(57)【要約】【課題】プロセスマージンを正確に評価することができるプロセスマージンの評価方法を提供できる。【解決手段】パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値と複数のフォーカス位置の設定値を設定する。露光量の設定値とフォーカス位置の設定値の組合せ毎に、そのパターンの複数の疑似測定寸法を計算する。組合せ毎の疑似測定寸法に基づいて複数のＥＤ−ｔｒｅｅを計算し複数のマージンカーブを計算する。被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数のマージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算する。【選択図】　　　図２
2004128167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値と複数のフォーカス位置の設定値を設定することと、
前記露光量の設定値と前記フォーカス位置の設定値の組合せ毎に、前記パターンの複数の疑似測定寸法を計算することと、
前記組合せ毎の前記疑似測定寸法に基づいて、複数のＥＤ−ｔｒｅｅを計算し、複数のマージンカーブを計算することと、
前記被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数の前記マージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算することを有することを特徴とするプロセスマージンの評価方法。
【請求項２】
前記パターンの測定寸法が寸法分散を有し、
前記疑似測定寸法を計算することは、
前記組合せ毎に前記パターンの算出寸法を計算することと、
前記組合せ毎に前記寸法分散を有する複数の寸法乱数を発生させることと、
前記組合せ毎に前記算出寸法に前記寸法乱数を加えた複数の前記疑似測定寸法を計算することを有すること特徴とする請求項１に記載のプロセスマージンの評価方法。
【請求項３】
前記露光量の実効値が光量分散を有し、前記フォーカス位置の実効値が位置分散を有し、
前記疑似測定寸法を計算することは、
前記組合せ毎に前記光量分散を有する複数の光量乱数を発生させることと、
前記組合せ毎に前記露光量の設定値に前記光量乱数を加えた複数の疑似露光量を計算すること
前記組合せ毎に前記位置分散を有する複数の位置乱数を発生させることと、
前記組合せ毎に前記フォーカス位置の設定値に前記位置乱数を加えた複数の疑似フォーカス位置を計算すること
前記組合せ毎に前記疑似露光量と前記疑似フォーカス位置に基づいて前記パターンの算出寸法を計算することにより、複数の前記疑似測定寸法を計算することを有すること特徴とする請求項１に記載のプロセスマージンの評価方法。
【請求項４】
前記複数の露光量もしくは露光量の対数の設定値が一定の間隔で設定され、前記複数のフォーカス位置の設定値が一定の間隔で設定されること特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のプロセスマージンの評価方法。
【請求項５】
パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値を第１間隔毎の等間隔に設定し、複数のフォーカス位置の設定値を第２間隔毎の等間隔に設定することと、
前記露光量の設定値と前記フォーカス位置の設定値の組合せ毎に、前記パターンの複数の疑似測定寸法を計算することと、
前記組合せ毎の前記疑似測定寸法に基づいて、複数のＥＤ−ｔｒｅｅを計算し、複数のマージンカーブを計算することと、
前記被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数の前記マージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算することと、
前記露光量の余裕度の分散を小さくするためには、前記第１間隔又は前記第２間隔を小さくし、前記露光量の余裕度の分散を大きくするためには、前記第１間隔又は前記第２間隔を大きくすることを有することを特徴とする測定条件の設定方法。
【請求項６】
パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値と複数のフォーカス位置の設定値を設定する手順と、
前記露光量の設定値と前記フォーカス位置の設定値の組合せ毎に、前記パターンの複数の疑似測定寸法を計算する手順と、
前記組合せ毎の前記疑似測定寸法に基づいて、複数のＥＤ−ｔｒｅｅを計算し、複数のマージンカーブを計算する手順と、
