(57)【要約】【課題】  半導体デバイスの製造において、露光用装置と露光用マスクで基板上に形成される回路パターンを所定の精度で得られるようにする。【解決手段】  半導体デバイスの製造に使用する露光装置の個別の特性を表す装置パラメータデータと、プロセス条件から計算により基板上に形成される回路パターンを予測して、その結果を元に基板上で所望のパターン形状が得られるようにマスクパターンの寸法ならびに形状を補正することによって作成されたマスクとそれに対応する露光装置を用いて、基板上に所定の回路パターンを形成する。【選択図】    図１ 
2005352365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置と露光用マスクとにより、基板上に所定の回路パターンを形成する工程を含む半導体デバイスの製造方法であって、
使用する露光装置の個別の特性を表す装置パラメータデータを取得する工程と、
得られた装置パラメータデータを元に、マスクパターンから基板上に形成される回路パターンを予測する工程と、
前記回路パターンを予測する工程の結果を元に、基板上で所望のパターン形状が得られるようにマスクパターンの寸法ならびに形状を補正する工程と、
前記補正された寸法ならびに形状でマスクを製造する工程と、
前記工程によって製造されたマスクとそれに対応する前記露光装置を用いて、基板上に所定の回路パターンを形成する工程とを有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記露光装置の個別の特性を表す装置パラメータデータは、前記露光装置の投影光学系の波面収差データであることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体デバイスの製造方法において、
使用する前記露光装置の個別の特性を表す装置パラメータデータは、前記露光装置の露光領域内の複数点で得られたデータであることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記マスクパターンから基板上に形成される回路パターンを予測する工程は、露光現像シミュレーションであることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体デバイスの製造方法において、
使用する前記露光装置の個別の特性を表す装置パラメータデータを元に前記マスクパターンから前記基板上に形成される回路パターンを予測する工程により、生産ラインに複数存在する露光装置の夫々について、あるマスクを用いて基板上にパターンを形成する際の露光裕度、およびフォーカス裕度の予測を行い、前記マスクにより基板上に所望の回路パターンを形成することが可能な装置を最大にできるように、マスクパターン寸法、ならびに形状を補正することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の半導体デバイスの製造方法において、
使用する前記露光装置の個別の特性を表す装置パラメータデータを元にマスクパターンから基板上に形成される回路パターンを予測する工程は、生産ラインに複数存在する露光装置の夫々について、あるマスクを用いて基板上にパターンを形成する際の露光裕度、およびフォーカス裕度の予測を行い、前記マスクにより基板上に所望の回路パターンを形成可能な露光装置の機種、号機の選別を行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項５記載の半導体デバイスの製造方法において、
選別された露光装置を製造されるデバイス製品、ならびに工程毎にグルーピングして優先順位付けを行い、それに基づいて生産に適用する装置のスケジューリングを行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項３記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記露光装置の露光領域内の複数点で得られた装置パラメータデータと、マスクパターンから基板上に形成される回路パターンを予測する工程により、デバイス製品ならびに工程、および露光装置の機種ならびに号機毎に、デバイス製品製造時に基板上回路パターンの寸法検査を行う測定ポイントを定めることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項９】
