JP5045445B2 - Mask pattern correction method, mask pattern correction program, mask pattern correction apparatus, exposure condition setting method, exposure condition setting program, exposure condition setting apparatus, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device manufacturing program, and semiconductor device manufacturing apparatus - Google Patents

Mask pattern correction method, mask pattern correction program, mask pattern correction apparatus, exposure condition setting method, exposure condition setting program, exposure condition setting apparatus, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device manufacturing program, and semiconductor device manufacturing apparatus Download PDF

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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Description

本発明は、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置で用いられるマスクパターンを補正するマスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラムおよびマスクパターン補正装置と、露光装置における露光条件を設定する露光条件設定方法、露光条件設定プログラムおよび露光条件設定装置と、露光装置を用いて半導体装置を製造する半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置とに関する。   The present invention relates to a mask pattern correction method, a mask pattern correction program and a mask pattern correction apparatus for correcting a mask pattern used in an exposure apparatus for transferring an image of a mask pattern onto a wafer surface, and exposure for setting an exposure condition in the exposure apparatus. The present invention relates to a condition setting method, an exposure condition setting program and an exposure condition setting device, and a semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device manufacturing program and a semiconductor device manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device using the exposure apparatus.

近年の半導体製造技術の進歩は非常にめざましく、最小加工寸法が0.1μm以下の半導体装置が量産されている。このような微細な加工寸法においては、リソグラフィ工程で使用する露光装置の光源波長の余裕度が少ない。そのため、近年では、ウェハの表面上のレジスト層に所望の形状および寸法のパターンを形成するために、OPC(光近接効果補正:Optical Proximity effect Correction)を用いて設計パターンを補正することが一般的に行われている。   Recent progress in semiconductor manufacturing technology is very remarkable, and semiconductor devices having a minimum processing dimension of 0.1 μm or less are mass-produced. In such a fine processing dimension, the margin of the light source wavelength of the exposure apparatus used in the lithography process is small. Therefore, in recent years, in order to form a pattern with a desired shape and size on the resist layer on the surface of the wafer, it is common to correct the design pattern using OPC (Optical Proximity effect Correction). Has been done.

しかし、最小加工寸法が0.1μm以下となると、OPCを用いて設計パターンを補正したとしても、ホットスポットを完全になくすることが容易ではない。ここで、ホットスポットとは、標準の露光条件(フォーカス量や、露光量、重ね合せずれ量など)では問題なく転写可能であるが、露光ばらつきにより露光条件がずれた場合(例えば、デフォーカス量が+50nmで露光量が−5%となった場合)に、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンのことを指す。欠陥の種類としては、例えば、配線が途切れたり、近接する配線同士が短絡する機能欠陥や、配線が細くなったり配線とビアとの重なり面積が小さくなることで配線抵抗が増加し、配線抵抗の増加による信号遅延に起因して回路が所望の動作をしなくなる特性欠陥などがある。   However, when the minimum processing dimension is 0.1 μm or less, it is not easy to completely eliminate hot spots even if the design pattern is corrected using OPC. Here, a hot spot can be transferred without any problem under standard exposure conditions (focus amount, exposure amount, overlay deviation amount, etc.), but when exposure conditions are deviated due to exposure variations (for example, defocus amount). When the exposure amount becomes + 5% at +50 nm), it means a pattern that is not transferred correctly and becomes a defect. The types of defects include, for example, functional defects in which wiring is interrupted, adjacent wirings are short-circuited, wiring is thinned or the overlapping area between wiring and vias is reduced, and wiring resistance is increased. There is a characteristic defect that prevents the circuit from performing a desired operation due to an increase in signal delay.

そのため、従来から、OPCツールや、リソグラフィシミュレータ、ホットスポット検査ツールなどを用いて、ホットスポットの発生を低減する方策が多数提案されている。例えば、特許文献1〜3では、複数の露光条件においてホットスポットが生じないようなOPC処理を行うことが提案されている。また、例えば、特許文献4では、ウェハ表面の被露光領域(ショット領域)ごとの位置を露光前に検出して、被露光領域と露光装置のフォーカス平面との乖離量(デフォーカス量)が最小となるようにステージを調整するオートフォーカス・オートレベリングにおいて、ウェハ表面の被露光領域の位置を高精度に検出する方策が提案されている。また、例えば、特許文献5では、CMP(Chemical Mechanical Polishing)工程をシミュレーションして、ウェハ表面の凹凸を精確に予測する方策が提案されている。また、例えば、特許文献6では、原子間力顕微鏡(AFM)を用いてウェハ表面の凹凸をあらかじめ精確に計測しておく方策が提案されている。   For this reason, conventionally, many measures for reducing the occurrence of hot spots using an OPC tool, a lithography simulator, a hot spot inspection tool, and the like have been proposed. For example, Patent Documents 1 to 3 propose performing an OPC process that does not cause hot spots under a plurality of exposure conditions. Further, for example, in Patent Document 4, the position of each exposed region (shot region) on the wafer surface is detected before exposure, and the deviation amount (defocus amount) between the exposed region and the focus plane of the exposure apparatus is minimized. In autofocus / autoleveling in which the stage is adjusted so as to be, a method for detecting the position of the exposed area on the wafer surface with high accuracy has been proposed. For example, Patent Document 5 proposes a method for accurately predicting the unevenness of the wafer surface by simulating a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process. Further, for example, Patent Document 6 proposes a measure for accurately measuring the unevenness of the wafer surface in advance using an atomic force microscope (AFM).

特開20051−134520号公報JP 20051-134520 A 特開2005−181524号公報JP 2005-181524 A 特開2006−058452号公報JP 2006-058552 A 特開2004−247476号公報JP 2004-247476 A 特開2002−342399号公報JP 2002-342399 A 特開平6−281449号公報JP-A-6-281449

しかし、オートフォーカス・オートレベリングでは、上記したように、被露光領域ごとに一つのフォーカス平面が設定されるので、ウェハ表面上に生じた段差によって、被露光領域とフォーカス平面との間に大きな乖離が生じている場合には、被露光領域全体に対してフォーカスを合せることができない。そのため、フォーカスのずれたところに露光されるパターンのフォーカス余裕度が小さい場合には、露光した際に、ウェハの表面上のレジスト層に所望の形状および寸法通りのパターンを形成することができず、ホットスポットを発生させてしまうという問題があった。   However, in autofocus / autoleveling, as described above, one focus plane is set for each exposed area, and therefore, a large gap between the exposed area and the focus plane is caused by a step formed on the wafer surface. If this occurs, the entire area to be exposed cannot be focused. For this reason, when the focus margin of the pattern exposed at a defocused position is small, it is not possible to form a pattern having a desired shape and size on the resist layer on the surface of the wafer upon exposure. There is a problem that a hot spot is generated.

また、従来では、露光装置のフォーカスばらつきにウェハ表面の段差を加算して求めたデフォーカス量を「ずれた露光条件」として、ホットスポットの有無を検査している。しかし、被露光領域とフォーカス平面とが互いに一致するところでは、段差の分だけデフォーカス量を余計に見積もってしまう事になるが、そのような場所のうちホットスポットと判断されたパターンは実際には欠陥とならない事があり得る。しかし、従来では、誤ってホットスポットと判断されたパターンに対しても修正を加えていたので、ウェハ表面に段差が生じている場合には、パターンの修正に要する工数が膨大となっていた。   Conventionally, the presence / absence of a hot spot is inspected using a defocus amount obtained by adding a step on the wafer surface to the focus variation of the exposure apparatus as a “deviation exposure condition”. However, when the exposed area and the focus plane are coincident with each other, the amount of defocus will be excessively estimated by the level difference, but the pattern determined as a hot spot in such a place is actually May not be a defect. However, in the past, correction was also applied to a pattern that was mistakenly determined as a hot spot, so that if the level difference occurred on the wafer surface, the number of steps required to correct the pattern was enormous.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンだけを修正することの可能なマスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラムおよびマスクパターン補正装置と、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンの発生を低減することの可能な露光条件設定方法、露光条件設定プログラムおよび露光条件設定装置と、そのような露光条件設定方法を用いて半導体装置を製造する半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a mask pattern correction method, a mask pattern correction program, and a mask pattern correction capable of correcting only a pattern that is not correctly transferred and becomes a defect. Apparatus, exposure condition setting method, exposure condition setting program and exposure condition setting apparatus capable of reducing the occurrence of a pattern that is not correctly transferred and becomes a defect, and a semiconductor using such an exposure condition setting method A semiconductor device manufacturing method for manufacturing a device, a semiconductor device manufacturing program, and a semiconductor device manufacturing apparatus.

本発明のマスクパターン補正方法は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置において用いられるマスクパターンを補正する方法であって、以下の(A1)〜(A5)の各工程を含むものである。
(A1)マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得工程
(A2)マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得工程
(A3)特定位置の凹凸情報を取得する第3取得工程
(A4)投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算を試みる計算工程
(A5)計算工程における計算の結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分を修正する修正工程
According to the mask pattern correction method of the present invention, a projection optical system for projecting an image of a mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and a focus position on the wafer surface are aligned. A method for correcting a mask pattern used in an exposure apparatus that has an adjustment mechanism and transfers an image of the mask pattern onto the wafer surface, and includes the following steps (A1) to (A5).
(A1) A wafer corresponding to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using a mask. First acquisition step of acquiring a specific position on the surface for each different defocus condition (A2) Second acquisition step of acquiring a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion of the mask pattern (A3) Unevenness at the specific position Third acquisition step of acquiring information (A4) In the calculation step of trying to calculate the setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that the focus plane of the projection optical system falls within the focus margin (A5) in the calculation step As a result of the calculation, if the focus plane does not fall within the focus margin, a specific part of the mask pattern will increase so that the focus margin increases. Correcting step of correcting the a corresponding portion, and the focus plane is not fall within the focus margin portion

本発明のマスクパターン補正プログラムは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置において用いられるマスクパターンを補正するプログラムであって、以下の(B1)〜(B5)の各ステップをコンピュータに実行させるものである。
(B1)マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得ステップ
(B2)マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得ステップ
(B3)特定位置の凹凸情報を取得する第3取得ステップ
(B4)投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算を試みる計算ステップ
(B5)計算ステップにおける計算の結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分を修正する修正ステップ
A mask pattern correction program according to the present invention uses a mask having a mask pattern created based on a design pattern to project a mask pattern image on the wafer surface, and a focus position on the wafer surface. A program for correcting a mask pattern used in an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto a wafer surface, and causes a computer to execute the following steps (B1) to (B5) Is.
(B1) A wafer corresponding to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using a mask. First acquisition step of acquiring a specific position on the surface for each different defocus condition (B2) Second acquisition step of acquiring a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion of the mask pattern (B3) Unevenness at the specific position Third acquisition step (B4) for acquiring information In a calculation step (B5) for trying to calculate the setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that the focus plane of the projection optical system falls within the focus margin As a result of the calculation, if the focus plane does not fall within the focus margin, the mask pattern is set so that the focus margin increases. Correction step of a portion corresponding to the particular portion of the over emissions, and the focus plane to modify the no longer fit fall within the focus tolerance

