曝光对准方法和曝光设备.pdf

本发明提供一种曝光对准方法和曝光设备。在曝光对准方法中，确定第一偏移量，所述第一偏移量表示曝光目标衬底的下层图案从初始点位置的偏移量；确定第二偏移量，所述第二偏移量表示在处理所述曝光目标衬底之前已经处理了的至少一个过去批次中的下层图案从所述初始点位置的偏移量。计算第三偏移量，所述第三偏移量表示所述第一偏移量和所述第二偏移量之间的差，并基于所述第三偏移量确定第一校正值。基于所述第一校正值，调节曝光目标图案的曝光位置。

1.  一种曝光对准方法，包括：
确定第一偏移量，所述第一偏移量表示曝光目标衬底的下层图案从初始点位置的偏移量；
确定第二偏移量，所述第二偏移量表示在处理所述曝光目标衬底之前已经处理了的至少一个过去批次中的下层图案从初始点位置的偏移量；
计算第三偏移量，所述第三偏移量表示第一偏移量和第二偏移量之间的差；
基于第三偏移量，确定第一校正值；以及
基于第一校正值，调节曝光目标图案的曝光位置。

2.  根据权利要求1所述的曝光对准方法，其中在所述曝光目标衬底上形成包括下层图案的多个图案，
其中所述曝光对准方法还包括：
基于对应于每个图案的下层图案确定第四偏移量，所述第四偏移量表示多个层的图案中的每个的偏移量，并且
其中所述确定第一偏移量包括：
通过对多个层的图案的第四偏移量求和，确定第一偏移量。

3.  根据权利要求2所述的曝光对准方法，其中存在多个过去批次，并且
所述确定第二偏移量包括：
确定在多个过去批次的每个中下层图案从初始位置的偏移量，作为第六偏移量；以及
计算多个过去批次的第六偏移量的平均值作为第二偏移量。

4.  根据权利要求2所述的曝光对准方法，其中所述确定第四偏移量包括：
当不存在对应于第n层图案的下层图案时进行计算，基于当曝光具有第n层图案作为下层图案的第n+α层图案时应用的曝光位置的校正值和表示实际形成的第n+α层图案的位置的值之间的差，确定第n层的第四偏移量。

5.  根据权利要求1所述的曝光对准方法，还包括：
基于当在所述至少一个过去批次中对曝光目标图案曝光时应用的曝光位置的校正值和在所述至少一个过去批次中实际形成的曝光目标图案从下层图案的偏移量之间的差，确定最佳校正值，使得曝光目标图案从下层图案的偏移量为0，
其中所述确定第一校正值包括：
基于最佳校正值，计算第一校正值。

6.  一种曝光设备，包括：
存储单元；
曝光单元；
偏移量测量单元，所述偏移量测量单元被构造为测量第一偏移量作为曝光目标衬底的下层图案从初始点位置的偏移量，测量第二偏移量作为在所述曝光目标衬底被处理之前已经被处理的至少一个过去批次中的下层图案从初始点位置的偏移量，并且在所述存储单元中进行存储；以及
曝光对准调节部件，所述曝光对准调节部件被构造成读出第一偏移量和第二偏移量，以计算表示第一偏移量和第二偏移量之间的差的第三偏移量，以基于第三偏移量来确定第一校正值，并基于第一校正值来调节所述曝光单元，以便调节曝光目标图案的曝光位置。

7.  根据权利要求6所述的曝光设备，其中在所述曝光目标衬底上形成包括下层图案的多个图案，
其中基于对应于每个图案的下层图案，所述曝光对准调节部件确定表示多个层的图案的每个的偏移量的第四偏移量，并且在没有测量的情况下，通过对多个层的图案的第四偏移量求和来确定第一偏移量。

8.  根据权利要求7所述的曝光设备，其中存在多个过去批次，并且
所述曝光对准调节部件确定在多个过去批次的每个中下层图案从初始点位置的偏移量作为第六偏移量，并在没有测量的情况下，计算多个过去批次的第六偏移量的平均值作为第二偏移量。

9.  根据权利要求7所述的曝光设备，其中所述曝光对准调节部件当不存在与第n层图案对应的下层图案时进行计算，基于当曝光具有第n层图案作为下层图案的第n+α层图案时应用的曝光位置的校正值和表示实际形成的第n+α层图案的位置的值之间的差，确定第n层的第四偏移量。

