專利名稱：曝光裝置判定系統(tǒng)、判定方法、判定程序和半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體器件制造的技術(shù)，特別，關(guān)于光刻工序中所用曝光裝置可判定是否具有能夠用作產(chǎn)品開展裝置的特性的曝光裝置判定系統(tǒng)、曝光裝置判定方法、曝光裝置判定程序及其使用的半導(dǎo)體器件制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件的制造工序中，一般地說都進(jìn)行光刻工序。光刻工序中使用的曝光裝置由投影透鏡象差不同引起的光學(xué)系統(tǒng)誤差或照明光學(xué)系統(tǒng)不同引起的誤差是曝光裝置固有的值，即使同一機(jī)型對每臺裝置也有微妙差異。所以，使用特定曝光裝置中優(yōu)化后的新產(chǎn)品曝光條件在其它曝光裝置中曝光的場合，出現(xiàn)器件圖形的形狀由各個曝光裝置光學(xué)系統(tǒng)誤差引起的裝置間差別，有時不能把新產(chǎn)品應(yīng)用于開展(產(chǎn)品開展)大量生產(chǎn)。因此，對于要將產(chǎn)品開展大量生產(chǎn)的各個曝光裝置，需要判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性。
現(xiàn)有的器件圖形模擬沒有考慮到曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)誤差，因而對多數(shù)曝光裝置來說，不能判定是否具有可用作新產(chǎn)品的產(chǎn)品開展裝置群的特性。因此，從來，對光學(xué)特性微妙不同的每臺曝光裝置，需要各自優(yōu)化曝光條件，在使用描繪產(chǎn)品器件圖形用的掩模(原版)進(jìn)行曝光后，通過測定顯影所形成的圖形形狀，判定是否具有可用作各個產(chǎn)品開展裝置群的特性。因此具有在產(chǎn)品開展上需要相當(dāng)?shù)臅r間和勞動力的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種迅速而容易判定多臺曝光裝置是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性，判定能應(yīng)用于產(chǎn)品開展的曝光裝置的曝光裝置判定系統(tǒng)、曝光裝置判定方法、曝光裝置判定程序及其使用這些的半導(dǎo)體器件的制造方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第1特征，是以曝光裝置判定系統(tǒng)具備計算多臺曝光裝置相互光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元；按照光學(xué)系統(tǒng)誤差的信息，模擬每臺曝光裝置所描繪的器件圖形的模擬單元；以及按照模擬的器件圖形，分別對多臺曝光裝置，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的裝置判定單元作為要旨。
按照本發(fā)明的第1特征，就能夠?qū)τ诙嗯_曝光裝置，迅速而容易地判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性，并應(yīng)用于產(chǎn)品開展。
本發(fā)明的第2特征，是以曝光裝置判定方法具備計算多臺曝光裝置相互光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的工序；按照光學(xué)系統(tǒng)誤差信息，模擬由每臺曝光裝置描繪的器件圖形的工序；以及按照模擬的器件圖形，分別對多臺曝光裝置，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群特性的工序作為要旨。
按照本發(fā)明的第2特征，就能夠?qū)τ诙嗯_曝光裝置，迅速而容易地判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性，并應(yīng)用于產(chǎn)品開展。
本發(fā)明的第3特征，是以曝光裝置判定程序執(zhí)行計算多臺曝光裝置相互的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的指令；按照信息，模擬由每臺曝光裝置描繪的器件圖形的指令；以及按照模擬的器件圖形，分別對多臺曝光裝置，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群特性的指令作為要旨。
按照本發(fā)明的第3特征，就能夠?qū)τ诙嗯_曝光裝置，迅速而容易地判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性，并應(yīng)用于產(chǎn)品開展。
本發(fā)明的第4特征，是以半導(dǎo)體器件制造方法具備(一)決定器件圖形布局的工序；(二)按照決定的布局制作多個掩模的工序；(三)通過計算多臺曝光裝置相互的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的步驟，按照光學(xué)系統(tǒng)誤差信息，模擬由每臺曝光裝置描繪的器件圖形的步驟，按照模擬的器件圖形，分別對多臺曝光裝置，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群特性的步驟，借此，判定多臺曝光裝置是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的工序；以及(四)分別把多個掩模用于判定為可應(yīng)用的曝光裝置內(nèi)，對半導(dǎo)體晶片上的光刻膠膜進(jìn)行曝光的工序作為要旨。
按照本發(fā)明的第4特征，就能夠?qū)τ诙嗯_曝光裝置，迅速而容易地判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性，并應(yīng)用于產(chǎn)品開展。于是，作為整個半導(dǎo)體器件制造工序，可降低半導(dǎo)體器件的制造成本，能夠回避成品率問題。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定系統(tǒng)構(gòu)成框圖(之一)。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定系統(tǒng)構(gòu)成框圖(之二)。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方案曝光裝置判定系統(tǒng)的裝置判定服務(wù)器2構(gòu)成框圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方案曝光裝置判定系統(tǒng)的第1工廠構(gòu)成框圖。
圖5是用于說明本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定方法流程圖(之一)。
圖6是用于說明本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定方法流程圖(之二)。
圖7是用于說明本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定方法流程圖(之三)。
圖8是表示投影透鏡的調(diào)整例1的第1圖形平面圖。
圖9是表示與投影透鏡調(diào)整例1的查涅克系數(shù)對應(yīng)的第1圖形靈敏度曲線圖。
圖10是表示與投影透鏡調(diào)整例1的查涅克系數(shù)對應(yīng)的投影透鏡調(diào)整前的波面象差曲線圖。
圖11是表示與投影透鏡調(diào)整例1的查涅克系數(shù)對應(yīng)的投影透鏡調(diào)整后的波面象差曲線圖。
圖12是表示由投影透鏡調(diào)整例1的投影透鏡調(diào)整前(菱形)和調(diào)整后(四角)的曝光裝置所描繪的第1圖形左右差曲線圖。
圖13是表示投影透鏡的調(diào)整例2的第2圖形平面圖。
