(57)【要約】【課題】ＯＰＣモデルや露光条件を早期に収束させることの可能なＯＰＣモデル作成方法を提供する。【解決手段】入力パラメータ２２Ｇのデフォーカス値として、レベリングオフセット２２Ｄを用いて設計レイアウト２２Ｃを補正し、ＯＰＣモデルを作成する。最良結像面と参照面Ｓ１との位置ずれが最小となるようにステージ１３を調整する。ウェハ表面Ｓ１の位置２２Ｅおよび乖離量ΔＤを取得したのち、乖離量ΔＤが閾値２２Ｈを超えるか否か判定する。乖離量ΔＤが閾値２２Ｈを超えた計測地点において、入力パラメータ２２Ｇのデフォーカス値として乖離量ΔＤを用いて、設計レイアウト２２Ｃを補正し、ＯＰＣモデルを再作成する。ＯＰＣ検証を実施して、転写像が閾値２２Ｊ内となっていない場合には、その領域におけるプロセスパラメータを修正し、ＯＰＣモデルを再作成する。【選択図】図７
2009115844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）モデルを作成するＯＰＣモデル作成方法であって、
所定のパターンが形成されたマスクを用いて前記パターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向への前記ウェハの移動および前記光軸を法線とする平面に対する前記ウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、前記マスクのパターンの像を前記ウェハの表面上に転写する露光装置の前記投影光学系の最良結像面と、前記ステージ上に前記ウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハの表面の位置と、前記参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として前記差分を用いて前記設計レイアウトを補正し、前記ＯＰＣモデルを作成する
ことを特徴とするＯＰＣモデル作成方法。
【請求項２】
前記差分が所定の閾値を超えない場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として、前記露光装置のレベリングオフセットを用いて、前記設計レイアウトを補正し、前記ＯＰＣモデルを作成する
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＰＣモデル作成方法。
【請求項３】
前記最良結像面と前記参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハにおける表面の位置を、前記ウェハの加工前の表面の凹凸情報と、前記ウェハの表面が作成されるまでの間に用いられたマスクのマスクレイアウトとに基づいて導出する
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＰＣモデル作成方法。
【請求項４】
前記閾値は、前記投影光学系の焦点深度よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＰＣモデル作成方法。
【請求項５】
前記ＯＰＣモデルを、像高ごとに作成する
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＰＣモデル作成方法。
【請求項６】
前記ＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクを用いて前記マスクレイアウトを前記ウェハの表面に転写したときに前記ウェハの表面上に形成される転写像を予測し、前記予測により得られた転写像が、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内となっていない場合には、プロセスパラメータを修正し、前記ＯＰＣモデルを再作成する
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＰＣモデル作成方法。
【請求項７】
前記プロセスパラメータは、少なくともデフォーカス値を含む
ことを特徴とする請求項６に記載のＯＰＣモデル作成方法。
【請求項８】
入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）モデルを作成するＯＰＣモデル作成プログラムであって、
所定のパターンが形成されたマスクを用いて前記パターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向への前記ウェハの移動および前記光軸を法線とする平面に対する前記ウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、前記マスクのパターンの像を前記ウェハの表面上に転写する露光装置の前記ステージ上に前記ウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定する参照面の位置を取得する第１取得ステップと、
前記投影光学系の最良結像面と前記第１取得ステップで取得した参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハの表面の位置を取得する第２取得ステップと、
前記第１取得ステップで取得した参照面の位置と、前記第２ステップで取得したウェハの表面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として前記差分を用いて前記設計レイアウトを補正し、前記ＯＰＣモデルを作成する作成ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするＯＰＣモデル作成プログラム。
【請求項９】
前記作成ステップにおいて、前記差分が所定の閾値を超えない場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として、前記露光装置のレベリングオフセットを用いて、前記設計レイアウトを補正し、前記ＯＰＣモデルを作成する
ことを特徴とする請求項８に記載のＯＰＣモデル作成プログラム。
【請求項１０】
前記第２取得ステップにおいて、前記最良結像面と前記参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハにおける表面の位置を、前記ウェハの加工前の表面の凹凸情報と、前記ウェハの表面が作成されるまでの間に用いられたマスクのマスクレイアウトとに基づいて導出する
ことを特徴とする請求項８に記載のＯＰＣモデル作成プログラム。
【請求項１１】
前記閾値は、前記投影光学系の焦点深度よりも小さい
ことを特徴とする請求項８に記載のＯＰＣモデル作成プログラム。
【請求項１２】
前記作成ステップにおいて、前記ＯＰＣモデルを、像高ごとに作成する
ことを特徴とする請求項８に記載のＯＰＣモデル作成プログラム。
【請求項１３】
前記作成ステップにおいて、前記ＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクを用いて前記マスクレイアウトを前記ウェハの表面に転写したときに前記ウェハの表面上に形成される転写像を予測し、前記予測により得られた転写像が、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内となっていない場合には、プロセスパラメータを修正し、前記ＯＰＣモデルを再作成する
ことを特徴とする請求項８に記載のＯＰＣモデル作成プログラム。
【請求項１４】
前記プロセスパラメータは、少なくともデフォーカス値を含む
ことを特徴とする請求項８に記載のＯＰＣモデル作成プログラム。
【請求項１５】
入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）モデルを作成するＯＰＣモデル作成装置であって、
