(57)【要約】【課題】少ない露光条件出し作業および回数で、高精度な寸法制御と低バラツキ化を実現できる露光方法及びそれを用いた露光算出システムを実現する。【解決手段】露光量を算出する方法は、過去の露光データから露光量の概略値を算出し、この値を中心として第１のマスクを用いて露光量を変化させ（ステップＳ１０）、目標レジスト寸法を満足する最適露光量を求める（ステップＳ１１）。次に、予め寸法測定されている第１及び第２のマスク３０の光強度シュミュレーションを行ない（ステップＳ１２）、この光強度分布シュミュレーションから光強度の差を計算する（ステップＳ１３）。そして、第１のマスクでの最適露光量と光強度の差から、第２のマスクでの目標レジスト寸法を満足する最適露光量を算出する（ステップＳ１４）。【選択図】  図１
2004311606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め寸法測定された第１のマスクを用い、前記第１のマスクでの第１のレジスト寸法となる第１の露光量を算出する工程と、
予め寸法測定された第１及び第２のマスクでの光強度分布シミュレーションを行なう工程と、
前記第１のマスクと第２のマスクでの光強度の差を計算する工程と、
前記第１の露光量と前記光強度の差を用いて、前記第２のマスクでの第２のレジスト寸法となる第２の露光量を算出する工程と、
を備えたことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
予め寸法測定された第１のマスクを用い、前記第１のマスクでの第１のレジスト寸法となる第１の露光量を算出する工程と、
予め寸法測定された第１及び第２のマスクの寸法差に対する露光量変化を光学シミュレーションにより算出する工程と、
このマスク寸法差に対する露光量変化から、前記第１のマスクでの第１の露光量に対して、前記第２のマスク寸法での露光量変化分を算出する工程と、
前記第１の露光量とこの露光量変化分を用いて、前記第２のマスクでの第２のレジスト寸法となる第２の露光量を算出する工程と、
を備えたことを特徴とする露光方法。
【請求項３】
予め寸法測定された第１のマスク及び第１の露光装置を用い、前記第１のマスクでの第１のレジスト寸法となる第１の露光量を算出する工程と、
予め寸法測定された第１及び第２のマスクでの光強度分布シミュレーションを行なう工程と、
前記第１のマスクと第２のマスクでの光強度の差を計算する工程と、
前記第１の露光量と前記光強度の差を用いて、前記第１の露光装置を用いた第２のマスクでの第２のレジスト寸法となる第２の露光量を算出する工程と、
第２の露光装置を用いた前記第１のマスクでの第１のレジスト寸法となる露光量を蓄積された露光データから求め、この露光量と前記第１の露光装置を用いた第１のマスクでの第１のレジスト寸法となる第１の露光量との差を算出する工程と、
この第１の露光量との差及び前記第１のマスクと第２のマスクでの光強度の差を用いて、前記第２の露光装置を用い、且つ前記第２のマスクでの第２のレジスト寸法となる第２の露光量を算出する工程と、
を備えたことを特徴とする露光方法。
【請求項４】
露光装置と、
この露光装置、各種データを入力するための入力手段、マスクの寸法を測定するためのマスク寸法測定手段、レジストに形成されたパターンの寸法を測定するためのレジスト寸法測定手段、及び各種データを記憶するための記憶手段に接続される露光条件算出処理手段と、
この露光条件算出処理手段と接続され、光学シミュレーションツールを内蔵する光強度分布シミュレーション手段と、
を備え、前記光強度分布シミュレーション手段により、先に使用の第１のマスクと新たに使用する第２のマスクとの光強度差を算出し、前記露光条件算出処理部により、第２のマスクでの最適露光量を算出することを特徴とする露光量算出システム。
【請求項５】
露光装置と、
この露光装置、各種データを入力するための入力手段、マスクの寸法を測定するためのマスク寸法測定手段、レジストに形成されたパターンの寸法を測定するためのレジスト寸法測定手段、及び各種データを記憶するための記憶手段に接続される露光条件算出処理手段と、
