JP4313856B2

JP4313856B2 - Manufacturing method of semiconductor device

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Publication number: JP4313856B2
Application number: JP34780697A
Authority: JP
Inventors: 和子山元; 幸子三山; 清美小山; 壮一井上; 茂樹野嶋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2017-12-17
Also published as: JPH10303124A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板にパターン露光とエッチングを施して集積回路パターンを形成するための半導体装置の製造方法に係わり、特に同種のプロセス装置を複数台用いて大量生産するための半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
また本発明は、集積回路パターンを形成する際に用いるフォトマスクのデータ作成装置、更にはフォトマスクのデータをコンピュータによって作成するためのプログラムを格納した記録媒体に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ＬＳＩの高集積化が進み、ＬＳＩに作り込む素子サイズが微小化するに伴い、リソグラフィ工程におけるパターン転写の忠実度が問題になり始めている。具体的には、設計上で９０度のはずのコーナーが丸くなる、ライン端が短くなる、ラインの幅が太る／細る等の現象を生じる（光近接効果）。パターンの微細化に伴い許容寸法誤差の絶対値が小さくなると、光近接効果の影響で許容寸法誤差を越えてしまう場合も出てくる。
【０００４】
光近接効果の原因としては、露光における光学的要因（隣合ったパターン間の透過光の干渉）、レジストプロセス（ベーク温度・時間，現像時間他）、基板の反射や凹凸、エッチングの影響等があげられる。光近接効果によってパターン忠実度が劣化する問題を防ぐ方法としては、マスク上に予め劣化を見込んだ補正を加える方法が主流である（光近接効果補正）。
【０００５】
光近接効果補正の考え方としては、
(1) 露光プロセスにおける変換差のみを補正する−光学像シミュレーションに基づく、
(2) 露光及び現像における変換差を補正する−現像まで含めたシミュレーションを行ったり、光学像にガウス関数をコンボリューションすることで現像を模擬する、
(3) 露光からエッチングまでを通しての変換差を補正する、
という３種類に大別される。
【０００６】
(1) 及び(2) はエッチングによる変換差を取り込めないために、エッチング条件によっては仕上がり精度が十分でないことがある。これに対し(3) は、エッチングによる変換差が大きい場合にも対応が可能で(1) や (2)よりも原理的に精度が高い方法であると考えられる。
【０００７】
前記(3) に分類される第１の従来法としては、（Optical/Laser Microlithography VII,Vol2197，SPIE Symposium On Microlithography,1994,p278-293）における（Oberdan W.Otto）らによる（Automated optical proximity correction-a rule-based approach）と題する論文において述べられている。
【０００８】
この方法では、テストパターンを実際の集積回路製品で使用するリソグラフィ条件及びエッチング条件の下で実際にパターンを形成し、仕上がりパターンを測長する。測長して得られた幾つかの離散的なデータをシミュレーションで得られた傾向で補間する（“anchoring ”と呼ぶ）。
【０００９】
例えば、ラインアンドスペース状パターンでライン幅を固定でスペースを変化させたような一連のテストパターンを作成し実際のプロセス条件でエッチングまでを行う。エッチング後の仕上がり寸法を測長し、スペースｖｓ変換差の対応関係を作成する。実験で得られるのはポイントデータであるから、光学像（或いは現像までを含んだ）シミュレーションを行い、ポイント間をシミュレーションで得られた傾向で補間する。得られたスペースｖｓ変換差の関係に基づき実際の集積回路パターンを補正する。
【００１０】
前記 (3)に分類される第２の従来法としては、（Optical/Laser Microlithography VII,Vol2322，SPIE Symposium On Microlithography,1994,p371-378）における（John P.Stirniman）らによる（Fast proximity correction with zone sampling）と題する論文において述べられている。
【００１１】
この方法でも、テストパターンを実際の集積回路製品で使用するリソグラフィ条件及びエッチング条件の下で実際にパターンを形成し、仕上がりパターンを測長する。測長して得られたデータを用いてビヘービアモデル（Behavior model）を構築する。ビヘービアモデルは変換差を多項式で表したものであり、多項式の変数はレイアウトに対応している。測長データを用いて多項式の係数を決定する。そして、一旦このビヘービアモデルを構築してしまえば、任意のレイアウト中の任意の点での変換差を求めることが可能である。
【００１２】
一方、光近接効果補正を行っていない従来の半導体製造プロセスを第３の従来法とし、図１（ａ）を用いて説明する。従来は同一の集積回路製品を大量生産する際には、ＣＡＤデータ１１から同一のフォトマスク１３を複数枚用意し、露光装置１４に装着して用いている。図１（ａ）に示す場合では３台の露光装置１４₁ 〜１４₃ があり、２台のエッチング装置１６₁ ，１６₂ がある。露光装置１４₁ ，１４₃ で露光されたウェハはそれぞれエッチング装置１６₁ ，１６₂ でエッチング処理されるが、露光装置１４₂ で露光されたウェハはエッチング装置１６₁ で処理されるものもあれば、エッチング装置１６₂ で処理されるものもあるという様子を示している。
【００１３】
しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題があった。第１及び第２の従来法に関しては、テストマスクは製品と同じプロセス条件で加工し、そのデータに基づき補正を行うべきであると述べているが、実際の量産現場で用いる露光装置やエッチング装置が複数ある場合に、フォトマスクとどのように対応させるかについては何等触れられていない。
【００１４】
第１、第２の従来法におけるその他の問題点として、露光装置，塗布・現像装置，エッチング装置のいずれかにおいてプロセス条件が変更された場合に、フォトマスクも必ず変更することになる。プロセス条件が変更されてもパターン変換差の性質の違いが許容範囲内であれば、フォトマスクは作成し直す必要がなく、無駄な作業を行っていることになる。
【００１５】
第３の従来法では光近接効果補正を行っていないが、仮に光近接効果を考慮して補正を行うとした半導体製造プロセスは、図１（ｂ）に示すようになる。ここでは、例えば露光装置１４₂ 及びエッチング装置１６₁ の組み合わせを使用した場合に生じる光近接効果を考慮して補正を行った状況を想定してみる。
【００１６】
第１及び第２の従来法に従い、テストマスクを露光装置１４₂ で露光しエッチング装置１６₁ でエッチング処理してテストマスクを測長する。測長の結果に基づきＣＡＤデータ１１を光近接効果補正して光近接効果補正データ１２とする。この補正データ１２からフォトマスクを作成する。
【００１７】
そのような補正を施したフォトマスクを露光装置１４₂ に装着して、エッチング装置１６₁ でエッチングした場合は良好な結果が得られるが、エッチング装置１６₁ と著しく性質の異なるエッチング装置１６₂ を用いた場合には、パターンの仕上がり寸法が所望寸法からずれてしまう。特に、同一メーカの複数のエッチング装置で仕上がり寸法をコントロールするのに比して、異るメーカのエッチング装置間で寸法をコントロールするのは難しいことが知られている。
【００１８】
また、エッチング装置に比べれば露光装置の方は、波長，開口数，コヒーレンスファクタ等の光学条件を揃えれば仕上がり寸法はある程度コントロールされるが、異なる装置間ではやはり多少の差が出る。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来、露光装置やエッチング装置等を複数台用いてＬＳＩを量産する場合には、異なる露光装置やエッチング装置を用いて製造した被処理基板間で、装置のパターン変換差に関する性質の違いにより、パターン仕上がり寸法のばらつきが生じてしまう。
【００２０】
本発明は、上記の事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、露光装置やエッチング装置等を複数台用いてＬＳＩを量産する場合にも、被処理基板間の寸法ばらつきのない精度良いパターン形成を行うことのできる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
（構成）
上記課題を解決するための本発明は、次のような構成を採用している。
（１）被処理基板上にパターンの露光とエッチングを施して所望の集積回路パターンを形成するための半導体装置の製造方法において、ｎ台（ｎは２以上）のエッチング装置を並列的に使用し、同一の集積回路パターンを複数の被処理基板に形成する際に、使用するエッチング装置に対応させて２種類以上で最大ｎ種類のフォトマスクを用意し、各々のフォトマスクに、それぞれ対応するエッチング装置によって生じるパターン変換差を補正したパターンを形成しておくことを特徴とする。
【００２２】
(1-1) エッチング装置に対し、パターン変換差に対する性質が同一か異なるかを判定し、パターン変換差に対する性質が同一と判定したエッチング装置に関しては同じ種類のフォトマスクを対応させること。
(1-2) エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、ラインアンドスペース状のパターンを含むマスクパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００２３】
(1-3) エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、コンタクトホール状のパターンを含むマスクパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００２４】
(1-4) エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、被補正のフォトマスクに含まれる代表的なパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００２５】
（２）被処理基板上にパターンの露光とエッチングを施して所望の集積回路パターンを形成するための半導体装置の製造方法において、ｍ台の露光装置とｎ台のエッチング装置をそれぞれ並列的に使用し（ｍ，ｎの少なくとも１つは２以上）、同一の集積回路パターンを複数の被処理基板に形成する際に、１つの被処理基板に対して使用する露光装置及びエッチング装置の組み合わせに対応させて２種類以上で最大ｍ×ｎ種類のフォトマスクを用意し、各々のフォトマスクに、それぞれ対応する露光装置及びエッチング装置の組み合わせによって生じるパターン変換差を補正したパターンを形成しておくことを特徴とする。
【００２６】
(2-1) 露光装置に対し、パターン変換差に対する性質が同一か異なるかを判定し、パターン変換差に対する性質が同一と判定した露光装置に関しては同じ種類のフォトマスクを対応させること。
(2-2) 露光装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、ラインアンドスペース状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００２７】
(2-3) 露光装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、コンタクトホール状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００２８】
(2-4) 露光装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、被補正のフォトマスクに含まれる代表的なパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００２９】
(2-5) エッチング装置に対し、パターン変換差に対する性質が同一か異なるかを判定し、パターン変換差に対する性質が同一と判定したエッチング装置に関しては同じ種類のフォトマスクを対応させること。
(2-6) エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、ラインアンドスペース状のパターンを含むマスクパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００３０】
(2-7) エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、コンタクトホール状のパターンを含むマスクパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００３１】
(2-8) エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、被補正のフォトマスクに含まれる代表的なパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００３２】
（３）被処理基板上にパターンの露光とエッチングを施して所望の集積回路パターンを形成するための半導体装置の製造方法において、ｍ台の露光装置，ｋ台の塗布・現像装置及びｎ台のエッチング装置をそれぞれ並列的に使用し（ｋ，ｍ，ｎの少なくとも１つは２以上）、同一の集積回路パターンを複数の被処理基板に形成する際に、１つの被処理基板に対して使用する露光装置，塗布・現像装置及びエッチング装置の組み合わせに対応させて２種類以上で最大ｋ×ｍ×ｎ種類のフォトマスクを用意し、各々のフォトマスクに、それぞれ対応する露光装置，塗布・現像装置及びエッチング装置の組み合わせによって生じるパターン変換差を補正したパターンを形成しておくことを特徴とする。
【００３３】
(3-1) 露光装置に対し、パターン変換差に対する性質が同一か異なるかを判定し、パターン変換差に対する性質が同一と判定した露光装置に関しては同じ種類のフォトマスクを対応させること。
(3-2) 露光装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、ラインアンドスペース状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００３４】
(3-3) 露光装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、コンタクトホール状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００３５】
(3-4) 露光装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、被補正のフォトマスクに含まれる代表的なパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００３６】
(3-5) 塗布・現像装置に対し、パターン変換差に対する性質が同一か異なるかを判定し、パターン変換差に対する性質が同一と判定した塗布・現像装置に関しては同じ種類のフォトマスクを対応させること。
(3-6) 塗布・現像装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、ラインアンドスペース状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００３７】
(3-7) 塗布・現像装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、コンタクトホール状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００３８】
(3-8) 塗布・現像装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、被補正のフォトマスクに含まれる代表的なパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００３９】
(3-9) エッチング装置に対し、パターン変換差に対する性質が同一か異なるかを判定し、パターン変換差に対する性質が同一と判定したエッチング装置に関しては同じ種類のフォトマスクを対応させること。
(3-10)エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、ラインアンドスペース状のパターンを含むマスクパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００４０】
(3-11)エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、コンタクトホール状のパターンを含むマスクパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００４１】
(3-12)エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、被補正のフォトマスクに含まれる代表的なパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００４２】
（４）半導体製造工程で用いるフォトマスクにおいて、該フォトマスクで露光するウェハを処理するエッチング装置を識別するための情報が、機械で読み取り可能な文字列又はバーコード、或いは人間が判読可能な文字列、記号の形式で含まれることを特徴とする。
(4-1) エッチング装置の識別情報がウェハに露光されるマスクパターンであること。
【００４３】
（５）半導体製造工程で用いるフォトマスクにおいて、該フォトマスクで露光するウェハを処理するエッチング装置及び露光装置を識別するための情報が、機械で読み取り可能な文字列又はバーコード、或いは人間が判読可能な文字列、記号の形式で含まれることを特徴とする。
(5-1) エッチング装置及び露光装置の識別情報がウェハに露光されるマスクパターンであること。
【００４４】
（６）半導体製造工程で用いるフォトマスクにおいて、該フォトマスクで露光するウェハを処理するエッチング装置，露光装置及び塗布・現像装置を識別するための情報が、機械で読み取り可能な文字列又はバーコード、或いは人間が判読可能な文字列、記号の形式で含まれることを特徴とする。
(6-1) エッチング装置，露光装置及び塗布・現像装置の識別情報がウェハに露光されるマスクパターンであること。
【００４５】
（７）半導体製造工程で用いるフォトマスクにおいて、該フォトマスクで露光するウェハを処理するプロセス装置の識別情報が、機械で読み取り可能な文字列又はバーコード、或いは人間が判読可能な文字列、記号の形式で含まれることを特徴とする。
(7-1) プロセス装置の識別情報に加え、プロセス装置の条件、プロセスの手順を表す情報が含まれること。
(7-2) プロセス装置の識別情報及びプロセス装置の条件、プロセスの手順の識別情報がウェハに露光されるマスクパターンであること。
【００４６】
（８）被処理基板上にパターンの露光とエッチングを施して所望の集積回路パターンを形成するための半導体装置の製造方法において、ｍ台の露光装置，ｋ台の塗布・現像装置及びｎ台のエッチング装置をそれぞれ並列的に使用し（ｋ，ｍ，ｎの少なくとも１つは２以上）、同一の集積回路パターンを複数の被処理基板に形成する際に、１つの被処理基板に対して使用する露光装置，塗布・現像装置及びエッチング装置の組み合わせに対応させて２種類以上で最大ｋ×ｍ×ｎ種類のフォトマスクを用意し、各々のフォトマスクに、それぞれ対応する露光装置，塗布・現像装置及びエッチング装置の組み合わせによって生じるパターン変換差を補正したパターンを形成しておき、前記露光装置，塗布・現像装置或いはエッチング装置におけるプロセス条件を変更した際に、プロセス条件を変更した装置において、プロセス条件を変更する前後でパターン変換差の性質が同じか違うかを判定し、新旧条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら古いフォトマスクを使用し、許容範囲以内でなければ新条件による補正マスクを使用することを特徴とする。
【００４７】
(8-1) 露光装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、ラインアンドスペース状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００４８】
(8-2) 露光装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、コンタクトホール状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００４９】
(8-3) 露光装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、被補正のフォトマスクに含まれる代表的なパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一と見なし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００５０】
(8-4) 塗布・現像装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、ラインアンドスペース状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００５１】
(8-5) 塗布・現像装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、コンタクトホール状のパターンを含むマスクパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００５２】
(8-6) 塗布・現像装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、被補正のフォトマスクに含まれる代表的なパターンを露光・現像した後、レジストパターンの寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００５３】
(8-7) エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、ラインアンドスペース状のパターンを含むマスクパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００５４】
(8-8) エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、コンタクトホール状のパターンを含むマスクパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００５５】
(8-9) エッチング装置のパターン変換差に関する性質が同一か異なるかの判断は、被補正のフォトマスクに含まれる代表的なパターンを露光からエッチングまで行い、被処理基板に形成されたパターンの仕上がり寸法を測長して、装置或いはプロセス条件による違いが予め定められた許容範囲以内なら性質が同一とみなし、許容範囲より大きければ異なると見なすこと。
【００５６】
（作用）
本発明によれば、ＬＳＩを大量生産するために１種類の集積回路パターンに対して複数台のエッチング装置を使用する場合に、対応するエッチング装置によって生じるパターン変換差を補正したパターンを含むフォトマスクを用いることにより、エッチング装置間でのパターン仕上がり寸法のばらつきを低減することが可能となる。また、複数台の露光装置を用いる場合にも、対応する露光装置によって生じるパターン変換差を補正したパターンを含むフォトマスクを用いることにより、仕上がり寸法のばらつきが低減可能である。さらに、複数台の塗布・現像装置を用いる場合にも、対応する塗布・現像装置によって生じるパターン変換差を補正したパターンを含むフォトマスクを用いることにより、仕上がり寸法のばらつきが低減可能である。
【００５７】
そして、パターン形成のための各種装置をそれぞれ複数台用いる場合には、これらの装置の組み合わせに対応してパターン変換差を補正したパターンを含むフォトマスクを用いることにより、仕上がり寸法のばらつきが低減可能である。従って、ＬＳＩを大量生産する際の各種装置間のパターン変換差の違いに起因するウェハ間の寸法のばらつきを抑制することができ、製造歩留まりの向上をはかることが可能となる。
【００５８】
また、フォトマスクにおいて、該フォトマスクで露光されたウェハを処理するエッチング装置，露光装置，塗布・現像装置の識別情報を持たせることにより、ウェハを適切な装置に送ることが可能である。特に、識別情報をマスクパターンとした場合は、ウェハから使用した装置を割り出すことが可能であり、ウェハに異常等のある場合、原因を追求することが容易になる。
【００５９】
また、露光装置，塗布・現像装置，エッチング装置のいずれかにおけるプロセス条件のみを変更した場合にも、変更前後でパターン変換差の性質を比較して、精度上必要な場合のみフォトマスクを作成し直すことになり、効率が良い。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係わる半導体装置の製造プロセスを説明するためのフローチャートである。
【００６１】
ある集積回路製品のレイアウト設計が終了した後に、ＣＡＤデータ１１が１種類存在するとする。このＣＡＤデータ１１に対して光近接効果補正を行う。以下に説明する状況は、この集積回路を生産する際に１台の露光装置１４とｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n を用いるものとする。
【００６２】
まず、ｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n に関し、互いにパターン変換差に関する性質が異なるかどうかを調べる。このときには、図３（ａ）〜（ｃ）に示すようなラインアンドスペースのパターンを含むマスクを準備する。このパターン群に含まれるラインの幅Ｌは、生産しようとする集積回路の最小線幅、又は最も重要な回路部分の線幅とする。このライン幅に対しスペースは何種類か変化させる（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）。
【００６３】
このようなマスクを用いてパターンを露光し、さらにエッチングする。露光に用いる露光装置は生産時に用いるのと同じか同種類、しかも同条件で行うのが望ましい。エッチングは、ｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n でそれぞれ行う。仕上がり寸法の測定は、ラインアンドスペース状のパターンの中心付近に存在するパターンを測長する。
【００６４】