本発明のマスクパターン補正装置は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置において用いられるマスクパターンを補正する装置であって、以下の(C1)〜(C5)の各構成要素を備えたものである。
(C1)マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得部
(C2)マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得部
(C3)特定位置の凹凸情報を取得する第3取得部
(C4)投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算を試みる計算部
(C5)計算部における計算の結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分を修正するパターン修正部
A mask pattern correction apparatus according to the present invention uses a mask having a mask pattern created based on a design pattern to project an image of the mask pattern onto the wafer surface, and a focus position on the wafer surface. An apparatus for correcting a mask pattern used in an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto a wafer surface, and includes the following components (C1) to (C5) It is.
(C1) A wafer corresponding to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using a mask. First acquisition unit (C2) for acquiring a specific position on the surface for each different defocus condition Second acquisition unit (C3) for acquiring a focus tolerance of a part corresponding to the specific part in the mask pattern A third acquisition unit (C4) that acquires information In a calculation unit (C5) that tries to calculate the setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that the focus plane of the projection optical system falls within the focus margin As a result of the calculation, if the focus plane does not fall within the focus margin, it corresponds to a specific part of the mask pattern so that the focus margin increases. A minute, and corrects the portion where focus plane can not fall within the focus margin pattern correction unit

本発明のマスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラムおよびマスクパターン補正装置では、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように、ウェハ表面の特定位置の凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算が試みられ、その結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分が修正される。これにより、実際には欠陥とならないパターンに対する修正をなくすることができる。   In the mask pattern correction method, mask pattern correction program, and mask pattern correction apparatus of the present invention, the wafer surface is specified so that the focus surface of the projection optical system falls within the focus tolerance of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern. Attempts are made to calculate the setting conditions of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information of the position.As a result, if the focus plane does not fall within the focus margin, the mask pattern is set so that the focus margin increases. The part corresponding to the specific part and the part where the focus surface does not fall within the focus margin is corrected. As a result, it is possible to eliminate correction of a pattern that does not actually become a defect.

本発明の露光条件設定方法は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件設定方法であって、以下の(D1)〜(D4)の各工程を含むものである。
(D1)マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得工程
(D2)マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得工程
(D3)特定位置の凹凸情報を取得する第3取得工程
(D4)投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件を導出する導出工程
An exposure condition setting method according to the present invention includes a projection optical system that projects an image of a mask pattern on a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and a focus position on the wafer surface. An exposure condition setting method in an exposure apparatus that has an adjustment mechanism and transfers a mask pattern image onto the wafer surface, and includes the following steps (D1) to (D4).
(D1) A wafer corresponding to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using a mask. First acquisition step (D2) for acquiring a specific position on the surface for each different defocus condition (D2) Second acquisition step (D3) for acquiring a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion in the mask pattern. Third acquisition step of acquiring information (D4) Derivation step of deriving the setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that the focus plane of the projection optical system falls within the focus tolerance

本発明の露光条件設定プログラムは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定方法であって、以下の(E1)〜(E4)の各ステップをコンピュータに実行させるものである。
(E1)マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得ステップ
(E2)マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得ステップ
(E3)特定位置の凹凸情報を取得する第3取得ステップ
(E4)投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件を導出する導出ステップ
An exposure condition setting program according to the present invention uses a mask having a mask pattern created based on a design pattern to project a mask pattern image onto a wafer surface, and a focus position on the wafer surface. An exposure condition setting method for setting exposure conditions in an exposure apparatus that has an adjustment mechanism and transfers a mask pattern image onto a wafer surface, and executes the following steps (E1) to (E4) on a computer: It is something to be made.
(E1) A wafer corresponding to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using a mask. First acquisition step (E2) for acquiring a specific position on the surface for each different defocus condition. Second acquisition step (E3) for acquiring a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion of the mask pattern. Third acquisition step of acquiring information (E4) Derivation step of deriving the setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that the focus plane of the projection optical system falls within the focus margin

本発明の露光条件設定装置は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定装置であって、以下の(F1)〜(F4)の各ステップをコンピュータに実行させるものである。
(F1)マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得部
(F2)マスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得部
(F3)特定位置の凹凸情報を取得する第3取得部
(F4)投影光学系のフォーカス面がフォーカス裕度内に入るように、凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件を導出する導出部
An exposure condition setting apparatus of the present invention uses a mask having a mask pattern created based on a design pattern to project a mask pattern image on the wafer surface, and a focus position on the wafer surface. An exposure condition setting apparatus that sets an exposure condition in an exposure apparatus that has an adjustment mechanism and transfers a mask pattern image onto the wafer surface, and executes the following steps (F1) to (F4) in a computer It is something to be made.
(F1) A wafer corresponding to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using a mask. First acquisition unit (F2) for acquiring a specific position on the surface for each different defocus condition Second acquisition unit (F3) for acquiring a focus tolerance of a part corresponding to the specific part in the mask pattern Third acquisition unit for acquiring information (F4) Deriving unit for deriving the setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that the focus plane of the projection optical system falls within the focus tolerance

本発明の露光条件設定方法、露光条件設定プログラムおよび露光条件設定装置では、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように、ウェハ表面の特定位置の凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件が導出される。これにより、欠陥となるパターンの発生をなくすることができる。   In the exposure condition setting method, exposure condition setting program, and exposure condition setting apparatus of the present invention, the wafer surface is specified so that the focus surface of the projection optical system falls within the focus tolerance of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern. The setting condition of the adjusting mechanism is derived in consideration of the position unevenness information. Thereby, generation | occurrence | production of the pattern used as a defect can be eliminated.

本発明の半導体装置製造方法は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造する製造工程を含むものである。   A semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes a projection optical system that projects an image of a mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and a focus position on the wafer surface. And a manufacturing process for manufacturing a semiconductor device using an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface.

本発明の半導体装置製造プログラムは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造することをコンピュータに実行させるものである。   A semiconductor device manufacturing program according to the present invention includes a projection optical system that projects an image of a mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and a focus position on the wafer surface. And an adjustment mechanism for causing a computer to manufacture a semiconductor device using an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto a wafer surface.

本発明の半導体装置製造装置は、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、マスクパターンの像をウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造する製造部を備えたものである。   A semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention uses a mask having a mask pattern created based on a design pattern to project a mask pattern image onto a wafer surface, and a focus position on the wafer surface. And a manufacturing unit that manufactures a semiconductor device using an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface.

ここで、本発明の半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置において、調整機構の設定条件は、マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出されたものである。   Here, in the semiconductor device manufacturing method, the semiconductor device manufacturing program, and the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention, the setting condition of the adjustment mechanism is formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask. Information on the surface of the wafer corresponding to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern of a desired shape and size in a transferred image and acquired at a specific position for each different defocus condition In consideration of the above, the focus plane of the projection optical system is derived so as to fall within the focus tolerance of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern.

本発明の半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置では、マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出された設定条件が調整機構の駆動に用いられる。これにより、十分なフォーカス裕度を確保しつつ、マスクパターンをウェハ表面に転写することができる。   In the semiconductor device manufacturing method, the semiconductor device manufacturing program, and the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention, when a mask pattern is transferred onto the wafer surface using a mask, a transfer image formed on the wafer surface has a desired shape and size. Focus on the projection optical system, taking into account the unevenness information at the specific position acquired for each different defocus condition at the position of the wafer surface corresponding to the specific part exceeding the predetermined range in relation to the pattern A setting condition derived so that the surface falls within the focus tolerance of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern is used to drive the adjustment mechanism. Thus, the mask pattern can be transferred to the wafer surface while ensuring a sufficient focus margin.

本発明のマスクパターン補正方法、マスクパターン補正プログラムおよびマスクパターン補正装置によれば、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように、ウェハ表面の特定位置の凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件の計算を試み、その結果、フォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面がフォーカス裕度内に入らなかった部分を修正するようにしたので、ウェハ表面に段差があったとしても、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンだけを修正することができる。   According to the mask pattern correction method, mask pattern correction program, and mask pattern correction apparatus of the present invention, the wafer surface so that the focus surface of the projection optical system falls within the focus tolerance of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern. Attempting to calculate the setting conditions of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information of the specific position of the mask, and as a result, if the focus plane does not fall within the focus margin, the mask pattern is set so that the focus margin increases. Of those, the part corresponding to a specific part and the part where the focus surface did not fall within the focus tolerance was corrected, so even if there was a step on the wafer surface, it was not correctly transferred and became a defect. Only the pattern that ends up can be corrected.

本発明の露光条件設定方法、露光条件設定プログラムおよび露光条件設定装置によれば、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように、ウェハ表面の特定位置の凹凸情報を考慮して調整機構の設定条件を導出するようにしたので、ウェハ表面に段差があったとしても、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンの発生を低減した露光条件を設定することができる。   According to the exposure condition setting method, the exposure condition setting program, and the exposure condition setting apparatus of the present invention, the wafer surface is set so that the focus surface of the projection optical system falls within the focus tolerance of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern. Since the setting conditions of the adjustment mechanism are derived in consideration of the unevenness information at the specific position of the exposure, even if there is a step on the wafer surface, exposure that reduces the occurrence of patterns that are not transferred correctly and become defects Conditions can be set.

本発明の半導体装置製造方法、半導体装置製造プログラムおよび半導体装置製造装置によれば、マスクを用いてマスクパターンをウェハ表面上に転写したときにウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、投影光学系のフォーカス面がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出された設定条件を調整機構の駆動に用いるようにしたので、ウェハ表面に段差があったとしても、マスクパターンをウェハ表面に精確に転写することができる。その結果、半導体装置の製造における歩留りを向上させることができる。   According to the semiconductor device manufacturing method, the semiconductor device manufacturing program, and the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention, when a mask pattern is transferred onto the wafer surface using a mask, a transfer image formed on the wafer surface has a desired shape and Projection optical system in consideration of unevenness information at a specific position that is acquired at each defocus condition that is a position on the wafer surface corresponding to a specific part that exceeds a predetermined range in relation to the dimension pattern Since the setting condition derived so that the focus surface of the mask pattern falls within the focus tolerance of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern is used for driving the adjustment mechanism, even if there is a step on the wafer surface, The mask pattern can be accurately transferred to the wafer surface. As a result, the yield in manufacturing the semiconductor device can be improved.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る露光装置1(半導体装置製造装置)の概略構成を表すものである。この露光装置1は、後述の露光条件設定方法によって設定されたものであり、照明光学系10、マスク11、縮小投影光学系12、ステージ13を照明光学系10の光軸AX上にこの順に配置したものである。縮小投影光学系12とステージ13との間にはウェハWが配置されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 1 (semiconductor device manufacturing apparatus) according to the first embodiment of the present invention. The exposure apparatus 1 is set by an exposure condition setting method described later, and the illumination optical system 10, the mask 11, the reduction projection optical system 12, and the stage 13 are arranged in this order on the optical axis AX of the illumination optical system 10. It is a thing. A wafer W is disposed between the reduction projection optical system 12 and the stage 13.

