JP3363046B2 - プロセス裕度計算方法 - Google Patents
プロセス裕度計算方法Info
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
- G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70641—Focus
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光リソグラフィに
おけるプロセス裕度を求める技術に係わり、特に半導体
素子を光リソグラフィ工程で製造する際のプロセス裕度
計算方法及びプロセス裕度計算装置、更にはプロセス裕
度計算を行うためのプログラムを記録した記録媒体に関
する。
おけるプロセス裕度を求める技術に係わり、特に半導体
素子を光リソグラフィ工程で製造する際のプロセス裕度
計算方法及びプロセス裕度計算装置、更にはプロセス裕
度計算を行うためのプログラムを記録した記録媒体に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光リソグラフィにおいて、解像限
界をより小さい寸法にまで引き伸ばす試みが、新規な露
光装置技術，マスク技術，レジスト技術を駆使すること
によって行われている。このような解像限界付近の線幅
のパターンを持つＬＳＩを量産するためには、プロセス
裕度がある一定以上必要となる。
界をより小さい寸法にまで引き伸ばす試みが、新規な露
光装置技術，マスク技術，レジスト技術を駆使すること
によって行われている。このような解像限界付近の線幅
のパターンを持つＬＳＩを量産するためには、プロセス
裕度がある一定以上必要となる。
【０００３】例えば、レジストの膜厚はウェハ面内や塗
布装置間でばらつくために、パターンを所望寸法に仕上
げるための適性露光量がばらつく。さらに、露光装置の
焦点位置の不確かさやレンズの収差等によって、焦点位
置がばらつく。そして、露光量のばらつきはレジストパ
ターンの仕上がり寸法の誤差を招き、焦点位置のばらつ
きはレジストパターンの仕上がり形状の変動を招く。
布装置間でばらつくために、パターンを所望寸法に仕上
げるための適性露光量がばらつく。さらに、露光装置の
焦点位置の不確かさやレンズの収差等によって、焦点位
置がばらつく。そして、露光量のばらつきはレジストパ
ターンの仕上がり寸法の誤差を招き、焦点位置のばらつ
きはレジストパターンの仕上がり形状の変動を招く。
【０００４】このように現実の光リソグラフィでは常
に、露光量，焦点位置の揺らぎがレジストパターンの仕
上がり寸法又は形状に大きく影響を与える。そして、解
像限界に近付くほど、得られるプロセス裕度が減少する
ために相対的に影響が大きくなる。従って、解像限界付
近の線幅のパターンを持つＬＳＩを量産するためには、
プロセス裕度がある一定以上必要となり、このプロセス
裕度を厳密に求める必要が生じている。
に、露光量，焦点位置の揺らぎがレジストパターンの仕
上がり寸法又は形状に大きく影響を与える。そして、解
像限界に近付くほど、得られるプロセス裕度が減少する
ために相対的に影響が大きくなる。従って、解像限界付
近の線幅のパターンを持つＬＳＩを量産するためには、
プロセス裕度がある一定以上必要となり、このプロセス
裕度を厳密に求める必要が生じている。
【０００５】一方、半導体素子が正常な動作をするよう
に仕上げるためのレジストパターンの寸法又は形状は非
常に厳しく制御されなければならない。そこで、露光量
及び焦点位置の変動によってレジストパターンの寸法が
どのように影響を与えるのかを調べることによって、採
用している露光方法及びレジストプロセスでＬＳＩを量
産することができるかどうかの判定を下すことができ
る。また、露光量及び焦点位置の揺らぎに対する上限も
決定できる。
に仕上げるためのレジストパターンの寸法又は形状は非
常に厳しく制御されなければならない。そこで、露光量
及び焦点位置の変動によってレジストパターンの寸法が
どのように影響を与えるのかを調べることによって、採
用している露光方法及びレジストプロセスでＬＳＩを量
産することができるかどうかの判定を下すことができ
る。また、露光量及び焦点位置の揺らぎに対する上限も
決定できる。
【０００６】焦点位置及び露光量揺らぎに関するプロセ
ス裕度を求めるためには、レジストパターンの線幅又は
形状を焦点位置及び露光量以外の条件を一定にして、焦
点位置及び露光量に対する依存性を測定する。測定され
たレジストパターン寸法が、半導体素子が正常に動作す
るためのレジストパターン寸法の許容範囲に収まる焦点
位置及び露光量の範囲（この範囲を表す境界線をＥＤ−
ｔｒｅｅと呼ぶ）求めることによって、採用した工程に
対するプロセス裕度が決定される。
ス裕度を求めるためには、レジストパターンの線幅又は
形状を焦点位置及び露光量以外の条件を一定にして、焦
点位置及び露光量に対する依存性を測定する。測定され
たレジストパターン寸法が、半導体素子が正常に動作す
るためのレジストパターン寸法の許容範囲に収まる焦点
位置及び露光量の範囲（この範囲を表す境界線をＥＤ−
ｔｒｅｅと呼ぶ）求めることによって、採用した工程に
対するプロセス裕度が決定される。
【０００７】なお、プロセス裕度についての論理的な展
開は、文献（B.J.Lin,"Partially Coherent Imaging in
Two Dimensions and Theoretical Limits of Projecti
on Printing in Microfabrication",IEEE Tran.Electro
n Devices,vol.ED-27,pp.931(1980)）に詳しく論じられ
ている。
開は、文献（B.J.Lin,"Partially Coherent Imaging in
Two Dimensions and Theoretical Limits of Projecti
on Printing in Microfabrication",IEEE Tran.Electro
n Devices,vol.ED-27,pp.931(1980)）に詳しく論じられ
ている。
【０００８】測定されたパターン寸法に対し、縦方向に
焦点位置のずれ量（デフォーカス）を、横方向に露光量
