(57)【要約】【課題】マスク再作成を行わなくてもドライエッチングによって所望の寸法のパターンが得られるマスクの作製方法を提供する。【解決手段】本発明に係るマスクの作製方法は、ドライエッチング装置のエッチング条件の過去のエッチング実績であるパターン密度と変換差を用意し、前記パターン密度と前記変換差を基に、パターン密度と変換差の関係による依存傾向を導き出し、マスクを作製しようとしている対象製品のパターン密度を設計データから算出し、その算出されたパターン密度と前記依存傾向から変換差を決定し、前記変換差を用いてマスクのパターン寸法を設計し、その設計に基づいてマスクを作製することを特徴とする。前記パターン密度とは、ウエハの全面積に対するパターンの合計の開口面積の割合（％）であり、前記変換差とは、レジストパターンの寸法と、得られたパターンの寸法との差である。【選択図】      図１
2009278055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライエッチング装置の過去のエッチング実績から得られるパターン密度と変換差を用意し、
前記パターン密度と前記変換差を基に、パターン密度と変換差の関係による第１の依存傾向を導き出し、
露光装置の過去の露光実績から得られる露光時間とレジストパターンの寸法を用意し、
前記露光時間と前記レジストパターンの寸法を基に、露光時間とレジストパターンの寸法の関係による第２の依存傾向を導き出し、
レジストパターンをマスクとしてドライエッチングしようとしている対象製品のパターン密度を設計データから算出し、その算出されたパターン密度と前記第１の依存傾向から変換差を決定し、その決定した変換差と前記対象製品の設計上のパターンの寸法からレジストパターンの寸法を決定し、その決定したレジストパターンの寸法に対する露光時間を前記第２の依存傾向から決定することを特徴とする露光時間の決定方法。
ただし、前記パターン密度とは、前記過去のエッチング実績によるウエハの全面積に対する、ドライエッチングによって得られたパターンの合計の開口面積の割合（％）であり、前記変換差とは、前記過去のエッチング実績で使用したレジストパターンの寸法と、前記レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによって得られたパターンの寸法との差である。
【請求項２】
ドライエッチング装置のエッチング条件の過去のエッチング実績から得られるパターン密度と変換差を用意し、
前記パターン密度と前記変換差を基に、パターン密度と変換差の関係による第１の依存傾向を導き出し、
露光装置の露光条件の過去の露光実績から得られる露光時間とレジストパターンの寸法を用意し、
前記露光時間と前記レジストパターンの寸法を基に、露光時間とレジストパターンの寸法の関係による第２の依存傾向を導き出し、
レジストパターンをマスクとしてドライエッチングしようとしている対象製品のパターン密度を設計データから算出し、その算出されたパターン密度と前記第１の依存傾向から変換差を決定し、その決定した変換差と前記対象製品の設計上のパターンの寸法からレジストパターンの寸法を決定し、その決定したレジストパターンの寸法に対する露光時間を前記第２の依存傾向から決定し、
被エッチング膜上にレジスト膜を塗布し、
前記露光装置を用いて前記レジスト膜を前記第２の依存傾向から決定した露光時間によって露光し、現像することにより、前記被エッチング膜上にレジストパターンを形成し、
前記ドライエッチング装置を用いた前記エッチング条件によって前記レジストパターンをマスクとして前記被エッチング膜をドライエッチングすることにより、前記被エッチング膜からなるパターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
ただし、前記パターン密度とは、前記過去のエッチング実績によるウエハの全面積に対するパターンの合計の開口面積の割合（％）であり、前記変換差とは、前記過去のエッチング実績で使用したマスクを用いてレジスト膜を露光、現像して得られたレジストパターンの寸法と、前記レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによって得られたパターンの寸法との差である。
【請求項３】
ドライエッチング装置の過去のエッチング実績から得られるパターン密度と変換差を用意し、
前記パターン密度と前記変換差を基に、パターン密度と変換差の関係による依存傾向を導き出し、
マスクを作製しようとしている対象製品のパターン密度を設計データから算出し、その算出されたパターン密度と前記依存傾向から変換差を決定し、その決定した変換差を用いてマスクのパターンの寸法を設計し、その設計に基づいてマスクを作製することを特徴とするマスクの作製方法。
ただし、前記パターン密度とは、前記過去のエッチング実績によるウエハの全面積に対する、ドライエッチングによって得られたパターンの合計の開口面積の割合（％）であり、前記変換差とは、前記過去のエッチング実績で使用したマスクを用いてレジスト膜を露光、現像して得られたレジストパターンの寸法と、前記レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによって得られたパターンの寸法との差である。
【請求項４】
ドライエッチング装置のエッチング条件の過去のエッチング実績から得られるパターン密度と変換差を用意し、
前記パターン密度と前記変換差を基に、パターン密度と変換差の関係による依存傾向を導き出し、
