KR20040007208A - 노광 조건 결정 시스템 - Google Patents

노광 조건 결정 시스템 Download PDF

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KR20040007208A
KR20040007208A KR1020020080203A KR20020080203A KR20040007208A KR 20040007208 A KR20040007208 A KR 20040007208A KR 1020020080203 A KR1020020080203 A KR 1020020080203A KR 20020080203 A KR20020080203 A KR 20020080203A KR 20040007208 A KR20040007208 A KR 20040007208A
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나까에아끼히로
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

번잡한 노광 조건의 확인 작업을 필요로 하지 않고, 노광기마다의 개체차에 따른 노광 조건을 얻는다. 노광 조건 결정 시스템(100)이 갖는 데이터베이스(10)에는 과거에 행한 노광 공정에 관한 정보가 축적되어 있고, 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14)가 포함되어 있다. 노광 조건 결정부(15)는 데이터베이스(10)로부터 추출한 각종 정보 및 신규 마스크 정보(20)에 기초하여, 노광 조건 결정 프로그램에 의해 신규 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하고, 그 결과인 신규 마스크의 노광 조건(21)을 출력한다. 시뮬레이션부(16)는 데이터베이스(10)로부터 추출한 각종 정보나 신규 마스크 정보(20)에 기초한 광학 시뮬레이션이나 현상 시뮬레이션을 행한다. 시뮬레이션부(16)에 의한 시뮬레이션 결과는 노광 조건 결정부(15)에 있어서 신규 마스크의 노광 조건(21)의 결정 시에 이용된다.

Description

노광 조건 결정 시스템{EXPOSURE CONDITION DETERMINATION SYSTEM}
본 발명은 포토리소그래피 기술에 관한 것으로, 특히 노광 공정에서의 노광 조건을 결정하기 위한 기술에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 장치의 제조의 포토리소그래피 기술의 노광 공정에 있어서는, 소정의 패턴이 그려진 마스크가 사용된다. 도 8은 신규로 작성한 마스크 및 리피트 마스크(이하, 「신규 마스크」라 함)가 실제로 로트의 제조에 사용되기까지의 종래의 공정을 나타내는 흐름도이다. 종래, 신규 마스크가 작성된 경우, 그 때마다 해당 신규 마스크를 이용할 때의 노광 조건(최적 노광량 및 포커스 오프셋)을 결정할 목적으로, 실제로 노광기를 이용한 테스트 노광이 행해지고 있었다.
상기 테스트 노광은, 실제로 노광기를 이용하여 노광을 행하는 인위적인 작업으로, 번거롭다. 또한 각 노광기 사이에는 수차 등의 개체차가 있기 때문에, 신규 마스크를 사용하는 노광기에 따라 노광 조건의 체크 포인트가 달라서, 그 작업은 더 번잡하게 되어 있었다. 그 때문에, 작성한 마스크를 실제로 로트의 제조에이용하기까지는 많은 노동력과 시간을 요하는 결과로 되어 있었다.
본 발명은 이상과 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 번잡한 노광 조건의 확인 작업을 필요로 하지 않고, 노광기마다의 개체차에 따른 노광 조건을 얻는 것이 가능한 노광 조건 산출 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 노광 조건 설정 시스템의 구성을 도시하는 개략도.
도 2는 데이터베이스에 축적시키는 정보의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 고립 패턴과 밀집 패턴의 일례를 도시하는 도면.
도 4는 실시예 1에서의 노광 조건 결정 시스템의 동작을 설명하는 흐름도.
도 5는 CD-Focus 특성 곡선 및 CD-Exp 특성 곡선의 일례를 도시하는 도면.
도 6은 실시예 2에서의 노광 조건 결정 시스템의 동작을 도시하는 흐름도.
도 7은 실시예 3에서의 노광 조건 결정 시스템의 동작을 도시하는 흐름도.
