(57)【要約】【課題】照明絞りの誤差に対してロバストな照明形状を設計できる光源の評価方法を提供すること。【解決手段】照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割し、単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、単位光源を消灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を取得し、この差分を、光源の評価の指標とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置製造の露光工程に使用される露光装置の光源評価方法であって、
照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割し、
前記単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記単位光源を消灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を取得し、
前記差分を、前記光源の評価の指標とすることを特徴とする露光装置の光源評価方法。
【請求項２】
前記評価量として、像強度、レジスト寸法、マージン及びコントラストのうち、少なくとも一つを用いることを特徴とする請求項１に記載の露光装置の光源評価方法。
【請求項３】
前記差分を、照明に利用できる領域すべてにわたって取得し、
前記差分を、前記単位光源に対応する位置にマッピングして差分マップを得ることを特徴とする請求項１に記載の露光装置の光源評価方法。
【請求項４】
半導体装置製造の露光工程に使用される露光装置の照明形状設計方法であって、
照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割する手順と、
前記単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記単位光源を消灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を、照明に利用できる領域すべてにわたって取得する手順と、
前記単位光源に対応する位置に前記差分をマッピングして差分マップを得る手順と、
前記差分マップから、前記差分が小さいところを選択して得た単位光源の集合で照明形状を得る手順と
を備えることを特徴とする露光装置の照明形状設計方法。
【請求項５】
半導体装置製造の露光工程に使用される露光装置の照明形状最適化ソフトウェアであって、
照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割する手順と、
前記単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記単位光源を消灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を、照明に利用できる領域すべてにわたって取得する手順と、
前記単位光源に対応する位置に前記差分をマッピングして差分マップを得る手順と、
前記差分マップから、前記差分が小さいところを選択して得た単位光源の集合で照明形状を得る手順と
を格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を備えることを特徴とする露光装置の照明形状最適化ソフトウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は露光装置の光源評価方法、露光装置の照明形状設計方法、及び露光装置の照明形状最適化ソフトウェアに係わり、特に、半導体装置製造等における露光工程に使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置製造等における露光工程において、複数のパターン（例えば、ライン アンド スペース、孤立ライン、ホールなど）が混在するフォトマスクを用い、所望のレジストパターンを形成するための照明形状を設計する際、光源を細かくグリッドに分割し、その各々を単位光源（点光源ともいう）と考えたときに、その単位光源が形成する像の強度やコントラスト、またはＮＩＬＳ（Normalized Image Log-Slope）といった指標を用いる。
【０００３】
しかし、それらの指標のみでは、光源が設計通りに形成できなかった場合、例えば、照明絞りに誤差があった場合の影響が考慮できていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、照明絞りの誤差に対してロバストな照明形状を設計できる露光装置の光源評価方法、その光源評価方法を利用した露光装置の照明形状設計方法、及びその光源評価方法を利用した露光装置の照明形状最適化ソフトウェアを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の第１態様に係る露光装置の光源評価方法は、照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割し、前記単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記単位光源を消灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を取得し、前記差分を、前記光源の評価の指標とする。
