(57)【要約】【課題】一括して処理される複数のパターンに対するプロセス条件の余裕範囲を算出できるようにする。【解決手段】差分算出部１７ａは、複数のパターンの寸法の目標値と、複数のパターンを一括して生成するプロセス後の寸法の実測値との差分を算出し、寸法バラツキ算出部１７ｃは、差分算出部１７ａにて算出された各パターンの寸法の目標値と実測値との差分の算出結果に基づいて、プロセス条件が変化された時の各パターンの寸法バラツキを算出し、プロセス余裕範囲算出部１７ｄは、寸法バラツキ算出部１７ｃにて算出された各パターンの寸法バラツキの算出結果に基づいて、複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を算出する。【選択図】      図１
2010199420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパターンの寸法の目標値と、前記複数のパターンを一括して生成するプロセス後の寸法の実測値との差分を算出する差分算出部と、
前記差分算出部にて算出された各パターンの寸法の目標値と実測値との差分の算出結果に基づいて、プロセス条件をパラメータとした各パターンの寸法バラツキを算出する寸法バラツキ算出部と、
前記寸法バラツキ算出部にて算出された各パターンの寸法バラツキの算出結果に基づいて、前記複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を算出するプロセス余裕範囲算出部とを備えることを特徴とするプロセス条件算出装置。
【請求項２】
前記差分算出部にて算出された各パターンの寸法の目標値と実測値との差分の算出結果に基づいて、各パターンの寸法バラツキの重み係数を算出する重み係数算出部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のプロセス条件算出装置。
【請求項３】
複数のパターンの寸法の目標値を設定するステップと、
前記複数のパターンをプロセス処理にて一括して形成するステップと、
前記複数のパターンの寸法の目標値と、前記プロセス処理にて一括して形成された複数のパターンの寸法の実測値との差分を算出するステップと、
プロセス条件をパラメータとした前記複数の各パターンの寸法バラツキを算出するステップと、
前記プロセス条件をパラメータとした前記複数の各パターンの寸法バラツキに基づいて、前記複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を算出するステップとを備えることを特徴とするプロセス条件算出方法。
【請求項４】
プロセス条件をパラメータとした複数のパターンの寸法バラツキが収束される範囲に前記複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を設定する工程と、
前記プロセス余裕範囲の中心に設定されたセンタ条件に基づいて、前記複数のパターンをウェハ上に形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
プロセス条件をパラメータとした複数のパターンの寸法バラツキを算出するステップと、
前記複数のパターンの寸法バラツキが収束される範囲に前記複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を設定するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするプロセス条件算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロセス条件算出装置、プロセス条件算出方法、半導体装置の製造方法およびプロセス条件算出プログラムに関し、特に、半導体集積回路の製造プロセスにおけるプロセス条件の算出方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィ工程では、ラインアンドスペースパターンについて、露光量をパラメータとした時の線幅のフォーカス依存性を実測し、その線幅の寸法目標値と寸法目標値からのずれの許容幅から、露光量およびフォーカスの余裕範囲を四角または円で決めることが行われている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７９９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、露光量およびフォーカスの余裕範囲は、パターンの粗密や形状などで変動し、各ショットの全てのパターンに対して同一ではない。