도 8은 신규 마스크가 로트의 제조에 사용되기까지의 종래의 공정을 설명하는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 데이터베이스
11 : 마스크 정보
12 : 노광기 정보
13 : 레지스트 프로세스 정보
14 : 노광 조건 정보
15 : 노광 조건 결정 프로그램
16 : 시뮬레이션부
20 : 신규 마스크 정보
21 : 신규 마스크의 노광 조건
100 : 노광 조건 결정 시스템
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템은, 과거의 노광에 관한 제1 정보를 축적한 데이터베이스와, 신규로 작성된 마스크를 이용하는 노광에 관한 제2 정보 및 상기 데이터베이스에 축적된 상기 제1 정보에 기초하여, 상기 신규로 작성된 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하는 노광 조건 결정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 상기 제1 정보는 상기 과거의 노광에 사용된 마스크의 특성에 관한 제1 마스크 정보와, 상기 과거의 노광에 사용된 레지스트 프로세스의 특성에 관한 제1 레지스트 프로세스 정보와, 상기 과거의 노광에 사용된 노광 조건에 관한 노광 조건 정보와, 노광기의 특성에 관한 제1 노광기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 상기 제2 정보는, 상기 신규로 작성된 마스크의 특성에 관한 제2 마스크 정보와, 상기 신규로 작성된 마스크를 이용하는 노광에서 사용할 예정의 노광기를 나타내는 제2 노광기 정보와, 상기 신규로 작성된 마스크를 이용하는 노광에서 사용할 예정의 레지스트 프로세스를 나타내는 제2 레지스트 프로세스 정보와, 상기 신규로 작성된 마스크를 이용하는 노광에서 사용할 예정의 광학 조건을 나타내는 광학 조건 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 상기 노광 조건 결정부는 상기 제1 마스크 정보, 상기 노광 조건 정보 및 상기 제2의 마스크 정보에 기초하여, 상기 신규로 작성된 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 상기 제1 및 제2 마스크 정보, 상기 제1 및 제2 노광기 정보, 상기 노광 정보 및 상기 광학 정보에 기초하는 광학 시뮬레이션을 행하는 광학 시뮬레이션부를 더 구비하고, 상기 노광 조건 결정부는 상기 광학 시뮬레이션의 결과에 기초하여 상기 신규로 작성된 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 상기 제1 및 제2 마스크 정보, 상기 제1 및 제2 노광기 정보, 상기 제1 및 제2 레지스트 프로세스 정보, 상기 노광 정보 및 상기 광학 정보에 기초하는 현상 시뮬레이션을 행하는 시뮬레이션부를 더 구비하고, 상기 노광 조건 결정부는 상기 현상 시뮬레이션의 결과에 기초하여 상기 신규로 작성된 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 상기 제1 및 제2 정보에 포함되는 소정의 정보는, 노광의 쇼트 내의 복수의 위치에서의 데이터로 구성되어 있고, 상기 노광 조건 결정부는 상기 소정의 정보의 값으로서, 상기 복수의 위치에서의 데이터의 평균값을 채용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 상기 제1 및 제2 정보에 포함되는 소정의 정보는 노광의 쇼트 내의 복수의 위치에서의 데이터로 구성되어 있고, 상기 노광 조건 결정부는 상기 소정의 정보의 값으로서, 상기 복수의 위치에서의 데이터 중 상기 쇼트 내에서 노광량 및 포커스에 대한 마진이 다른 점보다도 작은 위치에서의 데이터의 값을 채용하는 것을 특징으로 한다.
<발명의 실시예>
<실시예1>
노광 조건은 마스크 단치수, 노광기의 광학 조건, 노광기의 렌즈 특성(수차), 레지스트 프로세스, 하지의 반사율이나 단차 등에 의해서 결정된다.
도 1은 본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 조건 결정 시스템(100)은 데이터베이스(10), 노광 조건 결정부(15), 시뮬레이션부(16)를 구비한다. 데이터베이스(10)에는 과거에 행한 노광 공정에 관한 정보가 축적되어 있고, 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14)가 포함되어 있다. 각 정보의 상세에 대해서는 후술한다.
노광 조건 결정 시스템(100)은 새롭게 작성된 신규 마스크에 관한 정보(신규 마스크 정보(20))가 입력됨으로써, 해당 신규 마스크에 적합한 노광 조건(신규 마스크의 노광 조건(21))을 산출하여 출력한다.
신규 마스크 정보(20)는 신규 마스크의 노광 조건을 결정하기 위해서 새롭게입력되는 정보로, 해당 신규 마스크의 마스크 단치수(CD: Critical Dimension), 위상차, 투과율, 마스크 형상 등, 신규 마스크의 특성에 관한 정보 외에, 신규 마스크에서의 노광에 사용할 예정의 노광기나 사용할 예정의 레지스트 프로세스 및 그 타깃 CD(노광 후의 레지스트의 완성 치수의 목표치), 사용할 예정의 광학 조건을 나타내는 정보 등이 포함된다. 광학 조건이란, 렌즈의 NA(개구수) 및 애퍼쳐(σ: 조명계의 NA와 렌즈 NA와의 비)의 정보이다.
노광 조건 결정부(15)는 데이터베이스(10)로부터 추출한 각종 정보 및 신규 마스크 정보(20)에 기초하여, 노광 조건 결정 프로그램에 의해 신규 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하고, 그 결과인 신규 마스크의 노광 조건(21)을 출력한다. 또한, 시뮬레이션부(16)는 노광 조건 결정부(15)의 지시에 기초하여, 데이터베이스(10)로부터 추출한 각종 정보나 신규 마스크 정보(20)에 기초를 둔 광학 시뮬레이션이나 현상 시뮬레이션을 행한다. 시뮬레이션부(16)에 의한 시뮬레이션 결과는 노광 조건 결정부(15)에 있어서 신규 마스크의 노광 조건(21)의 결정 시에 이용된다.