所定のパターンが形成されたマスクを用いて前記パターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向への前記ウェハの移動および前記光軸を法線とする平面に対する前記ウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、前記マスクのパターンの像を前記ウェハの表面上に転写する露光装置の前記投影光学系の最良結像面と、前記ステージ上に前記ウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハの表面の位置と、前記参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として前記差分を用いて前記設計レイアウトを補正し、前記ＯＰＣモデルを作成する作成部
を備えたことを特徴とするＯＰＣモデル作成装置。
【請求項１６】
入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）モデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いて前記マスクレイアウトを前記ウェハの表面に転写する転写工程と、
前記ウェハの表面上に形成された転写像が、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内となっていない場合には、前記ウェハの表面上に形成された転写像が、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内となるまで、前記プロセスパラメータの値を調整する調整工程と
を含み、
前記ＯＰＣモデルは、所定のパターンが形成されたマスクを用いて前記パターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向への前記ウェハの移動および前記光軸を法線とする平面に対する前記ウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、前記マスクのパターンの像を前記ウェハの表面上に転写する露光装置の前記投影光学系の最良結像面と、前記ステージ上に前記ウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハの表面の位置と、前記参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として前記差分を用いて前記設計レイアウトを補正することにより作成されている
ことを特徴とする露光装置調整方法。
【請求項１７】
前記プロセスパラメータは、少なくとも、露光量、デフォーカス値、開口数およびコヒーレンスファクタを含む
ことを特徴とする請求項１６に記載の露光装置調整方法。
【請求項１８】
前記マスクを他の露光装置においても用いる場合には、前記他の露光装置におけるプロセスパラメータとして、前記調整工程において調整されたプロセスパラメータのうち少なくとも露光量およびデフォーカス値を流用する
ことを特徴とする請求項１６に記載の露光装置調整方法。
【請求項１９】
入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）モデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いて前記マスクレイアウトを前記ウェハの表面に転写した転写像が、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内となっていない場合には、前記ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるまで、前記プロセスパラメータの値を調整する調整ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする露光装置調整プログラムであって、
前記ＯＰＣモデルは、所定のパターンが形成されたマスクを用いて前記パターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向への前記ウェハの移動および前記光軸を法線とする平面に対する前記ウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、前記マスクのパターンの像を前記ウェハの表面上に転写する露光装置の前記投影光学系の最良結像面と、前記ステージ上に前記ウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハの表面の位置と、前記参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として前記差分を用いて前記設計レイアウトを補正することにより作成されている
ことを特徴とする露光装置調整プログラム。
【請求項２０】
前記プロセスパラメータは、少なくとも、露光量、デフォーカス値、開口数およびコヒーレンスファクタを含む
ことを特徴とする請求項１９に記載の露光装置調整プログラム。
【請求項２１】
前記ＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクを他の露光装置においても用いる場合には、前記他の露光装置におけるプロセスパラメータとして、前記調整工程において調整されたプロセスパラメータのうち少なくとも露光量およびデフォーカス値を流用する
ことを特徴とする請求項１９に記載の露光装置調整プログラム。
【請求項２２】
入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）モデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いて前記マスクレイアウトを前記ウェハの表面に転写した転写像が、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内となっていない場合には、前記ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるまで、前記プロセスパラメータの値を調整する調整部を備え、
前記ＯＰＣモデルは、所定のパターンが形成されたマスクを用いて前記パターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向への前記ウェハの移動および前記光軸を法線とする平面に対する前記ウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、前記マスクのパターンの像を前記ウェハの表面上に転写する露光装置の前記投影光学系の最良結像面と、前記ステージ上に前記ウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハの表面の位置と、前記参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として前記差分を用いて前記設計レイアウトを補正することにより作成されている
ことを特徴とする露光装置調整装置。
【請求項２３】
入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）モデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いて前記マスクレイアウトを製造用ウェハの表面に転写して半導体装置を製造する製造工程を含み、
前記ＯＰＣモデルは、所定のパターンが形成されたマスクを用いて前記パターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向への前記ウェハの移動および前記光軸を法線とする平面に対する前記ウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、前記マスクのパターンの像を前記ウェハの表面上に転写する露光装置の前記投影光学系の最良結像面と、前記ステージ上に前記ウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハの表面の位置と、前記参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として前記差分を用いて前記設計レイアウトを補正することにより作成され、