圖14是表示由投影透鏡的調(diào)整例2的投影透鏡調(diào)整前的曝光裝置描繪的第2圖形的Z9、Z12象高(象寬)曲線圖。
圖15是表示由投影透鏡的調(diào)整例2的投影透鏡調(diào)整后的曝光裝置描繪的第2圖形的Z9、Z12象高(象寬)曲線圖。
圖16是表示由投影透鏡的調(diào)整例2的投影透鏡調(diào)整前的曝光裝置描繪的縱向圖形22a的象寬w3和橫向圖形22b的象高h(yuǎn)4尺寸(CD)曲線圖。
圖17是表示由投影透鏡的調(diào)整例2的投影透鏡調(diào)整后的曝光裝置描繪的縱向圖形22a的象寬w3和橫向圖形22b的象高h(yuǎn)4尺寸(CD)曲線圖。
圖18是表示由投影透鏡的調(diào)整例2的，將投影透鏡調(diào)整后，進(jìn)而調(diào)整照度不勻后的曝光裝置描繪的縱向圖形22a的象寬w3和橫向圖形22b的象高h(yuǎn)4尺寸(CD)曲線圖。
圖19是用于說明本發(fā)明實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件制造工序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方案。附圖的記載中，在同一或類似的部分上附加同一或類似標(biāo)號。但是，應(yīng)該注意到附圖是示意性圖。
(曝光裝置判定系統(tǒng)的構(gòu)成)本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定系統(tǒng)，如圖1所示，由總部1、通過通信網(wǎng)絡(luò)3連接到總部1的多家工廠5a、5b、5c、…、5n構(gòu)成。所謂通信網(wǎng)絡(luò)3就是互連網(wǎng)和內(nèi)連網(wǎng)等。
如圖2所示，在總部1設(shè)置與通信網(wǎng)絡(luò)3連接的裝置判定服務(wù)器2。并且，工廠5a具有分別與通信網(wǎng)絡(luò)3連接的多臺曝光裝置6a、6b、6c、…、6n和測定裝置7a等。假設(shè)工廠5b、5c、…5n，與工廠5a同樣，配備多臺曝光裝置和測定裝置等。
裝置判定服務(wù)器2是，通過通信網(wǎng)絡(luò)3，對多家工廠5a～5n內(nèi)設(shè)置的多臺曝光裝置和測定裝置等，對由可擴(kuò)展置標(biāo)語言(XML)記述的信息等進(jìn)行交換管理的管理裝置。以下，為了說明簡便起見，說明裝置判定服務(wù)器2與設(shè)于第1工廠5a內(nèi)的多臺曝光裝置6a～6n和測定裝置7a進(jìn)行信息交換的場合。裝置判定服務(wù)器2，如圖3所示，具備中央處理控制裝置(CPU)10、分別連到CPU10的裝置判定程序存儲器12、裝置管理數(shù)據(jù)庫13、掩模設(shè)計信息數(shù)據(jù)庫14、輸入裝置15、輸出裝置16、暫時存儲裝置17和通信接口(通信I/F)18等。
CPU10是本發(fā)明實(shí)施方案曝光裝置判定系統(tǒng)執(zhí)行處理的裝置。CPU10具備光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a、模擬單元10b、裝置判定單元10c、曝光條件抽取單元10d、臨界圖形抽取單元10e、坐標(biāo)值抽取單元10f、坐標(biāo)系變換單元10g、坐標(biāo)值發(fā)送單元10h、描繪臨界圖形接收單元10i、描繪臨界圖形確認(rèn)單元10j、投影透鏡調(diào)整值計算單元10k、投影透鏡調(diào)整值發(fā)送單元10l、光鄰近效應(yīng)校正單元10m、器件圖形虛擬單元10n以及替換圖形抽取單元10o等。
光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a，分別計算多臺曝光裝置6a～6n的相互光學(xué)系統(tǒng)誤差信息。就光學(xué)系統(tǒng)誤差信息來說，有各自由投影透鏡象差不同引起的誤差信息、照明光學(xué)系統(tǒng)不同引起的誤差信息等。就投影透鏡象差來說，是球面象差、彗形象差和非點(diǎn)象差等的波面象差。波面象差可用查涅克多項(xiàng)式表達(dá)。查涅克多項(xiàng)式是由第1項(xiàng)到第36項(xiàng)的查涅克系數(shù)構(gòu)成，從第1項(xiàng)順著半徑方向的次數(shù)表示大的象差。換算成查涅克系數(shù)，求出投影透鏡象差不同的誤差。就照明光學(xué)系統(tǒng)不同引起的誤差來說，有照度不勻、軸偏移以及照明光學(xué)系統(tǒng)的相干系數(shù)σ離散等，分別用定量的值計算出來。照明光學(xué)系統(tǒng)的相干系數(shù)σ是以σ＝NA1/NA2表示的值，是表示照明光學(xué)系統(tǒng)亮度的指標(biāo)。這里，NA1是從掩模一側(cè)看的照明光學(xué)系統(tǒng)(聚光透鏡)的透鏡數(shù)值孔徑NA，NA2是從掩模一側(cè)看的縮小投影透鏡的透鏡數(shù)值孔徑NA。相干系數(shù)σ越大，對掩模傾斜入射的光越增強(qiáng)，使晶片上的光對比度變化。
模擬單元10b是，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)誤差信息、裝置質(zhì)量管理信息(裝置QC信息)、光刻條件和計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)數(shù)據(jù)等，在多臺曝光裝置6a～6n每臺通過對掩模曝光，模擬晶片表面上描繪的器件圖形的模擬器。對裝置質(zhì)量管理信息而言，有每臺曝光裝置6a～6n的投影透鏡數(shù)值孔徑NA、照明光學(xué)系統(tǒng)的相干系數(shù)σ、環(huán)帶比、聚焦深度(聚焦值)等參數(shù)。對光刻條件而言，有基于裝置質(zhì)量管理信息等決定的曝光裝置6a～6n每臺曝光量(劑量)和掩模偏置(掩模圖形離設(shè)計值的偏移量)等參數(shù)。模擬結(jié)果存入器件圖形存儲器13d。
裝置判定單元10c根據(jù)存入器件圖形存儲器13d的模擬結(jié)果，分別判定多臺曝光裝置6a～6n是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性。具體點(diǎn)說，裝置判定單元10c分別判定用模擬單元10b模擬的器件圖形是否滿足設(shè)計規(guī)格。而且，將判定為滿足設(shè)計規(guī)格的曝光裝置，例如曝光裝置6a～6f判定為具有用作產(chǎn)品開展裝置群的特性。這里，所謂「設(shè)計規(guī)格」就是器件每個層的最小圖形尺寸、最小間距尺寸和層間圖形位置關(guān)系等的規(guī)定。只要滿足設(shè)計規(guī)格的基準(zhǔn)值，就能夠形成要求的器件。另外，設(shè)計規(guī)格的基準(zhǔn)值，由新產(chǎn)品設(shè)計指標(biāo)適當(dāng)決定。
曝光條件抽取單元10d，根據(jù)存入器件圖形存儲器13d的模擬結(jié)果或存入裝置質(zhì)量管理信息存儲器13l的裝置質(zhì)量管理信息等，分別抽取與各曝光裝置6a～6n對應(yīng)的器件圖形中最佳的曝光光強(qiáng)度和曝光時間等的曝光條件。抽取的最佳曝光條件存入最佳曝光條件存儲器13e。
臨界圖形抽取單元10e，根據(jù)存入器件圖形存儲器13d的模擬結(jié)果，把模擬的器件圖形之中曝光裕度(光刻占空比)減小，不能獲得要求形狀的圖形或難以獲得圖形抽取作為「臨界圖形」。抽取的臨界圖形，存入臨界圖形存儲器13f。另外，作為臨界圖形抽取的基準(zhǔn)值，由新產(chǎn)品每個設(shè)計指標(biāo)適當(dāng)決定。
