專利名稱:工藝余量的評(píng)價(jià)方法、測(cè)定條件的設(shè)定方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造方法的光刻技術(shù),特別是涉及光刻工藝余量的評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù):
為了評(píng)價(jià)光刻的工藝余量,就必須精度良好地測(cè)定光刻膠圖形的尺寸對(duì)曝光量和焦點(diǎn)位置的依賴性。隨著半導(dǎo)體器件的電路圖形的微細(xì)化、光刻膠圖形的微細(xì)化,光刻膠的邊沿粗糙度和尺寸測(cè)定裝置的誤差等,就不斷變成為不能忽視的那種程度的大。有時(shí)候就不能精度良好地測(cè)定光刻膠圖形的尺寸,就是說,歸因于光刻膠圖形的尺寸的參差而不能正確地評(píng)價(jià)工藝余量。
以往,采用使曝光量和焦點(diǎn)位置擺動(dòng)的辦法進(jìn)行曝光,測(cè)定光刻膠尺寸,計(jì)算工藝余量而與光刻膠尺寸的參差沒有關(guān)系(例如,參看專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2)。對(duì)計(jì)算出來的工藝余量的再現(xiàn)性或進(jìn)行誤差評(píng)價(jià)的手段是貧乏的。因此,存在著過大或過小地評(píng)價(jià)工藝余量的危險(xiǎn)性。
特開平10-199787號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1,圖1)[專利文獻(xiàn)2]特開平02-224319號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于以上的情況而發(fā)明的,目的在于提供可以正確地評(píng)價(jià)工藝余量的工藝余量評(píng)價(jià)方法。
本發(fā)明的目的還在于提供可進(jìn)行具有工藝余量的工藝的評(píng)價(jià)測(cè)定的測(cè)定條件的設(shè)定方法。
本發(fā)明的目的還在于提供可以正確地評(píng)價(jià)工藝余量的工藝余量的評(píng)價(jià)程序。
本發(fā)明的目的還在于提供可以進(jìn)行具有工藝余量的工藝的評(píng)價(jià)測(cè)定的測(cè)定條件的設(shè)定程序。
為了解決上述課題,本發(fā)明的第1特征在于具有下述事項(xiàng)的工藝余量的評(píng)價(jià)方法對(duì)要在被曝光襯底上形成圖形的曝光工藝,設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值和多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值;對(duì)每一個(gè)曝光量的設(shè)定值和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的組合,計(jì)算圖形的多個(gè)模擬測(cè)定尺寸;根據(jù)每一種組合的模擬測(cè)定尺寸,計(jì)算多個(gè)ED-tree(ED-樹),計(jì)算多個(gè)工藝余量;計(jì)算在相當(dāng)于被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)余量曲線的曝光量的余量度的分散。
本發(fā)明的第2特征在于具有如下事項(xiàng)的測(cè)定條件的設(shè)定方法對(duì)要在被曝光襯底上形成圖形的曝光的工藝,每隔第1間隔等間隔地設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值,每隔第2間隔等間隔地設(shè)定多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值;對(duì)每一個(gè)曝光量的設(shè)定值和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的組合,計(jì)算圖形的多個(gè)模擬測(cè)定尺寸;根據(jù)每一種組合的模擬測(cè)定尺寸計(jì)算多個(gè)ED-tree,計(jì)算多個(gè)工藝余量;計(jì)算在相當(dāng)于被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)余量曲線的曝光量的余量度的分散;為了減小曝光量的余量的分散減小第1間隔或第2間隔,為了增大曝光量的余量度的分散加大第1間隔或第2間隔。
本發(fā)明的第3特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟的工藝余量的評(píng)價(jià)程序?qū)υ诒黄毓庖r底上形成圖形的曝光工藝,設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值和多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的步驟;對(duì)每一個(gè)曝光量的設(shè)定值和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的組合,計(jì)算圖形的多個(gè)模擬測(cè)定尺寸的步驟;根據(jù)每一種組合的模擬測(cè)定尺寸,計(jì)算多個(gè)ED-tree,計(jì)算多個(gè)工藝余量的步驟;和計(jì)算在相當(dāng)于被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)余量曲線的曝光量的余量度的分散的步驟。
