JP5642101B2

JP5642101B2 - ドーズ量の補正マップの作成方法、露光方法及び半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP5642101B2
Application number: JP2012065750A
Authority: JP
Inventors: 貴小池; 央之水野; 陽介岡本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2032-03-22
Also published as: US8832607B2; JP2013197497A; US20130252176A1

Description

本発明の実施形態は、ドーズ量の補正マップの作成方法、露光方法及び半導体装置の製造方法に関する。

近年、半導体装置の微細化に伴い、これまでのＡｒＦ光に替えて、波長がより短いＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極端紫外線）光を用いたリソグラフィが検討されている。しかしながら、ＥＵＶ光を用いた露光においては、フレア（散乱光）が極めて大きくなってしまう。この結果、フレアに起因して、形成されるパターンの寸法に許容範囲を超える変動が発生してしまう場合がある。

特開２００７−２３４７１６号公報

本発明の目的は、フレアの影響を低減できるドーズ量の補正マップの作成方法、露光方法及び半導体装置の製造方法を提供することである。

実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法は、複数の矩形の領域に対してＥＵＶ光を順次照射するＥＵＶ露光で用いる前記ＥＵＶ光のドーズ量の補正マップの作成方法である。前記補正マップの作成方法は、ドーズ量の初期補正マップ、及び一の前記領域のみに前記ＥＵＶ光が照射されている場合に前記一の領域に照射されるフレアに基づいて、露光結果を推定する推定工程と、前記露光結果の良否を判定する判定工程と、前記露光結果が不良であった場合に前記初期補正マップを修正する第１修正工程と、前記露光結果が良好になった後、少なくとも前記一の領域に隣接する領域に前記ＥＵＶ光が照射されている場合に前記一の領域に照射されるフレアに基づいて、前記初期補正マップを修正する第２修正工程と、を備える。そして、前記露光結果が良好になるまで、前記第１修正工程、前記推定工程、及び前記判定工程を繰り返す。

実施形態に係る露光方法は、ドーズ量の補正マップに基づいて、ドーズ量を補正してＥＵＶ光を照射する露光方法である。前記補正マップを、前記補正マップの作成方法によって作成する。

実施形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を露光する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記半導体基板に対して処理を施す工程と、を備える。そして、前記レジスト膜を露光する工程は、前記露光方法によって行う。

第１の実施形態において使用する露光装置を例示する図である。第１の実施形態において使用する半導体基板を例示する図である。第１の実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法を例示するフローチャート図である。第２の実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法を例示するフローチャート図である。（ａ）は、第２の実施形態における領域の分類方法を例示する図であり、（ｂ）は、横軸に半導体基板上の位置をとり、縦軸にフレアの強度をとって、フレアの分布を例示するグラフ図であり、（ｃ）は、各グループに属する領域について隣接領域の配置を例示する図である。（ａ）は、自己ショットのフレアを例示する平面図であり、（ｂ）は、自己ショット及び隣接ショットのフレアの重ね合わせを例示する平面図である。第２の実施形態の変形例における領域の分類方法、及び、各グループに属する領域について隣接領域の配置を例示する図である。第３の実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法を例示するフローチャート図である。横軸に位置をとり、縦軸にフレアの強度をとって、フレア分布関数を例示するグラフ図である。（ａ）〜（ｅ）は、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態において使用する露光装置を例示する図である。
図２は、本実施形態において使用する半導体基板を例示する図である。
本実施形態は、ＥＵＶ光を用いた露光において使用するドーズ量の補正マップの作成方法、及びこの補正マップを用いた露光方法についての実施形態であり、特に、自己ショットのフレアを考慮した場合の実施形態である。

先ず、本実施形態に係る露光方法において用いる露光装置について説明する。
図１に示すように、露光装置１００には、ＥＵＶ光Ｅを出射するＥＵＶ光源装置１０１及びＥＵＶ光Ｅを反射するミラー１０２が設けられている。なお、露光装置１００の光学系には、他の光学要素が設けられていてもよい。そして、ＥＵＶ光源装置１０１から出力されたＥＵＶ光Ｅをミラー１０２に向けて反射する位置に、ＥＵＶマスク１０３を配置する。ＥＵＶマスク１０３には所定のパターンが形成されており、ＥＵＶ光を選択的に反射する。また、ミラー１０２によって反射されたＥＵＶ光Ｅが照射される位置に、半導体基板１０４を配置する。半導体基板１０４は、例えば、シリコンウェーハ自体であってもよく、シリコンウェーハ上に絶縁膜が形成されたものでもよく、シリコンウェーハ上に導電膜が形成されたものでもよい。半導体基板１０４上には、露光対象となるレジスト膜１０５が形成されている。レジスト膜１０５は、ＥＵＶ光が照射されると感光する膜である。