このウェハWは、例えば、感光性樹脂からなるレジスト層を半導体基板上に設けたものであり、レジスト層を縮小投影光学系12に向けて、ステージ13上に配置されている。また、このウェハWの表面には、例えば、図2に示したように、矩形状の被露光領域(ショット領域)SHが2次元配置されており、各ショット領域SHが後のダイシング工程によって切り出される個々のチップ状の半導体装置と対応している。   For example, the wafer W is provided with a resist layer made of a photosensitive resin on a semiconductor substrate, and is disposed on the stage 13 with the resist layer facing the reduction projection optical system 12. Further, for example, as shown in FIG. 2, rectangular exposure areas (shot areas) SH are two-dimensionally arranged on the surface of the wafer W, and each shot area SH is cut out by a subsequent dicing process. Corresponding to individual chip-like semiconductor devices.

照明光学系10は、例えば、水銀ランプなどの光源、オプティカルインテグレータ、コンデンサレンズなどを含んで構成されており、面内方向の照度が均一な光束をマスク11のパターン領域の一部にスリット状に照射するようになっている。   The illumination optical system 10 includes, for example, a light source such as a mercury lamp, an optical integrator, a condenser lens, and the like, and a light beam having a uniform illuminance in the in-plane direction is slit into a part of the pattern area of the mask 11. It comes to irradiate.

マスク11は、所定のOPC処理を施すことにより作成されたマスクパターンを後述のマスクパターン補正方法を用いて補正することにより得られたマスクパターンを有しており、光軸AXを法線とする平面上を一の方向(y方向)に往復移動可能なマスクステージ(図示せず)上に載置されている。ここで、上記OPC処理は、OPCプログラムの入力パラメータの一つであるデフォーカス値として所定の値(例えばゼロ)を代入し、集積回路設計データから作成される設計パターンを補正する工程である。なお、このマスクステージは、図示しない位置計測器によってその位置が計測されており、マスク11を所定の位置に位置決めすることが可能となっている。   The mask 11 has a mask pattern obtained by correcting a mask pattern created by performing a predetermined OPC process using a mask pattern correction method described later, and the optical axis AX is a normal line. It is placed on a mask stage (not shown) that can reciprocate in one direction (y direction) on the plane. Here, the OPC process is a process of substituting a predetermined value (for example, zero) as a defocus value which is one of the input parameters of the OPC program, and correcting a design pattern created from the integrated circuit design data. The position of the mask stage is measured by a position measuring device (not shown), and the mask 11 can be positioned at a predetermined position.

縮小投影光学系12は、複数枚の光学レンズを重ね合せて形成されており、例えば1/5倍の倍率を有している。   The reduction projection optical system 12 is formed by superposing a plurality of optical lenses, and has a magnification of, for example, 1/5.

ステージ13は、図示しないxyステージ上に設けられており、縮小投影光学系12の光軸AX方向(z方向)へのウェハWの移動と、光軸AXを法線とする平面に対するウェハWの傾斜とを調整可能になっている。xyステージは、光軸AXを法線とする平面の面内方向(xy方向)へのウェハWの移動を調整可能になっている。   The stage 13 is provided on an xy stage (not shown), and the movement of the wafer W in the optical axis AX direction (z direction) of the reduction projection optical system 12 and the movement of the wafer W with respect to a plane having the optical axis AX as a normal line. Inclination and adjustment are possible. The xy stage can adjust the movement of the wafer W in the in-plane direction (xy direction) of a plane having the optical axis AX as a normal line.

この露光装置1には、オートフォーカスセンサ14が設けられている。このオートフォーカスセンサ14は、多点オートフォーカス系のセンサであり、縮小投影光学系12のイメージフィールド内を含む複数箇所に、ウェハWの表面の光軸AX方向の位置ずれ(焦点ずれ)を計測する測定点を備えており、後述する参照面S1の計測に用いられる。   The exposure apparatus 1 is provided with an autofocus sensor 14. The autofocus sensor 14 is a multipoint autofocus sensor, and measures the positional deviation (focal deviation) of the surface of the wafer W in the optical axis AX direction at a plurality of locations including within the image field of the reduction projection optical system 12. Measuring points to be used, and used for measurement of a reference surface S1 to be described later.

このオートフォーカスセンサ14は、例えば、図1に示したように、縮小投影光学系12を間にして両側に配置された発光部14Aおよび検知部14Bを有する斜入射光式のセンサである。発光部14Aは、ウェハWの表面に光束を射出するためのものであり、例えば、光源、コンデンサレンズ、複数の投影スリットを有する絞り、コリメータレンズ、対物レンズなどを含んで構成されている。検知部14Bは、発光部14Aから射出された光であって、かつウェハWの表面で反射した反射光を検出するためのものであり、例えば、対物レンズ、コンデンサレンズ、振動ミラー、受光スリットを有する絞り、受光素子などを含んで構成されている。ここで、発光部14A内の絞りは、例えば、一の方向に沿って一定間隔で並んだ5つのスリットからなるスリット列を一の方向と直交する方向に所定の間隔で5列設けたものであり、このスリットを介して投影された像がウェハWの表面のショット領域SH内に形成されるようになっている。ショット領域SHのうち像の投影された部分が、オートフォーカスセンサ14の計測点に対応しており、例えば、図3に示したように、その計測点AFがx軸方向およびy軸方向に5×5のマトリクス状に配置されている。そして、各計測点AFのうちy軸方向の中央部分に対応する計測点AFが縮小投影光学系12の被露光領域Lに対応しており、被露光領域Lの前後(スキャン方向の前後)にも各計測点AFが設けられている。   For example, as shown in FIG. 1, the autofocus sensor 14 is a grazing incidence light sensor having a light emitting portion 14A and a detection portion 14B disposed on both sides with a reduction projection optical system 12 in between. The light emitting unit 14A is for emitting a light beam to the surface of the wafer W, and includes, for example, a light source, a condenser lens, a diaphragm having a plurality of projection slits, a collimator lens, and an objective lens. The detection unit 14B detects light reflected from the surface of the wafer W and emitted from the light emitting unit 14A. For example, the detection unit 14B includes an objective lens, a condenser lens, a vibration mirror, and a light receiving slit. It includes a diaphragm, a light receiving element, and the like. Here, the diaphragm in the light emitting unit 14A is, for example, one in which five rows of slits composed of five slits arranged at regular intervals along one direction are provided at a predetermined interval in a direction orthogonal to the one direction. The image projected through the slit is formed in the shot region SH on the surface of the wafer W. The portion of the shot area SH on which the image is projected corresponds to the measurement point of the autofocus sensor 14. For example, as shown in FIG. 3, the measurement point AF is 5 in the x-axis direction and the y-axis direction. They are arranged in a x5 matrix. The measurement point AF corresponding to the central portion in the y-axis direction among the measurement points AF corresponds to the exposure area L of the reduction projection optical system 12, and is before and after the exposure area L (before and after in the scan direction). Also, each measurement point AF is provided.

なお、オートフォーカスセンサ14は、図1に示した斜入射光式の以外の方式のものであってもよく、例えば、エアーマイクロセンサや静電容量センサなどのギャップセンサを用いる方式であってもよい。ただし、オートフォーカスセンサ14として、ギャップセンサを用いた場合には、被露光領域Lの前後(スキャン方向の前後)にだけ、各計測点AFが設けられることになる。   The autofocus sensor 14 may be of a system other than the oblique incident light type shown in FIG. 1, for example, a system using a gap sensor such as an air microsensor or a capacitance sensor. Good. However, when a gap sensor is used as the autofocus sensor 14, each measurement point AF is provided only before and after the exposure area L (before and after in the scanning direction).

また、この露光装置1には、制御部15および記憶部16が設けられている。   The exposure apparatus 1 is provided with a control unit 15 and a storage unit 16.

制御部15は、照明光学系10の光源の露光光量や、マスクステージ、xyステージ、ステージ13、オートフォーカスセンサ14、記憶部16などを制御するためのものである。例えば、制御部15は、マスクステージを走査方向(y軸方向)に移動し、マスク11のパターン領域の一部にスリット状に照明された領域(照明領域)に対してマスク11のパターン領域を走査方向(y軸方向)に走査すると共に、一回の走査によりマスク11内の全てのパターンが照明領域を通過するように制御する。一方、xyステージをマスク11と同期してマスク11の走査方向とは逆の方向に移動し、ウェハWのショット領域SHを被露光領域Lに対して走査する。このとき、xyステージの移動速度がマスクステージの移動速度に縮小投影光学系12の倍率をかけたものと等しくなるように、xyステージを制御する。また、例えば、制御部15は、露光時に同時に露光される各被露光領域(被露光領域L)において、後述のレベリングパラメータ16Cを用いて参照面S1とウェハ表面S2とが所定の関係となるようにステージ13を制御する。   The control unit 15 is for controlling the exposure light amount of the light source of the illumination optical system 10, the mask stage, the xy stage, the stage 13, the autofocus sensor 14, the storage unit 16, and the like. For example, the control unit 15 moves the mask stage in the scanning direction (y-axis direction), and changes the pattern area of the mask 11 to the area (illumination area) illuminated in a slit shape in a part of the pattern area of the mask 11. The scanning is performed in the scanning direction (y-axis direction), and all the patterns in the mask 11 are controlled to pass through the illumination area by one scanning. On the other hand, the xy stage is moved in the direction opposite to the scanning direction of the mask 11 in synchronization with the mask 11, and the shot area SH of the wafer W is scanned with respect to the exposed area L. At this time, the xy stage is controlled so that the moving speed of the xy stage is equal to the moving speed of the mask stage multiplied by the magnification of the reduction projection optical system 12. Further, for example, the control unit 15 uses a leveling parameter 16C described later so that the reference surface S1 and the wafer surface S2 have a predetermined relationship in each exposed region (exposed region L) that is exposed simultaneously during exposure. The stage 13 is controlled.

記憶部16には、上記で例示したような制御を行うための制御プログラム16Aと、この制御プログラムで用いるプロセスパラメータ16Bおよびレベリングパラメータ16Cとが記憶されている。ここで、プロセスパラメータ16Bには、例えば、露光波長、露光量、フォーカス、デフォーカス、ドーズ、開口数、コヒーレンスファクタなどが含まれている。また、レベリングパラメータ16Cには、ステージ13の光軸AX方向への移動量と、光軸AXを法線とする平面に対するステージ13の傾斜角とが含まれており、これら移動量および傾斜角は、後述の露光条件設定方法によって設定されたものであり、露光時に同時に露光される被露光領域(被露光領域L)ごとに設定されている。   The storage unit 16 stores a control program 16A for performing control as exemplified above, and process parameters 16B and leveling parameters 16C used in the control program. Here, the process parameter 16B includes, for example, exposure wavelength, exposure amount, focus, defocus, dose, numerical aperture, coherence factor, and the like. Further, the leveling parameter 16C includes the amount of movement of the stage 13 in the direction of the optical axis AX and the inclination angle of the stage 13 with respect to a plane having the optical axis AX as a normal line. These are set by an exposure condition setting method to be described later, and are set for each exposed region (exposed region L) that is exposed at the same time during exposure.