このため、ある１つのパターンの露光量およびフォーカスの余裕範囲の中心にセンタ条件を設定すると、各ショットの複数のパターンに対し、露光量およびフォーカスの余裕範囲が必ずしも最適化されるとは限らず、歩留まりの低下を招くという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、一括して処理される複数のパターンに対するプロセス条件の余裕範囲を算出することが可能なプロセス条件算出装置、プロセス条件算出方法、半導体装置の製造方法およびプロセス条件算出プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、複数のパターンの寸法の目標値と、前記複数のパターンを一括して生成するプロセス後の寸法の実測値との差分を算出する差分算出部と、前記差分算出部にて算出された各パターンの寸法の目標値と実測値との差分の算出結果に基づいて、プロセス条件をパラメータとした各パターンの寸法バラツキを算出する寸法バラツキ算出部と、前記寸法バラツキ算出部にて算出された各パターンの寸法バラツキの算出結果に基づいて、前記複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を算出するプロセス余裕範囲算出部とを備えることを特徴とするプロセス条件算出装置を提供する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、複数のパターンの寸法の目標値を設定するステップと、前記複数のパターンをプロセス処理にて一括して形成するステップと、前記複数のパターンの寸法の目標値と、前記プロセス処理にて一括して形成された複数のパターンの寸法の実測値との差分を算出するステップと、プロセス条件をパラメータとした前記複数の各パターンの寸法バラツキを算出するステップと、前記プロセス条件をパラメータとした前記複数の各パターンの寸法バラツキに基づいて、前記複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を算出するステップとを備えることを特徴とするプロセス条件算出方法を提供する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、プロセス条件をパラメータとした複数のパターンの寸法バラツキが収束される範囲に前記複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を設定する工程と、前記プロセス余裕範囲の中心に設定されたセンタ条件に基づいて、前記複数のパターンをウェハ上に形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明の一態様によれば、プロセス条件をパラメータとした複数のパターンの寸法バラツキを算出するステップと、前記複数のパターンの寸法バラツキが収束される範囲に前記複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を設定するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするプロセス条件算出プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一括して処理される複数のパターンに対するプロセス条件の余裕範囲を算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るプロセス条件算出装置が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係るプロセス条件算出装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図。
【図３】図３は、露光量を振った時の各レジストパターンＰ１〜Ｐ１２のＣＤ値の変化の一例を示す図。
【図４−１】図４−１は、露光量およびフォーカスを振った時の各レジストパターンＰ１１〜Ｐ１３の寸法の実測値の一例を示す図。
【図４−２】図４−２は、露光量およびフォーカスを振った時の各パターンＰ１１〜Ｐ１３の寸法の近似値の一例を示す図。
【図５】図５は、露光量およびフォーカスを振った時のレジストパターンＰ１１〜Ｐ１３間の寸法バラツキの計算結果の一例を示す図。
【図６】図６（ａ）は、図５の計算結果を２次元のグラフ表現で示す図、図６（ｂ）は、図５の計算結果を３次元のグラフ表現で示す図。
【図７】図７は、図１のプロセス条件算出装置にて算出した露光量およびフォーカスのマージンを従来の方法で算出したマージンと比較して示す図。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係るプロセス条件算出装置およびプロセス条件算出方法について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロセス条件算出装置が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図である。なお、この第１実施形態では、プロセス条件として露光条件（露光量およびフォーカス）を例にとって説明する。
図１において、プロセス条件算出装置１７には、差分算出部１７ａ、重み係数算出部１７ｂ、寸法バラツキ算出部１７ｃおよびプロセス余裕範囲算出部１７ｄが設けられ、ＣＡＤシステム１１、露光量制御部１４、フォーカス制御部１５および寸法計測装置１６が接続されている。
【００１４】
ここで、ＣＡＤシステム１１は、目標レイアウトパターンに対応する設計データを作成することができる。なお、設計データとしては、例えば、目標レイアウトパターンの寸法や配置位置を挙げることができる。また、設計データのデータ形式としては、例えば、テキスト座標データ、ＧＤＳデータ、オアシスデータ、ＨＳＳデータあるいはイメージデータ（Ｔｉｆｆ、Ｂｉｔ  Ｍａｐ、Ｊｐｅｇ）などを用いることができる。
