度が得ら
れるような条件で「計測タイミング」を選定することが
可能となる。

【０１０７】さらに、"キャリブレーション計測時に最
低限必要な重ね合わせ精度（１−３−１）"に基づいて
「計測タイミング」を決定することにより、必要最低限
の補正精度が得られ、且つ最もスループットの高い条件
でキャリブレーション計測を実施することが可能とな
る。

【０１０８】「計測時の照明条件」は、例えば、オート
フォーカス計測の場合は、"露光時のNAやσ絞りの位置
（２−３−９）"に基づいて、露光時と同じ照明条件を
決定することができる。また、"ウエハに塗布したレジ
スト種類（１−１−１）"と"キャリブレーション計測条
件（２−３）"と"補正残差（３）"とに基づいて、レジ
スト種類別に補正残差が最小となるようなキャリブレー
ション計測条件を選定し、照明条件を決定しても良い。

【０１０９】ここでは、「計測時の照明条件」の決定に
関しての一例を説明したが、「照明条件」の決定では、
露光システムに記憶・保持されている装置情報の他の組
み合わせに基づいて照明条件を決定しても良い。

【０１１０】補正精度の向上に関しては、「照明条件」
の選定条件、補正計測結果、補正残差を対応付けて露光
システムに記憶する事により、任意の露光プロセスにつ
いて、どのような照明条件で補正計測を実施すればどの
ような補正値が得られ、どの程度の補正残差が残るかを
予測することが可能となるため、目標精度が得られるよ
うな条件で「照明条件」を選定することが可能となる。

【０１１１】さらに、"キャリブレーション計測時に最
低限必要な重ね合わせ精度（１−１−１）"に基づいて
「照明条件」を決定することにより、必要最低限の補正
精度が得られ、且つ最もスループットの高い条件でキャ
リブレーション計測を実施することが可能となる。

【０１１２】キャリブレーション計測条件(例えば、計
測位置、計測点数、計測項目、計測タイミング、計測時
の照明条件)は、ロット処理中に計測した補正計測結果
又は補正残差を同一ロットの残りのウエハ処理に反映さ
せ、ロット処理の途中で計測条件を変更する事が可能で
ある。

【０１１３】図６は、本発明の好適な実施の形態に係る
露光システムにおいて、ロット処理中に補正計測結果又
は補正残差を残りのロット処理に反映させ、キャリブレ
ーション計測条件を変更するシーケンスを示すフローチ
ャートである。

【０１１４】本発明の好適な実施の形態に係る露光シス
テムは、図８〜図１１に例示したように、装置情報記憶
部、計測工程決定部、計測条件決定部、補正計測部、露
光処理部、補正残差計測部を有する。

【０１１５】ロット処理開始後、まず、ステップＳ１１
０では、装置情報記憶部は、自己が記憶している装置情
報を補正項目決定部及び計測条件決定部に送信する。ス
テップＳ２１０では、補正項目決定部が、受信した装置
情報に基づいてキャリブレーションを実施する項目（補
正項目）を決定すると共に、計測条件決定部が、受信し
た装置情報に基づいてキャリブレーション計測条件を決
定（変更）する。補正項目及びキャリブレーション計測
条件の決定は、例えば前述の方法に従う。ステップＳ３
１０では、計測条件決定部は、決定したキャリブレーシ
ョン計測条件を補正計測部と装置情報記憶部に送信す
る。ここで、キャリブレーション計測条件が変更された
場合は、オペレータは、ロット内でいつどの計測条件が
変更されたかを知ることが出来る。ステップＳ４１０で
は、補正計測部は、受信したキャリブレーション計測条
件に従ってキャリブレーション計測を実施する。ステッ
プＳ５１０では、補正計測部は、計測結果を露光処理部
と装置情報記憶部に送信する。ここで、オペレータは、
ロット内でキャリブレーション計測値がどのように変化
したかを知ることが出来る。ステップＳ６１０では、露
光処理部は、計測結果を反映させて露光処理を実施す
る。ステップＳ７１０では、補正残差計測部は、補正残
差を計測する。ステップＳ８１０では、補正残差計測部
は、補正残差計測結果を装置情報記憶部に送信する。

