JP2003257838A - Method and system for exposure - Google Patents

Method and system for exposure

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JP2003257838A
JP2003257838A JP2002059972A JP2002059972A JP2003257838A JP 2003257838 A JP2003257838 A JP 2003257838A JP 2002059972 A JP2002059972 A JP 2002059972A JP 2002059972 A JP2002059972 A JP 2002059972A JP 2003257838 A JP2003257838 A JP 2003257838A
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exposure
semiconductor device
photoresist
dimension
focus correction
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JP2002059972A
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Japanese (ja)
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Toshiharu Miwa
俊晴 三輪
Kenji Tamaoki
研二 玉置
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that, since size and shape of a photoresist in a plurality of patterns in a chip are measured and set values of exposure energy and focus correction values are decided by analyzing measured data in an exposure condition setting work performed for exposure treatment in the course of manufacturing semiconductor devices, types of semiconductor devices are changed quickly and the number of exposure condition setting works increases and, consequently, working efficiency of an exposure system falls and a semiconductor device manufacturing TAT increases when the semiconductor devices are manufactured in a small-scale many-kinds manufacturing mode. <P>SOLUTION: At the time of performing an exposure condition setting experiment for the semiconductor device, the exposure condition for the semiconductor device is set from the size of a photoresist at one point in the chip, measured results, a reticle circuit pattern, specifications of the semiconductor device, and the preacquired information on the size and characteristics of the photoresist so that an error among the plurality of patterns in the chip may become the minimum. Thereafter, the exposure is performed by using the exposure condition. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造方法に関し、特に半導体デバイスに回路パターンを
転写する露光方法および露光システムに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, and more particularly to an exposure method and an exposure system for transferring a circuit pattern onto a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、ウエ
ハ上に成膜された絶縁膜上のフォトレジスト膜に回路パ
ターンを転写する露光工程と、該露光工程で作成したフ
ォトレジストパターンをマスクとしてウエハ上の絶縁膜
に回路パターンを形成するエッチング工程により、回路
パターンを半導体デバイスの基板ウエハ(以下、ウエ
ハ)に転写する。露光工程では、まず塗布処理にて感光
性樹脂であるフォトレジスト膜をウエハ上に成膜し、次
に感光処理において、縮小投影型露光装置を用いて回路
パターンをフォトレジスト膜に感光する。その後、現像
処理にてフォトレジストパターンを形成する。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, an exposure step of transferring a circuit pattern to a photoresist film on an insulating film formed on a wafer, and a photoresist pattern formed in the exposure step as a mask are used as a mask on the wafer. The circuit pattern is transferred onto a substrate wafer (hereinafter, referred to as a wafer) of a semiconductor device by an etching process for forming a circuit pattern on the insulating film. In the exposure step, first, a photoresist film, which is a photosensitive resin, is formed on the wafer by a coating process, and then, in the exposure process, a circuit pattern is exposed on the photoresist film by using a reduction projection type exposure device. After that, a photoresist pattern is formed by development processing.

【0003】半導体デバイスの電気特性を満たすために
は、ウエハ上に転写したパターンの寸法ばらつきを一定
範囲内にしなければならない。例えば、トランジスタの
ゲート寸法ばらつきはトランジスタのしきい値電圧ばら
つきの原因となるため、ゲート工程におけるフォトレジ
ストパターンの寸法ばらつきを一定範囲内にする必要が
ある。
In order to satisfy the electrical characteristics of a semiconductor device, the dimensional variation of the pattern transferred on the wafer must be within a certain range. For example, variations in the gate dimensions of the transistors cause variations in the threshold voltage of the transistors, so it is necessary to keep the variations in the dimensions of the photoresist pattern in the gate process within a certain range.

【0004】フォトレジストパターンは、露光エネルギ
ー(感光性樹脂のフォトレジスト膜に照射するエネルギ
ー量)および投影レンズ面に垂直方向のウエハステージ
補正駆動によるフォーカス補正値(露光装置に内蔵され
たフォーカスセンサがベストフォーカスと認識した地点
を基準とする)により変化するため、これらを制御因子
として、フォトレジストパターンの寸法を(以下、フォ
トレジスト寸法)制御している。
The photoresist pattern has an exposure energy (amount of energy applied to the photoresist film of the photosensitive resin) and a focus correction value by a wafer stage correction drive in a direction perpendicular to the projection lens surface (a focus sensor built in the exposure apparatus is used). The size of the photoresist pattern (hereinafter referred to as the photoresist size) is controlled by using these as control factors, since the position varies with the point recognized as the best focus.

【0005】図1は、従来の露光条件出し実験による露
光エネルギーとフォーカス補正値の設定方法を示す。ま
ず、実験ウエハの作成工程S11において、矢印で示す
ように、ステップショット毎に露光エネルギーとフォー
カス補正値を変化させて露光処理を行った実験ウエハを
作成する。そして、フォトレジストパターン寸法の測定
工程S12において、各露光エネルギーおよびフォーカ
ス補正値におけるフォトレジストパターンの寸法や形状
の測定を寸法測定装置(図示せず)にて行う。寸法測定
装置には、走査型電子顕微鏡(SEM)や周期パターン
の散乱光の分析に基づく光学式計測装置などがある。ま
た、通常、測定するポイントは、レチクル上に描画され
た回路パターンの内、最も加工精度が必要となるパター
ンに対応するフォトレジストパターンである。この測定
ポイントにおけるフォトレジストパターンの寸法をCD
(Critical Dimension)と呼ぶ。次に、フォーカス補正
値・露光エネルギーマトリックス図の作成工程S13に
おいて、測定ポイント毎に、測定工程S12で測定した
CDおよび形状のうち、規格から一定範囲の以内となる
露光エネルギーとフォーカス補正値の範囲を求め、プロ
セスウィンドウと呼ばれる矩形の窓を作成し、測定ポイ
ント毎に、その窓の重心をそれぞれ露光エネルギーの設
定値、フォーカス補正値の設定値とする。そして、露光
条件の設定値の算出工程S14において、露光条件出し
実験による露光条件の設定作業は、レチクル個体差や露
光工程間における工程条件(例えば、半導体デバイスの
膜構成や露光装置の照明光学系の照明条件(縮小レンズ
開口数NAと照明コヒーレンシーσ)など)の違いや露
光装置間の機差の影響により、レチクルと露光工程と露
光装置が変わる際に行われる。
FIG. 1 shows a method of setting exposure energy and focus correction value by a conventional exposure condition setting experiment. First, in the experimental wafer creation step S11, as shown by an arrow, an exposure wafer and an experimental wafer are exposed by changing the exposure energy and the focus correction value for each step shot. Then, in the photoresist pattern dimension measuring step S12, the dimension and shape of the photoresist pattern at each exposure energy and focus correction value are measured by a dimension measuring device (not shown). The dimension measuring device includes a scanning electron microscope (SEM) and an optical measuring device based on analysis of scattered light in a periodic pattern. In addition, usually, the point to be measured is a photoresist pattern corresponding to a pattern that requires the most processing accuracy among the circuit patterns drawn on the reticle. The size of the photoresist pattern at this measurement point is the CD
(Critical Dimension). Next, in the step S13 of creating a focus correction value / exposure energy matrix diagram, the range of the exposure energy and focus correction value is within a certain range from the standard of the CD and the shape measured in the measurement step S12 for each measurement point. Then, a rectangular window called a process window is created, and the center of gravity of the window is set as the exposure energy setting value and the focus correction value setting value for each measurement point. Then, in the step S14 of calculating the setting value of the exposure condition, the setting operation of the exposure condition by the exposure condition setting experiment is performed by the reticle individual difference and the process condition between the exposure processes (for example, the film configuration of the semiconductor device and the illumination optical system of the exposure apparatus). This is performed when the reticle, the exposure process, and the exposure apparatus are changed due to the difference in the illumination conditions (such as the reduction lens numerical aperture NA and the illumination coherency σ) and the machine difference between the exposure apparatuses.

【0006】露光条件出し実験を行わずに露光条件を設
定する方法として、例えば、合田ら(電子情報学会、光
リソグラフィプロセスの統計的設計のための応答曲面関
数の導入、1996)は、露光エネルギーと、フォーカ
ス補正値と、照明光学系の照明条件(縮小レンズ開口数
NAと照明コヒーレンシーσ)を変数としたフォトレジ
スト寸法との応答曲面関数を作成し、この応答曲面関数
から露光エネルギーおよびフォーカス補正値の設定値を
算出する方法を提案している。
As a method of setting the exposure condition without conducting the exposure condition setting experiment, for example, Goda et al. (Institute of Electronics, Information and Communication, Introducing Response Surface Function for Statistical Design of Optical Lithography Process, 1996) describes exposure energy. And a focus correction value, and a response surface function of the photoresist dimension using the illumination condition of the illumination optical system (reduction lens numerical aperture NA and illumination coherency σ) as variables, and from this response surface function, exposure energy and focus correction We propose a method to calculate the set value.

【0007】また、Christopher.P.Ausschnitら(SPI
E、Process window metrology、2000)は、露光エネル
ギーとフォーカス補正値を変数としたフォトレジスト寸
法の3次式を作成し、露光条件出し実験で測定したフォ
トレジスト寸法から自動的に露光エネルギーおよびフォ
ーカス補正値の設定値を算出する方法を提案している。
Also, Christopher.P.Ausschnit et al. (SPI
E, Process window metrology, 2000) creates a cubic equation of photoresist dimension with exposure energy and focus correction value as variables, and automatically adjusts the exposure energy and focus from the photoresist dimension measured in the exposure condition setting experiment. We propose a method to calculate the set value.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】半導体デバイス製造の
微細化に伴い、フォトレジストパターンに要求される寸
法も年々小さくなる。光リソグラフィー技術を用いた露
光方法では、図2(a)に示すように、微細化が進むに
伴い、ウエハ上におけるレチクル上の回路パターンの寸
法CDreticle/M(倍率)とそれに対応するウエハ上
のフォトレジストパターンの寸法CDwaferの間の関係
が線形でなくなるMEEF(Mask Error Enhancement F
actors)と呼ばれる現象が起こる。ここで、MEEFは
次に示す(1)式にて定義され、図2(b)に示すよう
に、ウエハ上におけるレチクル上の回路パターン寸法C
Dreticle/M(倍率)が小さくなると、その値が1以
上となる。ここで、Mは縮小投影型露光装置の倍率であ
る。
With the miniaturization of semiconductor device manufacturing, the size required for a photoresist pattern is becoming smaller year by year. In the exposure method using the photolithography technique, as shown in FIG. 2A, the dimension CDreticle / M (magnification) of the circuit pattern on the reticle on the wafer and the corresponding wafer The relationship between the dimension CDwafer of the photoresist pattern becomes non-linear and MEEF (Mask Error Enhancement F
A phenomenon called actors) occurs. Here, MEEF is defined by the following equation (1). As shown in FIG. 2B, the circuit pattern dimension C on the reticle on the wafer is CEF.
When Dreticle / M (magnification) decreases, the value becomes 1 or more. Here, M is the magnification of the reduction projection type exposure apparatus.

【0009】[0009]

【数1】 微細化が進んだ半導体デバイスでは、チップ内の回路パ
ターンの寸法が異なる場合、前述のMEEFの影響によ
りウエハ上におけるフォトレジストパターンの寸法変化
量が異なる。そのため、露光条件出し実験において、チ
ップ内のCDポイントだけでなく、その他の複数の寸法
が異なる回路パターンも考慮して、プロセスウィンドウ
を作成する必要がある。露光条件出し実験では、チップ
内の測定ポイント数が多くなると、測定時間やそのデー
タ解析に要する時間が増し、結果、露光条件出し実験に
要する時間が増加する。
[Equation 1] In the miniaturized semiconductor device, when the dimensions of the circuit pattern in the chip are different, the dimensional change amount of the photoresist pattern on the wafer is different due to the influence of MEEF described above. Therefore, in the exposure condition setting experiment, it is necessary to create the process window in consideration of not only the CD point in the chip but also other plural circuit patterns having different dimensions. In the exposure condition setting experiment, when the number of measurement points in the chip increases, the measurement time and the time required for the data analysis increase, and as a result, the time required for the exposure condition setting experiment increases.