ところで、参照面S1は、図4に示したように、ウェハWの表面S2として仮想的に設定された平面であり、露光時などには、縮小投影光学系12の最良結像面との位置ずれが最小となるように設定されている。従って、参照面S1は、露光時などには、縮小投影光学系12の最良結像面(フォーカス面)と露光装置1のフォーカスばらつきの範囲内で一致しているといえる。この参照面S1は、オートフォーカスセンサ14の計測値を用いることにより設定可能であるが、例えば、露光装置1に内蔵されているマスク測定装置(図示せず)や、原子間力顕微鏡(図示せず)などの計測値を用いることによっても設定可能である。また、この参照面S1を、オートフォーカスセンサ14の計測値を用いることにより設定した場合には、計測点AF間を所定のルールで補間することが好ましい。なお、この参照面S1は、シミュレーションによって設定することも可能である。   By the way, the reference surface S1 is a plane virtually set as the surface S2 of the wafer W as shown in FIG. 4, and the position of the reference surface S1 with the best imaging surface of the reduction projection optical system 12 at the time of exposure or the like. The deviation is set to be minimal. Therefore, it can be said that the reference plane S1 coincides with the best imaging plane (focus plane) of the reduction projection optical system 12 within the range of focus variation of the exposure apparatus 1 during exposure. The reference surface S1 can be set by using the measurement value of the autofocus sensor 14. For example, a mask measurement device (not shown) built in the exposure apparatus 1 or an atomic force microscope (not shown) is used. It can also be set by using a measured value such as Further, when the reference surface S1 is set by using the measurement value of the autofocus sensor 14, it is preferable to interpolate between the measurement points AF according to a predetermined rule. The reference plane S1 can be set by simulation.

また、図4に例示したウェハ表面S2は、ウェハWの最表面のことである。このウェハ表面S2の凹凸情報は、原子間力顕微鏡などを使ってウェハ表面S2を実際に測定することによって導出可能であるが、例えば、CMPシミュレーションを用いて導出することも可能である。   The wafer surface S2 illustrated in FIG. 4 is the outermost surface of the wafer W. The unevenness information of the wafer surface S2 can be derived by actually measuring the wafer surface S2 using an atomic force microscope or the like, but can also be derived using, for example, a CMP simulation.

本実施の形態の露光装置1では、照明光学系10からの光束がマスク11および縮小投影光学系12を介してウェハWの表面に入射する。これにより、マスク11に形成されたマスクパターンが縮小されてウェハWの表面に転写される。   In the exposure apparatus 1 of the present embodiment, the light beam from the illumination optical system 10 enters the surface of the wafer W through the mask 11 and the reduction projection optical system 12. As a result, the mask pattern formed on the mask 11 is reduced and transferred to the surface of the wafer W.

ところで、本実施の形態では、ステージ13の光軸AX方向への移動量と、光軸AXを法線とする平面に対するステージ13の傾斜角とが、後述の露光条件設定方法によって設定されたレベリングパラメータ16Cを用いて、露光時に同時に露光される被露光領域(被露光領域L)ごとに調整される。これにより、十分なフォーカス裕度を確保しつつ、マスクパターンをウェハ表面S2に転写することができるので、ウェハ表面S2に段差があったとしても、マスクパターンをウェハ表面S2に精確に転写することができる。その結果、半導体装置の製造における歩留りを向上させることができる。   By the way, in the present embodiment, the amount of movement of the stage 13 in the direction of the optical axis AX and the inclination angle of the stage 13 with respect to a plane having the optical axis AX as a normal line are set by the leveling method described later. Using the parameter 16C, adjustment is made for each exposed region (exposed region L) that is exposed simultaneously during exposure. As a result, the mask pattern can be transferred to the wafer surface S2 while ensuring a sufficient focus margin. Therefore, even if there is a step on the wafer surface S2, the mask pattern can be accurately transferred to the wafer surface S2. Can do. As a result, the yield in manufacturing the semiconductor device can be improved.

[第2の実施の形態]
図5は、本実施の形態のマスクパターン補正装置2の概略構成を表したものである。このマスクパターン補正装置2は、OPCプログラムの入力パラメータの一つであるデフォーカス値として所定の値(例えばゼロ)を代入し、集積回路設計データから作成される設計パターンに対してOPC処理を施すことによって作成されたマスクパターン(以下、単に「設計パターンに基づいて作成されたマスクパターン」と称する。)を、後述のマスクパターン補正方法を用いて補正することにより上記実施の形態のマスク11のマスクパターンを得るためのものであり、演算部20、入力部21および記憶部22を備えている。
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows a schematic configuration of the mask pattern correction apparatus 2 of the present embodiment. The mask pattern correction apparatus 2 substitutes a predetermined value (for example, zero) as a defocus value which is one of input parameters of the OPC program, and performs an OPC process on a design pattern created from integrated circuit design data. The mask pattern created in this way (hereinafter, simply referred to as “mask pattern created based on the design pattern”) is corrected by using a mask pattern correction method described later, whereby the mask 11 according to the above embodiment is corrected. This is for obtaining a mask pattern, and includes a calculation unit 20, an input unit 21, and a storage unit 22.

演算部20は、記憶部22に記憶されているプログラムを実行するためのものであり、入力部21は、記憶部22に記憶されているプログラムの実行に際して必要となる情報を入力するためのものである。   The arithmetic unit 20 is for executing a program stored in the storage unit 22, and the input unit 21 is for inputting information necessary for executing the program stored in the storage unit 22. It is.

記憶部22には、後述のマスクパターン補正手順を演算部20に実行させるマスクパターン補正プログラム22Aの他に、このプログラムに用いられる種々のデータが記憶されている。具体的には、特定位置情報22B、フォーカス裕度情報22C、凹凸情報22D、閾値22Eなどが記憶されている。なお、これら特定位置情報22B、フォーカス裕度情報22C、凹凸情報22Dおよび閾値22Eがあらかじめ記憶部22に記憶されていない場合には、これらを入力部21から必要に応じて随時入力してもよい。   In addition to the mask pattern correction program 22A that causes the calculation unit 20 to execute a mask pattern correction procedure described later, the storage unit 22 stores various data used in this program. Specifically, specific position information 22B, focus tolerance information 22C, unevenness information 22D, threshold 22E, and the like are stored. If the specific position information 22B, the focus tolerance information 22C, the unevenness information 22D, and the threshold 22E are not stored in the storage unit 22 in advance, these may be input from the input unit 21 as needed. .

ここで、特定位置情報22Bとは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いてマスクパターンをウェハ表面S2上に転写したときにウェハ表面S2上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲(閾値22E)を超える特定部分に対応するウェハ表面S2のxy座標(ホットスポット候補Pのxy座標)を指す(図6参照)。このホットスポット候補Pの位置情報には、互いに異なるデフォーカス条件ごとに得られたホットスポット候補Pの位置情報が含まれている。   Here, the specific position information 22B is desired in a transfer image formed on the wafer surface S2 when the mask pattern is transferred onto the wafer surface S2 using a mask having a mask pattern created based on the design pattern. The xy coordinates (xy coordinates of the hot spot candidate P) of the wafer surface S2 corresponding to a specific portion exceeding a predetermined range (threshold value 22E) in relation to the pattern of the shape and dimension (see FIG. 6). The position information of the hot spot candidate P includes the position information of the hot spot candidate P obtained for each different defocus condition.

閾値22Eは、回路パターンや欠陥種類に応じて設定されるものであり、マスクパターン全体に対して設定されている。機能欠陥であるオープンやショートにおいては、製造工程能力から求まる配線幅や配線間のスペースが閾値22Eの値となるので、例えば、オープンの場合に、配線幅が90nm未満となったときに欠陥と判断するときには閾値22Eの値として90nmが設定され、ショートの場合に、配線間のスペースが80nm未満となったときに欠陥と判断するときには閾値22Eの値として80nmが設定される。また、特性欠陥である配線遅延においては、例えば、特定の回路パターンに対して元の設計パターンの線幅から5%以上ずれたときに欠陥と判断するときには閾値22Eの値として元の設計パターンの線幅の5%が設定される。   The threshold 22E is set according to the circuit pattern and defect type, and is set for the entire mask pattern. In the case of open or short, which is a functional defect, the wiring width obtained from the manufacturing process capability and the space between the wirings have the threshold value 22E. For example, when the wiring width is less than 90 nm in the open state, When determining, 90 nm is set as the value of the threshold 22E, and in the case of a short circuit, when determining that the defect is when the space between the wirings is less than 80 nm, 80 nm is set as the value of the threshold 22E. Further, in the case of wiring delay that is a characteristic defect, for example, when it is determined that a defect is caused when a specific circuit pattern is deviated by 5% or more from the line width of the original design pattern, the value of the threshold 22E is used as the value of the original design pattern. 5% of the line width is set.

フォーカス裕度情報22Cとは、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンのうち上記した特定部分に対応する部分(ホットスポット)のフォーカス裕度ΔF(図6参照)についての情報を含むものである。ここで、フォーカス裕度ΔFの大きさは、ドーズや閾値22Eの大きさに応じて設定されるものである。そのため、フォーカス裕度ΔFの大きさは、通常はホットスポット候補Pごとに異なっている。なお、フォーカス裕度情報22Cに、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターン全体に対するフォーカス裕度ΔFについての情報が含まれていてもよい。   The focus margin information 22C includes information on the focus margin ΔF (see FIG. 6) of a portion (hot spot) corresponding to the above-described specific portion of the mask pattern created based on the design pattern. Here, the size of the focus margin ΔF is set according to the dose and the size of the threshold 22E. Therefore, the size of the focus tolerance ΔF is usually different for each hot spot candidate P. The focus margin information 22C may include information on the focus margin ΔF for the entire mask pattern created based on the design pattern.

凹凸情報22Dは、ウェハ表面S2のうち上記した特定部分に対応する部分の表面位置(xyz座標)についての情報を含むものである。従って、各ホットスポット候補Pにおいて、凹凸情報22Dにフォーカス裕度情報22Cを加味することにより、図6に示したように、光軸AX方向において許容される焦点ずれの範囲を把握することが可能となる。なお、凹凸情報22Dに、ウェハ表面S2全体に対する表面位置(xyz座標)についての情報が含まれていてもよい。   The unevenness information 22D includes information on the surface position (xyz coordinates) of the portion corresponding to the above-described specific portion of the wafer surface S2. Therefore, in each hot spot candidate P, by adding the focus tolerance information 22C to the unevenness information 22D, as shown in FIG. 6, it is possible to grasp the range of defocus allowed in the optical axis AX direction. It becomes. The unevenness information 22D may include information on the surface position (xyz coordinates) with respect to the entire wafer surface S2.

