(57)【要約】【課題】  少ない実験データから高速かつ高精度にＯＰＣ処理並びにＯＰＣ検証を行うことが可能なＯＰＣを用いたパターン寸法の補正及び検証方法、該補正方法を用いて作成したマスク及び半導体装置、該補正方法を実現するシステム並びにプログラムを提供する。【解決手段】  代表的な設計パターン１に基づき実験２０が行われ仕上がりパターン寸法１が測定され、第１の計算モデル決定部１４０で高精度な計算モデル１が決定され、設計パターン２に基づき第１のシミュレーション部１５０で計算モデル１が用いられてシミュレーションが行われ、仕上がりパターン寸法２が出力される。第２の計算モデル決定部１６０で仕上がりパターン寸法１、２が用いられて高速な計算モデル２が決定される。第２のシミュレーション部１７０で計算モデル２が用いられ設計パターン３の仕上がりパターン寸法３が出力される。実験の負荷が低減され、高速かつ高精度にパターン寸法を補正することができる。【選択図】  図２
2005062750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計パターンをウェーハ上に形成したときの仕上がりパターン寸法をＯＰＣを用いて補正する方法において、
前記設計パターンに含まれる第１の設計パターンを選択し決定する工程と、
前記第１の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第１の仕上がりパターン寸法の測定値を取得する工程と、
前記第１の仕上がりパターン寸法を用いて第１の計算モデルを決定する工程と、
前記設計パターンにおいて前記第１の設計パターンを除いた第２の設計パターンを選択し決定する工程と、
前記第１の計算モデルを用いて第１のシミュレーションを行い、前記第２の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２の仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
前記第１及び第２の仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１のシミュレーションより高速な第２のシミュレーションを行うための第２の計算モデルを決定する工程と、
前記第２の計算モデルを用いて前記第２のシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１及び第２の設計パターンを除いた第３の設計パターンの第３の仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
を備えることを特徴とするＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法。
【請求項２】
設計パターンをウェーハ上に形成したときの仕上がりパターン寸法をＯＰＣを用いて補正する方法において、
前記設計パターンに含まれる第１ａの設計パターンを選択し決定する工程と、
前記第１ａの設計パターンをウェーハ上に形成したときの第１ａの仕上がりパターン寸法の測定値を取得する工程と、
前記第１ａの仕上がりパターン寸法を用いて第１ａの計算モデルを決定する工程と、
前記第１ａの計算モデルに含まれるパラメータの値を変えて、少なくとも１つの第１ｂの計算モデルを決定する工程と、
前記設計パターンにおいて、前記第１ａの設計パターンを除いた第２ａの設計パターンを選択し決定する工程と、
前記設計パターンにおいて、前記第１ｂの設計パターンを除いた第２ｂの設計パターンを選択し決定する工程と、
前記第１ａの計算モデルを用いて第１ａのシミュレーションを行い、前記第２ａの設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２ａの仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
前記第１ｂの計算モデルを用いて第１ｂのシミュレーションを行い、前記第２ｂの設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２ｂの仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
前記第１ａ及び第２ａの仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１ａのシミュレーションより高速な第２ａのシミュレーションを行うための第２ａの計算モデルを決定する工程と、
前記第１ｂ及び第２ｂの仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１ｂのシミュレーションより高速な第２ｂのシミュレーションを行うための第２ｂの計算モデルを決定する工程と、
前記第２ａの計算モデルを用いて前記第２ａのシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１ａ及び第２ａの設計パターンを除いた第３ａの設計パターンの第３ａの仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
前記第２ｂの計算モデルを用いて前記第２ｂのシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１ｂ及び第２ｂの設計パターンを除いた第３ｂの設計パターンの第３ｂの仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
とを備えることを特徴とするＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法。
【請求項３】