【0010】特に、システムLSIでは、図3に示すよ
うに、チップ内にメモリ部やロジック部など複数の機能
があり、それぞれの機能単位で回路パターンの寸法が異
なる。そのため、露光条件出し実験時に複数の測定ポイ
ントを考慮する必要があり、露光条件出し実験に要する
時間が増加する。また、システムLSIは顧客毎に設計
を変更するため、多品種かつ品種の切り替わりが速い。
そのため、レチクル、露光工程、露光装置毎に行う露光
条件出し実験回数の増加により、さらに露光条件出し実
験に要する時間が増す。顧客への迅速な対応がビジネス
チャンスの拡大につながるシステムLSIでは、露光条
件出し実験の増加に伴う製品のTAT(Turn Around Ti
me)の増加を抑える必要がある。
Particularly, in the system LSI, as shown in FIG. 3, the chip has a plurality of functions such as a memory section and a logic section, and the size of the circuit pattern is different for each functional unit. Therefore, it is necessary to consider a plurality of measurement points in the exposure condition setting experiment, which increases the time required for the exposure condition setting experiment. In addition, since the design of the system LSI is changed for each customer, a large number of products and switching of products is fast.
Therefore, an increase in the number of exposure condition setting experiments performed for each reticle, exposure process, and exposure apparatus further increases the time required for the exposure condition setting experiments. In system LSIs, where quick response to customers leads to expansion of business opportunities, TAT (Turn Around Ti
It is necessary to suppress the increase of (me).

【0011】前述の合田らが提案している露光エネルギ
ーとフォーカス補正値の設定方式では、フォトレジスト
寸法を、照明光学系の照明条件と、露光エネルギーと、
フォーカス補正値との応答曲面で表現するため、狙いの
フォトレジスト寸法となる露光エネルギーとフォーカス
補正値の設定値を求めることができる。しかし、回路パ
ターンの寸法の違いが考慮されていないため、回路パタ
ーン寸法に依存する露光エネルギーとフォーカス補正値
の変動成分を補正することはできない。また、応答曲面
においてフォトレジスト形状を考慮していないため、形
状からみて適切な設定が行われているかわからない。
In the method of setting the exposure energy and focus correction value proposed by Goda et al., The photoresist size, the illumination condition of the illumination optical system, the exposure energy,
Since it is expressed by a response curved surface with the focus correction value, it is possible to obtain the exposure energy and the set value of the focus correction value, which are the target photoresist dimensions. However, since the difference in the size of the circuit pattern is not taken into consideration, it is impossible to correct the fluctuation components of the exposure energy and the focus correction value, which depend on the size of the circuit pattern. Further, since the photoresist shape is not taken into consideration in the response curved surface, it is not known whether the setting is appropriate in view of the shape.

【0012】前述のChristopherらが提案している露光
エネルギーとフォーカス補正値の設定方式では、管理す
るパターン寸法の数が1つであり、かつフォトレジスト
形状を考慮していないため、上記の課題を解決すること
はできない。
In the method of setting the exposure energy and the focus correction value proposed by Christopher et al., The number of pattern dimensions to be managed is one and the photoresist shape is not taken into consideration. I can't solve it.

【0013】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
微細化が伴ったシステムLSIなどの半導体デバイスに
ついて製造TATを低減させることのできる露光条件設
定技術を含む露光方法およびそのシステム並びに半導体
の製造方法およびそのシステムを提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems.
An object of the present invention is to provide an exposure method and a system thereof including an exposure condition setting technique capable of reducing a manufacturing TAT for a semiconductor device such as a system LSI accompanied with miniaturization, and a semiconductor manufacturing method and a system thereof.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、露光条件出し実験において半導体デバイ
スのチップ内の少なくとも1点の回路パターンのフォト
レジスト寸法および形状を測定し、その測定結果から複
数の回路パターンを考慮して露光条件を設定することを
特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention measures the photoresist size and shape of at least one circuit pattern in a chip of a semiconductor device in an exposure condition setting experiment, and measures the photoresist size and shape. From the result, the exposure condition is set in consideration of a plurality of circuit patterns.

【0015】即ち、本発明は、半導体デバイス内の少な
くとも1箇所におけるフォトレジスト寸法および形状の
測定結果と半導体デバイス内の回路パターン情報(レチ
クルのパターン寸法設計値、製造誤差、パターン配置、
パターン形状など)と半導体デバイス仕様情報(半導体
デバイス製造の各露光工程における照明条件(例えば、
露光波長、縮小レンズ開口数NA、照明コヒーレンシー
σ)、フォトレジスト条件(例えば、種類、膜厚、現像
時間)、フォトレジスト寸法規格など)とフォトレジス
ト寸法特性情報(寸法リニアリテイ関数、MEEF関数
など)とを基に、半導体デバイス内の寸法の異なる複数
のフォトレジストパターンの規格からの誤差を最小とす
る露光エネルギーとフォーカス補正値の設定値を算出す
る露光条件設定工程と、該露光条件設定工程で算出され
たフォーカス補正値の設定値に応じてステージ上に載置
された半導体デバイスと投影光学系との間のフォーカス
補正値を補正し、前記露光条件設定工程で算出された露
光エネルギーの設定値に応じて照明光学系からステージ
上に載置されたレチクルに形成された所定の回路パター
ンを照明し、該照明された所定の回路パターンを前記投
影光学系により前記半導体デバイスに対して転写して露
光処理する露光処理工程とを有することを特徴とする露
光方法である。
That is, according to the present invention, the measurement result of the photoresist dimension and shape in at least one place in the semiconductor device and the circuit pattern information in the semiconductor device (pattern size design value of reticle, manufacturing error, pattern arrangement,
Pattern shape, etc. and semiconductor device specification information (illumination conditions (eg,
Exposure wavelength, reduction lens numerical aperture NA, illumination coherency σ), photoresist conditions (eg type, film thickness, development time), photoresist dimension standard, etc. and photoresist dimension characteristic information (dimension linearity function, MEEF function, etc.) An exposure condition setting step of calculating a setting value of an exposure energy and a focus correction value that minimizes an error from a standard of a plurality of photoresist patterns having different dimensions in a semiconductor device, and the exposure condition setting step. The set value of the exposure energy calculated in the exposure condition setting step, which corrects the focus correction value between the semiconductor device mounted on the stage and the projection optical system according to the set value of the calculated focus correction value Illuminating a predetermined circuit pattern formed on the reticle mounted on the stage from the illumination optical system according to the And an exposure processing step of transferring the predetermined circuit pattern to the semiconductor device by the projection optical system to perform an exposure processing.

【0016】また、本発明は、露光エネルギーとフォー
カス補正値を変化させて露光処理を行い設定作業用の半
導体基板を作成する基板作成工程と、該基板作成工程で
作成した半導体基板のチップ内1箇所のフォトレジスト
寸法および形状を測定する測定工程と、該測定工程で測
定されたフォトレジスト寸法と形状の測定結果から露光
エネルギーとフォーカス補正を変数とする寸法応答曲面
および形状応答曲面を作成する応答曲面作成工程と、該
応答曲面作成工程で作成された寸法応答曲面および形状
応答曲面並びに半導体デバイスの規格情報からプロセス
ウィンドウを作成し、該作成されたプロセスウィンドウ
を基に露光エネルギーおよびフォーカス補正値の設定値
を算出する露光条件算出工程とを有する露光条件設定工
程と、該露光条件設定工程の露光条件算出工程において
算出されたフォーカス補正値の設定値に応じてステージ
上に載置された半導体デバイスと投影光学系との間のフ
ォーカス補正値を補正し、前記露光条件設定工程の露光
条件算出工程で算出された露光エネルギーの設定値に応
じて照明光学系からステージ上に載置されたレチクルに
形成された所定の回路パターンを照明し、該照明された
所定の回路パターンを前記投影光学系により前記半導体
デバイスに対して転写して露光処理する露光処理工程と
を有することを特徴とする露光方法である。
Further, according to the present invention, a substrate forming step of forming a semiconductor substrate for setting work by changing exposure energy and a focus correction value to perform an exposure process, and a chip 1 of the semiconductor substrate formed in the substrate forming step A measurement step for measuring the photoresist dimension and shape of a location, and a response for creating a dimension response curved surface and a shape response curved surface with exposure energy and focus correction as variables from the measurement result of the photoresist dimension and shape measured in the measuring step A process window is created from the curved surface creating step, the dimension response surface and shape response surface created in the response surface creating step, and the standard information of the semiconductor device, and the exposure energy and the focus correction value of the exposure energy and the focus correction value are created based on the created process window. An exposure condition setting step including an exposure condition calculation step of calculating a set value, and the exposure condition The focus correction value between the semiconductor device mounted on the stage and the projection optical system is corrected according to the set value of the focus correction value calculated in the exposure condition calculation step of the constant step, The predetermined circuit pattern formed on the reticle mounted on the stage is illuminated from the illumination optical system according to the setting value of the exposure energy calculated in the exposure condition calculation step, and the predetermined circuit pattern illuminated is aforesaid. And an exposure processing step of performing exposure processing by transferring to the semiconductor device by a projection optical system.

【0017】また、本発明は、前記露光方法の露光条件
設定工程において、更に、半導体デバイス内の回路パタ
ーン情報とフォトレジスト寸法特性情報から半導体デバ
イス内の寸法の異なる複数のフォトレジストパターンの
規格からの誤差を最小とするように前記露光条件算出工
程で算出された露光エネルギーとフォーカス補正値の設
定値を補正する半導体デバイス内変動補正工程を有し、
該半導体デバイス内変動補正工程から補正された露光エ
ネルギーとフォーカス補正値の設定値を得ることを特徴
とする。
Further, according to the present invention, in the exposure condition setting step of the above-mentioned exposure method, further, from the circuit pattern information in the semiconductor device and the photoresist dimension characteristic information, the standard of a plurality of photoresist patterns having different dimensions in the semiconductor device is determined. A semiconductor device variation correction step of correcting the exposure energy calculated in the exposure condition calculation step and the set value of the focus correction value so as to minimize the error of
It is characterized in that the exposure energy corrected and the set value of the focus correction value are obtained from the variation correction process in the semiconductor device.

【0018】また、本発明は、前記露光方法の前記露光
条件設定工程における露光条件算出工程において、前記
フォトレジストの寸法応答曲面および形状応答曲面並び
に前記半導体デバイスの規格情報から測定データ間を補
間したプロセスウィンドウを作成することを特徴とす
る。
Also, in the present invention, in the exposure condition calculation step in the exposure condition setting step of the exposure method, measurement data are interpolated from the dimension response curved surface and shape response curved surface of the photoresist and the standard information of the semiconductor device. It is characterized by creating a process window.

【0019】また、本発明は、前記露光方法の前記露光
条件設定工程における半導体デバイス内変動補正工程に
おいて、該当半導体デバイスの仕様におけるレチクル上
の回路パターン寸法と半導体デバイス上に形成されたフ
ォトレジスト寸法との関係で表されるフォトレジスト寸
法特性情報を用いて、半導体デバイス内の寸法の異なる
複数の回路パターンにおける露光エネルギーとフォトレ
ジスト寸法との関係および該当回路パターンのフォトレ
ジスト寸法の推定処理を有することを特徴とする。
Further, according to the present invention, in the step of correcting variation in a semiconductor device in the exposure condition setting step of the exposure method, the circuit pattern size on the reticle and the photoresist size formed on the semiconductor device according to the specifications of the semiconductor device. Using the photoresist dimension characteristic information represented by the relationship with, the relationship between the exposure energy and the photoresist dimension in a plurality of circuit patterns having different dimensions in the semiconductor device and the estimation processing of the photoresist dimension of the corresponding circuit pattern are performed. It is characterized by

【0020】また、本発明は、半導体デバイスの仕様情
報が収納される第一のデータベース、露光条件の設定作
業の実績が収納される第二のデータベース、半導体デバ
イス製造の各露光工程に用いられるレチクル回路パター
ン情報が収納される第三のデータベース、フォトレジス
ト寸法特性情報が収納される第四のデータベース、およ
び露光条件の設定作業におけるフォトレジストパターン
の測定結果が収納される第五のデータベースで構成され
たデータベース部と、該データベース部における各デー
タベースを用いて露光エネルギーとフォーカス補正値の
設定処理を行う露光条件設定処理部とを備えたデータ演
算ステーションと、該データ演算ステーションの露光条
件設定処理部で設定処理されたフォーカス補正値の設定
値に応じてステージ上に載置された半導体デバイスと投
影光学系との間のフォーカス補正値を補正する補正手段
と、前記データ演算ステーションの露光条件設定処理部
で設定処理された露光エネルギーの設定値に応じてステ
ージ上に載置されたレチクルに形成された所定の回路パ
ターンを照明する照明光学系と、該照明光学系で照明さ
れた所定の回路パターンを、前記補正手段でフォーカス
補正値が補正された前記半導体デバイスに対して転写し
て露光処理する前記投影光学系とを備えた露光装置とを
備えたことを特徴とする露光システムである。
Further, according to the present invention, a first database for storing the specification information of the semiconductor device, a second database for storing the results of the exposure condition setting work, and a reticle used for each exposure process for manufacturing the semiconductor device. Consists of a third database that stores circuit pattern information, a fourth database that stores photoresist dimension characteristic information, and a fifth database that stores measurement results of photoresist patterns in exposure condition setting work. And a data calculation station including an exposure condition setting processing unit that performs exposure energy and focus correction value setting processing using each database in the database unit, and an exposure condition setting processing unit of the data calculation station. Depending on the focus correction value that has been set, Correcting means for correcting a focus correction value between the semiconductor device mounted on the projection optical system and a stage according to the setting value of the exposure energy set by the exposure condition setting processing section of the data calculation station. An illumination optical system for illuminating a predetermined circuit pattern formed on a reticle mounted on the reticle, and a predetermined circuit pattern illuminated by the illumination optical system, the semiconductor having the focus correction value corrected by the correction means. An exposure system comprising: the projection optical system which transfers the light to a device and performs an exposure process.