【０００６】
この発明の第２態様に係る露光装置の照明形状設計方法は、照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割する手順と、前記単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記単位光源を消灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を、照明に利用できる領域すべてにわたって取得する手順と、前記単位光源に対応する位置に前記差分をマッピングして差分マップを得る手順と、前記差分マップから、前記差分が小さいところを選択して得た単位光源の集合で照明形状を得る手順とを備える。
【０００７】
この発明の第３態様に係る露光装置の照明形状最適化ソフトウェアは、照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割する手順と、前記単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記単位光源を消灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を、照明に利用できる領域すべてにわたって取得する手順と、前記単位光源に対応する位置に前記差分をマッピングして差分マップを得る手順と、前記差分マップから、前記差分が小さいところを選択して得た単位光源の集合で照明形状を得る手順と、を格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、照明絞りの誤差に対してロバストな照明形状を設計できる露光装置の光源評価方法、その光源評価方法を利用した露光装置の照明形状設計方法、及びその光源評価方法を利用した露光装置の照明形状最適化ソフトウェアを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００１０】
（第１の実施形態）
半導体装置の製造における露光工程は、フォトマスクに描かれたパターンを、半導体基板上に形成されたフォトレジスト膜に転写する工程である。露光工程の基本機能は転写であるから、出力（フォトレジスト膜に転写されたパターンの寸法）と、入力（フォトマスクに描かれたパターンの寸法）とは、（１）式に示すように、互いに同じであることが理想である。  
出力  ＝  入力                                             …（１）  
つまり、フォトマスクに描かれたパターンと、フォトレジスト膜に転写されたパターンとの間には、理想的には（２）式の関係が成り立たなければならない。
【００１１】
Ｒresist  ＝  Ｒphoto                                        …（２）  
Ｒresistはフォトレジスト膜に転写されたパターンの寸法  
Ｒphotoはフォトマスクに描かれたパターンの寸法  
しかし、露光工程では、光近接（ＯＰＥ）効果補正や、露光マージン確保のため、あえてフォトマスクに描く寸法を、フォトレジスト膜上に転写したい寸法からずらしたり（「バイアスをいれる」、という）、誤差が含まれたりするから、（２）式よりも（３）式で表現する方が一般的である  。
【００１２】
Ｒresist  ＝  β・（Ｒphoto＋α）                            …（３）  
（なお、（２）、（３）式は最も単純化したもの。（２）、（３）式の双方とも、光学的係数や縮小率等は省略）  
αはマージンやＯＰＥ補正の処理量（一般にはバイアス量）
βは誤差係数である。誤差係数βは様々な誤差因子が絡んで生ずる。誤差因子を軽減し、誤差係数βを限りなく“１”に近づけることが、露光工程の品質向上につながる。この結果、目的である半導体装置の機能の向上や、半導体装置の製造歩留りの向上に貢献する。
【００１３】
このように、設計に入出力関係のロバスト性（robustness）を取り入れ、誤差因子を改善して、理想とする“出力＝入力”の関係をめざす設計がロバスト設計（robust design）である。
【００１４】
半導体装置はその微細化が進み、フォトレジスト膜へのパターン転写も難しくなってきている。このため、例えば、光軸の中心を外した位置に照明絞り（illumination aperture）を入れる、いわゆる変形照明も採用されるに至っている。
【００１５】
例えば、変形照明を設計する場合には、光源を細かくグリッドに分割し、その各々を単位光源（点光源ともいう）と考える。これら単位光源が形成する像強度のコントラスト、又はＮＩＬＳ（Normalized Image Log-Slope）といった指標を用い、最適な照明形状を導き出す。