本發(fā)明的第4特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟的測(cè)定條件的設(shè)定程序?qū)υ诒黄毓庖r底上形成圖形的曝光的工藝,每隔第1間隔等間隔地設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值,每隔第2間隔等間隔地設(shè)定多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的步驟;對(duì)每一個(gè)曝光量的設(shè)定值和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的組合,計(jì)算圖形的多個(gè)模擬測(cè)定尺寸的步驟;根據(jù)每一種組合的模擬測(cè)定尺寸計(jì)算多個(gè)ED-tree,計(jì)算多個(gè)工藝余量的步驟;計(jì)算在相當(dāng)于被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)余量曲線的曝光量的余量度的分散的步驟;為了減小曝光量的余量度的分散減小第1間隔或第2間隔,為了增大曝光量的余量度的分散加大第1間隔或第2間隔的步驟。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1已附加上工藝余量的測(cè)定條件的設(shè)定裝置的構(gòu)成圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的工藝余量的評(píng)價(jià)方法的流程圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的已附加上工藝余量的測(cè)定條件的設(shè)定方法流程圖。
圖4是用來說明在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的實(shí)施例的工藝余量的評(píng)價(jià)方法中給計(jì)算出來的光刻膠尺寸加上所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)的步驟的說明圖。(a)是隨機(jī)數(shù)加上前的光刻膠尺寸的曝光量和焦點(diǎn)位置的依賴性,(b)是加上隨機(jī)數(shù)后的同樣的依賴性。
圖5示出了本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的實(shí)施例的工藝余量的評(píng)價(jià)方法的ED-tree。
圖6是用來說明表明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的實(shí)施例的工藝余量的評(píng)價(jià)方法的焦點(diǎn)深度和曝光量的余量度的關(guān)系的余量曲線的說明圖。
圖7示出了本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的實(shí)施例的工藝余量的評(píng)價(jià)方法的余量曲線的參差。
圖8是用來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的實(shí)施例的已附加上工藝余量的測(cè)定條件的設(shè)定方法說明圖。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的工藝余量的評(píng)價(jià)方法的流程圖。
圖10是用來說明在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的實(shí)施例的工藝余量的評(píng)價(jià)方法中給計(jì)算出來的光刻膠尺寸加上所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)的步驟的說明圖。
圖11示出了本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的實(shí)施例的工藝余量的評(píng)價(jià)方法的余量曲線的參差。
具體實(shí)施例方式
以下參看
本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例。在以下的圖面的說明中,對(duì)于同一或類似的部分都賦予同一或類似的標(biāo)號(hào)。但是,應(yīng)當(dāng)留意圖面是模式性的圖面,與現(xiàn)實(shí)的圖面是不同的。此外,即便是在圖面彼此間也理所當(dāng)然地包括彼此的尺寸的關(guān)系或比率不同的部分。
(實(shí)施形態(tài)1)(測(cè)定條件的設(shè)定裝置1和工藝余量的評(píng)價(jià)裝置2)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的可進(jìn)行具有工藝余量的工藝的評(píng)價(jià)測(cè)定的測(cè)定條件的設(shè)定裝置1,如圖1所示,具有工藝余量的評(píng)價(jià)裝置2、所希望的再現(xiàn)性設(shè)定部分12、測(cè)定節(jié)距變更部分13和輸入輸出部分14。
本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的工藝余量評(píng)價(jià)裝置2,具有測(cè)定節(jié)距等設(shè)定部分3、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生分布的定義部分4、光刻膠尺寸計(jì)算部分5、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部分6、隨機(jī)數(shù)附加部分7、ED-tree計(jì)算部分8、工藝余量計(jì)算部分9、再現(xiàn)性計(jì)算部分10和輸入輸出部分11。
在測(cè)定節(jié)距等設(shè)定部分3中,對(duì)要在襯底上形成半導(dǎo)體器件的光刻膠的電路圖形的曝光的工藝,每隔第1間隔地按照等間隔節(jié)距設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值,每隔第2間隔地按照等間隔節(jié)距設(shè)定多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值。