또, 설명의 편의 상, 도 1에서는 시뮬레이션부(16)와 노광 조건 결정부(15)는 따로따로 도시하였지만, 예를 들면 노광 조건 결정부(15)의 노광 조건 결정 프로그램을 광학 시뮬레이션이나 현상 시뮬레이션의 프로그램을 포함하도록 프로그래밍하고, 노광 조건 결정부(15) 자체가 이들의 시뮬레이션을 행하도록 구성해도 된다.
이하, 데이터베이스(10)가 갖는 각 정보에 대하여 설명한다. 마스크정보(11)는 과거에 작성된 마스크의 특성에 관한 정보이고, 마스크 단치수의 타깃치 및 실제의 마스크 단치수, 위상차, 투과율(하프톤 마스크 혹은 2치 마스크), 마스크 형상, 마스크의 타입(노멀 마스크 혹은 레벤슨 마스크) 등의 정보가 포함되어 있다.
노광기 정보(12)는 각 노광기마다의 파장, 렌즈의 수차 등의 정보이다. 즉, 노광기 정보(12)에는 각 노광기마다의 고유차에 관한 정보가 포함되어 있다. 렌즈의 수차의 정보(수차 정보)란, 노광기마다 고유의 렌즈 특성이고, 렌즈의 불균일 등에 의해 발생하는 렌즈 내의 광의 강도 및 포커스의 분포를 나타내는 것이다.
레지스트 프로세스 정보(13)는 과거의 노광에서 사용된 레지스트 프로세스의 특성에 관한 정보로서, 레지스트의 종류, 막 두께, 용해 파라미터, 굴절율, 투과율, Eth(개구 노광량) 등의 정보이다.
과거의 노광 조건 정보(14)에는 과거의 노광에서 실제로 사용된 노광 조건(즉, 과거의 노광에서의 최적의 노광 조건)에 관한 정보이다. 과거의 노광 조건 정보(14)에 포함되는 정보로서 구체적으로는, 예를 들면 과거의 노광에서의 마스크, 레지스트 프로세스, 노광기의 조합 및 그 때의 최적의 노광 조건, 및 그 노광 결과(예를 들면, 노광 후의 레지스트의 완성 치수), 또한 노광 조건 결정 시의 테스트 노광으로부터 얻어진 CD-Exp 특성 곡선 및 CD-Focus 특성 곡선(노광량의 변화, 포커스의 변화, 레지스트의 완성 치수의 변화와의 관계를 나타내는 곡선), 동일하게 테스트 노광으로부터 얻어진 마스크의 치수가 변동했을 때의 레지스트의 완성 치수의 변동 비율인 MEF(Mask Error Factor; MEF=ΔResistCD/ΔMaskCD) 등이 있다. 여기서, 노광 조건에는 광학 조건도 포함된다.
여기서, 데이터베이스(10)의 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14) 각각은 1회의 노광으로 조사되는 영역(쇼트) 내의 복수의 위치에서의 데이터로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 일반적으로, 노광기의 렌즈 수차나 텔레센트릭도의 영향에 의해 광 강도나 포커스는 쇼트 내의 위치에 따라 다르다. 그 때문에, 노광 조건의 결정은 쇼트 내의 1점만의 데이터를 사용하는 것만으로는 적절하게 행할 수 없다. 그래서, 쇼트 내에서의 광 강도나 포커스의 분포를 노광 조건에 반영할 수 있도록, 쇼트 내의 복수의 점에서의 데이터를 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13) 각각은 도 2에 도시한 바와 같은 쇼트(50) 내의 #01∼#05의 5점에 대한 데이터에 의해 구성하면 된다. 또, 쇼트 내의 5점에 대한 데이터로 하는 것은 일례에 지나지 않고, 보다 적정한 노광 조건의 결정을 행할 수 있도록, 더 많은 점에 대한 데이터에 의해 구성되는 것이어도 된다.
또, 쇼트 내의 복수의 점에서의 데이터에 의해 구성된 정보를, 노광 조건의 결정에 사용하는 경우, 그 값으로서는 복수의 점의 데이터의 평균값을 채용하면 된다. 그에 따라, 쇼트 내에서의 특정 개소에서의 노광 특성에 치우치지 않고 노광 조건을 결정할 수 있다.