10.  根据权利要求6所述的曝光设备，还包括：
最佳校正值确定部件，所述最佳校正值确定部件被构造成：基于当在所述至少一个过去批次中对曝光目标图案曝光时应用的曝光位置的校正值和在所述至少一个过去批次中实际形成的曝光目标图案从下层图案的偏移量之间的差，确定最佳校正值，使得曝光目标图案从下层图案的偏移量为0，
其中所述曝光对准调节部件基于最佳校正值计算第一校正值。

曝光对准方法和曝光设备
技术领域
本发明涉及一种当执行曝光时对准曝光位置的曝光对准方法，以及实现该方法的曝光设备。
背景技术
当在半导体晶圆上形成LSI电路的图案时，使用光致抗蚀剂。具体来说，在形成图案的过程中，在衬底上涂覆光致抗蚀剂。随后，通过曝光设备，光穿过其上绘制了图案的光罩照射到光致抗蚀剂上。曝光硬化或者软化光致抗蚀剂。在曝光之后去除光致抗蚀剂中不需要的部分以产生图案。然后，使用产生的图案作为掩模，执行蚀刻或注入工艺。通过这个工艺，形成与一层对应的图案。
在半导体晶圆中，可能在多个层上形成多个图案。在这样的情况下，在形成了第一层的图案之后，执行绝缘层的膜形成工艺、加热工艺等，并且通过与第一层的技术相同的技术形成上层图案。在使上层图案曝光的过程中，需要调节相对于下层图案的相对曝光位置。为了对准上层图案相对于下层图案的相对位置，对准标记被添加到下层图案。当曝光上层图案时，识别下层图案中的对准标记，并基于识别出的标记来确定曝光位置。
作为曝光位置的偏移的因素，当将衬底平面指定为XY平面时，考虑对于X方向和对于Y方向的偏移(整体偏移)。能够基于提供到下层图案的对准标记的位置，校正整体偏移。作为曝光位置的偏移的因素，能够考虑除了整体偏移之外的照射组件的偏移。照射组件的偏移表示包括曝光位置旋转的偏移和伸缩偏移(扩张或收缩)。照射组件的偏移是由光罩的制造误差、曝光单元的机械误差等产生的。
当基于对准标记调节曝光位置时，在曝光时执行对准工艺所需的负荷将增加，直到照射组件的偏移要被校正为止。因此，当基于对准标记调节曝光位置时，有些情况下照射组件的校正被忽略。
关于照射组件的偏移，日本专利申请公开(JP-P2000-81712A)是公知的，该公开描述了一种对准校正的方法，该方法包括：计算多组产品的实际偏移量的平均值；计算多组产品之中被连续生产的至少两组产品之间的偏移量的差；以及通过加上与平均值的偏移量成比例的值，计算估计的步进校正值。
作为关于照射组件的偏移的另一个技术，日本专利申请公开(JP-A-Heisei 11-102851)是公知的。日本专利申请公开(JP-A-Heisei11-102851)描述了一种对准校正方法，在该方法中，产品系统控制从基准的位置到半导体器件中的多个图案的位置的偏移量，并且产品系统通过将与这个图案对应的其下层图案的偏移量加到上述偏移量，产生作为用于确定图案的位置的步进校正值的值。
为了校正照射组件的偏移，考虑的是基于过去已经被处理的衬底(过去处理的衬底)上的曝光目标图案的图案偏移(曝光目标图案相对于下层图案的偏移)，而不是基于下层图案上的对准标记，来调节曝光位置。然而，下层图案本身可能具有从过去已经被处理的衬底的偏移。在这种情况下，下层图案从过去已经处理的衬底的偏移将被反映到曝光目标图案的图案偏移。因此，难以以优良的精度来调节曝光位置。
发明内容
本发明的主题是提供曝光对准方法和曝光设备，曝光对准方法和曝光设备中的每个能够以优良的精度调节曝光目标图案的曝光位置。
在本发明的一个方面中，一种曝光对准方法包括：确定第一偏移量，所述第一偏移量表示曝光目标衬底的下层图案从初始点位置的偏移量；确定第二偏移量，所述第二偏移量表示在所述曝光目标衬底被处理之前已经被处理的至少一个过去批次中的下层图案从所述初始点位置的偏移量；计算第三偏移量，所述第三偏移量表示所述第一偏移量和所述第二偏移量之间的差；基于所述第三偏移量，确定第一校正值；以及基于所述第一校正值，调节曝光目标图案的曝光位置。
