JP5381226B2 - Exposure amount control method and exposure apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、半導体デバイス等をリソグラフィ技術により製造する際の露光量制御方法およびこれを用いた露光装置に関する。より詳しくは、極端紫外領域の波長の光を光源としてパターン転写を行う際に適用可能な露光制御方法およびこれを用いた露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure amount control method for manufacturing a semiconductor device or the like by lithography technology and an exposure apparatus using the exposure amount control method. More particularly, the present invention relates to an exposure control method applicable when pattern transfer is performed using light having a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source, and an exposure apparatus using the same.
半導体集積回路は性能および生産性を向上させるために微細化、高集積化が進んでおり、回路パターンを形成するためのリソグラフィ技術についても、より微細なパターンを高精度に形成するための技術開発が進められている。これに伴い、パターン形成に使用される露光装置の光源についても短波長化が進められ、波長１３．５ナノメートル（ｎｍ）の極端紫外光（Extreme Ultraviolet光。以下、「ＥＵＶ光」と称する。）を用いた装置及びパターン転写のプロセスが開発されている。 Semiconductor integrated circuits are being miniaturized and highly integrated in order to improve performance and productivity, and also with regard to lithography technology for forming circuit patterns, technological development for forming finer patterns with high precision Is underway. Along with this, the light source of the exposure apparatus used for pattern formation has also been shortened, and extreme ultraviolet light (Extreme Ultraviolet light, hereinafter referred to as “EUV light”) having a wavelength of 13.5 nanometers (nm). ) And pattern transfer processes have been developed.
ＥＵＶ光は気体分子による吸収が大きいため、光が通過する領域は真空排気された状態とする必要がある。真空環境下でＥＵＶ光のような高エネルギーのビームを固体表面に長時間照射すると、固体表面に吸着した有機物が反応して炭素を主成分とする膜が形成される。この膜は、カーボンコンタミネーション膜などと呼ばれ、光の照射時間とともに成長していくことが知られている（以下、この膜を単に「コンタミネーション膜」と称する。）。
コンタミネーション膜は露光装置内の照明光学系や投影光学系で用いられる反射ミラーの表面や、転写パターンが形成されたマスク表面上で時間とともに成長していくために、光源から発せられる光の強度が同じであっても、実際にウェハ上に届く光の強度は露光を繰り返すうちに徐々に変化する。
Since EUV light is largely absorbed by gas molecules, the region through which light passes must be evacuated. When a solid surface is irradiated with a high energy beam such as EUV light for a long time in a vacuum environment, an organic substance adsorbed on the solid surface reacts to form a film mainly composed of carbon. This film is called a carbon contamination film or the like, and is known to grow with the irradiation time of light (hereinafter, this film is simply referred to as “contamination film”).
The contamination film grows over time on the surface of the reflection mirror used in the illumination optical system and projection optical system in the exposure apparatus and on the mask surface on which the transfer pattern is formed, so the intensity of light emitted from the light source Even if they are the same, the intensity of light actually reaching the wafer gradually changes as exposure is repeated.
このような露光光強度の変動を抑えるためには、反射ミラーやマスク上に形成されたコンタミネーション膜の成長速度を低く抑えたり（例えば、特許文献１参照。）、付着したコンタミネーション膜を洗浄等により除去したりする（例えば、特許文献２参照。）必要がある。
上記の方法によって、付着したコンタミネーション膜を除去したり、コンタミネーション膜の成長速度を抑えて洗浄頻度を下げたりすることは可能であるが、コンタミネーション膜を全く付着させること無く露光を続けることはきわめて困難である。
したがって、転写されるパターンの寸法の変動を小さくするためには、露光装置の光学系のミラーやマスク上のコンタミネーションの成長に応じて最適な露光量を計算し、光源から発せられる光の強度の補正等を行って制御するのが好ましい。
In order to suppress such fluctuations in exposure light intensity, the growth rate of the contamination film formed on the reflection mirror or the mask is suppressed low (for example, refer to Patent Document 1), or the adhered contamination film is washed. Or the like (for example, refer to Patent Document 2).
It is possible to remove the attached contamination film by the above method, or to reduce the cleaning frequency by suppressing the growth rate of the contamination film, but the exposure is continued without attaching the contamination film at all. Is extremely difficult.
Therefore, in order to reduce the variation in the dimension of the transferred pattern, the optimal exposure amount is calculated according to the growth of contamination on the mirror and mask of the optical system of the exposure apparatus, and the intensity of light emitted from the light source It is preferable to perform control by correcting the above.
露光装置の光学系に使用されている反射ミラー上に成長したコンタミネーション膜がウェハ上に届く光の強度に及ぼす影響は、露光波長の光に対する反射率の低下として考えることができる。したがって、反射ミラーの初期反射率Ｒ（０）がＴ時間後にＲ（Ｔ）に変化した場合、当該反射ミラーに入射する光の量をＲ（０）／Ｒ（Ｔ）倍することによって、反射ミラーから反射される光の量がコンタミネーション膜の成長前と同等に維持されるように補正することができる。
一方、マスク上に成長したコンタミネーション膜の場合には、反射ミラーと同様に反射率低下分を補正するとともに、マスクのパターン上におけるコンタミネーション膜の成長が最適露光量に及ぼす影響を考慮する必要がある。
The influence of the contamination film grown on the reflection mirror used in the optical system of the exposure apparatus on the intensity of light reaching the wafer can be considered as a decrease in the reflectance with respect to light of the exposure wavelength. Therefore, when the initial reflectance R (0) of the reflecting mirror changes to R (T) after T time, the amount of light incident on the reflecting mirror is multiplied by R (0) / R (T) to Correction can be made so that the amount of light reflected from the mirror is maintained at the same level as before the growth of the contamination film.
On the other hand, in the case of a contamination film grown on the mask, it is necessary to correct the decrease in reflectivity in the same way as the reflection mirror and to consider the influence of the growth of the contamination film on the mask pattern on the optimum exposure dose. There is.
これを踏まえて、マスク上のコンタミネーション膜の成長に応じて最適な露光量を得る方法が様々提案されている。例えば、特許文献３には、マスクの使用履歴と最適露光量との間の関係をあらかじめ求めておき、これにもとづいて補正を行う方法が記載されている。
Based on this, various methods for obtaining an optimum exposure amount according to the growth of the contamination film on the mask have been proposed. For example,
また、特許文献４や非特許文献１には、マスク上のコンタミネーション膜による反射率の低下量を直接、あるいは間接的に計測した結果を用いて補正を行う方法が記載されている。
特許文献４の方法においては、赤外領域の光の吸収によりコンタミネーション量が計測される。コンタミネーション膜の膜厚を計測することができれば、例えば発明者が著した非特許文献１に記載の方法により、当該膜厚とコンタミネーション膜の露光波長における屈折率とを用いて多層膜上の反射率を計算することが可能になる。
In the method of
さらに、特許文献５には、マスク上の吸収パターン線幅を計測し、その初期状態からの変化量からパターン側壁へのコンタミネーション膜の堆積量を求めて、あらかじめ別に求めておいたパターン寸法と転写寸法との関係から最適な露光量を得る方法が記載されている。 Further, in Patent Document 5, the absorption pattern line width on the mask is measured, the amount of contamination film deposited on the pattern side wall is obtained from the amount of change from its initial state, A method for obtaining an optimum exposure amount from the relationship with the transfer size is described.
