JP2003282395A - フォトリソグラフィーの露光方法 - Google Patents
フォトリソグラフィーの露光方法Info
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- JP2003282395A JP2003282395A JP2002078396A JP2002078396A JP2003282395A JP 2003282395 A JP2003282395 A JP 2003282395A JP 2002078396 A JP2002078396 A JP 2002078396A JP 2002078396 A JP2002078396 A JP 2002078396A JP 2003282395 A JP2003282395 A JP 2003282395A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来方法でのベストフォーカス値は、テスト
露光を行い求めていた。この場合、経時変化でフォーカ
ス値がロット処理時に変化してしまう。 【解決手段】 所望のパターン寸法形成のためのベスト
フォーカス値算出方法は、過去露光で形成したパターン
である、フォーカスが変動してもほとんど寸法変動しな
い第１のパターンとフォーカスが変動すると寸法も変動
する第２のパターンを用い、第１のパターンと第２のパ
ターンの寸法差でこれから露光し、パターン形成する時
のフォーカスが前記ベストフォーカスから変動する度合
いを算出する工程と、ベストフォーカスに対するずれが
わかる第３のパターンを用いて、プラスフォーカスある
いはマイナスフォーカスに変動したかを判定する工程と
を備えている。
露光を行い求めていた。この場合、経時変化でフォーカ
ス値がロット処理時に変化してしまう。 【解決手段】 所望のパターン寸法形成のためのベスト
フォーカス値算出方法は、過去露光で形成したパターン
である、フォーカスが変動してもほとんど寸法変動しな
い第１のパターンとフォーカスが変動すると寸法も変動
する第２のパターンを用い、第１のパターンと第２のパ
ターンの寸法差でこれから露光し、パターン形成する時
のフォーカスが前記ベストフォーカスから変動する度合
いを算出する工程と、ベストフォーカスに対するずれが
わかる第３のパターンを用いて、プラスフォーカスある
いはマイナスフォーカスに変動したかを判定する工程と
を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板上の被
露光パターンを、感光剤を塗布した薄膜基板上に投影光
学露光系を用いて露光するフォトリソグラフィーにおけ
るパターン形成方法に関するもので、特に形成されるパ
ターン寸法精度・重ね合せ精度が厳しく要求される半導
体装置の製造等に用いられているフォトリソグラフィー
で、目的の寸法・重ね合せ精度を得るための露光時間お
よび重ね合せ補正値を算出する方法に関するものであ
る。
露光パターンを、感光剤を塗布した薄膜基板上に投影光
学露光系を用いて露光するフォトリソグラフィーにおけ
るパターン形成方法に関するもので、特に形成されるパ
ターン寸法精度・重ね合せ精度が厳しく要求される半導
体装置の製造等に用いられているフォトリソグラフィー
で、目的の寸法・重ね合せ精度を得るための露光時間お
よび重ね合せ補正値を算出する方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】フォトリソグラフィーにおける重ね合せ
（アライメント）方法は、ドライエッチング等で形成し
たパターンに対し、レティクルに形成されたパターンに
露光光を照射し、感光性組成物にレティクルパターンを
投影し形成するもので、補正方法はパイロット処理で算
出する場合と過去に処理したロットのデータを基に算出
している。ここで、過去処理したロットから求める場
合、使用するデータはドライエッチング等でパターンを
形成するのに使用した露光装置（以下、ステッパーと記
す）とその下層工程に重ね合せる工程に使用したステッ
パーとの組み合わせになっている必要がある。これは重
ね合せを行うステッパーの号機間差と重ね合せるそれぞ
れの工程のマスク差が発生しているためである。このよ
うな補正方法は、ＩＢＭ社のＰＨＡＬＣＯＮ（PhotoAut
omated Logging and Control System）に代表されるフ
ィードバック方法がある。この補正方法として、ステッ
パーの号機間差および各マスク間差はそれぞれをリンク
させる必要がある。補正値は、以下の式（１）で算出さ
れる。
（アライメント）方法は、ドライエッチング等で形成し
たパターンに対し、レティクルに形成されたパターンに
露光光を照射し、感光性組成物にレティクルパターンを
投影し形成するもので、補正方法はパイロット処理で算
出する場合と過去に処理したロットのデータを基に算出
している。ここで、過去処理したロットから求める場
合、使用するデータはドライエッチング等でパターンを
形成するのに使用した露光装置（以下、ステッパーと記
す）とその下層工程に重ね合せる工程に使用したステッ
パーとの組み合わせになっている必要がある。これは重
ね合せを行うステッパーの号機間差と重ね合せるそれぞ
れの工程のマスク差が発生しているためである。このよ
うな補正方法は、ＩＢＭ社のＰＨＡＬＣＯＮ（PhotoAut
omated Logging and Control System）に代表されるフ
ィードバック方法がある。この補正方法として、ステッ
パーの号機間差および各マスク間差はそれぞれをリンク
させる必要がある。補正値は、以下の式（１）で算出さ
れる。
【０００３】
重ね合せ精度補正値＝（前処理ロットｍの重ね合せ精度データ）−ｋ＊（前処
理ロットｍの重ね合せ補正データ） ・・・（１）
ここで、ｋは任意の係数（工程・プロセスにより決ま
る）である。
る）である。
【０００４】また、過去のロット（製品）に関するデー
タは、過去処理したロットの最新データあるいは数ロッ
トの平均値を用いる。
タは、過去処理したロットの最新データあるいは数ロッ
トの平均値を用いる。
【０００５】次に、半導体基板上にフォトリソグラフィ
ーでパターンを形成する時のベストフォーカスは、テス
トプリントを実施し、ステッパーのベストフォーカスを
算出している。このテストプリントは、ある頻度で実施
される。
ーでパターンを形成する時のベストフォーカスは、テス
トプリントを実施し、ステッパーのベストフォーカスを
算出している。このテストプリントは、ある頻度で実施
される。
【０００６】さらに、フォトリソグラフィーにおけるパ
ターン寸法を決定する方法は、以下の式（２）で算出さ
れる。
ターン寸法を決定する方法は、以下の式（２）で算出さ