【０１１６】ステップＳ１１０からＳ８１０までの処理
をロット内の全ウエハ処理が終了するまで繰り返す事に
より、ロット内の補正計測結果と補正残差を反映させな
がらキャリブレーション計測条件を決定することが可能
となる。

【０１１７】ここで、ウエハ毎に補正計測を実施しても
良いし、補正残差が大きくなった時に補正計測を実施す
るようにしても良い。補正計測はロット間(ロット処理
次のロット処理の間)に実施しても良い。

【０１１８】また、補正計測自体を行わず、前のウエハ
の補正計測結果に補正残差を加減算した補正値を露光時
に反映させても良い。

【０１１９】以下、本発明の好適な実施例としていくつ
かの装置構成例を挙げる。なお、以下の実施例は、例え
ば図１に示す露光装置に適用されうる。

【０１２０】［第１の実施例］図７は、本発明の第１の
実施例における露光システムの構成図である。この露光
システムは、単体の露光装置で構成される。すなわち、
この露光システム（露光装置）１００は、露光装置内
に、装置情報記憶部１１０、計測条件決定部１２０、補
正計測部１３０、露光処理部１４０、補正残差計測部１
５０、補正項目決定部１６０が組み込まれている。

【０１２１】以下、この露光システム１００における一
連の露光処理に関して説明する。

【０１２２】まず、補正項目決定部１６０及び計測条件
決定部１２０は、これまでの露光処理結果、補正計測結
果、補正残差についての各情報を装置情報記憶部１１０
から読み出す。

【０１２３】この代わりに、装置情報記憶部１１０が、
これから実施する露光処理における露光処理条件を補正
項目決定部１６０及び計測条件決定部１２０に送る他、
過去に今回と同一の露光処理条件で露光処理を実施した
ことがある場合にはその際の補正計測条件、補正計測結
果、補正計測後の補正残差を補正項目決定部１６０及び
計測条件決定部１２０に送ってもよい。ここで、過去に
今回と同一の露光処理条件で複数回の露光処理を実施し
たことがある場合には、全ての情報を補正項目決定部１
６０及び計測条件決定部１２０に送っても良いし、最も
補正精度が優れている結果を補正項目決定部１６０及び
計測条件決定部１２０に送っても良い。一方、過去に今
回と同一の露光処理条件で露光処理を実施したことがな
い場合は、これから実施する露光処理における露光処理
条件（例えば、レジスト種類、レジスト膜厚、レジスト
分布等のレジスト条件、パターン線幅等)とほぼ同一の
条件を検索し、検索した露光処理条件における補正計測
条件、補正計測結果、補正計測後の補正残差を補正項目
決定部１６０及び計測条件決定部１２０に送る。

【０１２４】補正項目決定部１６０は、装置情報記憶部
１１０から読み出した情報または装置情報記憶部１１０
から送られてきた情報に基づいて、キャリブレーション
の対象又はアライメント計測による補正の対象、すなわ
ち補正項目を決定する。決定した補正項目は、装置情報
記憶部１１０に送られる。

【０１２５】計測条件決定部１２０は、装置情報記憶部
１１０から読み出した情報または装置情報記憶部１１０
から送られてきた情報に基づいて、今回の補正計測時、
すなわち、キャリブレーション、アライメント計測時の
計測条件を決定する。計測条件は、前述の選定条件に従
って決定することができる。

【０１２６】また、これから露光処理を行う露光プロセ
ス条件(例えば、レジスト条件(種類、膜厚、分布)、パ
ターン線幅、照明条件、必要精度、露光レイアウト)に
基づいて求めた必要最低限の補正精度が得られるよう
に、過去に露光処理を実施した結果のうち、これから露
光処理を行う露光プロセス条件と同じ又は一番近いプロ
セス条件における計測条件で補正計測を実施し、露光処
理した結果、補正残差が必要最低限の補正精度を満たし
ている場合は、キャリブレーション、アライメントの計
測条件を過去の計測条件と同じ計測条件とすることもで
きる。