次に、図7を参照して、本実施の形態のマスクパターン補正装置2におけるマスクパターン補正手順について説明する。なお、図7は、本実施の形態のマスクパターン補正装置2において、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを補正する際の流れを表したものである。   Next, the mask pattern correction procedure in the mask pattern correction apparatus 2 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a flow when the mask pattern correction apparatus 2 according to the present embodiment corrects a mask pattern created based on the design pattern.

まず、特定位置情報22Bを、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する(ステップS101)。ここで、特定位置情報22Bが記憶部22に記憶されている場合には、特定位置情報22Bを記憶部22から読み出し、特定位置情報22Bが記憶部22に記憶されていない場合には、特定位置情報22Bを入力部21から入力することにより、特定位置情報22Bを得る。   First, the specific position information 22B is acquired for each different defocus condition (step S101). Here, when the specific position information 22B is stored in the storage unit 22, the specific position information 22B is read from the storage unit 22, and when the specific position information 22B is not stored in the storage unit 22, the specific position information By inputting the information 22B from the input unit 21, specific position information 22B is obtained.

互いに異なる複数のデフォーカス条件として、通常のホットスポット検査で用いる最大デフォーカス条件と標準の露光条件におけるデフォーカス条件との間の条件をいくつか設定することが好ましい。通常のホットスポット検査での最大デフォーカス量は露光装置1のフォーカスばらつきとウェハ表面S2の段差を加算したものであることから、通常のホットスポット検査での最大デフォーカス量以上にフォーカスがずれる事を想定する必要はないからである。例えば、通常のホットスポット検査での最大デフォーカス量が±100nmであり、標準の露光条件でのデフォーカス量を0nmだとすると、±25nm、±50nm、±75nmの4つをデフォーカス条件として設定することが可能である。   As a plurality of different defocus conditions, it is preferable to set some conditions between the maximum defocus condition used in the normal hot spot inspection and the defocus condition in the standard exposure condition. Since the maximum defocus amount in the normal hot spot inspection is the sum of the focus variation of the exposure apparatus 1 and the step of the wafer surface S2, the focus deviates more than the maximum defocus amount in the normal hot spot inspection. This is because it is not necessary to assume. For example, if the maximum defocus amount in normal hot spot inspection is ± 100 nm and the defocus amount in standard exposure conditions is 0 nm, four defocus conditions of ± 25 nm, ± 50 nm, and ± 75 nm are set. It is possible.

なお、上記の例では、デフォーカス量を25nm刻みで設定したが、その回路パターンに要求される仕様などに応じて刻み幅を変更することが好ましい。また、ホットスポット検査の時間を短縮するために、最初に最大デフォーカス量でホットスポット検査を実行し、その検査でホットスポット候補Pとなったウェハ表面S2のxy座標に対応する部分およびその近傍の回路パターンを切り出して、最大デフォーカス量よりも小さなデフォーカス量でホットスポット検査を実行するようにしてもよい。このようにして、回路パターン内のどの位置にホットスポット候補Pがあり、そのホットスポット候補Pはどのデフォーカス量でホットスポットとなる(逆に言えばどのデフォーカス量でホットスポットではなくなる)のかが判明する。さらに、ホットスポット候補Pごとに、欠陥種類(線幅太り、線幅細り、重ね合わせ面積の不足など)を導出するようにしてもよい。   In the above example, the defocus amount is set in increments of 25 nm. However, it is preferable to change the increment in accordance with the specifications required for the circuit pattern. Further, in order to shorten the hot spot inspection time, the hot spot inspection is first executed with the maximum defocus amount, and the portion corresponding to the xy coordinate of the wafer surface S2 which becomes the hot spot candidate P in the inspection and the vicinity thereof The hot spot inspection may be executed with a defocus amount smaller than the maximum defocus amount. In this way, at which position in the circuit pattern the hot spot candidate P is present, and at which defocus amount the hot spot candidate P becomes a hot spot (in other words, at which defocus amount it is no longer a hot spot) Becomes clear. Further, for each hot spot candidate P, the defect type (line width thickening, line width thinning, lack of overlapping area, etc.) may be derived.

次に、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度ΔFを取得する(ステップS102)。ここで、フォーカス裕度ΔFが記憶部22に記憶されている場合には、フォーカス裕度ΔFを記憶部22から読み出し、フォーカス裕度ΔFが記憶部22に記憶されていない場合には、フォーカス裕度ΔFを入力部21から入力することにより、フォーカス裕度ΔFを得る。また、このときに、特定部分に対応する部分だけでなく、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターン全体に対するフォーカス裕度ΔFを取得してもよい。   Next, the focus tolerance ΔF of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern created based on the design pattern is acquired (step S102). Here, when the focus margin ΔF is stored in the storage unit 22, the focus margin ΔF is read from the storage unit 22, and when the focus margin ΔF is not stored in the storage unit 22, the focus margin ΔF is read out. A focus margin ΔF is obtained by inputting the degree ΔF from the input unit 21. At this time, not only the portion corresponding to the specific portion, but also the focus margin ΔF for the entire mask pattern created based on the design pattern may be acquired.

次に、特定位置の凹凸情報22Dを取得する(ステップS103)。ここで、凹凸情報22Dが記憶部22に記憶されている場合には、凹凸情報22Dを記憶部22から読み出し、凹凸情報22Dが記憶部22に記憶されていない場合には、凹凸情報22Dを入力部21から入力することにより、凹凸情報22Dを得る。また、このときに、特定位置だけでなく、ウェハ表面S2全体に対する凹凸情報22Dを取得してもよい。   Next, the unevenness information 22D at a specific position is acquired (step S103). Here, when the unevenness information 22D is stored in the storage unit 22, the unevenness information 22D is read from the storage unit 22, and when the unevenness information 22D is not stored in the storage unit 22, the unevenness information 22D is input. By inputting from the unit 21, unevenness information 22D is obtained. At this time, not only the specific position but also the unevenness information 22D for the entire wafer surface S2 may be acquired.

なお、ウェハ表面S2の凹凸情報22Dは、原子間力顕微鏡などを使ってウェハ表面S2を実際に測定することによって導出可能であるが、例えば、CMPシミュレーションを用いて導出することも可能である。   The unevenness information 22D of the wafer surface S2 can be derived by actually measuring the wafer surface S2 using an atomic force microscope or the like, but can also be derived using, for example, a CMP simulation.

次に、図8に例示したように、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入るように、凹凸情報22Dを考慮してステージ13の設定条件の計算を試みる(ステップS104)。   Next, as illustrated in FIG. 8, calculation of the setting condition of the stage 13 is attempted in consideration of the unevenness information 22D so that the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 falls within the focus tolerance ΔF. (Step S104).

このとき、露光装置1がステッパーであれば、ショット領域SH(図2参照)に対するフォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入るようにステージ13の設定条件を計算し、露光装置1がスキャナーであれば、被露光領域L(図3参照)に対するフォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入るようにステージ13の設定条件を計算する。具体的には、フォーカス面(参照面S1)とウェハ表面S2との特定位置における乖離量(デフォーカス量)の二乗和が最小となるようにステージ13の設定条件を計算する。   At this time, if the exposure apparatus 1 is a stepper, the setting conditions of the stage 13 are calculated so that the focus plane (reference plane S1) with respect to the shot area SH (see FIG. 2) falls within the focus margin ΔF. If the scanner is a scanner, the setting condition of the stage 13 is calculated so that the focus surface (reference surface S1) with respect to the exposed region L (see FIG. 3) falls within the focus margin ΔF. Specifically, the setting condition of the stage 13 is calculated so that the sum of squares of the deviation amount (defocus amount) at a specific position between the focus surface (reference surface S1) and the wafer surface S2 is minimized.

なお、ステージ13の設定条件を計算する際に、露光装置1の個体差(機差)を考慮することが好ましい。露光装置1にはレンズの収差や、オートフォーカス・オートレベリングの動作、ステージ13の平坦度などに個体差がある。例えば、レンズ収差によってショット領域SHや被露光領域Lの特定場所におけるフォーカスずれなどがある。ウェハ表面S2のフォーカスずれは、例えば、パターンが転写されたウェハ表面S2に対して散乱光を照射することにより測定可能である(特開2006−228843参照)。そのような手法を用いてあらかじめ露光装置1の個体差を測定し、それを参照テーブル(Look Up Table:LUT)などの形式で記憶部22に記憶しておき、ステージ13の設定条件を計算する際に参照テーブルを読み出し、露光装置1の個体差を考慮することが可能である。   Note that it is preferable to consider individual differences (machine differences) of the exposure apparatus 1 when calculating the setting conditions of the stage 13. The exposure apparatus 1 has individual differences in lens aberration, autofocus / autoleveling operation, flatness of the stage 13, and the like. For example, there is a focus shift at a specific location in the shot area SH or the exposed area L due to lens aberration. The focus shift of the wafer surface S2 can be measured, for example, by irradiating the wafer surface S2 to which the pattern has been transferred with scattered light (see JP 2006-228843 A). Using such a technique, individual differences of the exposure apparatus 1 are measured in advance, and stored in the storage unit 22 in a format such as a lookup table (Look Up Table: LUT), and the setting conditions of the stage 13 are calculated. At this time, it is possible to read the reference table and take into account individual differences of the exposure apparatus 1.

さらに、ある特定の露光装置1の個体差だけを考慮するのではなく、利用する全ての露光装置1についての個体差を上記のような手法を用いてあらかじめ求めておき、例えば、平均化したり、中間値(メディアン)や最頻度値(モード)を導出したりすることで、利用する全ての露光装置1の個体差を考慮するようにしてもよい。   Furthermore, instead of considering only individual differences of a specific exposure apparatus 1, individual differences for all the exposure apparatuses 1 to be used are obtained in advance using the above-described method, for example, averaging, Individual differences of all the exposure apparatuses 1 to be used may be considered by deriving an intermediate value (median) or a most frequent value (mode).

次に、計算工程における計算の結果、図9に例示したように、フォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入っているか否かを判定する(ステップS105)。   Next, as a result of the calculation in the calculation step, as illustrated in FIG. 9, it is determined whether or not the focus surface (reference surface S1) is within the focus tolerance ΔF (step S105).