坐標(biāo)值抽取單元10f，從存入CAD數(shù)據(jù)存儲器14a的CAD數(shù)據(jù)中，抽取對應(yīng)于臨界圖形的掩模上掩模圖形坐標(biāo)值(以下叫做「臨界圖形坐標(biāo)值」)。坐標(biāo)系變換單元10g把由坐標(biāo)值抽取單元10f抽取的臨界圖形坐標(biāo)值，變換成適合于圖2所示測定裝置7a的坐標(biāo)系值(以下，叫做「測定用坐標(biāo)值」。測定裝置7a是測定晶片上形成的光刻膠圖形形狀的裝置。例如，使用掃描型電子顯微鏡(SEM)作為測定裝置7a的場合，臨界圖形坐標(biāo)值的坐標(biāo)系被變換成掃描晶片表面的掃描面坐標(biāo)系，成了測定用坐標(biāo)值。測定用坐標(biāo)值存入測定用坐標(biāo)值存儲器13h。圖3中所示的坐標(biāo)值發(fā)送單元10h，通過通信網(wǎng)絡(luò)3，把存入測定用坐標(biāo)值存儲器13h的坐標(biāo)值，發(fā)送給用通信I/F18連接的測定裝置7a。
描繪臨界圖形接收單元10i，通過通信網(wǎng)絡(luò)3，接收每臺曝光裝置6a～6n把臨界圖形投影到被曝光對象(光刻膠)上實(shí)際描繪的光刻膠圖形(以下，叫做「描繪臨界圖形」)形狀的測定結(jié)果。描繪臨界圖形確認(rèn)單元10j比較描繪臨界圖形接收單元10i收到的光刻膠上描繪臨界圖形的形狀與存入臨界圖形存儲器13f的臨界圖形形狀，確認(rèn)描繪臨界圖形的形狀是不是與臨界圖形的形狀一致。
投影透鏡調(diào)整值計算單元10k，根據(jù)由光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a計算的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息等，分別計算為改善光刻膠上投影的器件圖形需要的曝光裝置6a～6n的投影透鏡調(diào)整值。投影透鏡調(diào)整值發(fā)送單元101，通過圖2所示的通信網(wǎng)絡(luò)3，把由投影透鏡調(diào)整值計算單元10k計算的各個投影透鏡調(diào)整值，發(fā)送給調(diào)整對應(yīng)的各個曝光裝置6a、6b、6c、…、6n的投影透鏡的光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)63a、63b、63c、…、63n。
光鄰近效應(yīng)校正單元10m根據(jù)存入光鄰近效應(yīng)校正量存儲器13j的光鄰近效應(yīng)校正(OPC)量等，分別更新多臺曝光裝置6a～6n的各掩模圖形的曝光量和掩模偏置等參數(shù)，進(jìn)行光鄰近效應(yīng)校正。所謂光鄰近效應(yīng)校正是，用于校正互相接近的圖形周邊部分曝光條件偏離最佳值的光鄰近效應(yīng)(OPE)的方法。
器件圖形虛擬單元10n是，模擬跟用模擬單元10b所模擬的器件圖形形狀不同的多個虛擬器件圖形的模擬器。替換圖形抽取單元10o，從由器件圖形虛擬單元10n模擬的虛擬器件圖形中，抽取與該臨界圖形形狀不同而具有同一功能的替換圖形，來替代臨界圖形。
進(jìn)而，CPU10還具備裝置判定程序存儲器12、裝置管理數(shù)據(jù)庫13、掩模設(shè)計信息數(shù)據(jù)庫14、輸入裝置15、輸出裝置16、暫時存儲裝置17和通信I/F18、分別控制圖3所示的曝光裝置6a～6n和測定裝置7a等輸入輸出的控制單元(圖示省略)。
并且，考慮到CPU負(fù)載等，也可以用多臺計算機(jī)分散實(shí)現(xiàn)用CPU10實(shí)現(xiàn)的功能，即，光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a、模擬單元10b、裝置判定單元10c、曝光條件抽取單元10d、臨界圖形抽取單元10e、坐標(biāo)值抽取單元10f、坐標(biāo)系變換單元10g、坐標(biāo)值發(fā)送單元10h、描繪臨界圖形接收單元10i、描繪臨界圖形確認(rèn)單元10j、投影透鏡調(diào)整值計算單元10k、投影透鏡調(diào)整值發(fā)送單元10l、光鄰近效應(yīng)校正單元10m、器件圖形虛擬單元10n和替換圖形抽取單元10o等。當(dāng)這些功能分散給多臺計算機(jī)的場合，要構(gòu)成計算機(jī)相互間用局域網(wǎng)(LAN)或電話線路等通信單元連接起來，進(jìn)行信息輸入輸出。
裝置判定程序存儲器12存儲CPU10中執(zhí)行的程序(以后詳細(xì)表示程序)。就裝置判定程序存儲器12來說，可使用例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤、光盤、光磁盤和磁帶等能記錄程序這樣的記錄媒體。具體點(diǎn)說，有軟盤、CD-ROM、MO盤、盒式磁帶和開卷磁帶等。
裝置管理數(shù)據(jù)庫13具備存儲光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息存儲器13a、存儲光刻條件的光刻條件存儲器13b、存儲光鄰近效應(yīng)特性的光鄰近效應(yīng)特性信息存儲器13c、存儲由模擬單元10b產(chǎn)生的模擬結(jié)果的器件圖形存儲器13d、存儲對臨界圖形最佳的曝光條件的最佳曝光條件存儲器13e、存儲借助于臨界圖形抽取單元10e抽取臨界圖形的臨界圖形存儲器13f、存儲臨界圖形坐標(biāo)值的坐標(biāo)值存儲器13g、存儲測定用坐標(biāo)值的測定用坐標(biāo)值存儲器13h、存儲投影透鏡調(diào)整值的投影透鏡調(diào)整值存儲器13i、存儲光鄰近效應(yīng)校正量的光鄰近效應(yīng)校正量存儲器13j、存儲虛擬器件圖形的虛擬器件圖形存儲器13k、以及存儲裝置質(zhì)量管理信息的裝置質(zhì)量管理信息存儲器13l等。并且，存入光鄰近效應(yīng)校正量存儲器13j的光鄰近效應(yīng)校正量可通過掩模設(shè)計時的器件模擬等辦法來獲得。
掩模設(shè)計信息數(shù)據(jù)庫14具有CAD數(shù)據(jù)存儲器14a，存儲設(shè)計掩模時使用的CAD數(shù)據(jù)。暫時存儲裝置17裝有讀寫兼用存儲器(RAM)等。RAM存儲CPU10的曝光裝置判定程序等程序執(zhí)行中利用的信息等，起作為工作區(qū)利用的信息存儲器等作用。就輸入裝置15而言，例如由鍵盤、鼠標(biāo)器、音頻設(shè)備之類等構(gòu)成。就輸出裝置16而言，可使用液晶顯示器(LCD)、CRT顯示器、打印機(jī)之類等。
如圖4所示，第1工廠6a的多臺曝光裝置6a、6b、6c、…、6n，分別由連到通信網(wǎng)絡(luò)3的通信接口(通信I/F)61a、61b、61c、…、61n；對裝置判定服務(wù)器2收發(fā)信息的收發(fā)信單元62a、62b、62c、…、62n；從裝置判定服務(wù)器2接收信號的光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)63a、63b、63c、…、63n；以及用掩模曝光的曝光部分64a、64b、64c、…、64n等構(gòu)成。就曝光裝置6a～6n而言，可使用步進(jìn)器、掃描器之類縮小投影曝光裝置等。
第1工廠5a的測定裝置7a，由連到通信網(wǎng)絡(luò)3的通信接口(通信I/F)71a；對裝置判定服務(wù)器2通過通信I/F71a接收測定指示信息，發(fā)送測定結(jié)果的收發(fā)單元72a；以及測定連到收發(fā)單元72a的圖形形狀等的測定部73a等構(gòu)成。作為測定裝置7a，例如SEM或激光顯微鏡等。
圖1和圖2所示的第2～第n的工廠5b～5n，與第1工廠5a同樣，具備多臺曝光裝置(圖中省略)和測定裝置(圖中省略)。該多臺曝光裝置，與曝光裝置6a～6n同樣，各自具備通信I/F、收發(fā)單元、光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)以及曝光部等。并且，測定裝置也與測定裝置7a同樣，具備通信接口(I/F)、收發(fā)單元和測定部等。
(曝光裝置判定系統(tǒng)的處理)其次，按照圖5～圖7，說明本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定方法。為了簡化，以圖1所示第1工廠5a的多臺曝光裝置6a～6n和測定裝置7a為例進(jìn)行說明，但是當(dāng)然，實(shí)際上包括第2工廠5b、第3工廠5c、…、第n工廠5n的曝光裝置和測定裝置，就是包括更多裝置群的全系統(tǒng)，也進(jìn)行同樣的處理。
