(57)【要約】【課題】露光装置を変更した場合に、早期かつ的確に対応することが可能な方法を提供する。【解決手段】第１の露光装置用のフォトマスクのマスクパターンを規定する工程Ｓ１と、第２の露光装置に設定し得る複数の露光条件を規定する工程Ｓ２と、第２の露光装置によって基板上に投影されるマスクパターンの投影像を複数の露光条件それぞれについて予測する工程Ｓ３と、投影像に基づく基板表面の加工パターンを複数の露光条件それぞれについて予測する工程Ｓ４と、複数の露光条件それぞれについて加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する工程Ｓ７と、少なくとも１つの露光条件において加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、フォトマスクを第２の露光装置に適用できると判断する工程Ｓ１１と、を備える。【選択図】図１
2007142275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の露光装置用のフォトマスクのマスクパターンを規定する工程と、
第２の露光装置に設定し得る複数の露光条件を規定する工程と、
前記第２の露光装置によって基板上に投影される前記マスクパターンの投影像を前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、
前記投影像に基づく基板表面の加工パターンを前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、
前記複数の露光条件それぞれについて前記加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する工程と、
少なくとも１つの前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できると判断する工程と、
を備えたことを特徴とするフォトマスクの判定方法。
【請求項２】
前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できると判断した場合に、前記加工パターンが所定の条件を満たす露光条件を前記第２の露光装置に適用すると判断する工程をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの判定方法。
【請求項３】
第１の露光装置用のフォトマスクのマスクパターンを規定する工程と、
第２の露光装置に設定し得る複数の露光条件を規定する工程と、
前記第２の露光装置によって基板上に投影される前記マスクパターンの投影像を前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、
前記投影像に基づく基板表面の加工パターンを前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、
前記複数の露光条件それぞれについて前記加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する工程と、
少なくとも１つの前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できると判断する工程と、
前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できるとの判断に基づき、前記フォトマスクのマスクパターンを前記第２の露光装置によって基板上に投影する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
第１の露光装置用のフォトマスクのマスクパターンを規定する工程と、
第２の露光装置に設定し得る複数の露光条件を規定する工程と、
前記第２の露光装置によって基板上に投影される前記マスクパターンの投影像を前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、
前記投影像に基づく基板表面の加工パターンを前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、
前記複数の露光条件それぞれについて前記加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する工程と、
少なくとも１つの前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できると判断する工程と、
全ての前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしていない場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できないと判断する工程と、
前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できないと判断に基づき、新たなフォトマスクを作成する工程と、
前記新たなフォトマスクのマスクパターンを前記第２の露光装置によって基板上に投影する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
コンピュータに、
第１の露光装置用のフォトマスクのマスクパターンを規定する手順と、
第２の露光装置に設定し得る複数の露光条件を規定する手順と、
前記第２の露光装置によって基板上に投影される前記マスクパターンの投影像を前記複数の露光条件それぞれについて予測する手順と、
前記投影像に基づく基板表面の加工パターンを前記複数の露光条件それぞれについて予測する手順と、
前記複数の露光条件それぞれについて前記加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する手順と、
