(57)【要約】【課題】エッチング近接効果に対するマスクパターンの補正を非常に高精度で行うことができるエッチング近接効果補正モデルを作成する。【解決手段】基板の配線形成面に形成されたレジストパターンに対しリソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより算出した、該レジストパターンの線幅のシミュレーション値と、上記レジストパターンをマスクとして上記基板の配線形成面をエッチングすることにより形成した配線パターンの線幅の実測値とから、エッチングによるパターンのシフト量を算出するステップＳ３６と、そのシフト量に対し、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行うことにより、エッチング近接効果補正モデルを作成するステップＳ３７〜Ｓ３８と、を含む。【選択図】図９
2010232542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクパターンに対しエッチング近接効果補正を行うための補正量を算出するエッチング近接効果補正モデルを作成する方法であって、
基板の配線形成面にレジストを形成し、評価用パターンを搭載した評価用フォトマスクを用いて該レジストにリソグラフィー処理を行うことにより、評価用パターンが転写されたレジストパターンを形成するステップと、
上記レジストパターンに対し、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより、該レジストパターンの線幅のシミュレーション値を算出するステップと、
上記レジストパターンをマスクとして上記基板の配線形成面をエッチングすることにより、配線パターンを形成するステップと、
上記配線パターンの線幅を測定するステップと、
上記レジストパターンの線幅のシミュレーション値と、上記配線パターンの線幅の実測値とから、上記エッチングによるパターンのシフト量を算出するステップと、
上記シフト量に対し、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行うことにより、エッチング近接効果補正モデルを作成するステップと、を含むことを特徴とするエッチング近接効果補正モデルの作成方法。
【請求項２】
上記補正モデルは、上記パターン間スペースサイズのパラメータをＲとする場合、関数Ｒ−ｎ（ｎ：正の実数）および対数関数Ｌｏｇ（Ｒ）が線形結合された式を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項１に記載のエッチング近接効果補正モデルの作成方法。
【請求項３】
上記関数Ｒ−ｎは、１≦ｎ≦２の範囲で設定されることを特徴とする請求項２に記載のエッチング近接効果補正モデルの作成方法。
【請求項４】
上記評価用パターンでは、一定のパターンピッチを有する繰り返しパターンが定められていることを特徴とする請求項１に記載のエッチング近接効果補正モデルの作成方法。
【請求項５】
マスクパターンに対しエッチング近接効果補正を行うための補正量を算出するエッチング近接効果補正モデルであって、
基板の配線形成面に形成されたレジストパターンに対しリソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより算出された、該レジストパターンの線幅のシミュレーション値と、上記レジストパターンをマスクとして上記基板の配線形成面をエッチングすることにより形成された配線パターンの線幅の実測値と、から算出された上記エッチングによるパターンのシフト量に対し、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行うことにより作成されていることを特徴とするエッチング近接効果補正モデル。
【請求項６】
上記補正モデルは、上記パターン間スペースサイズのパラメータをＲとする場合、関数Ｒ−ｎ（ｎ：正の実数）および対数関数Ｌｏｇ（Ｒ）が線形結合された式を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項５に記載のエッチング近接効果補正モデル。
【請求項７】
上記関数Ｒ−ｎは、１≦ｎ≦２の範囲で設定されることを特徴とする請求項６に記載のエッチング近接効果補正モデル。
【請求項８】
マスクのマスクパターンを、該マスクを用いた微細加工プロセスによって所望の寸法を持つ配線パターンが形成されるように補正する方法であって、
上記微細加工プロセスを実施する前に、エッチング近接効果に対する上記マスクパターンの補正を、請求項５〜７のいずれか１項に記載のエッチング近接効果補正モデルを用いて行うことを特徴とするマスクパターンの補正方法。
【請求項９】
上記エッチング近接効果補正モデルを用いて、１次元の上記パターンサイズおよびパターン間スペースサイズの組合せにより算出した補正量を規定した補正ルールを作成し、該補正ルールを用いて、上記エッチング近接効果に対する上記マスクパターンの補正を行うことを特徴とする請求項８に記載のマスクパターンの補正方法。
【請求項１０】
請求項５〜７のいずれか１項に記載のエッチング近接効果補正モデルが用いられることによって、エッチング近接効果に対する補正が行われたマスクパターンを有することを特徴とするフォトマスク。
【請求項１１】
マスクを用いた微細加工プロセスにより形成された配線パターンを備えている半導体装置を製造する方法であって、
マスクパターンのデータに対し、少なくとも、エッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対する補正、およびリソグラフィー近接効果補正モデルを用いてリソグラフィー近接効果に対する補正を含む補正を行うステップと、
上記補正を行ったマスクパターンのデータに基づいてマスクを作成するステップと、
上記作成したマスクを用いて、微細加工プロセスにより配線パターンを形成する工程と、を含み、
上記エッチング近接効果補正モデルとしては、請求項５〜７のいずれか１項に記載のエッチング近接効果補正モデルを用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項５〜７のいずれか１項に記載のエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対する補正が行われたマスクパターン、を有するマスクを用いた微細加工プロセスにより形成された配線パターンを備えていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクパターンに対しエッチング近接効果補正を行うための補正量を算出するエッチング近接効果補正モデルおよびその作成方法、そのエッチング近接効果補正モデルを用いてマスクパターンを補正するマスクパターンの補正方法、そのエッチング近接効果補正モデルを用いてマスクパターンが補正されたフォトマスク、並びに、そのフォトマスクを用いて配線パターンが形成された半導体装置およびその製造方法に関するものであり、より詳細には、プロセス近接効果による微細パターンの形成精度の低下を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体デバイスの高速化や高集積化が進められており、それに伴ってトランジスタや配線パターンの微細化が必要となっている。特にトランジスタの高速化や高集積化に関しては、ゲート寸法の縮小が有効であることが知られている。そこで、現在では、実際に１００ｎｍ以下の非常に微細なゲート線幅が使用されている。
【０００３】
ゲート線幅のばらつきは、トランジスタの特性および品質に直接影響する。よって、ゲート線幅のばらつきを低減させるために、トランジスタの製造工程におけるリソグラフィー工程において、転写したマスクパターンがシフトしたこと（以下、パターンシフトと略記する）によるパターン間のばらつき（以下、パターン間ばらつきと略記する）を補正する光近接効果補正（Optical Proximity Correction：ＯＰＣ）技術が、トランジスタ製造分野に既に導入されている。
【０００４】
また、トランジスタの製造工程におけるエッチング工程やマスク作製工程において、近接効果により生じたパターンシフトのパターン間ばらつきにより、最終的にウェハ（基板）上に形成した配線パターンにゲート線幅のばらつきが生じることも知られている。これに対しては、近年、上記近接効果により生じるパターンシフトのパターン間ばらつきを補正するプロセス近接効果補正（Process Proximity Correction：ＰＰＣ）技術が検討されている。