基板上に所定の回路パターンを形成する工程を含む半導体デバイスの製造に用いられる露光用マスクの製造方法であって、
使用する露光装置の個別の特性を表す装置パラメータデータを取得する工程と、
得られた装置パラメータデータを元に、マスクパターンから基板上に形成される回路パターンを予測する工程と、
前記回路パターンを予測する工程の結果を元に、基板上で所望のパターン形状が得られるようにマスクパターンの寸法ならびに形状を補正する工程と、
前記補正された寸法、ならびに形状により、マスクパターンを形成する工程とを有することを特徴とする露光用マスクの製造方法。
【請求項１０】
基板上に所定の回路パターンを形成する際に用いられる露光用マスクであって、
前記露光用マスクは、前記露光用マスクを使用する露光装置の機種、ならびに号機毎に、デバイス製品製造時に基板上回路パターンの寸法検査を行う露光フィールド内の位置が指定されていることを特徴とする露光用マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精度な露光用マスクの製造技術に関し、特に、適切な光近接効果補正条件が設定された露光用マスクの製造に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスの高集積化、および高機能化に伴い、これを実現するためのプロセスには更なる微細化、高精度化が求められている。半導体デバイスの製造では、露光用マスク（以下、マスクという）に形成されたパターンを、フォトレジストが塗布された半導体ウエハ（以下、ウエハという）上に、縮小投影露光装置を用いて転写することにより、半導体デバイスの回路パターンを形成する。
【０００３】
半導体デバイスは、複数層の回路パターンにより構成され、ある層の回路パターンは、それより下層の回路パターンに位置合わせ（アライメント）して露光が行われる。
【０００４】
半導体デバイスの微細化は、露光装置の光源の短波長化によって実現されてきたが、近年のパターン微細化は、露光光源の短波長化を上回っており、現在では波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦ（クリプトン弗素）レーザーによる露光装置での線幅９０ｎｍ程度のパターン形成など光源波長以下の微細パターンを露光する必要が生じている。
【０００５】
今後の露光装置における光源の短波長化は、波長１９３ｎｍ程度のＡｒＦ(アルゴン弗素)レーザー、波長１５７ｎｍ程度のＦ2 （弗素）レーザーと進められる見込みだが、いずれにせよ露光光源波長より小さな寸法を持つパターン形成が必須であり、寸法精度の確保は重要な課題となる。
【０００６】
このように露光光源波長以下のパターン形成においては、縮小投影露光に用いるマスクのパターン寸法は単に形成したいパターンを投影露光の縮小倍率（たとえば、スキャン型露光装置では、縮小倍率は４：１）に比例させて大きく作るだけでは不十分であり、ウエハ上に形成すべきパターン寸法、ピッチなどに応じて、所定の寸法が得られるよう微調整を行う必要がある。
【０００７】
また、ラインパターンにおいては、ウエハ上で所定の長さを得るために、マスク上のパターンのライン端部に補助的なパターンを追加する場合もある。これらの技術を総称して光近接効果補正（ＯＰＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）技術と呼ぶ。
【０００８】
これらＯＰＣ技術を用いる際には、設計ルールの異なるデバイス製品毎、または同じデバイス製品の中でも工程毎にそれぞれ異なるパターンに対して、ＯＰＣ条件を個別に設定する必要がある。
【０００９】
その作業の一連の流れについて、図１１により説明する。
【００１０】
まず、デバイス設計部門でデバイス設計時の設計データ２１１（実際にウエハ上で作成すべきデバイス寸法）に対してＯＰＣパラメータ２１２を適用して、補正を加えたマスク描画データ２１３を作成する。
【００１１】
マスク製造部門では、このデータを用いてマスク描画装置２２１でマスク２２２を作成し、デバイス製造部門において露光装置２３１によりウエハ２３０を露光し、露光後のパターン計測２３２により所望のレジストパターンが形成されているかの確認を行う。
【００１２】
さらに、エッチャ２３３でエッチングを行った後のデバイスのパターン計測２３４を行い、所望のパターンが形成されているかの確認を行う。パターン計測２３２，２３４で所望のパターンが得られないときは、露光装置、およびエッチャのプロセス条件を変更して所望のパターンが得られるように調整を行うが、それだけでは追い込めなかった場合にはＯＰＣの条件を改めて再度描画データの作成２１３以降のステップを繰り返して所望のパターンが得られるようにする。