を取り、線幅の許容範囲の上限線幅と下限線幅に対する
等高線を求めることによってプロセス裕度を計算するこ
とができる。この方法では、パターン寸法の測定を行う
焦点位置の範囲及び露光量の範囲を許容線幅範囲を含
み、且つそれより大きく取る必要があった。
焦点位置のずれ量（デフォーカス）を、横方向に露光量
を取り、線幅の許容範囲の上限線幅と下限線幅に対する
等高線を求めることによってプロセス裕度を計算するこ
とができる。この方法では、パターン寸法の測定を行う
焦点位置の範囲及び露光量の範囲を許容線幅範囲を含
み、且つそれより大きく取る必要があった。
【０００９】即ち、測定したデフォーカス及び露光量の
範囲に対する線幅が、許容範囲の下限及び上限の間にあ
る場合には、ＥＤ−ｔｒｅｅを求めることはできない。
換言すれば、レジストパターン寸法の焦点位置及び露光
量依存性の結果から、ＥＤ−ｔｒｅｅを求める方法で
は、所望のＥＤ−ｔｒｅｅが測定した焦点位置範囲又は
露光量範囲の外にある場合、正しい結果が得られないと
いう問題があった。さらに、測定結果が大きくばらつく
場合にも正しい結果が得られないという問題があった。
範囲に対する線幅が、許容範囲の下限及び上限の間にあ
る場合には、ＥＤ−ｔｒｅｅを求めることはできない。
換言すれば、レジストパターン寸法の焦点位置及び露光
量依存性の結果から、ＥＤ−ｔｒｅｅを求める方法で
は、所望のＥＤ−ｔｒｅｅが測定した焦点位置範囲又は
露光量範囲の外にある場合、正しい結果が得られないと
いう問題があった。さらに、測定結果が大きくばらつく
場合にも正しい結果が得られないという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、レジ
ストパターン寸法の焦点位置及び露光量依存性の結果か
ら、ＥＤ−ｔｒｅｅを求める方法では、所望のＥＤ−ｔ
ｒｅｅが測定した焦点位置範囲又は露光量範囲の外にあ
る場合、又は測定結果が大きくばらつく場合には正しい
結果が得られないという問題があった。
ストパターン寸法の焦点位置及び露光量依存性の結果か
ら、ＥＤ−ｔｒｅｅを求める方法では、所望のＥＤ−ｔ
ｒｅｅが測定した焦点位置範囲又は露光量範囲の外にあ
る場合、又は測定結果が大きくばらつく場合には正しい
結果が得られないという問題があった。
【００１１】本発明は、上記の事情を考慮して成された
もので、その目的とするところは、測定されたパターン
寸法の焦点位置及び露光量依存性から精度良くプロセス
裕度（ＥＤ−ｔｒｅｅ）を計算することのできるプロセ
ス裕度計算方法を提供することにある。
もので、その目的とするところは、測定されたパターン
寸法の焦点位置及び露光量依存性から精度良くプロセス
裕度（ＥＤ−ｔｒｅｅ）を計算することのできるプロセ
ス裕度計算方法を提供することにある。
【００１２】
（構成）上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。即ち本発明は、投影露光装置を
用いて被処理基体上のレジストにマスクパターンを転写
する工程のプロセス裕度を求めるためのプロセス裕度計
算方法において、前記投影露光装置による露光量及び焦
点位置を変化させて形成したレジストパターンの寸法を
それぞれ測長する第１の工程と、変化させた焦点位置毎
に測長値の露光量依存性を近似する第２の工程と、変化
させた露光量毎に第２の工程で得られた値の焦点位置依
存性を近似する第３の工程と、変化させた焦点位置毎に
第３の工程で得られた値の露光量依存性を近似する第４
の工程とを含むことを特徴とする。
な構成を採用している。即ち本発明は、投影露光装置を
用いて被処理基体上のレジストにマスクパターンを転写
する工程のプロセス裕度を求めるためのプロセス裕度計
算方法において、前記投影露光装置による露光量及び焦
点位置を変化させて形成したレジストパターンの寸法を
それぞれ測長する第１の工程と、変化させた焦点位置毎
に測長値の露光量依存性を近似する第２の工程と、変化
させた露光量毎に第２の工程で得られた値の焦点位置依
存性を近似する第３の工程と、変化させた焦点位置毎に
第３の工程で得られた値の露光量依存性を近似する第４
の工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】また本発明は、投影露光装置を用いて被処
理基体上のレジストにマスクパターンを転写し、レジス
トパターンをマスクとしたエッチングにより被処理基体
にパターンを形成する工程のプロセス裕度を求めるため
のプロセス裕度計算方法において、前記投影露光装置に
よる露光量及び焦点位置を変化させて形成した被処理基
体のパターンの寸法をそれぞれ測長する第１の工程と、
変化させた焦点位置毎に測長値の露光量依存性を近似す
る第２の工程と、変化させた露光量毎に第２の工程で得
られた値の焦点位置依存性を近似する第３の工程と、変
化させた焦点位置毎に第３の工程で得られた値の露光量
依存性を近似する第４の工程とを含むことを特徴とす
る。
理基体上のレジストにマスクパターンを転写し、レジス
トパターンをマスクとしたエッチングにより被処理基体
にパターンを形成する工程のプロセス裕度を求めるため
のプロセス裕度計算方法において、前記投影露光装置に
よる露光量及び焦点位置を変化させて形成した被処理基
体のパターンの寸法をそれぞれ測長する第１の工程と、
変化させた焦点位置毎に測長値の露光量依存性を近似す
る第２の工程と、変化させた露光量毎に第２の工程で得
られた値の焦点位置依存性を近似する第３の工程と、変
化させた焦点位置毎に第３の工程で得られた値の露光量
依存性を近似する第４の工程とを含むことを特徴とす
る。
【００１４】また本発明は、投影露光装置を用いて被処
理基体上のレジストにマスクパターンを転写する工程の
プロセス裕度を求めるためのプロセス裕度計算方法にお
いて、前記投影露光装置による露光量及び焦点位置を変
化させて形成したレジストパターンの寸法をそれぞれ測
長する工程と、変化させた焦点位置毎に測長値の露光量
依存性のデータを任意の次数の多項式の回帰曲線を用い
て近似する第１の近似工程と、変化させた露光量毎に第
１の近似工程で得られた値の焦点位置依存性のデータを
任意の次数の多項式の回帰曲線を用いて近似する第２の
近似工程と、第２の近似工程で得られた結果と入力デー
タとを比較し、必要に応じて所定以上異なるデータの削