(一)在步驟S110，使用產(chǎn)品開展預(yù)定的多臺曝光裝置6a～6n，使用具有象差測定用檢測圖形的掩模，使晶片表面上涂布的光刻膠曝光后，進(jìn)行顯影，在晶片表面上分別形成象差測定用的光刻膠評價圖形。而且，利用SEM等測定裝置7a，分別實(shí)際測定由每臺曝光裝置6a～6n實(shí)現(xiàn)的光刻膠評價圖形形狀。而后，由測定裝置7a得出的評價圖形形狀的測定結(jié)果，通過通信網(wǎng)絡(luò)3，發(fā)送給裝置判定服務(wù)器2的光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a。
(二)其次，在步驟S120，按以下順序(a)～(d)進(jìn)行裝置判定處理，判定多臺曝光裝置6a～6n是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性(a)在步驟S121，用光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a，根據(jù)從測定裝置7a接到的光刻膠評價圖形的測定結(jié)果，分別計算由投影透鏡象差不同引起誤差的信息、和由照明光學(xué)系統(tǒng)不同引起誤差的信息等，作為多臺曝光裝置6a～6n相互的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息。將投影透鏡象差不同引起誤差的信息計算換算為查涅克系數(shù)等。并且，將照明光學(xué)系統(tǒng)不同引起誤差的信息定量計算，作為照度不勻、軸偏移和照明光學(xué)系統(tǒng)的相干系數(shù)σ的離散等值。計算出的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息，存入光學(xué)系統(tǒng)誤差信息存儲器13a內(nèi)。
(b)在步驟S122，用模擬單元10b，從光學(xué)系統(tǒng)誤差信息存儲器13a、光刻條件存儲器13b、裝置質(zhì)量管理信息存儲器13l和CAD數(shù)據(jù)存儲器14a，讀出光學(xué)系統(tǒng)誤差信息、曝光條件、裝置質(zhì)量管理信息和CAD數(shù)據(jù)等。作為裝置質(zhì)量管理信息，讀取每臺曝光裝置6a～6n的投影透鏡數(shù)值孔徑NA、照明光學(xué)系統(tǒng)的相干系數(shù)σ、環(huán)帶比以及聚焦深度等。并且，作為光刻條件，讀取曝光量和掩模偏置量等。而且，利用模擬單元10b，模擬被每臺曝光裝置6a～6n描繪的器件圖形。將模擬結(jié)果輸送到器件圖形存儲器13d。
(c)在步驟S123，用裝置判定單元10c，根據(jù)存入器件圖形存儲器13d的模擬結(jié)果，關(guān)于多臺曝光裝置6a～6n，分別判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性。具體點(diǎn)說，分別判定用模擬單元10b模擬的器件圖形是否滿足設(shè)計規(guī)格。而且，將判定為滿足設(shè)計規(guī)格的曝光裝置，例如曝光裝置6a～6f判定為具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性。在步驟S123，用裝置判定單元10c，對于判定為具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的曝光裝置6a～6f，進(jìn)入步驟S130，進(jìn)行描繪臨界圖形確認(rèn)處理。另一方面，對于判定為不具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的曝光裝置，例如曝光裝置6g～6n，進(jìn)入步驟S150，進(jìn)行投影透鏡調(diào)整處理。
(d)并且，用曝光條件抽取單元10d，根據(jù)存入器件圖形存儲器13d的模擬結(jié)果和存入裝置質(zhì)量管理信息存儲器13l的裝置質(zhì)量管理信息等，分別抽取對各曝光裝置6a～6n對應(yīng)的器件圖形最佳的曝光條件。作為抽取的最佳曝光條件，有曝光量、掩模偏置量等參數(shù)。將抽取的最佳曝光條件，存入最佳曝光條件存儲器13e。
(三)其次，在步驟S130，通過在步驟S120的裝置判定處理，對判定為具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的曝光裝置6a～6f，按以下的順序(a)～(d)進(jìn)行描繪臨界圖形確認(rèn)處理，確認(rèn)描繪臨界圖形的形狀是不是與臨界圖形的形狀一致。
(a)在步驟S131，用圖3中所示的臨界圖形抽取單元10e，根據(jù)存入器件圖形存儲器13d的模擬結(jié)果，從模擬的器件圖形中抽取臨界圖形，送給臨界圖形存儲器13f。
(b)用坐標(biāo)值抽取單元10f，從存入CAD數(shù)據(jù)存儲器14a的CAD數(shù)據(jù)中抽取臨界圖形坐標(biāo)值。將抽取的臨界圖形坐標(biāo)值存入到坐標(biāo)值存儲器13g內(nèi)。另外，臨界圖形坐標(biāo)值是CAD坐標(biāo)系的值。在步驟S132，用坐標(biāo)系變換單元10g，將存入坐標(biāo)值存儲器13g的臨界圖形坐標(biāo)值的坐標(biāo)系變換成適合測定裝置7a的坐標(biāo)系，并存入測定用坐標(biāo)值存儲器13h作為測定用坐標(biāo)值。接著，用坐標(biāo)值發(fā)送單元10h，通過圖2所示通信網(wǎng)絡(luò)3，給測定裝置7a發(fā)送存入測定用坐標(biāo)值存儲器13h內(nèi)的測定用坐標(biāo)值。
(c)其次，使用曝光裝置6a～6f，用對每臺曝光裝置6a～6f最佳的曝光條件投影臨界圖形，使晶片上的被曝光對象(光刻膠)曝光后，使其顯影，形成光刻膠的描繪臨界圖形。另外，以光刻膠為掩蔽，有選擇地蝕刻其下層的薄膜，利用下層的薄膜圖形作為描繪臨界圖形也行。但是，以下的說明中，說明有關(guān)利用光刻膠像作為描繪臨界圖形的情況。而且，在步驟S133，將形成描繪臨界圖形后的晶片設(shè)置在測定裝置7a上。然后，使用測定裝置7a，將從坐標(biāo)值發(fā)送單元10h接收到的測定用坐標(biāo)值作為測定位置，實(shí)際測定描繪臨界圖形的形狀。描繪臨界圖形形狀的測定結(jié)果，通過通信網(wǎng)絡(luò)3，由收發(fā)單元72a發(fā)送給描繪臨界圖形接收單元10i。
(d)用描繪臨界圖形確認(rèn)單元10j，比較描繪臨界圖形接收單元10i收到的描繪臨界圖形的形狀與存入臨界圖形存儲器13f的臨界圖形的形狀，并對每臺曝光裝置6a～6f，確認(rèn)描繪臨界圖形形狀是不是與臨界圖形形狀一致。在步驟S134，曝光裝置6a～6f之中，描繪確定為與臨界圖形形狀一致的描繪臨界圖形形狀的曝光裝置，例如曝光裝置6a～6c，進(jìn)入步驟S140，用作產(chǎn)品開展裝置群。另一方面，在步驟S134因?yàn)槭芄鈱W(xué)系統(tǒng)誤差影響發(fā)生偏移等，描繪與臨界圖形形狀不一致的描繪臨界圖形形狀的曝光裝置，例如曝光裝置6d～6f，進(jìn)入圖7所示的步驟S150，進(jìn)行投影透鏡調(diào)整處理。
(四)在步驟S150，通過以下的步驟S151和S152，進(jìn)行投影透鏡調(diào)整處理，分別調(diào)整曝光裝置6d～6n的投影透鏡。首先，在步驟S151，用投影透鏡調(diào)整值計算單元10k，根據(jù)存入光學(xué)系統(tǒng)誤差信息存儲器13a的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息等，為每臺曝光裝置6d～6n計算改善投影到光刻膠上器件圖形方面需要的投影透鏡調(diào)整值。在步驟S152，用投影透鏡調(diào)整值發(fā)送單元10l，通過通信網(wǎng)絡(luò)3，將投影透鏡調(diào)整值，分別發(fā)送給對應(yīng)的曝光裝置6d～6n的光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)63d～63n。而且，光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)63d～63n根據(jù)收到的投影透鏡調(diào)整值，分別調(diào)整曝光裝置6d～6n的投影透鏡。
