半導体装置の製造方法
【課題】パターンの異なる複数のマスクの情報を考慮したプロセス制御が可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】次に処理を施す半導体ウェーハを選択し、処理装置の装置情報および選択された半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハの処理結果に基づいて、半導体ウェーハを処理する第１処理条件を算出するステップと、第１処理条件に、半導体ウェーハにパターンを形成したマスクに対して予め定められた補正値を加算し、第２処理条件を算出するステップと、第２処理条件に従って、半導体ウェーハを処理するステップと、半導体ウェーハの処理結果を求め、処理結果を平均した第１平均値を求めるステップと、第１平均値と、第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差を示すマスク誤差を求めるステップと、マスク誤差のマスク間バラツキが小さくなるように、処理時間と処理結果との関係から補正値を修正するステップとを具備する。
【解決手段】次に処理を施す半導体ウェーハを選択し、処理装置の装置情報および選択された半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハの処理結果に基づいて、半導体ウェーハを処理する第１処理条件を算出するステップと、第１処理条件に、半導体ウェーハにパターンを形成したマスクに対して予め定められた補正値を加算し、第２処理条件を算出するステップと、第２処理条件に従って、半導体ウェーハを処理するステップと、半導体ウェーハの処理結果を求め、処理結果を平均した第１平均値を求めるステップと、第１平均値と、第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差を示すマスク誤差を求めるステップと、マスク誤差のマスク間バラツキが小さくなるように、処理時間と処理結果との関係から補正値を修正するステップとを具備する。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置を製造する際に、ＡＰＣ（Advanced Process Control）システムを用い、処理装置の特性変動や外部環境の変動を打ち消すようにプロセス条件を制御し、プロセスの再現性を高めていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、製造実行システムと製造設備がＬＡＮ接続したネットワークの経路にプロセス制御システムを挿入する工程と、プロセス制御システムでロットの前工程の処理結果を取得し処理レシピを書き換える工程と、プロセス制御システムから製造設備に書き換えた処理レシピを送信する工程とを具備している。
ロットの前工程の処理結果であるウェーハ情報を取得するステップが含まれているのでウェーハ状態を考慮したプロセス制御を行い、ウェーハ毎にレシピを変更するプロセス制御に対応している。
【０００４】
然しながら、特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、同一パターンが形成されたウェーハを処理する場合を想定しているので、同一処理装置で互いに異なるパターンが形成されたウェーハを処理し、少量多品種の半導体装置を製造する場合には適用が難しいという問題がある。
【０００５】
即ち、少量多品種の半導体装置を製造する場合、処理装置には多品種のウェーハを確実に処理できることが求められる。
例えば、処理装置がエッチング装置である場合、異なるマスクパターンが形成されたウェーハを処理しても、所望の仕上がり寸法が得られるようにプロセスを制御することが必要である。
【０００６】
然しながら、過去のインラインＱＣの寸法データを利用する場合に、マスクパターンの差によりプロセスの制御精度が悪化し、所望の仕上がり寸法が得られないという問題がある。
【０００７】
一方、複数種の半導体装置を効率的に生産する半導体装置の製造方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特許文献２に開示された半導体装置の製造方法は、加工済みの製品種「Ａ」の半導体ウェーハのマスクデータおよび実測残膜厚値に基づき、基礎式に含まれるパラメータの値を、ＣＭＰ装置の特性を再現するように決定し、次に加工対象となる製品種「Ｂ」の半導体ウェーハのマスクデータと、パラメータ値を定めた基礎式とを用いて、製品種「Ｂ」の半導体ウェーハの最適研磨時間を予測している。以降、加工対象となる製品種が切り替わるごとに同様な処理を実行し、最適研磨時間を予測している。
【０００８】
然しながら、特許文献２に開示された半導体装置の製造方法は、異なる品種の処理結果を次の品種の処理に利用しているので、処理手順、および処理装置が大掛かりになるという問題がある。
【特許文献１】特開２００６−２０２８２１号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、互いに異なるパターンを有する複数のマスクの情報を考慮して、効率的に複数種の半導体装置を製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の半導体装置の製造方法は、互いに異なるパターンを有する複数のマスクを用いて、複数の半導体ウェーハに互いに異なるパターンを形成し、前記複数の半導体ウェーハに処理を施して、種類の異なる複数の半導体装置を製造する方法であって、前記複数の半導体ウェーハの内から次に処理を施す半導体ウェーハを選択し、処理装置の装置情報および選択された前記半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハの処理結果に基づいて、選択された前記半導体ウェーハを処理する第１処理条件を算出するステップと、前記第１処理条件に、前記複数のマスクの内から選択された前記半導体ウェーハに前記パターンを形成したときに用いたマスクに対して予め定められた補正値を加算し、第２処理条件を算出するステップと、前記第２処理条件に従って、選択された前記半導体ウェーハを処理するステップと、選択された前記半導体ウェーハの処理結果を求め、前記処理結果を平均した第１平均値を求めるステップと、前記第１平均値と、前記第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差を示すマスク誤差を求めるステップと、前記マスク誤差の前記複数のマスク間バラツキが小さくなるように、処理時間と処理結果との関係から、前記補正値を修正するステップと、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、互いに異なるパターンを有する複数のマスクの情報を考慮して、効率的に複数種の半導体装置を製造する方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法について、図１乃至図７を用いて説明する。図１は本実施例の半導体装置の製造システムを示すブロック図、図２は半導体装置の製造方法を示すフローチャート、図３は半導体ウェーハの処理結果を求める検査パターンを示す図、図４は処理時間と処理結果との関係を示す図、図５は半導体ウェーハの処理結果の平均値を処理順に示すチャート図、図６乃至図８は半導体ウェーハの処理結果の平均値をマスク別に示すチャートである。