図２に示すように、半導体基板１０４には複数の領域Ｒが設定されている。１つの領域Ｒからは、１個又は複数個の半導体装置が製造される。例えば、半導体基板１０４全体の形状は円板状であり、各領域Ｒの形状は矩形である。なるべく多くの領域Ｒが半導体基板１０４に設定されるように、領域Ｒは碁盤目状に配列されている。そして、露光装置１００の光学系に対する半導体基板１０４の相対的な位置を変化させつつ、ＥＵＶ光を照射することにより、複数の領域Ｒに対してＥＵＶ光を順次照射する。以下、ある領域Ｒから見て、その領域Ｒ自体に対するＥＵＶ光の照射を「自己ショット」といい、他の領域Ｒに対するＥＵＶ光の照射を「他領域ショット」という。

露光を行う際には、ＥＵＶ光源装置１０１がＥＵＶ光Ｅを出射する。このＥＵＶ光Ｅは、ＥＵＶマスク１０３によって選択的に反射され、ミラー１０２によって反射されて、レジスト膜１０５に到達する。これにより、レジスト膜１０５がＥＵＶ光Ｅによって選択的に感光される。ここで、ＥＵＶ光源装置１０１から出射されたＥＵＶ光ＥがＥＵＶマスク１０３に至る光路に、ＥＵＶ光Ｅのドーズ量（光量）の分布を補正するドーズ補正機構１０６が配置されている。

露光装置１００においては、ＥＵＶ光源装置１０１から出射されるＥＵＶ光Ｅのドーズ量の不均一性、ＥＵＶマスク１０３のパターン密度の偏り、及び光学系の収差等により、レジスト膜１０５の露光にバラツキが生じる。また、露光装置１００の光学系内をＥＵＶ光Ｅが伝播することにより、フレア（散乱光）Ｆが発生する。これによっても、レジスト膜１０５の露光にバラツキが生じる。

そこで、本実施形態においては、ドーズ量の補正マップ１５０を作成し、露光装置１００は、ドーズ量の補正マップ１５０に基づいて、ＥＵＶマスク１０３上におけるＥＵＶ光Ｅのドーズ量を補正した上で、露光する。すなわち、露光装置１００のドーズ補正機構１０６が有するスリットの形状を変化させること等により、ＥＵＶマスク１０３に入射するＥＵＶ光Ｅに所望の分布を持たせておく。これにより、上述のバラツキを相殺し、所望のパターンの寸法が形成されるように、レジスト膜１０５を露光することができる。

次に、本実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法について説明する。
図３は、本実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法を例示するフローチャート図である。
図３においては、実施する工程を実線の枠で示し、工程を実施する際に参照するデータ及び工程を実施することにより作成されるデータを破線の枠で示し、工程の内容に不可避的に影響を及ぼす要因を一点鎖線の枠で示す。後述する他のフローチャート図においても同様である。
以下に説明するドーズ量の補正マップは、露光装置１００とＥＵＶマスク１０３との組み合わせが変わる度に作成する。

前提条件として、ＥＵＶマスク１０３のマスクパターンデータ１５１が存在するものとする。また、露光装置１００において、ＥＵＶ光源装置１０１が出射するＥＵＶ光Ｅのドーズ量が、レジスト膜１０５に形成されるパターンの短寸法に及ぼす影響は、予め知見されているものとする。「短寸法」（Critical Dimension：ＣＤ）とは、形成しようとするパターンにおける最も短いパターンの寸法であり、例えば、露光装置１００の性能の限界まで微細化したパターンの寸法である。短寸法のパターンは領域Ｒ内の多数の位置に形成される。

