TWI710866B - 用於微影步驟之電腦程式及電腦可讀取記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

高效率設定微影步驟所使用之參數。
微影系統，具備：第1計算部56A，求出關於對晶圓形成圖案之第1組參數之值；第2計算部56B，求出與關於該圖案之形成之該第1組參數至少一部分共通之第2組參數之值；以及統籌運算部58，根據該第1組及第2組參數之值評估形成在晶圓W之圖案之狀態及形成該圖案時之形成條件，依據該評估結果決定是否再次計算對應計算部56A及56B之至少一者之組之參數之值。

Description

用於微影步驟之電腦程式及電腦可讀取記錄媒體
本發明係關於一種用以在基板形成圖案之微影系統、該微影系統用之模擬裝置、及用以在基板形成圖案之圖案形成方法。再者，本發明係關於一種使用該微影系統、模擬裝置、或圖案形成方法之元件製造方法。
在用以製造例如半導體元件等電子元件(或微元件)之微影步驟所使用之曝光裝置(投影曝光裝置)，每當更換標線片(光罩)時，為了使光學鄰近效應(optical proximity effect：OPE)造成之投影像之誤差在複數個曝光裝置間匹配，進行例如投影光學系之數值孔徑NA、及/或照明光源之σ值(所謂同調因素)等參數之調整。
又，在最近，雖進行使標線片之圖案與照明光源同時最佳化之SMO(Source and Mask Optimization)，但此時亦會有實質上進行照明光源之σ值等參數之調整之情形(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1：國際公開第2011/102109號小冊子
如上述，在曝光裝置，每當更換標線片時，必須進行各種參數之調整。然而，例如製造客製化LSI之情形般反覆小批量生產之情形，每當更換標線片時，必須再次調整參數，因此會有曝光步驟之產率降低之 虞。
同樣地，即使在微影步驟所使用之曝光裝置以外之裝置，每當進行小批量生產時，必須再次調整加工用之參數，因此會有產率降低之虞。
本發明之形態以上述問題為鑑，目的在於高效率設定微影步驟所使用之參數。
第1形態之模擬裝置，係用於用以在基板形成圖案之微影系統，其特徵在於，具備：第1運算部，計算關於該圖案之形成被計算之第1組參數之值；第2運算部，計算與關於該圖案之形成被計算之該第1組參數至少一部分共通之第2組參數之值；以及統籌運算部，根據該第1組參數之值及該第2組參數之值評估形成在該基板之圖案之狀態及形成該圖案時之形成條件之至少一者，依據該評估結果決定是否使該第1運算部及該第2運算部之至少一者再次計算該第1組及第2組參數之至少一者之值。
第2形態之模擬裝置，係用於用以在基板形成圖案之微影系統，其特徵在於，具備：第1運算部，計算關於該圖案之形成被求出之第1組參數之第1計算值；第2運算部，計算包含與該第1組參數至少一部分共通之共通參數且關於該圖案之形成被求出之第2組參數之第2計算值；以及統籌運算部，使用該第1計算值及該第2計算值之中至少一者決定設定在微影系統之該共通參數之值。
第3形態之微影系統，係用以在基板形成圖案，其特徵在於：具備本發明形態之模擬裝置。
第4形態之圖案形成方法，係用以在基板形成圖案，其特徵在於，包含：以第1運算部求出關於該圖案之形成之第1組參數之值之動 作；以第2運算部求出與該第1組參數至少一部分共通且關於該圖案之形成之第2組參數之值之動作；根據該第1組參數之值及該第2組參數之值評估形成在該基板之圖案之狀態及形成該圖案時之形成條件之至少一者之動作；以及依據該評估結果決定是否使該第1運算部及該第2運算部之至少一者再次計算該第1組及第2組參數之中至少一者之值之動作。
第5形態之圖案形成方法，係用以在基板形成圖案，其特徵在於，包含：以第1運算部求出關於該圖案之形成之第1組參數之值之動作；以第2運算部求出包含與該第1組參數至少一部分共通之共通參數且關於該圖案之形成之第2組參數之值之動作；以及使用該第1組參數之值及該第2組參數之值之中至少一者之值決定該共通參數之值之動作。
第6形態之圖案形成方法，包含根據該第1組及第2組參數之值在該基板形成該圖案之微影步驟。
第7形態之元件製造方法，包含：使用本發明形態之微影系統、模擬裝置、或圖案形成方法將既定圖案形成在基板之動作；以及透過該既定圖案對該基板之表面進行加工之動作。
根據本發明形態，可高效率設定微影步驟所使用之參數。
DMS:微影系統
EXA~EXE:曝光裝置
RA:標線片
PL:投影光學系
W:晶圓
6:主伺服器
10A~10E:通訊單元
12:通訊迴線
55:參數計算部
56A~56E:第1~第5計算部
60:副控制部
62:參數決定部
63:假想曝光裝置部
64:判定部
圖1係顯示實施形態之一例之微影系統之外觀之圖。
圖2係顯示圖1中之曝光裝置之機構部之概略構成之一部分以剖面顯示之圖。
圖3係顯示圖1中之主伺服器之控制運算系及第1曝光裝置之控制運 算系之方塊圖。
圖4係顯示參數設定方法之一例之流程圖。
圖5(A)係顯示照明光源之一例之圖，(B)係顯示第1變形後之照明光源之圖，(C)係顯示第2變形後之照明光源之圖，(D)係顯示最終設定之照明光源之圖。
圖6(A)係顯示OPE特性之一例之圖，(B)係顯示程序視窗之一例之圖，(C)係顯示調整後之程序視窗之圖。
圖7係顯示參數設定方法之另一例之主要部分之流程圖。
圖8係顯示參數設定方法之再一例之主要部分之流程圖。
圖9係顯示電子元件之製造步驟之一例之流程圖。
以下，參照圖1~圖6(C)說明本發明較佳實施形態之一例。
圖1係顯示本實施形態之微影系統DMS。圖1中，微影系統DMS具備複數個(圖1中為五個)曝光裝置EXA,EXB,EXC,EXD,EXE、使包含在此等曝光裝置EXA~EXE使用之各種標線片(光罩)之圖案配置及圖案膜厚之圖案資訊對應各標線片之ID資訊(識別資訊)加以儲存之光罩伺服器MSE、及對曝光裝置EXA~EXE設定各種參數之主伺服器6。再者，微影系統DMS具備進行形成之圖案之檢查之掃描型電子顯微鏡(SME)等檢查裝置MEA、在曝光裝置EXA~EXE、光罩伺服器MSE、主伺服器6、及檢查裝置MEA間進行資訊之收發之例如LAN(Local Area Network)等通訊迴線12、及在光罩伺服器MSE與主伺服器6之間收發圖案資訊等之專用更快速之通訊迴線13。
又，曝光裝置EXA,EXB,EXC,EXD,EXE分別具備進行從主 伺服器6透過通訊迴線12供應之參數資訊之接收及各種控制資訊之收發之通訊單元10A,10B,10C,10D,10E。同樣地，主伺服器6及光罩伺服器MSE分別具備透過通訊迴線12,13進行資訊之收發之輸出入埠(以下，稱為IO埠)8A及8B，檢查裝置MEA具備透過通訊迴線12進行資訊之收發之IO埠11。
再者，微影系統DMS具備以較通訊迴線12廣之範圍進行資訊之收發之例如WAN(Wude Area Network)等之通訊迴線(未圖示)、連接於此通訊迴線之塗布顯影機(未圖示)、及透過此通訊迴線在曝光裝置EXA~EXE、光罩伺服器MSE、主伺服器6、檢查裝置MEA、及塗布顯影機之間進行步驟管理資訊等之收發等之主電腦(未圖示)。作為一例，微影系統DMS係設置在用以製造半導體元件等之製造工廠，複數個曝光裝置EXA~EXE沿著該製造工廠內之複數條生產線配置。
此外，光罩伺服器MSE、或主伺服器6亦可透過通訊迴線設在微影系統DMS之外。
圖2係顯示圖1中之曝光裝置EXA之機構部之概略構成，圖3係顯示曝光裝置EXA之控制運算系及圖1中之主伺服器6之控制運算系。圖2中，曝光裝置EXA，作為一例係由掃描步進器(掃描器)構成之掃描曝光型投影曝光裝置。曝光裝置EXA具備投影光學系PL。以下，圖2中，以與投影光學系PL之光軸AX平行為Z軸、以與其正交之面(本實施形態中，大致與水平面平行之面)內沿著標線片R與晶圓W相對掃描之方向為Y軸、以沿著與Z軸及Y軸正交之方向為X軸進行說明。又，以繞與X軸、Y軸、及Z軸平行之軸之旋轉方向為θ x、θ y、θ z方向進行說明。
