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JP4873230B2 - Exposure method, exposure apparatus, measurement method, and measurement apparatus - Google Patents

Exposure method, exposure apparatus, measurement method, and measurement apparatus Download PDF

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JP4873230B2 JP2006139657A JP2006139657A JP4873230B2 JP 4873230 B2 JP4873230 B2 JP 4873230B2 JP 2006139657 A JP2006139657 A JP 2006139657A JP 2006139657 A JP2006139657 A JP 2006139657A JP 4873230 B2 JP4873230 B2 JP 4873230B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、露光方法、露光装置、計測方法及び計測装置に係り、さらに詳しくは、基板上の複数のパターン領域各々に所定パターンの像を重ね合わせて転写する露光方法及び装置、基板上の複数のパターン領域各々の形状情報を計測する計測方法及び装置に関する。   The present invention relates to an exposure method, an exposure apparatus, a measurement method, and a measurement apparatus. More specifically, the present invention relates to an exposure method and apparatus that superimposes and transfers an image of a predetermined pattern to each of a plurality of pattern regions on a substrate, and a plurality of on a substrate. The present invention relates to a measurement method and apparatus for measuring shape information of each pattern area.

半導体素子や液晶表示素子のデバイス製造工程においては、回路パターン(デバイスパターン)を階層的に形成すべく、半導体基板や液晶基板上の回路パターンが形成されている領域(ショット領域)各々に、さらにレチクル上のデバイスパターンの像を重ね合わせて転写する必要がある。そのため、従来より、基板とレチクルのデバイスパターンとの位置合わせ、いわゆるウエハアライメントが行われている(例えば、特許文献1参照)。   In a device manufacturing process of a semiconductor element or a liquid crystal display element, in order to form a circuit pattern (device pattern) hierarchically, each of the regions (shot regions) where the circuit pattern on the semiconductor substrate or the liquid crystal substrate is formed is further It is necessary to superimpose and transfer the device pattern image on the reticle. For this reason, conventionally, alignment of the substrate and the device pattern of the reticle, so-called wafer alignment, has been performed (see, for example, Patent Document 1).

このウエハアライメントは、基本的には、基板上のショット領域の中心とレチクルのデバイスパターンの中心との位置合わせであるが、厳密にいえば、ショット中心以外の場所においても、パターン同士を正確に位置合わせするのが望ましく、ショット領域全面において正確に位置合わせするのが理想であるのは勿論である。このような位置合わせを実現するためには、基板上に形成されたデバイスパターンの形状を予め把握しておき、転写するデバイスパターンの像を、その形状に近づける必要がある。   This wafer alignment is basically the alignment of the center of the shot area on the substrate and the center of the reticle device pattern. Strictly speaking, however, the patterns can be accurately aligned even at locations other than the shot center. Of course, it is desirable to align, and it is ideal to accurately align the entire shot area. In order to realize such alignment, it is necessary to grasp in advance the shape of the device pattern formed on the substrate, and to bring the image of the device pattern to be transferred closer to that shape.

しかしながら、プロセス起因の基板の変形などにより、基板上の個々のショット領域の形状は、ショット領域によって異なったものとなる。したがって、個々のショット領域の形状を把握するためには、ショット領域ごとに、多数のアライメントマークを測定する必要があり、その測定に要する時間だけ、露光工程のスループットの低下が懸念される。   However, the shape of each shot region on the substrate varies depending on the shot region due to deformation of the substrate caused by the process. Therefore, in order to grasp the shape of each shot area, it is necessary to measure a large number of alignment marks for each shot area, and there is a concern that the throughput of the exposure process will be reduced by the time required for the measurement.

特開昭61−44429号公報JP-A 61-44429

本発明は、第1の観点からすると、基板上の複数のパターン領域各々に所定パターンの像を重ね合わせて転写する露光方法であって、前記各パターン領域内に配置された複数のマークの位置情報を測定する第1副工程と、複数の異なるサンプル数及び配置で、前記マークの位置情報に基づいて、そのパターン領域の形状情報を算出する第2副工程と、前記複数のマークの位置情報に基づいて算出されるそのパターン領域の形状情報と、前記第1副工程における前記複数のマークの数とは異なるサンプル数及び配置の下でそれぞれ算出された前記各パターン領域の形状情報との違いを比較し、その違いが所定範囲内となるサンプル数及び配置を、最適な取得方法として決定する第3副工程と、を含み、前記所定パターンの像と前記各パターン領域との重ね合わせ転写に先立って、前記基板上の複数のパターン領域各々の形状情報の取得方法を最適化する最適化工程と;前記最適化された取得方法を用いて、前記重ね合わせ転写の際の前記基板上の複数のパターン領域各々の形状情報を取得する取得工程と;を含む露光方法である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an exposure method for superimposing and transferring an image of a predetermined pattern on each of a plurality of pattern areas on a substrate, wherein the positions of the plurality of marks arranged in each of the pattern areas A first sub-process for measuring information, a second sub-process for calculating shape information of the pattern area based on the position information of the mark with a plurality of different sample numbers and arrangements, and position information of the plurality of marks The shape information of the pattern region calculated based on the difference between the shape information of each pattern region calculated under the number of samples and the arrangement different from the number of the plurality of marks in the first sub-process comparing the third includes a sub-step, a image and each of patterns territory of the predetermined pattern to determine the number of samples and arrangements the difference falls within a predetermined range, as the optimal method for obtaining An optimization step of optimizing a method for acquiring shape information of each of the plurality of pattern areas on the substrate prior to the overlay transfer; and using the optimized acquisition method during the overlay transfer An acquisition step of acquiring shape information of each of the plurality of pattern regions on the substrate.

これによれば、所定パターンの像と基板上のパターン領域との重ね合わせ転写に先立って、基板上の複数のパターン領域各々の形状情報の取得方法を最適化するので、最適化された取得方法を用いて、重ね合わせ転写の際の基板上の複数のパターン領域の各々の形状情報を、高精度かつ高スループットに取得することが可能となる。   According to this, since the acquisition method of the shape information of each of the plurality of pattern areas on the substrate is optimized prior to the overlay transfer of the image of the predetermined pattern and the pattern area on the substrate, the optimized acquisition method The shape information of each of the plurality of pattern areas on the substrate at the time of overlay transfer can be acquired with high accuracy and high throughput.

本発明は、第2の観点からすると、基板上の複数のパターン領域各々の形状情報を計測する計測方法であって、前記各パターン領域内に配置された複数のマークの位置情報を測定する第1副工程と、複数の異なるサンプル数及び配置で、前記マークの位置情報に基づいて、そのパターン領域の形状情報を算出する第2副工程と、前記複数のマークの位置情報に基づいて算出されるそのパターン領域の形状情報と、前記第1副工程における前記複数のマークの数とは異なるサンプル数及び配置の下でそれぞれ算出された前記各パターン領域の形状情報との違いを比較し、その違いが所定範囲内となるサンプル数及び配置を、最適な取得方法として決定する第3副工程と、を含み、前記所定パターンの像と前記各パターン領域との重ね合わせ転写に先立って、前記基板上の複数のパターン領域各々の形状情報の取得方法を最適化する最適化工程と;前記最適化された取得方法の下で、前記重ね合わせ転写の際の前記基板上の複数のパターン領域各々の形状情報を取得する取得工程と;を含む計測方法である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a measurement method for measuring shape information of each of a plurality of pattern areas on a substrate, wherein the position information of a plurality of marks arranged in each of the pattern areas is measured. Calculated based on one sub-process, a second sub-process that calculates shape information of the pattern area based on the position information of the mark, and a plurality of different sample numbers and arrangements, and the position information of the plurality of marks. Comparing the difference between the shape information of the pattern region and the shape information of each pattern region calculated under the number of samples and the arrangement different from the number of the plurality of marks in the first sub-step, the number of samples and arrangements difference falls within a predetermined range, wherein the third sub-step of determining a best acquisition method, superposition of image and the respective pattern regions of the predetermined pattern transfer An optimization step of optimizing a method for acquiring shape information of each of a plurality of pattern regions on the substrate; and a plurality of the plurality of regions on the substrate during the overlay transfer under the optimized acquisition method. An acquisition step of acquiring shape information of each of the pattern regions.

これによれば、所定パターンの像と基板上のパターン領域との重ね合わせ転写に先立って、基板上の複数のパターン領域各々の形状情報の取得方法を最適化するので、最適化された取得方法を用いて、重ね合わせ転写の際の基板上の複数のパターン領域の各々の形状情報を、高精度かつ高スループットに取得することが可能となる。   According to this, since the acquisition method of the shape information of each of the plurality of pattern areas on the substrate is optimized prior to the overlay transfer of the image of the predetermined pattern and the pattern area on the substrate, the optimized acquisition method The shape information of each of the plurality of pattern areas on the substrate at the time of overlay transfer can be acquired with high accuracy and high throughput.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1には、本発明の一実施形態に係るデバイス製造処理システムの概略構成が示されている。図1に示されるように、デバイス製造処理システム1000は、半導体ウエハを処理し、そのウエハ上にマイクロデバイスを製造するためにデバイス製造工場内に構築されている。図1に示されるように、このデバイス製造処理システム1000は、露光装置100と、その露光装置100に隣接して配置されたトラック200と、管理コントローラ160と、解析装置500と、ホストシステム600と、デバイス製造処理装置群900とを備えている。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a device manufacturing processing system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a device manufacturing processing system 1000 is built in a device manufacturing factory to process semiconductor wafers and manufacture micro devices on the wafers. As shown in FIG. 1, the device manufacturing processing system 1000 includes an exposure apparatus 100, a track 200 disposed adjacent to the exposure apparatus 100, a management controller 160, an analysis apparatus 500, and a host system 600. And a device manufacturing processing apparatus group 900.

[露光装置]
露光装置100は、デバイスパターンを、フォトレジストが塗布されたウエハに転写する装置である。露光装置100は、コヒーレントな露光光ILを射出する照明系10、露光光ILにより照明されるデバイスパターン等が形成されたレチクルRを保持するレチクルステージ(不図示)、露光光ILにより照明されたデバイスパターン等を投影する両側テレセントリックな投影光学系PL、露光対象となるウエハWを保持するウエハステージWST、オフアクシスのアライメント系AS及びこれらを統括制御する主制御装置20等を備えている。
[Exposure equipment]
The exposure apparatus 100 is an apparatus that transfers a device pattern to a wafer coated with a photoresist. The exposure apparatus 100 is illuminated with an illumination system 10 that emits coherent exposure light IL, a reticle stage (not shown) that holds a reticle R on which a device pattern illuminated by the exposure light IL is formed, and the exposure light IL. A double-sided telecentric projection optical system PL for projecting a device pattern and the like, a wafer stage WST for holding a wafer W to be exposed, an off-axis alignment system AS, and a main controller 20 for comprehensively controlling them.

照明系10からの露光光ILは、レチクルステージに保持されたレチクルR上に形成された回路パターン等のデバイスパターンを照明する。この照射領域を照明領域IARとする。照明領域IARを経由した露光光ILは、投影光学系PLを介して、ウエハホルダWHを介して、ウエハステージWSTに保持されたウエハWの被露光面上に導かれる。これにより、ウエハWの被露光面上には、照明領域IAR内のデバイスパターンの投影像が形成される。この投影像が形成される領域を露光領域IAとする。   The exposure light IL from the illumination system 10 illuminates a device pattern such as a circuit pattern formed on the reticle R held on the reticle stage. This irradiation area is defined as an illumination area IAR. The exposure light IL that has passed through the illumination area IAR is guided to the exposure surface of the wafer W held on the wafer stage WST via the projection optical system PL and the wafer holder WH. Thereby, a projected image of the device pattern in the illumination area IAR is formed on the exposed surface of the wafer W. An area where this projection image is formed is defined as an exposure area IA.

ここで、投影光学系PLの光軸と平行な座標軸をZ軸とするXYZ座標系を考える。ウエハステージWSTは、XY平面(すなわちX軸、Y軸、θz軸方向)を移動可能であるとともに、ウエハWの面を、Z軸方向のシフト、θx(X軸回りの回転)方向、θy(Y軸回りの回転)方向、すなわち6自由度に調整することが可能である。レチクルステージは、ウエハステージWSTに同期してY軸方向に移動することが可能である。   Here, consider an XYZ coordinate system in which the coordinate axis parallel to the optical axis of the projection optical system PL is the Z axis. Wafer stage WST can move in the XY plane (that is, in the X-axis, Y-axis, and θz-axis directions), and the surface of wafer W is shifted in the Z-axis direction, in the θx (rotation around the X-axis) direction, and in θy ( (Rotation around the Y axis) direction, that is, 6 degrees of freedom can be adjusted. The reticle stage can move in the Y-axis direction in synchronization with wafer stage WST.

この両ステージの投影光学系PLの投影倍率に応じたY軸方向への同期走査により、レチクルR上のデバイスパターンが、照明領域IARを横切るのに同期して、ウエハWの被露光面が露光領域IAを横切るようになる。これにより、レチクルR上のデバイスパターン全体が、ウエハW上に転写されるようになる。露光装置100は、露光光ILに対し、上述した両ステージの相対同期走査と、ウエハステージWSTのステッピングを繰り返すことにより、ウエハW上の複数の異なる領域(ショット領域SA)にレチクルR上のデバイスパターンが転写される。すなわち、露光装置100は、走査露光(ステップ・アンド・スキャン)方式の露光装置である。   By the synchronous scanning in the Y-axis direction corresponding to the projection magnification of the projection optical system PL of both stages, the exposed surface of the wafer W is exposed in synchronization with the device pattern on the reticle R crossing the illumination area IAR. The region IA is crossed. As a result, the entire device pattern on the reticle R is transferred onto the wafer W. The exposure apparatus 100 repeats the above-described relative synchronous scanning of both stages and the stepping of the wafer stage WST with respect to the exposure light IL, so that a device on the reticle R is placed on a plurality of different areas (shot areas SA) on the wafer W. The pattern is transferred. That is, the exposure apparatus 100 is a scanning exposure (step-and-scan) type exposure apparatus.

