(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストパターンのベストフォーカス値からのフォーカス変動を測定する方法において、
第１のレジストパターンと第２のレジストパターンとの寸法差から前記ベストフォーカス値からのずれ量を求める工程と、
第３のレジストパターンの寸法測定から前記ベストフォーカス値のプラス側あるいはマイナス側のいずれかに変動したかを判断する工程とを備え、
前記第１のレジストパターンは、フォーカス値が変動しても寸法が変動しないラインとスペースからなる密集パターンであり、
前記第２のレジストパターンは、前記フォーカス値が変動すると寸法が変動するラインまたはスペースからなる孤立パターンであり、
前記第３のレジストパターンは、前記フォーカス値が前記ベストフォーカス値のプラス側とマイナス側とでは寸法変動の挙動が異なる孤立ドットパターンまたは孤立コンタクトパターンであることを特徴とするフォーカス変動の測定方法。
【請求項２】
前記第３のレジストパターンの寸法測定では、前記第３のレジストパターンのトップ寸法とボトム寸法を測定することを特徴とする請求項１記載のフォーカス変動の測定方法。
【請求項３】
前記第１のレジストパターンと前記第２のレジストパターンとの寸法差は、前記ベストフォーカス値からのフォーカス変動が大きくなると寸法差が大きくなることを特徴とする請求項１記載のフォーカス変動の測定方法。
【請求項４】
レジストパターンのベストフォーカス値からのフォーカス変動を測定する方法において、
任意のフォーカス値における孤立ラインパターンのトップ寸法とボトム寸法とを測定し、これらの寸法差を第１のラインパターン寸法差とする工程と、
前記任意のフォーカス値における孤立スペースパターンのトップ寸法とボトム寸法とを測定し、これらの寸法差を第１のスペースパターン寸法差とする工程と、
ベストフォーカス値における孤立ラインパターンのトップ寸法とボトム寸法とを測定し、これらの寸法差を第２のラインパターン寸法差とする工程と、
前記ベストフォーカス値における孤立スペースパターンのトップ寸法とボトム寸法とを測定し、これらの寸法差を第２のスペースパターン寸法差とする工程と、
前記第１のラインパターン寸法差と前記第２のラインパターン寸法差との差から第１の寸法変動値を算出する工程と、
前記第１のスペースパターン寸法差と前記第２のスペースパターン寸法差との差から第２の寸法変動値を算出する工程と、
前記第１の寸法変動値と第２の寸法変動値から前記任意のフォーカス値の前記ベストフォーカス値からのフォーカス変動を算出する工程とを備えることを特徴とするフォーカス変動の測定方法。
【請求項５】
ベストフォーカス値に対してフォーカス値がプラス側とマイナス側に変動した場合において、前記２種類のレジストパターンは、寸法変動の挙動が異なることを特徴とする請求項４記載のフォーカス変動の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板上の被露光パターンを、感光剤を塗布した薄膜基板上に投影光学露光系を用いて露光するフォトリソグラフィーにおけるパターン形成方法に関するもので、特に形成されるパターン寸法精度・重ね合せ精度が厳しく要求される半導体装置の製造等に用いられているフォトリソグラフィーで、目的の寸法・重ね合せ精度を得るための露光時間および重ね合せ補正値を算出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィーにおける重ね合せ（アライメント）方法は、ドライエッチング等で形成したパターンに対し、レティクルに形成されたパターンに露光光を照射し、感光性組成物にレティクルパターンを投影し形成するもので、補正方法はパイロット処理で算出する場合と過去に処理したロットのデータを基に算出している。ここで、過去処理したロットから求める場合、使用するデータはドライエッチング等でパターンを形成するのに使用した露光装置（以下、ステッパーと記す）とその下層工程に重ね合せる工程に使用したステッパーとの組み合わせになっている必要がある。これは重ね合せを行うステッパーの号機間差と重ね合せるそれぞれの工程のマスク差が発生しているためである。このような補正方法は、ＩＢＭ社のＰＨＡＬＣＯＮ（ＰｈｏｔｏＡｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｌｏｇｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）に代表されるフィードバック方法がある。この補正方法として、ステッパーの号機間差および各マスク間差はそれぞれをリンクさせる必要がある。補正値は、以下の式（１）で算出される。