【００１３】
このように、ＯＰＣの条件を定める作業は、複数の部門をまたがった多数のステップが必要となるが、これに対応するべく以下のような技術が知られている。
【００１４】
たとえば、特開平８−７６３４８号公報（特許文献１）では、ＯＰＣパターンの検証と補正に露光現像シミュレーションを用いる例が開示されている。また、特開平１１−１０２０６２号公報（特許文献２）では、想定されるすべてのパターン、スペース幅に対して補正量を求めたテーブルを元にマスクパターンを作成する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−７６３４８号公報
【特許文献２】特開平１１−１０２０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、上記のようなマスクの製造技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【００１６】
ところで、半導体デバイスの生産ラインには、数の露光装置が設置され、これらには各機毎にレンズ収差などの個体差（機差）が存在する。ＯＰＣの条件を定めるには、量産に用いるこれらの装置の個体差を考慮しないと目的のパターンが得られない。
【００１７】
このため、現在は、たとえば、ＯＰＣ条件を変えて形成した複数のテストパターンを載せたマスクを作成し、実際に露光してウエハ上のパターン寸法の測定結果から最適なＯＰＣ条件を定め、それを元にデバイス製造に用いるマスク作成し、そのマスクでまずはテスト露光を行い、ウエハ上のパターン寸法を測定して十分なプロセスマージンが得られることを確認してから、量産に適用する。
【００１８】
製品マスクでの確認でマージン不足があった場合には、さらにマスク修正〜確認の作業を行ってＯＰＣ条件の追い込みを行う。ただし、このようにマスク作成〜確認〜マスク修正〜再確認のサイクルは時間を要し、デバイス製品の開発ＴＡＴ（Ｔｕｒｎ  Ａｒｏｕｎｄ  Ｔｉｍｅ）が増大して量産立ち上げに時間を要することになる。
【００１９】
さらに、上記のサイクルでは、量産適用が想定されるすべての号機を対象にチェック作業を行うことは作業量の面から非常に困難である。このため上記のサイクルは限られた装置での確認に留まることも多く、そのような限定されたサイクルを経て定められたＯＰＣ条件のマスクでは、量産立ち上げ後にデバイス製品の生産量が増えて、他の装置での着工を行った場合、所定のパターン寸法を得られない可能性もある。
【００２０】
本発明の目的は、露光用装置と露光用マスクで基板上に形成される回路パターンを所定の精度で得られるようにすることにより、半導体デバイス製造における試作ＴＡＴ短縮、ならびにマスクコストを低減する技術を提供することにある。
【００２１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２３】
本発明は、露光装置と露光用マスクとにより、基板上に所定の回路パターンを形成する工程を含む半導体デバイスの製造方法であって、使用する露光装置の個別の特性を表す装置パラメータデータを取得する工程と、得られた装置パラメータデータを元に、マスクパターンから基板上に形成される回路パターンを予測する工程と、該回路パターンを予測する工程の結果を元に、基板上で所望のパターン形状が得られるようにマスクパターンの寸法ならびに形状を補正する工程と、補正された寸法ならびに形状でマスクを製造する工程と、製造されたマスクとそれに対応する露光装置を用いて、基板上に所定の回路パターンを形成する工程とを有するものである。
【００２４】
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
【００２５】
本発明は、基板上に所定の回路パターンを形成する工程を含む半導体デバイスの製造に用いられる露光用マスクの製造方法であって、使用する露光装置の個別の特性を表す装置パラメータデータを取得する工程と、得られた装置パラメータデータを元に、マスクパターンから基板上に形成される回路パターンを予測する工程と、回路パターンを予測する工程の結果を元に、基板上で所望のパターン形状が得られるようにマスクパターンの寸法ならびに形状を補正する工程と、補正された寸法、ならびに形状により、マスクパターンを形成する工程とを有するものである。