【０００５】
このように、設計寸法通りのゲート線幅を実現するためには、トランジスタ、大きくは半導体装置の製造において、近接効果により生じるパターン間ばらつきを考慮して、マスクパターンの補正を施しておかなければならない。半導体装置の製造におけるマスクパターンの補正方法に関しては、補正のための方法やシステムなどについて様々な提案がされており、例えば、非特許文献１に、エッチング近接効果に対する補正モデルの作成方法について記載されている。
【０００６】
図１１は、非特許文献１に記載の、エッチング近接効果に対する補正モデル（以下、エッチング近接効果補正モデルと略記する）の作成フローを示すフローチャートである。
【０００７】
まず、エッチング工程での近接効果を評価するためのマスクパターン（以下、エッチング近接効果評価パターンと略記する）を用いて、エッチング工程の前後のパターン線幅から、エッチング工程におけるパターンシフトであるエッチシフトを測定する（ステップＳ５１）。
【０００８】
続いて、エッチング近接効果評価パターンを用いて算出したエッチシフトに対して、パターンの密度（以下、パターン密度と略記する）と、パターン間のスペース（以下、パターン間スペースと略記する）の関数とをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行う（ステップＳ５２）。このフィッティングの際には、補正モデルにはパターン間スペースの関数をＲとした場合の関数１／Ｒを用いて、パターン密度の係数、およびパターン間スペースの関数の係数をそれぞれ算出する。
【０００９】
これにより、エッチング近接効果補正モデルを作成する（ステップＳ５３）。このエッチング近接効果補正モデルと、実際のエッチング近接効果により生じたエッチシフトを測定したときの実測値との間の関係を、図１２（ａ）（ｂ）に示す。
【００１０】
図１２（ａ）は、エッチング近接効果補正モデルにおける、パターン間スペースの値に対してのエッチシフトの値（グラフ中の四角のポイント）と、パターン間スペースの値に対してのエッチシフトの実測値（グラフ中の丸のポイント）とを示している。また、横軸はパターン間スペースの幅（ｎｍ）を示し、縦軸はエッチシフト（ｎｍ）を示している。
【００１１】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示したような、エッチング近接効果補正モデルにおけるエッチシフトの値を、エッチシフトの実測値にフィッティングした結果を示している。横軸はパターン間スペースの幅（ｎｍ）を示し、縦軸は、フィッティングしたときの残差（モデルフィッティング残差）（ｎｍ）を示している。
【００１２】
このように、非特許文献１に記載の技術では、図１２（ｂ）に示すようなフィッティング結果を有するエッチング近接効果補正モデルを作成することが可能である。このエッチング近接効果補正モデルを用いて補正を行ったマスクパターンを有するマスクを作製し、このマスクを用いてエッチングを行うことにより、設計寸法に近づくようなゲート線幅を持つ配線パターンを実現することが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】「ProGen Template Programming Guide」、Synopsys,Inc、September 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述したエッチング近接効果補正モデルでは、図１２（ｂ）に示すように、パターン間スペースの幅が０．２μｍ未満の狭いスペース領域（グラフ中のＸ）、０．２μｍ〜２μｍの中間スペース領域（グラフ中のＹ）、および、５μｍ以上の広いスペース領域（グラフ中のＺ）において、５ｎｍを超えるモデルフィッティング残差が残っている。これは、図１２（ａ）に示す、スペース領域ｘ、ｙおよびｚにおけるエッチング近接効果補正モデルの精度が高くないためである。
【００１５】
このため、非特許文献１に記載の技術では、高精度のエッチング近接効果補正モデルを作成することが不可能である。それゆえ、半導体装置の基板上に形成される最終的な配線パターンの寸法を、設計寸法通りに精度良く形成することができないという問題点を有している。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを作成することができるエッチング近接効果補正モデルの作成方法、エッチング近接効果補正モデル、そのエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対するマスクパターンの補正を非常に高精度で行うことができるマスクパターンの補正方法、フォトマスク、半導体装置の製造方法、並びに半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のエッチング近接効果補正モデルの作成方法は、上記課題を解決するために、マスクパターンに対しエッチング近接効果補正を行うための補正量を算出するエッチング近接効果補正モデルを作成する方法であって、基板の配線形成面にレジストを形成し、評価用パターンを搭載した評価用フォトマスクを用いて該レジストにリソグラフィー処理を行うことにより、評価用パターンが転写されたレジストパターンを形成するステップと、上記レジストパターンに対し、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより、該レジストパターンの線幅のシミュレーション値を算出するステップと、上記レジストパターンをマスクとして上記基板の配線形成面をエッチングすることにより、配線パターンを形成するステップと、上記配線パターンの線幅を測定するステップと、上記レジストパターンの線幅のシミュレーション値と、上記配線パターンの線幅の実測値とから、上記エッチングによるパターンのシフト量を算出するステップと、上記シフト量に対し、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行うことにより、エッチング近接効果補正モデルを作成するステップと、を含むことを特徴としている。
【００１８】
上記の方法によれば、エッチング近接効果補正モデルを作成するためにフィッティングを行う際に用いるシフト量は、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより算出したレジストパターンの線幅のシミュレーション値を用いて算出している。それゆえ、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差がある場合、この誤差がシフト量の中に含まれるので、誤差を考慮したフィッティングを行うことになる。
【００１９】
よって、リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差を吸収したエッチング近接効果補正モデルを作成することが可能となり、パターン補正精度をさらに向上することが可能となる。また、エッチング近接効果補正モデルは、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズで定義されるので、精度良く作成される。したがって、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを作成することが可能となる。
【００２０】
また、本発明のエッチング近接効果補正モデルの作成方法は、上記補正モデルは、上記パターン間スペースサイズのパラメータをＲとする場合、関数Ｒ−ｎ（ｎ：正の実数）および対数関数Ｌｏｇ（Ｒ）が線形結合された式を少なくとも含んでいることが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、関数Ｒ−ｎは、例えば、レジスト下部形状による依存性を含めた、フォトレジストの下層に設けられる有機反射防止膜をエッチングする際のパターン依存性を良く再現し、また、対数関数Ｌｏｇ（Ｒ）は、配線パターンの材料、例えば、多結晶シリコンを、エッチングする際のパターン依存性を良く再現する。これにより、エッチング近接効果補正モデルの精度をさらに向上させることが可能となる。
【００２２】
なお、特に、関数Ｒ−１は、フォトレジストの下層に設けられる有機反射防止膜をエッチングする際のパターン依存性を、関数Ｒ−２は、エッチングによりパターンがシフトする際の、レジストパターンのレジスト下部形状による依存性を、非常に良く再現する。それゆえ、本発明のエッチング近接効果補正モデルの作成方法は、上記関数Ｒ−ｎは、１≦ｎ≦２の範囲で設定されることが望ましい。