【0021】また、本発明は、半導体デバイス内の少な
くとも1箇所におけるフォトレジスト寸法および形状の
測定結果と半導体デバイス内の回路パターン情報と半導
体デバイス仕様情報とフォトレジスト寸法特性情報とを
基に、半導体デバイス内の寸法の異なる複数のフォトレ
ジストパターンの規格からの誤差を最小とする露光エネ
ルギーとフォーカス補正値の設定値を算出して設定処理
する露光条件設定部と、該露光条件設定部で設定処理さ
れたフォーカス補正値の設定値に応じてステージ上に載
置された半導体デバイスと投影光学系との間のフォーカ
ス補正値を補正する補正手段と、前記露光条件設定部で
設定処理された露光エネルギーの設定値に応じてステー
ジ上に載置されたレチクルに形成された所定の回路パタ
ーンを照明する照明光学系と、該照明光学系で照明され
た所定の回路パターンを、前記補正手段でフォーカス補
正値が補正された前記半導体デバイスに対して転写して
露光処理する前記投影光学系とを備えた露光装置とを備
えたことを特徴とする露光システムである。
Further, according to the present invention, based on the measurement result of the photoresist size and shape in at least one place in the semiconductor device, the circuit pattern information in the semiconductor device, the semiconductor device specification information and the photoresist size characteristic information, the semiconductor is formed. An exposure condition setting unit that calculates and sets exposure energy and focus correction value setting values that minimize errors from the standards of a plurality of photoresist patterns with different dimensions in the device, and setting processing by the exposure condition setting unit Correction means for correcting the focus correction value between the semiconductor device mounted on the stage and the projection optical system according to the set value of the focus correction value set, and the exposure energy set by the exposure condition setting section. Illuminates a predetermined circuit pattern formed on the reticle placed on the stage according to the set value of Exposure that includes an optical system and the projection optical system that transfers a predetermined circuit pattern illuminated by the illumination optical system onto the semiconductor device whose focus correction value has been corrected by the correction means to perform exposure processing And an exposure apparatus.

【0022】また、本発明は、露光エネルギーとフォー
カス補正値を変化させて露光処理を行って作成された半
導体基板のチップ内1箇所のフォトレジスト寸法および
形状を測定する寸法・形状測定装置と、該寸法・形状測
定装置で測定されたフォトレジスト寸法と形状の測定結
果から露光エネルギーとフォーカス補正を変数とする寸
法応答曲面および形状応答曲面を作成し、該作成された
寸法応答曲面および形状応答曲面並びに半導体デバイス
の規格情報からプロセスウィンドウを作成し、該作成さ
れたプロセスウィンドウを基に露光エネルギーおよびフ
ォーカス補正値の設定値を算出して設定処理する露光条
件設定部と、該露光条件設定部で設定処理されたフォー
カス補正値の設定値に応じてステージ上に載置された半
導体デバイスと投影光学系との間のフォーカス補正値を
補正する補正手段と、前記露光条件設定部で設定処理さ
れた露光エネルギーの設定値に応じてステージ上に載置
されたレチクルに形成された所定の回路パターンを照明
する照明光学系と、該照明光学系で照明された所定の回
路パターンを、前記補正手段でフォーカス補正値が補正
された前記半導体デバイスに対して転写して露光処理す
る前記投影光学系とを備えた露光装置とを備えたことを
特徴とする露光システムである。
The present invention also relates to a size / shape measuring device for measuring the size and shape of a photoresist at one location in a chip of a semiconductor substrate created by performing exposure processing by changing exposure energy and focus correction value. A dimension response curved surface and a shape response curved surface having exposure energy and focus correction as variables are created from the photoresist dimension and shape measurement results measured by the dimension / shape measuring device, and the created dimension response curved surface and shape response curved surface Also, an exposure condition setting unit that creates a process window from the standard information of the semiconductor device, calculates the setting values of the exposure energy and the focus correction value based on the created process window, and performs setting processing, and the exposure condition setting unit. According to the set value of the focus correction value that has been set, the semiconductor device mounted on the stage and the projection Correcting means for correcting a focus correction value with respect to the optical system, and a predetermined circuit pattern formed on the reticle mounted on the stage according to the setting value of the exposure energy set by the exposure condition setting section. An illumination optical system for illuminating the semiconductor device, and a projection optical system for transferring a predetermined circuit pattern illuminated by the illumination optical system onto the semiconductor device whose focus correction value has been corrected by the correction means to perform exposure processing. An exposure system comprising:

【0023】以上説明した構成によれば、レチクル、露
光工程、露光装置毎に行う露光条件出し実験の時間が短
縮し、露光装置の稼働率が向上し、半導体デバイスのT
ATが低減する。チップ内の複数パターンの誤差が最小
となるような露光条件を設定するため、チップ内のフォ
トレジスト寸法のばらつきが低減し、半導体デバイスの
歩留りが向上する。
According to the configuration described above, the time for the exposure condition setting experiment conducted for each reticle, exposure process, and exposure apparatus is shortened, the operation rate of the exposure apparatus is improved, and the T
AT is reduced. Since the exposure condition is set so that the error of a plurality of patterns in the chip is minimized, the variation of the photoresist dimension in the chip is reduced and the yield of semiconductor devices is improved.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明に係る露光方法および露光
システム並びに半導体の製造方法およびその製造システ
ムの実施の形態について図面を参照にして説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an exposure method, an exposure system, a semiconductor manufacturing method and a manufacturing system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0025】即ち、図3に示すような、微細化が伴った
システムLSIなどの半導体デバイスについて製造TA
Tを低減させることのできる露光条件設定方法を含む露
光方法およびそのシステム並びに半導体の製造方法およ
びそのシステムの実施の形態について説明する。
That is, as shown in FIG. 3, manufacturing TA for semiconductor devices such as system LSIs accompanied by miniaturization
Embodiments of an exposure method including an exposure condition setting method capable of reducing T, a system thereof, a semiconductor manufacturing method, and a system thereof will be described.

【0026】図4は、本発明に係る露光システムの第1
の実施の形態を示す全体構成ブロック図である。同図に
おいて、露光装置群1は、少なくても1台以上の露光装
置(1…Y)2から構成されている。なお、露光装置2
は、例えば、図8に示すパターン転写を行う投影光学系
を持つ装置である。縮小投影型露光装置2では、照明光
学系17から所望の露光エネルギーを持った照明光によ
り、レチクルステージ15上のレチクル16に描画され
た回路パターンを投影光学系(縮小レンズ)14を介し
てウエハステージ11上のウエハ13上に、1ないし数
チップずつ縮小露光している。なお、12は、投影光学
系14に対するウエハを載置したステージの高さ方向の
フォーカス補正駆動を示す。1回で露光する範囲を「シ
ョット」と呼ぶ。また、レチクルを交換することによ
り、半導体デバイスの製造に必要な回路パターンをウエ
ハ上に形成する。そして、露光装置群1は、露光条件設
定処理部8と入出力インターフェイス9とデータベース
部10から構成されるデータ演算ステーション7に接続
されている。また、露光装置群1は、半導体デバイス製
造ライン全体を管理する製造管理システム11に接続さ
れている。なお、露光処理を行う際のウエハの半導体デ
バイスの種類、工程、ウエハ名称について、例えば、ウ
エハに形成されている製品番号を読み取ることによって
入力し、製造管理システム11からネットワークを介し
て送信することが可能である。
FIG. 4 shows a first exposure system according to the present invention.
FIG. 3 is an overall configuration block diagram showing the embodiment of FIG. In the figure, an exposure apparatus group 1 is composed of at least one exposure apparatus (1 ... Y) 2. The exposure device 2
Is, for example, a device having a projection optical system for transferring the pattern shown in FIG. In the reduction projection type exposure apparatus 2, the circuit pattern drawn on the reticle 16 on the reticle stage 15 is irradiated with the illumination light having the desired exposure energy from the illumination optical system 17 via the projection optical system (reduction lens) 14 to the wafer. The wafer 13 on the stage 11 is subjected to reduction exposure by one or several chips. Reference numeral 12 indicates focus correction drive in the height direction of the stage on which the wafer is mounted with respect to the projection optical system 14. The range of one-time exposure is called a “shot”. Further, by exchanging the reticle, a circuit pattern necessary for manufacturing a semiconductor device is formed on the wafer. The exposure apparatus group 1 is connected to a data calculation station 7 including an exposure condition setting processing section 8, an input / output interface 9 and a database section 10. Further, the exposure apparatus group 1 is connected to a manufacturing management system 11 that manages the entire semiconductor device manufacturing line. It should be noted that the type, process, and wafer name of the semiconductor device of the wafer at the time of performing the exposure process are input by, for example, reading the product number formed on the wafer, and transmitted from the manufacturing management system 11 via the network. Is possible.

【0027】寸法測定装置群3は、少なくても1台以上
の寸法測定装置(1…Z)4から構成されており、デー
タ演算ステーション7および製造管理システム11に接
続されている。上記寸法測定装置4には、走査型電子顕
微鏡(SEM)や周期パターンの散乱光の分析に基づく
光学式計測装置などがある。
The dimension measuring device group 3 is composed of at least one or more dimension measuring devices (1 ... Z) 4 and is connected to the data calculation station 7 and the manufacturing control system 11. The dimension measuring device 4 includes a scanning electron microscope (SEM) and an optical measuring device based on analysis of scattered light in a periodic pattern.

【0028】レチクル群5は、少なくても2枚以上のレ
チクル(1…X)6から構成されており、露光装置群1
および製造管理システム11に接続されている。半導体
デバイスの種類、露光工程で使用するレチクルは、例え
ば、レチクル6に形成されている製品番号を読み取るこ
とによって入力し、製造管理システム11からネットワ
ークを介して取得することが可能である。また、同一の
半導体デバイスの種類、露光工程において複数のレチク
ルが存在することもある。
The reticle group 5 is composed of at least two or more reticles (1 ... X) 6, and the exposure apparatus group 1
It is also connected to the manufacturing control system 11. The type of semiconductor device and the reticle used in the exposure process can be input by, for example, reading the product number formed on the reticle 6, and can be acquired from the manufacturing management system 11 via the network. In addition, there may be a plurality of reticles in the same semiconductor device type and exposure process.

【0029】データベース部10は、半導体デバイス仕
様データベース101と、露光条件実績データベース1
02と、レチクル回路パターンデータベース103と、
寸法特性データベース104と、露光条件出し実績デー
タベース105とを備えて構成される。半導体デバイス
仕様データベース101には、半導体デバイスの品種/
露光工程、各露光工程におけるフォトレジスト寸法規
格、照明条件(NA,σ)およびフォトレジスト条件
(例えば、種類、膜厚、現像時間)が蓄積される。露光
条件実績データベース102には、半導体デバイス種類
(品種)/露光工程/露光装置、レチクル番号、該レチク
ル番号毎の露光エネルギーおよびフォーカス補正値の設
定値が収納される。レチクル回路パターンデータベース
103には、レチクルで管理が必要なレチクル番号、回
路パターン寸法設計値、その製造誤差およびパターン配
置やパターン形状などのレチクル回路パターン情報が蓄
積される。寸法特性データベース104には、照明条件
/露光装置/パターン配置や形状、フォトレジスト種類
毎のフォトレジスト寸法リニアリティ関数(ウエハ上に
おけるレチクル上の回路パターンの寸法CDreticle/
M(倍率)とそれに対応するウエハ上のフォトレジスト
パターンの寸法CDwaferの間の関数)、NA,σ毎の
MEEF関数(上記(1)式で定義される)が登録され
ている。露光条件出し実績データベース105には、実
験データである、半導体デバイスの種類(品種)/露光
工程/露光装置、レチクル番号、該レチクル番号毎に行
う露光条件出し実験における露光エネルギー、フォーカ
ス補正値、および該フォーカス補正値毎のフォトレジス
トの寸法や形状測定値が蓄積される。
The database unit 10 includes a semiconductor device specification database 101 and an exposure condition result database 1.
02, the reticle circuit pattern database 103,
A dimension characteristic database 104 and an exposure condition determination result database 105 are provided. The semiconductor device specification database 101 includes semiconductor device types /
The exposure process, the photoresist dimension standard in each exposure process, the illumination condition (NA, σ) and the photoresist condition (for example, type, film thickness, development time) are accumulated. The exposure condition result database 102 includes semiconductor device types.
(Product type) / exposure step / exposure device, reticle number, exposure energy for each reticle number, and set value of focus correction value are stored. The reticle circuit pattern database 103 stores reticle circuit pattern information such as reticle numbers that need to be managed by the reticle, circuit pattern dimension design values, manufacturing errors thereof, and pattern layout and pattern shape. The dimension characteristic database 104 includes illumination condition / exposure device / pattern arrangement and shape, photoresist dimension linearity function for each photoresist type (dimension of the circuit pattern on the reticle on the wafer: CDreticle /
The M (magnification) and the corresponding function between the dimension CDwafer of the photoresist pattern on the wafer) and the MEEF function (defined by the above formula (1)) for each NA and σ are registered. The exposure condition determination result database 105 includes, as experimental data, semiconductor device type (product type) / exposure process / exposure apparatus, reticle number, exposure energy in an exposure condition determination experiment performed for each reticle number, focus correction value, and The dimension and shape measurement values of the photoresist for each focus correction value are stored.