除，回帰次数の変更を行って、再度第１及び第２の近似
工程を繰り返す工程と、変化させた焦点位置毎に第２の
近似工程で得られた値の露光量依存性のデータを任意の
次数の多項式の回帰曲線を用いて近似する第３の近似工
程と、第３の近似工程で得られた結果から各焦点位置に
対してレジストパターンの寸法が許容範囲に仕上がる露
光量を求める工程とを含むことを特徴とする。
理基体上のレジストにマスクパターンを転写する工程の
プロセス裕度を求めるためのプロセス裕度計算方法にお
いて、前記投影露光装置による露光量及び焦点位置を変
化させて形成したレジストパターンの寸法をそれぞれ測
長する工程と、変化させた焦点位置毎に測長値の露光量
依存性のデータを任意の次数の多項式の回帰曲線を用い
て近似する第１の近似工程と、変化させた露光量毎に第
１の近似工程で得られた値の焦点位置依存性のデータを
任意の次数の多項式の回帰曲線を用いて近似する第２の
近似工程と、第２の近似工程で得られた結果と入力デー
タとを比較し、必要に応じて所定以上異なるデータの削
除，回帰次数の変更を行って、再度第１及び第２の近似
工程を繰り返す工程と、変化させた焦点位置毎に第２の
近似工程で得られた値の露光量依存性のデータを任意の
次数の多項式の回帰曲線を用いて近似する第３の近似工
程と、第３の近似工程で得られた結果から各焦点位置に
対してレジストパターンの寸法が許容範囲に仕上がる露
光量を求める工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】また本発明は、投影露光装置を用いて被処
理基体上のレジストにマスクパターンを転写する工程の
プロセス裕度を求めるためのプロセス裕度計算装置にお
いて、前記投影露光装置による露光量及び焦点位置を変
化させて形成したレジストパターンの寸法をそれぞれ測
長する測長手段と、前記変化させた焦点位置毎に前記測
長値の露光量依存性を近似する第１の近似手段と、前記
変化させた露光量毎に第１の近似手段で得られた値の焦
点位置依存性を近似する第２の近似手段と、前記変化さ
せた焦点位置毎に第２の近似手段で得られた値の露光量
依存性を近似する第３の近似手段とを具備してなること
を特徴とする。
理基体上のレジストにマスクパターンを転写する工程の
プロセス裕度を求めるためのプロセス裕度計算装置にお
いて、前記投影露光装置による露光量及び焦点位置を変
化させて形成したレジストパターンの寸法をそれぞれ測
長する測長手段と、前記変化させた焦点位置毎に前記測
長値の露光量依存性を近似する第１の近似手段と、前記
変化させた露光量毎に第１の近似手段で得られた値の焦
点位置依存性を近似する第２の近似手段と、前記変化さ
せた焦点位置毎に第２の近似手段で得られた値の露光量
依存性を近似する第３の近似手段とを具備してなること
を特徴とする。
【００１６】また本発明は、投影露光装置を用いて被処
理基体上のレジストにマスクパターンを転写する工程の
プロセス裕度を求める際に、露光量及び焦点位置を変化
させて形成したレジストパターンの寸法を測長してお
き、これらの測長値に基づきプロセス裕度を求めるため
のプログラムを記録した記録媒体であって、変化させた
焦点位置毎に測長値の露光量依存性を近似する第１の計
算を行い、変化させた露光量毎に第１の計算で得られた
値の焦点位置依存性を近似する第２の計算を行い、変化
させた焦点位置毎に第２の計算で得られた値の露光量依
存性を近似する第３の計算を行うようにコンピュータを
制御するためのプログラムを記録したことを特徴とす
る。 （作用）前述したように、測定したデフォーカス及び露
光量の範囲に対する線幅が、許容範囲の下限及び上限の
間にある場合には、ＥＤ−ｔｒｅｅを求めることはでき
ない。そこで本発明者らは、次のような方法を提案し
た。即ち、各露光量でのデフォーカス依存性の結果を回
帰分析することによって平滑化及び外挿を行い、その後
に各デフォーカスでの露光量依存性についての回帰分析
を行うことによって平滑化及び外挿を行う。
理基体上のレジストにマスクパターンを転写する工程の
プロセス裕度を求める際に、露光量及び焦点位置を変化
させて形成したレジストパターンの寸法を測長してお
き、これらの測長値に基づきプロセス裕度を求めるため
のプログラムを記録した記録媒体であって、変化させた
焦点位置毎に測長値の露光量依存性を近似する第１の計
算を行い、変化させた露光量毎に第１の計算で得られた
値の焦点位置依存性を近似する第２の計算を行い、変化
させた焦点位置毎に第２の計算で得られた値の露光量依
存性を近似する第３の計算を行うようにコンピュータを
制御するためのプログラムを記録したことを特徴とす
る。 （作用）前述したように、測定したデフォーカス及び露
光量の範囲に対する線幅が、許容範囲の下限及び上限の
間にある場合には、ＥＤ−ｔｒｅｅを求めることはでき
ない。そこで本発明者らは、次のような方法を提案し
た。即ち、各露光量でのデフォーカス依存性の結果を回
帰分析することによって平滑化及び外挿を行い、その後
に各デフォーカスでの露光量依存性についての回帰分析
を行うことによって平滑化及び外挿を行う。
【００１７】この方法では、最後に各デフォーカスでの
許容される下限の線幅及び上限の線幅に仕上げるための
露光量を求めているので、先にデフォーカス依存性につ
いての解析を行わなければならない。そのために、測定
結果のばらつきが大きいとデフォーカスの大きいところ
で露光量依存性が反転してしまう。
許容される下限の線幅及び上限の線幅に仕上げるための
露光量を求めているので、先にデフォーカス依存性につ
いての解析を行わなければならない。そのために、測定
結果のばらつきが大きいとデフォーカスの大きいところ
で露光量依存性が反転してしまう。
【００１８】例えば、図６にポジ型レジストを用いた場
合のレジストの線幅のデフォーカス依存性を示す。ポジ
型レジストを用いているので、どのデフォーカスでの線
幅を採っても、露光量の大きい場合の線幅の方が小さい
はずであるが、測定結果のばらつきによって図６の６０
１の点でクロスしてしまう。このようなことは、特にデ
フォーカスの大きい場合に起こり易い。これは、デフォ
ーカスの大きいところでは誤差が大きく、外挿すると誤
差が増大されてより大となるためである。
合のレジストの線幅のデフォーカス依存性を示す。ポジ
