JP2003318092A - 露光装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
露光装置および半導体装置の製造方法Info
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- JP2003318092A JP2003318092A JP2002122558A JP2002122558A JP2003318092A JP 2003318092 A JP2003318092 A JP 2003318092A JP 2002122558 A JP2002122558 A JP 2002122558A JP 2002122558 A JP2002122558 A JP 2002122558A JP 2003318092 A JP2003318092 A JP 2003318092A
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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】 １チップ内でのパターンの疎密依存性に起因
する線幅のばらつきを抑制し、微細なパターンを高精度
に形成することが可能な露光装置および半導体装置の製
造方法の提供。 【解決手段】 露光装置は、光源１と、光の通過量を調
整するための第２の開口２ａと、第２の開口２ａを調整
するための第２の開口調整手段２と、反射板３と、レチ
クル４と、投影レンズ５とを備える。投影レンズ５は、
光の透過量を調整するための第１の開口５ａと、第１の
開口５ａを調整するための第１の開口調整手段５ｂとを
備える。この露光装置によってウェハ６上へ転写したパ
ターンの線幅データおよび線幅疎密差データに基づい
て、第２の開口２ａおよび第１の開口５ａをそれぞれ調
整することにより、ウェハ６上の結像面での光強度を変
化させ、ウェハ６上に転写されるレジストパターンの疎
密性を調整する。
する線幅のばらつきを抑制し、微細なパターンを高精度
に形成することが可能な露光装置および半導体装置の製
造方法の提供。 【解決手段】 露光装置は、光源１と、光の通過量を調
整するための第２の開口２ａと、第２の開口２ａを調整
するための第２の開口調整手段２と、反射板３と、レチ
クル４と、投影レンズ５とを備える。投影レンズ５は、
光の透過量を調整するための第１の開口５ａと、第１の
開口５ａを調整するための第１の開口調整手段５ｂとを
備える。この露光装置によってウェハ６上へ転写したパ
ターンの線幅データおよび線幅疎密差データに基づい
て、第２の開口２ａおよび第１の開口５ａをそれぞれ調
整することにより、ウェハ６上の結像面での光強度を変
化させ、ウェハ６上に転写されるレジストパターンの疎
密性を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１チップ内にパタ
ーンの疎密な部分を有する半導体装置の製造工程におい
て用いられる露光装置および半導体装置の製造方法に関
する。
ーンの疎密な部分を有する半導体装置の製造工程におい
て用いられる露光装置および半導体装置の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路のような半導体装置で
は、近年、例えば０．２５μｍ以下の微細なパターンを
さらに高精細に形成することが強く要請されている。特
にロジックデバイスの動作（演算）速度などの主要なデ
バイス特性を左右する各半導体チップのゲート長のばら
つきを抑え、その精度をさらに厳密なものとすること
は、最重要課題の一つである。
は、近年、例えば０．２５μｍ以下の微細なパターンを
さらに高精細に形成することが強く要請されている。特
にロジックデバイスの動作（演算）速度などの主要なデ
バイス特性を左右する各半導体チップのゲート長のばら
つきを抑え、その精度をさらに厳密なものとすること
は、最重要課題の一つである。
【０００３】一方、このような半導体装置の製造工程に
おいては、半導体チップのパターンがさらに微細化する
につれて、その製造工程中に生じる加工線幅のばらつき
や誤差を制御することが、さらに困難になってきてい
る。中でも、半導体チップにおけるパターンの疎密、す
なわちパターン密度の大小によって、線幅にばらつきが
生じる傾向にある。
おいては、半導体チップのパターンがさらに微細化する
につれて、その製造工程中に生じる加工線幅のばらつき
や誤差を制御することが、さらに困難になってきてい
る。中でも、半導体チップにおけるパターンの疎密、す
なわちパターン密度の大小によって、線幅にばらつきが
生じる傾向にある。
【０００４】パターンの疎密による線幅のばらつきは、
フォトマスクの製造工程、リソグラフィ工程やドライエ
ッチング工程における近接効果などの製造工程上の要因
により複合的に発生する。パターンの加工寸法の微細化
に伴い、線幅のばらつきが半導体装置の製造の収率に与
える影響も非常に大きく、これを低減させることが必須
命題となっている。
フォトマスクの製造工程、リソグラフィ工程やドライエ
ッチング工程における近接効果などの製造工程上の要因
により複合的に発生する。パターンの加工寸法の微細化
に伴い、線幅のばらつきが半導体装置の製造の収率に与
える影響も非常に大きく、これを低減させることが必須
命題となっている。
【０００５】特に、図７に示すように、メモリ素子１１
とロジック素子１２とを混載した半導体チップでは、そ
の設計上、パターンの疎密が大幅に異なる回路を同一チ
ップ内に高精度に形成する必要がある。このようにパタ
ーンの疎密が大幅に異なるパターンを高精度に形成する
ことは、製造工程上の難易度が高く、非常に高度な調整
技術が要求される。
とロジック素子１２とを混載した半導体チップでは、そ
の設計上、パターンの疎密が大幅に異なる回路を同一チ
ップ内に高精度に形成する必要がある。このようにパタ
ーンの疎密が大幅に異なるパターンを高精度に形成する