【００１５】
また、マスクデータ作成部１２は、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データに対応したマスクデータを作成することができる。なお、マスクデータを作成する場合、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データに対して光近接効果補正（ＯＰＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）処理を施すようにしてもよい。
露光装置１３は、遮光膜Ｈが形成されたフォトマスクＭを介し、ウェハＷ上に形成されたレジスト膜Ｒを露光することができる。なお、フォトマスクＭには、マスクデータ作成部１２にて作成されたマスクデータで特定されるマスクパターンが遮光膜Ｈにて形成されている。
【００１６】
露光量制御部１４は、露光装置１３による露光時の露光量を制御することができる。フォーカス制御部１５は、露光装置１３による露光時のフォーカスを制御することができる。
寸法計測装置１６は、ウェハＷ上に形成された複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮ（Ｎは２以上の整数）の寸法を計測することができる。なお、寸法計測装置１６としては、例えば、光学式検査装置、ＥＢ（電子ビーム）式検査装置、ダイ・ツー・データベース比較装置あるいはダイ・ツー・ダイ比較装置を用いることができる。また、レジストパターンＰ１〜ＰＮとしては、例えば、突き当てパターン、囲まれパターン、背合わせパターン、島状パターン、狭スペースパターン、ショーニングパターン、内端差パターン、プリミティブセルパターン（ランダムロジックパターン）、メモリパターン、アナログ回路パターン、ＩＯセルパターンあるいは機能ＩＰロジック（ＭＰＵ）パターンなどを挙げることができる。また、レジストパターンＰ１〜ＰＮは、各ショットにおける全てのパターンを採用する必要は必ずしもなく、各ショットにおける一部のパターンを代表させて用いるようにしてもよい。
【００１７】
また、差分算出部１７ａは、複数のパターンの寸法の目標値と、複数のパターンを一括して生成するプロセス後の寸法の実測値との差分を算出することができる。なお、複数のパターンの寸法の目標値としては、例えば、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データで示される目標パターンの寸法値を用いることができる。また、複数のパターンを一括して生成するプロセスとは、例えば、露光装置１３によるレジスト膜Ｒの露光処理および露光処理後のレジスト膜Ｒの現像処理を挙げることができる。また、複数のパターンを一括して生成するプロセス後の寸法の実測値としては、例えば、寸法計測装置１６にて計測されたレジストパターンＰ１〜ＰＮの幅や長さを挙げることができる。
【００１８】
重み係数算出部１７ｂは、差分算出部１７ａにて算出された各パターンの寸法の目標値と実測値との差分の算出結果に基づいて、各パターンの寸法バラツキの重み係数を算出することができる。なお、各パターンの寸法バラツキとしては、例えば、露光量およびフォーカスを変化させた時のレジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキを挙げることができる。また、寸法バラツキとしては、例えば、レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法の分散や標準偏差を用いることができる。また、各パターンの寸法バラツキの重み係数としては、例えば、露光量およびフォーカスを変化させた時の目標レイアウトパターンの寸法とレジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法の差分の変化の傾きを用いることができる。
【００１９】
寸法バラツキ算出部１７ｃは、差分算出部１７ａにて算出された各パターンの寸法の目標値と実測値との差分の算出結果に基づいて、プロセス条件をパラメータとした各パターンの寸法バラツキを算出することができる。
【００２０】
プロセス余裕範囲算出部１７ｄは、寸法バラツキ算出部１７ｃにて算出された各パターンの寸法バラツキの算出結果に基づいて、複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を算出することができる。なお、複数のパターンについてのプロセス余裕範囲を算出する場合、プロセス条件が変化された時の複数のパターンの寸法バラツキが収束される範囲にプロセス余裕範囲を設定することができる。また、複数のパターンについてのプロセス余裕範囲としては、例えば、レジストパターンＰ１〜ＰＮを形成する時の露光装置１３における露光量およびフォーカスのマージンを挙げることができる。また、プロセス余裕範囲算出部１７ｄにてプロセス余裕範囲を算出する場合、重み係数算出部１７ｂにて算出された重み係数を用いることで、各パターンの寸法バラツキに重み付けを行うようにしてもよい。
【００２１】