曝光裝置EXA具備產生曝光用照明光(曝光用光)IL之曝光用光源(未圖示)、使用來自此光源之照明光IL照明標線片RA(光罩)之照明光學系ILS、保持標線片RA並移動之標線片載台RST。再者，曝光裝置EXA具備以從標線片RA射出之照明光IL使塗布有光阻之半導體晶圓(以下，僅稱為晶圓)W曝光之投影光學系PL、保持晶圓W(基板)並移動之晶圓載台WST、及包含控制裝置整體之動作之主控制部40及進行曝光動作之控制之曝光控制部14之控制系(參照圖3)。主控制部40及曝光控制部14，作為一例係電腦之軟體上之功能。
返回圖2，作為照明光IL，作為一例係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)。此外，作為曝光用之照明光，亦可使用KrF準分子雷射光(波長248nm)、固態雷射(半導體雷射等)之諧波、或EUV光(Extreme Ultraviolet Light：極紫外光)等。照明光學系ILS，例如美國專利申請公開第003/0025890號說明書等所揭示，具有使用從光源(未圖示)供應之照明光IL在光瞳面(以下，稱為照明光瞳面)形成圓形、輪帶狀、或複數極狀等可變之光強度分布(以下，稱為照明光源)之空間光調變器(Spatial Light Modulator：SLM)等光強度分布形成部、驅動此光強度分布形成部控制照明光源之形狀之光學系控制部37(參照圖3)、以來自此照明光源之照明光IL照明在標線片RA之圖案面(標線片面)之X方向細長之狹縫狀照明區域IAR之聚光光學系、及規定照明區域IAR之形狀之可變視野光闌等。作為光強度分布形成部，藉由使用空間光調變器，可易於適用依據曝光對象之標線片使照明光源之形狀最佳化之SMO(Source and Mask Optimization)。
再者，在照明光學系ILS內設有由檢測從照明光IL分岐之 光之光量之光電感測器構成之積分感測器36(參照圖3)，此積分感測器之測量值供應至曝光控制部14。藉由在曝光控制部14對該測量值進行積算，可監測通過投影光學系PL之積算照射能量。此外，作為積算照射能量之替代資訊，亦可使用曝光持續時間等。
標線片RA係藉由真空吸附等保持在標線片載台RST之上面，在標線片面形成有電路圖案等元件圖案RPA及對準標記(未圖示)。標線片載台RST可藉由例如包含線性馬達等之圖3之標線片載台驅動系31在XY平面內微少驅動，且可在掃描方向(Y方向)以指定之掃描速度驅動。
標線片載台RST之移動面內之位置資訊(包含X方向、Y方向之位置、及θ z方向之旋轉角)係藉由由雷射干涉儀構成之標線片干涉儀24透過移動鏡22(或經鏡面加工之載台端面)以例如0.5~0.1nm程度之分解能經時檢測。標線片干涉儀24之測量值傳送至圖3之曝光控制部14。曝光控制部14根據該測量值控制標線片載台驅動系31，藉此控制標線片載台RST之位置及速度。
又，投影光學系PL例如在兩側遠心且具有既定投影倍率β(例如1/4倍等之縮小倍率)。在投影光學系PL之光瞳面(以下，稱為投影光瞳面)PLP或其附近設置有孔徑光闌AS。光學系控制部37(參照圖3)驅動孔徑光闌AS控制投影光學系PL之數值孔徑NA。投影光瞳面PLP與照明光學系ILS之光瞳面(照明光瞳面)光學共軛，投影光瞳面PLP相對於標線片RA之圖案面(投影光學系PL之物體面)亦為光學之傅立葉轉換面。此外，投影光學系PL亦可為形成中間像之類型。再者，投影光學系PL可為折射系亦可為反射折射系。藉由來自照明光學系ILS之照明光IL照明標線片RA 之圖案面之照明區域IAR後，藉由通過標線片RA之照明光IL，照明區域IAR內之元件圖案之像透過投影光學系PL形成在晶圓W之一個照射區域之曝光區域IA(與照明區域IAR光學共軛之區域)。晶圓W，作為一例包含在由矽等半導體構成之直徑200~450nm程度之圓板狀基材以數10~200nm程度之厚度塗布光阻(感光材料)者。
又，在曝光裝置EXA，由於進行適用液浸法之曝光，因此以圍繞構成投影光學系PL之最靠像面側(晶圓W側)之光學元件之下端部之周圍之方式，設有在包含曝光區域IA之液浸區域進行曝光用液體Lq(例如純水)之供應及回收之嘴單元28以構成局部液浸裝置之一部分。嘴單元28係透過用於供應液體Lq之配管(未圖示)連接於液體供應裝置33及液體回收裝置34(參照圖3)。此外，不是液浸類型之曝光裝置之情形，亦可不設置上述局部液浸裝置。
又，在投影光學系PL設有控制內部之既定複數個透鏡之姿勢以修正畸變及球面像差等波面像差所表示之成像特性之成像特性修正裝置30。此種成像特性修正裝置30揭示於例如美國專利申請公開第2006/244940號說明書。
再者，曝光裝置EXA具備對準系AL與測量晶圓W表面之複數個部位之Z位置之斜入射方式之多點之自動聚焦感測器(以下，稱為AF感測器)35(參照圖3)，該對準系AL包含測量標線片RA之對準標記之投影光學系PL形成之像之位置之空間像測量系(未圖示)、及測量晶圓W之對準標記之位置之例如影像處理方式(FIA系)之感測器。對準系AL等之測量資訊供應至曝光控制部14。再者，曝光裝置EXA具備標線片裝載系(未圖示)及晶 圓裝載系(未圖示)。
又，晶圓載台WST係透過未圖示之複數個空氣墊(未圖示)以非接觸方式支承在與底盤WB之XY面平行之上面。晶圓載台WST可藉由包含例如平面馬達、或正交之二組線性馬達之載台驅動系32(參照圖3)在X方向及Y方向驅動。晶圓載台WST具備在X方向、Y方向驅動之載台本體、調整此載台本體之θ z方向之旋轉角之機構、設在此載台本體且以真空吸附等保持晶圓W之晶圓保持具WH、及控制晶圓W之Z位置、及θ x方向、θ y方向之傾角之Z載台機構(未圖示)。
此外，為了測量晶圓載台WST之位置資訊，配置有由雷射干涉儀構成之晶圓干涉儀26。晶圓載台WST之移動面內之位置資訊(包含X方向、Y方向之位置、及θ z方向之旋轉角)係藉由晶圓干涉儀26以例如0.5~0.1nm程度之分解能經時檢測，其測量值傳送至曝光控制部14。曝光控制部14，藉由根據該測量值控制載台驅動系32，控制晶圓載台WST之位置及速度。此外，亦可替代晶圓干涉儀26，使用繞射光柵與檢測器組合後之編碼器方式之位置測量系統。
又，在晶圓載台WST組裝有可測量投影光瞳面PLP之光強度分布(光量分布)之特性測量裝置20。特性測量裝置20，作為一例，具有具有與晶圓W之表面相同高度之表面且在該表面形成有針孔21Aa之平板狀玻璃基板21A、使通過針孔21Aa之照明光聚光之受光光學系21B、接受被受光光學系21B聚光之照明光之CCD或CMOS型之二維攝影元件21C、及保持此等構件之筐體21D。在針孔21Aa移動至曝光區域IA內之狀態下，攝影元件21C之受光面藉由受光光學系21B與投影光瞳面PLP(或射出光瞳) 成為光學共軛。藉由以運算部(未圖示)對攝影元件21C之檢測訊號進行影像處理，可測量在投影光瞳面PLP(或入射光瞳或射出光瞳)之光強度分布(影像)。再者，亦可藉由對例如替代標線片RA配置形成有既定複數個繞射光柵圖案之測試標線片(未圖示)時所得之影像進行處理，測量投影光學系PL之既定像差。測量之光強度分布或像差資訊供應至曝光控制部14。
又，曝光裝置EXA具備儲存從主伺服器6供應之複數個參數之值、對準系AL及AF感測器之測量值、以及曝光裝置EXA用之曝光資料檔案(曝光方法)等之記憶部38、連接於通訊迴線12之IO埠42、控制透過主伺服器6及主電腦等(未圖示)之間之IO埠42之資訊之輸出入之輸出入控制部(以下，稱為IO控制部)41、及從主伺服器6透過通訊迴線12及IO埠42供應之參數輸入之參數輸入部43。在主控制部40連接有顯示裝置18及輸入裝置16，操作員可對主控制部40輸入各種指令等。
由IO埠10A及參數輸入部43構成通訊單元10A。如後述，從主伺服器6供應至參數輸入部43之複數個參數，透過主控制部40及曝光控制部14儲存在記憶部38，且對應之參數分別設定在成像特性修正裝置30及光學系控制部37等。
曝光裝置EXA之照明光IL之波長(曝光波長)、構成照明光學系ILS及投影光學系PL之光學構件之配置資訊、投影光學系PL之解像度、可藉由成像特性修正裝置30修正之投影光學系PL之波面像差及其可修正範圍、標線片載台RST及晶圓載台WST之定位精度、對準系AL之對準精度等資訊、及設定所需之參數之資訊(以下，稱為曝光裝置之構成資訊)係儲存在記憶部38，且對應曝光裝置EXA之ID資訊儲存在主伺服器6之第1記憶部 51(參照圖3)。
