JP2004047755A - 露光条件決定システム - Google Patents
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Abstract
【課題】煩雑な露光条件の確認作業を必要とせず、露光機毎の個体差に応じた露光条件を得る。
【解決手段】露光条件決定システム100が有するデータベース10には、過去に行った露光工程に関する情報が蓄積されており、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14が含まれている。露光条件決定部15は、データベース10から抽出した各種情報並びに新規マスク情報20に基づき、露光条件決定プログラムにより新規マスクに適した露光条件を決定し、その結果である新規マスクの露光条件21を出力する。シミュレーション部16は、データベース10から抽出した各種情報や新規マスク情報20に基づいた光学シミュレーションや現像シミュレーションを行う。シミュレーション部16によるシミュレーション結果は、露光条件決定部15において新規マスクの露光条件21の決定の際に用いられる。
【選択図】 図1
【解決手段】露光条件決定システム100が有するデータベース10には、過去に行った露光工程に関する情報が蓄積されており、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14が含まれている。露光条件決定部15は、データベース10から抽出した各種情報並びに新規マスク情報20に基づき、露光条件決定プログラムにより新規マスクに適した露光条件を決定し、その結果である新規マスクの露光条件21を出力する。シミュレーション部16は、データベース10から抽出した各種情報や新規マスク情報20に基づいた光学シミュレーションや現像シミュレーションを行う。シミュレーション部16によるシミュレーション結果は、露光条件決定部15において新規マスクの露光条件21の決定の際に用いられる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトリソグラフィー技術に関するものであり、特に、露光工程における露光条件を決定するための技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、半導体装置の製造のフォトリソグラフィー技術の露光工程においては、所定のパターンが描かれたマスクが使用される。図8は、新規に作成したマスクおよびリピートマスク(以下「新規マスク」という)が実際にロットの製造に使用されるまでの従来の工程を示すフローチャートである。従来、新規マスクが作成された場合、その都度、当該新規マスクを用いる際の露光条件(最適露光量およびフォーカスオフセット)を決定する目的で、実際に露光機を用いたテスト露光が行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記テスト露光は、実際に露光機を用いて露光を行う人為的な作業であり、手間が掛かる。また各露光機間には収差等の個体差があるため、新規マスクを使用する露光機によって露光条件のチェックポイントが異なり、その作業はさらに煩雑なものとなっていた。そのため、作成したマスクを実際にロットの製造に用いるまでには、多くの労力と時間を要する結果となっていた。
【0004】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、煩雑な露光条件の確認作業を必要とせず、露光機毎の個体差に応じた露光条件を得ることが可能な露光条件算出システムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の露光条件決定システムは、過去の露光に関する第1の情報を蓄積したデータベースと、新規に作成されたマスクを用いる露光に関する第2の情報および前記データベースに蓄積された前記第1の情報に基づき、前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定する露光条件決定部とを備えることを特徴とする。
【0006】
請求項2に記載の露光条件決定システムは、請求項1に記載の露光条件決定システムであって、前記第1の情報は、前記過去の露光に使用されたマスクの特性に関する第1のマスク情報と、前記過去の露光に使用されたレジストプロセスの特性に関する第1のレジストプロセス情報と、前記過去の露光に使用された露光条件に関する露光条件情報と、露光機の特性に関する第1の露光機情報とのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする。
【0007】
請求項3に記載の露光条件決定システムは、請求項2に記載の露光条件決定システムであって、前記第2の情報は、前記新規に作成されたマスクの特性に関する第2のマスク情報と、前記新規に作成されたマスクを用いる露光で使用する予定の露光機を示す第2の露光機情報と、前記新規に作成されたマスクを用いる露光で使用する予定のレジストプロセスを示す第2のレジストプロセス情報と、前記新規に作成されたマスクを用いる露光で使用する予定の光学条件を示す光学条件情報とのうちの少なくともいずれか1つとを含むことを特徴とする。
【0008】
請求項4に記載の露光条件決定システムは、請求項3に記載の露光条件決定システムであって、前記露光条件決定部は、前記第1のマスク情報、前記露光条件情報および前記第2のマスク情報とに基づき、前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定することを特徴とする。
【0009】
請求項5に記載の露光条件決定システムは、請求項3に記載の露光条件決定システムであって、前記第1および第2のマスク情報、前記第1および第2の露光機情報、前記露光情報および前記光学情報に基づく光学シミュレーションを行う光学シミュレーション部をさらに備え、前記露光条件決定部は、前記光学シミュレーションの結果に基づき前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定することを特徴とする。
【0010】
請求項6に記載の露光条件決定システムは、請求項3に記載の露光条件決定システムであって、前記第1および第2のマスク情報、前記第1および第2の露光機情報、前記第1および第2のレジストプロセス情報、前記露光情報および前記光学情報に基づく現像シミュレーションを行うシミュレーション部をさらに備え、前記露光条件決定部は、前記現像シミュレーションの結果に基づき前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定することを特徴とする。
【0011】
請求項7に記載の露光条件決定システムは、請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムであって、前記第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、前記露光条件決定部は、前記所定の情報の値として、前記複数の位置におけるデータの平均値を採用することを特徴とする。
【0012】
請求項8に記載の露光条件決定システムは、請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムであって、前記第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、前記露光条件決定部は、前記所定の情報の値として、前記複数の位置におけるデータのうち前記ショット内で露光量およびフォーカスに対してのマージンが他の点よりも小さい位置におけるデータの値を採用することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
<実施の形態1>
露光条件は、マスク短寸法、露光機の光学条件、露光機のレンズ特性(収差)、レジストプロセス、下地の反射率や段差等によって決定される。
【0014】
図1は、実施の形態1に係る露光条件決定システムの構成を示す概略図である。露光条件決定システム100は、データベース10、露光条件決定部15、シミュレーション部16を備える。データベース10には、過去に行った露光工程に関する情報が蓄積されており、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14が含まれている。各情報の詳細については後述する。
【0015】
露光条件決定システム100は、新たに作成された新規マスクに関する情報(新規マスク情報20)が入力されることにより、当該新規マスクに適した露光条件(新規マスクの露光条件21)を算出して出力する。
【0016】
新規マスク情報20は、新規マスクの露光条件を決定するために新たに入力される情報であり、当該新規マスクのマスク短寸法(CD:Critical Dimension)、位相差、透過率、マスク形状等、新規マスクの特性に関する情報の他、新規マスクでの露光に使用する予定の露光機や使用する予定のレジストプロセスおよびそのターゲットCD(露光後のレジストの仕上がり寸法の目標値)、使用する予定の光学条件を示す情報等が含まれる。光学条件とは、レンズのNA(開口数)およびアパーチャ(σ:照明系のNAとレンズNAとの比)の情報である。