(五)在步驟S160，對調(diào)整投影透鏡后的曝光裝置6d～6n再次進(jìn)行裝置判定處理。在步驟S161，用模擬單元10b，按照存入光學(xué)系統(tǒng)誤差信息存儲器13a的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息和存入投影透鏡調(diào)整值存儲器13i的投影透鏡調(diào)整值等，模擬由完成投影透鏡調(diào)整的每臺曝光裝置6d～6n描繪的器件圖形。將模擬結(jié)果送到器件圖形存儲器13d，更新模擬結(jié)果。在步驟S162，用裝置判定單元10c，根據(jù)存入器件圖形存儲器13d的模擬結(jié)果，對調(diào)整投影透鏡后的曝光裝置6d～6n，分別判定器件圖形是否滿足設(shè)計規(guī)格。而且，根據(jù)該判定，判定各曝光裝置6d～6n是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性。在步驟S162，關(guān)于裝置6d～6n之中，判定為具有特性的曝光裝置，例如曝光裝置6d～6i，就進(jìn)入步驟S170，進(jìn)行描繪臨界圖形確認(rèn)處理。另一方面，判定為不具有特性的曝光裝置，例如曝光裝置6j～6n，則進(jìn)入在步驟S180。
(六)在步驟S170，對調(diào)整投影透鏡后的曝光裝置6d～6i，通過以下的步驟S171～S174，再次進(jìn)行描繪臨界圖形確認(rèn)處理。在步驟S171，用臨界圖形抽取單元10e，根據(jù)存入器件圖形存儲器13d的模擬結(jié)果等，從模擬的器件圖形中抽取臨界圖形。并且，用坐標(biāo)值抽取單元10f，抽取臨界圖形坐標(biāo)值。在步驟S172，用坐標(biāo)系變換單元10g把臨界圖形坐標(biāo)值的坐標(biāo)系變換成適合測定裝置7a的坐標(biāo)系，成為測定用坐標(biāo)值。用坐標(biāo)值發(fā)送單元10h，將測定用坐標(biāo)值發(fā)送給測定裝置7a。在步驟S173，利用測定裝置7a，把測定用坐標(biāo)值作為測定位置，用調(diào)整投影透鏡后的曝光裝置6d～6i，使臨界圖形投影到被曝光對象上，測定實(shí)際描繪的描繪臨界圖形形狀。與步驟S133相比，在使用投影透鏡調(diào)整后的曝光裝置6d～6i這方面不同。把由測定裝置7a得到描繪臨界圖形形狀的測定結(jié)果，通過通信網(wǎng)絡(luò)3發(fā)送給描繪臨界圖形接收單元10i。用描繪臨界圖形確認(rèn)單元10j，比較存入臨界圖形存儲器13f的臨界圖形形狀與描繪臨界圖形接收單元10i收到的描繪臨界圖形形狀，確認(rèn)描繪臨界圖形形狀是不是與臨界圖形形狀一致。在步驟S174，曝光裝置6d～6i之中，描繪被確認(rèn)為與臨界圖形一致的描繪臨界圖形形狀的曝光裝置，例如曝光裝置6d～6f進(jìn)入步驟S140，用作產(chǎn)品開展裝置群。另一方面，關(guān)于描繪不一致的描繪臨界圖形形狀的曝光裝置，例如曝光裝置6g～6n，就進(jìn)入步驟S180。
(七)在步驟S180，執(zhí)行光鄰近效應(yīng)校正處理，進(jìn)行曝光裝置6g～6n的光鄰近效應(yīng)校正。用光鄰近效應(yīng)校正單元10m，根據(jù)存入光鄰近效應(yīng)校正量存儲器13j的光鄰近效應(yīng)校正量，采用更新存入最佳曝光條件存儲器13e的曝光條件之中的曝光量和掩模偏置量等參數(shù)的辦法，執(zhí)行光鄰近效應(yīng)校正，以便改善描繪臨界圖形的形狀。并且，也可以校正曝光裝置6g～6n的投影透鏡數(shù)值孔徑NA、照明光學(xué)系統(tǒng)的相干系數(shù)σ等。
(八)在步驟S190，通過以下的步驟S191和S192，再次執(zhí)行描繪臨界圖形確認(rèn)處理。首先，利用曝光裝置6g～6n，按光鄰近效應(yīng)校正后的曝光條件，將晶片上的光刻膠曝光后，使其顯影，形成器件圖形。而且，在步驟S191，利用測定裝置7a等，實(shí)際測定形成后的器件圖形之中描繪臨界圖形形狀。用描繪臨界圖形確認(rèn)單元10j，確認(rèn)描繪臨界圖形的形狀是不是與臨界圖形的形狀一致。在步驟S192，曝光裝置6g～6n之中，描繪確認(rèn)為與臨界圖形形狀一致的描繪臨界圖形形狀的曝光裝置，例如曝光裝置6g～6i進(jìn)入步驟S140，適用作為產(chǎn)品開展裝置群。另一方面，關(guān)于描繪與臨界圖形形狀不一致的描繪臨界圖形形狀的曝光裝置，例如曝光裝置6j～6n，則進(jìn)入步驟S210。
(九)在步驟S210，對掩模進(jìn)行光鄰近效應(yīng)校正。即，要訂購、制作掩模上的掩模圖形尺寸變更后的「光鄰近效應(yīng)校正掩?！?，使其具有各自適合曝光裝置6j～6n的光鄰近效應(yīng)量。光鄰近效應(yīng)校正掩模，也可以從外部訂購，在其訂處購制作，也可以由各工廠5a～5n等制作。而且，將新制作的光鄰近效應(yīng)校正掩模安裝到曝光裝置6j～6n內(nèi)。
(十)在步驟S220，用以下的步驟S221和S222，再次進(jìn)行描繪臨界圖形確認(rèn)處理。首先，利用曝光裝置6j～6n的光鄰近效應(yīng)校正掩模進(jìn)行曝光后，使其顯影形成器件圖形。利用測定裝置7a等，實(shí)際測定形成后的器件圖形之中描繪臨界圖形形狀。在步驟S221，用描繪臨界圖形確認(rèn)單元10j等，確認(rèn)描繪臨界圖形的形狀是不是與臨界圖形的形狀一致。在步驟S222，曝光裝置6j～6n之中，描繪確認(rèn)為與臨界圖形形狀一致的描繪臨界圖形形狀的曝光裝置6j～6l進(jìn)入步驟S140，適用作為各自安裝適合光鄰近效應(yīng)校正掩模時的產(chǎn)品開展裝置群。另一方面，關(guān)于描繪與臨界圖形形狀不一致的描繪臨界圖形形狀的曝光裝置，例如曝光裝置6m～6n，則進(jìn)入步驟S230。
(十一)在步驟S230，用以下的步驟S231和S232，執(zhí)行研究變更掩模設(shè)計規(guī)則本身的替換圖形采用處理。
在步驟S231，借助于器件圖形虛擬單元10n，模擬出跟用模擬單元10b模擬的器件圖形不同的多個虛擬器件圖形。在步驟S232，用替換圖形抽取單元10o，抽取形狀與步驟S220中描繪臨界圖形形狀不一致的臨界圖形不同的具有同一功能的圖形作為「替換圖形」。抽取后的替換圖形，存入虛擬器件圖形存儲器13k。例如，用替換圖形抽取單元10o，在步驟S220，2條線的描繪臨界圖形形狀與臨界圖形形狀不一致的場合，抽取具有與該2條線的臨界圖形同樣功能的3條線的圖形作為替換圖形。而且，使用電子束(EB)曝光裝置等的圖形發(fā)生器等，采用抽取的替換圖形而不用2條線的臨界圖形，制作與初始掩模形狀不同而具有同一功能的「替換掩?！?。替換掩模不管是工廠5a～5n等制作或者是訂購處制作都行。而且，返回步驟S120的裝置判定處理順序，對各自安裝適合替換掩模的曝光裝置6m～6n，重復(fù)作為產(chǎn)品開展裝置的裝置判定處理、描繪臨界圖形確認(rèn)處理、…的一連串處理。進(jìn)入步驟S140的場合，將安裝適合替換掩模的曝光裝置，例如曝光裝置6m，用作產(chǎn)品開展裝置群。另一方面，關(guān)于再次進(jìn)入S142的曝光裝置，例如曝光裝置6n，再次重復(fù)替換圖形的采用處理、裝置判定處理、…。
按照本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定方法，迅速而且容易地，一并判定光學(xué)特性微妙差別的多臺曝光裝置6a～6n是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性，可應(yīng)用于產(chǎn)品開展(大量生產(chǎn))。