혹은, 쇼트 내에서 노광량 및 포커스 편차에 대한 마진이 다른 점보다도 작은 점이 미리 나누어져 있는 경우에는 그 점의 데이터를 채용해도 된다. 그에 의해, 쇼트 내 전체로서의 공통 마진을 크게 취할 수 있다. 예를 들면, 라인 폭이다른 부분보다도 좁은 라인 패턴과 같은 미세한 레지스트 사이즈의 패턴을 형성하는 부분에 있어서, 해당 마진은 작아진다. 또한, 수차의 쇼트 내 분포와 마스크 단치수의 마스크 내 분포에 기초를 둔 광학 시뮬레이션을 행함으로써, 쇼트 내에서의 마진이 가장 작아지는 점을 산출할 수도 있다.
또한, 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14) 각각은 마스크 패턴에서의 도 3의 (a)와 같은 밀집 패턴과, 도 3의 (b)와 같은 고립 패턴과의 양방을 모니터하여 얻어진 데이터로 구성되는 것이 바람직하다. 그 이유로서, 첫째로, 마스크의 묘화 시의 특성에 의해 밀집 패턴과 고립 패턴에서는 타깃치로부터의 치수 편차의 정도나 마스크면 내에서의 치수 정밀도의 분포가 다른 경우가 있기 때문이다. 둘째로, 노광기의 수차의 영향도 밀집 패턴과 고립 패턴에서 서로 다른 경우가 있기 때문이다. 또한, 모니터하는 패턴에 대해서는 그 마스크로 사용되는 최소 패턴 사이즈의 것이 바람직하다.
이하, 본 실시예에 따른 노광 조건 결정 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 여기서는, 신규 마스크가 사용되는 환경은 과거에 행해진 노광의 환경과 동일하다고 가정한다. 즉, 노광기 및 레지스트 프로세스는 과거에 행해진 노광과 같은 것이 이용된다. 또한, 신규 마스크와 과거에 사용된 마스크는 투과율, 위상차, 패턴 피치 등의 마스크 조건은 같은 것으로 한다. 도 4는 그 경우의 노광 조건 결정 시스템의 동작을 도시하는 흐름도이다. 또, 이하의 설명에 있어서, 과거에 사용된 마스크를 마스크 A, 신규 마스크를 마스크 B로 칭한다.
우선, 사용자는 노광 조건 결정부(15)에 신규 마스크 정보(20)로서, 마스크B의 마스크 단치수를 입력한다(ST11). 노광 조건 결정부(15)는 데이터베이스(10)의 마스크 정보(11)로부터, 마스크 B와 마스크 단치수의 타깃치가 동일한 마스크 A의 마스크 단치수 및 해당 마스크 A가 사용된 때의 노광 조건(노광 조건 A)을 추출한다(ST12). 또한, 과거의 노광 조건 정보(14)로부터 마스크 A의 CD-Exp 특성 곡선, CD-Focus 특성 곡선 및 MEF를 추출한다. 이 때, 마스크 B와 타깃치가 동일한 마스크가 과거에 복수개 있는 경우(즉 마스크 A에 상당하는 것이 과거에 복수개 있는 경우), 이들의 정보의 값의 평균값을 취한 것을 채용한다.
노광 조건 결정부(15)는 마스크 A의 마스크 단치수의 타깃치로부터의 편차량(ΔCDA) 및 마스크 B의 마스크 단치수의 타깃치로부터의 편차량(ΔCDB)을 산출하고, 마스크 A와 마스크 B와의 마스크 단치수의 차 ΔCDB-A=ΔCDB-ΔCDA를 산출한다(ST13). 그리고, ΔCDB-A및 노광 조건 A, 마스크 A의 CD-Exp 특성 곡선 및 MEF 에 기초하여, 마스크 B의 노광 조건(노광 조건 B)을 결정한다(ST14).
이하, 단계 ST14에서의 노광 조건 B의 결정의 방법을 설명한다. CD-Exp 특성 곡선은 노광 조건의 하나인 포커스 오프셋의 설정치에 따라 다르기 때문에, 우선 노광 조건 결정부(15)는 CD-Focus 특성 곡선에 기초하여 최적의 포커스 오프셋을 결정한다. 도 5의 (a)는 과거의 노광 조건 정보(14)로부터 추출한 마스크 A의 CD-Focus 특성 곡선의 일례이다. 이 도 5의 (a)에서 알 수 있듯이, CD-Focus 특성 곡선은 노광량에 따라 다르다.
통상, 포커스의 편차에 기인하는 CD 변동이 적은 만큼 포커스 편차에 대한마진이 커져 안정된 노광 결과를 얻을 수 있기 때문에, 노광 조건 결정부(15)는 CD-Focus 특성 곡선의 기울기가 가장 작아지는 포커스 오프셋을 최적의 포커스 오프셋으로서 결정한다. 예를 들면, 도 5의 (a)의 예에서는, 포커스 오프셋=0.0(㎛)가 최적의 포커스 오프셋이다. 노광 조건 결정부(15)는 마스크 A의 CD-Exp 특성 곡선으로부터, 최적의 포커스 오프셋에 대응한 CD-Exp 특성 곡선을 추출한다.