ことは、製造工程上の難易度が高く、非常に高度な調整
技術が要求される。
【０００６】従来、上記のようなパターンの疎密に依存
した線幅のばらつきの発生を抑制するための方策とし
て、いわゆる光学近接効果補正（ＯＰＣ；Optical Prox
imityCorrection）の手法が提案されている。ＯＰＣ手
法は、予め、リソグラフィ工程における露光精度やドラ
イエッチング工程におけるエッチング条件などに基づい
て、仕上がりパターンの線幅のばらつきとその疎密依存
性とを想定したデータベースを作成しておき、これに基
づいてマスクパターン形状の補正を行うものである。
した線幅のばらつきの発生を抑制するための方策とし
て、いわゆる光学近接効果補正（ＯＰＣ；Optical Prox
imityCorrection）の手法が提案されている。ＯＰＣ手
法は、予め、リソグラフィ工程における露光精度やドラ
イエッチング工程におけるエッチング条件などに基づい
て、仕上がりパターンの線幅のばらつきとその疎密依存
性とを想定したデータベースを作成しておき、これに基
づいてマスクパターン形状の補正を行うものである。
【０００７】通常、半導体装置の製造には複数台の露光
装置が用いられるが、ＯＰＣ手法におけるデータベース
の作成には、この複数台の露光装置のうち１台の露光装
置が用いられる。マスクパターンの補正値は、実験によ
り１台の露光装置の疎密特性のデータを取得し、このデ
ータからドライエッチングの特性を考慮して決定され
る。
装置が用いられるが、ＯＰＣ手法におけるデータベース
の作成には、この複数台の露光装置のうち１台の露光装
置が用いられる。マスクパターンの補正値は、実験によ
り１台の露光装置の疎密特性のデータを取得し、このデ
ータからドライエッチングの特性を考慮して決定され
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
予め想定された製品ロットの仕上がりパターンの線幅の
ばらつきの疎密依存性と、実際の製品ロットの製造工程
中で生じる疎密依存性とは必ずしも一致しない。これ
は、ＯＰＣのデータベースを、１台の露光装置を用いて
作成していることに起因する。
予め想定された製品ロットの仕上がりパターンの線幅の
ばらつきの疎密依存性と、実際の製品ロットの製造工程
中で生じる疎密依存性とは必ずしも一致しない。これ
は、ＯＰＣのデータベースを、１台の露光装置を用いて
作成していることに起因する。
【０００９】図８に複数台の露光装置の疎密特性のデー
タを示す。図８において、横軸はマスクパターンのピッ
チを、縦軸はそのマスクパターンにより形成されるパタ
ーンの線幅をそれぞれ示している。図８の例では、１５
０ｎｍのパターン線幅をターゲットとしたマスクパター
ンを用いて露光したにも関わらず、各露光装置Ａ，Ｂ，
Ｃ別の仕上がりの線幅にばらつきが生じている。このこ
とから、各露光装置Ａ，Ｂ，Ｃにより形成されるパター
ンの疎密特性が一致していないことが分かる。
タを示す。図８において、横軸はマスクパターンのピッ
チを、縦軸はそのマスクパターンにより形成されるパタ
ーンの線幅をそれぞれ示している。図８の例では、１５
０ｎｍのパターン線幅をターゲットとしたマスクパター
ンを用いて露光したにも関わらず、各露光装置Ａ，Ｂ，
Ｃ別の仕上がりの線幅にばらつきが生じている。このこ
とから、各露光装置Ａ，Ｂ，Ｃにより形成されるパター
ンの疎密特性が一致していないことが分かる。
【００１０】このように、従来のＯＰＣ手法では、リソ
グラフィ工程における近接効果のデータが、その実験に
用いた１台の露光装置に特化したものとなっているた
め、複数台の露光装置を用いて半導体装置を製造する場
合、各露光装置の特性の差が線幅のばらつきとして現れ
ることになる。したがって、従来のＯＰＣ手法を用いて
も、マスクパターンの補正が十分な効果を発揮しない場
合や、むしろさらに大幅なばらつきの発生を助長するこ
ともある。
グラフィ工程における近接効果のデータが、その実験に
用いた１台の露光装置に特化したものとなっているた
め、複数台の露光装置を用いて半導体装置を製造する場
合、各露光装置の特性の差が線幅のばらつきとして現れ
ることになる。したがって、従来のＯＰＣ手法を用いて
も、マスクパターンの補正が十分な効果を発揮しない場
合や、むしろさらに大幅なばらつきの発生を助長するこ
ともある。
【００１１】また、従来のＯＰＣ手法では、マスクパタ
ーン自体を補正するため、マスクパターンの設計上の最
小補正寸法未満の微調節が困難である。このような手法
では、線幅のさらなる微細化や高精度化が進むと、線幅
のばらつきを抑制することがますます困難になっていく
ことが想定される。
ーン自体を補正するため、マスクパターンの設計上の最
小補正寸法未満の微調節が困難である。このような手法
では、線幅のさらなる微細化や高精度化が進むと、線幅
のばらつきを抑制することがますます困難になっていく
ことが想定される。
【００１２】また、実際の製造工程中でのフォトマスク
によるパターン転写時や、露光装置やドライエッチング
装置などの装置間の特性差や、個々の装置でのプロセス
条件の経時変化などに起因して、マスクパターンの補正
が十分な効果を発揮しない場合がある。
によるパターン転写時や、露光装置やドライエッチング
装置などの装置間の特性差や、個々の装置でのプロセス
条件の経時変化などに起因して、マスクパターンの補正
が十分な効果を発揮しない場合がある。
【００１３】そこで、本発明においては、１チップ内で
のパターンの疎密依存性に起因する線幅のばらつきを抑
制し、微細なパターンを高精度に形成することが可能な
露光装置および半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。
のパターンの疎密依存性に起因する線幅のばらつきを抑
制し、微細なパターンを高精度に形成することが可能な
露光装置および半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、光