【００１６】
像強度のコントラストやＮＩＬＳ等の指標は、点光源がパターン形成にどの程度有効に働くかを判断できる手法ではあるが、計算が複雑である。
【００１７】
さらに、これらの指標は、露光装置の照明絞りの誤差に対しては何等関与しない。このため、照明絞りの誤差を要因とした誤差を改善することは困難であり、露光装置の照明絞りの誤差に対するロバスト性（robustness）の向上には寄与しない。
【００１８】
本実施形態は、照明絞りの誤差に対してロバストな照明形状を設計できる露光装置の光源評価方法を提供する。まず、露光装置の概要から説明する。図１は、露光装置の概要を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、光源１からの光は、照明絞り３を介してコンデンサレンズ５に入射する。コンデンサレンズ５から出射した光はフォトマスク７を照明する。フォトマスク７を照明した光は、投影レンズ９を介して半導体基板（半導体ウェーハ）１１上のフォトレジスト膜１３を照明し、フォトマスク７に描かれた像がフォトレジスト膜１３に結像される。
【００２０】
本実施形態は、光源としてＡｒＦエキシマレーザー、ＮＡ＝０．８５、σ＝０．９５の露光装置を用いて、着目パターンとして７０ｎｍのラインアンドスペースパターン（ＬＳパターン）を露光する際に、最適な照明形状を得る例である。本明細書で述べる照明形状とは、図１に示す照明絞り３に形成された照明領域１５の形状のことである。図１に示す露光装置の照明絞り３は、光軸の中心を外した位置にも照明領域１５が入った、いわゆる変形照明型露光装置である。なお、本実施形態は、変形照明型露光装置に限って適用されるものではなく、光軸の中心に照明領域を入れた通常の露光装置にも適用できる。
【００２１】
以下、詳細に説明する。図２は、複数の単位光源に分割された光源を示す図である。  
図２に示すように、本実施形態では、照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割する。本実施形態では、照明絞り誤差に対するロバスト性を向上させるために、各単位光源の有無に対する評価量を導入する。例えば、着目する単位光源をオン・オフさせることによって、オンさせた場合とオフさせた場合との評価量の変化の大きさ（差分）を取得する。本例では、評価量として像強度を採用し、像強度の変化の大きさを取得する。単位光源をオン・オフさせることによる評価量の変化の大きさを、判断基準（光源の評価の指標）に用いて、解像に寄与する単位光源を評価する。
【００２２】
具体的には、変化の大きさが大きくなるならば、単位光源の有無に対する影響量が大きい、と判断して光源としては採用しない。もしくはその単位光源が照明領域のエッジにこないようにする。
【００２３】
図３（Ａ）に示すように、本実施形態の着目パターンはＬＳパターンである。ＬＳパターンの像強度を図３（Ｂ）に示す。
【００２４】
図３（Ｂ）に示すように、例えば、ＬＳパターンの像強度は、図２に示す単位光源Ａを点灯した場合と消灯した場合とで変化する。同様に、ＬＳパターンの像強度は、単位光源Ｂを点灯した場合と消灯した場合とでも変化する。そこで、単位光源Ａを点灯した場合の像強度と、単位光源Ｂを消灯した場合の像強度との差分ΔＩＡ、及び単位光源Ｂを点灯した場合の像強度と、単位光源Ｂを消灯した場合の像強度との差分ΔＩＢをそれぞれ取得する。像強度は、例えば、リソグラフィ・シミュレーションにより取得することができる。
【００２５】
本例では、差分ΔＩＡは小さく、差分ΔＩＢは大きい。故に、単位光源Ａは、その有無が光学像に与える影響は少ない、といえる。反対に、単位光源Ｂは、その有無が光学像に与える影響は大きい、といえる。この評価結果を踏まえ、本例では、単位光源Ａは、光学像に与える影響が少ないので照明として採用する。反対に、単位光源Ｂは、光学像に与える影響が大きいから照明としては採用しない。または照明領域のエッジにこないようにする。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、単位光源の有無に基づく光源評価ができるので、単位光源が設計通りに形成できなかった場合の影響、例えば、照明絞りの設計誤差を考慮した評価が可能となる。この結果、照明絞りの設計誤差を要因とした誤差を改善することが可能となり、露光装置の照明絞りの設計誤差に対するロバスト性の向上に寄与する。
【００２７】
本実施形態では、評価量として像強度を採用したが、像強度以外にも、例えば、レジスト寸法、マージン及びコントラストなどを採用することができる。例えば、レジスト寸法を評価量に採用したときには、単位光源を点灯したときのフォトレジスト膜パターンの寸法と、単位光源を消灯したときのフォトレジスト膜パターンの寸法との差分が大きくなるところは、照明に採用しないようにすれば良い。
【００２８】
