(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置において用いられる前記マスクパターンを補正するマスクパターン補正方法であって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得工程と、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得工程と、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第３取得工程と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件の計算を試みる計算工程と、
前記計算工程における計算の結果、前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分であって、かつ前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった部分を修正する修正工程と
を含むことを特徴とするマスクパターン補正方法。
【請求項２】
前記計算工程において、前記ウェハ表面のうち前記露光装置によって同時に露光される被露光領域ごとに前記調整機構の設定条件を計算する
ことを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項３】
前記計算工程において、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記特定位置における乖離量の二乗和が最小となるように前記調整機構の設定条件を計算する
ことを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項４】
前記第２取得工程において、前記マスクパターンの全ての部分のフォーカス裕度を別途取得し、
前記第３取得工程において、前記ウェハ表面の全体の凹凸情報を別途取得し、
前記計算工程において、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記特定位置における乖離量の二乗和と、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記ウェハ表面の全体における乖離量の二乗和とが互いになるべく小さくなるように前記調整機構の設定条件を計算する
ことを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項５】
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置において用いられる前記マスクパターンを補正するマスクパターン補正プログラムであって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得ステップと、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得ステップと、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第３取得ステップと、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件の計算を試みる計算ステップと、
前記計算ステップにおける計算の結果、前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分であって、かつ前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった部分を修正する修正ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするマスクパターン補正プログラム。
【請求項６】
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置において用いられる前記マスクパターンを補正するマスクパターン補正装置であって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得部と、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得部と、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第３取得部と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件の計算を試みる計算部と、
前記計算部における計算の結果、前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分であって、かつ前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった部分を修正するパターン修正部と
を備えたことを特徴とするマスクパターン補正装置。
【請求項７】
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定方法であって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得工程と、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得工程と、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第３取得工程と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件を導出する第１導出工程と
を含むことを特徴とする露光条件設定方法。
【請求項８】
前記凹凸情報および前記調整機構の設定条件を前記露光装置に転送する転送工程を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の露光条件設定方法。
【請求項９】
前記露光装置にて前記ウェハ表面のフォーカス位置を取得する第４取得工程と、
前記凹凸情報と前記フォーカス位置情報とから、新たに前記特定位置の凹凸情報を導出する第２導出工程と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、第２導出工程で導出した前記凹凸情報を考慮して前記フォーカス面の設定条件を導出する第３導出工程と
を含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の露光条件設定方法。
【請求項１０】
前記導出工程において、前記ウェハ表面のうち前記露光装置によって同時に露光される被露光領域ごとに前記調整機構の設定条件を導出する
ことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の露光条件設定方法。
【請求項１１】
前記導出工程において、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記特定位置における乖離量の二乗和が最小となるように前記調整機構の設定条件を導出する
ことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の露光条件設定方法。
【請求項１２】
前記第２取得工程において、前記マスクパターンの全ての部分のフォーカス裕度を別途取得し、
前記第３取得工程において、前記ウェハ表面の全体の凹凸情報を別途取得し、