源からの光を、マスクと、第１の開口を備える投影レン
ズとを順に通してウェハを露光する露光装置において、
光源とマスクとの間に第２の開口を設けるとともに、こ
の第２の開口を調整する手段を備えたことを特徴とする
ものである。
源からの光を、マスクと、第１の開口を備える投影レン
ズとを順に通してウェハを露光する露光装置において、
光源とマスクとの間に第２の開口を設けるとともに、こ
の第２の開口を調整する手段を備えたことを特徴とする
ものである。
【００１５】本発明においては、第２の開口を調整する
ことで、ウェハ上の結像面での光強度が変化し、ウェハ
上に転写されるパターンの疎密性が調整される。なお、
ここで言うパターンの疎密性とは、必ずしもその線幅や
間隔の絶対値が高密度であるか否かということを意味し
ているのではなく、相対的に疎または密であることを意
味している。
ことで、ウェハ上の結像面での光強度が変化し、ウェハ
上に転写されるパターンの疎密性が調整される。なお、
ここで言うパターンの疎密性とは、必ずしもその線幅や
間隔の絶対値が高密度であるか否かということを意味し
ているのではなく、相対的に疎または密であることを意
味している。
【００１６】ここで、本発明の露光装置は、さらに第１
の開口を調整する手段を備えたものとすることが望まし
い。第２の開口とともに第１の開口を調整することで、
ウェハ上の結像面での光強度がさらに細かく変化し、ウ
ェハ上に転写されるパターンの疎密性が調整される。
の開口を調整する手段を備えたものとすることが望まし
い。第２の開口とともに第１の開口を調整することで、
ウェハ上の結像面での光強度がさらに細かく変化し、ウ
ェハ上に転写されるパターンの疎密性が調整される。
【００１７】本発明の半導体装置の製造方法は、光源か
らの光を、マスクと、第１の開口を備える投影レンズと
を順に通してウェハを露光する半導体装置の製造方法に
おいて、光源とマスクとの間に配された第２の開口を調
整することを特徴とする。
らの光を、マスクと、第１の開口を備える投影レンズと
を順に通してウェハを露光する半導体装置の製造方法に
おいて、光源とマスクとの間に配された第２の開口を調
整することを特徴とする。
【００１８】本発明によれば、第２の開口を調整するこ
とで、ウェハ上の結像面での光強度を変化させ、ウェハ
上に転写されるパターンの疎密性を調整した半導体装置
を製造することができる。
とで、ウェハ上の結像面での光強度を変化させ、ウェハ
上に転写されるパターンの疎密性を調整した半導体装置
を製造することができる。
【００１９】本発明の半導体装置の製造方法では、さら
に、第１の開口を調整するのが望ましい。第２の開口と
ともに第１の開口を調整することで、ウェハ上の結像面
での光強度がさらに細かく変化し、ウェハ上に転写され
るパターンの疎密性を調整した半導体装置を製造するこ
とができる。
に、第１の開口を調整するのが望ましい。第２の開口と
ともに第１の開口を調整することで、ウェハ上の結像面
での光強度がさらに細かく変化し、ウェハ上に転写され
るパターンの疎密性を調整した半導体装置を製造するこ
とができる。
【００２０】また、本発明の半導体装置の製造方法で
は、ウェハ上に転写されたパターンの疎密性と、このパ
ターンの線幅のばらつきとの相関関係に基づいて、第２
の開口を調整することが望ましい。
は、ウェハ上に転写されたパターンの疎密性と、このパ
ターンの線幅のばらつきとの相関関係に基づいて、第２
の開口を調整することが望ましい。
【００２１】ウェハ上に転写されたパターンの疎密性
と、このパターンの線幅のばらつきとの相関関係に基づ
いて、第２の開口を調整することで、ウェハ上の結像面
での光強度を変化させ、ウェハ上に転写されるパターン
の疎密性を調整した半導体装置を製造することができ
る。
と、このパターンの線幅のばらつきとの相関関係に基づ
いて、第２の開口を調整することで、ウェハ上の結像面
での光強度を変化させ、ウェハ上に転写されるパターン
の疎密性を調整した半導体装置を製造することができ
る。
【００２２】さらに、本発明の半導体装置の製造方法で
は、ウェハ上に転写されたパターンの疎密性と、このパ
ターンの線幅のばらつきとの相関関係に基づいて、第１
の開口を調整することが望ましい。
は、ウェハ上に転写されたパターンの疎密性と、このパ
ターンの線幅のばらつきとの相関関係に基づいて、第１
の開口を調整することが望ましい。
【００２３】ウェハ上に転写されたパターンの疎密性
と、このパターンの線幅のばらつきとの相関関係に基づ
いて、第２の開口とともに第１の開口を調整すること
で、ウェハ上の結像面での光強度をさらに細かく変化さ
せ、ウェハ上に転写されるパターンの疎密性を調整した
半導体装置を製造することができる。
と、このパターンの線幅のばらつきとの相関関係に基づ
いて、第２の開口とともに第１の開口を調整すること
で、ウェハ上の結像面での光強度をさらに細かく変化さ
せ、ウェハ上に転写されるパターンの疎密性を調整した
半導体装置を製造することができる。
【００２４】ここで、マスクは、ピッチを疎密としたダ
ミーパターンが形成されたものを用いるのが望ましい。
このマスクを用いてウェハ上にダミーパターンを転写
し、この転写されたダミーパターンの疎密性に基づい
て、第１の開口のみの調整か、第２の開口のみの調整
か、第１の開口と第２の開口の両方の調整かを判別し、
所望の疎密性を有するパターンをウェハ上に転写するこ
とができる。
ミーパターンが形成されたものを用いるのが望ましい。
このマスクを用いてウェハ上にダミーパターンを転写
し、この転写されたダミーパターンの疎密性に基づい
て、第１の開口のみの調整か、第２の開口のみの調整
か、第１の開口と第２の開口の両方の調整かを判別し、
所望の疎密性を有するパターンをウェハ上に転写するこ
とができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１および図２