主制御装置20には、両ステージの同期制御や、投影光学系PLの焦点深度内にウエハWの面を一致させるオートフォーカス/レベリング制御(以下、単に、フォーカス制御という)などを行うステージ制御系と、投影光学系PLの結像性能を制御するレンズ制御系と(いずれも不図示)などの各種制御系が構築されている。   The main controller 20 includes a stage control system that performs synchronous control of both stages and autofocus / leveling control (hereinafter simply referred to as focus control) for matching the surface of the wafer W within the depth of focus of the projection optical system PL. Various control systems such as a lens control system for controlling the imaging performance of the projection optical system PL (all not shown) are constructed.

ステージ制御系のうち、両ステージの同期制御を行う制御系を同期制御系とし、ステージ位置(ウエハ面)のZ位置(すなわち投影光学系PLのフォーカス方向に関するウエハの位置)やX軸回り、Y軸回りの回転量(デバイスパターンの投影像に対するウエハ面の傾き)を制御する制御系を、フォーカス制御系とする。   Among the stage control systems, a control system that performs synchronous control of both stages is a synchronous control system, and the Z position of the stage position (wafer surface) (that is, the wafer position with respect to the focus direction of the projection optical system PL), the X axis, A control system that controls the amount of rotation around the axis (the tilt of the wafer surface with respect to the projected image of the device pattern) is referred to as a focus control system.

同期制御系は、走査露光中、両ステージの同期制御を行い、両ステージの位置を計測する干渉計等のその計測値に基づいて、それらの同期誤差を低減するフィードバック制御を行っている。また、露光装置100には、ウエハ面のフォーカス/レベリングずれを複数計測点にて検出する斜入射方式のフォーカス検出系(不図示)が設けられている。   The synchronous control system performs synchronous control of both stages during scanning exposure, and performs feedback control to reduce the synchronization error based on the measured value of an interferometer or the like that measures the position of both stages. Further, the exposure apparatus 100 is provided with an oblique incidence type focus detection system (not shown) for detecting a focus / leveling shift on the wafer surface at a plurality of measurement points.

主制御装置20のフォーカス制御系は、このウエハWの被露光面の面高さや傾きに基づいて、露光領域IAを横切るウエハWの被露光面を、投影光学系PLの像面に一致させるようなフィードバック制御を行っている。   The focus control system of the main controller 20 matches the exposed surface of the wafer W that crosses the exposure area IA with the image surface of the projection optical system PL based on the surface height and inclination of the exposed surface of the wafer W. Feedback control is performed.

投影光学系PLは、屈折光学素子(レンズ素子)等の複数の光学系(不図示)を含んでいる。これらのレンズ素子のうち、幾つかのレンズ素子は、レンズ制御系によって外部からその位置と姿勢を調整可能な可動レンズとなっている。これらのレンズ素子各々が、X軸、Y軸、Z軸(光軸)方向にシフト駆動であり、各軸回りの回転方向(θx、θy、θz)に回転駆動可能、すなわち6自由度に駆動可能な構成となっている。レンズ制御系は、これらのレンズ素子を駆動することにより、ウエハWの被露光面上に投影されるレチクル上のパターンの像の形状を変形させることが可能である。   Projection optical system PL includes a plurality of optical systems (not shown) such as refractive optical elements (lens elements). Among these lens elements, some lens elements are movable lenses whose positions and postures can be adjusted from the outside by a lens control system. Each of these lens elements is shift-driven in the X-axis, Y-axis, and Z-axis (optical axis) directions, and can be rotationally driven around each axis (θx, θy, θz), that is, driven with six degrees of freedom. It has a possible configuration. The lens control system can change the shape of the pattern image on the reticle projected onto the exposed surface of the wafer W by driving these lens elements.

露光装置100に搬入されたウエハWは、その外形を基準としてラフにアライメントされた状態で、ウエハステージWST上にロードされる。これにより、ウエハステージWST上にロードされるウエハWの保持位置及びθz回りの回転量は、常に、ほぼ同じとなる。   Wafer W carried into exposure apparatus 100 is loaded on wafer stage WST in a state of being roughly aligned with respect to its outer shape. Thereby, the holding position of the wafer W loaded on the wafer stage WST and the rotation amount around θz are always substantially the same.

図2、図3(A)に示されるように、ウエハW上において、デバイスパターンが転写形成された矩形状のショット領域SAがすでに配列状に形成されている場合には、レチクルR上のデバイスパターンを、そのショット領域SAに正確に重ね合わせて転写する必要がある。そこで、露光装置100では、ウエハステージWSTにロードされたウエハW上にそのデバイスパターンとともに形成されたウエハマーク(ショット領域SAに付設されたウエハマークM)を、オフアクシス方式のアライメント系ASで計測して、XY座標系におけるそのマークの位置座標を計測する。   As shown in FIGS. 2 and 3A, when rectangular shot areas SA on which a device pattern is transferred are already formed in an array on the wafer W, devices on the reticle R are formed. It is necessary to accurately superimpose and transfer the pattern onto the shot area SA. Therefore, in exposure apparatus 100, wafer mark (wafer mark M attached to shot area SA) formed with the device pattern on wafer W loaded on wafer stage WST is measured by off-axis alignment system AS. Then, the position coordinates of the mark in the XY coordinate system are measured.

なお、デバイスパターンの正確な重ねあわせ転写を行うためには、ウエハW上のすべてのウエハマークの位置情報を計測してもよいが、それでは、スループットに影響が出るおそれがある。そこで、露光装置100では、実際に計測するウエハマークを限定し、計測されたウエハマークの位置の計測結果から、ウエハW上のショット領域SAの配列を統計的に推定するグローバルアライメント技術を採用している。露光装置100では、このグローバルアライメントとして、設計上のショット配列に対する実際のショット配列のずれを、X、Y位置座標を独立変数とする多項式で表現し、統計演算を行ってその多項式における妥当な係数を求める、いわゆるEGA方式のウエハアライメントが採用されている。EGA方式のウエハアライメントでは、まず、計測対象のウエハマークを計測するショット領域を幾つか選択する。選択されたショット領域をサンプルショットという。アライメント系ASでは、サンプルショットに付設されたウエハマーク(サンプルマーク)の位置を計測する。このような計測動作を、以下ではEGA計測と呼ぶ。   In order to perform accurate overlay transfer of device patterns, the positional information of all wafer marks on the wafer W may be measured, but this may affect the throughput. Therefore, the exposure apparatus 100 employs a global alignment technique that limits the wafer marks to be actually measured and statistically estimates the arrangement of the shot areas SA on the wafer W from the measurement results of the measured wafer mark positions. ing. In the exposure apparatus 100, as this global alignment, the deviation of the actual shot arrangement from the designed shot arrangement is expressed by a polynomial having X and Y position coordinates as independent variables, and statistical calculation is performed to obtain an appropriate coefficient in the polynomial. So-called EGA type wafer alignment is employed. In the EGA-type wafer alignment, first, several shot areas for measuring a measurement target wafer mark are selected. The selected shot area is called a sample shot. The alignment system AS measures the position of a wafer mark (sample mark) attached to the sample shot. Such a measurement operation is hereinafter referred to as EGA measurement.

EGA方式のウエハアライメントでは、このEGA計測の計測結果、すなわち幾つかのサンプルマークの位置情報に基づく統計演算により、ウエハ中心を原点とするサンプルマークの設計上のX,Y位置座標を(Wx,Wy)としたときの、その設計上の位置座標(Wx,Wy)に対する各ショット領域SAの中心のX,Y位置座標の補正量(ΔX、ΔY)を推定する。   In the EGA wafer alignment, the X and Y position coordinates on the design of the sample mark with the wafer center as the origin are expressed by (Wx, Y) by statistical calculation based on the measurement result of this EGA measurement, that is, the position information of several sample marks. The correction amount (ΔX, ΔY) of the X and Y position coordinates of the center of each shot area SA with respect to the designed position coordinates (Wx, Wy) is estimated.

例えば、あるショット領域SAのショット中心のX軸方向、Y軸方向の補正量を(ΔX、ΔY)とする。ショット領域SAの配列の線形成分のみを考慮すると、(ΔX、ΔY)は、次式のような(Wx,Wy)の1次の多項式で表現される。
ΔX=Cx_10・Wx+Cx_01・Wy+Cx_00+ΔSX…(W1−1)
ΔY=Cy_10・Wx+Cy_01・Wy+Cy_00+ΔSY…(W1−2)
ここで、Cx_10、Cx_01、Cx_00、Cy_10、Cy_01、Cy_00は、ショット配列のスケーリング成分、回転成分、オフセット成分などの1次成分、0次成分の係数である。なお、(ΔSX,ΔSY)については、後述する。
For example, assume that correction amounts in the X-axis direction and Y-axis direction of the shot center of a certain shot area SA are (ΔX, ΔY). Considering only the linear components of the array of shot areas SA, (ΔX, ΔY) is expressed by a first-order polynomial of (Wx, Wy) as in the following equation.
ΔX = Cx — 10 · Wx + Cx — 01 · Wy + Cx — 00 + ΔSX (W1-1)
ΔY = Cy — 10 · Wx + Cy — 01 · Wy + Cy — 00 + ΔSY (W1-2)
Here, Cx_10, Cx_01, Cx_00, Cy_10, Cy_01, and Cy_00 are coefficients of the first-order component and the zero-order component such as the scaling component, the rotation component, and the offset component of the shot arrangement. Note that (ΔSX, ΔSY) will be described later.

さらに、ショット領域SAの配列の2次成分までを考慮すると、(ΔX、ΔY)は、次式のような、(Wx,Wy)の2次の多項式で表現される。
ΔX=Cx_20・Wx2+Cx_11・Wx・Wy+Cx_02・Wy2+Cx_10・Wx+Cx_01・Wy+Cx_00+ΔSX…(W2−1)
ΔY=Cy_20・Wx2+Cy_11・Wx・Wy+Cy_02・Wy2+Cy_10・Wx+Cy_01・Wy+Cy_00+ΔSY…(W2−2)
ここで、Cx_20、Cx_11、Cx_02、Cy_20、Cy_11、Cy_02は、2次成分の係数である。
Further, considering up to the second order component of the array of shot areas SA, (ΔX, ΔY) is expressed by a second order polynomial of (Wx, Wy) as in the following equation.
ΔX = Cx — 20 • Wx 2 + Cx — 11 • Wx • Wy + Cx — 02 • Wy 2 + Cx — 10 • Wx + Cx — 01 • Wy + Cx — 00 + ΔSX (W2-1)
ΔY = Cy — 20 · Wx 2 + Cy — 11 · Wx · Wy + Cy — 02 · Wy 2 + Cy — 10 · Wx + Cy — 01 · Wy + Cy — 00 + ΔSY (W2-2)
Here, Cx_20, Cx_11, Cx_02, Cy_20, Cy_11, and Cy_02 are coefficients of secondary components.

さらに、ショット領域SAの配列の3次成分までを考慮すると、(ΔX、ΔY)は、次式のような、(Wx,Wy)の3次の多項式で表現される。
ΔX=Cx_30・Wx3+Cx_21・Wx2・Wy+Cx_12・Wx・Wy2+Cx_03・Wy3+Cx_20・Wx2+Cx_11・Wx・Wy+Cx_02・Wy2+Cx_10・Wx+Cx_01・Wy+Cx_00+ΔSX…(W3−1)
ΔY=Cy_30・Wx3+Cy_21・Wx2・Wy+Cy_12・Wx・Wy2+Cy_03・Wy3+Cy_20・Wx2+Cy_11・Wx・Wy+Cy_02・Wy2+Cy_10・Wx+Cy_01・Wy+Cy_00+ΔSY…(W3−2)
ここで、Cx_30、Cx_21、Cx_12、Cx_03、Cy_30、Cy_21、Cy_12、Cy_03は、3次の係数である。
Further, considering up to the third order component of the array of shot areas SA, (ΔX, ΔY) is expressed by a third order polynomial of (Wx, Wy) as in the following equation.
ΔX = Cx — 30 • Wx 3 + Cx — 21 • Wx 2 • Wy + Cx — 12 • Wx • Wy 2 + Cx — 03 • Wy 3 + Cx — 20 • Wx 2 + Cx — 11 • Wx • Wy + Cx — 02 • Wy 2 + Cx — 10 • Wx + Cx — 01 • Wy + Cx — 01 • Wy + Cx — 01 • Wy + Cx
ΔY = Cy_30 · Wx 3 + Cy — 21 · Wx 2 · Wy + Cy — 12 · Wx · Wy 2 + Cy — 03 · Wy 3 + Cy — 20 · Wx 2 + Cy —11 · Wx · Wy + Cy — 02 · Wy 2 + Cy — 10 · Wx + Cy — 00 · Wy + Cy — 00 · Wy + Cy — 01 · Wy + Cy
Here, Cx_30, Cx_21, Cx_12, Cx_03, Cy_30, Cy_21, Cy_12, and Cy_03 are cubic coefficients.