先ず、図３のステップＳ１に示すように、寸法マップ１５２を作成する。寸法マップ１５２とは、領域Ｒ内における短寸法の分布を示すデータである。具体的には、実際に半導体基板１０４の１つの領域Ｒに対して露光を行い、現像し、レジスト膜１０５にレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンの短寸法を測定し、その測定結果を、領域Ｒ内における位置と関連付けて記録する。ＥＵＶマスク１０３においては、短寸法が均一になるようにパターンが形成されていても、ＥＵＶ光源装置１０１から出射されるＥＵＶ光Ｅのドーズ量の不均一性、ＥＵＶマスク１０３のパターンの偏り、及び露光装置１００の光学系の収差等に起因した露光のバラツキにより、レジスト膜１０５に形成されるレジストパターンの短寸法には、位置に依存した変動が生じる。なお、寸法マップ１５２は、ＥＵＶマスク１０３に形成されたパターンを測定し、その測定結果に基づいてレジストパターンの短寸法を推定することにより、作成してもよい。

次に、ステップＳ２に示すように、寸法マップ１５２に記録された短寸法のバラツキを補正し、レジスト膜１０５に形成されるレジストパターンの短寸法が目標値と一致するように、ドーズ量の初期補正マップ１５３を作成する。このとき、フレアの影響は考慮しない。また、ドーズ量を補正することにより、フレアも変動し、このフレアの変動によって露光結果が更に変動するが、ステップＳ２においては、このようなドーズ量の補正に起因したフレアの変動も考慮しない。

次に、ステップＳ３に示すように、ステップＳ２において作成したドーズ量の初期補正マップ１５３及びＥＵＶマスク１０３のマスクパターンデータ１５１を参照することにより、ドーズ量の初期補正マップ１５３を適用してＥＵＶマスク１０３にＥＵＶ光Ｅを照射した場合に、レジスト膜１０５の位置に結像されるＥＵＶマスク１０３の空間像を演算により作成する。このとき、自己ショットのフレアの影響を考慮して、空間像を作成する。すなわち、ある領域ＲにＥＵＶ光Ｅが照射されている場合に、この領域Ｒに照射されるフレアＦの影響を考慮する。

一般に、フレア分布は、下記数式１によって算出することができる。下記数式１において、（ｘ，ｙ）は空間座標であり、Ｆ（ｘ，ｙ）はフレアの強度を示すフレア分布関数である。また、Ｍ（ｘ，ｙ）はＥＵＶマスク１０３に形成されたパターンの密度関数であり、ＥＵＶマスク１０３に固有の関数である。更に、ｐ（ｘ，ｙ）は露光装置１００の光学系において発生するフレアの点拡がり関数（ＰＳＦ：Point Spread Function）であり、露光装置１００に固有の関数である。従って、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）は、露光装置１００とＥＵＶマスク１０３の組み合わせによって決定される。

次に、ステップＳ４に示すように、ステップＳ３において作成された空間像に基づいて、露光及び現像のシミュレーションを行い、レジスト膜１０５に形成されるパターン（レジストパターン）を推定する。これにより、露光結果を推定する。

次に、ステップＳ５に示すように、ステップＳ４において推定されたレジストパターンの短寸法が許容範囲内にあるか否かを評価することにより、露光結果の良否を判定する。例えば、レジストパターンの各部の短寸法を推定し、その推定値と目標値との差を算出し、その差が全て基準値未満であれば、露光結果が良好（ＯＫ）であると判定する。一方、短寸法の推定値と目標値との差が基準値以上となる部分があれば、露光結果が不良（ＮＧ）であると判定する。

そして、露光結果が不良である場合には、ステップＳ６に進み、形成されるレジストパターンの短寸法が許容範囲内に収まるように、ドーズ量の初期補正マップ１５３を修正する。この修正には、ステップＳ３において考慮した自己ショットのフレアの影響が反映される。但し、本ステップにおけるドーズ量の修正に伴い、更にフレアが変動し、レジストパターンの各部の短寸法も更に変動するが、この変動までは考慮しない。従って、修正後の初期補正マップ１５３に基づいても、レジストパターンの短寸法が目標値に一致するとは限らない。

ステップＳ６を実行後、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３に示す空間像の作成、ステップＳ４に示すレジストパターンの推定、及び、ステップＳ５に示す露光結果の良否判定を再度実施する。そして、ステップＳ５に示す工程において、露光結果が不良であった場合には、再びステップＳ６に進み、ステップＳ６、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５からなるループを繰り返す。一方、ステップＳ５に示す工程において、露光結果が良好であった場合には、補正マップの作成工程を終了し、この時点における初期補正マップ１５３を、ドーズ量の補正マップ１５０（図１参照）とする。