前記パラメータには、露光装置の露光量、フォーカス、マスク透過率、位相、収差、瞳透過率、照明形状、レンズ開口数、露光波長、及びマスクの寸法平均値、寸法ばらつき、及び現像パラメータのうち少なくともいずれか１つが含まれることを特徴とする請求項２記載のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法。
【請求項４】
前記第１、第２の設計パターンは、設計パターン線幅もしくは設計パターン間隣接距離のうち、少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項１記載のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法。
【請求項５】
前記第１、第２、第３の仕上がりパターン寸法は、マスクプロセス後のマスク寸法、リソグラフィプロセス後のレジスト寸法、エッチングプロセス後の加工後寸法、最終加工プロセス後の最終加工寸法のうちのいずれかの１つであることを特徴とする請求項１又は４記載のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法。
【請求項６】
前記第１、第２の計算モデルには、光学的要素に関する光学計算部と非光学的要素に関する非光学計算部とがそれぞれ含まれていることを特徴とする請求項１、４又は５のいずれかに記載のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法。
【請求項７】
前記第１の計算モデルに含まれる前記光学計算部と前記第２の計算モデルに含まれる前記光学計算部とはそれぞれ異なる光学計算アルゴリズムを有し、前記第２の計算モデルに含まれる前記非光学計算部と前記第２の計算モデルに含まれる前記非光学計算部とはそれぞれ異なる非光学計算アルゴリズムを有することを特徴とする請求項６記載のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法。
【請求項８】
前記第１のシミュレーションは前記第２のシミュレーションより高精度であり、前記第１の計算モデルは前記第２の計算モデルより前記第１のシミュレーションの実行に好適な計算モデルであることを特徴とする請求項１、４乃至７のいずれかに記載のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法。
【請求項９】
請求項１、４乃至８のいずれかに記載の前記第１又は第２の計算モデルを用いて、前記第１、第２及び第３の仕上がりパターン寸法に対するＯＰＣ検証を行う工程を有することを特徴とするＯＰＣを用いたパターン寸法の検証方法。
【請求項１０】
請求項１、４乃至８のいずれかに記載の前記第１、第２及び第３の仕上がりパターン寸法を用いて作成されたことを特徴とするマスク。
【請求項１１】
請求項１、４乃至８のいずれかに記載の前記第１、第２及び第３の仕上がりパターン寸法を用いて作成されたマスクを用いて製造されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
設計パターンをウェーハ上に形成したときの仕上がりパターン寸法をＯＰＣを用いて補正する方法を実行するためのシステムであって、
前記設計パターンの中から選択された第１の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第１の仕上がりパターン寸法の測定値を入力する第１の仕上がりパターン寸法入力部と、
入力された前記第１の仕上がりパターン寸法を用いて、第１の計算モデルを決定する第１の計算モデル決定部と、
前記設計パターンにおいて前記第１の設計パターンを除いた第２の設計パターンを入力する第２の設計パターン入力部と、
前記第１の計算モデルを用いて第１のシミュレーションを行い、前記第２の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２の仕上がりパターン寸法を算出する第１のシミュレーション部と、
前記第１及び第２の仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１のシミュレーションより高速な第２のシミュレーションを行うための第２の計算モデルを決定する第２の計算モデル決定部と、
前記第２の計算モデルを用いて前記第２のシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１及び第２の設計パターンを除いた第３の設計パターンの第３の仕上がりパターン寸法を算出する第２のシミュレーション部と、
を備えることを特徴とするＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法を実現するシステム。
【請求項１３】
設計パターンをウェーハ上に形成したときの仕上がりパターン寸法をＯＰＣを用いて補正する方法を実行するシステムをコンピュータ上に実現するためのプログラムであって、
前記設計パターンに含まれる第１の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第１の仕上がりパターン寸法の測定値を入力する第１の仕上がりパターン寸法入力部と、
入力された前記第１の仕上がりパターン寸法を用いて、第１の計算モデルを決定する第１の計算モデル決定部と、
前記設計パターンにおいて前記第１の設計パターンを除いた第２の設計パターンを入力する第２の設計パターン入力部と、
前記第１の計算モデルを用いて第１のシミュレーションを行い、前記第２の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２の仕上がりパターン寸法を算出する第１のシミュレーション部と、
前記第１及び第２の仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１のシミュレーションより高速な第２のシミュレーションを行うための第２の計算モデルを決定する第２の計算モデル決定部と、