本実施例は、処理がＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置による異方性エッチングであり、処理結果が半導体ウェーハに転写されたパターンの幅である場合の例である。
【００１４】
図１に示すように、本実施例の半導体装置の製造システム１０は、ＡＰＣ（Advanced Process Control）システム１２から処理装置１１に処理レシピを送信し、処理レシピに基づいて半導体ウェーハを処理して半導体装置を製造するシステムである。
【００１５】
即ち、半導体装置の製造システム１０は、処理装置１１と、処理装置１１に処理レシピを送信するＡＰＣシステム１２と、処理装置１１の処理結果を計測する検査装置１３と、処理結果を蓄積するデータベース１４と、処理装置１１、ＡＰＣシステム１２、検査装置１３およびデータベース１４と通信し、ロット管理を含めて全体を統轄管理する製造実行システム（Manufacturing Execution System：ＭＥＳ）１５と、を具備している。
【００１６】
ＡＰＣシステム１２は、処理装置１１の処理レシピの変更指示を行い、処理装置から装置情報の実処理データや処理中の時系列データを取得することができる。
【００１７】
検査装置１３は処理装置１１に取り付けていつどの製造装置で処理されたかが分かるようして、半導体ウェーハ毎に処理結果を計測することができる。
得られた計測値は、ＡＰＣシステム１２およびＭＥＳ１５を通じてデータベース１４に保管される。
【００１８】
従って、データベース１４には、互いに異なるパターンを有する複数のマスクを用いて、互いに異なるパターンが形成された複数の半導体ウェーハに処理を施したときの処理結果が、マスク別に紐付けして保管されている。更に、そのときの処理装置１１の装置情報が履歴として保管されている。
【００１９】
次に、本実施例の半導体装置の製造方法を、フローチャートを用いて説明する。図２は半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
図２に示すように、始めに互いに異なるパターンを有する複数のマスクを用いて、フォトリソグラフィ法により互いに異なるパターンが形成された複数の半導体ウェーハを準備する（ステップＳ０１）。ここでのパターンとは、エッチングのマスク材のパターンのことである。
次に、複数の半導体ウェーハの内から次にエッチングを施す半導体ウェーハを選択する（ステップＳ０２）。
【００２０】
次に、処理装置１１（以後、エッチング装置という）の装置情報、および選択された半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハの処理結果（以後、過去のエッチング結果という）に基づいて、選択された半導体ウェーハをエッチングする第１処理条件を算出する（ステップＳ０３）。
【００２１】
エッチング装置１１の装置情報とは、各種の半導体ウェーハをエッチングした時のプロセスパラメータの履歴で、エッチング中の半導体ウェーハの温度、反応容器内の圧力、ガス流量、電圧、電流、消費電力の少なくともいずれかの時系列データ、または温度、圧力、電力の処理中の平均値、最大値、最小値の少なくともいずれかの統計データである。
ＲＩＥ装置では、同種の半導体ウェーハを連続してエッチングする場合に、装置情報を管理することにより、再現性のあるエッチングが可能である。
【００２２】
過去のエッチング結果とは、選択された半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハを過去にエッチングした結果の履歴で、１ラン前のエッチング結果である前回のエッチング結果、または過去の複数ランのエッチング結果の移動平均値などを意味している。
【００２３】
第１エッチング条件とは、過去のエッチング結果と所望のエッチング結果とのズレ量を求め、装置情報からエッチング速度の変動量を予測し、所望の仕上がり幅が得られるように１ラン前のエッチング時間を修正することにより定めたエッチング時間を含む処理レシピのことである。
【００２４】
図３は半導体ウェーハのエッチング結果を計測する検査パターンを示す図である。
図３に示すように、検査パターン２０は、例えば幅Ｗが１００ｎｍの短冊状の検査マークである。エッチング装置１１に取り付けられたスキャトロメトリなどの計測器により、検査マーク２０の幅Ｗが計測される。
検査パターン２０の両側には、パターン密度を調整するために検査パターン２０と同じパターンを有するダミーパターン２１、２２が配置されている。
【００２５】
図４はスリミングＲＩＥ工程におけるエッチング時間と、パターンの仕上がり幅との関係を示す図である。
図４に示すように、スリミングＲＩＥ工程においては、エッチング時間に応じて側面のエッチングが進むので、パターンの幅を狭めることができる。エッチング時間とパターンの仕上がり幅との関係は、２次関数で近似される。
【００２６】
これにより、所望の仕上がり幅か得られるようにＲＩＥ工程の最適エッチング時間を予想して、第１エッチング条件を算出する。
【００２７】
次に、第１エッチング条件に、複数のマスクの内から選択された半導体ウェーハにパターンを形成したときに用いたマスクに対して予め定められた補正値を加算し、第２処理条件を算出する（ステップＳ０４）。
ここで、補正値とはマスクのパターンの違いに応じてマスク別に定められた処理時間の微調整量であり、詳細は後述する。
【００２８】
次に、ＡＰＣシステム１２は、第２エッチング条件をエッチング装置１１に送信する（ステップＳ０５）。
次に、第２エッチング条件に従って、選択された半導体ウェーハをエッチングする（ステップＳ０６）。
次に、選択された半導体ウェーハに転写されたパターンの幅を測定し、測定結果を統計処理、例えば平均して第１平均値を求め（ステップＳ０７）、得られた寸法データをデータベース１４に転送する（ステップＳ０８）。
【００２９】
次に、第１平均値と第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差を求め、その差をマスク誤差とする（ステップＳ０９）。
次に、第１平均値の複数のマスク間バラツキが小さくなるように、エッチング時間と仕上がり寸法との関係からエッチング時間を修正し、補正値を更新する（ステップＳ１０）。
【００３０】
具体的には、例えば互いに異なるパターン幅を有する３種類のマスク（マスクＡ、マスクＢ、マスクＣ）と、３種類のマスクを用いて、互いに異なるマスクパターンが形成された３種類の半導体ウェーハの場合を考える。
【００３１】