本実施形態では、上記EGA計測に基づいて、得られたウエハマークの位置情報に基づいて、ショット領域SAの配列の成分をどのレベルの次数まで考慮するかを判断し、その判断結果に対応する上記式(W1−1)、(W1−2)の組、式(W2−1)、式(W2−2)の組、式(W3−1)、式(W3−2)の組のいずれか1つの組を用いて、例えば最小二乗法などを用いて、上記式の係数を求める。このような演算を、以下ではEGA演算と呼ぶ。上記多項式により求められる、各ショット領域SAの位置のXY補正量(ΔX、ΔY)を、EGA補正量という。なお、EGA方式のウエハアライメントの詳細については、例えば特開昭61−44429号公報等に開示されている。   In the present embodiment, based on the EGA measurement, based on the obtained wafer mark position information, it is determined to which level of order the components of the array of shot areas SA are to be considered, and the determination result corresponds to the determination result. Any of the above formulas (W1-1) and (W1-2), the formula (W2-1), the formula (W2-2), the formula (W3-1), and the formula (W3-2) The coefficient of the above equation is obtained using one set, for example, using the least square method. Such an operation is hereinafter referred to as an EGA operation. The XY correction amount (ΔX, ΔY) at the position of each shot area SA obtained by the above polynomial is referred to as an EGA correction amount. The details of the EGA type wafer alignment are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-44429.

上述した式(W1−1)〜(W3−2)は、ショット領域SAの配列を表現したものであり、各ショット領域SAの中心と、レチクルR上のデバイスパターンの中心との位置合わせのための情報である。本実施形態では、この中心同士の位置合わせだけでなく、ショット領域SA自体の変形も考慮する。上述した(ΔSX、ΔSY)の項は、ショット領域SA自体の変形を考慮して設けられている。   The above-described formulas (W1-1) to (W3-2) represent the arrangement of the shot areas SA, and are used to align the center of each shot area SA with the center of the device pattern on the reticle R. Information. In the present embodiment, not only the alignment between the centers but also the deformation of the shot area SA itself is considered. The terms (ΔSX, ΔSY) described above are provided in consideration of deformation of the shot area SA itself.

図3(B)に示されるように、各ショット領域SA内には、複数のウエハマークMが均等に配置された状態で転写形成されている。図3(B)には、このウエハマークの一例であるウエハマークMの拡大図が示されている。すなわち、ウエハマークMは、X軸方向をその配列方向とするライン・アンド・スペース・パターン(L/Sパターン)と、Y軸方向をその配列方向とするL/Sパターンとする2次元位置検出用のマークとなっている。   As shown in FIG. 3B, a plurality of wafer marks M are transferred and formed in each shot area SA in an evenly arranged state. FIG. 3B shows an enlarged view of a wafer mark M which is an example of the wafer mark. That is, the wafer mark M has a two-dimensional position detection in which a line-and-space pattern (L / S pattern) having the arrangement direction in the X-axis direction and an L / S pattern having the arrangement direction in the Y-axis direction. It is a mark for.

ウエハマークMが、ショット領域SA内に複数配置されているので、それら個々のウエハマークMの全体の位置関係に基づいて、そのショット領域SAの形状を把握することが可能となる。上記式(W1ー1)〜(W3−2)では、ショット領域SAの形状、すなわち、ショット領域SA内のパターンの設計上のXY位置座標と実際のXY位置座標とのずれ量を(ΔSX、ΔSY)として表している。このショット領域SAの形状(ΔSX、ΔSY)についても、ショット内中心を原点とするXY座標系(Sx、Sy)を考慮すると、(Sx、Sy)の多項式で表現することができる。   Since a plurality of wafer marks M are arranged in the shot area SA, the shape of the shot area SA can be grasped based on the overall positional relationship of the individual wafer marks M. In the above formulas (W1-1) to (W3-2), the deviation amount between the shape of the shot area SA, that is, the design XY position coordinates of the pattern in the shot area SA and the actual XY position coordinates is represented by (ΔSX, ΔSY). The shape (ΔSX, ΔSY) of the shot area SA can also be expressed by a polynomial of (Sx, Sy) in consideration of the XY coordinate system (Sx, Sy) with the center in the shot as the origin.

例えば、ショット領域SAの形状を、その線形成分のみ考慮すると、(ΔSX、ΔSY)は、次式に示されるような、(Sx,Sy)の1次の多項式で表される。
ΔSX=Csx_10・Sx+Csx_01・Sy+Csx_00…(S1−1)
ΔSY=Csy_10・Sx+Csy_01・Sy+Csy_00…(S1ー2)
ここで、Csx_10、Csx_01、Csx_00、Csy_10、Csy_01、Csy_00は、ショット領域SAのスケーリング成分、回転成分、オフセット成分などの1次成分、0次成分の係数である。
For example, considering only the linear component of the shape of the shot area SA, (ΔSX, ΔSY) is represented by a first order polynomial of (Sx, Sy) as shown in the following equation.
ΔSX = Csx — 10 · Sx + Csx — 01 · Sy + Csx — 00 (S1-1)
ΔSY = Csy_10 · Sx + Csy_01 · Sy + Csy_00 (S1-2)
Here, Csx_10, Csx_01, Csx_00, Csy_10, Csy_01, and Csy_00 are coefficients of primary components and zero-order components such as a scaling component, a rotation component, and an offset component of the shot area SA.

さらに、ショット領域SAの形状を、その2次成分までを考慮すると、(ΔSX、ΔSY)は、次式で表現される。
ΔSX=Csx_20・Sx2+Csx_11・Sx・Sy+Csx_02・Sy2+Csx_10・Sx+Csx_01・Sy+Csx_00…(S2−1)
ΔSY=Csy_20・Sx2+Csy_11・Sx・Sy+Csy_02・Sy2+Csy_10・Sx+Csy_01・Sy+Csy_00…(S2−2)
ここで、Csx_20、Csx_11、Csx_02、Csy_20、Csy_11、Csy_02は、2次成分の係数である。
Further, considering the shape of the shot area SA up to its secondary component, (ΔSX, ΔSY) is expressed by the following equation.
ΔSX = Csx — 20 · Sx 2 + Csx —11 · Sx · Sy + Csx — 02 · Sy 2 + Csx —10 · Sx + Csx — 01 · Sy + Csx —00 (S2-1)
ΔSY = Csy — 20 · Sx 2 + Csy — 11 • Sx • Sy + Csy — 02 • Sy 2 + Csy —10 • Sx + Csy —01 • Sy + Csy —00 (S2-2)
Here, Csx — 20, Csx — 11, Csx — 02, Csy — 20, Csy — 11, and Csy — 02 are secondary component coefficients.

さらに、ショット領域SAの形状を、3次成分までも考慮すると、(ΔSX、ΔSY)は、次式で表現される。
ΔSX=Csx_30・Sx3+Csx_21・Sx2・Sy+Csx_12・Sx・Sy2+Csx_03・Sy3+Csx_20・Sx2+Csx_11・Sx・Sy+Csx_02・Sy2+Csx_10・Sx+Csx_01・Sy+Csx_00…(S3−1)
ΔSY=Csy_30・Sx3+Csy_21・Sx2・Sy+Csy_12・Sx・Sy2+Csy_03・Sy3+Csy_20・Sx2+Csy_11・Sx・Sy+Csy_02・Sy2+Csy_10・Sx+Csy_01・Sy+Csy_00…(S3−2)
ここで、Csx_30、Csx_21、Csx_12、Csx_03、Csy_30、Csy_21、Csy_12、Csy_03は、3次の係数である。
Further, considering the shape of the shot area SA up to the third order component, (ΔSX, ΔSY) is expressed by the following equation.
ΔSX = Csx — 30 · Sx 3 + Csx —21 · Sx 2 · Sy + Csx —12 · Sx · Sy 2 + Csx —03 · Sy 3 + Csx —20 · Sx 2 + Csx —11 · Sx · Sy + Csx —02 · Sy 2 + Csx_10 · Sx + Sx + 10 × S01
ΔSY = Csy_30 · Sx 3 + Csy_21 · Sx 2 · Sy + Csy_12 · Sx · Sy 2 + Csy_03 · Sy 3 + Csy_20 · Sx 2 + Csy_11 · Sx · Sy + Csy_02 · Sy 2 + Csy_10_S01 + Sy + 10
Here, Csx — 30, Csx — 21, Csx — 12, Csx — 03, Csy — 30, Csy — 21, Csy — 12, and Csy — 03 are third-order coefficients.

本実施形態では、アライメント系ASを用いて、ショット領域SA内の複数のウエハマークMの位置情報を検出し、それらの位置情報に基づいて、サンプルショットの中心のX,Y位置座標を算出するとともに、そのショット領域SAの形状を表す上記式(S1−1)、式(S1−2)の組、上記式(S2−1)、式(S2−2)の組、上記式(S3−1)、式(S3−2)の組のいずれか1つの多項式の組を用いて、多項式フィッティングを行ったときの係数を、例えば最小二乗法を用いて求める。   In the present embodiment, the alignment system AS is used to detect the position information of the plurality of wafer marks M in the shot area SA, and the X and Y position coordinates of the center of the sample shot are calculated based on the position information. In addition, the above formula (S1-1), the set of formula (S1-2), the above formula (S2-1), the set of formula (S2-2), and the above formula (S3-1) representing the shape of the shot area SA. ), A coefficient when polynomial fitting is performed using any one of the sets of equations (S3-2) is obtained using, for example, the least square method.

主制御装置20は、上述したように、露光装置100の各種構成要素を制御するコンピュータシステムである。露光装置100の各種動作は、主制御装置20の統括制御によって実現されるものであり、上述した同期制御系、フォーカス制御系、レンズ制御系などは、主制御装置20内に含まれている。主制御装置20は、デバイス製造処理システム1000内に構築された通信ネットワークに接続され、その通信ネットワークを介して外部とのデータ送受信が可能となっている。主制御装置20は、この通信ネットワークを介して、コマンドを受けて動作し、各種制御誤差のトレースデータを解析装置500に送信し、解析装置500によって最適化されたパラメータに関する情報を受信して、主制御装置20内に設定する。   The main controller 20 is a computer system that controls various components of the exposure apparatus 100 as described above. Various operations of the exposure apparatus 100 are realized by the overall control of the main controller 20, and the above-described synchronous control system, focus control system, lens control system, and the like are included in the main controller 20. The main controller 20 is connected to a communication network constructed in the device manufacturing processing system 1000, and can send and receive data to and from the outside via the communication network. The main control device 20 operates in response to a command via this communication network, transmits trace data of various control errors to the analysis device 500, receives information on the parameters optimized by the analysis device 500, Set in main controller 20.

[トラック]
図1に戻り、トラック200は、露光装置100を囲むチャンバ(不図示)に接するように配置されている。トラック200は、内部に備える搬送ラインにより、主として露光装置100に対するウエハWの搬入・搬出を行っている。
[truck]
Returning to FIG. 1, the track 200 is disposed in contact with a chamber (not shown) surrounding the exposure apparatus 100. The track 200 mainly carries the wafer W into and out of the exposure apparatus 100 by a transfer line provided inside.

[コータ・デベロッパ]
トラック200内には、レジスト塗布処理を行うコータ、現像処理を行うデベロッパ、PEB処理を行うPEB装置などを備えるコータ・デベロッパ(C/D)110が設けられている。C/D110は、露光装置100や、測定検査器120などの外部の装置とは、独立して動作可能である。C/D110は、トラック200内の搬送ラインに沿って配置されており、この搬送ラインによって、露光装置100とC/D110とトラック200外部との間でウエハWの搬送が可能となる。また、C/D110は、デバイス製造処理システム1000内の通信ネットワークと接続されており、外部とのデータ送受信が可能となっている。
[Coater / Developer]
In the track 200, a coater / developer (C / D) 110 including a coater for performing a resist coating process, a developer for performing a development process, a PEB apparatus for performing a PEB process, and the like is provided. The C / D 110 can operate independently of external apparatuses such as the exposure apparatus 100 and the measurement / inspection instrument 120. The C / D 110 is arranged along a transfer line in the track 200, and the transfer of the wafer W can be performed between the exposure apparatus 100, the C / D 110 and the outside of the track 200 by this transfer line. Further, the C / D 110 is connected to a communication network in the device manufacturing processing system 1000, and can send and receive data to and from the outside.

すなわち、露光装置100とトラック200内のC/D110は、相互にインライン接続されている。ここで、インライン接続とは、装置間及び各装置内の処理ユニット間を、ロボットアームやスライダ等のウエハWを自動搬送する搬送装置を介して接続することを意味する。このインライン接続により、露光装置100とC/D110との間でのウエハWの受け渡し時間を格段に短くすることができる。   That is, the exposure apparatus 100 and the C / D 110 in the track 200 are connected inline to each other. Here, the in-line connection means that the apparatuses and the processing units in each apparatus are connected via a transfer device that automatically transfers the wafer W such as a robot arm or a slider. With this in-line connection, the transfer time of the wafer W between the exposure apparatus 100 and the C / D 110 can be remarkably shortened.

インライン接続された露光装置100とトラック200は、これを一体として、1つの基板処理装置(100、200)とみなすこともできる。基板処理装置(100、200)は、ウエハWに対して、フォトレジスト等の感光剤を塗布する塗布工程と、感光剤が塗布されたウエハW上にマスク又はレチクルRのパターンの像を投影露光する露光工程と、露光工程が終了した後のPEB工程、その後のウエハWを現像する現像工程等を行う。実際には、デバイス製造処理システム1000は、基板処理装置(100、200)を複数備えている。   The exposure apparatus 100 and the track 200 that are connected in-line can be regarded as one substrate processing apparatus (100, 200). The substrate processing apparatus (100, 200) applies a photosensitive agent such as a photoresist to the wafer W, and projects and exposes a mask or reticle R pattern image on the wafer W coated with the photosensitive agent. An exposure process to be performed, a PEB process after the exposure process is completed, a subsequent development process to develop the wafer W, and the like are performed. Actually, the device manufacturing processing system 1000 includes a plurality of substrate processing apparatuses (100, 200).