ｎが４のときの例を図４に示す。図４の横軸はスペース、縦軸はバイアス量を示す。バイアス量とは、目標設計寸法からエッチング後の仕上がり寸法を差し引いたものである。図中にはばらつきの許容範囲が示されているが、第１及び第２のエッチング装置は、全てのスペース幅において２台の仕上がり寸法の違いがこの許容範囲内に入るため、エッチング変換差に関する性質が同じと見なすことができる。
【００６５】
第３のエッチング装置は、スペース幅の大きい所では第１及び第２のエッチング装置と同様の挙動を示すが、スペース幅の小さい部分で許容範囲以上異なるため、第１及び第２のエッチング装置とは別種のパターン変換差に関する性質を持つと見なす。同じく、第４のエッチング装置も別種のパターン変換差に関する性質を持つ。つまり、この場合４台のエッチング装置は３種類のパターン変換差に関する性質に分類される。
【００６６】
次に、ＣＡＤデータ１１に対し近接効果補正を行う。ｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n がＮ種類（Ｎ≦ｎ）のエッチングに関する変換差に分類される場合、Ｎ種類の近接効果補正を行ったデータ１２₁ 〜１２_N 及びそれぞれのフォトマスク１３₁ 〜１３_N を準備する。前述の例ではｎ＝４，Ｎ＝３である。近接効果補正の方法としては、例えば前記図４を利用してスペースに応じたバイアス量を読み取り、バイアス量分ラインを太らせる／細らせる処理する方法を採ることもできる。
【００６７】
露光の際には、パターン変換差に関する性質が第１の種類のエッチング装置１６（種類１）で処理されるウェハはフォトマスク１３₁ で、パターン変換差に関する性質が第Ｎの種類のエッチング装置１６（種類Ｎ）で処理されるウェハはフォトマスク１３_N を用いて露光を行う。ここで、フォトマスク１３には対応するエッチング装置１６の識別情報を持たせておくことが好ましい。
【００６８】
このように本実施形態によれば、ＬＳＩを大量生産するために１種類の集積回路パターンに対して複数台のエッチング装置１６を使用する場合に、対応するエッチング装置１６によって生じるパターン変換差を補正したパターンを含むフォトマスク１３を用いることにより、エッチング装置間でのパターン仕上がり寸法のばらつきを低減することが可能となる。このため、ＬＳＩの大量生産に対して製造歩留まりの向上に寄与することが可能となる。
【００６９】
本実施形態では、フォトマスクを用いた露光をする場合について説明したが、集積回路パターンを荷電粒子ビームで直接描画する場合は、フォトマスクデータの近接効果補正ではなく、描画するパターンデータに対して補正を行うことは明白である。
【００７０】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係わる半導体装置の製造プロセスを説明するためのフローチャートである。
【００７１】
ある集積回路製品のレイアウト設計が終了した後に、ＣＡＤデータ１１が１種類存在するとする。このＣＡＤデータ１１に対して光近接効果補正を行う。以下に説明する状況は、この集積回路を生産する際にｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_m を用い、またエッチングに際してはｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n を用いるものとする。
【００７２】
光近接効果補正に先立ち、ｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_m 及びｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n に関し、互いにパターン変換差に関する性質が異なるかどうかを調べる。ｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n については、第１の実施形態で述べた方法で行う。
【００７３】
ｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_m については、前記図３に示したパターンを含むマスクを用いて露光、現像まで行う。続いて、図４と同様のグラフを作成する。但し、ここで縦軸のバイアス量は、目標設計寸法から現像後のレジスト寸法を差し引いたものになる。露光装置のパターン変換差に関する性質が同じか異なるかの判定は、第１の実施形態で述べた方法と同様である。この結果、ｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_m はＭ種類（Ｍ≦ｍ）のパターン変換差の性質に分類される。
【００７４】
生産に用いられる露光装置１４とエッチング装置１６の組み合わせによるが、２種類以上で最大ｍ×ｎ種類（本実施形態ではＭ×Ｎ種類）の近接効果補正を行ったデータ及びそれぞれのフォトマスク１３を準備する必要がある。以下に、この方法を説明する。
【００７５】
まず、補正ルール作成用のテストマスクを準備する。これは、例えば前記図３のようなライン幅固定でスペースを変化させたパターンを含むものでも良い。生産で運用される際のエッチング装置１６の種類と露光装置１４の種類の全ての組み合わせでテストマスクを露光し、さらにエッチングし、パターンの仕上がり寸法から補正ルールを作成する。図３のようなテス卜パターンを用いた場合は、スペースに対応したバイアス値という形式のルールになる。
【００７６】
図５中に近接効果補正データ１２に（ｘ，ｙ）とあるが、これは（露光装置の種類，エッチング装置の種類）の組み合わせを表わす。これらの光近接効果補正データからＭ×Ｎ種類のフォトマスクを作成する。露光の際には、露光装置１４（種類１），エッチング装置１６（種類１）で処理されるウェハはフォトマスク１３（１，１）を用い、露光装置１４（種類１），エッチング装置１６（種類２）で処理されるウェハはフォトマスク１３（１，２）を用い、露光装置１４（種類Ｍ），エッチング装置１６（種類Ｎ）で処理されるウェハはフォトマスク１３（Ｍ，Ｎ）を用いて露光を行う。ここで、フォトマスクに１３は、対応する露光装置１４とエッチング装置１６の識別情報を持たせておくことが好ましい。
【００７７】
このように本実施形態によれば、複数台の露光装置１４及び複数台のエッチング装置１６を使用する場合にも、対応する露光装置１４とエッチング装置１６の組み合わせによって生じるパターン変換差を補正したパターンを含むフォトマスク１３を用いることにより、パターン仕上がり寸法のばらつきを低減することが可能となる。
【００７８】
本実施形態では、フォトマスクを用いた露光をする場合について説明したが、集積回路パターンを荷電粒子ビームで直接描画する場合は、フォトマスクデータの近接効果補正ではなく、描画するパターンデータに対して補正を行うことは明白である。
【００７９】
（実施形態３）
図６は、本発明の第３の実施形態に係わる半導体の製造製造プロセスを説明するためのフローチャートを示す。
【００８０】
ある集積回路製品のレイアウト設計が終了した後に、ＣＡＤデータ１１が１種類存在するとする。このＣＡＤデータ１１に対して光近接効果補正を行う。以下に説明する状況は、この集積回路を生産する際にｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_m を用い、レジスト塗布・現像装置としてｋ台のコータデベロッパ１５₁ 〜１５_k を用い、またエッチングに際してはｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n を用いるものとする。図６においてはコータデべロッパ１５が露光装置１４の後に位置しているが、塗布は露光の前、現像は露光後に行うことは自明である。
【００８１】
光近接効果補正に先立ち、ｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_m 、ｋ台のコータデバロッパ１５₁ 〜１５_k 、ｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n に関し、互いにパターン変換差に関する性質が異なるかどうかを調べる。ｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_m 及びｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n についてはそれぞれ第１の実施形態、第２の実施形態で説明した方法で行う。ｋ台のコータデベロッパ１５₁ 〜１５_k については、第２の実施形態で説明したのと同じ方法で行い、その結果、Ｋ種類（Ｋ≦ｋ）のパターン変換差の性質に分類される。
【００８２】
生産に用いられる露光装置１４，コータデベロッパ１５，及びエッチング装置１６の組み合わせによるが、２種類以上で最大ｍ×ｋ×ｎ種類（本実施形態ではＭ×Ｋ×Ｎ種類）の近接効果補正を行ったデータ及びそれぞれのフォトマスクを準備する必要がある。以下にこの方法を説明する。
【００８３】
まず、補正ルール作成用のテストマスクを準備する。これは、例えば前記図３のようなライン幅固定でスペースを変化させたパターンを含むものでも良い。生産で運用される際の露光装置１４の種類、コータデベロッパ１５の種類、エッチング装置１６の種類の全ての組み合わせでテストマスクを露光し、さらにエッチングし、パターンの仕上がり寸法から補正ルールを作成する。図３のようなテストパターンを用いた場合は、スペースに対応したバイアス値という形式のルールになる。
【００８４】
図６中に近接効果補正データ１２に（ｘ，ｙ，ｚ）とあるが、これは（露光装置の種類，コータデベロッパの種類，エッチング装置の種類）の組み合わせを表す。これらの光近接効果補正データからＭ×Ｋ×Ｎ種類のフォトマスクを作成する。露光の際には、露光装置１４（種類１），コータデベロッパ１５（種類１），エッチング装置１６（種類１）で処理されるウェハはフォトマスク１３（１，１，１）を用い、露光装置１４（種類１），コータデベロッパ１５（種類１），エッチング装置１６（種類２）で処理されるウェハはフォトマスク１３（１，１，２）を用い、露光装置１４（種類Ｍ），コータデベロッパ１５（種類Ｋ），エッチング装置１６（種類Ｎ）で処理されるウェハはフォトマスク１３（Ｍ，Ｋ，Ｎ）を用いて露光を行う。
【００８５】
ここで、図７に示すように、フォトマスク１３には対応する露光装置１４，コータデベロッパ１５，エッチング装置１６の識別情報を持たせておくことが好ましい。例えば、この図のＥ１Ｓ２Ｔ３は、エッチング装置（種類１），露光装置（種類２），コータデベロッパ（種類３）を表している。また、以上３つの実施形態に共通して、装置の識別情報は、自動に読み取り可能なバーコード，文字列，記号でも良いし、人間が読み取り可能な文字列，記号の形式でも良い。
【００８６】
このようにすれば、フォトマスク１３を誤用するのを防ぐことが可能である。また、識別情報をマスクパターンとしておきウェハ上にも転写すれば、ウェハに異常があった場合に、その異常がどの装置で起こったのか原因を追求することが容易である。
【００８７】
上記以外のプロセス装置を使用する場合も同様である。プロセスの手順、各々の装置のプロセス条件の情報もフォトマスクに含めておけば、さらに好ましい。また、共通してこの識別情報をマスクパターンとしておき、ウェハにも識別情報が含まれるようにしても良い。
【００８８】
このように本実施形態によれば、複数台の露光装置１４，複数台のコータデベロッパ１５，及び複数台のエッチング装置１６を使用する場合にも、対応する露光装置１４，コータデベロッパ１５，及びエッチング装置１６の組み合わせによって生じるパターン変換差を補正したパターンを含むフォトマスク１３を用いることにより、パターン仕上がり寸法のばらつきを低減することが可能となる。
【００８９】
（実施形態４）
図８は、本発明の第４の実施形態に係わるマスクデータ作成方法を説明するためのフローチャートである。
【００９０】
ＣＡＤデータから被補正対象層１層分のパターンデータを入力する（ステップ１）。続いて、補正対象層の中に含まれるパターンのうち代表的なパターンを決定する。代表的なパターンは層によって異なり、例えばコンタクトホール層では、最小サイズのコンタクトホールパターンが代表的なパターンである。
【００９１】
ＤＲＡＭメモリセル部分の活性領域の例を、図９に示す。この場合は、活性領域のＡ，Ｂ，Ｃの３箇所の幅がパターン変換差の性質を代表するものとする。続いて、この代表的なパターンによりパターン変換差の性質を比較する（ステップ２）。
【００９２】
以下に説明する状況は、この集積回路を生産する際にｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_mを用い、レジスト塗布・現像装置としてｋ台のコータデベロッパ１５₁ 〜１５_kを用い、またエッチングに際してはｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n を用いるものとする。まず、ｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n に関し、互いにパターン変換差に関する性質が異なるか否かを調べる。図９に示すパターンを含むマスクを露光し、ｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n でそれぞれエッチングする。このとき、エッチング装置のみの違いを知るため、露光装置及びコータデベロッパは同一の装置を用いる方がよい。仕上がり寸法の測定は、図９のＡ，Ｂ，Ｃの３点について行う。
【００９３】
ｎが４のときの例を、図１０に示す。図１０の横軸は測定ポイント、縦軸はバイアス量を示す。バイアス量とは、目標設計寸法からエッチング後の仕上がり寸法を差し引いたものである。図中にはバラツキの許容範囲が示されているが、第１及び第２のエッチング装置は、設定した３つの測定ポイントにおいて２台の仕上がり寸法の違いがこの許容範囲内に入るため、パターン変換差に関する性質が同じと見なすことができる。第３及び第４のエッチング装置は１箇所以上の測定ポイントにおいて、他のエッチング装置との仕上がり寸法の違いが許容範囲より大きく異なるため、エッチング変換差に関する性質が異なると見なす。つまり、この場合、４台のエッチング装置は３種類のパターン変換差に関する性質に分類される。
【００９４】
ｋ台のコータデベロッパ１５₁ 〜１５_k についても、図９に示すパターンを含むマスクを露光し、現像して、Ａ，Ｂ，Ｃの３箇所についてレジスト寸法を測長する。このとき、コータデベロッパのみの違いを知るため、露光装置は同一の装置を用いる方がよい。続いて、図１０と同様のグラフを作成し、図１０で述べた方法と同様にして、コータデベロッパのパターン変換差に関する性質が同じか異なるかを判定する。
【００９５】
ｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_m についても、図９に示すマスクを露光し、現像して、Ａ，Ｂ，Ｃの３箇所についてレジスト寸法を測長する。このとき、露光装置のみの違いを知るためコータデベロッパは同一の装置を用いる方がよい。
【００９６】
このようにして、ｍ台の露光装置１４₁ 〜１４_m はＭ種類、ｋ台のコータデベロッパ１５₁ 〜１５_k はＫ種類、またｎ台のエッチング装置１６₁ 〜１６_n はＮ種類に分類することができる。
【００９７】
続いて、使用する装置種類の組み合わせに応じて、組み合わせによって生じるパターン変換差を補正する（ステップ３）。以降の手順は、第３の実施形態で説明した手順と同様である。
【００９８】
本実施形態では、ＤＲＡＭ活性領域の代表的なパターンとして、メモリセル部分に何個所かの測定ポイントを設けたが、ＤＲＡＭのビット線やワード線では、メモリセル部分は、一般的にラインアンドスペースパターンなので、代表的なパターンをラインアンドスペースにしてもよい。但し、メモリセルの周囲は２次元的なパターンになっているので、ラインアンとスペースパターンと、メモリセルの周囲のパターンに幾つかの特定の測定ポイントを設けて、代表的なパターンとしてもよい。
【００９９】
（実施形態５）
本発明の第５の実施形態として、被補正対象がコンタクトホールである場合について説明する。
【０１００】
被補正対象がコンタクトホール層である場合については、コンタクトホールパターンを用いてパターン変換差の性質をモニタする。図１１に、パターン変換差の性質をモニタするためのパターンの例を示す。図１１（ａ）はコンタクトホールが縦横に並んだレイアウトで、隣接するコンタクトホールとの距離（Ｘ１）を変えたものを幾つか用意してモニタパターンとする。或いは、図１１（ｂ）に示すような一列に並んだコンタクトホールで、隣接するパターンとの距離（Ｘ２）を変化させたものを用いてもよい。若しくは、被補正対象層に含まれているコンタクトホールが縦横にずれて配置されている場合もあるので、図１１（ｃ）に示すように、ずれた配置のコンタクトホールでパタン間距離（Ｘ３）を変えたものを用いてもよい。
【０１０１】
図１２に、図１１（ａ）のモニタパターンを使用して、３台の露光装置についてパターン変換差の性質を調べた結果を示す。図１２は、コンタクトホールサイズ０．２μｍ、開口数０．６、コヒーレンスファクタ０．３、波長２４８ｎｍの光学条件の下に得られた結果である。図中には参考のため、０．２μｍラインアンドスペースパターンについて図１１（ｃ）のモニタパターンから得られた結果も示す。
【０１０２】
図１２から明らかなように、パターン変換差に関する性質は、コンタクトホールとラインアンドスペースでは非常に異なる。従って、被補正対象層がラインアンドスペース条であれば、パターン変換差の性質をモニタするパターンとしてラインアンドスペースを選択するのが望ましく、被補正対象層がコンタクトホールであれば、コンタクトホールパターンをモニタするのが好ましい。
【０１０３】
図１２の例では３台の露光装置に顕著な差が見られず、ばらつきの範囲内となっている。従って、これら３台の露光装置を並列的に用いる場合でも、露光装置種類は１種類であると判定することができる。ここでは、コンタクトホールが被補正対象層であり、３台の露光装置を並列的に用いる場合について説明したが、エッチング装置を複数台、塗布・現像装置を複数台用いる場合にも同様である。
【０１０４】
（実施形態６）
図１３は、本発明の第６の実施形態に係わるマスクデータ作成方法を説明するためのフローチャートである。
【０１０５】
ある集積回路製品の製造において、露光装置，コータデベロッパ，エッチング装置のいずれかの装置を用いる際のプロセス条件が変更されたとする（ステップ１）。プロセス条件の変更とは、例えば露光装置であれば、露光装置自身の光学条件（開口数，コヒーレンスファクタ等）や、レジスト材料の変更、反射防止膜材料の変更等が想定される。コータデベロッパのプロセス条件では、膜厚条件の変更、ベーク温度の変更等がある。また、エッチング装置についても、エッチングガスの変更、圧力の変更、温度の変更等がある。
【０１０６】
本実施形態においては、露光装置における開口数が変更された場合について説明する。旧条件は、波長２４８ｎｍ、ＮＡ０．５、コヒーレンスファクタ０．７５、２／３輪帯照明を使用していたとし、新条件ではＮＡのみ変更されて、ＮＡ０．５５という条件を採用することにしたとする。
【０１０７】
前記図３に示すパターンでＬ＝０．２μｍとして、新旧条件を比較した結果を図１４に示す。この結果は、光学像シミュレーションから得たものであるが、シミュレーションではなく実際に実験を行ってもよい。特に、エッチングにおける条件が変わった場合には、このようなシミュレーションを行うのは難しいので、実験により求める必要がある。図１４において新旧の条件を比較すると、スペースの大きい場合に、許容誤差範囲を越えた違いが認められる。従って、この光学条件の変更に伴い、新しい光学条件に合わせた補正をしたマスクデータを新たに作成する必要があることが分る。
【０１０８】
（実施形態７）
次に、本発明の第７の実施形態に係わるマスクデータ作成装置について説明する。本実施形態の構成図を図１５に示す。本装置は、例えば磁気ディスク等の記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されるコンピュータによって実現される。
【０１０９】
本装置は大きく分けて、制御部２０、表示部３０、入力部４０、露光装置群のパターン変換差に関する性質データ５０、塗布・現像装置群のパターン変換差に関する性質データ５１、エッチング装置群のパターン変換差に関する性質データ５２、パターンデータ格納部６０から構成されている。
【０１１０】
露光装置群のパターン変換差に関する性質データ５０には、それぞれの装置について、露光条件（レジスト種類，レジスト厚，開口数，コヒーレンスファクタ，波長，ドーズ量，フォーカス条件等）と、その露光条件におけるパターン変換差が格納されている。パターン変換差としては、例えば前記図４に示すようなデータが記憶されているか、レジストパターン＝ｆ（設計パターン）を満たす関数ｆを求めて記憶しておくのでもよい。
【０１１１】
塗布・現像装置群のパターン変換差に関する性質データ５１については、図１５では露光装置群の性質データ５０とは別に格納されているが、露光装置と塗布・現像装置はセットになっていることが多く、このような場合には露光装置群と塗布・現像装置群のパターン変換差に関する性質データを一緒にしてしまってもよい。
【０１１２】
エッチング装置群のパターン変換差に関する性質データ５２には、それぞれの装置について、エッチング条件（ガス種類，レジスト種類，圧力，温度等）と、そのエッチング条件におけるパターン変換差が格納されている。パターン変換差としては、例えば前記図４に示すようなデータが記憶されているか、エッチング後パターン＝ｆ（レジストパターン）を満たす関数ｆを求めて記憶しておくのでもよい。
【０１１３】
制御部２０では、まずパターン変換差に関する性質が同じか異なるかを判断する手段２１を用い、実際の製造ラインで用いる装置の種類に基づき、並列で用いる装置群に関しては、パターン変換差に関する性質データ５０〜５２を参照して、パターン変換差に関する性質が同じか違うかを判定する。そして、パターン変換差に関する性質は予め定めた許容範囲以内の違いであれば、同じであると判定する。続いて、パターン変換差を補正したマスクパターンを作成する手段２２を用い、装置種類の組み合わせで必要な数だけ、近接効果補正を行ったマスクデータを作成する。
【０１１４】
このような構成であれば、前述した第１〜第６の実施形態におけるマスクの近接効果補正を効果的に行うことができる。
また、上記の実施形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク（フロッピーディスク，ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。本装置を実現するコンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行する。
【０１１５】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、エッチング装置は複数台としたが、露光装置の処理速度がエッチング装置よりも速い場合には、エッチング装置が１台と露光装置が複数台の組み合わせにも適用できる。また、露光装置やエッチング装置の種類は何等限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、露光装置やエッチング装置等を複数台用いてＬＳＩを量産する場合に、各装置のパターン変換差をフォトマスクで補正することにより、被処理基板間のばらつきのない精度良いパターン形成を行うことができ、製造歩留まりの向上をはかることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体装置の製造プロセスの処理フローを示す図。
【図２】第１の実施形態に係わる半導体装置の製造プロセスの処理フローを示す図。
【図３】各装置のパターン変換差に関する性質が同じか異なるかを判断する際に用いるマスクパターンの例を示す図。
【図４】各装置のパターン変換差に関する性質が同じか異なるかを判断する際に用いるグラフの例を示す図。
【図５】第２の実施形態に係わる半導体装置の製造プロセスの処理フローを示す図。
【図６】第３の実施形態に係わる半導体の製造製造プロセスの処理フローを示す図。
【図７】フォトマスクに形成する識別情報の例を示す図。
【図８】第４の実施形態に係わる半導体製造プロセスの処理フローを示す図。
【図９】ＤＲＡＭメモリセル部分の活性領域層について、パターン変換差の性質をモニタする個所を示す図。
【図１０】各装置のパターン変換差に関する性質が同じか異なるかを判断する際に用いるグラフの例を示す図。
【図１１】パターン変換差の性質をモニタするためのパターンの例を示す図。
【図１２】３台の露光装置についてパターン変換差の性質を調べた結果を示す図。
【図１３】第５の実施形態に係わる半導体装置の製造プロセスの処理フローを示す図。
【図１４】露光装置における光学条件が異なる場合に、パターン変換差に関する性質が同じか異なるかを判断する際に用いるグラフの例を示す図。
【図１５】第６の実施形態に係わるマスクデータ作成装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１１…ＣＡＤデータ
１２…近接効果補正データ
１３…フォトマスク
１４…露光装置
１５…コータデベロッパ
１６…エッチング装置
２０…制御部
２１…パターン変換差に関する性質が同じか異なるかを判断する手段
２２…パターン変換差を補正したマスクパターンを作成する手段
３０…表示部
４０…入力部
５０…露光装置群のパターン変換差に関する性質データ
５１…塗布・現像装置群のパターン変換差に関する性質データ
５２…エッチング装置群のパターン変換差に関する性質データ
５３…パターンデータ格納部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device for forming an integrated circuit pattern by subjecting a substrate to be processed to pattern exposure and etching, and in particular, manufacturing a semiconductor device for mass production using a plurality of the same kind of process devices. Regarding the method.
[0002]
The present invention also relates to a photomask data creation apparatus used for forming an integrated circuit pattern, and further to a recording medium storing a program for creating photomask data by a computer.
[0003]
[Prior art]
As the integration density of LSIs advances and the size of elements built into LSIs becomes smaller, the fidelity of pattern transfer in the lithography process has become a problem. Specifically, a phenomenon such as a corner that is supposed to be 90 degrees in design, a line end is shortened, a line width is widened / thinned, etc. occurs (optical proximity effect). If the absolute value of the allowable dimensional error decreases with the miniaturization of the pattern, the allowable dimensional error may be exceeded due to the effect of the optical proximity effect.
