(57)【要約】【課題】複数の露光装置の製品展開装置群としての適用可否を迅速且つ容易に判定し、製品展開に適用できる装置判定システムを提供する。【解決手段】複数の露光装置の相互の光学系誤差の情報を算出する光学系誤差情報算出手段１０ａと、算出された光学系誤差の情報に基づき、露光装置毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションするシミュレーション手段１０ｂと、シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、複数の露光装置のそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定する装置判定手段１０ｃとを備える露光装置判定システム。【選択図】　　　図３
2004079586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の露光装置の相互の光学系誤差の情報を算出する光学系誤差情報算出手段と、
前記情報に基づき、前記露光装置毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションするシミュレーション手段と、
前記シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、前記複数の露光装置のそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定する装置判定手段
とを備えることを特徴とする露光装置判定システム。
【請求項２】
前記シミュレーションされたデバイスパターンのうち、前記複数の露光装置毎に露光余裕度の小さいパターンを危険パターンとして抽出する危険パターン抽出手段と、
前記危険パターンの形状と、前記危険パターンを被露光対象に投影して実際に描画された描画危険パターンの形状とを前記露光装置毎に比較する描画危険パターン確認手段
とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置判定システム。
【請求項３】
前記情報に基づき、前記露光装置毎に投影レンズの調整値を算出する投影レンズ調整値算出手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置判定システム。
【請求項４】
前記危険パターンの形状に基づき、光近接効果補正を行う光近接効果補正手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の露光装置判定システム。
【請求項５】
前記デバイスパターンと形状が異なる複数の仮想デバイスパターンをシミュレーションするデバイスパターン仮想手段と、
前記仮想デバイスパターンのうち、前記危険パターンと形状が異なり且つ同一の機能を有する代替パターンを抽出する代替パターン抽出手段
とを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の露光装置判定システム。
【請求項６】
前記情報は、前記複数の露光装置の前記投影レンズの収差の相違による誤差及び照明光学系の相違による誤差の情報であることを特徴とする請求項２に記載の露光装置判定システム。
【請求項７】
複数の露光装置の相互の光学系誤差の情報を算出する工程と、
前記情報に基づき、前記露光装置毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションする工程と、
前記シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、前記複数の露光装置のそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定する工程
とを備えることを特徴とする露光装置判定方法。
【請求項８】
前記シミュレーションされたデバイスパターンのうち、露光余裕度の小さいパターンを危険パターンとして抽出する工程と、
前記露光装置毎に前記危険パターンを被露光対象に投影して描画し、描画危険パターンを得る工程と、
前記描画危険パターンの形状を測定する工程と、
前記危険パターンの形状と、前記描画危険パターンの形状とを比較する工程
とを更に備えることを特徴とする請求項７に記載の露光装置判定方法。
【請求項９】
前記情報に基づき、前記露光装置毎に投影レンズの調整値を算出する工程を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の露光装置判定方法。
【請求項１０】
前記危険パターンに基づき、前記露光装置毎に光近接効果補正する工程を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の露光装置判定方法。
【請求項１１】
前記デバイスパターンと形状が異なる複数の仮想デバイスパターンをシミュレーションする工程と、
前記仮想デバイスパターンのうち、前記危険パターンと形状が異なり且つ同一の機能を有する代替パターンを抽出する工程
とを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の露光装置判定方法。
【請求項１２】
前記情報は、前記複数の露光装置の前記投影レンズの収差の相違による誤差及び照明光学系の相違による誤差の情報であることを特徴とする請求項７に記載の露光装置判定方法。
【請求項１３】
コンピュータに、
複数の露光装置の相互の光学系誤差の情報を算出する命令と、
前記情報に基づき、前記露光装置毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションする命令と、
前記シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、前記複数の露光装置のそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定する命令
とを実行させることを特徴とする露光装置判定プログラム。
【請求項１４】
デバイスパターンのレイアウトを決定する工程と、
前記決定されたレイアウトに基づき複数のマスクを作製する工程と、
複数の露光装置の相互の光学系誤差の情報を算出するステップ、前記情報に基づき、前記露光装置毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションするステップ、前記シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、前記複数の露光装置のそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定するステップとにより、前記複数の露光装置について、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かをに判定する工程と、
前記複数のマスクのそれぞれを、前記特性を有すると判定された露光装置に用いて半導体ウェハ上のフォトレジスト膜を露光する工程
とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術に係り、特に、フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置について製品展開装置として適用できる特性を有するか否か判定できる露光装置判定システム、露光装置判定方法、露光装置判定プログラム、及びこれらを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、フォトリソグラフィ工程が一般的に行われている。フォトリソグラフィ工程で用いる露光装置の投影レンズの収差の相違による光学系誤差や照明光学系の相違による誤差は、露光装置固有の値であり、同一機種であっても露光装置毎に微妙に異なる。したがって、特定の露光装置で最適化した新規製品の露光条件を用いて他の露光装置で露光した場合、デバイスパターンの形状にそれぞれの露光装置の光学系誤差による装置間差が生じ、新規製品を展開（製品展開）に適用できない場合がある。そのため、製品展開しようとするそれぞれの露光装置に対して、製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを判定する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のデバイスパターンシミュレーションは、露光装置の光学系誤差を考慮せず行われていたので、多数の露光装置に対して、新規製品の製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを判定できなかった。このため、従来、光学的特性が微妙に異なる露光装置毎に、それぞれの露光条件の最適化が必要で、製品のデバイスパターンを描画するためのマスク（レティクル）を用いて露光後、現像して形成されたパターンの形状を測定することにより、それぞれ製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを判定していた。このため製品展開に相当の時間と労力を要するという欠点があった。