前記被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数の前記マージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算する手順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マージンの評価プログラム。
【請求項７】
パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値を第１間隔毎の等間隔に設定し、複数のフォーカス位置の設定値を第２間隔毎の等間隔に設定する手順と、
前記露光量の設定値と前記フォーカス位置の設定値の組合せ毎に、前記パターンの複数の疑似測定寸法を計算する手順と、
前記組合せ毎の前記疑似測定寸法に基づいて、複数のＥＤ−ｔｒｅｅを計算し、複数のマージンカーブを計算する手順と、
前記被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数の前記マージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算する手順と、
前記露光量の余裕度の分散を小さくするためには、前記第１間隔又は前記第２間隔を小さくし、前記露光量の余裕度の分散を大きくするためには、前記第１間隔又は前記第２間隔を大きくする手順をコンピュータに実行させることを特徴とする測定条件の設定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法のリソグラフィー技術に係り、特に、リソグラフィーのプロセスマージンの評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リソグラフィーのプロセスマージンを評価するためには、露光量とフォーカス位置に対するレジストパターンの寸法の依存性を精度良く測定する必要がある。半導体装置の回路パターンが微細化し、レジストパターンの微細化に伴って、レジストのエッジラフネスおよび寸法測定装置の誤差などが無視できないくらいに大きいものとなってきている。レジストパターンの寸法を精度良く測定できないこと、すなわち、レジストパターンの寸法のバラツキによって、プロセスマージンが正確に評価できない場合がある。
【０００３】
従来、レジスト寸法のバラツキには無関係に露光量とフォーカス位置を振って露光を行い、レジスト寸法を測定しプロセスマージンを算出していた（例えば、特許文献１、及び、特許文献２参照。）。算出されたプロセスマージンの再現性もしくは誤差を評価する手段に乏しかった。従って、プロセスマージンを過大にまたは過少に評価してしまう危険性があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１９９７８７号公報（請求項１、第１図）
【０００５】
【特許文献２】
特開平０２−２２４３１９号公報（請求項１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プロセスマージンを正確に評価することができるプロセスマージンの評価方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の目的は、プロセスマージンを有するプロセスの評価測定が可能な測定条件の設定方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の目的は、プロセスマージンを正確に評価することができるプロセスマージンの評価プログラムを提供することにある。
【０００９】
本発明の目的は、プロセスマージンを有するプロセスの評価測定が可能な測定条件の設定プログラムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の特徴は、パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値と複数のフォーカス位置の設定値を設定することと、露光量の設定値とフォーカス位置の設定値の組合せ毎にパターンの複数の疑似測定寸法を計算することと、組合せ毎の疑似測定寸法に基づいて複数のＥＤ−ｔｒｅｅを計算し複数のマージンカーブを計算することと、被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数のマージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算することを有するプロセスマージンの評価方法にある。
【００１１】