도 5의 (b)는 과거의 노광 조건 정보(14)로부터 추출한 마스크 A의 CD-Exp 특성 곡선의 일례이다. CD-Exp 특성 곡선은 포커스 오프셋의 설정치에 따라 다르지만, 여기서는 설명을 간단하게 하기 위해, 최적의 포커스 오프셋에 대응한 CD-Exp 곡선만을 나타내고 있다. 도 5의 (b)는 포지티브형의 레지스트의 경우의 예이다. 포지티브형의 레지스트의 경우, 노광량(Exp)을 증가시킴에 따라 레지스트의 치수는 작아진다.
CD-Exp 곡선은 레지스트 프로세스, 광학 조건, 마스크 조건(마스크의 투과율, 위상차, 마스크 단치수, 패턴 피치 등)의 각각이 의존한 그래프이다. 본 실시예에 있어서는 마스크 A의 사용 환경과 마스크 B의 사용 환경은 레지스트 프로세스 및 광학 조건은 동일하며, 또한 마스크 A와 마스크 B에서 마스크 조건은 동일하기 때문에, 마스크 A의 CD-Exp 특성 곡선으로부터 마스크 B의 최적 노광량을 산출하는 것이 가능하다.
예를 들면, 마스크 A의 노광 조건의 최적 포커스 오프셋에서의 최적 노광량이 도 5에서의 ExpA라고 하면, 마스크 B의 최적 노광량 ExpB는 도 5에 도시한 바와같이 다음의 수학식 1에서 산출할 수 있다.
여기서, G는 CD-Exp 특성 곡선의 기울기를 나타내고 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 따르면, 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14)를 갖는 데이터베이스(10)를 구비하고, 노광 조건 결정부(15)가 이들의 정보를 이용하여 신규 마스크의 노광 조건을 결정하기 때문에, 번잡한 노광 조건의 확인 작업을 행하지 않고, 신규 마스크의 노광 조건을 얻을 수 있다.
또, 상기한 설명에 있어서는 마스크 A의 CD-Exp 특성 곡선, CD-Focus 특성 곡선 및 MEF는 과거의 노광 조건 정보(14)로부터 추출되는 것으로서 설명을 하였지만, CD-Exp 특성 곡선, CD-Focus 특성 곡선 및 MEF는, 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13)에 기초하는 광학 시뮬레이션에 의해서 이론적으로 산출한 것을 이용해도 된다.
또, 도 1에서 노광 결정 시스템(100)은 시뮬레이션부(16)를 갖는 구성으로서 도시하였다. 그러나, 상기 설명으로부터도 알 수 있는 바와 같이 본 실시예에 있어서는 시뮬레이션 수단(16)은 반드시 필요하지 않다. 즉, 노광 조건 결정 시스템(100)은 시뮬레이션 수단(16)을 갖지 않는 구성이어도 된다.
또한, 도 1에서 데이터베이스(10)는 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14)의 모두를 갖는 구성으로서도시하였다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, 노광 조건의 결정 때에 이들의 정보중 마스크 정보(11) 및 과거의 노광 조건 정보(14) 이외의 정보는 사용하지 않는다. 즉, 데이터베이스(10)는, 예를 들면 마스크 정보(11) 및 과거의 노광 조건 정보(14)만을 보유하는 구성이어도 된다.
<실시예 2>
본 실시예에 있어서는, 마스크 A의 사용 환경과 마스크 B의 사용 환경에서 레지스트 프로세스는 동일하지만 노광기가 다른 경우에 대해 설명한다. 도 6은 그 경우의 노광 조건 결정 시스템(100)의 동작을 도시하는 흐름도이다.
사용자는, 신규 마스크 정보로서, 노광 조건 결정부(15)에 노광 조건을 결정하려고 하는 마스크 B의 마스크 단치수, 사용할 예정의 노광기(노광기 B), 사용할 예정의 광학 조건(광학 조건 B), 타깃 CD를 입력한다(ST21). 노광 조건 결정부(15)는 데이터베이스(10)의 노광기 정보(12)로부터 노광기 B의 수차 정보(수차 정보 B)를 추출한다(ST22).
또한, 데이터베이스(10)의 마스크 정보(11)로부터 마스크 B와 마스크 단치수의 타깃치가 동일한 마스크 A의 마스크 단치수를, 노광기 정보(12)로부터 마스크 A가 사용된 노광기의 수차 정보(수차 정보 A)를, 노광 조건 정보(14)로부터 마스크 A가 사용된 노광 조건(노광 조건 A)을 각각 추출한다(ST23). 또, 노광 조건 A에는 최적 노광량 및 마스크 A가 사용된 광학 조건(광학 조건 A)의 정보가 포함된다.