しかしながら、コンタミネーション膜の付着量は累積露光量だけではなく真空中の残留ガス成分などによって大きく変動する。残留ガス成分の発生源は露光装置の部材、レジストなどさまざまであり、残留ガス成分の内容は常に変動している。したがって、特許文献３に記載の方法でも、これらの多くの変動要因をすべて考慮して最適露光量を求めるのはきわめて困難であるという問題がある。
However, the adhesion amount of the contamination film varies greatly depending not only on the cumulative exposure amount but also on the residual gas component in the vacuum. There are various sources of residual gas components such as exposure apparatus members and resists, and the contents of the residual gas components are constantly changing. Therefore, even the method described in
また、特許文献４や非特許文献１に記載の方法では、パターンの側壁にもコンタミネーション膜が堆積した場合には、吸収体パターン線幅が大きくなったのと同様の影響がさらに加わることになるため、最適な露光量を得るためには十分でないという問題がある。
In addition, in the methods described in
さらに、特許文献５に記載の方法は、パターン線幅の変動を考慮しているものの、未だ十分ではないという問題がある。すなわち、吸収パターンが吸収係数の大きい材料からなるのに対して、コンタミネーション膜の主成分である炭素は比較的吸収係数が小さいため、パターン側壁に堆積したコンタミネーション膜による寸法変動量とマスクパターンそのものの寸法変動量とでは転写寸法に及ぼす影響は必ずしも同じではない。したがって、露光量をより高精度に制御するためには、更なる補正が必要となる。 Furthermore, although the method described in Patent Document 5 takes into account variations in the pattern line width, there is a problem that it is not sufficient. That is, while the absorption pattern is made of a material having a large absorption coefficient, carbon, which is the main component of the contamination film, has a relatively small absorption coefficient, so the dimensional variation due to the contamination film deposited on the pattern sidewall and the mask pattern The effect on the transfer size is not necessarily the same as the dimensional variation amount itself. Accordingly, in order to control the exposure amount with higher accuracy, further correction is required.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コンタミネーション膜が成長する環境下でも、より高精度に露光量の制御を行うことができる露光量制御方法及び露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an exposure amount control method and an exposure apparatus that can perform exposure amount control with higher accuracy even in an environment where a contamination film grows. Objective.
本発明の露光量制御方法は、マスク上に形成されたパターンの反射像を基板上に露光する際の露光量を制御する方法であって、前記パターンの開口部の初期反射率Ｒ０と、前記マスク使用後の前記パターンの開口部の実測反射率Ｒとを取得する反射率取得工程と、前記パターン表面に付着した炭素を主成分とするコンタミネーション膜の密度及び堆積の形態に応じて変化する、縮小投影した前記基板上の空間像強度の変化と前記コンタミネーション膜の厚さとの関係に基づいて決定される比例定数Ａを用いて、下記数１に基づき露光量補正係数Ｘを算出する工程と、を備えることを特徴とする。 The exposure amount control method of the present invention is a method for controlling an exposure amount when a reflection image of a pattern formed on a mask is exposed on a substrate, and includes an initial reflectance R0 of an opening of the pattern, The reflectivity acquisition step for acquiring the measured reflectivity R of the opening of the pattern after using the mask, and the density and the deposition form of the contamination film mainly composed of carbon attached to the pattern surface vary. A step of calculating an exposure amount correction coefficient X based on the following equation 1 using a proportionality constant A determined based on the relationship between the reduction-projected change of the aerial image intensity on the substrate and the thickness of the contamination film: And.
この露光量制御方法によれば、比例定数Ａを用いた数１の式によりコンタミネーション膜の影響が考慮された露光量補正係数Ｘが算出され、好適な補正が行われる。
このとき、前記比例定数Ａとして、予め計測した前記コンタミネーション膜の密度及び堆積の形態に応じた、前記パターン表面の反射率ならびに前記基板上の前記空間像強度と前記コンタミネーション膜の厚さとの関係から計算した空間像強度と、前記コンタミネーション膜が無い場合の空間像強度との差の二乗和の値が最小となるときの値を用いてもよい。
According to this exposure amount control method, the exposure amount correction coefficient X in consideration of the influence of the contamination film is calculated by the equation (1) using the proportional constant A, and suitable correction is performed.
At this time, as the proportionality constant A, the reflectance of the pattern surface and the aerial image intensity on the substrate and the thickness of the contamination film according to the density of the contamination film and the form of deposition measured in advance are used. A value at which the sum of squares of the difference between the aerial image intensity calculated from the relationship and the aerial image intensity in the absence of the contamination film is minimized may be used.
本発明の他の露光量制御方法は、マスク上に形成されたパターンの反射像を基板上に露光する際の露光量を制御する方法であって、前記パターンの線幅の変化量と前記基板上に転写される転写線幅の変化量との関係を数表として取得する工程と、前記パターンの線幅の変化量と補正露光量との関係を取得する工程と、前記マスク使用後の前記パターンの実測線幅と、前記マスク使用前の前記パターンの初期線幅とにもとづいて、パターン線幅の実測変化量を求める工程と、前記実測変化量に、前記パターン表面に付着した炭素を主成分とするコンタミネーション膜の密度及び堆積の形態に応じて変化する、マスク線幅の変化量と想定される前記基板上の前記転写線幅との関係に基づいて決定される比例定数Ｂを乗じて補正変化量を算出する変化量補正工程と、前記変化量補正工程において取得された前記補正変化量に対応する前記補正露光量を適用して前記露光量を補正する露光量補正工程と、を備えることを特徴とする。
この露光量制御方法においては、変化量補正工程において、前記パターン表面に付着した炭素を主成分とするコンタミネーション膜の密度及び堆積の形態に応じて変化する、マスク線幅の変化量と想定される前記基板上の前記転写線幅との関係に基づいて決定される補正量Ｃが併せて用いられてもよい。
Another exposure amount control method of the present invention is a method for controlling an exposure amount when a reflection image of a pattern formed on a mask is exposed on a substrate, and the amount of change in the line width of the pattern and the substrate Obtaining a relationship between the amount of change in the transfer line width transferred thereon as a numerical table, obtaining a relationship between the amount of change in the line width of the pattern and the corrected exposure amount, and the use of the mask after use. Based on the measured line width of the pattern and the initial line width of the pattern before using the mask, a step of obtaining the measured change amount of the pattern line width, and the carbon that has adhered to the pattern surface as the measured change amount are mainly used. Multiply by a proportionality constant B, which is determined based on the relationship between the amount of change in mask line width and the assumed transfer line width on the substrate, which changes according to the density of the contamination film as a component and the form of deposition. To calculate the correction change amount. And quantity correction step, characterized in that it comprises an exposure amount correction step of correcting the exposure amount by applying the corrected exposure amount corresponding to the acquired correction amount of change in the variation correction step.
In this exposure amount control method, in the change amount correction step, it is assumed that the change amount of the mask line width changes according to the density of the contamination film mainly composed of carbon adhering to the pattern surface and the form of deposition. A correction amount C determined based on the relationship with the transfer line width on the substrate may also be used.