れる。
【０００７】
Ｅn＋1＝Ｅn−Ｋ＊（Ｌt−Ｌn） ・・・（２）
ここで、Ｅnは過去処理したロットの露光量、Ｌnは過去
処理したロットの寸法、Ｌtは寸法規格のセンター値、
Ｋは露光係数でプロセスと工程で決定されるものであ
る。
処理したロットの寸法、Ｌtは寸法規格のセンター値、
Ｋは露光係数でプロセスと工程で決定されるものであ
る。
【０００８】これらのフォトリソグラフィー条件設定方
法は、半導体製造工程においてレジストパターン形成手
法として頻繁に用いられている。
法は、半導体製造工程においてレジストパターン形成手
法として頻繁に用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】半導体製造工程におい
て、重ね合せ精度およびレジストに形成されるパターン
寸法（以下、レジスト寸法と記す）に高い精度が要求さ
れる。しかし、従来のフォトリソグラフィー条件決定方
法において、以下の課題がある。まず、フォトリソグラ
フィーでは同一製品の同一工程では、複数マスクおよび
複数のステッパーを使用している。各マスクのパターン
形成位置は、基本的にレティクルに作成したステッパー
の基準マークに対して設計位置との差が０になるように
作成されるが、実際にはマスクパターン形成時に位置誤
差が発生する。しかし、従来の重ね合せ精度補正算出方
法にはこのマスク位置誤差が考慮されていないため、こ
のずれが重ね合せずれとして計測される。このため、重
ね合せ精度は、規格内であっても工程能力は規格を越え
ることがある。また、過去のロットデータから算出する
場合でもマスクの製造誤差データが無いため、同じ現象
が発生する。
て、重ね合せ精度およびレジストに形成されるパターン
寸法（以下、レジスト寸法と記す）に高い精度が要求さ
れる。しかし、従来のフォトリソグラフィー条件決定方
法において、以下の課題がある。まず、フォトリソグラ
フィーでは同一製品の同一工程では、複数マスクおよび
複数のステッパーを使用している。各マスクのパターン
形成位置は、基本的にレティクルに作成したステッパー
の基準マークに対して設計位置との差が０になるように
作成されるが、実際にはマスクパターン形成時に位置誤
差が発生する。しかし、従来の重ね合せ精度補正算出方
法にはこのマスク位置誤差が考慮されていないため、こ
のずれが重ね合せずれとして計測される。このため、重
ね合せ精度は、規格内であっても工程能力は規格を越え
ることがある。また、過去のロットデータから算出する
場合でもマスクの製造誤差データが無いため、同じ現象
が発生する。
【００１０】次に、ベストフォーカス算出に関しても、
ある頻度でテストプリントを実施しているために、テス
トプリントとテストプリント間にフォーカスが変動して
パターン寸法が規格を越える場合がある。つまり、従来
方法でのベストフォーカス値は、テスト露光を行い求め
ていた。この場合、テスト露光の実施直後は問題がない
が、経時変化でフォーカス値がロット処理時に変化して
いるのをリアルタイムに検出することができなかった。
ある頻度でテストプリントを実施しているために、テス
トプリントとテストプリント間にフォーカスが変動して
パターン寸法が規格を越える場合がある。つまり、従来
方法でのベストフォーカス値は、テスト露光を行い求め
ていた。この場合、テスト露光の実施直後は問題がない
が、経時変化でフォーカス値がロット処理時に変化して
いるのをリアルタイムに検出することができなかった。
【００１１】さらに、露光量算出方法に関しても以下の
課題がある。それは、フォトリソグラフィーでは、同一
プロセスにおいては、露光量算出でマスクパターンの設
計寸法と実際に形成された寸法差のデータ（△Ｌ＝Ｌ−
Ｌ0）は入力されているが、品種によりマスクのＣｒ面
積（ウェハー上に残るレジスト面積と同じこと）に起因
する補正はなされていない。このため、同じプロセスで
ありながら品種の違いで露光量が異なり、露光量算出は
品種毎に実施しなければならない。
課題がある。それは、フォトリソグラフィーでは、同一
プロセスにおいては、露光量算出でマスクパターンの設
計寸法と実際に形成された寸法差のデータ（△Ｌ＝Ｌ−
Ｌ0）は入力されているが、品種によりマスクのＣｒ面
積（ウェハー上に残るレジスト面積と同じこと）に起因
する補正はなされていない。このため、同じプロセスで
ありながら品種の違いで露光量が異なり、露光量算出は
品種毎に実施しなければならない。
【００１２】そこで、本発明は、上記課題を解決し、フ
ォトリソグラフィーの露光方法において、高い重ね合せ
精度を算出する方法、ベストフォーカスの変動をフィー
ドバックする方法および目標とする寸法に対し精度の高
いレジスト寸法を得ることができる露光量算出法を提供
することを目的とする。また、この方法を提供すること
で、半導体製品の歩留りを向上させることを目的とす
る。
ォトリソグラフィーの露光方法において、高い重ね合せ
精度を算出する方法、ベストフォーカスの変動をフィー
ドバックする方法および目標とする寸法に対し精度の高
いレジスト寸法を得ることができる露光量算出法を提供
することを目的とする。また、この方法を提供すること
で、半導体製品の歩留りを向上させることを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の工程で構成されている。まず、重ね
合せ精度補正方法に関して、過去のロットデータで計測
された重ね合せ精度補正量に対し、その時使用した第１
のマスクの位置誤差量および重ね合せマークを形成した
マスクの位置誤差量を算出し、これから露光する工程の
マスクの位置誤差量を用いて新たな重ね合せ補正量を求
める。
に、本発明は以下の工程で構成されている。まず、重ね
合せ精度補正方法に関して、過去のロットデータで計測
された重ね合せ精度補正量に対し、その時使用した第１
のマスクの位置誤差量および重ね合せマークを形成した
マスクの位置誤差量を算出し、これから露光する工程の
マスクの位置誤差量を用いて新たな重ね合せ補正量を求
める。
【００１４】次に、ベストフォーカス値算出方法に関し
て、フォーカスが変動した場合、レジスト寸法が変化し
にくいパターン、例えばラインとスペースのパターン
（以下、ライン＆スペースパターンと記す）と、レジス
ト寸法が変化するパターン、例えば孤立ラインか孤立ス
ペースとを形成する工程と、フォーカスがプラス（以
下、＋と記す）かマイナス（以下、−と記す）のどちら
に変化したのかが判断できるパターン、例えば孤立のド
ットかコンタクトホールを形成する工程とを持つ。
て、フォーカスが変動した場合、レジスト寸法が変化し
にくいパターン、例えばラインとスペースのパターン
（以下、ライン＆スペースパターンと記す）と、レジス