マスクを作製しようとしている対象製品のパターン密度を設計データから算出し、その算出されたパターン密度と前記依存傾向から変換差を決定し、その決定した変換差を用いてマスクのパターンの寸法を設計し、その設計に基づいて作製したマスクを準備し、
被エッチング膜上にレジスト膜を塗布し、
前記レジスト膜を前記マスクを用いて露光、現像することにより、前記被エッチング膜上にレジストパターンを形成し、
前記ドライエッチング装置を用いた前記エッチング条件によって前記レジストパターンをマスクとして前記被エッチング膜をドライエッチングすることにより、前記被エッチング膜からなるパターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
ただし、前記パターン密度とは、前記過去のエッチング実績によるウエハの全面積に対する、ドライエッチングによって得られたパターンの合計の開口面積の割合（％）であり、前記変換差とは、前記過去のエッチング実績で使用したマスクを用いてレジスト膜を露光、現像して得られたレジストパターンの寸法と、前記レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによって得られたパターンの寸法との差である。
【請求項５】
請求項２又は４において、前記被エッチング膜からなるパターンは、前記寸法がホール径である場合がホールのパターンであり、前記寸法が配線幅である場合が配線のパターンであ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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィー法及びドライエッチング法を用いて所望のパターンを得ることができる露光時間の決定方法、マスクの作製方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路は、微細化・高集積化が進み、パターンの微細化も加速されている。その為、フォトリソグラフィー法及びドライエッチング法によるますます高精度な加工が求められている。従来から、設計寸法通りのパターン寸法を得るため、寸法誤差が生じた場合はその都度、ドライエッチング条件を最適化してパターン寸法を管理値内に収めるよう調整されている。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６２９２号公報（段落０００１〜０００４）
【０００４】
従来のフォトリソグラフィー法及びドライエッチング法による加工形成技術において、フォトリソグラフィー法とは感光性のフォトレジストを塗布し、フォトレジストの表面に光を照射してパターン状に露光する。露光したウェハを現像液に浸し、余分な部分のフォトレジストを除去することによって、露光された部分と露光されていない部分からなるフォトマスクに描かれた素子及び回路のパターンを焼き付け、生成する技術のことを言う。
【０００５】
また、ドライエッチング法とはフォトグラフィー法によってフォトレジストパターン形成後、反応性の気体（エッチングガス）やイオン、ラジカルによって材料（被エッチング膜）をエッチングする方法である。主に、化学的な反応によってエッチングを行う。フォトレジストが残っている部分はエッチングによって除去されない為、残したいパターンがウエハ上に形成される。その後、溶剤などによってフォトレジストを完全に除去する。また、ドライエッチング法は、ゲート電極形成、ホール形成及び配線形成などの微細加工に多く用いられている。また、これらの形成においてはエッチングガスを使い分けることにより、被エッチング膜種が異なる場合でも同一のドライエッチング装置で形成が可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４及び図５を用いて本発明が解決しようとする課題について説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程を説明するための断面図である。
【０００７】
図４（ａ）に示すように、シリコン基板２１にＬＯＣＯＳ法により、素子分離膜であるＬＯＣＯＳ酸化膜２２を形成する。次いで、シリコン基板２１上に熱酸化にてゲート絶縁膜２３を形成する。その後、ゲート絶縁膜２３上にゲート電極２４を形成する。次いで、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法にてゲート電極２４上に層間絶縁膜２５を形成する。次いで、フォトリソグラフィー法により、層間絶縁膜２５上にコンタクトホールを形成する為の第１のレジスト膜２６を形成する。
【０００８】
次いで、図４（ｂ）に示すように、第１のレジスト膜２６をマスクにしてドライエッチング法にて層間絶縁膜２５を加工形成する。このとき、層間絶縁膜２５上に形成された第１のレジスト膜２６はコンタクトホール形成中にドライエッチングのプラズマダメージによって層間絶縁膜２５がエッチングされると同時にエッチングされる。その為、図４（ａ）に示す第１のレジスト膜２６のホール２７の径は、図４（ｂ）に示すように、層間絶縁膜２５のエッチングが進行すると共に広がる。即ち、図４（ｂ）に示すホール２７ａの径は、図４（ａ）に示すホール２７の径より大きくなる。さらに層間絶縁膜２５のエッチングが進行した結果、図４（ｃ）に示すように、層間絶縁膜２５にコンタクトホール２８が形成される。つまり、下記式（１）に示すように、層間絶縁膜２５に形成されるコンタクトホール２８の径ｙ１は、エッチング中に第１のレジスト膜２６のホールの径が大きくなる寸法αだけホール２７の径ｘ１より大きくなってしまう。その後、スパッタリングによりコンタクトホール２８内及び層間絶縁膜２５上にＷ膜を形成する。その後ＣＭＰ法により、層間絶縁膜２５上のＷ膜を除去する。それにより、コンタクトホール２８内にはＷプラグ２９が埋め込まれる。