【００２６】
また、本発明は、基板上に所定の回路パターンを形成する際に用いられる露光用マスクであって、該露光用マスクを使用する露光装置の機種、ならびに号機毎に、デバイス製品製造時に基板上回路パターンの寸法検査を行う露光フィールド内の位置が指定されているものである。
【発明の効果】
【００２７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２８】
（１）適切なＯＰＣ条件を設定したマスクを作成することができるので、半導体デバイスの開発ＴＡＴを短縮することができる。
【００２９】
（２）上記（１）により、低コストで信頼性の高い半導体デバイスの量産を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態１における半導体デバイスのチップエリアの構成を示す説明図、図２は、図１の半導体デバイスにおける製造工程の説明図、図３は、本発明の実施の形態１におけるＯＰＣ設定条件の一例を説明図、図４は、本発明の実施の形態１における露光装置の一例を示す構成図、図５は、図４の露光装置における波面収差の収差関数への展開についての説明図、図６は、図２の装置特性データにおける具体的例を示す説明図、図７は、図２における露光パターンの判定の一例を示す説明図、図８は、図７の露光パターンの判定をプロセスウィンドウにより判定する際の説明図、図９は、図８のプロセスウィンドウを１つの装置についてフィールド内の複数点で評価を行った場合の説明図、図１０は、図９に示したフォーカスマージンの一例を示すテーブルの説明図である。
【００３２】
本実施の形態において、半導体デバイスは、図１に示すように、半導体チップのチップエリア３００内部における複数の機能ブロック３０１〜３０５からなり、その各々で回路パターンは異なっている。
【００３３】
また、半導体デバイス製品は、複数の露光層３１１〜３１７により作成され、同じ機能ブロックであっても露光層が異なれば回路パターンは異なる。パターン情報は、例えば、次に述べる２つの内容で表すことができる。
【００３４】
１つは、機能ブロックがチップエリアのどの位置を占めるかの情報である。これは、機能ブロックの左上端の座標データ３２１とＸ方向幅データ３２２、Ｙ方向幅データ３２３を機能ブロック毎に定めることで表される。
【００３５】
もう１つは、各機能ブロックの内部のパターン情報であり、これはパターンの形状（例えば、ラインパターンかホールパターンか）、パターンピッチＰ、パターン線幅Ｗで定められる。なお、図１はラインパターンのパターン情報の例について示している。
【００３６】
図２は、半導体デバイスの製造システムにおける製造工程の説明図である。
【００３７】
図２において、マスクパターン条件１０１、製造プロセス仕様１０２、および装置特性データ１０３は、ＯＰＣ設定の前提条件である。
【００３８】
マスクパターン条件１０１は、半導体デバイスの製品別／露光層別のパターン情報である。製造プロセス仕様１０２は、半導体デバイスの製品／露光層毎で一意に定められた、露光装置の号機によって変化することのない条件である。
【００３９】
その主な内容は図３に示す通りである。
【００４０】
この中で、レジスト条件とは、露光に用いるレジストの種類と、塗布する膜厚、および反射防止膜（ＢＡＲＣ−Ｂｏｔｔｏｍ  Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔ  Ｃｏａｔｉｎｇ：レジスト下に形成される反射防止膜、ＴＡＲＣ−Ｔｏｐ  Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔ  Ｃｏａｔｉｎｇ：レジスト上に形成される反射防止膜）の有無や種類、そしてその膜厚の情報からなるものである。
【００４１】
また、露光光学系条件は、対象とするパターンを露光する際の、露光装置の光源波長、露光光学系のＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐａｔｕｒｅ：開口数）、および照明条件（σ：コヒーレントファクタ、あるいは変形照明の種類）の情報からなる。
【００４２】
レジスト現像条件は、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ：露光後ベーク）の条件、および現像条件（現像液の種類、現像時間）からなる。
【００４３】