ト寸法が変化するパターン、例えば孤立ラインか孤立ス
ペースとを形成する工程と、フォーカスがプラス（以
下、＋と記す）かマイナス（以下、−と記す）のどちら
に変化したのかが判断できるパターン、例えば孤立のド
ットかコンタクトホールを形成する工程とを持つ。
【００１５】次に、フォーカスの変動でレジスト寸法が
変化しにくいパターンと変化するパターンの寸法差から
フォーカス変動値を算出する。さらに、フォーカスの変
動が＋か−かを判断できるパターンを用いて上記の算出
からフォーカス変動を求める。
変化しにくいパターンと変化するパターンの寸法差から
フォーカス変動値を算出する。さらに、フォーカスの変
動が＋か−かを判断できるパターンを用いて上記の算出
からフォーカス変動を求める。
【００１６】第二のベストフォーカス値の算出方法は、
フォーカスが変動した時に＋フォーカス時および−フォ
ーカス時にレジストパターンボトムとトップ寸法の挙動
が異なる２種類のパターンを用いて寸法差から求める。
ここでは、孤立ラインパターンのレジストのボトムとト
ップの寸法差と、孤立スペースパターンのレジストのボ
トムとトップの寸法差の関係からベストフォーカス値変
化量を算出する方法である。
フォーカスが変動した時に＋フォーカス時および−フォ
ーカス時にレジストパターンボトムとトップ寸法の挙動
が異なる２種類のパターンを用いて寸法差から求める。
ここでは、孤立ラインパターンのレジストのボトムとト
ップの寸法差と、孤立スペースパターンのレジストのボ
トムとトップの寸法差の関係からベストフォーカス値変
化量を算出する方法である。
【００１７】最後に露光量算出方法に関して、過去処理
されたロットの露光量と、過去の露光でレジストに形成
されたパターン寸法をその露光を用いたマスクのＣｒ面
積で補正した値を入れることで露光量を算出する。
されたロットの露光量と、過去の露光でレジストに形成
されたパターン寸法をその露光を用いたマスクのＣｒ面
積で補正した値を入れることで露光量を算出する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の重ね合せ精度補
正方法の一実施形態について図面を用いて説明する。図
１に、本発明を実施するための重ね合せ精度補正システ
ムの構成図を示す。重ね合せ精度補正システムは、過去
に処理したロットの重ね合せ精度と補正の各データを保
存するデータ保存部１と、アライメントマーク形成工程
のマスクの位置誤差データ２と、これから重ね合せる工
程のマスクの位置誤差データ３と、演算部４と、入力部
５とから各要素で構成されている。そして、演算部４に
はデータ保存部１に保存されたデータ、位置誤差データ
２、位置誤差データ３および入力部５からのデータが入
力・演算され、演算部４での演算結果は、露光装置６に
出力される。そして、露光／現像されたロットの重ね合
せ精度測定機７で測定されたデータは、接続されている
データ保存部１に入力される。
正方法の一実施形態について図面を用いて説明する。図
１に、本発明を実施するための重ね合せ精度補正システ
ムの構成図を示す。重ね合せ精度補正システムは、過去
に処理したロットの重ね合せ精度と補正の各データを保
存するデータ保存部１と、アライメントマーク形成工程
のマスクの位置誤差データ２と、これから重ね合せる工
程のマスクの位置誤差データ３と、演算部４と、入力部
５とから各要素で構成されている。そして、演算部４に
はデータ保存部１に保存されたデータ、位置誤差データ
２、位置誤差データ３および入力部５からのデータが入
力・演算され、演算部４での演算結果は、露光装置６に
出力される。そして、露光／現像されたロットの重ね合
せ精度測定機７で測定されたデータは、接続されている
データ保存部１に入力される。
【００１９】マスク位置誤差２、３は、ステッパーのマ
スク位置合せマークからの誤差で、オフセットとローテ
ィショーンおよび倍率成分で表される。これらの誤差成
分には、マスク作成時のＥＢ露光装置の誤差が乗ってい
る。そして、入力部５は、フォトリソグラフィー工程に
関する条件および処理ロットに関するデータを入力する
ものである。さらに、演算部４は、各マスク位置誤差デ
ータ２、３と、入力部５および過去処理したロットの重
ね合せ精度と補正の各データのデータ保存部１から送ら
れたデータとを演算処理し、演算データにより露光装置
６に指示するとともに、そのロットの重ね合せ精度の測
定データをデータ保存部１に記憶させる。
スク位置合せマークからの誤差で、オフセットとローテ
ィショーンおよび倍率成分で表される。これらの誤差成
分には、マスク作成時のＥＢ露光装置の誤差が乗ってい
る。そして、入力部５は、フォトリソグラフィー工程に
関する条件および処理ロットに関するデータを入力する
ものである。さらに、演算部４は、各マスク位置誤差デ
ータ２、３と、入力部５および過去処理したロットの重
ね合せ精度と補正の各データのデータ保存部１から送ら
れたデータとを演算処理し、演算データにより露光装置
６に指示するとともに、そのロットの重ね合せ精度の測
定データをデータ保存部１に記憶させる。
【００２０】このように構成された重ね合せ精度補正シ
ステムは、以下のように稼働させる。第一に、これから
合せる工程のマスク位置誤差３を入力部５に登録する。
この時入力するマスク位置誤差２の項目は、ステッパー
のレティクルアライメントマークを原点にしてオフセッ
トとローティショーンのエラー成分である。例えば、表
１に示すような状態で、各マスクの情報がデータ保存部
１に記憶される。
ステムは、以下のように稼働させる。第一に、これから
合せる工程のマスク位置誤差３を入力部５に登録する。
この時入力するマスク位置誤差２の項目は、ステッパー
のレティクルアライメントマークを原点にしてオフセッ
トとローティショーンのエラー成分である。例えば、表
１に示すような状態で、各マスクの情報がデータ保存部
１に記憶される。
【００２１】
【表１】
【００２２】データ保存部１に記憶されるデータは、マ
スクのＩＤ（ＮＯ．）がｎにおけるマスク位置誤差成分
である、オフセットＸn、Ｙn、ローティショーンＲn、
倍率補正Ｍnに分類されて保管される。ここで、オフセ
ットとは、Ｘ／Ｙ軸方向の重ね合せエラー量で、ローテ
ィショーンとはステッパーのショットにおける回転軸の
重ね合せエラー量で、倍率補正とはステッパーのショッ
トにおける縮小・拡大の重ね合せエラー量で示される。
スクのＩＤ（ＮＯ．）がｎにおけるマスク位置誤差成分
である、オフセットＸn、Ｙn、ローティショーンＲn、
倍率補正Ｍnに分類されて保管される。ここで、オフセ
ットとは、Ｘ／Ｙ軸方向の重ね合せエラー量で、ローテ
ィショーンとはステッパーのショットにおける回転軸の
重ね合せエラー量で、倍率補正とはステッパーのショッ
