JP2011040661A - 半導体装置の製造方法及び露光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置の製造方法は、ウエハ3上に形成されたレジスト6より下層に形成された膜によって反射率が異なる領域について測定されたフォーカス値を取得し、反射率が低い第1の領域31について得られたフォーカス値に、前記第1の領域31よりも反射率が高い第2の領域32について得られたフォーカス値を近づけて露光処理を行う。
【選択図】図3
Description
(露光装置の構成)
図1は、第1の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。図1に示すXYZ座標系は、露光する際に、後述するレチクルとウエハが相対移動する方向をY軸方向、Y軸方向と直交する方向をX軸方向とし、X軸及びY軸と直交する方向、すなわち後述する投影光学系の光軸方向をZ軸とする。また、この露光装置1は、一例として、ステップアンドリピート方法でレチクル上のマスクパターンをウエハ上に転写するスキャン露光装置である。
図5は、本発明の第1の実施の形態に係るフォーカス値に関する概略図であり、図6は、本発明の第1の実施の形態に係るレジストに段差がある場合の検査光と反射光に関する模式図であり、図7は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。図5は、縦軸がフォーカス値であり、横軸がY軸となっている。
具体的には、フォーカス値測定部210は、レイアウトデータ221に基づいてショット領域30を第1及び第2の領域31、32に分け、ステップアンドリピート方法、若しくは露光前に事前に計測する方法によってそれぞれの測定点におけるフォーカス値を測定し、測定したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカスマップ作成部211に出力する。
具体的には、フォーカスマップ作成部211は、フォーカス値測定部210から出力された第2の領域32の第2のフォーカス値320を第1の領域31の第1のフォーカス値310側に近づける補正方法によって補正を行い、第1のフォーカス値310と補正後の第2のフォーカス値320をそれぞれの測定点の座標に関連付けてフォーカスマップ222を作成する。図5は、この補正の一例として、ある一定の補正値Δtを第2のフォーカス値320に加算し、第1のフォーカス値310に近づける補正方法を示している。第2のフォーカス値320を第1のフォーカス値310側に補正する他の補正方法として、例えば、1つのショット領域30内で第1のフォーカス値310の平均のフォーカス値と第2のフォーカス値320の平均のフォーカス値を算出し、それらの差分を算出し、算出した差分を第2のフォーカス値320に加算して補正する補正方法、最小自乗近似法を用いて第1及び第2のフォーカス値310、320の近似フォーカス値を算出し、その差分を第2のフォーカス値310に加算して補正する補正方法等を用いることができる。ここで、ウエハ3全体のフォーカス値を平均化して露光処理する方が望ましい一例を下記に示す。
具体的には、露光装置1は、ステップアンドリピート法によってスキャン露光を開始する。露光処理部212は、フォーカスマップ222に基づいて各測定点のフォーカス値に応じてステージ制御部213を介してウエハステージ駆動部201等を制御し、ウエハ3のZ軸方向の位置、及び傾斜等を調整し、露光処理を行う。
本発明の第1の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)レジスト6より下層に形成された膜の反射率が高い領域のフォーカス値を、反射率が低い領域のフォーカス値に近づけて露光処理を行うことで、フォーカス値を平均して露光処理を行う場合に比べてより精度の高い露光処理を行うことができる。
(2)レイアウトデータ221に基づいてウエハ3面内を反射率の高い領域、低い領域に分けて、フォーカス値を測定することができるので、レイアウトデータ221を持たない場合に比べて、ウエハ3全体で正確なフォーカス値を得ることができる。
(3)光学式フォーカス測定装置を有する露光装置において、露光装置の構成を追加することなく、ソフトウエアを変更することで正確なフォーカス値を得ることができる。
(4)フォーカス値算出のための煩雑な処理を必要としないので、フォーカス値の測定時間を短縮することができる。
第2の実施の形態は、レイアウトデータを使用することなくフォーカス値を補正する点で第1の実施の形態と異なっている。なお、以下の各実施の形態について、第1の実施の形態と構成及び機能が同じ部分については、第1の実施の形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
図8は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。