另外，通過任意時間和處理重復(fù)次數(shù)，結(jié)束該曝光裝置判定工序，在該時刻判定為不能應(yīng)用的曝光裝置，例如曝光裝置6n不用作產(chǎn)品開展裝置群也行。
(投影透鏡的調(diào)整處理例1)以下，說明在步驟S150的投影透鏡調(diào)整處理一例。首先，掩模具有描繪圖8所示第1圖形21的掩蔽圖形，表示調(diào)整曝光裝置6a的投影透鏡的場合。第1圖形21是互相同一形狀的左側(cè)圖形21L，右側(cè)圖形21R的一種配置。2個圖形21L、21R分別具有互相同一尺寸的像寬w1、w2和像高h(yuǎn)1、h2，分別配置在互相間隔r分離的位置。在步驟S121用光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a，作為光學(xué)系統(tǒng)誤差信息，計算第1圖形21對圖9所示查涅克系數(shù)的靈敏度。圖9的橫軸表示查涅克系數(shù)，縱軸表示第1圖形的靈敏度。如圖9所示，第1圖形21是查涅克多項(xiàng)式之中，表示波面象差對查涅克系數(shù)的第7項(xiàng)(Z7)、第14項(xiàng)(Z14)和第23項(xiàng)(Z23)的靈敏度。
用投影透鏡調(diào)整值計算單元10k，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)誤差信息，計算減少對應(yīng)查涅克系數(shù)的第7項(xiàng)、第14項(xiàng)和第23項(xiàng)象差這樣的投影透鏡調(diào)整值。而且，用投影透鏡調(diào)整值發(fā)送單元10l，把投影透鏡調(diào)整值發(fā)送給圖1所示曝光裝置6a的光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)63a。光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)63a按照收到的投影透鏡調(diào)整值，調(diào)整曝光裝置6a的投影透鏡。
圖10的橫軸表示查涅克系數(shù)，縱軸表示調(diào)整前的投影透鏡象差。圖11的橫軸表示查涅克系數(shù)，縱軸表示調(diào)整后的投影透鏡象差。如圖10和圖11所示，通過調(diào)整投影透鏡，能夠減少投影透鏡象差與查涅克系數(shù)對應(yīng)的量。圖12的橫軸表示狹縫像高，縱軸表示用調(diào)整投影透鏡前后的曝光裝置描繪第1圖形21的曝光狹縫內(nèi)左右差。第1圖形21的曝光狹縫內(nèi)像高h(yuǎn)1、h2的左右差，在投影透鏡調(diào)整前(菱形塊)最大值d1處為大約20nm，但是在投影透鏡調(diào)整后(四方形塊)最大值d2處減少為大約10nm。
(投影透鏡調(diào)整處理例2)接著，作為投影透鏡調(diào)整處理的另一例，掩模具有形成第2圖形的掩蔽圖形，說明調(diào)整曝光裝置6b的投影透鏡的場合。第2圖形是圖13(a)所示孤立的縱向圖形22a和跟圖13(b)所示縱向圖形22a同一形狀，互相垂直的橫向圖形22b的一種配置?？v向圖形22a的像寬w3和橫向圖形22b的像高h(yuǎn)4互相為同一尺寸。并且，縱向圖形22a的像高h(yuǎn)3和橫向圖形22b的像寬w4互為同一尺寸約0.2μm。用光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a，如圖14所示，計算每個縱向圖形22a的狹縫像高(橫向圖形22b的狹縫像寬)的投影透鏡波面象差。圖14的橫軸表示縱向圖形22a的狹縫像高(橫向圖形22b的狹縫像寬)，縱軸表示調(diào)整投影透鏡前的投影透鏡波面象差。如圖14所示，可以知道第2圖形22a、22b是敏感于跟查涅克系數(shù)的第9項(xiàng)(Z9)與第12項(xiàng)(Z12)交互作用因子(Z9×Z12)對應(yīng)的投影透鏡象差。
用投影透鏡調(diào)整值計算單元10k，計算例如優(yōu)化查涅克系數(shù)的第9項(xiàng)(Z9)與第12項(xiàng)(Z12)之比的光學(xué)系統(tǒng)誤差值，作為投影透鏡的調(diào)整值。而且，用投影透鏡調(diào)整值發(fā)送單元10l，將計算出的投影透鏡調(diào)整值發(fā)送給圖1所示曝光裝置6b的光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)63b。光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)63b，按照投影透鏡調(diào)整值，調(diào)整投影透鏡。
圖15的橫軸表示縱向圖形22a的狹縫像高(橫向圖形22b的狹縫像寬)，表示縱軸調(diào)整后的投影透鏡波面象差。調(diào)整投影透鏡，如圖15所示，可以減少投影透鏡的象差。圖16的橫軸表示縱向圖形22a的狹縫像高(橫向圖形22b的狹縫像寬)，縱軸表示調(diào)整投影透鏡前的縱向圖形22a的像寬w3及圖形22b的像高h(yuǎn)4的尺寸。圖17的橫軸表示縱向圖形22a的狹縫像高(橫向圖形22b的狹縫像寬)，縱軸表示用調(diào)整投影透鏡后的曝光裝置6b描繪的縱向圖形22a的像寬w3和橫向圖形22b的像高h(yuǎn)4的尺寸。如圖16所示，在投影透鏡調(diào)整前，最大值d3處是大約20nm，但是通過投影透鏡調(diào)整，如圖17所示在最大值d4處減少到大約5nm。圖18的橫軸表示縱向圖形22a的狹縫像高(橫向圖形22b的狹縫像寬)，橫軸表示調(diào)整投影透鏡，進(jìn)而用調(diào)整照明不勻后的曝光裝置6b描繪的縱向圖形22a的像寬w3和橫向圖形22b的像高h(yuǎn)4的尺寸。如圖18所示，調(diào)整投影透鏡以后，進(jìn)而通過調(diào)整照明不勻，進(jìn)一步減少縱向圖形22a的像寬w3和橫向圖形22b的像高h(yuǎn)4的尺寸差。另外，投影透鏡的調(diào)整值就是由每種新產(chǎn)品設(shè)計指標(biāo)決定的，并沒有特別限定。
(半導(dǎo)體器件的制造方法)接著，參照圖19，說明上述的曝光裝置判定系統(tǒng)、曝光裝置判定方法和使用曝光裝置判定程序的半導(dǎo)體器件(LSI)制造方法。
本發(fā)明實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件制造方法，如圖19所示，包括步驟S100的設(shè)計工序、步驟S200的掩模制造和曝光裝置判定工序、以及步驟S300的芯片制造工序。步驟S200的掩模制造和曝光裝置判定工序，除掩模制造工序外，包括本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定系統(tǒng)、曝光裝置判定方法和使用曝光裝置判定程序的曝光裝置判定工序。步驟S300的芯片制造工序包括在步驟S310的硅晶片上制作集成電路的前工序(晶片工序)，和從步驟S320的劃片起到檢測的后工序(組裝工序)。以下，詳細(xì)說明各工序。
(一)首先，在步驟S100，實(shí)施工藝、掩模模擬。并且，給工藝、掩模模擬的結(jié)果和各電極輸入電流或電壓的各個值后，進(jìn)行器件模擬。利用通過該器件模擬而得到的電特性，進(jìn)行LSI的電路模擬，決定電路布局。
(二)另一方面，在步驟S110，光刻工序中使用預(yù)定的多臺曝光裝置，例如使用圖2所示的曝光裝置6a～6n，利用具有象差測定用檢測圖形的掩模，使晶片表面上涂布的光刻膠曝光后，使其顯影，在晶片表面上分別形成象差測定用光刻膠的評價圖形。而且，使用SEM等測定裝置7a，分別實(shí)際測定每臺曝光裝置6a～6n實(shí)現(xiàn)的光刻膠的評價圖形形狀。而后，把用測定裝置7a獲得的評價圖形形狀的測定結(jié)果，通過通信網(wǎng)絡(luò)3，送到裝置判定服務(wù)器2的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息計算單元10a。
(三)在步驟S200，用以下的順序(a)～(d)進(jìn)行掩模制造和曝光裝置判定工序。