図５は３種類の半導体ウェーハの第１平均値を処理順に示すチャートで、図中の白丸がマスクＡ、四角がマスクＢ、三角がマスクＣの結果を示している。図６乃至図８は半導体ウェーハの第１平均値をマスク別に示すチャートで、図６がマスクＡのチャート、図７がマスクＢのチャート、図８がマスクＣのチャートである。
【００３２】
図５に示すように、エッチングはマスク順でＡＢＣＡＢＢＣＡＡＣＡＢＣＣＡＢＡＢＣＡＢのように行われている。全種類の半導体ウェーハの第１平均値は管理値（１００±１０ｎｍ）に収まっているが、周期的なうねりが見られる。
【００３３】
図６に示すように、マスクＡにおいては、第１平均値は、１００ｎｍ、第２平均値は１００ｎｍであり、その差のマスク誤差Ｅａはゼロである。
図７に示すように、マスクＢにおいては、第１平均値は、１０４ｎｍ、第２平均値は９８ｎｍであり、その差のマスク誤差Ｅｂは＋６ｎｍである。
図８に示すように、マスクＣにおいては、第１平均値は、９６ｎｍ、第２平均値は１０２ｎｍであり、その差のマスク誤差Ｅｃは−６ｎｍである。
【００３４】
図９はマスクＡ、Ｂ、Ｃにおける半導体ウェーハの処理結果の第１平均値の分布を示す図で、実線がマスクＡの第１平均値の分布、一転鎖線がマスクＢの第１平均値の分布、破線がマスクＣの第１平均値の分布を示している。
図９に示すように、マスクＡ、Ｂ、Ｃの分布のピーク値が第２平均値に相当し、分布のピーク値からのズレがマスク誤差に相当する。
【００３５】
マスク誤差Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃの平均をＥとすると、マスク誤差のマスク間バラツキ、例えば標準偏差σは、次式で表わされる。
σ＝√（（（Ｅａ−Ｅ）２＋（Ｅｂ−Ｅ）２＋（Ｅｃ−Ｅ）２）／３）
本実施例では、σ＝４．８ｎｍであり、マスク誤差のマスク間バラツキσが小さくなるように、図４に示す処理時間と処理結果との関係に基づいてマスク毎に補正値に修正を施す。
【００３６】
例えば、マスクＡにおいては、マスク誤差Ｅａが平均値Ｅに等しいので、補正値を修正する必要はなく、処理時間は変更しない。
マスクＢにおいては、マスク誤差Ｅｂが平均値Ｅより大きいので、補正値を修正するに際し、パターン幅が６ｎｍではなく、４．８ｎｍだけ小さくなるように処理時間を短くする。
同様に、マスクＣにおいては、マスク誤差Ｅｃが平均値Ｅより小さいので、補正値を修正するに際し、パターン幅が６ｎｍではなく、４．８ｎｍだけ大きくなるように処理時間を長くする。
【００３７】
上述したように修正された補正値を第１処理条件に加算して第２処理条件を算出し、半導体ウェーハの処理を繰り返すことにより、マスク誤差の複数のマスク間バラツキを小さくすることが可能であり、少量多品種ラインおいて、安定した寸法精度を確保することができる。
【００３８】
エッチング装置１１が複数台、例えば１号機と２号機がある場合は、マスクＡのマスク誤差Ｅａを、エッチング装置毎に求めたマスク誤差の平均値とし、Ｅａ＝（Ｅａ１＋Ｅａ２）／２としてもよい。
ここで、Ｅａ１はマスクＡの１号機におけるマスク誤差、Ｅａ２はマスクＡの２号機におけるマスク誤差である。
【００３９】
これにより、各エッチング装置１１の固有の癖などが平均化されるので、各エッチング装置１１においてマスク誤差Ｅａを共用し、処理手順などが簡素化できる利点がある。マスクＢ、マスクＣについても同様であり、その説明は省略する。
【００４０】
以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法は、処理装置の装置情報、および選択された半導体ウェーハの過去の処理結果に基づいて、第１処理条件を算出し、第１処理条件にマスク別に予め定められた補正値を加算して第２処理条件を算出し、第２処理条件に従って、選択された半導体ウェーハを処理し、処理結果を平均した第１平均値と第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差のマスク誤差を求め、マスク誤差の複数のマスク間バラツキが小さくなるように、処理時間と処理結果との関係から、補正値を修正している。
【００４１】
その結果、少量多品種ラインで、複数のマスクを使用して同じ処理レシピ毎に寸法制御の行なうＡＰＣにおいて、その処理レシピでの平均寸法値と、個々のマスク毎の寸法平均値との差を、マスク差として実績寸法から自動算出が可能となる。このマスク差は、新しいマスクで処理した場合でも、次回処理分から補正値が自動算出されるため、メンテナンスフリーで、マスク毎の処理条件補正値を管理することができる。
【００４２】
互いに異なるパターンを有するマスクを混用した場合でも、実績に応じてマスクごとの寸法誤差を自動計算し、次回処理時にその寸法誤差を考慮して処理条件を自動補正することで、少量多品種ラインでも安定した寸法精度を確保できる。
従って、互いに異なるパターンを有する複数のマスクの情報を考慮して、効率的に複数種の半導体装置を製造する方法が得られる。
【００４３】
更に、本実施例において、次処理ウェーハの最適なエッチング条件を算出するステップを、ロット毎あるいは指定した時間毎に実施することができる。
これにより、枚葉処理工程において、ウェーハ毎あるいは、ロット毎に処理条件の補正が可能となる。
【００４４】
マスク間差を算出する際に、装置別に同レシピの平均値を算出し、対象マスクとの差をマスク差として使用することができる。
これにより、装置間差を考慮して、マスク差を算出することが可能となる。
【００４５】
同処理装置の特定処理レシピでの平均寸法を算出する際、指定した期間（処理日時）または処理回数を基準に寸法データを取得することができる。
これにより、処理レシピ毎の平均寸法を算出する際、期間や処理回数を可変させることで、最適なマスク毎の処理条件補正値を算出することが可能となる。
【００４６】
現在のエッチング装置の状態を表す装置情報は、処理中に得られる温度、圧力、電力などの時系列データ、あるいは、それらの処理中の装置情報を平均値、最大値、最小値などの統計値に変換した値を使用することができる。
これにより、製造装置の状態を表す装置情報を、ＡＰＣの制御パラメータに使用することで、装置状態の揺らぎとマスク差の切り分けが可能となる。
【００４７】
次処理ウェーハの最適なエッチング条件を算出するステップにおいて、マスク別に寸法補正値あるいは、エッチング時間補正値としてデータベースで管理している。
これにより、マスク別の処理条件補正値をデータベース管理ですることで、マスク別の補正値の管理が可能となる。
【００４８】
対象マスクの平均寸法を求めるステップにおいて、指定した期間（処理日時）または処理回数を基準に寸法データを取得することができる。
これにより、対象マスクの平均値を、期間または処理回数で可変させることで、生産規模に応じたマスク補正値の調整が可能となる。
【００４９】
マスク間差を算出する際、処理号機毎に、同号機の同処理レシピでの寸法平均値との差を算出し、号機毎のマスク差を平均化して使用することができる。
これにより、処理号機毎のマスク補正値を平均化させることで、処理号機間差とマスク間差を分けて管理が可能となる。
【００５０】
