JP2009283666A - Exposure device and semiconductor manufacturing system - Google Patents

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Shoichi Harakawa
川 正 一 原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a manufacturing yield. <P>SOLUTION: A semiconductor manufacturing system includes: an operation unit 103 which calculates correction doses for a plurality of coordinates for adjusting the dimensions of a resist pattern formed on a wafer by exposure by a predetermined dose at the plurality of coordinates into predetermined target dimensions, calculates a first approximate function approximating the distribution of the correction dose in the wafer surface, calculates a second approximate function approximating the first approximate function after a trimming processing, the trimming processing being carried out so as to settle the first approximate function between a predetermined upper limit dose and lower limit dose, and outputs recipe parameters including factors of the second approximate function; and an exposure device 105 carrying out exposure processing depending on the recipe parameter. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光装置及び半導体製造システムに関するものである。   The present invention relates to an exposure apparatus and a semiconductor manufacturing system.

半導体装置の製造工程には、半導体基板上に形成された被加工膜を所望の形状にパターニングするリソグラフィ工程が含まれる。リソグラフィ工程では、被加工膜上のレジスト膜にフォトマスクのマスクパターンを転写し、パターン形成されたレジスト膜をマスクとして被加工膜を加工する。   The manufacturing process of a semiconductor device includes a lithography process for patterning a film to be processed formed on a semiconductor substrate into a desired shape. In the lithography process, the mask pattern of the photomask is transferred to the resist film on the film to be processed, and the film to be processed is processed using the patterned resist film as a mask.

化学増幅型レジスト膜を用いたリソグラフィ工程では、露光時に生成された酸を拡散させるPEB(Post Exposure Bake)と呼ばれる加熱工程が一般に行われる。PEB工程では、供給される熱量と現像後に形成されるレジスト膜パターンの寸法との間に密接な関係があるため、被処理基板の面内における厳しい温度均一性が要求される。   In a lithography process using a chemically amplified resist film, a heating process called PEB (Post Exposure Bake) for diffusing an acid generated during exposure is generally performed. In the PEB process, since there is a close relationship between the amount of heat supplied and the dimension of the resist film pattern formed after development, strict temperature uniformity within the surface of the substrate to be processed is required.

従来のPEB工程では被処理基板をヒータで加熱された熱板上に近接載置して熱を供給していた。しかし、成膜工程等を経た被処理基板は膜の応力等により反りを有し、熱板と被処理基板との間隔が面内で不均一になる。そのため、被処理基板の面内の温度均一性が劣化し、形成されるレジストパターンの寸法均一性を得ることが困難であった。   In the conventional PEB process, the substrate to be processed is placed on a hot plate heated by a heater to supply heat. However, the substrate to be processed that has undergone the film forming process has a warp due to the stress of the film and the like, and the distance between the hot plate and the substrate to be processed becomes non-uniform in the plane. Therefore, in-plane temperature uniformity of the substrate to be processed is deteriorated, and it is difficult to obtain dimensional uniformity of the resist pattern to be formed.

このような問題を解決するため、露光前の被処理基板の反り量を測定し、この反り量に基づいて算出した補正量を基準露光量に加算して露光処理を行うパターン形成方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。この手法は、リソグラフィ工程で形成されるレジストパターンの寸法(線幅等)がドーズ量(露光量又は露光時間)によって変化するという特性を利用したものである。   In order to solve such problems, a pattern forming method is proposed in which the amount of warpage of a substrate to be processed before exposure is measured, and a correction amount calculated based on the amount of warpage is added to a reference exposure amount to perform exposure processing. (For example, refer to Patent Document 1). This technique utilizes the characteristic that the dimensions (line width and the like) of the resist pattern formed in the lithography process change depending on the dose (exposure amount or exposure time).

しかし、パターンの微細化に伴い、算出した補正量を単に加算した露光量でパターン形成を行うと、光量が多すぎることでポジ型レジスト膜が所望量以上に除去されパターンが形成されなくなるパターン切れや、光量が少なすぎることでポジ型レジスト膜が所望量まで除去されずに残存し配線ショートの原因となるパターンブリッジが生じ、製造歩留まりを低減させるという問題を有していた。
特開2006−135080号公報
However, as the pattern becomes finer, if the pattern is formed with an exposure amount that is simply the calculated correction amount, the positive resist film is removed more than the desired amount due to too much light, resulting in pattern breakage. In addition, since the amount of light is too small, the positive resist film remains without being removed to a desired amount, resulting in a pattern bridge that causes a wiring short circuit, resulting in a reduction in manufacturing yield.
JP 2006-135080 A

本発明は製造歩留まりを向上させる露光装置及び半導体製造システムを提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus and a semiconductor manufacturing system that improve manufacturing yield.