在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生分布定義部分4中,在光刻膠的圖形的測(cè)定尺寸具有參差、分散時(shí),用與該分散同等程度的分散的分布定義產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)。
在光刻膠尺寸計(jì)算部分5中,采用輸入曝光量的設(shè)定值和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的辦法,計(jì)算光刻膠的圖形的計(jì)算尺寸。
在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部分6中,產(chǎn)生在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生分布的定義部分4中定義的隨機(jī)數(shù)。
在隨機(jī)數(shù)附加部分7中,給計(jì)算尺寸加上隨機(jī)數(shù),產(chǎn)生模擬測(cè)定尺寸。
在ED-tree計(jì)算部分8中,根據(jù)曝光量的設(shè)定值、焦點(diǎn)位置的設(shè)定值和模擬測(cè)定尺寸計(jì)算ED-tree。
在余量曲線計(jì)算部分9中,根據(jù)ED-tree計(jì)算余量曲線。
在再現(xiàn)性計(jì)算部分10中,計(jì)算在相當(dāng)于半導(dǎo)體襯底的最大高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)余量曲線的曝光量的余量度的分散。如果曝光量的余量度的分散大,則曝光量的余量度易于參差,就可以判斷為曝光量的余量度的再現(xiàn)性低。
在輸入輸出部分11中,輸入曝光量的設(shè)定值、焦點(diǎn)位置的設(shè)定值和隨機(jī)數(shù)的分散,輸出曝光量的余量度的分散。
在所希望的再現(xiàn)性設(shè)定部分12中,設(shè)定可進(jìn)行具有工藝余量的工藝的評(píng)價(jià)測(cè)定的曝光量的余量度的分散。
在測(cè)定節(jié)距變更部分13中,變更多個(gè)曝光量的設(shè)定值的第1間隔,多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的第2間隔。
在輸入輸出部分14中,輸入所希望的曝光量的余量的分散,輸出優(yōu)化后的第1間隔和第2間隔。
另外,測(cè)定條件的設(shè)定裝置1,可以用執(zhí)行測(cè)定條件的設(shè)定程序的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。此外,工藝余量的評(píng)價(jià)裝置2,可以用執(zhí)行工藝余量的評(píng)價(jià)程序的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。
(工藝余量的評(píng)價(jià)方法)圖1的工藝余量的評(píng)價(jià)裝置2實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的第1工藝余量的評(píng)價(jià)方法。第1工藝余量的評(píng)價(jià)方法,如圖2所示,首先,在步驟S1中,在測(cè)定節(jié)距等設(shè)定部分3中,對(duì)要在被曝光襯底上形成圖形的曝光的工藝,設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值Ej(j=1~n)和多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值Fi(i=1~m)。此外,把所希望的余量曲線的條數(shù)設(shè)定為多條。再有,在步驟S1中,在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生分布的定義部分4中,把尺寸隨機(jī)數(shù)Rij的產(chǎn)生分布的分散設(shè)定值為使得變成為與圖形的測(cè)定尺寸的分布的分散相等。
在步驟S2中,把自變數(shù)i和j設(shè)定為初始值1。
在步驟S3中,在光刻膠尺寸計(jì)算部分5中,對(duì)于曝光量的設(shè)定值E1和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值F1的組合(1、1),計(jì)算圖形的計(jì)算尺寸CD11。計(jì)算尺寸CD11,給出圖形尺寸的所謂的模擬真值。另外,也可以不使用計(jì)算尺寸CD11而代之以使用實(shí)際的測(cè)定值。
在步驟S4中,在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部分6中,對(duì)于組合(1、1)產(chǎn)生尺寸隨機(jī)數(shù)R11。尺寸隨機(jī)數(shù)R11,對(duì)模擬真值提供圖形尺寸的模擬測(cè)定誤差。
在步驟S5中,在隨機(jī)數(shù)附加部分7中,對(duì)于組合(1、1)計(jì)算已給計(jì)算尺寸CD11加上了尺寸隨機(jī)數(shù)R11的模擬測(cè)定尺寸CDr11。
在步驟S6中,對(duì)所有的組合(i、j)判斷是否已計(jì)算了模擬測(cè)定尺寸Cdrij。在尚未對(duì)所有的組合(i、j)都進(jìn)行了計(jì)算的情況下,就向步驟S7前進(jìn)。在步驟S7中,給自變數(shù)i或j加上1,返回步驟S3。在已對(duì)所有的組合(i、j)都進(jìn)行了計(jì)算的情況下,就向步驟S8前進(jìn)。在步驟S8中,在ED-tree計(jì)算部分8中,使用所有的組合(i、j)的焦點(diǎn)位置的設(shè)定值Fi、曝光量的設(shè)定值Ej和模擬測(cè)定尺寸CDrij,計(jì)算1組的ED-tree。
在步驟S9中,在余量曲線計(jì)算部分9中,根據(jù)1組的ED-tree計(jì)算1條余量曲線。
在步驟S10中,判斷是否已達(dá)到了所希望的余量曲線的條數(shù)。在尚未達(dá)到的情況下,就返回步驟S2。在已達(dá)到的情況下,就向步驟S11前進(jìn)。