【0030】そして、露光条件設定処理部8からの問い
合わせに対して、入出力インターフェイス9を介して該
当データを検索し回答となるデータを露光条件設定処理
部8に送信する。
Then, in response to the inquiry from the exposure condition setting processing unit 8, the corresponding data is retrieved through the input / output interface 9 and the answer data is transmitted to the exposure condition setting processing unit 8.

【0031】露光条件設定処理部8は、データベース部
10から取得したデータに基づいて、露光エネルギーと
フォーカス補正値の設定値を算出し、演算結果をデータ
ベース部10の露光条件実績データベース102に入出
力インターフェイス8を介して登録する。
The exposure condition setting processing unit 8 calculates the setting values of the exposure energy and the focus correction value based on the data acquired from the database unit 10, and inputs / outputs the calculation result to / from the exposure condition result database 102 of the database unit 10. Register via interface 8.

【0032】製造管理システム10は、半導体デバイス
の露光処理を実施する露光装置群1における各露光装置
2およびレチクル群8における各レチクル9の稼働状況
ならびウエハの仕掛り情報を基に決定し、データ演算ス
テーション7からの指示を受けて、半導体デバイスおよ
びレチクルを該当露光装置に搬送し、露光処理を実施す
る。
The manufacturing control system 10 determines the data based on the operation status of each exposure apparatus 2 in the exposure apparatus group 1 and the reticle 9 in the reticle group 8 for performing the exposure processing of the semiconductor device and the in-process information of the wafer, and the data. Upon receiving an instruction from the arithmetic station 7, the semiconductor device and the reticle are conveyed to the corresponding exposure apparatus, and the exposure processing is performed.

【0033】図5は、本発明に係る露光システムの第2
の実施の形態を示すブロック図である。この第2の実施
の形態において、第1の実施の形態と相違する点は、デ
ータベース部10および露光条件設定処理部8から構成
されるデータ演算ステーション7を、製造管理システム
11内に組み込んだ点である。
FIG. 5 shows a second exposure system according to the present invention.
It is a block diagram showing an embodiment of. The second embodiment differs from the first embodiment in that a data operation station 7 including a database unit 10 and an exposure condition setting processing unit 8 is incorporated in the manufacturing control system 11. Is.

【0034】図6は、本発明に係る露光システムの第3
の実施の形態を示すブロック図である。この第3の実施
の形態において、第1および第2の実施の形態と相違す
る点は、データベース部10および露光条件設定処理部
8から構成されるデータ演算ステーション7を、各露光
装置2内に組み込んだ点である。
FIG. 6 shows a third exposure system according to the present invention.
It is a block diagram showing an embodiment of. The third embodiment differs from the first and second embodiments in that a data calculation station 7 including a database unit 10 and an exposure condition setting processing unit 8 is provided in each exposure apparatus 2. It is the point that was incorporated.

【0035】図7は、本発明に係る露光システムの第4
の実施の形態を示すブロック図である。この第4の実施
の形態において、第1乃至第3の実施の形態と相違する
点は、データベース部10および露光条件設定処理部8
から構成されるデータ演算ステーション7を、各寸法測
定装置4内に組み込んだ点である。
FIG. 7 shows a fourth exposure system according to the present invention.
It is a block diagram showing an embodiment of. The difference between the fourth embodiment and the first to third embodiments is that the database unit 10 and the exposure condition setting processing unit 8 are different.
This is the point that the data calculation station 7 composed of is incorporated in each dimension measuring device 4.

【0036】なお、上記第1乃至第4の実施の形態で
は、本発明を半導体デバイス製造における露光処理に適
用した場合を示しているが、特に半導体デバイスの製造
に限られるものではなく、投影型の露光装置を用いた製
品の露光処理において、本発明を同様に適用できる。
Although the first to fourth embodiments show the case where the present invention is applied to the exposure processing in the manufacture of semiconductor devices, the present invention is not particularly limited to the manufacture of semiconductor devices, and the projection type The present invention can be similarly applied to the exposure processing of a product using the exposure apparatus of 1.

【0037】次に、本発明に係るデータ演算ステーショ
ンにおいて実行する露光条件設定方法を用いた半導体デ
バイスの露光処理方法について図9を用いて説明する。
まず、データ演算ステーション7のデータベース部10
は、予め、ステップS21において、露光処理の対象と
なる半導体デバイスの種類やレチクル番号や露光工程や
露光装置を、半導体製造ラインを管理している製造管理
システム11より取得する。露光条件設定処理部8は、
ステップS22において、該当デバイスのレチクル番号
および露光工程および露光装置における過去の露光条件
(露光エネルギーおよびフォーカス補正値が含まれる)
の実績が存在するかどうかを、露光条件の実績を蓄積し
ているデータベース102より検索する。ここで、実績
が存在する場合、ステップS33に進む。実績が存在し
ない場合、ステップS23において、該当デバイスのレ
チクルおよび露光工程および露光装置に関して、露光条
件出し実験を指示する。ステップS24において、露光
条件出し実験のウエハを作成する。露光条件設定処理部
8における露光条件出し実験の指示は、製造管理システ
ム11に対して行う。そして、製造管理システム11で
は、まず該当デバイスおよびレチクルを露光装置2に搬
送する。次に、図1に示す実験ウエハの作成工程S11
と同様に、露光エネルギーとフォーカス補正値を変化さ
せて繰り返し露光を行い、露光条件出し実験用ウエハを
作成する。なお、製造管理システム11ではなく、専用
端末を用いて作業者に直接指示し、作業者が該当デバイ
ス、レチクルを露光装置2に運搬し、露光条件出し実験
のウエハを作成してもよい。露光条件設定処理部8は、
ステップS25において、露光条件出し実験ウエハのチ
ップ内における測定ポイントを寸法測定装置4に指示す
る。この際、露光処理を行ったレチクル番号を基に、レ
チクルの測定ポイントおよび該当ポイントにおけるパタ
ーンの寸法や形状(例えば、ドット、線など)や配置
(パターンの間隔)やそのパターンの製造誤差を、レチ
クル回路パターンに関する情報を蓄積しているレチクル
回路パターンデータベース103から検索する。該当レ
チクル番号において、複数の測定ポイントが存在する場
合、露光条件設定処理部8は、パターン寸法が最小とな
る測定ポイントを1つ選択し、寸法測定装置4に対して
指示する。測定するポイントは、レチクル上に描画され
た回路パターンの内、最も加工精度が必要となるパター
ンに対応するフォトレジストパターンである。この測定
ポイントにおけるフォトレジストパターンの寸法をCD
(Critical Dimension)と呼ぶ。ステップS26におい
て、前記ステップS55にて指示した測定ポイントにお
けるフォトレジストパターンの寸法CDwafer(フォト
レジストの平面的な寸法(例えば上面の寸法))および
形状(フォトレジストの切れ具合を示すサイド断面形
状)の測定を寸法測定装置4が行って、露光条件出し実
績データベース105に格納しておく。なお、寸法測定
装置4で測定するフォトレジストパターン形状は、パタ
ーンの側面角度やレジスト膜の減少量やSEMで上面か
ら観察した際のエッジ画像等で定量的に評価する。
Next, an exposure processing method for a semiconductor device using the exposure condition setting method executed in the data operation station according to the present invention will be described with reference to FIG.
First, the database unit 10 of the data operation station 7
In step S21, the type, reticle number, exposure process, and exposure apparatus of the semiconductor device that is the target of the exposure process are acquired from the manufacturing management system 11 that manages the semiconductor manufacturing line in advance. The exposure condition setting processing unit 8
In step S22, the reticle number of the device, the exposure process, and the past exposure conditions in the exposure apparatus (including the exposure energy and the focus correction value).
It is searched from the database 102 that stores the results of the exposure conditions whether or not there is the result. If there is a record, the process proceeds to step S33. If there is no actual record, in step S23, an exposure condition setting experiment is instructed for the reticle of the relevant device, the exposure process, and the exposure apparatus. In step S24, a wafer for exposure condition setting experiment is created. The manufacturing condition management system 11 is instructed to perform an exposure condition setting experiment in the exposure condition setting processing unit 8. Then, in the manufacturing control system 11, first, the corresponding device and reticle are conveyed to the exposure apparatus 2. Next, the experimental wafer creation step S11 shown in FIG.
Similarly, the exposure energy and the focus correction value are changed, and the exposure is repeatedly performed to create an exposure condition setting experimental wafer. Alternatively, instead of the manufacturing control system 11, a dedicated terminal may be used to directly instruct the operator to carry the relevant device and reticle to the exposure apparatus 2 and create a wafer for exposure condition setting experiment. The exposure condition setting processing unit 8
In step S25, the dimension measuring apparatus 4 is instructed about the measurement point in the chip of the exposure condition setting experimental wafer. At this time, based on the reticle number on which the exposure process was performed, the measurement point of the reticle and the pattern size and shape (for example, dots, lines, etc.) and arrangement (pattern interval) and the manufacturing error of the pattern at the point The reticle circuit pattern database 103 that stores information about the reticle circuit pattern is searched. When there are a plurality of measurement points at the corresponding reticle number, the exposure condition setting processing unit 8 selects one measurement point having the smallest pattern size and instructs the size measurement apparatus 4. The point to be measured is the photoresist pattern corresponding to the pattern that requires the most processing accuracy among the circuit patterns drawn on the reticle. The size of the photoresist pattern at this measurement point is the CD
(Critical Dimension). In step S26, the dimensions of the photoresist pattern CDwafer (planar dimension of the photoresist (for example, the dimension of the upper surface)) and shape (side cross-sectional shape indicating the cutting degree of the photoresist) at the measurement point designated in step S55 are determined. The dimension measuring device 4 performs the measurement and stores it in the exposure condition determination result database 105. The photoresist pattern shape measured by the dimension measuring device 4 is quantitatively evaluated by the side angle of the pattern, the reduction amount of the resist film, the edge image when observed from the upper surface by SEM, and the like.

【0038】露光条件設定処理部8は、ステップS27
において、寸法測定装置4から得られて露光条件出し実
績データベース105に格納された露光エネルギーとフ
ォーカス補正値を変化させた際のフォトレジスト寸法C
Dwafer(フォトレジストの平面的な寸法(例えば上面
の寸法))の測定結果から、露光エネルギーとフォーカ
ス補正値を変数としたフォトレジスト寸法の応答曲面R
CDを作成してメモリまたは記憶装置に記憶する。詳
細は後ほど図10を用いて説明する。更に、露光条件設
定処理部8は、ステップS28において、寸法測定装置
4から得られて露光条件出し実績データベース105に
格納された露光エネルギーとフォーカス補正値を変化さ
せた際のフォトレジスト形状(フォトレジストの切れ具
合を示す側面形状やレジスト膜厚の減少量)の測定結果
から露光エネルギーとフォーカス補正値を変数としたフ
ォトレジスト形状の応答曲面を作成して同様に、メモリ
または記憶装置に記憶する。詳細は後ほど図11を用い
て説明する。露光条件設定部8は、更に、ステップS2
9において、フォトレジストの寸法応答曲面と形状応答
曲面からプロセスウィンドウを作成し、露光エネルギー
とフォーカス補正値の設定値を算出して露光条件実績デ
ータベース102に格納する。詳細は後ほど図12を用
いて説明する。
The exposure condition setting processor 8 operates in step S27.
In, the photoresist dimension C when the exposure energy and the focus correction value obtained from the dimension measuring device 4 and stored in the exposure condition determination result database 105 are changed
From the measurement result of Dwafer (planar dimension of photoresist (for example, the dimension of the upper surface)), the response curved surface R of the photoresist dimension with the exposure energy and the focus correction value as variables
Create a C CD is stored in the memory or storage device. Details will be described later with reference to FIG. Further, in step S28, the exposure condition setting processing unit 8 changes the exposure energy and the focus correction value obtained from the dimension measuring device 4 and stored in the exposure condition setting result database 105 (photoresist shape). From the measurement result of the side surface shape indicating the degree of cutting and the reduction amount of the resist film thickness), a response surface of a photoresist shape having exposure energy and a focus correction value as variables is created and similarly stored in a memory or a storage device. Details will be described later with reference to FIG. 11. The exposure condition setting unit 8 further executes step S2.
In 9, the process window is created from the dimension response curved surface and the shape response curved surface of the photoresist, and the setting values of the exposure energy and the focus correction value are calculated and stored in the exposure condition record database 102. Details will be described later with reference to FIG.