ｙ１＝ｘ１＋α・・・式（１）
【０００９】
このように第１のレジスト膜２６のホール２７の寸法とコンタクトホール２８の寸法は同一にならず、上記式（１）に示すαだけ変動する。従って、変動するαを変換差として予め第１のレジスト膜２６のホール２７の寸法に盛り込んでおくことにより、設計値に近いコンタクトホール径を得ることができると考えられる。即ち、第１のレジスト膜２６のホール２７の径を、コンタクトホール２８の径の設計値より変換差αだけ小さくしておくことにより、エッチング後に得られるコンタクトホール２８の径を設計値と同じ寸法にすることができると考えられる。
【００１０】
しかし、被エッチング膜種が異なったり、使用するドライエッチング装置が異なることによって変換差αも異なる。また、被エッチング膜種及びドライエッチング装置が同じであっても、レジスト膜のパターン密度が異なることによって変換差αも異なる。パターン密度とは、エッチングされるウエハの全面積に対するレジスト膜の開口面積の割合（％）をいう。
【００１１】
このように変換差αは一定でないだけでなく、予想するのも困難である。このため、最初にエッチングを行う初回ロットでは、予想して盛り込んでおいた変換差αが正しくないことが多く、その結果、設定していた寸法通りにならないことが多い。この場合は、まず、初回ロットの結果を基にドライエッチング装置の設定条件を調整することが考えられるが、設定条件の調整だけでは所望の寸法のコンタクトホール径が得られないことも多く、その場合はマスク（レチクル）再作製を行わなければならなくなる。
【００１２】
図５（ａ）〜（ｃ）は、図４（ｃ）の次の工程を示すものであって配線を形成する工程を説明するための断面図であり、断面図である。
【００１３】
図５（ａ）に示すように、Ｗプラグ２９上及び層間絶縁膜２５上にスパッタリングによりＡｌ合金膜３０を形成する。次いで、フォトリソグラフィー法により、Ａｌ合金膜３０上に配線を形成する為の第２のレジスト膜３１を形成する。
【００１４】
次いで、図５（ｂ）に示すように、第２のレジスト膜３１をマスクとしてドライエッチング法にてＡｌ合金膜３０を加工形成することによって、図５（ｃ）に示すように、Ｗプラグ２９上及び層間絶縁膜２５上にＡｌ合金配線３３が形成される。このとき、図４に示すコンタクトホール２８の形成と同様に、配線形成においても変換さαが生じる。
【００１５】
つまり、図５（ａ）に示す、Ａｌ合金膜３０上に形成された第２のレジスト膜３１は配線形成中にドライエッチングのプラズマダメージによってＡｌ合金膜３０がエッチングされると同時にエッチングされる。その為、図５（ａ）に示す第２のレジスト膜３１の配線パターン間に形成される溝３２の幅は、図５（ｂ）に示す第２のレジスト膜３１ａの配線パターン間に形成される溝３２ａのように、Ａｌ合金膜３０のエッチングが進行すると共に広がる。言い換えると、図５（ｂ）に示す第２のレジスト膜３１ａの配線パターン幅は、図５（ａ）に示す第２のレジスト膜３１の配線パターン幅ｘ２より小さくなる。さらにＡｌ合金膜３０のエッチングが進行した結果、図５（ｃ）に示すように、Ｗプラグ２９及び層間絶縁膜２５の上にＡｌ合金配線３３が形成される。このＡｌ合金配線３３の配線幅ｙ２は、下記式（２）に示すように、エッチング中に第２のレジスト膜３１の配線パターン間に形成される溝３２の幅が大きくなる寸法αだけ（即ち第２のレジスト膜３１の配線パターン幅が小さくなる寸法αだけ）第２のレジスト膜３１の配線パターン幅ｘ２より小さくなってしまう。
ｙ２＝ｘ２−α・・・式（２）
【００１６】
このようにコンタクトホール２８の形成工程と同様に、配線形成工程においても、第２のレジスト膜３２の配線パターン幅の寸法とＡｌ合金配線３３の配線幅の寸法は同一にならず、上記式（２）に示すαだけ変動する。従って、変動するαを変換差として予め第２のレジスト膜３２の配線パターン幅の寸法に盛り込んでおくことにより、設計値に近い配線幅を有するＡｌ合金配線を得ることができると考えられる。
【００１７】
しかし、コンタクトホール２８の形成工程と同様に、被エッチング膜種が異なること、使用するドライエッチング装置が異なることによって変換差αが異なり、また、被エッチング膜種及びドライエッチング装置が同じであっても、レジスト膜のパターン密度が異なることによって変換差αが異なる。従って、コンタクトホール２８の形成工程と同様に、マスク（レチクル）再作成を行わなければならなくなることがある。
【００１８】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、マスク再作成を行わなくてもドライエッチングによって所望の寸法のパターンが得られる露光時間の決定方法、マスクの作製方法及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明に係る露光時間の決定方法は、ドライエッチング装置の過去のエッチング実績から得られるパターン密度と変換差を用意し、
前記パターン密度と前記変換差を基に、パターン密度と変換差の関係による第１の依存傾向を導き出し、
露光装置の過去の露光実績から得られる露光時間とレジストパターンの寸法を用意し、