前記プロセスパラメータの値は、マスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いて前記マスクレイアウトを前記ウェハの表面に転写した転写像が、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内となっていない場合には、前記ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるまで調整されたものである
ことを特徴とする半導体装置製造方法。
【請求項２４】
入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）モデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いて前記マスクレイアウトを製造用ウェハの表面に転写し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ＯＰＣモデルは、所定のパターンが形成されたマスクを用いて前記パターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向への前記ウェハの移動および前記光軸を法線とする平面に対する前記ウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、前記マスクのパターンの像を前記ウェハの表面上に転写する露光装置の前記投影光学系の最良結像面と、前記ステージ上に前記ウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハの表面の位置と、前記参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として前記差分を用いて前記設計レイアウトを補正することにより作成され、
前記プロセスパラメータの値は、マスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いて前記マスクレイアウトを前記ウェハの表面に転写した転写像が、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内となっていない場合には、前記ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるまで調整されたものである
ことを特徴とする半導体装置製造プログラム。
【請求項２５】
入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）モデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いて前記マスクレイアウトを製造用ウェハの表面に転写して半導体装置を製造する製造部を備え、
前記ＯＰＣモデルは、所定のパターンが形成されたマスクを用いて前記パターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向への前記ウェハの移動および前記光軸を法線とする平面に対する前記ウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、前記マスクのパターンの像を前記ウェハの表面上に転写する露光装置の前記投影光学系の最良結像面と、前記ステージ上に前記ウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上の前記ウェハの表面の位置と、前記参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、前記入力パラメータのデフォーカス値として前記差分を用いて前記設計レイアウトを補正することにより作成され、
前記プロセスパラメータの値は、マスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いて前記マスクレイアウトを前記ウェハの表面に転写した転写像が、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内となっていない場合には、前記ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるまで調整されたものである
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、マスクレイアウトの補正に用いられるＯＰＣモデルを作成するＯＰＣモデル作成方法、ＯＰＣモデル作成プログラムおよびＯＰＣモデル作成装置、ＯＰＣモデルを用いて作成したマスクを使って露光装置を調整する露光装置調整方法、露光装置調整プログラムおよび露光装置調整装置、ならびにＯＰＣモデルを用いて作成したマスクを使っ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モデルを用いて設計レイアウト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、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）加工におけるディッシングまたはエロージョンや、ウェハの表面に多層膜を積層した際の加工ばらつきによって、ウェハの表面上に段差やうねりが生じ、ウェハの表面の被露光領域と、露光装置の投影レンズ系の最良結像面との間に大きな乖離が生じた場合には、ウェハの表面の被露光領域が焦点深度から外れ易くなる。被露光領域が焦点深度から外れた場合には、ウェハの表面上に実際に形成された回路パターンが所望の回路パターンとは異なったパターンとなるだけでなく、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を引き起こす虞がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１では、所定の検出点を用いて求めた近似平面から大きく陥没または突出した位置にある検出点を除いて、再度、近似平面を求めることにより、近似平面を最良結像面に合わせ込む方法が提案されている。また、特許文献２では、例えば最小自乗法を用いて複数の測定値からショット単位のフォーカス面を求めると共に、複数の測定値からセンサヘッドのスキャニング方向に平行な複数の軌跡を求め、複数の軌跡のうちフォーカス面とのずれ量が最も小さな２つの軌跡の、フォーカス面とのずれ量を用いて、ショット単位でウェハ位置を調整する方法が提案されている。また、例えば、特許文献３では、パターニングを行うウェハの表面上の段差（平面度）を測定し、段差が所定の範囲外となっている場合には、ウェハの位置または傾きを調整する方法が提案されている。また、例えば、特許文献４において、半導体基板上の段差に対応した段差をマスクに設けて露光する方法が提案されている。また、例えば、特許文献５において、アライメント光学系を用いて測定したウェハの表面の段差データを用いて、ウェハ位置を調整する方法が提案されている。また、特許文献６では、集積回路のレイアウトデータから抽出した配線抵抗や配線容量などの回路パラメータを用いて集積回路のタイミング検証を行い、集積回路が所望の特性となるように所定のルールでレイアウト補正を行う方策が提案されている。また、特許文献７では、焦点深度と露光量余裕度を考慮して導出した補正ルールでレイアウト補正を行う方策が提案されている。また、特許文献８では、各プロセスばらつきを変動させたときの寸法変動量の平均値をマスクの設計パターンの寸法補正量として用いる方策が提案されている。また、特許文献９では、エッチング変換差を考慮して、プロセスパラメータを調整する方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５０７６８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４７４号公報