この露光条件算出処理手段と接続され、光学シミュレーションツールを内蔵する光強度分布シミュレーション手段と、
を備え、前記光強度分布シミュレーション手段により、先に使用の第１のマスクと新たに使用する第２のマスクとの寸法差に対する露光量変化を算出し、前記露光条件算出処理手段により、第２のマスクでの最適露光量を算出することを特徴とする露光量算出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソグラフィー工程における露光方法及びそれを用いた露光量算出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、半導体の微細化技術の進歩に伴い、半導体デバイス製造における各リソグラフィー工程での寸法縮小化が進み、高精度な寸法制御と低バラツキ化とが同時に要求されている。この要求に対応するには、各リソグラフィー工程に用いるマスク及び露光装置ごとに最適な露光量やフォーカス位置を求めることが必要であり、この作業を露光条件出しと通常呼ばれている。
【０００３】
露光条件出しの作業が行われている間は、製造工程を止めなければならず、また時間がかかる作業であるため生産性を考慮すると出来るだけ省略したい作業でもある。この種の露光条件だし作業を簡略する方法としては、図７及び図８に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図７は、露光算出システムの構成図、図８は露光量の算出方法を示すフローチャートである。
【０００５】
この特許文献１に開示された露光算出システムは、図７に示すように、リソグラフィー工程に使用されるマスクのパターン寸法を測定するためのマスク寸法測定手段１０１、リソグラフィー工程でレジストに形成されたパターンの寸法を測定するためのレジスト寸法測定手段１０２、リソグラフィー工程に関する条件及び処理ロットに関するデータを入力するための入力部１０３、各手段及び入力部１０３から送られたデータを処理し、処理したデータを記憶部１０５に記憶させると共に記憶部１０５に記憶されたデータを用いて露光量の算出を行ない露光装置１０６に指示を与える演算部１０４の要素からなり、演算部１０４に各要素がそれぞれ接続し、演算部１０４は露光装置１０６に接続されている。
【０００６】
最適な露光量算出方法としては、図８に示すように、まず、露光曲線を直線として近似し、過去の露光量及び露光データからなる露光曲線の傾き（露光補正係数）を用いて、目標とするレジスト寸法を代入して第１の露光量を算出する（ステップＳ１０１）。続いて、過去の露光データからなる露光曲線での目標とするレジスト寸法付近の傾き（マスク補正係数）と、マスク設計寸法と使用するマスク寸法との差（寸法偏差）を用いて補正露光量を算出する（ステップＳ１０２）。そして、ステップＳ１０１で算出された第１の露光量とステップＳ１０２で算出された補正露光量を加算して新たな露光量を算出している（ステップＳ１０３）。
【０００７】
このステップを数回以上繰り返して目標とするレジスト寸法を満足させる最適な露光量を算出している。ここで、最適な露光量算出に必要なデータとしては、過去の多数ロットからなる露光データ及び露光量対レジスト寸法からなる露光データ曲線、上記露光補正係数、マスク補正係数及び寸法偏差等が必要となる。
【０００８】
【特許文献１】