圖1之其他曝光裝置EXB~EXE之構成亦與曝光裝置EXA相同，曝光裝置EXB~EXE之構成資訊亦分別對應曝光裝置EXB~EXE之ID資訊儲存在主伺服器6之第1記憶部51(參照圖3)。此外，曝光裝置之構成資訊亦可視需要透過通訊迴線12供應至主伺服器6。又，曝光裝置EXA~EXE彼此亦可機種不同。作為一例，亦可曝光裝置EXA為液浸型，曝光裝置EXB為乾型。再者，曝光裝置EXC亦可為一次曝光型之步進器。
在曝光裝置EXA進行晶圓W之曝光時，作為基本動作，在進行標線片RA及晶圓W之對準後，藉由晶圓載台WST往X方向、Y方向之移動(步進移動)，晶圓W之曝光對象之照射區域移動至投影光學系PL之曝光區域之前方。接著，在曝光控制部14之控制下，以標線片RA之圖案之一部分之投影光學系PL形成之像一邊使晶圓W之該照射區域曝光一邊同步驅動標線片載台RST及晶圓載台WST，使標線片RA及晶圓W相對於投影光學系PL以例如投影倍率作為速度比往Y方向掃描，藉此在該照射區域整面使標線片RA之圖案像掃描曝光。如上述，藉由反覆步進移動與掃描曝光，以步進掃描方式依序使標線片RA之圖案像對晶圓W之複數個照射區域曝光。
在上述曝光時，必須預先依據標線片RA之圖案及曝光裝置EXA之構成設定各種參數之值。又，例如製造客製化LSI之情形般反覆小批量生產之情形，每當更換標線片時，若一邊調整此等參數之值一邊進行設定，則會有曝光步驟之產率降低之虞。本實施形態中，為了高效率設定此等參數之值，設有主伺服器6。
圖3中，主伺服器6為具備複數個CPU(中央運算單元)或MPU(微處理單元)、半導體記憶體、及硬碟裝置等大容量記憶裝置之電腦。又，主伺服器6具備用以在與通訊迴線12,13之間進行收發之IO埠8A、可讀取記錄在DVD(digital versatile disk)或快取記憶體等記錄媒體53之資料及程式且將資料等寫入記錄媒體53之記錄再生部52、記憶裝置之一部分即第1記憶部51及第2記憶部61、操作員用以輸入控制資訊等之輸入裝置(未圖示)、用以顯示各種資訊之顯示裝置(未圖示)、及以下說明之電腦之軟體上之各種功能。
作為該軟體上之功能，有統籌控制主伺服器6整體之動作之主控制部50(例如作業系統)、主控制部50用以控制IO埠8A之IO控制部54、就各組計算複數組參數之參數計算部55、進行被參數計算部55計算之全部參數之評估且視需要使參數計算部55進行參數之再次計算之統籌計算部58。在第1記憶部51儲存作為參數之設定對象之標線片之圖案資訊及曝光裝置之構成資訊等。又，第2記憶部61在統籌計算部58被使用。此等軟體上之各種功能分別係藉由例如主控制部50讀取記錄在記錄媒體53之程式，使讀取之程式儲存在第1記憶部51後，執行對應必要功能之程式來實現。
此外，參數計算部55，作為一例具有分別以使第1組、第2組、第3組、第4組、及第5組參數之值(計算值)最佳化之方式計算之第1、第2、第3、第4、及第5計算部56A,56B,56C,56D,56E。此等計算部56A~56E分別使對應標線片及曝光裝置之各組合之組之參數之值最佳化。因此，計算部56A~56E可任意存取儲存在第1記憶部51之作為最佳化對象之標線片 之圖案資訊及曝光裝置之構成資訊。作為一例，各曝光裝置EXA~EXE之構成資訊預先儲存在第1記憶部51，各標線片之圖案資訊視需要從光罩伺服器MSE透過通訊迴線13、IO埠8A、IO控制部54、及主控制部50儲存在第1記憶部51。此外，參數計算部55亦可僅具有計算至少二組參數之二個計算部。又，各組參數只要有至少一個即可。
作為一例，第1計算部56A以CDU(Critical Dimension Uniformity)(可投影之最小線寬之圖案像之線寬之均一性)可在曝光裝置最高之方式，使第1組參數(曝光量(劑量)Dz及焦點位置(晶圓之曝光面相對於投影光學系PL之像面之偏置)bf)之值最佳化。
第2計算部56B，為了使光學鄰近效應(optical proximity effect)(以下，稱為OPE)造成之投影像之特性(以下，稱為OPE特性)在複數個曝光裝置間匹配，使第2組參數(照明光源之σ值(所謂同調因素)、投影光學系PL之數值孔徑NA、曝光量Dz、焦點位置bf、及規定投影光學系PL之殘留波面像差之參數)之值最佳化。作為規定投影光學系PL之殘留波面像差之參數，作為一例係使用1次至既定次數之澤爾尼克(ZERNIKE)多項式之係數Zai(i=1,2,…)。
第3計算部56C，為了使曝光用光之照射能量造成之投影光學系PL之成像特性之變動量(對應標線片之圖案變化之變動量)在曝光裝置成為最小，求出第3組參數(透鏡控制用參數)(照射能量造成之成像特性之變動量之飽和值Sab及時間常數ζ)之值。藉由根據此第3組參數之值驅動成像特性修正裝置30，照射能量造成之投影光學系PL之成像特性之變動量被抑制成最小，因此求出此第3組參數之值之動作實質上意指使成像特性 修正裝置30之驅動量最佳化。
第4計算部56D，為了減低在曝光裝置之重疊誤差，使第4組參數(規定在曝光對象之晶圓之複數個照射區域之排列(格子)之參數pg、及投影光學系PL之殘留之畸變dis)之值最佳化。投影光學系PL之殘留之畸變dis，作為一例亦以既定次數j(亦可為複數)之澤爾尼克多項式之係數Zbj表示。
第5計算部56E，為了使即使適用所謂OPC(光學鄰近效應修正技術)亦殘留在標線片之圖案之投影像之誤差、及起因於標線片之圖案之製造誤差之投影像之誤差(以下，將此等誤差總稱為標線片圖案像之殘留誤差)成為最小，使第5組參數(照明光源之σ值、投影光學系PL之數值孔徑NA、及規定投影光學系PL之殘留波面像差之參數)之值最佳化。
在以下表1，對被第1~第5計算部56A~56E最佳化之參數附加○標記。在表1，照明光源形狀規定用之參數為照明光源之σ值，投影光學系之像差控制用之參數為投影光學系PL之數值孔徑NA、規定投影光學系PL之殘留波面像差之參數、以及照射能量造成之成像特性之變動量之飽和值Sab及時間常數ζ。
Figure 108134070-A0305-02-0018-1
根據表1，可知在被第1~第5計算部56A~56E最佳化之參數(第1組~第5組參數)有至少一部分共通之組。例如，被第2計算部56B最佳化之第2組參數中之照明光源之σ值與被第5計算部56E最佳化之第5組參數中之照明光源之σ值共通，被第1計算部56A最佳化之第1組參數中之曝光量Dz、焦點位置bf與被第2計算部56B最佳化之第2組參數中之曝光量Dz、焦點位置bf共通。同樣地，被第2計算部56B、第3計算部56C、第4計算部56D、及第5計算部56E最佳化之第2組、第3組、第4組、及第5組參數中之規定投影光學系PL之殘留波面像差(或畸變)之參數共通。
如上述，在被第1~第5計算部56A~56E最佳化之參數間有共通參數之情形，被第1~第5計算部56A~56E最佳化之共通參數之值彼此不同時，作為其共通參數之值將何值設定在曝光裝置會成為問題。因此，本實施形態中，作為一例，在被第1~第5計算部56A~56E最佳化之第1組~第5組參數間，如表1所示，設定有優先順位。優先順位之號碼愈小表示 愈優先，優先順位1之第1組參數之值設定在最優先之曝光裝置。此外，優先順位，例如CD(Critical Dimensuon)般愈是在曝光裝置最重要特性相關之參數愈設定成優先。然而，優先順位亦可依據標線片圖案之最小間距及晶圓上之曝光層等變更，可設定成任意順序。
又，將第1組參數之值(例如曝光量Dz1)設定成優先於第2組參數之值(例如曝光量Dz2)係意指作為一例，設第1組及第2組參數之權重為a1及b1(a1及b1為0以上之實數)，權重a1大於權重b1。此時，設定在曝光裝置之曝光量Dz3之值如下述為曝光量Dz1、Dz2之加權平均。此外，設權重b1為0之情形，設定在曝光裝置之曝光量Dz3之值成為Dz1。