【０００４】
上記問題点を鑑み、本発明は、複数の露光装置が製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを迅速且つ容易に判定し、製品展開に適用できる露光装置を判定する露光装置判定システム、露光装置判定方法、露光装置判定プログラム及びこれらを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴は、複数の露光装置の相互の光学系誤差の情報を算出する光学系誤差情報算出手段と、光学系誤差の情報に基づき、露光装置毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションするシミュレーション手段と、シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、複数の露光装置のそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定する装置判定手段とを備える露光装置判定システムであることを要旨とする。
【０００６】
本発明の第１の特徴によれば、複数の露光装置について、製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを迅速且つ容易に判定し、製品展開に適用できる。
【０００７】
本発明の第２の特徴は、複数の露光装置の相互の光学系誤差の情報を算出する工程と、光学系誤差の情報に基づき、露光装置毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションする工程と、シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、複数の露光装置のそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定する工程とを備える露光装置判定方法であることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第２の特徴によれば、複数の露光装置について、製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを迅速且つ容易に判定し、製品展開に適用できる。
【０００９】
本発明の第３の特徴は、コンピュータに、複数の露光装置の相互の光学系誤差の情報を算出する命令と、情報に基づき、露光装置毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションする命令と、シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、複数の露光装置のそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定する命令とを実行させる露光装置判定プログラムであることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第３の特徴によれば、複数の露光装置について、製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを迅速且つ容易に判定し、製品展開に適用できる。
【００１１】
本発明の第４の特徴は、（イ）デバイスパターンのレイアウトを決定する工程と、（ロ）決定されたレイアウトに基づき複数のマスクを作製する工程と、（ハ）複数の露光装置の相互の光学系誤差の情報を算出するステップ、光学系誤差の情報に基づき、露光装置毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションするステップ、シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、複数の露光装置のそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定するステップにより、複数の露光装置が製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かをに判定する工程と、（ニ）複数のマスクのそれぞれを、適用できると判定された露光装置に用いて半導体ウェハ上のフォトレジスト膜を露光する工程とを備える半導体装置の製造方法であることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第４の特徴によれば、複数の露光装置について、製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを迅速且つ容易に判定し、製品展開に適用できる露光装置を判定できる。したがって、半導体装置の製造工程全体として半導体装置の製造コストを低減でき、歩留まりを回避できる。
【００１３】
【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を説明する。図面の記載において同一あるいは類似部分には同一あるいは類似な符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。
【００１４】
（露光装置判定システムの構成）
本発明の実施の形態に係る露光装置判定システムは、図１に示すように、本部１と、本部１に通信ネットワーク３を介して接続された複数の工場５ａ，５ｂ，５ｃ，・・・・・，５ｎとから構成される。通信ネットワーク３とは、インターネットやイントラネット等のことである。
【００１５】
図２に示すように、本部１には通信ネットワーク３に接続した装置判定サーバ２が設置されている。また、工場５ａは、通信ネットワーク３にそれぞれ接続した複数の露光装置６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・・・，６ｎ及び測定装置７ａ等を有する。工場５ｂ，５ｃ，・・・・・，５ｎは、工場５ａと同様に、複数の露光装置及び、測定装置等を備えるとする。
【００１６】
装置判定サーバ２は、通信ネットワーク３を介して、複数の工場５ａ〜５ｎに設置されている複数の露光装置及び測定装置等に対して、拡張可能なマーク付け言語（ＸＭＬ）で記述した情報等のやりとりを行い管理する管理装置である。以下では、説明の簡易化のため、装置判定サーバ２が第１の工場５ａに設置されている複数の露光装置６ａ〜６ｎ及び測定装置７ａと情報のやりとりを行う場合を説明する。装置判定サーバ２は、図３に示すように、中央処理制御装置（ＣＰＵ）１０と、ＣＰＵ１０にそれぞれ接続された装置判定プログラム記憶部１２、装置管理データベース１３、マスク設計情報データベース１４、入力装置１５、出力装置１６、一時記憶装置１７及び通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）１８等を備える。
【００１７】
ＣＰＵ１０は、本発明の実施の形態に係る露光装置判定システムの処理を実行する装置である。ＣＰＵ１０は、光学系誤差情報算出手段１０ａ、シミュレーション手段１０ｂ、装置判定手段１０ｃ、露光条件抽出手段１０ｄ、危険パターン抽出手段１０ｅ、座標値抽出手段１０ｆ、座標系変換手段１０ｇ、座標値送信手段１０ｈ、描画危険パターン受信手段１０ｉ、描画危険パターン確認手段１０ｊ、投影レンズ調整値算出手段１０ｋ、投影レンズ調整値送信手段１０ｌ、光近接効果補正手段１０ｍ、デバイスパターン仮想手段１０ｎ及び代替パターン抽出手段１０ｏ等を備える。
【００１８】
光学系誤差情報算出手段１０ａは、複数の露光装置６ａ〜６ｎの相互の光学系誤差の情報をそれぞれ算出する。光学系誤差の情報としては、それぞれの投影レンズの収差の相違による誤差の情報や照明光学系の相違による誤差の情報等がある。投影レンズの収差としては、球面収差、コマ収差及び非点収差等の波面収差である。波面収差は、ゼルニケ多項式を用いて表現できる。ゼルニケ多項式は、第１項から第３６項までのゼルニケ係数で構成され、第１項から順に半径方向の次数が大きな収差を示す。投影レンズの収差の相違による誤差は、ゼルニケ係数に換算されて求められる。また、照明光学系の相違による誤差としては、照度ムラ、軸ずれ及び、照明光学系のコヒーレンスファクターσのばらつき等があり、それぞれ定量的な値で算出される。照明光学系のコヒーレンスファクターσは、σ＝ＮＡ１／ＮＡ２で表される値で、照明光学系の明るさを示す指標である。ここでＮＡ１はマスク側からみた照明光学系（コンデンサレンズ）のレンズ開口数ＮＡであり、ＮＡ２はマスク側からみた縮小投影レンズのレンズ開口数ＮＡである。コヒーレンスファクターσが大きいほどマスクに斜めに入射する光が増大し、ウェハ上の光コントラストが変化する。