特許３１５２７７６号公報（５頁、図１及び図２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した半導体デバイスの露光方法おいては、半導体デバイス製造でのロット間及びウェハ間において、高精度な寸法制御と低バラツキ化が達成できるが、露光データ曲線取り、露光補正係数、マスク補正係数及び寸法偏差等の算出作業を必要とし、且つ数回以上の露光条件出しステップが必要であるから、最適露光条件算出に際して、時間および回数がかかるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、少ない露光条件出しステップ及び回数で、高精度な寸法制御と低バラツキ化を実現できる露光方法及びそれを用いた露光算出システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の露光方法は、予め寸法測定された第１のマスクを用い、前記第１のマスクでの第１のレジスト寸法となる第１の露光量を算出する工程と、予め寸法測定された第１及び第２のマスクでの光強度分布シミュレーションを行なう工程と、前記第１のマスクと第２のマスクでの光強度の差を計算する工程と、前記第１の露光量と前記光強度の差を用いて、前記第２のマスクでの第２のレジスト寸法となる第２の露光量を算出する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様の露光量算出システムは、露光装置と、この露光装置、各種データを入力するための入力手段、マスクの寸法を測定するためのマスク寸法測定手段、レジストに形成されたパターンの寸法を測定するためのレジスト寸法測定手段、及び各種データを記憶するための記憶手段に接続される露光条件算出処理手段と、この露光条件算出処理手段と接続され、光学シミュレーションツールを内蔵する光強度分布シミュレーション手段とを備え、前記光強度分布シミュレーション手段により、先に使用の第１のマスクと新たに使用する第２のマスクとの光強度差を算出し、前記露光条件算出処理部により、第２のマスクでの最適露光量を算出することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態に係わる半導体デバイスの露光方法について、図１乃至３を参照して説明する。図１は露光量算出システムの構成図、図２は半導体デバイスの露光方法を示すフローチャート、図３は光強度分布のシミュレーションからマスク間の露光量差を求める説明図である。
【００１５】
図１に示すように、露光量算出システムは、露光条件算出処理部１１と光強度分布シミュレーション手段１２からなるデータ演算部１０、レジスト寸法測定手段４０、マスク寸法測定手段５０、入力部６０及び記憶部７０の要素からなり、露光条件算出処理部１１に各要素がそれぞれ接続されている。
【００１６】
また、露光条件算出処理部１１は、露光装置２０と接続され、マスク寸法測定手段５０は、マスク３０に接続されている。
【００１７】
露光条件算出処理部１１は、光強度分布シミュレーション手段１２、レジスト寸法測定手段４０、マスク寸法測定手段５０及び入力部６０から送られたデータを処理し、処理したデータを記憶部７０に記憶させると共に、記憶部７０に記憶されたデータを用いて露光量の算出を行ない、露光装置２０に指示を与える。
【００１８】
光強度分布シミュレーション手段１２は、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  以下ＦＦＴと記す）に基づいたアルゴリズムにより露光条件及び露光形状を満足する光強度を算出（高速デジタル演算）することができる光強度分布シミュレータツールを内蔵する。
【００１９】
そして、露光装置２０は、複数の露光装置２０から構成され、マスク３０は、複数のマスク３０から構成されている。レジスト寸法測定手段４０は、リソグラフィー工程でレジストに形成されたパターン、例えばＬ／Ｓ（ラインアンドスペースの意味）の寸法を測定するものである。マスク寸法測定手段５０は、リソグラフィー工程に使用されるマスク３０、例えば４倍体のレチクルマスクのＬ／Ｓの寸法を測定するものである。
【００２０】
そして、入力部６０は、リソグラフィー工程に関する条件、使用するマスク３０、及び処理ロットに関するデータ、及びシミュレーション用パラメータのデータ等を入力するものである。
【００２１】