【0017】
露光条件決定部15は、データベース10から抽出した各種情報並びに新規マスク情報20に基づき、露光条件決定プログラムにより新規マスクに適した露光条件を決定し、その結果である新規マスクの露光条件21を出力する。また、シミュレーション部16は、露光条件決定部15の指示に基づき、データベース10から抽出した各種情報や新規マスク情報20に基づいた光学シミュレーションや現像シミュレーションを行う。シミュレーション部16によるシミュレーション結果は、露光条件決定部15において新規マスクの露光条件21の決定の際に用いられる。
【0018】
なお、説明の便宜上、図1ではシミュレーション部16と露光条件決定部15とは別々に図示したが、例えば、露光条件決定部15の露光条件決定プログラムを、光学シミュレーションや現像シミュレーションのプログラムを含むようにプログラミングし、露光条件決定部15自体がそれらのシミュレーションを行うよう構成してもよい。
【0019】
以下、データベース10が有する各情報について説明する。マスク情報11は、過去に作成されたマスクの特性に関する情報であり、マスク短寸法のターゲット値および実際のマスク短寸法、位相差、透過率(ハーフトーンマスク或いはバイナリマスク)、マスク形状、マスクのタイプ(ノーマルマスク或いはレベンソンマスク)等の情報が含まれている。
【0020】
露光機情報12は、各露光機毎の波長、レンズの収差等の情報である。即ち、露光機情報12には、各露光機毎の固有差に関する情報が含まれている。レンズの収差の情報(収差情報)とは、露光機毎に固有のレンズ特性であり、レンズの不均一等により発生するレンズ内の光の強度差およびフォーカス差の分布を表すものである。
【0021】
レジストプロセス情報13は、過去の露光で使用されたレジストプロセスの特性に関する情報であり、レジストの種類、膜厚、溶解パラメータ、屈折率、透過率、Eth(開口露光量)等の情報である。
【0022】
過去の露光条件情報14には、過去の露光で実際に使用された露光条件(即ち、過去の露光における最適の露光条件)に関する情報である。過去の露光条件情報14に含まれる情報として具体的には、例えば、過去の露光でのマスク、レジストプロセス、露光機の組合せ並びにそのときの最適の露光条件、およびその露光結果(例えば、露光後のレジストの仕上がり寸法)、さらに、露光条件決定の際のテスト露光から得られたCD−Exp特性曲線並びにCD−Focus特性曲線(露光量の変化、フォーカスの変化、レジストの仕上がり寸法の変化との関係を示す曲線)、同じくテスト露光から得られたマスクの寸法が変動したときのレジストの仕上がり寸法の変動割合であるMEF(Mask Error Factor; MEF=ΔResistCD/ΔMaskCD)等がある。ここで、露光条件には光学条件も含まれる。
【0023】
ここで、データベース10のマスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の各々は、1回の露光で照射される領域(ショット)内の複数の位置におけるデータで構成されていることが望ましい。一般に、露光機のレンズ収差やテレセントリック度の影響により、光強度やフォーカスはショット内の位置によって異なる。そのため、露光条件の決定はショット内の1点のみのデータを使用するのみでは適切に行うことができない。そこで、ショット内のでの光強度やフォーカスの分布を露光条件に反映できるよう、ショット内の複数の点におけるデータを用いることが望ましい。例えば、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13の各々は、図2に示すようなショット50内の#01〜#05の5点についてのデータにより構成するとよい。なお、ショット内の5点についてのデータとすることは一例に過ぎず、より適正な露光条件の決定を行えるように、さらに多く点についてのデータにより構成されるものであってもよい。
【0024】
なお、ショット内の複数の点におけるデータにより構成された情報を、露光条件の決定に使用する場合、その値としては複数の点のデータの平均値を採用するとよい。それにより、ショット内での特定個所における露光特性に偏ることなく露光条件を決定できる。
【0025】
あるいは、ショット内で露光量およびフォーカスに対してのマージンが他の点よりも小さい点が予め分かっている場合は、その点のデータを採用してもよい。そのことにより、ショット内全体としての共通マージンを大きくとることができる。例えば、ライン幅が他の部分よりも狭いラインパターンの部分などはレジストサイズが細くなるために、当該マージンは小さくなる。また、収差のショット内分布とマスク短寸法のマスク内分布に基づいた光学シミュレーションを行うことにより、ショット内でのマージンが最も小さくなる点を割り出すこともできる。
【0026】
さらに、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の各々は、マスクパターンにおける図3(a)のような密集パターンと、図3(b)のような孤立パターンとの両方をモニタして得られたデータから構成されることが望ましい。その理由として、第1に、マスクの描画時の特性により密集パターンと孤立パターンとでは、ターゲット値からの寸法ずれの度合いや、マスク面内における寸法精度の分布が異なる場合があるためである。第2に、露光機の収差の影響も密集パターンと孤立パターンとで異なる場合があるためである。また、モニタするパターンについては、そのマスクで使用される最小パターンサイズのものが好ましい。
【0027】
以下、本実施の形態に係る露光条件決定システムの動作について説明する。ここでは、新規マスクが使用される環境は、過去に行われた露光の環境と同じであるものと仮定する。即ち、露光機およびレジストプロセスは、過去に行われた露光と同じものが用いられる。また、新規マスクと過去に使用されたマスクとは透過率、位相差、パターンピッチ等のマスク条件は同じものとする。図4は、その場合の露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、過去に使用されたマスクをマスクA、新規マスクをマスクBと称する。
【0028】
まず、使用者は、露光条件決定部15に新規マスク情報20として、マスクBのマスク短寸法データを入力する(ST11)。露光条件決定部15は、データベース10のマスク情報11から、マスクBとマスク短寸法のターゲット値が同じであるマスクAのマスク短寸法データおよび当該マスクAが使用された際の露光条件(露光条件A)を抽出する(ST12)。さらに、過去の露光条件情報14からマスクAのCD−Exp特性曲線、CD−Focus特性曲線並びにMEFを抽出する。このとき、マスクBとターゲット値が同じマスクが過去に複数個ある場合(即ちマスクAに相当するものが過去に複数個あった場合)、それらの情報の値の平均値をとったものを採用する。
【0029】
露光条件決定部は15は、マスクAのマスク短寸法のターゲット値からのずれ量(ΔCDA)およびマスクBのマスク短寸法のターゲット値からのずれ量(ΔCDB)を算出し、マスクAとマスクBとのマスク短寸法の差ΔCDB−A=ΔCDB−ΔCDAを算出する(ST13)。そして、ΔCDB−Aおよび露光条件A、マスクAのCD−Exp特性曲線並びにMEFに基づき、マスクBの露光条件(露光条件B)を決定する(ST14)。
【0030】
以下、ステップST14における露光条件Bの決定の手法を説明する。CD−Exp特性曲線は露光条件の1つであるフォーカスオフセットの設定値によって異なるので、まず、露光条件決定15部はCD−Focus特性曲線に基づき最適なフォーカスオフセットを決定する。図5(a)は、過去の露光条件情報14から抽出したマスクAのCD−Focus特性曲線の一例である。この図から分かるように、CD−Focus特性曲線は露光量によって異なる。
【0031】
通常、フォーカスのずれに対するCD変動が少ない程フォーカスずれに対するマージンが大きくなり安定した露光結果を得ることができるので、露光条件決定部15は、CD−Focus特性曲線の傾きが最も小さくなるフォーカス値をフォーカスオフセットとして決定する。例えば図5(a)の例では、フォーカス値=0.0(μm)が最適のフォーカスオフセットである。露光条件決定部15は、マスクAのCD−Exp特性曲線から、最適のフォーカスオフセットに対応したCD−Exp特性曲線を抽出する。
【0032】
図5(b)は、過去の露光条件情報14から抽出したマスクAのCD−Exp特性曲線の一例である。CD−Exp特性曲線はフォーカスオフセットの設定値によって異なるが、ここでは説明の簡単のために、最適のフォーカスオフセットに対応したCD−Exp曲線のみを示している。同図は、ポジ型のレジストの場合の例である。ポジ型のレジストの場合、露光量(Exp)を増加させるに従い、レジストの寸法は小さくなる。
【0033】