次に、本実施形態の効果について説明する。
上述の如く、本実施形態においては、露光結果が良好になるまで、ステップＳ６に示すドーズ量の初期補正マップの修正、ステップＳ３に示す空間像の作成、ステップＳ４に示すレジストパターンの推定、及び、ステップＳ５に示す露光結果の良否判定を繰り返す。これにより、ドーズ量の補正マップの修正と、その修正に起因するフレアの変動を反映させた露光結果の推定とを繰り返し、初期補正マップを理想的なマップに漸近させていく。この結果、自己ショットのフレアの影響が十分に反映されたドーズ量の補正マップを作成することができる。

なお、波長が１９３ｎｍであるＡｒＦ線を用いて露光を行う場合は、フレアの影響が小さいため、フレアの影響を考慮してドーズ量の補正マップを作成する必要はない。従って、通常は、図３に示すステップＳ２において作成した初期補正マップ１５３を、そのままドーズ量の補正マップ１５０として用いて、露光を行うことができる。これに対して、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶ線を用いて露光を行う場合は、フレアの影響が大きい。具体的には、ＥＵＶ光を用いたときのフレアはＡｒＦ光を用いたときのフレアと比較して、強度が１００倍程度、拡がりが１０００倍程度となる。このため、ステップＳ２において作成した初期補正マップでは、露光のバラツキを十分に補正することができない。従って、本実施形態においては、上述のステップＳ３〜Ｓ６に示す工程を実施することにより、フレアの影響を十分に補正できる補正マップ１５０を作成する。これにより、バラツキが小さいＥＵＶ露光を行うことができる。

次に、第２の実施形態について説明する。
図４は、本実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法を例示するフローチャート図である。
図５（ａ）は、本実施形態における領域の分類方法を例示する図であり、（ｂ）は、横軸に半導体基板上の位置をとり、縦軸にフレアの強度をとって、フレアの分布を例示するグラフ図であり、（ｃ）は、各グループに属する領域について隣接領域の配置を例示する図である。
図６（ａ）は、自己ショットのフレアを例示する平面図であり、（ｂ）は、自己ショット及び隣接ショットのフレアの重ね合わせを例示する平面図である。
本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る方法によって自己ショットのフレアを考慮した初期補正マップを作成した後、他領域ショットのフレアを考慮して初期補正マップを更に修正する実施形態である。
本実施形態においては、前述の第１の実施形態と同じ露光装置１００（図１参照）を使用する。

先ず、図４のステップＳ１１に示すように、自己ショットのフレアを考慮して、ドーズ量の初期補正マップを作成する。ステップＳ１１においては、前述の第１の実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法、すなわち、図３に示す方法を実施する。具体的には、ステップＳ１〜Ｓ４を実行した後、ステップＳ５に示す工程において露光結果が良好と判定されるまで、ステップＳ６、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５を繰り返し実施し、露光結果が良好と判定されたら、ステップＳ１２に進む。これにより、図６（ａ）に示すように、自己ショットによるフレアＦを考慮して、初期補正マップを作成することができる。なお、この段階では、ドーズ量の初期補正マップ１５３を補正マップ１５０（図１参照）とはしない。

次に、図４のステップＳ１２に示すように、他領域ショットのフレアを考慮して、ドーズ量の初期補正マップ１５３を修正する。すなわち、着目する一の領域Ｒ（以下、「対象領域」という）から見て、他の領域ＲにＥＵＶ光Ｅが照射されている場合に、対象領域に照射されるフレアＦに基づいて、初期補正マップ１５３を修正する。本実施形態においては、ＥＵＶ光Ｅが照射される「他の領域」として、対象領域Ｒ_０に隣接している領域Ｒ_１、すなわち、対象領域Ｒ_０との間で一辺を共有する領域Ｒ_１（以下、「隣接領域」という）を考慮する。

図５（ａ）に示すように、任意の領域Ｒを対象領域としたときに、この対象領域に隣接する隣接領域の個数は、２個〜４個である。そして、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、対象領域Ｒ_０に照射される他領域ショットのフレアは、各隣接領域Ｒ_１にＥＵＶ光が照射されたときのフレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）を、全ての隣接領域Ｒ_１について重ね合わせたもので近似できる。