また、記憶部７０には、光学シミュレーションに必要なパラメータのデータ、例えば露光装置関連のデータとしては、開口数（ＮＡ）、コヒーレンス度（σ）、光の波長（λ）、デフォーカス（Ｄｅｆｏｃｕｓ）、露光量（Ｅ）、露光強度（Ｉ）、及び縮小倍率等が、レジスト関連のデータでは、レジストの種類、このレジストに対応する露光前後の屈折率（Ｎ）、及びレジストの厚さ等が、現像条件では、現像液の温度、ＰＨ、現像時間、及び現像速度等が、ベーク条件では、温度、時間等が、マスク関連のデータでは、レチクルマスクのＬ／Ｓの寸法等が入力部６０からそれぞれ入力され、予め格納されている。
【００２２】
次に、上記のように構成された露光量算出システムを用いた半導体デバイスの露光方法について説明する。ここでは、光源波長が２４８ｎｍ（ＫｒＦ）で、開口数が０．６８及び縮小倍率が１／４のエキシマ露光装置を用い、使用するマスク３０（レチクルマスク）の寸法は、目標とする６００ｎｍに近いものを採用し、目標とする出来上がりレジスト寸法は、マスク寸法の１／４に転写された半導体デバイスを代表するＬ／Ｓのスペース寸法１２５ｎｍである。
【００２３】
ここで、マスク寸法は、マスク寸法測定手段５０にてマスク３０内の遮光帯幅寸法を予め測定し、このデータは記憶部７０に格納されている。
【００２４】
そして、露光条件以外のステップ条件、例えば化学増幅型ポジレジストの膜厚、プリベークの温度・時間、アルカリ系水溶液を用いる現像の温度・時間、及びポストベークの温度・時間をそれぞれ同一条件で実施し、レジスト塗布からポストベークまでのステップ条件の管理を適宜厳しく管理している。
【００２５】
図２に示すように、まず、マスク寸法測定手段５０により、予め寸法（遮光帯幅寸法）測定済みの第１のマスク３０を用いた場合でのレジスト寸法（遮光帯幅寸法１２５ｎｍ）を満足させる最適露光量の算出を行なう。ここで、マスク寸法値は、設計値６００ｎｍに対して６０５ｎｍである。
【００２６】
露光量の算出としては、記憶部７０に記憶されている蓄積された露光データから露光条件算出処理部１１で、露光量の概略値を求め、その値を中心として、露光量を変化させる（ステップＳ１０）。例えば、露光量１３．５ｍＪを中心として０．５ｍＪごと露光量を前後５条件変化（１１条件）させる。
【００２７】
次に、現像及びポストベークを実施後に、レジスト寸法測定手段４０により、レジスト寸法を測定し、その測定データを入力部６０に入力し、露光量に対するレジスト寸法の露光曲線（直線ではない）を露光条件算出処理部１１で算出する。そして、この露光曲線を用いてレジスト寸法（スペース幅寸法１２５ｎｍ）を満足する最適露光量の算出を行なう。第１のマスク３０を用いて目標レジスト寸法を満足する最適露光量（第１の露光量）は、Ｅ１＝１４．０ｍＪである（ステップＳ１１）。
【００２８】
次に、マスク３０を変更した場合（第２のマスク）の最適露光量の算出方法について説明する。ここで、予め寸法測定済みである第２のマスク３０の寸法は５９２ｎｍで、第１のマスク３０の寸法（６０５ｎｍ）よりも１３ｎｍ細いので、同じ露光量（Ｅ１＝１４．０ｍＪ）を用いると目標レジスト寸法（スペース幅寸法１２５ｎｍ）より細くなる。
【００２９】
ここで、露光条件算出処理部１１が予め記憶部７０に格納されている光学シュミュレーション用として必要なパラメータのデータを読み出して、このデータを光強度分布シミュレーション手段１２に送付し、光強度分布シミュレーション手段１２が、最適な露光量を算出する目的で光学強度分布のシミュレーションを行なう。この光学強度分布のシミュレーションは、第１及び第２のマスク３０に対して光強度を変化させている。そして、ＦＦＴに基づいたアルゴリズムにより露光条件及び露光形状を満足する光強度を算出することができるシミュレータツールを用いている（ステップＳ１２）。
【００３０】
図３に示すように、露光条件算出処理部１１からの指示により、光強度分布シミュレーション手段１２で算出された光強度分布曲線から、第１のマスク３０で目標レジスト寸法Ｗ（１２５ｎｍ）を満足する光強度Ｉ１は、点Ａ、Ａ’で、第２のマスク３０で目標レジスト寸法Ｗ（１２５ｎｍ）を満足する光強度Ｉ２は、点Ｂ、Ｂ’であり、第２のマスク３０における光強度分布で同じ寸法Ｗとなる光強度との差はΔＩである（ステップＳ１３）。