在步驟S11中,在再現(xiàn)性計(jì)算部分10中,根據(jù)相當(dāng)于被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度DOF的所希望的條數(shù)的余量曲線的曝光量的余量度的分布,計(jì)算分散?;蛘?,根據(jù)相當(dāng)于曝光裝置的曝光量的最大的變動(dòng)的曝光量的余量度的所希望的條數(shù)的余量曲線的焦點(diǎn)深度DOF的分布,計(jì)算分散。結(jié)果變成為這些分散越小則再現(xiàn)性越高。
工藝余量的評(píng)價(jià)方法的所有的步驟,已分別作為可以使計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟,存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器或外部存儲(chǔ)器內(nèi)。工藝余量的評(píng)價(jià)程序由這些步驟構(gòu)成。
倘采用實(shí)施形態(tài)1的工藝余量的評(píng)價(jià)方法,則可以評(píng)價(jià)工藝余量的誤差。
(測(cè)定條件的設(shè)定方法)圖1的測(cè)定條件的設(shè)定裝置1實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的測(cè)定條件的設(shè)定方法。測(cè)定條件的設(shè)定方法,如圖3所示,首先,在步驟S21中,在所希望的再現(xiàn)性設(shè)定部分12中,對(duì)要在被曝光襯底上形成圖形的曝光的工藝,設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值Ej(j=1~n)和多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值Fi(i=1~m)。此外,設(shè)定所希望的曝光量的余量度的再現(xiàn)性,或焦點(diǎn)深度的再現(xiàn)性。具體地說,設(shè)定相當(dāng)于被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度DOF的所希望的條數(shù)的余量曲線的曝光量的余量度的分布的分散?;蛘?,設(shè)定相當(dāng)于曝光裝置的曝光量的最大的變動(dòng)的曝光量的余量度的所希望的條數(shù)的余量曲線的焦點(diǎn)深度DOF的分布的分散。
其次,在步驟S22中,在工藝余量的評(píng)價(jià)裝置2中,執(zhí)行第1工藝余量的評(píng)價(jià)方法。然后,計(jì)算曝光量余量度的再現(xiàn)性或焦點(diǎn)深度的再現(xiàn)性。
在步驟S23中,判斷計(jì)算出來的再現(xiàn)性和所希望的再現(xiàn)性之間的大小關(guān)系。具體地說,判斷計(jì)算出來的分散和所希望的分散之間的大小關(guān)系。在計(jì)算出來的再現(xiàn)性對(duì)所希望的再現(xiàn)性小(計(jì)算出來的分散對(duì)所希望的分散大)的情況下,就向步驟S24前進(jìn),減小測(cè)定節(jié)距。在計(jì)算出來的再現(xiàn)性對(duì)所希望的再現(xiàn)性大(計(jì)算出來的分散對(duì)所希望的分散小)的情況下,就向步驟S26前進(jìn),加大測(cè)定節(jié)距。在計(jì)算出來的再現(xiàn)性對(duì)所希望的再現(xiàn)性是同等(計(jì)算出來的分散對(duì)所希望的分散是同等的)的情況下,就向步驟S25前進(jìn),輸出在計(jì)算中使用的測(cè)定節(jié)距。歸因于把該所輸出的測(cè)定節(jié)距用做實(shí)際上進(jìn)行測(cè)定時(shí)的測(cè)定節(jié)距,就可以決定使被評(píng)價(jià)的工藝余量的誤差變成為允許值以下的那樣的曝光量和焦點(diǎn)位置擺動(dòng)的采樣計(jì)劃。然后,就可以在使工藝余量的誤差變成為允許值以下的條件下,使采樣計(jì)劃的采樣數(shù)變成為最小。
為了使測(cè)定節(jié)距的大小關(guān)系明確起來,理想的是以恒定的間隔設(shè)定多個(gè)曝光量或曝光量的對(duì)數(shù)的設(shè)定值Ej,以恒定的間隔設(shè)定多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值。
測(cè)定條件的設(shè)定方法的所有的步驟,作為可以使計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟,已分別存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器或外部存儲(chǔ)器內(nèi)。測(cè)定條件的設(shè)定程序由這些步驟構(gòu)成。
(實(shí)施形態(tài)1的實(shí)施例)(工藝余量的評(píng)價(jià))本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的實(shí)施例的第1工藝余量的評(píng)價(jià)方法,首先,在圖2的步驟S1中,如圖4(a)所示,以0.25mJ/cm2的間隔從5.25mJ/cm2到7.25mJ/cm2設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值,和以0.2微米的間隔從-0.4微米到0.4微米設(shè)定多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值。曝光量的測(cè)定值的節(jié)距間隔以正確曝光量為基準(zhǔn)是4%。此外,作為所希望的余量曲線設(shè)定為10條。再有,還要設(shè)定尺寸隨機(jī)數(shù)Rij的產(chǎn)生分布的分散σ(σ定為2nm)和平均值0。在這里,分散σ規(guī)定為可以使光刻膠的邊沿粗糙度或尺寸測(cè)定中的再現(xiàn)性等視在光刻膠尺寸變化的分散值。作為尺寸隨機(jī)數(shù)Rij的產(chǎn)生分布的分布函數(shù),可以使用任意的形狀的分布函數(shù)。例如,二項(xiàng)分布函數(shù)、階躍函數(shù)、三角形狀的分布函數(shù)、梯形形狀的分布函數(shù)等。另外,自變數(shù)i和j從設(shè)定值小的數(shù)開始按照順序分配。