[測定検査器]
測定検査器120は、ウエハWを対象とする種々の測定検査を行うことが可能な複合的な測定検査器である。測定検査器120は、露光装置100におけるウエハステージWSTと同様に、露光装置100のウエハホルダWHとマッチングのとれた(それぞれのウエハホルダWHで保持したときにウエハWの状態の差が既知の)ウエハホルダを介して、ウエハWを保持するステージを備えている。このステージのXY位置は、ウエハステージWSTと同様に、不図示の干渉計により常時計測されている。測定検査器120のコントローラは、この干渉計の計測位置により、ステージのXY位置を制御する。この測定検査器120は、露光装置100のアライメント系ASと同様のアライメント系を備えている。測定検査器120では、ウエハWのウエハマークMの位置測定を、露光装置100と同じように実施することができる。
[Measurement and inspection equipment]
The measurement / inspection instrument 120 is a complex measurement / inspection instrument capable of performing various measurement / inspections on the wafer W. Similar to wafer stage WST in exposure apparatus 100, measurement / inspection instrument 120 uses a wafer holder that is matched with wafer holder WH of exposure apparatus 100 (the difference in state of wafer W is known when held by each wafer holder WH). A stage for holding the wafer W is provided. Similar to wafer stage WST, the XY position of this stage is always measured by an interferometer (not shown). The controller of the measurement / inspection instrument 120 controls the XY position of the stage based on the measurement position of the interferometer. The measurement / inspection instrument 120 includes an alignment system similar to the alignment system AS of the exposure apparatus 100. The measurement / inspection instrument 120 can measure the position of the wafer mark M on the wafer W in the same manner as the exposure apparatus 100.

測定検査器120には、この他にも、必要な測定検査内容に応じて、様々なセンサが設けられている。測定検査器120は、露光装置100やC/D110とは、独立して動作可能である。デバイス製造処理システム1000内の搬送ラインは、露光装置100、C/D110、測定検査器120の間を、ウエハW毎に搬送可能であるものとする。また、測定検査器120は、通信ネットワークを介してデータの入出力が可能である。   In addition to the above, the measurement / inspection instrument 120 is provided with various sensors according to the required measurement / inspection contents. The measurement / inspection instrument 120 can operate independently of the exposure apparatus 100 and the C / D 110. It is assumed that the transfer line in the device manufacturing processing system 1000 can be transferred for each wafer W between the exposure apparatus 100, the C / D 110, and the measurement / inspection instrument 120. The measurement / inspection instrument 120 can input / output data via a communication network.

[デバイス製造処理装置群]
デバイス製造処理装置群900としては、CVD装置910と、エッチング装置920と、CMP装置930と、酸化・イオン注入装置940とが設けられている。CVD装置910は、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長法)等を用いて、ウエハW上に、反射防止膜、トップコート膜などの薄膜を生成する装置である。エッチング装置920は、現像されたウエハWに対しエッチングを行う装置である。CMP装置930は、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing)によってウエハWの表面を平坦化する研磨装置である。酸化・イオン注入装置940は、ウエハWの表面に酸化膜を形成し、又はウエハW上の所定位置に不純物を注入するための装置である。
[Device manufacturing processing equipment group]
The device manufacturing processing apparatus group 900 includes a CVD apparatus 910, an etching apparatus 920, a CMP apparatus 930, and an oxidation / ion implantation apparatus 940. The CVD apparatus 910 is an apparatus that generates a thin film such as an antireflection film or a topcoat film on the wafer W by using CVD (Chemical Vapor Deposition) or the like. The etching apparatus 920 is an apparatus that performs etching on the developed wafer W. The CMP apparatus 930 is a polishing apparatus that planarizes the surface of the wafer W by chemical mechanical polishing. The oxidation / ion implantation apparatus 940 is an apparatus for forming an oxide film on the surface of the wafer W or implanting impurities into a predetermined position on the wafer W.

CVD装置910、エッチング装置920、CMP装置930、酸化・イオン注入装置940の間は、相互間でウエハWを搬送可能とするための搬送経路が設けられている。デバイス製造処理装置群900には、この他にも、プロービング処理、リペア処理、ダイシング処理、パッケージング処理、ボンディング処理などを行う装置も含まれている。   Between the CVD apparatus 910, the etching apparatus 920, the CMP apparatus 930, and the oxidation / ion implantation apparatus 940, a transfer path for enabling transfer of the wafer W between them is provided. In addition to this, the device manufacturing processing apparatus group 900 includes apparatuses that perform probing processing, repair processing, dicing processing, packaging processing, bonding processing, and the like.

[管理コントローラ]
管理コントローラ160は、露光装置100により実施される露光工程を集中的に管理するとともに、トラック200内のC/D110、測定検査器120の管理及びそれらの連携動作の制御を行う。このようなコントローラとしては、例えば、パーソナルコンピュータを採用することができる。管理コントローラ160は、デバイス製造処理システム1000内の通信ネットワークを通じて、処理、動作の進捗状況を示す情報や、処理結果、測定検査結果を示す情報を各装置から受信し、デバイス製造処理システム1000の製造ライン全体の状況を把握し、露光工程等が適切に行われるように、各装置の管理及び制御を行う。
[Management controller]
The management controller 160 centrally manages the exposure process performed by the exposure apparatus 100, and manages the C / D 110 and the measurement / inspection instrument 120 in the track 200 and controls their cooperative operation. As such a controller, for example, a personal computer can be adopted. The management controller 160 receives information indicating the progress status of processing and operation, information indicating processing results, and measurement / inspection results from each apparatus through a communication network in the device manufacturing processing system 1000, and manufactures the device manufacturing processing system 1000. Understand the situation of the entire line, and manage and control each device so that the exposure process and the like are performed appropriately.

[解析装置]
解析装置500は、デバイス製造処理システム1000内の通信ネットワークと接続されており、デバイス製造処理システム1000内の各種装置との間のデータ送受信が可能となっている。解析装置500は、ウエハW上のショット領域SAの配列及びショット形状の解析を行って、露光装置100で行われるウエハアライメントの処理方法の最適化等を行う。
[Analyzer]
The analysis apparatus 500 is connected to a communication network in the device manufacturing processing system 1000, and can transmit and receive data to and from various apparatuses in the device manufacturing processing system 1000. The analysis apparatus 500 analyzes the arrangement and shot shape of the shot areas SA on the wafer W to optimize the wafer alignment processing method performed by the exposure apparatus 100 and the like.

このような解析装置500を実現するハードウエアとしては、例えばパーソナルコンピュータを採用することができる。この場合、解析処理は、解析装置500のCPU(不図示)で実行される解析プログラムの実行により実現される。この解析プログラムは、CD−ROMなどのメディア(情報記録媒体)により供給され、PCにインストールされた状態で実行される。   As hardware for realizing such an analysis apparatus 500, for example, a personal computer can be employed. In this case, the analysis process is realized by executing an analysis program executed by a CPU (not shown) of the analysis apparatus 500. This analysis program is supplied by a medium (information recording medium) such as a CD-ROM and is executed in a state installed in a PC.

次に、デバイス製造システム1000におけるデバイス製造工程の一連のプロセスの流れについて説明する。図4には、このプロセスのフローチャートが示されている。このデバイス製造システム1000の一連のプロセスは、ホスト600及び管理コントローラ160によってスケジューリングされ、管理されている。実際には、ロット単位で、ウエハW毎に、図4に示される処理が繰り返されるようになる。ウエハWには、すでに一層以上のデバイスパターンが形成されている。図4中の点線ブロックの処理は、ロット中で、ホスト600により指定されたウエハWに対して実行され、指定されていないウエハWに対しては実行されない。   Next, a flow of a series of device manufacturing steps in the device manufacturing system 1000 will be described. FIG. 4 shows a flowchart of this process. A series of processes of the device manufacturing system 1000 is scheduled and managed by the host 600 and the management controller 160. Actually, the processing shown in FIG. 4 is repeated for each wafer W in lot units. One or more device patterns are already formed on the wafer W. The process of the dotted line block in FIG. 4 is executed for the wafer W designated by the host 600 in the lot, and is not executed for the wafer W not designated.

図4に示されるように、まず、CVD装置910においてウエハW上に膜を生成し(ステップ201)、そのウエハWをC/D110に搬送し、C/D110においてそのウエハW上にレジストを塗布する(ステップ203)。   As shown in FIG. 4, first, a film is formed on the wafer W in the CVD apparatus 910 (step 201), the wafer W is transferred to the C / D 110, and a resist is applied on the wafer W in the C / D 110. (Step 203).

次のステップ205、ステップ207の処理は、ホスト600から指定されたウエハWに対してのみ実行される。ステップ205では、露光対象となっているウエハWを測定検査器120に搬送し、測定検査器120においてウエハWに対する事前測定検査処理を行う。そして、ステップ207では、解析装置500において、後述のステップ209で行われる露光装置100におけるウエハアライメントの処理方法の最適化を行う。ここで、測定検査器120の測定検査結果に基づいて、事前にアライメントの処理方法の最適化を行えば、最適化されたアライメントの処理方法で、露光装置100のウエハアライメントを行うことが可能となる。   The processes in the next step 205 and step 207 are executed only for the wafer W designated by the host 600. In step 205, the wafer W to be exposed is transferred to the measurement / inspection instrument 120, and the measurement / inspection instrument 120 performs a pre-measurement / inspection process on the wafer W. In step 207, the analysis apparatus 500 optimizes the wafer alignment processing method in the exposure apparatus 100 performed in step 209 described later. Here, if the alignment processing method is optimized in advance based on the measurement inspection result of the measurement / inspection instrument 120, the wafer alignment of the exposure apparatus 100 can be performed by the optimized alignment processing method. Become.

まず、ステップ205では、測定検査器120にウエハWをウエハホルダWHとマッチングのとれたウエハホルダ上に保持させ、ウエハW上のすべてのショット領域SAにおけるすべてのウエハマークMの位置情報を計測する。この計測結果は、解析装置500に送られる。   First, in step 205, the wafer W is held on the wafer holder matched with the wafer holder WH by the measurement / inspection instrument 120, and the position information of all the wafer marks M in all the shot areas SA on the wafer W is measured. The measurement result is sent to the analysis apparatus 500.

図5には、ステップ207の解析装置500におけるアライメント処理方法最適化処理のフローチャートが示されている。図5に示されるように、まず、ステップ301では、カウンタ値iを1にセットする。次のステップ305では、i番目のショット領域内のすべてのマークの位置情報に基づいて、そのショット領域SAの形状の関数フィッティングを行う。上記式(S1−1)〜式(S3−2)の(Sx,Sy)に、ショット内座標系におけるウエハマークMの設計上のXY位置座標を代入し、(ΔSX,ΔSY)に、すべてのマークの実測されたXY位置座標と、設計上のXY位置座標との差を代入し、最小二乗法を用いて、残差を最小にする式(S1−1)〜式(S3−2)の各係数の値をすべての式について、推定する。   FIG. 5 shows a flowchart of alignment processing method optimization processing in the analysis apparatus 500 in step 207. As shown in FIG. 5, first, at step 301, the counter value i is set to 1. In the next step 305, function fitting of the shape of the shot area SA is performed based on the position information of all marks in the i-th shot area. The design XY position coordinates of the wafer mark M in the in-shot coordinate system are substituted into (Sx, Sy) in the above formulas (S1-1) to (S3-2), and all of (ΔSX, ΔSY) are substituted. Substituting the difference between the measured XY position coordinates of the mark and the designed XY position coordinates, and using the least squares method, the residuals are minimized (S1-1) to (S3-2). Estimate the value of each coefficient for all equations.

次のステップ307では、ショット領域SAごとに、式(S1−1)、式(S1−2)の組、式(S2−1)、式(S2−2)の組、式(S3−1)、式(S3−2)の組のそれぞれについて、残差のばらつきの指標値を算出し、その指標値が最小となる式の組を決定する。各組は多項式の次数が異なる組であり、ここでは多項式の最適な次数が決定されることになる。すなわち、この時点で、そのショット領域SA内のウエハマーク全点を考慮した最も正確なショット領域SAの形状が求められたことになる。なお、この指標値は、残差の合計であってもよいし、平均値であってもよいし、標準偏差(σ又は3σ)であってもよいし、平均値と標準偏差との和であってもよい。   In the next step 307, for each shot area SA, the set of formula (S1-1), formula (S1-2), formula (S2-1), set of formula (S2-2), formula (S3-1) For each of the sets of formulas (S3-2), an index value of variation in residual is calculated, and a set of formulas that minimize the index value is determined. Each pair is a pair having a different degree of polynomial, and the optimum degree of the polynomial is determined here. That is, at this time, the most accurate shape of the shot area SA in consideration of all the wafer mark points in the shot area SA is obtained. The index value may be a total of residuals, an average value, a standard deviation (σ or 3σ), or a sum of an average value and a standard deviation. There may be.

