JP4166166B2 - 露光投影像予測システム及び露光投影像予測方法 - Google Patents

Description

本発明はリソグラフィーシミュレーション技術に係り、特に露光投影像を正確に予測することが可能な露光投影像予測システム及び露光投影像予測方法に関する。

近年、半導体装置の高集積化が急速に進歩するなか、半導体装置開発過程において、従来のようにマスク製造、露光及び現像を繰り返すことによって露光装置の露光条件やマスクデータの最適化を行うのはコスト面から困難となっている。そのため、露光装置の露光条件及び現像条件等をリソグラフィーシミュレーションで最適化する開発手法が広まっている。しかし、実際の露光環境を完全に考慮に入れてリソグラフィーシミュレーションをするのは困難であるため、シミュレーション結果に対し、実際の露光結果の実測値が誤差を有するという問題点があった。そのため、露光環境をモデル化し、これを考慮してシミュレーションする手法（例えば特許文献参照。）等が提案されていた。
特開平8-148404号公報

しかし、露光環境をモデル化しても、シミュレーション結果に対する実測値の誤差を無くすのはなお困難であり、特に露光装置光学系の焦点方向においてリソグラフィーシミュレーションの精度が十分でないという問題があった。近年、露光装置の開口数(NA)を上げることで露光パターンの微細化を図っているが、その分焦点深度が狭くならざるを得ず、リソグラフィーシミュレーションにおいても焦点方向の精度向上が望まれていた。

本発明は上記問題点を鑑み、高い精度で露光投影像を予測することが可能な露光投影像予測システム及び露光投影像予測方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第1の特徴は、（イ）リソグラフィー装置の焦点方向誤差を補正する補正用フォーカススケーリング値及びリソグラフィー装置によるパターン幅誤差を補正する補正用寸法バイアス値を保存する補正用パラメータ記憶装置と、（ロ）リソグラフィー装置に設定する焦点ズレ量に補正用フォーカススケーリング値を乗じた補正焦点条件で、レチクルを露光した場合の投影像モデルの算出を促す制御部と、（ハ）投影像モデルのパターン幅初期予測値に、補正用寸法バイアス値を加算する補正部とを含む露光投影像予測システムであり、（ニ）補正用フォーカススケーリング値は、焦点ズレ量にそれぞれ定数である複数のフォーカススケーリング値を乗じた複数の焦点条件下でレチクルを露光した場合のフォーカス補正用投影像モデルのフォーカス補正パターン幅計算値と、リソグラフィー装置が撮影したレチクルの露光投影像のパターン幅実測値とを比較し、パターン幅実測値に最も近似するフォーカス補正パターン幅計算値を与えた複数のフォーカススケーリング値のいずれかであり、（ホ）補正用寸法バイアス値は、フォーカス補正パターン幅計算値及び変数である寸法バイアス変数の和であるパターン幅バイアス関数と、パターン幅実測値とを比較し、パターン幅実測値に最も近似するパターン幅バイアス関数の値を与えた寸法バイアス変数の値であることを要旨とする。

本発明の第2の特徴は、（イ）制御部が、リソグラフィー装置の焦点方向誤差を補正する補正用フォーカススケーリング値を取得するステップと、（ロ）補正部が、前記リソグラフィー装置によるパターン幅誤差を補正する補正用寸法バイアス値を取得するステップと、（ハ）制御部が、リソグラフィー装置に設定する焦点ズレ量に補正用フォーカススケーリング値を乗じた補正焦点条件で、レチクルを露光した場合の投影像モデルの算出を促すステップと、（ニ）補正部が、投影像モデルのパターン幅初期予測値を取得するステップと、（ホ）補正部が、パターン幅初期予測値に補正用寸法バイアス値を加算するステップとを含む露光投影像予測方法であり、（ヘ）補正用フォーカススケーリング値は、焦点ズレ量にそれぞれ定数である複数のフォーカススケーリング値を乗じた複数の焦点条件下でレチクルを露光した場合のフォーカス補正用投影像モデルのフォーカス補正パターン幅計算値と、リソグラフィー装置が撮影したレチクルの露光投影像のパターン幅実測値とを比較し、パターン幅実測値に最も近似するフォーカス補正パターン幅計算値を与えた複数のフォーカススケーリング値のいずれかであり、（ト）補正用寸法バイアス値は、フォーカス補正パターン幅計算値及び変数である寸法バイアス変数の和であるパターン幅バイアス関数と、パターン幅実測値とを比較し、パターン幅実測値に最も近似するパターン幅バイアス関数の値を与えた寸法バイアス変数の値であることを要旨とする。