そして、ＣＡＤシステム１１では、目標レイアウトパターンに対応する設計データが作成され、マスクデータ作成部１２に送られる。そして、マスクデータ作成部１２において、目標レイアウトパターンに対応したマスクデータが作成される。そして、フォトマスクＭには、マスクデータ作成部１２にて作成されたマスクデータで特定されるマスクパターンが遮光膜Ｈにて形成される。
【００２２】
そして、遮光膜Ｈが形成されたフォトマスクＭが露光装置１３に配置された上で、処理層Ｔを介してレジスト膜Ｒが形成されたウェハＷが露光装置１３に配置されると、露光量制御部１４およびフォーカス制御部１５にて露光量およびフォーカスがそれぞれ制御されつつ、フォトマスクＭを介してレジスト膜Ｒの露光が行われる。そして、露光装置１３にて露光が行われたレジスト膜Ｒの現像が行われることで、レジスト膜Ｒがパターニングされ、複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮが処理層３２上に形成される。
【００２３】
なお、ウェハＷとしては、例えば、Ｓｉなどで形成された半導体ウェハを用いることができる。また、処理層３２としては、例えば、ゲート電極や抵抗などに用いられる多結晶シリコン膜、配線などに用いられるＡｌ膜やＣｕ膜、絶縁層として用いられるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などを挙げることができる。
【００２４】
そして、ウェハＷ上に複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮが形成されると、各レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法が寸法計測装置１６にて計測され、その寸法データがプロセス条件算出装置１７に送られる。そして、各レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法データがプロセス条件算出装置１７に送られると、差分算出部１７ａにおいて、ＣＡＤシステム１１にて作成された目標レイアウトパターンの寸法と、レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法との差分が算出され、重み係数算出部１７ｂおよび寸法バラツキ算出部１７ｃに送られる。
【００２５】
なお、露光量ｄおよびフォーカスｆをパラメータとしたｎ番目のレジストパターンＰｎの寸法の目標値ＴＤｎと実測値ＣＤ（ｄ，ｆ）ｎの差分ΔＳ（ｄ，ｆ）ｎは、以下の（１）式で与えることができる。
【数１】
2010199420.tif 000003
ここで、ｎ番目のレジストパターンＰｎの寸法の実測値ＣＤ（ｄ，ｆ）ｎは、露光量ｄおよびフォーカスｆの関数で表すことができる。また、ｎ番目のレジストパターンＰｎの寸法の目標値ＴＤｎと実測値ＣＤ（ｄ，ｆ）ｎの差分ΔＳ（ｄ，ｆ）ｎも、露光量ｄおよびフォーカスｆの関数で表すことができる。
【００２６】
そして、重み係数算出部１７ｂにおいて、露光量およびフォーカスをパラメータとした目標レイアウトパターンの寸法とレジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法との差分に基づいて、各レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキの重み係数が算出され、プロセス余裕範囲算出部１７ｄに送られる。
【００２７】
なお、ｎ番目のレジストパターンＰｎの寸法バラツキの重み係数Ｗｎは、以下の（２）式で与えることができる。
【数２】
2010199420.tif 000004
ただし、Ｄｎはｎ番目のレジストパターンＰｎについての露光量重み係数、Ｆｎはｎ番目のレジストパターンＰｎについてのフォーカス重み係数である。ここで、露光量重み係数Ｄｎは、以下の（３）式で与えることができる。
【数３】
2010199420.tif 000005
ただし、ＰＤｎはｎ番目のレジストパターンＰｎについての露光量パターン係数である。なお、露光量パターン係数ＰＤｎは、複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮ全体の露光量のマージンに対するｎ番目のレジストパターンＰｎの寄与分を表すことができる。この露光量パターン係数ＰＤｎとしては、例えば、露光量ｄをパラメータとしたｎ番目のレジストパターンＰｎの寸法の目標値ＴＤｎと実測値ＣＤ（ｄ）ｎの差分ΔＳ（ｄ）ｎの変化の傾きを用いることができる。
【００２８】
この差分ΔＳ（ｄ）ｎの変化の傾きが大きい場合、露光量ｄの変化に対してｎ番目のレジストパターンＰｎの寸法の実測値ＣＤ（ｄ）ｎの変動が大きくなる。このため、差分ΔＳ（ｄ）ｎの変化の傾きが大きい場合には、露光量パターン係数ＰＤｎを大きくし、複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮ全体の露光量マージンに対するｎ番目のレジストパターンＰｎの寄与分を大きくすることができる。
また、フォーカス重み係数Ｆｎは、以下の（４）式で与えることができる。
【数４】
2010199420.tif 000006