【００２３】
また、本発明のエッチング近接効果補正モデルの作成方法は、上記評価用パターンでは、一定のパターンピッチを有する繰り返しパターンが定められていることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズのパラメータを容易に抽出することが可能となり、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとして用いることによるモデル化を容易に行うことが可能となる。
【００２５】
本発明のエッチング近接効果補正モデルは、マスクパターンに対しエッチング近接効果補正を行うための補正量を算出するエッチング近接効果補正モデルであって、基板の配線形成面に形成されたレジストパターンに対しリソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより算出された、該レジストパターンの線幅のシミュレーション値と、上記レジストパターンをマスクとして上記基板の配線形成面をエッチングすることにより形成された配線パターンの線幅の実測値と、から算出された上記エッチングによるパターンのシフト量に対し、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行うことにより作成されていることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、エッチング近接効果補正モデルを作成するためにフィッティングを行う際に用いられるシフト量は、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより算出された、レジストパターンの線幅のシミュレーション値を用いて算出されている。それゆえ、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差がある場合、この誤差がシフト量の中に含まれるので、誤差を考慮したフィッティングが行われることになる。
【００２７】
よって、リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差を吸収したエッチング近接効果補正モデルを作成することが可能となり、パターン補正精度をさらに向上することが可能となる。また、エッチング近接効果補正モデルは、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズで定義されるので、精度良く作成される。したがって、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを作成することが可能となる。
【００２８】
また、本発明のエッチング近接効果補正モデルは、上記補正モデルは、上記パターン間スペースサイズのパラメータをＲとする場合、関数Ｒ−ｎ（ｎ：正の実数）および対数関数Ｌｏｇ（Ｒ）が線形結合された式を少なくとも含んでいることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、関数Ｒ−ｎは、例えば、レジスト下部形状による依存性を含めた、フォトレジストの下層に設けられる有機反射防止膜をエッチングする際のパターン依存性を良く再現し、また、対数関数Ｌｏｇ（Ｒ）は、配線パターンの材料、例えば、多結晶シリコンを、エッチングする際のパターン依存性を良く再現する。これにより、エッチング近接効果補正モデルの精度をさらに向上させることが可能となる。
【００３０】
なお、特に、関数Ｒ−１は、フォトレジストの下層に設けられる有機反射防止膜をエッチングする際のパターン依存性を、関数Ｒ−２は、エッチングによりパターンがシフトする際の、レジストパターンのレジスト下部形状による依存性を、非常に良く再現する。それゆえ、本発明のエッチング近接効果補正モデルは、上記関数Ｒ−ｎは、１≦ｎ≦２の範囲で設定されることが望ましい。
【００３１】
本発明のマスクパターンの補正方法は、マスクのマスクパターンを、該マスクを用いた微細加工プロセスによって所望の寸法を持つ配線パターンが形成されるように補正する方法であって、上記微細加工プロセスを実施する前に、エッチング近接効果に対する上記マスクパターンの補正を、上記エッチング近接効果補正モデルを用いて行うことを特徴としている。
【００３２】
上記の方法によれば、微細加工プロセスを実施する前に、微細加工プロセスにて用いるマスクのマスクパターンに、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対する補正を行う。よって、エッチング近接効果に対するマスクパターンの補正を非常に高精度で行うことが可能となり、設計寸法に非常に近づく配線パターンの形成につなげることが可能となる。
【００３３】
また、本発明のマスクパターンの補正方法は、上記エッチング近接効果補正モデルを用いて、１次元の上記パターンサイズおよびパターン間スペースサイズの組合せにより算出した補正量を規定した補正ルールを作成し、該補正ルールを用いて、上記エッチング近接効果に対する上記マスクパターンの補正を行うことが好ましい。
【００３４】
上記の方法によれば、補正処理の際に、１次元（例えば、横方向）のみのパターンサイズおよびパターン間スペースサイズを検出すればよいため、補正処理にかかる時間を短縮することが可能となる。
【００３５】
本発明のフォトマスクは、上記エッチング近接効果補正モデルが用いられることによって、エッチング近接効果に対する補正が行われたマスクパターンを有することを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを用いることから、所望の寸法を持つ配線パターンが基板上に形成されるように、エッチング近接効果に対する補正が非常に高精度で行われたマスクパターンを有するフォトマスクを実現することが可能となる。
【００３７】
本発明の半導体装置の製造方法は、マスクを用いた微細加工プロセスにより形成された配線パターンを備えている半導体装置を製造する方法であって、マスクパターンのデータに対し、少なくとも、上記エッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対する補正、およびリソグラフィー近接効果補正モデルを用いてリソグラフィー近接効果に対する補正を含む補正を行うステップと、上記補正を行ったマスクパターンのデータに基づいてマスクを作成するステップと、上記作成したマスクを用いて、微細加工プロセスにより配線パターンを形成する工程と、を含むことを特徴としている。
【００３８】
上記の方法によれば、リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差を吸収する非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを用いて、エッチング近接効果に対する補正が行われたマスクパターンを有するマスクが作成され、このマスクを用いて配線パターンが形成される。よって、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差がある場合であっても、所望の寸法を持つ配線パターンを非常に高精度で形成することが可能となる。
【００３９】
本発明の半導体装置は、上記エッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対する補正が行われたマスクパターン、を有するマスクを用いた微細加工プロセスにより形成された配線パターンを備えていることを特徴としている。
【００４０】