【００１９】
シミュレーション手段１０ｂは、光学系誤差の情報、装置品質管理情報（装置ＱＣ情報）、リソグラフィ条件及び計算機支援設計（ＣＡＤ）データ等に基づき、複数の露光装置６ａ〜６ｎ毎にマスクの露光によりウェハの表面上に描画されるデバイスパターンをシミュレーションするシミュレータである。装置品質管理情報としては、露光装置６ａ〜６ｎ毎の、投影レンズの開口数ＮＡ、照明光学系のコヒーレンスファクターσ、輪帯比、焦点深度（フォーカス値）等のパラメータがある。リソグラフィ条件としては、装置品質管理情報等に基づき決定される露光装置６ａ〜６ｎ毎の露光量（ドーズ量）及びマスクバイアス（マスクパターンの設計値からのずれ量）等のパラメータがある。シミュレーション結果は、デバイスパターン記憶部１３ｄに記憶される。
【００２０】
装置判定手段１０ｃは、デバイスパターン記憶部１３ｄに記憶されたシミュレーション結果に基づき、複数の露光装置６ａ〜６ｎのそれぞれが製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを判定する。具体的には、装置判定手段１０ｃは、シミュレーション手段１０ｂによりシミュレーションされたデバイスパターンが設計仕様を満たすか否かをそれぞれ判定する。そして、設計仕様を満たすと判定された露光装置、例えば露光装置６ａ〜６ｆが製品展開装置群として適用できる特性を有すると判定する。ここで、「設計仕様」とは、デバイスの各層ごとの最小パターン寸法、最小スペース寸法や層間パターン位置関係等の規定である。設計仕様の基準値を満たせば所望のデバイスを形成することができる。なお、設計仕様の基準値は、新規製品の設計指針により適宜決定される。
【００２１】
露光条件抽出手段１０ｄは、デバイスパターン記憶部１３ｄに記憶されたシミュレーション結果や装置品質管理情報記憶部１３ｌに記憶されている装置品質管理情報等に基づき、各露光装置６ａ〜６ｎに対応するデバイスパターンに最適な、露光光の強度や露光時間等の露光条件をそれぞれ抽出する。抽出された最適な露光条件は、最適露光条件記憶部１３ｅに記憶される。
【００２２】
危険パターン抽出手段１０ｅは、デバイスパターン記憶部１３ｄに記憶されたシミュレーション結果に基づき、シミュレーションされたデバイスパターンのうち、露光余裕度（リソグラフィラティテュード）が小さく、所望の形状が得られないパターン、若しくは得にくいパターンを「危険パターン」として抽出する。抽出された危険パターンは、危険パターン記憶部１３ｆに記憶される。なお、危険パターンとして抽出する基準値は、新規製品毎の設計指針により適宜決定される。
【００２３】
座標値抽出手段１０ｆは、ＣＡＤデータ記憶部１４ａに記憶されたＣＡＤデータから、危険パターンに対応するマスク上のマスクパターンの座標値（以下、「危険パターン座標値」という。）を抽出する。座標系変換手段１０ｇは、座標値抽出手段１０ｆにより抽出された危険パターン座標値を、図２に示した測定装置７ａに適合した座標系の値（以下、「測定用座標値」という。）に変換する。測定装置７ａは、ウェハ上に形成されるフォトレジストのパターンの形状を測定する装置である。例えば、測定装置７ａとして走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いる場合、危険パターン座標値の座標系が、ウェハ表面を走査する走査面の座標系に変換され、測定用座標値となる。測定用座標値は、測定用座標値記憶部１３ｈに記憶される。図３に示した座標値送信手段１０ｈは、測定用座標値記憶部１３ｈに記憶された座標値を、通信ネットワーク３を介して、通信Ｉ／Ｆ１８によって接続された測定装置７ａへ送信する。
【００２４】
描画危険パターン受信手段１０ｉは、露光装置６ａ〜６ｎ毎に危険パターンを被露光対象（フォトレジスト）に投影して実際に描画されたフォトレジストのパターン（以下、「描画危険パターン」という。）の形状の測定結果を、通信ネットワーク３を介して受信する。描画危険パターン確認手段１０ｊは、描画危険パターン受信手段１０ｉが受信したフォトレジストの描画危険パターンの形状と、危険パターン記憶部１３ｆに記憶された危険パターンの形状とを比較し、描画危険パターンの形状が危険パターンの形状と一致しているか確認する。
【００２５】
投影レンズ調整値算出手段１０ｋは、光学系誤差情報算出手段１０ａにより算出された光学系誤差の情報等に基づき、フォトレジスト上に投影されるデバイスパターンを改善するに必要な露光装置６ａ〜６ｎの投影レンズの調整値をそれぞれ算出する。投影レンズ調整値送信手段１０ｌは、投影レンズ調整値算出手段１０ｋにより算出されたそれぞれの投影レンズの調整値を、図２に示した通信ネットワーク３を介して、対応するそれぞれの露光装置６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・・・，６ｎの投影レンズを調整する光学系誤差補正機構６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，・・・・・，６３ｎへ送信する。
【００２６】
光近接効果補正手段１０ｍは、光近接効果補正量記憶部１３ｊに記憶された光近接効果補正（ＯＰＣ）量等に基づき、複数の露光装置６ａ〜６ｎのマスクパターン毎の露光量やマスクバイアス等のパラメータをそれぞれ更新して、光近接効果補正を行う。光近接効果補正とは、互いに近接するパターンの周辺部分の露光条件が最適値からずれてしまう光近接効果（ＯＰＥ）を補正するための手法である。
【００２７】
デバイスパターン仮想手段１０ｎは、シミュレーション手段１０ｂによりシミュレーションされるデバイスパターンとは形状の異なる複数の仮想デバイスパターンをシミュレーションするシミュレータである。代替パターン抽出手段１０ｏは、デバイスパターン仮想手段１０ｎによりシミュレーションされた仮想デバイスパターンから、危険パターンの代わりに、その危険パターンと形状が異なるが同一の機能を有する代替パターンを抽出する。
【００２８】
更に、ＣＰＵ１０は、装置判定プログラム記憶部１２、装置管理データベース１３、マスク設計情報データベース１４、入力装置１５、出力装置１６、一時記憶装置１７及び通信Ｉ／Ｆ１８、図３に示した露光装置６ａ〜６ｎ及び測定装置７ａ等の入出力をそれぞれ制御する制御手段（図示省略）も備える。
【００２９】
また、ＣＰＵ１０で実現している機能、即ち、光学系誤差情報算出手段１０ａ、シミュレーション手段１０ｂ、装置判定手段１０ｃ、露光条件抽出手段１０ｄ、危険パターン抽出手段１０ｅ、座標値抽出手段１０ｆ、座標系変換手段１０ｇ、座標値送信手段１０ｈ、描画危険パターン受信手段１０ｉ、描画危険パターン確認手段１０ｊ、投影レンズ調整値算出手段１０ｋ、投影レンズ調整値送信手段１０ｌ、光近接効果補正手段１０ｍ、デバイスパターン仮想手段１０ｎ及び代替パターン抽出手段１０ｏ等を、ＣＰＵ負荷等を考慮して複数のコンピュータで分散して実現しても良い。これらの機能が複数のコンピュータに分散している場合には、コンピュータ同士がローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）や電話回線などの通信手段で接続され、情報の入出力を行えるよう構成される。
【００３０】
装置判定プログラム記憶部１２は、ＣＰＵ１０で実行されるプログラム（プログラムの詳細は後に示す。）を記憶している。装置判定プログラム記憶装置１２としては、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクや磁気テープなどのプログラムを記録することができるような記録媒体が使用可能である。具体的には、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク、カセットテープやオープンリールテープ等がある。
【００３１】
装置管理データベース１３は、光学系誤差の情報を記憶する光学系誤差情報記憶部１３ａ、リソグラフィ条件を記憶するリソグラフィ条件記憶部１３ｂ、光近接効果特性を記憶する光近接効果特性情報記憶部１３ｃ、シミュレーション手段１０ｂによるシミュレーション結果を記憶するデバイスパターン記憶部１３ｄ、危険パターンに最適な露光条件を記憶する最適露光条件記憶部１３ｅ、危険パターン抽出手段１０ｅにより抽出された危険パターンを記憶する危険パターン記憶部１３ｆ、危険パターン座標値を記憶する座標値記憶部１３ｇ、測定用座標値を記憶する測定用座標値記憶部１３ｈ、投影レンズの調整値を記憶する投影レンズ調整値記憶部１３ｉ、光近接効果補正量を記憶する光近接効果補正量記憶部１３ｊ、仮想デバイスパターンを記憶する仮想デバイスパターン記憶部１３ｋ及び、装置品質管理情報を記憶する装置品質管理情報記憶部１３ｌ等を備えている。また、光近接効果補正量記憶部１３ｊに記憶される光近接効果補正量は、マスク設計時のデバイスシミュレーション等により得ることができる。