現在のエッチング装置の状態を表す装置情報は、ＡＰＣシステムあるいは、専用のデータ取得ツールを使用して、処理装置／ロット／ウェーハ情報と紐付けをして、データベースに保管し、次回エッチング条件算出の際に使用することができる。
これにより、装置情報を処理装置、ロット、ウェーハ情報と紐付けしてデータベース管理することで、ＡＰＣの制御状態と装置状態の変化を同時管理が可能となる。
【００５１】
号機毎のマスク差を平均化するステップで、マスク差の算出を寸法測定データ後、自動計算させ、データベースで管理することができる。
これにより、マスク差を計算するタイミングを、寸法測定データ取得後に実施することで、次回処理時にすみやかに処理条件の転送が可能となる。
【００５２】
マスク差を算出するステップにおいて、初期値はマスク検査データなどを固定値として設定することができる。
これにより、マスク差の補正値は、初期値をマスク毎に持たせることで、１回目処理時からマスク差を考慮した制御が可能となる。
【実施例２】
【００５３】
本発明の実施例２に係る半導体装置の製造方法について、図１０を用いて説明する。図１０は処理時間と処理結果との関係を示す図である。
【００５４】
本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本実施例が実施例１と異なる点は、処理が化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）であり、処理結果を半導体ウェーハに転写されたパターンのポリッシュ膜厚としたことにある。
【００５５】
即ち、本実施例の半導体装置の製造方法は、処理装置１１をＣＭＰ装置とし、第１処理条件をポリッシュ時間とすることにより、実施例１と同様に実行することができる。
図１０に示すように、ＣＭＰでは常時新しいスラリーが供給され、ポリッシュ時間に応じてポリッシュが進行する。ポリッシュ時間とポリッシュ量との関係は、１次関数で近似される。
【００５６】
以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法は、ＣＭＰ工程において、互いに異なるパターンを有するマスクを混用した場合でも、実績に応じてマスクごとのポリッシュレートを自動計算し、次回処理時にそのポリッシュレートの誤差を考慮して処理条件を自動補正することで、少量多品種ラインでも安定した膜厚精度を確保できる利点がある。
【実施例３】
【００５７】
本発明の実施例３に係る半導体装置の製造方法について、図１１を用いて説明する。図１１は処理時間と処理結果との関係を示す図である。
本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本実施例が実施例１と異なる点は、処理がフォトリソグラフィであり、処理結果を半導体ウェーハ上のレジスト膜に転写されたパターンの幅としたことにある。
【００５８】
即ち、本実施例の半導体装置の製造方法は、処理装置１１を露光装置とし、第１処理条件を露光時間とすることにより、実施例１と同様に実行することができる。
図１１に示すように、露光時間に応じてレジストの硬化が進むので、パターンの幅を狭めることができる。露光時間とパターンの幅との関係は、２次関数で近似される。
【００５９】
以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法は、フォトリソグラフィ工程において、互いに異なるパターンを有するマスクを混用した場合でも、実績に応じてマスクごとの寸法誤差を自動計算し、次回処理時にその寸法誤差を考慮して処理条件を自動補正することで、少量多品種ラインでも安定した寸法精度を確保できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造システムを示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例１に係る処理結果を求める検査パターンを示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る処理時間と処理結果との関係を示す図。
【図５】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値を処理順に示すチャート。
【図６】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値をマスク別に示すチャート。
【図７】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値をマスク別に示すチャート。
【図８】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値をマスク別に示すチャート。
【図９】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値の分布を示す図。
【図１０】本発明の実施例２に係る処理時間と処理結果との関係を示す図。
【図１１】本発明の実施例３に係る処理時間と処理結果との関係を示す図。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 半導体装置の製造システム
１１ 処理装置
１２ ＡＰＣシステム
１３ 検査装置
１４ データベース
１５ 製造実行システム（ＭＥＳ）
２０ 検査パターン
２１、２２ ダミーパターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置を製造する際に、ＡＰＣ（Advanced Process Control）システムを用い、処理装置の特性変動や外部環境の変動を打ち消すようにプロセス条件を制御し、プロセスの再現性を高めていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、製造実行システムと製造設備がＬＡＮ接続したネットワークの経路にプロセス制御システムを挿入する工程と、プロセス制御システムでロットの前工程の処理結果を取得し処理レシピを書き換える工程と、プロセス制御システムから製造設備に書き換えた処理レシピを送信する工程とを具備している。
ロットの前工程の処理結果であるウェーハ情報を取得するステップが含まれているのでウェーハ状態を考慮したプロセス制御を行い、ウェーハ毎にレシピを変更するプロセス制御に対応している。
【０００４】
然しながら、特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、同一パターンが形成されたウェーハを処理する場合を想定しているので、同一処理装置で互いに異なるパターンが形成されたウェーハを処理し、少量多品種の半導体装置を製造する場合には適用が難しいという問題がある。
【０００５】
即ち、少量多品種の半導体装置を製造する場合、処理装置には多品種のウェーハを確実に処理できることが求められる。
例えば、処理装置がエッチング装置である場合、異なるマスクパターンが形成されたウェーハを処理しても、所望の仕上がり寸法が得られるようにプロセスを制御することが必要である。
【０００６】