本発明によれば、高い精度で露光投影像を予測することが可能な露光投影像予測システム及び露光投影像予測方法を提供することができる。

次に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお以下の示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は構成部品の配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

図1に示すように、本発明の実施の形態に係る露光システムは、中央処理装置(CPU)300、シミュレータ325、リソグラフィー装置1、顕微鏡装置332、線幅情報記憶装置336、設計値記憶装置340、初期パラメータ記憶装置339、補正用パラメータ記憶装置341、リソグラフィー条件記憶装置338、入力装置312、出力装置313、プログラム記憶装置330及びデータ記憶装置331を備える。リソグラフィー装置1は露光装置3及び現像装置4を備える。さらにCPU300は、線幅定義部323、制御部304、リソグラフィー装置制御部326及び補正部305を備える。

ここで露光装置3は、図2に示すように、照明光源41、照明光源41の下部に配置される開口絞りホルダ58、照明光源41より照射された光を集光する集光光学系43、集光光学系43の下部に配置されるスリットホルダ54、スリットホルダ54の下部に配置されるレチクルステージ15、レチクルステージ15の下部に配置される投影光学系42、投影光学系42の下部に配置されるウェハステージ32を備える。

レチクルステージ15は、レチクル用XYステージ81、レチクル用XYステージ81上部に配置されたレチクル用可動軸83a, 83b、レチクル用可動軸83a, 83bのそれぞれでレチクル用XYステージ81に接続されるレチクル用Z傾斜ステージ82を備える。レチクルステージ15にはレチクルステージ駆動部97が接続される。レチクルステージ駆動部97はレチクル用XYステージ81を水平方向に走査し、またレチクル用可動軸83a, 83bのそれぞれを垂直方向に駆動する。よって、レチクル用Z傾斜ステージ82はレチクル用XYステージ81によって水平方向に位置決めされ、かつレチクル用可動軸83a, 83bのそれぞれにより水平面に対して傾斜をつけて配置することができる。レチクル用Z傾斜ステージ82端部にはレチクル用移動鏡98が配置される。レチクル用Z傾斜ステージ82の配置位置はレチクル用移動鏡98に対向して配置されたレチクル用レーザ干渉計99で計測される。

ウェハステージ32は、ウェハ用XYステージ91、ウェハ用XYステージ91上部に配置されたウェハ用可動軸93a, 93b、ウェハ用可動軸93a, 93bのそれぞれでウェハ用XYステージ91に接続されるウェハ用Z傾斜ステージ92を備える。ウェハステージ32にはウェハステージ駆動部94が接続される。ウェハステージ駆動部94はウェハ用XYステージ91を水平方向に走査し、またウェハ用可動軸93a, 93bのそれぞれを垂直方向に駆動する。よって、ウェハ用Z傾斜ステージ92はウェハ用XYステージ91によって水平方向に位置決めされ、かつウェハ用可動軸93a, 93bのそれぞれにより水平面に対して傾斜をつけて配置することができる。ウェハ用Z傾斜ステージ92端部にはウェハ用移動鏡96が配置される。ウェハ用Z傾斜ステージ92の配置位置はウェハ用移動鏡96に対向して配置されたウェハ用レーザ干渉計95で計測される。