[0004]
Causes of the optical proximity effect include optical factors in exposure (interference of transmitted light between adjacent patterns), resist process (baking temperature / time, development time, etc.), substrate reflection, unevenness, and etching effects. can give. As a method for preventing the problem that the pattern fidelity is deteriorated due to the optical proximity effect, a method of applying a correction that anticipates the deterioration in advance on the mask is mainly used (optical proximity effect correction).
[0005]
As a concept of optical proximity correction,
(1) Correct only the conversion difference in the exposure process-based on optical image simulation,
(2) Correcting the conversion difference in exposure and development--simulating development by performing simulation including development, or convolving a Gaussian function with an optical image,
(3) Correct the conversion difference from exposure to etching,
It is roughly divided into three types.
[0006]
Since (1) and (2) cannot capture the conversion difference due to etching, the finishing accuracy may not be sufficient depending on the etching conditions. On the other hand, (3) can cope with a large conversion difference due to etching, and is considered to be a method with higher accuracy in principle than (1) and (2).
[0007]
As the first conventional method classified as (3), (Optical / Laser Microlithography VII, Vol 2197, SPIE Symposium On Microlithography, 1994, p278-293) by (Oberdan W. Otto) et al. (Automated optical proximity correction -a rule-based approach).
[0008]
In this method, a test pattern is actually formed under lithography conditions and etching conditions that are used in an actual integrated circuit product, and a finished pattern is measured. Some discrete data obtained by length measurement is interpolated with the tendency obtained by simulation (referred to as "anchoring").
[0009]
For example, a series of test patterns in which the line width is fixed and the space is changed with a line-and-space pattern are created, and etching is performed under actual process conditions. The finished dimension after etching is measured, and a correspondence relationship of space vs. conversion difference is created. Since the point data obtained in the experiment is an optical image (or including development) simulation, the points are interpolated with the tendency obtained by the simulation. The actual integrated circuit pattern is corrected based on the relationship between the obtained space vs. conversion difference.
[0010]
As the second conventional method classified in (3), (Fast proximity correction with) by (John P. Stirniman) et al. In (Optical / Laser Microlithography VII, Vol2322, SPIE Symposium On Microlithography, 1994, p371-378) zone sampling).
[0011]
Also in this method, a test pattern is actually formed under lithography conditions and etching conditions in which the actual integrated circuit product is used, and the finished pattern is measured. A behavior model is constructed using the data obtained from the measurement. The behavior model is a conversion difference represented by a polynomial, and the variables of the polynomial correspond to the layout. The coefficient of the polynomial is determined using the measurement data. Once this behavior model is constructed, a conversion difference at an arbitrary point in an arbitrary layout can be obtained.
[0012]
On the other hand, a conventional semiconductor manufacturing process in which optical proximity effect correction is not performed will be described as a third conventional method and will be described with reference to FIG. Conventionally, when mass-producing the same integrated circuit product, a plurality of the same photomasks 13 are prepared from the CAD data 11 and mounted on the exposure apparatus 14 for use. In the case shown in FIG. 1A, three exposure apparatuses 14 are provided. ₁ ~ 14 _Three There are two etching devices 16 ₁ , 16 ₂ There is. Exposure device 14 ₁ , 14 _Three Each of the wafers exposed with the etching apparatus 16 ₁ , 16 ₂ Etching is performed by the exposure apparatus 14. ₂ The wafer exposed by the etching apparatus 16 ₁ In some cases, the etching apparatus 16 ₂ It shows that there is also something that is processed by.
[0013]
However, this type of method has the following problems. Regarding the first and second conventional methods, it is stated that the test mask should be processed under the same process conditions as the product, and correction should be made based on the data. However, the exposure apparatus and etching apparatus used in actual mass production sites There is no mention of how to correspond to a photomask when there are a plurality of photomasks.
[0014]
As another problem in the first and second conventional methods, when the process condition is changed in any one of the exposure apparatus, the coating / developing apparatus, and the etching apparatus, the photomask is always changed. Even if the process conditions are changed, if the difference in the characteristics of the pattern conversion difference is within the allowable range, it is not necessary to recreate the photomask, and a wasteful work is being performed.
[0015]
Although the optical proximity effect correction is not performed in the third conventional method, a semiconductor manufacturing process in which correction is performed in consideration of the optical proximity effect is as shown in FIG. Here, for example, the exposure apparatus 14 ₂ Etching device 16 ₁ Let us assume a situation in which correction is performed in consideration of the optical proximity effect that occurs when the combination of is used.
[0016]
In accordance with the first and second conventional methods, the test mask is applied to the exposure device 14. ₂ And etching apparatus 16 ₁ Measure the length of the test mask by etching. Based on the measurement result, the CAD data 11 is corrected to the optical proximity effect to obtain optical proximity effect correction data 12. A photomask is created from the correction data 12.
[0017]
The exposure apparatus 14 applies the photomask having such correction. ₂ Attach to the etching device 16 ₁ Good results can be obtained when etching is performed with the etching apparatus 16. ₁ Etching device 16 with significantly different properties ₂ When is used, the finished dimension of the pattern deviates from the desired dimension. In particular, it is known that it is difficult to control dimensions between etching apparatuses of different manufacturers as compared to controlling the finished dimensions with a plurality of etching apparatuses of the same manufacturer.
[0018]
Compared to the etching apparatus, the exposure apparatus can control the finished size to some extent if the optical conditions such as the wavelength, the numerical aperture, and the coherence factor are aligned, but there is still a slight difference between different apparatuses.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when mass-producing LSIs using a plurality of exposure apparatuses, etching apparatuses, etc., the difference in properties relating to the pattern conversion difference of the apparatus between substrates to be processed using different exposure apparatuses or etching apparatuses. As a result, variations in the pattern finish dimensions occur.
[0020]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and the object of the present invention is to achieve dimensional variations between substrates to be processed even when LSI is mass-produced using a plurality of exposure apparatuses, etching apparatuses, and the like. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming a pattern with high accuracy without any problems.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
(Constitution)
The present invention for solving the above problems employs the following configuration.
(1) In a method for manufacturing a semiconductor device for forming a desired integrated circuit pattern by exposing and etching a pattern on a substrate to be processed, n (n is 2 or more) etching devices are used in parallel. When forming the same integrated circuit pattern on a plurality of substrates to be processed, two or more types and at most n types of photomasks are prepared corresponding to the etching apparatus to be used, and etching corresponding to each photomask is prepared. A pattern in which a pattern conversion difference caused by the apparatus is corrected is formed.
[0022]
(1-1) For an etching apparatus, it is determined whether the characteristics with respect to the pattern conversion difference are the same or different, and the photomask of the same type is associated with the etching apparatus that is determined to have the same characteristics with respect to the pattern conversion difference.
(1-2) The determination of whether the properties related to the pattern conversion difference of the etching apparatus are the same or different is based on the mask pattern including the line and space pattern from exposure to etching, and the finished dimensions of the pattern formed on the substrate to be processed If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined allowable range, the characteristics are considered to be the same, and if the difference is greater than the allowable range, the characteristics are considered to be different.
[0023]
(1-3) Judgment whether the characteristics of the pattern conversion difference of the etching equipment are the same or different is performed by performing a mask pattern including a contact hole pattern from exposure to etching, and determining the finished dimension of the pattern formed on the substrate to be processed. Measure, and if the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if the difference is greater than the tolerance, they are considered different.
[0024]
(1-4) Judgment of whether the characteristics related to the pattern conversion difference of the etching apparatus are the same or different is performed by performing a representative pattern included in the photomask to be corrected from exposure to etching, and the pattern formed on the substrate to be processed. Measure the finished dimensions and consider the properties to be the same if the differences due to equipment or process conditions are within a pre-determined tolerance, and differ if they are greater than the tolerance.
[0025]
(2) In a semiconductor device manufacturing method for forming a desired integrated circuit pattern by performing pattern exposure and etching on a substrate to be processed, m exposure apparatuses and n etching apparatuses are used in parallel. (When at least one of m and n is 2 or more), when the same integrated circuit pattern is formed on a plurality of substrates to be processed, it corresponds to a combination of an exposure apparatus and an etching apparatus used for one substrate to be processed And at least two types of photomasks of up to m × n types are prepared, and a pattern in which a pattern conversion difference caused by a combination of a corresponding exposure apparatus and etching apparatus is corrected is formed on each photomask. Features.
[0026]
(2-1) It is determined whether the characteristics with respect to the pattern conversion difference are the same or different with respect to the exposure apparatus, and the same type of photomask is made to correspond to the exposure apparatus with the determined characteristics with respect to the pattern conversion difference.
(2-2) To determine whether the exposure apparatus has the same or different properties related to the pattern conversion difference, after exposing and developing a mask pattern including a line-and-space pattern, measure the size of the resist pattern, Alternatively, if the difference due to process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered to be the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered to be different.