前記導出工程において、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記特定位置における乖離量の二乗和と、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記ウェハ表面の全体における乖離量の二乗和とが互いになるべく小さくなるように前記ステージの設定条件を導出する
ことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の露光条件設定方法。
【請求項１３】
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定プログラムであって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得ステップと、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得ステップと、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第３取得ステップと、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件を導出する導出ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする露光条件設定プログラム。
【請求項１４】
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定装置であって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得部と、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得部と、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第３取得部と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件を導出する導出部と
を備えたことを特徴とする露光条件設定装置。
【請求項１５】
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造する製造工程を含み、
前記調整機構の設定条件は、前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、前記投影光学系のフォーカス面が前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出されたものである
ことを特徴とする半導体装置製造方法。
【請求項１６】
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造することをコンピュータに実行させることを特徴とする半導体装置製造プログラムであって、
前記調整機構の設定条件は、前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、前記投影光学系のフォーカス面が前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出されたものである
ことを特徴とする半導体装置製造プログラム。
【請求項１７】
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造する製造部を備え、
前記調整機構の設定条件は、前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、前記投影光学系のフォーカス面が前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出されたものである
ことを特徴とする半導体装置製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置で用いられるマスクパターンを補正するマスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラムおよびマスクパターン補正装置と、露光装置における露光条件を設定する露光条件設定方法、露光条件設定プログラムおよび露光条件設定装置と、露光装置を用いて半導体装置を製造する半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体製造技術の進歩は非常にめざましく、最小加工寸法が０．１μｍ以下の半導体装置が量産されている。このような微細な加工寸法においては、リソグラフィ工程で使用する露光装置の光源波長の余裕度が少ない。そのため、近年では、ウェハの表面上のレジスト層に所望の形状および寸法のパターンを形成するために、ＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity effect Correction）を用いて設計パターンを補正することが一般的に行われている。
【０００３】
しかし、最小加工寸法が０．１μｍ以下となると、ＯＰＣを用いて設計パターンを補正したとしても、ホットスポットを完全になくすることが容易ではない。ここで、ホットスポットとは、標準の露光条件（フォーカス量や、露光量、重ね合せずれ量など）では問題なく転写可能であるが、露光ばらつきにより露光条件がずれた場合（例えば、デフォーカス量が＋５０ｎｍで露光量が−５％となった場合）に、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンのことを指す。欠陥の種類としては、例えば、配線が途切れたり、近接する配線同士が短絡する機能欠陥や、配線が細くなったり配線とビアとの重なり面積が小さくなることで配線抵抗が増加し、配線抵抗の増加による信号遅延に起因して回路が所望の動作をしなくなる特性欠陥などがある。
【０００４】
そのため、従来から、ＯＰＣツールや、リソグラフィシミュレータ、ホットスポット検査ツールなどを用いて、ホットスポットの発生を低減する方策が多数提案されている。例えば、特許文献１〜３では、複数の露光条件においてホットスポットが生じないようなＯＰＣ処理を行うことが提案されている。また、例えば、特許文献４では、ウェハ表面の被露光領域（ショット領域）ごとの位置を露光前に検出して、被露光領域と露光装置のフォーカス平面との乖離量（デフォーカス量）が最小となるようにステージを調整するオートフォーカス・オートレベリングにおいて、ウェハ表面の被露光領域の位置を高精度に検出する方策が提案されている。また、例えば、特許文献５では、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）工程をシミュレーションして、ウェハ表面の凹凸を精確に予測する方策が提案されている。また、例えば、特許文献６では、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いてウェハ表面の凹凸をあらかじめ精確に計測しておく方策が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５１−１３４５２０号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１５２４号公報
【特許文献３】特開２００６−０５８４５２号公報
【特許文献４】特開２００４−２４７４７６号公報
【特許文献５】特開２００２−３４２３９９号公報