図1に示す現像装置4は、露光装置3で撮影されたレジスト基板を現像するための装置で、現像液濃度、温度、及び現像時間等の現像条件を管理可能な装置が使用可能である。

図1に示すリソグラフィー装置制御部326は、露光装置3に露光条件に合った露光環境を設定する。例えば図2に示したレチクルステージ駆動部97、ウェハステージ駆動部94を駆動してレチクルステージ15及びウェハステージ32を移動させ、それぞれの配置位置、走査方向、走査速度等をレチクル用レーザ干渉計99及びウェハ用レーザ干渉計95で監視することにより、露光環境を設定する。またリソグラフィー装置制御部326は、現像装置4の現像条件の設定も行う。

図1に示す設計値記憶装置340は、図2に示したレチクルステージ15に配置されるレチクルのCADデータ等の設計値を保存している。図1に示すリソグラフィー条件記憶装置338は、露光装置3の露光条件のデータベースを保存している。図3は露光条件のデータベースの一例であり、レチクルを図2に示した露光装置3で縮小投影露光する際のn通り(n : 自然数)の焦点ズレ量F₁, F₂, F₃, ・・・・・, F_i及びn通りの照射線量条件D₁, D₂, D₃, ・・・・・, D_jのそれぞれの組み合わせである露光条件6AA, 6AB, 6AC, ・・・・・, 6AN, 6BA, 6BB, 6BC, ・・・・・, 6BN, 6CA, 6CB, 6CC, ・・・・・, 6BN, ・・・・・, 6NA, 6NB, 6NC, ・・・・・, 6NNを保存している。ここで焦点ズレ量とは、図2に示した露光装置のウェハステージ32上に配置されるレジスト基板表面に対する投影光学系42の焦点位置の焦点方向距離を指す。またリソグラフィー条件記憶装置338は、露光装置3の投影レンズの開口数(NA)、コヒーレンスファクターσ、輪帯遮蔽率等の照明条件等、及び現像装置4に設定された現像条件等も保存する。

図1に示す顕微鏡装置332としては原子間力顕微鏡(AFM)や走査型電子顕微鏡(SEM)等が使用可能である。顕微鏡装置332は、露光装置3でレチクルを撮影後、現像処理されたレジスト基板表面における露光投影像のパターン幅を測定する。図1に示す線幅定義部323は、顕微鏡装置332で測定された露光投影像のパターン幅を取得し、焦点ズレ量F_i及び照射線量D_jの露光条件で撮影された露光投影像のパターン幅をパターン幅実測値CD_ijと定義する。線幅情報記憶装置336は線幅定義部323で定義されたパターン幅実測値CD_ijを保存する。

シミュレータ325は、露光装置3でレチクルを露光した際のレジスト基板表面の露光投影像の光強度を算出するフーリエ変換プログラム、現像後のレジスト基板の表面形状を算出するストリングモデル等のリソグラフィーシミュレーションプログラムを格納する。シミュレータ325は、入力されるレチクルの設計値、露光条件、現像条件等に従ってリソグラフィーシミュレーションを実行し、レジスト基板上の投影像モデルを算出する。

初期パラメータ記憶装置339は、フォーカススケーリングsのテーブル、寸法バイアス変数b及び複数のレジストパラメータ条件を保存する。ここでフォーカススケーリングsとは、例えば0.999から1.001まで0.00001の間隔でとられた複数の定数のそれぞれである。レジストパラメータ条件とは、露光装置3で露光されるレジスト基板に用いられるレジストの材料、スピン塗布後のレジスト膜の膜厚、現像装置4に使用される現像液、現像装置4に設定される現像液濃度、現像温度、現像時間、現像時におけるレジストの溶解速度等の組み合わせである。

