(57)【要約】【課題】  多重露光後の欠陥発生を回避しつつウェハ上での寸法精度を改善できるフォトマスクの製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】  多重露光に用いられる各マスクの多重露光後に予測される危険管理パターンの像、並びに位置偏差を取得し、前記像と位置偏差情報を元に各マスクによる重ね露光後の像を予測する。この際、各マスクによる像の重ね合わせのオフセット量、回転量等のパラメータを変化させ、予測される重ね露光後の像において危険パターンにおける欠陥発生が回避できるようなパラメータを算出する。【選択図】      図１
2010038944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスの製造に使用され、単一層の加工に供せられるフォトマスク群を製造する方法であって、
前記フォトマスク群を用いて露光後に形成されるパターンにおける品質管理箇所を指定する工程と、
前記フォトマスク群に含まれる各々のフォトマスクにおける前記品質管理箇所に該当するフォトマスク上の品質管理箇所を算出して、該フォトマスク上の品質管理箇所のパターン画像とパターン位置偏差情報を取得する工程と、
前記取得されたフォトマスク上の品質管理箇所のパターン画像とパターン位置偏差情報を用いて、前記フォトマスク群を用いて露光を行う際の露光パラメータを変化させた場合に形成されるパターン画像を、露光パラメータ毎に各品質管理箇所でシミュレーションして生成する工程と、
生成した複数のパターン画像から前記品質管理箇所における品質保証値を算出する工程と、
前記変化させた露光パラメータの設定値と、該当するパラメータを使用して生成したパターン画像から取得された品質保証値との関係から最適な品質保証値が得られる露光パラメータを算出する工程と
を具備することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記品質保証値は、寸法偏差、寸法ばらつき、露光マージン及び位置偏差の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記露光パラメータは、前記フォトマスク群を使用して露光を行う際のシフト量、回転量、フォーカス値、倍率及び露光量の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項４】
被加工膜上にレジスト膜を形成する工程と、
請求項１記載のフォトマスク群を用いて、請求項１記載の露光パラメータに基づくリソグラフィプロセスを適用し、前記レジスト膜にパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクに前記被加工膜をパターニングする工程と
を具備することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記露光パラメータは、前記フォトマスク群を使用して露光を行う際のシフト量、回転量、フォーカス値、倍率及び露光量の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体デバイスを製造するためのフォトリソグラフィー工程で使用されるフォトマスクを製造する方法、及びこのフォトマスクを用いて半導体デバイスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの微細化が進むにつれ、フォトリソグラフィー工程で使用されるフォトマスクに対して、極めて厳しい精度が要求されるようになってきている。しかも、フォトマスクのパターンには近接効果補正（ＯＰＣ）が施されており、複雑な形状を有するパターンが増えている。このため、単なるパターンの寸法測定のような１次元的な評価方法ではフォトマスクの品質保証としては不十分であり、２次元のパターン形状管理が求められるようになってきた。
【０００３】
この要求に対する答えとして、マスクパターンの画像をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）により取得し、その画像から抽出したパターン輪郭データから、リソグラフィー後のパターン形状をシミュレーションにより算出し、所望のリソグラフィー余裕度が得られるか否かでマスクパターンが所望の精度に仕上がっているか否かを検査する手法が提案されている。この手法のメリットは、マスクパターンの仕上がりを、実際にウェハに露光して使用する条件に極めて近い状態で判断できることであり、不必要に厳しい管理や甘い管理になることなく必要十分な管理ができる。
