(57)【要約】【課題】マスクパターンの転写時の忠実性を向上させる。【解決手段】加工変換差補償部１１ａは、マスクパターンＨが転写されるレジストパターンＲと加工後パターンＴとの間の加工変換差に基づいてマスクパターンＨを補正し、第１補助パターン配置部１１ｂは、マスクパターンＨの隅に第１補助パターンを配置し、第２補助パターン配置部１１ｃは、レジストパターンＲの開口角に基づいて第２補助パターンの配置位置を算出し、その配置位置に第２補助パターンを配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形パターンが転写されるレジストパターンと加工後パターンとの間の加工変換差に基づいて前記矩形パターンを補正し、
前記レジストパターンの四隅のラウンディングを低減させる第１補助パターンを前記矩形パターンの四隅に配置し、
前記レジストパターンの開口角に基づいて、前記レジストパターンの四隅のラウンディングを低減させる第２補助パターンの配置位置を算出し、
前記配置位置に前記第２補助パターンを配置するマスクパターン補正方法。
【請求項２】
マスクパターンの隅に第１補助パターンを配置し、
前記マスクパターンが転写されるレジストパターンの開口角に基づいて、第２補助パターンの配置位置を算出し、
前記配置位置に前記第２補助パターンを配置するマスクパターン補正方法。
【請求項３】
前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンは、前記レジストパターンの隅のラウンディングを低減する請求項２に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項４】
レジストパターンの開口角に基づいて、前記レジストパターンと加工後パターンとの間の加工変換差を算出し、
前記加工変換差に基づいて、前記レジストパターンに対応したマスクパターンを補正するマスクパターン補正方法。
【請求項５】
マスクパターンの隅に第１補助パターンを配置するステップと、
前記マスクパターンが転写されるレジストパターンの開口角に基づいて、第２補助パターンの配置位置を算出するステップと、
前記配置位置に前記第２補助パターンを配置するステップとをコンピュータに実行させるマスクパターン補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マスクパターン補正方法およびマスクパターン補正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
回路パターンの微細化に伴ってレジストパターンの解像度が低下している。レジストパターンの解像度の低下を補償するために、マスクパターンに補助パターンを配置する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一つの実施形態は、マスクパターンの転写時の忠実性を向上させることが可能なマスクパターン補正方法およびマスクパターン補正プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの実施形態によれば、マスクパターンの隅に第１補助パターンを配置し、前記マスクパターンが転写されるレジストパターンの開口角に基づいて、第２補助パターンの配置位置を算出し、前記配置位置に前記第２補助パターンを配置する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）は、第１実施形態に係るマスクパターン補正装置およびその周辺装置の概略構成を示すブロック図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のマスクパターン補正装置が用いられる露光装置の概略構成を示す断面図、図１（ｃ）は、レジストパターン形成後の工程を示す断面図、図１（ｄ）は、加工後パターン形成後の工程を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、第１実施形態に係るマスクパターン補正方法における設計パターンの一例を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の設計パターンの加工変換差の補償方法を示す平面図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）の設計パターンに第１補助パターンを配置した構成を示す平面図、図２（ｄ）は、図２（ｃ）の設計パターンに第２補助パターンを配置した構成を示す平面図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、第１補助パターンおよび第２補助パターンの配置方法を示す平面図である。
【図４】図４は、開口角モデルにおける開口角の算出方法を示す断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るマスクパターン補正方法を示すフローチャートである。
【図６】図６（ａ）は、第１補助パターンおよび第２補助パターンがない時のレジストパターンのシミュレーション結果を示す平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のレジストパターンの隅を拡大して示す平面図である。
