(57)【要約】【課題】リソグラフィーにおいて露光されるパターンに対するローカルフレアの影響を定量的に見積もり、更にはこれを補正する。【解決手段】測定用パターンとなるラインパターン１と、このラインパターン１を囲み、当該ラインパターン１にローカルフレアを発生せしめる光透過領域を形成するフレア発生パターンとなる輪帯形状の輪帯パターン２とを利用し、ラインパターン１に対する輪帯パターン２のローカルフレアの影響を、ラインパターン１のライン幅として測定し、評価する。更にはこの測定値を利用し、各実パターンに対するローカルフレアの影響を補正する。【選択図】　図１
2004064024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造する際に用いる露光装置のフレアを測定するフレア評価方法であって、
前記フレアを見積もる対象となる測定用パターンと、前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンとを有する試験用マスク手段を用いて、
前記測定用パターンに対する前記各フレア発生パターン毎の前記フレアによる影響を、前記測定用パターンの各測定値として前記距離との関係で定量化することを特徴とするフレア評価方法。
【請求項２】
前記測定用パターンの線幅を前記測定値として測定することを特徴とする請求項１に記載のフレア評価方法。
【請求項３】
前記フレア発生パターンに照射された光の強度を前記測定値として測定することを特徴とする請求項１に記載のフレア評価方法。
【請求項４】
前記試験用マスク手段は、前記測定用パターンが形成された第１のフォトマスクと、前記各フレア発生パターンが形成された第２のフォトマスクとからなり、
前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレア評価方法。
【請求項５】
前記試験用マスク手段は、前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとが十分離間した位置に形成された同一のフォトマスクであり、前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレア評価方法。
【請求項６】
前記各フレア発生パターンは、円形状の光透過領域であり、前記測定用パターンを包囲するように配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフレア評価方法。
【請求項７】
半導体装置を製造する際に用いる露光装置に発生するフレアを見積もる対象となる測定用パターンと、前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンとを有する試験用マスク手段を用いて、前記測定用パターンに対する前記各フレア発生パターン毎の前記フレアによる影響を、前記測定用パターンの各測定値と前記距離との関係で定量化する第１の手順と、
前記測定用パターンの前記測定値の変化を、前記距離と前記フレア発生パターンの前記光透過領域の開口面積との関係で定量化する第２の手順と、
着目する実パターンにおいて、当該実パターンから一定距離内の開口面積を一定領域毎に算出する第３の手順と、
前記実パターンと前記開口との距離と、算出された前記開口面積とを前記関係に入力し、前記実パターンの前記測定値を算出する第４の手順と、
算出された前記測定値に基づき、前記実パターンの設計データを修正する第５の手順と
を含むことを特徴とするフレア補正方法。
【請求項８】
半導体装置を製造する際に用いる露光装置のフレアを測定する際に用いられる試験用フォトマスクであって、
前記フレアを見積もる対象となる測定用パターンと、
前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンと
を含むことを特徴とする試験用フォトマスク。
【請求項９】
前記測定用パターンが形成された第１のフォトマスクと、前記各フレア発生パターンが形成された第２のフォトマスクとからなり、
前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする請求項８に記載の試験用フォトマスク。
【請求項１０】
前記試験用マスク手段は、前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとが十分離間した位置に形成された同一のフォトマスクであり、
前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする請求項８又は９に記載の試験用フォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造工程の一つであるリソグラフィー工程に用いる露光装置のフレア評価方法、フレア補正方法、及び試験用フォトマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子における諸々のパターンを形成する際には、屈折光学系又は反射屈折光学系の投影露光装置を用いているが、照明光学系のレンズ、マスク、投影レンズ等の表面や内部の反射、散乱、レンズ材料の屈折率の不均一等により、設計とは異なる光学経路の光が発生する。これは、フレアと呼ばれている現象である。
【０００３】
最近では、半導体装置に対する微細化・高集積化の要請が益々高まっており、これに伴い投影露光装置で採用する露光光の短波長化が進行している。具体的には、１９３ｎｍの波長の露光光が採用されているが、このような短波長に対応するレンズ材料の特殊性から、露光パターンに依存した局所的なフレアの発生が問題視されつつある。これは、いわゆるローカルフレアと呼ばれるものであり、転写するパターンの形状やライン幅に不測の変化を生ぜしめる主原因となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したローカルフレアは、半導体装置における所期の各パターンを良好に形成するためには、これを定量化して除去すべきものであるが、上述したように極最近になってクローズアップされつつある問題であるため、現在のところ、特にこのローカルフレアに特定してこの問題を意識的に解決するための好適な何等かの手法は案出されていない状況にある。