図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、半導体基板１０４に設定された全ての領域Ｒは、隣接領域Ｒ_１の個数及び位置により、９種類のグループに分類することができる。図５（ａ）〜（ｃ）においては、各グループに属する領域Ｒに、「Ｎ」及び「１」〜「８」の符号を付して示している。例えば、グループ「Ｎ」に属する領域Ｒについては、隣接領域Ｒ_１が４個あり、領域Ｒの４辺にそれぞれ接している。グループ「Ｎ」に属する領域Ｒが対象領域Ｒ_０となるときは、４個の隣接領域Ｒ_１にそれぞれＥＵＶ光が照射されたときに照射されるフレアの合計を、他領域ショットのフレアとする。また、グループ「１」、「３」、「５」及び「７」に属する領域Ｒについては、隣接領域Ｒ_１が２個であり、領域Ｒにおける隣り合う２辺に接している。更に、グループ「２」、「４」、「６」及び「８」に属する領域Ｒについては、隣接領域Ｒ_１が３個である。

例えば、グループ「４」に属する領域Ｒとグループ「８」に属する領域Ｒとを比較すると、隣接領域Ｒ_１の配置が線対称となっている。しかし、上記数式１に示すように、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）はｘ又はｙに関して対称であるとは限らないため、一般に、グループ「４」に属する領域Ｒが受けるフレアと、グループ「８」に属する領域Ｒが受けるフレアとは、相互に異なっている。従って、グループ「４」とグループ「８」とは、区別することが好ましい。グループ「２」とグループ「６」についても同様であり、グループ「１」、「３」、「５」及び「７」についても同様である。一方、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）は、全ての領域Ｒについて同一であるため、同じグループに属する領域Ｒについては、同じ分布のフレアが照射されると考えることができ、グループ内において領域Ｒ同士を区別する必要はない。従って、対象領域Ｒ_０がどのグループに属するかを判定し、そのグループに応じて、ドーズ量の初期補正マップを修正すればよい。これにより、図６（ｂ）に示すように、自己ショット及び隣接ショットによって発生したフレアを考慮して、ドーズ量の初期補正マップを作成することができる。

図４のステップＳ１２において修正された初期補正マップ１５３を、ドーズ量の補正マップ１５０とする。そして、図１に示す方法により、ドーズ量の補正マップ１５０に基づいて、ドーズ量を補正してＥＵＶ光を照射することにより、レジスト膜１０５を露光する。

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、自己ショットのフレアに加えて、隣接ショットのフレアも考慮してドーズ量の補正マップを作成することができる。この結果、より精度が高い露光が可能となる。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。

次に、第２の実施形態の変形例について説明する。
図７は、本変形例における領域の分類方法、及び、各グループに属する領域について隣接領域の配置を例示する図である。

前述の第２の実施形態においては、ＥＵＶ光が照射されたときに対象領域にフレアを照射する「他の領域」として、対象領域に隣接した隣接領域のみを考慮したが、本変形例においては、他の領域として、隣接領域及び斜め領域の双方を考慮する。「斜め領域」とは、対象領域から見て斜め位置に配置された領域であり、対象領域との間で１つの角を共有する領域をいう。

図７に示すように、対象領域Ｒ_０に対する他の領域として、隣接領域Ｒ_１及び斜め領域Ｒ_２を考慮すると、領域Ｒは、他の領域の個数及び位置により、３７種類のグループに分類することができる。より詳細には、他の領域が８個である場合、すなわち、周囲を全て他の領域で囲まれる場合が１種類あり、他の領域が７個である場合が４種類あり、他の領域が６個〜３個である場合がそれぞれ８種類ある。本変形例においては、対象領域Ｒ_０がこれらの３７種類のグループのいずれに属するかを判定し、そのグループに応じて、ドーズ量の初期補正マップを修正する。これにより、斜め領域から照射されるフレアの影響も考慮して、より高精度なドーズ量の補正マップを作成することができる。本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述の第２の実施形態と同様である。

なお、「他の領域」には、対象領域Ｒ_０から見て２つ以上先の領域Ｒ、すなわち、間に１つ以上の領域Ｒを挟む位置に配置された領域Ｒを含めてもよい。例えば、演算能力に十分な余裕があれば、半導体基板１０４に設定される領域Ｒのうち、対象領域Ｒ_０を除く全ての領域Ｒを、「他の領域」に含めてもよい。