在本发明的另一个方面中，一种曝光设备包括：存储单元；曝光单元；偏移量测量单元，所述偏移量测量单元被构造为测量第一偏移量作为曝光目标衬底的下层图案从初始点位置的偏移量，并且测量第二偏移量作为在所述曝光目标衬底被处理之前已经被处理的至少一个过去批次中的所述下层图案从所述初始点位置的偏移量，并且在所述存储单元中进行存储；以及曝光对准调节部件，所述曝光对准调节部件被构造成读出所述第一偏移量和所述第二偏移量，以计算表示所述第一偏移量和所述第二偏移量之间的差的第三偏移量，从而基于所述第三偏移量来确定第一校正值，并基于所述第一校正值来调节所述曝光单元，以便于调节曝光目标图案的曝光位置。
在本发明的又一方面中，一种计算机可读记录介质，其中记录计算机可读程序以实现曝光对准方法，所述曝光对准方法包括：确定第一偏移量，所述第一偏移量表示曝光目标衬底的下层图案从初始点位置的偏移量；确定第二偏移量，所述第二偏移量表示在所述曝光目标衬底被处理之前已经被处理的至少一个过去批次中的下层图案从所述初始点位置的偏移量；计算第三偏移量，所述第三偏移量表示所述第一偏移量和所述第二偏移量之间的差；基于所述第三偏移量，确定第一校正值；以及基于所述第一校正值，调节曝光目标图案的曝光位置。
根据本发明，由此提供了能够以优良的精度调节曝光位置的曝光对准方法和曝光设备。
附图说明
从下面结合附图的对某些实施例的描述中，本发明的以上和其它目的、优点和特征将更显而易见，其中：
图1是示出根据本发明的曝光设备的框图；
图2是示出曝光单元的透视图；
图3是示出下层图案的平面图；
图4是示出本发明中的控制系统的框图；
图5A和图5B是示出对应关系数据的概念图示；
图6A至图6C是示出照射旋转的图案偏移量的概念图示；
图7A至图7C是示出照射变形的图案偏移量的概念图示；
图8A至图8C是示出存储在存储部件中的数据的概念图示；
图9是示出曝光对准方法的流程图；
图10至图13是示出根据本发明的实施例的曝光设备的操作的图示；以及
图14是用于说明实施例的操作的趋势图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述根据本发明的曝光设备。图1是示意性示出根据本实施例的曝光设备100的图示。当半导体器件被制造成具有以多层堆叠的多个电路图案时，使用该曝光设备100。在半导体晶圆上形成的光致抗蚀剂通过曝光设备100进行曝光工艺。然后，对半导体晶圆执行显影工艺。在显影工艺之后，通过图案偏移测量单元400，测量利用光致抗蚀剂形成的图案的图案偏移量。该图案偏移量是下层图案和形成在下层图案上的图案之间的偏移量。由偏移量测量单元400测量的图案偏移量被通报给曝光设备100。
曝光设备100设置有控制系统300和曝光单元200。控制系统300具有调节曝光位置的功能。控制系统300基于图案偏移量来调节曝光位置。控制系统300是计算机，并通过CPU来实现其功能，所述CPU执行在曝光对准控制程序被从记录介质加载至其中的ROM(只读存储器)中存储的曝光对准控制程序。
图2是示出曝光单元200的透视图。曝光单元200将光罩1上绘制的电路图案印刷或曝光到半导体晶圆6上的光致抗蚀剂上。曝光单元200具有其上安装有光罩1的光罩台4、对准显微镜2、减弱来自光源(未示出)的光通量并且将其投影到半导体晶圆6上的缩小透镜3和其上放置有半导体晶圆6的晶圆台5。
如图2中所示，XY平面被定义成与半导体晶圆6平行的平面。此外，与XY平面垂直的方向被定义成Z-方向。晶圆台5在X-方向和Y-方向是可移动的。通过偏移晶圆台5，曝光单元在X-方向或Y-方向调节曝光位置。光罩台4可环绕Z轴旋转。通过使光罩台4环绕Z轴旋转，曝光位置旋转。此外，缩小透镜3可沿着Z轴移动。通过将缩小透镜3沿着Z轴移动，曝光位置被扩张或收缩。