【０００５】
本発明は、前記問題を解決すべくなされたものであり、リソグラフィーにおいて露光されるパターンに対するローカルフレアの影響を定量的に見積もるための試験用フォトマスク、及びこれを用いたフレア評価方法を提供することを目的とする。
【０００６】
更に本発明は、前記フレア評価装置により見積もられた測定値を利用して、半導体装置における諸々の実パターンにおいて発生するローカルフレアを補正し、所期のパターンを容易且つ正確に形成するためのフレア補正方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【０００８】
本発明は、半導体装置を製造する際に用いる露光装置のフレアを測定するフレア評価方法を対象とする。
本発明のフレア評価方法は、前記フレアを見積もる対象となる測定用パターンと、前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンとを有する試験用マスク手段を用いて、前記測定用パターンに対する前記各フレア発生パターン毎の前記フレアによる影響を、前記測定用パターンの各測定値として前記距離との関係で定量化する。
【０００９】
本発明のフレア補正方法は、前記フレア評価方法の第１の手順と、前記測定用パターンの前記測定値の変化を、前記距離と前記フレア発生パターンの前記光透過領域の開口面積との関係で定量化する第２の手順と、着目する実パターンにおいて、当該実パターンから一定距離内の開口面積を一定領域毎に算出する第３の手順と、前記実パターンと前記開口との距離と、算出された前記開口面積とを前記関係に入力し、前記実パターンの前記測定値を算出する第４の手順と、算出された前記測定値に基づき、前記実パターンの設計データを修正する第５の手順とを含む。
【００１０】
また、本発明は、半導体装置を製造する際に用いる露光装置のフレアを測定する際に用いられる試験用フォトマスクを対象とする。
この試験用フォトマスクは、前記フレアを見積もる対象となる測定用パターンと、前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンとを含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】
−本発明の基本骨子−
始めに、本発明の基本骨子について説明する。
本発明者は、ローカルフレアによるパターンへの影響が、当該パターンの近傍に存する露光光の透過領域までの距離によって異なる旨の知見を得て、ローカルフレアを定量的に把握すべく、ローカルフレアの影響を見積もる対象となる試験パターンと、この試験パターンの周囲に設けられ当該試験パターンに意図的にローカルフレアを発生せしめるためのフレア発生パターンとを利用することに想到した。
【００１２】
具体的には、図１に示すように、測定用パターンとなるラインパターン１と、このラインパターン１を囲み、当該ラインパターン１にローカルフレアを発生せしめる光透過領域を形成するフレア発生パターンとなる輪帯形状の輪帯パターン２とを利用する。ここで、図中の黒色部位が露光光の遮光される領域、白色部位が露光光の透過する領域をそれぞれ示している。この場合例えば、図２（ａ）に示すようにラインパターン１のみの露光と、図２（ｂ）に示すように、光透過領域からなり径の異なる複数の輪帯パターン２（図示の例では１つ）とを用意し、ラインパターン１と各々の輪帯パターン２とを多重露光する。そして、各々の測定結果、例えばラインパターン１のライン幅をラインパターン１のみ露光した場合のライン幅と比較し、ローカルフレアの影響をライン幅の変化として捉えて定量化する。
【００１３】
この点、特開２００１−２７２７６６号には、露光装置における迷光の影響を評価すべく、測定用パターンを開口内に設け、測定用パターンの開口までの距離と当該開口における遮光部の被覆率との関係を測定する発明が開示されている。しかしながらこの発明は、ローカルフレアではなく飽くまで迷光の影響を評価することを目的とし、これに適合した構成・方法を採っている。ローカルフレアの影響を正確に定量化するには、測定用パターンが設けられる開口部ではなく、測定用パターンの近傍に存する開口部からの影響を把握することを要し、そのためには本発明のように、測定用パターンとこのような開口部（フレア発生パターンに相当する）との関係を両者の距離をパラメータとして把握することが必要である。
【００１４】
−具体的な諸実施形態−
以下、上述した本発明の基本骨子を踏まえ、具体的な諸実施形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。本実施形態では、テストパターンを備えた試験用フォトマスクを用いて、ローカルフレアを定量的に評価する手法について開示する。
【００１６】
図３は、第１の実施形態によるフレア評価装置の概略構成を示すブロック図である。
このフレア評価装置は、半導体装置を製造する際に用いる露光装置のフレアを測定するためのテストパターンを有する試験用フォトマスク１１と、露光されたテストパターンに基づきローカルフレアを定量化するフレア測定手段１２とを含み構成されている。
【００１７】
図４は、試験用フォトマスク１１の概略構成を示す模式図である。
この試験用フォトマスク１１は、テストパターンＡ〜Ｃ，・・・，Ｄを有しており、各テストパターンは、図１と同様に、ラインパターン１と、このラインパターン１を囲む輪帯形状の光透過領域を形成する輪帯パターン２とが組み合わされた基本構成を有して構成されている。
【００１８】