[0027]
(2-3) Judgment of whether the characteristics related to the pattern conversion difference of the exposure apparatus are the same or different can be done by exposing and developing the mask pattern including the contact hole pattern, measuring the dimension of the resist pattern, If differences due to process conditions are within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered different.
[0028]
(2-4) Judgment of whether the characteristics related to the pattern conversion difference of the exposure equipment are the same or different can be done by exposing and developing a typical pattern contained in the photomask to be corrected, and then measuring the dimension of the resist pattern. If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered to be the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered to be different.
[0029]
(2-5) It is determined whether or not the characteristics with respect to the pattern conversion difference are the same or different with respect to the etching apparatus, and the photomask of the same type is associated with the etching apparatus that is determined to have the same characteristics with respect to the pattern conversion difference.
(2-6) Whether the properties related to the pattern conversion difference of the etching equipment are the same or different is determined by performing a mask pattern including a line-and-space pattern from exposure to etching, and the finished dimensions of the pattern formed on the substrate to be processed If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined allowable range, the characteristics are considered to be the same, and if the difference is greater than the allowable range, the characteristics are considered to be different.
[0030]
(2-7) Judgment whether the characteristics of the pattern conversion difference of the etching equipment are the same or different is performed by performing a mask pattern including a contact hole pattern from exposure to etching, and determining the finished dimension of the pattern formed on the substrate to be processed. Measure, and if the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if the difference is greater than the tolerance, they are considered different.
[0031]
(2-8) Judgment of whether the characteristics related to the pattern conversion difference of the etching apparatus are the same or different is performed by performing a representative pattern included in the photomask to be corrected from exposure to etching, and the pattern formed on the substrate to be processed. Measure the finished dimensions and consider the properties to be the same if the differences due to equipment or process conditions are within a pre-determined tolerance, and differ if they are greater than the tolerance.
[0032]
(3) In a manufacturing method of a semiconductor device for forming a desired integrated circuit pattern by performing pattern exposure and etching on a substrate to be processed, m exposure apparatuses, k coating / developing apparatuses, and n Etching apparatuses are used in parallel (at least one of k, m, and n is 2 or more), and used for one substrate when forming the same integrated circuit pattern on a plurality of substrates. Two or more types of photomasks of up to k × m × n are prepared corresponding to the combination of the exposure device, coating / developing device, and etching device, and the corresponding exposure device, coating / developing is provided for each photomask. A pattern in which a pattern conversion difference caused by a combination of an apparatus and an etching apparatus is corrected is formed.
[0033]
(3-1) For the exposure apparatus, it is determined whether the characteristics with respect to the pattern conversion difference are the same or different, and the same type of photomask is associated with the exposure apparatus with the determined characteristics with respect to the pattern conversion difference.
(3-2) Judgment of whether the properties related to pattern conversion differences of exposure equipment are the same or different is based on exposure and development of mask patterns including line-and-space patterns, and then measuring the dimensions of the resist pattern. Alternatively, if the difference due to process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered to be the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered to be different.
[0034]
(3-3) Judgment whether the characteristics of the pattern conversion difference of the exposure apparatus are the same or different can be done by exposing and developing a mask pattern including a contact hole pattern, measuring the dimension of the resist pattern, If differences due to process conditions are within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered different.
[0035]
(3-4) Judgment whether the characteristics related to the pattern conversion difference of the exposure equipment are the same or different is to measure and measure the dimensions of the resist pattern after exposing and developing a typical pattern contained in the photomask to be corrected. If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered to be the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered to be different.
[0036]
(3-5) For coating / developing devices, determine whether the properties for pattern conversion differences are the same or different, and apply the same type of photomask to coating / developing devices that are determined to have the same properties for pattern conversion differences. thing.
(3-6) To determine whether the properties related to the pattern conversion difference of the coating / developing apparatus are the same or different, after exposing and developing a mask pattern including a line-and-space pattern, measure the dimension of the resist pattern. If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if the difference is greater than the tolerance, they are considered different.
[0037]
(3-7) To determine whether the properties related to the pattern conversion difference of the coating / developing device are the same or different, after exposing and developing the mask pattern including the contact hole pattern, measure the dimension of the resist pattern, If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered different.
[0038]
(3-8) Judging whether the properties related to the pattern conversion difference of the coating / developing apparatus are the same or different are based on measuring the dimensions of the resist pattern after exposing and developing a typical pattern contained in the photomask to be corrected. If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined allowable range, the properties are considered to be the same, and if the difference is larger than the allowable range, the properties are considered to be different.
[0039]
(3-9) To determine whether or not the characteristics with respect to the pattern conversion difference are the same or different with respect to the etching apparatus, and with respect to the etching apparatus determined to have the same characteristics with respect to the pattern conversion difference, the same type of photomask should be used.
(3-10) Judging whether the pattern conversion difference of the etching equipment is the same or different depends on the mask pattern including the line and space pattern from exposure to etching, and the finished dimensions of the pattern formed on the substrate to be processed If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined allowable range, the characteristics are considered to be the same, and if the difference is greater than the allowable range, it is considered to be different.
[0040]
(3-11) Judgment of whether the characteristics related to the pattern conversion difference of the etching equipment are the same or different depends on the mask pattern including the contact hole pattern from exposure to etching, and the finished dimension of the pattern formed on the substrate to be processed Measure, and if the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if the difference is greater than the tolerance, they are considered different.
[0041]
(3-12) Judgment of whether the characteristics related to the pattern conversion difference of the etching apparatus are the same or different is performed by performing a representative pattern included in the photomask to be corrected from exposure to etching, and the pattern formed on the substrate to be processed. Measure the finished dimensions and consider the properties to be the same if the difference due to equipment or process conditions is within a pre-determined tolerance, and differ if it is greater than the tolerance.
[0042]
(4) In a photomask used in a semiconductor manufacturing process, information for identifying an etching apparatus that processes a wafer exposed by the photomask is a machine-readable character string or bar code, or a human-readable character. It is included in the form of columns and symbols.
(4-1) The identification information of the etching apparatus is a mask pattern that is exposed to the wafer.
[0043]
(5) In a photomask used in a semiconductor manufacturing process, information for identifying an etching apparatus and an exposure apparatus that processes a wafer exposed by the photomask is read by a machine-readable character string or bar code, or a human being. It is included in the form of possible character strings and symbols.
(5-1) The identification information of the etching apparatus and the exposure apparatus is a mask pattern that is exposed on the wafer.
[0044]
(6) In a photomask used in a semiconductor manufacturing process, information for identifying an etching apparatus, an exposure apparatus, and a coating / developing apparatus for processing a wafer exposed with the photomask is a machine-readable character string or barcode. Or a human-readable character string or symbol.
(6-1) The identification information of the etching apparatus, exposure apparatus, and coating / developing apparatus is a mask pattern that is exposed on the wafer.
[0045]
(7) In a photomask used in a semiconductor manufacturing process, identification information of a process apparatus that processes a wafer exposed by the photomask is a machine-readable character string or bar code, or a human-readable character string or symbol. It is included in the form of.
(7-1) In addition to the process device identification information, information on process device conditions and process procedures shall be included.
(7-2) The identification information of the process equipment, the conditions of the process equipment, and the identification information of the process procedure are mask patterns to be exposed on the wafer.
[0046]
(8) In a method of manufacturing a semiconductor device for performing pattern exposure and etching on a substrate to be processed to form a desired integrated circuit pattern, m exposure devices, k coating / developing devices, and n coating devices Etching apparatuses are used in parallel (at least one of k, m, and n is 2 or more), and used for one substrate when forming the same integrated circuit pattern on a plurality of substrates. Two or more types of photomasks of up to k × m × n are prepared corresponding to the combination of the exposure device, coating / developing device, and etching device, and the corresponding exposure device, coating / developing is provided for each photomask. A pattern in which a pattern conversion difference caused by a combination of the apparatus and the etching apparatus is corrected is formed, and a process in the exposure apparatus, coating / developing apparatus or etching apparatus is performed. When the process condition is changed, it is determined whether the nature of the pattern conversion difference is the same or different before and after the process condition is changed in the device where the process condition is changed. An old photomask is used, and if it is not within the allowable range, a correction mask according to new conditions is used.
[0047]
