半導体装置の製造方法及び露光装置
【課題】フォーカス値の測定時間を短縮し、かつ正確なフォーカス値を得ることができる半導体装置の製造方法及び露光装置を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、ウエハ３上に形成されたレジスト６より下層に形成された膜によって反射率が異なる領域について測定されたフォーカス値を取得し、反射率が低い第１の領域３１について得られたフォーカス値に、前記第１の領域３１よりも反射率が高い第２の領域３２について得られたフォーカス値を近づけて露光処理を行う。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、ウエハ３上に形成されたレジスト６より下層に形成された膜によって反射率が異なる領域について測定されたフォーカス値を取得し、反射率が低い第１の領域３１について得られたフォーカス値に、前記第１の領域３１よりも反射率が高い第２の領域３２について得られたフォーカス値を近づけて露光処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、基板に形成されたレジスト上のフォーカス計測点と、そのフォーカス計測点を挟む２つのフォーカス計測点にスリット像を投影し、３つのフォーカス計測点から得られた反射光の強度から反射率分布、重心位置、フォーカス誤差を順に算出し、算出したフォーカス誤差とフォーカス計測点の座標を対応させて記憶装置に記憶させる位置計測方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この位置計測方法によると、予めフォーカス誤差が既知であるので、検知光を用いて計測した計測値からフォーカス誤差を排除することができ、基板を所定の位置に位置決めすることができるとしている。
【０００４】
しかし、従来の位置計測方法によれば、３つのフォーカス測定点における反射光の強度からフォーカス誤差を算出するので、測定に時間が掛かるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００４／０４７１５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、フォーカス値の測定時間を短縮し、かつ正確なフォーカス値を得ることができる半導体装置の製造方法及び露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、半導体基板上に形成されたレジストより下層に形成された膜によって反射率が異なる領域について測定されたフォーカス値を取得し、反射率が低い第１の領域について得られたフォーカス値に、前記第１の領域よりも反射率が高い第２の領域について得られたフォーカス値を近づけて露光処理を行う半導体装置の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明の他の一態様は、半導体基板上に形成されたレジストに向けて検査光を射出する光源部と、前記光源部から射出された前記検査光の反射光を検出する光検出部と、前記光検出部の検出結果に基づいてフォーカス値を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記フォーカス値のうち、反射率が高い領域から得られたフォーカス値を、前記反射率が高い領域よりも反射率が低い領域から得られたフォーカス値に近づけて露光処理を行う露光処理部と、を備えた露光装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フォーカス値の測定時間を短縮し、かつ正確なフォーカス値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係るウエハの概略図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２の領域のフォーカス値に関する概略図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る検査光と反射光に関する模式図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るフォーカス値に関する概略図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係るレジストに段差がある場合の検査光と反射光に関する模式図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[第１の実施の形態]
（露光装置の構成）
図１は、第１の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。図１に示すＸＹＺ座標系は、露光する際に、後述するレチクルとウエハが相対移動する方向をＹ軸方向、Ｙ軸方向と直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向、すなわち後述する投影光学系の光軸方向をＺ軸とする。また、この露光装置１は、一例として、ステップアンドリピート方法でレチクル上のマスクパターンをウエハ上に転写するスキャン露光装置である。
【００１２】
この露光装置１は、主に、半導体基板としてのウエハ３上に形成されたレジストに向けて検査光７０を射出する光源部としての検査光源部１８と、検査光源部１８から射出された検査光７０の反射光７００を検出する光検出部１９と、光検出部１９の検出結果に基づいてフォーカス値を算出する算出部としてのフォーカス値測定部２１０と、フォーカス値測定部２１０によって算出されたフォーカス値のうち、反射率が高い領域から得られたフォーカス値を、反射率が高い領域よりも反射率が低い領域から得られたフォーカス値に近づけて露光処理を行う露光処理部２１２と、を備えて概略構成されている。
【００１３】
また露光装置１は、図１に示すように、露光光１００を射出する照明光源１０と、照明光源１０の下方に配置される開口絞りホルダ１１と、露光光１００を偏光する偏光子１２と、偏光した露光光１００を集光する集光光学系１３と、集光光学系１３の下方に配置されるスリットホルダ１４と、スリットホルダ１４の下方に配置され、露光光１００を照射されるレチクル１５を保持するレチクルステージ１６と、レチクルステージ１６の下方に配置される投影光学系１７と、投影光学系１７の下方に配置され、ウエハ３を保持するウエハステージ２０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１と、記憶部２２と、入力部２３と、出力部２４と、を備えて概略構成されている。
【００１４】
照明光源１０は、例えば、露光光１００としてＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレーザを射出するように構成されている。
【００１５】
レチクル１５は、例えば、石英ガラス等の透明基板からなり、Ｃｒ等からなる遮光膜によってマスクパターンが形成されている。
【００１６】
レチクルステージ１６は、レチクル用ＸＹステージ１６０と、レチクル用ＸＹステージ１６０の上部に配置されたレチクル用可動軸１６２、１６３と、レチクル用可動軸１６２、１６３のそれぞれでレチクル用ＸＹステージ１６０に接続されるレチクル用Ｚ傾斜ステージ１６４とを備えて概略構成されている。
【００１７】