ただし、ＰＦｎはｎ番目のレジストパターンＰｎについてのフォーカスパターン係数である。なお、フォーカスパターン係数ＰＦｎは、複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮ全体のフォーカスのマージンに対するｎ番目のレジストパターンＰｎの寄与分を表すことができる。このフォーカスパターン係数ＰＦｎとしては、例えば、フォーカスｆをパラメータとしたｎ番目のレジストパターンＰｎの寸法の目標値ＴＤｎと実測値ＣＤ（ｆ）ｎの差分ΔＳ（ｆ）ｎの変化の傾きを用いることができる。
【００２９】
この差分ΔＳ（ｆ）ｎの変化の傾きが大きい場合、フォーカスｆの変化に対してｎ番目のレジストパターンＰｎの寸法の実測値ＣＤ（ｆ）ｎの変動が大きくなる。このため、差分ΔＳ（ｆ）ｎの変化の傾きが大きい場合には、フォーカスパターン係数ＰＦｎを大きくし、複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮ全体のフォーカスマージンに対するｎ番目のレジストパターンＰｎの寄与分を大きくすることができる。
【００３０】
また、寸法バラツキ算出部１７ｃにおいて、露光量およびフォーカスをパラメータとした目標レイアウトパターンの寸法とレジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法との差分に基づいて、各レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキが算出され、プロセス余裕範囲算出部１７ｄに送られる。
【００３１】
そして、プロセス余裕範囲算出部１７ｄにおいて、寸法バラツキ算出部１７ｃにて算出された各レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキに対して、重み係数算出部１７ｂにて算出された重み係数が付与され、その重み係数が付与された各レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキに基づいて、これら複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮ全体についての露光量およびフォーカスのマージンが算出される。
【００３２】
ここで、複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮ全体についての露光量ｄおよびフォーカスｆのマージンを算出する場合、各レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキを評価する評価値Ｔ（ｄ，ｆ）を設定することができる。
ここで、評価値Ｔ（ｄ，ｆ）は、以下の（５）式で与えることができる。
【数５】
2010199420.tif 000007
【００３３】
ただし、ＣＡ（ｄ，ｆ）は、（１）式の差分ΔＳ（ｄ，ｆ）ｎの平均値を示し、以下の（６）式で与えることができる。
【数６】
2010199420.tif 000008
【００３４】
また、（５）式の２項目は、各レジストパターンＰ１〜ＰＮについての重み付き寸法バラツキに対応している。そして、（５）式の２項目では、この寸法バラツキがレジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法の標準偏差で表されている。なお、各レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキを表す場合、レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法の分散を用いるようにしてもよい。
【００３５】
そして、この評価値Ｔ（ｄ，ｆ）がしきい値以下となる範囲を露光量ｄおよびフォーカスｆのマージンとすることができる。
そして、レジストパターンＰ１〜ＰＮについての露光量およびフォーカスのマージンが算出されると、露光量およびフォーカスのマージンの中心をセンタ条件として設定することができる。
【００３６】
また、レジストパターンＰ１〜ＰＮについての露光量およびフォーカスのマージンが算出されると、露光量およびフォーカスのマージンから、ＤＦＭ（Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）制御を行ったり、ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｌａｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御を行ったり、設計へのフィードバックを行ったりすることができる。また、プロセス余裕範囲算出部１７ｄにて算出された露光量およびフォーカスのマージンに基づいて、光近接効果補正、寸法線幅管理、形状管理、リソグラフィマージン判定、バラツキ判定、寸法判定、あるいは形状判定を行うことができる。
【００３７】
これにより、ショットごとに形成される複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキが小さくなる範囲に露光条件の余裕範囲を設定することが可能となる。このため、レジストパターンＰ１〜ＰＮごとに露光条件の余裕範囲が異なっている場合においても、レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキを抑えることができ、ショットごとの歩留まりを向上させることができる。