【図７】図７（ａ）は、第１補助パターンおよび第２補助パターンがある時のレジストパターンのシミュレーション結果を示す平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のレジストパターンの隅を拡大して示す平面図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係るパターン生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係るマスクパターン補正方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（第１実施形態）
図１（ａ）は、第１実施形態に係るマスクパターン補正装置およびその周辺装置の概略構成を示すブロック図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のマスクパターン補正装置が用いられる露光装置の概略構成を示す断面図、図１（ｃ）は、レジストパターン形成後の工程を示す断面図、図１（ｄ）は、加工後パターン形成後の工程を示す断面図である。
【０００９】
図１（ａ）において、マスクパターン補正装置１１には、加工変換差補償部１１ａ、第１補助パターン配置部１１ｂおよび第２補助パターン配置部１１ｃが設けられている。また、マスクパターン補正装置１１の周辺装置には、ＣＡＤシステム１２およびマスクデータ作成部１３が設けられている。また、図１（ｂ）において、露光装置１４には、光源Ｇ、絞りＳ、フォトマスクＭおよびレンズＬが設けられている。
【００１０】
加工変換差補償部１１ａは、マスクパターンＨが転写されるレジストパターンＲと加工後パターンＴとの間の加工変換差に基づいてマスクパターンＨを補正する。なお、加工変換差は、レジストパターンＲの寸法の実測値と加工後パターンＴの寸法の実測値の差分に基づいて、加工変換差を算出することができる。加工変換差の算出精度を高めるために、レジストパターンの開口角に基づいて加工変換差を算出するようにしてもよい。第１補助パターン配置部１１ｂは、マスクパターンＨの隅に第１補助パターンを配置する。第２補助パターン配置部１１ｃは、レジストパターンＲの開口角に基づいて第２補助パターンの配置位置を算出し、その配置位置に第２補助パターンを配置する。この第２補助パターンはマスクパターンＨの隅に隣接するように配置することができる。
【００１１】
なお、マスクパターンＨは、所定のピッチで繰り返し配列された矩形パターンを用いることができる。例えば、マスクパターンＨは、ＮＡＮＤメモリのセンスアンプなどのアクティブエリアやゲートなどのパターンに対応させることができる。レジストパターンＲの開口角は、レジストパターンＲの膜厚に対してレジストパターンＲの開口部がどの程度開いているかを表すことができる。第１補助パターンおよび第２補助パターンは、マスクパターンＨが転写されるレジストパターンＲの隅のラウンディングを低減することができる。
【００１２】
そして、ＣＡＤシステム１２において、半導体集積回路の設計レイアウトデータＮ１が作成され、マスクパターン補正装置１１およびマスクデータ作成部１３に送られる。そして、加工変換差補償部１１ａにおいて、マスクパターンＨが転写されるレジストパターンＲと加工後パターンＴとの間の加工変換差に基づいてマスクパターンＨが補正される。次に、第１補助パターン配置部１１ｂにおいて、レジストパターンＲの隅のラウンディングを低減するために、マスクパターンＨの隅に第１補助パターンが配置される。次に、第２補助パターン配置部１１ｃにおいて、レジストパターンＲの開口角に基づいて第２補助パターンの配置位置が算出される。そして、レジストパターンＲの隅のラウンディングを低減するために、その配置位置に第２補助パターンが配置される。そして、マスクパターン補正装置１１にて補正されるマスクパターンＨの補正データＫＭがマスクデータ作成部１３に送られる。
【００１３】
そして、マスクデータ作成部１３において、設計レイアウトデータＮ１で指定される設計レイアウトパターンに対応したマスクデータが作成されるとともに、補正データＫＭに基づいてマスクデータが補正される。なお、マスクパターン補正装置１１にて補正されるマスクパターンＨの補正データＫＭをＣＡＤシステム１２に送るようにしてもよい。そして、ＣＡＤシステム１２において、補正データＫＭに基づいて設計レイアウトデータＮ１を補正するようにしてもよい。そして、フォトマスクＭには、マスクデータ作成部１３にて作成された補正後のマスクデータに対応したマスクパターンＨが遮光膜にて形成される。
一方、図１（ｂ）に示すように、下地層Ｋ上には被加工膜ＴＢが形成され、被加工膜ＴＢ上にはレジスト膜ＲＢが塗布されている。なお、下地層Ｋおよび被加工膜ＴＢは、半導体基板であってもよいし、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜などの絶縁体膜であってもよいし、アモルファスシリコンまたは多結晶シリコンなどの半導体膜であってもよいし、ＡｌまたはＣｕなどの金属膜であってもよい。
【００１４】
そして、光源Ｇからは紫外光などの露光光が出射され、絞りＳにて絞られた後、フォトマスクＭおよびレンズＬを介してレジスト膜ＲＢに入射することで、レジスト膜ＲＢが露光される。
次に、図１（ｃ）に示すように、レジスト膜ＲＢが露光された後、そのレジスト膜ＲＢが現像されることで、フォトマスクＭのマスクパターンＨに対応したレジストパターンＲが形成される。
【００１５】