トにおける縮小・拡大の重ね合せエラー量で示される。
【００２３】第二に、過去処理したロットの重ね合せ精
度とそのロットに使用した重ね合せ補正データをデータ
保存部１にロット処理とともに自動入力させる。この時
のデータは、オフセット、ローティショーン、倍率の補
正入力および測定値である。これらのロットデータは、
演算部４に送られ、例えばオフセットに関して、表２に
示すような状態で各ロット（各製品）毎にデータ保存部
１に保管される。
度とそのロットに使用した重ね合せ補正データをデータ
保存部１にロット処理とともに自動入力させる。この時
のデータは、オフセット、ローティショーン、倍率の補
正入力および測定値である。これらのロットデータは、
演算部４に送られ、例えばオフセットに関して、表２に
示すような状態で各ロット（各製品）毎にデータ保存部
１に保管される。
【００２４】
【表２】
【００２５】保存されたデータは、ロットＮＯ．（ある
いは製品ＮＯ．）毎に、使用したマスクのＩＤがｍと、
そのマスクのオフセット値Ｘn、Ｙn、そのとき露光処理
をしたステッパー号機での補正データＸc、Ｙc、実施し
た補正に対する測定データＸme、Ｙmeである。
いは製品ＮＯ．）毎に、使用したマスクのＩＤがｍと、
そのマスクのオフセット値Ｘn、Ｙn、そのとき露光処理
をしたステッパー号機での補正データＸc、Ｙc、実施し
た補正に対する測定データＸme、Ｙmeである。
【００２６】そして、新たに露光を行う場合には、演算
部４で新たな重ね合せ補正データを算出する。まず、入
力部５から露光処理を行うロットの製品名／番号ｎ＋
１、使用するマスク番号ｍを入力する。演算部４では、
入力されたデータをデータ保存部１に保存するととも
に、そのデータをもとにデータ保存部１を検索する。そ
して、マスク情報（表１）からは、使用するマスクのマ
スク番号ｍに関する情報を引き出し、ロット／製品情報
（表２）からは、同じプロセスの最新ロット（製品）ｍ
に関する情報を引き出す。演算部４では、引き出した各
情報をもとに、新たな重ね合せ精度補正データを算出す
る。
部４で新たな重ね合せ補正データを算出する。まず、入
力部５から露光処理を行うロットの製品名／番号ｎ＋
１、使用するマスク番号ｍを入力する。演算部４では、
入力されたデータをデータ保存部１に保存するととも
に、そのデータをもとにデータ保存部１を検索する。そ
して、マスク情報（表１）からは、使用するマスクのマ
スク番号ｍに関する情報を引き出し、ロット／製品情報
（表２）からは、同じプロセスの最新ロット（製品）ｍ
に関する情報を引き出す。演算部４では、引き出した各
情報をもとに、新たな重ね合せ精度補正データを算出す
る。
【００２７】次に、演算部４で行われる新たな重ね合せ
精度補正値の算出方法を図２のフローチャートに従って
説明する。演算部４では、表１、２で示した各値を下記
式（３）に導入して新たな重ね合せ精度補正値を算出す
る。
精度補正値の算出方法を図２のフローチャートに従って
説明する。演算部４では、表１、２で示した各値を下記
式（３）に導入して新たな重ね合せ精度補正値を算出す
る。
【００２８】
重ね合せ精度補正値＝（前処理ロットｎの重ね合せ精度データ）−ｋ＊（前処
理ロットｎの重ね合せ精度補正データ）＋｛（今回使用するマスクｍの位置誤差
）−（前処理ロットｎのマスク位置誤差）｝ ・・・（３）
式（３）では、先ず、前処理ロットｎの重ね合せ精度補
正データと測定した前処理ロットｎの重ね合せ精度デー
タから、第一の重ね合せ精度補正値を算出する（ＳＴ
１）。次に、前処理ロットｎのマスク位置誤差（オフセ
ット、ローティショーン、倍率の各項目）と、今回使用
する処理ロット（ｎ＋１）のマスクｍの位置誤差（オフ
セット、ローティショーン、倍率の各項目）からマスク
に起因する重ね合せ精度誤差を算出する（ＳＴ２）。そ
して、最後に上記第一の重ね合せ精度補正値と第二のマ
スク起因による第二の重ね合せ精度誤差から新たな重ね
合せ精度補正値を算出する（ＳＴ３）。また、過去のロ
ット（製品）に関するデータは、過去処理したロット
（製品）の最新データあるいは、その製品の数ロットの
平均値を用いる。
正データと測定した前処理ロットｎの重ね合せ精度デー
タから、第一の重ね合せ精度補正値を算出する（ＳＴ
１）。次に、前処理ロットｎのマスク位置誤差（オフセ
ット、ローティショーン、倍率の各項目）と、今回使用
する処理ロット（ｎ＋１）のマスクｍの位置誤差（オフ
セット、ローティショーン、倍率の各項目）からマスク
に起因する重ね合せ精度誤差を算出する（ＳＴ２）。そ
して、最後に上記第一の重ね合せ精度補正値と第二のマ
スク起因による第二の重ね合せ精度誤差から新たな重ね
合せ精度補正値を算出する（ＳＴ３）。また、過去のロ
ット（製品）に関するデータは、過去処理したロット
（製品）の最新データあるいは、その製品の数ロットの
平均値を用いる。
【００２９】以下に、上記の重ね合せ精度補正値算出方
法で算出した補正値を用いて、フォトリソグラフィー処
理を行った結果を示す。ここでは、重ね合せ精度補正項
目の一つであるオフセット値についての結果を示す。各
ロット処理には、同じプロセスの製品を５品種選択して
行った。これは、５つのマスクＩＤが存在することと同
じである。
法で算出した補正値を用いて、フォトリソグラフィー処
理を行った結果を示す。ここでは、重ね合せ精度補正項
目の一つであるオフセット値についての結果を示す。各
ロット処理には、同じプロセスの製品を５品種選択して
行った。これは、５つのマスクＩＤが存在することと同
じである。
【００３０】上記の重ね合せ精度補正方法で算出した補
正値を用いた場合のオフセット値の変動を図３に示す。
この図で示したように、オフセット値の変動はＸ値、Ｙ
値とも±３０ｎｍの範囲内に収めることができた。これ
は、図４の従来の重ね合せ精度補正方法で算出した補正
値を用いた場合と比較すると重ね合せ精度（オフセット
値）は約１／２以下になることがわかる。
正値を用いた場合のオフセット値の変動を図３に示す。
この図で示したように、オフセット値の変動はＸ値、Ｙ
値とも±３０ｎｍの範囲内に収めることができた。これ
は、図４の従来の重ね合せ精度補正方法で算出した補正
値を用いた場合と比較すると重ね合せ精度（オフセット
値）は約１／２以下になることがわかる。
【００３１】次に、本発明のベストフォーカス値の算出
方法についての一実施形態を以下に説明する。
方法についての一実施形態を以下に説明する。
【００３２】図５に、本発明を実施するためのベストフ
ォーカス算出システムの構成およびベストフォーカス算
出方法のフローチャートを示す。図５（ａ）において、
ベストフォーカス算出システムは、第１と第２のレジス
トパターンのフォーカス値の測定データ１２、第３のレ