【０００３】
重ね合せ精度補正値＝（前処理ロットｍの重ね合せ精度データ）−ｋ＊（前処理ロットｍの重ね合せ補正データ）      ・・・（１）
ここで、ｋは任意の係数（工程・プロセスにより決まる）である。
【０００４】
また、過去のロット（製品）に関するデータは、過去処理したロットの最新データあるいは数ロットの平均値を用いる。
【０００５】
次に、半導体基板上にフォトリソグラフィーでパターンを形成する時のベストフォーカスは、テストプリントを実施し、ステッパーのベストフォーカスを算出している。このテストプリントは、ある頻度で実施される。
【０００６】
さらに、フォトリソグラフィーにおけるパターン寸法を決定する方法は、以下の式（２）で算出される。
【０００７】
Ｅｎ＋１＝Ｅｎ−Ｋ＊（Ｌｔ−Ｌｎ）        ・・・（２）
ここで、Ｅｎは過去処理したロットの露光量、Ｌｎは過去処理したロットの寸法、Ｌｔは寸法規格のセンター値、Ｋは露光係数でプロセスと工程で決定されるものである。
【０００８】
これらのフォトリソグラフィー条件設定方法は、半導体製造工程においてレジストパターン形成手法として頻繁に用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
半導体製造工程において、重ね合せ精度およびレジストに形成されるパターン寸法（以下、レジスト寸法と記す）に高い精度が要求される。しかし、従来のフォトリソグラフィー条件決定方法において、以下の課題がある。まず、フォトリソグラフィーでは同一製品の同一工程では、複数マスクおよび複数のステッパーを使用している。各マスクのパターン形成位置は、基本的にレティクルに作成したステッパーの基準マークに対して設計位置との差が０になるように作成されるが、実際にはマスクパターン形成時に位置誤差が発生する。しかし、従来の重ね合せ精度補正算出方法にはこのマスク位置誤差が考慮されていないため、このずれが重ね合せずれとして計測される。このため、重ね合せ精度は、規格内であっても工程能力は規格を越えることがある。また、過去のロットデータから算出する場合でもマスクの製造誤差データが無いため、同じ現象が発生する。
【００１０】
次に、ベストフォーカス算出に関しても、ある頻度でテストプリントを実施しているために、テストプリントとテストプリント間にフォーカスが変動してパターン寸法が規格を越える場合がある。つまり、従来方法でのベストフォーカス値は、テスト露光を行い求めていた。この場合、テスト露光の実施直後は問題がないが、経時変化でフォーカス値がロット処理時に変化しているのをリアルタイムに検出することができなかった。
【００１１】
さらに、露光量算出方法に関しても以下の課題がある。それは、フォトリソグラフィーでは、同一プロセスにおいては、露光量算出でマスクパターンの設計寸法と実際に形成された寸法差のデータ（△Ｌ＝Ｌ−Ｌ０）は入力されているが、品種によりマスクのＣｒ面積（ウェハー上に残るレジスト面積と同じこと）に起因する補正はなされていない。このため、同じプロセスでありながら品種の違いで露光量が異なり、露光量算出は品種毎に実施しなければならない。
【００１２】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、フォトリソグラフィーの露光方法において、高い重ね合せ精度を算出する方法、ベストフォーカスの変動をフィードバックする方法および目標とする寸法に対し精度の高いレジスト寸法を得ることができる露光量算出法を提供することを目的とする。また、この方法を提供することで、半導体製品の歩留りを向上させることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の工程で構成されている。まず、重ね合せ精度補正方法に関して、過去のロットデータで計測された重ね合せ精度補正量に対し、その時使用した第１のマスクの位置誤差量および重ね合せマークを形成したマスクの位置誤差量を算出し、これから露光する工程のマスクの位置誤差量を用いて新たな重ね合せ補正量を求める。
