JP2011086809A - 半導体装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＵＶマスクのパターンにおける日向面側と日陰面側とで異物の成長量が異なることに起因する半導体装置の歩留まり低下を抑制する。
【解決手段】ＥＵＶリソグラフィ用のＥＵＶマスク（多層膜反射マスク）のパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物の成長量の差に応じて、ＥＵＶマスクの交換時期又はクリーニング時期を決定する。決定された時期が到来した場合にＥＵＶマスクを交換又はクリーニングし、該交換後又はクリーニング後のＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射してウエハ上に形成されたレジストにパターンを転写する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法及び製造装置に関する。

半導体集積回路等の半導体装置の製造過程において、微細パターンを基板上に転写する方法としてリソグラフィ技術が用いられている。このリソグラフィ技術には主に投影露光装置が用いられる。投影露光装置に装着したフォトマスクからの露光光を基板上のレジストに照射することによりパターン転写を行うことができる。

近年、デバイスの高集積化や、デバイス動作速度の高速化が要求されており、これらの要求に応えるためにパターンの微細化が進められている。この微細化要求に答えるため、露光波長の短波長化などにより、投影像の解像度を向上する努力がなされている。最近では従来の紫外線よりも１桁以上波長の短いＥＵＶ光（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ：極端紫外光）を用いた露光法も検討されている。ここで、レンズ収差、画角（視野角）などからの要求もあって、ＥＵＶ露光法を含めた最先端の露光方式としては、ステッパ方式に代わって、円弧状の露光領域を走査して露光を行うスキャナ方式が主流となっている。

ＥＵＶリソグラフィ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）ではオフテレセン（オフテレセントリック）光学系と呼ばれる光学系による露光が行われる。オフテレセンとは、ウエハへの露光を垂直ではなくやや傾いた光線で行うことであり、中心軸はずしの光学系が用いられる。

図３はＥＵＶ露光に用いられる一般的な投影露光装置の構成を示す模式図である。
図３に示すように、この投影露光装置１０００は、例えば、反射光学系１１０２と、フォトマスクとしての多層膜反射マスク１１０３と、反射投影光学系１１０５と、ウエハ１１０６側に開口１１０７が形成された光学系ボックス１１０４と、を備えている。
図示しないＥＵＶ光源から光学系ボックス１１０４内に入射するＥＵＶ光１１０１は反射光学系１１０２により向きを変えられ、多層膜反射マスク１１０３に照射される。
多層膜反射マスク１１０３は合成石英やＬＴＥＭ（Ｌｏｗ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ）と呼ばれる低熱膨張材料上に、例えば、Ｍｏ／Ｓｉのような多層膜により構成されるＥＵＶ反射膜が形成され、その上にＴａＢＮのような材料による吸収体パターンが形成されたものである。
多層膜反射マスク１１０３に照射されたＥＵＶ光は、複数の多層膜ミラーにより構成される反射投影光学系１１０５及び開口１１０７を介して、光学系ボックス１１０４外においてウエハステージ１１０８上に配置されたウエハ１１０６に照射される。
このようなＥＵＶ露光により多層膜反射マスク１１０３上のパターンはウエハ１１０６上に結像される。
反射光学系１１０２、多層膜反射マスク１１０３及び反射投影光学系１１０５を含むこの露光光学系は、光学系ボックス１１０４内に配置されている。光学系ボックス１１０４内は周囲に比べ特に高い真空度となるように真空排気されている。これは光学系のコンタミネーション（以下、コンタミと略記）を抑制するためである。
露光光学系は、反射レンズによるケラレを防止するために中心軸はずしの光学系となっている。これは、全てが反射光学系の構成となっている中で広い露光フィールドを得るための工夫である。このためＥＵＶ光１１０１は多層膜反射マスク１１０３に対し、垂直方向を基準として５°〜６°程度傾けて入射させ、ウエハ１１０６に対してやや傾いた光線１１１２で結像する。

ＥＵＶリソグラフィでは露光によるマスクへの異物成長、すなわち露光コンタミの成長が大きな問題となっている。上述のように、ＥＵＶリソグラフィでは高真空中で露光を行うが、光学系や反射マスクの多層膜反射膜面にカーボンなどの膜が僅かに被着する。
カーボンはＥＵＶ光を強く吸収する（ＥＵＶ光の吸収能が高い）ため、カーボン膜が堆積すると光学反射面や多層膜反射膜面の反射率が大幅に低下するので、露光量が低下する。よって、一定の露光量で露光を繰り返し行うと、次第に転写パターン寸法精度が低下するという問題が生じる。
このため、例えば、特許文献１などに記載されているように、露光コンタミによる露光量減衰を予測し、露光ドーズ調整により上記問題の発生を抑制する方法が提案されている。
また、特許文献２などに記載されているように、露光前にフォトマスクを酸素プラズマにさらしてクリーニングすることにより、上述したような露光量低下を抑制する方法が提案されている。

特開２００３−２２９３５８号公報 特開２００２−１５９７０号公報

ＥＵＶリソグラフィにおける露光コンタミの問題を本発明者が詳細に評価、分析した結果、これまで報告されてきた露光量低下の問題とはまた全く別の原因による位置合わせ精度の問題が起こることを見出した。

図２はＥＵＶ露光を行ったフォトマスクの要部の断面図である。
図２に示すように、フォトマスクは、多層膜２０１と、この多層膜２０１上に形成された吸収体パターン２０２と、を有する。前述のように、ＥＵＶ光２０３は、フォトマスクに対して垂直な方向から約５°〜６°ずれた角度で照射される。
図２では吸収体パターン２０２における右側が、いわゆる日向面側（日向側）である。日向面側には、ＥＵＶ照射光が直接照射される。一方、吸収体パターン２０２における左側が、いわゆる日陰面側（日陰側）である。日陰面側は、ＥＵＶ照射光に対して陰となる。
図２に示すように、ＥＵＶ露光を行うと、フォトマスク上には、露光コンタミ膜としてのカーボンコンタミ膜２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃが堆積する。
ここで、カーボンコンタミ膜２０４ｂは吸収体パターン２０２の日向側の壁面に堆積したカーボンコンタミ膜であり、カーボンコンタミ膜２０４ｃは吸収体パターン２０２の日陰側の壁面に堆積したカーボンコンタミ膜である。また、カーボンコンタミ膜２０４ａは日向面及び日陰面以外において平坦に堆積したカーボンコンタミ膜である。
図２から分かるように、日向面側に選択的に多くのカーボンコンタミ膜（カーボンコンタミ膜２０４ｂ）が堆積する。
つまり、フォトマスク上に堆積（成長）するカーボンコンタミ膜２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃは、日向側のカーボンコンタミ膜２０４ｂが厚くなり、日陰側のカーボンコンタミ膜２０４ｃが薄くなる。
本発明者は、このことを詳細な検討から確認した。