【００３８】
また、プロセス余裕範囲算出部１７ｄにてプロセス余裕範囲を算出する際に、複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法バラツキに重み係数を付与することにより、露光条件のマージンの広いパターンについては、露光条件のマージンを算出する時の優先度を低くすることが可能となり、複数のレジストパターンＰ１〜ＰＮのプロセス余裕範囲の算出精度を向上させることができる。
【００３９】
なお、上述した第１実施形態では、寸法計測装置１６と差分算出部１７ａとを別個の装置で実現する方法について説明したが、寸法計測装置１６としてダイ・ツー・データベース比較装置を用いることで、差分算出部１７ａを寸法計測装置１６に組み入れるようにしてもよい。
【００４０】
また、上述した第１実施形態では、プロセス余裕範囲算出部１７ｄにてプロセス余裕範囲を算出する際に、重み係数算出部１７ｂにて算出された重み係数にて重み付けを行う方法について説明したが、プロセス余裕範囲算出部１７ｄは、重み付けを行うことなくプロセス余裕範囲を算出するようにしてもよい。この場合、（５）式で重み係数Ｗｎを１に設定すればよい。
【００４１】
また、上述した第１実施形態では、差分算出部１７ａにてレジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法の目標値と実測値の差分を算出する場合、レジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法の実測値の代わりに、プロセスシミュレーションにて算出したレジストパターンＰ１〜ＰＮの寸法の予測値を用いるようにしてもよい。
【００４２】
図２は、本発明の第１実施形態に係るプロセス条件算出装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図２において、図１のプロセス条件算出装置１７には、ＣＰＵなどを含むプロセッサ２１、固定的なデータを記憶するＲＯＭ２２、プロセッサ２１に対してワークエリアなどを提供するＲＡＭ２３、プロセッサ２１を動作させるためのプログラムや各種データを記憶する外部記憶装置２４、人間とコンピュータとの間の仲介を行うヒューマンインターフェース２５、外部との通信手段を提供する通信インターフェース２６を設けることができ、プロセッサ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、外部記憶装置２４、ヒューマンインターフェース２５および通信インターフェース２６はバス２７を介して接続されている。
【００４３】
なお、外部記憶装置２４としては、例えば、ハードディスクなどの磁気ディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカードなどの可搬性半導体記憶装置などを用いることができる。また、ヒューマンインターフェース２５としては、例えば、入力インターフェースとしてキーボードやマウス、出力インターフェースとしてディスプレイやプリンタなどを用いることができる。また、通信インターフェース２６としては、例えば、インターネットやＬＡＮなどに接続するためのＬＡＮカードやモデムやルータなどを用いることができる。
【００４４】
ここで、プロセッサ２１は、プロセス条件算出プログラムを実行することにより、図１のプロセス条件算出装置１７の差分算出部１７ａ、重み係数算出部１７ｂ、寸法バラツキ算出部１７ｃおよびプロセス余裕範囲算出部１７ｄで実行される機能を実現することができる。なお、プロセッサ２１に実行させるプログラムは、外部記憶装置２４に格納しておき、プログラムの実行時にＲＡＭ２３に読み込むようにしてもよいし、プログラムをＲＯＭ２２に予め格納しておくようにしてもよいし、通信インターフェース２６を介してプログラムを取得するようにしてもよい。
【００４５】
図３は、露光量を振った時の各レジストパターンＰ１〜Ｐ１２のＣＤ（臨界寸法）値の変化の一例を示す図である。
図３において、露光量を振ると、レジストパターンＰ１〜Ｐ１２のＣＤ値が変化し、レジストパターンＰ１〜Ｐ１２ごとにＣＤ値の変化の傾きが異なっている。ここで、露光範囲Ｈ１では、各レジストパターンＰ１〜Ｐ１２の寸法バラツキが最も小さく、露光範囲がＨ１→Ｈ２→Ｈ３と変化するに従って、各レジストパターンＰ１〜Ｐ１２の寸法バラツキが大きくなっている。このため、露光量のマージンを露光範囲Ｈ１に設定することで、各レジストパターンＰ１〜Ｐ１２の寸法バラツキを最も小さくすることができ、レジストパターンＰ１〜Ｐ１２全体の歩留まりを向上させることができる。
【００４６】
また、例えば、レジストパターンＰ８は、レジストパターンＰ９に比べて露光量の変化に対するＣＤ値の変化が小さい。このため、レジストパターンＰ８は、レジストパターンＰ９に比べて露光量のマージンが大きく、レジストパターンＰ１〜Ｐ１２全体の露光量のマージンに及ぼす影響が小さくなることから、レジストパターンＰ８の重み係数を小さくすることで、レジストパターンＰ１〜Ｐ１２全体の露光量のマージンの算出精度を向上させることができる。
【００４７】
以下、図１のプロセス条件算出装置１７による露光量およびフォーカスのマージンの算出の実施例について説明する。