图3是示意性示出形成在半导体晶圆6上的下层图案的图示。如图3中所示，在下层图案上的照射区7-3中形成表示X-方向的基准位置的对准标记7-1和表示Y-方向的基准位置的对准标记7-2。在曝光时，由对准显微镜来识别和检测下层图案的对准标记(7-1、7-2)。曝光单元200通过移动晶圆台5来对准光罩1和下层图案的相对位置，并执行曝光工艺。
然而，存在下述情况，即由于光罩制造误差和曝光单元的机械误差，导致难以通过使用对准标记的校正来对准光罩1和下层图案的相对位置。具体来说，可能产生作为差异的照射组件的偏移(环绕Z轴的旋转方向的偏移和与扩张或收缩相关的偏移)。
在本实施例中，由于通过使用除了对准标记的方法之外的方法来校正偏移，因此基于过去处理的批次中的图案偏移量，确定在对曝光目标批次N进行曝光工艺时的校正值。这里，相对于对应的下层图案的位置来计算图案偏移量。因此，在曝光目标批次N中，如果用作基准的下层图案的位置从过去的批次的位置发生偏移，则该偏移将被反映到曝光目标批次N中的曝光目标图案的图案偏移量。因此，在本实施例中，控制系统300还校正下层图案本身从过去的批次的偏移。
总之，控制系统300在曝光目标批次N中计算下层图案从初始位置的偏移量作为第一偏移量。初始位置是预先设立的位置。除此之外，在过去处理的过去批次组中，类似地计算下层图案从初始位置的偏移量作为第二偏移量。另外，计算第一偏移量和第二偏移量之间的差作为第三偏移量。第三偏移量是表示下层图案本身从过去批次的下层图案偏移多少的数据。当曝光目标图案被曝光时，控制系统300将第三偏移量反映到校正值。由此，从过去批次的下层图案位置偏移得以校正。
以下，将描述控制系统300的具体构造。图4是示出控制系统300的构造的框图。控制系统300设置有曝光对准调节部件9和存储部件8。曝光对准调节部件9基于从记录介质(未示出)加载的曝光对准控制程序来实现其功能。存储部件8的示例是硬盘驱动器等。存储部件8存储图案偏移量的数据、曝光位置的校正值等。曝光对准调节部件9基于存储部件8中存储的数据来计算第一校正值。计算出的第一校正值被通知到曝光单元200。曝光单元200基于第一校正值来调节曝光位置，并执行曝光工艺。
将描述存储在存储部件8中的数据。存储部件8存储对应关系数据、目标批次下层数据、过去批次下层数据和过去批次目标层数据。
图5A和图5B是示出对应关系数据的概念图示。如图5A中所示，对应关系数据包含表示当前要被曝光的图案(将被称作曝光目标图案)的数据。在处理中形成层的图案。在图5A中，当前处理是第n处理。即，示出的是，曝光目标图案是在第n处理中形成的图案(第n层的图案)。除此之外，如图5B中所示，对应关系数据包含在对于每个处理测量图案偏移量(底层处理)时用作基准的下层偏移。在图5B的示例中，第二处理的下层是第一处理中形成的图案。即，通过使用第一处理中形成的图案作为下层，通过偏移量测量单元400测量第二处理中形成的图案的图案偏移量。应该注意的是，在第一处理中还没有形成用作下层的图案。相对于预定位置(初始位置)表示第一处理中的图案偏移量。不能通过偏移量测量单元400测量第一处理中的图案偏移量。通过曝光对准调节部件9计算第一处理中的图案偏移量。
第一(a)处理和第一(b)处理是在离子注入等时将用于掩模形成的光致抗蚀剂曝光的处理。与第二处理相似，这些处理使用第一处理中形成的图案作为下层。在第一(a)处理和第一(b)处理中，不是表面地形成图案的情况。虽然在第一(a)处理和第一(b)处理之后执行第二处理，但是偏移量测量单元400通过使用第一处理中形成的图案作为下层，测量其图案偏移量。本实施例中使用的图案偏移量是照射组件的图案偏移量。将参照图6A至图6C和图7A至图7C描述照射组件的图案偏移量。照射组件的图案偏移量包含照射旋转的图案偏移量和照射变形的图案偏移量。