前記露光時間と前記レジストパターンの寸法を基に、露光時間とレジストパターンの寸法の関係による第２の依存傾向を導き出し、
レジストパターンをマスクとしてドライエッチングしようとしている対象製品のパターン密度を設計データから算出し、その算出されたパターン密度と前記第１の依存傾向から変換差を決定し、その決定した変換差と前記対象製品の設計上のパターンの寸法からレジストパターンの寸法を決定し、その決定したレジストパターンの寸法に対する露光時間を前記第２の依存傾向から決定することを特徴とする。
ただし、前記パターン密度とは、前記過去のエッチング実績によるウエハの全面積に対する、ドライエッチングによって得られたパターンの合計の開口面積の割合（％）であり、前記変換差とは、前記過去のエッチング実績で使用したレジストパターンの寸法と、前記レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによって得られたパターンの寸法との差である。
【００２０】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、ドライエッチング装置のエッチング条件の過去のエッチング実績から得られるパターン密度と変換差を用意し、
前記パターン密度と前記変換差を基に、パターン密度と変換差の関係による第１の依存傾向を導き出し、
露光装置の露光条件の過去の露光実績から得られる露光時間とレジストパターンの寸法を用意し、
前記露光時間と前記レジストパターンの寸法を基に、露光時間とレジストパターンの寸法の関係による第２の依存傾向を導き出し、
レジストパターンをマスクとしてドライエッチングしようとしている対象製品のパターン密度を設計データから算出し、その算出されたパターン密度と前記第１の依存傾向から変換差を決定し、その決定した変換差と前記対象製品の設計上のパターンの寸法からレジストパターンの寸法を決定し、その決定したレジストパターンの寸法に対する露光時間を前記第２の依存傾向から決定し、
被エッチング膜上にレジスト膜を塗布し、
前記露光装置を用いて前記レジスト膜を前記第２の依存傾向から決定した露光時間によって露光し、現像することにより、前記被エッチング膜上にレジストパターンを形成し、
前記ドライエッチング装置を用いた前記エッチング条件によって前記レジストパターンをマスクとして前記被エッチング膜をドライエッチングすることにより、前記被エッチング膜からなるパターンを形成する工程を有することを特徴とする。
ただし、前記パターン密度とは、前記過去のエッチング実績によるウエハの全面積に対するパターンの合計の開口面積の割合（％）であり、前記変換差とは、前記過去のエッチング実績で使用したマスクを用いてレジスト膜を露光、現像して得られたレジストパターンの寸法と、前記レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによって得られたパターンの寸法との差である。
【００２１】
上記半導体装置の製造方法によれば、予めパターン密度と変換差の関係による第１の依存傾向及び露光時間とレジストパターンの寸法の関係による第２の依存傾向を用意しておき、第１及び第２の依存傾向を用いて露光時間を決定している。このため、エッチング対象の製品に合った変換差を露光時間の調節によってレジストパターンの寸法に盛り込むことができる。そして、決定した露光時間を用いてレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして被エッチング膜をドライエッチングすることによりパターンを形成している。その結果、得られたパターンを狙い寸法に近いパターンの寸法とすることができる。従って、前記露光時間を用いて最初に形成したレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う初回ロットでも、パターンの寸法を狙い寸法に近いものとすることができる。よって、マスク再作成を行わなくてもドライエッチングによって所望の寸法のパターンを得ることができる。
【００２２】
本発明に係るマスクの作製方法は、ドライエッチング装置の過去のエッチング実績から得られるパターン密度と変換差を用意し、
前記パターン密度と前記変換差を基に、パターン密度と変換差の関係による依存傾向を導き出し、
マスクを作製しようとしている対象製品のパターン密度を設計データから算出し、その算出されたパターン密度と前記依存傾向から変換差を決定し、その決定した変換差を用いてマスクのパターンの寸法を設計し、その設計に基づいてマスクを作製することを特徴とする。
ただし、前記パターン密度とは、前記過去のエッチング実績によるウエハの全面積に対する、ドライエッチングによって得られたパターンの合計の開口面積の割合（％）であり、前記変換差とは、前記過去のエッチング実績で使用したマスクを用いてレジスト膜を露光、現像して得られたレジストパターンの寸法と、前記レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによって得られたパターンの寸法との差である。
【００２３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、ドライエッチング装置のエッチング条件の過去のエッチング実績から得られるパターン密度と変換差を用意し、
前記パターン密度と前記変換差を基に、パターン密度と変換差の関係による依存傾向を導き出し、