【００３２】
マスク設計情報データベース１４は、マスクを設計する際に使用するＣＡＤデータを記憶するＣＡＤデータ記憶部１４ａを有する。一時記憶装置１７は、読み書き兼用メモリ（ＲＡＭ）等が組み込まれている。ＲＡＭはＣＰＵ１０における露光装置判定プログラム等のプログラム実行中に利用される情報等を記憶し、作業領域として利用される情報メモリ等として機能する。入力装置１５としては、例えばキーボード、マウスやボイスデバイス等から構成される。出力装置１６としては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＣＲＴディスプレイやプリンタ等が使用可能である。
【００３３】
図４に示すように、第１の工場５ａの複数の露光装置６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・・・，６ｎは、通信ネットワーク３に接続された通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，・・・・・，６１ｎ、装置判定サーバ２に対して情報を送受信する送受信手段６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，・・・・・，６２ｎ、装置判定サーバ２から信号を受信する光学系誤差補正機構６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，・・・・・，６３ｎ及び、マスクを用いて露光する露光部６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，・・・・・，６４ｎ等からそれぞれ構成される。露光装置６ａ〜６ｎとしては、ステッパーやスキャナー等の縮小投影露光装置等が使用可能である。
【００３４】
第１の工場５ａの測定装置７ａは、通信ネットワーク３に接続された通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）７１ａ、装置判定サーバ２に対して通信Ｉ／Ｆ７１ａを介して測定の指示情報を受信し、測定結果を送信する送受信手段７２ａ及び、送受信手段７２ｂに接続されたパターンの形状等を測定する測定部７３ａ等から構成される。測定装置７ａとしては、例えばＳＥＭやレーザー顕微鏡等がある。
【００３５】
図１及び図２に示した第２〜第ｎの工場５ｂ〜５ｎは、第１の工場５ａと同様に複数の露光装置（図示省略）及び測定装置（図示省略）等を備える。この複数の露光装置は、露光装置６ａ〜６ｎと同様に、通信Ｉ／Ｆ、送受信手段、光学系誤差補正機構及び露光部等をそれぞれ備える。また、測定装置は、測定装置７ａと同様に通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）、送受信手段及び測定部等を備える。
【００３６】
（露光装置判定システムの処理）
次に、図５〜図７にしたがって、発明の実施の形態に係る露光装置判定方法を説明する。簡単化のために、図１に示した第１の工場５ａの複数の露光装置６ａ〜６ｎ及び測定装置７ａを例として説明するが、実際には第２の工場５ｂ，第３の工場５ｃ，・・・・・，第ｎの工場５ｎの露光装置及び測定装置を含んだ、より多数の装置群を含むグローバルなシステムにも、同様の処理が行われるのは勿論である。
【００３７】
（イ）ステップＳ１１０において、製品展開予定の複数の露光装置６ａ〜６ｎを用いて、収差測定用のテストパターンを有するマスクを用いて、ウェハ表面に塗布されたフォトレジストを露光後、現像して、ウェハの表面上に収差測定用のフォトレジストの評価パターンがそれぞれ形成される。そして、ＳＥＭ等の測定装置７ａを用いて、露光装置６ａ〜６ｎ毎に実現されたフォトレジストの評価パターンの形状がそれぞれ実際に測定される。その後、測定装置７ａによる評価パターンの形状の測定結果は、通信ネットワーク３を介して、装置判定サーバ２の光学系誤差情報算出手段１０ａに送信される。
【００３８】
（ロ）次に、ステップＳ１２０において、複数の露光装置６ａ〜６ｎが製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを判定する装置判定処理を以下の手順（ａ）〜（ｄ）で行う：
（ａ）ステップＳ１２１において、光学系誤差情報算出手段１０ａにより、測定装置７ａから受信したフォトレジストの評価パターンの測定結果に基づいて、複数の露光装置６ａ〜６ｎの相互の光学系誤差の情報として、投影レンズの収差の相違による誤差の情報や、照明光学系の相違による誤差の情報等がそれぞれ算出される。投影レンズの収差の相違による誤差の情報はゼルニケ係数等に換算して算出される。また、照明光学系の相違による誤差の情報は、照度ムラ、軸ずれ及び照明光学系のコヒーレンスファクターσのばらつき等の値として定量的に算出される。算出された光学系誤差の情報は、光学系誤差情報記憶部１３ａに記憶される。
【００３９】
（ｂ）ステップＳ１２２において、シミュレーション手段１０ｂにより、光学系誤差情報記憶部１３ａ、リソグラフィ条件記憶部１３ｂ、装置品質管理情報記憶部１３ｌ及びＣＡＤデータ記憶部１４ａから、光学系誤差の情報、リソグラフィ条件、装置品質管理情報及びＣＡＤデータ等が読み込まれる。装置品質管理情報として、露光装置６ａ〜６ｎ毎の投影レンズの開口数ＮＡ、照明光学系のコヒーレンスファクターσ、輪帯比及び焦点深度等が読み込まれる。また、リソグラフィ条件として、露光量及びマスクバイアス等が読み込まれる。そして、シミュレーション手段１０ｂにより、露光装置６ａ〜６ｎ毎に描画されるデバイスパターンがシミュレーションされる。シミュレーション結果は、デバイスパターン記憶部１３ｄに出力される。
【００４０】
（ｃ）ステップＳ１２３において、装置判定手段１０ｃにより、デバイスパターン記憶部１３ｄに記憶されたシミュレーション結果に基づき、複数の露光装置６ａ〜６ｎのそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定される。具体的には、シミュレーション手段１０ｂによりシミュレーションされたデバイスパターンが設計仕様を満たすか否かそれぞれ判定する。そして、設計仕様を満たすと判定された露光装置、例えば露光装置６ａ〜６ｆが、製品展開装置群として適用できる特性を有していると判定される。ステップＳ１２３において、装置判定手段１０ｃにより、製品展開装置群として適用できる特性を有していると判定された露光装置６ａ〜６ｆについて、ステップＳ１３０に進み、描画危険パターン確認処理が行われる。一方、複数の露光装置６ａ〜６ｎのうち、製品展開装置群として適用できる特性を有していないと判定された露光装置、例えば露光装置６ｇ〜６ｎについて、ステップＳ１５０に進み、投影レンズ調整処理が行われる。
【００４１】
（ｄ）また、露光条件抽出手段１０ｄにより、デバイスパターン記憶部１３ｄに記憶されたシミュレーション結果や装置品質管理情報記憶部１３ｌに記憶された装置品質管理情報等に基づき、各露光装置６ａ〜６ｎに対応するデバイスパターンに最適な露光条件がそれぞれ抽出される。抽出される最適な露光条件としては、露光量やマスクバイアス等のパラメータがある。抽出された最適な露光条件は、最適露光条件記憶部１３ｅに記憶される。
【００４２】
（ハ）次に、ステップＳ１３０において、ステップＳ１２０の装置判定処理により製品展開装置群として適用できる特性を有すると判定された露光装置６ａ〜６ｆについて、描画危険パターンの形状が危険パターンの形状と一致しているか確認する描画危険パターン確認処理が以下の手順（ａ）〜（ｄ）で行われる。
【００４３】
（ａ）ステップＳ１３１において、図３に示す危険パターン抽出手段１０ｅにより、デバイスパターン記憶部１３ｄに記憶されたシミュレーション結果に基づき、シミュレーションされたデバイスパターンのうち、危険パターンが抽出され、危険パターン記憶部１３ｆに出力される。
【００４４】
（ｂ）座標値抽出手段１０ｆにより、ＣＡＤデータ記憶部１４ａに記憶されたＣＡＤデータから、危険パターン座標値が抽出される。抽出された危険パターン座標値は、座標値記憶部１３ｇに記憶される。なお、危険パターン座標値はＣＡＤ座標系の値である。ステップＳ１３２において、座標系変換手段１０ｇにより、座標値記憶部１３ｇに記憶された危険パターン座標値の座標系が、測定装置７ａに適合する座標系に変換され、測定用座標値として測定用座標値記憶部１３ｈに記憶される。次に、座標値送信手段１０ｈにより、測定用座標値記憶部１３ｈに記憶された測定用座標値が、通信Ｉ／Ｆ１８、図２に示す通信ネットワーク３を介して、測定装置７ａへ送信される。