本発明の一態様による半導体製造システムは、ウェハ上に所定のドーズ量で露光されて形成されたレジストパターンの複数の座標における寸法を所定の目標寸法に調整するための補正ドーズ量を前記複数の座標毎に算出し、前記補正ドーズ量のウェハ面内の分布に近似する第1の近似関数を算出し、前記第1の近似関数が所定の上限ドーズ量及び下限ドーズ量の範囲に収まるようにトリミング処理を行い、トリミング処理後の前記第1の近似関数に近似する第2の近似関数を算出し、前記第2の近似関数の係数を含むレシピパラメータを出力する演算部と、前記レシピパラメータに基づいて露光処理を行う露光装置と、を備えるものである。   A semiconductor manufacturing system according to an aspect of the present invention includes a plurality of correction dose amounts for adjusting a dimension at a plurality of coordinates of a resist pattern formed by exposure on a wafer at a predetermined dose amount to a predetermined target dimension. A first approximation function that is calculated for each coordinate and approximates the distribution of the correction dose in the wafer surface is calculated, so that the first approximation function falls within a predetermined range of the upper limit dose and the lower limit dose. Performing a trimming process, calculating a second approximate function that approximates the first approximate function after the trimming process, and outputting a recipe parameter including a coefficient of the second approximate function; An exposure apparatus that performs an exposure process based on the exposure process.

また、本発明の一態様による半導体製造システムは、ウェハ上に所定のドーズ量で露光されて形成されたレジストパターンの複数の座標における寸法を所定の目標寸法に調整するための補正ドーズ量を前記複数の座標毎に算出し、前記補正ドーズ量のウェハ面内の分布に近似する近似関数を算出し、前記近似関数が所定の上限ドーズ量及び下限ドーズ量の範囲に収まるようにトリミング処理を行い、トリミング処理後の前記近似関数に基づいてウェハ上のショット座標と前記ショット座標におけるドーズ量とを示すショットマップデータを作成し、前記ショットマップデータを含むレシピパラメータを出力する演算部と、前記レシピパラメータに基づいて露光処理を行う露光装置と、を備えるものである。   According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor manufacturing system including a correction dose amount for adjusting a dimension at a plurality of coordinates of a resist pattern formed by exposure on a wafer at a predetermined dose amount to a predetermined target dimension. Calculate for each of a plurality of coordinates, calculate an approximate function that approximates the distribution of the corrected dose in the wafer surface, and perform trimming processing so that the approximate function falls within a predetermined range of the upper limit dose and the lower limit dose A calculation unit that generates shot map data indicating shot coordinates on the wafer and a dose amount in the shot coordinates based on the approximate function after the trimming process, and outputs a recipe parameter including the shot map data; and the recipe And an exposure apparatus that performs an exposure process based on the parameters.

本発明の一態様による露光装置は、ウェハ面内の位置を示す座標を用いて表されたドーズ量分布の近似関数の係数を含むレシピパラメータに基づいてウェハ上に形成されたレジスト膜の露光処理を行う露光装置であって、前記係数に基づいて前記近似関数を作成し、前記近似関数を用いてウェハ面内の各ショット位置のドーズ量を算出し、算出したドーズ量が所定の上限ドーズ量と下限ドーズ量の範囲に収まるようにトリミング処理を行い、トリミング処理後のドーズ量に基づいて露光処理を行うものである。   An exposure apparatus according to an aspect of the present invention provides an exposure process for a resist film formed on a wafer based on a recipe parameter including a coefficient of an approximate function of a dose distribution expressed using coordinates indicating a position in a wafer surface An exposure apparatus that performs the approximation function based on the coefficient, calculates a dose amount of each shot position in the wafer surface using the approximation function, and the calculated dose amount is a predetermined upper limit dose amount The trimming process is performed so as to be within the range of the lower limit dose amount, and the exposure process is performed based on the dose amount after the trimming process.

また、本発明の一態様による露光装置は、ウェハ面内のショット位置を示す座標と前記ショット位置におけるドーズ量とを示すショットマップデータを含むレシピパラメータに基づいてウェハ上に形成されたレジスト膜の露光処理を行う露光装置であって、前記ショットマップデータに示されるドーズ量に所定の上限ドーズ量を超える値又は所定の下限ドーズ量未満の値がある場合、前記上限ドーズ量と前記下限ドーズ量の範囲に収まるようにトリミング処理を行い、トリミング処理後のショットマップデーダに基づいて露光処理を行うものである。   An exposure apparatus according to an aspect of the present invention provides a resist film formed on a wafer based on a recipe parameter including shot map data indicating coordinates indicating a shot position in the wafer surface and a dose amount at the shot position. An exposure apparatus that performs an exposure process, and when the dose amount indicated in the shot map data has a value that exceeds a predetermined upper limit dose amount or a value that is less than a predetermined lower limit dose amount, the upper limit dose amount and the lower limit dose amount The trimming process is performed so as to be within the range, and the exposure process is performed based on the shot map data after the trimming process.

本発明によれば、製造歩留まりを向上できる。   According to the present invention, the manufacturing yield can be improved.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)図1に本発明の第1の実施形態に係る半導体製造システムの概略構成を示す。半導体製造システムは管理部101、装置制御部102、演算部103、及び露光装置105を備える。演算部103はパラメータ算出部104を有する。   (First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic configuration of a semiconductor manufacturing system according to a first embodiment of the present invention. The semiconductor manufacturing system includes a management unit 101, an apparatus control unit 102, a calculation unit 103, and an exposure apparatus 105. The calculation unit 103 includes a parameter calculation unit 104.