この露光量制御方法によれば、パターン線幅の実測変化量が、比例定数Ｂを用いることによりコンタミネーション膜の影響を考慮した補正変化量に補正され、この補正変化量に対応する補正露光量にもとづいて露光量の補正が行われる。
このとき、前記比例定数Ｂとして、予め計測した前記パターン線幅の実測変化量と前記転写線幅との関係を前記パターン線幅の実測変化量を独立変数として直線近似したときの前記直線の傾きを投影倍率で除した値を用いてもよい。
前記補正量Ｃとして、予め計測した前記パターン線幅の実測変化量と前記転写線幅との関係を前記パターン線幅の実測変化量を独立変数として直線近似したときの前記直線の切片の値を用いてもよい。
According to this exposure amount control method, the actually measured change amount of the pattern line width is corrected to the correction change amount considering the influence of the contamination film by using the proportional constant B, and the corrected exposure amount corresponding to this correction change amount The exposure amount is corrected based on the above.
At this time, as the proportionality constant B, the slope of the straight line when the relationship between the measured change amount of the pattern line width measured in advance and the transfer line width is linearly approximated using the measured change amount of the pattern line width as an independent variable. A value obtained by dividing by a projection magnification may be used.
As the correction amount C, the value of the intercept of the straight line obtained by linearly approximating the relationship between the measured change amount of the pattern line width measured in advance and the transfer line width using the measured change amount of the pattern line width as an independent variable. It may be used.
上述した２つの露光量制御方法は、露光に用いる光として、波長１０ｎｍから１５ｎｍの極端紫外光が用いられる場合も好適に適用することが可能である。 The two exposure amount control methods described above can be suitably applied even when extreme ultraviolet light having a wavelength of 10 nm to 15 nm is used as light used for exposure.
さらに、本発明の露光装置は、本発明の露光量制御方法を使用することを特徴とする。これによりコンタミネーション膜の影響を適切に考慮した露光量の補正を行うことができる。 Furthermore, the exposure apparatus of the present invention uses the exposure amount control method of the present invention. As a result, the exposure amount can be corrected in consideration of the influence of the contamination film.
本発明の露光量制御方法及び露光装置によれば、コンタミネーション膜が成長する環境下でも、より高精度に露光量の制御を行い、高精度のパターン転写を行うことができる。 According to the exposure amount control method and the exposure apparatus of the present invention, it is possible to perform exposure amount control with higher accuracy and perform highly accurate pattern transfer even in an environment in which a contamination film grows.
以下、本発明の第１実施形態の露光量制御方法について、図１から図４を参照して説明する。
本実施形態の露光量制御方法においては、反射多層膜上へのコンタミネーション膜の堆積による反射率の低下から求めた補正露光量に対して、パターン側壁へのコンタミネーション膜の堆積による寸法変化量の補正をさらにかけている。
The exposure amount control method according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In the exposure amount control method of the present embodiment, the dimensional change amount due to the deposition of the contamination film on the pattern side wall with respect to the corrected exposure amount obtained from the decrease in the reflectance due to the deposition of the contamination film on the reflective multilayer film Further correction is applied.
図２は、多層膜の上にカーボンを成分とするコンタミネーション膜が堆積した場合のＥＵＶ光に対する反射率の相対的な変化量の一例を示すグラフである。図２に示すように、コンタミネーション膜の成分がカーボン単一であったと仮定しても、コンタミネーション膜の密度が異なればＥＵＶ光に対する屈折率、消衰係数が異なるため、コンタミネーション膜の厚さに対する反射率の変化量もそれに伴って変化する。
したがって、堆積したコンタミネーション膜による反射率の変化量を間接的に求める場合には、コンタミネーション膜の厚さだけでなく、光学定数が得られるような密度等の物性値も別途求めておく必要がある。
FIG. 2 is a graph showing an example of a relative change amount of reflectance with respect to EUV light when a contamination film containing carbon as a component is deposited on a multilayer film. As shown in FIG. 2, even if it is assumed that the component of the contamination film is a single carbon, if the density of the contamination film is different, the refractive index and extinction coefficient for EUV light are different. The amount of change in reflectance with respect to the thickness also changes accordingly.
Therefore, when indirectly calculating the amount of change in reflectance due to the deposited contamination film, it is necessary to separately obtain not only the thickness of the contamination film but also physical properties such as a density at which an optical constant can be obtained. There is.
コンタミネーション膜の密度を求める方法としては、Ｘ線反射率やラザフォード後方散乱を用いる方法が知られているのでこれらを利用することが可能である。上述の非特許文献１によれば、コンタミネーション膜の典型的な密度は１．２ｇ／ｃｍ３程度である。 As methods for obtaining the density of the contamination film, methods using X-ray reflectivity and Rutherford backscattering are known, and these can be used. According to Non-Patent Document 1 described above, the typical density of the contamination film is about 1.2 g / cm 3 .
マスクパターン上にコンタミネーション膜が堆積した場合にウェハ上に転写される像がどのように変化するかについても、非特許文献１に記載の方法によって計算することができる。
図３はマスク上にハーフピッチ１２８ｎｍのラインパターンを形成した上に密度１．２ｇ／ｃｍ３のコンタミネーション膜が堆積した場合について、４分の１に縮小投影したウェハ上の空間像が３２ｎｍの線幅となる空間像強度のしきい値の変化を計算した結果の一例を示したものである。
図３には、パターンの側壁にコンタミネーション膜が付着していない場合と、パターン側壁も含めた全面にほぼ同じ厚さでコンタミネーション膜が堆積した場合とについてそれぞれ計算結果を示している。また、図２に示した反射率の相対変化量の推移もあわせて示している。
The method described in Non-Patent Document 1 can also calculate how the image transferred onto the wafer changes when a contamination film is deposited on the mask pattern.
FIG. 3 shows a case where a line pattern having a half pitch of 128 nm is formed on a mask and a contamination film having a density of 1.2 g / cm 3 is deposited, and a spatial image on the wafer projected to be reduced by a quarter is 32 nm. An example of the result of calculating the change in the threshold value of the aerial image intensity as the line width is shown.
FIG. 3 shows the calculation results for the case where the contamination film is not attached to the side wall of the pattern and the case where the contamination film is deposited on the entire surface including the pattern side wall with substantially the same thickness. Moreover, the transition of the relative change amount of the reflectance shown in FIG. 2 is also shown.