又，設定在各組共通之參數之值(例如，設定在曝光裝置之曝光量Dz3之值)時，亦可使用各組參數之值之平均值。又，將權重a1及b1分別大致等分，亦可使第1組及第2組參數之權重平均化。
Dz3=(a1‧Dz1+b1‧Dz2)/(a1+b1)…(1)
此外，賦予第1組~第5組參數之權重亦可就各參數不同。
接著，統籌計算部58具有計算分別對應參數計算部55之各個之計算部56A~56E之組之參數之副控制部60、從被計算部56A~56E計算之五組參數之值根據上述優先順位決定全部參數之值之參數決定部62、假想曝光裝置部63(評估部)、判定部64、將最終決定之參數之值透過IO埠8A及通訊迴線12輸出至曝光裝置EXA~EXE之通訊單元10A~10E之任一者之參數輸出部65。假想曝光裝置部63使用被使用之標線片(此處為標線片RA)之圖案資訊、及曝光裝置(此處為曝光裝置EXA)之構成資訊與其全部之參數(或者，亦可為一部分之參數)之值，在軟體上計算將標線片RA之圖案透過圖2之 投影光學系PL投影時所得之空間像之光強度分布。因此，假想曝光裝置部63及副控制部60分別可任意存取儲存在第1記憶部51之標線片之圖案資訊及曝光裝置之構成資訊。
再者，在假想曝光裝置部63，以對應曝光量之閾值使其光強度分布二值化求出假想光阻圖案之位置及形狀，且求出因曝光持續之照射能量變動後之假想光阻圖案之位置及形狀，根據此等假想光阻圖案之位置及形狀之資訊，求出(評估)包含CDU之資訊、OPE特性、曝光用光之照射能量造成之投影光學系PL之成像特性之變動量、重疊誤差、及標線片圖案像之殘留誤差之曝光結果之預測值。此曝光結果之預測值之資訊供應至判定部64。
在判定部64，將從假想曝光裝置部63供應之曝光結果之預測值或以參數計算部55之各個之計算部56A~56E求出之個別之曝光結果之預測值分別與預先設定之評估基準(例如某數值範圍內、或某閾值以上(或以下)時作為容許範圍之基準)比較，判定各曝光結果之預測值是否滿足評估基準，將判定結果供應至副控制部60。在副控制部60，有未滿足評估基準之曝光結果之預測值之情形，作為一例，使參數計算部55之計算部56A~56E分別再次計算第1組~第5組參數之值。接著，將再次計算之五組參數透過參數決定部62供應至假想曝光裝置部63，再次計算曝光結果之預測值。
接著，各曝光結果之預測值分別滿足評估基準時，副控制部60使被參數決定部62決定之參數(五組參數所含之全部參數或一部分參數)之值對應標線片RA及曝光裝置EXA之ID資訊儲存在第2記憶部61。其參數之值就各標線片及各曝光裝置EXA~EXE之組合分別計算，計算出之參數 之值對應標線片及曝光裝置EXA~EXE之ID資訊儲存在第2記憶部61。此外，使用之參數亦可就標線片及曝光裝置之組合分別不同。
以下，參照圖4之流程圖說明在本實施形態之微影系統DMS中計算曝光裝置EXA~EXE用之參數之值之方法、及使用其計算結果進行曝光形成圖案之方法(圖案形成方法)之一例。使用之標線片有I片(I為1以上之整數)，曝光裝置有J台(J為1以上之整數，圖1之狀態中J=5)，設定之參數分成K組(K為2以上之整數)。圖3之參數計算部55具有五個計算部56A~56E，因此在以下以K=5進行說明。
首先，在圖4之步驟102，在主伺服器6，操作員對主控制部50發出指令以決定I片標線片及J台曝光裝置用之參數之值。對應此，以決定在第j個(j=1~J)曝光裝置使用第i個(i=1~I)標線片進行曝光時之參數之值進行說明。首先，主控制部50，在第1記憶部51未儲存第i個標線片之圖案資訊之情形，從光罩伺服器MSE透過通訊迴線13取得第i個標線片之圖案資訊(構成資料)並輸入第1記憶部51。同樣地，主控制部50，在第1記憶部51未儲存第j個曝光裝置之構成資訊(構成資料)之情形，從第j個曝光裝置透過通訊迴線12取得構成資訊並輸入第1記憶部51。
此外，標線片之圖案資訊與曝光裝置之構成資訊分別不一定要取得所有資訊，亦可僅取得標線片之圖案資訊之一部分或曝光裝置之構成資訊之一部分。
作為一例，在該構成資訊包含設定必要之參數之種類、設定必要之參數之初始值(設計值)、決定複數組(本實施形態中為五組)參數之值時之曝光結果之預測值之評估基準ESk(k=1~5)及五組參數之各個之權重(優 先順位資訊)。又，該評估基準ESk，作為一例，包含分別以計算部56A~56E使對應之組之參數之值最佳化時之第1評估基準ESAk、及在假想曝光裝置部63使用參數之值評估計算出之曝光結果之預測值時之第2評估基準ESBk。此處，第1評估基準ESAk與第2評估基準ESBk亦可彼此相同。又，第2評估基準ESBk相對於第1評估基準ESAk亦可為更窄(更嚴格)之範圍。
之後，主控制部50，對統籌運算部58之副控制部60發出指令以決定第i個標線片(以下設為標線片RA)及第j個曝光裝置(以下設為曝光裝置EXA)用之參數之值。對應此，副控制部60從曝光裝置EXA之裝置資訊辨識設定必要之參數，特定含有此等參數之組之參數。此處，設決定第1~第5組為止之參數之值。此時，副控制部60將第k組(k=1~5)之參數之初始值分別輸入參數計算部55之第k個計算部(56A~56E之任一者)(步驟104)，將曝光結果之預測值之第1評估基準ESAk及第2評估基準ESBk輸入判定部64(步驟106)。
接著，副控制部60使參數計算部55之第k個計算部分別使用第k組參數個別地計算曝光結果之預測值(步驟108)。在此計算時，其他組參數之值必要時，作為一例亦可使用該參數之初始值。步驟104、106、108在五組參數(五個計算部56A~56E)分別執行。此五個曝光結果之預測值供應至判定部64，在判定部64，評估五個曝光結果之預測值是否分別為上述第1評估基準ESAk(k=1~5)之範圍內，亦即是否滿足第1評估基準ESAk(步驟110)。
作為一例，在第1計算部56A求出之曝光結果之預測值，作為一例係為了使上述CDU為既定值以上之必要曝光量及表示焦點位置之 可變動寬之程序視窗PW1(參照圖6(B))。程序視窗PW1之中央之曝光量Dz1(最佳劑量)及其中心之焦點位置bf1(最佳焦點位置)成為第1組參數。因此，對應第1組參數之第1評估基準ESA1包含該程序視窗之曝光量之寬△Dz及焦點位置之寬△bf，求出之程序視窗PW1之寬為△Dz及△bf以上之情形，在第1計算部56A求出之曝光結果之預測值滿足第1評估基準ESA1。
又，作為在第2計算部56B求出之曝光結果之預測值之上述OPE特性，作為一例，如圖6(A)所示，係線寬相同但間距不同之各種線與空間圖案之像曝光時所得之像之線寬對應間距描繪之虛線之曲線A2。相對於此，實線之曲線A1，表示使OPE特性在複數個曝光裝置匹配時之目標特性。因此，對應第2組參數之第1評估基準ESA2，作為一例係在複數個間距之位置之曲線A1,A2間之差分之自乘和之基準值Σ SQ。在曲線A1,A2間之差分之自乘和為基準值Σ SQ以下之情形，在第2計算部56B求出之曝光結果之預測值滿足第1評估基準ESA2。
又，在第3計算部56C求出之曝光結果之預測值，作為一例，係以成像特性修正裝置30修正照射能量造成之投影光學系PL之成像特性之變動量後之殘留像差。因此，對應第3組參數之第1評估基準ESA3，作為一例係既定次數為止之澤爾尼克多項式之係數(澤爾尼克係數)Zci。此外，該殘留像差之澤爾尼克係數分別為對應之係數Zci以下之情形，在第3計算部56C求出之曝光結果之預測值滿足第1評估基準ESA3。
又，在第4計算部56D求出之曝光結果之預測值，係曝光之圖案像之重疊誤差，此重疊誤差為第1評估基準ESA4以下之情形，其曝光結果之預測值滿足第1評估基準ESA4。
又，在第5計算部56E求出之曝光結果之預測值，係上述標線片圖案之殘留誤差(相對於目標形狀之誤差)，此誤差(例如投影像之線寬之誤差)之絕對值為第1評估基準ESA5以下之情形，其曝光結果之預測值滿足第1評估基準ESA5。
該五個曝光結果之預測值之中至少一個曝光結果之預測值未滿足第1評估基準ESAk之情形，移至步驟112。接著，例如第k個曝光結果之預測值未滿足第1評估基準ESAk之情形，副控制部60對第k個計算部(56A~56E之任一者)以曝光結果之預測值滿足對應之第1評估基準ESAk之方式使第k組參數之值最佳化。此步驟112在曝光結果之預測值未滿足對應之第1評估基準ESAk之全部計算部(56A~56E之任一者)執行。