また、例えば、マージンを評価量に採用したときには、単位光源を点灯したときのマージンと、単位光源を消灯したときのマージンとの差分が大きくなるところは、照明に採用しないようにすれば良い。ここで、マージンとは、例えば、露光マージン（Exposure Margin）や露光裕度（Exposure Latitude）などをあげることができる。露光マージンは、最適露光量Ｅｓの、最小露光量Ｅｏに対する比、即ち、Ｅｓ／Ｅｏである。また、露光裕度は、フォトレジスト膜パターンの寸法が限界内に収まるような露光エネルギーの範囲である。
【００２９】
また、コントラストを評価量に採用したときには、単位光源を点灯したときのフォトレジストのコントラストと、単位光源を消灯したときのフォトレジストとコントラストとの差が大きくなるところは、照明に採用しないようにすれば良い。
【００３０】
これらレジスト寸法、マージン、コントラストも、像強度と同様に、例えば、リソグラフィ・シミュレーションにより取得することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、着目パターンとしてＬＳパターンを採用したが、着目パターンは、ＬＳパターンに限られるものではなく、孤立ラインパターン及びホールパターンなどを採用することもできる。
【００３２】
また、上記差分、例えば、像強度の差分、レジスト寸法の差分、マージンの差分、及びコントラストの差分を、照明に利用できる領域すべてにわたって取得し、取得した差分を、単位光源に対応する位置にマッピングした差分マップを得ることもできる。この一例を以下に説明する。図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、差分を取得する状態を模式的に示した図である。図４（Ａ）〜図４（Ｄ）には、差分の一例としてレジスト寸法を取得している状態を、便宜上目視できるように示す。実際には、レジスト寸法は、リソグラフィ・シミュレーションにより取得するので、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）のように露光を繰り返して得ているわけではない。
【００３３】
図４（Ａ）に示すように、まずは、単位光源をすべて点灯させた状態で、着目パターンのレジスト寸法を取得する。本例では、着目パターンはＬＳパターンであるが、着目パターンは、上述の通り、ＬＳパターンに限るものではない。
【００３４】
次に、図４（Ｂ）に示すように、一つの単位光源を消灯させた状態で、着目パターンのレジスト寸法を取得する。次いで、図４（Ａ）において取得したレジスト寸法と、図４（Ｂ）において取得したレジスト寸法との差分（寸法変動）ΔＣＤを取得する。取得した差分を、消灯させた単位光源に対応する位置にマッピングする。
【００３５】
次に、図４（Ｃ）に示すように、図４Ｂに示す単位光源とは違う一つの単位光源を消灯させた状態で、着目パターンのレジスト寸法を取得する。次いで、図４（Ａ）において取得したレジスト寸法と、図４（Ｃ）において取得したレジスト寸法との差分（寸法変動）を取得し、同様に消灯させた単位光源に対応する位置にマッピングする。
【００３６】
次に、図４（Ｄ）に示すように、図４（Ｃ）に示す単位光源とは違う一つの単位光源を消灯させた状態で、上記図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）と同様の作業を繰り返す。このような作業を、照明に利用できる領域すべてにわたって繰り返すと、図５に示すように、単位光源に有無に基づく差分マップを、照明に利用できる領域すべてで得ることができる。本例の差分マップは、単位光源の有無に基づくレジスト寸法変動分布マップ（感度分布マップ）である。
【００３７】
このように照明に利用できる領域すべてにわたって差分マップを得ることで、着目パターンに対する変動量の大小を目視することが可能となる。また、着目パターンに適した照明形状に、変動量の大小を重ねることで、より最適な照明形状を設計することも可能となる。図６は、図５に示すレジスト寸法変動分布マップに基づいて設計された照明形状の一例を示す図である。図６に示す照明形状は、差分ΔＣＤが小さいところを照明に採用して得た、ＬＳパターンの露光に必要な照明形状である。
【００３８】
（第２実施形態）  
図７は、この発明の第２実施形態に係る露光装置の照明形状設計方法を示す図である。
【００３９】
図７に示すように、着目パターン、例えば、ＬＳパターンに必要な照明形状が光学条件からおおまかに決定され、この照明形状に対してΔσの加工誤差が想定される場合、このΔσに含まれる領域に存在する単位光源を点灯、及び消灯（オン・オフ）させ、Δσに含まれる領域の変動量を評価する。
【００４０】
Δσに含まれる領域の変動量、例えば、レジスト寸法の差分ΔＣＤが許容値以内ならば、照明領域１５を拡大することができる（照明領域１５拡大：図８）。  
また、差分ΔＣＤが許容値を超えるならば、照明領域１５を縮小することもできる（照明領域１５縮小：図９）。また、差分ΔＣＤが許容値を超える部分を、必要な照明領域１５のエッジから外すようにすることもできる。  