CD−Exp曲線は、レジストプロセス、光学条件、マスク条件(マスクの透過率、位相差、マスク短寸法、パターンピッチ等)のそれぞれが依存したグラフである。本実施の形態においてはマスクAの使用環境(露光機並びにレジストプロセス)とマスクBの使用環境とはレジストプロセスおよび光学条件は同じであり、且つ、マスクAとマスクBとでマスク条件は同じであるので、マスクAのCD−Exp特性曲線からマスクBの最適露光量を算出することが可能である。
【0034】
例えば、マスクAの露光条件のフォーカスオフセットにおける最適露光量が、図5におけるExpAであるとすると、マスクBの最適露光量ExpBは同図に示すように次の式で算出できる。
ExpB=ExpA+G×ΔCDB−A×MEF
ここで、GはCD−Exp特性曲線の傾きを表している。
【0035】
このように、本発明に係る露光条件決定システムによれば、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14を有するデータベース10を備え、露光条件決定部15がそれらの情報を用いて新規マスクの露光条件を決定するので、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく、新規マスクの露光条件を得ることができる。
【0036】
なお、上記の説明においてはマスクAのCD−Exp特性曲線並びにMEFは、過去の露光条件情報14から抽出されるものとして説明を行ったが、CD−Exp特性曲線並びにMEFは、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13に基づく光学シミュレーションによって理論的に算出したものを用いてもよい。
【0037】
なお、図1においてマスク条件決定システム100はシミュレーション手段16を有する構成として示した。しかし、上記説明からも分かるように本実施の形態においてはシミュレーション手段16は必ずしも必要ではない。即ち、マスク条件決定システム100はシミュレーション手段16を有しない構成であってもよい。
【0038】
また、図1においてデータベース10は、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の全てを有する構成として示した。しかし、本実施の形態においては、露光条件の決定の際にそれらの情報のうちマスク情報11および過去の露光条件情報14以外の情報は使用していない。即ち、データベース10は、例えばマスク情報11および過去の露光条件情報14のみを保持する構成であってもよい。
【0039】
<実施の形態2>
本実施の形態においては、マスクAの使用環境とマスクBの使用環境とでレジストプロセスは同じであるが露光機が異なる場合について説明する。図6は、その場合の露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【0040】
使用者は、新規マスク情報として、露光条件決定部15に露光条件を決定しようとするマスクBのマスク短寸法データ、使用する予定の露光機(露光機B)、使用する予定の光学条件(光学条件B)、ターゲットCDを入力する(ST21)。露光条件決定部15は、データベース10の露光機情報12から露光機Bの収差情報(収差情報B)を抽出する(ST22)。
【0041】
さらに、データベース10のマスク情報11からマスクBとマスク短寸法のターゲット値が同じであるマスクAのマスク短寸法データを、露光機情報12からマスクAが使用された露光機の収差情報(収差情報A)を、露光条件情報14からマスクAが使用された露光条件(露光条件A)をそれぞれ抽出する(ST23)。なお、露光条件Aには最適露光量およびマスクAが使用された光学条件(光学条件A)の情報が含まれる。
【0042】
露光条件決定部15は、マスクAのマスク短寸法データおよび光学条件A、収差情報Aをシミュレーション部16に送る。シミュレーション部16は、それらに基づく光学シミュレーションを行い、その結果として得られる光学像(光学像A)を露光条件決定部15に出力する。露光条件決定部15は、光学像AからターゲットCDに相当する閾値(スライス値A)を算出する(ST24)。
【0043】
続いて、露光条件決定部15は、マスクBの短寸法データおよび光学条件B、収差情報Bをシミュレーション部16に送る。シミュレーション部16は、それらに基づく光学シミュレーションを行い、その結果として得られる光学像(光学像B)を露光条件決定部15に出力する。露光条件決定部15は、光学像BからターゲットCDに相当する閾値(スライス値B)を算出する(ST25)。
【0044】
そして、露光条件決定部15は、スライス値Aおよびスライス値B、実際のマスクAにおける最適露光量(露光条件Aの最適露光量)ExpAから、マスクBの最適露光量ExpBを算出する(ST26)。ExpBは以下の式により求められる。
ExpB=ExpA×1/(1+(SlA−SlB))
上式において、SlAはスライス値A、SlBはスライス値Bである。
【0045】
このように、本発明に係る露光条件決定システムによれば、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14を有するデータベース10を備え、露光条件決定部15がそれらの情報を用いて新規マスクの露光条件を決定するので、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく、新規マスクの露光条件を得ることができる。また、露光条件の決定の際には、露光機の収差情報に基づく光学シミュレーションが用いられるため、露光機毎の個体差に応じた露光条件を得ることができる。
【0046】
また、図1においてデータベース10は、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の全てを有する構成として示した。しかし、本実施の形態においては、露光条件の決定の際にそれらの情報のうちレジストプロセス情報13は使用していない。即ち、データベース10は、例えばマスク情報11、露光機情報12および過去の露光条件情報14のみを保持する構成であってもよい。
【0047】
<実施の形態3>
本実施の形態においては、マスクAの使用環境とマスクBの使用環境とでレジストプロセスおよび露光機が異なる場合について説明する。図7は、その場合の露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【0048】
使用者は、露光条件決定部15に露光条件を決定しようとするマスクBのマスク短寸法データ、使用する予定の露光機(露光機B)、使用する予定の光学条件(光学条件B)、使用する予定のレジストプロセス(プロセスB)、ターゲットCDを入力する(ST31)。露光条件決定部15は、データベース10の露光機情報12から、露光機Bの収差情報(収差情報B)を、レジストプロセス情報13からプロセスBの情報を抽出する(ST32)。
【0049】
さらに、データベース10のマスク情報11からマスクBとマスク短寸法のターゲット値が同じであるマスクAのマスク短寸法データを、露光機情報12からマスクAが使用された露光機の収差情報(収差情報A)を、レジストプロセス情報13からマスクAが使用されたレジストプロセス(プロセスA)の情報を、過去の露光条件情報14からマスクAが使用された露光条件(露光条件A)をそれぞれ抽出する(ST33)。なお、露光条件Aには最適露光量およびマスクAが使用された光学条件(光学条件A)の情報が含まれる。
【0050】
露光条件決定部15は、マスクAのマスク短寸法および光学条件A、収差情報A、プロセスAの情報をシミュレーション部16に送る。シミュレーション部16は、それらに基づく現像シミュレーションを行い、その結果を露光条件決定部15に出力する。ここで、現像シミュレーションとは、光学シミュレーションにレジストの溶解特性や膜厚等の情報(即ちレジストプロセスの情報)を加えて、与えるエネルギー(露光量)に応じたレジストパターンの仕上がり寸法をシミュレーションするものである。露光条件決定部15は、現像シミュレーションの結果として得られる仕上がり寸法から、ターゲットCDに相当する閾値(スライス値A)を求める(ST34)。現像シミュレーションの場合、スライス値は露光量として得られる。
【0051】
さらに、露光条件決定部15は、マスクBのマスク短寸法および光学条件B、収差情報B、プロセスBの情報をシミュレーション部16に送る。シミュレーション部16は、それらに基づく現像シミュレーションを行い、その結果を露光条件決定部15に出力する。露光条件決定部15は、現像シミュレーションの結果として得られる仕上がり寸法から、ターゲットCDに相当する閾値(スライス値B)を求める(ST35)。
【0052】
そして、露光条件決定部15は、スライス値Aおよびスライス値B、実際のマスクAにおける最適露光量(露光条件Aの最適露光量)ExpAから、マスクBの最適露光量ExpBを算出する。ExpBは以下の手順により求められる。
【0053】
まず、ステップST34において現像シミュレーションから得られた露光量(スライス値A)とExpAとの相関係数kを次式で算出する(ST36)。