管理部101はロットの進捗管理や装置の状態管理を行う。演算部103は管理部101からロットの処理イベントの通知を受信し、各ロットについて最適なレシピパラメータを算出するAPC(アドバンスト・プロセス・コントロール)システムである。   The management unit 101 performs lot progress management and apparatus status management. The calculation unit 103 is an APC (Advanced Process Control) system that receives notification of lot processing events from the management unit 101 and calculates optimum recipe parameters for each lot.

レシピパラメータには露光処理時に使用されるマスクの名称、レーザID、光源の形状、スキャン方向、フォーカス値等が含まれる。ウェハ面内の位置がx−y座標系で座標指定され、ドーズ量は位置毎に関数F(x、y)で表される。パラメータ算出部104はこの関数F(x、y)のパラメータ(係数)を算出する。算出された関数F(x、y)のパラメータを含むレシピパラメータが演算部103から出力される。関数F(x、y)については後述する。   The recipe parameters include a mask name, a laser ID, a light source shape, a scan direction, a focus value, and the like used during the exposure process. The position in the wafer plane is designated in the xy coordinate system, and the dose is expressed by a function F (x, y) for each position. The parameter calculation unit 104 calculates parameters (coefficients) of the function F (x, y). Recipe parameters including the parameters of the calculated function F (x, y) are output from the calculation unit 103. The function F (x, y) will be described later.

演算部103から出力されたレシピパラメータは直接又は管理部101を介して装置制御部102に入力される。装置制御部102は受け取ったレシピパラメータを露光装置105の固有のコードに変換して、露光装置105へ出力する。露光装置105は装置制御部102から出力されるコード変換されたレシピパラメータに基づいて露光処理を行う。   Recipe parameters output from the calculation unit 103 are input to the apparatus control unit 102 directly or via the management unit 101. The apparatus control unit 102 converts the received recipe parameter into a unique code of the exposure apparatus 105 and outputs it to the exposure apparatus 105. The exposure apparatus 105 performs an exposure process based on the recipe parameter converted from the code output from the apparatus control unit 102.

このような半導体製造システムによる露光量制御方法を図2に示すフローチャートを用いて説明する。   An exposure amount control method by such a semiconductor manufacturing system will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

(ステップS201)管理部101から演算部103に対し、レシピパラメータの計算要求を発行する。   (Step S201) The management unit 101 issues a recipe parameter calculation request to the calculation unit 103.

(ステップS202)全面に同一のドーズ量Diで露光し、現像を行ったウェハを準備し、ウェハ上の複数の座標におけるレジストパターン線幅(CD値)を測定する。測定されたCD値の一例を図3に示す。   (Step S202) A wafer which has been exposed and developed on the entire surface with the same dose amount Di is prepared, and a resist pattern line width (CD value) at a plurality of coordinates on the wafer is measured. An example of the measured CD value is shown in FIG.

図3においてターゲット寸法L1と測定されたCD値との乖離は、ウェハ上に成膜された膜の応力等によりウェハに反りが生じ、露光後のPEB工程において熱供給量が不均一になったことに起因するものである。   In FIG. 3, the deviation between the target dimension L1 and the measured CD value caused the wafer to warp due to the stress of the film formed on the wafer, and the heat supply amount became uneven in the PEB process after exposure. This is due to that.

(ステップS203)演算部103が、ウェハ上に形成されるレジストパターンのCD値をターゲット寸法L1に合わせる(補正する)ためのウェハ上の各座標におけるドーズ量を求める。ネガ型レジスト膜を用いる場合、ドーズ量が大きいとCD値が大きくなり、ドーズ量が小さいとCD値が小さくなる。   (Step S203) The computing unit 103 obtains a dose amount at each coordinate on the wafer for adjusting (correcting) the CD value of the resist pattern formed on the wafer to the target dimension L1. When a negative resist film is used, the CD value increases when the dose amount is large, and the CD value decreases when the dose amount is small.

図3に示すようなCD値をターゲット寸法に補正するためのドーズ量は図4に示すようになる。この時、ドーズ量の変動量に対するCD値の変動量を表す露光補正係数(感度)が必要になる。露光補正係数は露光条件出し(後述する)の際に予め求められている。   The dose for correcting the CD value as shown in FIG. 3 to the target dimension is as shown in FIG. At this time, an exposure correction coefficient (sensitivity) indicating the amount of change in the CD value with respect to the amount of change in the dose is required. The exposure correction coefficient is obtained in advance when exposure conditions are set (described later).

そして演算部103は最小二乗法を用いてこれらのドーズ量に近似するドーズ量関数f(x、y)を算出する。関数f(x、y)は例えば以下の式(1)で表される。式(1)においてj〜j15は実数のパラメータである。
f(x,y) = j1 + j2x + j3y + j4x2 + j5xy + j6y2 + j7x3 + j8x2y + j9xy2 + j10y3 + j11x4 + j12x3y + j13x2y2 + j14xy3 + j15y4 …(1)
ここで、ステップS202におけるCD値の測定点数は、少なくともこの式(1)を算出できるだけの数であることに留意する。
Then, the calculation unit 103 calculates a dose amount function f (x, y) that approximates these dose amounts using a least square method. The function f (x, y) is expressed by the following formula (1), for example. In equation (1), j 1 to j 15 are real parameters.
f (x, y) = j 1 + j 2 x + j 3 y + j 4 x 2 + j 5 xy + j 6 y 2 + j 7 x 3 + j 8 x 2 y + j 9 xy 2 + j 10 y 3 + j 11 x 4 + j 12 x 3 y + j 13 x 2 y 2 + j 14 xy 3 + j 15 y 4 (1)
Here, it should be noted that the number of measurement points of the CD value in step S202 is a number that can calculate at least this equation (1).