上記の構成によれば、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを用いることから、マスクのマスクパターンは、エッチング近接効果に対する補正が非常に高精度で行われている。よって、所望の寸法を持つ配線パターンが非常に高精度で形成された半導体装置を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、本発明のエッチング近接効果補正モデルの作成方法は、基板の配線形成面にレジストを形成し、評価用パターンを搭載した評価用フォトマスクを用いて該レジストにリソグラフィー処理を行うことにより、評価用パターンが転写されたレジストパターンを形成するステップと、上記レジストパターンに対し、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより、該レジストパターンの線幅のシミュレーション値を算出するステップと、上記レジストパターンをマスクとして上記基板の配線形成面をエッチングすることにより、配線パターンを形成するステップと、上記配線パターンの線幅を測定するステップと、上記レジストパターンの線幅のシミュレーション値と、上記配線パターンの線幅の実測値とから、上記エッチングによるパターンのシフト量を算出するステップと、上記シフト量に対し、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行うことにより、エッチング近接効果補正モデルを作成するステップと、を含む方法である。
【００４２】
また、本発明のエッチング近接効果補正モデルは、基板の配線形成面に形成されたレジストパターンに対しリソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより算出された、該レジストパターンの線幅のシミュレーション値と、上記レジストパターンをマスクとして上記基板の配線形成面をエッチングすることにより形成された配線パターンの線幅の実測値と、から算出された上記エッチングによるパターンのシフト量に対し、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行うことにより作成されている構成である。
【００４３】
それゆえ、リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差を吸収したエッチング近接効果補正モデルを作成することが可能となり、パターン補正精度をさらに向上することが可能となる。また、エッチング近接効果補正モデルは、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズで定義されるので、精度良く作成される。したがって、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを作成することができるという効果を奏する。
【００４４】
本発明のマスクパターンの補正方法は、微細加工プロセスを実施する前に、エッチング近接効果に対するマスクパターンの補正を、上記エッチング近接効果補正モデルを用いて行う方法であるので、微細加工プロセスにて用いるマスクのマスクパターンに、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対する補正を行う。よって、エッチング近接効果に対するマスクパターンの補正を非常に高精度で行うことが可能となり、設計寸法に非常に近づく配線パターンの形成につなげることができるという効果を奏する。
【００４５】
本発明のフォトマスクは、上記エッチング近接効果補正モデルが用いられることによって、エッチング近接効果に対する補正が行われたマスクパターンを有する構成であるので、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを用いることから、所望の寸法を持つ配線パターンが基板上に形成されるように、エッチング近接効果に対する補正が非常に高精度で行われたマスクパターンを有することができるという効果を奏する。
【００４６】
本発明の半導体装置の製造方法は、マスクパターンのデータに対し、少なくとも、上記エッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対する補正、およびリソグラフィー近接効果補正モデルを用いてリソグラフィー近接効果に対する補正を含む補正を行うステップと、上記補正を行ったマスクパターンのデータに基づいてマスクを作成するステップと、上記作成したマスクを用いて、微細加工プロセスにより配線パターンを形成する工程と、を含む方法であるので、リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差を吸収する非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを用いて、エッチング近接効果に対する補正が行われたマスクパターンを有するマスクが作成され、このマスクを用いて配線パターンが形成される。よって、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差がある場合であっても、所望の寸法を持つ配線パターンを非常に高精度で形成することができるという効果を奏する。
【００４７】
本発明の半導体装置は、上記エッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対する補正が行われたマスクパターン、を有するマスクを用いた微細加工プロセスにより形成された配線パターンを備えている構成であるので、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを用いることから、マスクのマスクパターンは、エッチング近接効果に対する補正が非常に高精度で行われている。よって、所望の寸法を持つ配線パターンが非常に高精度で形成された半導体装置を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】比較例としてのエッチング近接効果補正モデルの作成方法を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、上記エッチング近接効果補正モデルの作成における、ゲート配線パターンの形成工程を示す断面図である。
【図３】図２（ｂ）を、ゲート配線パターンが形成されている方向から見たときの上面図である。
【図４】（ａ）は、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルと実測値との間の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルから算出されるエッチシフトを実測値にフィッティングした際の残差を示すグラフである。
【図５】ゲート配線パターンの１次元における、（ａ）はパターンサイズ、（ｂ）はパターン間スペースサイズを説明するための図である。
【図６】ゲート配線パターンの２次元における、（ａ）はパターンサイズ、（ｂ）はパターン間スペースサイズを説明するための図である。
【図７】本発明における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図８】リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差があり、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果補正を行う場合における、（ａ）はレジストパターン線幅のパターン依存性を示すグラフであり、（ｂ）はエッチシフトのパターン依存性を示すグラフであり、（ｃ）は配線パターン線幅のパターン依存性を示すグラフである。
【図９】本発明におけるエッチング近接効果補正モデルの作成方法の実施の一形態を示すフローチャートである。
【図１０】リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差があり、上記エッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果補正を行う場合における、（ａ）はレジストパターン線幅のパターン依存性を示すグラフであり、（ｂ）はエッチシフトのパターン依存性を示すグラフであり、（ｃ）は配線パターン線幅のパターン依存性を示すグラフである。
【図１１】従来のエッチング近接効果補正モデルの作成方法を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）は、従来のエッチング近接効果補正モデルと実測値との間の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、従来のエッチング近接効果補正モデルから算出されるエッチシフトを実測値にフィッティングした際の残差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明に係るエッチング近接効果補正モデルの作成方法は、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを作成することができる方法である。そして、このエッチング近接効果補正モデルを用いるマスクパターンの補正では、最終的に所望の寸法を持つ配線パターンが基板上に形成されるように、エッチング近接効果に対するマスクパターンの補正を非常に高精度で行うことができる。