【特許文献６】特開平６−２８１４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、オートフォーカス・オートレベリングでは、上記したように、被露光領域ごとに一つのフォーカス平面が設定されるので、ウェハ表面上に生じた段差によって、被露光領域とフォーカス平面との間に大きな乖離が生じている場合には、被露光領域全体に対してフォーカスを合せることができない。そのため、フォーカスのずれたところに露光されるパターンのフォーカス余裕度が小さい場合には、露光した際に、ウェハの表面上のレジスト層に所望の形状および寸法通りのパターンを形成することができず、ホットスポットを発生させてしまうという問題があった。
【０００７】
また、従来では、露光装置のフォーカスばらつきにウェハ表面の段差を加算して求めたデフォーカス量を「ずれた露光条件」として、ホットスポットの有無を検査している。しかし、被露光領域とフォーカス平面とが互いに一致するところでは、段差の分だけデフォーカス量を余計に見積もってしまう事になるが、そのような場所のうちホットスポットと判断されたパターンは実際には欠陥とならない事があり得る。しかし、従来では、誤ってホットスポットと判断されたパターンに対しても修正を加えていたので、ウェハ表面に段差が生じている場合には、パターンの修正に要する工数が膨大となっていた。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンだけを修正することの可能なマスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラムおよびマスクパターン補正装置と、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンの発生を低減することの可能な露光条件設定方法、露光条件設定プログラムおよび露光条件設定装置と、そのような露光条件設定方法を用いて半導体装置を製造する半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のマスクパターン補正方法は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置において用いられるマスクパターンを補正する方法であって、以下の（Ａ１）〜（Ａ５）の各工程を含むものである。
（Ａ１）マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得工程
（Ａ２）マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得工程
（Ａ３）特定位置の凹凸情報を取得する第３取得工程
（Ａ４）投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算を試みる計算工程
（Ａ５）計算工程における計算の結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分を修正する修正工程
【００１０】
本発明のマスクパターン補正プログラムは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置において用いられるマスクパターンを補正するプログラムであって、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ５）の各ステップをコンピュータに実行させるものである。
（Ｂ１）マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得ステップ
（Ｂ２）マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得ステップ
（Ｂ３）特定位置の凹凸情報を取得する第３取得ステップ
（Ｂ４）投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算を試みる計算ステップ
（Ｂ５）計算ステップにおける計算の結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分を修正する修正ステップ
【００１１】
本発明のマスクパターン補正装置は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置において用いられるマスクパターンを補正する装置であって、以下の（Ｃ１）〜（Ｃ５）の各構成要素を備えたものである。
（Ｃ１）マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得部
（Ｃ２）マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得部
（Ｃ３）特定位置の凹凸情報を取得する第３取得部
（Ｃ４）投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算を試みる計算部
（Ｃ５）計算部における計算の結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分を修正するパターン修正部
【００１２】
本発明のマスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラムおよびマスクパターン補正装置では、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように、ウェハ表面の特定位置の凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算が試みられ、その結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分が修正される。これにより、実際には欠陥とならないパターンに対する修正をなくすることができる。
【００１３】
本発明の露光条件設定方法は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件設定方法であって、以下の（Ｄ１）〜（Ｄ４）の各工程を含むものである。
（Ｄ１）マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得工程
（Ｄ２）マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得工程
（Ｄ３）特定位置の凹凸情報を取得する第３取得工程
（Ｄ４）投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件を導出する導出工程
【００１４】
本発明の露光条件設定プログラムは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定方法であって、以下の（Ｅ１）〜（Ｅ４）の各ステップをコンピュータに実行させるものである。
（Ｅ１）マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得ステップ
（Ｅ２）マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得ステップ
（Ｅ３）特定位置の凹凸情報を取得する第３取得ステップ
（Ｅ４）投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件を導出する導出ステップ
【００１５】
本発明の露光条件設定装置は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定装置であって、以下の（Ｆ１）〜（Ｆ４）の各ステップをコンピュータに実行させるものである。