ジストパターンのトップとボトムのフォーカス値の測定
データ１３、入力部５、演算部４、データ保存部１１の
各要素で構成されている。そして、演算部４で各要素が
それぞれ接続し、演算部４が露光装置６に接続してい
る。
ォーカス算出システムの構成およびベストフォーカス算
出方法のフローチャートを示す。図５（ａ）において、
ベストフォーカス算出システムは、第１と第２のレジス
トパターンのフォーカス値の測定データ１２、第３のレ
ジストパターンのトップとボトムのフォーカス値の測定
データ１３、入力部５、演算部４、データ保存部１１の
各要素で構成されている。そして、演算部４で各要素が
それぞれ接続し、演算部４が露光装置６に接続してい
る。
【００３３】図５（ｂ）を用いて、ベストフォーカスの
算出方法を説明する。
算出方法を説明する。
【００３４】ロット（ｎ）の露光、現像処理が終了した
後、フォーカスの変化に対し、各種レジストパターンの
寸法を測定する。第１のレジストパターンはフォーカス
が変動した場合、レジスト寸法が変化しにくいパターン
であるライン＆スペースパターンであり、その測定デー
タＬｄを収集する。また、第２のレジストパターンは、
フォーカスが変動した場合、レジスト寸法が変化するパ
ターンである孤立ラインであり、その測定データＬｉを
収集する。ここで使用したパターン寸法は、それぞれ
０．２５μｍである（ＳＴ４）。図６に測定データＬ
ｄ、Ｌｉのフォーカス特性を示し、フォーカス値を変化
させた時のそれぞれの測長したレジストパターン寸法を
示している。この図からデフォーカスすると、それぞれ
のレジストパターンのパターン寸法差が拡大することが
判る。
後、フォーカスの変化に対し、各種レジストパターンの
寸法を測定する。第１のレジストパターンはフォーカス
が変動した場合、レジスト寸法が変化しにくいパターン
であるライン＆スペースパターンであり、その測定デー
タＬｄを収集する。また、第２のレジストパターンは、
フォーカスが変動した場合、レジスト寸法が変化するパ
ターンである孤立ラインであり、その測定データＬｉを
収集する。ここで使用したパターン寸法は、それぞれ
０．２５μｍである（ＳＴ４）。図６に測定データＬ
ｄ、Ｌｉのフォーカス特性を示し、フォーカス値を変化
させた時のそれぞれの測長したレジストパターン寸法を
示している。この図からデフォーカスすると、それぞれ
のレジストパターンのパターン寸法差が拡大することが
判る。
【００３５】次に、測定データＬｄ、Ｌｉの差｜Ｌｄ−
Ｌｉ｜からベストフォーカス値からのずれ量のデータを
求める（ＳＴ５）。図７にフォーカス値が変化した時の
第１のパターンと第２のパターンの寸法差との関係を示
している。データ保存部１１に、上記データを保存させ
る。
Ｌｉ｜からベストフォーカス値からのずれ量のデータを
求める（ＳＴ５）。図７にフォーカス値が変化した時の
第１のパターンと第２のパターンの寸法差との関係を示
している。データ保存部１１に、上記データを保存させ
る。
【００３６】次に、第３のパターンは、フォーカスが＋
か−のどちらに変化したのかが判断できるパターンであ
る孤立のドットを形成し、このレジストパターンのトッ
プ寸法とボトム寸法をそれぞれ測定する。そして、フォ
ーカス値の変動が、＋か−かを判断する（ＳＴ６）。図
８に、フォーカスが変動した時の第３のパターンのトッ
プ寸法とボトム寸法の寸法差データをプロットしたもの
を示す。図８から、−フォーカスの場合はトップとボト
ムの寸法差はほとんど見られないが、＋フォーカスにな
ると寸法差が顕著に現れる。データ保存部１１に上記デ
ータを保存させる。
か−のどちらに変化したのかが判断できるパターンであ
る孤立のドットを形成し、このレジストパターンのトッ
プ寸法とボトム寸法をそれぞれ測定する。そして、フォ
ーカス値の変動が、＋か−かを判断する（ＳＴ６）。図
８に、フォーカスが変動した時の第３のパターンのトッ
プ寸法とボトム寸法の寸法差データをプロットしたもの
を示す。図８から、−フォーカスの場合はトップとボト
ムの寸法差はほとんど見られないが、＋フォーカスにな
ると寸法差が顕著に現れる。データ保存部１１に上記デ
ータを保存させる。
【００３７】最後に、ステップＳＴ５の工程で格納され
たデータとステップＳＴ６の工程で格納されたデータか
ら、このロット（製品）の入力フォーカス値からの変
動、新たなベストフォーカス値を算出する（ＳＴ７）。
ここで、新たなベストフォーカス値の算出方法を図５
（ｂ）のフローチャートに従って説明する。演算部４で
は、ｎ番目のロットに入力されたベストフォーカス値に
対し、ステップＳＴ４〜７の工程で算出したフォーカス
の変化値を次ロットである（ｎ＋１）番目のロットにフ
ィードバックを行い、露光装置６に（ｎ＋１）番目のロ
ット処理時に新たなベストフォーカス値として処理され
る。（ｎ＋１）番目のロットのベストフォーカス値を求
める算出式を以下式（４）に示す。
たデータとステップＳＴ６の工程で格納されたデータか
ら、このロット（製品）の入力フォーカス値からの変
動、新たなベストフォーカス値を算出する（ＳＴ７）。
ここで、新たなベストフォーカス値の算出方法を図５
（ｂ）のフローチャートに従って説明する。演算部４で
は、ｎ番目のロットに入力されたベストフォーカス値に
対し、ステップＳＴ４〜７の工程で算出したフォーカス
の変化値を次ロットである（ｎ＋１）番目のロットにフ
ィードバックを行い、露光装置６に（ｎ＋１）番目のロ
ット処理時に新たなベストフォーカス値として処理され
る。（ｎ＋１）番目のロットのベストフォーカス値を求
める算出式を以下式（４）に示す。
【００３８】
ベストフォーカス値（ｎ＋１）＝入力ベストフォーカス値（ｎ）−［ｎロット
のフォーカス変動値］ ・・・（４）
以下に、式（４）を使用し、新たなベストフォーカス値
をフィードバックして処理した時の各ロット（製品）の
ベストフォーカス値のシミュレーショントレンドおよび
この時パターン形成し、測定したステッパーのベストフ
ォーカス値トレンド（２０ロット）の結果を図９に示
す。この時使用したデバイスは０．２５μｍルールのゲ
ート形成工程で、使用ステッパーはＮＳＲ−２２０５Ｅ
Ｘ１２Ｂ（ニコン製）を用いた。この図から、前ロット
（製品）のフォーカス値データを用い、新たなベストフ
ォーカス値を算出することでロット（製品）間のベスト
フォーカス値変動は、長期的に±０．１μｍ以内に収束
している。これに対し、ステッパーのベストフォーカス
値の変動は、長期的に±０．２μｍは変化している。こ
れらの結果から、プロセス、工程毎にベストフォーカス
値を固定値でロット処理をした場合、寸法変化は図６か
ら２０ｎｍ変化するが、本発明のベストフォーカス値算
出システムを使用すると寸法変化は１０ｎｍと約１／２