本発明の第２の特徴は、パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値を第１間隔毎の等間隔に設定し複数のフォーカス位置の設定値を第２間隔毎の等間隔に設定することと、露光量の設定値とフォーカス位置の設定値の組合せ毎にパターンの複数の疑似測定寸法を計算することと、組合せ毎の疑似測定寸法に基づいて複数のＥＤ−ｔｒｅｅを計算し複数のマージンカーブを計算することと、被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数のマージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算することと、露光量の余裕度の分散を小さくするためには第１間隔又は第２間隔を小さくし露光量の余裕度の分散を大きくするためには第１間隔又は第２間隔を大きくすることを有する測定条件の設定方法にある。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値と複数のフォーカス位置の設定値を設定する手順と、露光量の設定値とフォーカス位置の設定値の組合せ毎にパターンの複数の疑似測定寸法を計算する手順と、組合せ毎の疑似測定寸法に基づいて複数のＥＤ−ｔｒｅｅを計算し複数のマージンカーブを計算する手順と、被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数のマージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算する手順をコンピュータに実行させるプロセスマージンの評価プログラムにある。
【００１３】
本発明の第４の特徴は、パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値を第１間隔毎の等間隔に設定し複数のフォーカス位置の設定値を第２間隔毎の等間隔に設定する手順と、露光量の設定値とフォーカス位置の設定値の組合せ毎にパターンの複数の疑似測定寸法を計算する手順と、組合せ毎の疑似測定寸法に基づいて複数のＥＤ−ｔｒｅｅを計算し複数のマージンカーブを計算する手順と、被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数のマージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算する手順と、露光量の余裕度の分散を小さくするためには第１間隔又は第２間隔を小さくし露光量の余裕度の分散を大きくするためには第１間隔又は第２間隔を大きくする手順をコンピュータに実行させる測定条件の設定プログラムにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態と実施例を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率の異なる部分が含まれるのはもちろんである。
【００１５】
（第１の実施の形態）
（測定条件の設定装置１とプロセスマージンの評価装置２）
本発明の第１の実施の形態に係るプロセスマージンを有するプロセスの評価測定が可能な測定条件の設定装置１は、図１に示すように、プロセスマージンの評価装置２と、所望の再現性設定部１２、測定刻み変更部１３と入出力部１４を有している。
【００１６】
本発明の第１の実施の形態に係るプロセスマージンの評価装置２は、測定刻み等設定部３、乱数発生分布の定義部４、レジスト寸法算出部５、乱数発生部６、乱数付加部７、ＥＤ−ｔｒｅｅ算出部８、マージンカーブ算出部９、再現性算出部１０と入出力部１１を有している。
【００１７】
測定刻み等設定部３では、半導体装置のレジストによる回路パターンを半導体基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値を第１間隔毎の等間隔に刻んで設定し、複数のフォーカス位置の設定値を第２間隔毎の等間隔に刻んで設定する。
【００１８】
乱数発生分布の定義部４では、レジストのパターンの測定寸法がばらつき、分散を有する際に、この分散と同程度の分散の分布で発生する乱数を定義する。
【００１９】
レジスト寸法算出部５では、露光量の設定値とフォーカス位置の設定値を入力することにより、レジストのパターンの算出寸法を算出する。
【００２０】
乱数発生部６では、乱数発生分布の定義部４で定義された乱数を発生させる。
【００２１】
乱数付加部７では、算出寸法に乱数を加え、疑似測定寸法を生成する。
【００２２】
ＥＤ−ｔｒｅｅ算出部８では、露光量の設定値、フォーカス位置の設定値と疑似測定寸法からＥＤ−ｔｒｅｅを算出する。
【００２３】
マージンカーブ算出部９では、ＥＤ−ｔｒｅｅからマージンカーブを算出する。
【００２４】
再現性算出部１０では、半導体基板の最大の高低差に相当する焦点深度での複数のマージンカーブの露光量の余裕度の分散を計算する。露光量の余裕度の分散が大きければ、露光量の余裕度がばらつきやすく、露光量の余裕度の再現性が低いと判断できる。
【００２５】