レチクルステージ１６には、レチクルステージ駆動部１６１が接続される。レチクルステージ駆動部１６１は、レチクル用ＸＹステージ１６０を水平方向に走査する。またレチクル用可動軸１６２、１６３のそれぞれを垂直方向に駆動する。よって、レチクル用Ｚ傾斜ステージ１６４は、レチクル用ＸＹステージ１６０によって水平方向に位置決めされ、かつレチクル用可動軸１６２、１６３のそれぞれにより水平面に対して傾斜をつけて配置することができる。レチクル用Ｚ傾斜ステージ１６４の端部には、レチクル用移動鏡１６６が配置される。レチクル用Ｚ傾斜ステージ１６４の配置位置は、レチクル用移動鏡１６６に対向して配置されたレチクル用レーザ干渉計１６５で計測される。
【００１８】
ウエハステージ２０は、ウエハ用ＸＹステージ２００と、ウエハ用ＸＹステージ２００の上部に配置されたウエハ用可動軸２０２、２０３と、ウエハ用可動軸２０２、２０３のそれぞれでウエハ用ＸＹステージ２００に接続されるウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４とを備えて概略構成されている。
【００１９】
ウエハステージ２０には、ウエハステージ駆動部２０１が接続される。ウエハステージ駆動部２０１は、ウエハ用ＸＹステージ２００を水平方向に走査する。またウエハ用可動軸２０２、２０３のそれぞれを垂直方向に駆動する。よって、ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４は、ウエハ用ＸＹステージ２００によって水平方向に位置決めされ、かつウエハ用可動軸２０２、２０３のそれぞれにより水平面に対して傾斜をつけて配置することができる。ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４の端部には、ウエハ用移動鏡２０６が配置される。ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４の配置位置は、ウエハ用移動鏡２０６に対向して配置されたウエハ用レーザ干渉計２０５で計測される。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るウエハの概略図である。ウエハ３は、例えば、図２に示すショット領域３０ごとに、レチクル１５に形成されたマスクパターンが縮小投影される。図２に示す第１の領域３１は、例えば、レジストよりも下層に反射率の低い膜が形成された領域であり、図２に示す第２の領域３２は、例えば、レジストより下層に、第１の領域３１よりも反射率の高い膜が形成された領域である。第１及び第２の領域３１、３２の一例を挙げると、第１の領域３１は、レジストより下層に形成された配線の密度が高い領域であり、第２の領域３２は、第１の領域３１よりも配線の密度が低い領域である。また、第１の領域３１と第２の領域３２において測定される反射率は、例えば、レジストよりも下層の膜の構成が異なる場合、レジストよりも下層の膜の膜厚が異なる場合等によっても異なる。なお、第１及び第２の領域３１、３２は、ショット領域３０内に複数設定されても良い。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２の領域のフォーカス値に関する概略図である。図３におけるフォーカス値は、図中に番号「１０」〜「１４」が付されたショット領域３０のフォーカス値を示している。また、図３に示す矢印は、フォーカス値が測定されるショット領域３０の順番を示している。フォーカス値の測定は、ステップアンドリピート方法、若しくは露光前に事前に計測する方法によって、図３に示す「１」〜「２３」のショット領域３０に順次検査光７０を測定点に向けて射出し、その反射光７００を光検出部１９によって検出することによって行われ、ウエハステージ２０を介してウエハ３が検査光源部１８及び光検出部１９に対して移動する。
【００２２】
検査光源部１８は、例えば、７つの光源が一列に並べられて構成されている。検査光源部１８は、ショット領域３０に設定された複数の測定点に向けて検査光７０を射出し、光検出部１９は、レジスト６表面等で反射した反射光７００を検出する。ここで検査光源部１８から射出される検査光７０は、レジスト６を感光させない波長の光である。
【００２３】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る検査光と反射光に関する模式図である。図４は、第１の領域３１に対するフォーカス値の測定と第２の領域３２に対するフォーカス値の測定の様子を図示している。
【００２４】
図４に示すウエハ３には、一例として、ウエハ３上に設けられた配線層４と、配線層４上に形成され、露光光１００の反射を防止する反射防止膜５と、反射防止膜５上に形成されたレジスト６と、が形成されている。配線層４は、ウエハ３上に形成された配線４０と、配線４０を覆うように形成された絶縁膜４１とを備えて概略構成されている。この配線４０は、例えば、金属膜であり、反射率がウエハ３、絶縁膜４１、反射防止膜５及びレジスト６に比べて高い膜である。また反射防止膜５は、露光光１００の反射を防止することで、露光処理の精度を向上させるものであるが、検査光源部１８から射出される検査光７０の反射を防止するための膜ではないため、検査光７０は、反射防止膜５を透過し、その下層の膜の境界面や膜中において反射する。
【００２５】
第１の領域３１では、例えば、レジスト６内部に進入した検査光７０がレジスト６の下層の膜の境界や膜中で反射し、レジスト６の下層からの反射光７２とレジスト６表面からの反射光７１が反射光７００として光検出部１９で検出され、この反射光７００と検査光７０に基づいて反射率が算出され、算出された反射率に基づいてフォーカス値が算出される。フォーカス値の誤差は、主に、この反射光７２によって生じる。また第２の領域３２では、例えば、検査光７０がレジスト６の下層の膜の境界や膜中、そして他の膜よりも反射率の高い配線４０で反射し、レジスト６の下層からの反射光７４とレジスト６表面からの反射光７３が反射光７００として光検出部１９で検出され、この反射光７００と検査光７０に基づいて反射率が算出され、算出された反射率に基づいてフォーカス値が算出される。この反射光７４は、レジスト６の下層の反射率が高い膜からの反射であるので、フォーカス値の誤差も第１の領域３１に比べて大きい。
【００２６】
測定されたフォーカス値は、例えば、１つのショット領域３０が、レジスト６より下層に形成された膜の反射率が低い領域である第１の領域３１と、第１の領域３１よりも反射率が高い領域である第２の領域３２に分けられるとき、図３に示すように、反射率が低い領域のフォーカス値として測定される第１のフォーカス値３１０と、反射率が高い領域のフォーカス値として測定される第２のフォーカス値３２０とに大別される。
【００２７】
ＣＰＵ２１は、算出部としてのフォーカス値測定部２１０と、フォーカスマップ作成部２１１と、露光処理部２１２と、ステージ制御部２１３と、を備えて概略構成されている。
【００２８】
フォーカス値測定部２１０は、検査光源部１８及び光検出部１９を制御し、光検出部１９によって検出された反射光７００から、ウエハ３の投影光学系１７の光軸方向の基準点からの距離（フォーカス値）を算出し、算出した結果を測定点の座標と関連付けてフォーカスマップ作成部２１１に出力する。
【００２９】
フォーカスマップ作成部２１１は、フォーカス値測定部２１０によって測定された各測定点におけるフォーカス値を後述する補正方法によって補正し、補正したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカス値の分布を示すフォーカスマップ２２２を作成する。