この場合、（ａ）のテストパターンＡは、フレアの影響を受けないラインパターン１のみからなり、ラインパターン１から１００μｍ以内の領域が完全に遮光されている。（ｂ）のテストパターンＢは、ラインパターン１と、このラインパターン１を囲むように、内径が４．１４μｍ、外径が６．８９μｍの輪帯形状とされた透過領域を配置した輪帯パターン２とからなり、ラインパターン１から、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離以内の領域には、この輪帯パターン２以外のパターンは形成されていない。（ｃ）のテストパターンＣは、ラインパターン１と、このラインパターン１を囲むように、内径が６．８９μｍ、外径が９．６５μｍの輪帯形状とされた透過領域を配置した輪帯パターン２とからなり、ラインパターン１から、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離以内の領域には、この輪帯パターン２以外のパターンは形成されていない。
【００１９】
このように、各輪帯パターン２は、輪帯幅を２．７６μｍの一定値とし、輪帯幅順にその内径を外径とするように径が増加してゆき、輪帯の内径を４．１４μｍ〜４８．２５μｍまで２．７６μｍ毎に変化させたものである。ここで、最も大きな径を持つ（ｄ）のテストパターンＤは、ラインパターン１と、このラインパターン１を囲むように、内径が４８．２５μｍ、外径が５１．０１μｍの輪帯形状とされた透過領域を配置した輪帯パターン２とが形成されており、ラインパターン１から、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離以内の領域には、この輪帯パターン２以外のパターンは形成されていない。
【００２０】
図５は、このフレア評価装置を用いてローカルフレアを評価する際のフローチャートである。
先ず、図４（ａ）〜（ｄ）のテストパターンＡ〜Ｄを使用して露光し、フォトレジストを現像した後に、形成された各ラインパターン１のライン幅をそれぞれ測定する（ステップ１）。
【００２１】
続いて、測定されたテストパターンＡのラインパターン１のライン幅と、測定されたテストパターンＢ〜Ｄの各ラインパターン１のライン幅を比較、ここではテストパターンＡとテストパターンＢ〜Ｄとのライン幅の各差分値をそれぞれ算出する（ステップ２）。この差分値がテストパターンＢ〜Ｄのローカルフレアによるライン幅の変化量であり、この値が小さいほど当該ラインパターン１に対するローカルフレアは小さく、逆に大きいほど当該ラインパターン１に対するローカルフレアは大きい。
【００２２】
そして、テストパターンＢ〜Ｄの各輪帯パターン２のローカルフレアの影響、即ちテストパターンＡとの前記各差分値を、ラインパターン１の中央部位と各輪帯パターン２までの距離、ここでは各輪帯パターン２の内径値との関係で定量化する（ステップ３）。
【００２３】
実際に、前記差分値について、各輪帯パターン２の内径値との関係を算出しプロットした結果を図６に示す。
このように、輪帯パターン２の内径が１２μｍ程度以下ではローカルフレアの影響は大きく、１２μｍ程度を超えると当該影響はほぼ見られなくなることが判る。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態のフレア評価装置（方法）によれば、リソグラフィーにおいて露光されるパターンに対するローカルフレアの影響を、ラインパターン１の中央部位から輪帯パターン２までの距離との関係でライン幅変化として定量的に見積もることが可能となる。
【００２５】
なお、本実施形態では、輪帯パターン２の輪帯の内径を４．１４μｍ〜４８．２５μｍとしたが、露光装置によってフレアの影響範囲は異なるので、その都度、最適な範囲を選択すればよい。
【００２６】
また、本実施形態では、輪帯幅を２．７６μｍとしたが、輪帯幅を小さくすれば、前記距離に対応したローカルフレアの影響を更に更に細かく定量化することが可能である。
【００２７】
更に、本実施形態では、輪帯パターン２を円形状としたが、当該フレア発生パターンの形成の容易性を考慮して、これを多角形パターンとしても好適である。
【００２８】
（変形例）
ここで、第１の実施形態の諸変形例について説明する。本例では、第１の実施形態と同様に、ローカルフレアを定量的に評価する手法について開示するが、試験用フォトマスクが異なる点で相違する。なお、第１の実施形態に対応する構成要素等については、同符号を記して説明を省略する。
【００２９】
［変形例１］
図７は、第１の実施形態の変形例１によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクの概略構成を示す模式図である。
この試験用フォトマスク２１は、図７（ａ）に示すように、一対のフォトマスク２１ａ，２１ｂから構成されており、フォトマスク２１ａにはラインパターン群２２が、フォトマスク２１ｂには輪帯パターン群２３がそれぞれ形成されている。
【００３０】
ラインパターン群２２は、図７（ｂ）に示すように、複数のラインパターン１のみが、ローカルフレアが影響しない程度離間されて形成されており、輪帯パターン群２３は、図７（ｃ）に示すように、パターンが何等形成されていない部位（最上部に示す。）と、内径及び外径が順次大きくされた輪帯パターン２のみが隣接して形成されている。各輪帯パターン２の大きさの関係は、図４（ａ）〜（ｄ）のものと同様である。ここで、ラインパターン群２２及び輪帯パターン群２３では、ラインパターン１と輪帯パターン２とが各々対応するように配設されている。
【００３１】
本例では、フォトマスク２１ａ及びフォトマスク２１ｂを二重露光して、ラインパターン群２２の各ラインパターン１と輪帯パターン群２３の各輪帯パターン２とを合成し、図７（ｄ）に示すようなテストパターンを形成する（図４に相当する。）。
【００３２】