【００１４】
次に、ベストフォーカス値算出方法に関して、フォーカスが変動した場合、レジスト寸法が変化しにくいパターン、例えばラインとスペースのパターン（以下、ライン＆スペースパターンと記す）と、レジスト寸法が変化するパターン、例えば孤立ラインか孤立スペースとを形成する工程と、フォーカスがプラス（以下、＋と記す）かマイナス（以下、−と記す）のどちらに変化したのかが判断できるパターン、例えば孤立のドットかコンタクトホールを形成する工程とを持つ。
【００１５】
次に、フォーカスの変動でレジスト寸法が変化しにくいパターンと変化するパターンの寸法差からフォーカス変動値を算出する。さらに、フォーカスの変動が＋か−かを判断できるパターンを用いて上記の算出からフォーカス変動を求める。
【００１６】
第二のベストフォーカス値の算出方法は、フォーカスが変動した時に＋フォーカス時および−フォーカス時にレジストパターンボトムとトップ寸法の挙動が異なる２種類のパターンを用いて寸法差から求める。ここでは、孤立ラインパターンのレジストのボトムとトップの寸法差と、孤立スペースパターンのレジストのボトムとトップの寸法差の関係からベストフォーカス値変化量を算出する方法である。
【００１７】
最後に露光量算出方法に関して、過去処理されたロットの露光量と、過去の露光でレジストに形成されたパターン寸法をその露光を用いたマスクのＣｒ面積で補正した値を入れることで露光量を算出する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の重ね合せ精度補正方法の一実施形態について図面を用いて説明する。図１に、本発明を実施するための重ね合せ精度補正システムの構成図を示す。重ね合せ精度補正システムは、過去に処理したロットの重ね合せ精度と補正の各データを保存するデータ保存部１と、アライメントマーク形成工程のマスクの位置誤差データ２と、これから重ね合せる工程のマスクの位置誤差データ３と、演算部４と、入力部５とから各要素で構成されている。そして、演算部４にはデータ保存部１に保存されたデータ、位置誤差データ２、位置誤差データ３および入力部５からのデータが入力・演算され、演算部４での演算結果は、露光装置６に出力される。そして、露光／現像されたロットの重ね合せ精度測定機７で測定されたデータは、接続されているデータ保存部１に入力される。
【００１９】
マスク位置誤差２、３は、ステッパーのマスク位置合せマークからの誤差で、オフセットとローティショーンおよび倍率成分で表される。これらの誤差成分には、マスク作成時のＥＢ露光装置の誤差が乗っている。そして、入力部５は、フォトリソグラフィー工程に関する条件および処理ロットに関するデータを入力するものである。さらに、演算部４は、各マスク位置誤差データ２、３と、入力部５および過去処理したロットの重ね合せ精度と補正の各データのデータ保存部１から送られたデータとを演算処理し、演算データにより露光装置６に指示するとともに、そのロットの重ね合せ精度の測定データをデータ保存部１に記憶させる。
【００２０】
このように構成された重ね合せ精度補正システムは、以下のように稼働させる。第一に、これから合せる工程のマスク位置誤差３を入力部５に登録する。この時入力するマスク位置誤差２の項目は、ステッパーのレティクルアライメントマークを原点にしてオフセットとローティショーンのエラー成分である。例えば、表１に示すような状態で、各マスクの情報がデータ保存部１に記憶される。
【００２１】
【表１】
0003555613.tif 000002
【００２２】
データ保存部１に記憶されるデータは、マスクのＩＤ（ＮＯ．）がｎにおけるマスク位置誤差成分である、オフセットＸｎ、Ｙｎ、ローティショーンＲｎ、倍率補正Ｍｎに分類されて保管される。ここで、オフセットとは、Ｘ／Ｙ軸方向の重ね合せエラー量で、ローティショーンとはステッパーのショットにおける回転軸の重ね合せエラー量で、倍率補正とはステッパーのショットにおける縮小・拡大の重ね合せエラー量で示される。
【００２３】