入出力部１１では、露光量の設定値、フォーカス位置の設定値と乱数の分散が入力され、露光量の余裕度の分散が出力される。
【００２６】
所望の再現性設定部１２では、プロセスマージンを有するプロセスの評価測定が可能な露光量の余裕度の分散を設定する。
【００２７】
測定刻み変更部１３では、複数の露光量の設定値の第１間隔と、複数のフォーカス位置の設定値の第２間隔を変更する。
【００２８】
入出力部１４では、所望の露光量の余裕度の分散を入力し、最適化された第１間隔と第２間隔を出力する。
【００２９】
なお、測定条件の設定装置１は、測定条件の設定プログラムを実行するコンピュータにより実現することができる。また、プロセスマージンの評価装置２は、プロセスマージンの評価プログラムを実行するコンピュータにより実現することができる。
【００３０】
（プロセスマージンの評価方法）
本発明の第１の実施の形態に係る第１のプロセスマージンの評価方法は、図１のプロセスマージンの評価装置２が実施する。第１のプロセスマージンの評価方法は、図２に示すように、まず、ステップＳ１で、測定刻み等設定部３において、パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値Ｅｊ（ｊ＝１〜ｎ）と複数のフォーカス位置の設定値Ｆｉ（ｉ＝１〜ｍ）を設定する。また、所望のマージンカーブの本数を複数本に設定する。さらに、ステップＳ１で、乱数発生分布の定義部４において、寸法乱数Ｒｉｊの発生分布の分散を、パターンの測定寸法の分布の分散に等しくなるように設定する。
【００３１】
ステップＳ２で、引数ｉとｊを初期値１に設定する。
【００３２】
ステップＳ３で、レジスト寸法算出部５において、露光量の設定値Ｅ１とフォーカス位置の設定値Ｆ１の組合せ（１，１）に対して、パターンの算出寸法ＣＤ１１を計算する。算出寸法ＣＤ１１は、パターン寸法のいわゆる疑似真値を与える。なお、算出寸法ＣＤ１１の代わりに、実際の測定値を用いてもよい。
【００３３】
ステップＳ４で、乱数発生部６において、組合せ（１，１）に対して寸法乱数Ｒ１１を発生させる。寸法乱数Ｒ１１は、疑似真値に対してパターン寸法の疑似測定誤差を与える。
【００３４】
ステップＳ５で、乱数付加部７において、組合せ（１，１）に対して算出寸法ＣＤ１１に寸法乱数Ｒ１１を加えた疑似測定寸法ＣＤｒ１１を計算する。
【００３５】
ステップＳ６で、全ての組合せ（ｉ，ｊ）について、疑似測定寸法ＣＤｒｉｊを算出したか判断する。全ての組合せ（ｉ，ｊ）について算出していない場合は、ステップＳ７に進む。ステップＳ７で、引数ｉ又はｊに１を加え、ステップＳ３に戻る。全ての組合せ（ｉ，ｊ）について算出した場合は、ステップＳ８に進む。ステップＳ８で、ＥＤ−ｔｒｅｅ算出部８において、全ての組合せ（ｉ，ｊ）のフォーカス位置の設定値Ｆｉ、露光量の設定値Ｅｊと疑似測定寸法ＣＤｒｉｊを用いて、１組のＥＤ−ｔｒｅｅを計算する。
【００３６】
ステップＳ９で、マージンカーブ算出部９において、１組のＥＤ−ｔｒｅｅから１本のマージンカーブを計算する。
【００３７】
ステップＳ１０で、所望のマージンカーブの本数に達したか判断する。達していない場合は、ステップＳ２に戻る。達した場合は、ステップＳ１１に進む。
【００３８】
ステップＳ１１で、再現性算出部１０において、被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度ＤＯＦにおける所望の本数のマージンカーブの露光量の余裕度の分布から分散を計算する。あるいは、露光装置の露光量の最大の変動に相当する露光量の余裕度における所望の本数のマージンカーブの焦点深度ＤＯＦの分布から分散を計算する。これらの分散が小さいほど再現性が高いことになる。
【００３９】
プロセスマージンの評価方法の全てのステップは、それぞれコンピュータに実行させることが可能な手順として、コンピュータの内部メモリや外部メモリに記憶されている。プロセスマージンの評価プログラムは、これらの手順により構成されている。
【００４０】
第１の実施の形態のプロセスマージンの評価方法によれば、プロセスマージンの誤差を評価することができる。
【００４１】
（測定条件の設定方法）
本発明の第１の実施の形態に係る測定条件の設定方法は、図１の測定条件の設定装置１が実施する。測定条件の設定方法は、図３に示すように、まず、ステップＳ２１で、所望の再現性設定部１２において、パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値Ｅｊ（ｊ＝１〜ｎ）と複数のフォーカス位置の設定値Ｆｉ（ｉ＝１〜ｍ）を設定する。また、所望の露光量余裕度の再現性、又は、焦点深度の再現性を設定する。具体的には、被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度ＤＯＦにおける所望の本数のマージンカーブの露光量の余裕度の分布の分散を設定する。あるいは、露光装置の露光量の最大の変動に相当する露光量の余裕度における所望の本数のマージンカーブの焦点深度ＤＯＦの分布の分散を設定する。