【００５０】
以下では、まず、本発明のエッチング近接効果補正モデルの作成方法の比較例について説明し、その次に、そのエッチング近接効果補正モデルを用いてマスクパターンの補正を行うエッチング近接効果補正工程を含む半導体装置の製造方法について説明する。そしてその次に、本発明のエッチング近接効果補正モデルの作成方法について説明する。
【００５１】
なお、以下の説明では、一例として、ゲートのマスクパターンを補正する場合について説明するが、これに限るものではなく、例えば、半導体装置における各種配線のマスクパターンの補正に適用することも可能である。
【００５２】
（エッチング近接効果補正モデルの作成方法の比較例）
図１〜６を参照しながら、エッチング近接効果補正モデルの作成方法の比較例について説明する。なお、この比較例は、本願出願人によって出願された特願２００７−２９０１３４に記載されている。
【００５３】
図１は、比較例としてのエッチング近接効果補正モデルの作成方法を示すフローチャートである。図２（ａ）（ｂ）は、上記エッチング近接効果補正モデルの作成における、ゲート配線パターンの形成工程を示す断面図である。図３は、図２（ｂ）を、ゲート配線パターンが形成されている方向から見たときの上面図である。
【００５４】
まず、ゲート形成用のエッチング近接効果補正モデルを作成するために、土台となる下地構造を形成する（ステップＳ１１）。詳細には、図２（ａ）に示すように、半導体基板２０１上に、ゲート絶縁膜２０２、多結晶シリコン膜２０３、有機反射防止膜２０４を順に積層形成する。これにより、半導体基板２０１、ゲート絶縁膜２０２、多結晶シリコン膜２０３、および有機反射防止膜２０４からなる下地構造を実際に形成する。なお、ここでは、配線パターンとなる（配線パターンを形成するための）材料が形成されている面を、配線形成面としている。
【００５５】
続いて、有機反射防止膜２０４の上にレジストを形成し、エッチング近接効果評価パターン（評価用パターン）を搭載したフォトマスク（評価用フォトマスク）を用いてリソグラフィー処理を行い、図２（ａ）に示すように、エッチング近接効果評価パターンが転写されたレジストパターン２０５を形成する（ステップＳ１２）。このとき、エッチング近接効果評価パターンとしては、図３に示すような、パターン３０１と、各パターン３０１間のスペース（パターン間スペース３０２）とが一定のパターンピッチ３０３で繰り返す、繰り返しパターンが定められたものを使用するとする。
【００５６】
また、エッチング時のエッチング近接効果によるパターンシフトへの影響は１０μｍ程度の距離まで及ぶため、望ましくは０.１μｍ〜０．５μｍのパターン３０１の幅と０.１μｍ〜５μｍのパターン間スペース３０２の幅との複数の組み合わせ、さらに望ましくは０.０５μｍ〜１μｍのパターン３０１の幅と０.０５μｍ〜１０μｍのパターン間スペース３０２の幅との複数の組み合わせを有する繰り返しパターンが定められた、エッチング近接効果評価パターンを用いることが好ましい。
【００５７】
続いて、エッチング近接効果評価パターンを用いて形成したレジストパターン２０５の下部（有機反射防止膜２０４に接している箇所）のレジストパターン線幅２０６を、ＣＤ−ＳＥＭ（ＳＥＭ：走査型電子顕微鏡）を用いて測定する（ステップＳ１３）。これにより、レジストパターン線幅２０６の実測値を得る。
【００５８】
続いて、ゲートの配線パターンを形成する（ステップＳ１４）。詳細には、図２（ａ）に示した状態において、レジストパターン２０５をマスクとして、Ｏ２やＣｌ２などのエッチングガスを用いて、有機反射防止膜２０４を多結晶シリコン膜２０３が露出するまでドライエッチングする。その後連続して、ＣＸＦＹや、Ｃｌ２、ＨＢｒ、Ｏ２などのエッチングガスを用いて、多結晶シリコン膜２０３をドライエッチングする。その後、酸素などのアッシングガスを用いたプラズマアッシングを用いて、レジストパターン２０５を除去し、フッ酸や硫酸などを用いたエッチ後洗浄処理を行うことにより、図２（ｂ）に示すように、ゲート配線パターン２０７を形成する。
【００５９】
続いて、エッチング近接効果評価パターンを用いて形成したゲート配線パターン２０７の下部（ゲート絶縁膜２０２に接している箇所）のゲート配線パターン線幅２０８を、ＣＤ−ＳＥＭを用いて測定する（ステップＳ１５）。これにより、ゲート配線パターン線幅２０８の実測値を得る。
【００６０】
続いて、ステップＳ１４で行ったエッチング工程でのパターンシフトである、エッチシフトを算出する（ステップＳ１６）。すなわち、エッチングによるパターンのシフト量を算出する。詳細には、以下の式（１）を用いて、エッチシフトを容易に算出することができる。
【００６１】
エッチシフト＝ゲート配線パターン線幅２０８（実測値）−レジストパターン線幅２０６（実測値）  …式（１）
続いて、ステップＳ１６にて算出したエッチシフトに対して、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行う（ステップＳ１７）。パターンサイズには、パターン３０１のサイズを示す値として幅の値が抽出される。また、パターン間スペースサイズには、パターン間スペース３０２のサイズを示す値として幅の値が抽出される。
【００６２】
このフィッティングの際には、補正モデルには、パターン間スペースサイズのパラメータをＲとする場合、関数Ｒ−ｎ（ｎ：正の実数）および対数関数Ｌｏｇ（Ｒ）が線形結合された式を少なくとも含ませて、パターンサイズの係数、およびパターン間スペースサイズの係数をそれぞれ算出する。
【００６３】
これにより、エッチング近接効果を反映した補正モデル、すなわち、エッチング近接効果補正モデルを作成する（ステップＳ１８）。このエッチング近接効果補正モデルと、実際のエッチング近接効果により生じたエッチシフトを測定したときの実測値との間の関係を、図４（ａ）（ｂ）に示す。
【００６４】
図４（ａ）は、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルにおける、パターン間スペース３０２の値に対してのエッチシフトの値（グラフ中の四角のポイント）と、パターン間スペース３０２の値に対してのエッチシフトの実測値（グラフ中の丸のポイント）とを示している。また、横軸はパターン間スペース３０２の幅（ｎｍ）を示し、縦軸はエッチシフト（ｎｍ）を示している。
【００６５】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示したようなエッチング近接効果補正モデルにおけるエッチシフトの値を、エッチシフトの実測値にフィッティングした結果を示している。横軸はパターン間スペース３０２の幅（ｎｍ）を示し、縦軸は、フィッティングしたときの残差（モデルフィッティング残差）（ｎｍ）を示している。
【００６６】
上述したように、図１２に示す手順で作成した従来のエッチング近接効果補正モデルでは、図１２（ｂ）に示したように各スペース領域において５ｎｍを超えるモデルフィッティング残差が残っていたが、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルでは、図４（ｂ）に示すように、いずれの領域においても５ｎｍを超えるモデルフィッティング残差は発生していない。
【００６７】
よって、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルは、実測値との間に良い一致が得られる。したがって、高精度のエッチング近接効果補正モデルを作成することが可能となる。
【００６８】
なお、関数Ｒ−ｎは、レジスト下部形状による依存性を含めた、フォトレジストの下層に設けられる有機反射防止膜２０４をエッチングする際のパターン依存性を良く再現し、また、対数関数Ｌｏｇ（Ｒ）は、ゲート配線パターン２０７を形成するために多結晶シリコン膜２０３をエッチングする際のパターン依存性を良く再現する。これにより、エッチング近接効果補正モデルには、関数Ｒ−ｎおよび対数関数Ｌｏｇ（Ｒ）が線形結合された式が含まれているので、高精度を実現することが可能となっている。
【００６９】