k=ExpA/SlA
SlAはスライス値Aである。続いて、相関係数kと現像シミュレーションから得られた露光量(スライス値B)から、マスクBにおける最適露光量ExpBを次式で算出する(ST37)。
ExpB=k×SlB
なお、この式においてSlBはスライス値Bである。
【0054】
このように、本発明に係る露光条件決定システムによれば、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14を有するデータベース10を備え、露光条件決定部15がそれらの情報を用いて新規マスクの露光条件を決定するので、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく、新規マスクの露光条件を得ることができる。また、露光条件の決定の際には、露光機の収差情報およびレジストプロセス情報に基づく現像シミュレーションが用いられるため、露光機毎の個体差に応じた露光条件を得ることができ、また、レジストプロセスを変更したケースに対しても対応可能である。
【0055】
なお、本発明の適用は、特定の露光技術に限定されるものではなく、例えば水銀(Hg)ランプからのi線やg線、並びに、KrFエキシマ光、ArFエキシマ光、F2光等を用いた露光技術、EPL(Electron Projection Lithography)、X線リソグラフィー、EUVL(Extreme Ultra Violet Lithography)等の次世代露光技術を使用するプロセスに対しても適用可能である。
【0056】
また、以上の実施の形態の説明において、データベース10は、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の全てを有する構成として示した。しかし、実施の形態1〜3からも分かるように、それらの情報は必ずしも全て必要になるとは限らない。言い換えれば、データベース10はその必要に応じて、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14のうちの少なくとも1つを有する構成であっても良い。
【0057】
同様に、露光条件決定システム100に入力される新規マスク情報20の情報も、新規マスクの特性に関する情報、新規マスクでの露光に使用する予定の露光機や使用する予定のレジストプロセス、使用する予定の光学条件等の情報を必ずしも全て含む必要はない。つまり、それらの情報のうち必要に応じた少なくとも1つを有するものであってもよい。
【0058】
【発明の効果】
請求項1に記載の露光条件決定システムによれば、過去の露光に関する第1の情報がデータベース化されているため、露光条件決定部は、過去の露光結果を反映させることで、新規に作成されたマスクに適した露光条件を、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく得ることができる。
【0059】
請求項2に記載の露光条件決定システムによれば、請求項1に記載の露光条件決定システムにおいて、第1の情報は、第1のマスク情報、第1のレジストプロセス情報、露光条件情報、第1の露光機情報のうちの少なくとも1つを含むので、露光条件決定部は、露光機毎の個体差や、マスクおよびレジストプロセスの変更に応じた露光条件を得ることができる。
【0060】
請求項3に記載の露光条件決定システムによれば、請求項2に記載の露光条件決定システムにおいて、第2の情報は、第2のマスク情報、第2の露光機情報、第2のレジストプロセス情報、光学条件情報のうちの少なくともいずれか1つとを含むので、露光条件決定部は、第2の露光機情報およびレジストプロセス情報に対応する第1の情報を容易に得ることができる。よって、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく、新規マスクに適した露光条件を決定することができる。
【0061】
請求項4に記載の露光条件決定システムによれば、請求項3に記載の露光条件決定システムにおいて、露光条件決定部は、第1のマスク情報、露光条件情報および第2のマスク情報とに基づき、新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定するので、マスクの変更に応じた露光条件を得ることができる。特に、過去の露光と新規に作成されたマスクを用いる露光とで使用するレジストプロセスおよび露光機が共に同じである場合に有効である。
【0062】
請求項5に記載の露光条件決定システムによれば、請求項3に記載の露光条件決定システムにおいて、露光条件決定部は、第1および第2のマスク情報、第1および第2の露光機情報、露光情報および光学情報に基づく光学シミュレーションの結果に基づき新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定するので、マスクおよび露光機の変更に応じた露光条件を得ることができる。特に、過去の露光と新規に作成されたマスクを用いる露光とで使用するレジストプロセスが同じ且つ使用する露光機が異なる場合に有効である。
【0063】
請求項6に記載の露光条件決定システムによれば、請求項3に記載の露光条件決定システムにおいて、露光条件決定部は、第1および第2のマスク情報、第1および第2の露光機情報、第1および第2のレジストプロセス情報、露光情報および光学情報に基づく現像シミュレーションの結果に基づき新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定するので、マスク、露光機およびレジストプロセスの変更に応じた露光条件を得ることができる。特に、過去の露光と新規に作成されたマスクを用いる露光とで使用するレジストプロセスおよび露光機が共に異なる場合に有効である。
【0064】
請求項7に記載の露光条件決定システムによれば、請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムにおいて、第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、露光条件決定部は、所定の情報の値として、複数の位置におけるデータの平均値を採用するので、ショット内での特定個所における露光特性に偏ることなく露光条件を決定できる。
【0065】
請求項8に記載の露光条件決定システムによれば、請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムにおいて、第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、露光条件決定部は、所定の情報の値として、複数の位置におけるデータのうちショット内で露光量およびフォーカスに対してのマージンが他の点よりも小さい位置におけるデータの値を採用するので、ショット内全体としての共通マージンを大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る露光条件設定システムの構成を示す概略図である。
【図2】データベースに蓄積させる情報の構成を説明するための図である。
【図3】孤立パターンと密集パターンの一例を示す図である。
【図4】実施の形態1における露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【図5】CD−Foucus特性曲線およびCD−Exp特性曲線の一例を示す図である。
【図6】実施の形態2における露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【図7】実施の形態3における露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【図8】新規マスクがロットの製造に使用されるまでの従来の工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 データベース、11 マスク情報、12 露光機情報、13 レジストプロセス情報、14 露光条件情報、15 露光条件決定プログラム、16 シミュレーション部、20 新規マスク情報、21 新規マスクの露光条件、100 露光条件決定システム。
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトリソグラフィー技術に関するものであり、特に、露光工程における露光条件を決定するための技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、半導体装置の製造のフォトリソグラフィー技術の露光工程においては、所定のパターンが描かれたマスクが使用される。図8は、新規に作成したマスクおよびリピートマスク(以下「新規マスク」という)が実際にロットの製造に使用されるまでの従来の工程を示すフローチャートである。従来、新規マスクが作成された場合、その都度、当該新規マスクを用いる際の露光条件(最適露光量およびフォーカスオフセット)を決定する目的で、実際に露光機を用いたテスト露光が行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記テスト露光は、実際に露光機を用いて露光を行う人為的な作業であり、手間が掛かる。また各露光機間には収差等の個体差があるため、新規マスクを使用する露光機によって露光条件のチェックポイントが異なり、その作業はさらに煩雑なものとなっていた。そのため、作成したマスクを実際にロットの製造に用いるまでには、多くの労力と時間を要する結果となっていた。