【０１２７】ここで、必要最低限の補正精度を満たして
いない場合は、補正精度を満たしていない補正項目の補
正計測条件を変更する。

【０１２８】補正計測条件の変更には、例えば、ａ）計測位置を変更する、ｂ）計測点数を増やす、ｃ）計測時の照明条件を変える、ｄ）計測タイミングを変える、のうちの１つ又は複数の条件を変更する事が含まれる。
このような変更により補正精度を向上させることができ
る。

【０１２９】計測条件決定部１２０により決定されたキ
ャリブレーション、アライメント計測時の計測条件は、
補正計測部１３０と装置情報記憶部１１０に送られる。
装置情報記憶部１１０では、装置情報として補正計測条
件を記憶する。補正計測部１３０は、送られてきた計測
条件に従って補正計測を実施する。補正計測部１３０で
計測された補正計測結果は、露光処理部１４０と装置情
報記憶部１１０に送られる。装置情報記憶部１１０は、
装置情報として補正計測結果を記憶する。露光処理部１
４０は、送られてきた補正計測結果を反映させて露光処
理を実施する。補正残差計測部１５０では、露光処理後
のウエハを計測し、補正残差を計測する。計測された補
正残差は、装置情報記憶部１１０に送られ、装置情報と
して記憶される。

【０１３０】装置情報記憶部１１０は、補正項目決定部
１６０、計測条件決定部１２０、補正計測部１３０、補
正残差計測部１５０から送られてきた補正項目、補正計
測条件、補正計測結果及び補正残差の他、今回の露光処
理の際の露光処理条件をも記憶する。ここで、例えば、
４つの情報(露光処理条件、補正計測条件、補正計測結
果、補正残差（補正項目）)を関連付けて記憶すること
が好ましい。関連付けは、例えば、各情報にIDを付けて
おいても良いし、記憶する際に４つの情報を１つの情報
にまとめて記憶しても良い。

【０１３１】［第２の実施例］図８は、本発明の第２の
実施例における露光システムの構成図である。この露光
システムは、露光装置２００Ａと計測機器２００Ｂとで
構成されている。露光装置２００Ａには、装置情報記憶
部２１０、計測条件決定部２２０、補正計測部２３０、
露光処理部２４０が組み込まれており、露光装置２００
Ａ外の計測機器２００Ｂには補正残差計測部２５０が組
み込まれている。

【０１３２】以下、この露光システムにおける一連の露
光処理に関して説明する。

【０１３３】まず、計測条件決定部２２０は、これまで
の露光処理結果、補正計測結果、補正残差についての各
情報を装置情報記憶部２１０から読み出す。

【０１３４】この代わりに、装置情報記憶部２１０が、
これから実施する露光処理における露光処理条件を補正
項目決定部２６０及び計測条件決定部２２０に送る他、
過去に同一露光処理条件で露光処理を実施したことがあ
る場合にはその際の補正計測条件、補正計測結果、補正
計測後の補正残差を補正項目決定部２６０及び計測条件
決定部２２０に送ってもよい。ここで、過去に、今回と
同一の露光処理条件で複数回の露光処理を実施したこと
がある場合には、全ての情報を補正項目決定部２６０及
び計測条件決定部２２０に送っても良いし、最も補正精
度が優れている情報を補正項目決定部２６０及び計測条
件決定部２２０送っても良い。一方、過去に今回と同一
の露光処理条件で露光処理を実施したことがない場合
は、これから実施する露光処理における露光処理条件
（例えば、レジスト種類、レジスト膜厚、レジスト分布
等のレジスト条件、パターン線幅等)とほぼ同一の条件
を検索し、検索した露光処理条件における補正計測条
件、補正計測結果、補正計測後の補正残差を計測条件決
定部２２０に送る。