之後，在步驟108，使用最佳化之第k組參數以對應之計算部計算曝光結果之預測值，在步驟110，評估該曝光結果之預測值是否滿足對應之第1評估基準ESAk。接著，在五個曝光結果之預測值分別滿足對應之第1評估基準ESAk時，動作移至步驟114，副控制部60，將五個(K=5)計算部56A~56E最佳化之五組參數儲存在第2記憶部61。此外，在執行步驟112之時點，一般而言第k個曝光結果之預測值滿足對應之第1評估基準ESAk，因此亦可省略步驟108、110而移至步驟114。
之後，參數決定部65使用該最佳化之五組參數之各個之權重(優先順位資訊)針對五組參數之中共通參數計算加權平均，藉此決定該五組參數所含之參數之值，將決定之參數之值輸入(設定)至假想曝光裝置部63(步驟116)。
作為一例，標線片RA用之照明光源44A之設計上之光強度 分布，如圖5(A)所示，設為光強度在配置成在X方向及Y方向夾著照明光學系ILS之光軸AXI之四極區域44Aa變高之分布。此照明光源44A之外側及內側之σ值分別設為σ 11及σ 21。此外，虛線之圓周45表示σ值為1之邊界部。
相對於此，為了以第2計算部56B使OPE特性匹配，最佳化之第2組參數中之照明光源之σ值，如圖5(B)之照明光源44B所示，設為包含外側之值即σ 12及內側之值即σ 22。又，為了以第5計算部56E使標線片圖案像之殘留誤差為最小，最佳化之第5組參數中之照明光源之σ值，如圖5(C)之照明光源44C所示，設為包含外側之值即σ 13及內側之值即σ 23。此等照明光源44B及44C分別相當於圖5(A)之原本之照明光源44A之內徑及外徑調整後者。
此情形，作為一例，設第2組及第5組參數之權重為a2及b2(a2及b2為0以上之實數)，權重a2設定為大於權重b2。此外，設定在假想曝光裝置部63之照明光源之σ值之外側之值σ 24及內側之值σ 25分別以下述加權平均表示。圖5(D)係顯示具有上述σ值之照明光源44D。
σ 24=(a2‧σ 12+b2‧σ 13)/(a2+b2)…(2A)
σ 25=(a2‧σ 22+b2‧σ 23)/(a2+b2)…(2B)
此時，亦可使第2組及第5組參數之權重在外側之σ值與內側之σ值不同。
又，在第1計算部56A，設根據CDU最佳化之第1組參數中之曝光量及焦點位置之值分別為Dz1及bf1，在第2計算部56B，為了使OPE特性匹配而最佳化之第2組參數中之曝光量及焦點位置之值分別為Dz2及bf2。此 情形，設定在假想曝光裝置部63之曝光量之值Dz3係以上述式(1)表示。又，關於焦點位置，若設第1組參數之權重為1、第2組參數之權重為0，則設定在假想曝光裝置部63之焦點位置之值成為bf1。其結果，以假想曝光裝置部63求出之程序視窗PW2，如圖6(C)所示，作為一例，以曝光量Dz3及焦點位置bf1為中心設定。同樣地，亦決定在複數個組間共通之參數之值。
接著，在假想曝光裝置部63，使用第i個標線片RA之圖案資訊、第j個曝光裝置EXA之構成資訊、及其參數之值，藉由模擬計算標線片RA之投影光學系PL造成之空間像之光強度分布，藉此求出對應由上述計算部56A~56E求出之五個曝光結果之預測值之曝光結果之預測值(以下，稱為第1~第5曝光結果之預測值)(步驟118)。
之後，該第1~第5曝光結果之預測值供應至判定部64，在判定部64，評估該五個曝光結果之預測值是否分別為上述第2評估基準ESBk(k=1~5)之範圍內、亦即是否滿足第2評估基準ESBk(步驟120)。在步驟120之動作，除了評估基準為第2評估基準ESBk以外，與步驟110之動作相同。
該五個曝光結果之預測值之中至少一個曝光結果之預測值未滿足第2評估基準ESBk之情形，移至步驟122。接著，例如第k個曝光結果之預測值未滿足第2評估基準ESBk之情形，副控制部60，作為一例，使對應之計算部(56A~56E之中至少一者)再次計算包含關於該第k個曝光結果之預測值之參數之組之參數之值。在此計算時，在各計算部，作為一例，以分別對應之曝光結果之預測值滿足較該第2評估基準狹窄之評估基準之方式使對應之組之參數最佳化。此外，在步驟122，亦可一律地在全部之計 算部56A~56E再次計算分別對應之組之參數。
在步驟122，再次計算對應複數個計算部之組之參數時，亦可從計算優先順位低之組之參數之計算部依序進行再次計算。又，亦可僅再次計算優先順位低之組之參數，不再次計算優先順位高之組之參數。又，在例如計算某組之參數之計算部，必須要其他組所含之參數之值之情形，作為該參數之值，亦可使用在其他計算部最後計算之值。
又，在步驟122，在例如第2計算部56B，假設再次計算第2組參數(照明光源之σ值、投影光學系PL之數值孔徑NA、曝光量Dz、焦點位置bf、及規定投影光學系PL之殘留之波面像差之參數)之值之情形。此時，作為一例，關於第2組參數中之焦點位置bf之值，亦可直接使用在優先順位更上位之第1計算部56A前一刻計算之第1組參數中之焦點位置bf之值。同樣地，在計算部56B~56E再次計算對應之組之參數之值之情形，亦可直接使用在更上位之計算部56A~56D前一刻計算之組之參數中之對應之參數之值。藉此，能以曝光結果之預測值滿足第2評估基準之方式減少在計算部56B~56E之計算量。
之後，動作返回步驟116，針對包含在步驟122再次計算之組之參數之五組參數之中共通參數計算加權平均，藉此決定該五組參數所含之全部參數之值，將決定之全部參數之值輸入(設定)至假想曝光裝置部63。之後，執行步驟118(在假想曝光裝置部63之曝光結果之預測值之計算)及步驟120(曝光結果之預測值之評估)，在五個曝光結果之預測值分別滿足對應之第2評估基準ESBk時，動作移至步驟124，副控制部60使計算出之五組參數所含之全部參數之值對應第i個標線片之ID資訊及第j個曝光裝 置之ID資訊儲存在第2記憶部61。
同樣地，對標線片及曝光裝置之其他組合分別執行步驟102~124為止之動作，藉此可對I片標線片及j台曝光裝置之全部組合決定參數之值。
之後，在圖1之曝光裝置EXA，使用標線片RA進行曝光時，曝光裝置EXA之主控制部40透過通訊迴線12對主伺服器6之主控制部50要求對應標線片RA及曝光裝置EXA之參數之值。對應於此，以從主控制部50對副控制部60傳送該參數之值之方式輸出控制資訊。之後，副控制部60將從第2記憶部61讀出之對應標線片RA及曝光裝置EXA之參數之值透過參數輸出部65、IO埠8A、通訊迴線12、曝光裝置EXA之通訊單元10A供應至曝光裝置EXA之主控制部40(步驟126)。
在曝光裝置EXA之主控制部40，將供應之參數之值供應至曝光控制部14，曝光控制部14將供應之參數之值儲存在記憶部38，且設定對應成像特性修正裝置30及光學系37之參數之值。之後，根據設定之參數之值，使標線片RA之圖案像透過投影光學系PL依序曝光至既定批量數之晶圓W之各照射區域(步驟128)。此時，由於參數之值已最佳化，因此可高精度地進行曝光。藉由以塗布顯影機(未圖示)使曝光後之晶圓顯影，形成光阻圖案。
之後，在使用另一標線片RB替代標線片RA進行曝光之情形，從主伺服器6對曝光裝置EXA供應對標線片RB及曝光裝置EXA之組合最佳化之參數。藉由使用此參數進行曝光，能使標線片RB之圖案像高精度地曝光。在上述曝光時，由於在曝光裝置EXA側不需進行參數之值之調 整，因此即使例如反覆小批量生產進行之情形，亦可一邊維持高曝光精度一邊維持曝光步驟之高產率。
又，作為一例，亦可拔取曝光及顯影後之晶圓之一部分，將拔取後之晶圓搬送至圖1之檢查裝置MEA，在檢查裝置MEA測量晶圓上之最細微光阻圖案之線寬之均一性(CDU)等，將此測量結果透過通訊迴線12傳送至主伺服器6。又，亦可在曝光裝置EXA，使用例如特性測量裝置20測量照明光源之形狀、及/或照射能量造成之投影光學系PL之殘留誤差等，將此測量結果透過通訊迴線12傳至主伺服器6。