【特許文献３】特開２００５−１７５３３４号公報
【特許文献４】特開平６−３８０６号公報
【特許文献５】特開平７−７４０８８号公報
【特許文献６】特開２００１−２３０３２３号公報
【特許文献７】特開２００６−３８８９６号公報
【特許文献８】特開２０００−１８１０４５号公報
【特許文献９】特開２００３−３０３７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＯＰＣモデルを用いた設計レイアウトの補正では、例えば、リソグラフィー・ドーズ量、デフォーカス値、光源タイプ、レンズ・パラメータといった入力パラメータが必要となる。ここで、入力パラメータの一つであるデフォーカス値には、通常、露光装置のレベリングオフセット（一定値）が用いられる。しかし、ウェハの表面上に生じた段差やうねりによって、ウェハの表面の被露光領域と、露光装置の投影光学系の最良結像面との間に大きな乖離が生じている場合には、露光装置のレベリングオフセットが、露光時のウェハの表面上における実効的なデフォーカス値とずれてしまう。その結果、ＯＰＣモデルを用いて補正した設計レイアウトを用いて露光した際に、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、ＯＰＣモデルや露光条件を適切な範囲に収束させるのに多大な時間を要してしまうという問題があった。
【０００７】
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、ＯＰＣモデルや露光条件を早期に収束させることの可能なＯＰＣモデル作成方法、ＯＰＣモデル作成プログラムおよびＯＰＣモデル作成装置、このＯＰＣモデル作成方法を用いて作成したマスクを使って露光装置を調整する露光装置調整方法、露光装置調整プログラムおよび露光装置調整装置、ならびにこのＯＰＣモデル作成方法を用いて作成したマスクを使っ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】
【０００８】
本発明のＯＰＣモデル作成方法は、入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣモデルを作成する方法である。この方法では、所定のパターンが形成されたマスクを用いてマスクのパターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、投影光学系の光軸方向へのウェハの移動およびその光軸を法線とする平面に対するウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、マスクのパターンの像をウェハの表面上に転写する露光装置が想定される。そして、この露光装置の投影光学系の最良結像面と、ステージ上にウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上のウェハの表面の位置と、参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、入力パラメータのデフォーカス値として上記差分を用いて設計レイアウトを補正し、ＯＰＣモデルを作成する。
【０００９】
本発明のＯＰＣモデル作成プログラムは、入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣモデルを作成するプログラムであって、以下の（Ａ１）〜（Ａ３）の各ステップをコンピュータに実行させるものである。
（Ａ１）所定のパターンが形成されたマスクを用いてマスクのパターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、投影光学系の光軸方向へのウェハの移動およびその光軸を法線とする平面に対するウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、マスクのパターンの像をウェハの表面上に転写する露光装置のステージ上にウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定する参照面の位置を取得する第１取得ステップ
（Ａ２）投影光学系の最良結像面と第１取得ステップで取得した参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上のウェハの表面の位置を取得する第２取得ステップ
（Ａ３）第１取得ステップで取得した参照面の位置と、第２ステップで取得したウェハの表面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、入力パラメータのデフォーカス値として上記差分を用いて設計レイアウトを補正し、ＯＰＣモデルを作成する作成ステップ
【００１０】
本発明のＯＰＣモデル作成装置は、入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣモデルを作成する装置であって、作成部を備えたものである。ここで、作成部は、所定のパターンが形成されたマスクを用いてマスクのパターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、投影光学系の光軸方向へのウェハの移動およびその光軸を法線とする平面に対するウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、マスクのパターンの像をウェハの表面上に転写する露光装置の投影光学系の最良結像面と、ステージ上にウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上のウェハの表面の位置と、参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、入力パラメータのデフォーカス値として上記差分を用いて設計レイアウトを補正し、ＯＰＣモデルを作成する。
【００１１】
本発明のＯＰＣモデル作成方法、ＯＰＣモデル作成プログラムおよびＯＰＣモデル作成装置では、最良結像面と参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上のウェハの表面の位置と、参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、入力パラメータのデフォーカス値として上記差分を用いて設計レイアウトを補正することによりＯＰＣモデルが作成される。これにより、最良結像面と参照面との位置ずれが最小となるようにステージを調整するグローバルレベリングでは除去しきれない誤差を考慮したＯＰＣモデルを作成することができる。
【００１２】
本発明の露光装置調整方法は、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ２）の各工程を含むものである。
（Ｂ１）入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いてマスクレイアウトをウェハの表面に転写する転写工程
（Ｂ２）ウェハの表面上に形成された転写像が、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内となっていない場合には、ウェハの表面上に形成された転写像が、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内となるまで、プロセスパラメータの値を調整する調整工程