【０１３５】補正項目決定部２６０は、装置情報記憶部
２１０から読み出した情報または装置情報記憶部２１０
から送られてきた情報に基づいて、キャリブレーション
の対象又はアライメント計測による補正の対象、すなわ
ち補正項目を決定する。決定した補正項目は、装置情報
記憶部２１０に送られる。

【０１３６】計測条件決定部２２０は、装置情報記憶部
２１０から読み出した情報または装置情報記憶部２１０
から送られてきた情報に基づいて、今回の補正計測時、
すなわち、キャリブレーション、アライメント計測時の
計測条件を決定する。

【０１３７】計測条件は、前述の選定条件に従って決定
することができる。

【０１３８】また、これから露光処理を行う露光プロセ
ス条件(例えば、レジスト条件(種類、膜厚、分布)、パ
ターン線幅、照明条件、必要精度、露光レイアウト)に
基づいて求めた必要最低限の補正精度が得られるよう
に、過去に露光処理を実施した結果のうち、これから露
光処理を行う露光プロセス条件と同じ又は一番近いプロ
セス条件における計測条件で補正計測を実施し、露光処
理した結果、補正残差が必要最低限の補正精度を満たし
ている場合は、キャリブレーション、アライメントの計
測条件を過去の計測条件と同じ計測条件とすることもで
きる。

【０１３９】ここで、必要最低限の補正精度を満たして
いない場合は、補正精度を満たしていない補正項目の補
正計測条件を変更する。

【０１４０】補正計測条件の変更には、例えば、ａ）計測位置を変更する、ｂ）計測点数を増やす、ｃ）計測時の照明条件を変える、ｄ）計測タイミングを変える、のうちの１つ又は複数の条件を変更する事が含まれる。
このような変更により補正精度を向上させることができ
る。

【０１４１】計測条件決定部２２０により決定されたキ
ャリブレーション、アライメント計測時の計測条件は、
補正計測部２３０と装置情報記憶部２１０に送られる。
装置情報記憶部２１０では、装置情報として補正計測条
件を記憶する。補正計測部２３０は、送られてきた計測
条件に従って補正計測を実施する。補正計測部２３０で
計測された補正計測結果は、露光処理部２４０と装置情
報記憶部２１０に送られる。装置情報記憶部２１０は、
装置情報として補正計測結果を記憶する。露光処理部２
４０は、送られてきた補正計測結果を反映させて露光処
理を実施する。

【０１４２】装置情報記憶部２１０は、補正残差計測部
２５０に対して、これから計測すべくウエハに対してど
のような露光処理が施されているかを知らせるために、
露光処理条件又は補正計測条件を送る。

【０１４３】補正残差計測部２５０は、露光処理後のウ
エハを計測し、補正残差を計測する。計測された補正残
差は装置情報記憶部２１０に送られ、装置情報として記
憶される。

【０１４４】装置情報記憶部２１０は、補正項目決定部
２６０、計測条件決定部２２０、補正計測部２３０、補
正残差計測部２５０から送られてきた補正項目、補正計
測条件、補正計測結果及び補正残差の他、今回の露光処
理の際の露光処理条件をも記憶する。ここで、例えば、
４つの情報(露光処理条件、補正計測条件、補正計測結
果、補正残差（補正項目）)を関連付けて記憶すること
が好ましい。関連付けは、各情報にIDを付けておいても
良いし、記憶する際に４つの情報を１つの情報にまとめ
て記憶しても良い。

【０１４５】本発明の第２の実施例によれば、補正残差
計測部２５０を露光装置２００Ａの外部の計測機器２０
０Ｂとし、露光装置２００Ａと計測機器２００Ｂとの間
をネットワーク等で接続する事により、露光装置として
の稼働率が向上すると共に、露光装置２００Ａで露光処
理中に計測機器２００Ｂにおいて既に露光処理が終了し
ているウエハの補正残差計測を実施することが可能とな
るため、トータルスループットも向上する。

