(57)【要約】【課題】マスクパターンの寸法補正に要する時間を短縮できるマスクの製造方法を提供する。【解決手段】ラインとスペースとが交互に配列されたパターン像を感光体に露光転写するためのマスクパターンが形成されたマスクの製造方法であって、パターン像の幅寸法が所望値に対してずれた補正領域を定義し、その補正領域のパターン像に対応する、マスクパターンにおけるすべてのパターンの寸法補正を同時に行う。【選択図】図１
2008216504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラインとスペースとが交互に配列されたパターン像を感光体に露光転写するためのマスクパターンが形成されたマスクの製造方法であって、
前記パターン像の幅寸法が所望値に対してずれた補正領域を定義し、
前記補正領域のパターン像に対応する、前記マスクパターンにおけるすべてのパターンの寸法補正を同時に行うことを特徴とするマスクの製造方法。
【請求項２】
前記パターン像における幅寸法が前記所望値に対してずれていない領域のパターン像と、このパターン像に対応するマスクパターンとの寸法変動量の相関関係に基づいて、前記マスクパターンにおける寸法補正すべき各パターンの補正量を求めることを特徴とする請求項１記載のマスクの製造方法。
【請求項３】
前記マスクパターンにおける寸法補正すべき各パターンの幅方向の両エッジを、前記幅方向の中心に対して同じ量だけ前記幅方向に変動させて寸法補正することを特徴とする請求項１または２に記載のマスクの製造方法。
【請求項４】
前記マスクパターンにおける、前記補正領域のパターン像に対応する各パターンの寸法補正量を計算し、前記寸法補正量に基づいて補正対象のすべてのパターンの寸法補正を同時に行い、この補正が反映されたマスクパターンを用いた光学シミュレーションにより得られたパターン像の幅寸法を確認することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体メモリ等の半導体集積回路においてはラインアンドスペースの繰り返しパターンが多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そのようなラインアンドスペースパターンは、フォトマスクを用いてレジスト等の感光体上に露光転写される。近年はパターンの微細化が進み、感光体上におけるパターン像のサイズが、露光光の波長に近づく、あるいは光の波長よりも小さくなり、光近接効果によって、マスクパターンを忠実に露光転写することが困難になってきている。
【０００４】
そこで、ＯＰＣ（Optical Proximity Correction:光近接効果補正）と呼ばれる技術が提案されている。これは、露光後の転写パターンが意図したパターンどおりになるように、マスク側のパターンに補正を加える技術である。
【０００５】
しかし、微細なラインアンドスペースパターンでは光の回折効果なども考慮した補正処理を行わなければならず、処理に膨大な時間がかかり、また最適解がなかなか見つからない、すなわち処理が収束しないことも起こっている。
【特許文献１】特開２００６−２９３０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、マスクパターンの寸法補正に要する時間を短縮できるマスクの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ラインとスペースとが交互に配列されたパターン像を感光体に露光転写するためのマスクパターンが形成されたマスクの製造方法であって、前記パターン像の幅寸法が所望値に対してずれた補正領域を定義し、前記補正領域のパターン像に対応する、前記マスクパターンにおけるすべてのパターンの寸法補正を同時に行うことを特徴とするマスクの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マスクパターンの寸法補正に要する時間を短縮できるマスクの製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図２（ｂ）は、複数本のラインとスペースとが交互に配列されたラインアンドスペースのパターン像を表す模式図である。このパターン像は、一方向（Ｘ方向）に等ピッチで交互に配列された複数本のラインＬとスペースＳとからなる周期構造のパターン像５０と、このパターン像５０の端に設けられたスペースＳ１と、このスペースＳ１の隣に設けられたラインＬ１とを有する。スペースＳ１はスペースＳよりも幅広であり、ラインＬ１はラインＬより線幅が大きい。
【００１１】
図２（ａ）は、図２（ｂ）のパターン像を、感光体（例えばフォトレジストまたは単にレジスト）に露光転写するためのマスクパターンを表す。このマスクパターンは、例えば石英基板に複数本のライン状の遮光膜（もしくはハーフトーン膜）１００を形成して構成される。