制御部304は、シミュレータ325に露光条件及び現像条件等を与え、リソグラフィーシミュレーションを行うよう指示する。ここで制御部304は、設計値記憶装置340に保存されているレチクルの設計値、リソグラフィー条件記憶装置338に保存されている図3に示した露光条件6AA〜6NN、初期パラメータ記憶装置339に保存されている複数のレジストパラメータ条件、リソグラフィー条件記憶装置338に保存されている露光装置3の投影レンズの開口数(NA)、コヒーレンスファクターσ、輪帯遮蔽率等の照明条件等を取得し、シミュレータ325に入力する。

シミュレータ325は、複数のレジストパラメータ条件の下、露光条件6AA〜6NNのそれぞれでレチクルをレジスト基板に露光、現像するシミュレーションを行い、レジスト基板表面におけるレジスト条件別投影像モデルのパターン幅計算値W_ijを算出する。

補正部305は、線幅情報記憶装置336に保存されているパターン幅実測値CD_ijと、シミュレータ325が複数のレジストパラメータ条件下で算出した複数のパターン幅計算値W_ijのそれぞれとの残差平方和U_rを（1）式より求める。

さらに補正部305は、複数のレジストパラメータ条件ごとに算出された複数の残差平方和U_rのそれぞれの値を比較し、残差平方和U_rの値が最小となるレジストパラメータ条件を補正用レジストパラメータ条件として選択し、補正用パラメータ記憶装置341に保存する。

また、制御部304は、初期パラメータ記憶装置339に保存されている複数のフォーカススケーリングs及び補正用パラメータ記憶装置341に保存されている補正用レジストパラメータを取得する。さらに制御部304は、露光条件6AA〜6NNに含まれる焦点ズレ量F_iそれぞれの値に複数のフォーカススケーリングsのそれぞれを乗じて補正焦点ズレ量FC_iを算出し、補正焦点条件として補正用レジストパラメータ条件と共にシミュレータ325に入力する。

シミュレータ325は、制御部304から入力された補正焦点条件及び補正用レジストパラメータ条件下でレチクルをレジスト基板に露光、現像するシミュレーションを行う。シミュレータ325は、フォーカススケーリングsの値ごとに算出したレジスト基板表面でのフォーカス補正用投影像モデルのパターン幅を、フォーカス補正パターン幅計算値Ws_ijとして補正部305に出力する。

補正部305は、線幅情報記憶装置336に保存されているパターン幅実測値CD_ijと、シミュレータ325がフォーカススケーリングsの値ごとに算出したフォーカス補正パターン幅計算値Ws_ijのそれぞれとの残差平方和Usを（2）式より求める。

さらに補正部305は、フォーカススケーリングsの値ごとに算出された複数の残差平方和Usのそれぞれの値を比較し、残差平方和Usの値が最小となるフォーカススケーリングsの値を補正用フォーカススケーリングs_Bと定義する。さらに制御部304は、補正用フォーカススケーリングs_Bを補正用パラメータ記憶装置341に保存する。

また補正部305は、初期パラメータ記憶装置339に保存されている寸法バイアス変数bを格納し、フォーカス補正パターン幅計算値Ws_ijと寸法バイアス変数bの和で表されるパターン幅バイアス関数W(b)_ijを定義する。

補正部305は、線幅情報記憶装置336に保存されているパターン幅実測値CD_ijと、パターン幅バイアス関数W(b)_ijとの残差平方和バイアス関数U(b)を（3）式より求める。

補正部305は、残差平方和バイアス関数U(b)の最小値における寸法バイアス変数bの値を求め、シミュレータ325のシミュレーション誤差を補正する補正用寸法バイアス値b_Bと定義し、補正用パラメータ記憶装置341に保存する。

入力装置312としては、キーボード、マウス等が使用可能であり、出力装置313としては液晶表示装置(LCD)、発光ダイオード(LED)等によるモニタ画面等が使用可能である。プログラム記憶装置330は、CPU300に接続された装置間のデータ送受信等をCPU300に実行させるためのプログラムを保存している。データ記憶装置331は、CPU300の演算過程でのデータを一時的に保存する。