(8-1) To determine whether the exposure apparatus has the same or different properties related to the pattern conversion difference, after exposure and development of a mask pattern including a line-and-space pattern, the dimension of the resist pattern is measured, and the apparatus Alternatively, if the difference due to process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered to be the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered to be different.
[0048]
(8-2) To determine whether the exposure apparatus has the same or different characteristics regarding the pattern conversion difference, after exposure and development of a mask pattern including a contact hole pattern, measure the resist pattern dimensions, If differences due to process conditions are within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered different.
[0049]
(8-3) Judgment whether the characteristics related to the pattern conversion difference of the exposure equipment are the same or different can be done by exposing and developing a representative pattern contained in the photomask to be corrected, and then measuring the dimension of the resist pattern. If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered to be the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered to be different.
[0050]
(8-4) Judging whether the properties related to the pattern conversion difference of the coating / developing apparatus are the same or different are based on exposure and development of the mask pattern including the line and space pattern, and then measuring the dimension of the resist pattern. If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if the difference is greater than the tolerance, they are considered different.
[0051]
(8-5) Judgment of whether the properties related to the pattern conversion difference of the coating / developing apparatus are the same or different, after exposing and developing the mask pattern including the contact hole pattern, measure the dimension of the resist pattern, If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if they are greater than the tolerance, they are considered different.
[0052]
(8-6) Judging whether the properties related to the pattern conversion difference of the coating / developing apparatus are the same or different are based on measuring the dimensions of the resist pattern after exposing and developing a typical pattern contained in the photomask to be corrected. If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined allowable range, the properties are considered to be the same, and if the difference is larger than the allowable range, the properties are considered to be different.
[0053]
(8-7) Judgment whether the pattern conversion difference property of the etching equipment is the same or different depends on the mask pattern including the line and space pattern from exposure to etching, and the finished dimension of the pattern formed on the substrate to be processed If the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined allowable range, the characteristics are considered to be the same, and if the difference is greater than the allowable range, it is considered to be different.
[0054]
(8-8) To determine whether the properties related to the pattern conversion difference of the etching equipment are the same or different, the mask pattern including the contact hole pattern is subjected from exposure to etching, and the finished dimension of the pattern formed on the substrate to be processed is determined. Measure, and if the difference due to equipment or process conditions is within a predetermined tolerance, the properties are considered the same, and if the difference is greater than the tolerance, they are considered different.
[0055]
(8-9) Judgment of whether or not the characteristics of the pattern conversion difference of the etching apparatus are the same or different is performed by performing a representative pattern included in the photomask to be corrected from exposure to etching, and the pattern formed on the substrate to be processed. Measure the finished dimensions and consider the properties to be the same if the difference due to equipment or process conditions is within a pre-determined tolerance, and differ if it is greater than the tolerance.
[0056]
(Function)
According to the present invention, when a plurality of etching apparatuses are used for one type of integrated circuit pattern for mass production of LSIs, a photomask including a pattern in which a pattern conversion difference caused by the corresponding etching apparatus is corrected By using this, it is possible to reduce variations in pattern finish dimensions between etching apparatuses. Even when a plurality of exposure apparatuses are used, variations in the finished dimensions can be reduced by using a photomask including a pattern in which a pattern conversion difference caused by the corresponding exposure apparatus is corrected. Further, even when a plurality of coating / developing apparatuses are used, variation in finished dimensions can be reduced by using a photomask including a pattern in which a pattern conversion difference caused by the corresponding coating / developing apparatus is corrected.
[0057]
When using multiple devices for pattern formation, variations in the finished dimensions can be reduced by using a photomask that includes a pattern with a corrected pattern conversion difference corresponding to the combination of these devices. It is. Therefore, it is possible to suppress the variation in dimension between wafers due to the difference in pattern conversion difference between various apparatuses when mass-producing LSIs, and it is possible to improve the manufacturing yield.
[0058]
Further, in the photomask, by providing identification information of an etching apparatus, an exposure apparatus, and a coating / developing apparatus that processes the wafer exposed by the photomask, the wafer can be sent to an appropriate apparatus. In particular, when the identification information is a mask pattern, it is possible to determine the device used from the wafer, and when there is an abnormality in the wafer, it is easy to pursue the cause.
[0059]
Even if only the process conditions in the exposure device, coating / developing device, or etching device are changed, the characteristics of the pattern conversion difference are compared before and after the change, and a photomask is created only when necessary for accuracy. It will be fixed and it is efficient.
[0060]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 2 is a flowchart for explaining a semiconductor device manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
[0061]
It is assumed that one kind of CAD data 11 exists after the layout design of a certain integrated circuit product is completed. Optical proximity effect correction is performed on the CAD data 11. The situation described below is based on the fact that one exposure apparatus 14 and n etching apparatuses 16 are produced when the integrated circuit is produced. ₁ ~ 16 _n Shall be used.
[0062]
First, n etching apparatuses 16 ₁ ~ 16 _n , Whether or not the properties regarding the pattern conversion difference are different from each other. At this time, a mask including a line-and-space pattern as shown in FIGS. The line width L included in the pattern group is the minimum line width of the integrated circuit to be produced or the line width of the most important circuit portion. Several types of spaces are changed with respect to the line width (S1, S2, S3).
[0063]
The pattern is exposed using such a mask and further etched. It is desirable that the exposure apparatus used for exposure be the same or the same type as that used in production, and under the same conditions. Etching is performed by n etching apparatuses 16 ₁ ~ 16 _n Do each. The finished dimension is measured by measuring a pattern existing near the center of a line-and-space pattern.
[0064]
An example when n is 4 is shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis indicates a space, and the vertical axis indicates a bias amount. The bias amount is obtained by subtracting the finished dimension after etching from the target design dimension. Although the allowable range of variation is shown in the drawing, the first and second etching apparatuses are related to the etching conversion difference because the difference in the finished dimensions of the two units falls within this allowable range in all space widths. It can be considered that the properties are the same.
[0065]
The third etching apparatus behaves in the same manner as the first and second etching apparatuses where the space width is large. However, the third etching apparatus differs from the first and second etching apparatuses because the difference is more than an allowable range in a portion where the space width is small. Is considered to have another kind of pattern conversion difference property. Similarly, the fourth etching apparatus also has a property relating to another kind of pattern conversion difference. That is, in this case, the four etching apparatuses are classified into three types of properties relating to pattern conversion differences.
[0066]
Next, proximity effect correction is performed on the CAD data 11. n etching apparatuses 16 ₁ ~ 16 _n Is classified as a conversion difference related to N types (N ≦ n) of etching, the data 12 obtained by performing N types of proximity effect correction ₁ ~ 12 _N And the respective photomasks 13 ₁ ~ 13 _N Prepare. In the above example, n = 4 and N = 3. As a proximity effect correction method, for example, a method of reading the bias amount according to the space using FIG. 4 and making the line thicker / thinner by the bias amount can be adopted.
[0067]
At the time of exposure, a wafer whose characteristics related to the pattern conversion difference are processed by the first type etching apparatus 16 (type 1) is the photomask 13. ₁ Thus, a wafer whose characteristics related to the pattern conversion difference are processed by the Nth type etching apparatus 16 (type N) is a photomask 13. _N Is used for exposure. Here, it is preferable that the photomask 13 has identification information of the corresponding etching apparatus 16.
[0068]
As described above, according to this embodiment, when a plurality of etching apparatuses 16 are used for one type of integrated circuit pattern in order to mass-produce LSIs, pattern conversion differences caused by the corresponding etching apparatuses 16 are corrected. By using the photomask 13 including the patterned pattern, it is possible to reduce variations in the pattern finish dimension between etching apparatuses. For this reason, it becomes possible to contribute to the improvement of the manufacturing yield with respect to mass production of LSI.
[0069]
In the present embodiment, the case of performing exposure using a photomask has been described. However, when an integrated circuit pattern is directly drawn with a charged particle beam, the proximity effect correction of the photomask data is not performed, but the pattern data to be drawn is not corrected. It is obvious to make corrections.
[0070]
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a flowchart for explaining a manufacturing process of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
[0071]
It is assumed that one kind of CAD data 11 exists after the layout design of a certain integrated circuit product is completed. Optical proximity effect correction is performed on the CAD data 11. In the situation described below, the m exposure apparatuses 14 are used when the integrated circuit is produced. ₁ ~ 14 _m And n etching apparatuses 16 are used for etching. ₁ ~ 16 _n Shall be used.
[0072]
Prior to the optical proximity correction, m exposure devices 14 ₁ ~ 14 _m And n etching apparatuses 16 ₁ ~ 16 _n , Whether or not the properties regarding the pattern conversion difference are different from each other. n etching apparatuses 16 ₁ ~ 16 _n Is performed by the method described in the first embodiment.
[0073]