【００１２】
マスクを透過した光をレジスト上に露光させた後、レジストを現像し、感光した（あるいはしなかった）部分のレジストを選択的にエッチング除去することで、所望にパターニングされたレジストマスクが得られ、このレジストマスクを用いて半導体ウェーハや液晶基板に形成された被加工膜が加工される。
【００１３】
図２（ａ）においてパターン３０は、図２（ｂ）における周期構造のパターン像５０を露光転写するためのパターンである。パターンの３０の端に形成されたパターン２０は、解像しない程度の細い遮光膜（もしくはハーフトーン膜）を有し、パターン２０によってスペースＳ１が得られる。スペースのパターン像であっても幅が比較的広い場合には、解像しない程度の細い遮光膜（もしくはハーフトーン膜）を設けたパターン２０を用いることで、回折光の乱れを抑えて変形の少ないパターン像を得られる。わずかなスペースを隔てて隣り合う比較的線幅が大きい例えば３本の遮光膜（もしくはハーフトーン膜）を有するパターン１０は、幅広の１本のラインＬ１を露光転写するためのパターンである。
【００１４】
次に、図１のフローチャートを参照して本実施形態におけるマスクパターンの補正方法について説明する。
【００１５】
まず、ステップＳ１にて、当初設計のマスクパターンで光学シミュレーションを行う。これは、露光条件をコンピュータ上で再現して、図３に表すような、マスク及び光学系を透過した光の強度分布を求める。図３において横軸は、図２における周期構造パターン５０のＸ方向位置に対応する。縦軸は、マスク及び光学系を透過した光の強度分布（またはエネルギー分布）を表す。
【００１６】
レジストが現像液に対して溶けるもしくは溶けないようにするために必要とされる光強度をＩｔｈとした場合、そのＩｔｈのレベルを表す直線と光強度分布曲線との交点間の間隔によって、パターン５０における各ラインＬと各スペースＳの幅が決まる。すなわち、上記光学シミュレーションを行うことで、パターン像５０における幅寸法が仮想的に得られる。
【００１７】
図４は、上記光学シミュレーションにて得られたパターン像５０における各ラインＬと各スペースＳの幅寸法分布を表すグラフ図である。横軸は、図２におけるＸ方向位置に対応し、縦軸は、幅方向（Ｘ方向）の寸法（ｎｍ）を表す。
【００１８】
図４において、黒い菱形は、補正を行っていない当初設計どおりのマスクパターンを用いた場合に光学シミュレーションを行って得られたパターン像５０の幅寸法分布を表す。パターン像５０を露光転写するためのマスクパターン３０（図２（ａ））は、パターン像５０におけるラインアンドスペースの各幅が所望値として例えば５６（ｎｍ）になるように設計されたが、光近接効果等により、幅が所望値（５６（ｎｍ））からずれてしまったパターンが生じている。特に、不規則パターンであるＬ１、Ｓ１近くにおける周期構造パターン５０の端部（図４のグラフにおいて左側部分）にて、パターン幅が所望値に対して大きくずれる傾向にある。
【００１９】
そこで、本実施形態では、以下のようにしてマスクパターン３０の寸法補正を行う。
【００２０】
図１におけるステップＳ２として、上記光学シミュレーションで得られたパターン像５０における幅寸法が所望値（前述した例では例えば５６（ｎｍ））に対してずれている領域を補正領域として定義（認識）する。そして、以下のステップにて、その補正領域にあるラインアンドスペースに対応するマスクパターン３０のパターン幅の補正を行う。
【００２１】
具体的には、まず、補正領域にある各ラインアンドスペースに対応する、マスクパターン３０における各パターンごとの幅寸法補正量を計算する（ステップＳ３）。この幅寸法補正量は、パターン像５０におけるパターン幅が所望値に対してずれていない領域（図４において右側に分布するラインアンドスペース）のパターン幅と、このラインアンドスペースに対応するマスクパターン３０におけるパターンとの幅寸法変動量の相関関係（マスクパターン３０におけるパターン幅を例えば１（ｎｍ）変動させると、パターン像５０におけるパターン幅が例えば４（ｎｍ）変動するというような相関関係）に基づいて計算される。所望値の幅寸法が得られているパターン像と、これに対応するマスクパターンとの相関関係に基づいて寸法補正量を計算することで、信頼性の高い寸法補正量を求めることができる。
【００２２】
以上のようにして、マスクパターン３０において幅寸法を補正すべき各パターンの補正量が求まると、次に、ステップＳ４にて、補正すべきすべてのマスクパターンについての幅寸法補正を同時に行う。すなわち、１本１本のラインまたはスペースごとに幅寸法補正を行うのではなく、補正対象の複数本のラインアンドスペースについて一度にまとめて幅寸法補正を行う。
【００２３】