【００４２】
次に、ステップＳ２２で、プロセスマージンの評価装置２において、第１のプロセスマージンの評価方法を実行する。そして、露光量余裕度の再現性、又は、焦点深度の再現性を算出する。
【００４３】
ステップＳ２３において、算出された再現性と所望の再現性との大小関係を判断する。具体的には、算出された分散と所望の分散との大小関係を判断する。所望の再現性に対して算出された再現性が小さい（所望の分散に対して算出された分散が大きい）場合は、ステップＳ２４に進み、測定刻みを小さくする。所望の再現性に対して算出された再現性が大きい（所望の分散に対して算出された分散が小さい）場合は、ステップＳ２６に進み、測定刻みを大きくする。所望の再現性に対して算出された再現性が同等である（所望の分散に対して算出された分散が同等である）場合は、ステップＳ２５に進み、算出に用いた測定刻みを出力する。この出力された測定刻みを実際に測定する際の測定刻みとして用いることにより、評価されたプロセスマージンの誤差を許容値以下にするような露光量とフォーカス位置振りのサンプリング計画を決定できる。そして、サンプリング計画のサンプリング数を、プロセスマージンの誤差を許容値以下にする条件下で、最小にできる。
【００４４】
なお、測定刻みの大小関係を明確にするために、複数の露光量もしくは露光量の対数の設定値Ｅｊが一定の間隔で設定され、複数のフォーカス位置の設定値Ｆｉが一定の間隔で設定されることが望ましい。
【００４５】
測定条件の設定方法の全てのステップは、それぞれコンピュータに実行させることが可能な手順として、コンピュータの内部メモリや外部メモリに記憶されている。測定条件の設定プログラムは、これらの手順により構成されている。
【００４６】
（第１の実施の形態の実施例）
（プロセスマージンの評価）
本発明の第１の実施の形態の実施例の第１のプロセスマージンの評価方法は、まず、図２のステップＳ１で、図４（ａ）に示すように、複数の露光量の設定値５．２５ｍＪ／ｃｍ２から０．２５ｍＪ／ｃｍ２間隔で７．２５ｍＪ／ｃｍ２までと、複数のフォーカス位置の設定値−０．４μｍから０．２μｍ間隔で０．４μｍまでを設定する。露光量の測定値の刻み間隔は適正露光量を基準にして４％である。また、所望のマージンカーブの本数として１０本に設定する。さらに、寸法乱数Ｒｉｊの発生分布の分散σ（σは２ｎｍとした。）と平均値０を設定する。ここで、分散σはレジストのエッジラフネスまたは寸法測定における再現性など見かけ上のレジスト寸法を変化させうる分散値とする。寸法乱数Ｒｉｊの発生分布の分布関数としては、任意の形状の分布関数を用いることができる。例えば、二項分布関数、ステップ関数、三角形形状の分布関数、台形形状の分布関数等を用いることができる。なお、引数ｉとｊは設定値の小さいものから順に割り当てている。
【００４７】
ステップＳ２で、引数ｉとｊを初期値１に設定する。
【００４８】
ステップＳ３で、露光量の設定値５．２５ｍＪ／ｃｍ２とフォーカス位置の設定値−０．４μｍの組合せ（１，１）に対して、パターンのレジスト寸法ＣＤ１１として８６ｎｍを計算する。計算上の露光条件は、露光波長λ＝１９３ｎｍ、開口数ＮＡ＝０．６、照明のコヒーレンスσ＝０．３である。マスクはレベンソン型位相シフトマスクである。マスク寸法は７０ｎｍでレジストのターゲットは７０ｎｍある。
【００４９】
ステップＳ４で、組合せ（１，１）に対して寸法乱数Ｒ１１として２ｎｍを発生させる。
【００５０】
ステップＳ５で、組合せ（１，１）に対してレジスト寸法ＣＤ１１の８６ｎｍに寸法乱数Ｒ１１の２ｎｍを加える。図４（ｂ）に示すように、和として疑似測定値ＣＤｒ１１の８８ｎｍが求まる。
【００５１】
ステップＳ６で、全ての組合せ（ｉ，ｊ）について、疑似測定値ＣＤｒｉｊを算出したか判断する。全ての組合せ（ｉ，ｊ）について算出していないので、ステップＳ７に進む。ステップＳ７で、引数ｉに１を加え、ステップＳ３に戻る。
【００５２】
同様にして、全ての組合せ（ｉ，ｊ）について疑似測定値ＣＤｒｉｊを算出した場合のレジスト寸法ＣＤｉｊを図４（ａ）に示している。疑似測定値ＣＤｒｉｊを図４（ｂ）に示している。
【００５３】
次に、ステップＳ８で、ＥＤ−ｔｒｅｅ算出部８において、全ての組合せ（ｉ，ｊ）のフォーカス位置の設定値Ｆｉ、露光量の設定値Ｅｊと疑似測定寸法ＣＤｒｉｊを用いて、１組のＥＤ−ｔｒｅｅを計算する。疑似測定寸法ＣＤｒｉｊは、回帰分析を行い平滑化しておく。
【００５４】