【００１３】
本発明の露光装置調整プログラムは、入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いてマスクレイアウトをウェハの表面に転写した転写像が、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内となっていない場合には、ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるまで、プロセスパラメータの値を調整する調整ステップをコンピュータに実行させるものである。
【００１４】
本発明の露光装置調整装置は、入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いてマスクレイアウトをウェハの表面に転写した転写像が、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内となっていない場合には、ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるまで、プロセスパラメータの値を調整する調整部を備えたものである。
【００１５】
ここで、本発明の露光装置調整方法、露光装置調整プログラムおよび露光装置調整装置において、ＯＰＣモデルは、所定のパターンが形成されたマスクを用いてパターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、投影光学系の光軸方向へのウェハの移動およびその光軸を法線とする平面に対するウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、マスクのパターンの像をウェハの表面上に転写する露光装置の投影光学系の最良結像面と、ステージ上にウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上のウェハの表面の位置と、参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、入力パラメータのデフォーカス値として上記差分を用いて設計レイアウトを補正することにより作成されている。
【００１６】
本発明の露光装置調整方法、露光装置調整プログラムおよび露光装置調整装置では、最良結像面と参照面との位置ずれが最小となるようにステージを調整するグローバルレベリングでは除去しきれない誤差を考慮したＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクが用いられている。つまり、マスクレイアウトの段階でウェハ表面の段差やうねりに起因する誤差が考慮されているので、プロセスパラメータを調整する際に、十分なプロセス余裕度を確保することができる。
【００１７】
本発明の半導体装置製造方法は、入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いてマスクレイアウトを製造用ウェハの表面に転写し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、入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いてマスクレイアウトを製造用ウェハの表面に転写し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、入力パラメータとして少なくともデフォーカス値を有し、かつ集積回路設計データから作成される設計レイアウトを補正するＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いてマスクレイアウトを製造用ウェハの表面に転写し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、ＯＰＣモデルは、所定のパターンが形成されたマスクを用いてパターンの像をウェハの表面上に投影する投影光学系と、投影光学系の光軸方向へのウェハの移動およびその光軸を法線とする平面に対するウェハの傾斜を調整可能なステージとを有し、マスクのパターンの像をウェハの表面上に転写する露光装置の投影光学系の最良結像面と、ステージ上にウェハを載置したときの当該ウェハの表面として仮想的に設定された参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上のウェハの表面の位置と、参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、入力パラメータのデフォーカス値として上記差分を用いて設計レイアウトを補正することにより作成されたものである。また、プロセスパラメータの値は、マスクと、所定の値に設定されたプロセスパラメータとを用いてマスクレイアウトをウェハの表面に転写した転写像が、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内となっていない場合には、ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるまで調整されたものである。
【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、露光装置調整プログラムおよび露光装置調整装置では、最良結像面と参照面との位置ずれが最小となるようにステージを調整するグローバルレベリングでは除去しきれない誤差を考慮したＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクが用いられている。さらに、ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるように調整されたプロセスパラメータが用いられている。これにより、十分なプロセス余裕度を確保しつつ、マスクレイアウトを製造用ウェハの表面に転写することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のＯＰＣモデル作成方法、ＯＰＣモデル作成プログラムおよびＯＰＣモデル作成装置によれば、最良結像面と参照面との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上のウェハの表面の位置と、参照面の位置との差分が所定の閾値を超える場合には、入力パラメータのデフォーカス値として上記差分を用いて設計レイアウトを補正することによりＯＰＣモデルを作成するようにしたので、ＯＰＣモデルを用いて、ウェハ表面の段差やうねりを考慮したマスクレイアウトを作成することができる。その結果、ＯＰＣモデルや露光条件を早期に収束させることができる。
【００２３】
本発明の露光装置調整方法、露光装置調整プログラムおよび露光装置調整装置によれば、最良結像面と参照面との位置ずれが最小となるようにステージを調整するグローバルレベリングでは除去しきれない誤差を考慮したＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクを用いるようにしたので、ウェハ表面に段差やうねりがあったとしても、プロセスパラメータの値（露光条件）を調整する回数を少なくすることができる。従って、露光条件を早期に収束させることができる。
【００２４】
特に、ＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクを用いる一の露光装置だけでなく、他の露光装置においても用いる場合に、他の露光装置におけるプロセスパラメータとして、一の露光装置において既に調整済みのプロセスパラメータのうち少なくとも露光量およびデフォーカス値を流用するようにした場合には、他の露光装置において露光条件を早期に収束させることができ、他の露光装置におけるＴＡＴ(タット；Turn Around Time)を格段に向上させることができる。