次に、第３の実施形態について説明する。
図８は、本実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法を例示するフローチャート図である。
図９は、横軸に位置をとり、縦軸にフレアの強度をとって、フレア分布関数を例示するグラフ図である。
本実施形態は、前述の第１の実施形態に係るドーズ量の補正マップの作成方法において、自己ショット及び他領域ショットを考慮して初期補正マップを作成する実施形態である。
本実施形態においても、前述の第１の実施形態と同じ露光装置１００（図１参照）を使用する。

図８に示すように、本実施形態に係る補正マップの作成方法は、前述の第１の実施形態に係る補正マップの作成方法（図３参照）と比較して、ステップＳ３（図３参照）の替わりに、ステップＳ１３が設けられている点が異なっている。ステップＳ１３においては、自己ショットのフレアに加えて他領域ショットのフレアも考慮して、ＥＵＶマスク１０３（図１参照）の空間像を作成する。

図９に示すように、１つの領域ＲにＥＵＶ光を照射した場合に発生するフレアＦは、ＥＵＶ光を照射した領域だけでなく、近傍に配置された他の領域Ｒにも照射される。また、上述の如く、ある位置（ｘ，ｙ）におけるフレアの強度は、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）に従う。そこで、自己ショットのフレアを算出する場合には、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）のうち、ＥＵＶ光が照射される領域Ｒに相当する部分を用いる。一方、他領域ショットのフレアを算出する場合には、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）のうち、他の領域に相当する部分を用いる。例えば、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）における隣接領域に相当する部分を用いれば、隣接ショットのフレアを算出することができる。そして、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）のうち、ＥＵＶ光が照射される領域Ｒに相当する部分に、隣接領域に相当する部分を領域Ｒの幅に相当する距離だけシフトさせて重ね合わせることにより、自己ショットのフレア及び隣接ショットのフレアの合計のフレア分布を算出することができる。

このように、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）の畳み込みを行うことにより、自己ショットのフレア及び他領域ショットのフレアの双方を考慮して、空間像を作成することができる。このとき、フレア分布関数Ｆ（ｘ，ｙ）における重ね合わせる部分の組み合わせは、図５（ｃ）又は図７に示すグループ分けにより、決定することができる。すなわち、隣接領域のフレアのみを考慮する場合には、図５（ｃ）に示すように、対象領域を９種類のグループに分類すればよい。また、隣接領域及び斜め領域のフレアを考慮する場合には、図７に示すように、対象領域を３７種類のグループに分類すればよい。

そして、本実施形態においては、上述のステップＳ１３に示す工程を、前述の第１の実施形態と同様に、露光結果を推定し（ステップＳ１３及びＳ４）、露光結果の良否を判定し（ステップＳ５）、ドーズ量の初期補正マップを修正する（ステップＳ６）ループに組み込み、ステップＳ５において露光結果が良好と判断されるまで、繰り返し実行する。そして、ステップＳ５において露光結果が良好と判断された段階で、工程を終了し、ドーズ量の初期補正マップ１５３を補正マップ１５０（図１参照）とする。これにより、自己ショットのフレア及び他領域ショットのフレアの双方を反映させたドーズ量の補正マップを作成することができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、ドーズ量の初期補正マップを修正し、露光結果を推定し、露光結果の良否を判定するループの内部に、他領域ショットのフレアの計算を組み込んでいる。これにより、前述の第２の実施形態と比較して、他領域ショットのフレアの影響を、より効果的に補正マップに反映させることができる。一方、前述の第２の実施形態によれば、１ループ当たりの計算量を低減できるため、より効率的に補正マップを作成することができる。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述の第２の実施形態と同様である。

次に、第４の実施形態について説明する。
図１０（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
本実施形態は、前述の各実施形態及びその変形例のいずれかに係る露光方法により、半導体装置を製造する実施形態である。

先ず、図１０（ａ）に示すように、半導体基板１０４を用意する。半導体基板１０４の構成は特に限定されず、シリコンウェーハ自体でもよく、シリコンウェーハ上に絶縁膜が形成されたものでもよく、シリコンウェーハ上に導電膜が形成されたものでもよい。
次に、図１０（ｂ）に示すように、半導体基板１０４上にレジスト膜１０５を形成する。レジスト膜１０５は、ＥＵＶ光が照射されると感光する材料によって形成する。