(ステップS204)ステップS203で求めた関数f(x、y)からウェハ面内の各座標におけるドーズ量を算出する。そして、対象としているロットの装置、製品種、工程種についてのドーズ量の上限値D1、下限値D2を記憶部(図示せず)に格納された上下限値テーブルから検索する。上下限値テーブルの一例を図5に示す。   (Step S204) The dose amount at each coordinate in the wafer surface is calculated from the function f (x, y) obtained in step S203. Then, the upper limit value D1 and the lower limit value D2 of the dose amount for the target lot device, product type, and process type are searched from the upper and lower limit value tables stored in the storage unit (not shown). An example of the upper and lower limit value table is shown in FIG.

そして、算出したウェハ面内ドーズ量に、上限値D1を超える値、下限値D2未満の値があるか否かを検出する。ある場合はステップS205へ進み、無い場合はステップS207へ進む。   Then, it is detected whether or not the calculated dose amount in the wafer surface has a value exceeding the upper limit value D1 and a value less than the lower limit value D2. If there is, the process proceeds to step S205, and if not, the process proceeds to step S207.

上限値D1、下限値D2について説明する。半導体装置の製造では量産前に装置、製品、工程別に好適な露光条件の検出(露光条件出し)が行われる。例えば図6に示すように、ウェハWにおいてショット毎にドーズ量、フォーカス値を変えながら露光処理を行う。図6では縦方向にドーズ量を変え、横方向にフォーカス値を変えている。ドーズ量の中心値d0及びフォーカス値の中心値f0は、シミュレーションにより予め求められている。   The upper limit value D1 and the lower limit value D2 will be described. In the manufacture of semiconductor devices, suitable exposure conditions are detected (exposure conditions are determined) for each device, product, and process before mass production. For example, as shown in FIG. 6, exposure processing is performed on the wafer W while changing the dose amount and the focus value for each shot. In FIG. 6, the dose amount is changed in the vertical direction and the focus value is changed in the horizontal direction. The center value d0 of the dose amount and the center value f0 of the focus value are obtained in advance by simulation.

露光処理後、現像処理を行い、ウェハW上に形成されたレジストパターンの形状や線幅を、SEM等を用いて観測する。そして、所望のレジストパターンが形成されているショットを検出する。   After the exposure processing, development processing is performed, and the shape and line width of the resist pattern formed on the wafer W are observed using an SEM or the like. Then, a shot in which a desired resist pattern is formed is detected.

所望のレジストパターンが形成されているショットが図7に示すような分布になっている場合、ドーズ量d1が前記上限値D1になり、ドーズ量d2が前記下限値D2となる。ドーズ量がd1を超える、又はドーズ量がd2未満になると、フォーカス値をどのような値にしても所望のレジストパターンが形成されないためである。このドーズ量d1(上限値D1)、d2(下限値D2)を装置、製品、工程毎に、図5に示すような上下限値テーブルとして記憶部(図示せず)に格納しておく。   When the shot in which the desired resist pattern is formed has a distribution as shown in FIG. 7, the dose amount d1 becomes the upper limit value D1, and the dose amount d2 becomes the lower limit value D2. This is because when the dose amount exceeds d1 or the dose amount becomes less than d2, a desired resist pattern is not formed regardless of the focus value. The doses d1 (upper limit value D1) and d2 (lower limit value D2) are stored in a storage unit (not shown) as an upper / lower limit value table as shown in FIG. 5 for each apparatus, product, and process.

(ステップS205)ドーズ量の上限値D1、下限値D2を用いてウェハ面内におけるドーズ量のトリミング処理を行う。すなわちドーズ量がD1を超えている箇所についてはドーズ量をD1とし、ドーズ量がD2未満の箇所についてはドーズ量をD2にする。   (Step S205) Using the upper limit value D1 and the lower limit value D2 of the dose amount, trimming processing of the dose amount in the wafer surface is performed. That is, the dose amount is set to D1 for a portion where the dose amount exceeds D1, and the dose amount is set to D2 for a portion where the dose amount is less than D2.

例えば図4に示すドーズ量分布はトリミング処理により図8に示すような分布になる。   For example, the dose distribution shown in FIG. 4 becomes a distribution shown in FIG. 8 by the trimming process.

(ステップS206)パラメータ算出部104がトリミング処理後のドーズ量分布に近似する関数F(x、y)を最小二乗法を用いて算出する。関数F(x、y)は例えば以下の式(2)で表される。式(2)においてk〜k15は実数のパラメータ(係数)である。
F(x,y) = k1 + k2x + k3y + k4x2 + k5xy + k6y2 + k7x3 + k8x2y + k9xy2 + k10y3 + k11x4 + k12x3y + k13x2y2 + k14xy3 + k15y4 …(2)
(Step S206) The parameter calculation unit 104 calculates a function F (x, y) that approximates the dose distribution after trimming using the least square method. The function F (x, y) is expressed by the following formula (2), for example. In Equation (2), k 1 to k 15 are real parameters (coefficients).
F (x, y) = k 1 + k 2 x + k 3 y + k 4 x 2 + k 5 xy + k 6 y 2 + k 7 x 3 + k 8 x 2 y + k 9 xy 2 + k 10 y 3 + k 11 x 4 + k 12 x 3 y + k 13 x 2 y 2 + k 14 xy 3 + k 15 y 4 (2)

図8に示すドーズ量分布に近似する関数F(x、y)の一例を図9に示す。   An example of a function F (x, y) that approximates the dose distribution shown in FIG. 8 is shown in FIG.