（Ｆ１）マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第１取得部
（Ｆ２）マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第２取得部
（Ｆ３）特定位置の凹凸情報を取得する第３取得部
（Ｆ４）投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件を導出する導出部
【００１６】
本発明の露光条件設定方法、露光条件設定プログラムおよび露光条件設定装置では、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように、ウェハ表面の特定位置の凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件が導出される。これにより、欠陥となるパターンの発生をなくすることができる。
【００１７】
本発明の半導体装置製造方法は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造する製造工程を含むものである。
【００１８】
本発明の半導体装置製造プログラムは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造することをコンピュータに実行させるものである。
【００１９】
本発明の半導体装置製造装置は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造する製造部を備えたものである。
【００２０】
ここで、本発明の半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置において、調整機構の設定条件は、マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出されたものである。
【００２１】
本発明の半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置では、マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出された設定条件が調整機構の駆動に用いられる。これにより、十分なフォーカス裕度を確保しつつ、マスクパターンをウェハ表面に転写することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のマスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラムおよびマスクパターン補正装置によれば、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように、ウェハ表面の特定位置の凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算を試み、その結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分を修正するようにしたので、ウェハ表面に段差があったとしても、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンだけを修正することができる。
【００２３】
本発明の露光条件設定方法、露光条件設定プログラムおよび露光条件設定装置によれば、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように、ウェハ表面の特定位置の凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件を導出するようにしたので、ウェハ表面に段差があったとしても、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンの発生を低減した露光条件を設定することができる。
【００２４】
本発明の半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置によれば、マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出された設定条件を調整機構の駆動に用いるようにしたので、ウェハ表面に段差があったとしても、マスクパターンをウェハ表面に精確に転写することができる。その結果、半導体装置の製造における歩留りを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る露光装置１（半導体装置製造装置）の概略構成を表すものである。この露光装置１は、後述の露光条件設定方法によって設定されたものであり、照明光学系１０、マスク１１、縮小投影光学系１２、ステージ１３を照明光学系１０の光軸ＡＸ上にこの順に配置したものである。縮小投影光学系１２とステージ１３との間にはウェハＷが配置されている。
【００２７】
このウェハＷは、例えば、感光性樹脂からなるレジスト層を半導体基板上に設けたものであり、レジスト層を縮小投影光学系１２に向けて、ステージ１３上に配置されている。また、このウェハＷの表面には、例えば、図２に示したように、矩形状の被露光領域（ショット領域）ＳＨが２次元配置されており、各ショット領域ＳＨが後のダイシング工程によって切り出される個々のチップ状の半導体装置と対応している。
【００２８】
照明光学系１０は、例えば、水銀ランプなどの光源、オプティカルインテグレータ、コンデンサレンズなどを含んで構成されており、面内方向の照度が均一な光束をマスク１１のパターン領域の一部にスリット状に照射するようになっている。
【００２９】
マスク１１は、所定のＯＰＣ処理を施すことにより作成されたマスクパターンを後述のマスクパターン補正方法を用いて補正することにより得られたマスクパターンを有しており、光軸ＡＸを法線とする平面上を一の方向（ｙ方向）に往復移動可能なマスクステージ（図示せず）上に載置されている。ここで、上記ＯＰＣ処理は、ＯＰＣプログラムの入力パラメータの一つであるデフォーカス値として所定の値（例えばゼロ）を代入し、集積回路設計データから作成される設計パターンを補正する工程である。なお、このマスクステージは、図示しない位置計測器によってその位置が計測されており、マスク１１を所定の位置に位置決めすることが可能となっている。
【００３０】
縮小投影光学系１２は、複数枚の光学レンズを重ね合せて形成されており、例えば１／５倍の倍率を有している。
【００３１】
ステージ１３は、図示しないｘｙステージ上に設けられており、縮小投影光学系１２の光軸ＡＸ方向（ｚ方向）へのウェハＷの移動と、光軸ＡＸを法線とする平面に対するウェハＷの傾斜とを調整可能になっている。ｘｙステージは、光軸ＡＸを法線とする平面の面内方向（ｘｙ方向）へのウェハＷの移動を調整可能になっている。
【００３２】
この露光装置１には、オートフォーカスセンサ１４が設けられている。このオートフォーカスセンサ１４は、多点オートフォーカス系のセンサであり、縮小投影光学系１２のイメージフィールド内を含む複数箇所に、ウェハＷの表面の光軸ＡＸ方向の位置ずれ（焦点ずれ）を計測する測定点を備えており、後述する参照面Ｓ１の計測に用いられる。
【００３３】