【０００４】
特許文献１では、本手法を更に拡張してＳＥＭにより得られたパターン画像からパターン輪郭データのみでなく、フォトマスク上での３次元形状をも算出してリソグラフィーシミュレーションを行い、フォトマスクの仕上がりを管理する手法が提案されている。
【０００５】
また、微細化を更に進める手法として、ウェハ上に形成された一つの層（被加工膜）に対し、複数のフォトマスクを使用してパターンを形成する多重露光技術が提案されている。例えば二重露光技術では、まず、被加工膜上にフォトレジストを塗布し、第一のフォトマスクを用いて露光し、現像してレジストパターンを形成し、このレジストパターンを用いて被加工膜をパターニングする。この後、パターニングした被加工層上に改めてフォトレジストを塗布し、第二のフォトマスクを使用して露光し、現像を行ってレジストパターンを形成し、このレジストパターンを用いて更に被加工膜をパターニングする。これにより、被加工膜は第一のフォトマスクと第二のフォトマスクを合成したパターンに加工される。
【０００６】
多重露光技術を使用した場合、ウェハ上の被加工膜に形成されるパターンの仕上がり精度は、使用した各々のフォトマスクの精度で決定される。しかも、個々のフォトマスクの精度だけでなく、相互作用も考慮した良否判定が必要になる。すなわち、単独ではフォトマスクの精度が低く不良品であっても、複数のフォトマスクの相互作用により良品となることもある。例えば、エッジの位置と、このエッジ位置の間隔で定義されるようなライン状のパターンにおいて、第一のフォトマスクで形成されるパターンの寸法がΔだけ細く形成されていた場合には、右側のパターンエッジはΔ／２だけ左側に移動し、左側のパターンエッジはΔ／２だけ右側に移動する。一方、第二のフォトマスクで形成されるパターンの寸法がΔだけ太く形成されていた場合には、左側のパターンエッジはΔ／２だけ左側に移動し、右側のパターンエッジはΔ／２だけ右側に移動する。このような場合、Δが大きいと第一、第二のフォトマスクは単独では共にパターン不良になるが、多重露光すると互いのズレを打ち消し合ってパターンエッジの相対的な距離が正常値になり、パターンの寸法は所望の通りになる。
【０００７】
逆に、単独ではフォトマスクの精度が十分であっても、複数のフォトマスクの相互作用により互いのズレが重なり合ってズレ量が大きくなり、十分な精度が得られないこともあり得る。
【０００８】
このように、多重露光技術を用いる場合には、形成するパターンの品質管理に際して、ウェハ上の同一層（被加工膜）のパターニングに用いられるフォトマスク間の相互作用も考慮しなければならず、個々のフォトマスクのパターン画像から取得されたリソグラフィーシミュレーションによる良否判定のみでは不十分である。
【０００９】
従って、多重露光後の欠陥発生を回避しつつウェハ上での寸法精度を向上できるフォトマスクの製造方法、及びこのフォトマスクを用いた半導体デバイスの製造方法が望まれている。
【特許文献１】特開２００７−１６３６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、多重露光後の欠陥発生を回避しつつウェハ上での寸法精度を改善できるフォトマスクの製造方法、及びこのフォトマスクを用いた半導体デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の一態様によると、半導体デバイスの製造に使用され、単一層の加工に供せられるフォトマスク群を製造する方法であって、前記フォトマスク群を用いて露光後に形成されるパターンにおける品質管理箇所を指定する工程と、前記フォトマスク群に含まれる各々のフォトマスクにおける前記品質管理箇所に該当するフォトマスク上の品質管理箇所を算出して、該フォトマスク上の品質管理箇所のパターン画像とパターン位置偏差情報を取得する工程と、前記取得されたフォトマスク上の品質管理箇所のパターン画像とパターン位置偏差情報を用いて、前記フォトマスク群を用いて露光を行う際の露光パラメータを変化させた場合に形成されるパターン画像を、露光パラメータ毎に各品質管理箇所でシミュレーションして生成する工程と、生成した複数のパターン画像から前記品質管理箇所における品質保証値を算出する工程と、前記変化させた露光パラメータの設定値と、該当するパラメータを使用して生成したパターン画像から取得された品質保証値との関係から最適な品質保証値が得られる露光パラメータを算出する工程とを具備するフォトマスクの製造方法が提供される。
【００１２】