在步驟S2中,把自變數(shù)i和j設(shè)定為初始值1。
在步驟S3中,對(duì)于曝光量的設(shè)定值5.25mJ/cm2和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值-0.4微米的組合(1、1),把86nm計(jì)算為圖形的光刻膠尺寸CD11。計(jì)算上的曝光條件為曝光波長(zhǎng)λ=193nm,孔徑數(shù)NA=0.6,照明的相干性σ=0.3。掩模是勒本松(レベンソン)型相移掩模。掩模尺寸為70nm光刻膠的目標(biāo)值為70nm。
在步驟S4中,對(duì)組合(1、1)作為尺寸隨機(jī)數(shù)R11使之產(chǎn)生2nm。
在步驟S5中,對(duì)組合(1、1)給光刻膠尺寸CD11的86nm加上尺寸隨機(jī)數(shù)R11的2nm。如圖4(b)所示,作為和求模擬測(cè)定值CDr11的88nm。
在步驟S6中,對(duì)于所有的組合(i、j),判斷是否已計(jì)算了模擬測(cè)定值CDrij。由于尚未對(duì)所有的組合(i、j)進(jìn)行計(jì)算,故向步驟S7前進(jìn)。在步驟S7中,給自變數(shù)加上1,返回步驟S3。
圖4(a)示出了同樣地已對(duì)所有的組合(i、j)計(jì)算了模擬測(cè)定值CDrij的情況下的光刻膠尺寸CDij。圖4(b)示出了模擬測(cè)定值CDrij。
其次,在步驟S8中,在ED-tree計(jì)算部分8中,用所有的組合(i、j)的焦點(diǎn)位置的設(shè)定值Fi、曝光量的設(shè)定值Ej和模擬測(cè)定尺寸CDrij,計(jì)算1組的ED-tree。模擬測(cè)定尺寸CDrij進(jìn)行回歸分析,進(jìn)行平滑化。
借助于該平滑化,計(jì)算圖5所示的那樣的各個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值處的模擬測(cè)定尺寸CDr對(duì)于光刻膠目標(biāo)值尺寸變成為90%、100%、110%的曝光量。借助于此,就可以求圖5的實(shí)線的ED-tree。另外,圖5的虛線的ED-tree,是對(duì)未附加尺寸隨機(jī)數(shù)R的計(jì)算出來的光刻膠尺寸CD的ED-tree。可知ED-tree的實(shí)線和虛線的曲線不完全一致。此外,光刻膠尺寸的余量設(shè)定為±7nm,對(duì)源于光刻膠尺寸的目標(biāo)值尺寸的差的目標(biāo)值尺寸的比被設(shè)定為±10%。
在步驟S9中,在余量曲線計(jì)算部分9中,根據(jù)圖5的實(shí)線的模擬測(cè)定尺寸CDr的ED-tree計(jì)算余量曲線。如圖6所示,根據(jù)以光刻膠尺寸的余量度為基礎(chǔ)的ED-tree,設(shè)定工藝余量的窗口M1到M3。把相當(dāng)于窗口M1到M3的橫向?qū)挾鹊钠毓饬康膶?duì)數(shù)的差,對(duì)窗口M1到M3的左邊所示的曝光量的對(duì)數(shù)的比,定為曝光量的余量度EL1到El3。把相當(dāng)于窗口M1到M3的縱向?qū)挾鹊慕裹c(diǎn)位置的差,定為焦點(diǎn)深度DOF1到DOF3。圖7所示的所謂余量曲線21,是曝光量余量度EL1到EL3與焦點(diǎn)深度(所謂的焦點(diǎn)余量度)DOF1到DOF3之間的關(guān)系。另外,圖7的虛線的余量曲線是以圖5的虛線的ED-tree為基礎(chǔ)的余量曲線??芍獙?shí)線的余量曲線21已從虛線的余量曲線偏離開來。
在步驟S10中,判斷是否已達(dá)到了所希望的余量曲線的條數(shù)的10條。由于尚未達(dá)到,故要返回步驟S2,一直到達(dá)到10條為止反復(fù)進(jìn)行該循環(huán),就可以得到圖7所示的那樣的10條的余量曲線21到30。
在步驟S11中,根據(jù)相當(dāng)于被曝光基板的最大高低差的焦點(diǎn)深度0.3微米處的10條的余量曲線的曝光量的余量度的分布,計(jì)算分散。焦點(diǎn)深度0.3微米處的虛線的余量曲線的曝光量的余量度EL為19.7%。焦點(diǎn)深度0.3微米處的實(shí)線的余量曲線21到30的曝光量的余量度EL的平均值為19.5%。焦點(diǎn)深度0.3微米處的實(shí)線的余量曲線21到30的曝光量的余量度EL的分布的分散σEL的3倍的分散3σEL為4.8%。
這些余量曲線21到30的分布范圍的寬度給出光刻工藝余量的再現(xiàn)性或誤差。要想加大光刻工藝余量的再現(xiàn)性,就要使余量曲線21到30的分布范圍的寬度變窄。窄的范圍的寬度,可用小的分散3σEL表示。這樣一來,就可以估計(jì)工藝余量的再現(xiàn)性。
(測(cè)定條件的設(shè)定)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的實(shí)施例的測(cè)定條件的設(shè)定方法,首先,在圖3的步驟S21中,把焦點(diǎn)深度0.3微米處的10條的余量曲線的曝光量的余量度分布的所希望的分散3σEL設(shè)定為3.0%。另外,曝光量的設(shè)定值和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值,與圖2的步驟S21的圖4(a)同樣地設(shè)定。
其次,在步驟S22中,執(zhí)行第1工藝余量的評(píng)價(jià)方法。然后,作為焦點(diǎn)深度0.3微米處的余量曲線21到30的曝光量的余量度EL的分布的分散σEL的3倍的分散3σEL輸出4.8%。就是說,如圖8所示,作為曝光量的設(shè)定值的節(jié)距間隔,以正確曝光量為基準(zhǔn)是4%,這相當(dāng)于以0.25mJ/cm2間隔從曝光量的設(shè)定值5.25m J/cm2到7.25m J/cm2,在作為多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的節(jié)距間隔為200nm的A點(diǎn)處,分散3σEL為4.8%。