このオートフォーカスセンサ１４は、例えば、図１に示したように、縮小投影光学系１２を間にして両側に配置された発光部１４Ａおよび検知部１４Ｂを有する斜入射光式のセンサである。発光部１４Ａは、ウェハＷの表面に光束を射出するためのものであり、例えば、光源、コンデンサレンズ、複数の投影スリットを有する絞り、コリメータレンズ、対物レンズなどを含んで構成されている。検知部１４Ｂは、発光部１４Ａから射出された光であって、かつウェハＷの表面で反射した反射光を検出するためのものであり、例えば、対物レンズ、コンデンサレンズ、振動ミラー、受光スリットを有する絞り、受光素子などを含んで構成されている。ここで、発光部１４Ａ内の絞りは、例えば、一の方向に沿って一定間隔で並んだ５つのスリットからなるスリット列を一の方向と直交する方向に所定の間隔で５列設けたものであり、このスリットを介して投影された像がウェハＷの表面のショット領域ＳＨ内に形成されるようになっている。ショット領域ＳＨのうち像の投影された部分が、オートフォーカスセンサ１４の計測点に対応しており、例えば、図３に示したように、その計測点ＡＦがｘ軸方向およびｙ軸方向に５×５のマトリクス状に配置されている。そして、各計測点ＡＦのうちｙ軸方向の中央部分に対応する計測点ＡＦが縮小投影光学系１２の被露光領域Ｌに対応しており、被露光領域Ｌの前後（スキャン方向の前後）にも各計測点ＡＦが設けられている。
【００３４】
なお、オートフォーカスセンサ１４は、図１に示した斜入射光式の以外の方式のものであってもよく、例えば、エアーマイクロセンサや静電容量センサなどのギャップセンサを用いる方式であってもよい。ただし、オートフォーカスセンサ１４として、ギャップセンサを用いた場合には、被露光領域Ｌの前後（スキャン方向の前後）にだけ、各計測点ＡＦが設けられることになる。
【００３５】
また、この露光装置１には、制御部１５および記憶部１６が設けられている。
【００３６】
制御部１５は、照明光学系１０の光源の露光光量や、マスクステージ、ｘｙステージ、ステージ１３、オートフォーカスセンサ１４、記憶部１６などを制御するためのものである。例えば、制御部１５は、マスクステージを走査方向（ｙ軸方向）に移動し、マスク１１のパターン領域の一部にスリット状に照明された領域（照明領域）に対してマスク１１のパターン領域を走査方向（ｙ軸方向）に走査すると共に、一回の走査によりマスク１１内の全てのパターンが照明領域を通過するように制御する。一方、ｘｙステージをマスク１１と同期してマスク１１の走査方向とは逆の方向に移動し、ウェハＷのショット領域ＳＨを被露光領域Ｌに対して走査する。このとき、ｘｙステージの移動速度がマスクステージの移動速度に縮小投影光学系１２の倍率をかけたものと等しくなるように、ｘｙステージを制御する。また、例えば、制御部１５は、露光時に同時に露光される各被露光領域（被露光領域Ｌ）において、後述のレベリングパラメータ１６Ｃを用いて参照面Ｓ１とウェハ表面Ｓ２とが所定の関係となるようにステージ１３を制御する。
【００３７】
記憶部１６には、上記で例示したような制御を行うための制御プログラム１６Ａと、この制御プログラムで用いるプロセスパラメータ１６Ｂおよびレベリングパラメータ１６Ｃとが記憶されている。ここで、プロセスパラメータ１６Ｂには、例えば、露光波長、露光量、フォーカス、デフォーカス、ドーズ、開口数、コヒーレンスファクタなどが含まれている。また、レベリングパラメータ１６Ｃには、ステージ１３の光軸ＡＸ方向への移動量と、光軸ＡＸを法線とする平面に対するステージ１３の傾斜角とが含まれており、これら移動量および傾斜角は、後述の露光条件設定方法によって設定されたものであり、露光時に同時に露光される被露光領域（被露光領域Ｌ）ごとに設定されている。
【００３８】
ところで、参照面Ｓ１は、図４に示したように、ウェハＷの表面Ｓ２として仮想的に設定された平面であり、露光時などには、縮小投影光学系１２の最良結像面との位置ずれが最小となるように設定されている。従って、参照面Ｓ１は、露光時などには、縮小投影光学系１２の最良結像面（フォーカス面）と露光装置１のフォーカスばらつきの範囲内で一致しているといえる。この参照面Ｓ１は、オートフォーカスセンサ１４の計測値を用いることにより設定可能であるが、例えば、露光装置１に内蔵されているマスク測定装置（図示せず）や、原子間力顕微鏡（図示せず）などの計測値を用いることによっても設定可能である。また、この参照面Ｓ１を、オートフォーカスセンサ１４の計測値を用いることにより設定した場合には、計測点ＡＦ間を所定のルールで補間することが好ましい。なお、この参照面Ｓ１は、シミュレーションによって設定することも可能である。
【００３９】
また、図４に例示したウェハ表面Ｓ２は、ウェハＷの最表面のことである。このウェハ表面Ｓ２の凹凸情報は、原子間力顕微鏡などを使ってウェハ表面Ｓ２を実際に測定することによって導出可能であるが、例えば、ＣＭＰシミュレーションを用いて導出することも可能である。
【００４０】
本実施の形態の露光装置１では、照明光学系１０からの光束がマスク１１および縮小投影光学系１２を介してウェハＷの表面に入射する。これにより、マスク１１に形成されたマスクパターンが縮小されてウェハＷの表面に転写される。
【００４１】
ところで、本実施の形態では、ステージ１３の光軸ＡＸ方向への移動量と、光軸ＡＸを法線とする平面に対するステージ１３の傾斜角とが、後述の露光条件設定方法によって設定されたレベリングパラメータ１６Ｃを用いて、露光時に同時に露光される被露光領域（被露光領域Ｌ）ごとに調整される。これにより、十分なフォーカス裕度を確保しつつ、マスクパターンをウェハ表面Ｓ２に転写することができるので、ウェハ表面Ｓ２に段差があったとしても、マスクパターンをウェハ表面Ｓ２に精確に転写することができる。その結果、半導体装置の製造における歩留りを向上させることができる。
【００４２】
［第２の実施の形態］
図５は、本実施の形態のマスクパターン補正装置２の概略構成を表したものである。このマスクパターン補正装置２は、ＯＰＣプログラムの入力パラメータの一つであるデフォーカス値として所定の値（例えばゼロ）を代入し、集積回路設計データから作成される設計パターンに対してＯＰＣ処理を施すことによって作成されたマスクパターン（以下、単に「設計パターンに基づいて作成されたマスクパターン」と称する。）を、後述のマスクパターン補正方法を用いて補正することにより上記実施の形態のマスク１１のマスクパターンを得るためのものであり、演算部２０、入力部２１および記憶部２２を備えている。
【００４３】
演算部２０は、記憶部２２に記憶されているプログラムを実行するためのものであり、入力部２１は、記憶部２２に記憶されているプログラムの実行に際して必要となる情報を入力するためのものである。
【００４４】
記憶部２２には、後述のマスクパターン補正手順を演算部２０に実行させるマスクパターン補正プログラム２２Ａの他に、このプログラムに用いられる種々のデータが記憶されている。具体的には、特定位置情報２２Ｂ、フォーカス裕度情報２２Ｃ、凹凸情報２２Ｄ、閾値２２Ｅなどが記憶されている。なお、これら特定位置情報２２Ｂ、フォーカス裕度情報２２Ｃ、凹凸情報２２Ｄおよび閾値２２Ｅがあらかじめ記憶部２２に記憶されていない場合には、これらを入力部２１から必要に応じて随時入力してもよい。
【００４５】
ここで、特定位置情報２２Ｂとは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンをウェハ表面Ｓ２上に転写したときにウェハ表面Ｓ２上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲（閾値２２Ｅ）を超える特定部分に対応するウェハ表面Ｓ２のｘｙ座標（ホットスポット候補Ｐのｘｙ座標）を指す（図６参照）。このホットスポット候補Ｐの位置情報には、互いに異なるデフォーカス条件ごとに得られたホットスポット候補Ｐの位置情報が含まれている。