【００３１】
ここで、実線は第２のマスク３０での光強度分布曲線、破線は第１のマスク３０での光強度分布曲線であり、光強度が大きくなればウエハ上のレジスト寸法（Ｗ）は大きくなり、光強度が小さくなればウエハ上のレジスト寸法（Ｗ）は小さくなる。
【００３２】
この光強度分布曲線により、第２のマスク３０の露光量（第２の露光量）Ｅ２は、
Ｅ２＝（１−ΔＩ／Ｉ１）×Ｅ１・・・・・・（１）
と求めることができる。なお、露光量Ｅ（Ｊ／ｃｍ２）は、光強度Ｉ（Ｗ／ｃｍ２）と時間Ｔ（ｓｅｃ．）の積である。
【００３３】
そして、上式（１）に上記工程で得られた数値を代入して、ΔＩ／Ｉ１＝０．０５９６を算出し、第２のマスク３０での目標レジスト寸法を満足させる第２の露光量（Ｅ２＝１３．１６ｍＪ）を算出する（ステップ１４）。
【００３４】
本実施の形態の半導体デバイスの露光方法では、目標レジスト寸法幅を実現する第１のマスク３０での露光量、第１のマスク３０の寸法、第２のマスク３０の寸法、及びウエハ上の光強度分布を算出することができる光強度分布シミュレーションを使用することにより、第２のマスク３０に必要な目標レジスト寸法幅を実現する最適な露光量を算出できる。
【００３５】
従って、使用するマスク３０が代わっても、露光量を算出するステップを数回以上繰り返す必要がなく、併せて、過去の多数ロットからなる露光データ及び露光量対レジスト寸法からなる露光データ曲線から導いた露光補正係数、及びマスク補正係数等の算出も必要とせず、従来よりも半導体デバイスの製造工程で重要なリソグラフィー工程のスループット向上が達成できる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係わる半導体デバイスの露光方法について、図４及び図５を参照して説明する。図４はＤｏｓｅ−ＭＥＦの説明図、図５は半導体デバイスの露光方法を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態とは、光学シミュレーション手法と露光量の補正方法を変更した点が異なり、それ以外の構成・工程順については同一であり、異なる点のみ説明する。
【００３７】
ＭＥＦ（Ｍａｓｋ  ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆａｃｔｏｒ）とは、図４に示すように、ある露光量で露光転写する際に、マスク寸法がΔＬｍ変動した場合に転写されるウエハ上のレジスト寸法はΔＬｒ変動し、その比をとると１にならない。そこで、ΔＬｒ／ΔＬｍの値をＭＥＦとする。
【００３８】
これに対し、ウエハ上のパターンを目標レジスト寸法に仕上げたいときにマスク寸法がΔＬｍ変動だけ変動すると露光量をΔＥだけ変化させる必要がある。このΔＥをマスク３０のΔＬｍ＝０のときの露光量をＥとして露光量の変動量をΔＤ＝ΔＥ／ＥとするとΔＤは無次元の値となる。そして前記のＭＥＦの場合との類似性から、ΔＤ／ΔＬｍという値を定義し、これをＤｏｓｅ−ＭＥＦとする。なお、図４の横軸はマスク寸法、縦軸は露光量変化である。
【００３９】
図５で示すように、本実施の形態の半導体デバイスの露光方法を示すフローチャートは、まず、ステップＳ１０からステップＳ１１まで行なう。このステップは、図２と同様なので説明を省略する。
【００４０】
次に、マスク３０を変更した場合の最適露光量の算出方法について説明する。ここで、第２のマスク３０の寸法は、５９２ｎｍで第１のマスク３０の寸法（６０５ｎｍ）によりも１３ｎｍ細いので、同じ露光量（Ｅ１＝１４．０ｍＪ）を用いると目標レジスト寸法（スペース幅寸法１２５ｎｍ）より細くなる。
【００４１】
そして、マスクの寸法が基準値からズレている場合、このＤｏｓｅ−ＭＥＦ分だけ露光量を補正してやれば、マスク３０が変わってもレジスト寸法は同じ寸法に形成することが可能であり、Ｄｏｓｅ−ＭＥＦは光学シミュレーションから求めることができる。