同樣地,如果改變曝光量的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔE,焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔF求曝光量的余量的分散3σEL,則可以得到圖8所示的那樣的曝光量余量度的分散3σEL的等高線。因此,要想減小計(jì)算出來的分散3σEL,只要減小曝光量的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔE,或焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔF即可。反之,要想加大計(jì)算出來的分散3σEL,只要加大曝光量的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔE,或焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔF即可。
在步驟S23中,判斷計(jì)算出來的分散3σEL的4.8%和所希望的3.0%之間的大小關(guān)系。由于對(duì)所希望的分散來說計(jì)算出來的分散大,故要向步驟S24前進(jìn),如圖8的點(diǎn)B所示,使焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔF一直減小到75nm為止。在點(diǎn)B處,分散3σEL變成為3.0%。由于對(duì)于所希望的再現(xiàn)性來說計(jì)算出來的再現(xiàn)性是同等的,故向步驟S25前進(jìn),輸出在計(jì)算中使用的曝光量的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔE的4%,和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔF的75nm。此外,例如在要想把分散3σEL抑制到3%以下的情況下,曝光量的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔE也可以是3%,焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的節(jié)距間隔ΔF也可以為100nm。采用把這些輸出的測(cè)定節(jié)距用做實(shí)際上進(jìn)行測(cè)定時(shí)的測(cè)定節(jié)距的辦法,就可以決定使被評(píng)價(jià)的工藝余量的誤差變成為允許值以下那樣的曝光量和焦點(diǎn)位置擺動(dòng)的采樣計(jì)劃。因此,結(jié)果就變成為作為在該采樣計(jì)劃中決定的工藝條件的曝光量的焦點(diǎn)位置的設(shè)定值,具備具有可補(bǔ)償?shù)木鹊墓に囉嗔俊?br>
(實(shí)施形態(tài)2)圖1的工藝余量評(píng)價(jià)裝置2實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的第2工藝余量的評(píng)價(jià)方法。第2工藝余量的評(píng)價(jià)方法,如圖9所示,首先,在步驟S13中,在測(cè)定節(jié)距等設(shè)定部分3中,對(duì)要在被曝光襯底上形成圖形的曝光的工藝,設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值Ej(j=1~n)和多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值Fi(i=1~m)。此外,還要把所希望的余量曲線的條數(shù)設(shè)定為多條。此外,在步驟S13中,在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生分布的定義部分4中,把光量隨機(jī)數(shù)Reij的產(chǎn)生分布的分散設(shè)定為使得與曝光裝置的曝光量的實(shí)效值的分布的分散變成為相等。把位置隨機(jī)數(shù)Rfij的產(chǎn)生分布的分散設(shè)定為使得變成為與曝光裝置的焦點(diǎn)位置的實(shí)效值的分布的分散相等。
在步驟S2中,把自變數(shù)i和j設(shè)定為初始值1。
在步驟S14中,在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部分6中,對(duì)于組合(1、1)產(chǎn)生位置隨機(jī)數(shù)Rf11。在步驟S15中,在隨機(jī)數(shù)附加部分7中,對(duì)于組合(1、1)計(jì)算給焦點(diǎn)位置的設(shè)定值F1加上位置隨機(jī)數(shù)Rf11后的模擬焦點(diǎn)位置Fr11。
在步驟S16中,在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部分6中,對(duì)于組合(1、1)產(chǎn)生光量隨機(jī)數(shù)Re11。在步驟S17中,在隨機(jī)數(shù)附加部分7中,對(duì)于組合(1、1)計(jì)算給曝光量的設(shè)定值E1加上光量隨機(jī)數(shù)Re11后的模擬曝光量Er11。
在步驟S18中,在光刻膠尺寸計(jì)算部分5中,對(duì)于模擬曝光量Er11和模擬焦點(diǎn)位置Fr11的組合(1、1),計(jì)算模擬測(cè)定值CDr11。
其次,向步驟S6前進(jìn)。以后的實(shí)施形態(tài)2的工藝余量的評(píng)價(jià)方法與實(shí)施形態(tài)1的工藝余量的評(píng)價(jià)方法是同樣的。
倘采用實(shí)施形態(tài)2的工藝余量的評(píng)價(jià)方法,則可以評(píng)價(jià)工藝余量的誤差。另外,實(shí)施形態(tài)1的工藝余量的評(píng)價(jià)方法和實(shí)施形態(tài)2的工藝余量的評(píng)價(jià)方法,采用同時(shí)計(jì)算模擬初始值CDr11的辦法,則可以用更高的精度評(píng)價(jià)工藝余量的誤差。