装置特性データ１０３は、露光工程で用いる装置の特性を表すデータであり、主に投影レンズの収差情報である。
【００４４】
ここで、露光装置のレンズ収差に関して、図４、図５を用いて説明する。
【００４５】
図４は、露光装置の構成を示したものである。露光装置は、照明光源４０１、照明光学系４０２、レチクル４０３、投光光学系４０４、露光対象のレジストを塗布した半導体ウエハ４０５を搭載するステージ４０６などから構成されている。
【００４６】
照明光源４０１から発生した露光光は、照明光学系４０２を通してレチクル４０３に到達する。このとき、照明光学系の中の開口絞り４０２１により照明のコヒーレンスファクタσ、あるいは変形照明の種類が制御される。
【００４７】
レチクル４０３は、石英ガラスなどの透明基板の上に、クロムなどの遮光膜により回路パターンが形成されたものである。レチクル４０３を通過した露光光は、投光光学系４０４を通して半導体ウエハ４０５に到達する。
【００４８】
このとき投影光学系の中の開口絞り４０４１により露光時のＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐａｔｕｒｅ：開口数）が制御される。ウエハに到達した光によりウエハに塗布されたレジストが感光し、回路パターンが転写される。
【００４９】
投影光学系４０４には、誤差（投影光学系の波面収差）があり、これは装置によって個体差（機差）があることから、同じ製品の同じ露光層（同じパターン）を露光する場合であっても、ウエハ上で所定のパターン寸法を得るためには、露光時の露光量およびフォーカス条件は装置毎に異なる。
【００５０】
投影光学系４０４を透過した露光光の波面は、理想的には波面４０７に示すように球面になるべきものであるが、実際の投影光学系には硝材の不均一性や、加工誤差、組み立て誤差など各種の誤差があり、これを皆無にすることはできないため、波面には、乱れ４０８が発生する。
【００５１】
理想的な球面波と実際の波面との差は波面収差と呼ばれる。投影光学系の波面収差は、例えばＵＳ−ＰＡＴＥＮＴ：Ｎｏ．５，８２８，４５５に示される様な方法で測定することができる。
【００５２】
前記の技術は、ハルトマンテストの技術を応用したものであり、その内容の説明はここでは省略するが、例えば’Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｈｏｐ  Ｔｅｓｔｉｎｇ（Ｄ．Ｍａｌａｃａｒａ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ（米））’などの文献に技術の詳細が示されている。
【００５３】
波面収差は不定形であるため、一般には収差関数へ展開し、成分毎の大きさをもって定量的に表現される。
【００５４】
図５は、波面収差の収差関数への展開についての説明図である。
【００５５】
図５において、波面収差５００は実測例を示している。波面収差の収差関数への展開に関する詳細はここでは省略するが、詳細については、例えば”光学の原理（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃｓ）（Ｍ．Ｂｏｒｎ、Ｅ．Ｗｏｌｆ共著、東海大学出版会）などの文献に詳しい。
【００５６】
成分５０１では、波面収差を収差関数へ展開したときの主な成分についてそれぞれ示したものである。
【００５７】
これらの各成分は、それぞれの数式と形状表現されるもので示されるものである。各成分を示す数式において、係数：ａn は、該当する成分の大きさの程度を示すものであり、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数と呼ばれる。波面収差は、このＺｅｒｎｉｋｅ係数の値で定量的に表現することが可能となる。
【００５８】
このような形で、各装置の投影レンズの収差情報が得られるわけであるが、図２の装置特性データ１０３の具体的例について、図６を用いて説明する。
【００５９】
図６の左側において、測定点６１１〜６１９は、露光装置の露光フィールド６１０内で波面収差を測定した点をそれぞれ示したものである。投影光学系の波面収差は、フィールド内の各点で異なる値となるため、複数点での測定が必要である。
【００６０】
図６に示した例では、３×３の９点を測定する例を示したが、測定点数はもちろんこれよりも多くても少なくてもよい。
【００６１】
図６の右側は、１測定点での収差データを示してものであり、横軸にはＺｅｒｎｉｋｅ係数の項、縦軸は各係数の大きさをそれぞれ示している。このデータは露光エリア内の各々の測定点に対して保持されるものであり、また露光装置の各々について保持されるものである。