(a)首先，以步驟S100的設(shè)計工序決定的電路布局等表面圖形為基礎(chǔ)使用CAD系統(tǒng)，分別決定各自與半導(dǎo)體芯片的各層或內(nèi)部構(gòu)造對應(yīng)的掩模圖形數(shù)據(jù)(描繪掩模數(shù)據(jù))。進(jìn)而利用該掩模圖形數(shù)據(jù)，利用電子束(EB)曝光裝置等的圖形發(fā)生器，在石英玻璃等的掩?；迳厦枥L與各工序?qū)?yīng)的掩模圖形，并制作掩模。
(b)其次，用圖3所示的光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a，利用由步驟S110得到的測定結(jié)果，計算多臺曝光裝置6a～6n相互間的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息。而且，用模擬單元10b，根據(jù)計算出的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息，模擬每臺曝光裝置描繪的器件圖形(參照圖5的步驟S122)。用裝置判定單元10c，根據(jù)模擬后的器件圖形，判定多臺曝光裝置6a～6n是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性。將判定為具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的曝光裝置，例如曝光裝置6a～6c使用在步驟S313a和S313b的光刻工序。
(c)一方面，對判定為不具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的曝光裝置6d～6n，實(shí)行投影透鏡調(diào)整處理(圖6的步驟S150)和光鄰近效應(yīng)校正處理等(圖7的步驟S180)以后，重復(fù)是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的判定等。在步驟S313a和S313b的光刻工序，使用判定為具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的曝光裝置，例如曝光裝置6d～6f。
(d)另一方面，對于通過投影透鏡調(diào)整和光鄰近效應(yīng)校正也判定為不能用作產(chǎn)品開展的曝光裝置6g～6n，制作光鄰近效應(yīng)校正掩模、或制作采用替換圖形的替換掩模的要求出現(xiàn)的場合，分別制作適合光鄰近效應(yīng)校正掩?；蛱鎿Q掩模(參照圖7的步驟S230)。而后，對安裝了光鄰近效應(yīng)校正掩模或替換掩模的曝光裝置6d～6n，按圖5～圖7的流程所示的順序，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性。在步驟S313a和S313b的光刻工序中，使用判定為具有可用特性的曝光裝置，例如曝光裝置6d～6f。
(四)接著，在步驟S310a的前端工序(襯底工序)，重復(fù)實(shí)施在步驟S311a的氧化工序、在步驟S312a的光刻膠涂布工序、在步驟S313a的光刻工序、在步驟S314a的離子注入工序和在步驟S315a的熱處理工序等。在步驟S313a，使用步驟S200中圖形發(fā)生器制作的掩模及可由裝置判定單元10c判定為可用作產(chǎn)品開展裝置群的曝光裝置，例如曝光裝置6a～6f，以步驟、結(jié)束、重復(fù)方式使半導(dǎo)體晶片上的光刻膠膜曝光，制成圖形。使用安裝了替換掩?；蚬忄徑?yīng)校正掩模的曝光裝置6g～6n而不用掩模也行。一連串工序一旦結(jié)束，就進(jìn)入步驟S310b。
(五)接著，在步驟S310b，對襯底表面實(shí)施布線處理的后端工序(表面布線工序)，對后端工序而言，重復(fù)實(shí)施在步驟S311b的CVD工序、在步驟S312b的光刻膠涂布工序、在步驟S313b的光刻工序、在步驟S314b的蝕刻工序和在步驟S315b的金屬淀積工序等。在步驟S313b，使用步驟S200中圖形發(fā)生器制作的掩模，和由裝置判定單元10c判定為可用作產(chǎn)品開展裝置群的曝光裝置6a～6f進(jìn)行曝光，形成由光刻膠構(gòu)成的蝕刻掩模。使用安裝了替換掩?；蚬忄徑?yīng)校正掩模的曝光裝置6g～6n而不用掩模也行。一連串工序結(jié)束后，就進(jìn)入步驟S320。
(六)完成多層布線構(gòu)造，前工序就結(jié)束，在步驟S320，借助于金剛石刀等劃片裝置，分割成規(guī)定的芯片尺寸。而且，將其安裝到金屬或陶瓷等的封裝材料上，用金絲連接芯片上的電極焊盤和引線架的引線以后，實(shí)施樹脂密封等要求的封裝工序。
(七)在步驟S400，經(jīng)過有關(guān)半導(dǎo)體器件的性能和功能特性檢測、引線形狀和尺寸狀態(tài)、可靠性試驗(yàn)等規(guī)定的檢測，完成半導(dǎo)體器件。在步驟S500，為了避免受水分、靜電等的影響對通過以上工序后的半導(dǎo)體器件加以包裝出廠。
倘若采用本發(fā)明實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件制造方法，在步驟S313a和S313b的光刻工序中，采用能夠迅速選擇產(chǎn)品開展可能的曝光裝置6a～6n的辦法，避免成品率下降，降低生產(chǎn)成本，同時能夠短時間大量生產(chǎn)。
(曝光裝置判定程序)接著，詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施方案曝光裝置判定程序的執(zhí)行指令。
本發(fā)明實(shí)施方案的曝光裝置判定程序由(一)分別計算多臺曝光裝置6a～6n的相互光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的指令；(二)根據(jù)分別存入光學(xué)系統(tǒng)誤差信息存儲器13a、光刻條件存儲器13b、裝置質(zhì)量管理信息存儲器13l、以及CAD數(shù)據(jù)存儲器14a的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息、光刻條件、裝置質(zhì)量管理信息以及CAD數(shù)據(jù)等，模擬由多臺曝光裝置6a～6n的每臺描繪的器件圖形的指令；(三)按照用模擬單元10b模擬的器件圖形等，分別關(guān)于多臺曝光裝置6a～6n，判定是不是具有可用作產(chǎn)品開展裝置群特性的指令；(四)在用模擬單元10b模擬的器件圖形中抽取最佳的曝光條件的指令；(五)從用模擬單元10b模擬的器件圖形之中，抽取臨界圖形的指令；(六)從存入CAD數(shù)據(jù)存儲器14a的CAD數(shù)據(jù)中，抽取臨界圖形坐標(biāo)值的指令；(七)把用臨界圖形抽取單元10e抽取的臨界圖形坐標(biāo)值坐標(biāo)系變換為測定用坐標(biāo)值的指令；(八)通過通信網(wǎng)絡(luò)3，把用坐標(biāo)系變換單元10g求出的測定用坐標(biāo)值發(fā)送給用通信I/F18連接起來的測定裝置7a的指令；(九)通過通信網(wǎng)絡(luò)3，接收測定裝置7a測定的描繪臨界圖形形狀的測定結(jié)果的指令；(十)比較描繪臨界圖形接收單元10i收到的描繪臨界圖形形狀與存入臨界圖形存儲器13f的臨界圖形形狀，確認(rèn)描繪臨界圖形形狀是不是跟臨界圖形形狀一致的指令；(十一)根據(jù)用光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a計算的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息，分別計算曝光裝置6a～6n的投影透鏡調(diào)整值的指令；(十二)通過圖2所示的通信網(wǎng)絡(luò)3，把用投影透鏡調(diào)整值計算單元10k計算的投影透鏡調(diào)整值，發(fā)送給對應(yīng)的各自曝光裝置6a、6b、6c、…、6n的光學(xué)系統(tǒng)誤差校正機(jī)構(gòu)63a、63b、63c、…、63n的指令；(十三)按照臨界圖形形狀和光鄰近效應(yīng)校正量，進(jìn)行光鄰近效應(yīng)校正的指令；(十四)模擬跟用模擬單元10b模擬的器件圖形形狀不同的多個虛擬器件圖形的指令；(十五)從虛擬器件圖形中，抽取形狀與臨界圖形不同的具有同一功能的圖形作為替換圖形的指令等組成。