此情形，作為一例，此等測量結果亦可在主伺服器6內透過主控制部50及副控制部60供應至判定部64，以判定部64評估該計算結果是否滿足第2評估基準。此外，在該測量結果之至少一部分未滿足該第2評估基準時，亦可與步驟122同樣地，再次計算對應未滿足該第2評估基準之曝光結果之組之參數，藉由獲得之參數，將在步驟116決定之全部參數之值作為標線片RA及曝光裝置EXA用之全部參數供應至曝光裝置EXA，在曝光裝置EXA使用此供應之參數進行曝光。藉此，可更高精度地進行曝光。
如上述，本實施形態之微影系統DMS，係藉由曝光及顯影在晶圓W(基板)形成圖案，其特徵在於，具備：第1計算部56A(第1模擬運算部)，求出在關於該圖案之形成之曝光裝置EXA之第1組參數(曝光量Dz(最佳劑量)、及焦點位置bf(最佳聚焦位置))之值(步驟108)；以及第2計算部56B(第2模擬運算部)，求出與在關於該圖案之形成之曝光裝置EXA之該第1組參數至少一部分共通之第2組參數(照明光源之σ值、投影光學系 之數值孔徑PA、曝光量Dz、焦點位置bf、及規定投影光學系之殘留之波面像差之參數)之值(步驟108)。再者，微影系統DMS具備統籌運算部58，該統籌運算部58根據該第1組及第2組參數之值評估形成在晶圓W之圖案之狀態(例如OPE特性)及形成該圖案時之形成條件(能使CDU最廣之曝光量及焦點位置之可變動範圍(程序視窗))(步驟118)，依據該評估結果決定是否再次計算對應計算部56A及56B之至少一者之組之參數之值(步驟120)。
又，本實施形態之主伺服器6，係用於用以在晶圓W形成圖案之微影系統之模擬裝置，其特徵在於，具備：統籌運算部58，該統籌運算部58，根據關於該圖案之形成被計算之第1組參數之值、及與該第1組參數至少一部分共通之第2組參數之值評估形成在晶圓W之圖案之狀態及形成該圖案時之形成條件(步驟118)，依據該評估結果決定是否使對應之計算部56A,56B再次計算該第1組及第2組參數之至少一者之值(步驟120)。
根據本實施形態之微影系統DMS、主伺服器6、使用微影系統DMS之圖案形成方法、或使用主伺服器6之圖案形成方法，由於在統籌運算部58預先使用包含第1組及第2組參數之參數評估形成在晶圓W之圖案之狀態及形成該圖案時之形成條件，因此在例如此評估結果(曝光結果)未滿足既定基準(評估基準)之情形，藉由再次計算對應之組之參數，不進行實際曝光即可使該第1組及第2組參數所含之全部參數之值高效率地最佳化。
因此，能使在曝光步驟(微影步驟)使用之參數高效率地最佳化(設定)。此外，藉由在曝光裝置EXA使用最佳化(設定)之參數，每當在曝光裝置EXA更換標線片時無須進行參數之調整，因此即使進行小批量生產 之情形，亦可維持曝光步驟之高產率。
又，本實施形態中，如表1般決定優先順位。此外，第5組參數包含規定在曝光裝置之照明系之光瞳面之光強度分布(照明光源)之參數(σ值)，第4組參數包含關於曝光裝置之投影系之成像特性之參數(殘留之畸變dis)，在統籌運算部58，在步驟122，決定再次計算分別對應計算部56E及56D之組之參數之值時，使優先順位低之計算部56E再次計算該第5組參數之值後，使優先順位更高之計算部56D再次計算該第4組參數之值。
又，第4組參數包含關於藉由曝光裝置形成在基板之圖案之重疊誤差之參數(殘留之畸變dis)，第3組參數包含關於曝光裝置之投影系之像差特性之經時變化之參數(照射特性造成之成像特性之變動量之飽和值Sab及時間常數ζ)，在統籌運算部58，在步驟122，決定再次計算分別對應計算部56D及56C之組之參數之值時，使優先順位低之計算部56D再次計算該第4組參數之值後，使優先順位更高之計算部56C再次計算該第3組參數之值。藉此，可高效率地計算各組之參數。
此外，本實施形態中，可如下變形。
首先，本實施形態中，雖計算全部曝光裝置EXA~EXE用之參數，但關於機種相同之曝光裝置，亦可將針對其中一台計算出之參數設定在相同機種之其他曝光裝置。
又，關於位於同一線上之複數個曝光裝置，例如關於重疊誤差之參數等，亦可以曝光結果之預測值成為彼此大致相同之結果之方式決定參數之值。
又，本實施形態中，在步驟122，再次計算對應複數個計算部56A~56E之組之參數之情形，作為一例，從計算優先順位低之組之參數之計算部(優先順位低之計算部)依序進行計算。亦可替代此，從計算優先順位高之組之參數之計算部(優先順位高之計算部)依序進行計算。
又，被優先順位高之計算部計算出之參數包含於被優先順位低之計算部計算之組之參數之情形，針對被該優先順位高之計算部計算出之參數之值(計算值)，亦可不變更而直接使用。
又，被優先順位低之計算部計算出之參數包含於被優先順位高之計算部計算之組之參數之情形，針對被該優先順位低之計算部計算出之參數之值(計算值)，亦可不變更而直接使用。
又，上述實施形態中，關於在步驟110曝光結果之預測值不在第1評估基準之範圍內之組之參數，在步驟112使對應之計算部進行該組之參數之最佳化。相對於此，亦可從一開始使複數個計算部以對應優先順位之順序計算分別對應之組之參數。作為一例，參照圖7之流程圖說明第1計算部為了使投影光學系PL之殘留像差收斂在某個容許範圍(在此變形例之第1評估基準)內，求出第1組參數PA、PB、PC之值或範圍，第2計算部為了使曝光裝置EXA之OPE特性與既定基準特性(其他曝光裝置之OPE特性等)之差異(偏差之自乘和等)收斂在某個容許範圍(在此變形例之第2評估基準)內，求出第2組參數PA、PB之值或範圍之情形。在此例，第1計算部之優先順位高於第2計算部，且在第1組參數與第2組參數設參數PA、PB為共通。在此例之參數(PA、PB、PC)，分別為例如9次之澤爾尼克多項式之係數Za9、焦點位置、9次以外之澤爾尼克多項式之係數Zaj(j=1~8、10~49 等)。
在此變形例，作為一例，藉由計算求出從優先順位高之計算部依序對應之參數。亦即，在圖7之步驟132，與圖4之步驟102同樣地，輸入第i個標線片之構成資料(圖案配置、傅立葉轉換圖案、三維構造等之資料)及曝光裝置EXA之測量資料(波面像差之測量結果等)，使輸入之資料能在第1、第2計算部使用。接著，操作員輸入例如第1計算部用之殘留像差之容許範圍(第1評估基準)、及第2計算部用之OPE特性之容許範圍(第2評估基準)(步驟134)。此外，在此變形例之第1、第2評估基準亦可使用預先設定之基準。
接著，在此第1評估基準下，該第1計算部求出其第1組參數PA、PB、PC之容許範圍(pa1±α、pb1±β、pc1±γ)(步驟136)，在此第2評估基準下，該第2計算部求出其第2組參數PA、PB之值(pa1+2‧α、pb1+β/2)(步驟138)。之後，在步驟140，判定該第2組參數PA、PB之值是否為該第1組參數PA、PB之容許範圍內。該第2組參數PA、PB之值為該第1組參數PA、PB之容許範圍內之情形，動作移至圖4之步驟118。
另一方面，在此例，第2組內之參數PB之值(pb1+β/2)雖為第1組之對應參數PB之容許範圍(pb1±β)內，但第2組參數PA之值(pa1+2‧α)在第1組之對應參數PA之容許範圍(pa1±α)外，因此動作移至步驟142。此外，作為一例，使用第2組參數之中容許範圍外之參數PA之值(pa1+2‧α)，以該第1計算部使該第1組參數再次最佳化。亦即，在該第1計算部，作為參數PA之值，使用在步驟138求出之值(pa1+2‧α)，在該第1評估基準下，求出其他參數PB、PC之容許範圍(pb2±β 1、pc2±γ 1)。接著， 在步驟144，判定在步驟138求出之第2組中之參數PB之值(pb1+β/2)是否為在步驟142求出之第1組參數PB之容許範圍(pb2±β 1)。該第2組參數PB之值為該第1組參數PB之容許範圍之情形，動作移至圖4之步驟118。
另一方面，在步驟144，該第2組參數PB之值為該第1組參數PB之容許範圍外之情形，動作移至步驟146，以該第2計算部計算之第2組參數之第2評估基準(OPE特性之容許範圍)往大方向變更。之後，移至步驟138，在該變更後之第2評估基準下，以該第2計算部進行第2組參數PA~PC之最佳化。之後，反覆步驟140、142、144之動作。此外，即使步驟144之動作反覆既定次數(例如2次)，在步驟140，在該第2組參數之值不在該第1組參數之容許範圍內之情形，例如對操作員發出警報，或亦可在第1計算部求出之參數之範圍內，將最接近該第2計算部求出之參數之值之值設為最佳化之參數之值。