次のステップ309では、ショット領域SA内のウエハマークMのサンプル数を所定数、削減する。この場合、ウエハマークMは、ショット領域内SAにおいて均等に削減するのが望ましい。そして、次のステップ311では、上記ステップ305と同様に、残ったウエハマークで、再びショット形状の関数フィッティングを行い、ステップ313では、上記ステップ307と同様に、その関数フィッティングにおける残差のばらつきの指標値を算出する。そして、ステップ315では、残差のばらつきの指標値が、閾値を上回ったか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ317に進み、否定されればステップ309に戻る。本実施形態では、この判断が肯定されるまで、ステップ309→311→313→315の処理が繰り返される。   In the next step 309, the number of samples of the wafer mark M in the shot area SA is reduced by a predetermined number. In this case, it is desirable to reduce the wafer marks M evenly in the shot area SA. In the next step 311, as in step 305, the shot shape function fitting is performed again with the remaining wafer marks, and in step 313, as in step 307, the variation in residuals in the function fitting is changed. An index value is calculated. In step 315, it is determined whether or not the index value of the variation in the residual exceeds a threshold value. If this determination is affirmed, the process proceeds to step 317, and if not, the process returns to step 309. In the present embodiment, the processes in steps 309 → 311 → 313 → 315 are repeated until this determination is affirmed.

ステップ315での判断が肯定されると、ステップ317に進む。ステップ317では、残差の指標値が所定範囲内だったサンプル数の中で、最小のサンプル数及び配置を、そのショット領域SAの計測点数及び配置として決定する。   If the determination in step 315 is affirmed, the process proceeds to step 317. In step 317, among the number of samples whose residual index value is within a predetermined range, the minimum number of samples and arrangement are determined as the number of measurement points and arrangement of the shot area SA.

次のステップ319では、カウンタ値iがimax以上となったか否かを判断する。iがimaxを超えた場合には、すべてのショット領域SAについて、多項式モデルの次数、係数、サンプル数及び配置が決定されたことになる。この判断が否定されればステップ321に進み、肯定されれば図6のステップ323に進む。ステップ321では、カウンタ値iが1だけインクリメントされ、ステップ305に戻る。すなわち、ステップ319において判断が肯定されるまで(すべてのショット領域SAで、適切な次数、係数、サンプル数および配置が決定されるまで)、ステップ305〜ステップ321の処理が繰り返される。 In the next step 319, it is determined whether or not the counter value i is equal to or greater than i max . When i exceeds i max , the order, coefficient, number of samples, and arrangement of the polynomial model are determined for all shot areas SA. If this determination is denied, the process proceeds to step 321; if the determination is affirmed, the process proceeds to step 323 in FIG. In step 321, the counter value i is incremented by 1, and the process returns to step 305. That is, until the determination in step 319 is affirmative (until appropriate orders, coefficients, sample numbers, and arrangements are determined in all shot areas SA), the processes in steps 305 to 321 are repeated.

図6に進み、ステップ323では、多項式の次数でショット領域SAをグループ化する。すなわち、上記ステップ305で決定された最適な次数が同じショット領域SAを、同じグループにまとめる。一般に、隣接するショット領域SA同士は、そのショット形状が類似する傾向があるため、近接するショット領域SAは、同じグループに属するようになることが多い。また、例えば、ウエハWの中心部付近のショット領域SAと、外周部のショット領域SAとでは、そのショット形状の違いが大きい場合もあり、この場合には、中心部のグループと、外周部のグループとに分類される。   Proceeding to FIG. 6, in step 323, the shot areas SA are grouped by the degree of the polynomial. That is, the shot areas SA having the same optimal order determined in step 305 are grouped into the same group. In general, since adjacent shot areas SA tend to have similar shot shapes, adjacent shot areas SA often belong to the same group. In addition, for example, there may be a large difference in shot shape between the shot area SA near the center of the wafer W and the shot area SA at the outer periphery. Classified into groups.

次のステップ325では、さらにグループ化を行うか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ327に進む。ステップ327では、各次の項の係数が、近似しているものを同一グループとして、各ショット領域SAをさらに分類する。多項式の次数が同じであるだけでなく、この分類により、各項の係数が近似しているショット領域SAは、同じグループに属するようになる。   In the next step 325, it is determined whether or not further grouping is to be performed. If this determination is affirmed, the process proceeds to step 327. In step 327, the shot areas SA are further classified with the coefficients of the next terms approximated as the same group. Not only are the orders of the polynomials the same, but by this classification, the shot areas SA in which the coefficients of the terms are approximated belong to the same group.

ステップ325で判断が否定された後、又はステップ327が実行された後は、ステップ331に進む。   After the determination is negative in step 325 or after step 327 is executed, the process proceeds to step 331.

ステップ331では、上記ステップ205において測定された各ショット領域SA内のウエハマークMの位置情報を用いて、ウエハW上のショット領域SAの配列を多項式フィッティングにより求める。この多項式フィッティングにおいては、上記式(W1−1)〜(W3−2)が用いられる。上記式(W1−1)、式(W1−2)の組(1次多項式の組)、上記式(W2−1)、式(W2−2)の組(2次多項式の組)、上記式(W3−1)、式(W3−2)の組(3次多項式の組)についてそれぞれ多項式フィッティングを行い、最も残差の大きさの指標値が小さい、多項式の組(すなわちその次数)を決定する。   In step 331, using the position information of the wafer mark M in each shot area SA measured in step 205, the arrangement of the shot areas SA on the wafer W is obtained by polynomial fitting. In this polynomial fitting, the above formulas (W1-1) to (W3-2) are used. Formula (W1-1), Formula (W1-2) set (first-order polynomial set), Formula (W2-1), Formula (W2-2) set (second-order polynomial set), Formula Polynomial fitting is performed on the set of (W3-1) and formula (W3-2) (the set of cubic polynomials) to determine the set of polynomials (that is, the order) having the smallest residual value index value. To do.

なお、このショット配列の多項式フィッティングを行う際には、上記式(W1−1)〜(W3−2)に含まれる(ΔSX、ΔSY)の項の係数を考慮する必要があるが、これらの項については、上述のようにして、最終的に最適化された多項式の係数が用いられる。ただし、この多項式フィッティングでは、ショット領域SAのオフセット成分を表す0次の係数(Csx_00、Csy_00)については、上記式(W1−1)〜上記式(W3−2)の0次成分との重複を避けるため、これを含めないようにする。   In addition, when performing this shot arrangement polynomial fitting, it is necessary to consider the coefficients of the terms (ΔSX, ΔSY) included in the equations (W1-1) to (W3-2). For, the coefficients of the finally optimized polynomial are used as described above. However, in this polynomial fitting, the 0th order coefficients (Csx_00, Csy_00) representing the offset components of the shot area SA are not overlapped with the 0th order components of the above formulas (W1-1) to (W3-2). Don't include it to avoid it.

ステップ333では、各ショット領域SAの多項式の次数、計測すべきウエハマークのサンプル数及び配置、グループ化に関する情報、またはショット領域の配列の多項式の次数などに関する情報(最適化情報)を露光装置100に送信する。ステップ333終了後は、ステップ207の処理を終了する。   In step 333, the exposure apparatus 100 obtains the degree of polynomial in each shot area SA, the number and arrangement of wafer mark samples to be measured, information on grouping, information on the order of polynomial in shot area arrangement, etc. (optimization information). Send to. After step 333 is completed, the process of step 207 is ended.

ステップ207終了後(指定されていないウエハWについては、ステップ203の終了後)には、ウエハWを露光装置100に搬送し、露光装置100にて、上記ステップ207において最適化されたアライメントの処理方法を用いて、ウエハWに対するウエハアライメントを行う。より具体的には、このウエハアライメントでは、アライメント系ASを用いて、ショット領域ごとに最適化されたサンプル数および配置に従って、ショット領域SA内のウエハマークMの位置情報を計測する。そして、指定された次数の多項式で、ショット形状の多項式フィッティングを行い、あわせてショット領域SAの配列の多項式フィッティングを、上記ステップ207において決定された式の組(式(W1−1)、式(W1−2)の組、式(W2−1)、式(W2−2)の組、式(W3−1)、式(W3−2)の組のいずれか)を用いて行う。   After step 207 is completed (for a non-designated wafer W, after step 203 is completed), the wafer W is transferred to the exposure apparatus 100, and the exposure apparatus 100 performs the alignment process optimized in step 207. Wafer alignment with respect to the wafer W is performed using the method. More specifically, in this wafer alignment, the alignment system AS is used to measure the position information of the wafer mark M in the shot area SA according to the number of samples and the arrangement optimized for each shot area. Then, the shot shape polynomial fitting is performed with the specified degree polynomial, and the polynomial fitting of the array of the shot areas SA is also performed by combining the equations determined in the above step 207 (formula (W1-1), formula ( W1-2), Formula (W2-1), Formula (W2-2), Formula (W3-1), or Formula (W3-2)).

ここで、ショット領域SAの多項式の係数についてのグループ化までなされている場合には、そのグループ内のショット領域SAのショット形状は、実質的に同一であるとみなすことができるため、グループ内で、ウエハマークMを複数(最適化されたサンプル数及び配置で)測定するショット領域SAを1つだけ、あるいは、グループ内のショット数より少ない任意の数だけとしてもよい。この場合には、ウエハマークMが複数測定されたショット領域SAについて、最適化された次数で多項式フィッティングしてそのショット形状を求め、そのグループ内の他のショット領域SAのショット形状については、そのショット領域SAと同じショット形状であるとみなすようにすることができる。   Here, when the grouping of the coefficients of the polynomial in the shot area SA is performed, the shot shapes of the shot areas SA in the group can be regarded as substantially the same. A single shot area SA for measuring a plurality of wafer marks M (with an optimized number and arrangement of samples) may be used, or an arbitrary number smaller than the number of shots in the group. In this case, with respect to the shot area SA in which a plurality of wafer marks M are measured, the shot shape is obtained by polynomial fitting with an optimized order, and the shot shapes of other shot areas SA in the group are It can be considered that the shot shape is the same as that of the shot area SA.

そして、そのウエハアライメントの結果に基づいて、ウエハステージWSTやレチクルステージを駆動し、ステップ・アンド・スキャン動作を行って、レチクルR上の回路パターンをウエハWの被露光面に転写する(ステップ209)。この時点では、ウエハW上の個々のショット領域SAの形状が既知となっているため、このステップ・アンド・スキャン動作では、ウエハW上に投影されるデバイスパターンの投影像が、ショット領域SAの形状に一致するように、主制御装置20のレンズ制御系、ステージ制御系が、レチクルのパターン像を調整しながら露光が行われる。   Based on the result of the wafer alignment, the wafer stage WST and the reticle stage are driven and a step-and-scan operation is performed to transfer the circuit pattern on the reticle R onto the exposed surface of the wafer W (step 209). ). At this time, since the shape of each shot area SA on the wafer W is known, in this step-and-scan operation, the projected image of the device pattern projected onto the wafer W is the shot area SA. Exposure is performed while the lens control system and the stage control system of the main controller 20 adjust the pattern image of the reticle so as to match the shape.

なお、一般的には、このステップ・アンド・スキャン動作の露光では、いわゆる交互スキャンが行われる。例えば、ウエハステージWSTを+Y方向にスキャン動作させて、あるショット領域SAに対する露光を行った後は、今度は、−Y方向にスキャン動作させて、次のショット領域SAに対する露光を行う。この場合、必然的に、Xステップ動作により、X軸方向に隣接するショット領域を順番に露光していくようになり、同じY位置のショット領域が完了すると、次に別のY位置にあるショット領域が露光されるようにYステップ動作が行われ、再び、X軸方向に隣接するショット領域を順番に露光していくようになる。   In general, so-called alternate scanning is performed in the exposure of the step-and-scan operation. For example, after the wafer stage WST is scanned in the + Y direction to perform exposure on a certain shot area SA, this time, the scanning operation is performed in the −Y direction to perform exposure on the next shot area SA. In this case, the shot areas adjacent to each other in the X-axis direction are necessarily exposed sequentially by the X step operation, and when the shot area at the same Y position is completed, the next shot at another Y position is performed. The Y step operation is performed so that the area is exposed, and the shot areas adjacent in the X-axis direction are again exposed in order.

しかしながら、本実施形態では、事前測定により、ウエハW上のショット領域SAをそのショット形状でグループ化しており、主制御装置20のレンズ制御系により投影光学系PLのレンズを駆動するなどして、デバイスパターンの像の形状を、ショット領域SAのショット形状にあわせながら露光を行っている。一般に、投影光学系PLのレンズ駆動の速応性は、ステージのそれと比して低い場合が多い。例えば、連続して露光するショット領域SAの形状が著しく異なる場合に、レンズ駆動の速応性の程度によっては、レンズ駆動の整定時間が経過するまで、ステージ駆動に待ち時間を加える必要が出る可能性がある。   However, in the present embodiment, the shot areas SA on the wafer W are grouped by the shot shape by prior measurement, and the lens of the projection optical system PL is driven by the lens control system of the main controller 20, etc. Exposure is performed while matching the shape of the image of the device pattern to the shot shape of the shot area SA. In general, the lens drive speed response of the projection optical system PL is often lower than that of the stage. For example, when the shapes of shot areas SA that are continuously exposed differ significantly, depending on the degree of lens drive speed response, it may be necessary to add a waiting time to stage drive until the lens drive settling time has elapsed. There is.

このような場合には、ショット領域SAのグループ化の結果に応じて、ウエハW上のショット領域SAの露光順を変更するようにしてもよい。例えば、ウエハWの中心部付近のショット領域SAと、ウエハWの外周部のショット領域SAとで、形状が著しく異なり、別グループに分類されている場合には、ウエハWの中心部のショット領域SAの露光を先に実施し、その後、ウエハWの外周部のショット領域SAの露光を行うようにしてもよい。   In such a case, the exposure order of the shot areas SA on the wafer W may be changed according to the result of grouping the shot areas SA. For example, when the shot area SA near the center of the wafer W and the shot area SA on the outer periphery of the wafer W are remarkably different in shape and classified into different groups, the shot area at the center of the wafer W The SA exposure may be performed first, and then the shot area SA on the outer periphery of the wafer W may be exposed.