そして、第１の実施形態と同様に、現像により形成された各ラインパターン１のライン幅を測定し、ラインパターン１のみ（図７（ｄ）の最上部に示す。）の測定値と、他の各ラインパターン１の測定値とを比較、ここでは両者の差分値を算出し、ローカルフレアの影響を前記差分値として評価し、ラインパターン１の中央部位と各輪帯パターン２までの距離、即ち各輪帯パターン２の内径値との関係で定量化する。
【００３３】
ここで、フォトマスク２１ｂの露光量をフォトマスク２１ａの数倍にして露光し、これに伴いローカルフレアの影響を数倍にして各ラインパターン１のライン幅を測定することも可能である。これにより、ローカルフレアによるライン幅の変化量が小さい場合に、当該変化量を数倍にすることができるので、より高精度にローカルフレアを定量化することが可能である。
【００３４】
また、本例では、フォトマスク２１ａ，２１ｂの二重露光を行う場合を例示したが、フォトマスク２１ａの測定用パターンは任意のパターンで良い。実デバイスパターンにフォトマスク２１ｂを二重露光すれば、実デバイスパターンに対するローカルフレアの影響の定量化が可能である。
【００３５】
［変形例２］
図８は、第１の実施形態の変形例２によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクの概略構成を示す模式図である。
この試験用フォトマスク３１は、図８（ａ）に示すように、一枚のフォトマスクから構成されており、ラインパターン群３２及び輪帯パターン群３３が互いに露光時の影響を受けない程度に十分離間されて形成されている。
【００３６】
ラインパターン群３２は、図８（ｂ）に示すように、複数のラインパターン１のみが、ローカルフレアが影響しない程度離間されて設けられており、輪帯パターン群３３は、図８（ｃ）に示すように、パターンが何等形成されていない部位（最上部に示す。）と、内径及び外径が順次大きくされた輪帯パターン２のみが、ローカルフレアが影響しない程度離間されて設けられている。各輪帯パターン２の大きさの関係は、図４（ａ）〜（ｄ）のものと同様である。ここで、ラインパターン群３２及び輪帯パターン群３３では、ラインパターン１と輪帯パターン２とが各々対応するように配設されている。
【００３７】
本例では、フォトマスク３１を用いて、ラインパターン群２２の各ラインパターン１と輪帯パターン群２３の各輪帯パターン２とを二重露光して合成し、図８（ｄ）に示すようなテストパターンを形成する（図４に相当する。）。
【００３８】
そして、第１の実施形態と同様に、現像して形成された各ラインパターン１のライン幅を測定し、ラインパターン１のみ（図８（ｄ）の最上部に示す。）の測定値と、他の各ラインパターン１の測定値とを比較、ここでは両者の差分値を算出し、ローカルフレアの影響を前記差分値として評価し、ラインパターン１の中央部位と各輪帯パターン２までの距離、即ち各輪帯パターン２の内径値との関係で定量化する。
【００３９】
ここで、輪帯パターン群３３の露光量をラインパターン群３２の数倍にして露光し、これに伴いローカルフレアの影響を数倍にして各ラインパターン１のライン幅を測定することも可能である。これにより、ローカルフレアによるライン幅の変化量が小さい場合に、当該変化量を数倍にすることができるので、より高精度にローカルフレアを定量化することが可能である。
【００４０】
［変形例３］
図９は、第１の実施形態の変形例３によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの概略構成を示す模式図である。
このテストパターンは、測定用パターンとなるラインパターン１と、このラインパターン１を四方で囲み、当該ラインパターン１にローカルフレアを発生せしめる光透過領域を形成するフレア発生パターンとなる矩形枠状パターン４１とから構成されている。このような矩形枠状パターンは、輪帯パターン又は多角形パターンに比べて形成が容易という利点がある。
【００４１】
本例でも、第１の実施形態と同様、図１０に示すように、同一のラインパターン１と、当該ラインパターン１に対して内幅及び外幅が順次大きくなり枠幅を一定とする複数の矩形枠状パターン４１とからなる各テストパターンを有する試験用フォトマスク４２を用いても良い。この場合、第１の実施形態と同様に、ローカルフレアの影響を前記差分値として、ラインパターン１の中央部位と各矩形枠状パターン４１までの距離、即ち各矩形枠状パターン４１の内幅値との関係で定量化する。
【００４２】
また、本例でも、変形例１と同様、図１１に示すように、複数のラインパターン１のみが形成されてなるラインパターン群４４を有するフォトマスク４３ａと、内幅及び外幅が順次大きくされた矩形枠状パターン４１のみ（但し、最上部にはパターンが何等形成されていない。）が、ローカルフレアが影響しない程度離間されて形成されてなる矩形枠状パターン群４５を有するフォトマスク４３ｂとから構成される試験用フォトマスク４３を用いても良い。この場合、変形例１と同様に、フォトマスク４３ａとフォトマスク４３ｂとを二重露光し、ローカルフレアの影響を前記差分値として、ラインパターン１の中央部位と各矩形枠状パターン４１までの距離、即ち各矩形枠状パターン４１の内幅値との関係で定量化する。
【００４３】
更に、本例でも、変形例２と同様、図１２に示すように、複数のラインパターン１のみが形成されてなるラインパターン群４６と、内幅及び外幅が順次大きくされた矩形枠状パターン４１のみ（但し、最上部にはパターンが何等形成されていない。）が隣接して形成されてなる矩形枠状パターン群４７とが互いに露光時の影響を受けない程度に十分離間されて形成されてなる試験用フォトマスク４８を用いても良い。この場合、変形例２と同様に、ラインパターン群４６と矩形枠状パターン群４７とを二重露光し、ローカルフレアの影響を前記差分値として、ラインパターン１の中央部位と各矩形枠状パターン４１までの距離、即ち各矩形枠状パターン４１の内幅値との関係で定量化する。
【００４４】
［変形例４］