型レジストを用いているので、どのデフォーカスでの線
幅を採っても、露光量の大きい場合の線幅の方が小さい
はずであるが、測定結果のばらつきによって図６の６０
１の点でクロスしてしまう。このようなことは、特にデ
フォーカスの大きい場合に起こり易い。これは、デフォ
ーカスの大きいところでは誤差が大きく、外挿すると誤
差が増大されてより大となるためである。
【００１９】これに対し本発明では、初めに露光量方向
に、次いで焦点位置方向に、最後に露光量方向に近似を
行っているので、外挿により誤差が増大されることもな
く、高精度にプロセス裕度を求めることができる。そし
て、測定寸法の焦点位置及び露光量依存性に関して、複
数回滑らかな関数で近似しているので、所望のＥＤ−ｔ
ｒｅｅが測定した焦点位置範囲又は露光量範囲の外にあ
る場合、又は測定結果が大きくばらつく場合にも、ＥＤ
−ｔｒｅｅを精度良く計算することが可能となる。
に、次いで焦点位置方向に、最後に露光量方向に近似を
行っているので、外挿により誤差が増大されることもな
く、高精度にプロセス裕度を求めることができる。そし
て、測定寸法の焦点位置及び露光量依存性に関して、複
数回滑らかな関数で近似しているので、所望のＥＤ−ｔ
ｒｅｅが測定した焦点位置範囲又は露光量範囲の外にあ
る場合、又は測定結果が大きくばらつく場合にも、ＥＤ
−ｔｒｅｅを精度良く計算することが可能となる。
【００２０】従来のように、先にデフォーカス依存性に
ついての解析を行うと、デフォーカスの大きいところて
は誤差が大きく、外挿すると誤差がより大となる問題が
あるが、本発明では先に露光量依存性についての解析を
行うことにより、このような不都合を避けることができ
る。
ついての解析を行うと、デフォーカスの大きいところて
は誤差が大きく、外挿すると誤差がより大となる問題が
あるが、本発明では先に露光量依存性についての解析を
行うことにより、このような不都合を避けることができ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。図１は、本発明の一実施形態に
係わるプロセス裕度計算方法を説明するためのフローチ
ャートである。レジストパターンを形成した際の投影露
光装置における焦点位置をＤｉ（ｉ＝１，２，…，
ｐ）、露光量をＥｊ（ｊ＝１，２，…，ｑ）とし、焦点
位置Ｄｉ，露光量Ｅｊでのパターン寸法をＷijとする。
このとき、必ずしも１≦ｉ≦ｐ，１≦ｊ≦ｑなる全ての
ｉ及びｊに対してＷijは測定されている必要はない。こ
の寸法マトリックスデータＷijを寸法データとして入力
し（１０１）、後述する計算を開始する。
形態によって説明する。図１は、本発明の一実施形態に
係わるプロセス裕度計算方法を説明するためのフローチ
ャートである。レジストパターンを形成した際の投影露
光装置における焦点位置をＤｉ（ｉ＝１，２，…，
ｐ）、露光量をＥｊ（ｊ＝１，２，…，ｑ）とし、焦点
位置Ｄｉ，露光量Ｅｊでのパターン寸法をＷijとする。
このとき、必ずしも１≦ｉ≦ｐ，１≦ｊ≦ｑなる全ての
ｉ及びｊに対してＷijは測定されている必要はない。こ
の寸法マトリックスデータＷijを寸法データとして入力
し（１０１）、後述する計算を開始する。
【００２２】ここで、本実施形態を適用する装置は、図
２に示すような一般的な投影露光装置である。図中の２
０１は光源、２０２はコンデンサレンズ、２０３はマス
クパターンが形成されたレチクル、２０４は対物レン
ズ、２０５はウェハ（被処理基体）、２０６はステー
ジ、２０７はレーザ干渉計である。この装置で露光量を
可変するには、光源２０１の強度、又は露光時間を変え
ればよい。また、焦点位置を可変するには、ステージ２
０６を上下方向に移動する、又はレンズを上下方向に移
動すればよい。
２に示すような一般的な投影露光装置である。図中の２
０１は光源、２０２はコンデンサレンズ、２０３はマス
クパターンが形成されたレチクル、２０４は対物レン
ズ、２０５はウェハ（被処理基体）、２０６はステー
ジ、２０７はレーザ干渉計である。この装置で露光量を
可変するには、光源２０１の強度、又は露光時間を変え
ればよい。また、焦点位置を可変するには、ステージ２
０６を上下方向に移動する、又はレンズを上下方向に移
動すればよい。
【００２３】この装置を用い、図３に示すように、ウェ
ハ３０１上のポジ型レジスト３０２に焦点位置Ｄｉ，露
光量Ｅｊでラインアンドスペースのパターンを露光し、
所望の現像液で現像して得られるパターンの幅Ｗijを測
定した。そして、焦点位置Ｄｉ，露光量Ｅｊを順次可変
し、同様の測定を行って図４に示すようなマトリックス
データを得た。
ハ３０１上のポジ型レジスト３０２に焦点位置Ｄｉ，露
光量Ｅｊでラインアンドスペースのパターンを露光し、
所望の現像液で現像して得られるパターンの幅Ｗijを測
定した。そして、焦点位置Ｄｉ，露光量Ｅｊを順次可変
し、同様の測定を行って図４に示すようなマトリックス
データを得た。
【００２４】次いで、許容線幅の上限Ｗsup と下限Ｗin
f の設定を行う（１０２）。各焦点位置Ｄｋ（ｋ＝１，
２，…，ｐ）での露光量依存性のデータＷkj（ｊ＝１，
２，…，ｑ）のｎ次の回帰分析を行う（ｎ≧１）。この
回帰分析によって測長値のデータＷkjを平滑化され、か
つデータを内挿及び外挿する。即ち、変化させた焦点位
置Ｄｋ毎に測長値の露光量依存性のデータＷkjをｎ次の
多項式の回帰曲線を用いて近似する（１０３）。
f の設定を行う（１０２）。各焦点位置Ｄｋ（ｋ＝１，
２，…，ｐ）での露光量依存性のデータＷkj（ｊ＝１，
２，…，ｑ）のｎ次の回帰分析を行う（ｎ≧１）。この
回帰分析によって測長値のデータＷkjを平滑化され、か
つデータを内挿及び外挿する。即ち、変化させた焦点位
置Ｄｋ毎に測長値の露光量依存性のデータＷkjをｎ次の
多項式の回帰曲線を用いて近似する（１０３）。
【００２５】次いで、第１の近似ステップ１０３で得ら
れた結果を用いて、各露光量Ｅｋ（ｋ＝１，２，…，
ｑ）での焦点位置依存性のデータＷik（ｉ＝１，２，
…，ｐ）に対しｍｋ次の回帰分析を行う。このとき、各
露光量Ｅｋでの回帰次数ｍｋは同一である必要はない。
この回帰分析によってデータＷikを平滑化し、かつデー
タを内挿及び外挿する。即ち、変化させた露光量Ｅｋ毎
に第１の近似ステップ１０３で得られた値の焦点位置依
存性のデータＷikをｍｋ次の多項式の回帰曲線を用いて