どうしても、必要な照明領域１５のエッジに差分ΔＣＤが許容値を越える部分が含まれる場合には、その照明領域の照明強度Ｉを“Ｉ＜１”として、Δσの影響を抑制することもできる（照明強度調整：図１０）。
【００４１】
このように、加工誤差Δσに含まれる領域の単位光源をオン・オフさせることにより、加工誤差Δσに含まれる領域の単位光源の有無に基づく変動量を評価でき、照明絞りの誤差に対してロバストな照明形状を設計することができる。
【００４２】
本例の設計方法を採用して設計された照明形状は、照明絞りの誤差が考慮されているものであるから、この照明形状を採用した露光装置を使えば、半導体装置の製造歩留りを向上させることが可能となる。
【００４３】
（第３実施形態）  
第３実施形態は、露光装置の照明形状最適化ソフトウェアである。
【００４４】
上記第２実施形態において説明した露光装置の光源評価方法は、例えば、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納することで、露光装置の照明形状最適化ソフトウェアとすることができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、及び不揮発性半導体メモリなどをあげることができる。
【００４５】
図１１は、この発明の第３実施形態に係る露光装置の照明形状最適化ソフトウェアの基本的な手順の一例を示す流れ図である。
【００４６】
まず、図１１中のＳＴ．１に示すように、照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割する。  
次に、ＳＴ．２に示すように、単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、単位光源を消灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を、照明に利用できる領域すべてにわたって取得する。  
次に、ＳＴ．３に示すように、単位光源に対応する位置に差分をマッピングして差分マップを得る。次に、ＳＴ．４に示すように、差分を光源の評価の指標とし、照明形状を得る。
【００４７】
このような手順を、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納することで、露光装置の照明形状最適化ソフトウェアを得ることができる。
【００４８】
図１２は、この発明の第３実施形態に係る露光装置の照明形状最適化ソフトウェアのより具体的な手順の一例を示す流れ図である。
【００４９】
図１２に示すように、まず、フォトマスクに描かれるマスクパターンを設定し、設定されたマスクパターンの中から評価パターン（又は評価箇所）を設定する。  
次に、照明領域をグリッドに分割する。  
次に、各微小光源の照明による光学像を評価する（ＳｔｅｐＡ）。このＳｔｅｐＡは光源の結像特性を保持するために行われ、例えば、特開２００６−６６４４０の図２４等に記載された照明光源の設計方法を利用することができる。  
次に、各微小光源の照明強度の変化に伴う光学像の変化分を評価する（ＳｔｅｐＢ）。このＳｔｅｐＢは光源の結像をロバストにするために行われ、例えば、図１１に示した手順を利用することができる。  
次に、すべての照明可能領域で、ＳｔｅｐＡの評価量、及びＳｔｅｐＢの評価量を算出したか否かを判断する。算出が終わっていない場合には（Ｎｏ）、ＳｔｅｐＡの評価、及びＳｔｅｐＢの評価を繰り返す。算出が終わった場合（Ｙｅｓ）には、照明領域全体に対してＳｔｅｐＡの評価量、及びＳｔｅｐＢの評価量をマッピングする。このマッピングは、例えば、各評価量を照明領域上に分布表示すれば良い。  
次に、ＳｔｅｐＡの評価量が高順位である微小照明から照明分布を抽出する。次に、抽出された領域について、ＳｔｅｐＢの評価量のマッピングを参照し、低順位の微小照明があれば照明分布を補正して最終的な照明形状を取得する。
【００５０】
このような手順を、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納することでも、露光装置の照明形状最適化ソフトウェアを得ることができる。
【００５１】
さらに、図１３に示す手順をコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納するようにしても良い。まず、図１３中のＳＴ．１に示すように、照明形状を得る。この照明形状は、例えば、図１１、又は図１２に示した手順で得ることができる。  
次に、ＳＴ．２に示すように、露光装置の照明形状に加工誤差を想定する。加工誤差は、例えば、第２実施形態で説明したΔσである。  
次に、ＳＴ．３に示すように、加工誤差に含まれる領域に存在する単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、加工誤差に含まれる領域に存在する単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を取得する。  
次に、ＳＴ．４に示すように、加工誤差に含まれる領域の光源を評価する。  