マスクを作製しようとしている対象製品のパターン密度を設計データから算出し、その算出されたパターン密度と前記依存傾向から変換差を決定し、その決定した変換差を用いてマスクのパターンの寸法を設計し、その設計に基づいて作製したマスクを準備し、
被エッチング膜上にレジスト膜を塗布し、
前記レジスト膜を前記マスクを用いて露光、現像することにより、前記被エッチング膜上にレジストパターンを形成し、
前記ドライエッチング装置を用いた前記エッチング条件によって前記レジストパターンをマスクとして前記被エッチング膜をドライエッチングすることにより、前記被エッチング膜からなるパターンを形成する工程を有することを特徴とする。
ただし、前記パターン密度とは、前記過去のエッチング実績によるウエハの全面積に対する、ドライエッチングによって得られたパターンの合計の開口面積の割合（％）であり、前記変換差とは、前記過去のエッチング実績で使用したマスクを用いてレジスト膜を露光、現像して得られたレジストパターンの寸法と、前記レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによって得られたパターンの寸法との差である。
【００２４】
上記半導体装置の製造方法によれば、予めパターン密度と変換差の関係による依存傾向を用意しておき、この依存傾向を用いてマスクを作製している。このため、エッチング対象の製品に合った変換差をマスクの設計寸法に盛り込むことができる。そして、このようなマスクを用いてレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして被エッチング膜をドライエッチングすることによりパターンを形成している。その結果、得られたパターンを狙い寸法に近いパターンの寸法とすることができる。従って、前記マスクを用いて最初に形成したレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う初回ロットでも、パターンの寸法を狙い寸法に近いものとすることができる。よって、マスク再作成を行わなくてもドライエッチングによって所望の寸法のパターンを得ることができる。
【００２５】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記被エッチング膜からなるパターンは、前記寸法がホール径である場合がホールのパターンであり、前記寸法が配線幅である場合が配線のパターンであることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１（ａ）はコンタクトホール密度と変換差の関係の一例を示したグラフである。なお、図１（ａ）に示すグラフによれば、コンタクトホール密度が低いほど変換差は大きくなることが分かる。ここでいうコンタクトホール密度とは、絶縁膜に形成されるコンタクトホールのパターン密度であり、このパターン密度とは、過去のエッチング実績から得られたエッチングされるウエハの全面積に対するコンタクトホールの合計面積の割合（％）をいう。また、変換差とは、前述した式（１）に示すαをいい、具体的には、過去のエッチング実績で使用したマスク（レチクル）を用いてレジスト膜を露光、現像して得られたレジストパターンのホール径ｘ１と、このレジストパターンをマスクとして絶縁膜をドライエッチングして得られたコンタクトホールの径ｙ１の差である。
【００２７】
変換差αは、ドライエッチング装置ごとに異なり、且つ同一のドライエッチング装置であってもエッチング条件ごとに異なる。このエッチング条件とは、ドライエッチング装置の設定条件、被エッチング膜の種類、レジスト膜の種類などを含む条件である。そして、ドライエッチング装置ごとのエッチング条件ごとに、コンタクトホール密度と変換差の関係を表わすと、図１（ａ）に示すような例えば一次関数で表わされる依存傾向が得られることが確認されている。
【００２８】
上述したことから、ドライエッチング装置ごとのエッチング条件ごとに、過去のエッチング実績（本実施の形態では製品ウエハＡ，Ｂ，Ｃのエッチング実績）からコンタクトホール密度と変換差を図１に示すグラフにプロットしていき、そこから図１（ａ）に示す第１の依存傾向を予め用意する。なお、コンタクトホール密度の算出は、製品Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれの設計データからパターン密度計算ソフトを使用して行う。
【００２９】
図１（ｂ）は露光装置による露光時間とレジストパターンの寸法（即ちホール径）の関係の一例を示したグラフである。このグラフは、露光装置の過去の露光実績から得られた露光時間とその露光時間を用いて露光、現像されたレジストパターンのコンタクトホール径をプロットしていき、そこから導き出された第２の依存傾向を示している。即ち、露光装置における露光時間とレジストパターンのホール径には第２の依存傾向が成立する。
【００３０】
第２の依存傾向は、露光装置ごとに異なり、且つ同一の露光装置であっても露光時間ごとに異なる。但し、露光時間以外の露光条件は同一条件とする。つまり、露光装置ごとに、露光時間とレジストパターンのホール径の関係を表わすと図１（ｂ）に示すような例えば一次関数で表わされる依存傾向が得られること、レジストパターンのホール径は露光時間を長くするほど大きくなることが確認されている。
【００３１】
次に、対象製品の絶縁膜にコンタクトホールを形成するためのレジストパターンを形成する際の露光時間を決定する方法について説明する。
【００３２】