カーボン膜はＥＵＶ光を強く吸収するため遮光体である。このため、このようなカーボン膜の堆積は、マスクパターン線幅の変化を引き起こすのみならず、パターンの中心位置の変動を引き起こす。

ＥＵＶリソグラフィではその露光波長の短さから露光コントラストを十分確保できる。このため、マスクパターンの線幅が変化するだけであれば露光量の調整でウエハ上に十分精度の高いパターン転写を行うことが可能となり、半導体装置を高い歩留まりで製造することができる。
しかし、マスクパターンの中心位置が露光光の日陰側から日向側へ移動すると、露光量を調整するだけではパターン合わせずれにより半導体装置の歩留まりが低下するという問題が起こる。

このように、ＥＵＶマスクのパターンにおける日向側と日陰側とで異物（コンタミネーション）の成長量が異なることに起因する半導体装置の歩留まり低下を抑制することは困難だった。

本発明は、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスクのパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物の成長量の差に応じて、前記ＥＵＶマスクの交換時期又はクリーニング時期を決定する第１工程と、
前記決定された時期が到来した場合に前記ＥＵＶマスクを交換又はクリーニングし、該交換後又はクリーニング後のＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射してウエハ上に形成されたレジストにパターンを転写する第２工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。

この半導体装置の製造方法によれば、ＥＵＶ露光に伴いＥＵＶマスクのパターンにおける日向面側と日陰面側とにそれぞれ成長する異物の成長量の差に応じてＥＵＶマスクの交換時期又はクリーニング時期を決定し、その時期が到来した場合にＥＵＶマスクを交換又はクリーニングし、該交換後又はクリーニング後のＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射してウエハ上に形成されたレジストにパターンを転写するので、ＥＵＶマスクのパターンにおける日向側と日陰側とで該パターンに成長（堆積）する異物の成長量が異なることに起因する半導体装置の歩留まり低下を抑制することができる。

また、本発明は、予めウエハ上に形成された第１のパターンに対し、第２のパターンが形成されたＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスクを位置合わせする第１工程と、
前記ＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射して前記ウエハ上に形成されたレジストに前記第２のパターンを転写する第２工程と、
を有し、
前記第１工程では、前記ＥＵＶマスクの前記第２のパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物の成長量の差に応じて、前記ＥＵＶマスクと前記ウエハとの相対位置をオフセットさせることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。

また、本発明は、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスクのパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物の成長量を計測する計測部と、
前記日向面側及び前記日陰面側における前記異物の成長量の差に応じて、前記ＥＵＶマスクの交換時期又はクリーニング時期を決定する時期決定部と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造装置を提供する。

また、本発明は、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスクのパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物の成長量を計測する計測部と、
前記日向面側及び前記日陰面側における前記異物の成長量の差に応じて、前記ＥＵＶマスクの位置のオフセット量を演算するオフセット量演算部と、
予めウエハ上に形成された第１のパターンに対し、前記ＥＵＶマスクを前記オフセット量だけオフセットさせて位置合わせする位置合わせ部と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造装置を提供する。

本発明によれば、ＥＵＶマスクのパターンにおける日向側と日陰側とで異物の成長量（堆積量）が異なることに起因する半導体装置の歩留まり低下を抑制することができる。

第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の概要の説明図である。 露光コンタミが堆積したマスクパターンの断面図である。 第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置としての投影露光装置の構成を示す模式図である。 第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置としての投影露光装置のブロック図である。 露光コンタミが堆積したマスクパターンのＳＥＭ像を示す平面図である。 ＣＤ−ＳＥＭの信号を示す特性図である。 第１の実施形態における一連の製造工程を説明するための、ウエハ上に形成されるパターンの平面図である。 第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置としての投影露光装置のブロック図である。 第３の実施形態に係る半導体装置の製造装置としての投影露光装置のブロック図である。 ＥＵＶ光のスキャン露光の態様を示すＥＵＶマスクの平面図である。 ＥＵＶマスクにおけるコンタミ堆積量の露光フィールド内における位置依存性を示す図である。 第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法により製造する半導体装置としてのＮＡＮＤゲートを示す図である。 図１２のＮＡＮＤゲートの単位論理セル部の形成に用いられる複数種類のマスクを示す平面図である。 図１２のＮＡＮＤゲートの単位論理セルを示す図である。 第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法における素子分離工程（アイソレーション）までの一連の工程を説明するための図であり、それぞれ図１４の点線に沿った断面を示す。 第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法におけるゲート形成工程までの一連の工程を説明するための図であり、それぞれ図１４の点線に沿った断面を示す。 第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法における配線（一部）の形成工程までの一連の工程を説明するための図であり、それぞれ図１４の点線に沿った断面を示す。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。

〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の概要の説明図である。このうち図１（ａ）はマスクパターン（吸収体パターン２０２）における日向側と日陰側とで露光コンタミの堆積量（成長量）が異なることを示すマスクパターンの平面図である。また、図１（ｂ）は日向側と日陰側と露光コンタミの堆積量の差に応じてマスクパターンの位置補正を行った状態を示すマスクパターンの平面図である。
図２は露光コンタミが堆積したマスクパターン（吸収体パターン２０２）の断面図である。
図３は一般的な投影露光装置の構成を示す模式図であり、第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置としての投影露光装置１０００の説明図を兼ねる。
図４は投影露光装置１０００のブロック図である。
図５は露光コンタミが堆積したマスクパターンのＳＥＭ像を示す平面図である。
図６はＣＤ−ＳＥＭの信号を示す特性図である。
図７は第１の実施形態における一連の製造工程を説明するための、ウエハ上に形成されるパターンの平面図である。

本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、予めウエハ１１０６上に形成された第１のパターンに対し、第２のパターンが形成されたＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスク（多層膜反射マスク１１０３）を位置合わせする第１工程を有する。更に、ＥＵＶマスクにＥＵＶ光１１０１を照射してウエハ１１０６上に形成されたレジスト（図示略）に第２のパターンを転写する第２工程を有する。第１工程では、ＥＵＶマスクの第２のパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物（カーボンコンタミ膜２０４ｂ、２０４ｃ）の成長量の差に応じて、ＥＵＶマスクとウエハ１１０６との相対位置をオフセットさせる。
また、本実施形態に係る半導体装置の製造装置は、ＥＵＶリソグラフィ用のＥＵＶマスク（多層膜反射マスク１１０３）のパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物（カーボンコンタミ膜２０４ｂ、２０４ｃ）の成長量を計測する計測部（コンタミ成長量計測部１００１）を有する。更に、日向面側及び日陰面側における異物の成長量の差に応じて、ＥＵＶマスクの位置のオフセット量を演算するオフセット量演算部１００４を有する。更に、予めウエハ１１０６上に形成された第１のパターンに対し、ＥＵＶマスクをオフセット量だけオフセットさせて位置合わせする位置合わせ部（例えば、マスク移動制御部１００５及びマスク移動部１００６）を有する。
以下、詳細に説明する。