【００２５】
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、最良結像面と参照面との位置ずれが最小となるようにステージを調整するグローバルレベリングでは除去しきれない誤差を考慮したＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクと、ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるように調整されたプロセスパラメータとを用いるようにしたので、ウェハ表面に段差やうねりがあったとしても、マスクレイアウトを製造用ウェハの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】
【００２６】
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。
【００２７】
［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調整方法によって調整された露光装置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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
マスク１１は、所定のＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有しており、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モデルは、後述のＯＰＣモデル作成方法を用いて、ウェハ表面の段差やうねりを考慮して作成されたものである。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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の露光領域Ｌに対応しており、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。
【００３５】
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、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、露光時や校正時に、後述の参照面Ｓ１と投影光学系１２の最良結像面（図示せず）との位置ずれが最小となるようにステージ１２を制御する。
【００３８】
記憶部１６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とを記憶しており、露光装置１が駆動される度に制御部１６にロードされるものである。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、デフォーカス値、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。このプロセスパラメータ１６Ｂは、後述の露光装置調整方法を用いて設定されたものであり、ウェハの表面上に形成された転写像が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内となるまで調整されたものである。
【００３９】
ところで、マスク１１に形成されているマスクレイアウトは、上記したように後述のＯＰＣモデル作成方法により作成されたものであるが、所定の条件のときに図４に示した乖離量ΔＤを、ＯＰＣモデルの入力パラメータの一つであるデフォーカス値に代入し、集積回路設計データから作成される設計レイアウトを所定のルールで補正することによって作成されたものである。
【００４０】
ここで、乖離量ΔＤは、図４に示したように、参照面Ｓ１とウェハ表面Ｓ２との差分であり、例えば、図５に示したように、ショット領域ＳＨ内の各計測地点において２０ｎｍから１００ｎｍに渡って大きくばらついている。なお、図５では、乖離量ΔＤが露光装置１のフォーカス余裕度の２５％（例えば５０ｎｍ）を超える計測地点に丸が付されている。
【００４１】
また、参照面Ｓ１は、ウェハＷの表面として仮想的に設定された平面であり、露光時などには、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。参照面Ｓ１は、オートフォーカスセンサ１４を用いることにより計測可能であるが、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、原子間力顕微鏡などを用いても計測可能である。また、この参照面Ｓ１を、オートフォーカスセンサ１４を用いることにより計測した場合には、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も求めることが可能である。
【００４２】
また、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、ウェハＷの加工前の表面の凹凸情報と、ウェハＷの最表面が作成されるまでの間に用いられたマスクのマスクレイアウトとに基づいて導出することが可能であるが、膜厚測定器などを使って実際に測定してもよい。
【００４３】
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を介して製造用のウェハ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レイアウトが縮小されてウェハＷの表面に転写される。
【００４４】
ところで、本実施の形態では、後述のＯＰＣモデル作成方法を用いて、ウェハ表面Ｓ２の段差やうねり（つまりショット領域ＳＨ内の計測地点ごとの乖離量ΔＤ）を考慮して作成されたマスクレイアウトを有するマスク１１が用いられている。さらに、ウェハＷの表面上に形成された転写像が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内となるように調整されたプロセスパラメータ１６Ｂが用いられている。これにより、十分なプロセス余裕度を確保しつつ、マスクレイアウトをウェハ表面Ｓ２に転写することができるので、ウェハ表面Ｓ２に段差やうねりがあったとしても、マスクレイアウトをウェハ表面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。
【００４５】
［第２の実施の形態］
図６は、本実施の形態のＯＰＣモデル作成装置２の概略構成を表したものである。このＯＰＣモデル作成装置２は、上記したマスク１１のマスクレイアウトの作成に用いられたＯＰＣモデルを作成す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。
【００４６】
演算部２０は、後述のＯＰＣモデル作成・検証プログラム２２Ａおよび転写シミュレーションプログラム２２Ｂを実行するためのものであり、入力部２１は、これらＯＰＣモデル作成・検証プログラム２２Ａおよび転写シミュレーションプログラム２２Ｂ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。
【００４７】
記憶部２２は、上記した２つのプログラムの他に、これら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、設計レイアウト２２Ｃ、レベリングオフセット２２Ｄと、ウェハ表面Ｓ２の位置２２Ｅ、参照面Ｓ１の位置２２Ｆ、乖離量ΔＤ、入力パラメータ２２Ｇ、閾値２２Ｈ，２２Ｊなどをあらかじめ記憶している。
【００４８】
ここで、設計レイアウト２２Ｃとは、集積回路設計データから作成されたものであり、ＯＰＣモデル作成・検証プログラム２２Ａによって補正される補正対象である。
【００４９】