【００３０】
露光処理部２１２は、露光処理における工程や各種パラメータ等を制御する。
【００３１】
ステージ制御部２１３は、露光処理部２１２及びフォーカス値測定部２１０による制御に基づいてレチクルステージ駆動部１６１、レチクル用レーザ干渉計１６５、ウエハステージ駆動部２０１及びウエハ用レーザ干渉計２０５等を制御する。
【００３２】
記憶部２２は、ソフトウエア２２０、レイアウトデータ２２１、フォーカスマップ２２２を記憶する。ソフトウエア２２０は、露光処理、フォーカス値測定や補正に必要なプログラムであり、ＣＰＵ２１によって実行される。レイアウトデータ２２１は、ウエハ３上に形成される回路のレイアウトに関するデータであり、一例として、入力部２３を介して記憶部２２に記憶される。なお、ソフトウエア２２０は、以下において、既にＣＰＵ２１によって実行中であるものとする。
【００３３】
入力部２３は、例えば、キーボード、マウス等の入力装置やコンピュータ等の外部装置と接続されている。出力部２４は、例えば、液晶表示装置、発光ダイオード等によるモニタ画面等に接続されている。
【００３４】
以下に、本実施の形態の本実施の形態の半導体装置の製造方法の一例について説明する。
【００３５】
（半導体装置の製造）
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るフォーカス値に関する概略図であり、図６は、本発明の第１の実施の形態に係るレジストに段差がある場合の検査光と反射光に関する模式図であり、図７は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。図５は、縦軸がフォーカス値であり、横軸がＹ軸となっている。
【００３６】
まず、レジスト６の下層に配線層４等が形成されたウエハ３を準備し、ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４にセットする。続いて、露光装置１のＣＰＵ２１は、入力部２３を介してフォーカス値の測定を指示されると、記憶部２２からこのウエハ３に関するレイアウトデータ２２１を取得する（Ｓ１）。
【００３７】
次に、ＣＰＵ２１のフォーカス値測定部２１０は、取得したレイアウトデータ２２１に基づいてフォーカス値を測定する（Ｓ２）。
具体的には、フォーカス値測定部２１０は、レイアウトデータ２２１に基づいてショット領域３０を第１及び第２の領域３１、３２に分け、ステップアンドリピート方法、若しくは露光前に事前に計測する方法によってそれぞれの測定点におけるフォーカス値を測定し、測定したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカスマップ作成部２１１に出力する。
【００３８】
次に、フォーカスマップ作成部２１１は、測定結果に基づいてフォーカスマップ２２２を作成する（Ｓ３）。
具体的には、フォーカスマップ作成部２１１は、フォーカス値測定部２１０から出力された第２の領域３２の第２のフォーカス値３２０を第１の領域３１の第１のフォーカス値３１０側に近づける補正方法によって補正を行い、第１のフォーカス値３１０と補正後の第２のフォーカス値３２０をそれぞれの測定点の座標に関連付けてフォーカスマップ２２２を作成する。図５は、この補正の一例として、ある一定の補正値Δｔを第２のフォーカス値３２０に加算し、第１のフォーカス値３１０に近づける補正方法を示している。第２のフォーカス値３２０を第１のフォーカス値３１０側に補正する他の補正方法として、例えば、１つのショット領域３０内で第１のフォーカス値３１０の平均のフォーカス値と第２のフォーカス値３２０の平均のフォーカス値を算出し、それらの差分を算出し、算出した差分を第２のフォーカス値３２０に加算して補正する補正方法、最小自乗近似法を用いて第１及び第２のフォーカス値３１０、３２０の近似フォーカス値を算出し、その差分を第２のフォーカス値３１０に加算して補正する補正方法等を用いることができる。ここで、ウエハ３全体のフォーカス値を平均化して露光処理する方が望ましい一例を下記に示す。
【００３９】
図６に示すレジスト６は、例えば、配線４０等の条件により表面の高さが、第１の領域３１と第２の領域３２の境界付近で異なっている。レジスト６に段差がある場合の補正方法は、例えば、段差によるフォーカス値の誤差なのか、レジスト６より下層に形成された配線４０の密度の差による誤差なのかの区別が困難なため、事前に段差の高さを把握した上で、補正後の第２のフォーカス値に、段差の高さを加えた第３のフォーカス値を適用することが望ましい。
【００４０】
また、補正方法は、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法によって配線層４が平坦化されている場合、反射率の高低に基づいて領域を分けて補正することが望ましい。
【００４１】
次に、露光処理部２１２は、作成されたフォーカスマップ２２２に基づいてウエハ３に露光処理を行う（Ｓ４）。
具体的には、露光装置１は、ステップアンドリピート法によってスキャン露光を開始する。露光処理部２１２は、フォーカスマップ２２２に基づいて各測定点のフォーカス値に応じてステージ制御部２１３を介してウエハステージ駆動部２０１等を制御し、ウエハ３のＺ軸方向の位置、及び傾斜等を調整し、露光処理を行う。
【００４２】
次に、露光処理がウエハ３全体で終了した後、現像処理を行ってレジストパターンを形成し、続いて形成したレジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行ってレジストパターンより下層の膜をエッチングし、所望のパターンを形成する。続いて、周知の工程を経て所望の半導体装置を得る。なお、例えば、ロット内のウエハの仕上がりにばらつきが少ない場合は、ロットの先頭のウエハにおいてフォーカス値の測定を行ってフォーカスマップ２２２を作成し、このフォーカスマップ２２２に基づいて残りのロットのウエハの露光処理を行っても良い。
【００４３】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）レジスト６より下層に形成された膜の反射率が高い領域のフォーカス値を、反射率が低い領域のフォーカス値に近づけて露光処理を行うことで、フォーカス値を平均して露光処理を行う場合に比べてより精度の高い露光処理を行うことができる。
（２）レイアウトデータ２２１に基づいてウエハ３面内を反射率の高い領域、低い領域に分けて、フォーカス値を測定することができるので、レイアウトデータ２２１を持たない場合に比べて、ウエハ３全体で正確なフォーカス値を得ることができる。
（３）光学式フォーカス測定装置を有する露光装置において、露光装置の構成を追加することなく、ソフトウエアを変更することで正確なフォーカス値を得ることができる。
（４）フォーカス値算出のための煩雑な処理を必要としないので、フォーカス値の測定時間を短縮することができる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、レイアウトデータを使用することなくフォーカス値を補正する点で第１の実施の形態と異なっている。なお、以下の各実施の形態について、第１の実施の形態と構成及び機能が同じ部分については、第１の実施の形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
以下に、本実施の形態の本実施の形態の半導体装置の製造方法の一例について説明する。