図２に示すように、ＥＵＶマスクとしての多層膜反射マスク１１０３（図３参照）は、多層膜２０１と、この多層膜２０１上に形成されたマスクパターンとしての吸収体パターン２０２と、を有する。
なお、図２と図３では上下が反転している。すなわち、図３における多層膜反射マスク１１０３の下面が図２では上面となっている。
前述のように、ＥＵＶ光２０３は、多層膜反射マスク１１０３に対して垂直な方向から約５°〜６°ずれた角度で照射される。
すなわち、図２では吸収体パターン２０２における右側が日向面側であり、左側が日陰面側である。また、図１では吸収体パターン２０２における上側が日向面側であり、下側が日陰面側である。
図１（ａ）及び図２に示すように、多層膜反射マスク１１０３上に堆積（成長）する露光コンタミ膜としてのカーボンコンタミ膜２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃは、日向側のカーボンコンタミ膜２０４ｂが厚くなり、日陰側のカーボンコンタミ膜２０４ｃが薄くなる。
上述のように、カーボン膜はＥＵＶ光を吸収する遮光体である。このため、カーボンコンタミ膜２０４ｂ、２０４ｃの堆積は、マスクパターンの線幅の太りを引き起こす。
そこで、本実施形態では、これら日向側及び日陰側のカーボンコンタミ膜２０４ｂ、２０４ｃの厚さの差をモニターし、この差に応じて多層膜反射マスク１１０３の位置を日陰側にオフセットして（ずらして）露光を行う。

ここで、図１（ｂ）に点線で示す吸収体パターン２０２の位置は、当初の位置、すなわち、多層膜反射マスク１１０３に露光コンタミ膜が堆積していない段階での露光時における吸収体パターン２０２の位置である。
露光を行うことによって多層膜反射マスク１１０３に露光コンタミ膜が堆積すると、図１（ｂ）に示すように、日向側のカーボンコンタミ膜２０４ｂの膜厚１３と日陰側のカーボンコンタミ膜２０４ｃの膜厚１４との差の１／２に相当するオフセット量１５だけ、多層膜反射マスク１１０３の位置を日陰側にオフセットして露光を行う。すなわち、このオフセットにより、吸収体パターン２０２は図１（ｂ）に点線で示す位置から実線で示す位置に移動する。

図１（ｂ）に示すように多層膜反射マスク１１０３をオフセットした段階では、当初のマスクパターン（吸収体パターン２０２）と比較したマスクパターン（吸収体パターン２０２及びカーボンコンタミ膜２０４ｂ、２０４ｃ等の集合体）の太り量は、日向側で太り量１８、日陰側で太り量１９となり、日向側及び日陰側での太り量１８、１９を同じ量に制御できる。
レジストとしては、ポジ型（ポジレジスト）及びネガ型（ネガレジスト）の何れも用いることができる。ポジレジストを用いる場合は線太り量に応じて露光量を多くすることにより、また、ネガレジストを用いる場合は線太り量に応じて露光量を少なくすることにより、それぞれ線幅調整を行うことができ、所望の寸法のパターンを所望の位置に転写することができる。

なお、ＥＵＶ露光は露光波長の短さから微細パターンを高いｋ１値で形成できることから露光量マージンが大きく、露光ドーズで線幅をコントロールすることが容易である。ここでｋ１とはＮＡ・ｄ／λで定義されるパラメータであり、ｄはパターン寸法、ＮＡは投影露光装置の投影光学系の開口数、λは露光波長である。

ここで、露光光としてのＥＵＶ光（極端紫外光）の波長について説明する。
例えば、多層膜反射マスク１１０３の多層膜２０１がモリブデン膜とシリコン膜との積層膜により構成されている場合、例えば、波長が１３ｎｍ〜１４ｎｍのＥＵＶ光が用いられる。具体的には、例えば、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶ光が用いられる。
ただし、多層膜２０１としては、モリブデン膜とシリコン膜との積層膜以外を用いることもでき、この場合、１３ｎｍ〜１４ｎｍよりも広い波長範囲のＥＵＶ光を露光光として用いることができる。

ここで、重ね合わせ露光に用いるレチクルアライメントマークの使用方法について説明する。
重ね合わせ露光においては、下地パターンの位置情報として、ウエハ上に形成したアライメントマークを検出し、その位置に合せてマスクを移動するが、そのマスクの位置を正確に検出するためのレチクルアライメントマークがマスク上に形成されている。このレチクルアライメントマークは、回路パターンが書き込まれた領域の外に形成されるため、この部分のコンタミ生成量はチップ部分のそれに比べ十分小さい。したがって、レチクルアライメントマークにおけるコンタミ成長量はほぼ無視することができるため、マスクの位置合わせに支障がない。また、オフセット量の算出に際しては、例えば、レチクルアライメントマークにおけるコンタミ成長量ではなく、回路パターンにおけるコンタミ成長量を計測し、その計測結果に基づいてオフセット量を算出することができる。

次に、図３及び図４を参照して、第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置としての投影露光装置１０００について説明する。

投影露光装置１０００の構成のうち、図３に示す各構成は、背景技術で説明したとおりであるため、ここでは説明を省略する。

図４に示すように、投影露光装置１０００は、コンタミ成長量計測部１００１と、制御部１００２と、マスク移動部１００６と、露光光としてのＥＵＶ光を発光する光源１０１１と、ウエハステージ移動部１００８と、を有している。
制御部１００２は、コンタミ成長量差演算部１００３と、オフセット量演算部１００４と、マスク移動制御部１００５と、ウエハステージ移動制御部１００７と、露光ドーズ量演算部１００９と、露光ドーズ量制御部１０１０と、を有している。

コンタミ成長量計測部１００１は、多層膜反射マスク１１０３の吸収体パターン２０２における日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長するコンタミネーション（露光コンタミ）の量（露光コンタミ成長量）を計測する。

コンタミ成長量差演算部１００３は、コンタミ成長量計測部１００１による計測結果に基づいて、日向側のカーボンコンタミ膜２０４ｂの膜厚と、日陰側のカーボンコンタミ膜２０４ｃの膜厚と、の差を演算する。

オフセット量演算部１００４は、例えば、コンタミ成長量差演算部１００３により演算された差の１／２をオフセット量として演算する。

マスク移動制御部１００５はマスク移動部１００６の動作制御を行い、マスク移動部１００６はマスク移動制御部１００５の制御下で多層膜反射マスク１１０３を移動させる。
マスク移動制御部１００５が行う動作制御には、露光スキャンを行うための多層膜反射マスク１１０３の移動制御の他に、オフセット量に応じて多層膜反射マスク１１０３の位置をオフセットさせるための移動制御が含まれる。