【００４６】
閾値２２Ｅは、回路パターンや欠陥種類に応じて設定されるものであり、マスクパターン全体に対して設定されている。機能欠陥であるオープンやショートにおいては、製造工程能力から求まる配線幅や配線間のスペースが閾値２２Ｅの値となるので、例えば、オープンの場合に、配線幅が９０ｎｍ未満となったときに欠陥と判断するときには閾値２２Ｅの値として９０ｎｍが設定され、ショートの場合に、配線間のスペースが８０ｎｍ未満となったときに欠陥と判断するときには閾値２２Ｅの値として８０ｎｍが設定される。また、特性欠陥である配線遅延においては、例えば、特定の回路パターンに対して元の設計パターンの線幅から５％以上ずれたときに欠陥と判断するときには閾値２２Ｅの値として元の設計パターンの線幅の５％が設定される。
【００４７】
フォーカス裕度情報２２Ｃとは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンのうち上記した特定部分に対応する部分（ホットスポット）のフォーカス裕度ΔＦ（図６参照）についての情報を含むものである。ここで、フォーカス裕度ΔＦの大きさは、ドーズや閾値２２Ｅの大きさに応じて設定されるものである。そのため、フォーカス裕度ΔＦの大きさは、通常はホットスポット候補Ｐごとに異なっている。なお、フォーカス裕度情報２２Ｃに、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターン全体に対するフォーカス裕度ΔＦについての情報が含まれていてもよい。
【００４８】
凹凸情報２２Ｄは、ウェハ表面Ｓ２のうち上記した特定部分に対応する部分の表面位置（ｘｙｚ座標）についての情報を含むものである。従って、各ホットスポット候補Ｐにおいて、凹凸情報２２Ｄにフォーカス裕度情報２２Ｃを加味することにより、図６に示したように、光軸ＡＸ方向において許容される焦点ずれの範囲を把握することが可能となる。なお、凹凸情報２２Ｄに、ウェハ表面Ｓ２全体に対する表面位置（ｘｙｚ座標）についての情報が含まれていてもよい。
【００４９】
次に、図７を参照して、本実施の形態のマスクパターン補正装置２におけるマスクパターン補正手順について説明する。なお、図７は、本実施の形態のマスクパターン補正装置２において、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを補正する際の流れを表したものである。
【００５０】
まず、特定位置情報２２Ｂを、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する（ステップＳ１０１）。ここで、特定位置情報２２Ｂが記憶部２２に記憶されている場合には、特定位置情報２２Ｂを記憶部２２から読み出し、特定位置情報２２Ｂが記憶部２２に記憶されていない場合には、特定位置情報２２Ｂを入力部２１から入力することにより、特定位置情報２２Ｂを得る。
【００５１】
互いに異なる複数のデフォーカス条件として、通常のホットスポット検査で用いる最大デフォーカス条件と標準の露光条件におけるデフォーカス条件との間の条件をいくつか設定することが好ましい。通常のホットスポット検査での最大デフォーカス量は露光装置１のフォーカスばらつきとウェハ表面Ｓ２の段差を加算したものであることから、通常のホットスポット検査での最大デフォーカス量以上にフォーカスがずれる事を想定する必要はないからである。例えば、通常のホットスポット検査での最大デフォーカス量が±１００ｎｍであり、標準の露光条件でのデフォーカス量を０ｎｍだとすると、±２５ｎｍ、±５０ｎｍ、±７５ｎｍの４つをデフォーカス条件として設定することが可能である。
【００５２】
なお、上記の例では、デフォーカス量を２５ｎｍ刻みで設定したが、その回路パターンに要求される仕様などに応じて刻み幅を変更することが好ましい。また、ホットスポット検査の時間を短縮するために、最初に最大デフォーカス量でホットスポット検査を実行し、その検査でホットスポット候補Ｐとなったウェハ表面Ｓ２のｘｙ座標に対応する部分およびその近傍の回路パターンを切り出して、最大デフォーカス量よりも小さなデフォーカス量でホットスポット検査を実行するようにしてもよい。このようにして、回路パターン内のどの位置にホットスポット候補Ｐがあり、そのホットスポット候補Ｐはどのデフォーカス量でホットスポットとなる(逆に言えばどのデフォーカス量でホットスポットではなくなる)のかが判明する。さらに、ホットスポット候補Ｐごとに、欠陥種類(線幅太り、線幅細り、重ね合わせ面積の不足など)を導出するようにしてもよい。
【００５３】
次に、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度ΔＦを取得する（ステップＳ１０２）。ここで、フォーカス裕度ΔＦが記憶部２２に記憶されている場合には、フォーカス裕度ΔＦを記憶部２２から読み出し、フォーカス裕度ΔＦが記憶部２２に記憶されていない場合には、フォーカス裕度ΔＦを入力部２１から入力することにより、フォーカス裕度ΔＦを得る。また、このときに、特定部分に対応する部分だけでなく、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターン全体に対するフォーカス裕度ΔＦを取得してもよい。
【００５４】
次に、特定位置の凹凸情報２２Ｄを取得する（ステップＳ１０３）。ここで、凹凸情報２２Ｄが記憶部２２に記憶されている場合には、凹凸情報２２Ｄを記憶部２２から読み出し、凹凸情報２２Ｄが記憶部２２に記憶されていない場合には、凹凸情報２２Ｄを入力部２１から入力することにより、凹凸情報２２Ｄを得る。また、このときに、特定位置だけでなく、ウェハ表面Ｓ２全体に対する凹凸情報２２Ｄを取得してもよい。
【００５５】
なお、ウェハ表面Ｓ２の凹凸情報２２Ｄは、原子間力顕微鏡などを使ってウェハ表面Ｓ２を実際に測定することによって導出可能であるが、例えば、ＣＭＰシミュレーションを用いて導出することも可能である。
【００５６】
次に、図８に例示したように、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入るように、凹凸情報２２Ｄを考慮してステージ１３の設定条件の計算を試みる（ステップＳ１０４）。
【００５７】
このとき、露光装置１がステッパーであれば、ショット領域ＳＨ（図２参照）に対するフォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入るようにステージ１３の設定条件を計算し、露光装置１がスキャナーであれば、被露光領域Ｌ（図３参照）に対するフォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入るようにステージ１３の設定条件を計算する。具体的には、フォーカス面（参照面Ｓ１）とウェハ表面Ｓ２との特定位置における乖離量（デフォーカス量）の二乗和が最小となるようにステージ１３の設定条件を計算する。
【００５８】
なお、ステージ１３の設定条件を計算する際に、露光装置１の個体差(機差)を考慮することが好ましい。露光装置１にはレンズの収差や、オートフォーカス・オートレベリングの動作、ステージ１３の平坦度などに個体差がある。例えば、レンズ収差によってショット領域ＳＨや被露光領域Ｌの特定場所におけるフォーカスずれなどがある。ウェハ表面Ｓ２のフォーカスずれは、例えば、パターンが転写されたウェハ表面Ｓ２に対して散乱光を照射することにより測定可能である（特開２００６−２２８８４３参照）。そのような手法を用いてあらかじめ露光装置１の個体差を測定し、それを参照テーブル(Look Up Table:ＬＵＴ)などの形式で記憶部２２に記憶しておき、ステージ１３の設定条件を計算する際に参照テーブルを読み出し、露光装置１の個体差を考慮することが可能である。