レベリングオフセット２２Ｄとは、露光装置１のレベリングオフセットであり、投影光学系１２の最良結像面と、ステージ１３上にウェハＷを載置したときのウェハ表面Ｓ２として仮想的に設定された参照面Ｓ１との位置ずれ量のことである。このレベリングオフセット２２Ｄは、通常は、露光装置１のメーカ側から提供されるスペックに含まれている。
【００５０】
ウェハ表面Ｓ２の位置２２Ｅとは、投影光学系１２の最良結像面と、ステージ１３上にウェハＷを載置したときの当該ウェハＷの表面として仮想的に設定された参照面Ｓ１との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上におけるウェハ表面Ｓ２の位置を指す。
【００５１】
参照面Ｓ１の位置２２Ｆとは、投影光学系１２の最良結像面と、ステージ１３上にウェハＷを載置したときの当該ウェハＷの表面として仮想的に設定された参照面Ｓ１との位置ずれが最小となるように調整されたステージ上におけるウェハ表面Ｓ２に対して仮想的に設定された平面である。
【００５２】
乖離量ΔＤとは、上記したように、参照面Ｓ１とウェハ表面Ｓ２との差分を指す。
【００５３】
入力パラメータ２２Ｇとは、上記したＯＰＣモデル作成・検証プログラム２２Ａおよび転写シミュレーションプログラム２２Ｂに入力するパラメータである。この入力パラメータ２２Ｇには、例えば、露光波長、露光量、フォーカス、デフォーカス値、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。
【００５４】
閾値２２Ｈは、乖離量ΔＤに対する閾値であり、例えば、露光装置１のフォーカス余裕度の２５％（例えば５０ｎｍ）に設定されている。また、閾値２２Ｊは、後述のＯＰＣ検証の際に用いられる閾値であり、マスク１１とプロセスパラメータ２２Ｇとを用いてマスクレイアウトをウェハＷの表面に転写した転写像が所望の形状および寸法のパターンとの関係で想定される種々の問題が発生しないと思われる範囲を指している。
【００５５】
次に、図７を参照して、本実施の形態のＯＰＣモデル作成装置２におけるＯＰＣモデル作成手順について説明する。なお、図７は、本実施の形態のＯＰＣモデル作成装置２におけるＯＰＣモデルを作成する際の流れを表したものである。
【００５６】
まず、入力パラメータ２２Ｇのデフォーカス値として、露光装置１のレベリングオフセット２２Ｄを用いて設計レイアウト２２Ｃを補正し、ＯＰＣモデルを作成する（ステップＳ１０１）。なお、入力パラメータ２２Ｇに含まれる他のパラメータについては、あらかじめ決められた初期値が用いられる。
【００５７】
次に、ステージ１３上にウェハＷを載置したのち、縮小投影光学系１２の最良結像面と参照面Ｓ１との位置ずれが最小となるようにステージ１３を調整する（ステップＳ１０２）。このとき、ステージ１３の調整には、オートフォーカスセンサ１４を用いる。
【００５８】
次に、ステージ１３上のウェハ表面Ｓ１の位置２２Ｅを取得する（ステップＳ１０３）。このとき、ウェハ表面Ｓ１の位置は、ウェハＷの加工前の表面の凹凸情報と、ウェハＷの最表面が作成されるまでの間に用いられたマスクのマスクレイアウトとに基づいてシミュレーションを行うことによって導出したり、膜厚測定器などを使って実際に測定することに取得可能である。
【００５９】
次に、参照面Ｓ１の位置２２Ｆと、ウェハ表面Ｓ１の位置２２Ｅとの乖離量ΔＤを取得したのち（ステップＳ１０４）、乖離量ΔＤが所定の閾値２２Ｈを超えるか否か判定する（ステップＳ１０５）。ここで、乖離量ΔＤとして５０ｎｍを設定したとすると、例えば、図５の丸で囲んだ計測地点では、乖離量ΔＤが閾値２２Ｈを超えてしまう。
【００６０】
次に、乖離量ΔＤが閾値２２Ｈを超えた計測地点を含む所定の領域において、入力パラメータ２２Ｇのデフォーカス値として乖離量ΔＤを用いて、設計レイアウト２２Ｃを補正し、ＯＰＣモデルを再作成する（ステップＳ１０６）。なお、乖離量ΔＤが閾値２２Ｈを超えなかった他の計測地点においては、既に、露光装置１のレベリングオフセット２２Ｄを用いて設計レイアウト２２Ｃを補正することによりＯＰＣモデルが作成されているので、乖離量ΔＤが閾値２２Ｈを超えなかった他の計測地点に対しては、特に何も補正を行わない。
【００６１】
次に、ＯＰＣ検証を実施する（ステップＳ１０７）。具体的には、上記の各工程を経て作成されたＯＰＣモデルを用いてマスクレイアウトを作成し、その作成したマスクレイアウトを有するマスクを用いてマスクレイアウトをウェハ表面Ｓ２に転写したときにウェハ表面Ｓ２上に形成される転写像を、入力パラメータ２２Ｇを用いた転写シミュレーションにより予測し、予測により得られた転写像が、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内（閾値２２Ｊ内）となっていない場合には、その領域におけるプロセスパラメータを修正し、ＯＰＣモデルを再作成する（ステップＳ１０８）。ここで、修正対象となるプロセスパラメータとしては、上記入力パラメータ２２Ｇの各パラメータが該当するが、少なくともデフォーカス値が修正対象となる。
【００６２】
このようにして、ＯＰＣ検証を繰り返し実行することにより、ウェハ表面Ｓ２の段差やうねりを考慮したＯＰＣモデルが作成される。
【００６３】
本実施の形態では、最良結像面と参照面Ｓ１との位置ずれが最小となるように調整されたステージ１３上のウェハ表面Ｓ２の位置２２Ｅと、参照面Ｓ１の位置２２Ｆとの乖離量ΔＤが所定の閾値２２Ｈを超える場合には、入力パラメータ２２Ｇのデフォーカス値として乖離量ΔＤを用いて設計レイアウト２２Ｃを補正することによりＯＰＣモデルが作成される。これにより、最良結像面と参照面Ｓ１との位置ずれが最小となるようにステージ１３を調整するグローバルレベリングでは除去しきれない誤差を考慮したＯＰＣモデルを作成することができる。その結果、ＯＰＣモデルや露光条件を早期に収束させることができる。
【００６４】
［第３の実施の形態］
図８は、本実施の形態の露光装置調整装置３の概略構成を表したものである。この露光装置調整装置３は、上記したＯＰＣモデル作成装置２によって作成されたＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスク１１を用いて露光装置１を調整するためのものであり、演算部３０、入力部３１および記憶部３２を備えている。
【００６５】
演算部２０は、後述の露光装置調整プログラム３２Ａおよび転写シミュレーションプログラム３２Ｂを実行するためのものであり、入力部２１は、これら露光装置調整プログラム３２Ａおよび転写シミュレーションプログラム３２Ｂ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。
【００６６】
記憶部３２は、上記した２つのプログラムの他に、これら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、マスクレイアウト３２Ｃ、プロセスパラメータ３３Ｃ、閾値３２Ｄなどをあらかじめ記憶している。
【００６７】
ここで、マスクレイアウト３２Ｃは、上記したＯＰＣモデル作成装置２によって作成されたＯＰＣモデルを用いて作成されたものであり、ウェハ表面Ｓ２の段差やうねりが既に考慮されたものである。
【００６８】
プロセスパラメータ３３Ｃとは、上記した露光装置調整プログラム３２Ａおよび転写シミュレーションプログラム３２Ｂに入力するパラメータであり、露光装置調整プログラム３２Ａによって調整される調整対象である。このプロセスパラメータ３３Ｃは、マスク１１を搭載した露光装置１の固有のものであり、このプロセスパラメータ３３Ｃには、例えば、露光波長、露光量、フォーカス、デフォーカス値、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。
【００６９】