は、本発明の実施の形態における半導体装置の製造シス
テムにおける主要な製造装置およびその製造工程の流れ
を模式的に表したものである。なお、本実施形態におい
ては、本発明の技術をロジック系半導体デバイスのゲー
ト配線の線幅管理に適用した場合について説明する。
は、本発明の実施の形態における半導体装置の製造シス
テムにおける主要な製造装置およびその製造工程の流れ
を模式的に表したものである。なお、本実施形態におい
ては、本発明の技術をロジック系半導体デバイスのゲー
ト配線の線幅管理に適用した場合について説明する。
【００２６】本実施形態における半導体装置の製造シス
テムは、前工程を行うシステム１００と、リソグラフィ
工程を行うシステム２００と、エッチング工程を行うシ
ステム３００との、概略３つの部分的なシステムからそ
の主要部が構成されている。
テムは、前工程を行うシステム１００と、リソグラフィ
工程を行うシステム２００と、エッチング工程を行うシ
ステム３００との、概略３つの部分的なシステムからそ
の主要部が構成されている。
【００２７】前工程を行うシステム１００は、フォトマ
スク製造工程（図示せず）などを含んだ前工程を行うも
のである。
スク製造工程（図示せず）などを含んだ前工程を行うも
のである。
【００２８】リソグラフィ工程を行うシステム２００
は、フォトレジスト塗布装置２０１と、露光装置２０２
と、現像装置２０３と、オーバーレイ測定機２０４と、
線幅測定機２０５と、目視検査機２０６とを備えてい
る。これらの個々の装置は、その各々の一般的な工程を
それぞれ実行するものである。線幅測定機２０５は、レ
ジストパターンの線幅および線の疎密差を測定し、その
データをホストコンピュータ４０１に送るものである。
は、フォトレジスト塗布装置２０１と、露光装置２０２
と、現像装置２０３と、オーバーレイ測定機２０４と、
線幅測定機２０５と、目視検査機２０６とを備えてい
る。これらの個々の装置は、その各々の一般的な工程を
それぞれ実行するものである。線幅測定機２０５は、レ
ジストパターンの線幅および線の疎密差を測定し、その
データをホストコンピュータ４０１に送るものである。
【００２９】エッチング工程を行うシステム３００は、
ＲＩＥ（Reactive Ion Etching；反応性イオンエッチン
グ）装置３０１と、レジスト除去装置３０２と、線幅測
定機３０３とを備えている。これらの個々の装置は、そ
の各々の一般的な工程をそれぞれ実行するものである。
線幅測定機３０３は、仕上がりパターンの線幅および線
の疎密差を測定し、そのデータをホストコンピュータ４
０１に送るものである。
ＲＩＥ（Reactive Ion Etching；反応性イオンエッチン
グ）装置３０１と、レジスト除去装置３０２と、線幅測
定機３０３とを備えている。これらの個々の装置は、そ
の各々の一般的な工程をそれぞれ実行するものである。
線幅測定機３０３は、仕上がりパターンの線幅および線
の疎密差を測定し、そのデータをホストコンピュータ４
０１に送るものである。
【００３０】図３は図１の露光装置２０２の概略構成図
である。図３に示すように、露光装置２０２は、光源１
と、光の通過量を調整するための第２の開口２ａと、こ
の第２の開口２ａを調整する第２の開口調整手段２と、
反射板３と、マスク（レチクル）４と、投影レンズ５と
を備える。投影レンズ５は、光の透過量を調整するため
の第１の開口５ａと、この第１の開口５ａを調整するた
めの第１の開口調整手段５ｂとを備える。
である。図３に示すように、露光装置２０２は、光源１
と、光の通過量を調整するための第２の開口２ａと、こ
の第２の開口２ａを調整する第２の開口調整手段２と、
反射板３と、マスク（レチクル）４と、投影レンズ５と
を備える。投影レンズ５は、光の透過量を調整するため
の第１の開口５ａと、この第１の開口５ａを調整するた
めの第１の開口調整手段５ｂとを備える。
【００３１】図１に戻って、ホストコンピュータ４０１
は、露光装置２０２の第２の開口調整手段２および第１
の開口調整手段５ｂを、線幅測定機２０５あるいは線幅
測定機３０３から得られた線幅のデータ、および線の疎
密差に依存した線幅のばらつきのデータ（以下「線幅疎
密差データ」と称す。）に基づいてそれぞれ制御する機
能を備えている。
は、露光装置２０２の第２の開口調整手段２および第１
の開口調整手段５ｂを、線幅測定機２０５あるいは線幅
測定機３０３から得られた線幅のデータ、および線の疎
密差に依存した線幅のばらつきのデータ（以下「線幅疎
密差データ」と称す。）に基づいてそれぞれ制御する機
能を備えている。
【００３２】このような露光装置２０２では、光源１か
らのレーザー光の通過量を第２の開口２ａによって調整
し、レチクル４を通して投影レンズ５からウェハ６に露
光することにより、ウェハ６上にレジストパターンを転
写する。このとき、ホストコンピュータ４０１によって
第２の開口調整手段２および第１の開口調整手段５ｂを
線幅データおよび線幅疎密差データに基づいて制御する
ことにより、第２の開口２ａおよび第１の開口５ａを調
整する。これにより、ウェハ６上の結像面での光強度を
変化させ、ウェハ６上に転写されるレジストパターンの
疎密性を調整することができる。
らのレーザー光の通過量を第２の開口２ａによって調整
し、レチクル４を通して投影レンズ５からウェハ６に露
光することにより、ウェハ６上にレジストパターンを転
写する。このとき、ホストコンピュータ４０１によって
第２の開口調整手段２および第１の開口調整手段５ｂを
線幅データおよび線幅疎密差データに基づいて制御する
ことにより、第２の開口２ａおよび第１の開口５ａを調
整する。これにより、ウェハ６上の結像面での光強度を
変化させ、ウェハ６上に転写されるレジストパターンの
疎密性を調整することができる。
【００３３】ホストコンピュータ４０１は、線幅データ
および線幅疎密差データに基づいて、パターンの線幅の
ばらつきを抑制することができるように、露光装置２０