(ステップS207)演算部103が関数F(x、y)のパラメータk〜k15を含むレシピパラメータを管理部101へ出力する。関数F(x、y)が算出されていない場合、すなわちステップS204において所定の上限値D1を超える値、下限値D2未満の値が検出されずトリミング処理が行われていない場合は、関数f(x、y)のパラメータj〜j15を含むレシピパラメータが出力される。 (Step S <b> 207) The computing unit 103 outputs recipe parameters including parameters k 1 to k 15 of the function F (x, y) to the management unit 101. When the function F (x, y) is not calculated, that is, when the value exceeding the predetermined upper limit value D1 and the value lower than the lower limit value D2 are not detected in step S204 and the trimming process is not performed, the function f ( Recipe parameters including parameters j 1 to j 15 of x, y) are output.

(ステップS208)管理部101が装置制御部102へレシピパラメータと共に処理開始指示を出力する。   (Step S <b> 208) The management unit 101 outputs a processing start instruction together with recipe parameters to the apparatus control unit 102.

(ステップS209)装置制御部102がレシピパラメータを受け取り、露光装置105の固有のコードに変換して、露光装置105へ出力する。また、装置制御部102は露光装置105へ処理開始を指示する。   (Step S209) The apparatus control unit 102 receives the recipe parameter, converts it into a unique code of the exposure apparatus 105, and outputs it to the exposure apparatus 105. The apparatus control unit 102 instructs the exposure apparatus 105 to start processing.

(ステップS210)露光装置105が、受信したレシピパラメータに基づきロットの露光処理を行う。例えばレシピパラメータに含まれるパラメータk〜k15を用いてショット座標(x、y)におけるドーズ量を算出し、算出したドーズ量で露光を行う。 (Step S210) The exposure apparatus 105 performs lot exposure processing based on the received recipe parameters. For example, the dose amount in the shot coordinates (x, y) is calculated using parameters k 1 to k 15 included in the recipe parameter, and exposure is performed with the calculated dose amount.

さらに、PEB、現像を行い、レジストパターンを形成する。   Further, PEB and development are performed to form a resist pattern.

このように、本実施形態では、レジストパターンの寸法値を補正するためのドーズ量を、所望のレジストパターンを形成し得る上限値及び下限値を用いてトリミング処理し、近似関数を算出してそのパラメータを露光装置に与える。   As described above, in this embodiment, the dose amount for correcting the dimension value of the resist pattern is trimmed using the upper limit value and the lower limit value that can form a desired resist pattern, and an approximate function is calculated and A parameter is given to the exposure apparatus.

これにより、ドーズ量が大きすぎる又は小さすぎることによるパターン切れやパターンブリッジの発生が抑制され、製造歩留まりを向上できる。   Thereby, generation | occurrence | production of the pattern cut | disconnection and pattern bridge | bridging by a dose amount being too large or too small is suppressed, and a manufacturing yield can be improved.

(第2の実施形態)図10に本発明の第2の実施形態による半導体製造システムの概略構成を示す。半導体製造システムは管理部1001、装置制御部1002、演算部1003、及び露光装置1005を備える。演算部1003はショットマップデータ作成部1004を有する。   (Second Embodiment) FIG. 10 shows a schematic configuration of a semiconductor manufacturing system according to a second embodiment of the present invention. The semiconductor manufacturing system includes a management unit 1001, an apparatus control unit 1002, a calculation unit 1003, and an exposure apparatus 1005. The calculation unit 1003 has a shot map data creation unit 1004.

管理部1001、装置制御部1002、露光装置1005は上記第1の実施形態における管理部101、装置制御部102、露光装置105と同様のため説明を省略する。   Since the management unit 1001, the apparatus control unit 1002, and the exposure apparatus 1005 are the same as the management unit 101, the apparatus control unit 102, and the exposure apparatus 105 in the first embodiment, description thereof is omitted.

上記第1の実施形態では演算部103(パラメータ算出部104)はトリミング処理後のドーズ量分布に近似する関数F(x、y)を算出し、そのパラメータk〜k15を出力していたが、本実施形態における演算部1003は近似関数F(x、y)を算出せず、各ショット座標におけるドーズ量を出力するものである。 In the first embodiment, the calculation unit 103 (parameter calculation unit 104) calculates a function F (x, y) that approximates the dose distribution after the trimming process, and outputs its parameters k 1 to k 15 . However, the calculation unit 1003 in this embodiment does not calculate the approximate function F (x, y) and outputs the dose amount at each shot coordinate.

本実施形態による露光量制御方法を図11を用いて説明する。   The exposure amount control method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

(ステップS1101)管理部1001から演算部1003に対し、レシピパラメータの計算要求を発行する。   (Step S1101) The management unit 1001 issues a recipe parameter calculation request to the calculation unit 1003.