その結果、フォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入っていなかった場合には、まず、フォーカス裕度ΔFが増加するように、設計パターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入らなかった部分(図9では図中の左側の2つのホットスポット候補Pに対応する部分)の配線幅や、配線形状、配線間のスペースなどを修正する(ステップS106)。次に、修正後の設計パターンに対してOPC処理を施すことにより作成されたマスクパターン(以下、単に「修正後のマスクパターン」と称する。)を有するマスクを用いて上記ステップS101〜ステップS105を実行し直す。具体的には、特定位置情報22Bを、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得し直し(ステップS101)、修正後のマスクパターンのうち特定部分(修正後のマスクパターンを有するマスクを用いて修正後のマスクパターンをウェハ表面S2上に転写したときにウェハ表面S2上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲(閾値22E)を超える特定部分)に対応する部分のフォーカス裕度ΔFを取得し直し(ステップS102)、特定位置の凹凸情報22Dを取得し直し(ステップS103)、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入るように、凹凸情報22Dを考慮してステージ13の設定条件の計算を再度、試み(ステップS104)、その結果、フォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入っているか否かを判定し直す(ステップS105)。そして、フォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入っていないと再度判定された場合には、フォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入るか、または判定回数が所定の回数を超えるまで、ステップS101からステップS105を繰り返し実行する。   As a result, when the focus surface (reference surface S1) is not within the focus tolerance ΔF, first, the portion corresponding to the specific portion of the design pattern is set so that the focus tolerance ΔF increases. In addition, the wiring width, the wiring shape, and the wiring interval of the portion where the focus surface (reference surface S1) does not fall within the focus tolerance ΔF (the portion corresponding to the two hot spot candidates P on the left side in FIG. 9) The space or the like is corrected (step S106). Next, steps S101 to S105 are performed using a mask having a mask pattern (hereinafter, simply referred to as “mask pattern after correction”) created by performing OPC processing on the design pattern after correction. Try again. Specifically, the specific position information 22B is reacquired for each different defocus condition (step S101), and a specific portion (a mask having a corrected mask pattern is used in the corrected mask pattern). A portion corresponding to a specific range exceeding a predetermined range (threshold 22E) in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface S2 when the mask pattern is transferred onto the wafer surface S2. Is acquired again (step S102), the unevenness information 22D at the specific position is acquired again (step S103), and the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 is within the focus tolerance ΔF. Then, the calculation of the setting condition of the stage 13 is tried again in consideration of the unevenness information 22D (step S104). It is determined again whether the dull surface (reference surface S1) is within the focus tolerance ΔF (step S105). If it is determined again that the focus surface (reference surface S1) is not within the focus tolerance ΔF, the focus surface (reference surface S1) is within the focus tolerance ΔF or the number of determinations is predetermined. Steps S101 to S105 are repeatedly executed until the number of times is exceeded.

そして、フォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入っていないと再度判定された場合には、判定回数が所定の回数を超えるまで、ステップS101からステップS105を繰り返し実行する。なお、フォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入っていた場合には、ステージ13の設定条件を計算し直す必要はない。また、判定回数が所定の回数を超えた場合には、設計レイアウトそのものを修正することとなる。   If it is determined again that the focus surface (reference surface S1) is not within the focus tolerance ΔF, steps S101 to S105 are repeatedly executed until the number of determinations exceeds a predetermined number. When the focus surface (reference surface S1) is within the focus tolerance ΔF, it is not necessary to recalculate the setting conditions of the stage 13. When the number of determinations exceeds a predetermined number, the design layout itself is corrected.

このようにして、本実施の形態のマスクパターン補正装置2におけるマスクパターンの補正が行われる。   In this way, the mask pattern is corrected in the mask pattern correction apparatus 2 of the present embodiment.

本実施の形態のマスクパターン補正装置2では、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度ΔF内に入るように、ウェハ表面S2の特定位置の凹凸情報22Dを考慮してステージ13の設定条件の計算が試みられ、その結果、フォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入らなかった場合には、フォーカス裕度ΔFが増加するように、マスクパターンのうち特定部分に対応する部分であって、かつフォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入らなかった部分が修正される。これにより、実際には欠陥とならないパターン、例えば、同時に露光される被露光領域(ステッパーであればショット領域SH、スキャナーであれば被露光領域L)のデフォーカス量(参照面S1とウェハ表面S2との乖離量)が最小となるように参照面S1を設定していた従来のケースでは欠陥とみなされるパターンに対する修正をなくすることができる。その結果、ウェハ表面S2に段差があったとしても、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンだけを修正することができるので、TAT(タット;Turn Around Time)を格段に向上させることができ、また、回路パターンの面積を最小限に抑えることができる。   In the mask pattern correction apparatus 2 of the present embodiment, the wafer surface S2 is arranged so that the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 falls within the focus tolerance ΔF of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern. Calculation of the setting condition of the stage 13 is attempted in consideration of the unevenness information 22D at the specific position. As a result, when the focus surface (reference surface S1) does not fall within the focus tolerance ΔF, the focus tolerance ΔF is In order to increase, the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern and the portion where the focus surface (reference surface S1) is not within the focus margin ΔF is corrected. Thereby, a defocus amount (a reference surface S1 and a wafer surface S2) of a pattern that does not actually become a defect, for example, an exposed region to be exposed simultaneously (a shot region SH for a stepper and an exposed region L for a scanner). In the conventional case in which the reference plane S1 is set so that the difference between the pattern and the reference plane S1 is minimized, it is possible to eliminate the correction for the pattern regarded as a defect. As a result, even if there is a step on the wafer surface S2, it is possible to correct only a pattern that is not transferred correctly and becomes a defect, so that TAT (Turn Around Time) can be significantly improved. In addition, the area of the circuit pattern can be minimized.

[第2の実施の形態の変形例]
上記第2の実施の形態では、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)とウェハ表面S2との特定位置における乖離量(デフォーカス量)の二乗和が最小となるようにステージ13の設定条件を計算していたが、ステップS102において、特定部分に対応する部分だけでなく、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターン全体に対するフォーカス裕度ΔFを取得し、ステップS103において、特定位置だけでなく、ウェハ表面S2全体に対する凹凸情報22Dを取得した場合には、さらに、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)とウェハ表面S2とのウェハ表面S2の全体における乖離量(デフォーカス量)の二乗和が最小となるようにステージ13の設定条件も計算し、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)とウェハ表面S2との特定位置における乖離量(デフォーカス量)の二乗和と、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)とウェハ表面S2とのウェハ表面S2の全体における乖離量(デフォーカス量)の二乗和とが互いになるべく小さくなるようにステージ13の設定条件を計算するようにしてもよい。このようにした場合には、ウェハ表面S2のうちホットスポット候補P以外の部分に対応する部分の設計マージン(フォーカス面(参照面S1)とフォーカス裕度ΔFの上限または下限との差分)を大きくすることができる。
[Modification of Second Embodiment]
In the second embodiment, the stage 13 is set so that the sum of squares of the deviation amount (defocus amount) at a specific position between the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 and the wafer surface S2 is minimized. Although the conditions were calculated, in step S102, the focus margin ΔF is acquired not only for the part corresponding to the specific part but also for the entire mask pattern created based on the design pattern. In step S103, only the specific position is obtained. If the unevenness information 22D for the entire wafer surface S2 is acquired, the deviation amount (defocus amount) of the entire wafer surface S2 between the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 and the wafer surface S2 is further acquired. The setting condition of the stage 13 is also calculated so that the sum of squares is minimized, and the focus plane (reference plane S1) of the projection optical system 12 is calculated. And the sum of squares of a deviation amount (defocus amount) at a specific position between the wafer surface S2 and a deviation amount (defocus) of the entire wafer surface S2 between the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 and the wafer surface S2. The setting condition of the stage 13 may be calculated so that the sum of squares of (amount) is as small as possible. In this case, the design margin (the difference between the focus surface (reference surface S1) and the upper limit or lower limit of the focus tolerance ΔF) of the portion corresponding to the portion other than the hot spot candidate P in the wafer surface S2 is increased. can do.

ただし、通常、ホットスポット候補Pの数の方がホットスポット候補Pではない部分の数よりも少ないので、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)とウェハ表面S2との特定位置における乖離量(デフォーカス量)の二乗和と、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)とウェハ表面S2とのウェハ表面S2の全体における乖離量(デフォーカス量)の二乗和とを単純に足してしまうと、ホットスポット候補Pのデフォーカス量が過小評価されてしまう。そのため、何らかの重み付けをしてそれぞれの二乗和を評価する事が好ましい。そのとき、それぞれの二乗和が最小になる場合で正規化し、さらに重み付けしてそれぞれのデフォーカス量を評価するようにしてもよい。   However, since the number of hot spot candidates P is usually smaller than the number of non-hot spot candidates P, the amount of deviation at a specific position between the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 and the wafer surface S2. The sum of squares of (defocus amount) and the sum of squares of the total deviation amount (defocus amount) of the wafer surface S2 from the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 and the wafer surface S2 are simply added. As a result, the defocus amount of the hot spot candidate P is underestimated. Therefore, it is preferable to evaluate each sum of squares with some weighting. At this time, normalization may be performed when each sum of squares is minimized, and each defocus amount may be evaluated by further weighting.

[第3の実施の形態]
図10は、本実施の形態の露光条件設定装置3の概略構成を表したものである。この露光条件設定装置3は、露光装置1の露光条件を設定するためのものであり、演算部20、入力部21、記憶部32および出力部33を備えている。
[Third Embodiment]
FIG. 10 shows a schematic configuration of the exposure condition setting apparatus 3 of the present embodiment. The exposure condition setting device 3 is for setting the exposure conditions of the exposure device 1 and includes a calculation unit 20, an input unit 21, a storage unit 32, and an output unit 33.

記憶部32には、後述の露光条件設定手順を演算部20に実行させる露光条件設定プログラム32Aの他に、このプログラムに用いられる種々のデータを記憶している。具体的には、上記第2の実施の形態と同様、特定位置情報22B、フォーカス裕度情報22C、凹凸情報22D、閾値22Eなどが記憶されている。なお、これら特定位置情報22B、フォーカス裕度情報22C、凹凸情報22Dおよび閾値22Eがあらかじめ記憶部32に記憶されていない場合には、これらを入力部21から必要に応じて随時入力してもよい。また、出力部33は、導出したステージ13の設定条件などを露光装置1に転送するためのものである。   The storage unit 32 stores various data used in this program in addition to the exposure condition setting program 32A that causes the calculation unit 20 to execute an exposure condition setting procedure described later. Specifically, the specific position information 22B, the focus tolerance information 22C, the unevenness information 22D, the threshold value 22E, and the like are stored as in the second embodiment. If the specific position information 22B, the focus tolerance information 22C, the unevenness information 22D, and the threshold value 22E are not stored in the storage unit 32 in advance, these may be input from the input unit 21 as needed. . The output unit 33 is for transferring the derived setting conditions of the stage 13 to the exposure apparatus 1.