【００４５】
（ｃ）次に、露光装置６ａ〜６ｆを用いて、露光装置６ａ〜６ｎ毎に最適な露光条件で危険パターンを投影しウェハ上の被露光対象（フォトレジスト）を露光後、現像してフォトレジストの描画危険パターンが形成される。なお、フォトレジストをマスクとして、その下層の薄膜を選択的にエッチングし、下層の薄膜パターンを描画危険パターンとして用いても良い。但し、以下の説明では、フォトレジスト像を描画危険パターンとして用いる場合について説明する。そして、ステップＳ１３３において、描画危険パターンを形成されたウェハが測定装置７ａにセットされる。その後、測定装置７ａを用いて、座標値送信手段１０ｈから受信した測定用座標値を測定位置として、描画危険パターンの形状が実際に測定される。描画危険パターンの形状の測定結果は、送受信手段７２ａにより、通信ネットワーク３を介して、描画危険パターン受信手段１０ｉへ送信される。
【００４６】
（ｄ）描画危険パターン確認手段１０ｊにより、描画危険パターン受信手段１０ｉが受信した描画危険パターンの形状と、危険パターン記憶部１３ｆに記憶された危険パターンの形状とを比較して、露光装置６ａ〜６ｆ毎に、描画危険パターンの形状が危険パターンの形状と一致するか確認される。ステップＳ１３４において、露光装置６ａ〜６ｆのうち、危険パターンの形状と一致すると確認された描画危険パターンの形状を描画した露光装置、例えば露光装置６ａ〜６ｃが、ステップＳ１４０に進み、製品展開装置群として適用される。一方、ステップＳ１３４で光学系誤差による影響により生じたずれ等により、危険パターンの形状と一致しなかった描画危険パターンの形状を描画した露光装置、例えば露光装置６ｄ〜６ｆについて、図７に示すステップＳ１５０に進み、投影レンズ調整処理が行われる。
【００４７】
（ニ）ステップＳ１５０においては、以下のステップＳ１５１及びＳ１５２により、露光装置６ｄ〜６ｎの投影レンズをそれぞれ調整する投影レンズ調整処理が行われる。まず、ステップＳ１５１において、投影レンズ調整値算出手段１０ｋにより、光学系誤差情報記憶部１３ａに記憶された光学系誤差の情報等に基づいて、フォトレジスト上に投影されるデバイスパターンを改善するに必要な投影レンズの調整値が露光装置６ｄ〜６ｎ毎に算出される。ステップＳ１５２において、投影レンズ調整値送信手段１０ｌにより、投影レンズの調整値が、通信ネットワーク３を介して対応する露光装置６ｄ〜６ｎの光学系誤差補正機構６３ｄ〜６３ｎへそれぞれ送信される。そして、光学系誤差補正機構６３ｄ〜６３ｎは、受信した投影レンズの調整値に基づき、露光装置６ｄ〜６ｎの投影レンズをそれぞれ調整する。
【００４８】
（ホ）ステップＳ１６０において、投影レンズが調整された露光装置６ｄ〜６ｎについて、再び装置判定処理が行われる。ステップＳ１６１において、シミュレーション手段１０ｂにより、光学系誤差情報記憶部１３ａに記憶された光学系誤差の情報や投影レンズ調整値記憶部１３ｉに記憶された投影レンズの調整値等に基づき、投影レンズの調整がされた露光装置６ｄ〜６ｎ毎に描画されるデバイスパターンがシミュレーションされる。シミュレーション結果はデバイスパターン記憶部１３ｄに出力され、シミュレーション結果が更新される。ステップＳ１６２において、装置判定手段１０ｃにより、デバイスパターン記憶部１３ｄに記憶されたシミュレーション結果に基づき、投影レンズを調整後の露光装置６ｄ〜６ｎ毎にデバイスパターンが設計仕様を満たすか否かを判定される。そして、この判定に基づき、各露光装置６ｄ〜６ｎが製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを判定される。ステップＳ１６２において、装置６ｄ〜６ｎのうち、特性を有していると判定された露光装置、例えば露光装置６ｄ〜６ｉについて、ステップＳ１７０に進み、描画危険パターン確認処理が行われる。一方、特性を有していない判定された露光装置、例えば、露光装置６ｊ〜６ｎについて、ステップＳ１８０に進む。
【００４９】
（ヘ）ステップＳ１７０において、投影レンズを調整した露光装置６ｄ〜６ｉに対して、以下のステップＳ１７１〜Ｓ１７４により、再び描画危険パターン確認処理が行われる。ステップＳ１７１において、危険パターン抽出手段１０ｅによりデバイスパターン１３ｄに記憶されたシミュレーション結果等に基づき、シミュレーションされたデバイスパターンから、危険パターンが抽出される。また、座標値抽出手段１０ｆにより、危険パターン座標値が抽出される。ステップＳ１７２において、座標値座標系変換手段１０ｇにより、危険パターン座標値の座標系が測定装置７ａに適合する座標系に変換され、測定用座標値となる。座標値送信手段１０ｈにより、測定用座標値が測定装置７ａへ送信される。ステップＳ１７３において、測定装置７ａを用いて、測定用座標値を測定位置として、投影レンズを調整後の露光装置６ｄ〜６ｉにより危険パターンを被露光対象に投影して実際に描画された描画危険パターンの形状が測定される。ステップＳ１１３とは、投影レンズを調整した露光装置６ｄ〜６ｉを用いる点が異なる。測定装置７ａによる描画危険パターンの形状の測定結果は、通信ネットワーク３を介して描画危険パターン受信手段１０ｉへ送信される。描画危険パターン確認手段１０ｊにより、危険パターン記憶部１３ｆに記憶された危険パターンの形状と、描画危険パターン受信手段１０ｉが受信した描画危険パターンの形状とを比較して、描画危険パターンの形状が危険パターンの形状と一致するか確認される。ステップＳ１７４において、露光装置６ｄ〜６ｉのうち、危険パターンの形状に一致すると確認された描画危険パターンの形状を描画した露光装置、例えば露光装置６ｄ〜６ｆが、ステップＳ１４０に進み、製品展開装置群として適用される。一方、一致しない描画危険パターンの形状を描画した露光装置、例えば露光装置６ｇ〜６ｎについて、ステップＳ１８０に進む。
【００５０】
（ト）ステップＳ１８０において、露光装置６ｇ〜６ｎの光近接効果補正を行う光近接効果補正処理が行われる。光近接効果補正手段１０ｍにより、光近接効果補正量記憶部１３ｊに記憶された光近接効果補正量に基づき、描画危険パターンの形状が改善するように、最適露光条件記憶部１３ｅに記憶されていた露光条件のうち、露光量及びマスクバイアス等のパラメータが更新されることにより、光近接効果補正が行われる。また、露光装置６ｇ〜６ｎの投影レンズの開口数ＮＡや照明光学系のコヒーレンスファクターσ等が補正されても良い。
【００５１】
（チ）ステップＳ１９０においては、以下のステップＳ１９１及びＳ１９２により、再び描画危険パターン確認処理が行われる。まず、露光装置６ｇ〜６ｎを用いて光近接効果補正された露光条件でウェハ上のフォトレジストを現像後、露光して、デバイスパターンが形成される。そして、ステップＳ１９１において、測定装置７ａ等を用いて、形成されたデバイスパターンのうち描画危険パターンの形状が実際に測定される。描画危険パターン確認手段１０ｊにより、描画危険パターンの形状が、危険パターンの形状と一致しているか確認される。ステップＳ１９２において、露光装置６ｇ〜６ｎのうち、危険パターンの形状に一致すると確認された描画危険パターンの形状を描画した露光装置、例えば露光装置６ｇ〜６ｉが、ステップＳ１４０に進み、製品展開装置群として適用される。一方、危険パターンの形状と一致しない描画危険パターンの形状を描画した露光装置、例えば露光装置６ｊ〜６ｎに関して、ステップＳ２１０に進む。
【００５２】
（リ）ステップＳ２１０において、マスクに対して光近接効果補正が行われる。即ち、露光装置６ｊ〜６ｎにそれぞれ適した光近接効果量を有するようにマスク上のマスクパターンの寸法が変更された「光近接効果補正マスク」が発注され、作製される。光近接効果補正マスクは、外部に発注してその発注先で作製されても良く、各工場５ａ〜５ｎ等で作製されても良い。そして、新たに作製された光近接効果補正マスクが露光装置６ｊ〜６ｎに装着される。
【００５３】
（ヌ）ステップＳ２２０においては、以下のステップＳ２２１及びＳ２２２を用いて、再び描画危険パターン確認処理が行われる。まず、露光装置６ｊ〜６ｎを用いた光近接効果補正マスクによる露光後、現像してデバイスパターンが形成される。測定装置７ａ等を用いて、形成されたデバイスパターンのうち描画危険パターンの形状が実際に測定される。ステップＳ２２１において、描画危険パターン確認手段１０ｊ等により、描画危険パターンの形状が危険パターンの形状と一致するか確認される。ステップＳ２２２において、露光装置６ｊ〜６ｎのうち、危険パターンの形状に一致することを確認された描画危険パターンの形状を描画した露光装置６ｊ〜６ｌが、ステップＳ１４０に進み、適合する光近接効果補正マスクをそれぞれ装着した際の製品展開装置群として適用される。一方、危険パターンの形状に一致しなかった描画危険パターンの形状を描画した露光装置、例えば露光装置６ｍ〜６ｎに関して、ステップＳ２３０に進む。