次に、以上示した実施の形態にかかる露光投影像予測システムを利用して、実施の形態に係る露光投影像予測方法に用いられる補正用レジストパラメータ、補正用フォーカススケーリングs_B値及び補正用寸法バイアス値b_Bを取得する方法を図4を用いて説明する。

(a) まずステップS10で図2に示す露光装置3のレチクル用Z傾斜ステージ82にレチクルを配置する。レチクルは、例えば、一定幅の短冊状の透光部をストライプ状に有するレチクル等を使用する。更に必要に応じて、図2に示した開口絞りホルダ58に開口パターンを、スリットホルダ54にスリットを配置する。次に、図1に示したリソグラフィー装置制御部326はリソグラフィー条件記憶装置338に保存されている図3に示した露光条件6AA〜6NNのそれぞれを順次読み取り、図2に示したレチクルステージ駆動部97及びウェハステージ駆動部94を駆動することにより、露光装置3に露光条件6AA〜6NNのそれぞれを設定し、レチクルを用いてレジスト基板を露光させる。

(b) ステップS11で露光条件6AA〜6NNのそれぞれで露光されたレジスト基板を現像装置4で現像し、現像により形成されたレチクルの露光投影像を顕微鏡装置332で測定する。測定された露光投影像のパターン幅は線幅定義部323にとりこまれ、パターン幅実測値CD_ijが定義される。線幅定義部323に定義されたパターン幅実測値CD_ijは線幅情報記憶装置336に保存される。

(c) 次にステップS12で、制御部304は初期パラメータ記憶装置339に保存されている複数のレジストパラメータ条件及び設計値記憶装置340に保存されているステップS10で使用したレチクルの設計値、リソグラフィー条件記憶装置338に保存されている露光装置3の投影レンズの開口数(NA)、コヒーレンスファクターσ、輪帯遮蔽率等の照明条件等を読み出し、シミュレータ325に入力する。さらにステップS13で制御部304は、露光条件6AA〜6NNのそれぞれでレチクルをレジスト基板に露光し、レジスト基板を現像するリソグラフィーシミュレーションをシミュレータ325に実行させ、レジスト条件別投影像モデルのパターン幅計算値W_ijを複数のレジストパラメータ条件のそれぞれで算出させる。

(d) ステップS14で図1に示した補正部305は、ステップS13で算出されたパターン幅計算値W_ijを取得し、さらにステップS15で補正部305は、ステップS11で線幅情報記憶装置336に保存されたパターン幅実測値CD_ijと、ステップS13で複数のレジストパラメータ条件のそれぞれで算出された複数のパターン幅計算値W_ijそれぞれとの残差平方和U_rを（1）式により求める。次にステップS16で、補正部305は残差平方和U_rの値が最小となったレジストパラメータ条件を選択し、補正用レジストパラメータ条件として補正用パラメータ記憶装置341に保存する。

(e) ステップS17で、制御部304は初期パラメータ記憶装置339に保存されている複数のフォーカススケーリングsと、ステップS16で決定され補正用パラメータ記憶装置341に保存された補正用レジストパラメータ条件を読み出し、フォーカススケーリングsの値ごとに補正焦点条件を設定し、シミュレータ325に入力する。次にステップS18で、シミュレータ325は補正焦点条件の下でフォーカス補正用投影像モデルのフォーカス補正パターン幅計算値Ws_ijをフォーカススケーリングsの値ごとに算出し、ステップS19で補正部305は算出されたフォーカス補正パターン幅計算値Ws_ijを取得する。さらにステップS20で、補正部305は線幅情報記憶装置336に保存されているパターン幅実測値CD_ijと、ステップS18でフォーカススケーリングsの値ごとに算出された複数のフォーカス補正パターン幅計算値Ws_ijのそれぞれとの残差平方和Usを（2）式により求める。