【０１４６】［第３の実施例］図９は、本発明の第３の
実施例における露光処理システムの構成図である。この
露光システムは、複数の露光装置３００Ａ、３００Ｂ、
３００Ｃと、計測機器３００Ｄと、ホストコンピュータ
３００Ｅとで構成される。ホストコンピュータ３００Ｅ
には装置情報記憶部３１０が組み込まれており、露光装
置３００Ａ〜Ｃ内には、補正項目決定部３６０、計測条
件決定部３２０、補正計測部３３０、露光処理部３４０
が組み込まれており、露光装置外の計測機器３００Ｄに
は補正残差計測部３５０が組み込まれている。

【０１４７】以下、この露光システムにおける一連の露
光処理に関して説明する。

【０１４８】まず、装置情報記憶部３１０を有するホス
トコンピュータ３００Ｅは、これから露光処理を実施す
る露光装置に対して、露光処理条件を送る他、過去に同
一露光処理条件で露光処理を実施したことがある場合に
はその際の補正計測条件、補正計測結果、補正計測後の
補正残差を送る。ここで、過去に、今回と同一の露光処
理条件で複数回の露光処理を実施したことがある場合に
は、全ての情報を送っても良いし、最も補正精度が優れ
ている情報を送っても良い。一方、過去に今回と同一の
露光処理条件で露光処理を実施したことがない場合は、
これから実施する露光処理における露光処理条件（例え
ば、レジスト種類、レジスト膜厚、レジスト分布等のレ
ジスト条件、パターン線幅等）とほぼ同一の条件を検索
し、検索した露光処理条件における補正計測条件、補正
計測結果、補正計測後の補正残差を該当する露光装置
（露光処理を実施する露光装置）に送る。

【０１４９】露光装置の補正項目決定部３６０は、ホス
トコンピュータ３００Ｅから受け取った各情報に基づい
て、キャリブレーションの対象又はアライメント計測に
よる補正の対象、すなわち補正項目を決定する。

【０１５０】露光装置の計測条件決定部３２０は、ホス
トコンピュータ３００Ｅから受け取った各情報に基づい
て、今回の補正計測、すなわち、キャリブレーション、
アライメント計測時の計測条件を決定する。

【０１５１】計測条件は、前述の選定条件に従って決定
することができる。

【０１５２】また、これから露光処理を行う露光プロセ
ス条件(例えば、レジスト条件(種類、膜厚、分布)、パ
ターン線幅、照明条件、必要精度、露光レイアウト)に
基づいて求めた必要最低限の補正精度を装置情報記憶部
３１０から受け取った補正計測結果が満たしている場合
は、キャリブレーション、アライメントの計測条件を装
置情報記憶部３１０から受け取った計測条件と同じ計測
条件としても良い。

【０１５３】ここで、必要最低限の補正精度を満たして
いない場合は、補正精度を満たしていない補正項目の補
正計測条件を変更する。

【０１５４】補正計測条件の変更には、例えば、ａ）計測位置を変更する、ｂ）計測点数を増やす、ｃ）計測時の照明条件を変える、ｄ）計測タイミングを変える、のうちの１つ又は複数の条件を変更する事が含まれる。
このような変更により補正精度を向上させることができ
る。

【０１５５】計測条件決定部３３０により決定されたキ
ャリブレーション、アライメント計測時の計測条件は、
装置情報記憶部３１０に送られる。装置情報記憶部３１
０では、装置情報として補正計測条件を記憶する。補正
計測部３３０は、送られてきた計測条件に従って補正計
測を実施する。補正計測部３３０で計測された補正計測
結果は、露光処理部３４０と装置情報記憶部３１０に送
られる。装置情報記憶部３１０は、装置情報として補正
計測結果を記憶する。露光処理部３４０は、送られてき
た補正計測結果を反映させて露光処理を実施する。

【０１５６】露光装置では、ロットの最終ウエハの露光
処理が終了するまで補正計測条件の決定から露光処理ま
での処理が繰り返し実施される。

【０１５７】ホストコンピュータ３００Ｅは、露光装置
で露光処理が終了したウエハについて、計測機器３００
Ｄに対して補正残差計測処理を実施するように指示す
る。ホストコンピュータ３００Ｅは、計測機器３００Ｄ
に対して、これから計測すべきウエハに対してどのよう
な露光処理が施されているかを知らせるために、露光処
理条件又は補正計測条件を送る。