ウエハステージ移動制御部１００７は、露光スキャンに際し、多層膜反射マスク１１０３の移動に同期するようにウエハステージ１１０８の移動制御を行う。

露光ドーズ量演算部１００９は、コンタミ成長量計測部１００１により計測されたコンタミ成長量に応じて露光ドーズ量を演算する。
すなわち、ポジレジストを用いる場合は線太り量（＝カーボンコンタミ膜２０４ｂ、２０４ｃの膜厚１３、１４の合計）に応じて露光ドーズ量が多くなるように、また、ネガレジストを用いる場合は線太り量に応じて露光ドーズ量が少なくなるように、それぞれ必要な露光ドーズ量を演算する。
露光ドーズ量制御部１０１０は、露光ドーズ量演算部１００９により演算された露光ドーズ量で露光が行われるように、露光ドーズ量の制御を行う。すなわち、露光ドーズ量を多くするには露光時間を長くし、露光ドーズ量を少なくするには露光時間を短くする。露光時間の調節は、例えば、露光スキャンの速度を調節することにより行う。
露光ドーズ量制御部１０１０は、露光ドーズ量を多くする場合には、露光スキャンにおける多層膜反射マスク１１０３及びウエハステージ１１０８の移動速度を速めるようにマスク移動制御部１００５及びウエハステージ移動制御部１００７を制御する。一方、露光ドーズ量を少なくする場合には、露光スキャンにおける多層膜反射マスク１１０３及びウエハステージ１１０８の移動速度を遅らせるようにマスク移動制御部１００５及びウエハステージ移動制御部１００７を制御する。
なお、露光ドーズ量の制御は、光源１０１１としてパルス光源を用いる場合に、パルス幅（１パルスにつき点灯している時間の長さ）は変えずに単位時間当たりのパルス数を変更することによっても行うことができる。すなわち、露光ドーズ量を多くするには単位時間当たりのパルス数を増大させ、露光ドーズ量を少なくするには単位時間当たりのパルス数を減少させる。
このように露光ドーズ量を制御することによって、線幅調整を行うことができ、所望の寸法のパターンをウエハ１１０６上の所望の位置に転写することができる。

露光コンタミ成長量を計測するコンタミ成長量計測部１００１は、例えば、線幅測定用の２次電子像走査型顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）と、この２次電子像走査型顕微鏡の２次電子信号に基づいてコンタミ成長量を求める演算部と、を有している。この演算部は、例えば、２次電子像走査型顕微鏡の２次電子信号像のホワイトバンド幅に基づいてコンタミ成長量を求める。
図５にＣＤ−ＳＥＭによるマスクパターンの観察像の一例を示す。図５には、図１及び図２における吸収体パターン２０２、カーボンコンタミ膜２０４ｂ、２０４ｃと対応する箇所に同一の符号を付している。露光時には図５において矢印４０３の方向に傾斜したＥＵＶ光が図５の紙面の手前から奥に向けて照射される。
図５に示すように、日向側のカーボンコンタミ膜２０４ｂと対応する画像では、日陰側のカーボンコンタミ膜２０４ｃと対応する画像に比べ、２次電子が多く放射されて白く観察されるホワイトバンドの幅が広い。
図６はＣＤ−ＳＥＭによる電子像の信号強度を位置依存性としてプロットしたものである。
図６の曲線５０１は露光コンタミが付着したパターンを観察した場合の信号強度の位置依存性の例を示す。一方、曲線５０２は露光コンタミが付着していないパターンを観察した場合の信号強度の位置依存性の例を示す。曲線５０１、５０２は、寸法が同一のパターンの観察結果を示す。
なお、曲線５０１、５０２を見やすくするため、曲線５０２は曲線５０１の上側にシフトさせている。
露光コンタミの付着している曲線５０１と付着していない曲線５０２とを比較すると、中央の平坦部の幅は同じであるが、外側の位置５１０は曲線５０１のほうが広がっていることがわかる。
また、露光コンタミの付着している曲線５０１の場合、両端部に急峻な山形として形成されたホワイトバンド部５１１の幅は、日向側（図中右側）が日陰側（図中左側）よりも太い。このホワイトバンド部５１１の幅は露光コンタミ成長量と相関があるため、この幅をモニターすることにより、露光コンタミ成長量を求めることができる。更に、コンタミ成長量差演算部１００３は、この露光コンタミ成長量の差を演算する。
なお、この露光コンタミ成長量の演算結果の露光への反映は、ウエハへの転写ごとに行っても良いし、或いは、事前に一定量露光したマスクでの演算結果を基にマスクへのトータル露光量と露光コンタミ成長量および日向、日陰での成長量差の検量線（予想曲線）を作っておいて実ウエハ転写に反映させても良い。
すなわち、日向面側と日陰面側とにおける露光コンタミ成長量の計測値の差に応じてマスクのオフセットを行っても良いし、日向面側と日陰面側とにおける露光コンタミ成長量の計測値の差に基づいてこの成長量の差の検量線を作っておき、この検量線とトータル露光量から求まる成長量の差に応じてマスクのオフセットを行っても良い。
前者の方法（露光直前実モニター法）は反映精度が高く、後者の方法（検量線法）は簡便で、効率が良いと言う特徴がある。

次に、図７を用いてデバイスへの適用を説明する。図７（ａ）は作成するデバイスのレイアウト図である。デバイスは、拡散層６０１、ゲート層（Ｐｏｌｙ層）６０８ｂ（図７（ｆ））、コンタクト６０３、及びビア６０４を有している。このうちコンタクト６０３とビア６０４とは一回の露光で同じ層に同時に形成する。図７（ａ）には、マスクのパターンにおけるゲート層６０２ａを示している。

マスクの使用開始初期は露光コンタミがないので問題なくこのデバイスを製造することが可能である。露光コンタミが堆積してくるとコンタミ成長量に応じた露光ドーズの調整を行ってもデバイスの歩留まりが低下する。その原因を詳細に調べたところ、図７（ｂ）に示すように、マスクのパターンにおけるゲート層６０２ａの露光コンタミ６０６ａがＥＵＶ光６０５の日向側で厚く、日陰側で薄く堆積していた。ここで、露光コンタミ６０６ａの測定は前述のＣＤ−ＳＥＭを用いて行うことができる。この方法の結果は、ＴＥＭ計測でも裏付けられている。なお、ＴＥＭは破壊検査になるが、ＣＤ−ＳＥＭの評価は非破壊検査という特徴がある。

この露光コンタミ６０６ａのために、マスクのゲート層６０２ａを露光する際に露光量の調整を行って寸法コントロールを十分行っても、図７（ｃ）に示すように、形成されたゲート層６０８ａの位置がコンタクト６０３やビア６０４に対してシフトする。このため、ゲート層６０８ａと、コンタクト６０３やビア６０４との間隔６０９ａ、６１０ａを十分確保できずＬＷＲ（Ｌｉｎｅ Ｗｉｄｔｈ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）や寸法バラツキ、露光時のオーバーレイバラツキなどにより電気的リーク等の問題を生じる。これが歩留まり低下の原因であった。