具体的には、フォーカス値測定部210は、ステップアンドリピート方法、若しくは露光前に事前に計測する方法によってそれぞれの測定点におけるフォーカス値を測定し、測定したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカスマップ作成部211に出力する。
具体的には、フォーカスマップ作成部211は、例えば、フォーカス値測定部210から出力されたフォーカス値のうち、反射率の高低によって2極化したフォーカス値をフォーカス値の大小に大別して大きい方のフォーカス値を平均化し、平均化した大きい方のフォーカス値に、小さい方のフォーカス値を近づける補正方法によって補正を行い、補正した小さい方のフォーカス値と補正しない大きい方のフォーカス値をそれぞれの測定点の座標に関連付けてフォーカスマップ222を作成する。なお、補正方法は、これに限定されず、大きい方のフォーカス値に、小さい方のフォーカス値を近づける補正方法であれば良い。
本発明の第2の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
レイアウトデータを使用することなくフォーカス値の補正を行うことができるので、レイアウトデータを使用する場合と比べてフォーカス値の測定時間を短縮することができる。
第3の実施の形態は、反射率が高い領域を測定せずに、反射率が低い領域のフォーカス値で露光処理を行う点で上記の各実施の形態と異なっている。
まず、レジスト6が形成されたウエハ3を準備し、ウエハ用Z傾斜ステージ204にセットする。続いて、露光装置1のCPU21は、入力部23を介してフォーカス値の測定を指示されると、記憶部22からこのウエハ3に関するレイアウトデータ221を取得する。
具体的には、フォーカス値測定部210は、レイアウトデータ221に基づいてショット領域30を第1及び第2の領域31、32に分け、正常なフォーカス値を測定することができる第1の領域31の第1のフォーカス値310だけを測定し、測定したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカスマップ作成部211に出力する。
具体的には、フォーカスマップ作成部211は、フォーカス値測定部210から出力された第1の領域31の第1のフォーカス値310を隣接する第2の領域32のフォーカス値に割り当てフォーカスマップ222を作成する。なお、ウエハ3全体における第1のフォーカス値310を平均化し、平均化した第1のフォーカス値310を使用してウエハ3全体の露光処理を行っても良い。
本発明の第3の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
反射率が高い領域のフォーカス値を測定せず、反射率が低い領域のフォーカス値のみを用いて露光処理を行うので、全ての測定点を測定する場合と比べてフォーカス値の測定時間を短縮することができる。
Claims (5)
- 半導体基板上に形成されたレジストより下層に形成された膜によって反射率が異なる領域について測定されたフォーカス値を取得し、
反射率が低い第1の領域について得られたフォーカス値に、前記第1の領域よりも反射率が高い第2の領域について得られたフォーカス値を近づけて露光処理を行う半導体装置の製造方法。 - 前記第1の領域は、前記レジストより下層に形成された配線の密度が低い領域であり、
前記第2の領域は、前記レジストより下層に形成された配線の密度が、前記第1の領域よりも高い領域である請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の領域について得られたフォーカス値に補正値を付加し、
前記第1の領域について得られたフォーカス値、及び前記補正値を付加した前記第2の領域について得られたフォーカス値に基づいて前記露光処理を行う請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の領域について得られたフォーカス値、及び前記第2の領域について得られたフォーカス値に基づいて前記半導体基板上のフォーカス値の分布を示すフォーカスマップを作成し、
作成した前記フォーカスマップに基づいて前記露光処理を行う請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 半導体基板上に形成されたレジストに向けて検査光を射出する光源部と、
前記光源部から射出された前記検査光の反射光を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいてフォーカス値を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記フォーカス値のうち、反射率が高い領域から得られたフォーカス値を、前記反射率が高い領域よりも反射率が低い領域から得られたフォーカス値に近づけて露光処理を行う露光処理部と、
を備えた露光装置。
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