(ステップS1102)全面に同一のドーズ量Diで露光し、現像を行ったウェハを準備し、ウェハ上の複数の座標におけるレジストパターン線幅(CD値)を測定する。   (Step S1102) A wafer which has been exposed and developed with the same dose amount Di on the entire surface is prepared, and the resist pattern line width (CD value) at a plurality of coordinates on the wafer is measured.

(ステップS1103)演算部1003が、ウェハ上の形成されるレジストパターンのCD値をターゲット寸法0に合わせる(補正する)ためのウェハ上の各座標におけるドーズ量を求める。   (Step S1103) The computing unit 1003 obtains a dose amount at each coordinate on the wafer for adjusting (correcting) the CD value of the resist pattern formed on the wafer to the target dimension 0.

そして演算部1003が最小二乗法を用いてこれらのドーズ量に近似するドーズ量関数f(x、y)を算出する。f(x、y)は上記第1の実施形態における式(1)と同様の式で表すことができる。   Then, the calculation unit 1003 calculates a dose amount function f (x, y) that approximates these dose amounts using the least square method. f (x, y) can be expressed by the same formula as the formula (1) in the first embodiment.

(ステップS1104)ステップS1103で求めた関数f(x、y)からウェハ面内の各座標におけるドーズ量を算出する。そして、対象としているロットの装置、製品種、工程種についてのドーズ量の上限値D1、下限値D2を記憶部(図示せず)に格納された上下限値テーブルから検索する。 (Step S1104) The dose at each coordinate in the wafer surface is calculated from the function f (x, y) obtained in step S1103. Then, the upper limit value D1 and the lower limit value D2 of the dose amount for the target lot device, product type, and process type are searched from the upper and lower limit value tables stored in the storage unit (not shown).

そして、算出したウェハ面内ドーズ量に、上限値D1を超える値、下限値D2未満の値があるか否かを検出する。ある場合はステップS1105へ進み、無い場合はステップS1106へ進む。   Then, it is detected whether or not the calculated dose amount in the wafer surface has a value exceeding the upper limit value D1 and a value less than the lower limit value D2. If there is, the process proceeds to step S1105, and if not, the process proceeds to step S1106.

(ステップS1105)ドーズ量の上限値D1、下限値D2を用いてウェハ面内におけるドーズ量のトリミング処理を行う。すなわちドーズ量がD1を超えている箇所についてはドーズ量をD1とし、ドーズ量がD2未満の箇所についてはドーズ量をD2にする。   (Step S1105) Using the upper limit value D1 and the lower limit value D2 of the dose amount, trimming processing of the dose amount in the wafer surface is performed. That is, the dose amount is set to D1 for a portion where the dose amount exceeds D1, and the dose amount is set to D2 for a portion where the dose amount is less than D2.

(ステップS1106)ショットマップデータ作成部1004がショット座標と、そのショット座標におけるドーズ量とを指定するショットマップデータを作成する。図12(a)にショット座標の一例を示し、図12(b)にショットマップデータの一例を示す。   (Step S1106) The shot map data creation unit 1004 creates shot map data that designates shot coordinates and a dose amount at the shot coordinates. FIG. 12A shows an example of shot coordinates, and FIG. 12B shows an example of shot map data.

(ステップS1107)演算部1003がショットマップデータを含むレシピパラメータを管理部1001に出力する。   (Step S1107) The computing unit 1003 outputs recipe parameters including shot map data to the management unit 1001.

(ステップS1108)管理部1001が装置制御部1002へレシピパラメータと共に処理開始指示を出力する。   (Step S1108) The management unit 1001 outputs a processing start instruction together with recipe parameters to the apparatus control unit 1002.

(ステップS1109)装置制御部1002がレシピパラメータを受け取り、露光装置1005の固有のコードに変換して、露光装置1005へ出力する。また、装置制御部1002は露光装置1005へ処理開始指示を出力する。   (Step S1109) The apparatus control unit 1002 receives the recipe parameter, converts it into a unique code of the exposure apparatus 1005, and outputs it to the exposure apparatus 1005. Further, the apparatus control unit 1002 outputs a processing start instruction to the exposure apparatus 1005.

(ステップS1110)露光装置1005が、受信したレシピパラメータに基づきロットの露光処理を行う。例えばレシピパラメータに含まれるショットマップデータからショット座標(x、y)におけるドーズ量を抽出し、抽出したドーズ量で露光を行う。さらに、PEB、現像を行い、レジストパターンを形成する。   (Step S1110) The exposure apparatus 1005 performs lot exposure processing based on the received recipe parameters. For example, a dose amount at shot coordinates (x, y) is extracted from shot map data included in the recipe parameter, and exposure is performed with the extracted dose amount. Further, PEB and development are performed to form a resist pattern.

このように、本実施形態では、レジストパターンの寸法値を補正するためのドーズ量を、所望のレジストパターンを形成し得る上限値及び下限値を用いてトリミング処理し、上下限値の範囲内に収める。   As described above, in this embodiment, the dose amount for correcting the dimension value of the resist pattern is trimmed using the upper limit value and the lower limit value that can form the desired resist pattern, and is within the range of the upper and lower limit values. Fit.