図３から明らかなように、パターン側壁にコンタミネーションが付着していない（以下、「側壁コンタミなし」と称する。）場合には、コンタミネーション膜の堆積に伴う空間像強度しきい値の変化量は、多層膜の反射率の変化量とほぼ同じ挙動を示す。したがって、コンタミネーション膜の堆積を考慮して好適に露光量を補正するには、反射率の低下量を計測して、低下分を補うための補正係数を、コンタミネーション膜が存在しない場合にマスクに入射されるべき最適な露光量（以下、「標準露光量」と称する。）に乗ずればよい。具体的には、マスクパターンの初期反射率をＲ０、コンタミネーション膜の堆積により低下した実際の反射率（実測反射率）をＲとすると、補正係数は、Ｒ０／Ｒとなる。なお、実測反射率Ｒは、マスクステージ上からマスクを取り外して計測しても良いし、露光装置内でマスクステージ上に設置された状態で計測しても良い。 As is apparent from FIG. 3, when there is no contamination on the pattern side wall (hereinafter referred to as “no side wall contamination”), the amount of change in the aerial image intensity threshold accompanying the deposition of the contamination film. Shows almost the same behavior as the amount of change in the reflectance of the multilayer film. Therefore, in order to appropriately correct the exposure amount in consideration of the deposition of the contamination film, the reduction amount of the reflectance is measured, and a correction coefficient for compensating the reduction amount is masked when the contamination film does not exist. Is multiplied by an optimum exposure amount (hereinafter referred to as “standard exposure amount”) to be incident on the light source. Specifically, assuming that the initial reflectance of the mask pattern is R0, and the actual reflectance (measured reflectance) reduced by the deposition of the contamination film is R, the correction coefficient is R0 / R. The actually measured reflectance R may be measured with the mask removed from the mask stage, or may be measured in a state of being installed on the mask stage in the exposure apparatus.
一方、パターン側壁にもコンタミネーション膜が堆積している（以下、「側壁コンタミあり」と称する。）場合は、図３に示すように、空間像強度のしきい値の変化量が反射率の変化量を上回っている。したがって、この場合は上述のように反射率低下量分を補正するだけでは十分ではない。 On the other hand, when a contamination film is deposited on the pattern side wall (hereinafter referred to as “with side wall contamination”), as shown in FIG. It exceeds the amount of change. Therefore, in this case, it is not sufficient to correct the reflectance reduction amount as described above.
図３に示すように、コンタミネーション膜の厚さに対する空間像強度しきい値の変化の挙動自体は、側壁コンタミありの場合と側壁コンタミなしの場合とで類似しているので、側壁コンタミありの場合でも、上記補正係数に比例定数Ａを乗じた露光量補正係数Ｘを使用することで補正精度を向上させることができる。すなわち、標準露光量をＬ０、補正後の露光量をＬ１とすると、側壁コンタミありの場合のＬ１は以下の数２により表され、標準露光量Ｌ０に乗じられるＡ×｛（Ｒ０／Ｒ）−１｝＋１の部分が露光量補正係数Ｘとなる。
As shown in FIG. 3, the behavior of the change of the aerial image intensity threshold with respect to the thickness of the contamination film itself is similar between the case with side wall contamination and the case without side wall contamination. Even in this case, the correction accuracy can be improved by using an exposure correction coefficient X obtained by multiplying the correction coefficient by a proportional constant A. That is, assuming that the standard exposure amount is L0 and the corrected exposure amount is L1, L1 in the case of the side wall contamination is expressed by the following
図１は、コンタミネーション膜の膜厚とウェハ上の光量との関係について、未補正の場合、反射率のみを補正係数で補正した場合、及び上記数２を用いて補正した場合の結果を示すグラフである。縦軸は空間像強度しきい値に対して補正をおこなう前後の値であり、標準露光量に対するウェハ上の光量の相対値に相当する。図１に示すように、反射率のみを考慮した補正係数を用いただけの補正では、特にコンタミネーション膜の膜厚が大きい場合、十分な露光量が確保できていないが、比例定数Ａを用いた本実施形態の補正方法で補正した場合は、堆積したコンタミネーション膜の膜厚にかかわらず、概ねコンタミネーション膜が存在しないときと同等の露光量がウェハ上において確保されている。 FIG. 1 shows the results of the relationship between the thickness of the contamination film and the amount of light on the wafer when not corrected, when only the reflectance is corrected with the correction coefficient, and when corrected using the above equation (2). It is a graph. The vertical axis represents values before and after correction for the aerial image intensity threshold, and corresponds to the relative value of the light amount on the wafer with respect to the standard exposure amount. As shown in FIG. 1, in the correction using only the correction coefficient considering only the reflectivity, a sufficient exposure amount cannot be ensured particularly when the thickness of the contamination film is large, but the proportionality constant A is used. When corrected by the correction method of the present embodiment, an exposure amount substantially equal to that when there is no contamination film is ensured on the wafer, regardless of the thickness of the deposited contamination film.
本実施形態の露光量制御方法を露光装置に適用する場合は、光量を調節可能な光源部と、光源部の光量を上記数２に基づいて補正する演算部と、演算部の演算結果に基づいて光源部の光量を調節する制御部等を備える構成とすればよい。数２の演算実行に必要な実測反射率Ｒ等のパラメータは、ユーザが入力してもよいし、マスクステージ上に光量検出部等を設けることによって自動測定により装置に取得させてもよい。
When the exposure amount control method according to the present embodiment is applied to an exposure apparatus, a light source unit that can adjust the light amount, a calculation unit that corrects the light amount of the light source unit based on
ここで、マスクステージ上にマスクが搭載された状態で補正に必要なパラメータを自動取得させるために、例えばウェハステージ上に光量検出部を設置した計測装置を用いる場合は、マスクの反射率変化と、ウェハ上に露光のための光を導く投影光学系の反射率変化とを分離した上で、マスクの反射率変化分にのみ前記補正を行う必要がある。
投影光学系の反射率変化量を分離する方法としては、例えば投影光学系の１枚目の反射ミラー部の光強度を光電子電流等によって計測することによってマスクの反射率変化量のみを求める方法が挙げられる。また、例えばマスクと投影光学系との間に第２の光源部を退避可能に設け、投影光学系の反射率計測の間だけ第２の光源部からウェハ上の光量検出部に光を導入するように装置を構成してもよい。
Here, in order to automatically acquire parameters necessary for correction in a state where the mask is mounted on the mask stage, for example, when using a measuring device in which a light amount detection unit is installed on the wafer stage, the reflectance change of the mask In addition, it is necessary to separate the reflectance change of the projection optical system that guides light for exposure on the wafer, and to perform the correction only for the change of the reflectance of the mask.
As a method of separating the reflectance change amount of the projection optical system, for example, a method of obtaining only the reflectance change amount of the mask by measuring the light intensity of the first reflecting mirror portion of the projection optical system by a photoelectron current or the like. Can be mentioned. Further, for example, the second light source unit is provided so as to be retractable between the mask and the projection optical system, and light is introduced from the second light source unit to the light amount detection unit on the wafer only during the reflectance measurement of the projection optical system. The apparatus may be configured as described above.
マスクパターン上に堆積したコンタミネーション膜の影響は、上述したように、同一の膜厚でも膜の密度によって異なる。図４はマスクパターンの上に堆積したカーボンコンタミネーション膜の密度を変えて図３と同様にウェハ上空間像強度のしきい値を計算した結果を示すグラフである。図３と同様に、多層膜ミラー上に堆積した対応する膜厚のコンタミネーション膜による反射率低下量も合わせて示している。
図４に示すように、コンタミネーション膜の密度が高くなると、同一の膜厚であっても、設計線幅を与える空間像強度しきい値の変化量が大きくなる。しかし、多層膜ミラーの反射率低下量についても膜の密度が高くなるにつれて変化量が大きくなるため。両者の比は、コンタミネーション膜の密度が異なっても大きく変化しない。したがって、コンタミネーション膜の密度に応じて比例定数Ａを調節しなくても、良好な補正を行うことが可能である。
As described above, the influence of the contamination film deposited on the mask pattern varies depending on the film density even with the same film thickness. FIG. 4 is a graph showing the results of calculating the aerial image intensity threshold value on the wafer in the same manner as in FIG. 3 by changing the density of the carbon contamination film deposited on the mask pattern. Similarly to FIG. 3, the amount of reflectance decrease due to the contamination film having the corresponding film thickness deposited on the multilayer mirror is also shown.