次に、図11を参照して、本実施の形態の露光条件設定装置3における露光条件設定手順について説明する。なお、図11は、本実施の形態の露光条件設定装置3における露光条件を設定する際の流れを表したものである。なお、以下では、上記第2の実施の形態における記述と重複する内容についての記述を適宜省略する。   Next, with reference to FIG. 11, an exposure condition setting procedure in the exposure condition setting apparatus 3 of the present embodiment will be described. In addition, FIG. 11 represents the flow at the time of setting the exposure conditions in the exposure condition setting apparatus 3 of the present embodiment. In the following, description of contents overlapping with the description in the second embodiment will be omitted as appropriate.

まず、特定位置情報22Bを、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得したのち(ステップS201)、設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度ΔFを取得する(ステップS202)。   First, after acquiring the specific position information 22B for each different defocus condition (step S201), the focus tolerance ΔF of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern created based on the design pattern is acquired (step S201). Step S202).

次に、特定位置の凹凸情報22Dを取得したのち(ステップS203)、図8に例示したように、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入るように、凹凸情報22Dを考慮してステージ13の設定条件を導出する(ステップS204)。このとき、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入るような条件を導出することができなかった場合には、上記第2の実施の形態と同様の手順(ステップS105、S106)を実施する。   Next, after acquiring the unevenness information 22D at a specific position (step S203), as illustrated in FIG. 8, the unevenness is set so that the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 falls within the focus margin ΔF. The setting conditions for the stage 13 are derived in consideration of the information 22D (step S204). At this time, if the condition that the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 falls within the focus tolerance ΔF cannot be derived, the same procedure as in the second embodiment ( Steps S105 and S106) are performed.

次に、導出したステージ13の設定条件を露光装置1に転送すると共に、オートフォーカスセンサ14にてウェハ表面位置を測定することを指示するコマンドを露光装置1に転送する(ステップS205)。すると、露光装置1において、これらが受信されたのち、オートフォーカスセンサ14にてウェハ表面位置(ウェハ表面S2’)が測定され(図12参照)、その測定結果が露光条件設定装置3に転送される。その後、露光条件設定装置3は露光装置1で計測されたウェハ表面位置を入力部21で受信する。   Next, the derived setting conditions of the stage 13 are transferred to the exposure apparatus 1 and a command for instructing the autofocus sensor 14 to measure the wafer surface position is transferred to the exposure apparatus 1 (step S205). Then, after these are received by the exposure apparatus 1, the wafer surface position (wafer surface S 2 ′) is measured by the autofocus sensor 14 (see FIG. 12), and the measurement result is transferred to the exposure condition setting apparatus 3. The Thereafter, the exposure condition setting device 3 receives the wafer surface position measured by the exposure device 1 at the input unit 21.

なお、既に凹凸情報22Dを取得しているのに、改めてオートフォーカスセンサ14にてウェハ表面位置を測定するのは、例えばウェハWをステージ13に固定する際のばらつきによって凹凸情報22Dに多少のオフセットが生じた際に、そのオフセットを補正するためである。   In addition, although the unevenness information 22D has already been acquired, the wafer surface position is measured again by the autofocus sensor 14 because, for example, the unevenness information 22D is slightly offset due to variations in fixing the wafer W to the stage 13. This is to correct the offset when this occurs.

次に、露光装置1で計測されたウェハ表面位置(ウェハ表面S2’)と凹凸情報22Dとを合成して、新たな凹凸情報22Fを導出する(ステップS206)。   Next, the wafer surface position (wafer surface S2 ') measured by the exposure apparatus 1 and the unevenness information 22D are combined to derive new unevenness information 22F (step S206).

次に、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1’)がフォーカス裕度ΔF内に入るように、凹凸情報22Fを考慮してステージ13の設定条件の計算を再度、試みる(ステップS207)。このとき、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)がフォーカス裕度ΔF内に入るような条件を導出することができなかった場合には、上記第2の実施の形態と同様の手順(ステップS105、S106)を実施する(ステップS208、S209)。その後、その露光条件を露光装置1に転送し記憶させる。このようにして、本実施の形態の露光条件設定装置3における露光条件の設定が行われる。   Next, calculation of the setting condition of the stage 13 is attempted again in consideration of the unevenness information 22F so that the focus surface (reference surface S1 ') of the projection optical system 12 falls within the focus tolerance ΔF (step S207). At this time, if the condition that the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 falls within the focus tolerance ΔF cannot be derived, the same procedure as in the second embodiment ( Steps S105 and S106) are performed (Steps S208 and S209). Thereafter, the exposure conditions are transferred to and stored in the exposure apparatus 1. In this way, the exposure conditions are set in the exposure condition setting device 3 of the present embodiment.

本実施の形態の露光条件設定装置3では、投影光学系12のフォーカス面(参照面S1)がマスクパターンのうち特定部分に対応する部分のフォーカス裕度ΔF内に入るように、ウェハ表面S2の特定位置の凹凸情報22Fを考慮してステージ13の設定条件が導出される。これにより、欠陥となるパターンの発生をなくすることができる。その結果、ウェハ表面S2に段差があったとしても、正しく転写されずに欠陥となってしまうパターンの発生を低減した露光条件を設定することができる。   In the exposure condition setting apparatus 3 according to the present embodiment, the wafer surface S2 is arranged so that the focus surface (reference surface S1) of the projection optical system 12 falls within the focus tolerance ΔF of the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern. The setting condition of the stage 13 is derived in consideration of the unevenness information 22F at the specific position. Thereby, generation | occurrence | production of the pattern used as a defect can be eliminated. As a result, even if there is a step on the wafer surface S2, it is possible to set exposure conditions that reduce the occurrence of patterns that are not transferred correctly and become defects.

以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。   While the present invention has been described with reference to the embodiments and the modifications thereof, the present invention is not limited to these embodiments and the like, and various modifications can be made.

本発明の第1の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。1 is a schematic block diagram of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1のウェハの上面図である。It is a top view of the wafer of FIG. 図1のオートフォーカスセンサの計測点について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the measurement point of the autofocus sensor of FIG. 参照面とウェハ表面について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a reference surface and a wafer surface. 本発明の第2の実施の形態に係るマスクパターン補正装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the mask pattern correction apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. ホットスポット候補とフォーカス裕度について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a hot spot candidate and focus tolerance. 図5のマスクパターン補正装置におけるマスクパターン補正手順について説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the mask pattern correction procedure in the mask pattern correction apparatus of FIG. 参照面の設定方法について説明するための一の模式図である。It is one schematic diagram for demonstrating the setting method of a reference plane. 参照面の設定方法について説明するための他の模式図である。It is another schematic diagram for demonstrating the setting method of a reference plane. 本発明の第3の実施の形態に係る露光条件設定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the exposure condition setting apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図10の露光条件設定装置における露光条件設定手順について説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the exposure condition setting procedure in the exposure condition setting apparatus of FIG. 露光装置のオフセット調整について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the offset adjustment of exposure apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…露光装置、2…マスクパターン補正装置、3…露光条件設定装置、10…照明光学系、11…マスク、12…縮小投影光学系、13…ステージ、14…オートフォーカスセンサ、14A…発光部、14B…検知部、15…制御部、16,22,32…記憶部、16A…制御プログラム、16B…プロセスパラメータ、20…演算部、21…入力部、22A…マスクパターン補正プログラム、22B…特定位置情報、22C…フォーカス裕度情報、22D…凹凸情報、22E…閾値、32A…露光条件設定プログラム、AF…計測点、L…露光領域、P…ホットスポット候補、S1…参照面、S2…ウェハ表面、SH…ショット領域、W…ウェハ、ΔF…フォーカス裕度。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exposure apparatus, 2 ... Mask pattern correction apparatus, 3 ... Exposure condition setting apparatus, 10 ... Illumination optical system, 11 ... Mask, 12 ... Reduction projection optical system, 13 ... Stage, 14 ... Autofocus sensor, 14A ... Light emission part , 14B ... detection unit, 15 ... control unit, 16, 22, 32 ... storage unit, 16A ... control program, 16B ... process parameter, 20 ... calculation unit, 21 ... input unit, 22A ... mask pattern correction program, 22B ... specification Position information, 22C: Focus tolerance information, 22D: Concavity and convexity information, 22E ... Threshold value, 32A ... Exposure condition setting program, AF ... Measurement point, L ... Exposure area, P ... Hot spot candidate, S1 ... Reference plane, S2 ... Wafer Surface, SH: shot region, W: wafer, ΔF: focus tolerance.

Claims (17)