これにより、ドーズ量が大きすぎる又は小さすぎることによるパターン切れやパターンブリッジの発生が抑制され、製造歩留まりを向上できる。   Thereby, generation | occurrence | production of the pattern cut | disconnection and pattern bridge | bridging by a dose amount being too large or too small is suppressed, and a manufacturing yield can be improved.

上述した実施の形態はいずれも一例であって限定的なものではないと考えられるべきである。例えば上記実施形態ではドーズ量のトリミング処理を演算部103、1003が行っていたが、露光装置105、1005が行うようにしてもよい。この場合、露光装置105、1005が記憶部(図示せず)に格納された上下限値テーブルを参照できるようにする。   Each of the above-described embodiments is an example and should be considered as not limiting. For example, although the arithmetic units 103 and 1003 perform the dose trimming process in the above-described embodiment, the exposure apparatuses 105 and 1005 may perform the trimming process. In this case, the exposure apparatuses 105 and 1005 can refer to the upper and lower limit value tables stored in the storage unit (not shown).

例えば露光装置105がレシピパラメータに含まれる係数j〜j15を用いて関数f(x、y)を作成する。そしてウェハ面内のドーズ量が上限値D1と下限値D2の範囲に収まるようにトリミング処理を行い、トリミング処理後の近似関数F(x、y)を算出する。そしてこの関数F(x、y)に基づくドーズ量で露光処理を行う。また、近似関数F(x、y)は求めず、トリミング処理後のドーズ量に基づいて露光処理を行うようにしてもよい。 For example, the exposure apparatus 105 creates a function f (x, y) using the coefficients j 1 to j 15 included in the recipe parameters. Then, the trimming process is performed so that the dose amount in the wafer surface falls within the range between the upper limit value D1 and the lower limit value D2, and the approximate function F (x, y) after the trimming process is calculated. Then, exposure processing is performed with a dose amount based on this function F (x, y). The approximate function F (x, y) may not be obtained, and the exposure process may be performed based on the dose after trimming.

上記第1の実施形態ではトリミング処理後のドーズ量分布に近似する関数F(x、y)が図13に示すように上限値D1を僅かに超える値、下限値D2を僅かに下回る値をとりうる。そのため、露光条件の条件出し(図6、図7)の際に、上限値D1をドーズ量d1より僅かに小さい値、下限値D2をドーズ量d2より僅かに大きい値となるようにして上下限値テーブルを作成してもよい。   In the first embodiment, the function F (x, y) approximating the dose distribution after trimming takes a value slightly exceeding the upper limit value D1 and a value slightly lower than the lower limit value D2, as shown in FIG. sell. Therefore, when setting the exposure conditions (FIGS. 6 and 7), the upper and lower limits are set so that the upper limit value D1 is slightly smaller than the dose amount d1 and the lower limit value D2 is slightly larger than the dose amount d2. A value table may be created.

上限値D1及び下限値D2を用いたトリミング処理後のドーズ量で露光処理を行ったウェハに対して、さらに同様の露光量制御方法(図2、図11)を適用してドーズ量の補正を行うようにしてもよい。   A similar exposure dose control method (FIGS. 2 and 11) is applied to a wafer that has been exposed with the dose after trimming using the upper limit value D1 and the lower limit value D2, and the dose amount is corrected. You may make it perform.

本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の第1の実施形態による半導体製造システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor manufacturing system according to a first embodiment of the present invention. 同第1の実施形態による露光量制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the exposure amount control method by the said 1st Embodiment. ウェハ面内のCD値の分布を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of CD value in a wafer surface. CD値補正のためのドーズ量の分布及びその近似関数を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of the dose amount for CD value correction | amendment, and its approximate function. 上下限値テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an upper / lower limit table. 露光条件出しの際のドーズ量及びフォーカス値の分布を示す図である。It is a figure which shows the dose amount at the time of exposure condition determination, and distribution of a focus value. 所望のレジストパターンが形成されたショットの分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the shot in which the desired resist pattern was formed. トリミング処理後のドーズ量分布を示すグラフである。It is a graph which shows dose amount distribution after a trimming process. トリミング処理後のドーズ量分布の近似関数を示すグラフである。It is a graph which shows the approximation function of the dose amount distribution after a trimming process. 本発明の第2の実施形態による半導体製造システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the semiconductor manufacturing system by the 2nd Embodiment of this invention. 同第2の実施形態による露光量制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the exposure amount control method by the 2nd Embodiment. ショットマップデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of shot map data. トリミング処理後のドーズ量分布の近似関数の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the approximate function of the dose distribution after the trimming process.