そこで、本実施形態では、図７（ｄ）に示すように、マスクのゲート層６０２ａを露光する際、日陰日向での露光コンタミ成長量の計測値、あるいは事前検討による露光コンタミ差推定量に基づいてマスクの位置を日向側から日陰側にシフトさせて露光を行う。つまり、マスクのゲート層６０２ａを図７（ｄ）に示す位置６０２ｂにシフトさせて露光を行う。
この露光の際には図７（ｅ）に示すように露光コンタミ６０６ｂが堆積しているため、露光ドーズを調整して所望の寸法となるようにする。その結果を示したのが図７（ｆ）であり、適切に位置補正されたゲート６０８ｂを形成することができる。すなわち、ゲート６０８ｂとコンタクト６０３及びビア６０４との間隔６０９ｂ、６１０ｂを十分に確保することができる。そのため、高い歩留まりでデバイスを製造することができる。

このように、第１の実施形態では、予めウエハ１１０６上に形成された第１のパターン（例えば、図７（ｄ）のコンタクト６０３或いはビア６０４）に対し、第２のパターン（例えば、図７（ｄ）のゲート層６０２ａ）が形成されたＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスクを位置合わせする第１工程と、このＥＵＶマスクにＥＵＶ光６０５を照射してウエハ１１０６上に形成されたレジストに第２のパターンを転写する第２工程と、を有する。そして、第１工程では、ＥＵＶマスクの第２のパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長するコンタミネーションの量の差に応じて、ＥＵＶマスクとウエハ１１０６との相対位置をオフセットさせる。

このような第１の実施形態によれば、ＥＵＶ露光に伴いＥＵＶマスクのパターンにおける日向面側と日陰面側とにそれぞれ成長するコンタミネーションの成長量の差に応じてＥＵＶマスクとウエハ１１０６との相対位置をオフセットさせるので、ＥＵＶマスクのパターンにおける日向側と日陰側とで該パターンに成長（堆積）するコンタミネーションの量が異なることに起因する半導体装置の歩留まり低下を抑制することができる。

〔第２の実施形態〕
図８は第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置としての投影露光装置２０００の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、ＥＵＶリソグラフィ用のＥＵＶマスク（多層膜反射マスク１１０３）のパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物（カーボンコンタミ膜２０４ｂ、２０４ｃ）の成長量の差に応じて、ＥＵＶマスク（多層膜反射マスク１１０３）の交換時期又はクリーニング時期を決定する第１工程を有する。更に、決定された時期が到来した場合にＥＵＶマスクを交換又はクリーニングし、該交換後又はクリーニング後のＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射してウエハ１１０６上に形成されたレジストにパターンを転写する第２工程を有する。
また、本実施形態に係る半導体装置の製造装置は、ＥＵＶリソグラフィ用のＥＵＶマスク（多層膜反射マスク１１０３）のパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物（カーボンコンタミ膜２０４ｂ、２０４ｃ）の成長量を計測する計測部（コンタミ成長量計測部１００１）を有する。更に、日向面側及び日陰面側における異物の成長量の差に応じて、ＥＵＶマスクの交換時期又はクリーニング時期を決定する時期決定部（マスク交換時期判定部２００１）を有する。
以下、詳細に説明する。

図８に示すように、本実施形態の場合、投影露光装置２０００は、制御部１００２がオフセット量演算部１００４（図４）を備えていない代わりに、マスク交換時期判定部２００１、交換時期報知制御部２００２及び交換時期報知部２００３を備えている点でのみ図４に示す投影露光装置１０００と相違し、その他の点では投影露光装置１０００と同様に構成されている。

マスク交換時期判定部２００１は、コンタミ成長量差演算部１００３により演算された差が許容範囲を超えた場合に、マスクの交換時期が到来したと判定する。
交換時期報知制御部２００２は、マスク交換時期判定部２００１がマスクの交換時期が到来したと判定した場合に、交換時期報知部２００３に交換時期の報知を行わせる。
交換時期報知部２００３は、例えば、音声報知或いは表示報知などによって、交換時期の報知動作を行う。
半導体製造を行う作業者は、交換時期報知部２００３により交換時期が報知されると、マスクの交換時期が到来したことを認識できる。

交換時期報知部２００３により交換時期が報知される都度、ＥＵＶマスクの交換を行い、交換後のＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射してウエハ１１０６上に形成されたレジストにパターンを転写する。これにより、半導体装置を高い歩留まりで製造することができる。

なお、コンタミ成長量差演算部１００３により演算された差に基づいて、上述の検量線法と同様にマスク交換時期を予測により決定し、この決定した交換時期が到来した場合に、ＥＵＶマスクの交換を行うようにしても良い。

以上のような第２の実施形態によれば、日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長するコンタミネーションの量の関係に応じて、ＥＵＶマスクの交換時期を決定し、決定された時期が到来した場合にＥＵＶマスクを交換し、該交換後のＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射してウエハ上に形成されたレジストにパターンを転写するので、ＥＵＶマスクのパターンにおける日向側と日陰側とで該パターンに成長するコンタミネーションの成長量が異なることに起因する半導体装置の歩留まり低下を抑制することができる。

なお、第２の実施形態では、マスクの交換の代わりにマスクのクリーニングを行うようにしても良い。
マスクのクリーニング方法としては、オゾン或いは原子状水素などを用いたドライクリーニング、アンモニア添加の過酸化水素水、オゾン水或いは硫酸過水などを用いたウエットクリーニングなどが挙げられる。

〔第３の実施形態〕
図１０はＥＵＶスキャン露光の様子を説明する模式的な説明図であり、マスク上のパターンに対する露光光の照射態様を示す。

ＥＵＶリソグラフィでは、上述のように反射鏡のみを組み合わせた投影光学系を用いるが、反射鏡による露光ケラレを防止する観点から円弧上のスリット（図示略）を介して露光光をマスク上に照射する。このため、図１０に示すように、マスク上に照射される露光光の領域、すなわち露光フィールド３０１は、円弧状となる。

このような露光フィールド３０１にてＥＵＶ光３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃをマスク上に照射しながらマスクを図１０の矢印３１０の方向に移動させることにより、スキャン露光を行うことができる。

露光フィールド３０１に対してＥＵＶ光３０２ａ〜３０２ｃはほぼ垂直に照射される。すなわち、ＥＵＶ光３０２ａ〜３０２ｃは概ね図１０の紙面の手前から奥に向けて照射される。
ただし、上述のように、ＥＵＶ光３０２ａ〜３０２ｃは、マスクに対して約５〜６°傾斜した入射角で照射される。この傾斜方向は、図１０の矢印３１０の方向である。
この入射角の傾斜に起因して、図１０のパターン３０４ａ〜３０４ｃの辺３０５Ｃが日向側、辺３０５Ｄが日陰側となる。
また、ＥＵＶ光３０２ａ〜３０２ｃは、露光フィールド３０１の円弧形状の中心点（図１０の下方に位置する）に向けて集光するような集光光となっている。
このため、露光フィールド３０１における幅方向位置に応じてＥＵＶ光３０２ａ〜３０２ｃはそれぞれ入射方向が異なる。
すなわち、図１０に示すように、露光フィールド３０１の図中における左側部分３０３ａには、露光フィールド３０１の中央寄りに向くように左に傾いたＥＵＶ光３０２ａが入射される。同様に、露光フィールド３０１の図中における右側部分３０３ｃには、露光フィールド３０１の中央寄りに向くように右（ＥＵＶ光３０２ｃとは反対）に傾いたＥＵＶ光３０２ｃが入射される。