また、この発明の他の一態様によると、被加工膜上にレジスト膜を形成する工程と、前記一態様に係る製造方法で形成したフォトマスク群を用いて、前記一態様に係る露光パラメータに基づくリソグラフィプロセスを適用し、前記レジスト膜にパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクに前記被加工膜をパターニングする工程とを具備する半導体デバイスの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、多重露光後の欠陥発生を回避しつつウェハ上での寸法精度を改善できるフォトマスクの製造方法、及びこのフォトマスクを用いた半導体デバイスの製造方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。  
［第一の実施形態］
本実施形態に係るフォトマスクの製造方法について、図１乃至図７を用いて説明する。ここでは、例えばウェハ上に形成された被加工膜（単一層）の加工に供せられるフォトマスク群を製造する方法であって、二枚のフォトマスクを使用する二重露光技術を適用する場合に、ウェハ上に形成されるパターンの品質を保証するために、フォトマスクの品質保証を行う手法について述べる。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示すフローチャート、図２は二重露光の原理について説明するための斜視図、図３は二重露光によりウェハ上に形成されたパターンの形状を示す平面図、図４はフォトマスク上に形成されたパターンをＳＥＭにより取得した後、輪郭抽出を行って得られた像を示す平面図、図５は上記図４で示した第一、第二のフォトマスクで得られるパターン画像からシミュレーションにより取得された、二重露光後のウェハ上におけるパターン画像を示す平面図、図６は第一、第二のフォトマスクにより形成されたパターン領域内における品質管理箇所を示すパターン平面図、図７は第一のフォトマスクで露光されたパターンを基準にして、第二のフォトマスクを用いた露光を行う際の露光パラメータとしてＸ方向のシフト量を変化させた場合に、各品質管理箇所における寸法偏差の変動について説明するための図である。
【００１６】
本実施形態に係るフォトマスクの製造方法では、まず、被加工膜をパターニングするためにフォトレジストを露光する際に用いる、例えば図２（ａ）に示すような第一のフォトマスクと、例えば図２（ｂ）に示すような第二のフォトマスクを作成する。これらのフォトマスクの作成に関しては、周知の技術を使用して行うものとする。
【００１７】
次に、図１に示すように、上記第一、第二のフォトマスクを用いてフォトレジストを露光した後にウェハ上に形成される、例えば図２（ｃ）に示すようなパターンにおける品質管理箇所を指定する（ステップ１）。
【００１８】
ここで、品質管理箇所とはフォトリソグラフィー上のマージンが少なく不良が起きやすい箇所、つまりフォトリソグラフィー上の危険部分（ホットスポット）であり、少なくとも一箇所指定すれば良い。
【００１９】
そして、この品質管理箇所に該当する、上記第一のフォトマスクと第二のフォトマスク上での品質管理箇所を算出して、個々のフォトマスクについて該当箇所のパターン画像の取得、及びパターン位置偏差情報の取得を行う（ステップ２）。パターン位置偏差情報とは、対象パターンの重心位置のＸＹ平面上での所望の座標からのずれ量である。
【００２０】
その後、取得された第一、第二のフォトマスク上の品質管理箇所のパターン画像とパターン位置偏差情報を用いて、上記フォトマスク群を用いて露光を行う際の露光パラメータを変化させた場合に形成されるパターン画像を、露光パラメータ毎に各品質管理箇所でシミュレーションして生成する（ステップ３）。このシミュレーションでは、第一、第二のフォトマスクを重ね合わせたとき、ウェハ上でどのようなパターンになるかをシミュレーションする。パターンの外形はＳＥＭで観察できるが、危険部分のパターンに関してはイメージだけでなく位置偏差情報が必要になる。つまり、二重露光を行うために位置変位とパターンからの相対距離を調べる必要がある。簡単に言うと、このステップ３では二枚のフォトマスクの使い方の情報を取得する。上記露光パラメータは、上記第一、第二のフォトマスクを使用する際のシフト量、回転量、フォーカス値、倍率及び露光量の少なくともいずれか一つを含んでいる。本例では第一のフォトマスクで形成されたパターンを基準にして、第二のフォトマスクで形成されるパターンのＸ方向のシフト量を変化させたパターン画像を生成する。
【００２１】