As shown in FIG. 4, when the density of the contamination film increases, the amount of change in the aerial image intensity threshold that gives the design line width increases even with the same film thickness. However, the amount of change in the reflectivity reduction amount of the multilayer mirror increases as the film density increases. The ratio of the two does not change greatly even if the density of the contamination film is different. Therefore, good correction can be performed without adjusting the proportionality constant A according to the density of the contamination film.
これに対して、マスクパターンの開口部分、すなわち多層膜表面が露出した部分と、パターン側壁部分とに堆積するコンタミネーション膜の厚さの差は、前記空間像強度しきい値の変化量と反射率の変化量との比に直接的に影響する。したがって、コンタミネーション膜がマスクパターン上に堆積する形態に応じて比例定数Ａの値は調整する必要がある。 On the other hand, the difference in the thickness of the contamination film deposited on the opening portion of the mask pattern, that is, the portion where the multilayer film surface is exposed, and the pattern sidewall portion is the amount of change in the aerial image intensity threshold and the reflection. It directly affects the ratio to the rate change. Therefore, it is necessary to adjust the value of the proportionality constant A according to the form in which the contamination film is deposited on the mask pattern.
コンタミネーション膜の密度は、露光装置内の真空度や炭化水素等の分圧、マスク上に入射する光強度等によって異なると考えられるが、おおよそ１．０ｇ／ｃｍ３〜２．２ｇ／ｃｍ３の範囲にある。また、非特許文献１によれば、堆積の形態はパターンの側壁も含めておおよそ同じ膜厚になる。このような条件に対して、比例定数Ａとして２から４の間の値を選択して用いることが好ましい。
具体的には、予備実験にてコンタミネーション膜の密度及び堆積の形態を計測しておき、図４に示したように、反射率ならびにウェハ上空間像強度とコンタミネーション膜厚との関係を計算する。次に、各種コンタミネーション膜厚について計算した空間像強度とコンタミネーション膜が無い場合の空間像強度の差の二乗和の値を、比例定数Ａを特定するためのパラメータとして計算し、当該二乗和の値が最小となるような比例定数Ａを採用することができる。また、空間像強度の計算値でなく、予備実験にて転写したレジスト線幅の測長値を用いても良い。
The density of the contamination film varies depending on the degree of vacuum in the exposure apparatus, the partial pressure of hydrocarbons, etc., the light intensity incident on the mask, etc., but is approximately 1.0 g / cm 3 to 2.2 g / cm 3. It is in the range. According to Non-Patent Document 1, the form of deposition is approximately the same film thickness including the sidewall of the pattern. For such conditions, it is preferable to select and use a value between 2 and 4 as the proportionality constant A.
Specifically, the density of the contamination film and the form of deposition are measured in a preliminary experiment, and the relationship between the reflectance and the spatial image intensity on the wafer and the contamination film thickness is calculated as shown in FIG. To do. Next, the value of the square sum of the difference between the aerial image intensity calculated for various contamination film thicknesses and the aerial image intensity in the absence of the contamination film is calculated as a parameter for specifying the proportionality constant A. A proportional constant A that minimizes the value of can be employed. Further, a length measurement value of the resist line width transferred in the preliminary experiment may be used instead of the calculated value of the aerial image intensity.
本実施形態の補正方法について、実施例を用いてさらに説明する。
（実施例１）
石英ガラス基板上に厚さ４．２ｎｍのシリコン膜と２．８ｎｍのモリブデン膜を交互に４０対積層し、その上に厚さ１１ｎｍのシリコン膜をキャッピング層として成膜した多層反射膜を形成した。
次にマスクパターンの修正工程での多層膜反射膜の損傷を防止する目的でクロムを主成分とするバッファー層を１０ｎｍの厚さに形成し、さらに、ウェハ上に転写するパターンを形成するための吸収層を７０ｎｍの厚さに形成した。
The correction method of the present embodiment will be further described using examples.
Example 1
Forty-two pairs of 4.2 nm thick silicon films and 2.8 nm molybdenum films were alternately stacked on a quartz glass substrate, and a multilayer reflective film was formed thereon by forming an 11 nm thick silicon film as a capping layer. .
Next, in order to prevent damage to the multilayer reflective film in the mask pattern correction process, a buffer layer mainly composed of chromium is formed to a thickness of 10 nm, and further, a pattern to be transferred onto the wafer is formed. The absorption layer was formed to a thickness of 70 nm.
次に電子線リソグラフィ技術を用いて吸収層をパターン加工し、パターンの検査および修正を行った後に、吸収パターン開口部に露出したバッファー層をエッチング除去して、反射型のＥＵＶ光露光用マスクを得た。このマスクパターンの中で、開口の大きい領域にてＥＵＶ光に対する反射率を計測したところ、ピーク反射率（初期反射率Ｒ０）は６１％であった。この状態で最適な露光量が得られる条件でのマスク表面上の光量をマスクステージ部分に設置した計測装置にて計測し、記録した。 Next, the absorption layer is patterned using electron beam lithography technology, and after the pattern is inspected and corrected, the buffer layer exposed at the opening of the absorption pattern is removed by etching to form a reflective EUV light exposure mask. Obtained. In this mask pattern, when the reflectance with respect to EUV light was measured in a region having a large opening, the peak reflectance (initial reflectance R0) was 61%. In this state, the amount of light on the mask surface under the condition that an optimum exposure amount can be obtained was measured and recorded by a measuring device installed in the mask stage portion.
このマスクパターンをセットしたＥＵＶ露光装置を用いてシリコンウェハ上に転写露光を繰り返した後に、マスクパターンの中で開口の大きい領域にてＥＵＶ光に対する反射率を前記と同様に計測したところ、ピーク反射率（実測反射率Ｒ）は５８％であり、初期反射率Ｒ０に対する相対値で９５％に低下していた。 After repeating the transfer exposure on the silicon wafer using the EUV exposure apparatus in which this mask pattern is set, the reflectance with respect to EUV light was measured in the area of the mask pattern having a large opening in the same manner as described above. The rate (measured reflectance R) was 58%, and the relative value with respect to the initial reflectance R0 was reduced to 95%.
この状態で、ウェハステージ上に光検出器を設置した光量測定装置を用いて、吸収パターンが無い領域でのウェハステージ上の光量が初期状態と同じになるように露光量を設定してパターンを露光したところ、現像後に得られたパターン線幅は露光量が最適値よりも不足している場合に相当する結果であった。 In this state, using a light amount measurement device with a photodetector installed on the wafer stage, set the exposure amount so that the light amount on the wafer stage in the area where there is no absorption pattern is the same as the initial state, When exposed, the pattern line width obtained after development was a result corresponding to the case where the exposure amount was insufficient below the optimum value.