图6A至图6C是示出由于照射旋转导致的图案偏移量的图示。由于照射旋转导致的图案偏移量是环绕Z轴的旋转的图案偏移量。图6A示出第一处理中由于照射旋转导致的图案偏移量“Y(N，1)”。如图5B中所示，第一处理中形成的图案中的图案偏移量“Y(N，1)”被表示为相对于预定位置(初始位置)的围绕Z轴的角度。图6B示出第二处理中形成的图案的图案偏移量“Y(N，2)”。在第一处理中形成第二处理的下层(参见图5B)。因此，第二处理中形成的图案中的图案偏移量“Y(N，2)”被表示为相对于第一处理中形成的图案的围绕Z轴的角度。图6C示出在第n-1处理中形成的图案的图案偏移量“Y(N，n-1)”。在第n-2处理中形成第n-1处理的下层(参见图5B)。因此，在第n-1处理中的图案偏移量“Y(N，n-1)”被相对于第n-2处理中形成的图案示出。
图7A至图7C是示出由于照射变形导致的图案偏移量。由于照射变形导致的图案偏移量被示出为从基准位置的扩张或收缩的量。图7A示出第一处理中由于照射变形导致的图案偏移量“Y(N，1)”。如图5B中所示，第一处理中形成的图案的图案偏移量被相对于预定位置(初始位置)表示。图7B示出第二处理中形成的图案的图案偏移量“Y(N，2)”。在第一处理中形成第二处理的下层(参照图5B)。因此，第二处理中的图案偏移量被相对于第一处理中形成的图案示出。图7C示出第n-1处理中形成的图案的图案偏移量“Y(N，n-1)”。在第n-2处理中形成第n-1处理的下层(参照图5B)。因此，第n-1处理中的图案偏移量被相对于第n-2处理中形成的图案示出。
接着，参照图8A至图8C，将描述目标批次下层数据、过去批次下层数据和过去批次目标层数据。
在图8A中，示出目标批次下层数据。目标批次下层数据是曝光目标批次N的数据，并且是在低于曝光目标图案的层中形成的图案的数据。如图8A中所示，目标批次下层数据示出对于从第一处理到第n-1处理的处理中的每个，曝光时施加的曝光位置的校正值X以及形成的图案的图案偏移量Y(第四偏移量)。每个层中形成的图案的图案偏移量是从与该层对应的下层图案的偏移的量。当曝光单元200执行曝光处理时，校正值X从曝光单元200被通知到存储部件8，并且被存储在存储部件8中。当在一个批次中存在多个晶圆时，平均值可以用作校正值X或图案偏移量Y。
图8B是示出过去批次下层数据的概念图示。过去批次下层数据是过去批次组的数据，并且是在低于曝光目标图案的层中形成的图案的数据。与目标批次下层数据类似，过去批次下层数据也示出用于从第一处理至第n-1处理的处理中的每个的校正值X和图案偏移量Y(第五偏移量)。
图8C是示出过去批次目标层数据的概念图示。过去批次目标层数据是过去批次组中的曝光目标图案的数据。过去批次目标层数据示出当曝光目标图案被曝光时的校正值、为过去批次组实际形成的曝光目标图案的图案偏移量Y和最佳校正值Z。最佳校正值Z表示理想的校正值，示出使形成的图案的图案偏移量为0的这样的校对值。最佳校正值被计算为实际施加的校正值X和实际形成的图案的图案偏移量Y之间的差。
返回图4，将描述曝光对准调节部件9。曝光对准调节部件9具有第一偏移量计算部件10、第二偏移量计算部件11、第三偏移量计算部件12、偏移量计算部件14、第六偏移量计算部件15、最佳校正值计算部件16和第一校正值计算部件17。
当偏移量计算部件14不能通过偏移量测量单元400测量图案偏移量时，偏移量计算部件14通过计算获得图案偏移量。例如，关于第一层图案，由于不存在用作下层的图案，因此不能测量图案偏移量Y。在这种情况下，当形成用作下层的第一层图案之上的图案(上层图案)时，偏移量计算部件14计算上层图案的图案偏移量和形成上层图案时应用的校正值之间的差，以获得第一层图案的图案偏移量。即，当不存在与第n层图案对应的下层的图案时，基于当曝光用作下层的第n层图案之上的第n+α层图案时应用的校正值以及与实际形成为第n+α层的图案的位置的差，偏移量计算部件14获得第n层的第四偏移量。