第二に、過去処理したロットの重ね合せ精度とそのロットに使用した重ね合せ補正データをデータ保存部１にロット処理とともに自動入力させる。この時のデータは、オフセット、ローティショーン、倍率の補正入力および測定値である。これらのロットデータは、演算部４に送られ、例えばオフセットに関して、表２に示すような状態で各ロット（各製品）毎にデータ保存部１に保管される。
【００２４】
【表２】
0003555613.tif 000003
【００２５】
保存されたデータは、ロットＮＯ．（あるいは製品ＮＯ．）毎に、使用したマスクのＩＤがｍと、そのマスクのオフセット値Ｘｎ、Ｙｎ、そのとき露光処理をしたステッパー号機での補正データＸｃ、Ｙｃ、実施した補正に対する測定データＸｍｅ、Ｙｍｅである。
【００２６】
そして、新たに露光を行う場合には、演算部４で新たな重ね合せ補正データを算出する。まず、入力部５から露光処理を行うロットの製品名／番号ｎ＋１、使用するマスク番号ｍを入力する。演算部４では、入力されたデータをデータ保存部１に保存するとともに、そのデータをもとにデータ保存部１を検索する。そして、マスク情報（表１）からは、使用するマスクのマスク番号ｍに関する情報を引き出し、ロット／製品情報（表２）からは、同じプロセスの最新ロット（製品）ｍに関する情報を引き出す。演算部４では、引き出した各情報をもとに、新たな重ね合せ精度補正データを算出する。
【００２７】
次に、演算部４で行われる新たな重ね合せ精度補正値の算出方法を図２のフローチャートに従って説明する。演算部４では、表１、２で示した各値を下記式（３）に導入して新たな重ね合せ精度補正値を算出する。
【００２８】
重ね合せ精度補正値＝（前処理ロットｎの重ね合せ精度データ）−ｋ＊（前処理ロットｎの重ね合せ精度補正データ）＋｛（今回使用するマスクｍの位置誤差）−（前処理ロットｎのマスク位置誤差）｝      ・・・（３）
式（３）では、先ず、前処理ロットｎの重ね合せ精度補正データと測定した前処理ロットｎの重ね合せ精度データから、第一の重ね合せ精度補正値を算出する（ＳＴ１）。次に、前処理ロットｎのマスク位置誤差（オフセット、ローティショーン、倍率の各項目）と、今回使用する処理ロット（ｎ＋１）のマスクｍの位置誤差（オフセット、ローティショーン、倍率の各項目）からマスクに起因する重ね合せ精度誤差を算出する（ＳＴ２）。そして、最後に上記第一の重ね合せ精度補正値と第二のマスク起因による第二の重ね合せ精度誤差から新たな重ね合せ精度補正値を算出する（ＳＴ３）。また、過去のロット（製品）に関するデータは、過去処理したロット（製品）の最新データあるいは、その製品の数ロットの平均値を用いる。
【００２９】
以下に、上記の重ね合せ精度補正値算出方法で算出した補正値を用いて、フォトリソグラフィー処理を行った結果を示す。ここでは、重ね合せ精度補正項目の一つであるオフセット値についての結果を示す。各ロット処理には、同じプロセスの製品を５品種選択して行った。これは、５つのマスクＩＤが存在することと同じである。
【００３０】
上記の重ね合せ精度補正方法で算出した補正値を用いた場合のオフセット値の変動を図３に示す。この図で示したように、オフセット値の変動はＸ値、Ｙ値とも±３０ｎｍの範囲内に収めることができた。これは、図４の従来の重ね合せ精度補正方法で算出した補正値を用いた場合と比較すると重ね合せ精度（オフセット値）は約１／２以下になることがわかる。
【００３１】
次に、本発明のベストフォーカス値の算出方法についての一実施形態を以下に説明する。
【００３２】
図５に、本発明を実施するためのベストフォーカス算出システムの構成およびベストフォーカス算出方法のフローチャートを示す。図５（ａ）において、ベストフォーカス算出システムは、第１と第２のレジストパターンのフォーカス値の測定データ１２、第３のレジストパターンのトップとボトムのフォーカス値の測定データ１３、入力部５、演算部４、データ保存部１１の各要素で構成されている。そして、演算部４で各要素がそれぞれ接続し、演算部４が露光装置６に接続している。
【００３３】
図５（ｂ）を用いて、ベストフォーカスの算出方法を説明する。
【００３４】