少なくとも１つの前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できると判断する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクの判定方法、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化及び高集積化に伴い、所望の寸法を有するパターンを高精度で形成することが、ますます重要となってきている。しかしながら、パターンが微細化されると、光近接効果（Optical Proximity Effect: OPE）により、所望の形状を有するパターンを忠実に形成できなくなってくる。そこで、実際のフォトマスクでは、マスクパターンに光近接効果補正（Optical Proximity Correction: OPC）を施し、所望の形状を有するパターンが得られるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
光近接効果は一般に露光装置の特性に依存するため、露光装置毎に光近接効果は異なったものとなる。そのため、ある露光装置について適切な光近接効果補正が施されたフォトマスクであっても、露光装置を変更すると所望の形状を有するパターンが得られなくなる。所望の形状を有するパターンを得るためには、変更した露光装置に適した光近接効果補正が施されたフォトマスクを新たに作成する必要がある。しかしながら、新たなフォトマスクを作成することは、製造期間の増大につながる。変更した露光装置の露光パラメータ（例えば、照明形状）を調整することで、新たなフォトマスクを作成せずに適正な露光を行うことも可能である。すなわち、露光パラメータを調整することによって所定の条件を満たすパターンが得られれば、露光装置を変更した場合に新たなフォトマスクを作成する必要はない。
【０００４】
しかしながら、露光パラメータの調整には限界があるため、露光パラメータの調整によって常に所定の条件を満たすパターンが得られるとは限らない。露光パラメータの調整によって所定の条件を満たすパターンが得られなかった場合には結局、新たなフォトマスクを作成することとなる。露光パラメータの調整作業は、工場等の製造現場において試行錯誤的に行われるものであり、調整作業によって所定の条件を満たすパターンが得られなかった場合には、調整作業に費やした時間が無駄になってしまう。そのため、製造期間のより一層の増大を招くこととなる。
【０００５】
このように、露光装置を変更した場合には、新たなフォトマスクを作成する、露光パラメータを調整する、という２つの対応策が考えられる。しかしながら、どちらの対応策を適用すべきかについての明確な判断基準がないため、製造期間の増大を招くこととなる。したがって、露光装置を変更した場合の対応について、早期かつ的確に判断を行うことが重要な課題である。
【特許文献１】特開平９−３１９０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、露光装置を変更した場合に、早期かつ的確に対応することが可能な方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の視点に係るフォトマスクの判定方法は、第１の露光装置用のフォトマスクのマスクパターンを規定する工程と、第２の露光装置に設定し得る複数の露光条件を規定する工程と、前記第２の露光装置によって基板上に投影される前記マスクパターンの投影像を前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、前記投影像に基づく基板表面の加工パターンを前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、前記複数の露光条件それぞれについて前記加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する工程と、少なくとも１つの前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できると判断する工程と、を備える。
【０００８】
本発明の第２の視点に係る半導体装置の製造方法は、第１の露光装置用のフォトマスクのマスクパターンを規定する工程と、第２の露光装置に設定し得る複数の露光条件を規定する工程と、前記第２の露光装置によって基板上に投影される前記マスクパターンの投影像を前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、前記投影像に基づく基板表面の加工パターンを前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、前記複数の露光条件それぞれについて前記加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する工程と、少なくとも１つの前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できると判断する工程と、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できるとの判断に基づき、前記フォトマスクのマスクパターンを前記第２の露光装置によって基板上に投影する工程と、を備える。
【０００９】