に低減できる。
をフィードバックして処理した時の各ロット（製品）の
ベストフォーカス値のシミュレーショントレンドおよび
この時パターン形成し、測定したステッパーのベストフ
ォーカス値トレンド（２０ロット）の結果を図９に示
す。この時使用したデバイスは０．２５μｍルールのゲ
ート形成工程で、使用ステッパーはＮＳＲ−２２０５Ｅ
Ｘ１２Ｂ（ニコン製）を用いた。この図から、前ロット
（製品）のフォーカス値データを用い、新たなベストフ
ォーカス値を算出することでロット（製品）間のベスト
フォーカス値変動は、長期的に±０．１μｍ以内に収束
している。これに対し、ステッパーのベストフォーカス
値の変動は、長期的に±０．２μｍは変化している。こ
れらの結果から、プロセス、工程毎にベストフォーカス
値を固定値でロット処理をした場合、寸法変化は図６か
ら２０ｎｍ変化するが、本発明のベストフォーカス値算
出システムを使用すると寸法変化は１０ｎｍと約１／２
に低減できる。
【００３９】さらに、本発明の第二のベストフォーカス
値の算出方法についての実施形態を以下に説明する。
値の算出方法についての実施形態を以下に説明する。
【００４０】図１０に、本発明を実施するためのベスト
フォーカス算出フローチャートを示す。ここで、図１１
にベストフォーカス値を算出するのに使用する２種類の
パターン（図１１（ａ））とそのレジスト形状の模式図
（図１１（ｂ））を示す。図１１（ａ）において、２種
類のパターンのフォーカス変動に対するパターン断面変
化のＳＥＭ写真を示しており、形状が異なることが判
る。ここでは、０．１８μｍ幅の孤立ラインパターンと
０．２４μｍ幅の孤立スペースパターンを用いている。
フォーカス算出フローチャートを示す。ここで、図１１
にベストフォーカス値を算出するのに使用する２種類の
パターン（図１１（ａ））とそのレジスト形状の模式図
（図１１（ｂ））を示す。図１１（ａ）において、２種
類のパターンのフォーカス変動に対するパターン断面変
化のＳＥＭ写真を示しており、形状が異なることが判
る。ここでは、０．１８μｍ幅の孤立ラインパターンと
０．２４μｍ幅の孤立スペースパターンを用いている。
【００４１】最初に、孤立ラインパターンのトップ寸法
Ｌt、ボトム寸法Ｌbおよび孤立スパースパターンのトッ
プ寸法Ｓt、ボトム寸法Ｓbのデータを収集する（ＳＴ
８）。
Ｌt、ボトム寸法Ｌbおよび孤立スパースパターンのトッ
プ寸法Ｓt、ボトム寸法Ｓbのデータを収集する（ＳＴ
８）。
【００４２】これらの２種類のパターンに対し、フォー
カスを変化させた時のパターンのラインまたはスペース
のトップ寸法変化とボトム寸法変化を図１２に示す。図
１２から孤立ラインパターンのボトム寸法は、フォーカ
ス変化に対し、寸法変化が少なく、その他のパターンは
＋フォーカス変化に対し、寸法が細る傾向がある。この
特徴を基に、寸法変動値ＮＬ、ＮＳは、以下の式
（５）、（６）にノーマライズする。
カスを変化させた時のパターンのラインまたはスペース
のトップ寸法変化とボトム寸法変化を図１２に示す。図
１２から孤立ラインパターンのボトム寸法は、フォーカ
ス変化に対し、寸法変化が少なく、その他のパターンは
＋フォーカス変化に対し、寸法が細る傾向がある。この
特徴を基に、寸法変動値ＮＬ、ＮＳは、以下の式
（５）、（６）にノーマライズする。
【００４３】
ＮＬ＝（ＬＤ−ＬBF）／△Ｌ ・・・（５）
ＮＳ＝（ＳＤ−ＳBF）／△Ｓ ・・・（６）
ここで、ＬＤとＳＤは各フォーカス値におけるそれぞれ
のパターンのトップ寸法とボトム寸法の寸法差、ＬBFと
ＳBFはそれぞれのパターンのベストフォーカス値におけ
るトップ寸法とボトム寸法の寸法差、△Ｌと△Ｓはある
範囲でフォーカス値を変化させた時の寸法差ＬＤとＳＤ
の最大（ＭＡＸ）−最小（ＭＩＮ）を表している（ＳＴ
９）。
のパターンのトップ寸法とボトム寸法の寸法差、ＬBFと
ＳBFはそれぞれのパターンのベストフォーカス値におけ
るトップ寸法とボトム寸法の寸法差、△Ｌと△Ｓはある
範囲でフォーカス値を変化させた時の寸法差ＬＤとＳＤ
の最大（ＭＡＸ）−最小（ＭＩＮ）を表している（ＳＴ
９）。
【００４４】フォーカス値が−０．２μｍ〜＋０．２μ
ｍ変化した時に式（５）、（６）で求めた値を図１３に
示す。図１３から、フォーカス値が変化した時、寸法変
動値ＮＬおよびＮＳで感知することが可能であることが
わかる。さらに、フォーカス変化をより、感知しやすい
係数を以下の式（７）で求める（ＳＴ１０）。
ｍ変化した時に式（５）、（６）で求めた値を図１３に
示す。図１３から、フォーカス値が変化した時、寸法変
動値ＮＬおよびＮＳで感知することが可能であることが
わかる。さらに、フォーカス変化をより、感知しやすい
係数を以下の式（７）で求める（ＳＴ１０）。
【００４５】
フォーカス変動係数＝ＮＬ＋ＮＳ ・・・（７）
式（７）で求めた各フォーカス値に対するフォーカス変
動係数を図１４に示す。図１４からフォーカス変化に対
し、一次の係数で求めることができる。
動係数を図１４に示す。図１４からフォーカス変化に対
し、一次の係数で求めることができる。
【００４６】ここで、新たなベストフォーカス値の算出
方法を図１０のフローチャートに従って説明する。ｎ番
目のロットに入力されたベストフォーカス値に対し、式
（７）で求めたフォーカス変動係数を次ロットである
（ｎ＋１）番目のロットにフィードバックを行い、（ｎ
＋１）番目のロット処理時に新たなベストフォーカス値
を採用する。（ｎ＋１）番目のロットのベストフォーカ
ス値を求める算出式は、式（４）で行う（ＳＴ１１）。
方法を図１０のフローチャートに従って説明する。ｎ番
目のロットに入力されたベストフォーカス値に対し、式
（７）で求めたフォーカス変動係数を次ロットである
（ｎ＋１）番目のロットにフィードバックを行い、（ｎ
＋１）番目のロット処理時に新たなベストフォーカス値
を採用する。（ｎ＋１）番目のロットのベストフォーカ
ス値を求める算出式は、式（４）で行う（ＳＴ１１）。
【００４７】以下に、式（４）を使用し、新たなベスト
フォーカス値をフィードバックして処理した時の各ロッ
ト（製品）のベストフォーカス値のシミュレーショント
レンドおよびこのときパターン形成し、測定したステッ
パーのベストフォーカス値トレンド（２０ロット）の結
果を図１５に示す。この時使用したデバイスは０．１８
μｍルールのゲート工程形成工程で、使用したステッパ
ーはＮＳＲ−２２０５ＥＸ１４Ｃ（ニコン製）を用い
た。図１５から、前ロットのフォーカス値データを用
い、新たなベストフォーカス値を算出することでロット
間（製品）のベストフォーカス値変動は、長期的に±
０．１μｍ以内に収束している。これに対し、ステッパ
ーのベストフォーカス値の変動は、長期的に±０．２μ