以上這樣的曝光裝置判定程序，可以存入裝置判定程序存儲器12等可由計算機(jī)讀取的存儲媒體。采用由圖3中所示CPU10這樣的計算機(jī)系統(tǒng)讀取該存儲媒體，執(zhí)行曝光裝置判定程序控制計算機(jī)的辦法，就能夠?qū)崿F(xiàn)上述的曝光裝置判定系統(tǒng)。
(其它實(shí)施方案)如上述一樣，本發(fā)明雖然按照實(shí)施方案加以記述，但是作為該揭示一部分的論述和附圖，不應(yīng)理解為限定本發(fā)明。從該揭示出發(fā)，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，各種各樣的替代實(shí)施方案、實(shí)施例和判定技術(shù)就顯而易見了。
已說過的本發(fā)明實(shí)施方案中，示出第1～第n(多家)工廠5a～5n，然而連到通信網(wǎng)絡(luò)3的工廠數(shù)沒有特別限定。并且，設(shè)于各工廠5a～5n內(nèi)的曝光裝置臺數(shù)和配置關(guān)系沒有特別限定。并且，設(shè)于各工廠5a～5n內(nèi)的測定裝置臺數(shù)和配置關(guān)系也沒有特別限定。
并且，本發(fā)明實(shí)施方案中，雖然在總部1設(shè)置裝置判定服務(wù)器2，但是只要連到通信網(wǎng)絡(luò)3上，設(shè)置場所沒有特別限定，例如就是第1工廠5a或第2工廠5b內(nèi)等也無妨。
這樣，不用說，本發(fā)明包括這里沒有記載的各種實(shí)施方案等。所以，本發(fā)明的技術(shù)范圍僅由根據(jù)上述說明到適當(dāng)技術(shù)方案范圍的發(fā)明特定事項(xiàng)決定。
如以上說明的那樣，按照本發(fā)明，可提供一種對多臺曝光裝置，迅速且容易地判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性，判定可應(yīng)用于產(chǎn)品開展的曝光裝置的曝光裝置判定系統(tǒng)、曝光裝置判定方法、曝光裝置判定程序及使用這些的半導(dǎo)體器件制造方法。
權(quán)利要求
1.一種曝光裝置判定系統(tǒng)，其特征是具備計算多臺曝光裝置相互的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元；按照所述信息，模擬每臺所述曝光裝置描繪的器件圖形的模擬單元；以及按照所述模擬的器件圖形，對所述多臺曝光裝置的每臺，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的裝置判定單元。
2.按照權(quán)利要求1所述的曝光裝置判定系統(tǒng)，其特征是還具備抽取所述模擬的器件圖形之中，對所述多臺曝光裝置每臺曝光裕度小的圖形作為臨界圖形的臨界圖形抽取單元，以及對每臺所述曝光裝置，比較所述臨界圖形形狀與將所述臨界圖形投影到被曝光對象上并實(shí)際描繪的描繪臨界圖形的形狀的描繪臨界圖形確認(rèn)單元。
3.按照權(quán)利要求1所述的曝光裝置判定系統(tǒng)，其特征是還具備根據(jù)所述信息，對每臺所述曝光裝置計算投影透鏡的調(diào)整值的投影透鏡調(diào)整值計算單元。
4.按照權(quán)利要求2所述的曝光裝置判定系統(tǒng)，其特征是還具備根據(jù)所述臨界圖形形狀，進(jìn)行光鄰近效應(yīng)校正的光鄰近效應(yīng)校正單元。
5.按照權(quán)利要求2所述的曝光裝置判定系統(tǒng)，其特征是還具備模擬形狀與所述器件圖形不同的多個虛擬器件圖形的器件圖形虛擬單元，以及抽取所述虛擬器件圖形之中，形狀與所述臨界圖形不同而且具有同一功能的替換圖形的替換圖形抽取單元。
6.按照權(quán)利要求2所述的曝光裝置判定系統(tǒng)，其特征是所述信息是因所述多臺曝光裝置的所述投影透鏡象差不同引起的誤差和因照明光學(xué)系統(tǒng)不同引起的誤差的信息。
7.一種曝光裝置判定方法，其特征是具備計算多臺曝光裝置相互光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的工序；按照所述信息，模擬由每臺所述曝光裝置描繪的器件圖形的工序；以及按照所述模擬的器件圖形，對所述多臺曝光裝置的每臺，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的工序。
8.按照權(quán)利要求7所述的曝光裝置判定方法，其特征是還具備抽取所述模擬的器件圖形之中，曝光裕度小的圖形作為臨界圖形的工序；由每臺所述曝光裝置把所述臨界圖形投影描繪于被曝光對象上，獲得描繪臨界圖形的工序；測定所述描繪臨界圖形形狀的工序；以及比較所述臨界圖形形狀與所述描繪臨界圖形形狀的工序。
9.按照權(quán)利要求7所述的曝光裝置判定方法，其特征是還具備根據(jù)所述信息，對每臺所述曝光裝置計算投影透鏡調(diào)整值的工序。
10.按照權(quán)利要求8所述的曝光裝置判定方法，其特征是還具備根據(jù)所述臨界圖形，對每臺所述曝光裝置進(jìn)行光鄰近效應(yīng)校正的工序。
11.按照權(quán)利要求8所述的曝光裝置判定方法，其特征是還具備模擬形狀與所述器件圖形不同的多個虛擬器件圖形的工序，以及抽取所述虛擬器件圖形之中，形狀與所述臨界圖形不同而且具有同一功能的替換圖形的工序。
12.按照權(quán)利要求7所述的曝光裝置判定方法，其特征是所述信息是因所述多臺曝光裝置的所述投影透鏡象差不同引起的誤差和因照明光學(xué)系統(tǒng)不同引起的誤差的信息。
13.一種曝光裝置判定程序，其特征是使計算機(jī)執(zhí)行計算多臺曝光裝置相互的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的指令；按照所述信息，模擬由每臺所述曝光裝置描繪的器件圖形的指令；以及按照所述模擬的器件圖形，對所述多臺曝光裝置的每臺，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的指令。
14.一種半導(dǎo)體器件制造方法，其特征是具備決定器件圖形布局的工序；按照所述決定的布局，制作多個掩模的工序；通過計算多臺曝光裝置相互的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的步驟，按照所述信息，模擬由每臺所述曝光裝置描繪的器件圖形的步驟，按照所述模擬的器件圖形，對所述多臺曝光裝置的每臺，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的步驟，借此對所述多臺曝光裝置，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的工序；以及把所述多個掩模的每個用于被判定為具有所述特性的曝光裝置，對半導(dǎo)體晶片上的光刻膠膜進(jìn)行曝光的工序。
全文摘要
本發(fā)明迅速而且容易判定多臺曝光裝置是否可應(yīng)用作為產(chǎn)品開展裝置群，提供一種能應(yīng)用于產(chǎn)品開展的曝光裝置判定系統(tǒng)。本曝光裝置判定系統(tǒng)具備計算多臺曝光裝置相互光學(xué)系統(tǒng)誤差信息的光學(xué)系統(tǒng)誤差計算單元10a；按照計算的光學(xué)系統(tǒng)誤差信息，模擬每臺曝光裝置所描繪的器件圖形的模擬單元10b；以及按照模擬的器件圖形，分別對多臺曝光裝置，判定是否具有可用作產(chǎn)品開展裝置群的特性的裝置判定單元10c。
文檔編號F04C29/00GK1480788SQ0315320
公開日2004年3月10日 申請日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者河野拓也, 樹, 野島茂樹, 東木達(dá)彥, 彥 申請人:株式會社東芝