前記第２の計算モデルを用いて前記第２のシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１及び第２の設計パターンを除いた第３の設計パターンの第３の仕上がりパターン寸法を算出する第２のシミュレーション部と、
を備えるシステムをコンピュータ上に実現することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法及び検証方法、該補正方法を用いて作成されたマスク及び半導体装置、並びに該補正方法を実行するシステム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体製造技術の進歩は非常に目覚しく、例えば最小加工寸法が０．１３μｍの半導体装置が量産されている。このような微細化は、マスクプロセス技術、光リソグラフィ技術、エッチング技術等の微細パターン形成技術の飛躍的な進歩により実現されている。
【０００３】
パターンサイズが十分大きい時代には、ウェーハ上に形成したいＬＳＩパターンの平面形状をそのまま設計パターンとして描き、その設計パターンに忠実なマスクパターンを作成し、そのマスクパターンを投影光学系によってウェーハ上に転写し、下地をエッチングすることによってほぼ設計パターン通りのパターンをウェーハ上に形成することが可能であった。
【０００４】
しかし、パターンの微細化が進むにつれ、各プロセスでパターンを忠実に形成することが困難になってきており、最終的な仕上り寸法が設計パターン通りにならない問題が生じてきた。
【０００５】
特に、微細加工を達成するために最も重要なリソグラフィ及びエッチングプロセスにおいては、形成したいパターンの周辺に配置された他のパターンレイアウト環境が、そのパターンの寸法精度に大きく影響する。
【０００６】
そこで、これらの影響を低減させるために、加工後の寸法が所望の寸法となるように、予め設計パターンに補助パターンを付加する光近接効果補正（ＯＰＣ：Optical Proximity Correction）またはプロセス近接効果補正（ＰＰＣ：Process proximity Correction）技術等が、後述する特許文献１、２や非特許文献１に開示されており、デバイス製造にとって必須の技術となっている。
【０００７】
近年では、ウェーハ上での仕上がり寸法を高精度に予測するためのリソグラフィシミュレータを搭載したモデルベースＯＰＣ手法が主流となっており、高精度化と高速化とを両立するための補正手法の開発が非常に重要となっている。
【０００８】
モデルベースＯＰＣでは、大規模な設計データに対して、高速かつ高精度な処理が必要となる。ここで精度と速度は、主にモデルベースＯＰＣツールの補正値算出部に使用されているリソグラフィシミュレータで採用されている計算アルゴリズムによって決定される。
【０００９】
この補正値算出部は、ウェーハ上に照射される光強度を予測するための光学的要素に関する光学計算部と、その光によってウェーハ上に塗布された感光剤（レジストと呼ぶ）が現像される工程を簡易的に表す現像計算部、及び現像されたレジストがエッチングされた後の寸法変化を予測する計算部を含む非光学的要素に関する非光学計算部とを有する。
【００１０】
光学計算部では、使用される露光装置の露光波長（λ）、レンズ開口数（ＮＡ）、照明形状を定める値（σ、ε）、及び使用されるマスク種類（Ｃｒマスク、ＨＴマスク、フェーズシフトマスク等）によって決まるマスクを透過する光の透過率・位相等のパラメータに基づいて、様々な設計パターンのウェーハ上での光強度分布が計算される。
【００１１】
一方、非光学計算部では、上記露光条件によって光照射されたレジストが、ベーク工程、現像工程等のレジストプロセスと称される工程を経た後に寸法がどのように変化し、さらにそのレジストがエッチングされた後に寸法がどのように変化するかを予測するためのモデルが搭載されている。
【００１２】
従って、モデルベースＯＰＣにおいては、光学計算部で計算される光強度分布と非光学計算部とを組み合わせて、ウェーハ上で形成されるパターンの寸法値を高速かつ高精度に予測することが重要となる。
【００１３】
光学計算手法には幾つかの手法が提案されており、ホプキンスの式に厳格に基づいて計算されるＴＣＣ手法や、ホプキンスの式を近似したＯＣＡ手法、若しくは光偏向等も考慮したベクトル計算手法等がある。
【００１４】
これらの手法は精度と計算時間がトレードオフの関係にあり、ＯＣＡ、ＴＣＣ、ベクトル計算という順番で計算時間を要するが、ウェーハ上での光強度予測精度は高くなる。
【００１５】
一方、非光学計算部に含まれる現像に関する計算を行う計算部においても様々な計算モデルが提案されている。例えば、レジスト中に含まれる酸の拡散を簡易的に表したガウス拡散モデル、光強度の様々な特性をパラメータとして用いたＶＴＲモデル等、幾つかのモデルが提案されている。
【００１６】
これらの光学計算手法と非光学計算手法とを組み合わせることで、ウェーハ上で高精度かつ高速に予測することが重要となってきた。
【００１７】
ここで、従来技術を開示する文献を記載する。
【特許文献１】特開平０９−３１９０６７
【特許文献２】特願２００１−３７５０２５
【非特許文献１】ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．２３２２ （１９９４）３７４（Large Area Optical Proximity Correction using Pattern Based Correction, D．M．Newmark et．al）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、通常、光学計算部分での計算付加が、非光学計算部分での計算付加より大きい。このため、高速であるが精度が低いＯＣＡモデルで光強度を予測し、実験から得られるウェーハ上での寸法値に非光学モデルパラメータを合わせこみ、その非光学モデルパラメータを用いて大規模データに対してＯＰＣを行う手法が従来用いられていた。