ｍは変化している。これらの結果から、プロセス、工程
毎にベストフォーカス値を固定値でロット処理をした場
合、寸法変化は図６から２０ｎｍ変化するが、本発明の
ベストフォーカス値算出システムを使用すると寸法変化
は１０ｎｍと約１／２に低減できる。
フォーカス値をフィードバックして処理した時の各ロッ
ト（製品）のベストフォーカス値のシミュレーショント
レンドおよびこのときパターン形成し、測定したステッ
パーのベストフォーカス値トレンド（２０ロット）の結
果を図１５に示す。この時使用したデバイスは０．１８
μｍルールのゲート工程形成工程で、使用したステッパ
ーはＮＳＲ−２２０５ＥＸ１４Ｃ（ニコン製）を用い
た。図１５から、前ロットのフォーカス値データを用
い、新たなベストフォーカス値を算出することでロット
間（製品）のベストフォーカス値変動は、長期的に±
０．１μｍ以内に収束している。これに対し、ステッパ
ーのベストフォーカス値の変動は、長期的に±０．２μ
ｍは変化している。これらの結果から、プロセス、工程
毎にベストフォーカス値を固定値でロット処理をした場
合、寸法変化は図６から２０ｎｍ変化するが、本発明の
ベストフォーカス値算出システムを使用すると寸法変化
は１０ｎｍと約１／２に低減できる。
【００４８】また、本発明のベストフォーカス算出方法
およびシステムを用いることで、従来ステッパーの号機
（ベストフォーカス値）差が±０．１μｍあったのを±
０．０５μｍ以下にすることが可能となった。その結
果、寸法ばらつきの機差を低減することができた。
およびシステムを用いることで、従来ステッパーの号機
（ベストフォーカス値）差が±０．１μｍあったのを±
０．０５μｍ以下にすることが可能となった。その結
果、寸法ばらつきの機差を低減することができた。
【００４９】次に、本発明の露光量算出方法についての
一実施形態を以下に説明する。図１６に本発明を実施す
るための露光量算出システムの構成図を示す。露光量算
出システムは、マスクのＣｒ面積測定データ２２、レジ
ストパターン寸法測定データ２３、データ保存部２１、
演算部４、入力部５の各要素で構成されている。そし
て、演算部４に各要素がそれぞれ接続し、演算部４に露
光装置６が接続している。
一実施形態を以下に説明する。図１６に本発明を実施す
るための露光量算出システムの構成図を示す。露光量算
出システムは、マスクのＣｒ面積測定データ２２、レジ
ストパターン寸法測定データ２３、データ保存部２１、
演算部４、入力部５の各要素で構成されている。そし
て、演算部４に各要素がそれぞれ接続し、演算部４に露
光装置６が接続している。
【００５０】図１６のように構成された露光システム
は、以下のように作動させる。まず、データ保存部２１
に各製品（プロセス）のターゲットレジスト寸法（規格
の中心）Ｌc、露光量補正係数Ｋe、マスク面積補正係数
Ｋmを入力する。ここで、Ｋeは各プロセスおよび各工程
で決まる係数である。次に、図１７に示したマスクのＣ
ｒ面積に対する寸法変化のデータをデータ保存部２１に
保存する。図１７から、マスクのＣｒ面積に対し、露光
量が同じでもレジストパターン寸法が一次関数で表示で
きることがわかる。
は、以下のように作動させる。まず、データ保存部２１
に各製品（プロセス）のターゲットレジスト寸法（規格
の中心）Ｌc、露光量補正係数Ｋe、マスク面積補正係数
Ｋmを入力する。ここで、Ｋeは各プロセスおよび各工程
で決まる係数である。次に、図１７に示したマスクのＣ
ｒ面積に対する寸法変化のデータをデータ保存部２１に
保存する。図１７から、マスクのＣｒ面積に対し、露光
量が同じでもレジストパターン寸法が一次関数で表示で
きることがわかる。
【００５１】同一プロセスでマスクが異なる、つまり品
種が異なる場合の露光量の算出手順を以下に示す。ま
ず、ロット番号ｎの露光量とマスクのＣｒ面積データを
入力部５から入力する。第二に、ロット番号ｎの寸法測
定値Ｌnと露光量Ｅnのデータから、マスクのＣｒ面積が
同じ場合の露光量を算出する。第三に、Ｃｒ面積による
露光量補正を第二の工程で求めた露光量から新たな露光
補正量Ｅnewを算出する。以下に、算出式（８）を示
す。
種が異なる場合の露光量の算出手順を以下に示す。ま
ず、ロット番号ｎの露光量とマスクのＣｒ面積データを
入力部５から入力する。第二に、ロット番号ｎの寸法測
定値Ｌnと露光量Ｅnのデータから、マスクのＣｒ面積が
同じ場合の露光量を算出する。第三に、Ｃｒ面積による
露光量補正を第二の工程で求めた露光量から新たな露光
補正量Ｅnewを算出する。以下に、算出式（８）を示
す。
【００５２】
Ｅnew＝Ｅn−Ｋe＊（Ｌc−Ｌn）＋Ｋm＊ＡCr ・・・（８）
ここで、Ｅnは過去処理したロットの露光量、Ｌnは過去
処理したロットの寸法、Ｌcは寸法規格のセンター値、
Ｋmはマスク面積に対する露光補正係数（プロセスと工
程で決まる値）、ＡCrはマスクのＣｒ面積である。
処理したロットの寸法、Ｌcは寸法規格のセンター値、
Ｋmはマスク面積に対する露光補正係数（プロセスと工
程で決まる値）、ＡCrはマスクのＣｒ面積である。
【００５３】以下に、上記の露光量算出方法で算出した
露光量を用いて、フォトリソグラフィー処理のシミュレ
ーション結果と従来の露光量算出システムで算出した露
光量を用いた時の寸法トレンドを図１８に示す。ここで
は、０．２５μｍプロセスを用いて５品種（マスク）の
配線工程の寸法データを示している。使用ステッパー
は、ＮＳＲ−２２０５ＥＸ１２Ｂ（ニコン製）、レジス
トは信越化学製のＳＥＰＲシリーズを使用した。また、
使用したマスクのＣｒ面積は、３０％〜６０％を用い
た。図１８から、従来の露光量算出システムで露光量を
算出し、適用した場合、寸法公差は品種により２０ｎｍ
発生するが、本発明の露光量算出システムを用いること
で寸法公差は１０ｎｍ以下に抑えることができた。
露光量を用いて、フォトリソグラフィー処理のシミュレ
ーション結果と従来の露光量算出システムで算出した露
光量を用いた時の寸法トレンドを図１８に示す。ここで
は、０．２５μｍプロセスを用いて５品種（マスク）の
配線工程の寸法データを示している。使用ステッパー
は、ＮＳＲ−２２０５ＥＸ１２Ｂ（ニコン製）、レジス
トは信越化学製のＳＥＰＲシリーズを使用した。また、
使用したマスクのＣｒ面積は、３０％〜６０％を用い
た。図１８から、従来の露光量算出システムで露光量を
算出し、適用した場合、寸法公差は品種により２０ｎｍ
発生するが、本発明の露光量算出システムを用いること
で寸法公差は１０ｎｍ以下に抑えることができた。
【００５４】これらのフォトリソグラフィー条件設定方
法は、半導体製造工程において、レジストパターン形成
手法として頻繁に用いられている。
法は、半導体製造工程において、レジストパターン形成
手法として頻繁に用いられている。