光源の評価は、例えば、図１４に示す手順で実施されれば良い。すなわち、まず、図１４のＳＴ．１に示すように、加工誤差に含まれる領域における差分が許容値以内か否かを判断する。  
差分が許容値以内の場合（ＹＥＳ）には、照明領域の大きさを拡大する。  
反対に、差分が許容範囲を超える場合（ＮＯ）には、照明領域の大きさを縮小する。又は許容値を超えた部分を、照明領域のエッジから外す。又は許容値を超えた部分が照明領域のエッジにかかる場合、この照明領域の照明強度を１未満とする。
【００５２】
このようなソフトウェアによる利点は、加工誤差に含まれる領域の単位光源を点灯、及び消灯（オン・オフ）させることにより、加工誤差に含まれる領域の単位光源の有無に基づく変動量を評価でき、照明絞りの誤差に対してロバストな照明形状を設計できることである。
【００５３】
第３実施形態に係るソフトウェアを、図１５に示すように、記録媒体２０に格納しておき、必要に応じて、例えば、リソグラフィ・シミュレータのメモリにダウンロードする。第３実施形態に係るソフトウェアがダウンロードされたリソグラフィ・シミュレータは、リソグラフィ・シミュレーションだけでなく、露光装置の照明形状、例えば、照明絞りの形状設計にも利用できるようになる。
【００５４】
さらに、上記実施形態は以下の態様を含む。  
（１）半導体装置製造の露光工程に使用される露光装置の光源評価方法であって、照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割し、前記単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記単位光源を消灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を取得し、前記差分を、前記光源の評価の指標とする。  
（２）上記（１）の態様に係る光源評価方法において、前記評価量として、像強度、レジスト寸法、マージン及びコントラストのうち、少なくとも一つを用いる。  
（３）上記（１）の態様に係る光源評価方法において、前記差分を、照明に利用できる領域すべてにわたって取得し、前記差分を、前記単位光源に対応する位置にマッピングして差分マップを得る。  
（４）上記（３）の態様に係る光源評価方法において、前記差分マップから前記差分が小さいところを選択し、前記露光装置の照明形状を得る。  
（５）上記（３）の態様に係る光源評価方法において、前記露光装置の照明形状に加工誤差を想定し、前記加工誤差に含まれる領域に存在する前記単位光源を点灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記加工誤差に含まれる領域に存在する前記単位光源を点灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を取得し、前記加工誤差に含まれる領域の光源を評価する。  
（６）上記（５）の態様に係る光源評価方法において、前記加工誤差に含まれる領域における前記差分が許容値以内の場合には、前記照明形状の大きさを大きくする。  
（７）上記（５）の態様に係る光源評価方法において、前記加工誤差に含まれる領域における前記差分が許容値を超える場合には、前記照明形状の大きさを小さくする。  
（８）上記（５）の態様に係る評価方法において、前記加工誤差に含まれる領域における前記差分が許容値を超える場合には、前記許容値を超えた部分を、前記照明形状の照明領域のエッジから外す。  
（９）上記（５）の態様に係る光源評価方法において、前記加工誤差に含まれる領域における前記差分が許容値を超える場合、かつ、前記許容値を超えた部分が前記照明形状の照明領域のエッジにかかる場合、この照明領域の照明強度を１未満とする。  
（１０）上記（１）の態様に係る光源評価方法において、前記露光装置は変形照明型露光装置である。  
（１１）上記（１）の態様に係る光源評価方法において、前記着目パターンは、ラインアンドスペースパターン、孤立ラインパターン、及びホールパターンのいずれか一つをふくむ。  
（１２）上記半導体装置製造の露光工程に使用される露光装置の照明形状設計方法であって、照明に利用される光源を、露光装置により決定される単位で複数の単位光源に分割する手順と、前記単位光源を点灯した場合の半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記単位光源を消灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を、照明に利用できる領域すべてにわたって取得する手順と、前記単位光源に対応する位置に前記差分をマッピングして差分マップを得る手順と、前記差分マップから、前記差分が小さいところを選択して得た単位光源の集合で照明形状を得る手順と、を備える。  
（１３）上記（１２）の態様に係る照明形状設計方法において、前記評価量として、像強度、レジスト寸法、マージン及びコントラストのうち、少なくとも一つを用いる。  