次に、図１０（ｃ）に示すように、レジスト膜１０５に対してＥＵＶ光Ｅを照射して、レジスト膜１０５を露光する。この露光は、前述の第１の実施形態、第２の実施形態、第２の実施形態の変形例、又は第３の実施形態において説明した方法によって行う。すなわち、ドーズ量の補正マップ１５０（図１参照）に基づいて、フレアの影響を低減するようにドーズ量を補正してＥＵＶ光を照射することにより、レジスト膜１０５を露光する。
次に、図１０（ｄ）に示すように、露光後のレジスト膜１０５を現像することにより、レジスト膜１０５を選択的に除去し、レジストパターン１０５ａを形成する。

次に、図１０（ｅ）に示すように、レジストパターン１０５ａをマスクとして、半導体基板１０４に対して処理を施す。処理の内容は特に限定されない。例えば、半導体基板１０４がシリコンウェーハ自体である場合は、レジストパターン１０５ａをマスクとしてエッチングを施すことにより、シリコンウェーハにトレンチを形成してもよく、レジストパターン１０５ａをマスクとして不純物をイオン注入することにより、不純物拡散領域を形成してもよい。また、半導体基板１０４がシリコンウェーハ上に絶縁膜が形成されたものである場合には、レジストパターン１０５ａをマスクとしてエッチングを施すことにより、絶縁膜にトレンチ又はホールを形成してもよい。更に、半導体基板１０４がシリコンウェーハ上に導電膜が形成されたものである場合には、レジストパターン１０５ａをマスクとしてエッチングを施すことにより、導電膜を配線状に加工してもよい。このような処理を経て、半導体装置が製造される。

本実施形態によれば、ＥＵＶ光を利用し、フレアの影響を低減して露光を行うことにより、レジスト膜１０５を高精度に露光することができる。これにより、微細なレジストパターン１０５ａを形成し、微細な加工を行うことができる。例えば、配線の幅を精度よく制御しつつ、配線の幅及び間隔を微細化することができる。この結果、集積度が高い半導体装置を製造することができる。

以上説明した実施形態によれば、フレアの影響を低減できるドーズ量の補正マップの作成方法、露光方法及び半導体装置の製造方法を実現することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態及びその変形例は、相互に組み合わせて実施することができる。

１００：露光装置、１０１：ＥＵＶ光源装置、１０２：ミラー、１０３：ＥＵＶマスク、１０４：半導体基板、１０５：レジスト膜、１０５ａ：レジストパターン、１０６：ドーズ補正機構、１５０：補正マップ、１５１：マスクパターンデータ、１５２：寸法マップ、１５３：初期補正マップ、Ｅ：ＥＵＶ光、Ｆ：フレア、Ｒ：領域、Ｒ_０：対象領域、Ｒ_１：隣接領域、Ｒ_２：斜め領域

Claims

複数の矩形の領域に対してＥＵＶ光を順次照射するＥＵＶ露光で用いる前記ＥＵＶ光のドーズ量の補正マップの作成方法であって、
ドーズ量の初期補正マップ、及び一の前記領域のみに前記ＥＵＶ光が照射されている場合に前記一の領域に照射されるフレアに基づいて、露光結果を推定する推定工程と、
前記露光結果の良否を判定する判定工程と、
前記露光結果が不良であった場合に前記初期補正マップを修正する第１修正工程と、
前記露光結果が良好になった後、少なくとも前記一の領域に隣接する領域に前記ＥＵＶ光が照射されている場合に前記一の領域に照射されるフレアに基づいて、前記初期補正マップを修正する第２修正工程と、
を備え、
前記露光結果が良好になるまで、前記第１修正工程、前記推定工程、及び前記判定工程を繰り返すドーズ量の補正マップの作成方法。
ドーズ量の補正マップに基づいて、ドーズ量を補正してＥＵＶ光を照射する露光方法であって、
前記補正マップを、請求項１記載の方法によって作成する露光方法。
半導体基板上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜を露光する工程と、
前記レジスト膜を現像することにより、レジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記半導体基板に対して処理を施す工程と、
を備え、
前記レジスト膜を露光する工程は、請求項２に記載の露光方法によって行う半導体装置の製造方法。