露光終了後は、ウエハWをC/D110に搬送して、C/D110にて現像を行う(ステップ211)。   After the exposure is completed, the wafer W is transferred to the C / D 110 and developed by the C / D 110 (step 211).

次のステップ213、215の処理は、ホスト600から指定されたウエハWに対してのみ実行される。このレジスト像とその基準層のデバイスパターンとの重ね合わせ誤差(ショット領域SA内の各地点の重ね合わせ誤差計測用マークの相対位置ずれ量)が、測定検査器120で測定される(事後測定検査処理、ステップ213)。解析装置500からの転送要求により、測定検査器120の測定結果(重ね合わせ誤差データ)は、解析装置500に送られる。また、解析装置500からの転送要求により、露光装置100又は測定検査器120の装置パラメータの設定値などのデータが、解析装置500に送られる。   The processes in the next steps 213 and 215 are executed only for the wafer W designated by the host 600. An overlay error between the resist image and the device pattern of the reference layer (a relative displacement amount of the overlay error measurement mark at each point in the shot area SA) is measured by the measurement / inspection instrument 120 (post-measurement inspection) Processing, step 213). In response to a transfer request from the analysis device 500, the measurement result (overlay error data) of the measurement / inspection instrument 120 is sent to the analysis device 500. Further, in response to a transfer request from the analysis apparatus 500, data such as apparatus parameter setting values of the exposure apparatus 100 or the measurement / inspection instrument 120 is sent to the analysis apparatus 500.

解析装置500は、露光装置100又は測定検査器120から送られたデータに基づいて、事後測定検査結果に関する解析を行う(ステップ215)。ここで、解析装置500には、露光装置100及び測定検査器120から送られた装置パラメータのデータを取得しているものとする。   Based on the data sent from the exposure apparatus 100 or the measurement / inspection instrument 120, the analysis apparatus 500 analyzes the post-measurement / inspection result (step 215). Here, it is assumed that the analysis apparatus 500 has acquired apparatus parameter data sent from the exposure apparatus 100 and the measurement / inspection instrument 120.

ステップ215では、図7に示されるように、まず、ステップ401において、ステップ213で測定検査された各ショット領域SAの重ね合わせ誤差測定データを測定検査器120から取得する。次のステップ403では、グループ内の重ね合わせ誤差のばらつきの指標値を算出する。そして、次のステップ405では、そのばらつきの指標値が閾値より大きいか否かを判断し、その判断が肯定されれば、アライメント処理の最適化の基準を調整する。   In step 215, as shown in FIG. 7, first, in step 401, overlay error measurement data for each shot area SA measured and inspected in step 213 is acquired from the measurement / inspection instrument 120. In the next step 403, an index value for variation in overlay error within the group is calculated. Then, in the next step 405, it is determined whether or not the index value of the variation is larger than the threshold value. If the determination is affirmative, the reference for optimization of the alignment process is adjusted.

ここで、同じグループに属するショット領域SAの重ね合わせ誤差の計測結果のばらつきの指標値が閾値より大きい場合には、グループ分けの基準を調整する。そして、調整された基準で、再グループ分けを行う。さらに、グループ毎に、ショット形状を求めるためのショット領域SA内のウエハマークMの計測点数および配置、多項式モデルの最適化を行う。例えば、ショット領域SA内の重ね合わせ誤差測定データを、多項式フィッティングし、求められたその多項式の係数を、上記式(S1−1)〜式(S3−2)の各係数のオフセットとして加算することができる。このようにすれば、この後に処理されるウエハWの重ね合わせ誤差が低減される。   Here, when the index value of the variation in the measurement result of the overlay error of the shot areas SA belonging to the same group is larger than the threshold value, the grouping reference is adjusted. Then, regrouping is performed based on the adjusted standard. Further, for each group, the number of measurement points and arrangement of the wafer mark M in the shot area SA for obtaining the shot shape, and optimization of the polynomial model are performed. For example, the overlay error measurement data in the shot area SA is subjected to polynomial fitting, and the obtained coefficients of the polynomial are added as offsets of the coefficients of the above equations (S1-1) to (S3-2). Can do. In this way, the overlay error of the wafer W to be processed later is reduced.

なお、ここで、重ね合わせ誤差のばらつきの指標値に対する閾値を複数設けておき、指標値と複数の異なる閾値との間の大小関係に応じて、処理をフレキシブルに変更するようにしてもよい。例えば、閾値Aと閾値B(A<Bとする)とがあり、指標値が、AとBとの間にある場合には、上記式(S1−1)〜式(S3−2)の各係数のオフセットを求めるだけとし、指標値が、Bを超えた場合には、グループ化の基準を調整するようにすることができる。   Here, a plurality of threshold values for the index value of the overlay error variation may be provided, and the processing may be flexibly changed according to the magnitude relationship between the index value and a plurality of different threshold values. For example, when there are a threshold value A and a threshold value B (A <B) and the index value is between A and B, each of the above formulas (S1-1) to (S3-2) Only the offset of the coefficient is obtained, and when the index value exceeds B, the grouping standard can be adjusted.

解析装置500は、解析の結果、必要に応じて、測定検査器120や露光装置100に対し、その解析結果に関するデータ(解析情報)を送る。露光装置100又は測定検査器120は、その情報に基づいて、必要に応じて装置パラメータを更新するなどの処理を行う。   As a result of the analysis, the analysis apparatus 500 sends data (analysis information) regarding the analysis result to the measurement / inspection instrument 120 and the exposure apparatus 100 as necessary. The exposure apparatus 100 or the measurement / inspection instrument 120 performs processing such as updating the apparatus parameters as necessary based on the information.

その後、続くウエハWに対して行われるステップ207では、調整されたグループ化の基準の下で、アライメントの処理方法の最適化が実行される。   Thereafter, in step 207 performed on the subsequent wafer W, the alignment processing method is optimized under the adjusted grouping standard.

一方、ウエハWは、測定検査器120からデバイス製造処理装置群900に搬送される。エッチング装置920ではエッチングが行われ、不純物拡散、配線処理、CVD装置910にて成膜、CMP装置930にて平坦化、酸化・イオン注入装置940でのイオン注入などが必要に応じて行われる(ステップ217)。そして、全工程が完了し、ウエハW上にすべてのパターンが形成されたか否かを、ホスト600において判断する(ステップ219)。この判断が否定されればステップ201に戻り、肯定されればステップ221に進む。このように、成膜・レジスト塗布〜エッチング等という一連のプロセスが工程数分繰り返し実行されることにより、ウエハW上に回路パターンが積層されていき、半導体デバイスが形成される。   On the other hand, the wafer W is transferred from the measurement / inspection instrument 120 to the device manufacturing processing apparatus group 900. Etching is performed in the etching apparatus 920, impurity diffusion, wiring processing, film formation in the CVD apparatus 910, planarization in the CMP apparatus 930, ion implantation in the oxidation / ion implantation apparatus 940, and the like are performed as necessary ( Step 217). Then, the host 600 determines whether all processes are completed and all patterns are formed on the wafer W (step 219). If this determination is denied, the process returns to step 201, and if affirmed, the process proceeds to step 221. In this manner, a series of processes such as film formation / resist application to etching are repeatedly performed for the number of steps, whereby circuit patterns are stacked on the wafer W, and a semiconductor device is formed.

繰り返し工程完了後、プロービング処理(ステップ221)、リペア処理(ステップ223)が、デバイス製造処理装置群900において実行される。このステップ221において、不良を検出した場合には、例えば、ステップ223において、冗長回路へ置換する処理が行われる。解析装置500は、検出した重ね合わせの異常が発生した箇所などの情報を、プロービング処理、リペア処理を行う装置に送るようにすることもできる。不図示の検査装置では、ウエハW上の線幅異常が発生した箇所については、チップ単位で、プロービング処理、リペア処理の処理対象から除外することができる。その後、ダイシング処理(ステップ225)、パッケージング処理、ボンディング処理(ステップ227)が実行され、最終的に製品チップが完成する。なお、ステップ213の事後測定検査処理、ステップ215の解析処理は、ステップ217のエッチング後に行うようにしてもよい。この場合には、ウエハのエッチング像に対し重ね合わせ誤差の測定が行われるようになる。   After the repetition process is completed, the probing process (step 221) and the repair process (step 223) are executed in the device manufacturing processing apparatus group 900. If a defect is detected in step 221, for example, in step 223, a process of replacing with a redundant circuit is performed. The analysis apparatus 500 can also send information such as the detected location where the overlay abnormality has occurred to an apparatus that performs the probing process and the repair process. In the inspection apparatus (not shown), the portion where the line width abnormality has occurred on the wafer W can be excluded from the processing target for the probing process and the repair process in units of chips. Thereafter, a dicing process (step 225), a packaging process, and a bonding process (step 227) are executed, and a product chip is finally completed. The post-measurement inspection process in step 213 and the analysis process in step 215 may be performed after the etching in step 217. In this case, the overlay error is measured on the etching image of the wafer.

上述したように、本実施形態に係るデバイス製造システムによれば、ロット処理における繰り返し工程の中で、重ね合わせの異常、すなわち重ね合わせ精度の悪化を検出し、その異常が解消されるように(重ね合わせ精度が改善されるように)、解析装置500において、露光装置100又は測定検査器120のウエハアライメント関連の処理の最適化の基準の調整を行い、その調整結果を迅速に、露光装置100及び測定検査器120に反映することができる。この調整は、ロット処理を停止することなく行うことができるので、デバイスの歩留まりが低下することはない。   As described above, according to the device manufacturing system according to the present embodiment, in an iterative process in lot processing, an abnormality in overlay, that is, deterioration in overlay accuracy is detected, and the abnormality is resolved ( In order to improve the overlay accuracy), the analysis apparatus 500 adjusts the standard for optimizing the wafer alignment-related processing of the exposure apparatus 100 or the measurement / inspection instrument 120, and the adjustment result is quickly obtained. And can be reflected in the measurement / inspection instrument 120. Since this adjustment can be performed without stopping the lot processing, the device yield does not decrease.

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、ステップ207において、レチクルR上のデバイスパターンの像とウエハW上のパターン領域SAとの重ね合わせ転写に先立って、ステップ209で用いられるウエハW上の複数のショット領域SA各々の形状情報の取得方法を最適化する。これにより、ステップ209では、その最適化された取得方法を用いて、重ね合わせ転写の際のウエハW上の複数のパターン領域の各々の形状情報を、高精度かつ高スループットに取得することが可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the wafer used in step 209 prior to the overlay transfer of the device pattern image on the reticle R and the pattern area SA on the wafer W in step 207. The method for acquiring the shape information of each of the plurality of shot areas SA on W is optimized. Thereby, in step 209, it is possible to acquire the shape information of each of the plurality of pattern areas on the wafer W at the time of overlay transfer with high accuracy and high throughput by using the optimized acquisition method. It becomes.

また、本実施形態によれば、ステップ209における重ね合わせ転写後に、ウエハW上のパターン領域SAに対するレチクルR上のデバイスパターンの重ね合わせ誤差を測定する(ステップ213)。そして、その重ね合わせ誤差の測定結果に基づいて、解析装置500において、アライメント処理の最適化の基準を調整する(ステップ215)。このようにすれば、実際の露光結果に則したアライメント処理の最適化が可能となる。   Further, according to the present embodiment, after overlay transfer in step 209, the overlay error of the device pattern on the reticle R with respect to the pattern area SA on the wafer W is measured (step 213). Then, based on the measurement result of the overlay error, the analysis apparatus 500 adjusts the alignment process optimization standard (step 215). In this way, it is possible to optimize the alignment process according to the actual exposure result.

また、本実施形態によれば、露光装置100における重ね合わせ転写前にウエハW上の各ショット領域SA内に配置されたすべてのウエハマークMの位置情報を測定する(ステップ205)。そして、様々なサンプル数及び配置での各ウエハマークMの位置情報の組み合わせに基づいて、そのショット領域SAのショット形状を、多項式フィッティングにより算出する(ステップ305)。さらに、すべてのウエハマークMの位置情報に基づいて算出されるそのショット領域SAのショット形状と、ウエハマークMの総数とは異なるサンプル数及び配置の下でそれぞれ算出されたショット領域SAのショット形状との違いを比較し(ステップ315)、その違いが所定範囲内となる最小のサンプル数及び配置を、最適なアライメント処理の処理条件として決定する(ステップ317)。このようにすれば、実際のウエハアライメントにおけるウエハW上のウエハマークMのサンプル数を低減することができるので、高精度、かつ、高スループットな露光を実現することができる。   Further, according to the present embodiment, the position information of all the wafer marks M arranged in each shot area SA on the wafer W is measured before overlay transfer in the exposure apparatus 100 (step 205). Then, based on the combination of positional information of each wafer mark M with various sample numbers and arrangements, the shot shape of the shot area SA is calculated by polynomial fitting (step 305). Further, the shot shape of the shot area SA calculated based on the position information of all the wafer marks M, and the shot shape of the shot area SA calculated under the number of samples and arrangement different from the total number of wafer marks M, respectively. Are compared (step 315), and the minimum number of samples and arrangement within which the difference falls within a predetermined range are determined as the optimum alignment processing conditions (step 317). In this way, since the number of samples of the wafer mark M on the wafer W in actual wafer alignment can be reduced, high-accuracy and high-throughput exposure can be realized.