近似する（１０４）。
れた結果を用いて、各露光量Ｅｋ（ｋ＝１，２，…，
ｑ）での焦点位置依存性のデータＷik（ｉ＝１，２，
…，ｐ）に対しｍｋ次の回帰分析を行う。このとき、各
露光量Ｅｋでの回帰次数ｍｋは同一である必要はない。
この回帰分析によってデータＷikを平滑化し、かつデー
タを内挿及び外挿する。即ち、変化させた露光量Ｅｋ毎
に第１の近似ステップ１０３で得られた値の焦点位置依
存性のデータＷikをｍｋ次の多項式の回帰曲線を用いて
近似する（１０４）。
【００２６】次いで、第２の近似ステップ１０４で得ら
れた結果とデータ入力ステップ１０１で入力されたデー
タとを比較し、極端に異なっているデータ点の削除（１
０６）、又は第１の近似ステップ１０３での回帰次数ｎ
の変更（１０８）、又は第２の近似ステップ１０４での
回帰次数ｍｋの変更（１０７）等を行う。そして、最良
の近似になるまで１０３から１０８までのステップを繰
り返し行う。通常は、ｎ＝１，ｍｋ＝２、又はｎ＝１，
ｍｋ＝４とすると良い近似が得られる。
れた結果とデータ入力ステップ１０１で入力されたデー
タとを比較し、極端に異なっているデータ点の削除（１
０６）、又は第１の近似ステップ１０３での回帰次数ｎ
の変更（１０８）、又は第２の近似ステップ１０４での
回帰次数ｍｋの変更（１０７）等を行う。そして、最良
の近似になるまで１０３から１０８までのステップを繰
り返し行う。通常は、ｎ＝１，ｍｋ＝２、又はｎ＝１，
ｍｋ＝４とすると良い近似が得られる。
【００２７】次いで、各焦点位置Ｄｋ（ｋ＝１，２，
…，ｐ）での露光量依存性のデータＷkj（ｊ＝１，２，
…，ｑ）に対しｒ次の回帰分析を行う（ｒ≧１）。この
回帰分析によってデータＷkjを平滑化し、かつデータを
内挿及び外挿する。即ち、変化させた焦点位置Ｄｋ毎に
第２の近似ステップ１０４で得られた値の露光量依存性
のデータＷkjをｒ次の多項式の回帰曲線を用いて近似す
る（１０９）。
…，ｐ）での露光量依存性のデータＷkj（ｊ＝１，２，
…，ｑ）に対しｒ次の回帰分析を行う（ｒ≧１）。この
回帰分析によってデータＷkjを平滑化し、かつデータを
内挿及び外挿する。即ち、変化させた焦点位置Ｄｋ毎に
第２の近似ステップ１０４で得られた値の露光量依存性
のデータＷkjをｒ次の多項式の回帰曲線を用いて近似す
る（１０９）。
【００２８】次いで、第３の近似ステップ１０９で得ら
れた結果に基づき、各焦点位置Ｄｋ（ｋ＝１，２，…，
ｐ）の露光量依存性から許容線幅の上限Ｗsup 及び下限
Ｗinf に仕上がる露光量をそれぞれ求める（１１０）。
れた結果に基づき、各焦点位置Ｄｋ（ｋ＝１，２，…，
ｐ）の露光量依存性から許容線幅の上限Ｗsup 及び下限
Ｗinf に仕上がる露光量をそれぞれ求める（１１０）。
【００２９】図５に、上記方法でプロセス裕度を計算し
た結果を示す。露光条件はλ＝２４８ｎｍ，ＮＡ＝０．
６、レジストは化学増幅型ポジ型レジストとした。マス
ク４倍体でピッチ１．６μｍのラインアンドスペースパ
ターンである。焦点位置の測定範囲は−０．６μｍから
０．６μｍ、露光量の測定範囲は４０ｍＪ／ｃｍ2 から
５２ｍＪ／ｃｍ2 である。ウェハ上のライン線幅の許容
寸法の上限を０．２２μｍ（＋１０％）、下限を０．１
８μｍ（−１０％）とした。
た結果を示す。露光条件はλ＝２４８ｎｍ，ＮＡ＝０．
６、レジストは化学増幅型ポジ型レジストとした。マス
ク４倍体でピッチ１．６μｍのラインアンドスペースパ
ターンである。焦点位置の測定範囲は−０．６μｍから
０．６μｍ、露光量の測定範囲は４０ｍＪ／ｃｍ2 から
５２ｍＪ／ｃｍ2 である。ウェハ上のライン線幅の許容
寸法の上限を０．２２μｍ（＋１０％）、下限を０．１
８μｍ（−１０％）とした。
【００３０】図５の５０１は設計通りの寸法を与える曲
線、５０２は下限（−１０％）を与える曲線、５０３は
上限（＋１０％）を与える曲線である。５０２と５０３
で囲まれた部分が許容される焦点位置と露光量である。
５０２と５０３は焦点位置及び露光量の測定範囲の外に
ある部分もあり、また測定された寸法のばらつきも大き
く、本発明の効果が如実に現れているのが分る。
線、５０２は下限（−１０％）を与える曲線、５０３は
上限（＋１０％）を与える曲線である。５０２と５０３
で囲まれた部分が許容される焦点位置と露光量である。
５０２と５０３は焦点位置及び露光量の測定範囲の外に
ある部分もあり、また測定された寸法のばらつきも大き
く、本発明の効果が如実に現れているのが分る。
【００３１】比較のために、従来の方法（初めにデフォ
ーカス依存性の回帰分析を行い、次に露光量依存性の回
帰分析を行う方法）での結果を、図５に重ねて示す。測
定結果のばらつきによってデフォーカスの大きい部分で
の誤差が大きいのが分る。
ーカス依存性の回帰分析を行い、次に露光量依存性の回
帰分析を行う方法）での結果を、図５に重ねて示す。測
定結果のばらつきによってデフォーカスの大きい部分で
の誤差が大きいのが分る。
【００３２】このように本実施形態によれば、初めに露
光量方向に、次いで焦点位置方向に、最後に露光量方向
に回帰分析を行うことにより、外挿により誤差が増大さ
れる等の不都合もなく、非常に高精度にＥＤ−ｔｒｅｅ
が計算できる。つまり、測定されたパターン寸法の焦点
位置及び露光量依存性から精度良くプロセス裕度（ＥＤ
−ｔｒｅｅ）を計算することが可能となる。
光量方向に、次いで焦点位置方向に、最後に露光量方向
に回帰分析を行うことにより、外挿により誤差が増大さ
れる等の不都合もなく、非常に高精度にＥＤ−ｔｒｅｅ
が計算できる。つまり、測定されたパターン寸法の焦点
位置及び露光量依存性から精度良くプロセス裕度（ＥＤ
−ｔｒｅｅ）を計算することが可能となる。
【００３３】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。実施形態ではレジストの仕上がり寸
法に対して、リソグラフィ工程のプロセス裕度の計算方
法を説明したが、本発明はエッチング工程におけるエッ
チング変換差についてのプロセス裕度の計算にも同様に
適用できる。この場合は、レジストパターンの寸法を測
定する代わりに被処理基体に形成されたパターンの寸法
を測定すればよい。また、実際の工程に対してのプロセ
ス裕度だけではなく、シミュレーションによる結果に対