ロット（ｎ）の露光、現像処理が終了した後、フォーカスの変化に対し、各種レジストパターンの寸法を測定する。第１のレジストパターンはフォーカスが変動した場合、レジスト寸法が変化しにくいパターンであるライン＆スペースパターンであり、その測定データＬｄを収集する。また、第２のレジストパターンは、フォーカスが変動した場合、レジスト寸法が変化するパターンである孤立ラインであり、その測定データＬｉを収集する。ここで使用したパターン寸法は、それぞれ０．２５μｍである（ＳＴ４）。図６に測定データＬｄ、Ｌｉのフォーカス特性を示し、フォーカス値を変化させた時のそれぞれの測長したレジストパターン寸法を示している。この図からデフォーカスすると、それぞれのレジストパターンのパターン寸法差が拡大することが判る。
【００３５】
次に、測定データＬｄ、Ｌｉの差｜Ｌｄ−Ｌｉ｜からベストフォーカス値からのずれ量のデータを求める（ＳＴ５）。図７にフォーカス値が変化した時の第１のパターンと第２のパターンの寸法差との関係を示している。データ保存部１１に、上記データを保存させる。
【００３６】
次に、第３のパターンは、フォーカスが＋か−のどちらに変化したのかが判断できるパターンである孤立のドットを形成し、このレジストパターンのトップ寸法とボトム寸法をそれぞれ測定する。そして、フォーカス値の変動が、＋か−かを判断する（ＳＴ６）。図８に、フォーカスが変動した時の第３のパターンのトップ寸法とボトム寸法の寸法差データをプロットしたものを示す。図８から、−フォーカスの場合はトップとボトムの寸法差はほとんど見られないが、＋フォーカスになると寸法差が顕著に現れる。データ保存部１１に上記データを保存させる。
【００３７】
最後に、ステップＳＴ５の工程で格納されたデータとステップＳＴ６の工程で格納されたデータから、このロット（製品）の入力フォーカス値からの変動、新たなベストフォーカス値を算出する（ＳＴ７）。ここで、新たなベストフォーカス値の算出方法を図５（ｂ）のフローチャートに従って説明する。演算部４では、ｎ番目のロットに入力されたベストフォーカス値に対し、ステップＳＴ４〜７の工程で算出したフォーカスの変化値を次ロットである（ｎ＋１）番目のロットにフィードバックを行い、露光装置６に（ｎ＋１）番目のロット処理時に新たなベストフォーカス値として処理される。（ｎ＋１）番目のロットのベストフォーカス値を求める算出式を以下式（４）に示す。
【００３８】
ベストフォーカス値（ｎ＋１）＝入力ベストフォーカス値（ｎ）−［ｎロットのフォーカス変動値］              ・・・（４）
以下に、式（４）を使用し、新たなベストフォーカス値をフィードバックして処理した時の各ロット（製品）のベストフォーカス値のシミュレーショントレンドおよびこの時パターン形成し、測定したステッパーのベストフォーカス値トレンド（２０ロット）の結果を図９に示す。この時使用したデバイスは０．２５μｍルールのゲート形成工程で、使用ステッパーはＮＳＲ−２２０５ＥＸ１２Ｂ（ニコン製）を用いた。この図から、前ロット（製品）のフォーカス値データを用い、新たなベストフォーカス値を算出することでロット（製品）間のベストフォーカス値変動は、長期的に±０．１μｍ以内に収束している。これに対し、ステッパーのベストフォーカス値の変動は、長期的に±０．２μｍは変化している。これらの結果から、プロセス、工程毎にベストフォーカス値を固定値でロット処理をした場合、寸法変化は図６から２０ｎｍ変化するが、本発明のベストフォーカス値算出システムを使用すると寸法変化は１０ｎｍと約１／２に低減できる。
【００３９】
さらに、本発明の第二のベストフォーカス値の算出方法についての実施形態を以下に説明する。
【００４０】
図１０に、本発明を実施するためのベストフォーカス算出フローチャートを示す。ここで、図１１にベストフォーカス値を算出するのに使用する２種類のパターン（図１１（ａ））とそのレジスト形状の模式図（図１１（ｂ））を示す。図１１（ａ）において、２種類のパターンのフォーカス変動に対するパターン断面変化のＳＥＭ写真を示しており、形状が異なることが判る。ここでは、０．１８μｍ幅の孤立ラインパターンと０．２４μｍ幅の孤立スペースパターンを用いている。
【００４１】
最初に、孤立ラインパターンのトップ寸法Ｌｔ、ボトム寸法Ｌｂおよび孤立スパースパターンのトップ寸法Ｓｔ、ボトム寸法Ｓｂのデータを収集する（ＳＴ８）。
【００４２】