【００５４】
（ル）ステップＳ２３０においては、以下のステップＳ２３１及びＳ２３２を用いて、マスクのデザインルール自体の変更を検討する代替パターン採用処理が行われる。
【００５５】
Ｓ２３１において、デバイスパターン仮想手段１０ｎにより、シミュレーション手段１０ｂによりシミュレーションされたデバイスパターンとは異なる複数の仮想デバイスパターンがシミュレーションされる。ステップＳ２３２において、代替パターン抽出手段１０ｏにより、ステップＳ２２０で描画危険パターンと形状が一致しなかった危険パターンと形状は異なるが同一の機能を有するパターンが「代替パターン」として抽出される。抽出された代替パターンは、仮想デバイスパターン記憶部１３ｋに記憶される。例えば、代替パターン抽出手段１０ｏにより、ステップＳ２２０で２本線の描画危険パターンの形状が危険パターンの形状と一致しなかった場合、この２本線の危険パターンと同様の機能を有する３本線のパターンなどが代替パターンとして抽出される。そして、電子ビーム（ＥＢ）露光装置等のパターンジェネレータ等を用いて、２本線の危険パターンの代わりに抽出された代替パターンを採用して、初期のマスクと形状は異なるが同一の機能を有する「代替マスク」が作製される。代替マスクは、工場５ａ〜５ｎ等で作製しても、発注先で作製しても良い。そして、ステップＳ１２０の装置判定処理の手順に戻り、適合する代替マスクをそれぞれ装着した露光装置６ｍ〜６ｎに対して、製品展開装置としての装置判定処理、描画危険パターン確認処理、・・・・・の一連の処理が繰り返される。ステップＳ１４０に進んだ場合、適合する代替マスクを装着した露光装置、例えば露光装置６ｍが製品展開装置群として適用される。一方、再度Ｓ１４２に進んだ露光装置、例えば露光装置６ｎに関しては、再度、代替パターンの採用処理、装置判定処理、・・・・・が繰り返される。
【００５６】
本発明の実施の形態に係る露光装置判定方法によれば、光学的特性の微妙に異なる多数の（複数の）露光装置６ａ〜６ｎが製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを迅速且つ容易に、一括して判定し、製品展開（大量生産）に適用できる。
【００５７】
なお、任意の時間や処理の繰り返し回数により、この露光装置判定工程を終了し、その時点で適用できないと判定されている露光装置、例えば、露光装置６ｎが製品展開装置群として適用しないことにしても良い。
【００５８】
（投影レンズの調整処理例１）
以下に、ステップＳ１５０における投影レンズ調整処理の一例を説明する。先ず、マスクが図８に示す第１パターン２１を描画するマスクパターンを有し、露光装置６ａの投影レンズを調整する場合を示す。第１パターン２１は、互いに同一形状の左側パターン２１Ｌ、右側パターン２１Ｒの１セットである。２つのパターン２１Ｌ、２１Ｒは、互いに同一寸法である像幅ｗ１、ｗ２及び像高ｈ１、ｈ２をそれぞれ有し、互いに間隔ｒだけ離間した位置にそれぞれ配置されている。ステップＳ１２１で光学系誤差情報算出手段１０ａにより、光学系誤差の情報として、図９に示したゼルニケ係数に対する第１パターン２１の敏感度が算出される。図９の横軸はゼルニケ係数を示し、縦軸は第１パターンの敏感度を示す。図９に示すように、第１パターン２１は、ゼルニケ多項式のうち、波面収差を示すゼルニケ係数の第７項（Ｚ７）、第１４項（Ｚ１４）及び第２３項（Ｚ２３）に対して敏感である。
【００５９】
投影レンズ調整値算出手段１０ｋにより、光学系誤差の情報に基づき、ゼルニケ係数の第７項、第１４項及び第２３項に対応する収差を低減するような投影レンズの調整値が算出される。そして、投影レンズ調整値送信手段１０ｌにより、投影レンズの調整値が図１に示す露光装置６ａの光学系誤差補正機構６３ａへ送信される。光学系誤差補正機構６３ａは、受信した投影レンズの調整値に基づき、露光装置６ａの投影レンズを調整する。
【００６０】
図１０の横軸はゼルニケ係数を示し、縦軸は調整前の投影レンズの収差を示す。図１１の横軸はゼルニケ係数を示し、縦軸は投影レンズを調整後の投影レンズの収差を示す。投影レンズを調整することにより、図１０及び図１１に示すように、ゼルニケ係数に対応する投影レンズの収差の量が低減できる。図１２の横軸はスリット像高を示し、縦軸は投影レンズを調整する前後の露光装置で描画された第１パターン２１の露光スリット内の左右差を示す。第１パターン２１の露光スリット内の像高ｗ１、ｗ２の左右差は、投影レンズ調整前（菱形プロット）において最大値ｄ１で２０ｎｍ程度あったが、投影レンズを調整後（四角プロット）においては、最大値ｄ２で１０ｎｍ程度と低減される。
【００６１】
（投影レンズ調整処理例２）
次に、投影レンズ調整処理の他の例として、マスクが第２パターンを形成するマスクパターンを有し、露光装置６ｂの投影レンズを調整する場合を説明する。第２パターンは、図１３（ａ）に示す孤立した縦方向パターン２２ａと、図１３（ｂ）に示す縦方向パターン２２ａと同一形状で、互いに直交する横方向パターン２２ｂの１セットである。縦方向パターン２２ａの像幅ｗ３及び横方向パターン２２ｂの像高ｈ４は互いに同一寸法である。また、縦方向パターン２２ａの像高ｈ３及び横方向パターン２２ｂの像幅ｗ４は互いに同一寸法で０．２μｍ程度である。光学系誤差情報算出手段１０ａにより、図１４に示すように、縦方向パターン２２ａのスリット像高（横方向パターン２２ｂのスリット像幅）毎の投影レンズの波面収差が算出される。図１４の横軸は縦方向パターン２２ａのスリット像高（横方向パターン２２ｂのスリット像幅）を示し、縦軸は投影レンズを調整する前の投影レンズの波面収差を示す。図１４に示すように、第２パターン２２ａ、２２ｂが、ゼルニケ係数の第９項（Ｚ９）と第１２項（Ｚ１２）の交互作用因子（Ｚ９×Ｚ１２）にた対応する投影レンズの収差に敏感であることがわかる。
【００６２】
投影レンズ調整値算出手段１０ｋにより、例えばゼルニケ係数の第９項（Ｚ９）と第１２項（Ｚ１２）の比率を最適化する光学系誤差の値が投影レンズの調整値として算出される。そして、投影レンズ調整値送信手段１０ｌにより、算出された投影レンズの調整値が図１に示す露光装置６ｂの光学系誤差補正機構６３ｂへ送信される。光学系誤差補正機構６３ｂは、投影レンズの調整値に基づき、投影レンズを調整する。
【００６３】
図１５の横軸は縦方向パターン２２ａのスリット像高（横方向パターン２２ｂのスリット像幅）を示し、縦軸は調整後の投影レンズの波面収差を示す。投影レンズが調整され、図１５に示すように、投影レンズの収差が低減できる。図１６の横軸は縦方向パターン２２ａのスリット像高（横方向パターン２２ｂのスリット像幅）を示し、縦軸は投影レンズが調整される前の縦方向パターン２２ａの像幅ｗ３及び横方向パターン２２ｂの像高ｈ４の寸法を示す。図１７の横軸は縦方向パターン２２ａのスリット像高（横方向パターン２２ｂのスリット像幅）を示し、縦軸は投影レンズを調整後の露光装置６ｂで描画された縦方向パターン２２ａの像幅ｗ３及び横方向パターン２２ｂの像高ｈ４の寸法を示す。縦方向パターン２２ａの像幅ｗ３及び横方向パターン２２ｂの像高ｈ４の寸法差は、図１６に示すように、投影レンズを調整前では最大値ｄ３で２０ｎｍ程度あったが、投影レンズを調整することにより、図１７に示すように最大値ｄ４で５ｎｍ程度まで低減される。図１８の横軸は縦方向パターン２２ａのスリット像高（横方向パターン２２ｂのスリット像幅）を示し、縦軸は投影レンズを調整し、更に照明ムラを調整後の露光装置６ｂで描画された縦方向パターン２２ａの像幅ｗ３及び横方向パターン２２ｂの像高ｈ４の寸法を示す。図１８に示すように、投影レンズが調整された後、更に照明ムラが調整されることで、縦方向パターン２２ａの像幅ｗ３及び横方向パターン２２ｂの像高ｈ４の寸法差が更に低減される。なお、投影レンズの調整値は、新規製品毎の設計指針によるものであり、特に限定されない。
【００６４】
（半導体装置の製造方法）
次に、上述した露光装置判定システム、露光装置判定方法及び露光装置判定プログラムを用いた半導体装置（ＬＳＩ）の製造方法について、図１９を参照して説明する。
【００６５】
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、図１９に示すように、ステップＳ１００における設計工程、ステップＳ２００におけるマスク製造及び露光装置判定工程及び、ステップＳ３００におけるチップ製造工程からなる。ステップＳ２００におけるマスク製造及び露光装置判定工程は、マスク製造工程の他に、本発明の実施の形態に係る露光装置判定システム、露光装置判定方法及び露光装置判定プログラムを用いる露光装置判定工程を含む。ステップＳ３００におけるチップ製造工程は、ステップＳ３１０のシリコンウェハ上に集積回路を作り込む前工程（ウェハ工程）、ステップＳ３２０のダイシングから検査までの後工程（アセンブル工程）からなる。以下、各工程の詳細について説明する。