【００５５】本発明を実施する重ね合せ補正値の設定、
ベストフォーカス値の設定、露光量補正の設定のシステ
ムは、上記実施形態で示したものに限るものではない。
ベストフォーカス値の設定、露光量補正の設定のシステ
ムは、上記実施形態で示したものに限るものではない。
【００５６】
【発明の効果】本発明の重ね合せ精度補正方法、ベスト
フォーカス算出方法および露光量算出方法によれば、フ
ォトリソグラフィー処理において、重ね合せ補正値の設
定、ベストフォーカス値の設定・露光量補正の設定がで
きる。このため、フォトリソグラフィーにおける重ね合
せ精度向上ならびにレジストパターン寸法精度向上が図
られ、半導体製造工程においては、製品の歩留りの向上
が期待できる。
フォーカス算出方法および露光量算出方法によれば、フ
ォトリソグラフィー処理において、重ね合せ補正値の設
定、ベストフォーカス値の設定・露光量補正の設定がで
きる。このため、フォトリソグラフィーにおける重ね合
せ精度向上ならびにレジストパターン寸法精度向上が図
られ、半導体製造工程においては、製品の歩留りの向上
が期待できる。
【図１】本発明の重ね合せ精度補正システムの構成図
【図２】本発明の重ね合せ精度補正値の算出方法を示す
フローチャート
フローチャート
【図３】本発明の重ね合せ精度補正方法で算出した重ね
合せ精度トレンドグラフ
合せ精度トレンドグラフ
【図４】図３に比較対応するための従来方法による重ね
合せ精度トレンドグラフ
合せ精度トレンドグラフ
【図５】本発明のベストフォーカス算出システムの構成
とフローチャート
とフローチャート
【図６】本発明のレジストパターンのフォーカス特性図
【図７】本発明のフォーカス値に対するパターン寸法差
の特性図
の特性図
【図８】本発明のレジストパターンでのトップとボトム
の寸法差特性図
の寸法差特性図
【図９】本発明のベストフォーカス値のロットトレンド
グラフ
グラフ
【図１０】本発明のベストフォーカス算出フローチャー
ト
ト
【図１１】本発明のベストフォーカス値を算出するのに
使用するパターン図
使用するパターン図
【図１２】本発明のフォーカス変化に対するトップ／ボ
トム寸法変化の特性図
トム寸法変化の特性図
【図１３】本発明のフォーカス変化に対するライン／ス
ペースの寸法変動値の特性図
ペースの寸法変動値の特性図
【図１４】本発明のフォーカス変動に対するフォーカス
変動係数の特性図
変動係数の特性図
【図１５】本発明のベストフォーカス値のロットトレン
ドグラフ
ドグラフ
【図１６】本発明の露光量算出システムの構成図
【図１７】本発明のレジスト寸法とマスクＣｒ面積の特
性図
性図
【図１８】本発明の品種別のターゲットからの寸法公差
の特性図
の特性図
１ データ保存部
４ 演算部
５ 入力部
６ 露光装置
７ 重ね合せ精度測定機
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ｄ
Claims (7)
- 【請求項１】 ガラス基板上の被露光パターンを、感光
剤を塗布した薄膜基板上に投影光学露光系を用いて露光
するパターン形成において、過去露光でパターンを形成
した時の重ね合せ補正値と重ね合せ精度測定値から第一
の重ね合せ補正値を算出する工程と、前記過去露光で使
用したマスクの位置誤差値とこれから露光に使用するマ
スクの位置誤差値からマスク成分に起因する第二の重ね
合せ補正値を算出する工程と、第一および第二の重ね合
せ補正値からこれから処理するロットの新たな第三の重
ね合せ補正値を算出する工程を含むことを特徴とするフ
ォトリソグラフィーの露光方法。 - 【請求項２】 第一の重ね合せ補正値として、露光装置
とプロセスが同一である処理後ロットの重ね合せ補正値
と重ね合せ精度測定値を用いることを特徴とする請求項
１に記載のフォトリソグラフィーの露光方法。 - 【請求項３】 ガラス基板上の被露光パターンを、感光
剤を塗布した薄膜基板上に投影光学露光系を用いて露光
するパターン形成において、所望のパターン寸法を形成
するためのベストフォーカス条件を算出するのに際し、
過去露光で形成したパターンである、フォーカスが変動
してもほとんど寸法変動しない第１のパターンとフォー
カスが変動すると寸法も変動する第２のパターンを用
い、前記第１のパターンと前記第２のパターンの寸法差
でこれから露光し、パターン形成する時のフォーカスが
前記ベストフォーカスから変動する度合いを算出する工
程と、前記ベストフォーカスに対するずれがわかる第３
のパターンを用いて、プラスフォーカスあるいはマイナ
スフォーカスに変動したかを判定する工程とを備えたこ
とを特徴とするフォトリソグラフィーの露光方法。 - 【請求項４】 第１のパターンは密集パターン、あるい
はラインとスペースからなるパターンであり、第２のパ
ターンはラインあるいはスペースの孤立パターンであ
り、第３のパターンは孤立のドットあるいはコンタクト
パターンであることを特徴とする請求項３に記載のフォ
トリソグラフィーの露光方法。 - 【請求項５】 ガラス基板上の被露光パターンを、感光
剤を塗布した薄膜基板上に投影光学露光系を用いて露光
するパターン形成において、所望のパターン寸法を形成
するためのベストフォーカス条件を算出するのに際し、
過去形成した２種類のレジストパターンで、レジストボ
トム寸法とレジストトップ寸法の測定工程と、前記レジ
ストボトム寸法と前記レジストトップ寸法の寸法差を求
め、ベストフォーカス値に対するフォーカス値変動を算
出する工程とを備えたことを特徴とするフォトリソグラ
フィーの露光方法。 - 【請求項６】 ２種類のパターンが、プラスフォーカス
時およびマイナスフォーカス時にレジストボトム寸法と
レジストトップ寸法の挙動が異なる孤立ラインパターン
と孤立スペースパターンであることを特徴とする請求項
５に記載のフォトリソグラフィーの露光方法。 - 【請求項７】 ガラス基板上の被露光パターンを、感光
剤を塗布した薄膜基板上に投影光学露光系を用いて露光
するパターン形成において、所望のパターン寸法を形成
するための露光時間を算出するのに際し、ロット処理時
に使用する前記ガラス基板上の被露光パターンの光が透
過しない部分の面積と光が透過する面積との比を基にロ
ット処理時の露光時間を設定することを特徴とするフォ
トリソグラフィーの露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002078396A JP3555613B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | フォトリソグラフィーの露光方法 |
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