然しながら、過去のインラインＱＣの寸法データを利用する場合に、マスクパターンの差によりプロセスの制御精度が悪化し、所望の仕上がり寸法が得られないという問題がある。
【０００７】
一方、複数種の半導体装置を効率的に生産する半導体装置の製造方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特許文献２に開示された半導体装置の製造方法は、加工済みの製品種「Ａ」の半導体ウェーハのマスクデータおよび実測残膜厚値に基づき、基礎式に含まれるパラメータの値を、ＣＭＰ装置の特性を再現するように決定し、次に加工対象となる製品種「Ｂ」の半導体ウェーハのマスクデータと、パラメータ値を定めた基礎式とを用いて、製品種「Ｂ」の半導体ウェーハの最適研磨時間を予測している。以降、加工対象となる製品種が切り替わるごとに同様な処理を実行し、最適研磨時間を予測している。
【０００８】
然しながら、特許文献２に開示された半導体装置の製造方法は、異なる品種の処理結果を次の品種の処理に利用しているので、処理手順、および処理装置が大掛かりになるという問題がある。
【特許文献１】特開２００６−２０２８２１号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、互いに異なるパターンを有する複数のマスクの情報を考慮して、効率的に複数種の半導体装置を製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の半導体装置の製造方法は、互いに異なるパターンを有する複数のマスクを用いて、複数の半導体ウェーハに互いに異なるパターンを形成し、前記複数の半導体ウェーハに処理を施して、種類の異なる複数の半導体装置を製造する方法であって、前記複数の半導体ウェーハの内から次に処理を施す半導体ウェーハを選択し、処理装置の装置情報および選択された前記半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハの処理結果に基づいて、選択された前記半導体ウェーハを処理する第１処理条件を算出するステップと、前記第１処理条件に、前記複数のマスクの内から選択された前記半導体ウェーハに前記パターンを形成したときに用いたマスクに対して予め定められた補正値を加算し、第２処理条件を算出するステップと、前記第２処理条件に従って、選択された前記半導体ウェーハを処理するステップと、選択された前記半導体ウェーハの処理結果を求め、前記処理結果を平均した第１平均値を求めるステップと、前記第１平均値と、前記第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差を示すマスク誤差を求めるステップと、前記マスク誤差の前記複数のマスク間バラツキが小さくなるように、処理時間と処理結果との関係から、前記補正値を修正するステップと、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、互いに異なるパターンを有する複数のマスクの情報を考慮して、効率的に複数種の半導体装置を製造する方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法について、図１乃至図７を用いて説明する。図１は本実施例の半導体装置の製造システムを示すブロック図、図２は半導体装置の製造方法を示すフローチャート、図３は半導体ウェーハの処理結果を求める検査パターンを示す図、図４は処理時間と処理結果との関係を示す図、図５は半導体ウェーハの処理結果の平均値を処理順に示すチャート図、図６乃至図８は半導体ウェーハの処理結果の平均値をマスク別に示すチャートである。
本実施例は、処理がＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置による異方性エッチングであり、処理結果が半導体ウェーハに転写されたパターンの幅である場合の例である。
【００１４】
図１に示すように、本実施例の半導体装置の製造システム１０は、ＡＰＣ（Advanced Process Control）システム１２から処理装置１１に処理レシピを送信し、処理レシピに基づいて半導体ウェーハを処理して半導体装置を製造するシステムである。
【００１５】
即ち、半導体装置の製造システム１０は、処理装置１１と、処理装置１１に処理レシピを送信するＡＰＣシステム１２と、処理装置１１の処理結果を計測する検査装置１３と、処理結果を蓄積するデータベース１４と、処理装置１１、ＡＰＣシステム１２、検査装置１３およびデータベース１４と通信し、ロット管理を含めて全体を統轄管理する製造実行システム（Manufacturing Execution System：ＭＥＳ）１５と、を具備している。
【００１６】
ＡＰＣシステム１２は、処理装置１１の処理レシピの変更指示を行い、処理装置から装置情報の実処理データや処理中の時系列データを取得することができる。
【００１７】
検査装置１３は処理装置１１に取り付けていつどの製造装置で処理されたかが分かるようして、半導体ウェーハ毎に処理結果を計測することができる。
得られた計測値は、ＡＰＣシステム１２およびＭＥＳ１５を通じてデータベース１４に保管される。
【００１８】
従って、データベース１４には、互いに異なるパターンを有する複数のマスクを用いて、互いに異なるパターンが形成された複数の半導体ウェーハに処理を施したときの処理結果が、マスク別に紐付けして保管されている。更に、そのときの処理装置１１の装置情報が履歴として保管されている。
【００１９】
次に、本実施例の半導体装置の製造方法を、フローチャートを用いて説明する。図２は半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
図２に示すように、始めに互いに異なるパターンを有する複数のマスクを用いて、フォトリソグラフィ法により互いに異なるパターンが形成された複数の半導体ウェーハを準備する（ステップＳ０１）。ここでのパターンとは、エッチングのマスク材のパターンのことである。
次に、複数の半導体ウェーハの内から次にエッチングを施す半導体ウェーハを選択する（ステップＳ０２）。
【００２０】
次に、処理装置１１（以後、エッチング装置という）の装置情報、および選択された半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハの処理結果（以後、過去のエッチング結果という）に基づいて、選択された半導体ウェーハをエッチングする第１処理条件を算出する（ステップＳ０３）。
【００２１】
エッチング装置１１の装置情報とは、各種の半導体ウェーハをエッチングした時のプロセスパラメータの履歴で、エッチング中の半導体ウェーハの温度、反応容器内の圧力、ガス流量、電圧、電流、消費電力の少なくともいずれかの時系列データ、または温度、圧力、電力の処理中の平均値、最大値、最小値の少なくともいずれかの統計データである。
ＲＩＥ装置では、同種の半導体ウェーハを連続してエッチングする場合に、装置情報を管理することにより、再現性のあるエッチングが可能である。
【００２２】