符号の説明Explanation of symbols

101 管理部
102 装置制御部
103 演算部
104 パラメータ算出部
105 露光装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Management part 102 Apparatus control part 103 Operation part 104 Parameter calculation part 105 Exposure apparatus

Claims (5)

ウェハ上に所定のドーズ量で露光されて形成されたレジストパターンの複数の座標における寸法を所定の目標寸法に調整するための補正ドーズ量を前記複数の座標毎に算出し、前記補正ドーズ量のウェハ面内の分布に近似する第1の近似関数を算出し、前記第1の近似関数が所定の上限ドーズ量及び下限ドーズ量の範囲に収まるようにトリミング処理を行い、トリミング処理後の前記第1の近似関数に近似する第2の近似関数を算出し、前記第2の近似関数の係数を含むレシピパラメータを出力する演算部と、
前記レシピパラメータに基づいて露光処理を行う露光装置と、
を備える半導体製造システム。
A corrected dose amount for adjusting a dimension at a plurality of coordinates of a resist pattern formed by exposure on a wafer with a predetermined dose amount to a predetermined target dimension is calculated for each of the plurality of coordinates, and the correction dose amount A first approximation function approximating the distribution in the wafer surface is calculated, trimming processing is performed so that the first approximation function falls within a predetermined upper limit dose amount and lower limit dose amount range, and the first approximation function after trimming processing is performed. A calculation unit that calculates a second approximation function that approximates one approximation function and outputs a recipe parameter that includes a coefficient of the second approximation function;
An exposure apparatus that performs an exposure process based on the recipe parameters;
A semiconductor manufacturing system comprising:
ウェハ上に所定のドーズ量で露光されて形成されたレジストパターンの複数の座標における寸法を所定の目標寸法に調整するための補正ドーズ量を前記複数の座標毎に算出し、前記補正ドーズ量のウェハ面内の分布に近似する近似関数を算出し、前記近似関数が所定の上限ドーズ量及び下限ドーズ量の範囲に収まるようにトリミング処理を行い、トリミング処理後の前記近似関数に基づいてウェハ上のショット座標と前記ショット座標におけるドーズ量とを示すショットマップデータを作成し、前記ショットマップデータを含むレシピパラメータを出力する演算部と、
前記レシピパラメータに基づいて露光処理を行う露光装置と、
を備える半導体製造システム。
A corrected dose amount for adjusting a dimension at a plurality of coordinates of a resist pattern formed by exposure on a wafer with a predetermined dose amount to a predetermined target dimension is calculated for each of the plurality of coordinates, and the correction dose amount An approximate function approximating the distribution in the wafer surface is calculated, trimming processing is performed so that the approximate function falls within a range of a predetermined upper limit dose and lower limit dose, and the wafer is processed based on the approximate function after trimming. Creating shot map data indicating the shot coordinates and the dose amount in the shot coordinates, and outputting a recipe parameter including the shot map data;
An exposure apparatus that performs an exposure process based on the recipe parameters;
A semiconductor manufacturing system comprising:
ロットの進捗管理を行い、前記演算部へ前記レシピパラメータの計算要求を発行し、前記演算部から出力される前記レシピパラメータを受信し、露光処理開始指示と共に出力する管理部と、
前記管理部から出力される前記レシピパラメータ及び前記露光処理開始指示が与えられ、前記露光装置へ前記レシピパラメータを出力し、露光処理を開始するよう制御する装置制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体製造システム。
A management unit that performs lot progress management, issues a calculation request for the recipe parameter to the calculation unit, receives the recipe parameter output from the calculation unit, and outputs it together with an exposure processing start instruction;
An apparatus control unit that receives the recipe parameter and the exposure process start instruction output from the management unit, outputs the recipe parameter to the exposure apparatus, and controls to start an exposure process;
The semiconductor manufacturing system according to claim 1, further comprising:
ウェハ面内の位置を示す座標を用いて表されたドーズ量分布の近似関数の係数を含むレシピパラメータに基づいてウェハ上に形成されたレジスト膜の露光処理を行う露光装置であって、
前記係数に基づいて前記近似関数を作成し、前記近似関数を用いてウェハ面内の各ショット位置のドーズ量を算出し、算出したドーズ量が所定の上限ドーズ量と下限ドーズ量の範囲に収まるようにトリミング処理を行い、トリミング処理後のドーズ量に基づいて露光処理を行うことを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that performs exposure processing of a resist film formed on a wafer based on a recipe parameter that includes a coefficient of an approximate function of a dose distribution expressed using coordinates indicating a position in a wafer surface,
The approximate function is created based on the coefficient, the dose amount at each shot position in the wafer surface is calculated using the approximate function, and the calculated dose amount falls within a range between a predetermined upper limit dose amount and a lower limit dose amount. An exposure apparatus that performs the trimming process as described above and performs the exposure process based on the dose after the trimming process.
ウェハ面内のショット位置を示す座標と前記ショット位置におけるドーズ量とを示すショットマップデータを含むレシピパラメータに基づいてウェハ上に形成されたレジスト膜の露光処理を行う露光装置であって、
前記ショットマップデータに示されるドーズ量に所定の上限ドーズ量を超える値又は所定の下限ドーズ量未満の値がある場合、前記上限ドーズ量と前記下限ドーズ量の範囲に収まるようにトリミング処理を行い、トリミング処理後のショットマップデーダに基づいて露光処理を行うことを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that performs exposure processing of a resist film formed on a wafer based on a recipe parameter including shot map data indicating coordinates indicating a shot position in a wafer surface and a dose amount at the shot position,
When the dose amount indicated in the shot map data includes a value exceeding a predetermined upper limit dose amount or a value less than a predetermined lower limit dose amount, trimming processing is performed so that the dose amount is within the range between the upper limit dose amount and the lower limit dose amount. An exposure apparatus that performs an exposure process based on the shot map data after the trimming process.
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