노광 조건 결정부(15)는, 마스크 A의 마스크 단치수 및 광학 조건 A, 수차 정보 A를 시뮬레이션부(16)에 보낸다. 시뮬레이션부(16)는 이들에 기초하는 광학시뮬레이션을 행하고, 그 결과로서 얻어지는 광학상(광학상 A)을 노광 조건 결정부(15)에 출력한다. 노광 조건 결정부(15)는 광학상 A에서 타겟 CD에 상당하는 임계값(슬라이스치 A)을 산출한다(ST24).
계속해서, 노광 조건 결정부(15)는, 마스크 B의 단치수 및 광학 조건 B, 수차 정보 B를 시뮬레이션부(16)에 보낸다. 시뮬레이션부(16)는 이들에 기초하는 광학 시뮬레이션을 행하고, 그 결과로서 얻어지는 광학상(광학상 B)을 노광 조건 결정부(15)에 출력한다. 노광 조건 결정부(15)는, 광학상 B로부터 타깃 CD에 상당하는 임계값(슬라이스치 B)을 산출한다(ST25).
그리고, 노광 조건 결정부(15)는 슬라이스치 A 및 슬라이스치 B, 실제의 마스크 A에서의 노광량(노광 조건 A의 최적 노광량) ExpA로부터 마스크 B의 최적 노광량 ExpB를 산출한다(ST26). ExpB는 이하의 수학식 2에 의해 구해진다.
상기 식에 있어서, SlA는 슬라이스치 A, SlB는 슬라이스치 B이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 따르면, 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14)를 갖는 데이터베이스(10)를 구비하여, 노광 조건 결정부(15)가 이들의 정보를 이용하여 신규 마스크의 노광 조건을 결정하기 때문에, 번잡한 노광 조건의 확인 작업을 행하지 않고, 신규 마스크의 노광 조건을 얻을 수 있다. 또한, 노광조건의 결정 시에는, 노광기의 수차 정보에 기초하는 광학 시뮬레이션이 이용되기 때문에, 노광기마다의 개체차에 따른 노광 조건을 얻을 수 있다.
또한, 도 1에서 데이터베이스(10)는 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14)의 모두를 갖는 구성으로서 도시하였다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, 노광 조건의 결정 때에 이들의 정보 중 레지스트 프로세스 정보(13)는 사용하지 않는다. 즉, 데이터베이스(10)는, 예를 들면 마스크 정보(11), 노광기 정보(12) 및 과거의 노광 조건 정보(14)만을 유지하는 구성이어도 된다.
<실시예 3>
본 실시예에 있어서는, 마스크 A의 사용 환경과 마스크 B의 사용 환경에서 레지스트 프로세스 및 노광기가 다른 경우에 대해 설명한다. 도 7은, 그 경우의 노광 조건 결정 시스템(100)의 동작을 도시하는 흐름도이다.
사용자는, 노광 조건 결정부(15)에 노광 조건을 결정하려고 하는 마스크 B의 마스크 단치수 데이터, 사용할 예정의 노광기(노광기 B), 사용할 예정의 광학 조건(광학 조건 B), 사용할 예정의 레지스트 프로세스(프로세스 B), 타깃 CD를 입력한다(ST31). 노광 조건 결정부(15)는, 데이터베이스(10)의 노광기 정보(12)로부터 노광기 B의 수차 정보(수차 정보 B)를, 레지스트 프로세스 정보(13)로부터 프로세스 B의 정보를 추출한다(ST32).
또한, 데이터베이스(10)의 마스크 정보(11)로부터 마스크 B와 마스크 단치수의 타깃치가 동일한 마스크 A의 마스크 단치수를, 노광기 정보(12)로부터 마스크 A가 사용된 노광기의 수차 정보(수차 정보 A)를, 레지스트 프로세스 정보(13)로부터 마스크 A가 사용된 레지스트 프로세스(프로세스 A)의 정보를, 과거의 노광 조건 정보(14)로부터 마스크 A가 사용된 노광 조건(노광 조건 A)을 각각 추출한다(ST33). 또, 노광 조건 A에는 최적 노광량 및 마스크 A가 사용된 광학 조건(광학 조건 A)의 정보가 포함된다.