如上述，此變形例之微影系統DMS，係用以在晶圓W(基板)形成圖案，其特徵在於，具備：第1運算部(計算部56A~56E之任一者)，求出關於該圖案之形成之第1組參數之值；第2運算部(計算部56A~56E之任一者)，求出包含與該第1組參數至少一部分共通之共通參數且關於該圖案之形成之第2組參數之值；以及統籌運算部58，使用該第1組參數之值及該第2組參數之至少一者之值決定該共通參數之值。
根據變形例，由於以與被優先順位高之計算部最佳化之參數匹配之方式使優先順位低之計算部最佳化參數，因此能配合欲重視之評估基準使參數最佳化。此外，在此變形例，亦可僅執行步驟142及146之至少一者。
又，作為從優先順位高之計算部依序計算對應之參數之方法，如圖8之流程圖所示，亦可使用就各組計算參數之方法。此外，在圖8所示之變形例使用之第1~第7評估基準與上述第1、第2評估基準不同，且第1計算部等之功能與上述第1計算部等之功能不同。
在圖8之例，在第1計算部，以曝光結果之曝光量及焦點位置之容許範圍即程序視窗之寬成為容許範圍(第1評估基準)以上之方式，使第1組參數(例如照明系之σ值、輪帶照明之情形之輪帶比、波面像差中之9次之澤爾尼克多項式之係數Za9、及表示載台系之同步精度之MSD(Moving Standard Devitation：移動標準偏差)等)最佳化。又，在第2計算部，為了使殘留像差收斂於某個容許範圍(第2評估基準)內，使第2組參數(澤爾尼克多項式之係數Zaj(j=1~49等)、焦點位置等)最佳化，在第3計算部，為了使OPE特性收斂於某個容許範圍(第3評估基準)內，使第3組參數(澤爾尼克多項式之係數Za9、焦點位置等)最佳化。
又，在第4計算部，為了使曝光用光之照射能量造成之投影光學系PL之成像特性之變動量收斂於某個容許範圍(第4評估基準)內，使第4組參數(上述透鏡控制用之參數Sab、ζ)最佳化，在第5計算部，為了使CDU(Critical Dimension Uniformity)收斂於某個容許範圍(第5評估基準)內，使第5組參數(曝光量、焦點位置等)最佳化。又，在第6計算部，為了使重疊誤差收斂於某個容許範圍(第6評估基準)內，使第6組參數(投影光學系之畸變、表示載台系之同步精度之MSD等)最佳化，在第7計算部，為了使曝光對像之晶圓面與投影光學系之最佳聚焦位置之偏移量收斂於某個容許範圍(第7評估基準)內，使第7組參數(焦點位置等)最佳化。在此變形例， 在第1計算部，使程序視窗之寬為容許範圍以上之第1計算部之優先順位成為最高。
再者，在此變形例，設第1~第3計算部為第1組、第4~第7計算部為第2組，在第1組內可變更參數之計算順序，在第2組內亦可變更參數之計算順序。相對於此，在第1組內與第2組內之間變更參數之計算順序較不佳。
在此變形例，首先在圖8之步驟132輸入第i個標線片之構成資料、及曝光裝置EXA之測量資料，在步驟150，操作員輸入第1~第7評估基準。此外，作為在此變形例之第1~第7評估基準，亦可使用預先設定之基準。
接著，在該第1評估基準下，該第1計算部使第1組參數最佳化(步驟152)，在該第2評估基準下，該第2計算部使該第2組參數最佳化(步驟154)，在該第3評估基準下，該第3計算部使該第3組參數最佳化(步驟156)。之後，在該第4評估基準下，該第4計算部使第4組參數最佳化(步驟158)，在該第5評估基準下，該第5計算部使該第5組參數最佳化(步驟160)，在該第6評估基準下，該第6計算部使該第6組參數最佳化(步驟162)，在該第7評估基準下，該第7計算部使該第7組參數最佳化(步驟164)。之後，動作移至圖4之步驟118。
根據此變形例，藉由從優先順位高之計算部依序使對應之組之參數最佳化，可配合優先順位高之評估基準使參數最佳化。
此外，在此變形例，第1~第7計算部之個數可為隨意，亦可將複數個計算部分成三個以上之組。
又，在上述實施形態及其變形例，例如以第4計算部使第4組參數最佳化時，產生以第2計算部使最佳化之第2組參數變化較佳之結果時，為了獲得該變化之第2組參數，亦可以第2計算部再次使第2組參數最佳化。
舉一例而言，首先，為了使OPE特性在複數個曝光裝置間匹配，以第2計算部進行例如(照明光源之σ值(所謂同調因素)、投影光學系PL之數值孔徑NA、曝光量Dz、焦點位置bf、及規定投影光學系PL之殘留之波面像差之參數)之值之最佳化。之後，為了降低重疊誤差，以第4計算部進行(規定在曝光對像之晶圓之複數個照射區域之排列(格子)之參數pg、及投影光學系PL之殘留之畸變dis)之值之最佳化。
此處，無法以第4計算部進行值之最佳化之情形，亦可將以第2計算部進行值之最佳化之第2組參數之中至少一者(例如焦點位置bf)之值重新變更/設定成其他值(例如，較之前最佳化使用之焦點位置bf之值小之焦點位置bf之值)，此外，以第2計算部再次進行第2組參數之最佳化，之後，以第4計算部再次進行第4組參數之最佳化。
以上述方式，無法以至少一個計算部(例如第4計算部)進行最佳化之情形，亦可以其他計算部(例如第2計算部)使已最佳化之值變更，此外，再次以至少一個計算部(例如第4計算部)進行最佳化。
此外，以至少一個計算部(例如第2計算部)使已最佳化之值變更，不僅限於一個值(例如，焦點位置bf)，亦可使複數個值(例如，照明光源之σ值(所謂同調因素)、投影光學系PL之數值孔徑NA、曝光量Dz、焦點位置bf、及規定投影光學系PL之殘留之波面像差之參數之中至少二個 以上)變更。
又，亦可以至少一個計算部(例如第2計算部)，藉由已最佳化之值之影響之大小(藉由至少一個計算部最佳化之參數，必須再次最佳化之其他計算部之數)，決定各計算部(例如第1~第5計算部)之計算順位(優先順位)。
舉一例而言，若有藉由第1計算部進行第1組參數之最佳化後必須藉由第2計算部再次進行第2組參數之最佳化之情形(影響一個計算部)、及藉由第2計算部進行第2組參數之最佳化後必須藉由第3計算部再次進行第3組參數之最佳化及藉由第4計算部再次進行第4組參數之最佳化之情形(影響二個計算部)，依據影響之計算部之數，能使第1計算部進行之最佳化之優先順位相較於第2計算部進行之最佳化為上位或下位。
又，在上述實施形態之變形例，使圖8之第1組參數最佳化之評估基準為程序視窗之寬。作為替代此程序視窗之寬之評估基準，作為一例，亦可使用成像對數斜率(ILS：image log slope)或正規化成像對數斜率(NILS：normalized image log slope)。
ILS及NILS係使圖案之任意部分成像時為了求出成像工具之性能而使用之已知評估基準。又，將圖案之空間像之對數之斜率稱為ILS，此表示在圖案邊緣位置之光強度之斜率。又，NILS係對ILS施加圖案尺寸而規格化者。
又，本實施形態中，在主伺服器6內設有統籌運算部58。作為另一構成，在相當於各曝光裝置EXA~EXE之通訊單元10A~10E之部分分別設置與統籌運算部58相同之模擬部，在此模擬部，亦可使用包含在計算部56A~56E計算出之第1組~第5組參數之參數計算曝光結果之預測 值。此情形，曝光結果之預測值未滿評估基準之情形，使對應之計算部56A~56E再次進行參數之計算(最佳化)，藉此可高效率設定參數之值。
又，曝光結果之預測值未滿評估基準之情形，亦可變更評估基準之閾值，計算部56A~56E再次進行計算。
又，上述實施形態中，雖在主伺服器6決定曝光裝置用之參數之值，但亦可在主伺服器6或統籌運算部58決定塗布顯影機(未圖示)用之參數之值。此情形，作為一例，第1組參數為膜厚之平均值、膜厚偏差、及預烤時間，第2組參數為膜厚之平均值、膜厚偏差、及顯影時間。此情形，主伺服器6或統籌運算部58亦可從塗布顯影機取得設定所需之參數。
又，本實施形態中，雖在主伺服器6決定曝光裝置用之參數之值，但亦可在主伺服器6或統籌運算部58決定塗布顯影機(未圖示)用之參數之值。此情形，作為一例，第1組參數為膜厚之平均值、膜厚偏差、及預烤時間，第2組參數為膜厚之平均值、膜厚偏差、及顯影時間。此情形，主伺服器6或統籌運算部58亦可從塗布顯影機取得設定所需之參數。