次に、図１（ｄ）に示すように、マスクパターンＨが転写されたレジストパターンＲをマスクとして被加工膜ＴＢを加工することで、フォトマスクＭのマスクパターンＨに対応した加工後パターンＴが形成される。なお、被加工膜ＴＢの加工としては、エッチング加工であってもよいし、イオン注入用途であってもよい。
【００１６】
図２（ａ）は、第１実施形態に係るマスクパターン補正方法における設計パターンの一例を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の設計パターンの加工変換差の補償方法を示す平面図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）の設計パターンに第１補助パターンを配置した構成を示す平面図、図２（ｄ）は、図２（ｃ）の設計パターンに第２補助パターンを配置した構成を示す平面図である。
図２（ａ）において、設計レイアウトパターン２１Ａ〜２１Ｄが作成される。設計レイアウトパターン２１Ａ〜２１Ｄは、矩形パターンを２次元方向に繰り返し配列したパターンとすることができる。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示すように、設計レイアウトパターン２１Ａ〜２１Ｄが加工変換差ＫＸ，ＫＹだけオフセットされることでマスクパターン２２Ａ〜２２Ｄが生成される。
【００１８】
次に、図２（ｃ）に示すように、マスクパターン２２Ａ〜２２Ｄの四隅に第１補助パターン２３Ａ〜２３Ｄがそれぞれ付加される。なお、第１補助パターン２３Ａ〜２３Ｄは、露光時の解像限界以下のサイズに設定することができる。また、第１補助パターン２３Ａ〜２３Ｄは、露光時の解像限界以下の範囲でサイズを最大限拡大することが好ましい。
【００１９】
次に、図２（ｄ）に示すように、第１補助パターン２３Ａ〜２３Ｄが付加されたマスクパターン２２Ａ〜２２Ｄの周囲に第２補助パターン２４Ａ、２４Ｂが配置される。この第２補助パターン２４Ａ、２４Ｂは、マスクパターン２２Ａ〜２２Ｄの隅の間のスペースに配置することができる。なお、第２補助パターン２４Ａ、２４Ｂの配置位置は、設計レイアウトパターン２１Ａ〜２１Ｄに対応したレジストパターンＲの開口角に基づいて算出することができる。また、第２補助パターン２４Ａ、２４Ｂは、露光時の解像限界以下のサイズに設定することができる。また、第２補助パターン２４Ａ、２４Ｂは、露光時の解像限界以下の範囲でサイズを最大限拡大することが好ましい。
【００２０】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、第１補助パターンおよび第２補助パターンの配置方法を示す平面図である。
図３（ａ）において、マスクパターン２２Ａ〜２２Ｄは、ｘ方向およびｙ方向に繰り返し配列されているものとする。そして、ｘ方向において、マスクパターン２２Ａ〜２２Ｄの繰り返しピッチをＲＰとすると、第２補助パターン２４Ａ、２４Ｂの中央からマスクパターン２２Ａ〜２２Ｄの中央までの距離Ｘは、以下の式で表すことができる。
Ｘ＝ＲＰ／２      ・・・（１）
【００２１】
また、ｙ方向において、マスクパターン２２Ａ〜２２Ｄの幅をＷとすると、例えば、マスクパターン２２Ｄの中央から第２補助パターン２４Ｂの中央までの距離Ｙは、以下の式で表すことができる。
Ｙ＝Ｗ／２＋（α＋β×θ）＋ＨＹ＋Ｅ＋ＳＹ／２      ・・・（２）
ただし、α、βは実験で求まる係数、θはマスクパターン２２Ｂ、２２Ｄに対応したレジストパターンの開口角、ＨＹは第１補助パターン２３Ｄのｙ方向の寸法、ＳＹは第２補助パターン２４Ｂのｙ方向の寸法、Ｅは、第２補助パターン２４Ｂに隣接する第１補助パターン２３Ｄと第２補助パターン２４Ｂとの間のｙ方向の間隔である。開口角θは、マスクパターン２２Ｂ、２２Ｄに対応したレジストパターンの高さおよび間隔から求めることができる。間隔Ｅはマスク規格毎に定める最小スペース値で与えることができる。
第２補助パターン２４Ｂのｘ方向の寸法ＳＸは、ｘ方向におけるマスクパターン２２Ｃ２２Ｄ間の間隔ＳＸで与えることができる。
【００２２】
図４は、開口角モデルにおける開口角の算出方法を示す断面図である。
図４において、マスクパターン２２Ｂ、２２Ｄを介してレジスト膜を露光した後に現像を行うことで設計レイアウトパターン２１Ｂ、２１Ｄに対応したレジストパターン３２Ｂ、３２Ｄが下地層３１上に形成される。ここで、レジストパターン３２Ｂ、３２Ｄの高さＨおよびレジストパターン３２Ｂ、３２Ｄ間の間隔Ｓから開口角θを求めることができる。例えばレジストパターン３２Ｂ、３２Ｄの断面形状が垂直の場合、ｔａｎθ＝Ｓ／Ｈで与えることができる。
また、図２（ｂ）において、加工変換差ＫＸ、ＫＹは、設計レイアウトパターン２１Ａ〜２１Ｄに対応したレジストパターンの開口角θに基づいて与えることができる。例えば、加工変換差ＫＹは、（２）式の（α＋β×θ）という項で与えることができる。
【００２３】
図５は、第１実施形態に係るマスクパターン補正方法を示すフローチャートである。
図５において、矩形パターンを２次元方向に繰り返し配列した設計レイアウトパターンが作成される（Ｓ１）。次に、設計レイアウトパターンが加工変換差だけオフセットされる（Ｓ２）。次に、加工変換差だけオフセットされた設計レイアウトパターンの四隅に第１補助パターンがそれぞれ付加される（Ｓ３）。次に、設計レイアウトパターンに対応したレジストパターンの開口角に基づいて第２補助パターンの配置位置が算出される（Ｓ４）。次に、第１補助パターンが付加された設計レイアウトパターンの周囲に第２補助パターン２４Ａ、２４Ｂが配置される（Ｓ５）。