この平滑化により、図５に示すような、各フォーカス位置の設定値での疑似測定寸法ＣＤｒが、レジストターゲット寸法に対して９０％、１００％、１１０％になる露光量を算出する。このことによって、図５の実線のＥＤ−ｔｒｅｅを求めることができる。なお、図５の点線のＥＤ−ｔｒｅｅは、寸法乱数Ｒを付加していない算出したレジスト寸法ＣＤに対するものである。ＥＤ−ｔｒｅｅの実線と点線の曲線が完全には一致していないことがわかる。また、レジスト寸法の余裕度は±７ｎｍとして、レジスト寸法のターゲット寸法からの差のターゲット寸法に対する比が±１０％に設定されている。
【００５５】
ステップＳ９で、マージンカーブ算出部９において、図５の実線の疑似測定寸法ＣＤｒのＥＤ−ｔｒｅｅからマージンカーブを計算する。図６に示すように、レジスト寸法の余裕度に基づくＥＤ−ｔｒｅｅから、プロセスマージンのウィンドウＭ１乃至Ｍ３を設定する。ウィンドウＭ１乃至Ｍ３の横幅に相当する露光量の対数の差の、ウィンドウＭ１乃至Ｍ３の左辺の示す露光量の対数に対する比を、露光量の余裕度ＥＬ１乃至ＥＬ３とする。ウィンドウＭ１乃至Ｍ３の縦幅に相当するフォーカス位置の差を、焦点深度ＤＯＦ１乃至ＤＯＦ３とする。図７に示すマージンカーブ２１とは、露光量余裕度ＥＬ１乃至ＥＬ３と焦点深度（いわゆるフォーカス余裕度）ＤＯＦ１乃至ＤＯＦ３の関係である。なお、図７の点線のマージンカーブは、図５の点線のＥＤ−ｔｒｅｅに基づくマージンカーブである。実線のマージンカーブ２１は点線のマージンカーブからずれていることがわかる。
【００５６】
ステップＳ１０で、所望のマージンカーブの本数の１０本に達したか判断する。達していないのでステップＳ２に戻り、１０本に達するまでこのループを繰り返す。図７に示すような１０本のマージンカーブ２１乃至３０が得られる。
【００５７】
ステップＳ１１で、被露光基板の最大の高低差に相当する焦点深度０．３μｍにおける１０本のマージンカーブの露光量の余裕度の分布から分散を計算する。焦点深度０．３μｍにおける点線のマージンカーブの露光量の余裕度ＥＬは１９．７％であった。焦点深度０．３μｍにおける実線のマージンカーブ２１乃至３０の露光量の余裕度ＥＬの平均値は１９．５％であった。焦点深度０．３μｍにおける実線のマージンカーブ２１乃至３０の露光量の余裕度ＥＬの分布の分散σＥＬ　の３倍の分散３σＥＬは４．８％であった。
【００５８】
これらのマージンカーブ２１乃至３０の分布する範囲の幅がリソグラフィープロセスマージンの再現性もしくは誤差を与える。リソグラフィープロセスマージンの再現性を大きくするには、マージンカーブ２１乃至３０の分布する範囲の幅を狭くする。狭い範囲の幅は小さい分散３σＥＬで表される。このように、プロセスマージンの再現性等を見積もることができる。
【００５９】
（測定条件の設定）
本発明の第１の実施の形態の実施例に係る測定条件の設定方法は、まず、図３のステップＳ２１で、焦点深度０．３μｍにおける１０本のマージンカーブの露光量の余裕度の分布の所望の分散３σＥＬとして３．０％を設定する。なお、露光量の設定値とフォーカス位置の設定値は、図２のステップＳ１の図４（ａ）と同様に設定した。
【００６０】
次に、ステップＳ２２で、第１のプロセスマージンの評価方法を実行する。そして、焦点深度０．３μｍにおけるマージンカーブ２１乃至３０の露光量の余裕度ＥＬの分布の分散σＥＬ　の３倍の分散３σＥＬとして４．８％を出力する。すなわち、図８に示すように、露光量の設定値の刻み間隔として、適正露光量を基準にして４％、これは、露光量の設定値の５．２５ｍＪ／ｃｍ２から０．２５ｍＪ／ｃｍ２間隔で７．２５ｍＪ／ｃｍ２までに相当し、複数のフォーカス位置の設定値の刻み間隔として２００ｎｍであるＡ点で、分散３σＥＬが４．８％である。
【００６１】
同様にして、露光量の設定値の刻み間隔ΔＥと、フォーカス位置の設定値の刻み間隔ΔＦとを変えて露光量余裕度の分散３σＥＬを求めると、図８に示すような露光量余裕度の分散３σＥＬの等高線が得られる。これより、算出された分散３σＥＬを小さくするには、露光量の設定値の刻み間隔ΔＥ、又は、フォーカス位置の設定値の刻み間隔ΔＦを小さくすればよい。逆に、算出された分散３σＥＬを大きくするには、露光量の設定値の刻み間隔ΔＥ、又は、フォーカス位置の設定値の刻み間隔ΔＦを大きくすればよい。
【００６２】