又，使用上述各實施形態之微影系統DMS、主伺服器6、或使用此等之圖案形成方法製造半導體元件等電子元件(微元件)之情形，此電子元件，如圖9所示，係經由下述步驟製造，即進行元件之功能/性能設計之步驟221、製造以該設計步驟為依據之光罩(標線片)之步驟222、製造元件之基材即基板(晶圓)之步驟223、包含藉由上述實施形態之微影系統DMS等或圖案形成方法等使光罩之圖案曝光在基板之步驟、使已曝光基板顯影之步驟、已顯影基板之加熱(硬化)及蝕刻步驟等之基板處理步驟224、元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟等加工程序)225、以及檢查 步驟226等。
亦即，上述元件製造方法包含使用上述實施形態之微影系統DMS等或圖案形成方法使基板(晶圓)透過光罩之圖案曝光之步驟、及處理該已曝光基板之步驟(亦即，使基板之光阻顯影並將對應該光罩之圖案之光罩層形成在該基板表面之顯影步驟、及透過該光罩層對該基板表面進行加工(加熱及蝕刻等)之加工步驟)。
根據此元件製造方法，在曝光裝置EXA等，由於每當更換標線片時不需調整參數，因此例如能以高產率高精度地製造小批量生產之電子元件。
此外，上述實施形態之微影系統具備之曝光裝置亦可為步進器型之曝光裝置等。再者，該曝光裝置亦可為作為曝光用光使用波長100nm以下之極紫外光(Extreme Ultraviolet Light：以下，稱為EUV光)之曝光裝置(EUV曝光裝置)等。
又，本實施形態之元件製造方法中，雖特別針對半導體元件之製造方法進行說明，但本實施形態之元件製造方法，除了使用半導體材料之元件外，亦可適用於例如液晶面板或磁碟等使用半導體材料以外之材料之元件之製造。
此外，本發明並不限於上述實施形態，在不脫離本發明要旨之範圍內可採用各種構成。
AL:對準系
EXA:曝光裝置
6:主伺服器
8A:IO埠
10A:通訊單元
12,13:通訊迴線
14:曝光控制部
16:輸入裝置
18:顯示裝置
20:特性測量裝置
24:標線片干涉儀
26:晶圓干涉儀
30:成像特性修正裝置
31:標線片載台驅動系
32:載台驅動系
33:液體供應裝置
34:液體回收裝置
35:AF感測器
36:積分感測器
37:光學系控制部
38:記憶部
40:主控制部
41:IO控制部
42:IO埠
43:參數輸入部
50:主控制部
51:第1記憶部
52:記錄再生部
53:記錄媒體
54:IO控制部
55:參數計算部
56A~56E:第1~第5計算部
58:統籌計算部
60:副控制部
61:第2記憶部
62:參數決定部
63:假想曝光裝置部
64:判定部
65:參數輸出部

Claims (18)

  1. 一種用於微影步驟之電腦程式，為了在基板形成圖案而使電腦執行以下動作：以第1運算部求出關於該圖案之形成之第1組參數之值之動作；以第2運算部求出與該第1組參數至少一部分共通且關於該圖案之形成之第2組參數之值之動作；根據該第1組參數之值及該第2組參數之值評估形成在該基板之圖案之狀態及形成該圖案時之形成條件之至少一者之動作；以及依據該評估結果決定是否使該第1運算部及該第2運算部之至少一者再次計算該第1組及第2組參數之中至少一者之值之動作。
  2. 如申請專利範圍第1項之用於微影步驟之電腦程式，其包含：預先決定該參數之優先順位之動作；以及在依據該評估結果決定使該第1運算部及該第2運算部再次計算分別對應之組之參數之值時，按照該優先順位使該第1運算部及該第2運算部依序再次計算對應之組之參數之值之動作。
  3. 如申請專利範圍第1項之用於微影步驟之電腦程式，其包含：預先決定該運算部之優先順位之動作；以及在依據該評估結果決定使該第1運算部及該第2運算部之至少一者再次計算該第1組及第2組參數之至少一者之值時，按照該優先順位再次計算該第1組及第2組參數之至少一者之值之動作。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之用於微影步驟之電腦程式，其中，在該第1組及該第2組參數預先決定優先順位高之上位組參數、及優先順位較 該上位組參數低之下位組參數；在依據該評估結果決定使對應之運算部再次計算該下位組參數之值時，根據該上位組參數之最新之值使對應之運算部再次計算該下位組參數之值。
  5. 如申請專利範圍第4項之用於微影步驟之電腦程式，其中，針對該下位組參數之中該上位組參數以外之參數再次計算值。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之用於微影步驟之電腦程式，其包含根據該第1組及第2組參數之值，對在該基板形成該圖案之微影裝置設定使該第1運算部及該第2運算部之至少一者再次計算而得之該第1組及第2組參數之值之動作。
  7. 如申請專利範圍第6項之用於微影步驟之電腦程式，其包含依據檢查藉由該微影裝置形成在該基板之該圖案之狀態之檢查裝置之檢查結果，使該第1及第2運算部之中至少一者再次計算對應之組之參數之值之動作。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之用於微影步驟之電腦程式，其中，從具有照明光罩圖案之照明系及將該光罩圖案之像投影至該基板之投影系之曝光裝置接收計算用之參數。
  9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之用於微影步驟之電腦程式，其中，該第1組參數包含規定在曝光裝置之照明系之光瞳面之光強度分布之參數；該第2組參數包含關於曝光裝置之投影系之成像特性之參數；包含在依據該評估結果決定使該第1及第2運算部再次計算分別對應之組之參數之值時，使該第1運算部再次計算該第1組參數之值後，使該 第2運算部再次計算該第2組參數之值之動作。
  10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之用於微影步驟之電腦程式，其中，該第1組參數包含關於藉由曝光裝置形成在基板之圖案之重疊誤差之參數；該第2組參數包含關於該曝光裝置之投影系之像差特性之經時變化之參數；包含在依據該評估結果決定使該第1運算部及該第2運算部再次計算分別對應之組之參數之值時，使該第1運算部再次計算該第1組參數之值後，使該第2運算部再次計算該第2組參數之值之動作。
  11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之用於微影步驟之電腦程式，其中，從進行對該基板之感光膜之塗布及該感光膜之顯影之塗布顯影機接收計算用之參數。
  12. 一種用於微影步驟之電腦程式，為了在基板形成圖案而使電腦執行以下動作：以第1運算部求出關於該圖案之形成之第1組參數之值之動作；以第2運算部求出包含與該第1組參數至少一部分共通之共通參數且關於該圖案之形成之第2組參數之值之動作；以及使用該第1組參數之值及該第2組參數之值之中至少一者之值決定該共通參數之值之動作。
  13. 如申請專利範圍第12項之用於微影步驟之電腦程式，其中，決定該共通參數之值之動作，包含按照該第1組參數與該第2組參數之預先決定之優先順位決定該共通參數之值之動作。
  14. 如申請專利範圍第13項之用於微影步驟之電腦程式，其中，決定該共通參數之值之動作，包含按照該優先順位決定該第1組參數及該第2組參數之權重之動作。
  15. 如申請專利範圍第14項之用於微影步驟之電腦程式，其中，該優先順位係依據對其他運算部或參數之影響度決定。
  16. 如申請專利範圍第1至3、12至15項中任一項之用於微影步驟之電腦程式，其包含根據該第1組及第2組參數之值在該基板形成該圖案之微影步驟。
  17. 如申請專利範圍第16項之用於微影步驟之電腦程式，其包含檢查藉由該微影步驟形成在該基板之該圖案之狀態之檢查步驟。
  18. 一種用於微影步驟之電腦可讀取記錄媒體，儲存有如申請專利範圍第1至17項中任一項之電腦程式。
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