【００５９】
さらに、ある特定の露光装置１の個体差だけを考慮するのではなく、利用する全ての露光装置１についての個体差を上記のような手法を用いてあらかじめ求めておき、例えば、平均化したり、中間値(メディアン)や最頻度値(モード)を導出したりすることで、利用する全ての露光装置１の個体差を考慮するようにしてもよい。
【００６０】
次に、計算工程における計算の結果、図９に例示したように、フォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入っているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００６１】
その結果、フォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入っていなかった場合には、まず、フォーカス裕度ΔＦが増加するように、設計パターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入らなかった部分（図９では図中の左側の２つのホットスポット候補Ｐに対応する部分）の配線幅や、配線形状、配線間のスペースなどを修正する（ステップＳ１０６）。次に、修正後の設計パターンに対してＯＰＣ処理を施すことにより作成されたマスクパターン（以下、単に「修正後のマスクパターン」と称する。）を有するマスクを用いて上記ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５を実行し直す。具体的には、特定位置情報２２Ｂを、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得し直し（ステップＳ１０１）、修正後のマスクパターンのうち特定部分（修正後のマスクパターンを有するマスクを用いて修正後のマスクパターンをウェハ表面Ｓ２上に転写したときにウェハ表面Ｓ２上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲（閾値２２Ｅ）を超える特定部分）に対応する部分のフォーカス裕度ΔＦを取得し直し（ステップＳ１０２）、特定位置の凹凸情報２２Ｄを取得し直し（ステップＳ１０３）、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入るように、凹凸情報２２Ｄを考慮してステージ１３の設定条件の計算を再度、試み（ステップＳ１０４）、その結果、フォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入っているか否かを判定し直す（ステップＳ１０５）。そして、フォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入っていないと再度判定された場合には、フォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入るか、または判定回数が所定の回数を超えるまで、ステップＳ１０１からステップＳ１０５を繰り返し実行する。
【００６２】
そして、フォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入っていないと再度判定された場合には、判定回数が所定の回数を超えるまで、ステップＳ１０１からステップＳ１０５を繰り返し実行する。なお、フォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入っていた場合には、ステージ１３の設定条件を計算し直す必要はない。また、判定回数が所定の回数を超えた場合には、設計レイアウトそのものを修正することとなる。
【００６３】
このようにして、本実施の形態のマスクパターン補正装置２におけるマスクパターンの補正が行われる。
【００６４】
本実施の形態のマスクパターン補正装置２では、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度ΔＦ内に入るように、ウェハ表面Ｓ２の特定位置の凹凸情報２２Ｄを考慮してステージ１３の設定条件の計算が試みられ、その結果、フォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入らなかった場合には、フォーカス裕度ΔＦが増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入らなかった部分が修正される。これにより、実際には欠陥とならないパターン、例えば、同時に露光される被露光領域(ステッパーであればショット領域ＳＨ、スキャナーであれば被露光領域Ｌ)のデフォーカス量(参照面Ｓ１とウェハ表面Ｓ２との乖離量)が最小となるように参照面Ｓ１を設定していた従来のケースでは欠陥とみなされるパターンに対する修正をなくすることができる。その結果、ウェハ表面Ｓ２に段差があったとしても、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンだけを修正することができるので、ＴＡＴ(タット；Turn Around Time)を格段に向上させることができ、また、回路パターンの面積を最小限に抑えることができる。
【００６５】
［第２の実施の形態の変形例］
上記第２の実施の形態では、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）とウェハ表面Ｓ２との特定位置における乖離量（デフォーカス量）の二乗和が最小となるようにステージ１３の設定条件を計算していたが、ステップＳ１０２において、特定部分に対応する部分だけでなく、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターン全体に対するフォーカス裕度ΔＦを取得し、ステップＳ１０３において、特定位置だけでなく、ウェハ表面Ｓ２全体に対する凹凸情報２２Ｄを取得した場合には、さらに、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）とウェハ表面Ｓ２とのウェハ表面Ｓ２の全体における乖離量（デフォーカス量）の二乗和が最小となるようにステージ１３の設定条件も計算し、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）とウェハ表面Ｓ２との特定位置における乖離量（デフォーカス量）の二乗和と、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）とウェハ表面Ｓ２とのウェハ表面Ｓ２の全体における乖離量（デフォーカス量）の二乗和とが互いになるべく小さくなるようにステージ１３の設定条件を計算するようにしてもよい。このようにした場合には、ウェハ表面Ｓ２のうちホットスポット候補Ｐ以外の部分に対応する部分の設計マージン（フォーカス面（参照面Ｓ１）とフォーカス裕度ΔＦの上限または下限との差分）を大きくすることができる。
【００６６】