(f) ステップS21で補正部305は、残差平方和Usが最小となったフォーカススケーリングsの値を選択し、補正用フォーカススケーリング値s_Bとして補正用パラメータ記憶装置341に保存する。さらにステップS22で、補正部305はステップS21で選択された補正用フォーカススケーリング値s_Bを用いて算出されたフォーカス補正パターン幅計算値Ws_ijを選択する。

(g) ステップS23で、補正部305は初期パラメータ記憶装置339に保存されている寸法バイアス変数bを格納し、フォーカス補正パターン幅計算値W_ijと寸法バイアス変数bの和で表されるパターン幅バイアス関数W(b)_ijを定義する。次にステップS24で、補正部305は線幅情報記憶装置336に保存されているパターン幅実測値CD_ijと、ステップS23で定義されたパターン幅バイアス関数W(b)_ijとの残差平方和バイアス関数U(b)を（3）式より算出する。さらにステップS25で補正部305は、残差平方和バイアス関数U(b)それぞれの最小値における寸法バイアス変数bの値を求め、補正用寸法バイアス値b_Bとして、補正用パラメータ記憶装置341に保存して終了する。

次に、以上の手順により取得された補正用レジストパラメータ条件、補正用フォーカススケーリング値s_B及び補正用寸法バイアス値b_Bを利用する、実施の形態に係る露光投影像予測方法を図5を用いて説明する。

(a) まずステップS101で、図2に示した露光装置3の投影レンズの開口数(NA)、コヒーレンスファクターσ、輪帯遮蔽率等の照明条件を入力装置312から制御部304に入力する。次にステップS102で半導体装置の製造に使用するレチクルの設計値を入力装置312から制御部304に入力する。

(b) ステップS103で補正用パラメータ記憶装置341に保存されている補正用フォーカススケーリング値s_Bを制御部304に入力する。次にステップS104で、補正用パラメータ記憶装置341に保存されている補正用レジストパラメータを制御部304に入力する。さらにステップS105で、リソグラフィー条件記憶装置338に保存されている図3に示した露光条件6AA〜6NNの中から、図1に示した露光装置3で半導体装置を製造する際に使用する露光条件を選択し、入力装置312から制御部304に入力する。

(c) ステップS106で制御部304はステップS105で選択された露光条件6AA〜6NNのいずれかの焦点ズレ量F_iに補正用フォーカススケーリング値s_Bを乗じた補正焦点ズレ量FC_iを算出し、補正焦点条件を設定する。ステップS107で制御部304は、シミュレータ325に照明条件、レチクルの設計値、選択された露光条件6AA〜6NNのいずれかで焦点ズレ量F_iを補正焦点ズレ量FC_iに変換したものをシミュレータ325に送り、シミュレータ325にリソグラフィーシミュレーションを行わせ、レジスト基板表面における投影像モデルのパターン幅初期予測値を算出させる。

(d) ステップS108で、補正部305はシミュレータ325が算出したパターン幅初期予測値を取得し、さらにステップS109で、補正部305は補正用寸法バイアス値b_Bを補正用パラメータ記憶装置341から取得する。次にステップS110で、補正部305はステップS107で算出されたパターン幅初期予測値に補正用寸法バイアス値b_Bを加算して露光投影像のパターン幅修正予測値を算出して終了する。