図１３は、第１の実施形態の変形例４によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの概略構成を示す模式図である。
このテストパターンは、測定用パターンとなるラインパターン１と、このラインパターン１をこれと平行となるように挟み、当該ラインパターン１にローカルフレアを発生せしめる光透過領域を形成するフレア発生パターンとなる一対の線状パターン５１とから構成されている。このような線状パターンは、輪帯パターン又は多角形パターンに比べて形成が容易という利点がある。
【００４５】
本例でも、第１の実施形態と同様、図１４に示すように、同一のラインパターン１と、当該ラインパターン１に対して内幅及び外幅が順次大きくなり線幅を一定とする複数の線状パターン５１とからなる各テストパターンを有する試験用フォトマスク５２を用いても良い。この場合、第１の実施形態と同様に、ローカルフレアの影響を前記差分値として、ラインパターン１の中央部位と各線状パターン５１までの距離、即ち各線状パターン５１の内幅値との関係で定量化する。
【００４６】
また、本例でも、変形例１と同様、図１５に示すように、複数のラインパターン１のみが形成されてなるラインパターン群５４を有するフォトマスク５３ａと、内幅及び外幅が順次大きくされた線状パターン５１のみ（但し、最上部にはパターンが何等形成されていない。）が、ローカルフレアが影響しない程度離間されて形成されてなる線状パターン群５５を有するフォトマスク５３ｂとから構成される試験用フォトマスク５３を用いても良い。この場合、変形例１と同様に、フォトマスク５３ａとフォトマスク５３ｂとを二重露光し、ローカルフレアの影響を前記差分値として、ラインパターン１の中央部位と各線状パターン５１までの距離、即ち各線状パターン５１の内幅値との関係で定量化する。
【００４７】
更に、本例でも、変形例２と同様、図１６に示すように、複数のラインパターン１のみが形成されてなるラインパターン群５６と、内幅及び外幅が順次大きくされた線状パターン５１のみ（但し、最上部にはパターンが何等形成されていない。）が、ローカルフレアが影響しない程度離間されて形成されてなる線状パターン群５７とが互いに露光時の影響を受けない程度に十分離間されて形成されてなる試験用フォトマスク５８を用いても良い。この場合、変形例２と同様に、ラインパターン群５６と線状パターン群５７とを二重露光し、ローカルフレアの影響を前記差分値として、ラインパターン１の中央部位と各線状パターン５１までの距離、即ち各線状パターン５１の内幅値との関係で定量化する。
【００４８】
［変形例５］
図１７は、第１の実施形態の変形例５によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの概略構成を示す模式図である。
このテストパターンは、第１の実施形態と同様に、ラインパターン１及び輪帯パターン２とを有しているが、輪帯パターン２の光透過領域内に複数のダミーパターン６１が設けられており、これにより輪帯パターン２の光透過領域の開口率が調節されている。ここで、ダミーパターン６１を、露光によりパターンを形成しない程度に微細に形成するようにしても良い。
【００４９】
ここで、図１７では第１の実施形態のテストパターンを例示したが、変形例１〜４の各テストパターンにおける各フレア発生パターンにダミーパターン６１を形成し、開口率を調節するようにしても好適である。
【００５０】
なお、上述した第１の実施形態及びその諸変形例では、測定用パターンとして孤立ラインの抜きパターンであるラインパターン１を例示したが、本発明ではこれに限定されることはなく、例えばライン・アンド・スペースのパターンやコンタクトホールパターン等でも適用できる。具体的に、第１の実施形態において、測定用パターンとしてコンタクトホールパターン７１を形成したテストパターンを図１８に示す。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態で説明したフレア評価装置（方法）を用い、ローカルフレアの影響を補正する手法について開示する。なお、以下の説明では、フレア評価装置のフォトマスクとして第１の実施形態で説明した試験用フォトマスク１１を例に採り説明するが、変形例１〜４で開示した試験用フォトマスクを用いても好適である。
【００５２】
図１９は、第２の実施形態によるフレア補正装置の概略構成を示すブロック図である。
このフレア補正装置は、第１の実施形態で開示したフレア評価装置１０１と、ラインパターン１のライン幅の測定値変化を、ラインパターン１と輪帯パターン２との距離と、輪帯パターン２の光透過領域の開口面積との関係、例えば関数やテーブルで表す定量化手段１０２と、着目する実パターンについて、当該実パターンから一定距離内における開口面積を一定領域毎に算出する第１の算出手段１０３と、実パターンと開口との距離及び算出された開口の面積を前記関係（関数又はテーブル）に入力し、実パターンのライン幅を算出する第２の算出手段１０４と、算出された実パターンのライン幅に基づき、実パターンの設計データを修正する修正手段１０５とを含み構成されている。
【００５３】
図２０は、このフレア補正装置を用い、半導体装置を製造する際の実パターンに対するローカルフレアの影響を補正するフローチャートである。
先ず、第１の実施形態で説明した図５のステップ１〜３により、ラインパターン１に対するローカルフレアの影響を前記差分値として、ラインパターン１の中央部位と各輪帯パターン２までの距離、即ち各輪帯パターン２の内径値との関係で定量化する（ステップ１１）。
【００５４】
続いて、測定されたラインパターン１のライン幅変化をラインパターン１と輪帯パターン２との距離と、輪帯パターン２の光透過領域の開口面積との関係を表す関数又はテーブルを作成する（ステップ１２）。
【００５５】