m exposure apparatuses 14 ₁ ~ 14 _m For the above, exposure and development are performed using the mask including the pattern shown in FIG. Subsequently, a graph similar to FIG. 4 is created. However, the bias amount on the vertical axis here is the target design dimension minus the developed resist dimension. The determination as to whether the properties relating to the pattern conversion difference of the exposure apparatus are the same or different is the same as the method described in the first embodiment. As a result, m exposure apparatuses 14 ₁ ~ 14 _m Are classified into M (M ≦ m) pattern conversion difference properties.
[0074]
Depending on the combination of the exposure apparatus 14 and the etching apparatus 16 used for production, the maximum of m × n types (in this embodiment, M × N types) of proximity effect correction data and the respective photomasks 13 are used. It is necessary to prepare. This method will be described below.
[0075]
First, a test mask for preparing a correction rule is prepared. This may include, for example, a pattern in which the space is changed with the line width fixed as shown in FIG. The test mask is exposed with all combinations of the type of etching apparatus 16 and the type of exposure apparatus 14 used in production, etched, and a correction rule is created from the finished dimensions of the pattern. When the test pattern as shown in FIG. 3 is used, the rules are in the form of bias values corresponding to spaces.
[0076]
In FIG. 5, the proximity effect correction data 12 has (x, y), which represents a combination of (exposure device type, etching device type). M × N types of photomasks are created from these optical proximity effect correction data. At the time of exposure, the wafer processed by the exposure apparatus 14 (type 1) and the etching apparatus 16 (type 1) uses the photomask 13 (1, 1), and the exposure apparatus 14 (type 1) and the etching apparatus 16 ( Photomasks 13 (1, 2) are used for wafers processed in type 2), and photomasks 13 (M, N) are used for wafers processed in exposure apparatus 14 (type M) and etching apparatus 16 (type N). To perform exposure. Here, it is preferable that the photomask 13 has identification information of the corresponding exposure apparatus 14 and etching apparatus 16.
[0077]
As described above, according to the present embodiment, even when a plurality of exposure apparatuses 14 and a plurality of etching apparatuses 16 are used, a pattern in which a pattern conversion difference caused by a combination of the corresponding exposure apparatus 14 and etching apparatus 16 is corrected. By using the photomask 13 containing, it is possible to reduce variations in pattern finish dimensions.
[0078]
In the present embodiment, the case of performing exposure using a photomask has been described. However, when an integrated circuit pattern is directly drawn with a charged particle beam, the proximity effect correction of the photomask data is not performed, but the pattern data to be drawn is not corrected. It is obvious to make corrections.
[0079]
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a flowchart for explaining a semiconductor manufacturing and manufacturing process according to the third embodiment of the present invention.
[0080]
It is assumed that one kind of CAD data 11 exists after the layout design of a certain integrated circuit product is completed. Optical proximity effect correction is performed on the CAD data 11. In the situation described below, the m exposure apparatuses 14 are used when the integrated circuit is produced. ₁ ~ 14 _m K coater developers 15 as resist coating and developing devices ₁ ~ 15 _k And n etching apparatuses 16 are used for etching. ₁ ~ 16 _n Shall be used. In FIG. 6, the coater / developer 15 is positioned behind the exposure device 14, but it is obvious that the coating is performed before the exposure and the development is performed after the exposure.
[0081]
Prior to the optical proximity correction, m exposure devices 14 ₁ ~ 14 _m , K coater de baropa 15 ₁ ~ 15 _k , N etching apparatuses 16 ₁ ~ 16 _n , Whether or not the properties regarding the pattern conversion difference are different from each other. m exposure apparatuses 14 ₁ ~ 14 _m And n etching apparatuses 16 ₁ ~ 16 _n Are performed by the methods described in the first embodiment and the second embodiment, respectively. k coater developers 15 ₁ ~ 15 _k Is performed in the same manner as described in the second embodiment, and as a result, is classified into K types (K ≦ k) of pattern conversion difference properties.
[0082]
Depending on the combination of the exposure apparatus 14, the coater developer 15, and the etching apparatus 16 that are used for production, the proximity effect correction of up to m × k × n types (in this embodiment, M × K × N types) is performed with two or more types. Data and respective photomasks need to be prepared. This method will be described below.
[0083]
First, a test mask for preparing a correction rule is prepared. This may include, for example, a pattern in which the space is changed with the line width fixed as shown in FIG. The test mask is exposed with all combinations of the type of the exposure device 14, the type of the coater / developer 15, and the type of the etching device 16 used in production, and further etched, and a correction rule is created from the finished dimensions of the pattern. When the test pattern as shown in FIG. 3 is used, the rules are in the form of bias values corresponding to spaces.
[0084]
In FIG. 6, the proximity effect correction data 12 has (x, y, z), which represents a combination of (exposure device type, coater developer type, etching device type). M × K × N types of photomasks are created from these optical proximity effect correction data. At the time of exposure, the wafer processed by the exposure apparatus 14 (type 1), the coater developer 15 (type 1), and the etching apparatus 16 (type 1) uses a photomask 13 (1, 1, 1), and the exposure apparatus. 14 (type 1), coater developer 15 (type 1), and wafer processed by the etching apparatus 16 (type 2) use a photomask 13 (1, 1, 2), exposure apparatus 14 (type M), coater developer. 15 (type K) and the wafer processed by the etching apparatus 16 (type N) are exposed using the photomask 13 (M, K, N).
[0085]
Here, as shown in FIG. 7, it is preferable that the photomask 13 has identification information of the corresponding exposure device 14, coater developer 15, and etching device 16. For example, E1S2T3 in this figure represents an etching apparatus (type 1), an exposure apparatus (type 2), and a coater developer (type 3). Further, in common with the above three embodiments, the apparatus identification information may be a bar code, character string, or symbol that can be automatically read, or may be in the form of a character string or symbol that can be read by a human.
[0086]
In this way, it is possible to prevent the photomask 13 from being misused. If the identification information is used as a mask pattern and is also transferred onto the wafer, it is easy to pursue the cause of the abnormality that has occurred in the wafer when there is an abnormality in the wafer.
[0087]
The same applies when a process apparatus other than the above is used. It is further preferable that information on process conditions and process conditions of each apparatus is included in the photomask. Further, this identification information may be commonly used as a mask pattern, and the identification information may be included in the wafer.
[0088]
As described above, according to this embodiment, even when a plurality of exposure apparatuses 14, a plurality of coater developers 15, and a plurality of etching apparatuses 16 are used, the corresponding exposure apparatuses 14, the coater developers 15, and the etching apparatuses are used. By using the photomask 13 including the pattern in which the pattern conversion difference caused by the combination of the devices 16 is corrected, it is possible to reduce variations in the pattern finish dimension.
[0089]
(Embodiment 4)
FIG. 8 is a flowchart for explaining a mask data creation method according to the fourth embodiment of the present invention.
[0090]
Pattern data for one layer to be corrected is input from CAD data (step 1). Subsequently, a representative pattern among the patterns included in the correction target layer is determined. A typical pattern varies depending on the layer. For example, in a contact hole layer, a contact hole pattern having a minimum size is a representative pattern.
[0091]
An example of the active region of the DRAM memory cell portion is shown in FIG. In this case, the widths of three locations A, B, and C in the active region are representative of the nature of the pattern conversion difference. Subsequently, the characteristic of the pattern conversion difference is compared with this representative pattern (step 2).
[0092]
In the situation described below, the m exposure apparatuses 14 are used when the integrated circuit is produced. ₁ ~ 14 _m K coater developers 15 as resist coating and developing devices ₁ ~ 15 _k And n etching apparatuses 16 are used for etching. ₁ ~ 16 _n Shall be used. First, n etching apparatuses 16 ₁ ~ 16 _n Therefore, it is examined whether or not the properties regarding the pattern conversion difference are different from each other. The mask including the pattern shown in FIG. ₁ ~ 16 _n Etch each. At this time, in order to know the difference only in the etching apparatus, it is preferable to use the same apparatus for the exposure apparatus and the coater developer. Finished dimensions are measured at three points A, B, and C in FIG.
[0093]
An example when n is 4 is shown in FIG. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the measurement point, and the vertical axis indicates the bias amount. The bias amount is obtained by subtracting the finished dimension after etching from the target design dimension. Although the allowable range of variation is shown in the figure, the first and second etching apparatuses have pattern conversion because the difference in the finished dimensions of the two units falls within this allowable range at the set three measurement points. It can be considered that the nature of the difference is the same. The third and fourth etching apparatuses are considered to have different characteristics regarding the etching conversion difference because the difference in the finished dimensions from the other etching apparatuses differs from the allowable range at one or more measurement points. That is, in this case, the four etching apparatuses are classified into three types of properties relating to pattern conversion differences.
[0094]
k coater developers 15 ₁ ~ 15 _k Also, the mask including the pattern shown in FIG. 9 is exposed and developed, and the resist dimensions are measured at three locations A, B, and C. At this time, in order to know the difference between only the coater developer, it is better to use the same exposure apparatus. Subsequently, a graph similar to that in FIG. 10 is created, and it is determined whether or not the properties relating to the pattern conversion difference of the coater developer are the same or different in the same manner as described in FIG.
[0095]
m exposure apparatuses 14 ₁ ~ 14 _m Also, the mask shown in FIG. 9 is exposed and developed, and the resist dimensions are measured at three locations A, B, and C. At this time, the coater / developer should use the same apparatus in order to know the difference between the exposure apparatuses only.
[0096]
In this way, m exposure apparatuses 14 are used. ₁ ~ 14 _m There are M types of k coater developers 15 ₁ ~ 15 _k K types and n etching devices 16 ₁ ~ 16 _n Can be classified into N types.
[0097]
Subsequently, the pattern conversion difference caused by the combination is corrected according to the combination of the device types to be used (step 3). The subsequent procedure is the same as the procedure described in the third embodiment.
[0098]
In this embodiment, several measurement points are provided in the memory cell portion as a typical pattern of the DRAM active region. However, in the DRAM bit line and word line, the memory cell portion is generally line-and-space. Since it is a pattern, a typical pattern may be line and space. However, since the periphery of the memory cell is a two-dimensional pattern, some specific measurement points may be provided in the line and space patterns and the pattern around the memory cell to form a representative pattern. .