【0004】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、煩雑な露光条件の確認作業を必要とせず、露光機毎の個体差に応じた露光条件を得ることが可能な露光条件算出システムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の露光条件決定システムは、過去の露光に関する第1の情報を蓄積したデータベースと、新規に作成されたマスクを用いる露光に関する第2の情報および前記データベースに蓄積された前記第1の情報に基づき、前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定する露光条件決定部とを備えることを特徴とする。
【0006】
請求項2に記載の露光条件決定システムは、請求項1に記載の露光条件決定システムであって、前記第1の情報は、前記過去の露光に使用されたマスクの特性に関する第1のマスク情報と、前記過去の露光に使用されたレジストプロセスの特性に関する第1のレジストプロセス情報と、前記過去の露光に使用された露光条件に関する露光条件情報と、露光機の特性に関する第1の露光機情報とのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする。
【0007】
請求項3に記載の露光条件決定システムは、請求項2に記載の露光条件決定システムであって、前記第2の情報は、前記新規に作成されたマスクの特性に関する第2のマスク情報と、前記新規に作成されたマスクを用いる露光で使用する予定の露光機を示す第2の露光機情報と、前記新規に作成されたマスクを用いる露光で使用する予定のレジストプロセスを示す第2のレジストプロセス情報と、前記新規に作成されたマスクを用いる露光で使用する予定の光学条件を示す光学条件情報とのうちの少なくともいずれか1つとを含むことを特徴とする。
【0008】
請求項4に記載の露光条件決定システムは、請求項3に記載の露光条件決定システムであって、前記露光条件決定部は、前記第1のマスク情報、前記露光条件情報および前記第2のマスク情報とに基づき、前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定することを特徴とする。
【0009】
請求項5に記載の露光条件決定システムは、請求項3に記載の露光条件決定システムであって、前記第1および第2のマスク情報、前記第1および第2の露光機情報、前記露光情報および前記光学情報に基づく光学シミュレーションを行う光学シミュレーション部をさらに備え、前記露光条件決定部は、前記光学シミュレーションの結果に基づき前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定することを特徴とする。
【0010】
請求項6に記載の露光条件決定システムは、請求項3に記載の露光条件決定システムであって、前記第1および第2のマスク情報、前記第1および第2の露光機情報、前記第1および第2のレジストプロセス情報、前記露光情報および前記光学情報に基づく現像シミュレーションを行うシミュレーション部をさらに備え、前記露光条件決定部は、前記現像シミュレーションの結果に基づき前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定することを特徴とする。
【0011】
請求項7に記載の露光条件決定システムは、請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムであって、前記第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、前記露光条件決定部は、前記所定の情報の値として、前記複数の位置におけるデータの平均値を採用することを特徴とする。
【0012】
請求項8に記載の露光条件決定システムは、請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムであって、前記第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、前記露光条件決定部は、前記所定の情報の値として、前記複数の位置におけるデータのうち前記ショット内で露光量およびフォーカスに対してのマージンが他の点よりも小さい位置におけるデータの値を採用することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
<実施の形態1>
露光条件は、マスク短寸法、露光機の光学条件、露光機のレンズ特性(収差)、レジストプロセス、下地の反射率や段差等によって決定される。
【0014】
図1は、実施の形態1に係る露光条件決定システムの構成を示す概略図である。露光条件決定システム100は、データベース10、露光条件決定部15、シミュレーション部16を備える。データベース10には、過去に行った露光工程に関する情報が蓄積されており、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14が含まれている。各情報の詳細については後述する。
【0015】
露光条件決定システム100は、新たに作成された新規マスクに関する情報(新規マスク情報20)が入力されることにより、当該新規マスクに適した露光条件(新規マスクの露光条件21)を算出して出力する。
【0016】
新規マスク情報20は、新規マスクの露光条件を決定するために新たに入力される情報であり、当該新規マスクのマスク短寸法(CD:Critical Dimension)、位相差、透過率、マスク形状等、新規マスクの特性に関する情報の他、新規マスクでの露光に使用する予定の露光機や使用する予定のレジストプロセスおよびそのターゲットCD(露光後のレジストの仕上がり寸法の目標値)、使用する予定の光学条件を示す情報等が含まれる。光学条件とは、レンズのNA(開口数)およびアパーチャ(σ:照明系のNAとレンズNAとの比)の情報である。
【0017】
露光条件決定部15は、データベース10から抽出した各種情報並びに新規マスク情報20に基づき、露光条件決定プログラムにより新規マスクに適した露光条件を決定し、その結果である新規マスクの露光条件21を出力する。また、シミュレーション部16は、露光条件決定部15の指示に基づき、データベース10から抽出した各種情報や新規マスク情報20に基づいた光学シミュレーションや現像シミュレーションを行う。シミュレーション部16によるシミュレーション結果は、露光条件決定部15において新規マスクの露光条件21の決定の際に用いられる。
【0018】
なお、説明の便宜上、図1ではシミュレーション部16と露光条件決定部15とは別々に図示したが、例えば、露光条件決定部15の露光条件決定プログラムを、光学シミュレーションや現像シミュレーションのプログラムを含むようにプログラミングし、露光条件決定部15自体がそれらのシミュレーションを行うよう構成してもよい。
【0019】
以下、データベース10が有する各情報について説明する。マスク情報11は、過去に作成されたマスクの特性に関する情報であり、マスク短寸法のターゲット値および実際のマスク短寸法、位相差、透過率(ハーフトーンマスク或いはバイナリマスク)、マスク形状、マスクのタイプ(ノーマルマスク或いはレベンソンマスク)等の情報が含まれている。
【0020】
露光機情報12は、各露光機毎の波長、レンズの収差等の情報である。即ち、露光機情報12には、各露光機毎の固有差に関する情報が含まれている。レンズの収差の情報(収差情報)とは、露光機毎に固有のレンズ特性であり、レンズの不均一等により発生するレンズ内の光の強度差およびフォーカス差の分布を表すものである。
【0021】
レジストプロセス情報13は、過去の露光で使用されたレジストプロセスの特性に関する情報であり、レジストの種類、膜厚、溶解パラメータ、屈折率、透過率、Eth(開口露光量)等の情報である。
【0022】
過去の露光条件情報14には、過去の露光で実際に使用された露光条件(即ち、過去の露光における最適の露光条件)に関する情報である。過去の露光条件情報14に含まれる情報として具体的には、例えば、過去の露光でのマスク、レジストプロセス、露光機の組合せ並びにそのときの最適の露光条件、およびその露光結果(例えば、露光後のレジストの仕上がり寸法)、さらに、露光条件決定の際のテスト露光から得られたCD−Exp特性曲線並びにCD−Focus特性曲線(露光量の変化、フォーカスの変化、レジストの仕上がり寸法の変化との関係を示す曲線)、同じくテスト露光から得られたマスクの寸法が変動したときのレジストの仕上がり寸法の変動割合であるMEF(Mask Error Factor; MEF=ΔResistCD/ΔMaskCD)等がある。ここで、露光条件には光学条件も含まれる。