過去のエッチング結果とは、選択された半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハを過去にエッチングした結果の履歴で、１ラン前のエッチング結果である前回のエッチング結果、または過去の複数ランのエッチング結果の移動平均値などを意味している。
【００２３】
第１エッチング条件とは、過去のエッチング結果と所望のエッチング結果とのズレ量を求め、装置情報からエッチング速度の変動量を予測し、所望の仕上がり幅が得られるように１ラン前のエッチング時間を修正することにより定めたエッチング時間を含む処理レシピのことである。
【００２４】
図３は半導体ウェーハのエッチング結果を計測する検査パターンを示す図である。
図３に示すように、検査パターン２０は、例えば幅Ｗが１００ｎｍの短冊状の検査マークである。エッチング装置１１に取り付けられたスキャトロメトリなどの計測器により、検査マーク２０の幅Ｗが計測される。
検査パターン２０の両側には、パターン密度を調整するために検査パターン２０と同じパターンを有するダミーパターン２１、２２が配置されている。
【００２５】
図４はスリミングＲＩＥ工程におけるエッチング時間と、パターンの仕上がり幅との関係を示す図である。
図４に示すように、スリミングＲＩＥ工程においては、エッチング時間に応じて側面のエッチングが進むので、パターンの幅を狭めることができる。エッチング時間とパターンの仕上がり幅との関係は、２次関数で近似される。
【００２６】
これにより、所望の仕上がり幅か得られるようにＲＩＥ工程の最適エッチング時間を予想して、第１エッチング条件を算出する。
【００２７】
次に、第１エッチング条件に、複数のマスクの内から選択された半導体ウェーハにパターンを形成したときに用いたマスクに対して予め定められた補正値を加算し、第２処理条件を算出する（ステップＳ０４）。
ここで、補正値とはマスクのパターンの違いに応じてマスク別に定められた処理時間の微調整量であり、詳細は後述する。
【００２８】
次に、ＡＰＣシステム１２は、第２エッチング条件をエッチング装置１１に送信する（ステップＳ０５）。
次に、第２エッチング条件に従って、選択された半導体ウェーハをエッチングする（ステップＳ０６）。
次に、選択された半導体ウェーハに転写されたパターンの幅を測定し、測定結果を統計処理、例えば平均して第１平均値を求め（ステップＳ０７）、得られた寸法データをデータベース１４に転送する（ステップＳ０８）。
【００２９】
次に、第１平均値と第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差を求め、その差をマスク誤差とする（ステップＳ０９）。
次に、第１平均値の複数のマスク間バラツキが小さくなるように、エッチング時間と仕上がり寸法との関係からエッチング時間を修正し、補正値を更新する（ステップＳ１０）。
【００３０】
具体的には、例えば互いに異なるパターン幅を有する３種類のマスク（マスクＡ、マスクＢ、マスクＣ）と、３種類のマスクを用いて、互いに異なるマスクパターンが形成された３種類の半導体ウェーハの場合を考える。
【００３１】
図５は３種類の半導体ウェーハの第１平均値を処理順に示すチャートで、図中の白丸がマスクＡ、四角がマスクＢ、三角がマスクＣの結果を示している。図６乃至図８は半導体ウェーハの第１平均値をマスク別に示すチャートで、図６がマスクＡのチャート、図７がマスクＢのチャート、図８がマスクＣのチャートである。
【００３２】
図５に示すように、エッチングはマスク順でＡＢＣＡＢＢＣＡＡＣＡＢＣＣＡＢＡＢＣＡＢのように行われている。全種類の半導体ウェーハの第１平均値は管理値（１００±１０ｎｍ）に収まっているが、周期的なうねりが見られる。
【００３３】
図６に示すように、マスクＡにおいては、第１平均値は、１００ｎｍ、第２平均値は１００ｎｍであり、その差のマスク誤差Ｅａはゼロである。
図７に示すように、マスクＢにおいては、第１平均値は、１０４ｎｍ、第２平均値は９８ｎｍであり、その差のマスク誤差Ｅｂは＋６ｎｍである。
図８に示すように、マスクＣにおいては、第１平均値は、９６ｎｍ、第２平均値は１０２ｎｍであり、その差のマスク誤差Ｅｃは−６ｎｍである。
【００３４】
図９はマスクＡ、Ｂ、Ｃにおける半導体ウェーハの処理結果の第１平均値の分布を示す図で、実線がマスクＡの第１平均値の分布、一転鎖線がマスクＢの第１平均値の分布、破線がマスクＣの第１平均値の分布を示している。
図９に示すように、マスクＡ、Ｂ、Ｃの分布のピーク値が第２平均値に相当し、分布のピーク値からのズレがマスク誤差に相当する。
【００３５】
マスク誤差Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃの平均をＥとすると、マスク誤差のマスク間バラツキ、例えば標準偏差σは、次式で表わされる。
σ＝√（（（Ｅａ−Ｅ）２＋（Ｅｂ−Ｅ）２＋（Ｅｃ−Ｅ）２）／３）
本実施例では、σ＝４．８ｎｍであり、マスク誤差のマスク間バラツキσが小さくなるように、図４に示す処理時間と処理結果との関係に基づいてマスク毎に補正値に修正を施す。
【００３６】
例えば、マスクＡにおいては、マスク誤差Ｅａが平均値Ｅに等しいので、補正値を修正する必要はなく、処理時間は変更しない。
マスクＢにおいては、マスク誤差Ｅｂが平均値Ｅより大きいので、補正値を修正するに際し、パターン幅が６ｎｍではなく、４．８ｎｍだけ小さくなるように処理時間を短くする。
同様に、マスクＣにおいては、マスク誤差Ｅｃが平均値Ｅより小さいので、補正値を修正するに際し、パターン幅が６ｎｍではなく、４．８ｎｍだけ大きくなるように処理時間を長くする。
【００３７】
上述したように修正された補正値を第１処理条件に加算して第２処理条件を算出し、半導体ウェーハの処理を繰り返すことにより、マスク誤差の複数のマスク間バラツキを小さくすることが可能であり、少量多品種ラインおいて、安定した寸法精度を確保することができる。
【００３８】
エッチング装置１１が複数台、例えば１号機と２号機がある場合は、マスクＡのマスク誤差Ｅａを、エッチング装置毎に求めたマスク誤差の平均値とし、Ｅａ＝（Ｅａ１＋Ｅａ２）／２としてもよい。
ここで、Ｅａ１はマスクＡの１号機におけるマスク誤差、Ｅａ２はマスクＡの２号機におけるマスク誤差である。
【００３９】
これにより、各エッチング装置１１の固有の癖などが平均化されるので、各エッチング装置１１においてマスク誤差Ｅａを共用し、処理手順などが簡素化できる利点がある。マスクＢ、マスクＣについても同様であり、その説明は省略する。
【００４０】
以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法は、処理装置の装置情報、および選択された半導体ウェーハの過去の処理結果に基づいて、第１処理条件を算出し、第１処理条件にマスク別に予め定められた補正値を加算して第２処理条件を算出し、第２処理条件に従って、選択された半導体ウェーハを処理し、処理結果を平均した第１平均値と第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差のマスク誤差を求め、マスク誤差の複数のマスク間バラツキが小さくなるように、処理時間と処理結果との関係から、補正値を修正している。