本発明の第３の視点に係る半導体装置の製造方法は、第１の露光装置用のフォトマスクのマスクパターンを規定する工程と、第２の露光装置に設定し得る複数の露光条件を規定する工程と、前記第２の露光装置によって基板上に投影される前記マスクパターンの投影像を前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、前記投影像に基づく基板表面の加工パターンを前記複数の露光条件それぞれについて予測する工程と、前記複数の露光条件それぞれについて前記加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する工程と、少なくとも１つの前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できると判断する工程と、全ての前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしていない場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できないと判断する工程と、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できないと判断に基づき、新たなフォトマスクを作成する工程と、前記新たなフォトマスクのマスクパターンを前記第２の露光装置によって基板上に投影する工程と、を備える。
【００１０】
本発明の第４の視点に係るプログラムは、コンピュータに、第１の露光装置用のフォトマスクのマスクパターンを規定する手順と、第２の露光装置に設定し得る複数の露光条件を規定する手順と、前記第２の露光装置によって基板上に投影される前記マスクパターンの投影像を前記複数の露光条件それぞれについて予測する手順と、前記投影像に基づく基板表面の加工パターンを前記複数の露光条件それぞれについて予測する手順と、前記複数の露光条件それぞれについて前記加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する手順と、少なくとも１つの前記露光条件において前記加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、前記フォトマスクを前記第２の露光装置に適用できると判断する手順と、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ある露光装置用のフォトマスクを他の露光装置に適用できるかどうかを予め判断しておくため、露光装置を変更した場合に早期かつ的確に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明の実施形態の方法を示したフローチャートである。
【００１４】
まず、ある露光装置（露光装置Ａ）用に作成されたフォトマスク（フォトマスクＡ）を他の露光装置（露光装置Ｂ）でも使用できるかどうかをシミュレーションによって検証するために、フォトマスクＡのマスクパターン（マスクパターンＡ）をシミュレーションツール内に規定する（Ｓ１）。フォトマスクＡのマスクパターンＡは、露光装置Ａに適した光近接効果補正が施されたものである。
【００１５】
次に、露光装置Ｂに設定し得る複数の露光条件をシミュレーションツール内に規定する。露光条件（露光パラメータ）としては、例えば露光装置Ｂの照明形状（ここでは、照明形状１〜３）を用いる（Ｓ２）。露光装置には、可変σ機構という機能を備えたものがあり、可変σ機構によって照明の大きさを物理的に調整することが可能である。したがって、露光装置Ｂの可変σ機構による調整可能範囲内で、複数の照明形状を規定する。なお、照明形状とは、照明光の強度分布に対応するものであり、例えば照明位置と光強度によって表すことができる。
【００１６】
次に、露光装置Ｂによって基板上に投影されるマスクパターンＡの投影像（光学像）を、複数の露光条件（照明形状）それぞれについて予測する（Ｓ３）。すなわち、ステップＳ１で規定されたマスクパターンＡのデータ及びステップＳ２で規定された露光装置Ｂの照明形状のデータを用いて、複数の照明形状それぞれについてマスクパターンＡの投影像（投影像１〜３）を算出する。なお、マスクパターンＡが投影される基板としては、フォトレジストが形成された半導体ウエハを想定する。
【００１７】
次に、投影像に基づく基板表面の加工パターンを、複数の露光条件（照明形状）それぞれについて予測する（Ｓ４）。すなわち、半導体ウエハ上に形成されるフォトレジストパターンの予測形状を、投影像のデータを用いて算出する。
【００１８】
次に、算出された加工パターン（フォトレジストパターン）それぞれを、基準パターンと比較する（Ｓ５）。基準パターンとしては、マスクパターンＡ用の設計パターン（光近接効果補正が施されていないパターン）を用いる。具体的には、上記加工パターン（加工パターン１〜３）と上記設計パターンとの寸法差を、設計パターンの全領域において算出する。
【００１９】
次に、ステップＳ５の比較結果に基づいて、上記寸法差が許容寸法差より大きい箇所（危険箇所）の数を、加工パターンそれぞれについて算出する（Ｓ６）。
【００２０】
次に、加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断するために、危険箇所の数が許容数以下であるか否かを、加工パターンそれぞれについて判断する（Ｓ７）。
【００２１】
危険箇所の数が許容数以下である加工パターンは、所定の条件を満たしていると判断する（Ｓ８）。危険箇所の数が許容数以下でない加工パターンは、所定の条件を満たしていないと判断する（Ｓ９）。さらに、少なくとも１つの加工パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する（Ｓ１０）。
【００２２】
少なくとも１つの加工パターンが所定の条件を満たしている場合には、フォトマスクＡを露光装置Ｂに適用できると判断する（Ｓ１１）。さらに、加工パターンが所定の条件を満たす照明形状を、露光装置Ｂに適用できると判断する（Ｓ１２）。全ての加工パターンが所定の条件を満たしていない場合には、フォトマスクＡは露光装置Ｂに適用できないと判断する（Ｓ１３）。
【００２３】
以上のようにして、ある露光装置（露光装置Ａ）用に作成されたフォトマスクＡを他の露光装置（露光装置Ｂ）に適用できるかどうかが、シミュレーションによって判断される。また、露光装置Ｂに適用可能な照明形状もシミュレーションによって判断される。