ステップＳ２３において、算出された分散３σＥＬの４．８％と所望の分散３．０％との大小関係を判断する。所望の分散に対して算出された分散が大きいので、ステップＳ２４に進み、図８のＢ点として示すように、フォーカス位置の設定値の刻み間隔ΔＦを７５ｎｍまで小さくする。Ｂ点において、分散３σＥＬが３．０％となる。所望の再現性に対して算出された再現性が同等であるので、ステップＳ２５に進み、算出に用いた露光量の設定値の刻み間隔ΔＥの４％とフォーカス位置の設定値の刻み間隔ΔＦの７５ｎｍを出力する。また、例えば、分散３σＥＬを３％以下に抑えたい場合には、露光量の設定値の刻み間隔ΔＥは３％で、フォーカス位置の設定値の刻み間隔ΔＦは１００ｎｍであってもよい。これらの出力された測定刻みを実際に測定する際の測定刻みとして用いることにより、評価されたプロセスマージンの誤差を許容値以下にするような露光量とフォーカス位置振りのサンプリング計画を決定できる。そして、このサンプリング計画で決定されたプロセス条件としての露光量とフォーカス位置の設定値は、補償可能な精度を持ったプロセスマージンを備えることになる。
【００６３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る第２のプロセスマージンの評価方法は、図１のプロセスマージンの評価装置２が実施する。第２のプロセスマージンの評価方法は、図９に示すように、まず、ステップＳ１３、測定刻み等設定部３において、パターンを被露光基板上に形成する露光のプロセスについて複数の露光量の設定値Ｅｊ（ｊ＝１〜ｎ）と複数のフォーカス位置の設定値Ｆｉ（ｉ＝１〜ｍ）を設定する。また、所望のマージンカーブの本数を複数本に設定する。さらに、ステップＳ１３で、乱数発生分布の定義部４において、光量乱数Ｒｅｉｊの発生分布の分散を、露光装置の露光量の実効値の分布の分散に等しくなるように設定する。位置乱数Ｒｆｉｊの発生分布の分散を、露光装置のフォーカス位置の実効値の分布の分散に等しくなるように設定する。
【００６４】
ステップＳ２で、引数ｉとｊを初期値１に設定する。
【００６５】
ステップＳ１４で、乱数発生部６において、組合せ（１，１）に対して位置乱数Ｒｆ１１を発生させる。ステップＳ１５で、乱数付加部７において、組合せ（１，１）に対してフォーカス位置の設定値Ｆ１に位置乱数Ｒｆ１１を加えた疑似フォーカス位置Ｆｒ１１を計算する。
【００６６】
ステップＳ１６で、乱数発生部６において、組合せ（１，１）に対して光量乱数Ｒｅ１１を発生させる。ステップＳ１７で、乱数付加部７において、組合せ（１，１）に対して露光量の設定値Ｅ１に光量乱数Ｒｅ１１を加えた疑似露光量Ｅｒ１１を計算する。
【００６７】
ステップＳ１８で、レジスト寸法算出部５において、疑似露光量Ｅｒ１１と疑似フォーカス位置Ｆｒ１１の組合せ（１，１）に対して、疑似測定値ＣＤｒ１１を計算する。
【００６８】
次に、ステップＳ６に進む。以降の第２の実施の形態のプロセスマージンの評価方法は、第１の実施の形態のプロセスマージンの評価方法と同じである。
【００６９】
第２の実施の形態のプロセスマージンの評価方法によれば、プロセスマージンの誤差を評価することができる。なお、第１の実施の形態のプロセスマージンの評価方法と第２の実施の形態のプロセスマージンの評価方法は、合わせて疑似測定値ＣＤｒｉｊを算出することにより、より高い精度でプロセスマージンの誤差を評価することができる。
【００７０】
（第２の実施の形態の実施例）
本発明の第２の実施の形態の実施例の第２のプロセスマージンの評価方法は、まず、図９のステップＳ１３で、図１０に示すように、複数の露光量の設定値０．８ｍＪ／ｃｍ２から０．０５ｍＪ／ｃｍ２間隔で１．１５ｍＪ／ｃｍ２までと、複数のフォーカス位置の設定値−０．４μｍから０．１μｍ間隔で０．３μｍまでを設定する。露光量の測定値の刻み間隔は適正露光量を基準にして５％である。また、所望のマージンカーブの本数として３２本に設定する。さらに、光量乱数の分散σｅを１％に、位置乱数の分散σｆを１００ｎｍに設定する。光量乱数の平均値は０に設定する。位置乱数の平均値も０に設定する。
【００７１】
ステップＳ２で、引数ｉとｊを初期値１に設定する。
【００７２】
ステップＳ１４で、組合せ（１，１）に対して位置乱数Ｒｆ１１を発生させる。ステップＳ１５で、組合せ（１，１）に対してフォーカス位置の設定値Ｆ１に位置乱数Ｒｆ１１を加えた疑似フォーカス位置Ｆｒ１１を計算する。ステップＳ１６で、組合せ（１，１）に対して光量乱数Ｒｅ１１を発生させる。ステップＳ１７で、組合せ（１，１）に対して露光量の設定値Ｅ１に光量乱数Ｒｅ１１を加えた疑似露光量Ｅｒ１１を計算する。ステップＳ１８で、疑似露光量Ｅｒ１１と疑似フォーカス位置Ｆｒ１１の組合せ（１，１）に対して、疑似測定値ＣＤｒ１１を計算する。露光量の設定値０．８ｍＪ／ｃｍ２とフォーカス位置の設定値−０．４μｍの組合せ（１，１）に対して、パターンの疑似測定値ＣＤｒ１１として０．０８７μｍを計算する。計算に用いた露光条件は、露光波長λが２４８ｎｍで、開口数ＮＡが０．６８で、照明のコヒーレンスσが０．７５で、輪帯遮蔽率εが２／３で、マスクが６％透過率のハーフトーン型位相シフトマスクである。マスク寸法は１３０ｎｍである。
【００７３】