補正すべき各マスクパターンは、幅方向の両エッジを、幅方向の中心に対して同じ量だけ幅方向に変動させられて幅寸法が補正される。図５は、マスクパターン３０における例えばライン状の遮光膜（もしくはハーフトーン膜）パターン１００の一つを表す。このパターン１００の幅方向の両エッジ１００ａが、幅方向の中心Ｃに対して同じ量ΔＷだけ幅方向に変動させられ、所望の幅寸法に補正される。
【００２４】
次に、ステップＳ５として、マスクパターン３０における補正対象のすべてのパターンについての幅寸法補正が反映されたマスクを用いて、ステップＳ１と同様な光学シミュレーションを行う。この光学シミュレーションの結果、図４において黒い四角形で表す幅寸法分布が得られ、黒い菱形で表される補正前と比べて、所望の幅（５６（ｎｍ））に対するずれが小さくなっている。この程度のばらつきが許容範囲内であるならば、ステップＳ６の判断にて”Ｙｅｓ”となり、ステップＳ７にてパターン幅補正が終了する。
【００２５】
１回（前回）の補正では、まだ満足したパターン像の幅寸法が得られなかった場合には、ステップＳ６の判断にて”Ｎｏ”となり、ステップＳ８に進み、マスクパターン３０における補正すべき各パターンの幅寸法補正量を適宜加減して、再度光学シミュレーションを行い、満足する幅寸法を有するパターン像に収束させる。
【００２６】
従来は、パターンの補正は１本ずつ行い、その都度光学シミュレーションでパターン像を確認するということが行われていた。すなわち、まず、ある１本のパターンについて幅寸法の補正を行い、光学シミュレーションでパターン像を確認して、そのパターン像において寸法補正すべきパターンがある場合には２回目の補正をやはり１本のパターンだけについて行い、その補正後、光学シミュレーションでパターン像を確認し、このパターン像において寸法補正すべきパターンがある場合には３回目の補正を１本のパターンだけについて行い、光学シミュレーションでパターン像を確認し、・・・・・ということを繰り返し行っていた。この方法の場合、前回の補正の後に行われる光学シミュレーションの結果に基づいて次の補正が行われるため、補正の基準が次々と変わっていき、効率の悪い補正処理となっており、非常に時間がかかっていた、あるいは補正処理が収束しないこともあった。
【００２７】
これに対して本実施形態では、まず最初に、当初設計どおりのマスクパターンで光学シミュレーションを行い、その結果得られるパターン像を基準として、補正すべきすべてのパターンについての寸法補正を同時に（一度にまとめて）行った上で光学シミュレーションを行ってパターン像の確認を行っている。すなわち、補正すべきパターンを個別に捉えて扱うのではなく、エリアで捉えて補正を行うことで、パターンを透過する光全体の回折や干渉を考慮した補正を行える。この結果、近接効果が顕著になる微細ピッチのラインアンドスペースパターンであっても、多大な時間をかけることなく最適なパターン寸法へと収束させることが可能となる。
【００２８】
また、マスクパターンの幅寸法の変動に際して、片側のエッジだけを個別に変動させて所望の幅寸法となるように補正を行った場合には、ラインアンドスペースの各パターンの重心位置がずれ、これは回折の不具合につながり、図３に表される光学像が乱れることがあった。この光学像が見られると、ラインアンドスペースの幅寸法を決める光強度のしきい値Ｉｔｈの設定マージンが小さくなり、プロセス条件が厳しくなる。
【００２９】
これに対して本実施形態では、補正すべき各マスクパターンは、幅方向の両エッジを、幅方向の中心に対して同じ量だけ幅方向に変動させられて幅寸法が補正されるので、各パターンの重心位置がずれず、すなわち各パターンの重心位置は等ピッチで規則的である。この結果、回折の不具合をまねかず、光学像の乱れによってプロセス条件が厳しくなることを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るマスクの製造方法のフローチャート。
【図２】（ａ）はラインアンドスペースのマスクパターンの一例を表し、（ｂ）は（ａ）のマスクによって露光転写されるパターン像を表す模式図。
【図３】ラインアンドスペースのマスクパターンを用いた場合における光学系透過後の光強度分布のシミュレーション結果を例示する模式図。
【図４】光学シミュレーションによって得られたレジスト上におけるパターン像の幅寸法分布を例示するグラフ図。
【図５】本発明の実施形態における寸法補正を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００３１】
１０，２０，３０…マスクパターン、５０…ラインアンドスペースのパターン像、１００…ラインパターン、１００ａ…ラインパターンの幅方向のエッジ
【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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