第一偏移量计算部件10计算与曝光目标图案对应的下层图案从初始位置的偏移量，作为曝光目标批次的第一偏移量A(N)。具体来讲，通过对从下层图案的第一层至第n-1层的图案偏移量Y求和，第一偏移量计算部件10计算第一偏移量A(N)。在这种情况下，不考虑通过第一(a)处理、第一(b)处理等形成的图案的图案偏移量，这是因为否则它们将被重复地计入。
第六偏移量计算部件15计算与曝光目标图案对应的下层图案从初始位置的偏移量，作为用于过去批次组的第六偏移量A(N)。当在过去批次组中存在多个批次时，第六偏移量计算部件15计算多个批次中的每个的第六偏移量。与第一偏移量类似，通过对从第一层至第n-1层的图案的图案偏移量求和，获得第六偏移量。
第二偏移量计算部件11计算过去批次组中的第六偏移量的平均值，作为第二偏移量。
第三偏移量计算部件12计算第一偏移量和第二偏移量之间的差，作为第三偏移量。计算出的第三偏移量将表示下层图案(第n-1层图案)的位置从过去批次组偏移了多少。
最佳校正值计算部件16参考过去批次目标层数据，并且基于对曝光目标图案曝光时应用的校正值X和已经形成的曝光目标图案的图案偏移量Y，计算最佳校正值。计算出的最佳校正值被存储在过去批次目标层数据中。除此之外，最佳校正值计算部件16计算过去批次组中的最佳校正值的平均值(平均的最佳校正值)。
基于过去批次目标层数据中存储的最佳校正值以及第三偏移量，第一校正值计算部件17计算第一校正值。计算出的第一校正值被通知到曝光单元200。
接着，参照图8A至图8C和图9，将描述根据本实施例的曝光对准方法。图9是曝光对准方法的流程图。另外，图8A至图8C示出曝光对准方法中的数据流程。
步骤S1：第一处理的图案偏移量被测量了吗？
首先，第一偏移量计算部件10参考目标批次下层数据，并且确定第一层图案的图案偏移量(第四偏移量)是否被存储。即，确定第一处理的图案偏移量Y是否被存储。
步骤S2：第一偏移量的计算
当第一层图案的图案偏移量Y被存储时，第一偏移量计算部件10参考目标批次下层数据，并且计算从第一层至第n-1层的图案偏移量Y的总和。由此，计算第一偏移量A(N)。第一偏移量A(N)将表示与曝光目标图案对应的下层图案(第n-1层图案)从初始位置的偏移量。
步骤S3：第二偏移量的计算
在步骤S2计算第一偏移量A(N)之后，计算第二偏移量。具体来说，首先，基于过去批次下层数据，第六偏移量计算部件15计算一个过去批次中的图案偏移量(第五偏移量)的总和，作为过去批次的第六偏移量A(N)(N＝1、2、...、N-1)。与第一偏移量A(N)类似，计算出的第六偏移量将表示下层图案(第n-1层的图案)从初始位置的偏移量。接着，第二偏移量计算部件11计算过去批次组中的第六偏移量的平均值“(A(1)+A(2)+...+A(N-1))/(N-1)”作为第二偏移量。
步骤S4：第三偏移量的计算
接着，基于第一偏移量A(N)和第二偏移量“(A(1)+A(2)+...+A(N-1))/(N-1)”，第三偏移量计算部件12计算第三偏移量B(N)。具体来说，第三偏移量计算部件12计算第一偏移量和第二偏移量“(A(1)+A(2)+...+A(N-1))/(N-1)”之间的差作为第三偏移量B(N)。计算出的第三偏移量B(N)将表示下层图案(第n-1层的图案)从曝光目标批次N中的过去处理的批次偏移多少。
步骤S5：最佳校正值的计算
接着，基于过去批次目标层数据，最佳校正值计算部件16计算最佳校正值。具体来说，最佳校正值计算部件16计算过去批次组的曝光目标图案中的校正值X和图案偏移量Y之间的差作为最佳校正值“Z(N)(N＝1、2、...、N-1)”。除此之外，最佳校正值计算部件16计算过去批次组的最佳校正值的平均值“(Z(1)+Z(2)+...+Z(N-1))/(N-1)”。