【００６６】
（イ）まず、ステップＳ１００において、プロセス・マスクシミュレーションが実施される。また、プロセス・マスクシミュレーションの結果と各電極に入力される電流や電圧の各値から、デバイスシミュレーションがなされる。このデバイスシュミレーションにより得られた電気的特性を用いてＬＳＩの回路シミュレーションが行われ、回路レイアウトが決定される。
【００６７】
（ロ）一方、ステップＳ１１０において、フォトリソグラフィ工程で使用予定の複数の露光装置、例えば図２に示した露光装置６ａ〜６ｎを用いて、収差測定用のテストパターンを有するマスクを用いて、ウェハ表面に塗布されたフォトレジストを露光後、現像して、ウェハの表面上に収差測定用のフォトレジストの評価パターンがそれぞれ形成される。そして、ＳＥＭ等の測定装置７ａを用いて、露光装置６ａ〜６ｎ毎に実現されたフォトレジストの評価パターンの形状がそれぞれ実際に測定される。その後、測定装置７ａによる評価パターンの形状の測定結果は、通信ネットワーク３を介して、装置判定サーバ２の光学系誤差情報算出手段１０ａに送信される。
【００６８】
（ハ）ステップＳ２００において、マスク製造及び露光装置判定工程が以下の手順（ａ）〜（ｄ）を用いて行われる。
【００６９】
（ａ）まず、ステップＳ１００の設計工程で決定された回路レイアウト等の表面パターンをもとにＣＡＤシステムを用いて、半導体チップの各層や内部構造にそれぞれ対応するマスクのパターンデータ（描画マスクデータ）がそれぞれ決定される。さらにこのマスクのパターンデータを用いて、電子ビーム（ＥＢ）露光装置等のパターンジェネレータを用いて石英ガラスなどのマスク基板上に各工程に対応したマスクパターンが描画され、マスクが作製される。
【００７０】
（ｂ）次に、図３に示した光学系誤差算出手段１０ａにより、ステップＳ１１０により得られた測定結果を用いて、複数の露光装置６ａ〜６ｎの相互の光学系誤差の情報を算出する。そして、シミュレーション手段１０ｂにより、算出された光学系誤差の情報に基づき、露光装置毎に描画されるデバイスパターンがシミュレーションされる（図５のステップＳ１２２参照）。装置判定手段１０ｃにより、シミュレーションされたデバイスパターンに基づき、複数の露光装置６ａ〜６ｎが製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定される。製品展開装置群として適用できる特性を有していると判定された露光装置、例えば露光装置６ａ〜６ｃが、ステップＳ３１３ａ及びＳ３１３ｂのフォトリソグラフィ工程で使用される。
【００７１】
（ｃ）一方、製品展開装置群として適用できる特性を有していないと判定された露光装置６ｄ〜６ｎに対して、投影レンズ調整処理（図６のステップＳ１５０）や光近接効果補正処理等（図７のステップＳ１８０）が行われた後、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かの判定等が繰り返される。製品展開装置群として適用できる特性を有すると判定された露光装置、例えば６ｄ〜６ｆが、ステップＳ３１３ａ及びＳ３１３ｂのフォトリソグラフィ工程で使用される。
【００７２】
（ｄ）一方、投影レンズの調整や光近接効果の補正によっても製品展開できないと判定された露光装置６ｇ〜６ｎに対して、光近接効果補正マスクや、代替パターンを採用した代替マスクを作製する要望が出た場合には、適合する光近接効果補正マスクや代替マスクがそれぞれ作製される（図７のステップＳ２３０参照）。その後、光近接効果補正マスクや代替マスクを装着した露光装置６ｄ〜６ｎに対して、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かが、図５〜図７のフローチャートに示した手順で判定される。適用できる特性を有すると判定された露光装置、例えば露光装置６ｄ〜６ｎが、ステップＳ３１３ａ及びＳ３１３ｂのフォトリソグラフィ工程で使用される。
【００７３】
（ニ）次に、ステップＳ３１０ａにおけるフロントエンド工程（基板工程）では、ステップＳ３１１ａにおける酸化工程、ステップＳ３１２ａにおけるレジスト塗布工程、ステップＳ３１３ａにおけるフォトリソグラフィ工程、ステップＳ３１４ａにおけるイオン注入工程及びステップＳ３１５ａにおける熱処理工程等が繰り返して実施される。ステップＳ３１３ａにおいては、ステップＳ２００でパターンジェネレータを用いて作製されたマスク及び、装置判定手段１０ｃで製品展開装置群として適用可能と判定された露光装置、例えば露光装置６ａ〜６ｆを用いて、半導体ウェハ上のフォトレジスト膜がステップ・アンド・リピート方式で露光され、パターニングされる。マスクの代わりに、代替マスクや光近接効果補正マスクを装着した露光装置６ｇ〜６ｎを用いても良い。一連の工程が終了すると、ステップＳ３１０ｂへ進む。
【００７４】
（ホ）次に、ステップＳ３１０ｂにおいて、基板表面に対して配線処理が施されるバックエンド工程（表面配線工程）が行われる。バックエンド工程では、ステップＳ３１１ｂにおけるＣＶＤ工程、ステップＳ３１２ｂにおけるレジスト塗布工程、ステップＳ３１３ｂにおけるフォトリソグラフィ工程、ステップＳ３１４ｂにおけるエッチング工程、ステップＳ３１５ｂにおける金属堆積工程等が繰り返し実施される。ステップＳ３１３ｂにおいては、ステップＳ２００でパターンジェネレータを用いて作製したマスク及び、装置判定手段１０ｃにより製品展開装置群として適用可能と判定された露光装置６ａ〜６ｆを用いて露光され、フォトレジストからなるエッチングマスクが形成される。マスクの代わりに、光近接効果補正マスクや代替マスクを装着した露光装置６ｇ〜６ｎを用いても良い。一連の工程が終了したら、ステップＳ３２０へ進む。
【００７５】
（ヘ）多層配線構造が完成し、前工程が完了すれば、ステップＳ３２０において、ダイヤモンドブレード等のダイシング装置により、所定のチップサイズに分割される。そして、金属若しくはセラミックス等のパッケージング材料にマウントされ、チップ上の電極パッドとリードフレームのリードを金線で接続された後、樹脂封止などの所要のパッケージ組み立ての工程が実施される。
【００７６】
（ト）ステップＳ４００において、半導体装置の性能・機能に関する特性検査、リード形状・寸法状態、信頼性試験などの所定の検査を経て、半導体装置が完成される。ステップＳ５００において、以上の工程をクリアした半導体装置は、水分、静電気などから保護するための包装を施され、出荷される。
【００７７】
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、ステップＳ３１３ａ及びＳ３１３ｂにおけるフォトリソグラフィ工程で、迅速に製品展開可能な露光装置６ａ〜６ｎが選択可能となることにより、歩留まり低下を回避し、生産コストを低減するとともに、短時間で量産が可能となる。
【００７８】
（露光装置判定プログラム）
次に、本発明の実施の形態に係る露光装置判定プログラムの実行命令の詳細を説明する。
【００７９】
本発明の実施の形態に係る露光装置判定プログラムは：（イ）複数の露光装置６ａ〜６ｎの相互の光学系誤差の情報をそれぞれ算出する命令；（ロ）光学系誤差情報記憶部１３ａ、リソグラフィ条件記憶部１３ｂ、装置品質管理情報記憶部１３ｌ及びＣＡＤデータ記憶部１４ａにそれぞれ記憶された光学系誤差の情報、リソグラフィ条件、装置品質管理情報及びＣＡＤデータ等に基づき、複数の露光装置６ａ〜６ｎ毎に描画されるデバイスパターンをシミュレーションする命令；（ハ）シミュレーション手段１０ｂによりシミュレーションされたデバイスパターン等に基づいて、複数の露光装置６ａ〜６ｎのそれぞれについて、製品展開装置群として適用できる特性を有するか否かを判定する命令；（ニ）シミュレーション手段１０ｂによりシミュレーションされたデバイスパターンに最適な露光条件を抽出する命令；（ホ）シミュレーション手段１０ｂによりシミュレーションされたデバイスパターンのうち、危険パターンを抽出する命令；（ヘ）ＣＡＤデータ記憶部１４ａに記憶されたＣＡＤデータから、危険パターン座標値を抽出する命令；（ト）危険パターン抽出手段１０ｅにより抽出された危険パターン座標値を、測定用座標値に座標系変換する命令；（チ）座標系変換手段１０ｇにより求められた測定用座標値を、通信ネットワーク３を介して、通信Ｉ／Ｆ１８によって接続された測定装置７ａへ送信する命令；（リ）測定装置７ａが測定した描画危険パターンの形状の測定結果を、通信ネットワーク３を介して受信する命令；（ヌ）描画危険パターン受信手段１０ｉが受信した描画危険パターンの形状と、危険パターン記憶部１３ｆに記憶された危険パターンの形状とを比較し、描画危険パターンの形状が危険パターンの形状に一致しているか確認する命令；（ル）光学系誤差算出手段１０ａにより算出された光学系誤差の情報に基づき、露光装置６ａ〜６ｎの投影レンズの調整値をそれぞれ算出する命令；（ヲ）投影レンズ調整値算出手段１０ｋにより算出された投影レンズの調整値を、図２に示した通信ネットワーク３を介して、対応するそれぞれの露光装置６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・・・６ｎの光学系誤差補正機構６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，・・・・・６３ｎへ送信する命令；（ワ）危険パターンの形状や光近接効果補正量に基づき、光近接効果補正する命令；（カ）シミュレーション手段１０ｂによりシミュレーションされるデバイスパターンとは形状の異なる複数の仮想デバイスパターンをシミュレーションする命令；（ヨ）仮想デバイスパターンから、危険パターンと形状が異なるが同一の機能を有するパターンを代替パターンとして抽出する命令；等から構成される。