【0039】露光条件設定部8は、ステップS30にお
いて、チップ内におけるパターン寸法変動の補正を行
う。ここで、チップ内における複数の管理パターンの寸
法誤差が最小となるよう、露光エネルギーを補正し、各
管理パターンのフォトレジスト寸法を推定する。詳細は
後ほど図13を用いて説明する。
In step S30, the exposure condition setting unit 8 corrects the pattern dimension variation in the chip. Here, the exposure energy is corrected so that the dimension error of the plurality of management patterns in the chip is minimized, and the photoresist dimension of each management pattern is estimated. Details will be described later with reference to FIG.

【0040】露光条件設定部8は、ステップS31にお
いて、前記ステップS30にて補正した露光エネルギー
におけるチップ内のパターン寸法の推定値が規格内であ
るかどうかを判定する。露光条件設定部8は、規格から
外れる場合、ステップS32において、レチクル上の回
路パターン寸法の修正や照明条件の再設定を行い、再度
ステップS21から処理を行う。一方、パターン寸法が
規格内となる場合、露光条件設定部8は、ステップS3
3において、該当デバイスの露光処理の指示を製造管理
システム11に対して行う。露光装置2は、製造管理シ
ステム11の製造管理の基に、ステップS34におい
て、該当デバイスの露光処理が実施される。このとき、
露光条件設定部8からの露光処理の指示は、製造管理シ
ステム11に対して行う。そして、製造管理システム1
1では、まず該当デバイスおよびレチクルを露光が実施
される露光装置2に搬送する。そして、露光装置2は、
前記ステップS30において算出した露光エネルギーと
フォーカス補正値を用いて、露光処理を行う。なお、製
造管理システム11ではなく専用端末を用いて作業者に
直接指示し、作業者が該当デバイス、レチクルを露光が
実施される露光装置2に運搬し、露光処理を行ってもよ
い。
In step S31, the exposure condition setting unit 8 determines whether the estimated value of the pattern dimension in the chip at the exposure energy corrected in step S30 is within the standard. The exposure condition setting unit 8 corrects the circuit pattern size on the reticle and resets the illumination condition in step S32 if the standard is not satisfied, and then performs the process from step S21 again. On the other hand, when the pattern dimension is within the standard, the exposure condition setting unit 8 performs step S3.
In step 3, the manufacturing management system 11 is instructed to perform exposure processing on the device. In the exposure apparatus 2, based on the manufacturing control of the manufacturing control system 11, the exposure process of the corresponding device is performed in step S34. At this time,
The instruction of the exposure process from the exposure condition setting unit 8 is given to the manufacturing management system 11. And the manufacturing control system 1
In step 1, first, the relevant device and reticle are conveyed to the exposure apparatus 2 where exposure is performed. Then, the exposure apparatus 2
An exposure process is performed using the exposure energy and focus correction value calculated in step S30. Alternatively, the operator may directly instruct using a dedicated terminal instead of the manufacturing control system 11, the operator may carry the relevant device and reticle to the exposure apparatus 2 where exposure is performed, and perform the exposure process.

【0041】図10は、図9のステップS27における
フォトレジスト寸法応答曲面の作成方法の一例を示すフ
ローチャートである。まず、露光条件設定処理部8は、
ステップS271において、露光条件出し実績データベ
ース105から得られる、露光条件出し実験で変化させ
た露光エネルギー(以下xとする)毎のフォーカス補
正値(以下、yとする)とフォトレジスト寸法(以下、
CDとする)とを基に、露光エネルギー毎のフォーカス
補正値とフォトレジスト寸法の近似曲線を求める。例え
ば、CD=ay+by+cで表される2次式の最小自
乗近似にてa〜cの各係数を決め、近似曲線を作成し、
メモリまたは記憶装置等に記憶する。露光条件設定処理
部8は、ステップS272において、ステップS271
で求められた露光エネルギー毎の近似曲線を基に、露光
条件出し実験で設定していない露光エネルギーにおける
フォーカス補正値とフォトレジスト寸法の関係式を補間
処理により作成し、同様にメモリまたは記憶装置等に記
憶する。例えば、線形補間の場合、露光エネルギーx
における関係式をCD=f(y)、露光エネルギーx
i+1における関係式をCD=fi+1(y)とする
と、露光エネルギーxにおけるフォーカス補正値(y)
とフォトレジスト寸法(CD)の関係式は、(2)式と
なる。ここで、xは露光条件出し実験で指定したx
i+1の間にあるものとする。
FIG. 10 is a flow chart showing an example of a method of creating a photoresist dimension response curved surface in step S27 of FIG. First, the exposure condition setting processing unit 8
In step S271, the focus correction value (hereinafter, y) for each exposure energy (hereinafter, x i ) changed in the exposure condition setting experiment, which is obtained from the exposure condition setting result database 105, and the photoresist dimension (hereinafter,
Based on (CD), an approximate curve of the focus correction value and the photoresist dimension for each exposure energy is obtained. For example, each coefficient of a to c is determined by least square approximation of a quadratic expression represented by CD = ay 2 + by + c, and an approximate curve is created.
It is stored in a memory or a storage device. In step S272, the exposure condition setting processing unit 8 proceeds to step S271
Based on the approximate curve for each exposure energy obtained in step 1, create a relational expression between the focus correction value and the photoresist size at the exposure energy that is not set in the exposure condition setting experiment by interpolation processing, and similarly create a memory or storage device. Remember. For example, in the case of linear interpolation, the exposure energy x i
Where CD = f i (y), exposure energy x
If the relational expression at i + 1 is CD = f i + 1 (y), the focus correction value (y) at the exposure energy x
The relational expression between and the photoresist dimension (CD) is given by the expression (2). Here, it is assumed that x is between x i and x i + 1 designated in the exposure condition setting experiment.

【0042】[0042]

【数2】 次に、露光条件設定処理部8は、ステップS273にお
いて、前記ステップ202において作成した補間曲線を
組み合わせ、露光エネルギーとフォーカス補正値を変数
とするフォトレジスト寸法の応答曲面を作成し、メモリ
または記憶装置に記憶する。
[Equation 2] Next, in step S273, the exposure condition setting processing unit 8 combines the interpolation curves created in step 202 to create a response surface of a photoresist dimension having exposure energy and a focus correction value as variables, and a memory or a storage device. Remember.

【0043】図11は、図9のステップS28における
フォトレジスト形状応答曲面の作成方法の一例を示すフ
ローチャートである。まず、露光条件設定処理部8は、
ステップS281において、露光条件出し実績データベ
ース105から得られる、露光条件出し実験で変化させ
た露光エネルギー(x)とフォーカス補正値(y)にお
けるフォトレジスト形状評価値(以下、Sとする)を用い
て、露光条件出し実験で設定していない露光エネルギー
とフォーカス補正値における形状評価値Sx,yを補間
処理により作成してメモリまたは記憶装置に記憶する。
例えば、線形補間の場合、露光エネルギーx、フォー
カス補正値yにおける形状評価値をSx,yとす
る。そして、露光エネルギーx、xi+1、フォーカ
ス補正値y、yj+1の4点に囲まれた領域(x,y)
の形状評価値Sx,yは、(3)式で表される。
FIG. 11 is a flow chart showing an example of the method of creating the photoresist shape response curved surface in step S28 of FIG. First, the exposure condition setting processing unit 8
In step S281, the photoresist shape evaluation value (hereinafter referred to as S) at the exposure energy (x i ) and focus correction value (y j ) changed in the exposure condition setting experiment, which are obtained from the exposure condition setting result database 105, are obtained. Then, the exposure energy and the shape evaluation value Sx, y at the focus correction value, which are not set in the exposure condition setting experiment, are created by the interpolation process and stored in the memory or the storage device.
For example, in the case of linear interpolation, the shape evaluation value at the exposure energy x i and the focus correction value y j is Sx i , y j . Then, an area (x, y) surrounded by four points of exposure energies x i and x i + 1 and focus correction values y j and y j + 1
The shape evaluation value Sx, y of is expressed by equation (3).

【0044】[0044]

【数3】 更に、露光条件設定処理部8は、ステップS282にお
いて、前記ステップS281において、作成した補間平
面を組み合わせ、露光エネルギーとフォーカス補正値を
変数とした形状応答曲面を作成してメモリまたは記憶装
置に記憶する。
[Equation 3] Further, in step S282, the exposure condition setting processing unit 8 combines the interpolation planes created in step S281, creates a shape response curved surface with exposure energy and focus correction value as variables, and stores the shape response surface in a memory or a storage device. .

【0045】図12は、図9のステップS29における
プロセスウィンドウの作成方法および露光エネルギーと
フォーカス補正値の設定値の算出方法を示すフローチャ
ートである。まず、露光条件設定処理部8は、ステップ
S291において、半導体デバイスの仕様が登録されて
いるデータベース101から、該当デバイスおよび露光
工程における規格を検索する。規格には、フォトレジス
トの寸法および形状(側面角度やレジスト膜厚の減少
量)の狙い値と許容幅が含まれる。
FIG. 12 is a flowchart showing the method of creating the process window and the method of calculating the exposure energy and the set value of the focus correction value in step S29 of FIG. First, in step S291, the exposure condition setting processing unit 8 searches the database 101 in which the specifications of the semiconductor device are registered for the device and the standard in the exposure process. The standards include target values and allowable widths of photoresist dimensions and shapes (side angle and amount of reduction in resist film thickness).

【0046】露光条件設定処理部8は、ステップS29
2において、図9のステップS27にて作成してメモリ
または記憶装置に記憶されたフォトレジストの寸法応答
曲面RCCDから、上記ステップS291で検索された
フォトレジスト寸法CDの上限規格と下限規格の範囲内
となる露光エネルギーとフォーカスの境界線1,2を作
成してメモリまたは記憶装置に記憶する。例えば、図1
0にて作成したフォトレジストの寸法応答曲面の場合、
露光エネルギーを微小に変化させ、各露光エネルギー毎
に規格限界(上限と下限)となるフォーカス補正値yu
l,yllを上記(2)式から算出する。そして、露光エ
ネルギーと算出されたフォーカス補正値を曲線近似する
ことにより図13に示す寸法境界線1、2を作成してメ
モリまたは記憶装置に記憶する。
The exposure condition setting processing section 8 carries out step S29.
2, the range of the upper limit standard and the lower limit standard of the photoresist dimension CD searched in step S291 is calculated from the photoresist dimension response curved surface RC CD created in step S27 of FIG. 9 and stored in the memory or the storage device. Boundary lines 1 and 2 of the exposure energy and the focus which are inside are created and stored in a memory or a storage device. For example, in FIG.
In case of the dimension response curved surface of the photoresist created in 0,
A focus correction value yu that changes the exposure energy minutely and becomes the standard limit (upper limit and lower limit) for each exposure energy.
l and yll are calculated from the above equation (2). Then, the dimensional boundary lines 1 and 2 shown in FIG. 13 are created by curve approximation of the exposure energy and the calculated focus correction value, and are stored in the memory or the storage device.

【0047】露光条件設定処理部8は、ステップS29
3において、図9のステップS28にて作成してメモリ
または記憶装置に記憶されたフォトレジストの形状応答
曲面RCから、上記ステップS291で検索されたフ
ォトレジスト形状Sの上限規格と下限規格の範囲内とな
る露光エネルギーとフォーカスの境界線を作成してメモ
リまたは記憶装置に記憶する。例えば、図11にて作成
したフォトレジストの形状応答曲面RCの場合、フォ
ーカス補正値を微小に変化させ、各フォーカス補正値毎
に規格限界となる露光エネルギーを上記(3)式より算
出する。そして、フォーカス補正値と算出された露光エ
ネルギーの曲線近似により、図13に示す形状境界線
1、2を作成してメモリまたは記憶装置に記憶する。
The exposure condition setting processor 8 operates in step S29.
In 3, the range of shapes response surface RC S of the stored photoresist memory or storage device to create at step S28 in FIG. 9, the upper standards and lower specification of the photoresist shape S which is searched in step S291 A boundary line between the inner exposure energy and the focus is created and stored in a memory or a storage device. For example, if the shape response surface RC S photoresist created in FIG. 11, the focus correction value minutely varied, and the exposure energy as a specification limit for each focus correction value is calculated from the equation (3). Then, the shape boundary lines 1 and 2 shown in FIG. 13 are created by the curve approximation of the focus correction value and the calculated exposure energy and stored in the memory or the storage device.