【０１５８】補正残差計測部３５０(計測機器３００Ｄ)
は、露光処理条件又は補正計測条件に基づいてウエハ上
のどの位置にどのようなマークが露光されているかを知
り、補正残差を計測する。

【０１５９】計測された補正残差は、装置情報記憶部３
１０(ホストコンピュータ３００Ｅ)に送られ、装置情報
として記憶される。

【０１６０】装置情報記憶部３１０(ホストコンピュー
タ３００Ｅ)では、露光装置(補正項目決定部３６０、計
測条件決定部３２０、補正計測部３４０)より送られて
きた補正項目、補正計測条件、補正計測結果及び計測機
器３００Ｄ(補正残差計測部３５０)より送られてきた補
正残差の他、今回の露光処理の際の露光処理条件をも記
憶する。ここで、例えば、４つの情報(露光処理条件、
補正計測条件、補正計測結果、補正残差（補正項目）)
を関連付けて記憶することが好ましい。関連付けは、各
情報にIDを付けておいても良いし、記憶する際に４つの
情報を１つの情報にまとめて記憶しても良い。

【０１６１】本発明の第３の実施例によれば、装置情報
記憶部３１０をホストコンピュータ３００Ｅ等の、露光
装置３００Ａ〜Ｃの上位装置に設けること、補正残差計
測部３５０を露光装置３００Ａ〜Ｃ以外の計測機器とす
ること、ホストコンピュータ３００Ｅと露光装置３００
Ａ〜Ｃ及び計測機器３００Ｄとの間をネットワーク等で
接続することにより、複数台の露光装置と計測機器を並
列に動作させる事が可能となるため、生産ラインの稼働
率が向上する。

【０１６２】本発明の第３の実施例によれば、生産ライ
ン中の複数台の露光装置が処理プロセスに対して最適な
計測条件でキャリブレーション及びアライメントを実施
することが可能となるため、歩留まりを向上することが
可能となる。

【０１６３】以上、３つの実施例を挙げたが、他の構成
を採用することもできる。例えば、図１０に示すよう
に、ホストコンピュータ４００Ｅに装置情報記憶部４１
０を組み込み、サブコンピュータ４００Ｆに計測条件決
定部４２０を組み込み、サブコンピュータ４００Ｆの制
御下に置かれた計測機器４００Ｃ、４００Ｄにそれぞれ
補正計測部４３０、補正残差計測部４５０を組み込むこ
とができる。そして、ホストコンピュータ４００Ｅの制
御下に露光処理部４４０を有する露光装置４００Ａ及び
４００Ｂを置き、露光装置４４０Ａ及び４４０Ｂ、ホス
トコンピュータ４００Ｅ、サブコンピュータ４００Ｆ、
計測機器４００Ｃ及び４０Ｄをネットワーク接続するこ
とができる。

【０１６４】また、図１１に示すように、ホストコンピ
ュータ５１０に装置情報記憶部／計測条件決定部／補正
項目決定部５１０を組み込み、ホストコンピュータ５１
０と、露光処理部５４０を有する露光装置５００Ａ〜５
００Ｄと、補正計測部５３０を有する規則機器５００Ｇ
及び５００Ｈと、補正残差計測部５５０を有する計測機
器５００Ｅ及び５００Ｆとをネットワークで接続する構
成としても良い。

【０１６５】すなわち、キャリブレーション計測又はア
ライメント計測の計測条件を決定するための情報である
露光処理条件（１）、補正計測情報（２）、補正計測後
の補正残差（３）の情報を計測条件決定部が取得するこ
とができる構成であり、且つ、露光処理条件（１）、補
正計測情報（２）、補正計測後の補正残差（３）の情報
を記憶することができる構成であればよい。