これらの２種類のパターンに対し、フォーカスを変化させた時のパターンのラインまたはスペースのトップ寸法変化とボトム寸法変化を図１２に示す。図１２から孤立ラインパターンのボトム寸法は、フォーカス変化に対し、寸法変化が少なく、その他のパターンは＋フォーカス変化に対し、寸法が細る傾向がある。この特徴を基に、寸法変動値ＮＬ、ＮＳは、以下の式（５）、（６）にノーマライズする。
【００４３】
ＮＬ＝（ＬＤ−ＬＢＦ）／△Ｌ        ・・・（５）
ＮＳ＝（ＳＤ−ＳＢＦ）／△Ｓ        ・・・（６）
ここで、ＬＤとＳＤは各フォーカス値におけるそれぞれのパターンのトップ寸法とボトム寸法の寸法差、ＬＢＦとＳＢＦはそれぞれのパターンのベストフォーカス値におけるトップ寸法とボトム寸法の寸法差、△Ｌと△Ｓはある範囲でフォーカス値を変化させた時の寸法差ＬＤとＳＤの最大（ＭＡＸ）−最小（ＭＩＮ）を表している（ＳＴ９）。
【００４４】
フォーカス値が−０．２μｍ〜＋０．２μｍ変化した時に式（５）、（６）で求めた値を図１３に示す。図１３から、フォーカス値が変化した時、寸法変動値ＮＬおよびＮＳで感知することが可能であることがわかる。さらに、フォーカス変化をより、感知しやすい係数を以下の式（７）で求める（ＳＴ１０）。
【００４５】
フォーカス変動係数＝ＮＬ＋ＮＳ      ・・・（７）
式（７）で求めた各フォーカス値に対するフォーカス変動係数を図１４に示す。図１４からフォーカス変化に対し、一次の係数で求めることができる。
【００４６】
ここで、新たなベストフォーカス値の算出方法を図１０のフローチャートに従って説明する。ｎ番目のロットに入力されたベストフォーカス値に対し、式（７）で求めたフォーカス変動係数を次ロットである（ｎ＋１）番目のロットにフィードバックを行い、（ｎ＋１）番目のロット処理時に新たなベストフォーカス値を採用する。（ｎ＋１）番目のロットのベストフォーカス値を求める算出式は、式（４）で行う（ＳＴ１１）。
【００４７】
以下に、式（４）を使用し、新たなベストフォーカス値をフィードバックして処理した時の各ロット（製品）のベストフォーカス値のシミュレーショントレンドおよびこのときパターン形成し、測定したステッパーのベストフォーカス値トレンド（２０ロット）の結果を図１５に示す。この時使用したデバイスは０．１８μｍルールのゲート工程形成工程で、使用したステッパーはＮＳＲ−２２０５ＥＸ１４Ｃ（ニコン製）を用いた。図１５から、前ロットのフォーカス値データを用い、新たなベストフォーカス値を算出することでロット間（製品）のベストフォーカス値変動は、長期的に±０．１μｍ以内に収束している。これに対し、ステッパーのベストフォーカス値の変動は、長期的に±０．２μｍは変化している。これらの結果から、プロセス、工程毎にベストフォーカス値を固定値でロット処理をした場合、寸法変化は図６から２０ｎｍ変化するが、本発明のベストフォーカス値算出システムを使用すると寸法変化は１０ｎｍと約１／２に低減できる。
【００４８】
また、本発明のベストフォーカス算出方法およびシステムを用いることで、従来ステッパーの号機（ベストフォーカス値）差が±０．１μｍあったのを±０．０５μｍ以下にすることが可能となった。その結果、寸法ばらつきの機差を低減することができた。
【００４９】
次に、本発明の露光量算出方法についての一実施形態を以下に説明する。図１６に本発明を実施するための露光量算出システムの構成図を示す。露光量算出システムは、マスクのＣｒ面積測定データ２２、レジストパターン寸法測定データ２３、データ保存部２１、演算部４、入力部５の各要素で構成されている。そして、演算部４に各要素がそれぞれ接続し、演算部４に露光装置６が接続している。
【００５０】
図１６のように構成された露光システムは、以下のように作動させる。まず、データ保存部２１に各製品（プロセス）のターゲットレジスト寸法（規格の中心）Ｌｃ、露光量補正係数Ｋｅ、マスク面積補正係数Ｋｍを入力する。ここで、Ｋｅは各プロセスおよび各工程で決まる係数である。次に、図１７に示したマスクのＣｒ面積に対する寸法変化のデータをデータ保存部２１に保存する。図１７から、マスクのＣｒ面積に対し、露光量が同じでもレジストパターン寸法が一次関数で表示できることがわかる。
【００５１】