[0099]
(Embodiment 5)
As a fifth embodiment of the present invention, a case where the correction target is a contact hole will be described.
[0100]
When the object to be corrected is a contact hole layer, the nature of the pattern conversion difference is monitored using a contact hole pattern. FIG. 11 shows an example of a pattern for monitoring the nature of the pattern conversion difference. FIG. 11A shows a layout in which contact holes are arranged vertically and horizontally, and several patterns having different distances (X1) from adjacent contact holes are prepared as monitor patterns. Alternatively, contact holes arranged in a line as shown in FIG. 11B, in which the distance (X2) from the adjacent pattern is changed, may be used. Alternatively, the contact holes included in the layer to be corrected may be shifted in the vertical and horizontal directions. Therefore, as shown in FIG. 11C, the inter-pattern distance (X3) with the shifted contact holes is arranged. You may use what changed.
[0101]
FIG. 12 shows the result of examining the nature of the pattern conversion difference for three exposure apparatuses using the monitor pattern of FIG. FIG. 12 shows the results obtained under optical conditions of contact hole size 0.2 μm, numerical aperture 0.6, coherence factor 0.3, wavelength 248 nm. For reference purposes, the figure also shows the results obtained from the monitor pattern of FIG. 11C for the 0.2 μm line and space pattern.
[0102]
As is apparent from FIG. 12, the properties related to the pattern conversion difference are very different between the contact hole and the line and space. Therefore, if the layer to be corrected is a line and space strip, it is desirable to select line and space as a pattern for monitoring the nature of the pattern conversion difference. If the layer to be corrected is a contact hole, a contact hole pattern is selected. It is preferable to monitor.
[0103]
In the example of FIG. 12, there is no significant difference between the three exposure apparatuses, and the variation is within the range. Therefore, even when these three exposure apparatuses are used in parallel, it can be determined that there is only one type of exposure apparatus. Although the case where the contact hole is the layer to be corrected and three exposure apparatuses are used in parallel has been described here, the same applies to the case where a plurality of etching apparatuses and a plurality of coating / developing apparatuses are used.
[0104]
(Embodiment 6)
FIG. 13 is a flowchart for explaining a mask data generation method according to the sixth embodiment of the present invention.
[0105]
Assume that in the manufacture of a certain integrated circuit product, the process conditions for using any one of an exposure apparatus, a coater developer, and an etching apparatus are changed (step 1). For example, in the case of an exposure apparatus, the process conditions can be changed by changing the optical conditions (numerical aperture, coherence factor, etc.) of the exposure apparatus itself, changing the resist material, and changing the antireflection film material. The coater developer process conditions include a change in film thickness condition and a change in baking temperature. In addition, there are etching gas changes, pressure changes, temperature changes and the like for the etching apparatus.
[0106]
In the present embodiment, a case where the numerical aperture in the exposure apparatus is changed will be described. The old condition was that the wavelength 248nm, NA0.5, coherence factor 0.75, 2/3 annular illumination was used. In the new condition, only NA was changed and the condition of NA0.55 was adopted. And
[0107]
FIG. 14 shows the result of comparing the old and new conditions with L = 0.2 μm in the pattern shown in FIG. This result is obtained from an optical image simulation, but an actual experiment may be performed instead of the simulation. In particular, when the etching conditions change, it is difficult to perform such a simulation, so it is necessary to obtain it by experiments. In FIG. 14, when the new and old conditions are compared, a difference exceeding the allowable error range is recognized when the space is large. Therefore, it can be seen that it is necessary to newly create mask data corrected in accordance with the new optical condition in accordance with the change of the optical condition.
[0108]
(Embodiment 7)
Next, a mask data creating apparatus according to the seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 shows a configuration diagram of the present embodiment. This apparatus is realized by a computer which reads a program recorded on a recording medium such as a magnetic disk and whose operation is controlled by this program.
[0109]
This apparatus is roughly divided into a control unit 20, a display unit 30, an input unit 40, property data 50 relating to pattern conversion differences in the exposure apparatus group, property data 51 relating to pattern conversion differences in the coating / developing apparatus group, and patterns in the etching apparatus group. It consists of property data 52 relating to a conversion difference and a pattern data storage unit 60.
[0110]
The property data 50 concerning the pattern conversion difference of the exposure apparatus group includes exposure conditions (resist type, resist thickness, numerical aperture, coherence factor, wavelength, dose, focus condition, etc.) and patterns under the exposure conditions for each apparatus. Conversion difference is stored. As the pattern conversion difference, for example, data as shown in FIG. 4 may be stored, or a function f satisfying a resist pattern = f (design pattern) may be obtained and stored.
[0111]
The property data 51 relating to the pattern conversion difference of the coating / developing device group is stored separately from the property data 50 of the exposure device group in FIG. 15, but the exposure device and the coating / developing device may be a set. In many cases, property data relating to pattern conversion differences between the exposure apparatus group and the coating / developing apparatus group may be combined.
[0112]
The property data 52 regarding the pattern conversion difference of the etching apparatus group stores the etching conditions (gas type, resist type, pressure, temperature, etc.) and the pattern conversion difference under the etching conditions for each apparatus. As the pattern conversion difference, for example, data as shown in FIG. 4 may be stored, or a function f satisfying the post-etching pattern = f (resist pattern) may be obtained and stored.
[0113]
The control unit 20 first uses the means 21 for determining whether the property related to the pattern conversion difference is the same or different. Based on the type of device used in the actual production line, the property data related to the pattern conversion difference for the device group used in parallel. With reference to 50 to 52, it is determined whether the properties related to the pattern conversion difference are the same or different. And if the property regarding a pattern conversion difference is a difference within a predetermined allowable range, it is determined that the property is the same. Subsequently, by using the means 22 for creating a mask pattern in which the pattern conversion difference is corrected, mask data that has been subjected to proximity effect correction is generated by the required number of combinations of apparatus types.
[0114]
With such a configuration, the proximity effect correction of the mask in the first to sixth embodiments described above can be effectively performed.
In addition, the method described in the above embodiment is applied to a recording medium such as a magnetic disk (floppy disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memory, etc. as a program that can be executed by a computer. It can be written and applied to various devices, or transmitted by a communication medium and applied to various devices. A computer that implements this apparatus reads the program recorded on the recording medium, and executes the above-described processing by controlling the operation by this program.
[0115]
The present invention is not limited to the above-described embodiments. In the embodiment, a plurality of etching apparatuses are used. However, when the processing speed of the exposure apparatus is faster than that of the etching apparatus, the present invention can be applied to a combination of one etching apparatus and a plurality of exposure apparatuses. Further, the types of the exposure apparatus and the etching apparatus are not limited at all, and can be appropriately changed according to the specifications. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0116]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, when LSIs are mass-produced using a plurality of exposure apparatuses, etching apparatuses, etc., the pattern conversion difference of each apparatus is corrected with a photomask, so It is possible to form a pattern with high accuracy without variation, and to improve the manufacturing yield.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a processing flow of a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
FIG. 2 is a view showing a process flow of a semiconductor device manufacturing process according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a mask pattern used when determining whether the properties related to the pattern conversion difference of each apparatus are the same or different.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a graph used when determining whether the characteristics regarding the pattern conversion difference of each device are the same or different.
FIG. 5 is a view showing a processing flow of a manufacturing process of a semiconductor device according to a second embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a processing flow of a semiconductor manufacturing and manufacturing process according to a third embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing an example of identification information formed on a photomask.
FIG. 8 is a diagram showing a processing flow of a semiconductor manufacturing process according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a portion for monitoring the nature of a pattern conversion difference in an active region layer of a DRAM memory cell portion.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a graph used when determining whether the properties related to the pattern conversion difference of each device are the same or different.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a pattern for monitoring the nature of a pattern conversion difference.
FIG. 12 is a view showing the results of examining the nature of a pattern conversion difference for three exposure apparatuses.
FIG. 13 is a view showing a process flow of a manufacturing process of a semiconductor device according to a fifth embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing an example of a graph used when determining whether the properties related to the pattern conversion difference are the same or different when the optical conditions in the exposure apparatus are different.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a mask data creating apparatus according to a sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
11 ... CAD data
12 ... Proximity effect correction data
13 ... Photomask
14 ... Exposure apparatus
15 ... Coater developer
16 ... Etching device
20 ... Control unit
21: Means for determining whether the properties related to pattern conversion differences are the same or different
22: Means for creating mask pattern in which pattern conversion difference is corrected
30 ... Display section
40 ... Input section
50: Property data on pattern conversion difference of exposure apparatus group
51... Property data on pattern conversion difference of coating / developing device group
52. Property data on pattern conversion difference of etching apparatus group
53 ... Pattern data storage unit