するプロセス裕度の計算にも適用できる。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するこ
とができる。
れるものではない。実施形態ではレジストの仕上がり寸
法に対して、リソグラフィ工程のプロセス裕度の計算方
法を説明したが、本発明はエッチング工程におけるエッ
チング変換差についてのプロセス裕度の計算にも同様に
適用できる。この場合は、レジストパターンの寸法を測
定する代わりに被処理基体に形成されたパターンの寸法
を測定すればよい。また、実際の工程に対してのプロセ
ス裕度だけではなく、シミュレーションによる結果に対
するプロセス裕度の計算にも適用できる。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するこ
とができる。
【００３４】また、上述した実施形態において記載した
手法は、コンピュータに実行させることのできるプログ
ラムとして、例えば磁気ディスク（フロッピーディス
ク，ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，
ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで
各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装
置に適用することも可能である。
手法は、コンピュータに実行させることのできるプログ
ラムとして、例えば磁気ディスク（フロッピーディス
ク，ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，
ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで
各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装
置に適用することも可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、測
定寸法の焦点位置及び露光量依存性に関して、初めに露
光量方向に、次いで焦点位置方向に、最後に露光量方向
に近似を行い、複数回滑らかな関数で近似しているの
で、外挿により誤差が増大されることもなく、高精度に
プロセス裕度を求めることができる。
定寸法の焦点位置及び露光量依存性に関して、初めに露
光量方向に、次いで焦点位置方向に、最後に露光量方向
に近似を行い、複数回滑らかな関数で近似しているの
で、外挿により誤差が増大されることもなく、高精度に
プロセス裕度を求めることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係わる露光裕度計算方法
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
【図２】同実施形態に用いた投影露光装置の基本構成を
示す図。
示す図。
【図３】同実施形態においてレジストに形成するパター
ンの例を示す図。
ンの例を示す図。
【図４】同実施形態におけるパターン寸法幅のマトリッ
クスデータを示す図。
クスデータを示す図。
【図５】同実施形態で得られたプロセス裕度の計算結果
を示す図。
を示す図。
【図６】従来の方法で行ったデフォーカス方向での回帰
分析結果を示す図。
分析結果を示す図。
１０１…データ入力ステップ
１０２…許容線幅設定ステップ
１０３…第１の近似ステップ
１０４…第２の近似ステップ
１０５…入力データとの比較ステップ
１０６…入力データの削除ステップ
１０７…ｍｋの変更ステップ
１０８…ｎの変更ステップ
１０９…第３の近似ステップ
１１０…許容線幅となる露光量計算ステップ
２０１…光源
２０２…コンデンサレンズ
２０３…レチクル
２０４…対物レンズ
２０５…ウェハ（被処理基体）
２０６…ステージ
２０７…レーザ干渉計
３０１…ウェハ
３０２…ポジ型レジスト
５０１…設計寸法を与える曲線
５０２…下限を与える曲線
５０３…上限を与える曲線
Claims (8)
- 【請求項１】投影露光装置を用いて被処理基体上のレジ
ストにマスクパターンを転写する工程のプロセス裕度を
求める方法において、 前記投影露光装置による露光量及び焦点位置を変化させ
て形成したレジストパターンの寸法をそれぞれ測長する
第１の工程と、変化させた焦点位置毎に測長値の露光量
依存性を近似する第２の工程と、変化させた露光量毎に
第２の工程で得られた値の焦点位置依存性を近似する第
３の工程と、変化させた焦点位置毎に第３の工程で得ら
れた値の露光量依存性を近似する第４の工程とを含むこ
とを特徴とするプロセス裕度計算方法。 - 【請求項２】投影露光装置を用いて被処理基体上のレジ
ストにマスクパターンを転写し、レジストパターンをマ
スクとしたエッチングにより被処理基体にパターンを形
成する工程のプロセス裕度を求める方法において、 前記投影露光装置による露光量及び焦点位置を変化させ
て形成した被処理基体のパターンの寸法をそれぞれ測長
する第１の工程と、変化させた焦点位置毎に測長値の露
光量依存性を近似する第２の工程と、変化させた露光量
毎に第２の工程で得られた値の焦点位置依存性を近似す
る第３の工程と、変化させた焦点位置毎に第３の工程で
得られた値の露光量依存性を近似する第４の工程とを含
むことを特徴とするプロセス裕度計算方法。 - 【請求項３】前記露光量依存性及び焦点位置依存性を近
似する工程として、任意の次数の多項式の回帰曲線を用
いることを特徴とする請求項１又は２記載のプロセス裕
度計算方法。 - 【請求項４】第１又は第２の工程において、回帰曲線の
次数を変えて最適な近似を求めることを特徴とする請求
項３記載のプロセス裕度計算方法。 - 【請求項５】第３の工程で得られる近似値と入力データ
とが所定以上異なる場合は、この入力データを削除する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のプロセス裕度計
算方法。 - 【請求項６】投影露光装置を用いて被処理基体上のレジ
ストにマスクパターンを転写する工程のプロセス裕度を
求める方法において、 前記投影露光装置による露光量及び焦点位置を変化させ
て形成したレジストパターンの寸法をそれぞれ測長する
工程と、変化させた焦点位置毎に測長値の露光量依存性