同一プロセスでマスクが異なる、つまり品種が異なる場合の露光量の算出手順を以下に示す。まず、ロット番号ｎの露光量とマスクのＣｒ面積データを入力部５から入力する。第二に、ロット番号ｎの寸法測定値Ｌｎと露光量Ｅｎのデータから、マスクのＣｒ面積が同じ場合の露光量を算出する。第三に、Ｃｒ面積による露光量補正を第二の工程で求めた露光量から新たな露光補正量Ｅｎｅｗを算出する。以下に、算出式（８）を示す。
【００５２】
Ｅｎｅｗ＝Ｅｎ−Ｋｅ＊（Ｌｃ−Ｌｎ）＋Ｋｍ＊ＡＣｒ        ・・・（８）
ここで、Ｅｎは過去処理したロットの露光量、Ｌｎは過去処理したロットの寸法、Ｌｃは寸法規格のセンター値、Ｋｍはマスク面積に対する露光補正係数（プロセスと工程で決まる値）、ＡＣｒはマスクのＣｒ面積である。
【００５３】
以下に、上記の露光量算出方法で算出した露光量を用いて、フォトリソグラフィー処理のシミュレーション結果と従来の露光量算出システムで算出した露光量を用いた時の寸法トレンドを図１８に示す。ここでは、０．２５μｍプロセスを用いて５品種（マスク）の配線工程の寸法データを示している。使用ステッパーは、ＮＳＲ−２２０５ＥＸ１２Ｂ（ニコン製）、レジストは信越化学製のＳＥＰＲシリーズを使用した。また、使用したマスクのＣｒ面積は、３０％〜６０％を用いた。図１８から、従来の露光量算出システムで露光量を算出し、適用した場合、寸法公差は品種により２０ｎｍ発生するが、本発明の露光量算出システムを用いることで寸法公差は１０ｎｍ以下に抑えることができた。
【００５４】
これらのフォトリソグラフィー条件設定方法は、半導体製造工程において、レジストパターン形成手法として頻繁に用いられている。
【００５５】
本発明を実施する重ね合せ補正値の設定、ベストフォーカス値の設定、露光量補正の設定のシステムは、上記実施形態で示したものに限るものではない。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の重ね合せ精度補正方法、ベストフォーカス算出方法および露光量算出方法によれば、フォトリソグラフィー処理において、重ね合せ補正値の設定、ベストフォーカス値の設定・露光量補正の設定ができる。このため、フォトリソグラフィーにおける重ね合せ精度向上ならびにレジストパターン寸法精度向上が図られ、半導体製造工程においては、製品の歩留りの向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重ね合せ精度補正システムの構成図
【図２】本発明の重ね合せ精度補正値の算出方法を示すフローチャート
【図３】本発明の重ね合せ精度補正方法で算出した重ね合せ精度トレンドグラフ
【図４】図３に比較対応するための従来方法による重ね合せ精度トレンドグラフ
【図５】本発明のベストフォーカス算出システムの構成とフローチャート
【図６】本発明のレジストパターンのフォーカス特性図
【図７】本発明のフォーカス値に対するパターン寸法差の特性図
【図８】本発明のレジストパターンでのトップとボトムの寸法差特性図
【図９】本発明のベストフォーカス値のロットトレンドグラフ
【図１０】本発明のベストフォーカス算出フローチャート
【図１１】本発明のベストフォーカス値を算出するのに使用するパターン図
【図１２】本発明のフォーカス変化に対するトップ／ボトム寸法変化の特性図
【図１３】本発明のフォーカス変化に対するライン／スペースの寸法変動値の特性図
【図１４】本発明のフォーカス変動に対するフォーカス変動係数の特性図
【図１５】本発明のベストフォーカス値のロットトレンドグラフ
【図１６】本発明の露光量算出システムの構成図
【図１７】本発明のレジスト寸法とマスクＣｒ面積の特性図
【図１８】本発明の品種別のターゲットからの寸法公差の特性図
【符号の説明】
１  データ保存部
４  演算部
５  入力部
６  露光装置
７  重ね合せ精度測定機
【図１】
0003555613.tif 000004
【図２】
0003555613.tif 000005
【図３】
0003555613.tif 000006
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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