【００８０】
以上のような露光装置判定プログラムは、装置判定プログラム記憶部１２等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶させることができる。この記憶媒体を図３に示したＣＰＵ１０のようなコンピュータシステム読み込ませ、露光装置判定プログラムを実行してコンピュータを制御することにより、上述した露光装置判定システムが実現可能である。
【００８１】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものと理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び判定技術が明らかとなろう。
【００８２】
既に述べた本発明の実施の形態において、第１〜第ｎの（複数の）工場５ａ〜５ｎを示したが、通信ネットワーク３に接続されている工場の数は特に限定されない。また、各工場５ａ〜５ｎに設置されている露光装置の数や配置関係は特に限定されない。また、各工場５ａ〜５ｎに設置されている測定装置の数や配置関係は特に限定されない。
【００８３】
また、本発明の実施の形態において、装置判定サーバ２は本部２に設置されていたが、通信ネットワーク３に接続されていれば設置場所は特に限定されず、例えば第１の工場５ａや第２の工場５ｂ内等であっても構わない。
【００８４】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の露光装置について、製品展開装置群として適用できる特性を有しているか否かを迅速且つ容易に判定し、製品展開に適用できる露光装置を判定する露光装置判定システム、露光装置判定方法、露光装置判定プログラム及び、これらを用いた半導体装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る露光装置判定システムの構成を示すブロック図（その１）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る露光装置判定システムの構成を示すブロック図（その２）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る露光装置判定システムの装置判定サーバ２の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る露光装置判定システムの第１の工場の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る露光装置判定方法を説明するためのフローチャート（その１）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る露光装置判定方法を説明するためのフローチャート（その２）である。
【図７】本発明の実施の形態に係る露光装置判定方法を説明するためのフローチャート（その３）である。
【図８】投影レンズの調整例１に係る第１パターンを示す平面図である。
【図９】投影レンズの調整例１に係るゼルニケ係数に対応する第１パターンの敏感度を示すグラフである。
【図１０】投影レンズの調整例１に係るゼルニケ係数に対応する投影レンズの調整前の波面収差を示すグラフである。
【図１１】投影レンズの調整例１に係るゼルニケ係数に対応する投影レンズの調整後の波面収差を示すグラフである。
【図１２】投影レンズの調整例１に係る投影レンズの調整前（菱形）及び調整後（四角）の露光装置で描画された第１パターンの左右差を示すグラフである。
【図１３】投影レンズの調整例２に係る第２パターンを示す平面図である。
【図１４】投影レンズの調整例２に係る投影レンズを調整前の露光装置で描画された第２パターンのＺ９、Ｚ１２像高（像幅）を示すグラフである。
【図１５】投影レンズの調整例２に係る投影レンズを調整後の露光装置で描画された第２パターンのＺ９、Ｚ１２像高（像幅）を示すグラフである。
【図１６】投影レンズの調整例２に係る投影レンズを調整前の露光装置で描画された縦方向パターン２２ａの像幅ｗ３及び横方向パターン２２ｂの像高ｈ４の寸法（ＣＤ）を示すグラフである。
【図１７】投影レンズの調整例２に係る投影レンズを調整後の露光装置で描画された縦方向パターン２２ａの像幅ｗ３及び横方向パターン２２ｂの像高ｈ４の寸法（ＣＤ）を示すグラフである。
【図１８】投影レンズの調整例２に係る、投影レンズを調整後、更に照度むらを調整後の露光装置で描画された縦方向パターン２２ａの像幅ｗ３及び横方向パターン２２ｂの像高ｈ４の寸法（ＣＤ）を示すグラフである。
【図１９】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１　　　　本部
２　　　　装置判定サーバ
３　　　通信ネットワーク
５ａ〜５ｎ　　　（第１〜第ｎの）工場
６ａ〜６ｎ　　　　露光装置
７ａ　　測定装置
１０　　中央処理制御装置（ＣＰＵ）
１０ａ　光学系誤差算出手段
１０ｂ　シミュレーション手段
１０ｃ　装置判定手段
１０ｄ　露光条件抽出手段
１０ｅ　危険パターン抽出手段
１０ｆ　座標値抽出手段
１０ｇ　座標系変換手段
１０ｈ　座標値送信手段
１０ｉ　描画危険パターン受信手段
１０ｊ　描画危険パターン確認手段
１０ｋ　投影レンズ調整値算出手段
１０ｌ　投影レンズ調整値送信手段
１０ｍ　光近接効果補正手段
１０ｎ　デバイスパターン仮想手段
１０ｏ　代替パターン抽出手段
１２　　装置判定プログラム記憶部
１３　　装置管理データベース
１３ａ　光学系誤差情報記憶部
１３ｂ　リソグラフィ条件記憶部
１３ｃ　光近接効果特性情報記憶部
１３ｄ　デバイスパターン記憶部
１３ｅ　最適露光条件記憶部
１３ｆ　危険パターン記憶部
１３ｇ　座標値記憶部
１３ｈ　測定用座標値記憶部
１３ｉ　投影レンズ調整値記憶部
１３ｊ　光近接効果補正量記憶部
１３ｋ　仮想デバイスパターン記憶部
１３ｌ　装置品質管理情報記憶部
１４　　マスク設計情報データベース
１４ａ　ＣＡＤデータ記憶部
１５　　入力装置
１６　　出力装置
１７　　一時記憶装置
１８　　通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）
２１　　第１パターン
２１Ｌ　第１パターン（左側）
２１Ｒ　第１パターン（右側）
２２ａ　第２パターン（縦方向）
２２ｂ　第２パターン（横方向）
６１ａ〜６１ｎ　通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）
６２ａ〜６２ｎ　送受信手段
６３ａ〜６３ｎ　光学系誤差補正機構
６４ａ〜６４ｎ　露光部
７１　　通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）
７２　　送受信手段
７３　　測定部
ｗ１〜ｗ４　像幅
ｈ１〜ｈ４　像高
ｒ　　　　　スペース幅
ｄ１、ｄ２　左右差（左右差の最大値）
ｄ３〜ｄ５　寸法差（寸法差の最大値）
【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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【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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【図１９】
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