【００４１】
その結果、少量多品種ラインで、複数のマスクを使用して同じ処理レシピ毎に寸法制御の行なうＡＰＣにおいて、その処理レシピでの平均寸法値と、個々のマスク毎の寸法平均値との差を、マスク差として実績寸法から自動算出が可能となる。このマスク差は、新しいマスクで処理した場合でも、次回処理分から補正値が自動算出されるため、メンテナンスフリーで、マスク毎の処理条件補正値を管理することができる。
【００４２】
互いに異なるパターンを有するマスクを混用した場合でも、実績に応じてマスクごとの寸法誤差を自動計算し、次回処理時にその寸法誤差を考慮して処理条件を自動補正することで、少量多品種ラインでも安定した寸法精度を確保できる。
従って、互いに異なるパターンを有する複数のマスクの情報を考慮して、効率的に複数種の半導体装置を製造する方法が得られる。
【００４３】
更に、本実施例において、次処理ウェーハの最適なエッチング条件を算出するステップを、ロット毎あるいは指定した時間毎に実施することができる。
これにより、枚葉処理工程において、ウェーハ毎あるいは、ロット毎に処理条件の補正が可能となる。
【００４４】
マスク間差を算出する際に、装置別に同レシピの平均値を算出し、対象マスクとの差をマスク差として使用することができる。
これにより、装置間差を考慮して、マスク差を算出することが可能となる。
【００４５】
同処理装置の特定処理レシピでの平均寸法を算出する際、指定した期間（処理日時）または処理回数を基準に寸法データを取得することができる。
これにより、処理レシピ毎の平均寸法を算出する際、期間や処理回数を可変させることで、最適なマスク毎の処理条件補正値を算出することが可能となる。
【００４６】
現在のエッチング装置の状態を表す装置情報は、処理中に得られる温度、圧力、電力などの時系列データ、あるいは、それらの処理中の装置情報を平均値、最大値、最小値などの統計値に変換した値を使用することができる。
これにより、製造装置の状態を表す装置情報を、ＡＰＣの制御パラメータに使用することで、装置状態の揺らぎとマスク差の切り分けが可能となる。
【００４７】
次処理ウェーハの最適なエッチング条件を算出するステップにおいて、マスク別に寸法補正値あるいは、エッチング時間補正値としてデータベースで管理している。
これにより、マスク別の処理条件補正値をデータベース管理ですることで、マスク別の補正値の管理が可能となる。
【００４８】
対象マスクの平均寸法を求めるステップにおいて、指定した期間（処理日時）または処理回数を基準に寸法データを取得することができる。
これにより、対象マスクの平均値を、期間または処理回数で可変させることで、生産規模に応じたマスク補正値の調整が可能となる。
【００４９】
マスク間差を算出する際、処理号機毎に、同号機の同処理レシピでの寸法平均値との差を算出し、号機毎のマスク差を平均化して使用することができる。
これにより、処理号機毎のマスク補正値を平均化させることで、処理号機間差とマスク間差を分けて管理が可能となる。
【００５０】
現在のエッチング装置の状態を表す装置情報は、ＡＰＣシステムあるいは、専用のデータ取得ツールを使用して、処理装置／ロット／ウェーハ情報と紐付けをして、データベースに保管し、次回エッチング条件算出の際に使用することができる。
これにより、装置情報を処理装置、ロット、ウェーハ情報と紐付けしてデータベース管理することで、ＡＰＣの制御状態と装置状態の変化を同時管理が可能となる。
【００５１】
号機毎のマスク差を平均化するステップで、マスク差の算出を寸法測定データ後、自動計算させ、データベースで管理することができる。
これにより、マスク差を計算するタイミングを、寸法測定データ取得後に実施することで、次回処理時にすみやかに処理条件の転送が可能となる。
【００５２】
マスク差を算出するステップにおいて、初期値はマスク検査データなどを固定値として設定することができる。
これにより、マスク差の補正値は、初期値をマスク毎に持たせることで、１回目処理時からマスク差を考慮した制御が可能となる。
【実施例２】
【００５３】
本発明の実施例２に係る半導体装置の製造方法について、図１０を用いて説明する。図１０は処理時間と処理結果との関係を示す図である。
【００５４】
本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本実施例が実施例１と異なる点は、処理が化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）であり、処理結果を半導体ウェーハに転写されたパターンのポリッシュ膜厚としたことにある。
【００５５】
即ち、本実施例の半導体装置の製造方法は、処理装置１１をＣＭＰ装置とし、第１処理条件をポリッシュ時間とすることにより、実施例１と同様に実行することができる。
図１０に示すように、ＣＭＰでは常時新しいスラリーが供給され、ポリッシュ時間に応じてポリッシュが進行する。ポリッシュ時間とポリッシュ量との関係は、１次関数で近似される。
【００５６】
以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法は、ＣＭＰ工程において、互いに異なるパターンを有するマスクを混用した場合でも、実績に応じてマスクごとのポリッシュレートを自動計算し、次回処理時にそのポリッシュレートの誤差を考慮して処理条件を自動補正することで、少量多品種ラインでも安定した膜厚精度を確保できる利点がある。
【実施例３】
【００５７】
本発明の実施例３に係る半導体装置の製造方法について、図１１を用いて説明する。図１１は処理時間と処理結果との関係を示す図である。
本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本実施例が実施例１と異なる点は、処理がフォトリソグラフィであり、処理結果を半導体ウェーハ上のレジスト膜に転写されたパターンの幅としたことにある。
【００５８】
即ち、本実施例の半導体装置の製造方法は、処理装置１１を露光装置とし、第１処理条件を露光時間とすることにより、実施例１と同様に実行することができる。
図１１に示すように、露光時間に応じてレジストの硬化が進むので、パターンの幅を狭めることができる。露光時間とパターンの幅との関係は、２次関数で近似される。
【００５９】
以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法は、フォトリソグラフィ工程において、互いに異なるパターンを有するマスクを混用した場合でも、実績に応じてマスクごとの寸法誤差を自動計算し、次回処理時にその寸法誤差を考慮して処理条件を自動補正することで、少量多品種ラインでも安定した寸法精度を確保できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造システムを示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例１に係る処理結果を求める検査パターンを示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る処理時間と処理結果との関係を示す図。