(實(shí)施形態(tài)2的實(shí)施例)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的實(shí)施例的第2工藝余量的評(píng)價(jià)方法,首先,在圖9的步驟S13中,如圖10所示,以0.05mJ/cm2的間隔從0.8mJ/cm2到1.15mJ/cm2設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值,和以0.1微米的間隔從-0.4微米到0.3微米設(shè)定多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值。曝光量的測(cè)定值的節(jié)距間隔以正確曝光量為基準(zhǔn)是5%。此外,作為所希望的余量曲線設(shè)定為32條。再有,把光量隨機(jī)數(shù)的分散σe設(shè)定為1%,把位置隨機(jī)數(shù)的分散σf設(shè)定為100nm。把光量隨機(jī)數(shù)的平均值設(shè)定為0。位置隨機(jī)數(shù)的平均值也設(shè)定為0。
在步驟S2中,把自變數(shù)i和j設(shè)定為初始值1。
在步驟S14中,對(duì)組合(1、1)產(chǎn)生位置隨機(jī)數(shù)Rf11。在步驟S15中,對(duì)組合(1、1)計(jì)算給焦點(diǎn)位置的設(shè)定值F1加上位置隨機(jī)數(shù)Rf11后的模擬焦點(diǎn)位置Fr11。在步驟S16中,對(duì)于組合(1、1)產(chǎn)生光量隨機(jī)數(shù)Re11。在步驟S17中,對(duì)于組合(1、1)計(jì)算給曝光量的設(shè)定值E1加上光量隨機(jī)數(shù)Re11后的模擬測(cè)定值Er11。在步驟S18中,對(duì)于模擬曝光量Er11和模擬焦點(diǎn)位置Fr11的組合(1、1)計(jì)算模擬測(cè)定值CDr11。對(duì)曝光量的設(shè)定值0.8mJ/cm2和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值-0.4微米的組合(1、1),把0.087微米計(jì)算為圖形的模擬測(cè)定值CDr11。在計(jì)算中使用的曝光條件為曝光波長(zhǎng)λ=248nm,孔徑數(shù)NA=0.68,照明的相干性σ=0.75,環(huán)帶遮擋率ε為2/3,掩模是6%透過率的半色調(diào)型相移掩模。掩模尺寸為130nm。
另外,如圖10所示,也可以給模擬測(cè)定值CDr11加上平均值為0,分散σCD為2nm的尺寸隨機(jī)數(shù)。在這里,分散σCD規(guī)定為可以使光刻膠邊沿的粗糙度或尺寸測(cè)定的再現(xiàn)性等視在光刻膠尺寸變化的分散值。
其次,向步驟S6前進(jìn)。以后的實(shí)施形態(tài)2的工藝余量的評(píng)價(jià)方法與實(shí)施形態(tài)1的工藝余量的評(píng)價(jià)方法是同樣的。進(jìn)行回歸分析,使數(shù)據(jù)平滑化。使得在各個(gè)焦點(diǎn)位置處的模擬測(cè)定值CDr11對(duì)于目標(biāo)值尺寸130nm來說尺寸的余量度變成為±13nm的范圍內(nèi)那樣地計(jì)算曝光量,求ED-tree。然后,如圖11所示,求32條的余量曲線。這些32條的余量曲線的分布范圍的寬度將給出光刻工藝余量的再現(xiàn)性或誤差。焦點(diǎn)深度為0.3微米處的、曝光量的余量度的分散σEL可評(píng)價(jià)為1.5%。如上所述,倘采用實(shí)施形態(tài)2的工藝余量的評(píng)價(jià)方法,則可以評(píng)價(jià)工藝余量的誤差。
如上所述,倘采用本發(fā)明,則可以提供可以正確地評(píng)價(jià)工藝余量的工藝余量的評(píng)價(jià)方法。
倘采用本發(fā)明,則可以提供可進(jìn)行具有工藝余量的工藝的評(píng)價(jià)測(cè)定的測(cè)定條件的設(shè)定方法。
倘采用本發(fā)明,則可以提供可以正確地評(píng)價(jià)工藝余量的工藝余量的評(píng)價(jià)程序。
倘采用本發(fā)明,則可以提供可以進(jìn)行具有工藝余量的工藝的評(píng)價(jià)測(cè)定的測(cè)定條件的設(shè)定程序。
權(quán)利要求
1.一種工藝余量的評(píng)價(jià)方法,其特征在于具有對(duì)在被曝光襯底上形成圖形曝光的工藝,設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值和多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值;對(duì)每一個(gè)上述曝光量的設(shè)定值和上述焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的組合,計(jì)算上述圖形的多個(gè)模擬測(cè)定尺寸;根據(jù)上述每一種組合的上述模擬測(cè)定尺寸,計(jì)算多個(gè)ED-tree,計(jì)算多個(gè)工藝余量;和計(jì)算在相當(dāng)于上述被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)上述余量曲線的曝光量的余量度的分散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝余量的評(píng)價(jià)方法,其特征在于上述圖形的測(cè)定尺寸具有尺寸分散,對(duì)上述模擬測(cè)定尺寸的計(jì)算,具有對(duì)上述每一個(gè)組合計(jì)算上述圖形的計(jì)算尺寸;對(duì)上述每一個(gè)組合產(chǎn)生具有上述尺寸分散的多個(gè)尺寸隨機(jī)數(shù);和對(duì)上述每一個(gè)組合計(jì)算給上述計(jì)算尺寸加上上述尺寸隨機(jī)數(shù)后的多個(gè)上述模擬測(cè)定尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝余量的評(píng)價(jià)方法,其特征在于上述曝光量的實(shí)效值具有光量分散,上述焦點(diǎn)位置