【００４６】
（半導体装置の製造）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。
【００４７】
まず、レジスト６が形成されたウエハ３を準備し、ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４にセットする。続いて、露光装置１のＣＰＵ２１のフォーカス値測定部２１０は、ウエハ３の測定点におけるフォーカス値を測定する（Ｓ１０）。
具体的には、フォーカス値測定部２１０は、ステップアンドリピート方法、若しくは露光前に事前に計測する方法によってそれぞれの測定点におけるフォーカス値を測定し、測定したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカスマップ作成部２１１に出力する。
【００４８】
次に、フォーカスマップ作成部２１１は、測定結果に基づいてフォーカスマップ２２２を作成する（Ｓ１１）。
具体的には、フォーカスマップ作成部２１１は、例えば、フォーカス値測定部２１０から出力されたフォーカス値のうち、反射率の高低によって２極化したフォーカス値をフォーカス値の大小に大別して大きい方のフォーカス値を平均化し、平均化した大きい方のフォーカス値に、小さい方のフォーカス値を近づける補正方法によって補正を行い、補正した小さい方のフォーカス値と補正しない大きい方のフォーカス値をそれぞれの測定点の座標に関連付けてフォーカスマップ２２２を作成する。なお、補正方法は、これに限定されず、大きい方のフォーカス値に、小さい方のフォーカス値を近づける補正方法であれば良い。
【００４９】
次に、露光処理部２１２は、作成されたフォーカスマップ２２２に基づいてウエハ３に露光処理を行う（Ｓ１２）。
【００５０】
次に、露光処理がウエハ３全体で終了した後、現像処理を行ってレジストパターンを形成し、続いて形成したレジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行ってレジストパターンより下層の膜をエッチングし、所望のパターンを形成する。続いて、周知の工程を経て所望の半導体装置を得る。
【００５１】
（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
レイアウトデータを使用することなくフォーカス値の補正を行うことができるので、レイアウトデータを使用する場合と比べてフォーカス値の測定時間を短縮することができる。
【００５２】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、反射率が高い領域を測定せずに、反射率が低い領域のフォーカス値で露光処理を行う点で上記の各実施の形態と異なっている。
【００５３】
（半導体装置の製造方法）
まず、レジスト６が形成されたウエハ３を準備し、ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４にセットする。続いて、露光装置１のＣＰＵ２１は、入力部２３を介してフォーカス値の測定を指示されると、記憶部２２からこのウエハ３に関するレイアウトデータ２２１を取得する。
【００５４】
次に、ＣＰＵ２１のフォーカス値測定部２１０は、取得したレイアウトデータ２２１に基づいてフォーカス値を測定する。
具体的には、フォーカス値測定部２１０は、レイアウトデータ２２１に基づいてショット領域３０を第１及び第２の領域３１、３２に分け、正常なフォーカス値を測定することができる第１の領域３１の第１のフォーカス値３１０だけを測定し、測定したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカスマップ作成部２１１に出力する。
【００５５】
次に、フォーカスマップ作成部２１１は、測定結果に基づいてフォーカスマップ２２２を作成する。
具体的には、フォーカスマップ作成部２１１は、フォーカス値測定部２１０から出力された第１の領域３１の第１のフォーカス値３１０を隣接する第２の領域３２のフォーカス値に割り当てフォーカスマップ２２２を作成する。なお、ウエハ３全体における第１のフォーカス値３１０を平均化し、平均化した第１のフォーカス値３１０を使用してウエハ３全体の露光処理を行っても良い。
【００５６】
次に、露光処理部２１２は、作成されたフォーカスマップ２２２に基づいてウエハ３に露光処理を行う。
【００５７】
次に、露光処理がウエハ３全体で終了した後、現像処理を行ってレジストパターンを形成し、続いて形成したレジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行ってレジストパターンより下層の膜をエッチングし、所望のパターンを形成する。続いて、周知の工程を経て所望の半導体装置を得る。
【００５８】
（第３の実施の形態の効果）
本発明の第３の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
反射率が高い領域のフォーカス値を測定せず、反射率が低い領域のフォーカス値のみを用いて露光処理を行うので、全ての測定点を測定する場合と比べてフォーカス値の測定時間を短縮することができる。
【００５９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形および組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…露光装置、３…ウエハ、６…レジスト、１８…検査光源部、１９…光検出部、７０…検査光、７００…反射光、２１０…フォーカス値測定部、２１２…露光処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、基板に形成されたレジスト上のフォーカス計測点と、そのフォーカス計測点を挟む２つのフォーカス計測点にスリット像を投影し、３つのフォーカス計測点から得られた反射光の強度から反射率分布、重心位置、フォーカス誤差を順に算出し、算出したフォーカス誤差とフォーカス計測点の座標を対応させて記憶装置に記憶させる位置計測方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この位置計測方法によると、予めフォーカス誤差が既知であるので、検知光を用いて計測した計測値からフォーカス誤差を排除することができ、基板を所定の位置に位置決めすることができるとしている。
【０００４】