２の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａの開口量を最
適化するための補正値を算出する。そして、算出した補
正値によって変化させる第２の開口２ａおよび第１の開
口５ａに対応して、そのロット以後に露光装置２０２で
行われる露光工程での露光量を最適なものに再設定す
る。
および線幅疎密差データに基づいて、パターンの線幅の
ばらつきを抑制することができるように、露光装置２０
２の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａの開口量を最
適化するための補正値を算出する。そして、算出した補
正値によって変化させる第２の開口２ａおよび第１の開
口５ａに対応して、そのロット以後に露光装置２０２で
行われる露光工程での露光量を最適なものに再設定す
る。
【００３４】露光装置２０２では、前回ロットの線幅デ
ータおよび線幅疎密差データに基づいてホストコンピュ
ータ４０１で算出された補正値に基づいて、第２の開口
調整手段２および第１の開口調整手段５ｂによりそれぞ
れ第２の開口２ａおよび第１の開口５ａを補正する。そ
して、露光量あるいは露光時間のような露光条件を、補
正後の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａに対応した
ものとしてホストコンピュータ４０１で決定された条件
に再設定した上で、次回ロットの露光工程を行う。
ータおよび線幅疎密差データに基づいてホストコンピュ
ータ４０１で算出された補正値に基づいて、第２の開口
調整手段２および第１の開口調整手段５ｂによりそれぞ
れ第２の開口２ａおよび第１の開口５ａを補正する。そ
して、露光量あるいは露光時間のような露光条件を、補
正後の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａに対応した
ものとしてホストコンピュータ４０１で決定された条件
に再設定した上で、次回ロットの露光工程を行う。
【００３５】このように、本実施形態における半導体装
置の製造システムでは、リソグラフィ工程での露光装置
２０２の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａが、ウェ
ハ６に転写されたレジストパターンの線の疎密差に依存
したばらつきの発生に影響を与えるという作用や、さら
にそれがエッチング工程でのＲＩＥ装置３０１によって
ウェハ６に形成されるパターンの線の疎密差に依存した
ばらつきの発生に影響を与えるという作用を積極的に用
いて、線幅のばらつきを抑制する。
置の製造システムでは、リソグラフィ工程での露光装置
２０２の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａが、ウェ
ハ６に転写されたレジストパターンの線の疎密差に依存
したばらつきの発生に影響を与えるという作用や、さら
にそれがエッチング工程でのＲＩＥ装置３０１によって
ウェハ６に形成されるパターンの線の疎密差に依存した
ばらつきの発生に影響を与えるという作用を積極的に用
いて、線幅のばらつきを抑制する。
【００３６】すなわち、ウェハ６に転写されたレジスト
パターンやウェハ６に形成されたパターンの線の疎密差
と線幅のばらつきとの相関関係のデータである線幅疎密
差データを、線幅測定機２０５または線幅測定機３０３
によって測定されたデータから求め、その線幅疎密差デ
ータに基づいて、ホストコンピュータ４０１が、線幅の
ばらつきを効果的に抑制するための最適な第２の開口２
ａおよび第１の開口５ａの開口量を算出し、その値とそ
のとき初期値として与えられていた基準の開口量との差
を補正値として算出して、露光装置２０２の第２の開口
２ａおよび第１の開口５ａを補正することにより、線幅
の疎密間差に依存した線幅のばらつきを、低減あるいは
解消する。
パターンやウェハ６に形成されたパターンの線の疎密差
と線幅のばらつきとの相関関係のデータである線幅疎密
差データを、線幅測定機２０５または線幅測定機３０３
によって測定されたデータから求め、その線幅疎密差デ
ータに基づいて、ホストコンピュータ４０１が、線幅の
ばらつきを効果的に抑制するための最適な第２の開口２
ａおよび第１の開口５ａの開口量を算出し、その値とそ
のとき初期値として与えられていた基準の開口量との差
を補正値として算出して、露光装置２０２の第２の開口
２ａおよび第１の開口５ａを補正することにより、線幅
の疎密間差に依存した線幅のばらつきを、低減あるいは
解消する。
【００３７】このように、本実施形態における半導体装
置の製造システムによれば、１チップ内でのパターンの
疎密依存性に起因する線幅のばらつきを抑制すること
で、微細なパターンを高精度に形成することが可能であ
る。
置の製造システムによれば、１チップ内でのパターンの
疎密依存性に起因する線幅のばらつきを抑制すること
で、微細なパターンを高精度に形成することが可能であ
る。
【００３８】なお、パターンの線の疎密差に依存した線
幅のばらつきは、使用するフォトマスク、フォトレジス
ト塗布装置２０１、露光装置２０２、現像装置２０３、
ＲＩＥ装置３０１の、個々の装置での装置特性差や、１
ライン内でのそれらの装置の組み合わせによって、異な
った状態で発生する場合がある。そこで、それらの個々
の装置での特性差や組み合わせに対応して、さらに露光
装置２０２の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａの開
口量を最適化する。これにより、製造システム全体で生
じる線幅のばらつきをさらに低減することも可能であ
る。例えば、オーバーレイ測定機２０４によって測定さ
れた結果に基づいて、フォトレジスト塗布装置２０１で
塗布されるフォトレジストの厚さや露光量などの調節
を、上記の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａの補正