【０１６６】上記の露光システムにおいて、装置情報記
憶部、計測条件決定部、補正計測部、露光処理部、補正
残差計測部は、半導体製造工程において最も高いパフォ
ーマンス（例えば、補正残差の低減、スループットの向
上）が得られるように配置されうる。ここで、装置情報
記憶部、補正項目決定部、計測条件決定部、補正計測
部、露光処理部、補正残差計測部は、分散して配置され
ることが好ましく、これにより生産ライン及び生産工場
全体の稼働率及び生産性を向上させることができる。

【０１６７】以上のように、本発明の好適な実施の形態
によれば、キャリブレーション及びアライメント計測時
の計測条件を過去の処理履歴及び露光結果の補正残差に
基づいて自動で決定するため、プロセス条件に最適な計
測条件を迅速に決定し、最適な計測条件でキャリブレー
ション及びアライメント計測を実施することができる。
これにより、オペレータは計測条件の決定作業から解放
され、また、スループット及び歩留まりが向上する。

【０１６８】［露光装置の応用例］次に上記の露光装置
を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。

【０１６９】図１２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。

【０１７０】ステップ１（回路設計）では、半導体デバ
イスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク作製）で
は、設計した回路パターンに基づいてマスクを作製す
る。一方、ステップ３（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４（ウエハ
プロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを
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。

【０１７１】次のステップ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６（検査）で
は、ステップ５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なう。こうした工程
を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７で、これを
出荷する。

【０１７２】図１３は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。

【０１７３】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、ウエハ表
面に絶縁膜を成膜する。ステップ１３（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
１４（イオン打込み）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、上記の露光
装置によって回路パターンをウエハに転写する。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なうことによって、
ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。

【０１７４】

【発明の効果】本発明によれば、例えば、露光装置を補
正するための計測の際の条件を適切かつ迅速に自動で決
定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用しうる露光装置の構成を示す概略
図である。

【図２】フォーカスキャリブレーションのシーケンスを
示すフローチャートである。

【図３】アライメント計測のシーケンスを示すフローチ
ャートである。

【図４】補正残差とサンプルショットを示す図である。

【図５】本発明の好適な実施の形態に係る露光システム
において、ロット処理中に補正計測結果又は補正残差を
残りのロット処理に反映させ、アライメント計測条件を
変更するシーケンスを示すフローチャートである。

【図６】本発明の好適な実施の形態に係る露光システム
において、ロット処理中に補正計測結果又は補正残差を
残りのロット処理に反映させ、キャリブレーション計測
条件を変更するシーケンスを示すフローチャートであ
る。

【図７】本発明の第１の実施例における露光システムの
構成図である。

【図８】本発明の第２の実施例における露光システムの
構成図である。

【図９】本発明の第３の実施例における露光処理システ
ムの構成図である。

【図１０】本発明の他の実施例における露光処理システ
ムの構成図である。

【図１１】本発明の更に他の実施例における露光処理シ
ステムの構成図である。

【図１２】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフ
ローチャートである。

【図１３】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１：露光光源２：レチクル３：レチクル基準プレート４：レチクルステージ５：投影光学系６：投光光学系７：検出光学系８：ウエハ９：ステージ基準プレート１０：ウエハステージ２０：画像検出光学系２１：ファイバ２２：ハーフミラー２３：対物レンズ２４：ミラー２５：位置センサ３０：光源制御系４０：レチクルステージ制御系５０：投影光学系制御系６０：ウエハステージ制御系７０：露光装置制御系