ここで、乖離量ΔＤが閾値２２Ｈを超える箇所（計測地点）においては、プロセスパラメータ３３Ｃの一つであるデフォーカス値に対して乖離量ΔＤを用いることが好ましい。また、乖離量ΔＤが閾値２２Ｈを超えない箇所（計測地点）においては、プロセスパラメータ３３Ｃの一つであるデフォーカス値に対して露光装置１のレベリングオフセットを用いることが好ましい。
【００７０】
次に、図９を参照して、本実施の形態の露光装置調整装置３における露光装置調整手順について説明する。なお、図９は、本実施の形態の露光装置調整装置３における露光装置を調整する際の流れを表したものである。
【００７１】
まず、ＯＰＣモデルを用いて作成したマスクレイアウト３２Ｃを有するマスク１１を露光装置１のマスクステージにセットして、条件出し露光を行い、プロセスパラメータ３２Ｄの値を決定する（ステップＳ２０１）。なお、条件出し露光の際には、プロセスパラメータ３２Ｄとして、あらかじめ決められた初期値が用いられる。
【００７２】
次に、決定したプロセスパラメータ３２Ｄの値を用いて再度、露光を行い、転写された転写像が、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３２Ｅ）内となっているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００７３】
次に、転写された転写像が所定の範囲（閾値３２Ｅ）を超えた領域において、プロセスパラメータ３２Ｄの値を調整する（ステップＳ２０３）。なお、転写された転写像が所定の範囲（閾値３２Ｅ）を超えなかった他の領域においては、特に何も調整を行わない。
【００７４】
このようにして、プロセスパラメータ３２Ｄの調整を繰り返し実行することにより、ショット領域ＳＨ内の全ての領域において、プロセスパラメータ３２Ｄの値を決定することができる。
【００７５】
本実施の形態では、上記したＯＰＣモデル作成装置２によって作成されたＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスクが用いられている。つまり、マスクレイアウトの段階で既にウェハ表面Ｓ２の段差やうねりに起因する誤差が考慮されているので、露光装置１のプロセスパラメータ３２Ｄを調整する際に、十分なプロセス余裕度を確保することができる。これにより、ウェハ表面Ｓ２に段差やうねりがあったとしても、プロセスパラメータ３２Ｄの値を調整する回数を少なくすることができる。従って、露光条件を早期に収束させることができる。
【００７６】
［第３の実施の形態の変形例］
上記実施の形態では、露光装置１一台ごとにプロセスパラメータ３２Ｄの値を調整する場合について説明したが、プロセスパラメータ３２Ｄの値が既に調整済みの露光装置１を有しており、かつ、露光装置１に用いるマスク１１と同じマスクを用いる他の露光装置１がある場合には、他の露光装置１のプロセスパラメータ３２Ｄの値を調整する際に、既に調整済みの露光装置１のプロセスパラメータ３２Ｄの一部を流用するようにしてもよい。
【００７７】
具体的には、まず、図１０に示したように、ＯＰＣモデルを用いて作成したマスクレイアウト３２Ｃを有するマスク１１を他の露光装置１にセットし、プロセスパラメータ３２Ｄの値として先に調整済みの露光装置１のプロセスパラメータ３２Ｄを流用して転写シミュレーションを行う（ステップＳ３０１）。このとき、他の露光装置１のプロセスパラメータ３３Ｃとして、先に調整済みの露光装置１の露光量およびデフォーカス値を少なくとも流用する。
【００７８】
次に、マスク１１を用いてマスクレイアウトをウェハ表面Ｓ２に転写したときにウェハ表面Ｓ２上に形成される転写像を、プロセスパラメータ３２Ｄを用いた転写シミュレーションにより予測し、予測により得られた転写像が、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３２Ｅ）内となっているか否か判定する（ステップＳ３０２）。
【００７９】
その結果、転写像が閾値３２Ｅを超えた場合には、閾値３２Ｅを超えた領域において、プロセスパラメータ３２Ｄの値を調整したのち（ステップＳ３０３）、再度、転写シミュレーションを行う（ステップＳ３０１）。なお、転写された転写像が所定の範囲（閾値３２Ｅ）を超えなかった他の領域については、特に何も調整を行わない。
【００８０】
次に、決定したプロセスパラメータ３２Ｄの値を用いて確認として露光を行い、転写された転写像が、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３２Ｅ）内となっているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
【００８１】
次に、転写された転写像が所定の範囲（閾値３２Ｅ）を超えた領域において、プロセスパラメータ３２Ｄの値を調整する（ステップＳ３０３）。なお、転写された転写像が所定の範囲（閾値３２Ｅ）を超えなかった他の領域については、特に何も調整を行わない。
【００８２】
このようにして、プロセスパラメータ３２Ｄの調整を繰り返し実行することにより、ショット領域ＳＨ内の全ての領域において、プロセスパラメータ３２Ｄの値を決定することができる。
【００８３】
このように、本変形例では、ＯＰＣモデルを用いて作成されたマスクレイアウトを有するマスク１１を用いる一の露光装置１だけでなく、他の露光装置１においても用いる場合に、他の露光装置１におけるプロセスパラメータ３２Ｄとして、一の露光装置１において既に調整済みのプロセスパラメータ３２Ｄのうち少なくとも露光量およびデフォーカス値を流用した。これにより、他の露光装置１において露光条件を早期に収束させることができ、他の露光装置におけるＴＡＴを格段に向上させることができる。
【００８４】
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。
【００８５】
例えば、上記各実施の形態等では、露光装置１としてスキャナーを用いる場合について説明していたが、ステッパーを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【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】乖離量について説明するための一の模式図である。
【図５】乖離量について説明するための他の模式図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＯＰＣモデル作成装置の概略構成図である。
【図７】図６のＯＰＣモデル作成装置におけるＯＰＣモデル作成手順について説明するための流れ図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る露光装置調整装置の概略構成図である。
【図９】図８の露光装置調整装置における露光装置調整手順について説明するための流れ図である。
【図１０】図９に続く手順について説明するため流れ図である。
【符号の説明】
【００８７】
１…露光装置、２…ＯＰＣモデル作成装置、３…露光装置調整装置、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，３２Ｄ…プロセスパラメータ、２０，３０…演算部、２１，３１…入力部、２２Ａ…ＯＰＣモデル作成・検証プログラム、２２Ｂ，３２Ｂ…転写シミュレーションプログラム、２２Ｃ…設計レイアウト、２２Ｄ…レベリングオフセット、２２Ｅ…ウェハ表面の位置、２２Ｆ…参照面の位置、２２Ｇ…入力パラメータ、２２Ｈ，２２Ｊ，３２Ａ…露光装置調整プログラム、３２Ｅ…閾値、３２Ｃ…マスクレイアウト、ＡＦ…計測点、Ｌ…露光領域、Ｓ１…参照面、Ｓ２…ウェハ表面、ＳＨ…ショット領域、Ｗ…ウェハ、ΔＤ…乖離量。
【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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