図１１は上記の第１の実施形態で説明した検出方法により、パターン３０４ａ〜３０４ｃの各辺３０５Ａ〜３０５Ｄにおける露光コンタミ成長量を測定した結果を示す。
図１１に示すように、露光コンタミ成長量は、日向側の辺３０５Ｃで多く、日陰側の辺３０５Ｄで少ない。ただし、日向側の辺３０５Ｃの中でも、露光フィールド３０１の中央部３０３ｂでは露光コンタミ成長量が多くなり、両端では露光コンタミ成長量が少なくなる。

このような露光フィールド３０１内での位置に応じた露光コンタミ成長量のバラツキが小さいうちは、第１の実施形態で説明したようなマスク位置のオフセットだけで、露光の位置精度をデバイス的に許容される範囲に収めることができ、デバイスを十分な歩留まりで製造することができる。
しかし、露光を繰り返すうちに、露光フィールド３０１内での位置に応じた露光コンタミ成長量のバラツキが次第に大きくなると、第１の実施形態で説明したようなマスク位置のオフセットだけでは、露光の位置精度をデバイス的に許容される範囲に収めることができなくなり、デバイスの歩留まりが低下する。

そこで、本実施形態では、上記の第１の実施形態と同様に日陰側と日向側での露光コンタミ成長量の差に応じてマスクの位置をオフセットさせるだけでなく、露光フィールド３０１における中央部３０３ｂと端部（左側部分３０３ａの左端部又は右側部分３０３ｃの右端部）での露光コンタミ成長量の差をモニターし、この差が許容値を超えた場合にはマスクのクリーニング又は交換を行う。

図９は第３の実施形態に係る半導体装置の製造装置としての投影露光装置３０００のブロック図である。
投影露光装置３０００は、以下に説明する点でのみ投影露光装置１０００（図４）と相違し、その他の点は投影露光装置１０００と同様である。

本実施形態の場合、コンタミ成長量計測部１００１は、露光フィールド３０１の中央部と端部での露光コンタミ成長量も計測し、これら計測結果をコンタミ成長量差演算部１００３へ出力する。

本実施形態の場合、コンタミ成長量差演算部１００３は、露光フィールド３０１の中央部と端部での露光コンタミ成長量の差も演算する。

投影露光装置３０００は、投影露光装置１０００の各構成に加えて、マスク交換時期判定部２００１、交換時期報知制御部２００２及び交換時期報知部２００３を備えている。

マスク交換時期判定部２００１には、コンタミ成長量差演算部１００３から、露光フィールド３０１の中央部と端部での露光コンタミ成長量の差の演算結果が入力される。

マスク交換時期判定部２００１は、コンタミ成長量差演算部１００３から入力される露光コンタミ成長量の差が予め定められた許容範囲を超えた場合に、マスクの交換時期が到来したと判定し、その旨を交換時期報知制御部２００２に通知する。
交換時期報知制御部２００２は、第２の実施形態と同様に交換時期報知部２００３に報知動作を行わせる。
許容範囲の具体的な例としては、マスク線幅の１／１０を目安とすることが挙げられる。なお、露光フィールド３０１の中央部と端部のコンタミ成長量の差は、露光フィールド３０１内における照明光強度の不均一性によっても生ずるが、露光装置の仕様により、その不均一性は通常±１％程度に抑えられており、許容量に比べて十分小さい。

以上のような第３の実施形態によれば、ＥＵＶ光の露光フィールド３０１における中央部と端部でのコンタミネーションの成長量の差が許容範囲を超えた場合に、ＥＵＶマスクの交換時期が到来したと判断するので、ＥＵＶスキャン露光における露光コンタミによるパターン転写位置ずれによる半導体装置の歩留まり低下を防止することが可能となる。

なお、第３の実施形態でも、マスクの交換の代わりにマスクのクリーニングを行うようにしても良い。

〔第４の実施形態〕
本実施形態では、半導体集積回路を製造する例について説明する。
図１２は半導体集積回路の一例として２入力のＮＡＮＤゲート回路ＮＤを示す図であり、このうち図１２（ａ）はシンボル図、図１２（ｂ）は回路図、図１２（ｃ）はレイアウト平面を示す。
図１２（ｃ）において一点鎖線で囲まれた部分は単位セル１１０である。この単位セル１１０は、ｐ型ウエル領域ＰＷの表面のｎ型半導体領域１１１ｎ上に形成された２個のｎチャネルＭＯＳ部Ｑｎ（図１２（ｂ））と、ｎ型ウエル領域ＮＷの表面のｐ型半導体領域１１１ｐ上に形成された２個のｐチャネルＭＯＳ部Ｑｐ（図１２（ｂ））と、を有している。
この単位セル１１０を作製するためには、図１３に示すようなマスクＭ１〜Ｍ６を順次用いて、パターン転写を繰り返し行う。このうち、マスクＭ４〜Ｍ６は微細かつ寸法精度が要求される。このため、マスクＭ４〜Ｍ６のパターン転写はＥＵＶリソグラフィにより行う。
一方、マスクＭ１〜Ｍ３は比較的大きなサイズのパターンを有しているので、光リソグラフィ（ＥＵＶリソグラフィでない通常のフォトリソグラフィー）によりパターン転写を行う。

ＥＵＶリソグラフィ用マスク（マスクＭ４〜６）は、それぞれ、多層膜部（ＥＵＶ光反射部）１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆと、吸収体部１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆと、を有している。
また、光リソグラフィ用マスク（マスクＭ１〜３）は、それぞれ、多層膜部（光反射部）１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと、吸収体部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと、を有している。

図１４は図１２（ｃ）と同様のレイアウトを示す。
図１５、図１６はｐチャネルＭＯＳ部Ｑｐ、ｎチャネルＭＯＳ部Ｑｎを形成するまでの工程を説明するための工程図であり、図１４における点線に沿った断面図である。

先ず、Ｐ型のシリコン結晶により構成されたウエハＳ（Ｗ）上に、例えばシリコン酸化膜により構成される絶縁膜１１５を酸化法によって形成した後、その上に例えばシリコン窒化膜１１６をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって堆積し、更にその上にレジスト膜１１７を形成する（図１５（ａ））。