また、本実施形態によれば、ステップ207では、ステップ317で決定された各ショット領域SAのショット形状に基づいて、複数のショット領域SAをグループ化する(ステップ323)。さらに、同一のグループに含まれるショット領域SAのショット形状の取得方法の少なくとも一部をさらに共通化する(ステップ327)。   According to the present embodiment, in step 207, a plurality of shot areas SA are grouped based on the shot shape of each shot area SA determined in step 317 (step 323). Further, at least a part of the method for acquiring the shot shape of the shot area SA included in the same group is further shared (step 327).

また、本実施形態では、ウエハW上のショット領域SAのグループ化の結果に基づいて、重ね合わせ転写を行うショット領域SAの露光順を決定することができるものとする。このように、露光前に、ウエハW上のショット領域SAのショット形状でグループ化しておき、そのグループ化結果を、ウエハアライメントや露光、または、その後の処理(例えばウエハWの測定検査など)に活用すれば、露光処理を、高スループットかつ高精度なものとすることができる。また、露光装置が、複数の露光レチクルを用いた多重露光を行う装置である場合には、その露光前に、露光レチクルごとにウエハW上のショット領域SA内に配置された異なる複数のウエハマークMの位置情報を測定して、レチクル個別にショット領域SAをグループ化し、グループ化結果に基づいて重ね合わせ転写を行うものとする。これにより、露光レチクルごとに、最適なウエハマークの選択及びショット形状の最適化が可能となる。なお、多重露光の際には、ショット形状の補正をレチクルごとに行うことができるようになっているのが望ましい。多重露光は、複数のレチクル状のパターンをウエハW上に同時に転写する同時多重露光であっても、個別に転写する個別多重露光であっても構わない。   Further, in the present embodiment, it is possible to determine the exposure order of the shot areas SA to be overlaid based on the result of grouping the shot areas SA on the wafer W. In this way, before exposure, the shot areas SA on the wafer W are grouped by the shot shape, and the grouping result is used for wafer alignment, exposure, or subsequent processing (for example, measurement inspection of the wafer W). If used, the exposure process can be performed with high throughput and high accuracy. In addition, when the exposure apparatus is an apparatus that performs multiple exposure using a plurality of exposure reticles, a plurality of different wafer marks arranged in the shot area SA on the wafer W for each exposure reticle before the exposure. It is assumed that the position information of M is measured, the shot areas SA are grouped individually for each reticle, and overlay transfer is performed based on the grouping result. This makes it possible to select an optimum wafer mark and optimize the shot shape for each exposure reticle. In addition, it is desirable that the shot shape can be corrected for each reticle during multiple exposure. The multiple exposure may be simultaneous multiple exposure in which a plurality of reticle-like patterns are simultaneously transferred onto the wafer W, or individual multiple exposure in which individual patterns are individually transferred.

また、本実施形態によれば、ステップ305では、複数のウエハマークの位置情報を用いた多項式フィッティングによりショット形状の多項式モデルを算出し、ステップ323では、多項式モデルの次数、係数及び多項式モデルに対するウエハマークMの位置情報の残差の少なくとも1つに基づいて、複数のショット領域SAをグループ化する。そして、グループ内のショット領域SAについては、各ショット領域SAの形状情報の取得方法の少なくとも一部(例えば、多項式モデルの次数、係数など)を、ウエハW間で共通とする(ステップ323、327)。   Also, according to the present embodiment, in step 305, a polynomial model having a shot shape is calculated by polynomial fitting using positional information of a plurality of wafer marks, and in step 323, the order of the polynomial model, the coefficients, and the wafer for the polynomial model are calculated. A plurality of shot areas SA are grouped based on at least one of the residuals of the position information of the mark M. For the shot areas SA in the group, at least a part of the method for obtaining the shape information of each shot area SA (for example, the order of the polynomial model, the coefficient, etc.) is shared among the wafers W (steps 323 and 327). ).

なお、上記実施形態によれば、各ショット領域SAの形状情報に含まれるすべての成分(線形成分(1次成分)の項の係数や、非線形成分(2次以上の成分)の項の係数)を、ショット領域SA間で共通化した。しかしながら、共通化する部分は一部であればよい。例えば、各ショット領域SAの形状情報に含まれる当該ショット領域SAの非線形成分(2次以上の項の係数)のみを、ウエハW間で共通とすることができる。   According to the above embodiment, all the components included in the shape information of each shot area SA (coefficients of terms of linear components (primary components) and coefficients of terms of nonlinear components (second-order or higher components)) Is shared among the shot areas SA. However, the part to be shared may be a part. For example, only non-linear components (second-order or higher term coefficients) of the shot area SA included in the shape information of each shot area SA can be shared between the wafers W.

なお、上記実施形態によれば、複数のウエハのうち、予め指定されたウエハWに対してのみ、ショット領域SAの形状の求め方の最適化を行う。続いて処理されるウエハW上のショット領域SAの配置及びそのショット領域SAの形状については、近似している場合が多いので、指定されたウエハに対してその求め方の最適化を行い、続いて処理されるウエハWについては、その求め方をそのまま踏襲すればよい。   Note that, according to the above-described embodiment, the method for obtaining the shape of the shot area SA is optimized only for the wafer W designated in advance among the plurality of wafers. Since the arrangement of the shot area SA on the wafer W to be processed and the shape of the shot area SA are often approximated, the method for obtaining the optimization is performed for the designated wafer. For the wafer W to be processed in this manner, the method for obtaining the wafer W may be followed as it is.

なお、本実施形態では、指定されたウエハWごとに、ステップ205、207、213、215を行なうものとした。この場合、例えば、数枚置き、あるいは、一定の時間間隔(1時間置き、1日置き、1週間置きなど)で、それらのステップを行うようにしてもよい。この間隔(インターバル)は、固定であってもよいし、可変であってもよい。ステップ213での重ね合わせ誤差の測定結果の異常が連続して検出されなかった場合には、これらのステップを行うインターバルを長くするようにしてもよい。すなわち、ステップ207で求められた各ショット領域SAの形状情報のばらつきが、複数のウエハWにわたって所定範囲内であるか否かによって、ウエハWを最適化の対象として指定するインターバルを長くしたり短くしたりすることができる。   In this embodiment, steps 205, 207, 213, and 215 are performed for each designated wafer W. In this case, for example, these steps may be performed every several sheets or at regular time intervals (every hour, every day, every week, etc.). This interval (interval) may be fixed or variable. When the abnormality in the measurement result of the overlay error in step 213 is not continuously detected, the interval for performing these steps may be lengthened. That is, the interval for designating the wafer W as an optimization target is lengthened or shortened depending on whether or not the variation in the shape information of each shot area SA obtained in step 207 is within a predetermined range across the plurality of wafers W. You can do it.

また、ステップ213、215については、ウエハW毎に行うようにしてもよい。例えば、重ね合わせ誤差の異常が検出された場合には、その次のウエハWを指定ウエハとして、アライメントの処理方法の最適化を行うようにしてもよい。すなわち、過去の重ね合わせ誤差の履歴に基づいて、重ね合わせ精度が安定している場合には、ウエハWを指定する間隔を長くし、重ね合わせ異常が検出され、重ね合わせ精度が悪化した場合には、ウエハWを指定する間隔を短くすることが可能である。   Steps 213 and 215 may be performed for each wafer W. For example, if an overlay error is detected, the alignment processing method may be optimized using the next wafer W as a designated wafer. That is, when the overlay accuracy is stable based on the history of past overlay errors, the interval for designating the wafer W is lengthened, the overlay abnormality is detected, and the overlay accuracy deteriorates. The interval for designating the wafer W can be shortened.

例えば、通常は、ロット先頭のウエハWのみ、測定検査器120において重ね合わせ誤差の測定を行って、その実測値に基づいて重ね合わせ精度が悪化したと判断した場合には、ステップ205、207、213、215を実行する。その後は、ウエハW1枚ごとに重ね合わせ誤差の計測を行い、連続して重ね合わせの異常が検出されなければ、ウエハ3枚置き→ウエハ10枚置き→ロット先頭ウエハのみというように、ウエハWを指定する間隔を長くしていけばよい。   For example, normally, when only the wafer W at the head of the lot is subjected to the measurement of the overlay error in the measurement / inspection instrument 120, and it is determined that the overlay accuracy has deteriorated based on the actual measurement value, steps 205, 207, 213 and 215 are executed. Thereafter, the overlay error is measured for each wafer W, and if no overlay abnormality is detected continuously, the wafer W is placed in such a manner that 3 wafers are placed → 10 wafers are placed → only the first wafer in the lot. You can make the specified interval longer.

なお、本実施形態によれば、露光装置100では、EGA方式のアライメントが採用されている。EGA方式のアライメントでは、EGAモデルにおけるショット領域のEGA補正量と、その実測位置との残差成分が、複数のウエハWに渡って最小となるように計算される。この値が、統計的に見て、最も妥当なパラメータの設定値であるためである。しかしながら、本発明は、統計的なグローバルアライメント方式に限らず、例えば、ダイ・バイ・ダイ方式のアライメントにも適用することができるのは勿論である。   According to the present embodiment, the exposure apparatus 100 employs EGA alignment. In the EGA alignment, a residual component between the EGA correction amount of the shot area in the EGA model and the actually measured position is calculated so as to be minimized over the plurality of wafers W. This is because this value is the most appropriate parameter setting value from a statistical viewpoint. However, the present invention is not limited to the statistical global alignment method, but can be applied to, for example, die-by-die alignment.

また、本実施形態によれば、解析装置500をコンピュータとし、解析機能をそのコンピュータに実行させるプログラムにより実現するものとした。このプログラムは、インターネットからダウンロードされたり、CD−ROMのような情報記録媒体に記録された状態からインストールされるので、解析機能自体の追加、変更、修正が容易となる。   Further, according to the present embodiment, the analysis device 500 is a computer, and the analysis function is realized by a program that causes the computer to execute the analysis function. Since this program is downloaded from the Internet or installed from a state recorded on an information recording medium such as a CD-ROM, the analysis function itself can be easily added, changed, or modified.

また、デバイス製造処理システム1000内では、解析装置500は、各種デバイス製造処理装置から独立した別個の装置であるものとしたが、本発明はこれには限らない。例えば、システム内のいずれかのデバイス製造処理装置内に、解析装置500が有する解析機能をもたせるようにしてもよい。例えば、測定検査器120内、露光装置100内、ホスト600、管理コントローラ160内などに解析機能を持たせるようにしてもよい。   In the device manufacturing processing system 1000, the analysis apparatus 500 is a separate apparatus independent of various device manufacturing processing apparatuses, but the present invention is not limited to this. For example, an analysis function of the analysis apparatus 500 may be provided in any device manufacturing processing apparatus in the system. For example, the analysis function may be provided in the measurement / inspection instrument 120, the exposure apparatus 100, the host 600, the management controller 160, or the like.

本実施形態では、測定検査器120を露光装置100等とインラインに接続するものとしたが、測定検査器120は、露光装置100やトラック200とはインラインに接続されていないオフラインの測定器であってもよいのは前述したとおりである。また、測定検査器120は、露光装置100内に備えられるようにしてもよい。また、アライメント処理方法最適化処理を行う際の測定検査を行う測定検査器と、事後測定検査処理を行う測定検査器とは、別々に設けられていてもよく、どちらか一方がインラインでなくオフラインであってもよい。しかしながら、両者を同じ測定検査器で行った方が、装置のマッチングを考慮する必要がなくなるため、最適化の基準調整の精度を高めることができる。   In this embodiment, the measurement / inspection instrument 120 is connected inline with the exposure apparatus 100 or the like. However, the measurement / inspection instrument 120 is an offline measurement apparatus that is not connected inline with the exposure apparatus 100 or the track 200. It may be as described above. Further, the measurement / inspection instrument 120 may be provided in the exposure apparatus 100. In addition, the measurement / inspection instrument that performs the measurement / inspection when performing the alignment process optimization process and the measurement / inspection instrument that performs the post-measurement / inspection process may be provided separately. It may be. However, if both are performed with the same measurement / inspection instrument, it is not necessary to consider the matching of the apparatus, so that the accuracy of the reference adjustment for optimization can be improved.

このことは、測定検査器120が、2つの処理部(処理部1、2とする)を備えている場合にも、同じがことがいえる。すなわち、処理部1でアライメント処理方法最適化処理を行う際の測定検査を行った場合には、そのウエハWの事後測定検査処理は、処理部1で行うのが望ましい。   The same can be said for the case where the measurement / inspection instrument 120 includes two processing units (processing units 1 and 2). That is, when the processing unit 1 performs the measurement inspection when performing the alignment processing method optimization processing, it is desirable that the processing unit 1 performs the post-measurement inspection processing of the wafer W.

本実施形態では、露光装置100を、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置としたが、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式や他の方式の露光装置であってもよい。これに代表されるように、各種装置についても、その種類には限定されない。また、本発明は、半導体製造工程に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造工程にも適用可能である。また、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する工程、薄膜磁気ヘッドの製造工程、及び撮像素子(CCDなど)、マイクロマシン、有機EL、DNAチップなどの製造工程の他、すべてのデバイス製造工程における重ね合わせ管理に本発明を適用することができるのは勿論である。   In the present embodiment, the exposure apparatus 100 is a step-and-scan type exposure apparatus, but is not limited thereto, and may be a step-and-repeat type or other type of exposure apparatus. As represented by this, the various apparatuses are not limited to those types. The present invention is not limited to a semiconductor manufacturing process, and can be applied to a manufacturing process of a display including a liquid crystal display element. In addition to the process of transferring the device pattern onto the glass plate, the manufacturing process of the thin film magnetic head, and the manufacturing process of the imaging device (CCD, etc.), micromachine, organic EL, DNA chip, etc. Of course, the present invention can be applied to management.