露光に使用した条件では、密度が約１．２ｇ／ｃｍ３のカーボンコンタミネーション膜がパターン上にほぼ均一な膜厚で堆積することがＸ線反射率による密度の測定と透過型電子顕微鏡を用いた観察とによってあらかじめ確認されていた。
これをもとに、図４と同様の計算により、各種コンタミネーション膜厚について反射率とパターンの空間像強度を求めた。各条件での空間像強度に補正係数を乗じて、コンタミネーション膜が無い場合の空間像強度との差の二乗和を比例定数Ａを決定するためのパラメータとして計算した。この結果、比例定数Ａとして２．８を用いた場合に前記二乗和が最小となり、マスク開口部すなわち反射多層膜が露出した部分の反射率の相対的な低下量Ｒ／Ｒ０に対して、比例定数Ａを２．８として、マスクに入射する光量を初期値に対して２．８×｛（Ｒ０／Ｒ）−１｝＋１倍することで最適な露光量が得られると推測された。
Under the conditions used for the exposure, a carbon contamination film having a density of about 1.2 g / cm 3 is deposited on the pattern with a substantially uniform film thickness by measuring the density by X-ray reflectivity and using a transmission electron microscope. Had been confirmed in advance by observation.
Based on this, the reflectance and the aerial image intensity of the pattern were obtained for various contamination film thicknesses by the same calculation as in FIG. The aerial image intensity under each condition was multiplied by a correction coefficient, and the square sum of the difference from the aerial image intensity when no contamination film was present was calculated as a parameter for determining the proportionality constant A. As a result, when 2.8 is used as the proportionality constant A, the square sum is minimized, and is proportional to the relative reduction amount R / R0 of the mask opening, that is, the portion where the reflective multilayer film is exposed. It was estimated that an optimal exposure amount could be obtained by setting the constant A to 2.8 and multiplying the light amount incident on the mask by 2.8 × {(R0 / R) −1} +1 with respect to the initial value.
そこで、マスクステージ部分に検出器を設置した計測装置を用いて、上記数２にもとづいて露光量補正係数Ｘを算出すると、２．８×｛（６１／５８）−１｝＋１＝１．１４となる。その結果、マスクに入射する光量が標準露光量の１．１４倍となるように露光条件を設定し、現像後にレジストパターンの線幅を計測したところ、最適値で露光した場合と同様の結果を得ることができた。
Therefore, when the exposure amount correction coefficient X is calculated based on the
以上説明したように、本実施形態の露光量制御方法によれば、初期反射率Ｒ０と実測反射率Ｒに基づいて決定される露光量補正係数が、比例定数Ａによってさらに補正されて最終的な露光量が算出されるので、コンタミネーション膜がパターン側壁に堆積している場合でも、好適に露光量を補正し、良好な露光を行うことができる。 As described above, according to the exposure amount control method of the present embodiment, the exposure amount correction coefficient determined based on the initial reflectance R0 and the actually measured reflectance R is further corrected by the proportional constant A to be finally obtained. Since the exposure amount is calculated, even when a contamination film is deposited on the pattern side wall, the exposure amount can be suitably corrected and good exposure can be performed.
次に、本発明の第２実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。本実施形態の露光量制御方法は、マスク上の吸収パターン寸法と転写寸法との関係をあらかじめ求めておき、マスクの使用によりパターンの寸法計測値が変動した際に、初期寸法との差に比例定数Ｂを乗じて、得られた変動量に対応する最適露光量を得るというものである。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the exposure amount control method of this embodiment, the relationship between the absorption pattern dimension on the mask and the transfer dimension is obtained in advance, and when the measured dimension value of the pattern fluctuates due to use of the mask, it is proportional to the difference from the initial dimension. By multiplying by the constant B, an optimum exposure amount corresponding to the obtained variation amount is obtained.
図５は、コンタミネーション膜がないときにウェハ上の転写線幅が３２ｎｍとなるパターンについて、当該マスクパターン上に側壁も含めて同じ膜厚で均一にコンタミネーション膜が堆積した場合を仮定して、マスク線幅の変化量と想定されるウェハ上の転写線幅との関係を計算した結果である。転写線幅はコンタミネーション膜が無い場合に設計線幅を与える空間像強度から計算した。マスクの線幅と転写線幅との関係が、縮小投影倍率を傾きとする単純な直線関係にある場合を考えて、縮小投影倍率を４分の１としたときの近似直線を図５に併せて表示している。 FIG. 5 assumes that for a pattern in which the transfer line width on the wafer is 32 nm when there is no contamination film, the contamination film is uniformly deposited with the same film thickness including the side wall on the mask pattern. This is the result of calculating the relationship between the change amount of the mask line width and the assumed transfer line width on the wafer. The transfer line width was calculated from the aerial image intensity giving the design line width when there was no contamination film. Considering the case where the relationship between the line width of the mask and the transfer line width is a simple linear relationship in which the reduction projection magnification is inclined, an approximate straight line when the reduction projection magnification is ¼ is also shown in FIG. Is displayed.
コンタミネーション膜の堆積が転写線幅に及ぼす影響は、コンタミネーション膜の密度によって変わる。コンタミネーション膜厚との関係についてみると、波状の変化を伴うものの、図５に示した範囲内ではおおよそ直線で近似することができる。この波状の変化はコンタミネーション膜の表面および多層膜との界面で反射した光の干渉の効果と理解することができ、波の周期はコンタミネーション膜の屈折率、波の山谷の位置は多層膜最上層の材料や膜厚に依存する。 The influence of the deposition of the contamination film on the transfer line width varies depending on the density of the contamination film. As for the relationship with the contamination film thickness, although there is a wavy change, it can be approximated by a straight line within the range shown in FIG. This wave-like change can be understood as the effect of interference of light reflected at the surface of the contamination film and at the interface with the multilayer film. The wave period is the refractive index of the contamination film, and the position of the wave valley is the multilayer film. Depends on top layer material and film thickness.
上述の通り、コンタミネーション膜の典型的な密度は１．２ｇ／ｃｍ３程度であるので、コンタミネーション膜の厚さに対する転写線幅の変化を直線で近似すると、その傾きは約０．６である。コンタミネーション膜が堆積する形態が同じであれば、この直線の傾きは膜の密度にほぼ比例する。また、多層膜の最上層に設けたシリコン（キャップ層）の膜厚が１１ｎｍの場合、コンタミネーション膜厚が２ｎｍ程度までは転写線幅がほとんど変化しない領域があらわれる。したがって、直線で近似する場合には、図６に示すように近似直線を数ｎｍ程度右に移動させることによってさらに補正精度が向上する。このシフト量が補正量Ｃとなる。 As described above, the typical density of the contamination film is about 1.2 g / cm 3. Therefore, when the change of the transfer line width with respect to the thickness of the contamination film is approximated by a straight line, the slope is about 0.6. is there. If the contamination film is deposited in the same form, the slope of this straight line is almost proportional to the film density. Further, when the film thickness of the silicon (cap layer) provided on the uppermost layer of the multilayer film is 11 nm, there is a region where the transfer line width hardly changes until the contamination film thickness is about 2 nm. Therefore, when approximating with a straight line, the correction accuracy is further improved by moving the approximate straight line to the right by several nanometers as shown in FIG. This shift amount is the correction amount C.