前記対象製品のコンタクトホール密度を設計データから算出し、その算出されたコンタクトホール密度と、予め用意した図１（ａ）に示す第１の依存傾向から変換差を決定する。その決定した変換差と前記対象製品の設計上のパターンの寸法（即ちコンタクトホール径）からレジストパターンのホール径を決定する。その決定したホール径に対する露光時間を図１（ｂ）に示す第２の依存傾向から決定する。
【００３３】
次に、上記のようにして決定した露光時間によって形成されるレジストパターンを用いて半導体装置を製造する方法について図２（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ説明する。図２（ａ）〜（ｃ）はコンタクトホールを形成する工程を有する半導体装置の製造方法を説明する為の断面図である。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、シリコン基板１にＬＯＣＯＳ法により、素子分離領域に位置するＬＯＣＯＳ酸化膜２を形成する。その後、シリコン基板１上に熱酸化によりゲート絶縁膜３を形成する。次いで、ＣＶＤ法にてＬＯＣＯＳ酸化膜２及びゲート絶縁膜３上にＰｏｌｙ−Ｓｉ膜を形成し、フォトリソグラフィー法及びエッチング法にてゲート電極４を加工形成する。
【００３５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法にてＬＯＣＯＳ酸化膜２、ゲート絶縁膜３及びゲート電極４上に層間絶縁膜５を形成する。次いで、層間絶縁膜５上に第１のレジスト膜を塗布し、マスクを用いて上記のようにして決定した露光時間によって露光し、この露光した第１のレジスト膜を現像する。これにより、層間絶縁膜５上にはレジストパターン６が形成される。このレジストパターン６に形成されたホール７の径は、変換差の調整が露光時間によって行われたものである。
【００３６】
次いで、図２（ｃ）に示すように、レジストパターン６をマスクとして層間絶縁膜５をドライエッチングにて加工することにより、層間絶縁膜５にはコンタクトホール８が形成される。その後、レジストパターン６を剥離する。
【００３７】
以上、本発明の第１の実施形態によれば、予め図１（ａ）に示すコンタクトホール密度と変換差の関係による第１の依存傾向及び図１（ｂ）に示す露光時間とレジストパターンのホール径の関係による第２の依存傾向を用意しておき、第１及び第２の依存傾向を用いて露光時間を決定している。このため、エッチング対象の製品に合った変換差を露光時間の調節によってレジストパターンのホール径に盛り込むことができる。そして、決定した露光時間を用いてレジストパターン６を形成し、このレジストパターン６をマスクとしてドライエッチングすることにより層間絶縁膜５にコンタクトホール８を形成している。その結果、得られたコンタクトホール８を狙い寸法に近いホール径とすることができる。従って、前記露光時間を用いて最初に形成したレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う初回ロットからコンタクトホール８の径を狙い寸法に近いものとすることができ、マスク（レチクル）再作製やドライエッチング装置の設定条件の変更を行う必要がなくなる。
【００３８】
（第２の実施形態）
配線密度と変換差の関係にも第１の依存傾向があるため、図１（ａ）に示すグラフと同様のグラフを、配線密度と変換差の関係で表わすことができる。ここでいう配線密度とは、配線のパターン密度であり、このパターン密度とは、エッチングされるウエハの全面積に対する配線パターンにおける合計の開口面積の割合（％）をいう。また、変換差とは、前述した式（２）に示すαをいい、具体的にはレジスト膜をマスク（レチクル）を用いて露光、現像して得られたレジストパターンの配線パターン幅ｘ２と、このレジストパターンをマスクとして配線膜をドライエッチングして得られた配線幅ｙ２の差である。
【００３９】
変換差αは、ドライエッチング装置ごとに異なり、且つ同一のドライエッチング装置であってもエッチング条件ごとに異なる。このエッチング条件とは、ドライエッチング装置の設定条件、被エッチング膜の種類、レジスト膜の種類などを含む条件である。そして、ドライエッチング装置ごとのエッチング条件ごとに、配線密度と変換差の関係を表わすと、図１（ａ）と同様に、例えば一次関数で表わされる第１の依存傾向が得られることが確認されている。
【００４０】
上述したことから、ドライエッチング装置ごとのエッチング条件ごとに、過去のエッチング実績から配線密度と変換差をグラフにプロットしていき、そこから得られる第１の依存傾向を予め用意する。なお、配線密度の算出は、過去のエッチング実績の製品の設計データからパターン密度計算ソフトを使用して行う。
【００４１】
また、配線を形成する際に用いられるレジストパターンの寸法（即ち配線幅）と露光時間の関係にも第２の依存傾向があるため、図１（ｂ）に示すグラフと同様のグラフを、配線のレジストパターンの配線幅と露光時間の関係で表わすことができる。つまり、第２の依存傾向は、露光装置の過去の露光実績から得られた露光時間とその露光時間を用いて露光、現像されたレジストパターンの配線幅をプロットしていき、そこから導き出されるものである。なお、レジストパターンの配線幅は、露光時間を長くするほど短くなり、例えば一次関数で表わされる依存傾向が得られることが確認されている。
【００４２】
次に、対象製品の絶縁膜上に配線を形成するためのレジストパターンを形成する際の露光時間を決定する方法について説明する。
【００４３】