と併せて行うようにしてもよい。
幅のばらつきは、使用するフォトマスク、フォトレジス
ト塗布装置２０１、露光装置２０２、現像装置２０３、
ＲＩＥ装置３０１の、個々の装置での装置特性差や、１
ライン内でのそれらの装置の組み合わせによって、異な
った状態で発生する場合がある。そこで、それらの個々
の装置での特性差や組み合わせに対応して、さらに露光
装置２０２の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａの開
口量を最適化する。これにより、製造システム全体で生
じる線幅のばらつきをさらに低減することも可能であ
る。例えば、オーバーレイ測定機２０４によって測定さ
れた結果に基づいて、フォトレジスト塗布装置２０１で
塗布されるフォトレジストの厚さや露光量などの調節
を、上記の第２の開口２ａおよび第１の開口５ａの補正
と併せて行うようにしてもよい。
【００３９】また、例えば工程変更によってプロセスパ
ラメータや装置パラメータが変更された場合などには、
フォトマスクの設計時点からの線幅の補正を要しない程
度のものであれば、そのときのパラメータの変更に対応
して、さらに第２の開口２ａおよび第１の開口５ａを再
設定する。これにより、迅速かつ確実に第２の開口２ａ
および第１の開口５ａの開口量の最適化を達成できると
共に、新規にフォトマスクを製作するコストが不要とな
る。
ラメータや装置パラメータが変更された場合などには、
フォトマスクの設計時点からの線幅の補正を要しない程
度のものであれば、そのときのパラメータの変更に対応
して、さらに第２の開口２ａおよび第１の開口５ａを再
設定する。これにより、迅速かつ確実に第２の開口２ａ
および第１の開口５ａの開口量の最適化を達成できると
共に、新規にフォトマスクを製作するコストが不要とな
る。
【００４０】図４は、投影レンズ５の第１の開口５ａの
開口数ＮＡを変化させた場合の線幅変動を示している。
図４において、横軸はマスクパターンのピッチを、縦軸
はそのマスクパターンにより形成されるパターンの線幅
をそれぞれ示している。図４に示すように、第１の開口
５ａの開口数ＮＡを０．１刻みで調整した場合、線幅は
５ｎｍ程度変化している。すなわち、第１の開口５ａの
開口数ＮＡのみを調整した場合には５ｎｍ程度の線幅の
調整を行えるが、さらに第２の開口２ａを調整すること
によって、さらに細かい線幅の調整を行うことができ
る。
開口数ＮＡを変化させた場合の線幅変動を示している。
図４において、横軸はマスクパターンのピッチを、縦軸
はそのマスクパターンにより形成されるパターンの線幅
をそれぞれ示している。図４に示すように、第１の開口
５ａの開口数ＮＡを０．１刻みで調整した場合、線幅は
５ｎｍ程度変化している。すなわち、第１の開口５ａの
開口数ＮＡのみを調整した場合には５ｎｍ程度の線幅の
調整を行えるが、さらに第２の開口２ａを調整すること
によって、さらに細かい線幅の調整を行うことができ
る。
【００４１】（実施の形態２）本発明の第２実施形態に
おいては、ウェハ６上に、実回路のパターンとは別にテ
スト用のダミーパターンを配置して半導体装置の製造を
行う方法について説明する。
おいては、ウェハ６上に、実回路のパターンとは別にテ
スト用のダミーパターンを配置して半導体装置の製造を
行う方法について説明する。
【００４２】図５はウェハ６上に配置されるパターンの
例を示している。本発明の第２実施形態においては、実
回路のパターンとは別に線のピッチを変動させて疎密と
したダミーパターンを形成したマスクを用いて、図５に
示すように、メモリ素子１１とロジック素子１２とを混
載する半導体チップ上に、さらにテスト用のダミーパタ
ーン１３を配置している。
例を示している。本発明の第２実施形態においては、実
回路のパターンとは別に線のピッチを変動させて疎密と
したダミーパターンを形成したマスクを用いて、図５に
示すように、メモリ素子１１とロジック素子１２とを混
載する半導体チップ上に、さらにテスト用のダミーパタ
ーン１３を配置している。
【００４３】図６は、このようなダミーパターン１３を
利用した半導体装置の製造時における露光装置の調整方
法手順を示すフロー図である。以下、図６の各ステップ
について説明する。 ステップＳ１：線幅測定機２０５あるいは線幅測定機３
０３によってダミーパターン１３を測定する。 ステップＳ２：線幅測定機２０５あるいは線幅測定機３
０３から得られた線の疎密差のデータに基づいて、各パ
ターンピッチにおける線の疎密差を算出する。 ステップＳ３：ステップＳ２で算出した疎密差が規格内
であれば終了する。 ステップＳ４：ステップＳ２で算出した疎密差が規格内
でない場合、第２の開口２ａを調整することによって疎
密差を規格内に調整可能であるか判別する。 ステップＳ５：ステップＳ４で調整可能であると判断し
た場合、第２の開口調整手段２により第２の開口２ａの
開口量を調整し、ステップＳ１へ戻る。 ステップＳ６：ステップＳ４で調整不可能であると判断
した場合、投影レンズ５の第１の開口５ａの開口量（Ｎ
Ａ）を調整することによって疎密差を規格内に調整可能
であるか判別する。 ステップＳ７：ステップＳ６で調整可能であると判断し
た場合、第１の開口調整手段５ｂにより投影レンズ５の
第１の開口５ａのＮＡを調整し、ステップＳ１へ戻る。 ステップＳ８：ステップＳ６で調整不可能であると判断
した場合、第２の開口２ａの開口量および投影レンズ５
の第１の開口５ａの開口量（ＮＡ）を調整し、ステップ
Ｓ１へ戻る。
利用した半導体装置の製造時における露光装置の調整方
法手順を示すフロー図である。以下、図６の各ステップ
について説明する。 ステップＳ１：線幅測定機２０５あるいは線幅測定機３
０３によってダミーパターン１３を測定する。 ステップＳ２：線幅測定機２０５あるいは線幅測定機３
０３から得られた線の疎密差のデータに基づいて、各パ
ターンピッチにおける線の疎密差を算出する。 ステップＳ３：ステップＳ２で算出した疎密差が規格内