次に、生成した複数のパターン画像から前記品質管理箇所における品質保証値を算出する（ステップ４）。この品質保証値は、寸法偏差、寸法ばらつき、露光マージン及び位置偏差のうち少なくともいずれか一つを含んでいる。
【００２２】
次に、上記変化させた露光パラメータの設定値と、該当する露光パラメータを使用して生成したパターン画像から取得された品質保証値との関係から最適な品質保証値が得られる露光パラメータを算出する（ステップ５）。一枚のマスクパターンにもう一枚のマスクパターンを重ねるとき、そのまま露光すると誤差が発生することがある。そこで、ＸＹ方向にずらす（シフト量を変える）、一方を縮小して転写（倍率を変える）、一方を回転させる（回転量）、フォーカスを変化させる（フォーカス量）、露光量を変化させるなどのうちの一つ、または任意の組み合わせを複合的に実施して露光パラメータの最適値を探す。
【００２３】
そして、上記ステップ５で算出した露光パラメータをステッパーに入力して露光条件を設定して露光を行う。
【００２４】
上述したように、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法では、ウェハ上で品質保証してほしい場所（例えばフォトリソグラフィー上の危険部分）の情報をフォトマスク側の情報に置き換え、それに相当するフォトマスク側の場所でシミュレーションする。すなわち、ウェハ上に形成されるパターンが、二枚のフォトマスク上のどこに存在するかの情報、つまり一枚目のフォトマスクの座標と二枚目のフォトマスクの座標に置き換え、シュミレーションして最終的にウェハのある一箇所の情報にする。これによって、多重露光後の欠陥発生を回避しつつウェハ上での寸法精度を改善できる。
【００２５】
図３は、二重露光によりウェハ上に形成されたパターンの形状を示しており、１１は第一のフォトマスクにより形成されたパターン、１２は第二のフォトマスクにより形成されたパターン、１３は第一のフォトマスクにより形成されたパターンと第二のフォトマスクにより形成されたパターンの間に形成されたパターンである。１４はパターン１３を形成するパターンエッジのうち、第一のフォトマスクにより形成されたパターン１１に帰属するパターンエッジを示し、１５はパターン１３を形成するパターンエッジのうち、第二のフォトマスクにより形成されたパターン１２に帰属するパターンエッジを示している。
【００２６】
図４（ａ），（ｂ）はそれぞれ、第一、第二のフォトマスクにより形成され、上記ステップ２にて取得されたパターン画像、及びパターン位置偏差を図示したものである。図４（ａ）は、第一のフォトマスクから取得された像を示し、図４（ｂ）は、第二のフォトマスクから取得された像を示している。図中の点線で示されたパターンは、該当パターンの設計データに従ったパターンの輪郭であり、実線で示されたパターンは実際に作成されたフォトマスク上のパターンをＳＥＭで撮影することにより得られた画像を輪郭抽出して取得したパターン画像である。位置偏差は、図中点線で示されるパターンの重心位置と、実線で示されるパターンの重心位置の偏差により定義される。
【００２７】
上記ステップ３では、上記ステップ２で取得された各品質管理箇所におけるパターン画像、及びパターン位置偏差から、二重露光後に形成されるパターン形状をシミュレーションにより予測する。この際、露光時における第一、第二のフォトマスクの露光パラメータを複数変化させてシミュレーションを行い、各露光パラメータを使用した状態における、各品質管理箇所でのウェハ上のパターン形状を個々に取得する。
【００２８】
図５は、上記図４（ａ），（ｂ）に示した第一、第二のフォトマスクの、任意の品質管理箇所におけるパターン画像、及びパターン位置偏差を使用し、且つ第一、第二のマスクの露光パラメータとしては標準的な値を使用してシミュレーションを行った結果得られるウェハ上に形成されるパターン画像を示したものである。矢印１６は該当図中における品質管理箇所を図示したものであり、本例では寸法管理を行うものとする。
【００２９】
上記ステップ４では、上述したステップ３で実施されたシミュレーションによって得られた、各品質管理箇所における、各露光パラメータでのウェハ上でのパターン画像から品質保証値を算出し、最適な露光パラメータの選択を行う。
【００３０】
図６は、第一、第二のフォトマスクにより形成されるパターン領域１７における品質管理箇所（黒丸）を示したものである。上記ステップ２及びステップ３におけるパターン画像の取得、露光後の像取得のためのシミュレーションは本図に黒丸で示された各点について個々に行われているものとする。
【００３１】