【0023】
ここで、データベース10のマスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の各々は、1回の露光で照射される領域(ショット)内の複数の位置におけるデータで構成されていることが望ましい。一般に、露光機のレンズ収差やテレセントリック度の影響により、光強度やフォーカスはショット内の位置によって異なる。そのため、露光条件の決定はショット内の1点のみのデータを使用するのみでは適切に行うことができない。そこで、ショット内のでの光強度やフォーカスの分布を露光条件に反映できるよう、ショット内の複数の点におけるデータを用いることが望ましい。例えば、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13の各々は、図2に示すようなショット50内の#01〜#05の5点についてのデータにより構成するとよい。なお、ショット内の5点についてのデータとすることは一例に過ぎず、より適正な露光条件の決定を行えるように、さらに多く点についてのデータにより構成されるものであってもよい。
【0024】
なお、ショット内の複数の点におけるデータにより構成された情報を、露光条件の決定に使用する場合、その値としては複数の点のデータの平均値を採用するとよい。それにより、ショット内での特定個所における露光特性に偏ることなく露光条件を決定できる。
【0025】
あるいは、ショット内で露光量およびフォーカスに対してのマージンが他の点よりも小さい点が予め分かっている場合は、その点のデータを採用してもよい。そのことにより、ショット内全体としての共通マージンを大きくとることができる。例えば、ライン幅が他の部分よりも狭いラインパターンの部分などはレジストサイズが細くなるために、当該マージンは小さくなる。また、収差のショット内分布とマスク短寸法のマスク内分布に基づいた光学シミュレーションを行うことにより、ショット内でのマージンが最も小さくなる点を割り出すこともできる。
【0026】
さらに、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の各々は、マスクパターンにおける図3(a)のような密集パターンと、図3(b)のような孤立パターンとの両方をモニタして得られたデータから構成されることが望ましい。その理由として、第1に、マスクの描画時の特性により密集パターンと孤立パターンとでは、ターゲット値からの寸法ずれの度合いや、マスク面内における寸法精度の分布が異なる場合があるためである。第2に、露光機の収差の影響も密集パターンと孤立パターンとで異なる場合があるためである。また、モニタするパターンについては、そのマスクで使用される最小パターンサイズのものが好ましい。
【0027】
以下、本実施の形態に係る露光条件決定システムの動作について説明する。ここでは、新規マスクが使用される環境は、過去に行われた露光の環境と同じであるものと仮定する。即ち、露光機およびレジストプロセスは、過去に行われた露光と同じものが用いられる。また、新規マスクと過去に使用されたマスクとは透過率、位相差、パターンピッチ等のマスク条件は同じものとする。図4は、その場合の露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、過去に使用されたマスクをマスクA、新規マスクをマスクBと称する。
【0028】
まず、使用者は、露光条件決定部15に新規マスク情報20として、マスクBのマスク短寸法データを入力する(ST11)。露光条件決定部15は、データベース10のマスク情報11から、マスクBとマスク短寸法のターゲット値が同じであるマスクAのマスク短寸法データおよび当該マスクAが使用された際の露光条件(露光条件A)を抽出する(ST12)。さらに、過去の露光条件情報14からマスクAのCD−Exp特性曲線、CD−Focus特性曲線並びにMEFを抽出する。このとき、マスクBとターゲット値が同じマスクが過去に複数個ある場合(即ちマスクAに相当するものが過去に複数個あった場合)、それらの情報の値の平均値をとったものを採用する。
【0029】
露光条件決定部は15は、マスクAのマスク短寸法のターゲット値からのずれ量(ΔCDA)およびマスクBのマスク短寸法のターゲット値からのずれ量(ΔCDB)を算出し、マスクAとマスクBとのマスク短寸法の差ΔCDB−A=ΔCDB−ΔCDAを算出する(ST13)。そして、ΔCDB−Aおよび露光条件A、マスクAのCD−Exp特性曲線並びにMEFに基づき、マスクBの露光条件(露光条件B)を決定する(ST14)。
【0030】
以下、ステップST14における露光条件Bの決定の手法を説明する。CD−Exp特性曲線は露光条件の1つであるフォーカスオフセットの設定値によって異なるので、まず、露光条件決定15部はCD−Focus特性曲線に基づき最適なフォーカスオフセットを決定する。図5(a)は、過去の露光条件情報14から抽出したマスクAのCD−Focus特性曲線の一例である。この図から分かるように、CD−Focus特性曲線は露光量によって異なる。
【0031】
通常、フォーカスのずれに対するCD変動が少ない程フォーカスずれに対するマージンが大きくなり安定した露光結果を得ることができるので、露光条件決定部15は、CD−Focus特性曲線の傾きが最も小さくなるフォーカス値をフォーカスオフセットとして決定する。例えば図5(a)の例では、フォーカス値=0.0(μm)が最適のフォーカスオフセットである。露光条件決定部15は、マスクAのCD−Exp特性曲線から、最適のフォーカスオフセットに対応したCD−Exp特性曲線を抽出する。
【0032】
図5(b)は、過去の露光条件情報14から抽出したマスクAのCD−Exp特性曲線の一例である。CD−Exp特性曲線はフォーカスオフセットの設定値によって異なるが、ここでは説明の簡単のために、最適のフォーカスオフセットに対応したCD−Exp曲線のみを示している。同図は、ポジ型のレジストの場合の例である。ポジ型のレジストの場合、露光量(Exp)を増加させるに従い、レジストの寸法は小さくなる。
【0033】
CD−Exp曲線は、レジストプロセス、光学条件、マスク条件(マスクの透過率、位相差、マスク短寸法、パターンピッチ等)のそれぞれが依存したグラフである。本実施の形態においてはマスクAの使用環境(露光機並びにレジストプロセス)とマスクBの使用環境とはレジストプロセスおよび光学条件は同じであり、且つ、マスクAとマスクBとでマスク条件は同じであるので、マスクAのCD−Exp特性曲線からマスクBの最適露光量を算出することが可能である。
【0034】
例えば、マスクAの露光条件のフォーカスオフセットにおける最適露光量が、図5におけるExpAであるとすると、マスクBの最適露光量ExpBは同図に示すように次の式で算出できる。
ExpB=ExpA+G×ΔCDB−A×MEF
ここで、GはCD−Exp特性曲線の傾きを表している。
【0035】
このように、本発明に係る露光条件決定システムによれば、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14を有するデータベース10を備え、露光条件決定部15がそれらの情報を用いて新規マスクの露光条件を決定するので、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく、新規マスクの露光条件を得ることができる。
【0036】
なお、上記の説明においてはマスクAのCD−Exp特性曲線並びにMEFは、過去の露光条件情報14から抽出されるものとして説明を行ったが、CD−Exp特性曲線並びにMEFは、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13に基づく光学シミュレーションによって理論的に算出したものを用いてもよい。
【0037】
なお、図1においてマスク条件決定システム100はシミュレーション手段16を有する構成として示した。しかし、上記説明からも分かるように本実施の形態においてはシミュレーション手段16は必ずしも必要ではない。即ち、マスク条件決定システム100はシミュレーション手段16を有しない構成であってもよい。
【0038】
また、図1においてデータベース10は、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の全てを有する構成として示した。しかし、本実施の形態においては、露光条件の決定の際にそれらの情報のうちマスク情報11および過去の露光条件情報14以外の情報は使用していない。即ち、データベース10は、例えばマスク情報11および過去の露光条件情報14のみを保持する構成であってもよい。
【0039】
<実施の形態2>
本実施の形態においては、マスクAの使用環境とマスクBの使用環境とでレジストプロセスは同じであるが露光機が異なる場合について説明する。図6は、その場合の露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【0040】