ただし、通常、ホットスポット候補Ｐの数の方がホットスポット候補Ｐではない部分の数よりも少ないので、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）とウェハ表面Ｓ２との特定位置における乖離量（デフォーカス量）の二乗和と、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）とウェハ表面Ｓ２とのウェハ表面Ｓ２の全体における乖離量（デフォーカス量）の二乗和とを単純に足してしまうと、ホットスポット候補Ｐのデフォーカス量が過小評価されてしまう。そのため、何らかの重み付けをしてそれぞれの二乗和を評価する事が好ましい。そのとき、それぞれの二乗和が最小になる場合で正規化し、さらに重み付けしてそれぞれのデフォーカス量を評価するようにしてもよい。
【００６７】
［第３の実施の形態］
図１０は、本実施の形態の露光条件設定装置３の概略構成を表したものである。この露光条件設定装置３は、露光装置１の露光条件を設定するためのものであり、演算部２０、入力部２１、記憶部３２および出力部３３を備えている。
【００６８】
記憶部３２には、後述の露光条件設定手順を演算部２０に実行させる露光条件設定プログラム３２Ａの他に、このプログラムに用いられる種々のデータを記憶している。具体的には、上記第２の実施の形態と同様、特定位置情報２２Ｂ、フォーカス裕度情報２２Ｃ、凹凸情報２２Ｄ、閾値２２Ｅなどが記憶されている。なお、これら特定位置情報２２Ｂ、フォーカス裕度情報２２Ｃ、凹凸情報２２Ｄおよび閾値２２Ｅがあらかじめ記憶部３２に記憶されていない場合には、これらを入力部２１から必要に応じて随時入力してもよい。また、出力部３３は、導出したステージ１３の設定条件などを露光装置１に転送するためのものである。
【００６９】
次に、図１１を参照して、本実施の形態の露光条件設定装置３における露光条件設定手順について説明する。なお、図１１は、本実施の形態の露光条件設定装置３における露光条件を設定する際の流れを表したものである。なお、以下では、上記第２の実施の形態における記述と重複する内容についての記述を適宜省略する。
【００７０】
まず、特定位置情報２２Ｂを、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得したのち（ステップＳ２０１）、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度ΔＦを取得する（ステップＳ２０２）。
【００７１】
次に、特定位置の凹凸情報２２Ｄを取得したのち（ステップＳ２０３）、図８に例示したように、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入るように、凹凸情報２２Ｄを考慮してステージ１３の設定条件を導出する（ステップＳ２０４）。このとき、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入るような条件を導出することができなかった場合には、上記第２の実施の形態と同様の手順（ステップＳ１０５、Ｓ１０６）を実施する。
【００７２】
次に、導出したステージ１３の設定条件を露光装置１に転送すると共に、オートフォーカスセンサ１４にてウェハ表面位置を測定することを指示するコマンドを露光装置１に転送する（ステップＳ２０５）。すると、露光装置１において、これらが受信されたのち、オートフォーカスセンサ１４にてウェハ表面位置（ウェハ表面Ｓ２’）が測定され（図１２参照）、その測定結果が露光条件設定装置３に転送される。その後、露光条件設定装置３は露光装置１で計測されたウェハ表面位置を入力部２１で受信する。
【００７３】
なお、既に凹凸情報２２Ｄを取得しているのに、改めてオートフォーカスセンサ１４にてウェハ表面位置を測定するのは、例えばウェハＷをステージ１３に固定する際のばらつきによって凹凸情報２２Ｄに多少のオフセットが生じた際に、そのオフセットを補正するためである。
【００７４】
次に、露光装置１で計測されたウェハ表面位置（ウェハ表面Ｓ２’）と凹凸情報２２Ｄとを合成して、新たな凹凸情報２２Ｆを導出する（ステップＳ２０６）。
【００７５】
次に、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１’）がフォーカス裕度ΔＦ内に入るように、凹凸情報２２Ｆを考慮してステージ１３の設定条件の計算を再度、試みる（ステップＳ２０７）。このとき、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）がフォーカス裕度ΔＦ内に入るような条件を導出することができなかった場合には、上記第２の実施の形態と同様の手順（ステップＳ１０５、Ｓ１０６）を実施する（ステップＳ２０８、Ｓ２０９）。その後、その露光条件を露光装置１に転送し記憶させる。このようにして、本実施の形態の露光条件設定装置３における露光条件の設定が行われる。
【００７６】
本実施の形態の露光条件設定装置３では、投影光学系１２のフォーカス面（参照面Ｓ１）がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度ΔＦ内に入るように、ウェハ表面Ｓ２の特定位置の凹凸情報２２Ｆを考慮してステージ１３の設定条件が導出される。これにより、欠陥となるパターンの発生をなくすることができる。その結果、ウェハ表面Ｓ２に段差があったとしても、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンの発生を低減した露光条件を設定することができる。
【００７７】
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】図１のウェハの上面図である。
【図３】図１のオートフォーカスセンサの計測点について説明するための模式図である。
【図４】参照面とウェハ表面について説明するための模式図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るマスクパターン補正装置の概略構成図である。
【図６】ホットスポット候補とフォーカス裕度について説明するための模式図である。
【図７】図５のマスクパターン補正装置におけるマスクパターン補正手順について説明するための流れ図である。
【図８】参照面の設定方法について説明するための一の模式図である。
【図９】参照面の設定方法について説明するための他の模式図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る露光条件設定装置の概略構成図である。
【図１１】図１０の露光条件設定装置における露光条件設定手順について説明するための流れ図である。
【図１２】露光装置のオフセット調整について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…露光装置、２…マスクパターン補正装置、３…露光条件設定装置、１０…照明光学系、１１…マスク、１２…縮小投影光学系、１３…ステージ、１４…オートフォーカスセンサ、１４Ａ…発光部、１４Ｂ…検知部、１５…制御部、１６，２２，３２…記憶部、１６Ａ…制御プログラム、１６Ｂ…プロセスパラメータ、２０…演算部、２１…入力部、２２Ａ…マスクパターン補正プログラム、２２Ｂ…特定位置情報、２２Ｃ…フォーカス裕度情報、２２Ｄ…凹凸情報、２２Ｅ…閾値、３２Ａ…露光条件設定プログラム、ＡＦ…計測点、Ｌ…露光領域、Ｐ…ホットスポット候補、Ｓ１…参照面、Ｓ２…ウェハ表面、ＳＨ…ショット領域、Ｗ…ウェハ、ΔＦ…フォーカス裕度。
【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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