のデータを任意の次数の多項式の回帰曲線を用いて近似
する第１の近似工程と、変化させた露光量毎に第１の近
似工程で得られた値の焦点位置依存性のデータを任意の
次数の多項式の回帰曲線を用いて近似する第２の近似工
程と、第２の近似工程で得られた結果と入力データとを
比較し、必要に応じて所定以上異なるデータの削除，回
帰次数の変更を行って、再度第１及び第２の近似工程を
繰り返す工程と、変化させた焦点位置毎に第２の近似工
程で得られた値の露光量依存性のデータを任意の次数の
多項式の回帰曲線を用いて近似する第３の近似工程と、
第３の近似工程で得られた結果から各焦点位置に対して
レジストパターンの寸法が許容範囲に仕上がる露光量を
求める工程とを含むことを特徴とするプロセス裕度計算
方法。 - 【請求項７】投影露光装置を用いて被処理基体上のレジ
ストにマスクパターンを転写する工程のプロセス裕度を
求める装置において、 前記投影露光装置による露光量及び焦点位置を変化させ
て形成したレジストパターンの寸法をそれぞれ測長する
測長手段と、前記変化させた焦点位置毎に前記測長値の
露光量依存性を近似する第１の近似手段と、前記変化さ
せた露光量毎に第１の近似手段で得られた値の焦点位置
依存性を近似する第２の近似手段と、前記変化させた焦
点位置毎に第２の近似手段で得られた値の露光量依存性
を近似する第３の近似手段とを具備してなることを特徴
とするプロセス裕度計算装置。 - 【請求項８】投影露光装置を用いて被処理基体上のレジ
ストにマスクパターンを転写する工程のプロセス裕度を
求める際に、露光量及び焦点位置を変化させて形成した
レジストパターンの寸法を測長しておき、これらの測長
値に基づきプロセス裕度を求めるためのプログラムであ
って、 変化させた焦点位置毎に測長値の露光量依存性を近似す
る第１の計算を行い、変化させた露光量毎に第１の計算
で得られた値の焦点位置依存性を近似する第２の計算を
行い、変化させた焦点位置毎に第２の計算で得られた値
の露光量依存性を近似する第３の計算を行うようにコン
ピュータを制御するためのプログラムを記録したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00142697A JP3363046B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | プロセス裕度計算方法 |
| US09/003,128 US5906903A (en) | 1997-01-08 | 1998-01-06 | Process tolerance calculating method relating exposure amount and focal point position to allowable dimension value |
| US09/255,860 US6294297B1 (en) | 1997-01-08 | 1999-02-23 | Computer program product for calculating a process tolerance relating exposure amount and focal point position |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00142697A JP3363046B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | プロセス裕度計算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10199787A JPH10199787A (ja) | 1998-07-31 |
| JP3363046B2 true JP3363046B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=11501139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00142697A Expired - Fee Related JP3363046B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | プロセス裕度計算方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5906903A (ja) |
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| US6128067A (en) * | 1998-04-28 | 2000-10-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Correcting method and correcting system for mask pattern |
| US6262435B1 (en) * | 1998-12-01 | 2001-07-17 | Marina V. Plat | Etch bias distribution across semiconductor wafer |
| JP2001210580A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法ならびに半導体製造システム |
| US6895411B2 (en) * | 2000-11-29 | 2005-05-17 | International Business Machines Corp. | Partial stepwise regression for data mining |
| JP4660968B2 (ja) * | 2001-05-22 | 2011-03-30 | ソニー株式会社 | レジストパターン作製方法、リソグラフィプロセス管理方法 |
| JP4202708B2 (ja) | 2002-10-01 | 2008-12-24 | 株式会社東芝 | プロセスマージンの評価方法、測定条件の設定方法、プロセスマージンの評価プログラム、及び、測定条件の設定プログラム |