設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置において用いられる前記マスクパターンを補正するマスクパターン補正方法であって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得工程と、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得工程と、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第3取得工程と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件の計算を試みる計算工程と、
前記計算工程における計算の結果、前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分であって、かつ前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった部分を修正する修正工程と
を含むことを特徴とするマスクパターン補正方法。
A projection optical system for projecting an image of the mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and an adjustment mechanism for adjusting a focus position on the wafer surface, A mask pattern correction method for correcting the mask pattern used in an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface,
When a mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask, a transfer image formed on the wafer surface corresponds to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size. A first acquisition step of acquiring a specific position on the wafer surface for each different defocus condition;
A second acquisition step of acquiring a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion of the mask pattern;
A third acquisition step of acquiring unevenness information of the specific position;
A calculation step of trying to calculate the setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that the focus plane of the projection optical system falls within the focus tolerance;
As a result of the calculation in the calculation step, when the focus surface does not fall within the focus margin, the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern so as to increase the focus margin, And a correction step of correcting a portion where the focus surface does not fall within the focus tolerance.
前記計算工程において、前記ウェハ表面のうち前記露光装置によって同時に露光される被露光領域ごとに前記調整機構の設定条件を計算する
ことを特徴とする請求項1に記載のマスクパターン補正方法。
2. The mask pattern correction method according to claim 1, wherein, in the calculation step, a setting condition of the adjustment mechanism is calculated for each exposure area simultaneously exposed by the exposure apparatus on the wafer surface.
前記計算工程において、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記特定位置における乖離量の二乗和が最小となるように前記調整機構の設定条件を計算する
ことを特徴とする請求項1に記載のマスクパターン補正方法。
2. The mask according to claim 1, wherein, in the calculation step, a setting condition of the adjustment mechanism is calculated so that a sum of squares of a deviation amount at the specific position between the focus surface and the wafer surface is minimized. Pattern correction method.
前記第2取得工程において、前記マスクパターンの全ての部分のフォーカス裕度を別途取得し、
前記第3取得工程において、前記ウェハ表面の全体の凹凸情報を別途取得し、
前記計算工程において、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記特定位置における乖離量の二乗和と、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記ウェハ表面の全体における乖離量の二乗和とが互いになるべく小さくなるように前記調整機構の設定条件を計算する
ことを特徴とする請求項1に記載のマスクパターン補正方法。
In the second acquisition step, the focus margin of all portions of the mask pattern is separately acquired,
In the third acquisition step, the uneven information on the entire wafer surface is separately acquired,
In the calculation step, a sum of squares of a deviation amount at the specific position between the focus surface and the wafer surface and a sum of squares of a deviation amount of the entire wafer surface between the focus surface and the wafer surface are as small as possible. The mask pattern correction method according to claim 1, wherein the setting condition of the adjustment mechanism is calculated as follows.
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置において用いられる前記マスクパターンを補正するマスクパターン補正プログラムであって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得ステップと、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得ステップと、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第3取得ステップと、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件の計算を試みる計算ステップと、
前記計算ステップにおける計算の結果、前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分であって、かつ前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった部分を修正する修正ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするマスクパターン補正プログラム。
A projection optical system for projecting an image of the mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and an adjustment mechanism for adjusting a focus position on the wafer surface, A mask pattern correction program for correcting the mask pattern used in an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface,
When a mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask, a transfer image formed on the wafer surface corresponds to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size. A first acquisition step of acquiring a specific position on the wafer surface for each different defocus condition;
A second acquisition step of acquiring a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion of the mask pattern;
A third acquisition step of acquiring unevenness information of the specific position;
A calculation step of trying to calculate the setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that the focus plane of the projection optical system falls within the focus tolerance;
As a result of the calculation in the calculation step, if the focus surface does not fall within the focus margin, the portion corresponding to the specific portion of the mask pattern so as to increase the focus margin, And a correction step of correcting a portion where the focus surface does not fall within the focus tolerance.
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置において用いられる前記マスクパターンを補正するマスクパターン補正装置であって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得部と、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得部と、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第3取得部と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件の計算を試みる計算部と、
前記計算部における計算の結果、前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった場合には、フォーカス裕度が増加するように、前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分であって、かつ前記フォーカス面が前記フォーカス裕度内に入らなかった部分を修正するパターン修正部と
を備えたことを特徴とするマスクパターン補正装置。
A projection optical system for projecting an image of the mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and an adjustment mechanism for adjusting a focus position on the wafer surface, A mask pattern correction apparatus for correcting the mask pattern used in an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface,
When a mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask, a transfer image formed on the wafer surface corresponds to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size. A first acquisition unit for acquiring a specific position on the wafer surface for each different defocus condition;
A second acquisition unit that acquires a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion of the mask pattern;
A third acquisition unit that acquires unevenness information of the specific position;
A calculation unit that attempts to calculate the setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that the focus plane of the projection optical system falls within the focus tolerance;
As a result of calculation in the calculation unit, if the focus surface does not fall within the focus tolerance, the portion corresponding to the specific part of the mask pattern so that the focus tolerance increases, And a pattern correction unit that corrects a portion of the focus surface that does not fall within the focus tolerance.
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定方法であって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得工程と、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得工程と、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第3取得工程と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件を導出する第1導出工程と
を含むことを特徴とする露光条件設定方法。
A projection optical system for projecting an image of the mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and an adjustment mechanism for adjusting a focus position on the wafer surface, An exposure condition setting method for setting an exposure condition in an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface,
When a mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask, a transfer image formed on the wafer surface corresponds to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size. A first acquisition step of acquiring a specific position on the wafer surface for each different defocus condition;
A second acquisition step of acquiring a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion of the mask pattern;
A third acquisition step of acquiring unevenness information of the specific position;
A first derivation step of deriving a setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that a focus surface of the projection optical system falls within the focus tolerance. .
前記凹凸情報および前記調整機構の設定条件を前記露光装置に転送する転送工程を含む
ことを特徴とする請求項7に記載の露光条件設定方法。
The exposure condition setting method according to claim 7, further comprising a transfer step of transferring the unevenness information and setting conditions of the adjustment mechanism to the exposure apparatus.
前記露光装置にて前記ウェハ表面のフォーカス位置を取得する第4取得工程と、
前記凹凸情報と前記フォーカス位置情報とから、新たに前記特定位置の凹凸情報を導出する第2導出工程と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、第2導出工程で導出した前記凹凸情報を考慮して前記フォーカス面の設定条件を導出する第3導出工程と
を含むことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の露光条件設定方法。
A fourth acquisition step of acquiring a focus position of the wafer surface with the exposure apparatus;
A second derivation step for newly deriving the unevenness information of the specific position from the unevenness information and the focus position information;
And a third derivation step for deriving a setting condition of the focus surface in consideration of the unevenness information derived in the second derivation step so that the focus surface of the projection optical system falls within the focus tolerance. 9. The exposure condition setting method according to claim 7, wherein the exposure condition is set.
前記導出工程において、前記ウェハ表面のうち前記露光装置によって同時に露光される被露光領域ごとに前記調整機構の設定条件を導出する
ことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の露光条件設定方法。
10. The setting condition of the adjustment mechanism is derived for each exposure area simultaneously exposed by the exposure apparatus on the wafer surface in the derivation step. 10. The exposure condition setting method as described.
前記導出工程において、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記特定位置における乖離量の二乗和が最小となるように前記調整機構の設定条件を導出する
ことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の露光条件設定方法。
10. The setting condition of the adjustment mechanism is derived in the derivation step so that the sum of squares of the deviation amount at the specific position between the focus surface and the wafer surface is minimized. The exposure condition setting method according to any one of the above.
前記第2取得工程において、前記マスクパターンの全ての部分のフォーカス裕度を別途取得し、
前記第3取得工程において、前記ウェハ表面の全体の凹凸情報を別途取得し、
前記導出工程において、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記特定位置における乖離量の二乗和と、前記フォーカス面と前記ウェハ表面との前記ウェハ表面の全体における乖離量の二乗和とが互いになるべく小さくなるように前記ステージの設定条件を導出する
ことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の露光条件設定方法。
In the second acquisition step, the focus margin of all portions of the mask pattern is separately acquired,
In the third acquisition step, the uneven information on the entire wafer surface is separately acquired,
In the derivation step, a sum of squares of the deviation amount between the focus surface and the wafer surface at the specific position and a sum of squares of the deviation amount of the entire wafer surface between the focus surface and the wafer surface are as small as possible. The exposure condition setting method according to any one of claims 7 to 9, wherein the setting condition of the stage is derived as follows.
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定プログラムであって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得ステップと、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得ステップと、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第3取得ステップと、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件を導出する導出ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする露光条件設定プログラム。
A projection optical system for projecting an image of the mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and an adjustment mechanism for adjusting a focus position on the wafer surface, An exposure condition setting program for setting an exposure condition in an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface,
When a mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask, a transfer image formed on the wafer surface corresponds to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size. A first acquisition step of acquiring a specific position on the wafer surface for each different defocus condition;
A second acquisition step of acquiring a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion of the mask pattern;
A third acquisition step of acquiring unevenness information of the specific position;
An exposure condition setting characterized by causing the computer to execute a derivation step of deriving a setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that a focus surface of the projection optical system falls within the focus tolerance program.
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置における露光条件を設定する露光条件設定装置であって、
前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の特定位置を、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得する第1取得部と、
前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度を取得する第2取得部と、
前記特定位置の凹凸情報を取得する第3取得部と、
前記投影光学系のフォーカス面が前記フォーカス裕度内に入るように、前記凹凸情報を考慮して前記調整機構の設定条件を導出する導出部と
を備えたことを特徴とする露光条件設定装置。
A projection optical system for projecting an image of the mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and an adjustment mechanism for adjusting a focus position on the wafer surface, An exposure condition setting device for setting an exposure condition in an exposure device that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface,
When a mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask, a transfer image formed on the wafer surface corresponds to a specific portion exceeding a predetermined range in relation to a pattern having a desired shape and size. A first acquisition unit for acquiring a specific position on the wafer surface for each different defocus condition;
A second acquisition unit that acquires a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion of the mask pattern;
A third acquisition unit that acquires unevenness information of the specific position;
An exposure condition setting apparatus comprising: a derivation unit that derives a setting condition of the adjustment mechanism in consideration of the unevenness information so that a focus surface of the projection optical system falls within the focus tolerance.
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造する製造工程を含み、
前記調整機構の設定条件は、前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、前記投影光学系のフォーカス面が前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出されたものである
ことを特徴とする半導体装置製造方法。
A projection optical system for projecting an image of the mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and an adjustment mechanism for adjusting a focus position on the wafer surface, A manufacturing process of manufacturing a semiconductor device using an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface;
The setting condition of the adjustment mechanism is a predetermined condition in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask. The focus surface of the projection optical system is the position of the mask pattern in consideration of the unevenness information at the specific position which is the position of the wafer surface corresponding to the specific part exceeding the range and is acquired for each different defocus condition. Of these, the semiconductor device manufacturing method is derived so as to fall within a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion.
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造することをコンピュータに実行させることを特徴とする半導体装置製造プログラムであって、
前記調整機構の設定条件は、前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、前記投影光学系のフォーカス面が前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出されたものである
ことを特徴とする半導体装置製造プログラム。
A projection optical system for projecting an image of the mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and an adjustment mechanism for adjusting a focus position on the wafer surface, A program for manufacturing a semiconductor device, characterized by causing a computer to execute manufacturing of a semiconductor device using an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface,
The setting condition of the adjustment mechanism is a predetermined condition in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask. The focus surface of the projection optical system is the position of the mask pattern in consideration of the unevenness information at the specific position which is the position of the wafer surface corresponding to the specific part exceeding the range and is acquired for each different defocus condition. A program for manufacturing a semiconductor device, wherein the program is derived so as to fall within a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion.
設計パターンに基づいて作成されたマスクパターンを有するマスクを用いて前記マスクパターンの像をウェハ表面上に投影する投影光学系と、前記ウェハ表面上にフォーカス位置を合わせる調整機構とを有し、前記マスクパターンの像を前記ウェハ表面上に転写する露光装置を用いて半導体装置を製造する製造部を備え、
前記調整機構の設定条件は、前記マスクを用いて前記マスクパターンを前記ウェハ表面上に転写したときに前記ウェハ表面上に形成される転写像において所望の形状および寸法のパターンとの関係で所定の範囲を超える特定部分に対応するウェハ表面の位置であって、かつ、互いに異なるデフォーカス条件ごとに取得された特定位置における凹凸情報を考慮して、前記投影光学系のフォーカス面が前記マスクパターンのうち前記特定部分に対応する部分のフォーカス裕度内に入るように導出されたものである
ことを特徴とする半導体装置製造装置。
A projection optical system for projecting an image of the mask pattern onto a wafer surface using a mask having a mask pattern created based on a design pattern, and an adjustment mechanism for adjusting a focus position on the wafer surface, A manufacturing unit that manufactures a semiconductor device using an exposure apparatus that transfers an image of a mask pattern onto the wafer surface;
The setting condition of the adjustment mechanism is a predetermined condition in relation to a pattern having a desired shape and size in a transfer image formed on the wafer surface when the mask pattern is transferred onto the wafer surface using the mask. The focus surface of the projection optical system is the position of the mask pattern in consideration of the unevenness information at the specific position which is the position of the wafer surface corresponding to the specific part exceeding the range and is acquired for each different defocus condition. Of these, the semiconductor device manufacturing apparatus is derived so as to fall within a focus tolerance of a portion corresponding to the specific portion.
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