つまり、従来のエッチング近接効果補正モデルの精度が低かった理由は、パターン間スペースの幅が広いスペース領域では、エッチング中の副生成物の生成およびパターン側壁への入射によって生じる側壁保護効果がパターン間スペースＲのＬｏｇ関数に依存すること、一方、パターン間スペースの幅が狭いスペース領域では、エッチシフトがマスクパターンのすそ引きによるパターン間スペースＲの関数Ｒ−２に依存していることにより、精度が低下するという原因に対応していなかったためと考えられる。
【００７０】
また、特に、関数Ｒ−１は、有機反射防止膜２０４をエッチングする際のパターン依存性を、関数Ｒ−２は、エッチングによりパターンがシフトする際の、レジストパターン２０５のレジスト下部形状による依存性を、非常に良く再現する。実際に、エッチング近接効果補正モデルの作成時に、関数Ｒ−ｎにおいて、ｎ＝３，２，１，−１をそれぞれ代入してフィッティングを行った結果、ｎ＝２，１の場合が、エッチング近接効果補正モデルの精度を高める影響度の大きいパラメータであることを確認した。それゆえ、上記関数Ｒ−ｎは、１≦ｎ≦２の範囲で設定されることが望ましい。
【００７１】
また、エッチング近接効果補正モデルが、図３に示したような一定のパターンピッチ３０３を有する繰り返しパターンが定められたエッチング近接効果評価パターンを用いて、算出したエッチシフトに基づいて作成されている場合、エッチシフトは容易に算出でき、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズのパラメータも抽出するのには複雑なものとなっていないので、エッチシフトに対しての、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとして用いることによるモデル化を容易に行うことが可能となる。
【００７２】
ここで、エッチング近接効果補正モデルがパラメータとする、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズについて詳細に説明する。
【００７３】
図３に示したような繰り返しパターンが設定されている場合、図５（ａ）に示すように、パターン補正を行う点Ｐに対して、設定した範囲Ｑ内に存在するパターン３０１の一部分３１１が、パターンサイズの値を抽出する対象として想定される。同様に、図５（ｂ）に示すように、パターン補正を行う点Ｐに対して、設定した範囲Ｑ内に存在するパターン間スペース３０２の一部分３１２が、パターン間スペースサイズの値を抽出する対象として想定される。
【００７４】
図５（ａ）（ｂ）に示した繰り返しパターンのような、１次元（図中、横方向）のパターンについては、パターンサイズは一部分３１１の横幅と同等の量になり、パターン間スペースサイズは一部分３１２の横幅と同等の量になる。ゆえに、パターン補正を行う点Ｐと移動していくことによって、その都度、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズの値を抽出していくことができる。
【００７５】
また、１次元のパターンではなく、例えば、２次元のパターン（縦横方向）の場合については、パターン補正を行う点Ｐに対して、設定した範囲Ｑ内で直線上に見える領域がそれぞれの値を抽出する対象として想定される。つまりは、パターンサイズは、図６（ａ）に示すように、パターン３２１の領域（面積）と同等の量になり、パターン間スペースサイズは、図６（ｂ）に示すように、設定した範囲Ｑ内に存在するパターン間スペース３２２の一部分３２３の領域と同等の量になる。
【００７６】
（半導体装置の製造方法）
次に、図７を参照しながら、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルを用いてマスクパターンの補正を行うエッチング近接効果補正工程、を含む半導体装置の製造方法について説明する。
【００７７】
なお、この説明では、上述した比較例としてのエッチング近接効果補正モデルを用いてマスクパターン（特にゲートの配線パターン）を補正し、その補正したマスクパターンを有するマスクを用いて微細加工プロセスにより配線パターンを基板上に形成する場合について説明するが、後述するように、比較例としてのエッチング近接効果補正モデルに替えて、本実施の形態のエッチング近接効果補正モデルを適用することもできる。
【００７８】
図７は、半導体装置の製造方法の製造方法を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、半導体装置を製造するための設計データ、つまりは配線パターン（ゲートを含む）を形成するためのマスクデータを作成する（ステップＳ２１）。または、予め作成されたマスクデータを用意するという手順をとってもよい。
【００８０】
続いて、上記マスクデータすなわちマスクパターンに対して、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルを用いて、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズの補正を行うことにより、エッチング近接効果補正を施す（ステップＳ２２）。つまりは、エッチング近接効果補正モデルを用いたマスクパターン（特にゲートの配線パターン）の補正を行い、エッチング近接効果補正を行ったマスクデータを作成する。なお、このときのマスクパターンの補正は、図６に示したような２次元のパターンサイズおよびパターン間スペースサイズで定義したエッチング近接効果補正モデルを用いて、２次元の設計パターンに対し補正処理を行う。これにより、高精度の補正処理を実現することができる。
【００８１】
続いて、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いて、エッチング近接効果補正を行ったマスクデータに対して、マスクパターンのパターンサイズおよびパターン間スペースサイズの補正を行うことにより、リソグラフィー近接効果補正を施す（ステップＳ２３）。これにより、リソグラフィー近接効果補正を行ったマスクデータを作成する。なお、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いたリソグラフィー近接効果補正の方法は、従来ある一般的な方法を好適に用いればよい。
【００８２】
続いて、マスクプロセス近接効果補正モデルを用いて、リソグラフィー近接効果補正を行ったマスクデータに対して、マスクパターンのパターンサイズおよびパターン間スペースサイズの補正を行うことにより、マスクプロセス近接効果補正を施す（ステップＳ２４）。これにより、マスクプロセス近接効果補正を行ったマスクデータを作成する（ステップＳ２５）。なお、マスクプロセス近接効果補正モデルを用いたマスクプロセス近接効果補正の方法は、従来ある一般的な方法を好適に用いればよい。
【００８３】
続いて、エッチング近接効果補正、リソグラフィー近接効果補正、およびマスクプロセス近接効果補正を順に施して作成したマスクデータに基づいて、通常のフォトマスク作製方法を用いて、プロセス近接効果補正マスク（フォトマスク）を作製する（ステップＳ２６）。その後、通常の欠陥検査装置を用いて、プロセス近接効果補正マスクのパターン欠陥の検査を行う（ステップＳ２７）。
【００８４】
上記検査を経て不良点が発見されなかったプロセス近接効果補正マスクは、高精度なエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果補正が施されたマスクデータに基づいたマスクパターンを有するプロセス近接効果補正マスクとして実現される。
【００８５】
続いて、リソグラフィー工程を実施する（ステップＳ２８）。詳細には、配線パターンを形成する半導体装置の下地構造上に、プロセス近接効果補正マスクと、エッチング近接効果補正モデルの作成に用いたリソグラフィー条件とを用いて、レジストパターンを形成する。
【００８６】
続いて、形成したレジストパターンに基づいて、エッチング工程を実施する（ステップＳ２９）。詳細には、レジストパターンをマスクとして、エッチング近接効果補正モデルの作成に用いたエッチング条件で、エッチング処理を行う。これにより、下地構造に配線パターンを形成することができる（ステップＳ３０）。
【００８７】
これにより形成された配線パターン、特にゲートの配線パターンは、エッチング近接効果補正、リソグラフィー近接効果補正、およびマスクプロセス近接効果補正を順に施して作成したマスクデータに基づいて形成されたものであるので、設計寸法通りに精度良く形成することが可能となる。また、これにより、ゲート線幅のばらつきを抑制しゲートの微細化を行うことができるので、トランジスタの高速化や高集積化を実現することが可能となる。