使用者は、新規マスク情報として、露光条件決定部15に露光条件を決定しようとするマスクBのマスク短寸法データ、使用する予定の露光機(露光機B)、使用する予定の光学条件(光学条件B)、ターゲットCDを入力する(ST21)。露光条件決定部15は、データベース10の露光機情報12から露光機Bの収差情報(収差情報B)を抽出する(ST22)。
【0041】
さらに、データベース10のマスク情報11からマスクBとマスク短寸法のターゲット値が同じであるマスクAのマスク短寸法データを、露光機情報12からマスクAが使用された露光機の収差情報(収差情報A)を、露光条件情報14からマスクAが使用された露光条件(露光条件A)をそれぞれ抽出する(ST23)。なお、露光条件Aには最適露光量およびマスクAが使用された光学条件(光学条件A)の情報が含まれる。
【0042】
露光条件決定部15は、マスクAのマスク短寸法データおよび光学条件A、収差情報Aをシミュレーション部16に送る。シミュレーション部16は、それらに基づく光学シミュレーションを行い、その結果として得られる光学像(光学像A)を露光条件決定部15に出力する。露光条件決定部15は、光学像AからターゲットCDに相当する閾値(スライス値A)を算出する(ST24)。
【0043】
続いて、露光条件決定部15は、マスクBの短寸法データおよび光学条件B、収差情報Bをシミュレーション部16に送る。シミュレーション部16は、それらに基づく光学シミュレーションを行い、その結果として得られる光学像(光学像B)を露光条件決定部15に出力する。露光条件決定部15は、光学像BからターゲットCDに相当する閾値(スライス値B)を算出する(ST25)。
【0044】
そして、露光条件決定部15は、スライス値Aおよびスライス値B、実際のマスクAにおける最適露光量(露光条件Aの最適露光量)ExpAから、マスクBの最適露光量ExpBを算出する(ST26)。ExpBは以下の式により求められる。
ExpB=ExpA×1/(1+(SlA−SlB))
上式において、SlAはスライス値A、SlBはスライス値Bである。
【0045】
このように、本発明に係る露光条件決定システムによれば、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14を有するデータベース10を備え、露光条件決定部15がそれらの情報を用いて新規マスクの露光条件を決定するので、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく、新規マスクの露光条件を得ることができる。また、露光条件の決定の際には、露光機の収差情報に基づく光学シミュレーションが用いられるため、露光機毎の個体差に応じた露光条件を得ることができる。
【0046】
また、図1においてデータベース10は、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の全てを有する構成として示した。しかし、本実施の形態においては、露光条件の決定の際にそれらの情報のうちレジストプロセス情報13は使用していない。即ち、データベース10は、例えばマスク情報11、露光機情報12および過去の露光条件情報14のみを保持する構成であってもよい。
【0047】
<実施の形態3>
本実施の形態においては、マスクAの使用環境とマスクBの使用環境とでレジストプロセスおよび露光機が異なる場合について説明する。図7は、その場合の露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【0048】
使用者は、露光条件決定部15に露光条件を決定しようとするマスクBのマスク短寸法データ、使用する予定の露光機(露光機B)、使用する予定の光学条件(光学条件B)、使用する予定のレジストプロセス(プロセスB)、ターゲットCDを入力する(ST31)。露光条件決定部15は、データベース10の露光機情報12から、露光機Bの収差情報(収差情報B)を、レジストプロセス情報13からプロセスBの情報を抽出する(ST32)。
【0049】
さらに、データベース10のマスク情報11からマスクBとマスク短寸法のターゲット値が同じであるマスクAのマスク短寸法データを、露光機情報12からマスクAが使用された露光機の収差情報(収差情報A)を、レジストプロセス情報13からマスクAが使用されたレジストプロセス(プロセスA)の情報を、過去の露光条件情報14からマスクAが使用された露光条件(露光条件A)をそれぞれ抽出する(ST33)。なお、露光条件Aには最適露光量およびマスクAが使用された光学条件(光学条件A)の情報が含まれる。
【0050】
露光条件決定部15は、マスクAのマスク短寸法および光学条件A、収差情報A、プロセスAの情報をシミュレーション部16に送る。シミュレーション部16は、それらに基づく現像シミュレーションを行い、その結果を露光条件決定部15に出力する。ここで、現像シミュレーションとは、光学シミュレーションにレジストの溶解特性や膜厚等の情報(即ちレジストプロセスの情報)を加えて、与えるエネルギー(露光量)に応じたレジストパターンの仕上がり寸法をシミュレーションするものである。露光条件決定部15は、現像シミュレーションの結果として得られる仕上がり寸法から、ターゲットCDに相当する閾値(スライス値A)を求める(ST34)。現像シミュレーションの場合、スライス値は露光量として得られる。
【0051】
さらに、露光条件決定部15は、マスクBのマスク短寸法および光学条件B、収差情報B、プロセスBの情報をシミュレーション部16に送る。シミュレーション部16は、それらに基づく現像シミュレーションを行い、その結果を露光条件決定部15に出力する。露光条件決定部15は、現像シミュレーションの結果として得られる仕上がり寸法から、ターゲットCDに相当する閾値(スライス値B)を求める(ST35)。
【0052】
そして、露光条件決定部15は、スライス値Aおよびスライス値B、実際のマスクAにおける最適露光量(露光条件Aの最適露光量)ExpAから、マスクBの最適露光量ExpBを算出する。ExpBは以下の手順により求められる。
【0053】
まず、ステップST34において現像シミュレーションから得られた露光量(スライス値A)とExpAとの相関係数kを次式で算出する(ST36)。
k=ExpA/SlA
SlAはスライス値Aである。続いて、相関係数kと現像シミュレーションから得られた露光量(スライス値B)から、マスクBにおける最適露光量ExpBを次式で算出する(ST37)。
ExpB=k×SlB
なお、この式においてSlBはスライス値Bである。
【0054】
このように、本発明に係る露光条件決定システムによれば、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14を有するデータベース10を備え、露光条件決定部15がそれらの情報を用いて新規マスクの露光条件を決定するので、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく、新規マスクの露光条件を得ることができる。また、露光条件の決定の際には、露光機の収差情報およびレジストプロセス情報に基づく現像シミュレーションが用いられるため、露光機毎の個体差に応じた露光条件を得ることができ、また、レジストプロセスを変更したケースに対しても対応可能である。
【0055】
なお、本発明の適用は、特定の露光技術に限定されるものではなく、例えば水銀(Hg)ランプからのi線やg線、並びに、KrFエキシマ光、ArFエキシマ光、F2光等を用いた露光技術、EPL(Electron Projection Lithography)、X線リソグラフィー、EUVL(Extreme Ultra Violet Lithography)等の次世代露光技術を使用するプロセスに対しても適用可能である。
【0056】
また、以上の実施の形態の説明において、データベース10は、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14の全てを有する構成として示した。しかし、実施の形態1〜3からも分かるように、それらの情報は必ずしも全て必要になるとは限らない。言い換えれば、データベース10はその必要に応じて、マスク情報11、露光機情報12、レジストプロセス情報13、過去の露光条件情報14のうちの少なくとも1つを有する構成であっても良い。
【0057】
同様に、露光条件決定システム100に入力される新規マスク情報20の情報も、新規マスクの特性に関する情報、新規マスクでの露光に使用する予定の露光機や使用する予定のレジストプロセス、使用する予定の光学条件等の情報を必ずしも全て含む必要はない。つまり、それらの情報のうち必要に応じた少なくとも1つを有するものであってもよい。
【0058】
【発明の効果】
請求項1に記載の露光条件決定システムによれば、過去の露光に関する第1の情報がデータベース化されているため、露光条件決定部は、過去の露光結果を反映させることで、新規に作成されたマスクに適した露光条件を、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく得ることができる。