【0048】次に、露光条件設定処理部8は、ステップ
S294において、図13に示すように、上記ステップ
S292にて作成して記憶された露光エネルギーとフォ
ーカス補正値を変数とした寸法境界線1、2と、前記ス
テップS294にて作成して記憶された露光エネルギー
とフォーカス補正値を変数とした形状境界線1、2とに
囲まれる領域のうち、面積が最大となるように、矩形の
プロセスウィンドウPWを作成する。
Next, in step S294, the exposure condition setting processing section 8 sets the dimension boundary line 1 using the exposure energy and focus correction value created and stored in step S292 as variables, as shown in FIG. 2 and the shape boundary lines 1 and 2 having the exposure energy and focus correction value created and stored in step S294 as variables, the rectangular process so that the area is maximized. Create a window PW.

【0049】次に、露光条件設定処理部8は、ステップ
S295において、図13に示すように、上記ステップ
S294にて作成したプロセスウィンドウPWの重心G
を計算し、重心Gの各軸と交わる点をそれぞれ露光エネ
ルギーおよびフォーカス補正値の設定値としてメモリや
記憶装置等に記憶する。また、露光条件設定処理部8
は、この設定値におけるフォトレジスト寸法CDを、上
記(2)式より算出する。更に、露光条件設定処理部8
は、ステップS296において、各軸毎に重心Gからプ
ロセスウィンドウ端までの距離を計算し、それぞれ露光
エネルギーおよびフォーカス補正値のマージンとして記
憶する。
Next, in step S295, the exposure condition setting processing section 8 as shown in FIG. 13, the center of gravity G of the process window PW created in step S294 described above.
Is calculated, and the points intersecting with the respective axes of the center of gravity G are stored in a memory, a storage device or the like as the set values of the exposure energy and the focus correction value. In addition, the exposure condition setting processing unit 8
Calculates the photoresist dimension CD at this set value from the above equation (2). Further, the exposure condition setting processing unit 8
In step S296, the distance from the center of gravity G to the end of the process window is calculated for each axis, and stored as the exposure energy and the focus correction value margin.

【0050】図13は図9のステップS29において処
理された寸法境界線1、2および形状境界線1、2の作
成結果と、これらから作成したプロセスウィンドウPW
と、露光エネルギーおよびフォーカス補正値の設定値と
を示すものである。
FIG. 13 shows the result of creating the dimension boundary lines 1 and 2 and the shape boundary lines 1 and 2 processed in step S29 of FIG. 9 and the process window PW created from them.
And the setting values of the exposure energy and the focus correction value.

【0051】次に、露光条件設定処理部8が行う、図9
に示すステップS30におけるチップ内寸法変動成分の
補正方法について図14を用いて説明する。図14は、
図9のステップS30におけるチップ内寸法変動成分の
補正方法を示すフローチャートである。まず、露光条件
設定処理部8は、ステップS301において、該当レチ
クル番号において管理が必要であるパターン設計値およ
びパターン配置(パターンの間隔など)およびパターン
形状(例えば、ドットや線など)およびパターン製造誤
差を、図9のステップS25にて使用したレチクル回路
パターンデータベース103から検索する。ここで、管
理パターン寸法はレチクル上における寸法設計値に製造
誤差を加えた値である。また、以下、検索した複数の管
理パターンはmで表す。そして、m=1は露光条件出し
で使用したパターンとする。
Next, the exposure condition setting processing section 8 performs the process shown in FIG.
A method of correcting the in-chip dimension variation component in step S30 shown in FIG. 14 will be described with reference to FIG. Figure 14
10 is a flowchart showing a method of correcting a dimension variation component in a chip in step S30 of FIG. First, in step S301, the exposure condition setting processing unit 8 determines a pattern design value, a pattern arrangement (such as a pattern interval), a pattern shape (such as a dot or a line), and a pattern manufacturing error that need to be managed at the relevant reticle number. Is searched from the reticle circuit pattern database 103 used in step S25 of FIG. Here, the management pattern dimension is a value obtained by adding a manufacturing error to the dimension design value on the reticle. Further, hereinafter, the plurality of retrieved management patterns are represented by m. Then, m = 1 is the pattern used for exposure condition setting.

【0052】露光条件設定処理部8は、ステップS30
2において、該当デバイスおよび露光工程における照明
条件(縮小レンズ開口数NA、照明コヒーレンシーσ)
およびフォトレジスト条件(レジスト種類)および管理
パターン毎のフォトレジスト寸法規格を図9のステップ
S29にて使用した半導体デバイス仕様が登録されてい
る半導体デバイス仕様データベース101から検索す
る。
The exposure condition setting processor 8 operates in step S30.
2, the relevant device and illumination conditions in the exposure process (reduction lens numerical aperture NA, illumination coherency σ)
Then, the photoresist condition (resist type) and the photoresist dimension standard for each management pattern are searched from the semiconductor device specification database 101 in which the semiconductor device specifications used in step S29 of FIG. 9 are registered.

【0053】露光条件設定処理部8は、ステップS30
3において、上記ステップS301にて検索したパター
ン配置およびパターン形状や、上記ステップS302に
て検索した照明条件および該当露光装置における、寸法
リニアリティ関数およびMEEF関数をフォトレジスト
寸法特性が登録されている寸法特性データベース104
から検索する。なお、この寸法特性データベース104
には照明条件およびパターン配置と形状および露光装置
およびフォトレジスト種類毎に、寸法リニアリティ関数
およびMEEF関数が予め登録されている。ここで、寸
法リニアリティ関数とは、図2(a)に示すように、倍
率補正を行ったレチクル上におけるパターン寸法(CD
reticle/M(倍率))とウエハ上におけるフォトレジ
スト寸法(CDwafer)の関係を表す関数である。ME
EF関数とは、図2(b)に示すように、倍率補正を行
ったレチクル上におけるパターン寸法(CDreticle/
M(倍率))とMEEF値の関係を表す関数である。ま
た、MEEF関数は、寸法リニアリティ関数から上記
(1)式を用いて算出することができる。また、寸法リ
ニアリティ関数は、評価実験や照明条件と回路パターン
情報と該当露光装置の縮小レンズ収差情報から光学シミ
ュレータを用いて算出することができる。
The exposure condition setting processor 8 operates in step S30.
3, the pattern arrangement and pattern shape searched in step S301, the illumination condition searched in step S302, and the dimension linearity function and the MEEF function in the corresponding exposure apparatus are registered as the dimension characteristics of the photoresist. Database 104
Search from. The dimension characteristic database 104
The dimensional linearity function and MEEF function are registered in advance for each illumination condition, pattern arrangement and shape, exposure apparatus, and photoresist type. Here, the dimension linearity function means, as shown in FIG. 2A, the pattern dimension (CD
reticle / M (magnification) and the photoresist size (CDwafer) on the wafer. ME
As shown in FIG. 2B, the EF function means the pattern size (CDreticle / CDreticle /
It is a function that represents the relationship between M (magnification) and the MEEF value. Further, the MEEF function can be calculated from the dimension linearity function using the above equation (1). Further, the dimension linearity function can be calculated from an evaluation experiment, illumination conditions, circuit pattern information, and reduction lens aberration information of the exposure apparatus, using an optical simulator.

【0054】露光条件設定処理部8は、ステップS30
4において、露光条件出し実験で測定していない管理パ
ターンのフォトレジスト寸法CD(m)を推定する。ま
ず、ステップS3041において、管理パターン毎に図
12のステップS295にて設定したフォーカス補正値
における露光エネルギーとフォトレジスト寸法の関係
(フォトレジスト感度係数)を作成する。ここで、フォ
トレジスト感度係数とは、露光エネルギーをx、フォト
レジスト寸法をCDとしたとき、CD=ax+bで表さ
れる傾きaのことである。露光条件出し実験で使用した
パターンにおけるフォトレジスト感度係数(a(1))を寸
法応答曲面RCCDから作成する。その他の管理パター
ンにおけるフォトレジスト感度係数(a(m))は、次の
(4)式の通り、露光条件出しパターンにおけるフォト
レジスト感度係数(a(1))に該当パターンのMEEF値
(MEEF(m))と露光条件出しパターンのMEEF
値(MEEF(1))の比を掛けて算出する。
The exposure condition setting processor 8 operates in step S30.
In 4, the photoresist dimension CD (m) of the control pattern which is not measured in the exposure condition setting experiment is estimated. First, in step S3041, a relationship (photoresist sensitivity coefficient) between the exposure energy and the photoresist dimension at the focus correction value set in step S295 of FIG. 12 is created for each management pattern. Here, the photoresist sensitivity coefficient is a slope a represented by CD = ax + b where x is the exposure energy and CD is the photoresist dimension. A photoresist sensitivity coefficient (a (1)) in the pattern used in the exposure condition setting experiment is created from the dimension response curved surface RC CD . The photoresist sensitivity coefficient (a (m)) in the other management patterns is the same as the photoresist sensitivity coefficient (a (1)) in the exposure condition setting pattern according to the following equation (4). m)) and MEEF of exposure condition setting pattern
It is calculated by multiplying the ratio of the values (MEEF (1)).

【0055】[0055]

【数4】 ステップS3042において、上記ステップS303に
て検索した寸法リニアリティ関数から露光条件出しで使
用したパターンの寸法CDcal(1)を求める。ステップ
S3043において、露光条件出し実験で設定した露光
エネルギーにおけるフォトレジスト寸法値CD(1)と寸
法リニアリティ関数から露光条件出しで使用したパター
ンの寸法CDcal(1)との差ΔCD(1)を求める。ステ
ップS3044において、上記ステップS3043で求
めたΔCD(1)に相当する露光エネルギー変化量Δx
を、フォトレジスト感度係数a(1)から次の(5)式
にて算出する。
[Equation 4] In step S3042, the dimension CDcal (1) of the pattern used for exposure condition determination is obtained from the dimension linearity function retrieved in step S303. In step S3043, the difference ΔCD (1) between the photoresist dimension value CD (1) at the exposure energy set in the exposure condition setting experiment and the dimension CDcal (1) of the pattern used in the exposure condition setting is obtained from the dimension linearity function. In step S3044, the exposure energy change amount Δx corresponding to ΔCD (1) obtained in step S3043.
Is calculated from the photoresist sensitivity coefficient a (1) by the following equation (5).

【0056】[0056]

【数5】 ステップS3045において、各管理パターンのフォト
レジスト寸法CD(m)を、次の(6)式の通り、寸法
リニアリティ関数から求めた寸法CDcal(m)に露光
エネルギーの変化量Δxとフォトレジスト感度係数a
(m)の積を加えて算出する。
[Equation 5] In step S3045, the photoresist dimension CD (m) of each management pattern is changed to the dimension CDcal (m) obtained from the dimension linearity function according to the following equation (6), and the change amount Δx of the exposure energy and the photoresist sensitivity coefficient a.
Calculate by adding the product of (m).

【0057】[0057]

【数6】 露光条件設定処理部8は、ステップS305において、
ステップS3045において算出された各管理バターン
のフォトレジスト寸法CDmを基に、次の(7)式にて
定義する評価指標Qが最小となる露光エネルギーの補正
量Δxoptを算出する。
[Equation 6] In step S305, the exposure condition setting processing unit 8
Based on the photoresist dimension CDm of each management pattern calculated in step S3045, the exposure energy correction amount Δxopt that minimizes the evaluation index Q defined by the following equation (7) is calculated.

【0058】[0058]

【数7】 ここで、gainは、重み付け関数で、管理パターンの重要
度に応じて、評価指標Qにおける重みを変更することが
できる。また、Targetは、管理パターンのフォトレジス
ト寸法の狙い値である。
[Equation 7] Here, gain is a weighting function and can change the weight in the evaluation index Q according to the importance of the management pattern. Target is a target value of the photoresist size of the management pattern.

【0059】そして、露光条件設定処理部8は、ステッ
プS306において、ステップS3045において算出
された各管理バターンのフォトレジスト寸法CDmを基
に、露光エネルギーを補正した際の管理パターンのフォ
トレジスト寸法CD'mを次の(8)式にて推定する。
Then, in step S306, the exposure condition setting processor 8 determines the photoresist dimension CD 'of the management pattern when the exposure energy is corrected based on the photoresist dimension CDm of each management pattern calculated in step S3045. m is estimated by the following equation (8).