前記対象製品の配線密度を設計データから算出し、その算出された配線密度と、予め用意した第１の依存傾向から変換差を決定する。その決定した変換差と前記対象製品の設計上のパターンの寸法（即ち配線幅）からレジストパターンの寸法を決定する。その決定した寸法に対する露光時間を第２の依存傾向から決定する。
【００４４】
次に、上記のようにして決定した露光時間によって形成されるレジストパターンを用いて半導体装置を製造する方法について図３（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、図２（ｃ）の次の工程を示すものであって、配線を形成する工程を有する半導体装置の製造方法を説明する為の断面図である。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、スパッタリングにより、コンタクトホール８内及び層間絶縁膜５上にＷ膜を成膜する。次いで、ＣＭＰ法により層間絶縁膜５上のＷ膜を除去する。それにより、コンタクトホール８内にＷプラグ９が埋め込まれる。
【００４６】
次いで、図３（ｂ）に示すように、Ｗプラグ９及び層間絶縁膜５上にスパッタリングによりＡｌ合金膜１０を形成する。その後、Ａｌ合金膜１０上に第２のレジスト膜を塗布し、マスクを用いて上記のようにして決定した露光時間によって露光し、この露光した第２のレジスト膜を現像する。これにより、Ａｌ合金膜１０上にはレジストパターン１１が形成される。このレジストパターン１１に形成された配線パターンの幅は、変換差の調整が露光時間によって行われたものである。
【００４７】
次いで、図３（ｃ）に示すように、レジストパターン１１をマスクとしてＡｌ合金膜１０をドライエッチングにて加工することにより、Ｗプラグ９及び層間絶縁膜５上にＡｌ合金配線１３が形成される。その後、レジストパターン１１を剥離する。
【００４８】
以上、本発明の第２の実施形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。詳細には、予め配線密度と変換差の関係による第１の依存傾向及び露光時間とレジストパターンの寸法（配線幅）の関係による第２の依存傾向を用意しておき、第１及び第２の依存傾向を用いて露光時間を決定している。このため、エッチング対象の製品に合った変換差を露光時間の調節によってレジストパターンの配線幅に盛り込むことができる。そして、決定した露光時間を用いてレジストパターン１１を形成し、このレジストパターン１１をマスクとしてドライエッチングすることによりＡｌ合金配線１３を形成している。その結果、得られたＡｌ合金配線１３の配線幅を狙い寸法に近い幅とすることができる。従って、前記露光時間を用いて最初に形成したレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う初回ロットから配線幅を狙い寸法に近いものとすることができ、マスク（レチクル）再作製やドライエッチング装置の設定条件の変更を行う必要がなくなる。
【００４９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、上述した第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、上記で挙げた図１及び図２も併用して説明する。
【００５０】
第１の実施形態においては、エッチング対象の製品に合った変換差を露光時間の調節によってレジストパターン寸法に盛り込んでいるが、第３の実施形態においては、エッチング対象の製品に合った変換差を、露光時間の調節ではなくマスク（レチクル）のパターンの寸法を調節することによって盛り込んでいる。
【００５１】
まず、図１（ａ）に示すコンタクトホール密度と変換差の関係を用いて、コンタクトホール形成用のマスクを作製する方法について説明する。
【００５２】
マスクを作製しようとしている対象製品のコンタクトホール密度を設計データから算出し、その算出されたコンタクトホール密度と、予め用意した図１（ａ）に示すコンタクトホール密度と変換差の関係による第１の依存傾向から変換差を決定する。その決定した変換差と前記対象製品の設計上のパターンの寸法からレジストパターンの寸法（即ちコンタクトホール径）を決定する。そして、その決定した寸法に対応するマスクのパターンの寸法を設計し、その設計に基づいてマスクを作製する。
【００５３】
次に、上記のようにして作成したマスクを用いて半導体装置を製造する方法について図２（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ説明するが、第１の実施形態と同一部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
図２（ｂ）に示すように、層間絶縁膜５上に第１のレジスト膜を塗布し、上記のようにして作製したマスクを用いて露光し、この露光した第１のレジスト膜を現像する。これにより、層間絶縁膜５上にはレジストパターン６が形成される。このレジストパターン６に形成されたホール７の径は、変換差の調整がマスクのパターン寸法によって行われたものである。
【００５５】
以上、本発明の第３の実施形態によれば、予め図１（ａ）に示すコンタクトホール密度と変換差の関係を用意しておき、この関係を用いてマスクを作製している。このため、エッチング対象の製品に合った変換差をマスクの設計寸法に盛り込むことができる。そして、このようなマスクを用いてレジストパターン６を形成し、このレジストパターン６をマスクとしてドライエッチングすることにより層間絶縁膜５にコンタクトホール８を形成している。その結果、得られたコンタクトホール８を狙い寸法に近いホール径とすることができる。従って、前記マスクを用いて最初にエッチングを行う初回ロットでもコンタクトホール８の径を狙い寸法に近いものとすることができ、マスク（レチクル）再作製やドライエッチング装置の設定条件の変更を行う必要がなくなる。