以上より、マスク線幅が使用後にＷとなった場合、比例定数Ｂあるいは比例定数Ｂ及び補正量Ｃを用いて、マスク使用後に計測したパターンの実測線幅Ｗと初期線幅Ｗ０との差（Ｗ−Ｗ０）にもとづき、Ｂ×（Ｗ−Ｗ０）あるいは、Ｂ×（Ｗ−Ｗ０−Ｃ）の値を算出する。そして、図５に示すようなマスク線幅の変化量と転写線幅との関係に基づいて、算出された値だけマスク線幅が変化した際の補正露光量を適用して補正を行うことによって、最適な露光量でパターン転写を行うことができる。 From the above, when the mask line width becomes W after use, the difference between the measured line width W of the pattern measured after use of the mask and the initial line width W0 using the proportionality constant B or the proportionality constant B and the correction amount C ( Based on (W−W0), a value of B × (W−W0) or B × (W−W0−C) is calculated. Then, based on the relationship between the change amount of the mask line width and the transfer line width as shown in FIG. 5, correction is performed by applying the correction exposure amount when the mask line width is changed by the calculated value. Pattern transfer can be performed with an optimum exposure amount.
具体的には、あらかじめ予備実験によってカーボンコンタミネーション膜の密度を計測しておく。次に、この密度の値を用いて図４ないし図５のようにパターン側壁に堆積したコンタミネーションの膜厚を加えたパターン線幅と転写線幅との関係を計算する。計算結果に対して例えば最小二乗法を適用して直線近似して、その傾きと切片を求める。この傾きをＳＬとすると、例えばマスク寸法変動に対する転写線幅変動が投影倍率に比例する、いわゆるＭａｓｋ Ｅｒｒｏｒ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆａｃｔｏｒ（ＭＥＥＦ）が１の場合、投影倍率が１／４であれば、ＳＬ×４が補正係数中の比例定数Ｂに対応する。ＭＥＥＦが１より大きい場合等、必要に応じてマスク寸法と転写寸法の関係をシミュレーション計算し、その傾きとＳＬの比をとっても良い。また、補正量Ｃについても、前記直線近似の切片の値から求めることができる Specifically, the density of the carbon contamination film is measured in advance by a preliminary experiment. Next, using this density value, the relationship between the transfer line width and the pattern line width obtained by adding the film thickness of the contamination deposited on the pattern side wall as shown in FIGS. 4 to 5 is calculated. For example, the least square method is applied to the calculation result to perform linear approximation, and the slope and intercept are obtained. If this inclination is SL, for example, when the so-called Mask Error Enhancement Factor (MEEF) is 1, in which the transfer line width variation relative to the mask dimension variation is proportional to the projection magnification, if the projection magnification is 1/4, then SL × 4 is This corresponds to the proportionality constant B in the correction coefficient. When the MEEF is larger than 1, for example, the relationship between the mask dimension and the transfer dimension may be calculated by simulation, and the ratio between the inclination and SL may be taken. Further, the correction amount C can also be obtained from the intercept value of the linear approximation.
比例定数Ｂの値はパターン開口部と側壁部とにおけるコンタミネーション膜の堆積膜厚の比や、コンタミネーション膜の密度によって変化する。種々の膜密度や堆積形状について検討した結果、比例定数Ｂの値として０．５〜１．６の値を用いることによって、概ね好適に補正が可能である。
また、補正量Ｃの値は多層膜の最表面層の材料および厚さによって変化するが、種々の材料および厚さについて検討した結果、図５および図６に示した場合が補正量Ｃの値としては最も大きかった。したがって、補正量Ｃの値を０より大きく２ｎｍ以下の範囲に設定することで、多くの場合好適に補正をおこなうことが可能である。
The value of the proportionality constant B varies depending on the ratio of the deposited film thickness of the contamination film between the pattern opening and the side wall and the density of the contamination film. As a result of examining various film densities and deposition shapes, correction can be made in a generally favorable manner by using a value of 0.5 to 1.6 as the value of the proportionality constant B.
The value of the correction amount C varies depending on the material and thickness of the outermost surface layer of the multilayer film. As a result of examining various materials and thicknesses, the values shown in FIGS. 5 and 6 are the values of the correction amount C. As the biggest. Therefore, by setting the value of the correction amount C to a range greater than 0 and 2 nm or less, it is possible to perform correction in many cases.
本実施形態の補正方法について、実施例を用いてさらに説明する。
（実施例２）
実施例１と同様にＥＵＶ光による露光を行うマスクを準備した。設計線幅がウェハ上で４５ｎｍとなるマスクパターンの線幅を計測したところ平均値は１８１ｎｍであった。このマスクを繰り返し用いて露光を行った後に、前記計測と同じ部位において再度線幅の計測を実施したところ、平均値は１９３ｎｍとなった。このことから、マスクパターン側壁上に片側平均６ｎｍのコンタミネーション膜が堆積していると推測された。
The correction method of the present embodiment will be further described using examples.
(Example 2)
A mask for exposure with EUV light was prepared in the same manner as in Example 1. When the line width of the mask pattern having a designed line width of 45 nm on the wafer was measured, the average value was 181 nm. After repeatedly performing exposure using this mask, the line width was measured again at the same site as the above measurement, and the average value was 193 nm. From this, it was estimated that a 6 nm average contamination film was deposited on the mask pattern side wall.
使用したレジストおよびプロセス条件において、マスク上吸収パターンの幅（マスク線幅）が１ｎｍ増加したときに露光量を１．１ｍＪ／ｃｍ２増加させることで、同じレジスト線幅が良好に得られることを実験等によりあらかじめ確認しておいた。本実施例におけるマスク線幅の変化量は１２ｎｍであるため、従来の補正方法では１．１×１２＝１３．２ｍＪ／ｃｍ２が初期露光量に換算されるが、本実施形態の露光量制御方法においては、比例定数Ｂ及び補正量Ｃを用いてさらに補正を行った。比例定数Ｂを０．６、補正量Ｃを２ｎｍとして、式Ｂ×（Ｗ−Ｗ０−Ｃ）にもとづき、０．６×（１９３−１８１−２）＝６を得た。 In the resist and process conditions used, the same resist line width can be obtained satisfactorily by increasing the exposure dose by 1.1 mJ / cm 2 when the width of the absorption pattern on the mask (mask line width) is increased by 1 nm. It was confirmed in advance by experiments. Since the change amount of the mask line width in this embodiment is 12 nm, 1.1 × 12 = 13.2 mJ / cm 2 is converted into the initial exposure amount in the conventional correction method. In the method, further correction was performed using the proportionality constant B and the correction amount C. Based on the formula B × (W−W0−C), 0.6 × (193−181−2) = 6 was obtained by setting the proportionality constant B to 0.6 and the correction amount C to 2 nm.
よって本実施例では、補正の結果マスク線幅が６ｎｍ変化した際の補正露光量が適用されることになり、上述したマスク線幅の変化量と増加させる露光量との関係から、１．１×６＝６．６ｍＪ／ｃｍ２を初期露光量に加算して露光を行った。現像後に転写されたレジストパターンの線幅を計測したところ良好な転写結果が得られ、好適に補正が行われて露光量が制御されたことが確認された。 Therefore, in this embodiment, the corrected exposure amount when the mask line width is changed by 6 nm as a result of correction is applied. From the above-described relationship between the change amount of the mask line width and the increased exposure amount, 1.1. The exposure was performed by adding x6 = 6.6 mJ / cm 2 to the initial exposure amount. When the line width of the resist pattern transferred after development was measured, a good transfer result was obtained, and it was confirmed that the exposure amount was controlled by suitably correcting.