【００２４】
フォトマスクＡが露光装置Ｂに適用できると判断された場合には、そのような判断に基づき、フォトマスクＡを使用して露光工程を行う。すなわち、フォトマスクＡのマスクパターンＡを、露光装置Ｂによって基板（フォトレジストが形成された半導体ウエハ）上に実際に投影する（Ｓ２１）。さらに、現像を行ってフォトレジストパターンを形成し（Ｓ２２）、フォトレジストパターンをマスクとして半導体ウエハを加工する（Ｓ２３）。なお、ここで言う半導体ウエハの加工には、半導体ウエハ本体上に形成された導電膜や絶縁膜のエッチングが含まれる。
【００２５】
フォトマスクＡが露光装置Ｂに適用できないと判断された場合には、そのような判断に基づき、露光装置Ｂに適用可能な新たなフォトマスク（フォトマスクＢ）を作成する（Ｓ２４）。作成したフォトマスクＢのマスクパターンＢを、露光装置Ｂによって基板（フォトレジストが形成された半導体ウエハ）上に実際に投影する（Ｓ２５）。さらに、現像を行ってフォトレジストパターンを形成し（Ｓ２６）、フォトレジストパターンをマスクとして半導体ウエハを加工する（Ｓ２７）。なお、半導体ウエハの加工には、すでに述べたように、半導体ウエハ本体上に形成された導電膜や絶縁膜のエッチングが含まれる。
【００２６】
新たなフォトマスクＢを作成する場合には、フォトマスクＡの設計パターンを修正するか、或いはフォトマスクＡのマスクパターンを修正する。いずれの場合も、修正されたフォトマスクを露光装置Ｂに適用した場合に危険箇所の数が少なくなるように、修正を行うことが重要である。
【００２７】
図３は、フォトマスクＡの設計パターンを修正してフォトマスクＢを作成する場合の方法を示したフローチャートである。
【００２８】
まず、フォトマスクＡの設計パターンを用意する（Ｓ３１）。続いて、フォトマスクＡの設計パターンを修正するが、図１に示したシミュレーションにより、危険箇所の位置はすでに把握されているため、主として危険箇所近傍の設計パターン（設計レイアウト）を修正する（Ｓ３２）。続いて、修正された設計パターンに対して光近接効果補正を施し、フォトマスクＢ用のマスクパターンを生成する（Ｓ３３）。さらに、生成されたマスクパターンをフォトマスク上に形成することで、フォトマスクＢが得られる（Ｓ３４）。なお、Ｓ３３のステップでマスクパターンを生成した段階で、図１に示したシミュレーションと同様のシミュレーションを行い、生成されたマスクパターンを露光装置Ｂに適用できるか否かを判断するようにしてもよい。
【００２９】
図４は、フォトマスクＡのマスクパターンを修正してフォトマスクＢを作成する場合の方法を示したフローチャートである。
【００３０】
まず、フォトマスクＡの設計パターンを用意する（Ｓ４１）。続いて、フォトマスクＡの設計パターンに対して、露光装置Ｂに適した光近接効果補正を施し、フォトマスクＢ用のマスクパターンを生成する（Ｓ４２）。すなわち、フォトマスクＡの光近接効果補正条件とは異なる光近接効果補正条件で、フォトマスクＢ用のマスクパターンを生成する。なお、光近接効果補正条件には、露光装置の照明形状、露光装置のレンズ収差、フォトレジストのＰＥＢ（Post Exposure Bake）条件、フォトレジストの現像条件、エッチング条件等が含まれる。さらに、生成されたマスクパターンをフォトマスク上に形成することで、フォトマスクＢが得られる（Ｓ４３）。なお、Ｓ４２のステップでマスクパターンを生成した段階で、図１に示したシミュレーションと同様のシミュレーションを行い、生成されたマスクパターンを露光装置Ｂに適用できるか否かを判断するようにしてもよい。
【００３１】
以上のように、本実施形態では、ある露光装置（露光装置Ａ）用に作成されたフォトマスク（フォトマスクＡ）を他の露光装置（露光装置Ｂ）でも使用できるかどうかを、複数の露光条件を用いたシミュレーションによって予め判断しておく。したがって、露光装置を変更した場合に、露光パラメータを調整するか或いは新たなフォトマスクを作成するかの、いずれの対応策を講じればよいかを、早期かつ的確に判断することができる。したがって、露光装置を変更した場合に早期かつ的確に対応することが可能であり、半導体装置の製造期間の増大を防止することができる。
【００３２】
なお、上述した実施形態では、シミュレーションの際に規定する露光条件（露光パラメータ）として照明形状を用いたが、照明形状以外の露光パラメータを用いてもよい。例えば、露光装置の光学系の収差、露光装置の光学系の透過率、露光光の偏光度等を露光パラメータとして用いてもよい。また、これらの露光パラメータを組み合わせて複数の露光条件を規定するようにしてもよい。
【００３３】
また、上述した実施形態で述べた方法は、言うまでもなく、該方法の手順が記述されたプログラムによって動作が制御されるコンピュータによって、実現することが可能である。上記プログラムは、磁気ディスク等の記録媒体或いはインターネット等の通信回線（有線回線或いは無線回線）によって提供することが可能である。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態の方法を示したフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態の方法を示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係り、新たなフォトマスクを作成する方法の一例を示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係り、新たなフォトマスクを作成する方法の他の例を示したフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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