【0059】
請求項2に記載の露光条件決定システムによれば、請求項1に記載の露光条件決定システムにおいて、第1の情報は、第1のマスク情報、第1のレジストプロセス情報、露光条件情報、第1の露光機情報のうちの少なくとも1つを含むので、露光条件決定部は、露光機毎の個体差や、マスクおよびレジストプロセスの変更に応じた露光条件を得ることができる。
【0060】
請求項3に記載の露光条件決定システムによれば、請求項2に記載の露光条件決定システムにおいて、第2の情報は、第2のマスク情報、第2の露光機情報、第2のレジストプロセス情報、光学条件情報のうちの少なくともいずれか1つとを含むので、露光条件決定部は、第2の露光機情報およびレジストプロセス情報に対応する第1の情報を容易に得ることができる。よって、煩雑な露光条件の確認作業を行うことなく、新規マスクに適した露光条件を決定することができる。
【0061】
請求項4に記載の露光条件決定システムによれば、請求項3に記載の露光条件決定システムにおいて、露光条件決定部は、第1のマスク情報、露光条件情報および第2のマスク情報とに基づき、新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定するので、マスクの変更に応じた露光条件を得ることができる。特に、過去の露光と新規に作成されたマスクを用いる露光とで使用するレジストプロセスおよび露光機が共に同じである場合に有効である。
【0062】
請求項5に記載の露光条件決定システムによれば、請求項3に記載の露光条件決定システムにおいて、露光条件決定部は、第1および第2のマスク情報、第1および第2の露光機情報、露光情報および光学情報に基づく光学シミュレーションの結果に基づき新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定するので、マスクおよび露光機の変更に応じた露光条件を得ることができる。特に、過去の露光と新規に作成されたマスクを用いる露光とで使用するレジストプロセスが同じ且つ使用する露光機が異なる場合に有効である。
【0063】
請求項6に記載の露光条件決定システムによれば、請求項3に記載の露光条件決定システムにおいて、露光条件決定部は、第1および第2のマスク情報、第1および第2の露光機情報、第1および第2のレジストプロセス情報、露光情報および光学情報に基づく現像シミュレーションの結果に基づき新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定するので、マスク、露光機およびレジストプロセスの変更に応じた露光条件を得ることができる。特に、過去の露光と新規に作成されたマスクを用いる露光とで使用するレジストプロセスおよび露光機が共に異なる場合に有効である。
【0064】
請求項7に記載の露光条件決定システムによれば、請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムにおいて、第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、露光条件決定部は、所定の情報の値として、複数の位置におけるデータの平均値を採用するので、ショット内での特定個所における露光特性に偏ることなく露光条件を決定できる。
【0065】
請求項8に記載の露光条件決定システムによれば、請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムにおいて、第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、露光条件決定部は、所定の情報の値として、複数の位置におけるデータのうちショット内で露光量およびフォーカスに対してのマージンが他の点よりも小さい位置におけるデータの値を採用するので、ショット内全体としての共通マージンを大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る露光条件設定システムの構成を示す概略図である。
【図2】データベースに蓄積させる情報の構成を説明するための図である。
【図3】孤立パターンと密集パターンの一例を示す図である。
【図4】実施の形態1における露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【図5】CD−Foucus特性曲線およびCD−Exp特性曲線の一例を示す図である。
【図6】実施の形態2における露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【図7】実施の形態3における露光条件決定システムの動作を示すフローチャートである。
【図8】新規マスクがロットの製造に使用されるまでの従来の工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 データベース、11 マスク情報、12 露光機情報、13 レジストプロセス情報、14 露光条件情報、15 露光条件決定プログラム、16 シミュレーション部、20 新規マスク情報、21 新規マスクの露光条件、100 露光条件決定システム。
Claims (8)
- 過去の露光に関する第1の情報を蓄積したデータベースと、
新規に作成されたマスクを用いる露光に関する第2の情報および前記データベースに蓄積された前記第1の情報に基づき、前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定する露光条件決定部とを備える
ことを特徴とする露光条件決定システム。 - 請求項1に記載の露光条件決定システムであって、
前記第1の情報は、
前記過去の露光に使用されたマスクの特性に関する第1のマスク情報と、
前記過去の露光に使用されたレジストプロセスの特性に関する第1のレジストプロセス情報と、
前記過去の露光に使用された露光条件に関する露光条件情報と、
露光機の特性に関する第1の露光機情報と
のうちの少なくとも1つを含む
ことを特徴とする露光条件決定システム。 - 請求項2に記載の露光条件決定システムであって、
前記第2の情報は、
前記新規に作成されたマスクの特性に関する第2のマスク情報と、
前記新規に作成されたマスクを用いる露光で使用する予定の露光機を示す第2の露光機情報と、
前記新規に作成されたマスクを用いる露光で使用する予定のレジストプロセスを示す第2のレジストプロセス情報と、
前記新規に作成されたマスクを用いる露光で使用する予定の光学条件を示す光学条件情報と
のうちの少なくともいずれか1つとを含む
ことを特徴とする露光条件決定システム。 - 請求項3に記載の露光条件決定システムであって、
前記露光条件決定部は、前記第1のマスク情報、前記露光条件情報および前記第2のマスク情報とに基づき、前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定する
ことを特徴とする露光条件決定システム。 - 請求項3に記載の露光条件決定システムであって、
前記第1および第2のマスク情報、前記第1および第2の露光機情報、前記露光情報および前記光学情報に基づく光学シミュレーションを行う光学シミュレーション部をさらに備え、
前記露光条件決定部は、前記光学シミュレーションの結果に基づき前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定する
ことを特徴とする露光条件決定システム。 - 請求項3に記載の露光条件決定システムであって、
前記第1および第2のマスク情報、前記第1および第2の露光機情報、前記第1および第2のレジストプロセス情報、前記露光情報および前記光学情報に基づく現像シミュレーションを行うシミュレーション部をさらに備え、
前記露光条件決定部は、前記現像シミュレーションの結果に基づき前記新規に作成されたマスクに適した露光条件を決定する
ことを特徴とする露光条件決定システム。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムであって、
前記第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、
前記露光条件決定部は、前記所定の情報の値として、前記複数の位置におけるデータの平均値を採用する
ことを特徴とする露光条件決定システム。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の露光条件決定システムであって、
前記第1および第2の情報に含まれる所定の情報は、露光のショット内の複数の位置におけるデータで構成されており、
前記露光条件決定部は、前記所定の情報の値として、前記複数の位置におけるデータのうち前記ショット内で露光量およびフォーカスに対してのマージンが他の点よりも小さい位置におけるデータの値を採用する
ことを特徴とする露光条件決定システム。
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