また、上記実施形態では、解析装置500を、例えばパーソナルコンピュータとした。すなわち解析装置500における解析処理は、解析プログラムが、PCで実行されることにより実現されている。この解析プログラムは、上述したようにメディアを介してPCにインストール可能となっていてもよいし、インターネットなどを通じてPCにダウンロード可能となっていてもよいのは前述したとおりである。また、解析装置500がハードウエアで構成されていても構わないのは勿論である。   In the above embodiment, the analysis apparatus 500 is a personal computer, for example. That is, the analysis processing in the analysis apparatus 500 is realized by executing an analysis program on a PC. As described above, the analysis program may be installable on the PC via the medium as described above, or may be downloaded to the PC via the Internet or the like. Of course, the analysis apparatus 500 may be configured by hardware.

上述したデバイス製造処理装置に限らず、物体の位置合わせを行う装置であれば、本発明を適用することが可能である。   The present invention is applicable not only to the device manufacturing processing apparatus described above, but also to any apparatus that aligns an object.

以上説明したように、本発明の露光方法、露光装置、計測方法及び計測装置は、デバイスを製造するのに適している。   As described above, the exposure method, exposure apparatus, measurement method, and measurement apparatus of the present invention are suitable for manufacturing a device.

本発明の一実施形態に係るデバイス製造処理システムの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the device manufacturing processing system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the exposure apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図3(A)は、ウエハ上のショット配列の一例を示す図であり、図3(B)は、ショット領域内のウエハマークの一例を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing an example of a shot arrangement on a wafer, and FIG. 3B is a diagram showing an example of a wafer mark in a shot area. デバイス製造工程の一連のプロセスのフローチャートである。It is a flowchart of a series of processes of a device manufacturing process. アライメント条件の最適化処理のフローチャート(その1)である。It is a flowchart (the 1) of the optimization process of alignment conditions. アライメント条件の最適化処理のフローチャート(その2)である。It is a flowchart (the 2) of the optimization process of alignment conditions. 解析処理のフローチャートである。It is a flowchart of an analysis process.

符号の説明Explanation of symbols

10…照明系、100…露光装置、110…C/D、120…測定検査器、160…管理コントローラ、500…解析装置、600…ホストシステム、900…デバイス製造処理装置群、910…CVD装置、920…エッチング装置、930…CMP装置、940…酸化・イオン注入装置、IA…露光領域、IAR…照明領域、IL…露光光、M…ウエハマーク、PL…投影光学系、SA…ショット領域、W…ウエハ、WH…ウエハホルダ、WST…ウエハステージ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Illumination system, 100 ... Exposure apparatus, 110 ... C / D, 120 ... Measurement inspection device, 160 ... Management controller, 500 ... Analysis apparatus, 600 ... Host system, 900 ... Device manufacturing processing apparatus group, 910 ... CVD apparatus, 920 ... Etching apparatus, 930 ... CMP apparatus, 940 ... Oxidation / ion implantation apparatus, IA ... Exposure area, IAR ... Illumination area, IL ... Exposure light, M ... Wafer mark, PL ... Projection optical system, SA ... Shot area, W ... wafer, WH ... wafer holder, WST ... wafer stage.

Claims (16)

基板上の複数のパターン領域各々に所定パターンの像を重ね合わせて転写する露光方法であって、
前記各パターン領域内に配置された複数のマークの位置情報を測定する第1副工程と、複数の異なるサンプル数及び配置で、前記マークの位置情報に基づいて、そのパターン領域の形状情報を算出する第2副工程と、前記複数のマークの位置情報に基づいて算出されるそのパターン領域の形状情報と、前記第1副工程における前記複数のマークの数とは異なるサンプル数及び配置の下でそれぞれ算出された前記各パターン領域の形状情報との違いを比較し、その違いが所定範囲内となるサンプル数及び配置を、最適な取得方法として決定する第3副工程とを含み、前記所定パターンの像と前記各パターン領域との重ね合わせ転写に先立って、前記基板上の複数のパターン領域各々の形状情報の取得方法を最適化する最適化工程と;
前記最適化された取得方法を用いて、前記重ね合わせ転写の際の前記基板上の複数のパターン領域各々の形状情報を取得する取得工程と;を含む露光方法。
An exposure method for superimposing and transferring an image of a predetermined pattern on each of a plurality of pattern areas on a substrate,
The shape information of the pattern area is calculated based on the position information of the mark in the first sub-process for measuring the position information of the plurality of marks arranged in each pattern area and the plurality of different samples and arrangements. The second sub-process, the shape information of the pattern area calculated based on the position information of the plurality of marks, and the number of samples and the arrangement different from the number of the plurality of marks in the first sub-process A third sub-process for comparing the difference between the calculated shape information of each pattern region and determining the number of samples and the arrangement within which the difference is within a predetermined range as an optimum acquisition method, An optimization step of optimizing a method for acquiring shape information of each of the plurality of pattern areas on the substrate prior to the overlay transfer of the image of the pattern and each of the pattern areas;
An acquisition method comprising: using the optimized acquisition method, acquiring shape information of each of a plurality of pattern regions on the substrate during the overlay transfer.
前記重ね合わせ転写後に、
前記各パターン領域に対する所定パターンの重ね合わせ誤差を測定する測定工程と;
前記測定工程における測定結果に基づいて、前記最適化工程における取得方法の最適化の基準を調整する調整工程と;をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の露光方法。
After the overlay transfer,
A measuring step of measuring an overlay error of a predetermined pattern with respect to each pattern region;
The exposure method according to claim 1, further comprising: an adjustment step of adjusting an optimization standard of the acquisition method in the optimization step based on a measurement result in the measurement step.
前記最適化工程は、
前記第2副工程で算出された前記各パターン領域の形状情報に基づいて、前記複数のパターン領域をグループ化する第4副工程と;
前記同一のグループに含まれるパターン領域の形状情報の取得方法の少なくとも一部を共通化する第5副工程と;をさらに含むことを特徴とする請求項に記載の露光方法。
The optimization process includes:
A fourth sub-process for grouping the plurality of pattern areas based on the shape information of the pattern areas calculated in the second sub-process;
The exposure method according to claim 1 , further comprising: a fifth sub-step for sharing at least a part of a method for acquiring shape information of pattern areas included in the same group.
前記最適化工程は、
前記第2副工程で算出された前記各パターン領域の形状情報に基づいて、前記複数のパターン領域をグループ化する第4副工程と;
前記複数のパターン領域のグループ化の結果に基づいて、重ね合わせ転写を行う前記各パターン領域の順番を決定する第5副工程と;をさらに含むことを特徴とする請求項に記載の露光方法。
The optimization process includes:
A fourth sub-process for grouping the plurality of pattern areas based on the shape information of the pattern areas calculated in the second sub-process;
2. The exposure method according to claim 1 , further comprising: a fifth sub-process for determining an order of the pattern areas to be overlaid based on a result of grouping the plurality of pattern areas. .
前記第2副工程では、
前記複数のマークの位置情報を用いた多項式フィッティングにより求められる多項式モデルを算出し、
前記第4副工程では、
前記多項式モデルの次数、係数及び前記多項式モデルに対する前記マークの位置情報の残差の少なくとも1つに基づいて、前記複数のパターン領域をグループ化することを特徴とする請求項又はに記載の露光方法。
In the second sub-step,
Calculate a polynomial model obtained by polynomial fitting using the position information of the plurality of marks,
In the fourth sub-process,
Order of the polynomial model, coefficients and based on at least one residual positional information of the mark with respect to the polynomial model, according to claim 3 or 4, wherein the grouping the plurality of pattern regions Exposure method.
前記第2副工程で算出された前記各ショット領域の形状情報のばらつきが、複数の基板にわたって所定範囲内である場合には、
前記各ショット領域の形状情報の取得方法の少なくとも一部を、基板間で共通化する取得方法共通化工程をさらに含むことを特徴とする請求項のいずれか一項に記載の露光方法。
When variation in shape information of each shot area calculated in the second sub-process is within a predetermined range across a plurality of substrates,
At least a portion of the acquisition method of the shape information of each shot area, an exposure method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a acquisition method common step of common between substrates .
前記取得方法共通化工程では、
前記各ショット領域の形状情報に含まれる当該ショット領域の非線形成分の取得方法を、基板間で共通化することを特徴とする請求項に記載の露光方法。
In the acquisition method standardization step,
The exposure method according to claim 6 , wherein a method for acquiring a nonlinear component of the shot area included in the shape information of each shot area is shared between the substrates.
複数の基板のうち、予め指定された基板に対してのみ、前記最適化工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の露光方法。   2. The exposure method according to claim 1, wherein the optimization step is performed only on a predetermined substrate among a plurality of substrates. 前記第2副工程で算出された前記各ショット領域の形状情報のばらつきが、複数の基板にわたって所定範囲内である場合には、前記基板を指定するインターバルを増減させることを特徴とする請求項に記載の露光方法。 Variation of the second said shape information of each shot area calculated in sub-step, if it is within a predetermined range across the substrate, claim, characterized in that increase or decrease the interval specifying the substrate 8 An exposure method according to 1. 基板上の複数のパターン領域各々の形状情報を計測する計測方法であって、
前記各パターン領域内に配置された複数のマークの位置情報を測定する第1副工程と、複数の異なるサンプル数及び配置で、前記マークの位置情報に基づいて、そのパターン領域の形状情報を算出する第2副工程と、前記複数のマークの位置情報に基づいて算出されるそのパターン領域の形状情報と、前記第1副工程における前記複数のマークの数とは異なるサンプル数及び配置の下でそれぞれ算出された前記各パターン領域の形状情報との違いを比較し、その違いが所定範囲内となるサンプル数及び配置を、最適な取得方法として決定する第3副工程と、を含み、前記所定パターンの像と前記各パターン領域との重ね合わせ転写に先立って、前記基板上の複数のパターン領域各々の形状情報の取得方法を最適化する最適化工程と;
前記最適化された取得方法の下で、前記重ね合わせ転写の際の前記基板上の複数のパターン領域各々の形状情報を取得する取得工程と;を含む計測方法。
A measurement method for measuring shape information of each of a plurality of pattern regions on a substrate,
The shape information of the pattern area is calculated based on the position information of the mark in the first sub-process for measuring the position information of the plurality of marks arranged in each pattern area and the plurality of different samples and arrangements. The second sub-process, the shape information of the pattern area calculated based on the position information of the plurality of marks, and the number of samples and the arrangement different from the number of the plurality of marks in the first sub-process A third sub-process that compares the difference between the calculated shape information of each pattern region and determines the number of samples and the arrangement in which the difference falls within a predetermined range as an optimal acquisition method, An optimization step of optimizing a method for obtaining shape information of each of the plurality of pattern areas on the substrate prior to the overlay transfer of the pattern image and each pattern area;
Under the optimized acquisition method, an acquisition step of acquiring shape information of each of a plurality of pattern regions on the substrate during the overlay transfer.
前記重ね合わせ転写後に、
前記各パターン領域に対する所定パターンの重ね合わせ誤差を測定する測定工程と;
前記測定工程における測定結果に基づいて、前記最適化工程における取得条件の最適化の基準を調整する調整工程と;をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の計測方法。
After the overlay transfer,
A measuring step of measuring an overlay error of a predetermined pattern with respect to each pattern region;
The measurement method according to claim 10 , further comprising: an adjustment step of adjusting a reference for optimization of an acquisition condition in the optimization step based on a measurement result in the measurement step.
前記最適化工程は、
前記第2副工程で算出された前記各パターン領域の形状情報に基づいて、前記複数のパターン領域をグループ化する第4副工程と;
前記同一のグループに含まれるパターン領域の形状情報の取得方法の少なくとも一部を共通化する第5副工程と;を含むことを特徴とする請求項10に記載の計測方法。
The optimization process includes:
A fourth sub-process for grouping the plurality of pattern areas based on the shape information of the pattern areas calculated in the second sub-process;
The measurement method according to claim 10 , further comprising: a fifth sub-process for sharing at least a part of a method for acquiring shape information of pattern areas included in the same group.
前記第1副工程では、
多重露光に用いられる露光レチクルごとに、前記各パターン領域内に配置された複数の異なるマークの位置情報を測定し、
前記第4副工程では、
前記露光レチクル個別に前記複数のパターン領域をグループ化し、
前記グループ化の結果に基づいて重ね合わせ転写を行うことを特徴とする請求項に記載の露光方法。
In the first sub-step,
For each exposure reticle used for multiple exposure, measure position information of a plurality of different marks arranged in each pattern area,
In the fourth sub-process,
Grouping the plurality of pattern areas individually for the exposure reticle;
4. The exposure method according to claim 3 , wherein overlay transfer is performed based on the grouping result.
請求項13に記載の露光方法を用いて多重露光を行う露光装置。 An exposure apparatus that performs multiple exposure using the exposure method according to claim 13 . 前記第1副工程では、
多重露光に用いられる露光レチクルごとに、前記各パターン領域内に配置された複数の異なるマークの位置情報を測定することを特徴とする請求項12に記載の計測方法。
In the first sub-step,
13. The measurement method according to claim 12 , wherein position information of a plurality of different marks arranged in each pattern region is measured for each exposure reticle used for multiple exposure.
請求項15に記載の計測方法を用いて多重露光を行う計測装置。 A measurement apparatus that performs multiple exposure using the measurement method according to claim 15 .
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