しかし、従来の位置計測方法によれば、３つのフォーカス測定点における反射光の強度からフォーカス誤差を算出するので、測定に時間が掛かるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００４／０４７１５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、フォーカス値の測定時間を短縮し、かつ正確なフォーカス値を得ることができる半導体装置の製造方法及び露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、半導体基板上に形成されたレジストより下層に形成された膜によって反射率が異なる領域について測定されたフォーカス値を取得し、反射率が低い第１の領域について得られたフォーカス値に、前記第１の領域よりも反射率が高い第２の領域について得られたフォーカス値を近づけて露光処理を行う半導体装置の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明の他の一態様は、半導体基板上に形成されたレジストに向けて検査光を射出する光源部と、前記光源部から射出された前記検査光の反射光を検出する光検出部と、前記光検出部の検出結果に基づいてフォーカス値を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記フォーカス値のうち、反射率が高い領域から得られたフォーカス値を、前記反射率が高い領域よりも反射率が低い領域から得られたフォーカス値に近づけて露光処理を行う露光処理部と、を備えた露光装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フォーカス値の測定時間を短縮し、かつ正確なフォーカス値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係るウエハの概略図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２の領域のフォーカス値に関する概略図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る検査光と反射光に関する模式図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るフォーカス値に関する概略図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係るレジストに段差がある場合の検査光と反射光に関する模式図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[第１の実施の形態]
（露光装置の構成）
図１は、第１の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。図１に示すＸＹＺ座標系は、露光する際に、後述するレチクルとウエハが相対移動する方向をＹ軸方向、Ｙ軸方向と直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向、すなわち後述する投影光学系の光軸方向をＺ軸とする。また、この露光装置１は、一例として、ステップアンドリピート方法でレチクル上のマスクパターンをウエハ上に転写するスキャン露光装置である。
【００１２】
この露光装置１は、主に、半導体基板としてのウエハ３上に形成されたレジストに向けて検査光７０を射出する光源部としての検査光源部１８と、検査光源部１８から射出された検査光７０の反射光７００を検出する光検出部１９と、光検出部１９の検出結果に基づいてフォーカス値を算出する算出部としてのフォーカス値測定部２１０と、フォーカス値測定部２１０によって算出されたフォーカス値のうち、反射率が高い領域から得られたフォーカス値を、反射率が高い領域よりも反射率が低い領域から得られたフォーカス値に近づけて露光処理を行う露光処理部２１２と、を備えて概略構成されている。
【００１３】
また露光装置１は、図１に示すように、露光光１００を射出する照明光源１０と、照明光源１０の下方に配置される開口絞りホルダ１１と、露光光１００を偏光する偏光子１２と、偏光した露光光１００を集光する集光光学系１３と、集光光学系１３の下方に配置されるスリットホルダ１４と、スリットホルダ１４の下方に配置され、露光光１００を照射されるレチクル１５を保持するレチクルステージ１６と、レチクルステージ１６の下方に配置される投影光学系１７と、投影光学系１７の下方に配置され、ウエハ３を保持するウエハステージ２０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１と、記憶部２２と、入力部２３と、出力部２４と、を備えて概略構成されている。
【００１４】
照明光源１０は、例えば、露光光１００としてＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレーザを射出するように構成されている。
【００１５】
レチクル１５は、例えば、石英ガラス等の透明基板からなり、Ｃｒ等からなる遮光膜によってマスクパターンが形成されている。
【００１６】
レチクルステージ１６は、レチクル用ＸＹステージ１６０と、レチクル用ＸＹステージ１６０の上部に配置されたレチクル用可動軸１６２、１６３と、レチクル用可動軸１６２、１６３のそれぞれでレチクル用ＸＹステージ１６０に接続されるレチクル用Ｚ傾斜ステージ１６４とを備えて概略構成されている。
【００１７】
レチクルステージ１６には、レチクルステージ駆動部１６１が接続される。レチクルステージ駆動部１６１は、レチクル用ＸＹステージ１６０を水平方向に走査する。またレチクル用可動軸１６２、１６３のそれぞれを垂直方向に駆動する。よって、レチクル用Ｚ傾斜ステージ１６４は、レチクル用ＸＹステージ１６０によって水平方向に位置決めされ、かつレチクル用可動軸１６２、１６３のそれぞれにより水平面に対して傾斜をつけて配置することができる。レチクル用Ｚ傾斜ステージ１６４の端部には、レチクル用移動鏡１６６が配置される。レチクル用Ｚ傾斜ステージ１６４の配置位置は、レチクル用移動鏡１６６に対向して配置されたレチクル用レーザ干渉計１６５で計測される。
【００１８】
ウエハステージ２０は、ウエハ用ＸＹステージ２００と、ウエハ用ＸＹステージ２００の上部に配置されたウエハ用可動軸２０２、２０３と、ウエハ用可動軸２０２、２０３のそれぞれでウエハ用ＸＹステージ２００に接続されるウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４とを備えて概略構成されている。
【００１９】
ウエハステージ２０には、ウエハステージ駆動部２０１が接続される。ウエハステージ駆動部２０１は、ウエハ用ＸＹステージ２００を水平方向に走査する。またウエハ用可動軸２０２、２０３のそれぞれを垂直方向に駆動する。よって、ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４は、ウエハ用ＸＹステージ２００によって水平方向に位置決めされ、かつウエハ用可動軸２０２、２０３のそれぞれにより水平面に対して傾斜をつけて配置することができる。ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４の端部には、ウエハ用移動鏡２０６が配置される。ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４の配置位置は、ウエハ用移動鏡２０６に対向して配置されたウエハ用レーザ干渉計２０５で計測される。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るウエハの概略図である。ウエハ３は、例えば、図２に示すショット領域３０ごとに、レチクル１５に形成されたマスクパターンが縮小投影される。図２に示す第１の領域３１は、例えば、レジストよりも下層に反射率の低い膜が形成された領域であり、図２に示す第２の領域３２は、例えば、レジストより下層に、第１の領域３１よりも反射率の高い膜が形成された領域である。第１及び第２の領域３１、３２の一例を挙げると、第１の領域３１は、レジストより下層に形成された配線の密度が高い領域であり、第２の領域３２は、第１の領域３１よりも配線の密度が低い領域である。また、第１の領域３１と第２の領域３２において測定される反射率は、例えば、レジストよりも下層の膜の構成が異なる場合、レジストよりも下層の膜の膜厚が異なる場合等によっても異なる。なお、第１及び第２の領域３１、３２は、ショット領域３０内に複数設定されても良い。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２の領域のフォーカス値に関する概略図である。図３におけるフォーカス値は、図中に番号「１０」〜「１４」が付されたショット領域３０のフォーカス値を示している。また、図３に示す矢印は、フォーカス値が測定されるショット領域３０の順番を示している。フォーカス値の測定は、ステップアンドリピート方法、若しくは露光前に事前に計測する方法によって、図３に示す「１」〜「２３」のショット領域３０に順次検査光７０を測定点に向けて射出し、その反射光７００を光検出部１９によって検出することによって行われ、ウエハステージ２０を介してウエハ３が検査光源部１８及び光検出部１９に対して移動する。