図７は、露光パラメータと管理値の関係をグラフで示したものである。管理値としては、図５の矢印１６で示された品質管理箇所におけるパターン寸法の所望値からの偏差（寸法偏差）を用い、露光パラメータとしては、第一のフォトマスクにより形成されたパターン上に第二のフォトマスクを用いて露光する際の、露光位置のＸ方向のシフト量を使用している。
【００３２】
図７におけるＸ軸は上記シフト量、Ｙ軸は上記寸法偏差である。また、各線１８，１９，２０は、図６に示した各品質管理箇所における管理値の算出結果に対応する。図中の点線で示された範囲２１は品質管理箇所における管理値の管理幅であり、この管理幅から外れた場合には露光後のパターンは不良であると判断される。また、図７中斜線を付して示した領域２２内は、評価を行った全品質管理箇所において管理幅内に収まるため、この範囲が最適な露光パラメータとして選択される。
【００３３】
なお、本例では、露光パラメータとしてＸ方向シフト量を使用したが、Ｙ方向シフト量、回転量、倍率等の露光パラメータを使用することもできる。また、上記露光パラメータを複数使用することも可能である。更に、品質保証値として、パターン寸法偏差を使用したが、パターン寸法ばらつき、露光マージン等の値を使用することも可能である。
【００３４】
上記のようなフォトマスクの製造方法によれば、多重露光後の欠陥発生を回避しつつウェハ上での寸法精度を改善できる。
【００３５】
図８は、上記図１乃至図７に示したフォトマスクの製造方法を用いた半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、ウェハ上に加工対象である被加工膜を形成する（ステップ１）。また、この被加工膜の加工に供せられるフォトマスク群を製造する（ステップ２）。二重露光の場合には、上記図２（ａ）に示したような第一のフォトマスクと、図２（ｂ）に示したような第二のフォトマスクを作成する。これらのフォトマスクの作成に関しては、周知の技術を使用して行う。
【００３７】
次に、上記第一のフォトマスクと第二のフォトマスクを用いて、露光後にウェハ上に形成されるパターンにおける品質管理箇所を指定する（ステップ３）。そして、この品質管理箇所に該当する、上記第一のフォトマスクと第二のフォトマスク上での品質管理箇所を算出し、個々のフォトマスクについて該当箇所のパターン画像とパターン位置偏差情報を取得する（ステップ４）。この品質管理箇所は、少なくとも一箇所設定すれば良い。
【００３８】
その後、上記取得した第一、第二のフォトマスク上の品質管理箇所のパターン画像とパターン位置偏差情報を用いて、上記第一、第二のフォトマスクを用いて露光を行う際の露光パラメータを変化させた場合に形成されるパターン画像を、露光パラメータ毎に各品質管理箇所でシミュレーションして生成する（ステップ５）。このステップ５では、二枚のフォトマスクの使い方の情報を取得する。上記露光パラメータは、上記第一、第二のフォトマスクのシフト量、回転量、フォーカス値、倍率及び露光量の少なくともいずれか一つを含んでいる。そして、例えば第一のフォトマスクで形成されたパターンを基準にして、第二のフォトマスクで形成されるパターンのシフト量を変化させたパターン画像を生成する。
【００３９】
次に、生成した複数のパターン画像から前記品質管理箇所における品質保証値を算出する（ステップ６）。この品質保証値は、寸法偏差、寸法ばらつき、露光マージン及び位置偏差の少なくともいずれか一つを含んでいる。
【００４０】
次に、上記変化させた露光パラメータの設定値と、該当する露光パラメータを使用して生成したパターン画像から取得された品質保証値との関係から最適な品質保証値が得られる露光パラメータを算出する（ステップ７）。１枚のマスクパターンにもう一枚を重ねるとき、そのまま露光すると誤差が出る。そこで、ＸＹ方向にずらす（シフト量を変える）、一方を縮小して転写（倍率を変える）、一方を回転させる（回転量）、フォーカスを変化させる（フォーカス量）、露光量を変化させるなどのうちの一つ、または任意の組み合わせを複合的に実施して露光パラメータの最適値を探す。
【００４１】
引き続き、被加工膜上にフォトレジストを塗布し（ステップ８）、上記ステップ７で算出した露光パラメータをステッパーに入力して露光条件を設定する。
【００４２】
そして、フォトレジストを、上記第一、第二のフォトマスク群を用いて算出した露光パラメータで多重露光してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクに用いて被加工膜をパターニングする（ステップ９）。
【００４３】