【００６２】
次に、図２において、上記に説明したマスクパターン条件１０１、製造プロセス仕様１０２、および装置特性データ１０３を用いて、マスクパターンがウエハ上にどのように転写されるかを予測する工程について説明する。ここでパターン補正条件１０４は、先に述べたＯＰＣ条件である。このデータにはたとえば過去に実施された補正条件を集積した補正テーブルが考えられる。
【００６３】
予測したいパターンに対する前提条件（マスクパターン条件１０１、製造プロセス条件１０２、装置特性データ１０３）が全く新規のものである場合は、補正条件は入力せずに初回の計算ループを始めることも可能である。
【００６４】
条件が入力（ステップＳ１１１）された後、光強度計算（露光シミュレーション）を行う（ステップＳ１１２）。光強度計算により、レジスト内での光強度分布が算出される。その後、レジスト現像計算（露光後のレジストの熱処置、現像のシミュレーション）を行い（ステップＳ１１３）、最終的にウエハ上で得られる露光パターンを算出する（ステップＳ１１４，Ｓ１１５）。
【００６５】
なお、上記の光強度計算、レジスト現像計算についてはここでは詳しく述べないが、例えばＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  ｖｏｌ．５３８（１９８５）のｐｐ２０７−２２０に示された”ＰＲＯＬＩＴＨ  ：  ａ  ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ｍｏｄｅｌ”などに詳しい。
【００６６】
算出された露光パターンは、所望のパターンが得られているかを判定する（ステップＳ１２０）。
【００６７】
判定法の例を図７に示す。図７は、基板７０２に形成された露光パターン（レジストパターン）７０１の断面を示したものである。
【００６８】
判定は、パターンの寸法Ｗ、場合によっては、レジスト側壁の角度θの、設計値に対する許容範囲で示される条件である。また、判定に当たってはプロセス条件（フォーカスおよび露光量）をある範囲で振ってパターン評価を行い、所望のパターンが得られるプロセス裕度（プロセスウィンドウ）から判定することも可能である。
【００６９】
これを図８で示す。図８は、フォーカス条件、露光量条件に対して得られたパターン寸法の結果として示したものである。この結果を元に、例えば図８の下方に示すように横軸にフォーカス、縦軸に露光量を取って、寸法の許容範囲の上限８１１／下限８１２、および目標寸法８１３が得られるようなフォーカス〜露光量条件（＝露光条件）が示される。
【００７０】
ここで、例えば上限８１１と下限８１２に囲まれた範囲の中で、最大の面積を取るような長方形８２０を定め、これをプロセス裕度（プロセスウィンドウ）と定めることができる。
【００７１】
プロセスウィンドウの横の幅は、フォーカス条件の許容範囲（フォーカス裕度８２１）であり、縦の幅は露光量条件の許容範囲（露光量裕度８２２）である。得られたパターンが判定条件を満たさない場合には、別の補正条件を設定して再度計算を行い、判定条件を満たすまで、図２に示すステップＳ１１２〜Ｓ１２０の処理を繰り返す。
【００７２】
以上、本発明の実施の形態におけるＯＰＣ条件を定めるための基本的な手順についての実施例について示した。
【００７３】
ＯＰＣ条件が実際に量産に使えるかどうかの判定のためには、１つの露光装置においても露光フィールド全域にわたって所望のパターンが形成されるかの判定が必要である。
【００７４】
これについて図９を用いて説明する。図９は、図８で説明したプロセスの許容範囲を、１つの装置についてフィールド内の複数点で評価を行った例である。
【００７５】
このように、１つの装置であってもフィールド内で収差は異なるためプロセスの許容範囲は各点でそれぞれ異なり、装置のプロセス許容範囲はそれらを総合したものとなる。
【００７６】
図９では、たとえばデバイス製品Ａ、工程Ａ、ＯＰＣ条件Ａにおける装置Ａのフォーカスマージン９１１の例を示すものとする。
【００７７】
図中で、グラフ線９０１〜９０５は、図６で示した露光フィールド内の各点において所望のパターンを得られる露光量/フォーカスの範囲をそれぞれ示している。装置のプロセスマージンはこれらのすべてが満たされる範囲内となる。
【００７８】
量産ラインにある装置のそれぞれについてこれらの評価を行うと、所定のＯＰＣ条件がどれだけの装置で適用可能かを判定できる。