【００２２】
検査光源部１８は、例えば、７つの光源が一列に並べられて構成されている。検査光源部１８は、ショット領域３０に設定された複数の測定点に向けて検査光７０を射出し、光検出部１９は、レジスト６表面等で反射した反射光７００を検出する。ここで検査光源部１８から射出される検査光７０は、レジスト６を感光させない波長の光である。
【００２３】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る検査光と反射光に関する模式図である。図４は、第１の領域３１に対するフォーカス値の測定と第２の領域３２に対するフォーカス値の測定の様子を図示している。
【００２４】
図４に示すウエハ３には、一例として、ウエハ３上に設けられた配線層４と、配線層４上に形成され、露光光１００の反射を防止する反射防止膜５と、反射防止膜５上に形成されたレジスト６と、が形成されている。配線層４は、ウエハ３上に形成された配線４０と、配線４０を覆うように形成された絶縁膜４１とを備えて概略構成されている。この配線４０は、例えば、金属膜であり、反射率がウエハ３、絶縁膜４１、反射防止膜５及びレジスト６に比べて高い膜である。また反射防止膜５は、露光光１００の反射を防止することで、露光処理の精度を向上させるものであるが、検査光源部１８から射出される検査光７０の反射を防止するための膜ではないため、検査光７０は、反射防止膜５を透過し、その下層の膜の境界面や膜中において反射する。
【００２５】
第１の領域３１では、例えば、レジスト６内部に進入した検査光７０がレジスト６の下層の膜の境界や膜中で反射し、レジスト６の下層からの反射光７２とレジスト６表面からの反射光７１が反射光７００として光検出部１９で検出され、この反射光７００と検査光７０に基づいて反射率が算出され、算出された反射率に基づいてフォーカス値が算出される。フォーカス値の誤差は、主に、この反射光７２によって生じる。また第２の領域３２では、例えば、検査光７０がレジスト６の下層の膜の境界や膜中、そして他の膜よりも反射率の高い配線４０で反射し、レジスト６の下層からの反射光７４とレジスト６表面からの反射光７３が反射光７００として光検出部１９で検出され、この反射光７００と検査光７０に基づいて反射率が算出され、算出された反射率に基づいてフォーカス値が算出される。この反射光７４は、レジスト６の下層の反射率が高い膜からの反射であるので、フォーカス値の誤差も第１の領域３１に比べて大きい。
【００２６】
測定されたフォーカス値は、例えば、１つのショット領域３０が、レジスト６より下層に形成された膜の反射率が低い領域である第１の領域３１と、第１の領域３１よりも反射率が高い領域である第２の領域３２に分けられるとき、図３に示すように、反射率が低い領域のフォーカス値として測定される第１のフォーカス値３１０と、反射率が高い領域のフォーカス値として測定される第２のフォーカス値３２０とに大別される。
【００２７】
ＣＰＵ２１は、算出部としてのフォーカス値測定部２１０と、フォーカスマップ作成部２１１と、露光処理部２１２と、ステージ制御部２１３と、を備えて概略構成されている。
【００２８】
フォーカス値測定部２１０は、検査光源部１８及び光検出部１９を制御し、光検出部１９によって検出された反射光７００から、ウエハ３の投影光学系１７の光軸方向の基準点からの距離（フォーカス値）を算出し、算出した結果を測定点の座標と関連付けてフォーカスマップ作成部２１１に出力する。
【００２９】
フォーカスマップ作成部２１１は、フォーカス値測定部２１０によって測定された各測定点におけるフォーカス値を後述する補正方法によって補正し、補正したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカス値の分布を示すフォーカスマップ２２２を作成する。
【００３０】
露光処理部２１２は、露光処理における工程や各種パラメータ等を制御する。
【００３１】
ステージ制御部２１３は、露光処理部２１２及びフォーカス値測定部２１０による制御に基づいてレチクルステージ駆動部１６１、レチクル用レーザ干渉計１６５、ウエハステージ駆動部２０１及びウエハ用レーザ干渉計２０５等を制御する。
【００３２】
記憶部２２は、ソフトウエア２２０、レイアウトデータ２２１、フォーカスマップ２２２を記憶する。ソフトウエア２２０は、露光処理、フォーカス値測定や補正に必要なプログラムであり、ＣＰＵ２１によって実行される。レイアウトデータ２２１は、ウエハ３上に形成される回路のレイアウトに関するデータであり、一例として、入力部２３を介して記憶部２２に記憶される。なお、ソフトウエア２２０は、以下において、既にＣＰＵ２１によって実行中であるものとする。
【００３３】
入力部２３は、例えば、キーボード、マウス等の入力装置やコンピュータ等の外部装置と接続されている。出力部２４は、例えば、液晶表示装置、発光ダイオード等によるモニタ画面等に接続されている。
【００３４】
以下に、本実施の形態の本実施の形態の半導体装置の製造方法の一例について説明する。
【００３５】
（半導体装置の製造）
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るフォーカス値に関する概略図であり、図６は、本発明の第１の実施の形態に係るレジストに段差がある場合の検査光と反射光に関する模式図であり、図７は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。図５は、縦軸がフォーカス値であり、横軸がＹ軸となっている。
【００３６】
まず、レジスト６の下層に配線層４等が形成されたウエハ３を準備し、ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４にセットする。続いて、露光装置１のＣＰＵ２１は、入力部２３を介してフォーカス値の測定を指示されると、記憶部２２からこのウエハ３に関するレイアウトデータ２２１を取得する（Ｓ１）。
【００３７】
次に、ＣＰＵ２１のフォーカス値測定部２１０は、取得したレイアウトデータ２２１に基づいてフォーカス値を測定する（Ｓ２）。
具体的には、フォーカス値測定部２１０は、レイアウトデータ２２１に基づいてショット領域３０を第１及び第２の領域３１、３２に分け、ステップアンドリピート方法、若しくは露光前に事前に計測する方法によってそれぞれの測定点におけるフォーカス値を測定し、測定したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカスマップ作成部２１１に出力する。
【００３８】
次に、フォーカスマップ作成部２１１は、測定結果に基づいてフォーカスマップ２２２を作成する（Ｓ３）。