上述した本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法によれば、多重露光後の欠陥発生を回避しつつウェハ上での寸法精度を改善できる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、説明を簡単にするために二重露光を例にとって説明したが、三重露光以上の多重露光にも同様にして適用できるのは勿論である。
【００４５】
［第二の実施形態］
本実施形態では、前述した第一の実施形態と同様に、二重露光技術を用いた場合に、ウェハ上に形成されたパターン品質を保証するためのフォトマスクの品質保証を行うための手法を述べる。
【００４６】
まず、ウェハ上に形成した被加工膜をパターニングするための第一のフォトマスク、第二のフォトマスクを作成する（ステップ１）。このフォトマスク作成に関しては周知の技術を適用して行うものとする。
【００４７】
次に、上記第一、第二のフォトマスクを用いてウェハ上に形成されるパターン上における品質管理箇所に該当する、各マスク上での品質管理箇所を指定して、個々のマスクについて該当箇所のパターン画像の取得、及びパターン位置偏差情報の取得を行う（ステップ２）。ここでは、品質管理箇所は２箇所以上であるとする。
【００４８】
図９（ａ），（ｂ）はそれぞれ、上記第一、第二のフォトマスク上での品質管理箇所を示しており、図９（ｃ）は上記第一、第二のフォトマスクにより露光されたウェハを示している。図９（ａ）に示す第一のフォトマスク上の品質管理箇所Ａ１点、Ｂ１点、Ｃ１点、Ｄ１点と、図９（ｂ）に示す第二のフォトマスク上に配置された品質管理箇所Ａ２点、Ｂ２点、Ｃ２点、Ｄ２点はそれぞれ、図９（ｃ）に示すウェハ上のＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点に相当する第一のフォトマスク、第二のフォトマスク上での品質管理箇所である。
【００４９】
続いて、上記ステップ２で取得した各品質管理箇所におけるパターン画像、及びパターン位置偏差情報から二重露光後に形成されるパターン形状をシミュレーションにより予測する。この際、露光時における第一、第二のフォトマスクの露光パラメータを複数変化させてシミュレーションを行い、各露光パラメータを使用した状態における、各品質管理箇所でのウェハ上のパターン形状を個々に取得する（ステップ３）。
【００５０】
図１０（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、露光パラメータとして標準的な値を使用した際の各品質管理箇所におけるウェハ上のパターン画像をシミュレーションにより算出した結果を示すパターン平面図である。図１０（ａ）は品質管理箇所Ａ点のパターン画像、図１０（ｂ）は品質管理箇所Ｂ点のパターン画像、図１０（ｃ）は品質管理箇所Ｃ点のパターン画像、及び図１０（ｄ）は品質管理箇所Ｄ点のパターン画像である。
【００５１】
本実施形態では、図１０（ａ）〜（ｄ）における矢印２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄに示す部分の寸法値の所望の値からの偏差を管理値として用いることとする。
【００５２】
次に、各品質管理箇所において、ステップ３で実施されたシミュレーションにより得られた各露光パラメータでのパターン画像から管理値を算出し、算出された管理値と露光パラメータの関係から最適な露光パラメータの選択を行う（ステップ４）。
【００５３】
図１１は、露光パラメータとしてウェハ露光時の第一のフォトマスクと第二のフォトマスクの相対的なシフト量を変化させた場合の、算出される管理値の変化を示したものである。各直線は各品質管理箇所での結果に相当する。
【００５４】
すなわち、品質管理箇所Ａ点とＤ点では、二枚のフォトマスクの相対的なシフト量は０であることが好ましく、シフト量ｂ〜ｅの区間では管理幅内に収まる。しかし、Ｂ点、Ｃ点では最適シフト量がずれており、Ｂ点ではｃ〜ｆの区間で、Ｃ点ではａ〜ｄの区間で各管理点での品質管理値が品質管理幅２４内に収まる。よって、Ａ点〜Ｄ点の全ての管理点での管理値が管理幅内に収まるｃ〜ｄの区間が最適領域２５であり、この範囲が最適な露光パラメータとして選択される。また、シフト量０の場所は全管理箇所を含めた誤差レンジが最小になる最適値となる。
【００５５】
図１２は、露光パラメータとして第一のフォトマスクと第二のフォトマスクの相対的な回転量を使用した場合の、露光パラメータと管理値の関係を示したものである。この場合、ｄ〜ｅの区間が最適領域２５として選択される。特に、図１２中の回転量２６は、全管理箇所を含めた誤差レンジが最小になる最適値となる。