Claims

In a method for manufacturing a semiconductor device in which a pattern is exposed and etched on a substrate to be processed to form a desired integrated circuit pattern.
When n (n is 2 or more) etching apparatuses are used in parallel and the same integrated circuit pattern is formed on a plurality of substrates to be processed, two or more types corresponding to the etching apparatus to be used are n types at most. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a photomask of the above-described pattern, and forming a pattern in which a pattern dimension conversion difference generated by a corresponding etching apparatus is corrected on each photomask.

In a method for manufacturing a semiconductor device for forming a desired integrated circuit pattern by exposing and etching a pattern on a substrate to be processed,
When m exposure apparatuses and n etching apparatuses are used in parallel (m is 1 or more, n is 2 or more), and the same integrated circuit pattern is formed on a plurality of substrates to be processed, Two or more types of photomasks of up to m × n types are prepared corresponding to the combination of the exposure apparatus and the etching apparatus used for the processing substrate, and the combination of the exposure apparatus and the etching apparatus corresponding to each photomask. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a pattern in which a pattern dimension conversion difference caused by the correction is corrected is formed.

In a method for manufacturing a semiconductor device for forming a desired integrated circuit pattern by exposing and etching a pattern on a substrate to be processed,
m exposure apparatuses, k coating / developing apparatuses, and n etching apparatuses are used in parallel (k and m are 1 or more, n is 2 or more), and the same integrated circuit pattern is subjected to a plurality of processing. When forming on a substrate, two or more types of photomasks of up to k × m × n types are prepared corresponding to the combination of exposure apparatus, coating / developing apparatus and etching apparatus used for one substrate to be processed. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a pattern in which a pattern dimension conversion difference caused by a combination of a corresponding exposure apparatus, coating / developing apparatus, and etching apparatus is corrected is formed on each photomask.

For the same type of devices for pattern formation, it is determined whether the property with respect to the pattern size conversion difference is the same or different. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a mask is made to correspond.

When the process conditions in the exposure apparatus, coating / developing apparatus or etching apparatus are changed, in the apparatus in which the process conditions are changed, it is determined whether the nature of the pattern dimension conversion difference is the same or different before and after changing the process conditions, The old photomask is used if the difference between the old and new conditions is within a predetermined allowable range, and the correction mask according to the new condition is used if the difference is not within the allowable range. A method for manufacturing a semiconductor device.

For each of the exposure apparatus and the coating / developing apparatus, it is determined whether the property related to the pattern dimension conversion difference is the same or different. After exposing / developing a mask pattern including a line-and-space pattern, the size of the resist pattern is determined. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the characteristics are considered to be the same if the difference due to the device or the process condition is within a predetermined allowable range, and the difference is considered to be different if the difference is larger than the allowable range. Method.

Judgment on whether or not the characteristics related to the pattern dimension conversion difference of the etching apparatus are the same or different is performed by performing a mask pattern including a line-and-space pattern from exposure to etching, and measuring the finished dimension of the pattern formed on the substrate to be processed. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the characteristics are considered to be the same if the difference due to the apparatus or the process condition is within a predetermined allowable range, and is different if the difference is larger than the allowable range.

Whether each of the exposure apparatus and the coating / developing apparatus has the same or different property regarding the pattern dimension conversion difference is determined by measuring the resist pattern dimension after exposing and developing a mask pattern including a contact hole pattern. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the characteristics are considered to be the same if the difference due to the apparatus or the process condition is within a predetermined allowable range, and is different if the difference is larger than the allowable range. .

Judgment whether the characteristics related to the pattern dimension conversion difference of the etching apparatus are the same or different is performed by performing a mask pattern including a contact hole pattern from exposure to etching, and measuring the finished dimension of the pattern formed on the substrate to be processed. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the characteristics are considered to be the same if the difference due to the apparatus or the process condition is within a predetermined allowable range, and is different if the difference is larger than the allowable range.

Whether each of the exposure apparatus and the coating / developing apparatus has the same or different property regarding the pattern dimension conversion difference is determined by exposing and developing a representative pattern included in the photomask to be corrected, 6. The semiconductor device according to claim 4, wherein the dimensions are measured and the characteristics are considered to be the same if the difference due to the apparatus or the process condition is within a predetermined allowable range, and is different if the difference is larger than the allowable range. Manufacturing method.

To determine whether the etching apparatus has the same or different characteristics regarding the pattern dimension conversion difference, a typical pattern included in the photomask to be corrected is exposed to etched, and the finished dimension of the pattern formed on the substrate to be processed is determined. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the characteristics are considered to be the same if the difference due to the apparatus or the process condition is within a predetermined allowable range, and the characteristics are considered to be different if the difference is larger than the allowable range. Method.

In a photomask data creation apparatus used when a desired integrated circuit pattern is formed by performing pattern exposure and etching on a substrate to be processed.
Means for storing characteristics related to pattern dimension conversion differences with respect to the exposure apparatus group, coating / developing apparatus group, and etching apparatus group are considered to be the same if the difference in the characteristics of the pattern dimension conversion difference is within a predetermined allowable range. A photomask data generation apparatus comprising: means for determining that a difference is greater than a range; and means for generating a mask pattern in which a pattern size conversion difference caused by a combination of semiconductor manufacturing apparatuses to be used is corrected.

A computer-readable program for creating photomask data used in forming an integrated circuit pattern by a computer,
The procedure for inputting the property data regarding the pattern size conversion difference for the exposure device group, the coating / developing device group, and the etching device group, and if the pattern size conversion difference is within a predetermined allowable range based on the input property data. A procedure for judging that the properties are the same and different if they are larger than an allowable range, and a procedure for creating a mask pattern that corrects a pattern size conversion difference caused by a combination of semiconductor manufacturing apparatuses to be used based on the judged information A program that causes a computer to execute.

A computer-readable program for forming a desired integrated circuit pattern by exposing and etching a pattern on a substrate to be processed,
Prepare at least two types of n or more photomasks corresponding to the etching apparatus to be used, and form a pattern that corrects the pattern size conversion difference caused by the corresponding etching apparatus on each photomask,
When n etching apparatuses (where n is 2 or more) are used in parallel and the same integrated circuit pattern is formed on a plurality of substrates to be processed, each etching apparatus selects an optimal photomask corresponding thereto. Program to control the computer.