【００４２】
次に、最適な露光量を算出する目的で、このＤｏｓｅ−ＭＥＦを光学シミュレーションから求める。具体的には、露光条件算出処理部１１が予め記憶部７０に格納されている光学シュミュレーション用として必要なパラメータのデータを読み出して、このデータを光強度分布シミュレーション手段１２に送付し、光強度分布シミュレーション手段１２が、第１のマスク３０と第２のマスクの寸法差（ΔＬｍ）に対して露光量の変動量（ΔＤ）を算出する。そして、露光条件算出処理部１１がこの寸法差（ΔＬｍ）に対する露光量の変動量（ΔＤ）分、即ちＤｏｓｅ−ＭＥＦ値を算出する（ステップＳ２０）。
【００４３】
算出されたＤｏｓｅ−ＭＥＦ値は、０．４６（％／ｎｍ）である。これは、マスク３０上でパターン寸法が１ｎｍ変動すると、ウエハ上の最適露光利用が０．４６％変動することを意味する。ここで、Ｄｏｓｅ−ＭＥＦは実験からも算出可能である。
【００４４】
続いて、光学シミュレーションから算出されたＤｏｓｅ−ＭＥＦから露光量変化（ΔＥ）差を計算する（ステップＳ２１）。具体的には、マスク寸法がΔＬｍ変わったときの露光量変化ΔＥの式、
Ｅ＝ΔＬｍ×Ｄｏｓｅ−ＭＥＦ・・・・・（２）
から求める。この場合、上式（２）は、第１のマスク３０の寸法差５ｎｍと第２のマスク３０の寸法差８ｎｍの和１３ｎｍに０．４６を掛ければ求めることができる。即ち、露光量変化ΔＥの値、５．９８％だけ露光量を減らせばよい。
【００４５】
そして、第２のマスク３０での目標レジスト寸法（スペース幅寸法）１２５ｎｍを満足する第２の露光量（Ｅ２＝１３．１６ｍＪ）を算出する（ステップＳ２２）。
【００４６】
ここで、Ｄｏｓｅ−ＭＥＦの値がマスク寸法の基準値寸法からの変動量によって異なる場合には、第１のマスク３０及び第２のマスク３０でのＤｏｓｅ−ＭＥＦの値を光学シミュレーションにより、それぞれ算出し、この値を用いて第２のマスク３０での目標レジスト寸法（スペース幅寸法）１２５ｎｍを満足させる第２の露光量Ｅ２を算出すればよい。
【００４７】
本実施の形態の半導体デバイスの露光方法では、目標レジスト寸法幅を実現する第１のマスク３０での露光量、第１のマスク３０の寸法、第２のマスク３０の寸法、及び第１及び第２のマスク３０の寸法に対する露光量変化を算出できる光学シミュレーションを使用することにより、第２のマスク３０に必要な目標レジスト寸法幅を実現する最適な露光量が算出できる。
【００４８】
従って、使用するマスク３０が代わっても、露光量を算出するステップを数回以上繰り返す必要がなく、併せて、過去の多数ロットからなる露光データ及び露光量対レジスト寸法からなる露光データ曲線から導いた露光補正係数、及びマスク補正係数等の算出も必要とせず、半導体デバイスの製造工程で重要なリソグラフィー工程のスループット向上が第１の実施の形態と同様に達成できる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係わる半導体デバイスの露光方法について、図６を参照して説明する。図６は半導体デバイスの露光方法を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態とは、露光装置が２台になり、それに伴い露光装置の差分だけ露光量を変化した点が異なり、それ以外の構成・工程順については同一であり、異なる点のみ説明する。
【００５０】
通常、露光装置２０を変更した場合には、装置間で露光量設定が校正されておらず、露光量を変更する必要がある。マスク３０が変更になるだけでなく、露光装置２０も変更になる場合には、露光装置１（第１の露光装置）と露光装置２（第２の露光装置）の露光量は別々に設定する必要がある。
【００５１】
図６に示すように、半導体デバイスの露光方法を示すフローチャートは、まず、ステップＳ１０からステップＳ１３まで行なう。このステップは、図２と同様なので説明を省略する。
【００５２】