| US6995060B2 (en) * | 2003-03-19 | 2006-02-07 | Promos Technologies Inc. | Fabrication of integrated circuit elements in structures with protruding features |
| US6962851B2 (en) * | 2003-03-19 | 2005-11-08 | Promos Technologies, Inc. | Nonvolatile memories and methods of fabrication |
| US6902974B2 (en) * | 2003-05-16 | 2005-06-07 | Promos Technologies Inc. | Fabrication of conductive gates for nonvolatile memories from layers with protruding portions |
| US6974739B2 (en) * | 2003-05-16 | 2005-12-13 | Promos Technologies Inc. | Fabrication of dielectric on a gate surface to insulate the gate from another element of an integrated circuit |
| US7214585B2 (en) * | 2003-05-16 | 2007-05-08 | Promos Technologies Inc. | Methods of fabricating integrated circuits with openings that allow electrical contact to conductive features having self-aligned edges |
| US7060565B2 (en) * | 2003-07-30 | 2006-06-13 | Promos Technologies Inc. | Fabrication of dielectric for a nonvolatile memory cell having multiple floating gates |
| US7052947B2 (en) * | 2003-07-30 | 2006-05-30 | Promos Technologies Inc. | Fabrication of gate dielectric in nonvolatile memories in which a memory cell has multiple floating gates |
| US6951782B2 (en) * | 2003-07-30 | 2005-10-04 | Promos Technologies, Inc. | Nonvolatile memory cell with multiple floating gates formed after the select gate and having upward protrusions |
| US7169667B2 (en) * | 2003-07-30 | 2007-01-30 | Promos Technologies Inc. | Nonvolatile memory cell with multiple floating gates formed after the select gate |
| US7101757B2 (en) * | 2003-07-30 | 2006-09-05 | Promos Technologies, Inc. | Nonvolatile memory cells with buried channel transistors |
| US20060172207A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Megumi Asaba | Exposure analyzing system, method for analyzing exposure condition, and method for manufacturing semiconductor device |
| JP4568341B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2010-10-27 | 株式会社東芝 | シミュレーションモデル作成方法、マスクデータ作成方法、及び半導体装置の製造方法 |
| JP2009231767A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Toshiba Corp | リソグラフィープロセスウィンドー解析方法およびその解析プログラム |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3265668B2 (ja) * | 1993-01-13 | 2002-03-11 | 株式会社ニコン | ベストフォーカス位置の算出方法 |
| KR100197191B1 (ko) * | 1994-11-14 | 1999-06-15 | 모리시다 요이치 | 레지스트 패턴 형성방법 |
| JP3363046B2 (ja) * | 1997-01-08 | 2003-01-07 | 株式会社東芝 | プロセス裕度計算方法 |
-
1997
- 1997-01-08 JP JP00142697A patent/JP3363046B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-06 US US09/003,128 patent/US5906903A/en not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-02-23 US US09/255,860 patent/US6294297B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US5906903A (en) | 1999-05-25 |
| JPH10199787A (ja) | 1998-07-31 |
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