続いて、実際に形成するデバイスパターン（実パターン）において、着目する実パターンについて、当該実パターンから一定距離内における開口面積を一定領域、ここでは例えば実パターンから、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離範囲、例えば１００μｍの距離範囲で、開口面積を１μｍ□毎に計算する（ステップ１３）。
【００５６】
続いて、計算した開口面積と、実パターンと計算した開口領域との距離を前記関数又はテーブルへ入力し、実パターンのライン幅変化を求める（ステップ１４）。
【００５７】
続いてそして、算出された実パターンのライン幅に基づき、実パターンのみを対象として測定したライン幅に可及的に近づけるように、当該実パターンの設計データを修正する（ステップ１５）。
【００５８】
そして、ステップ１２で求めた関数又はテーブルを使用し、フォトマスクの複数の実パターンについてステップ１３〜１５を順次実行し、フォトマスクの各実パターンに対するローカルフレアの影響をそれぞれ補正する（ステップ１６）。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態のフレア補正装置（方法）によれば、フレア評価装置により見積もられた測定用パターンのライン幅を利用して、半導体装置における諸々の実パターンにおいて発生するローカルフレアを補正し、所期のパターンを容易且つ正確に形成することが可能となる。
【００６０】
なお、第１及び第２の実施形態では、ローカルフレアの影響を測定用パターンのライン幅の変化として評価する場合を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば測定用パターンの測定値として、ライン幅の替わりに当該測定用パターンにおける露光光の照射強度を利用しても良い。この場合、例えば図２１に示すように、測定用のラインパターンを有さず輪帯パターン２のみのテストパターンを用いて投影露光し、輪帯パターン２が転写される中心部位の光強度を照度計により測定する（露光の閾値を矢印で示す。）。測定したエネルギーの露光光がパターンに照射されてライン幅が変化する量は、予め適正露光量で形成した測定用パターンに光を照射して実験的に求めておく。また、光強度シミュレーションで求めても良い。照度計によるローカルフレアの評価は、ライン幅の測定に比べて短時間で行えるという利点がある。
【００６１】
上述した諸実施形態及び諸変形例によるフレア評価装置及びフレア補正装置を構成する各装置及び各手段、並びにフレア評価方法及びフレア補正方法の各ステップ（図５のステップ１〜３、図２０のステップ１１〜１６）は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【００６２】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
【００６３】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全て或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
【００６４】
例えば、図２２は、一般的なパーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図２２において、１２００はコンピュータＰＣである。ＰＣ１２００は、ＣＰＵ１２０１を備え、ＲＯＭ１２０２又はハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶された、或いはフレキシブルディスクドライブ（ＦＤ）１２１２より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行し、システムバス１２０４に接続される各デバイスを総括的に制御する。
【００６５】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００６６】
（付記１）半導体装置を製造する際に用いる露光装置のフレアを測定するフレア評価方法であって、
前記フレアを見積もる対象となる測定用パターンと、前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンとを有する試験用マスク手段を用いて、
前記測定用パターンに対する前記各フレア発生パターン毎の前記フレアによる影響を、前記測定用パターンの各測定値として前記距離との関係で定量化することを特徴とするフレア評価方法。
【００６７】
（付記２）前記測定用パターンの線幅を前記測定値として測定することを特徴とする付記１に記載のフレア評価方法。
【００６８】
（付記３）前記フレア発生パターンに照射された光の強度を前記測定値として測定することを特徴とする付記２に記載のフレア評価方法。
【００６９】
（付記４）前記試験用マスク手段は、前記測定用パターンが形成された第１のフォトマスクと、前記各フレア発生パターンが形成された第２のフォトマスクとからなり、
前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載のフレア評価方法。
【００７０】
（付記５）前記試験用マスク手段は、前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとが十分離間した位置に形成された同一のフォトマスクであり、
前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載のフレア評価方法。
【００７１】
（付記６）前記各フレア発生パターンは、円形状の光透過領域であり、前記測定用パターンを包囲するように配置されることを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載のフレア評価方法。
【００７２】
（付記７）前記各フレア発生パターンは、矩形枠状の光透過領域であり、前記測定用パターンを包囲するように配置されることを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載のフレア評価方法。