【００５６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、上述した第２の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、上記で挙げた図３も併用して説明する。
【００５７】
第２の実施形態においては、エッチング対象の製品に合った変換差を露光時間の調節によってレジストパターン寸法に盛り込んでいるが、第４の実施形態においては、エッチング対象の製品に合った変換差を、露光時間の調節ではなくマスク（レチクル）のパターンの寸法を調節することによって盛り込んでいる。
【００５８】
まず、配線密度と変換差の関係による第１の依存傾向を用いて、配線パターン形成用のマスクを作製する方法について説明する。
【００５９】
マスクを作製しようとしている対象製品の配線密度を設計データから算出し、その算出された配線密度と、予め用意した第１の依存傾向から変換差を決定する。その決定した変換差と前記対象製品の設計上のパターンの寸法からレジストパターンの寸法（即ち配線幅）を決定する。そして、その決定した寸法に対応するマスクのパターンの寸法を設計し、その設計に基づいてマスクを作製する。
【００６０】
次に、上記のようにして作成したマスクを用いて半導体装置を製造する方法について図３（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ説明するが、第２の実施形態と同一部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
図３（ｂ）に示すように、Ａｌ合金膜１０上に第２のレジスト膜を塗布し、上記のようにして作製したマスクを用いて露光し、この露光した第２のレジスト膜を現像する。これにより、Ａｌ合金膜１０上にはレジストパターン１１が形成される。このレジストパターン１１に形成された配線パターンの幅は、変換差の調整がマスクのパターン寸法によって行われたものである。
【００６２】
以上、本発明の第４の実施形態においても第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。詳細には、予め配線密度と変換差の関係による第１の依存傾向を用意しておき、これを用いてマスクを作製している。このため、エッチング対象の製品に合った変換差をマスクの設計寸法に盛り込むことができる。そして、このようなマスクを用いてレジストパターン１１を形成し、このレジストパターン１１をマスクとしてドライエッチングすることによりＡｌ合金配線１３を形成している。その結果、得られたＡｌ合金配線１３の配線幅を狙い寸法に近い幅とすることができる。従って、前記マスクを用いて最初にエッチングを行う初回ロットでも配線幅を狙い寸法に近いものとすることができ、マスク（レチクル）再作製やドライエッチング装置の設定条件の変更を行う必要がなくなる。
【００６３】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施形態では、コンタクトホール及び配線の形成工程に本発明を用いているが、フォトグラフィー法及びドライエッチング法による加工工程であれば、他の加工工程に本発明を用いることも可能である。
【００６４】
また、上記実施形態では、レジストパターンのパターン寸法と、そのレジストパターンを用いてドライエッチングして得られたパターンの寸法が一致しないことに対する調整を、変換差をマスクの設計寸法に盛り込むことで行っているが、この変換差をマスクの設計寸法に盛り込む調整と、フォトリソグラフィー法の露光量やフォーカスの調整とを併用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１の実施形態に係るパターン密度と変換差の依存傾向グラフ。
【図２】各図は第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図。
【図３】各図は第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図。
【図４】各図は本発明が解決しようとする課題を説明する為の断面図。
【図５】各図は本発明が解決しようとする課題を説明する為の断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１，２１・・・シリコン基板、２，２２・・・ＬＯＣＯＳ酸化膜、３，２３・・・ゲート絶縁膜、４，２４・・・ゲート電極、５，２５・・・層間絶縁膜、６，２６・・・第１のレジスト膜、７，２７，２７ａ・・・ホール、８，２８・・・コンタクトホール、９，２９・・・Ｗプラグ、１０，３０，３０ａ・・・Ａｌ合金膜、１１，３１，３１ａ・・・第２のレジスト膜、１２，３２，３２ａ・・・第２のパターン間の溝、１３，３３・・・Ａｌ合金配線、ｘ１・・・設計コンタクトホール径、ｙ１・・・コンタクトホール径、ｘ２・・・設計配線の線幅、ｙ２・・・配線の線幅、α・・・変換差（寸法変動）
【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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