なお、さらに、図１０に示すように、疑似測定値ＣＤｒ１１に平均値が０で、分散σＣＤが２ｎｍの寸法乱数を加えてもよい。ここで、分散σＣＤはレジストのエッジラフネスまたは寸法測定における再現性など見かけ上のレジスト寸法を変化させうる分散値とする。
【００７４】
次に、ステップＳ６に進む。以降の第２の実施の形態のプロセスマージンの評価方法は、第１の実施の形態のプロセスマージンの評価方法と同じである。回帰分析を行い、データを平滑化する。各フォーカス位置での疑似測定値ＣＤｒ１１が、ターゲット寸法１３０ｎｍに対して寸法の余裕度は±１３ｎｍの範囲内になるように露光量を算出し、ＥＤ−ｔｒｅｅを求める。そして、図１１に示すように、３２本のマージンカーブを求める。これらの３２本のマージンカーブの分布する範囲の幅がリソグラフィープロセスマージンの再現性もしくは誤差を与える。焦点深度を０．３μｍにおける、露光量の余裕度の分散σＥＬは１．５％と評価できた。このように、第２の実施の形態のプロセスマージンの評価方法によれば、プロセスマージンの誤差を評価することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、プロセスマージンを正確に評価することができるプロセスマージンの評価方法を提供できる。
【００７６】
本発明によれば、プロセスマージンを有するプロセスの評価測定が可能な測定条件の設定方法を提供できる。
【００７７】
本発明によれば、プロセスマージンを正確に評価することができるプロセスマージンの評価プログラムを提供できる。
【００７８】
本発明によれば、プロセスマージンを有するプロセスの評価測定が可能な測定条件の設定プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプロセスマージンを加味した測定条件の設定装置の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るプロセスマージンの評価方法のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るプロセスマージンを加味した測定条件の設定方法のフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態の実施例のプロセスマージンの評価方法において算出されたレジスト寸法に発生させた乱数を加算するステップを説明するための図である。（ａ）は乱数加算前におけるレジスト寸法の露光量およびフォーカス位置依存性であり、（ｂ）は乱数加算後の同様の依存性である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の実施例のプロセスマージンの評価方法におけるＥＤ−ｔｒｅｅを表す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の実施例のプロセスマージンの評価方法における焦点深度と露光量の余裕度の関係表すマージンカーブを説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の実施例のプロセスマージンの評価方法におけるマージンカーブのばらつきを表す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の実施例のプロセスマージンを加味した測定条件の設定方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るプロセスマージンの評価方法のフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の実施例のプロセスマージンの評価方法において算出されたレジスト寸法に発生させた乱数を加算するステップを説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の実施例のプロセスマージンの評価方法におけるマージンカーブのばらつきを表す図である。
【符号の説明】
１　プロセスマージンを加味した測定条件の設定装置
２　プロセスマージンの評価装置
３　測定刻み等設定部
４　乱数発生分布の定義部
５　レジスト寸法算出部
６　乱数発生部
７　乱数付加部
８　ＥＤ−ｔｒｅｅ算出部
９　マージンカーブ算出部
１０　再現性算出部
１１　入出力部
１２　所望の再現性設定部
１３　測定刻み変更部
１４　入出力部
２１乃至３０　マージンカーブ
ＤＯＦ１乃至ＤＯＦ３　焦点深度
ＥＬ１乃至ＥＬ３　露光量の余裕度
Ｍ１乃至Ｍ３　プロセスマージンのウィンドウ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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