であれば終了する。 ステップＳ４：ステップＳ２で算出した疎密差が規格内
でない場合、第２の開口２ａを調整することによって疎
密差を規格内に調整可能であるか判別する。 ステップＳ５：ステップＳ４で調整可能であると判断し
た場合、第２の開口調整手段２により第２の開口２ａの
開口量を調整し、ステップＳ１へ戻る。 ステップＳ６：ステップＳ４で調整不可能であると判断
した場合、投影レンズ５の第１の開口５ａの開口量（Ｎ
Ａ）を調整することによって疎密差を規格内に調整可能
であるか判別する。 ステップＳ７：ステップＳ６で調整可能であると判断し
た場合、第１の開口調整手段５ｂにより投影レンズ５の
第１の開口５ａのＮＡを調整し、ステップＳ１へ戻る。 ステップＳ８：ステップＳ６で調整不可能であると判断
した場合、第２の開口２ａの開口量および投影レンズ５
の第１の開口５ａの開口量（ＮＡ）を調整し、ステップ
Ｓ１へ戻る。
【００４４】以上のように、ウェハ６上に実回路とは別
にピッチを疎密としたダミーパターン１３を配置し、こ
のダミーパターン１３の疎密性に基づいて第２の開口２
ａおよび投影レンズ５の第１の開口５ａのいずれかまた
は両方を調整することにより、所望の疎密性を有するパ
ターンをウェハ６上に形成することができる。また、こ
のダミーパターン１３によって露光装置間の特性差やマ
スク差の影響を定量化できるため、第２の開口２ａおよ
び投影レンズ５の第１の開口５ａの調整を簡単に行うこ
とが可能となる。
にピッチを疎密としたダミーパターン１３を配置し、こ
のダミーパターン１３の疎密性に基づいて第２の開口２
ａおよび投影レンズ５の第１の開口５ａのいずれかまた
は両方を調整することにより、所望の疎密性を有するパ
ターンをウェハ６上に形成することができる。また、こ
のダミーパターン１３によって露光装置間の特性差やマ
スク差の影響を定量化できるため、第２の開口２ａおよ
び投影レンズ５の第１の開口５ａの調整を簡単に行うこ
とが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】本発明により、以下の効果を奏すること
ができる。
ができる。
【００４６】（１）光源からの光を、マスクと、第１の
開口を備える投影レンズとを順に通してウェハを露光す
るに際し、光源とマスクとの間に第２の開口を設け、こ
の第２の開口を調整する構成により、１チップ内でのパ
ターンの疎密依存性に起因する線幅のばらつきを抑制す
ることで、微細なパターンを高精度に形成した半導体装
置を製造することが可能となる。
開口を備える投影レンズとを順に通してウェハを露光す
るに際し、光源とマスクとの間に第２の開口を設け、こ
の第２の開口を調整する構成により、１チップ内でのパ
ターンの疎密依存性に起因する線幅のばらつきを抑制す
ることで、微細なパターンを高精度に形成した半導体装
置を製造することが可能となる。
【００４７】（２）さらに第１の開口を調整する構成に
より、さらに微細なパターンを高精度に形成した半導体
装置を製造することが可能となる。
より、さらに微細なパターンを高精度に形成した半導体
装置を製造することが可能となる。
【００４８】（３）マスクは、ピッチを疎密としたダミ
ーパターンが形成されたものを用いることにより、ウェ
ハ上に転写されたダミーパターンの疎密性に基づいて、
第１の開口の調整と、第２の開口の調整とのいずれかま
たは両方を実行することを判別し、第１の開口および第
２の開口を調整して、簡単に所望の疎密性を有するパタ
ーンを高精度に形成した半導体装置を製造することが可
能となる。
ーパターンが形成されたものを用いることにより、ウェ
ハ上に転写されたダミーパターンの疎密性に基づいて、
第１の開口の調整と、第２の開口の調整とのいずれかま
たは両方を実行することを判別し、第１の開口および第
２の開口を調整して、簡単に所望の疎密性を有するパタ
ーンを高精度に形成した半導体装置を製造することが可
能となる。
【図１】 本発明の実施の形態における半導体装置の製
造システムにおける主要な製造装置およびその製造工程
のうちリソグラフィ工程の流れを模式的に示す図であ
る。
造システムにおける主要な製造装置およびその製造工程
のうちリソグラフィ工程の流れを模式的に示す図であ
る。
【図２】 本発明の実施の形態における半導体装置の製
造システムにおける主要な製造装置およびその製造工程
のうちエッチング工程の流れを模式的に示す図である。
造システムにおける主要な製造装置およびその製造工程
のうちエッチング工程の流れを模式的に示す図である。
【図３】 図１の露光装置の概略構成図である。
【図４】 投影レンズの開口調整手段の開口の開口数Ｎ
Ａを変化させた場合の線幅変動を示す図である。
Ａを変化させた場合の線幅変動を示す図である。
【図５】 ウェハ上に配置されるパターンの例を示す図
である。
である。
【図６】 ダミーパターンを利用した露光装置の調整方
法手順を示すフロー図である。
法手順を示すフロー図である。
【図７】 メモリ素子とロジック素子とを混載した半導
体チップの例を示す図である。
体チップの例を示す図である。
【図８】 複数台の露光装置の疎密特性のデータを示す
図である。
図である。
１ 光源
２ 第２の開口調整手段
２ａ 第２の開口
４ マスク（レチクル）
５ 投影レンズ
５ａ 第１の開口
５ｂ 第１の開口調整手段
６ ウェハ
２０１ フォトレジスト塗布装置
２０２ 露光装置
２０３ 現像装置
２０４ オーバーレイ測定機
２０５ 線幅測定機
２０６ 目視検査機
３０１ ＲＩＥ装置
３０２ レジスト除去装置
３０３ 線幅測定機
４０１ ホストコンピュータ
Claims (7)
- 【請求項１】 光源からの光を、マスクと、第１の開口
を備える投影レンズとを順に通してウェハを露光する露
光装置において、 前記光源とマスクとの間に第２の開口を設けるととも
に、 この第２の開口を調整する手段を備えたことを特徴とす
る露光装置。 - 【請求項２】 さらに、前記第１の開口を調整する手段