【0060】[0060]

【数8】 以上により、露光条件設定処理部8は、ステップS30
において、チップ内における複数の管理パターンの寸法
誤差が最小となるよう、露光エネルギーを補正した際の
各管理パターンのフォトレジスト寸法CD'mを推定で
きることにより、チップ内寸法変動成分の補正が可能と
なる。
[Equation 8] As described above, the exposure condition setting processing unit 8 causes the step S30
In, it is possible to correct the dimension variation component in the chip by estimating the photoresist dimension CD′m of each management pattern when the exposure energy is corrected so that the dimension error of the plurality of management patterns in the chip is minimized. Become.

【0061】次に、露光条件設定部8が、図9に示すス
テップS33において、該当デバイスの露光処理の指示
を製造管理システム11に対して行う際の半導体デバイ
ス、レチクル、露光工程、露光装置における露光エネル
ギー、フォーカス補正値の出力画面の例について図15
を用いて説明する。この出力画面には、露光処理を行う
半導体デバイス種類の名称、露光工程、露光装置、レチ
クル名称および算出された露光エネルギー、フォーカス
補正値が表示される。なお、この出力画面は、製造管理
システム11の出力端末、専用の出力端末のいずれか、
および露光装置2に出力されるものとする。
Next, in step S33 shown in FIG. 9, when the exposure condition setting unit 8 instructs the manufacturing management system 11 to perform an exposure process for the corresponding device, the semiconductor device, the reticle, the exposure process, and the exposure apparatus are exposed. FIG. 15 shows an example of an output screen of exposure energy and focus correction value.
Will be explained. On this output screen, the name of the semiconductor device type to be exposed, the exposure process, the exposure apparatus, the reticle name, the calculated exposure energy, and the focus correction value are displayed. In addition, this output screen is either the output terminal of the manufacturing control system 11 or a dedicated output terminal,
And to the exposure apparatus 2.

【0062】以上説明したように、本発明は、データ演
算ステーション7が、半導体デバイス仕様情報が収納さ
れる第一のデータベース101と、複数の品種、露光工
程、露光装置における露光エネルギーとフォーカス補正
値の設定値が登録される第二のデータベース102と、
半導体デバイス製造の各露光工程に用いられるレチクル
の回路パターン情報が収納される第三のデータベース1
03と、照明条件やパターン配置や露光装置におけるフ
ォトレジスト寸法特性が収納される第四のデータベース
104と、露光条件出し実験で測定した露光エネルギー
およびフォーカス補正値毎のフォトレジスト寸法と形状
の測定結果が収納される第五のデータベース105とで
構成されたデータベース部10と、チップ内1点のフォ
トレジスト寸法および形状の測定結果とチップ内の複数
パターン寸法および該当パターンのフォトレジスト寸法
特性からチップ内の複数パターンの寸法誤差が最小とな
るように露光条件を設定する露光条件設定処理部8とか
ら構成される。
As described above, according to the present invention, the data operation station 7 includes the first database 101 in which the semiconductor device specification information is stored, the plurality of types, the exposure process, the exposure energy and the focus correction value in the exposure apparatus. A second database 102 in which the setting values of
Third database 1 for storing circuit pattern information of a reticle used in each exposure process of semiconductor device manufacturing
03, the fourth database 104 that stores the illumination condition, the pattern arrangement, and the photoresist dimension characteristics in the exposure apparatus, and the measurement result of the photoresist dimension and shape for each exposure energy and focus correction value measured in the exposure condition setting experiment. The database unit 10 including a fifth database 105 for storing the data, the measurement result of the photoresist size and shape at one point in the chip, the multiple pattern size in the chip, and the photoresist size characteristics of the corresponding pattern. Exposure condition setting processing unit 8 that sets the exposure condition so that the dimensional error of the plurality of patterns is minimized.

【0063】露光条件設定処理部8において、図9に示
すように、(1)露光条件出し実験用ウエハの作成指示
を行うステップS23と、(2)フォトレジスト寸法の
測定ポイントおよび測定の指示を行うステップS25
と、(3)測定したフォトレジスト寸法から露光エネル
ギーとフォーカス補正値を変数とした寸法応答曲面を作
成するステップS27と、(4)測定したフォトレジス
ト形状から露光エネルギーとフォーカス補正値を変数と
した形状応答曲面を作成するステップS28と、(5)
前記(3)および(4)で作成した寸法および形状応答
曲面からプロセスウィンドウを作成し、露光エネルギー
およびフォーカス補正値の設定値を算出するステップS
29と、(6)予め取得しておいたフォトレジスト寸法
特性からチップ内複数パターンにおける寸法誤差が最小
となるように露光エネルギーの補正値を算出するステッ
プS30とを有し、前記(1)から(6)のステップを
順次実行することにより、露光条件の設定処理を行い、
その露光条件を用いて露光処理を実行することが可能と
なる。
In the exposure condition setting processing section 8, as shown in FIG. 9, (1) step S23 for instructing the creation of the exposure condition setting experimental wafer, and (2) the measurement point of the photoresist dimension and the measurement instruction. Step S25 to be performed
And (3) Step S27 of creating a dimension response curved surface with the exposure energy and the focus correction value as variables from the measured photoresist dimension, and (4) the exposure energy and focus correction value as the variables from the measured photoresist shape. Step S28 of creating a shape response surface, and (5)
Step S of creating a process window from the dimension and shape response curved surfaces created in (3) and (4) and calculating the setting values of the exposure energy and the focus correction value.
29, and (6) Step S30 of calculating a correction value of the exposure energy so as to minimize the dimensional error in a plurality of patterns in the chip from the photoresist dimensional characteristics acquired in advance. By sequentially performing the step (6), the exposure condition setting process is performed.
The exposure process can be performed using the exposure conditions.

【0064】以上説明したように、本発明に係る実施の
形態によれば、半導体デバイス製造における露光条件の
設定作業において、チップ内の複数パターンのフォトレ
ジスト寸法や形状を測定し、そのデータ解析により露光
エネルギーとフォーカス補正値の設定値を算出する作業
を、チップ内1点の測定結果およびレチクル回路パター
ン情報および半導体デバイス仕様情報およびフォトレジ
スト寸法特性情報からチップ内の測定していないパター
ンを考慮した露光エネルギーとフォーカス補正値の設定
値を算出する機能を持つため、半導体デバイスの露光処
理の露光条件の設定作業に要する時間が低減し、露光装
置の稼働率が向上し、かつ半導体デバイスのTAT(Tu
rn Around Time)を低減することが可能となる。図16
には、従来方法と本発明における半導体デバイスのTA
Tの比較を示す。本実施の形態によれば、露光条件出し
実験に要する時間を短縮することにより、無駄時間が削
減され、TATを短くすることが可能となる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, in the work of setting the exposure conditions in the semiconductor device manufacturing, the photoresist dimensions and shapes of a plurality of patterns in the chip are measured and the data analysis is performed. The work of calculating the setting values of the exposure energy and the focus correction value was taken into consideration the unmeasured pattern in the chip from the measurement result of one point in the chip, the reticle circuit pattern information, the semiconductor device specification information and the photoresist dimension characteristic information. Since it has a function of calculating the setting value of the exposure energy and the focus correction value, the time required for setting the exposure condition of the exposure processing of the semiconductor device is reduced, the operating rate of the exposure apparatus is improved, and the TAT ( Tu
rn Around Time) can be reduced. FIG.
In the conventional method and the TA of the semiconductor device according to the present invention,
A comparison of T is shown. According to the present embodiment, the dead time is reduced by shortening the time required for the exposure condition setting experiment, and the TAT can be shortened.

【0065】また、本実施の形態によれば、チップ内の
複数パターンのフォトレジスト寸法を推定する機能を持
つため、チップ内のパターン寸法が規格内になるかどう
かの判定を行うことができ、規格外れの発生を低減する
ことができる。
Further, according to the present embodiment, since it has a function of estimating the photoresist dimensions of a plurality of patterns in the chip, it is possible to judge whether the pattern dimensions in the chip are within the standard, Occurrence of non-standard can be reduced.

【0066】また、本実施の形態によれば、チップ内の
複数パターンの誤差が最小となるように露光条件を設定
する機能を持つため、チップ内のフォトレジスト寸法の
ばらつきが低減し、半導体デバイスの歩留りを向上させ
ることが可能となる。
Further, according to the present embodiment, since it has a function of setting the exposure condition so that the error of a plurality of patterns in the chip is minimized, the variation of the photoresist dimension in the chip is reduced, and the semiconductor device is reduced. It is possible to improve the yield of.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明によれば、半導体デバイスの露光
処理の露光条件の設定作業に要する時間を低減し、露光
装置の稼働率が向上し、かつ半導体デバイスのTATを
低減することが可能となる効果を奏する。
According to the present invention, it is possible to reduce the time required to set the exposure conditions of the exposure processing of the semiconductor device, improve the operation rate of the exposure apparatus, and reduce the TAT of the semiconductor device. Has the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の露光エネルギーとフォーカス補正値の設
定方法を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional exposure energy and focus correction value setting method.

【図2】フォトレジストの寸法特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing dimensional characteristics of a photoresist.

【図3】システムLSIのチップ内の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration inside a chip of a system LSI.

【図4】本発明に係る第1の実施の形態を示すブロック
図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a first embodiment according to the present invention.

【図5】本発明に係る第2の実施の形態を示すブロック
図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment according to the present invention.

【図6】本発明に係る第3の実施の形態を示すブロック
図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment according to the present invention.

【図7】本発明に係る第4の実施の形態を示すブロック
図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a fourth embodiment according to the present invention.

【図8】本発明に係る投影縮小型露光装置の構成を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a projection reduction type exposure apparatus according to the present invention.

【図9】本発明に係る露光条件の設定方法を用いた半導
体デバイスの露光方法を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a semiconductor device exposure method using the exposure condition setting method according to the present invention.

【図10】本発明に係るフォトレジスト寸法の応答曲面
の作成方法の例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a method of creating a response surface of a photoresist dimension according to the present invention.

【図11】本発明に係るフォトレジスト形状の応答曲面
の作成方法の例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a method of creating a photoresist-shaped response curved surface according to the present invention.

【図12】本発明に係るプロセスウィンドウの作成方法
および露光エネルギーとフォーカス補正値の設定値の算
出方法を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a method of creating a process window and a method of calculating a setting value of exposure energy and a focus correction value according to the present invention.

【図13】本発明に係るプロセスウィンドウの作成結果
および露光エネルギーとフォーカス補正値の設定値の算
出結果の例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a result of creating a process window and a result of calculating setting values of exposure energy and a focus correction value according to the present invention.

【図14】本発明に係るチップ内パターン寸法変動成分
の補正方法を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing a method for correcting a pattern dimension variation component in a chip according to the present invention.

【図15】本発明に係る露光条件の設定結果の出力画面
の例である。
FIG. 15 is an example of an output screen of an exposure condition setting result according to the present invention.