図１の寸法計測装置１６は、例えば、露光量が４４〜５８Ｊ／ｍ２、フォーカスが−０．１５〜０．１２の間で振られた時のレジストパターンＰ１１〜Ｐ１３の寸法の実測することで、図４−１の結果を得ることができる。
なお、図４−２に示すように、図４−１のレジストパターンＰ１１〜Ｐ１３の寸法の実測値に対して近似計算を行うことで、実測誤差を除去するようにしてもよい。
【００４８】
そして、例えば、図４−２のデータは、図１のプロセス条件算出装置１７に送られ、（５）式の計算を行うことで、図５のような計算結果が得られる。なお、図６（ａ）は、図５の計算結果を２次元のグラフ表現で示す図、図６（ｂ）は、図５の計算結果を３次元のグラフ表現で示す図である。
【００４９】
ここで、例えば、評価値Ｔ（ｄ，ｆ）が６以下となる範囲を露光量ｄおよびフォーカスｆのマージンＨＢとすることができる。また、露光量ｄおよびフォーカスｆのマージンＨＢの中心ＰＢをセンタ条件として設定することができる。
【００５０】
図７は、図１のプロセス条件算出装置にて算出した露光量およびフォーカスのマージンを従来の方法で算出したマージンと比較して示す図である。
図７において、従来の方法では、露光量およびフォーカスのマージンＨＷが円にて決められ、マージンＨＷの中心ＰＷがセンタ条件として設定される。これに対して、図１のプロセス条件算出装置１７では、例えば、評価値Ｔ（ｄ，ｆ）が６以下となる範囲が露光量およびフォーカスのマージンＨＢとして決定され、マージンＨＢの中心ＰＢがセンタ条件として設定される。
【００５１】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図８（ａ）において、下地層３１上には、処理層３２が形成され、処理層３２上には、レジスト膜３３が形成されている。なお、下地層３１としては、半導体基板や絶縁層や導電層などを用いることができる。また、処理層３２としては、半導体層や絶縁層や導電層などを用いることができる。そして、レジスト膜３３上にはフォトマスクＭが配置されている。ここで、フォトマスクＭには、Ｃｒ膜などの遮光膜Ｈが形成され、この遮光膜Ｈにてマスクパターンを構成することができる。
【００５２】
そして、レジスト膜３３にパターンを形成する場合、フォトマスクＭを介してレジスト膜３３に露光光を照射する。そして、レジスト膜３３に露光光が照射されると、ポジレジストでは、照射部分のレジストが分解され、照射部分に潜像が形成される。なお、レジスト膜３３の露光処理のセンタ条件は、図１のプロセス条件算出装置１７にて算出された露光量およびフォーカスのマージンの中心に設定することができる。
【００５３】
そして、図８（ｂ）に示すように、潜像が形成されたレジスト膜３３を現像することで、処理層３２上にレジストパターンＡ１〜ＡＮが形成される。そして、図８（ｃ）に示すように、レジストパターンＡ１〜ＡＮをマスクとして処理層３２のエッチングを行うことで、下地層３１上に処理パターンＢ１〜ＢＮを形成する。なお、処理パターンＢ１〜ＢＮは、例えば、配線パターン、トレンチパターンまたはコンタクトパターンなどを構成することができる。そして、図８（ｄ）に示すように、アッシングなどの方法で処理パターンＢ１〜ＢＮ上からレジストパターンＡ１〜ＡＮを除去する。
【００５４】
ここで、レジスト膜３３の露光処理のセンタ条件は、図１のプロセス条件算出装置１７にて算出された露光量およびフォーカスのマージンの中心に設定することで、レジストパターンＰ１〜ＰＮごとに露光条件の余裕範囲が異なっている場合においても、レジストパターンＡ１〜ＡＮの寸法バラツキを抑えることができ、各ショットごとの歩留まりを向上させることができる。
【００５５】
なお、上述した実施形態では、プロセス条件として露光条件（露光量およびフォーカス）を例にとって説明したが、プロセス条件はエッチング条件（エッチング時間、エッチングエネルギー、ガス流量など）であってもよいし、イオン注入条件（ドーズ量、エネルギー）であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１１  ＣＡＤシステム、１２  マスクデータ作成部、１３  露光装置、１４  露光量制御部、１５  フォーカス制御部、１６  寸法計測装置、１７  プロセス条件算出装置、１７ａ  差分算出部、１７ｂ  重み係数算出部、１７ｃ  寸法バラツキ算出部、１７ｄ  プロセス余裕範囲算出部、Ｗ  ウェハ、Ｒ、３３  レジスト膜、Ｔ、３２  処理層、Ｍ  フォトマスク、Ｈ  遮光膜、Ｐ１〜ＰＮ、Ａ１〜ＡＮ  レジストパターン、２１  プロセッサ、２２  ＲＯＭ、２３  ＲＡＭ、２４  外部記憶装置、２５  ヒューマンインターフェース、２６  通信インターフェース、２７  バス、３１  下地層、Ｂ１〜ＢＮ  処理パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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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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