노광 조건 결정부(15)는, 마스크 A의 마스크 단치수 및 광학 조건 A, 수차 정보 A, 프로세스 A의 정보를 시뮬레이션부(16)에 보낸다. 시뮬레이션부(16)는, 이들에 기초하는 현상 시뮬레이션을 행하고, 그 결과를 노광 조건 결정부(15)에 출력한다. 여기서, 현상 시뮬레이션이란, 광학 시뮬레이션에 레지스트의 용해 특성이나 막 두께 등의 정보(즉 레지스트 프로세스의 정보)를 덧붙여, 제공하는 에너지(노광량)에 따른 레지스트 패턴의 완성 치수를 시뮬레이션하는 것이다. 노광 조건 결정부(15)는 현상 시뮬레이션의 결과로서 얻어지는 완성 치수로부터, 타깃 CD에 상당하는 임계값(슬라이스치 A)을 구한다(ST34). 현상 시뮬레이션의 경우, 슬라이스치는 노광량으로서 얻어진다.
또한, 노광 조건 결정부(15)는 마스크 B의 마스크 단치수 및 광학 조건 B, 수차 정보 B, 프로세스 B의 정보를 시뮬레이션부(16)로 보낸다. 시뮬레이션부(16)는 이들에 기초하는 현상 시뮬레이션을 행하고, 그 결과를 노광 조건 결정부(15)에 출력한다. 노광 조건 결정부(15)는, 현상 시뮬레이션의 결과로서 얻어지는 레지스트 패턴의 완성 치수로부터, 타깃 CD에 상당하는 임계값(슬라이스치 B)을 구한다(ST35).
그리고, 노광 조건 결정부(15)는, 슬라이스치 A 및 슬라이스치 B, 실제의 마스크 A 에서의 최적 노광량(노광 조건 A의 최적 노광량) ExpA로부터, 마스크 B의 최적 노광량 ExpB를 산출한다. ExpB는 이하의 수순에 의해 구한다.
우선, 단계 ST34에 있어서 현상 시뮬레이션으로부터 얻어진 노광량(슬라이스치 A)와 ExpA와의 상관 계수 k를 다음 수학식 3에 의해 산출한다(ST36).
SlA는 슬라이스치 A이다. 계속해서, 상관 계수 k와 현상 시뮬레이션으로부터 얻어진 노광량(슬라이스치 B)으로부터, 마스크 B에서의 최적 노광량 ExpB를 다음 수학식 4에 의해 산출한다(ST37).
또, 이 수학식 4에 있어서 SlB는 슬라이스치 B이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 따르면, 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14)를 갖는 데이터베이스(10)를 구비하여, 노광 조건 결정부(15)가 이들의 정보를 이용하여 신규 마스크의 노광 조건을 결정하기 때문에, 번잡한 노광 조건의 확인 작업을 행하지 않고, 신규 마스크의 노광 조건을 얻을 수 있다. 또한, 노광조건의 결정 시에는, 노광기의 수차 정보 및 레지스트 프로세스 정보에 기초하는 현상 시뮬레이션이 이용되기 때문에, 노광기마다의 개체차에 따른 노광 조건을 얻을 수 있고, 또한 레지스트 프로세스를 변경한 케이스에 대해서도 대응 가능하다.
또, 본 발명의 적용은, 특정한 노광 기술에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 수은(Hg) 램프로부터의 i선이나 g선, 및, KrF 엑시머광, ArF 엑시머광, F2광 등을 이용한 노광 기술, EPL(Electron Projection Lithography), X선 리소그래피, EUVL(Extreme Ultra Violet Lithography) 등의 차세대 노광 기술을 사용하는 프로세스에 대해서도 적용 가능하다.
또한, 이상의 실시예의 설명에 있어서, 데이터베이스(10)는 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14)의 모두를 갖는 구성으로서 도시하였다. 그러나, 실시예 1∼3에서부터 알 수 있듯이, 이들의 정보는 반드시 전부 필요하게 된다고는 한정하지 않는다. 즉, 데이터 베이스(10)는 그 필요에 따라서, 마스크 정보(11), 노광기 정보(12), 레지스트 프로세스 정보(13), 과거의 노광 조건 정보(14) 중 적어도 하나를 갖는 구성이어도 된다.
마찬가지로, 노광 조건 결정 시스템(100)에 입력되는 신규 마스크 정보(20)의 정보도, 신규 마스크의 특성에 관한 정보, 신규 마스크에서의 노광에 사용할 예정의 노광기나 사용할 예정의 레지스트 프로세스, 사용할 예정의 광학 조건 등의 정보를 반드시 전부 포함할 필요는 없다. 즉, 이들 정보 중 필요에 따른 적어도 하나를 갖는 것이어도 된다.