次に、第１の露光装置２０と第２の露光装置２０の露光量差を算出する。即ち、第２の露光装置２０を用いた第１のマスク３０での露光量Ｅ１１と、第１の露光装置２０を用いた第１のマスク３０での第１の露光量Ｅ１との露光装置差による露光量変化ΔＥｍを算出する必要がある。
【００５３】
ここでは、第２の露光装置２０を用い、且つ第１のマスク３０を用いた過去の多数ロットからなる露光情報データからこの露光量Ｅ１１を算出し、露光量変化ΔＥｍを算出する。得られた露光量変化ΔＥｍは、第１のマスク３０の第１の露光量Ｅ１の５％である（ステップＳ３０）。
【００５４】
そして、第２のマスク３０を用い、且つ第２の露光装置２０での目標レジスト寸法（スペース幅１２５ｎｍ）を満足する露光量Ｅｍ２は、
Ｅｍ２＝（１−ΔＩ／Ｉ１）×（１−ΔＥｍ／Ｅ１）Ｅ１・・・・・・（３）
と求めることができる。
【００５５】
続いて、上式（３）に上記工程で得られた数値を代入し、第２のマスク３０を用い、且つ第２の露光装置２０での目標レジスト寸法（スペース幅１２５ｎｍ）を満足する最適露光量Ｅｍ２＝１２．５ｍＪが算出できる（ステップＳ３１）。
【００５６】
本実施の形態の半導体デバイスの露光方法では、使用マスクと露光装置が共に代わった場合でも、目標レジスト寸法幅を実現する第１の露光装置２０を用いた第１のマスク３０での第１の露光量、第１のマスク３０の寸法、第２のマスク３０の寸法、第１のマスクでの第１及び第２の露光装置２０の露光量変化ΔＥｍ、及び光学シミュレーションを使用することにより、第２の露光装置２０を用い、且つ第２のマスク３０を用いた場合に必要な目標レジスト寸法幅を実現する最適な露光量が算出できる。
【００５７】
従って、使用する露光装置２０及びマスク３０が代わっても、露光量を算出するステップを数回以上繰り返す必要がなく、併せて、過去の多数ロットからなる露光データ及び露光量対レジスト寸法からなる露光データ曲線から導いた露光補正係数、及びマスク補正係数等の算出も必要とせず、半導体デバイスの製造工程で重要なリソグラフィー工程のスループット向上が第１の実施の形態と同様に達成できる。
【００５８】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更して実施してもよい。
【００５９】
例えば、上記実施の形態では、半導体デバイス製造工程における露光方法について記述してきたが、フォトレジストを用いる一般な露光方法にも適用できる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、少ない露光条件出し作業および回数で、高精度な寸法制御と低バラツキ化を実現できる露光方法及びそれを用いた露光算出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる露光量算出システムの構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる半導体デバイスの露光方法を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる光学強度分布のシミュレーションからマスク間の露光量差を求める説明図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わるＤｏｓｅ−ＭＥＦの説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる半導体デバイスの露光方法を示すフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係わる半導体デバイスの露光方法を示すフローチャート。
【図７】従来の露光算出システムの構成図。
【図８】従来の露光算出を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０  データ演算部
１１  露光条件算出処理部
１２  光強度分布シミュレーション手段
２０、１０６  露光装置
３０  マスク
４０、１０２  レジスト寸法測定手段
５０、１０１  マスク寸法測定手段
６０、１０３  入力部