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光装置の制御方法であって、露光に関する記憶された情報に基づいて前記露光装置の
補正項目を決定する補正項目決定工程と、決定された補正項目について前記露光装置を補正するた
めの計測を行う際の計測条件を決定する計測条件決定工
程と、決定された計測条件に従って計測を行う計測工程と、前記決定された補正項目について、前記計測工程による
計測結果に基づいて前記露光装置を補正する補正工程
と、を含むことを特徴とする露光装置の制御方法。
【請求項２】前記露光に関する記憶された情報は、露光処理を実施する際の条件に関する露光処理条件情報
と、前記露光装置を補正するために過去に実施された計測に
関する補正計測情報と、前記露光装置を過去に補正した際の補正残差に関する補
正残差情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とす
る請求項１に記載の露光装置の制御方法。
【請求項３】前記補正項目決定工程では、フォーカス、像面、レンズディストーション、レンズ倍率、ウエハ倍率、ウエハ直交度、ウエハ回転、ウエハシフト、ショット倍率、ショット回転、ショットシフトのうち少なくとも１つを補正項目として決定することを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置の制
御方法。
【請求項４】前記補正項目決定工程では、原版と基板
とのアライメント、又は、前記露光装置のキャリブレー
ションに関して、補正項目を決定することを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の露光装置の制御方法。
【請求項５】前記計測条件決定工程では、ウエハ上の
マークの計測に関して、計測点数、計測位置、計測時の照明条件のうち少なくとも１つを決定することを特徴とする請求
項１に記載の露光装置の制御方法。
【請求項６】前記計測条件決定工程では、キャリブレ
ーションに関して、計測点数、計測位置、計測時の照明条件、計測タイミング、のうち少なくとも１つを決定することを特徴とする請求
項１に記載の露光装置の制御方法。
【請求項７】前記計測条件決定工程では、必要なスル
ープット又は必要な補正精度に基づいて計測条件を決定
することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか
１項に記載の露光装置の制御方法。
【請求項８】前記計測条件決定工程によって決定され
た計測条件及び該計測条件に従って前記計測工程で行わ
れた計測の結果を露光に関する情報として記憶装置に記
憶させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１乃至
請求項７のいずれか１項に記載の露光装置の制御方法。
【請求項９】露光装置を含む露光システムであって、露光に関する情報を記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された前記露光に関する情報に基づ
いて前記露光装置の補正項目を決定する補正項目決定部
と、決定された補正項目について前記露光装置を補正するた
めの計測を行う際の計測条件を決定する計測条件決定部
と、決定された計測条件に従って計測を行う計測部と、前記決定された補正項目について、前記計測部による計
測結果に基づいて前記露光装置を補正する補正部と、を備えることを特徴とする露光システム。
【請求項１０】前記露光に関する記憶された情報は、露光処理を実施する際の条件に関する露光処理条件情報
と、前記露光装置を補正するために過去に実施された計測に
関する補正計測情報と、前記露光装置を過去に補正した際の補正残差に関する補
正残差情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とす
る請求項９に記載の露光システム。
【請求項１１】前記補正項目決定部は、フォーカス、像面、レンズディストーション、レンズ倍率、ウエハ倍率、ウエハ直交度、ウエハ回転、ウエハシフト、ショット倍率、ショット回転、ショットシフトのうち少なくとも１つを補正項目として決定することを
特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の露光装置の
制御方法。
【請求項１２】前記補正項目決定部は、原版と基板と
のアライメント、又は、前記露光装置のキャリブレーシ
ョンに関して、補正項目を決定することを特徴とする請
求項９又は請求項１０に記載の露光システム。
【請求項１３】前記計測条件決定部は、ウエハ上のマ
ークの計測に関して、計測点数、計測位置、計測時の照明条件のうち少なくとも１つを決定することを特徴とする請求
項９に記載の露光システム。
【請求項１４】前記計測条件決定部は、キャリブレー
ションに関して、計測点数、計測位置、計測時の照明条件、計測タイミング、計測像高のうち少なくとも１つを決定することを特徴とする請求
項９に記載の露光システム。
【請求項１５】前記計測条件決定部は、必要なスルー
プット又は必要な補正精度に基づいて計測条件を決定す
ることを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれか
１項に記載の露光システム。
【請求項１６】前記記憶装置は、前記計測条件決定部
によって決定された計測条件及び該計測条件に従って前
記計測部によって行われた計測の結果を露光に関する情
報として記憶することを特徴とする請求項９乃至請求項
１５のいずれか１項に記載の露光システム。
【請求項１７】請求項９乃至１６のいずれか１項に記
載の露光システムを用いて基板上に回路を形成すること
を特徴とするデバイスの製造方法。