以上の方法により、リソグラフィーシミュレーションにおいて露光投影像の高精度な寸法予測が可能となる。従来においては、リソグラフィーシミュレーションで予測される露光投影像と、実際に露光装置で撮影された露光投影像が一致しない問題があった。これに対して、実施の形態に係る露光投影像予測方法によれば、図4に示した方法により補正用レジストパラメータ、補正用フォーカススケーリング値s_B及び補正用寸法バイアス値b_Bのそれぞれを、シミュレーション結果と実測値とを対比することにより一度取得することによって、以後はリソグラフィーシミュレーション結果を的確にデータ補正し、高い精度で露光投影像を予測することが可能となる。特に従来のリソグラフィーシミュレーションは露光装置の焦点方向の精度が低かったが、実施の形態に係る露光投影像予測方法によれば、補正用フォーカススケーリング値s_Bを利用することにより、焦点方向においても精度の高い予測が可能となる。また、従来のリソグラフィーシミュレーションでは、焦点条件を変化させても露光投影像のパターン幅の寸法が変化しない「ピボタルの寸法」がシミュレーション結果と実際の露光結果とで異なる問題があった。これに対し、実施の形態にかかる露光投影像予測方法は、補正用寸法バイアス値b_Bを図4のステップS110で露光投影像のパターン幅初期予測値に加算するので、ピボタルの寸法がシミュレーション結果と実測値で異なるという問題の解決も可能となる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。例えば図1に示したシミュレータが有するリソグラフィーシミュレーションプログラムは、潜像をガウス関数で畳み込み積分し、閾値でスライスして寸法を求める簡易シミュレーションプログラム、レジスト膜中の潜像計算から酸の拡散・反応・現像を厳密に計算するシミュレーションプログラム等、リソグラフィーシミュレーションを行える種々のシミュレータが使用可能である。

また、図2には露光装置3として縮小投影露光装置を示したが、本発明は接触露光、近接露光及び等倍投影露光等の露光方法にももちろん適用可能である。さらに図4のステップS10においては、一定幅の短冊状の透光部をストライプ状に有するレチクルを例に挙げたが、複雑な形状を有する透光部を、不規則な配置間隔で有するレチクルを図4に示したフローチャートに従って用い、レチクルの透光部の形状や配置間隔に応じた補正用レジストパラメータ、補正用フォーカススケーリング値s_B及び補正用寸法バイアス値b_Bのそれぞれを複数取得してもよい。

以上示したように、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明からは妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施の形態に係る露光投影像予測システムを示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置の露光条件を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る露光投影像予測方法を示すフローチャート図（その1）である。 本発明の実施の形態に係る露光投影像予測方法を示すフローチャート図（その2）である。

符号の説明

1…リソグラフィー装置
3…露光装置
4…現像装置
6AA, 6AB, 6AC, ・・・・・, 6AN, 6BA, 6BB, 6BC, ・・・・・, 6BN, 6CA, 6CB, 6CC, ・・・・・, 6BN, ・・・・・, 6NA, 6NB, 6NC, ・・・・・, 6NN…露光条件
15…レチクルステージ
32…ウェハステージ
41…照明光源
42…投影光学系
43…集光光学系
54…スリットホルダ
58…ホルダ
81…ステージ
82…傾斜ステージ
83a, 83b …レチクル用可動軸
91…ステージ
92…傾斜ステージ
93a, 93b…ウェハ用可動軸
94…ウェハステージ駆動部
95…ウェハ用レーザ干渉計
96…ウェハ用移動鏡
97…レチクルステージ駆動部
98…レチクル用移動鏡
99…レチクル用レーザ干渉計
300…中央処理装置(CPU)
304…制御部
305…補正部
312…入力装置
313…出力装置
323…線幅定義部
325…シミュレータ
326…リソグラフィー装置制御部
330…プログラム記憶装置
331…データ記憶装置
332…顕微鏡装置
336…線幅情報記憶装置
338…リソグラフィー条件記憶装置
339…初期パラメータ記憶装置
340…設計値記憶装置
341…補正用パラメータ記憶装置

Claims (6)