【００７９】
図１０は、判定条件をフォーカスマージンとした場合のテーブルである。
【００８０】
図１０（ａ）においては、「デバイス品種Ａ、工程Ａ、ＯＰＣ条件Ａ」の場合の各号機のフォーカスマージンと、「デバイス品種Ａ、工程Ａ、ＯＰＣ条件Ｂ」の場合の各号機のフォーカスマージンとの比較が可能である。
【００８１】
この場合、適用可能号機の多くなるＯＰＣ条件Ｂを採用するという判定が可能となる。また、逆に品種Ａ/工程Ａの量産適用は号機＃１および＃３で行うことが可能であるが、号機＃２では不適当であるという露光装置のグループ分けを行うこと可能となる。
【００８２】
さらに、たとえば、図１０（ｂ）に示すように、パターン条件の異なる「デバイス品種Ａ、工程Ｂ」では別のテーブルが作られることになる。これらのテーブルを各デバイス品種/工程/号機毎に作成することにより、１つのデバイス製品に対する、工程ごとの適用号機のグルーピングが可能となり、それにもとづいて着工スケジュールを定めることも可能となる。
【００８３】
それにより、本実施の形態によれば、量産ラインにおける複数の露光装置の特性を考慮して定められたＯＰＣ条件によりマスクを作成した場合、１つのマスクが適用できる号機はあらかじめ予測されているため、各マスクにその情報を具備することによって不適当な号機での着工を回避することが可能となり、生産効率の低下を防ぐことができる。
【００８４】
また、各号機の露光フィールド内各点でのプロセスマージンがあらかじめ予測されているため、各マスクにその情報を具備することにより、プロセスマージンが最も厳しいフィールド内位置をあらかじめ知ることが可能であり、それに基づいて該当するマスクを使用した量産時の寸法ＱＣの測定ポイントを定めることにより、プロセスの変動によるパターンの変化を敏感に知ることが可能となり、量産の安定化を図ることができる。
【００８５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の技術は、適切なＯＰＣ条件を設定した露光用マスクによる半導体デバイスの製造技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体デバイスのチップエリアの構成を示す説明図である。
【図２】図１の半導体デバイスにおける製造工程の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるＯＰＣ設定条件の一例を説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１における露光装置の一例を示す構成図である。
【図５】図４の露光装置における波面収差の収差関数への展開についての説明図である。
【図６】図２の装置特性データにおける具体的例を示す説明図である。
【図７】図２における露光パターンの判定の一例を示す説明図である。
【図８】図７の露光パターンの判定をプロセスウィンドウにより判定する際の説明図である。
【図９】図８のプロセスウィンドウを１つの装置についてフィールド内の複数点で評価を行った場合の説明図である。
【図１０】図９に示したフォーカスマージンの一例を示すテーブルの説明図である。
【図１１】本発明者が検討したＯＰＣ条件を個別に設定する際の作業の一連の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
３００…チップエリア、３０１〜３０５…機能ブロック、３１１〜３１７…露光層、１０１…マスクパターン条件、１０２…製造プロセス仕様、１０３…装置特性データ、４０１…照明光源、４０２…照明光学系、４０３…レチクル、４０４…投光光学系、４０５…半導体ウエハ、４０６…ステージ、４０２１…開口絞り、４０４１…開口絞り、４０７…波面、５００…波面収差、６１１〜６１９…測定点、６１０…露光フィールド、７０１…露光パターン、７０２…基板、８２１…フォーカス裕度、８２２…露光量裕度、９１１…フォーカスマージン、９０１〜９０５…グラフ線、２１１…設計データ、２１２…ＯＰＣパラメータ、２１３…マスク描画データ、２２１…マスク描画装置、２２２…露光用マスク、２３０…半導体ウエハ、２３１…露光装置、２３２，２３４…パターン計測、２３３…エッチャ。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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