【００８８】
ところで、上述した半導体装置の製造方法の説明では、それぞれ独立に作成した、エッチング近接効果補正モデル、リソグラフィー近接効果補正モデル、およびマスクプロセス近接効果補正モデルを用いる場合について示した。この場合、１つの近接効果補正モデルに誤差があれば、他の近接効果補正ではその誤差は補正されないため、最終的に形成される配線パターンの線幅の誤差が大きくなる。この一例について説明する。
【００８９】
図８は、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差があり、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果補正を行う場合における、（ａ）はレジストパターン線幅のパターン依存性を示すグラフであり、（ｂ）はエッチシフトのパターン依存性を示すグラフであり、（ｃ）は配線パターン線幅のパターン依存性を示すグラフである。図８（ａ）〜（ｃ）では、横軸はパターン間スペースの幅（ｎｍ）を示し、縦軸はレジストパターン線幅（ｎｍ）、エッチシフト（ｎｍ）、配線パターン線幅（ｎｍ）をそれぞれ示している。
【００９０】
図８（ａ）に示すように、エッチング近接効果補正を行う場合、エッチング近接効果・リソグラフィー近接効果補正後の理想的なレジストパターン線幅のパターン間スペース依存性５０１は、図８（ｂ）に示す、エッチング後の実際のエッチシフトのパターン間スペース依存性５０４を補正したものである。
【００９１】
しかし、実際には、一例として、リソグラフィー近接効果補正モデルの作成過程で生じるリソグラフィー近接効果補正モデルの誤差５０２が生じる場合が多い。そのため、エッチング近接効果・リソグラフィー近接効果補正後の実際のレジストパターン線幅のパターン間スペース依存性５０３は、パターン間スペースが４００ｎｍ以下の領域でレジストパターン線幅が細くなる方向に、最大で約９ｎｍの誤差が発生する。
【００９２】
なお、図８（ｃ）に示すように、エッチング近接効果補正を行う場合、エッチング近接効果・リソグラフィー近接効果補正後の理想的な配線パターン線幅のパターン間スペース依存性５０５は、パターン間スペースの値によらず一定である。
【００９３】
しかし、エッチング後の実際の配線パターン線幅のパターン間スペース依存性５０６は、実際のエッチシフトのパターン間スペース依存性５０４の影響は補正されているが、パターン間スペースが４００ｎｍ以下の領域でレジストパターン線幅が細くなる方向に最大で発生した約９ｎｍのリソグラフィー近接効果補正モデルの誤差５０２の影響を受け、結果として配線パターン線幅のパターン間ばらつき５０７が残ってしまう（ばらつき幅：約１２．５ｎｍ）。
【００９４】
したがって、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差がある場合、図１に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果補正を行うことで、実際の配線パターンの線幅のパターン間ばらつきを低減することが可能となってはいるが、さらなる低減が望まれている。
【００９５】
本発明では、このような配線パターン線幅のパターン間ばらつきをさらに低減するために、例えばリソグラフィー近接効果補正モデルの誤差をエッチング近接効果補正で吸収することで、最終のパターン補正精度をさらに向上することが可能となっている。次に、本発明のエッチング近接効果補正モデルの作成方法の一実施例について説明する。
【００９６】
（エッチング近接効果補正モデルの作成方法）
本発明の一実施形態について図９，１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００９７】
図９は、本実施の形態のエッチング近接効果補正モデルの作成方法を示すフローチャートである。
【００９８】
まず、図１を用いて説明した作成方法のステップＳ１１〜Ｓ１２と同様に、下地構造を形成し（ステップＳ３１）、その上にレジストパターンを形成する（ステップＳ３２）。
【００９９】
続いて、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いて、形成したレジストパターンに対しシミュレーションを行うことにより、レジストパターン線幅を算出する（ステップＳ３３）。これにより、レジストパターン線幅のシミュレーション値を得る。
【０１００】
このとき、リソグラフィー近接効果補正モデルとしては、図７に示したステップＳ２３のリソグラフィー近接効果補正工程において使用するリソグラフィー近接効果補正モデルを用い、リソグラフィー近接効果補正モデル作成ツールのシミュレーション機能を用いて、エッチング近接効果評価パターンの設計レイアウトから、レジストパターン形状をシミュレーションし、その線幅を測定する。
【０１０１】
この際、レジストパターン線幅の実測値とシミュレーション値との間には、以下の式（２）の関係が成り立っている。
【０１０２】
レジストパターン線幅（実測値）＝レジストパターン線幅（シミュレーション値）＋リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差  …式（２）
続いて、図１を用いて説明した作成方法のステップＳ１４〜Ｓ１５と同様に、ゲート配線パターンを形成し（ステップＳ３４）、ゲート配線パターン線幅を測定する（ステップＳ３５）。これにより、ゲート配線パターン線幅の実測値を得る。
【０１０３】
続いて、ステップＳ３４で行ったエッチング工程でのパターンシフトである、エッチシフトを算出する（ステップＳ３６）。すなわち、エッチングによるパターンのシフト量を算出する。この際、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いて算出したレジストパターン線幅のシミュレーション値と、ゲート配線パターン線幅の実測値とから、以下の式（３）を用いてエッチシフトを算出する。
【０１０４】
エッチシフト＝ゲート配線パターン線幅（実測値）−レジストパターン線幅（シミュレーション値）  …式（３）。
【０１０５】
ここで、式（２）および式（３）から、以下の式（４）の関係が成り立つため、上記手法を用いることで、実測値から算出されたエッチシフトに加えて、リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差を含んだエッチシフトを算出することができる。
【０１０６】
エッチシフト＝配線パターン線幅（実測値）−レジストパターン線幅（実測値）＋リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差  …式（４）
続いて、図１を用いて説明した作成方法のステップＳ１７と同様に、ステップＳ３６にて算出したエッチシフトに対して、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとする補正モデルを用いて、最小二乗法によるフィッティングを行う（ステップＳ３７）。これにより、エッチング近接効果補正モデルを作成し得る（ステップＳ３８）。
【０１０７】
図１に示した比較例としてのエッチング近接効果補正モデルの作成方法では、ステップＳ１６でエッチシフトを算出する際、ステップＳ１３で測定したレジストパターン線幅の実測値と、ステップＳ１５で測定した配線パターン線幅（ゲート配線パターン線幅）の実測値とを用いて計算している。
【０１０８】
これに対し、図９に示した本実施の形態のエッチング近接効果補正モデルの作成方法では、ステップＳ３６でエッチシフトを算出する際、ステップＳ３３でリソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより算出したレジストパターン線幅のシミュレーション値と、ステップＳ３５で測定した配線パターン線幅の実測値とを用いて計算している。
【０１０９】
すなわち、エッチシフトは、リソグラフィー近接効果補正モデルを用いてシミュレーションを行うことにより算出したレジストパターンの線幅のシミュレーション値を用いて算出している。それゆえ、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差がある場合、この誤差をエッチシフトの中に含めることが可能となり、誤差を考慮したフィッティングを行うことが可能となる。
【０１１０】