본 발명의 노광 조건 결정 시스템에 따르면, 과거의 노광에 관한 제1 정보가 데이터베이스화되어 있기 때문에, 노광 조건 결정부는 과거의 노광 결과를 반영시킴으로써, 신규로 작성된 마스크에 적합한 노광 조건을, 번잡한 노광 조건의 확인 작업을 행하지 않고 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 제1 정보는, 제1 마스크 정보, 제1 레지스트 프로세스 정보, 노광 조건 정보, 제1 노광기 정보 중 적어도 하나를 포함하기 때문에, 노광 조건 결정부는, 노광기마다의 개체차나 마스크 및 레지스트 프로세스의 변경에 따른 노광 조건을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 제2 정보는, 제2 마스크 정보, 제2 노광기 정보, 제2 레지스트 프로세스 정보, 광학 조건 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하기 때문에, 노광 조건 결정부는 제2 노광기 정보 및 레지스트 프로세스 정보에 대응하는 제1 정보를 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 번잡한 노광 조건의 확인 작업을 행하지 않고, 신규 마스크에 적합한 노광 조건을 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 노광 조건 결정부는, 제1 마스크 정보, 노광 조건 정보 및 제2 마스크 정보에 기초하여, 신규로 작성된 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하기 때문에, 마스크의 변경에 따른 노광 조건을 얻을 수 있다. 특히, 과거의 노광과 신규로 작성된 마스크를 이용하는 노광에서 사용하는 레지스트 프로세스 및 노광기가 모두 동일한 경우에 유효하다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 노광 조건 결정부는, 제1 및 제2 마스크 정보, 제1 및 제2 노광기 정보, 노광 정보 및 광학 정보에 기초하는 광학 시뮬레이션의 결과에 기초하여 신규로 작성된 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하기 때문에, 마스크 및 노광기의 변경에 따른 노광 조건을 얻을 수 있다. 특히, 과거의 노광과 신규로 작성된 마스크를 이용하는 노광에서 사용하는 레지스트 프로세스가 동일하고 또한 사용하는 노광기가 다른 경우에 유효하다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 노광 조건 결정부는, 제1 및 제2 마스크 정보, 제1 및 제2 노광기 정보, 제1 및 제2 레지스트 프로세스 정보, 노광 정보 및 광학 정보에 기초하는 현상 시뮬레이션의 결과에 기초하여 신규로 작성된 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하기 때문에, 마스크, 노광기 및 레지스트 프로세스의 변경에 따른 노광 조건을 얻을 수 있다. 특히, 과거의 노광과 신규로 작성된 마스크를 이용하는 노광에서 사용하는 레지스트 프로세스 및 노광기가 모두 다른 경우에 유효하다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 제1 및 제2 정보에 포함되는 소정의 정보는, 노광의 쇼트 내의 복수의 위치에서의 데이터로 구성되어 있고, 노광 조건 결정부는, 소정의 정보의 값으로서, 복수의 위치에서의 데이터의 평균값을 채용하기 때문에, 쇼트 내에서의 특정 개소에서의 노광 특성에 치우치지 않고 노광 조건을 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 노광 조건 결정 시스템에 있어서, 제1 및 제2 정보에 포함되는 소정의 정보는, 노광의 쇼트 내의 복수의 위치에서의 데이터로 구성되어 있고,노광 조건 결정부는, 소정의 정보의 값으로서, 복수의 위치에서의 데이터 중 쇼트 내에서 노광량 및 포커스에 대한 마진이 다른 점보다도 작은 위치에서의 데이터의 값을 채용하기 때문에, 쇼트 내 전체로서의 공통 마진을 크게 취할 수 있다.

Claims (3)

  1. 과거의 노광에 관한 제1 정보를 축적한 데이터베이스와,
    신규로 작성된 마스크를 이용하는 노광에 관한 제2 정보 및 상기 데이터베이스에 축적된 상기 제1 정보에 기초하여, 상기 신규로 작성된 마스크에 적합한 노광 조건을 결정하는 노광 조건 결정부를 구비하는
    것을 특징으로 하는 노광 조건 결정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정보는,
    상기 과거의 노광에 사용된 마스크의 특성에 관한 제1 마스크 정보와,
    상기 과거의 노광에 사용된 레지스트 프로세스의 특성에 관한 제1 레지스트 프로세스 정보와,
    상기 과거의 노광에 사용된 노광 조건에 관한 노광 조건 정보와,
    노광기의 특성에 관한 제1 노광기 정보
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 조건 결정 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 정보에 포함되는 소정의 정보는 노광의 쇼트(shot) 내의 복수의 위치에서의 데이터로 구성되어 있고,
    상기 노광 조건 결정부는 상기 소정의 정보의 값으로서, 상기 복수의 위치에서의 데이터 중 상기 쇼트 내에서 노광량 및 포커스에 대한 마진이 다른 점보다도 작은 위치에서의 데이터의 값을 채용하는
    것을 특징으로 하는 노광 조건 결정 시스템.
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