具体的には、フォーカスマップ作成部２１１は、フォーカス値測定部２１０から出力された第２の領域３２の第２のフォーカス値３２０を第１の領域３１の第１のフォーカス値３１０側に近づける補正方法によって補正を行い、第１のフォーカス値３１０と補正後の第２のフォーカス値３２０をそれぞれの測定点の座標に関連付けてフォーカスマップ２２２を作成する。図５は、この補正の一例として、ある一定の補正値Δｔを第２のフォーカス値３２０に加算し、第１のフォーカス値３１０に近づける補正方法を示している。第２のフォーカス値３２０を第１のフォーカス値３１０側に補正する他の補正方法として、例えば、１つのショット領域３０内で第１のフォーカス値３１０の平均のフォーカス値と第２のフォーカス値３２０の平均のフォーカス値を算出し、それらの差分を算出し、算出した差分を第２のフォーカス値３２０に加算して補正する補正方法、最小自乗近似法を用いて第１及び第２のフォーカス値３１０、３２０の近似フォーカス値を算出し、その差分を第２のフォーカス値３１０に加算して補正する補正方法等を用いることができる。ここで、ウエハ３全体のフォーカス値を平均化して露光処理する方が望ましい一例を下記に示す。
【００３９】
図６に示すレジスト６は、例えば、配線４０等の条件により表面の高さが、第１の領域３１と第２の領域３２の境界付近で異なっている。レジスト６に段差がある場合の補正方法は、例えば、段差によるフォーカス値の誤差なのか、レジスト６より下層に形成された配線４０の密度の差による誤差なのかの区別が困難なため、事前に段差の高さを把握した上で、補正後の第２のフォーカス値に、段差の高さを加えた第３のフォーカス値を適用することが望ましい。
【００４０】
また、補正方法は、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法によって配線層４が平坦化されている場合、反射率の高低に基づいて領域を分けて補正することが望ましい。
【００４１】
次に、露光処理部２１２は、作成されたフォーカスマップ２２２に基づいてウエハ３に露光処理を行う（Ｓ４）。
具体的には、露光装置１は、ステップアンドリピート法によってスキャン露光を開始する。露光処理部２１２は、フォーカスマップ２２２に基づいて各測定点のフォーカス値に応じてステージ制御部２１３を介してウエハステージ駆動部２０１等を制御し、ウエハ３のＺ軸方向の位置、及び傾斜等を調整し、露光処理を行う。
【００４２】
次に、露光処理がウエハ３全体で終了した後、現像処理を行ってレジストパターンを形成し、続いて形成したレジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行ってレジストパターンより下層の膜をエッチングし、所望のパターンを形成する。続いて、周知の工程を経て所望の半導体装置を得る。なお、例えば、ロット内のウエハの仕上がりにばらつきが少ない場合は、ロットの先頭のウエハにおいてフォーカス値の測定を行ってフォーカスマップ２２２を作成し、このフォーカスマップ２２２に基づいて残りのロットのウエハの露光処理を行っても良い。
【００４３】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）レジスト６より下層に形成された膜の反射率が高い領域のフォーカス値を、反射率が低い領域のフォーカス値に近づけて露光処理を行うことで、フォーカス値を平均して露光処理を行う場合に比べてより精度の高い露光処理を行うことができる。
（２）レイアウトデータ２２１に基づいてウエハ３面内を反射率の高い領域、低い領域に分けて、フォーカス値を測定することができるので、レイアウトデータ２２１を持たない場合に比べて、ウエハ３全体で正確なフォーカス値を得ることができる。
（３）光学式フォーカス測定装置を有する露光装置において、露光装置の構成を追加することなく、ソフトウエアを変更することで正確なフォーカス値を得ることができる。
（４）フォーカス値算出のための煩雑な処理を必要としないので、フォーカス値の測定時間を短縮することができる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、レイアウトデータを使用することなくフォーカス値を補正する点で第１の実施の形態と異なっている。なお、以下の各実施の形態について、第１の実施の形態と構成及び機能が同じ部分については、第１の実施の形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
以下に、本実施の形態の本実施の形態の半導体装置の製造方法の一例について説明する。
【００４６】
（半導体装置の製造）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に関するフローチャートである。
【００４７】
まず、レジスト６が形成されたウエハ３を準備し、ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４にセットする。続いて、露光装置１のＣＰＵ２１のフォーカス値測定部２１０は、ウエハ３の測定点におけるフォーカス値を測定する（Ｓ１０）。
具体的には、フォーカス値測定部２１０は、ステップアンドリピート方法、若しくは露光前に事前に計測する方法によってそれぞれの測定点におけるフォーカス値を測定し、測定したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカスマップ作成部２１１に出力する。
【００４８】
次に、フォーカスマップ作成部２１１は、測定結果に基づいてフォーカスマップ２２２を作成する（Ｓ１１）。
具体的には、フォーカスマップ作成部２１１は、例えば、フォーカス値測定部２１０から出力されたフォーカス値のうち、反射率の高低によって２極化したフォーカス値をフォーカス値の大小に大別して大きい方のフォーカス値を平均化し、平均化した大きい方のフォーカス値に、小さい方のフォーカス値を近づける補正方法によって補正を行い、補正した小さい方のフォーカス値と補正しない大きい方のフォーカス値をそれぞれの測定点の座標に関連付けてフォーカスマップ２２２を作成する。なお、補正方法は、これに限定されず、大きい方のフォーカス値に、小さい方のフォーカス値を近づける補正方法であれば良い。
【００４９】
次に、露光処理部２１２は、作成されたフォーカスマップ２２２に基づいてウエハ３に露光処理を行う（Ｓ１２）。
【００５０】
次に、露光処理がウエハ３全体で終了した後、現像処理を行ってレジストパターンを形成し、続いて形成したレジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行ってレジストパターンより下層の膜をエッチングし、所望のパターンを形成する。続いて、周知の工程を経て所望の半導体装置を得る。
【００５１】
（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
レイアウトデータを使用することなくフォーカス値の補正を行うことができるので、レイアウトデータを使用する場合と比べてフォーカス値の測定時間を短縮することができる。
【００５２】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、反射率が高い領域を測定せずに、反射率が低い領域のフォーカス値で露光処理を行う点で上記の各実施の形態と異なっている。
【００５３】
（半導体装置の製造方法）