１０４  演算部
７０、１０５  記憶部
【図１】
2004311606.tif 000003
【図２】
2004311606.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年6月14日(2004.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め寸法測定された第1のマスクを用い、前記第1のマスクでの第1のレジスト寸法となる第1の露光量を算出する工程と、
予め寸法測定された第1及び第２のマスクでの光強度分布シミュレーションを行
なう工程と、
前記第１のマスクと第２のマスクでの光強度の差を計算する工程と、
前記第１の露光量と前記光強度の差を用いて、前記第２のマスクでの第２のレジスト寸法となる第２の露光量を算出する工程と、
を備えたことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
予め寸法測定された第1のマスクを用い、前記第1のマスクでの第１のレジスト寸法となる第1の露光量を算出する工程と、
予め寸法測定された第１及び第２のマスクの寸法差に対する露光量変化を光学シミュレーションにより算出する工程と、
このマスク寸法差に対する露光量変化から、前記第１のマスクでの第１の露光量に対して、前記第２のマスク寸法での露光量変化分を算出する工程と、
前記第１の露光量とこの露光量変化分を用いて、前記第２のマスクでの第２のレジスト寸法となる第２の露光量を算出する工程と、
を備えたことを特徴とする露光方法。
【請求項３】
予め寸法測定された第1のマスク及び第１の露光装置を用い、前
記第1のマスクでの第１のレジスト寸法となる第1の露光量を算出する工程と、
予め寸法測定された第1及び第２のマスクでの光強度分布シミュレーションを行
なう工程と、
前記第１のマスクと第２のマスクでの光強度の差を計算する工程と、
前記第１の露光量と前記光強度の差を用いて、前記第１の露光装置を用いた第２のマスクでの第２のレジスト寸法となる第２の露光量を算出する工程と、
第２の露光装置を用いた前記第１のマスクでの第１のレジスト寸法となる露光量を蓄積された露光データから求め、この露光量と前記第１の露光装置を用いた第１のマスクでの第１のレジスト寸法となる第1の露光量との差を算出する工程と、
この第1の露光量との差及び前記第１のマスクと第２のマスクでの光強度の差を
用いて、前記第２の露光装置を用い、且つ前記第２のマスクでの第２のレジスト寸法となる第２の露光量を算出する工程と、
を備えたことを特徴とする露光方法。
【請求項４】
露光装置と、
この露光装置、各種データを入力するための入力手段、マスクの寸法を測定するためのマスク寸法測定手段、レジストに形成されたパターンの寸法を測定するためのレジスト寸法測定手段、及び各種データを記憶するための記憶手段に接続される露光条件算出処理手段と、
この露光条件算出処理手段と接続され、光学シミュレーションツールを内蔵する光強度分布シミュレーション手段と、
を備え、前記光強度分布シミュレーション手段により、先に使用の第1のマスク
と新たに使用する第２のマスクとの光強度差を算出し、前記露光条件算出処理手段により、第２のマスクでの最適露光量を算出することを特徴とする露光量算出システム。
【請求項５】
露光装置と、
この露光装置、各種データを入力するための入力手段、マスクの寸法を測定するためのマスク寸法測定手段、レジストに形成されたパターンの寸法を測定するためのレジスト寸法測定手段、及び各種データを記憶するための記憶手段に接続される露光条件算出処理手段と、
この露光条件算出処理手段と接続され、光学シミュレーションツールを内蔵する光強度分布シミュレーション手段と、
を備え、前記光強度分布シミュレーション手段により、先に使用の第1のマスク
と新たに使用する第２のマスクとの寸法差に対する露光量変化を算出し、前記露光条件算出処理手段により、第２のマスクでの最適露光量を算出することを特徴とする露光量算出システム。