【００２４】
ここで、設計レイアウトパターンに対して第２補助パターンを設けることにより、設計レイアウトパターンに対応したレジストパターンの隅のラウンディングを低減することができ、設計レイアウトパターンに対するレジストパターンの忠実性を向上させることができる。
【００２５】
図６（ａ）は、第１補助パターンおよび第２補助パターンがない時のレジストパターンのシミュレーション結果を示す平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のレジストパターンの隅を拡大して示す平面図である。このシミュレーション結果では、アクティブ領域４１上にゲートを形成するためのレジストパターン４２を形成した場合を例に取った。また、このレジストパターン４２に対応するマスクパターン２２を重ねて示した。
図６（ａ）において、第１補助パターンおよび第２補助パターンがない場合、レジストパターン４２の四隅のラウンディングが大きい。このため、このレジストパターン４２を介してアクティブ領域４１上にゲートを形成すると、アクティブ領域４１の端部では設計値通りのゲート長が得られなくなる。
【００２６】
図７（ａ）は、第１補助パターンおよび第２補助パターンがある時のレジストパターンのシミュレーション結果を示す平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のレジストパターンの隅を拡大して示す平面図である。
図７（ａ）において、第１補助パターン２３および第２補助パターン２４がある場合、レジストパターン４２´の四隅のラウンディングが低減する。このため、このレジストパターン４２´を介してアクティブ領域４１上にゲートを形成すると、アクティブ領域４１の端部でも設計値通りのゲート長を得ることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態に係るパターン生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
図８において、マスクパターン補正装置１１には、ＣＰＵなどを含むプロセッサ１、固定的なデータを記憶するＲＯＭ２、プロセッサ１に対してワークエリアなどを提供するＲＡＭ３、人間とコンピュータとの間の仲介を行うヒューマンインターフェース４、外部との通信手段を提供する通信インターフェース５、プロセッサ１を動作させるためのプログラムや各種データを記憶する外部記憶装置６を設けることができ、プロセッサ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、ヒューマンインターフェース４、通信インターフェース５および外部記憶装置６は、バス７を介して接続されている。
【００２８】
なお、外部記憶装置６としては、例えば、ハードディスクなどの磁気ディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカードなどの可搬性半導体記憶装置などを用いることができる。また、ヒューマンインターフェース４としては、例えば、入力インターフェースとしてキーボードやマウスやタッチパネル、出力インターフェースとしてディスプレイやプリンタなどを用いることができる。また、通信インターフェース５としては、例えば、インターネットやＬＡＮなどに接続するためのＬＡＮカードやモデムやルータなどを用いることができる。ここで、外部記憶装置６には、マスクパターンを補正させるマスクパターン補正プログラム６ａがインストールされている。なお、このマスクパターン補正プログラム６ａは、図１（ａ）の加工変換差補償部１１ａ、第１補助パターン配置部１１ｂおよび第２補助パターン配置部１１ｃの機能をコンピュータ上で実現することができる。
【００２９】
そして、マスクパターン補正プログラム６ａがプロセッサ１にて実行されると、設計レイアウトデータに対する補正データが算出され、ＣＡＤシステム１２またはマスクデータ作成部１３に送られる。
【００３０】
なお、プロセッサ１に実行させるマスクパターン補正プログラム６ａは、外部記憶装置６に格納しておき、プログラムの実行時にＲＡＭ３に読み込むようにしてもよいし、マスクパターン補正プログラム６ａをＲＯＭ２に予め格納しておくようにしてもよいし、通信インターフェース５を介してマスクパターン補正プログラム６ａを取得するようにしてもよい。また、マスクパターン補正プログラム６ａは、スタンドアロンコンピュータに実行させてもよいし、クラウドコンピュータに実行させてもよい。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１  プロセッサ、２  ＲＯＭ、３  ＲＡＭ、４  ヒューマンインターフェース、５  通信インターフェース、６  外部記憶装置、６ａ  マスクパターン補正プログラム、７  バス、１１  マスクパターン補正装置、１１ａ  加工変換差補償部、１１ｂ  第１補助パターン配置部、１１ｃ  第２補助パターン配置部、１２  ＣＡＤシステム、１３  マスクデータ作成部、１４  露光装置
【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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