次に、マスクＭ１を用いて露光現像処理を行なってレジストパターン１１７ａを形成する（図１５（ｂ））。

次に、レジストパターン１１７ａをエッチングマスクとして、レジストパターン１１７ａから露出する絶縁膜１１５及びシリコン窒化膜１１６を順次に除去することによりウエハＳ（Ｗ）表面に溝１１８を形成し、更にレジストを除去する（図１５（ｃ））。

次に、例えば酸化シリコンにより構成される絶縁膜１１９をＣＶＤ法等によって堆積する（図１５（ｄ））。

次に、例えば化学機械研磨法（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等によって平坦化処理を施すことにより、素子分離構造ＳＧを形成する（図１５（ｅ））。

なお、ここでは、素子分離構造ＳＧが溝型分離構造としているが、この例に限定されることなく、例えばＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ Ｏｘｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）法によるフィールド絶縁膜で素子分離構造ＳＧを構成しても良い。

次に、マスクＭ２を用いて露光現像処理を行なってレジストパターン１１７ｂを形成する。このレジストパターン１１７ｂは、ｎ型ウエル領域を形成すべき領域が露出するように形成する。次に、レジストパターン１１７ｂをマスクとしてリンまたはヒ素等をイオン注入してｎ型ウエル領域ＮＷを形成する（図１６（ａ））。
同様に、マスクＭ３を用いた露光現像処理によりレジストパターン１１７ｃを形成した後、例えばホウ素等をイオン注入してｐ型ウエル領域ＰＷを形成する（図１６（ｂ））。

次に、酸化シリコン膜により構成されるゲート絶縁膜１２０を厚さ２ｎｍに形成し、さらにその上に多結晶シリコンおよびタングステンにより構成される層１１２をＣＶＤ法等によって堆積する（図１６（ｃ））。

次に、レジスト塗布後、マスクＭ４を用いた露光現像処理によりレジストパターン１１７ｄを形成する。次に、このレジストパターン１１７ｄを用いた層１１２のエッチングと、レジストパターン１１７ｄの除去とをこの順に行うことにより、ゲート絶縁膜１２０およびゲート電極１１２Ａを形成する（図１６（ｄ））。

次に、ｎチャネルＭＯＳ用の高不純物濃度のｎ型半導体領域１１１ｎと、ｐチャネルＭＯＳ用の高不純物濃度のｐ型半導体領域１１１ｐとを、イオン打ち込み或いは拡散法により、ゲート電極１１２Ａに対して自己整合的に形成する。これらｎ型半導体領域１１１ｎ及びｐ型半導体領域１１１ｐは、ソース領域、ドレイン領域及び配線層として機能する。
こうして、２個のｎチャネルＭＯＳ部Ｑｎと２個のｐチャネルＭＯＳ部Ｑｐとが形成される（図１６（ｅ））。

以上の工程により、配線を適宜選択することにより２入力のＮＡＮＤゲート群を制作することができる。ここで、配線の形状をかえれば、例えばＮＯＲゲート回路等、他の回路を形成できることは言うまでもない。

以下、図１３（ｅ）、（ｆ）に示すマスクＭ５、Ｍ６を用いて行う２入力のＮＡＮＤゲートの製造方法の例を引き続き説明する。

図１７も図１４における点線に沿った断面図であり、配線形成工程を示している。

先ず、２個のｎチャネルＭＯＳ部Ｑｎと２個のｐチャネルＭＯＳ部Ｑｐの上に、層間絶縁膜１２１ａをＣＶＤ法で堆積する（図１７（ａ））。

次に、レジストを塗布し、マスクＭ５を用いた露光現像処理によりレジストパターン１１７ｅを形成した後、エッチング処理によりコンタクトホールＣＮＴを形成する（図１７（ｂ））。

次に、レジストパターン１１７ｅを除去した後、タングステンやタングステン合金等または銅等の金属をコンタクトホールＣＮＴに埋め込み、ＣＭＰを行って金属層１１３を形成する（図１７（ｃ））。

次に、層間絶縁膜１３０を被着後、レジストを塗布し、マスクＭ６を用いた露光現像処理によりレジストパターン１１７ｆを形成する。次に、レジストパターン１１７ｆを介した層間絶縁膜１３０のエッチングを行う（図１７（ｄ））。

次に、レジストパターン１１７ｆの除去と、導電膜被着と、ＣＭＰ処理と、をこの順に行うことにより、配線１１３Ａ〜１１３Ｃを形成する（図１７（ｅ））。

次に、層間絶縁膜１２１ｂを形成し、更に他のマスク（図示せず）を用いてスルーホールであるＶＩＡ及び上層の配線１１４Ａを形成する（図１７（ｆ））。

その後、配線のパターン形成を必要回数行って多層配線層を形成し、この多層配線層により素子間を結線することによって、半導体集積回路装置を製造することができる。

この一連の工程でＥＵＶリソグラフィにおけるマスクＭ４、Ｍ５、Ｍ６の位置合わせは、ゲート絶縁膜１２０およびゲート電極１１２Ａ形成用のマスクＭ４は素子分離構造ＳＧに対して合わせることにより行い、コンタクトホール形成用のマスクＭ５はゲート電極１１２Ａ（マスクはマスクＭ４）に対して合わせることにより行い、配線１１３Ａ〜１１３Ｃ形成用のマスクＭ６はコンタクトホールＣＮＴ（マスクはマスクＭ５）に対して合わせることにより行う。したがってゲート電極１１２Ａと素子分離構造ＳＧとの位置合わせは光リソグラフィとＥＵＶリソグラフィとのミックスアンドマッチングである。また、ゲート電極１１２ＡとコンタクトホールＣＮＴとの位置合わせ、並びに、コンタクトホールＣＮＴと配線１１３Ａ〜１１３Ｃとの位置合わせはＥＵＶリソグラフィ同士の合わせマッチングである。

ここで、本実施形態においては、第１の実施形態で説明したように、マスクＭ４、Ｍ５、Ｍ６の露光コンタミをＣＤ−ＳＥＭを使った方法で定期的にモニターし、位置合わせに際しては、日向側と日陰側とのコンタミ成長量差に応じてマスクＭ４、Ｍ５、Ｍ６の位置をオフセットさせて露光を行う。

また、第３の実施形態で説明したように、露光フィールド３０１の中央部と端部での露光コンタミ成長量の差が許容範囲を超えた場合にマスクの交換又はクリーニングを行う。具体的な一例としては、例えば、配線のハーフピッチが３２ｎｍで、露光装置の縮小倍率が１／４の場合には、マスク上線幅は１２８ｎｍとなり、許容範囲はその１／１０の１３ｎｍとすることが挙げられる。

以上の方法により露光枚数によらず常にマスク露光開始初期と同等の高い歩留まりを得ることができる。

以上のような第４の実施形態によれば、ＥＵＶ露光同士の重ね合わせ、およびＥＵＶ露光と光露光との重ね合わせを伴う半導体装置の製造においても、ＥＵＶ露光コンタミによるパターン転写位置ずれによる半導体装置の歩留まり低下を防止することが可能となる。