【００７３】
（付記８）前記各フレア発生パターンは、少なくとも２本の直線状の光透過領域であり、前記測定用パターンを挟み込むように配置されることを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載のフレア評価方法。
【００７４】
（付記９）前記各フレア発生パターンは、前記光透過領域内に複数の微細遮光パターンを有しており、
前記微細遮光パターンにより、前記光透過領域の開口率が調節されていることを特徴とする付記１〜８のいずれか１項に記載のフレア評価方法。
【００７５】
（付記１０）半導体装置を製造する際に用いる露光装置に発生するフレアを見積もる対象となる測定用パターンと、前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンとを有する試験用マスク手段を用いて、前記測定用パターンに対する前記各フレア発生パターン毎の前記フレアによる影響を、前記測定用パターンの各測定値と前記距離との関係で定量化する第１の手順と、
前記測定用パターンの前記測定値の変化を、前記距離と前記フレア発生パターンの前記光透過領域の開口面積との関係で定量化する第２の手順と、
着目する実パターンにおいて、当該実パターンから一定距離内の開口面積を一定領域毎に算出する第３の手順と、
前記実パターンと前記開口との距離と、算出された前記開口面積とを前記関係に入力し、前記実パターンの前記測定値を算出する第４の手順と、
算出された前記測定値に基づき、前記実パターンの設計データを修正する第５の手順と
を含むことを特徴とするフレア補正方法。
【００７６】
（付記１１）前記測定用パターンの線幅を前記測定値として測定することを特徴とする付記１０に記載のフレア補正方法。
【００７７】
（付記１２）前記測定用パターンに照射された光の強度を前記測定値として測定することを特徴とする付記１０に記載のフレア補正方法。
【００７８】
（付記１３）前記試験用マスク手段は、前記測定用パターンが形成された第１のフォトマスクと、前記各フレア発生パターンが形成された第２のフォトマスクとからなり、
前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする付記１０〜１２のいずれか１項に記載のフレア補正方法。
【００７９】
（付記１４）前記試験用マスク手段は、前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとが十分離間した位置に形成された同一のフォトマスクであり、
前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする付記１０〜１２のいずれか１項に記載のフレア補正方法。
【００８０】
（付記１５）前記各フレア発生パターンは、円形状の光透過領域であり、前記測定用パターンを包囲するように配置されることを特徴とする付記１０〜１４のいずれか１項に記載のフレア補正方法。
【００８１】
（付記１６）前記各フレア発生パターンは、矩形枠状の光透過領域であり、前記測定用パターンを包囲するように配置されることを特徴とする付記１０〜１４のいずれか１項に記載のフレア補正方法。
【００８２】
（付記１７）前記各フレア発生パターンは、少なくとも２本の直線状の光透過領域であり、前記測定用パターンを挟み込むように配置されることを特徴とする付記１０〜１４のいずれか１項に記載のフレア補正方法。
【００８３】
（付記１８）前記各フレア発生パターンは、前記光透過領域内に複数の微細遮光パターンを有しており、
前記微細遮光パターンにより、前記光透過領域の開口率が調節されていることを特徴とする付記１０〜１７のいずれか１項に記載のフレア補正方法。
【００８４】
（付記１９）形成する実パターン毎に、前記第３〜第５の手順を繰り返し実行することを特徴とする付記１０〜１８のいずれか１項に記載のフレア補正方法。
【００８５】
（付記２０）半導体装置を製造する際に用いる露光装置のフレアを測定する際に用いられる試験用フォトマスクであって、
前記フレアを見積もる対象となる測定用パターンと、
前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンと
を含むことを特徴とする試験用フォトマスク。
【００８６】
（付記２１）前記測定用パターンが形成された第１のフォトマスクと、前記各フレア発生パターンが形成された第２のフォトマスクとからなり、
前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする付記２０に記載の試験用フォトマスク。
【００８７】
（付記２２）前記試験用マスク手段は、前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとが十分離間した位置に形成された同一のフォトマスクであり、
前記測定用パターンと前記各フレア発生パターンとを多重露光により合成することを特徴とする付記２０又は２１に記載の試験用フォトマスク。
【００８８】
（付記２３）前記各フレア発生パターンは、円形状の光透過領域であり、前記測定用パターンを包囲するように配置されることを特徴とする付記２０〜２２のいずれか１項に記載の試験用フォトマスク。
【００８９】
（付記２４）前記各フレア発生パターンは、矩形枠状の光透過領域であり、前記測定用パターンを包囲するように配置されることを特徴とする付記２０〜２２のいずれか１項に記載の試験用フォトマスク。
【００９０】
（付記２５）前記各フレア発生パターンは、少なくとも２本の直線状の光透過領域であり、前記測定用パターンを挟み込むように配置されることを特徴とする付記２０〜２２のいずれか１項に記載の試験用フォトマスク。
【００９１】
（付記２６）前記各フレア発生パターンは、前記光透過領域内に複数の微細遮光パターンを有しており、