（１４）上記（１２）の態様に係る照明形状設計方法において、前記露光装置の照明形状に加工誤差を想定し、前記加工誤差に含まれる領域に存在する前記単位光源を点灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量と、前記加工誤差に含まれる領域に存在する前記単位光源を点灯した場合の前記半導体基板上の着目パターンの評価量との差分を取得し、前記加工誤差に含まれる領域の光源を評価する。  
（１５）上記（１２）の態様に係る照明形状設計方法において、前記加工誤差に含まれる領域における前記差分が許容値以内の場合には、前記照明形状の照明領域の大きさを大きくする。  
（１６）上記（１２）の態様に係る照明形状設計方法において、前記加工誤差に含まれる領域における前記差分が許容値を超える場合には、前記照明形状の照明領域の大きさを小さくする。  
（１７）上記（１２）の態様に係る照明形状設計方法において、前記加工誤差に含まれる領域における前記差分が許容値を超える場合には、前記許容値を超えた部分を、前記照明形状の照明領域のエッジから外す。  
（１８）上記（１２）の態様に係る照明形状設計方法において、前記加工誤差に含まれる領域における前記差分が許容値を超える場合、かつ、前記許容値を超えた部分が前記照明形状の照明領域のエッジにかかる場合、この照明領域の照明強度を１未満とする。  
（１９）上記（１２）の態様に係る照明形状設計方法において、前記露光装置は変形照明型露光装置である。  
（２０）上記（１２）乃至（１９）いずれか一つの態様に係る照明形状設計方法を格納した記録媒体を備える露光装置の照明形状最適化ソフトウェア。
【００５５】
なお、本願発明は上記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。更に、上記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における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、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が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果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うる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は露光装置の概要を示す図。
【図２】図２はこの発明の第１実施形態に係る単位光源に分割された光源を示す図。
【図３】図３（Ａ）は着目パターンの一例を示す図、図３（Ｂ）は図２に示す単位光源Ａ、Ｂを点灯及び消灯した場合の像強度の変化を示す図。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は差分を取得する状態を模式的に示した図。
【図５】図５は差分マップの一例を示す図。
【図６】図６はこの発明の第１実施形態に従って設計された照明形状の一例を示す図。
【図７】図７はこの発明の第２実施形態に係る露光装置の照明形状設計方法を示す図。
【図８】図８はこの発明の第２実施形態に従って照明領域を拡大した例を示す図。
【図９】図９はこの発明の第２実施形態に従って照明領域を縮小した例を示す図。
【図１０】図１０はこの発明の第２実施形態に従って照明強度を調整した例を示す図。
【図１１】図１１はこの発明の第３実施形態に係る露光装置の照明形状最適化ソフトウェアの基本的な手順の一例を示す流れ図。
【図１２】図１２はこの発明の第３実施形態に係る露光装置の照明形状最適化ソフトウェアの具体的な手順の一例を示す流れ図。
【図１３】図１３はこの発明の第３実施形態に係る露光装置の照明形状最適化ソフトウェアの手順の一例を示す流れ図。
【図１４】図１４は光源の評価の一例を示す流れ図。
【図１５】図１５はこの発明の第３実施形態に係る露光装置の照明形状最適化ソフトウェアを利用したリソグラフィ・シミュレータの一例を示す図。
【符号の説明】
【００５７】
１…光源、３…照明絞り、１５…照明領域
【図１】
2008263143.tif 000003
【図２】
2008263143.tif 000004
【図３】
2008263143.tif 000005
【図４】
2008263143.tif 000006
【図５】
2008263143.tif 000007
【図６】
2008263143.tif 000008
【図７】
2008263143.tif 000009
【図８】
2008263143.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008263143.tif 000012
【図１１】
2008263143.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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