【図５】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値を処理順に示すチャート。
【図６】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値をマスク別に示すチャート。
【図７】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値をマスク別に示すチャート。
【図８】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値をマスク別に示すチャート。
【図９】本発明の実施例１に係る半導体ウェーハの処理結果の第１平均値の分布を示す図。
【図１０】本発明の実施例２に係る処理時間と処理結果との関係を示す図。
【図１１】本発明の実施例３に係る処理時間と処理結果との関係を示す図。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 半導体装置の製造システム
１１ 処理装置
１２ ＡＰＣシステム
１３ 検査装置
１４ データベース
１５ 製造実行システム（ＭＥＳ）
２０ 検査パターン
２１、２２ ダミーパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なるパターンを有する複数のマスクを用いて、複数の半導体ウェーハに互いに異なるパターンを形成し、前記複数の半導体ウェーハに処理を施して、種類の異なる複数の半導体装置を製造する方法であって、
前記複数の半導体ウェーハの内から次に処理を施す半導体ウェーハを選択し、処理装置の装置情報および選択された前記半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハの処理結果に基づいて、選択された前記半導体ウェーハを処理する第１処理条件を算出するステップと、
前記第１処理条件に、前記複数のマスクの内から選択された前記半導体ウェーハに前記パターンを形成したときに用いたマスクに対して予め定められた補正値を加算し、第２処理条件を算出するステップと、
前記第２処理条件に従って、選択された前記半導体ウェーハを処理するステップと、
選択された前記半導体ウェーハの処理結果を求め、前記処理結果を平均した第１平均値を求めるステップと、
前記第１平均値と、前記第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差を示すマスク誤差を求めるステップと、
前記マスク誤差の前記複数のマスク間バラツキが小さくなるように、処理時間と処理結果との関係から、前記補正値を修正するステップと、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記処理が異方性エッチング、化学的機械的研磨およびフォトリソブラフィのいずれかであり、前記処理結果が前記パターンの寸法および膜厚であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記パターン内に工程管理用パターンを有し、前記工程管理用パターンの寸法を求めることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記装置情報が、処理時の温度、圧力、電力の少なくともいずれかの時系列データ、または前記時系列データの平均値、最大値、最小値の少なくともいずれかの統計データであることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
複数の前記処理装置を有し、いずれかの前記処理装置において前記第１平均値を求めるごとに、複数の前記処理装置において前記マスクのマスク誤差を求め、求めた前記マスク誤差を平均化し、得られた平均値を前記マスクのマスク誤差とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
互いに異なるパターンを有する複数のマスクを用いて、複数の半導体ウェーハに互いに異なるパターンを形成し、前記複数の半導体ウェーハに処理を施して、種類の異なる複数の半導体装置を製造する方法であって、
前記複数の半導体ウェーハの内から次に処理を施す半導体ウェーハを選択し、処理装置の装置情報および選択された前記半導体ウェーハと同種の半導体ウェーハの処理結果に基づいて、選択された前記半導体ウェーハを処理する第１処理条件を算出するステップと、
前記第１処理条件に、前記複数のマスクの内から選択された前記半導体ウェーハに前記パターンを形成したときに用いたマスクに対して予め定められた補正値を加算し、第２処理条件を算出するステップと、
前記第２処理条件に従って、選択された前記半導体ウェーハを処理するステップと、
選択された前記半導体ウェーハの処理結果を求め、前記処理結果を平均した第１平均値を求めるステップと、
前記第１平均値と、前記第１平均値の履歴を平均した第２平均値との差を示すマスク誤差を求めるステップと、
前記マスク誤差の前記複数のマスク間バラツキが小さくなるように、処理時間と処理結果との関係から、前記補正値を修正するステップと、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記処理が異方性エッチング、化学的機械的研磨およびフォトリソブラフィのいずれかであり、前記処理結果が前記パターンの寸法および膜厚であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記パターン内に工程管理用パターンを有し、前記工程管理用パターンの寸法を求めることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記装置情報が、処理時の温度、圧力、電力の少なくともいずれかの時系列データ、または前記時系列データの平均値、最大値、最小値の少なくともいずれかの統計データであることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
複数の前記処理装置を有し、いずれかの前記処理装置において前記第１平均値を求めるごとに、複数の前記処理装置において前記マスクのマスク誤差を求め、求めた前記マスク誤差を平均化し、得られた平均値を前記マスクのマスク誤差とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−８７２９６（Ｐ２０１０−８７２９６Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５５６３３（Ｐ２００８−２５５６３３）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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