前記微細遮光パターンにより、前記光透過領域の開口率が調節されていることを特徴とする付記２０〜２５のいずれか１項に記載の試験用フォトマスク。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、リソグラフィーにおいて露光されるパターンに対するローカルフレアの影響を定量的に見積もることができる。更に、見積もられた測定値を利用して、半導体装置における諸々の実パターンにおいて発生するローカルフレアを補正し、所期のパターンを容易且つ正確に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレア評価装置におけるテストパターンの一例を示す原理的な模式図である。
【図２】本発明のフレア評価装置におけるテストパターンの一例を示す原理的な模式図である。
【図３】第１の実施形態によるフレア評価装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態による試験用フォトマスクの概略構成を示す模式図である。
【図５】第１の実施形態によるフレア評価装置を用いてローカルフレアを評価する際のフローチャートである。
【図６】各輪帯パターン２の内径値と差分値との関係を算出しプロットした結果を示す特性図である。
【図７】第１の実施形態の変形例１によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクの概略構成を示す模式図である。
【図８】第１の実施形態の変形例２によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクの概略構成を示す模式図である。
【図９】第１の実施形態の変形例３によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの概略構成を示す模式図である。
【図１０】第１の実施形態の変形例３によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの他の概略構成を示す模式図である。
【図１１】第１の実施形態の変形例３によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの他の概略構成を示す模式図である。
【図１２】第１の実施形態の変形例３によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの他の概略構成を示す模式図である。
【図１３】第１の実施形態の変形例４によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの概略構成を示す模式図である。
【図１４】第１の実施形態の変形例４によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの他の略構成を示す模式図である。
【図１５】第１の実施形態の変形例４によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの他の略構成を示す模式図である。
【図１６】第１の実施形態の変形例４によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの他の略構成を示す模式図である。
【図１７】第１の実施形態の変形例５によるフレア評価装置の構成要素である試験用フォトマスクのテストパターンの概略構成を示す模式図である。
【図１８】第１の実施形態において、測定用パターンとしてコンタクトホールパターンを形成したテストパターンを示す模式図である。
【図１９】第２の実施形態によるフレア補正装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２０】フレア補正装置を用い、半導体装置を製造する際の実パターンに対するローカルフレアの影響を補正するフローチャートである。
【図２１】測定用パターンの測定値として、ライン幅の替わりに当該測定用パターンにおける露光光の照射強度を用いる場合の特性図である。
【図２２】一般的なパーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１　ラインパターン
２　輪帯パターン
１１，２１，３１，４２，４３，４８，５２，５３　試験用フォトマスク
１２　フレア測定手段
２１ａ，２１ｂ，４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂ　フォトマスク
２２，３２，４４，４６，５４，５６　ラインパターン群
２３，３３　輪帯パターン群
４１，４７　矩形枠状パターン
５１　線状パターン
５５，５７　線状パターン群
６１　ダミーパターン
７１　コンタクトホールパターン
１０１　フレア評価装置
１０２　定量化手段
１０３　第１の算出手段
１０４　第２の算出手段
１０５　修正手段
【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】
2004064024.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004064024.tif 000015
【図１４】
2004064024.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2004064024.tif 000018
【図１７】
2004064024.tif 000019
【図１８】
2004064024.tif 000020
【図１９】
2004064024.tif 000021
【図２０】
2004064024.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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