まず、レジスト６が形成されたウエハ３を準備し、ウエハ用Ｚ傾斜ステージ２０４にセットする。続いて、露光装置１のＣＰＵ２１は、入力部２３を介してフォーカス値の測定を指示されると、記憶部２２からこのウエハ３に関するレイアウトデータ２２１を取得する。
【００５４】
次に、ＣＰＵ２１のフォーカス値測定部２１０は、取得したレイアウトデータ２２１に基づいてフォーカス値を測定する。
具体的には、フォーカス値測定部２１０は、レイアウトデータ２２１に基づいてショット領域３０を第１及び第２の領域３１、３２に分け、正常なフォーカス値を測定することができる第１の領域３１の第１のフォーカス値３１０だけを測定し、測定したフォーカス値と測定点の座標を関連付けてフォーカスマップ作成部２１１に出力する。
【００５５】
次に、フォーカスマップ作成部２１１は、測定結果に基づいてフォーカスマップ２２２を作成する。
具体的には、フォーカスマップ作成部２１１は、フォーカス値測定部２１０から出力された第１の領域３１の第１のフォーカス値３１０を隣接する第２の領域３２のフォーカス値に割り当てフォーカスマップ２２２を作成する。なお、ウエハ３全体における第１のフォーカス値３１０を平均化し、平均化した第１のフォーカス値３１０を使用してウエハ３全体の露光処理を行っても良い。
【００５６】
次に、露光処理部２１２は、作成されたフォーカスマップ２２２に基づいてウエハ３に露光処理を行う。
【００５７】
次に、露光処理がウエハ３全体で終了した後、現像処理を行ってレジストパターンを形成し、続いて形成したレジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行ってレジストパターンより下層の膜をエッチングし、所望のパターンを形成する。続いて、周知の工程を経て所望の半導体装置を得る。
【００５８】
（第３の実施の形態の効果）
本発明の第３の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
反射率が高い領域のフォーカス値を測定せず、反射率が低い領域のフォーカス値のみを用いて露光処理を行うので、全ての測定点を測定する場合と比べてフォーカス値の測定時間を短縮することができる。
【００５９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形および組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…露光装置、３…ウエハ、６…レジスト、１８…検査光源部、１９…光検出部、７０…検査光、７００…反射光、２１０…フォーカス値測定部、２１２…露光処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成されたレジストより下層に形成された膜によって反射率が異なる領域について測定されたフォーカス値を取得し、
反射率が低い第１の領域について得られたフォーカス値に、前記第１の領域よりも反射率が高い第２の領域について得られたフォーカス値を近づけて露光処理を行う半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の領域は、前記レジストより下層に形成された配線の密度が低い領域であり、
前記第２の領域は、前記レジストより下層に形成された配線の密度が、前記第１の領域よりも高い領域である請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２の領域について得られたフォーカス値に補正値を付加し、
前記第１の領域について得られたフォーカス値、及び前記補正値を付加した前記第２の領域について得られたフォーカス値に基づいて前記露光処理を行う請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の領域について得られたフォーカス値、及び前記第２の領域について得られたフォーカス値に基づいて前記半導体基板上のフォーカス値の分布を示すフォーカスマップを作成し、
作成した前記フォーカスマップに基づいて前記露光処理を行う請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板上に形成されたレジストに向けて検査光を射出する光源部と、
前記光源部から射出された前記検査光の反射光を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいてフォーカス値を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記フォーカス値のうち、反射率が高い領域から得られたフォーカス値を、前記反射率が高い領域よりも反射率が低い領域から得られたフォーカス値に近づけて露光処理を行う露光処理部と、
を備えた露光装置。
【請求項１】
半導体基板上に形成されたレジストより下層に形成された膜によって反射率が異なる領域について測定されたフォーカス値を取得し、
反射率が低い第１の領域について得られたフォーカス値に、前記第１の領域よりも反射率が高い第２の領域について得られたフォーカス値を近づけて露光処理を行う半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の領域は、前記レジストより下層に形成された配線の密度が低い領域であり、
前記第２の領域は、前記レジストより下層に形成された配線の密度が、前記第１の領域よりも高い領域である請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２の領域について得られたフォーカス値に補正値を付加し、
前記第１の領域について得られたフォーカス値、及び前記補正値を付加した前記第２の領域について得られたフォーカス値に基づいて前記露光処理を行う請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の領域について得られたフォーカス値、及び前記第２の領域について得られたフォーカス値に基づいて前記半導体基板上のフォーカス値の分布を示すフォーカスマップを作成し、
作成した前記フォーカスマップに基づいて前記露光処理を行う請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板上に形成されたレジストに向けて検査光を射出する光源部と、
前記光源部から射出された前記検査光の反射光を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいてフォーカス値を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記フォーカス値のうち、反射率が高い領域から得られたフォーカス値を、前記反射率が高い領域よりも反射率が低い領域から得られたフォーカス値に近づけて露光処理を行う露光処理部と、
を備えた露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−４０６６１（Ｐ２０１１−４０６６１Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８８８１６（Ｐ２００９−１８８８１６）
【出願日】平成２１年８月１８日（２００９．８．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１８日（２００９．８．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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