1. リソグラフィー装置の焦点方向誤差を補正する補正用フォーカススケーリング値及び前記リソグラフィー装置によるパターン幅誤差を補正する補正用寸法バイアス値を保存する補正用パラメータ記憶装置と、
   前記リソグラフィー装置に設定する焦点ズレ量に前記補正用フォーカススケーリング値を乗じた補正焦点条件で、レチクルを露光した場合の投影像モデルの算出を促す制御部と、
   前記投影像モデルのパターン幅初期予測値に、前記補正用寸法バイアス値を加算する補正部
   とを含み、
   前記補正用フォーカススケーリング値は、前記焦点ズレ量にそれぞれ定数である複数のフォーカススケーリング値を乗じた複数の焦点条件下で前記レチクルを露光した場合のフォーカス補正用投影像モデルのフォーカス補正パターン幅計算値と、前記リソグラフィー装置が撮影した前記レチクルの露光投影像のパターン幅実測値とを比較し、前記パターン幅実測値に最も近似する前記フォーカス補正パターン幅計算値を与えた前記複数のフォーカススケーリング値のいずれかであり、
   前記補正用寸法バイアス値は、前記フォーカス補正パターン幅計算値及び変数である寸法バイアス変数の和であるパターン幅バイアス関数と、前記パターン幅実測値とを比較し、前記パターン幅実測値に最も近似する前記パターン幅バイアス関数の値を与えた前記寸法バイアス変数の値である
   ことを特徴とする露光投影像予測システム。
2. 制御部が、リソグラフィー装置の焦点方向誤差を補正する補正用フォーカススケーリング値を取得するステップと、
   補正部が、前記リソグラフィー装置によるパターン幅誤差を補正する補正用寸法バイアス値を取得するステップと、
   前記制御部が、前記リソグラフィー装置に設定する焦点ズレ量に前記補正用フォーカススケーリング値を乗じた補正焦点条件で、レチクルを露光した場合の投影像モデルの算出を促すステップと、
   前記補正部が、前記投影像モデルのパターン幅初期予測値を取得するステップと、
   前記補正部が、前記パターン幅初期予測値に前記補正用寸法バイアス値を加算するステップ
   とを含み、
   前記補正用フォーカススケーリング値は、前記焦点ズレ量にそれぞれ定数である複数のフォーカススケーリング値を乗じた複数の焦点条件下で前記レチクルを露光した場合のフォーカス補正用投影像モデルのフォーカス補正パターン幅計算値と、前記リソグラフィー装置が撮影した前記レチクルの露光投影像のパターン幅実測値とを比較し、前記パターン幅実測値に最も近似する前記フォーカス補正パターン幅計算値を与えた前記複数のフォーカススケーリング値のいずれかであり、
   前記補正用寸法バイアス値は、前記フォーカス補正パターン幅計算値及び変数である寸法バイアス変数の和であるパターン幅バイアス関数と、前記パターン幅実測値とを比較し、前記パターン幅実測値に最も近似する前記パターン幅バイアス関数の値を与えた前記寸法バイアス変数の値である
   ことを特徴とする露光投影像予測方法。
3. 前記補正用フォーカススケーリング値を取得するステップは、前記補正部が、前記フォーカス補正パターン幅計算値と前記パターン幅実測値との残差平方和を計算するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の露光投影像予測方法。
4. 前記補正用寸法バイアス値を取得するステップは、前記補正部が、前記パターン幅実測値と前記パターン幅バイアス関数との残差平方和を計算するステップを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の露光投影像予測方法。
5. 前記制御部が、前記リソグラフィー装置のレジスト条件由来誤差を補正する補正用レジストパラメータ条件を取得するステップを更に含むことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の露光投影像予測方法。
6. 前記補正用レジストパラメータ条件を取得するステップは、
   線幅定義部が、前記リソグラフィー装置が撮影した前記レチクルの露光投影像のパターン幅実測値を取得するステップと、
   前記制御部が、複数のレジストパラメータ条件下で前記レチクルを露光した場合のレジスト条件別投影像モデルの算出を促すステップと、
   前記レジスト条件別投影像モデルのパターン幅計算値を、前記補正部が取得するステップと、
   前記補正部が、前記パターン幅実測値に近似する前記パターン幅計算値を与える前記複数のレジストパラメータ条件のいずれかを補正用レジストパラメータ条件と定義するステップ
   とを含むことを特徴とする請求項５に記載の露光投影像予測方法。

Images