以上説明したように、本実施形態の露光量制御方法によっても、コンタミネーション膜の堆積下であっても好適な露光量補正を行うことができる。
また、本実施形態の露光量制御方法によれば、第一の実施形態と比較して計測領域を小さくすることが可能であり、特に線幅制御が重要なパターンに着目して補正をすることによって、製造するデバイスの歩留まりを向上させたり、性能ばらつきを低減させたりすることが可能となる。
As described above, the exposure amount control method according to the present embodiment can perform appropriate exposure amount correction even when the contamination film is deposited.
Further, according to the exposure amount control method of the present embodiment, it is possible to reduce the measurement region as compared with the first embodiment, and in particular, correction is performed by paying attention to a pattern in which line width control is important. Thus, it is possible to improve the yield of devices to be manufactured and to reduce performance variations.
本実施形態の露光量制御方法を露光装置に適用する場合は、露光量を調節可能な光源部と、光源部の露光量を上記数式に基づいて補正する演算部と、演算部の演算結果に基づいて光源部の露光量を調節する制御部等を備える構成とすればよい。マスク線幅の変化量と増加させる露光量との関係や、マスク線幅の変化量を特定するためのパラメータＷ、Ｗ０等は、実験等によって取得したものを予め演算部に入力しておいたり、ユーザが適宜設定したりすればよい。 When the exposure amount control method of the present embodiment is applied to an exposure apparatus, a light source unit that can adjust the exposure amount, a calculation unit that corrects the exposure amount of the light source unit based on the above formula, and a calculation result of the calculation unit Based on this, a configuration including a control unit for adjusting the exposure amount of the light source unit may be used. The relationship between the amount of change in the mask line width and the amount of exposure to be increased, and parameters W, W0, etc. for specifying the amount of change in the mask line width are input in advance to those obtained through experiments or the like. The user may set appropriately.
以上、本発明の各実施形態について説明してきたが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第１実施形態と第２実施形態の露光量制御方法を組み合わせてさらに高精度な露光量制御が行われてもよい。
The embodiments of the present invention have been described above, but the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. is there.
For example, the exposure amount control with higher accuracy may be performed by combining the exposure amount control methods of the first embodiment and the second embodiment.
Claims (10)
前記パターンの開口部の初期反射率Ｒ０と、前記マスク使用後の前記パターンの開口部の実測反射率Ｒとを取得する反射率取得工程と、
前記パターン表面に付着した炭素を主成分とするコンタミネーション膜の密度及び堆積の形態に応じて変化する、縮小投影した前記基板上の空間像強度の変化と前記コンタミネーション膜の厚さとの関係に基づいて決定される比例定数Ａを用いて、
を備えることを特徴とする露光量制御方法。 A method for controlling an exposure amount when a reflected image of a pattern formed on a mask is exposed on a substrate,
A reflectance acquisition step of acquiring an initial reflectance R0 of the opening of the pattern and an actual reflectance R of the opening of the pattern after using the mask;
The relationship between the density of the contamination film mainly composed of carbon adhering to the pattern surface and the thickness of the contamination film, which changes depending on the density and the form of deposition, and the thickness of the contamination film on the reduced-projected substrate. Using the proportionality constant A determined on the basis of
An exposure amount control method comprising:
前記パターンの線幅の変化量と前記基板上に転写される転写線幅の変化量との関係を数表として取得する工程と、
前記パターンの線幅の変化量と補正露光量との関係を取得する工程と、
前記マスク使用後の前記パターンの実測線幅と、前記マスク使用前の前記パターンの初期線幅とにもとづいて、パターン線幅の実測変化量を求める工程と、
前記実測変化量に、前記パターン表面に付着した炭素を主成分とするコンタミネーション膜の密度及び堆積の形態に応じて変化する、マスク線幅の変化量と想定される前記基板上の前記転写線幅との関係に基づいて決定される比例定数Ｂを乗じて補正変化量を算出する変化量補正工程と、
前記変化量補正工程において取得された前記補正変化量に対応する前記補正露光量を適用して前記露光量を補正する露光量補正工程と、
を備えることを特徴とする露光量制御方法。 A method for controlling an exposure amount when a reflected image of a pattern formed on a mask is exposed on a substrate,
Obtaining a relationship between the amount of change in line width of the pattern and the amount of change in transfer line width transferred onto the substrate as a numerical table;
Obtaining a relationship between the amount of change in the line width of the pattern and the corrected exposure amount;
Obtaining an actual measurement change amount of the pattern line width based on the actual line width of the pattern after using the mask and the initial line width of the pattern before using the mask;
The transfer line on the substrate, which is assumed to be a change amount of a mask line width, which changes according to the density of the contamination film mainly composed of carbon attached to the pattern surface and the form of deposition, to the actual change amount. A change amount correction step of calculating a correction change amount by multiplying by a proportional constant B determined based on the relationship with the width ;
An exposure amount correction step of correcting the exposure amount by applying the corrected exposure amount corresponding to the correction change amount acquired in the change amount correction step;
An exposure amount control method comprising:
前記パターンの線幅の変化量と前記基板上に転写される転写線幅の変化量との関係を数表として取得する工程と、
前記パターンの線幅の変化量と補正露光量との関係を取得する工程と、
前記マスク使用後の前記パターンの実測線幅と、前記マスク使用前の前記パターンの初期線幅とにもとづいて、パターン線幅の実測変化量を求める工程と、
前記パターン表面に付着した炭素を主成分とするコンタミネーション膜の密度及び堆積の形態に応じて変化する、マスク線幅の変化量と想定される前記基板上の前記転写線幅との関係に基づいて決定される比例定数Ｂ及び補正量Ｃを用いて前記実測変化量を補正して補正変化量を算出する変化量補正工程と、
前記変化量補正工程において取得された前記補正変化量に対応する前記補正露光量を適用して前記露光量を補正する露光量補正工程と、
を備えることを特徴とする露光量制御方法。 A method for controlling an exposure amount when a reflected image of a pattern formed on a mask is exposed on a substrate,
Obtaining a relationship between the amount of change in line width of the pattern and the amount of change in transfer line width transferred onto the substrate as a numerical table;
Obtaining a relationship between the amount of change in the line width of the pattern and the corrected exposure amount;
Obtaining an actual measurement change amount of the pattern line width based on the actual line width of the pattern after using the mask and the initial line width of the pattern before using the mask;
Based on the relationship between the amount of change in the mask line width and the assumed transfer line width on the substrate, which varies depending on the density of the contamination film mainly composed of carbon adhering to the pattern surface and the form of deposition. A change amount correcting step of correcting the measured change amount using the proportionality constant B and the correction amount C determined in this way to calculate a correction change amount;
An exposure amount correction step of correcting the exposure amount by applying the corrected exposure amount corresponding to the correction change amount acquired in the change amount correction step;
An exposure amount control method comprising:
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