步骤S6：第一校正值的计算
接着，基于第三偏移量B(N)和最佳校正值“Z(N)(N＝1、2、...、N-1)”，第一校正值计算部件17计算第一校正值X(N)。具体来说，第一校正值计算部件17计算通过将第三偏移量B(N)乘以预定系数R得到的值和最佳校正值的平均值“(Z(1)+Z(2)+...+Z(N-1))/(N-1)”的和，作为第一校正值X(N)。计算出的第一校正值X(N)被通知到曝光单元200。曝光单元200基于第一校正值X(N)调节曝光位置，并将曝光目标图案N曝光。
步骤S7：通过第一处理形成下层了吗？
另一方面，在步骤S1中，当第一层图案的图案偏移量Y没有被存储时，偏移量计算部件14参考对应关系数据，并确定曝光目标图案的下层是否是第一处理中形成的图案。
步骤S8：第一处理中的图案偏移量的计算
当曝光目标图案的下层不是第一处理中形成的图案时，偏移量计算部件14参考对应关系数据。然后，偏移量计算部件14选择使用第一处理中形成的图案作为下层的处理。偏移量计算部件14参考目标批次下层数据，并计算所选择的处理中形成的图案的图案偏移量和所选择的处理中应用的校正值X之间的差，作为第一处理中的图案偏移量。计算出的第一处理中的偏移量被存储在目标批次下层数据中。然后，执行步骤S2和此后的处理流程。通过执行这样的处理，其中不存在用作下层的图案的第一层图案的图案偏移量也能够通过计算来获得。
步骤S9：存在第一处理中形成下层的处理历史吗？
当步骤S7的确定的结果表示曝光目标图案的下层是第一处理中形成的图案时，确定在存储部件8中是否存在另外处理的处理历史，在所述另外处理中，下层图案是第一处理中形成的图案。例如，如图5B中所示，确定是否存在第一(a)处理、第一(b)处理等的处理历史(图案偏移量等的测量结果)。当存在所述处理历史时，通过使用处理历史中的图案偏移量的测量结果，执行与步骤S8相同的处理，以计算第一处理中的图案偏移量。
步骤S10和S11：最佳校正值的计算和第一校正值的计算
另一方面，当在步骤S9不存在下层的第一处理的处理历史时，不执行步骤S2至S5的处理，而只执行最佳校正值的计算(步骤S10)。然后，基于最佳校正值，计算第一校正值X(N)(步骤S11)。此时，第三偏移量没有被反映到第一校正值X(N)。
图10至图13是示出本实施例的效果的图示。
图10和图11是示出照射旋转的图示。图10用于与本实施例比较，并示出在曝光目标批次N中的曝光目标图案(a2)被曝光时没有反映第三偏移量时的状态。图10示出过去批次组中形成的下层图案(a0)、曝光目标批次N中形成的下层图案(a1)和曝光目标批次N中被曝光的曝光目标图案(a2)之间的空间关系。基于过去批次组中的曝光目标图案的平均的最佳校正值X，确定曝光目标图案(a2)。平均的最佳校正值X是基于过去批次组中实际形成的曝光目标图案的图案偏移量以及实际应用的校正值X计算的值。理想地，通过使用平均的最佳校正值X，使图案(a2)与图案(a0)一致(实际上，在图案(a2)和图案(a0)之间也出现偏移)。然而，即使图案(a2)和图案(a0)之间的偏移为0，当在图案(a1)与图案(a0)之间已经出现偏移(第三偏移量)时，在图案(a2)与图案(a1)之间也出现偏移。即，在曝光目标批次N中的曝光目标图案中将出现图案偏移。
图11是示出本实施例中的照射旋转的图示。图11示出曝光目标批次N中的曝光目标图案(a2)、与曝光目标图案对应的下层图案(a1)和过去批次组中的下层图案(a0)之间的相对空间关系。根据本实施例，除了平均的最佳校正值之外，第三偏移量被反映到曝光目标图案(a2)的曝光位置。通过反映第三偏移量，下层图案(a1)从过去批次组的偏移被消除。结果，能够使图案(a2)与图案(a1)之间的偏移(曝光目标批次N中的曝光目标图案的图案偏移量)很小。