よって、リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差を吸収したエッチング近接効果補正モデルを作成することが可能となり、パターン補正精度をさらに向上することが可能となる。また、エッチング近接効果補正モデルは、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズで定義されるので、精度良く作成される。したがって、非常に高精度のエッチング近接効果補正モデルを作成することが可能となる。
【０１１１】
また、本実施の形態のエッチング近接効果補正モデルの作成方法では、レジストパターン線幅の測定工程を削減することができるため、図１に示した比較例としてのエッチング近接効果補正モデルの作成方法と比較して、モデル作成期間の短縮が可能となる。
【０１１２】
図１０は、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差があり、図９に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果補正を行う場合における、（ａ）はレジストパターン線幅のパターン依存性を示すグラフであり、（ｂ）はエッチシフトのパターン依存性を示すグラフであり、（ｃ）は配線パターン線幅のパターン依存性を示すグラフである。図１０（ａ）〜（ｃ）では、横軸はパターン間スペースの幅（ｎｍ）を示し、縦軸はレジストパターン線幅（ｎｍ）、エッチシフト（ｎｍ）、配線パターン線幅（ｎｍ）をそれぞれ示している。
【０１１３】
図１０（ａ）に示すように、エッチング近接効果補正を行う場合、エッチング近接効果・リソグラフィー近接効果補正後の理想的なレジストパターン線幅のパターン間スペース依存性６０１は、図１０（ｂ）に示す、エッチング後の実際のエッチシフトのパターン間スペース依存性６０４を補正したものである。
【０１１４】
ここで、実際には、リソグラフィー近接効果補正モデルの作成過程で生じるリソグラフィー近接効果補正モデルの誤差６０２が生じる場合が多く、一例として、パターン間スペースが４００ｎｍ以下の領域でレジストパターン線幅が細くなる方向に、最大で約９ｎｍの誤差が発生する。
【０１１５】
ところが、本実施例では、エッチング近接効果補正を行う際に用いるエッチング近接効果補正モデルが、リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差６０２を吸収している。よって、誤差６０２がある場合でも、エッチング近接効果・リソグラフィー近接効果補正後の実際のレジストパターン線幅のパターン間スペース依存性６０３は、誤差６０２を吸収して、理想的なレジストパターン線幅のパターン間スペース依存性６０１に非常に近づけることが可能となっている。
【０１１６】
また、図１０（ｃ）に示すように、エッチング近接効果補正を行う場合、エッチング近接効果・リソグラフィー近接効果補正後の理想的な配線パターン線幅のパターン間スペース依存性６０５は、パターン間スペースの値によらず一定である。
【０１１７】
本実施例では、エッチング後の実際の配線パターン線幅のパターン間スペース依存性６０６は、実際のエッチシフトのパターン間スペース依存性６０４、および、パターン間スペースが４００ｎｍ以下の領域でレジストパターン線幅が細くなる方向に最大で発生した約９ｎｍのリソグラフィー近接効果補正モデルの誤差６０２の影響が補正されているので、パターン間ばらつき６０７を非常に小さくすることが可能となっている（ばらつき幅：約７．９ｎｍ）。
【０１１８】
このように、本実施の形態のエッチング近接効果補正モデルを用いたマスクパターンの補正では、設計パターン（設計データ）に対し、エッチング近接効果補正処理を行う際に、リソグラフィー近接効果補正モデルの誤差を吸収することができる。よって、エッチング近接効果に対するマスクパターンの補正を非常に高精度で行うことが可能となり、設計寸法に非常に近づく配線パターンの形成につなげることが可能となる。
【０１１９】
つまりは、図７を参照して説明した半導体装置の製造において、ステップＳ２２のエッチング近接効果補正工程で、マスクパターンに対し、本実施の形態のエッチング近接効果補正モデルを用いてエッチング近接効果に対する補正を行うことによって、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差がある場合であっても、マスクパターンの補正を非常に高精度で行うことが可能となり、最終の配線パターンに対してさらに高精度な補正が可能となる。
【０１２０】
またこれにより、エッチング近接効果に対する補正が非常に高精度で行われたマスクパターンを有するプロセス近接効果補正マスクを作成することが可能となる。
【０１２１】
さらには、上記プロセス近接効果補正マスクを用いて配線パターンが形成されるので、リソグラフィー近接効果補正モデルに誤差がある場合であっても、設計寸法通りの非常に優れた精度で、配線パターンを形成することが可能となる。すなわち、所望の寸法を持つ配線パターンが非常に高精度で形成された半導体装置を実現することが可能となる。
【０１２２】
なお、上述した説明では、エッチング近接効果に対するマスクパターンの補正を、パターンサイズおよびパターン間スペースサイズをパラメータとするエッチング近接効果補正モデルを用いて行う場合について説明したが、エッチング近接効果補正モデルから、様々なパターンサイズおよびパターン間スペースサイズに対して、エッチシフトを計算することが可能になるため、パターンサイズとパターン間スペースサイズとの組み合わせにより補正量を規定した補正ルールを用いて、エッチング近接効果に対するマスクパターンの補正を行うこともできる。次に、この補正ルールの一例について説明する。
【０１２３】
（補正ルール）
図９に示す手順で作成したエッチング近接効果補正モデルを用いることにより、パターンの幅およびパターン間スペースの幅に対して、補正量を一定の間隔（例えば１ｎｍ）で算出する。そして、算出した補正量と、パターンの幅およびパターン間スペースの幅との組合せ（補正ルール表）を作成する。これにより、補正ルールを規定することができる。
【０１２４】
補正ルールを用いた補正処理は、図５に示したような横方向スペースによる１次元（横方向）のみの補正を想定している。つまりは、補正処理を行うパターンのレイアウトにおいて、パターンのエッジを一定の長さ（例えば５０ｎｍ）に細分化してエッジセグメントを形成する。そして、それぞれのエッジセグメントに対して、パターンの幅およびパターン間スペースの幅を測定する。そして、補正ルール表を参照しながら、測定したパターンの幅およびパターン間スペースの幅から、補正量を抽出する。この補正量の分だけ、エッジセグメント内のパターンのエッジを移動させることにより、パターン補正処理を行う。
【０１２５】
エッチング近接効果補正モデルを直接用いた補正処理は、図６に示したような２次元の設計パターンに対し補正処理を行うが、エッチング近接効果補正モデルを用いて算出したデータにより規定した補正ルールを用いた補正処理は、図５に示したような横方向のスペースによる１次元（横方向）のみの補正処理を行う。
【０１２６】
それゆえ、補正ルールを用いた補正処理は、補正処理の際に、各エッジセグメントに対し、１次元（横方向）のみのパターンサイズおよびパターン間スペースサイズを検出すればよいため、補正処理にかかる時間を短縮することが可能となる。但し、１次元（横方向）のみのパターンサイズおよびパターン間スペースサイズしか考慮しないため、補正精度は幾分低下する。
【０１２７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、フォトマスクなどのマスクパターンを補正する方法に関する分野に好適に用いることができるだけでなく、マスクを用いて形成された配線パターンが設けられる半導体装置に関する分野、さらには、半導体装置の製造に関する分野、例えば、リソグラフィー工程やエッチング工程に関する分野にも広く用いることができる。
【符号の説明】
【０１２９】
２０１  半導体基板
２０２  ゲート絶縁膜
２０３  多結晶シリコン膜
２０４  有機反射防止膜
２０５  レジストパターン
２０６  レジストパターン線幅
２０７  ゲート配線パターン
２０８  ゲート配線パターン線幅
３０１，３２１  パターン
３０２，３２２  パターン間スペース
３０３  パターンピッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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