を備えた請求項１記載の露光装置。 - 【請求項３】 光源からの光を、マスクと、第１の開口
を備える投影レンズとを順に通してウェハを露光する半
導体装置の製造方法において、 前記光源とマスクとの間に配された第２の開口を調整す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 さらに、前記第１の開口を調整すること
を特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記ウェハ上に転写されたパターンの疎
密性と、このパターンの線幅のばらつきとの相関関係に
基づいて、前記第２の開口を調整することを特徴とする
請求項３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記ウェハ上に転写されたパターンの疎
密性と、このパターンの線幅のばらつきとの相関関係に
基づいて、前記第１の開口を調整することを特徴とする
請求項４記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記マスクは、ピッチを疎密としたダミ
ーパターンが形成されたものを用いることを特徴とする
請求項３または４に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122558A JP2003318092A (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 露光装置および半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122558A JP2003318092A (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 露光装置および半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003318092A true JP2003318092A (ja) | 2003-11-07 |
Family
ID=29538135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002122558A Pending JP2003318092A (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 露光装置および半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003318092A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005055295A1 (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-16 | Nikon Corporation | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
| US7630052B2 (en) | 2004-01-05 | 2009-12-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure processing system, exposure processing method and method for manufacturing a semiconductor device |
| US8300214B2 (en) | 2008-02-22 | 2012-10-30 | Nikon Precision Inc. | System and method for an adjusting optical proximity effect for an exposure apparatus |
| JP2015159261A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理システム、基板処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 |
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002122558A patent/JP2003318092A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005055295A1 (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-16 | Nikon Corporation | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
| US7630052B2 (en) | 2004-01-05 | 2009-12-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure processing system, exposure processing method and method for manufacturing a semiconductor device |
| US8300214B2 (en) | 2008-02-22 | 2012-10-30 | Nikon Precision Inc. | System and method for an adjusting optical proximity effect for an exposure apparatus |
| JP2015159261A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理システム、基板処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040817 |