当将图10和图11彼此比较时，在本实施例中，可以理解，通过将下层图案(a1)从过去批次组的偏移量(第三偏移量)反映到曝光目标图案(a2)的曝光位置，能够以优良的精度来调节曝光位置。应该注意的是，存在尽管反映第三偏移量但在曝光目标图案(a2)中实际也会出现图案偏移量的情况。这个偏移由偏移量测量单元400测量，并当通过使用该曝光目标图案作为下层来形成上层时使用。
图12和图13是示出照射变形的图示。图12用于与本实施例比较，并示出曝光目标批次N中的曝光目标图案(b2)被曝光时没有反映第三偏移量时的状态。图12示出过去批次组中的下层图案(b0)、曝光目标批次N中的下层图案(b1)和曝光目标批次N中的曝光目标图案(b2)之间的空间关系。基于过去批次组中的曝光目标图案的平均的最佳校正值，确定曝光目标图案(b2)的位置。平均的最佳校正值X是基于过去批次组的曝光目标图案从过去批次组中的下层图案(b0)的偏移而计算的值。理想地，通过使用平均的最佳校正值X，使图案(b2)与图案(b0)一致(实际上，在图案(b2)和图案(b0)之间也出现偏移)。然而，即使图案(b2)和图案(b0)之间的偏移为0，当在图案(b1)与图案(b0)之间出现偏移(第三偏移量)时，在图案(b2)与图案(b1)之间也将出现偏移。即，如果下层图案(b1)已从过去批次组偏移，则在曝光目标图案(b2)和下层图案(a1)之间也将出现偏移(图案偏移)。
图13是示出本实施例中的照射变形的图示。图13示出曝光目标批次N中的曝光目标图案(b2)、与曝光目标图案对应的下层图案(b1)和过去批次组中的下层图案(b0)之间的相对空间关系。根据本实施例，除了过去批次组中的最佳校正值的平均值之外，第三偏移量被反映到曝光目标图案(b2)的曝光位置。通过反映第三偏移量，下层图案(b1)从过去批次组的偏移被消除。
当图12和图13彼此比较时，可以理解，在本实施例中，下层图案(b1)从过去批次组的变化量(第三偏移量)被反映到曝光目标图案(b2)的曝光位置，使得以优良的精确度调节曝光位置。另外，尽管反映了第三偏移量，但是在曝光目标图案(b2)和下层图案(b1)之间实际还会出现偏移。这个偏移被测量为图案偏移量Y，当通过使用该曝光目标图案作为下层来形成上层图案时，将使用图案偏移量Y。
图14示出本实施例的效果的趋势图。在图14中，白色三角形示出曝光目标批次N的下层图案中的图案偏移量。即，每个表示第三偏移量的值。白色圆形示出当没有反映第三偏移量时曝光目标图案的图案偏移量，并被示出用于比较。黑色圆形示出当反映第三偏移量时曝光目标图案的图案偏移量。如从图14中可以看到的，通过将第三偏移量反映到曝光目标图案的曝光位置，曝光目标图案的图案偏移量的绝对值变小。
如所说明的，根据本实施例，下层图案的位置从过去批次组的变化(偏移)量被反映到曝光目标图案的曝光位置。这个处理允许曝光位置被精确地调节。结果，能够减少由于曝光位置的偏移导致的返工的次数，并且能够提高产量。通过减少由于返工导致的无用的处理，还能够降低成本。
除此之外，根据本实施例，偏移量计算部件14计算在其中没有下层图案存在的处理(例如，第一层处理)中形成的图案的图案偏移量。例如，在日本专利申请公开(JP-A-Heisei 11-102851)中描述的对准校正方法中，第一处理中的自旋转量被设置为0。因此，第一层处理中形成的图案的图案偏移量没有被反映到曝光目标图案的曝光位置的校正值。另一方面，在本实施例中，第一层处理中形成的图案的图案偏移量还反馈到曝光目标图案的位置，因此，能够更精确地调节曝光位置。
虽然以上已经结合本发明的许多实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将清楚的是，提供这些实施例只是用于示出本发明，不应该基于这些实施例以限制的意义来解释本发明的权利要求。