なお、マスクＭ４〜Ｍ６の交換又はクリーニング時期は日向側と日陰側との露光コンタミ成長量の差に応じて決定しても良い。
また、多層膜反射マスク１１０３の交換時期又はクリーニング時期については、第２の実施形態と第３の実施形態とを併用して決定しても良い。すなわち、第２の実施形態の手法により決定される時期と第３の実施形態の手法により決定される時期のうちの何れか早い時期に、多層膜反射マスク１１０３の交換又はクリーニングを行うことも有効である。

また、露光コンタミ成長量を検出するための専用パターンを、ダイシング領域に設けてもよい。専用パターンとしている為、日向側と日陰側のコンタミ成長を検出しやすい形状とすることができる上に、ダイシング領域に形成されている為、回路パターン、すなわち製品パターンがおかれるチップ領域を狭めることがないという利点を有する。

１０ マスクパターン
１３、１４ 膜厚
１５ オフセット量
１８、１９ 太り量
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆ 多層膜部
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ 吸収体部
１１０ 単位セル
１１１ｎ ｎ型半導体領域
１１１ｐ ｐ型半導体領域
１１２ 層
１１２Ａ ゲート電極
１１３ 金属層
１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃ 配線
１１４Ａ 配線
１１５ 絶縁膜
１１６ シリコン窒化膜
１１７ レジスト膜
１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、１１７ｄ、１１７ｅ、１１７ｆ レジストパターン
１１８ 溝
１１９ 絶縁膜
１２０ ゲート絶縁膜
１２１ａ、１２１ｂ 層間絶縁膜
１３０ 層間絶縁膜
２０１ 多層膜
２０２ 吸収体パターン
２０３ ＥＵＶ光
２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ カーボンコンタミ膜
３０１ 露光フィールド
３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ ＥＵＶ光
３０３ａ 左側部分
３０３ｂ 中央部
３０３ｃ 右側部分
３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ パターン
３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃ、３０５Ｄ 辺
３１０、４０３ 矢印
５０１、５０２ 曲線
５１０ 位置
５１１ ホワイトバンド部
６０１ 拡散層
６０２ａ ゲート層
６０３ コンタクト
６０４ ビア
６０５ ＥＵＶ光
６０６ａ、６０６ｂ 露光コンタミ
６０８ａ、６０８ｂ ゲート層
６０９ａ、６０９ｂ、６１０ａ、６１０ｂ 間隔
１０００ 投影露光装置
１００１ コンタミ成長量計測部
１００２ 制御部
１００３ コンタミ成長量差演算部
１００４ オフセット量演算部
１００５ マスク移動制御部
１００６ マスク移動部
１００７ ウエハステージ移動制御部
１００８ ウエハステージ移動部
１００９ 露光ドーズ量演算部
１０１０ 露光ドーズ量制御部
１０１１ 光源
１１０１ ＥＵＶ光
１１０２ 反射光学系
１１０３ 多層膜反射マスク
１１０４ 光学系ボックス
１１０５ 反射投影光学系
１１０６ ウエハ
１１０７ 開口
１１０８ ウエハステージ
１１１２ 光線
２０００ 投影露光装置
２００１ マスク交換時期判定部
２００２ 交換時期報知制御部
２００３ 交換時期報知部
３０００ 投影露光装置
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６ マスク

Claims (14)

1. ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスクのパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物の成長量の差に応じて、前記ＥＵＶマスクの交換時期又はクリーニング時期を決定する第１工程と、
   前記決定された時期が到来した場合に前記ＥＵＶマスクを交換又はクリーニングし、該交換後又はクリーニング後のＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射してウエハ上に形成されたレジストにパターンを転写する第２工程と、
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記日向面側と前記日陰面側とにおける前記異物の成長量の差が許容範囲を超えた場合に、前記ＥＵＶマスクの前記交換時期又は前記クリーニング時期が到来したと判断することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記第１工程では、前記日向面側と前記日陰面側とにおける前記異物の成長量の差に基づいて、該成長量の差が許容範囲を超える時期を予測により決定することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
4. 予めウエハ上に形成された第１のパターンに対し、第２のパターンが形成されたＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスクを位置合わせする第１工程と、
   前記ＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射して前記ウエハ上に形成されたレジストに前記第２のパターンを転写する第２工程と、
   を有し、
   前記第１工程では、前記ＥＵＶマスクの前記第２のパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物の成長量の差に応じて、前記ＥＵＶマスクと前記ウエハとの相対位置をオフセットさせることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 前記ＥＵＶ光の露光フィールドにおける中央部と端部での前記異物の成長量の差が許容範囲を超えた場合に、前記ＥＵＶマスクの交換時期又はクリーニング時期が到来したと判断することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記異物の成長量を、走査型電子顕微鏡の２次電子信号に基づいて求めることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記異物の成長量を、ＣＤ−ＳＥＭ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の２次電子信号像のホワイトバンド幅に基づいて求めることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
8. ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスクのパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物の成長量を計測する計測部と、
   前記日向面側及び前記日陰面側における前記異物の成長量の差に応じて、前記ＥＵＶマスクの交換時期又はクリーニング時期を決定する時期決定部と、
   を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
9. 前記時期決定部は、前記日向面側と前記日陰面側とにおける前記異物の成長量の差が許容範囲を超えた場合に、前記ＥＵＶマスクの前記交換時期又は前記クリーニング時期が到来したと判断することを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造装置。
10. 前記時期決定部は、前記日向面側と前記日陰面側とにおける前記異物の成長量の差に基づいて、該成長量の差が許容範囲を超える時期を予測により決定することを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造装置。
11. ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のＥＵＶマスクのパターンにおける日向面側と日陰面側とにＥＵＶ露光に伴いそれぞれ成長する異物の成長量を計測する計測部と、
    前記日向面側及び前記日陰面側における前記異物の成長量の差に応じて、前記ＥＵＶマスクの位置のオフセット量を演算するオフセット量演算部と、
    予めウエハ上に形成された第１のパターンに対し、前記ＥＵＶマスクを前記オフセット量だけオフセットさせて位置合わせする位置合わせ部と、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
12. 前記ＥＵＶ光の露光フィールドにおける中央部と端部での前記異物の成長量の差が許容範囲を超えた場合に、前記ＥＵＶマスクの交換時期又はクリーニング時期が到来したと判断することを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一項に記載の半導体装置の製造装置。
13. 前記計測部は、
    前記ＥＵＶマスクのパターンを撮像する走査型電子顕微鏡と、
    前記走査型電子顕微鏡の２次電子信号に基づいて前記異物の成長量を求める演算部と、
    を有することを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一項に記載の半導体装置の製造装置。
14. 前記走査型電子顕微鏡はＣＤ−ＳＥＭ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）であり、
    前記演算部は前記ＣＤ−ＳＥＭの２次電子信号像のホワイトバンド幅に基づいて前記異物の成長量を求めることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置の製造装置。

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