的實(shí)效值具有位置分散,對(duì)上述模擬測(cè)定尺寸的計(jì)算,具有對(duì)上述每一個(gè)組合計(jì)算產(chǎn)生具有上述光量分散的多個(gè)光量隨機(jī)數(shù);對(duì)上述每一個(gè)組合計(jì)算給上述曝光量的設(shè)定值加上上述光量隨機(jī)數(shù)后的多個(gè)模擬曝光量;對(duì)上述每一個(gè)組合計(jì)算產(chǎn)生具有上述位置分散的多個(gè)位置隨機(jī)數(shù);對(duì)上述每一個(gè)組合計(jì)算給上述焦點(diǎn)位置的設(shè)定值加上上述位置隨機(jī)數(shù)后的多個(gè)模擬焦點(diǎn)位置;和基于上述每一個(gè)組合中上述模擬曝光量和上述模擬焦點(diǎn)位置,計(jì)算上述圖形的計(jì)算尺寸,由此計(jì)算多個(gè)上述模擬測(cè)定尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項(xiàng)所述的工藝余量的評(píng)價(jià)方法,其特征在于以恒定的間隔設(shè)定上述多個(gè)曝光量或曝光量的對(duì)數(shù)的設(shè)定值,以恒定的間隔設(shè)定上述多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值。
5.一種測(cè)定條件的設(shè)定方法,其特征在于具有對(duì)在被曝光襯底上形成圖形的曝光的工藝,每隔第1間隔等間隔地設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值,每隔第2間隔等間隔地設(shè)定多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值;對(duì)每一個(gè)上述曝光量的設(shè)定值和上述焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的組合,計(jì)算上述圖形的多個(gè)模擬測(cè)定尺寸;根據(jù)上述每一種組合的上述模擬測(cè)定尺寸計(jì)算多個(gè)ED-tree,計(jì)算多個(gè)工藝余量;計(jì)算在相當(dāng)于上述被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)上述余量曲線的曝光量的余量度的分散;為了減小上述曝光量的余量度的分散,減小上述第1間隔或上述第2間隔,為了增大上述曝光量的余量度的分散,加大上述第1間隔或上述第2間隔。
6.一種工藝余量的評(píng)價(jià)程序,其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行對(duì)在被曝光襯底上形成圖形的工藝,設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值和多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的步驟;對(duì)每一個(gè)上述曝光量的設(shè)定值和上述焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的組合,計(jì)算上述圖形的多個(gè)模擬測(cè)定尺寸的步驟;根據(jù)上述每一種組合的上述模擬測(cè)定尺寸,計(jì)算多個(gè)ED-tree,計(jì)算多個(gè)工藝余量的步驟;和計(jì)算在相當(dāng)于上述被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)上述余量曲線的曝光量的余量度的分散的步驟。
7.一種測(cè)定條件的設(shè)定程序,其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行對(duì)在被曝光襯底上形成圖形的曝光的工藝,每隔第1間隔等間隔地設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值,每隔第2間隔等間隔地設(shè)定多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的步驟;對(duì)每一個(gè)上述曝光量的設(shè)定值和上述焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的組合,計(jì)算上述圖形的多個(gè)模擬測(cè)定尺寸的步驟;根據(jù)上述每一種組合的上述模擬測(cè)定尺寸計(jì)算多個(gè)ED-tree,計(jì)算多個(gè)工藝余量的步驟;計(jì)算在相當(dāng)于上述被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)上述余量曲線的曝光量的余量度的分散的步驟;和為了減小上述曝光量的余量度的分散,減小上述第1間隔或上述第2間隔,為了增大上述曝光量的余量度的分散,加大上述第1間隔或上述第2間隔的步驟。
全文摘要
可以提供可以正確地評(píng)價(jià)工藝余量的工藝余量的評(píng)價(jià)方法。對(duì)在被曝光襯底上形成圖形的工藝,設(shè)定多個(gè)曝光量的設(shè)定值和多個(gè)焦點(diǎn)位置的設(shè)定值。對(duì)每一個(gè)曝光量的設(shè)定值和焦點(diǎn)位置的設(shè)定值的組合,計(jì)算圖形的多個(gè)模擬測(cè)定尺寸。根據(jù)每一種組合的模擬測(cè)定尺寸,計(jì)算多個(gè)ED-tree,計(jì)算多個(gè)工藝余量。計(jì)算在相當(dāng)于被曝光襯底的最大的高低差的焦點(diǎn)深度處的多個(gè)余量曲線的曝光量的余量的分散。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1497671SQ03134790
公開日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月1日
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