【００５６】
図１３は、露光パラメータとして第一のフォトマスクと第二のフォトマスクの相対的な倍率を使用した場合の、露光パラメータと管理値の関係を示したものである。この場合、ｄ〜ｅの区間が最適領域２５として選択される。特に、図１３中の相対倍率２７は、全管理箇所を含めた誤差レンジが最小になる最適値となる。
【００５７】
なお、本実施形態では、露光パラメータとしてＸ方向シフト量、回転量、相対倍率を個別に変化させてシミュレーションを行ったが、複数のパラメータを同時に変化させて露光パラメータの最適領域を算出することも可能である。また、上記以外にも、Ｙ方向シフト量、照射量、焦点位置シフト量などを露光パラメータとして使用することもできる。
【００５８】
更に、本実施形態では、図８に示すようなパターンを管理箇所として使用したが、図１４（ａ）〜（ｄ）に示すような種々のパターンを使用することができ、管理箇所によって異なる形状のパターンを使用することもできる。
【００５９】
更にまた、本実施形態では、品質保証値として、パターン寸法偏差を使用したが、パターン寸法ばらつき、露光マージン等の値を使用することも可能である。
【００６０】
二重露光を例にとって説明したが、三重露光以上の多重露光にも同様にして適用できるのは勿論である。
【００６１】
以上第一及び第二の実施形態を用いてこの発明の説明を行ったが、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば各実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の第一の実施形態に係るフォトマスクの製造方法を示すフローチャート。
【図２】二重露光技術の原理について説明するための斜視図。
【図３】二重露光によりウェハ上に形成されたパターンの形状を示す平面図。
【図４】フォトマスク上に形成されたパターンをＳＥＭにより取得した後、輪郭抽出を行って得られた像を示す平面図。
【図５】図４で示された第一、第二のフォトマスクで得られるパターン画像からシミュレーションにより取得された、二重露光後のウェハ上におけるパターン画像を示す平面図。
【図６】第一、第二のフォトマスクにより形成されたパターン領域内における品質管理箇所を示すパターン平面図。
【図７】第一のフォトマスクで露光されたパターンを基準にして、第二のフォトマスクを用いた露光を行う際の露光パラメータとしてＸ方向のシフト量を変化させた場合に、各品質管理箇所における寸法偏差の変動について説明するための図。
【図８】図１乃至図７に示したフォトマスクの製造方法を用いた半導体デバイスの製造方法を示すフローチャート。
【図９】第一、第二のフォトマスク上、及びウェハ上での品質管理箇所を示す平面図。
【図１０】露光パラメータとして標準的な値を使用した際の各品質管理箇所におけるウェハ上のパターン画像をシミュレーションにより算出した結果を示すパターン平面図。
【図１１】露光パラメータとしてウェハ露光時の第一のフォトマスクと第二のフォトマスクの相対的なシフト量を変化させた場合の、算出される管理値の変化を示す図。
【図１２】露光パラメータとして第一のフォトマスクと第二のフォトマスクの相対的な回転量を使用した場合の、露光パラメータと管理値の関係を示す図。
【図１３】露光パラメータとして第一のフォトマスクと第二のフォトマスクの相対的な倍率を使用した場合の、露光パラメータと管理値の関係を示す図。
【図１４】管理箇所の他のパターン例を示す平面図。
【符号の説明】
【００６３】
１１…第一のフォトマスクにより形成されたパターン、１２…第二のフォトマスクにより形成されたパターン、１３…第一のフォトマスクにより形成されたパターンと第二のフォトマスクにより形成されたパターンの間に形成されたパターン、１４，１５…パターンエッジ、１６…品質管理箇所、１７…パターン領域、１８，１９，２０…線、２１，２４…管理幅、２２，２５…最適領域、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ…品質管理値、２６…回転量、２７…相対倍率。
【図１】
2010038944.tif 000003
【図２】
2010038944.tif 000004
【図３】
2010038944.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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