【図16】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…露光装置群、2…露光装置1〜Y、3…寸法測定装
置群、4…寸法測定装置1〜Z、5…レチクル群、6…
レチクル1〜X、7…データ演算ステーション、8…露
光条件設定処理部、9…入出力インターフェイス、10
…データベース部、11…製造管理システム、101…
半導体デバイス仕様データベース、102…露光条件実
績データベース、103…レチクル回路パターンデータ
ベース、104…寸法特性データベース。
1 ... Exposure device group, 2 ... Exposure devices 1 to Y, 3 ... Dimension measuring device group, 4 ... Dimension measuring devices 1 to Z, 5 ... Reticle group, 6 ...
Reticles 1 to X, 7 ... Data operation station, 8 ... Exposure condition setting processing unit, 9 ... Input / output interface, 10
... Database part, 11 ... Manufacturing management system, 101 ...
Semiconductor device specification database 102 ... Exposure condition actual result database 103 ... Reticle circuit pattern database 104 ... Dimension characteristic database.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体デバイス内の少なくとも1箇所にお
けるフォトレジスト寸法および形状の測定結果と半導体
デバイス内の回路パターン情報と半導体デバイス仕様情
報とフォトレジスト寸法特性情報とを基に、半導体デバ
イス内の寸法の異なる複数のフォトレジストパターンの
規格からの誤差を最小とする露光エネルギーとフォーカ
ス補正値の設定値を算出する露光条件設定工程と、 該露光条件設定工程で算出されたフォーカス補正値の設
定値に応じてステージ上に載置された半導体デバイスと
投影光学系との間のフォーカス補正値を補正し、前記露
光条件設定工程で算出された露光エネルギーの設定値に
応じて照明光学系からステージ上に載置されたレチクル
に形成された所定の回路パターンを照明し、該照明され
た所定の回路パターンを前記投影光学系により前記半導
体デバイスに対して転写して露光処理する露光処理工程
とを有することを特徴とする露光方法。
1. A dimension in a semiconductor device based on a measurement result of the photoresist dimension and shape at least at one location in the semiconductor device, circuit pattern information in the semiconductor device, semiconductor device specification information, and photoresist dimension characteristic information. Exposure condition setting step for calculating the setting value of the exposure energy and the focus correction value that minimizes the error from the standard of a plurality of different photoresist patterns, and the focus correction value setting value calculated in the exposure condition setting step. The focus correction value between the semiconductor device mounted on the stage and the projection optical system is corrected accordingly, and the illumination optical system shifts the stage from the illumination optical system according to the setting value of the exposure energy calculated in the exposure condition setting step. Illuminate a predetermined circuit pattern formed on the mounted reticle, and the illuminated predetermined circuit pattern And an exposure processing step of performing exposure processing by transferring the image onto the semiconductor device by the projection optical system.
【請求項2】露光エネルギーとフォーカス補正値を変化
させて露光処理を行い設定作業用の半導体基板を作成す
る基板作成工程と、該基板作成工程で作成した半導体基
板のチップ内1箇所のフォトレジスト寸法および形状を
測定する測定工程と、該測定工程で測定されたフォトレ
ジスト寸法と形状の測定結果から露光エネルギーとフォ
ーカス補正を変数とする寸法応答曲面および形状応答曲
面を作成する応答曲面作成工程と、該応答曲面作成工程
で作成された寸法応答曲面および形状応答曲面並びに半
導体デバイスの規格情報からプロセスウィンドウを作成
し、該作成されたプロセスウィンドウを基に露光エネル
ギーおよびフォーカス補正値の設定値を算出する露光条
件算出工程とを有する露光条件設定工程と、 該露光条件設定工程の露光条件算出工程において算出さ
れたフォーカス補正値の設定値に応じてステージ上に載
置された半導体デバイスと投影光学系との間のフォーカ
ス補正値を補正し、前記露光条件設定工程の露光条件算
出工程で算出された露光エネルギーの設定値に応じて照
明光学系からステージ上に載置されたレチクルに形成さ
れた所定の回路パターンを照明し、該照明された所定の
回路パターンを前記投影光学系により前記半導体デバイ
スに対して転写して露光処理する露光処理工程とを有す
ることを特徴とする露光方法。
2. A substrate forming step of forming a semiconductor substrate for setting work by performing exposure processing by changing exposure energy and a focus correction value, and a photoresist at one location in a chip of the semiconductor substrate formed in the substrate forming step. A measurement step of measuring dimensions and shapes, and a response curved surface creation step of creating dimension response curved surfaces and shape response curved surfaces with exposure energy and focus correction as variables from measurement results of photoresist dimensions and shapes measured in the measurement steps , Creating a process window from the dimension response surface and shape response surface created in the response surface creating step and the standard information of the semiconductor device, and calculating the setting values of the exposure energy and the focus correction value based on the created process window Exposure condition setting step including an exposure condition calculation step, and an exposure condition of the exposure condition setting step The exposure condition calculation step of the exposure condition setting step, which corrects the focus correction value between the semiconductor device mounted on the stage and the projection optical system according to the setting value of the focus correction value calculated in the condition calculation step. The illumination optical system illuminates a predetermined circuit pattern formed on the reticle mounted on the stage in accordance with the set value of the exposure energy calculated in step 1, and the illuminated predetermined circuit pattern is projected by the projection optical system. And an exposure processing step of performing exposure processing by transferring the semiconductor device.
【請求項3】前記露光条件設定工程において、更に、半
導体デバイス内の回路パターン情報とフォトレジスト寸
法特性情報から半導体デバイス内の寸法の異なる複数の
フォトレジストパターンの規格からの誤差を最小とする
ように前記露光条件算出工程で算出された露光エネルギ
ーとフォーカス補正値の設定値を補正する半導体デバイ
ス内変動補正工程を有し、該半導体デバイス内変動補正
工程から補正された露光エネルギーとフォーカス補正値
の設定値を得ることを特徴とする請求項2記載の露光方
法。
3. The exposure condition setting step further minimizes an error from a standard of a plurality of photoresist patterns having different dimensions in the semiconductor device based on circuit pattern information in the semiconductor device and photoresist dimension characteristic information. A semiconductor device variation correction step for correcting the exposure energy calculated in the exposure condition calculation step and the set value of the focus correction value, and the exposure energy and focus correction value corrected from the semiconductor device variation correction step. The exposure method according to claim 2, wherein a set value is obtained.
【請求項4】前記露光条件設定工程における露光条件算
出工程において、前記フォトレジストの寸法応答曲面お
よび形状応答曲面並びに前記半導体デバイスの規格情報
から測定データ間を補間したプロセスウィンドウを作成
することを特徴とする請求項2記載の露光方法。
4. The exposure condition calculation step in the exposure condition setting step creates a process window in which measurement data is interpolated from the dimension response curved surface and shape response curved surface of the photoresist and standard information of the semiconductor device. The exposure method according to claim 2.
【請求項5】前記露光条件設定工程における半導体デバ
イス内変動補正工程において、該当半導体デバイスの仕
様におけるレチクル上の回路パターン寸法と半導体デバ
イス上に形成されたフォトレジスト寸法との関係で表さ
れるフォトレジスト寸法特性情報を用いて、半導体デバ
イス内の寸法の異なる複数の回路パターンにおける露光
エネルギーとフォトレジスト寸法との関係および該当回
路パターンのフォトレジスト寸法の推定処理を有するこ
とを特徴とする請求項3記載の露光方法。
5. A photo expressed by a relationship between a circuit pattern dimension on a reticle and a photoresist dimension formed on the semiconductor device in the specification of the semiconductor device in the semiconductor device variation correction process in the exposure condition setting process. 4. The method for estimating the photoresist dimension of a corresponding circuit pattern and the relationship between the exposure energy and the photoresist dimension in a plurality of circuit patterns having different dimensions in a semiconductor device, using the resist dimension characteristic information. The exposure method described.
【請求項6】半導体デバイスの仕様情報が収納される第
一のデータベース、露光条件の設定作業の実績が収納さ
れる第二のデータベース、半導体デバイス製造の各露光
工程に用いられるレチクル回路パターン情報が収納され
る第三のデータベース、フォトレジスト寸法特性情報が
収納される第四のデータベース、および露光条件の設定
作業におけるフォトレジストパターンの測定結果が収納
される第五のデータベースで構成されたデータベース部
と、該データベース部における各データベースを用いて
露光エネルギーとフォーカス補正値の設定処理を行う露
光条件設定処理部とを備えたデータ演算ステーション
と、 該データ演算ステーションの露光条件設定処理部で設定
処理されたフォーカス補正値の設定値に応じてステージ
上に載置された半導体デバイスと投影光学系との間のフ
ォーカス補正値を補正する補正手段と、前記データ演算
ステーションの露光条件設定処理部で設定処理された露
光エネルギーの設定値に応じてステージ上に載置された
レチクルに形成された所定の回路パターンを照明する照
明光学系と、該照明光学系で照明された所定の回路パタ
ーンを、前記補正手段でフォーカス補正値が補正された
前記半導体デバイスに対して転写して露光処理する前記
投影光学系とを備えた露光装置とを備えたことを特徴と
する露光システム。
6. A first database for storing specification information of a semiconductor device, a second database for storing results of exposure condition setting work, and reticle circuit pattern information used in each exposure step of semiconductor device manufacturing. And a database unit including a third database to be stored, a fourth database to store the photoresist dimension characteristic information, and a fifth database to store the measurement result of the photoresist pattern in the exposure condition setting work. , A data calculation station including an exposure condition setting processing unit that performs setting processing of exposure energy and focus correction value using each database in the database unit, and setting processing is performed by the exposure condition setting processing unit of the data calculation station. Placed on the stage according to the focus correction setting A correction unit that corrects a focus correction value between the semiconductor device and the projection optical system, and a mounting unit mounted on the stage according to the setting value of the exposure energy set by the exposure condition setting processing unit of the data calculation station. An illumination optical system for illuminating a predetermined circuit pattern formed on the reticle and a predetermined circuit pattern illuminated by the illumination optical system are transferred to the semiconductor device whose focus correction value is corrected by the correction means. And an exposure apparatus having the projection optical system for performing exposure processing.
【請求項7】半導体デバイス内の少なくとも1箇所にお
けるフォトレジスト寸法および形状の測定結果と半導体
デバイス内の回路パターン情報と半導体デバイス仕様情
報とフォトレジスト寸法特性情報とを基に、半導体デバ
イス内の寸法の異なる複数のフォトレジストパターンの
規格からの誤差を最小とする露光エネルギーとフォーカ
ス補正値の設定値を算出して設定処理する露光条件設定
部と、 該露光条件設定部で設定処理されたフォーカス補正値の
設定値に応じてステージ上に載置された半導体デバイス
と投影光学系との間のフォーカス補正値を補正する補正
手段と、前記露光条件設定部で設定処理された露光エネ
ルギーの設定値に応じてステージ上に載置されたレチク
ルに形成された所定の回路パターンを照明する照明光学
系と、該照明光学系で照明された所定の回路パターン
を、前記補正手段でフォーカス補正値が補正された前記
半導体デバイスに対して転写して露光処理する前記投影
光学系とを備えた露光装置とを備えたことを特徴とする
露光システム。
7. A dimension in a semiconductor device based on a measurement result of the photoresist dimension and shape in at least one location in the semiconductor device, circuit pattern information in the semiconductor device, semiconductor device specification information, and photoresist dimension characteristic information. Exposure energy setting unit that calculates and sets exposure energy and focus correction value setting values that minimize the error from the standard of a plurality of different photoresist patterns, and focus correction processing set by the exposure condition setting unit Correction means for correcting the focus correction value between the semiconductor device mounted on the stage and the projection optical system according to the set value of the value, and the set value of the exposure energy set by the exposure condition setting section. And an illumination optical system for illuminating a predetermined circuit pattern formed on the reticle mounted on the stage, And an exposure apparatus including the projection optical system that transfers a predetermined circuit pattern illuminated by a bright optical system onto the semiconductor device whose focus correction value has been corrected by the correction unit to perform exposure processing. An exposure system characterized in that
【請求項8】露光エネルギーとフォーカス補正値を変化
させて露光処理を行って作成された半導体基板のチップ
内1箇所のフォトレジスト寸法および形状を測定する寸
法・形状測定装置と、 該寸法・形状測定装置で測定されたフォトレジスト寸法
と形状の測定結果から露光エネルギーとフォーカス補正
を変数とする寸法応答曲面および形状応答曲面を作成
し、該作成された寸法応答曲面および形状応答曲面並び
に半導体デバイスの規格情報からプロセスウィンドウを
作成し、該作成されたプロセスウィンドウを基に露光エ
ネルギーおよびフォーカス補正値の設定値を算出して設
定処理する露光条件設定部と、 該露光条件設定部で設定処理されたフォーカス補正値の
設定値に応じてステージ上に載置された半導体デバイス
と投影光学系との間のフォーカス補正値を補正する補正
手段と、前記露光条件設定部で設定処理された露光エネ
ルギーの設定値に応じてステージ上に載置されたレチク
ルに形成された所定の回路パターンを照明する照明光学
系と、該照明光学系で照明された所定の回路パターン
を、前記補正手段でフォーカス補正値が補正された前記
半導体デバイスに対して転写して露光処理する前記投影
光学系とを備えた露光装置とを備えたことを特徴とする
露光システム。
8. A size / shape measuring device for measuring the size and shape of a photoresist at one location in a chip of a semiconductor substrate, which is formed by performing exposure processing by changing exposure energy and focus correction value, and the size / shape. A dimension response curved surface and a shape response curved surface having exposure energy and focus correction as variables are created from the measurement result of the photoresist dimension and shape measured by the measuring device, and the created dimension response curved surface and shape response curved surface and the semiconductor device An exposure condition setting unit that creates a process window from the standard information, calculates the setting values of the exposure energy and the focus correction value based on the created process window, and performs the setting process; and the exposure condition setting unit that performs the setting process. Between the semiconductor device mounted on the stage and the projection optical system according to the focus correction value A correction unit for correcting the focus correction value, and an illumination optical system for illuminating a predetermined circuit pattern formed on the reticle mounted on the stage according to the setting value of the exposure energy set by the exposure condition setting unit. And an exposure apparatus including the projection optical system configured to transfer a predetermined circuit pattern illuminated by the illumination optical system to the semiconductor device whose focus correction value is corrected by the correction unit to perform exposure processing. An exposure system comprising:
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