【００１９】
この手法では、光学計算の精度があまり良くないため、単純化された簡易的な非光学モデルでは実験値との誤差が大きくなる傾向がある。そのため、非常に膨大な実験値を取得し、その実験値を非常にたくさんの非光学モデルパラメータを用いて合わせこみ、すべての非光学モデルパラメータの値を最適化する必要があった。
【００２０】
従って、従来様々なパターン群から信頼性の高い実験データを非常に多く取得することが必須であり、多大な時間と労力並びにコストを必要としていた。
【００２１】
本発明は上記事情に鑑み、少ない実験データから高速かつ高精度にパターン寸法を補正し検証を行うことが可能なＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法及び検証方法、該補正方法を用いて作成されたマスク及び半導体装置、並びに該補正方法を実行するシステム並びにプログラムを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の一態様による設計パターンをウェーハ上に形成したときの仕上がりパターン寸法をＯＰＣを用いて補正する方法は、
前記設計パターンに含まれる第１の設計パターンを選択し決定する工程と、
前記第１の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第１の仕上がりパターン寸法の測定値を取得する工程と、
前記第１の仕上がりパターン寸法を用いて第１の計算モデルを決定する工程と、
前記設計パターンにおいて前記第１の設計パターンを除いた第２の設計パターンを選択し決定する工程と、
前記第１の計算モデルを用いて第１のシミュレーションを行い、前記第２の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２の仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
前記第１及び第２の仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１のシミュレーションより高速な第２のシミュレーションを行うための第２の計算モデルを決定する工程と、
前記第２の計算モデルを用いて前記第２のシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１及び第２の設計パターンを除いた第３の設計パターンの第３の仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
を備えることを特徴とする。
【００２３】
また本発明の一態様による補正方法は、
前記設計パターンに含まれる第１ａの設計パターンを選択し決定する工程と、
前記第１ａの設計パターンをウェーハ上に形成したときの第１ａの仕上がりパターン寸法の測定値を取得する工程と、
前記第１ａの仕上がりパターン寸法を用いて第１ａの計算モデルを決定する工程と、
前記第１ａの計算モデルに含まれるパラメータの値を変えて、少なくとも１つの第１ｂの計算モデルを決定する工程と、
前記設計パターンにおいて、前記第１ａの設計パターンを除いた第２ａの設計パターンを選択し決定する工程と、
前記設計パターンにおいて、前記第１ｂの設計パターンを除いた第２ｂの設計パターンを選択し決定する工程と、
前記第１ａの計算モデルを用いて第１ａのシミュレーションを行い、前記第２ａの設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２ａの仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
前記第１ｂの計算モデルを用いて第１ｂのシミュレーションを行い、前記第２ｂの設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２ｂの仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
前記第１ａ及び第２ａの仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１ａのシミュレーションより高速な第２ａのシミュレーションを行うための第２ａの計算モデルを決定する工程と、
前記第１ｂ及び第２ｂの仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１ｂのシミュレーションより高速な第２ｂのシミュレーションを行うための第２ｂの計算モデルを決定する工程と、
前記第２ａの計算モデルを用いて前記第２ａのシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１ａ及び第２ａの設計パターンを除いた第３ａの設計パターンの第３ａの仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
前記第２ｂの計算モデルを用いて前記第２ｂのシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１ｂ及び第２ｂの設計パターンを除いた第３ｂの設計パターンの第３ｂの仕上がりパターン寸法を算出する工程と、
とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の一態様によるＯＰＣを用いたパターン寸法の検証方法は、
前記第１又は第２の計算モデルを用いて、前記第１、第２及び第３の仕上がりパターン寸法に対するＯＰＣ検証を行う工程を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明の一態様によるマスクは、前記第１、第２及び第３の仕上がりパターン寸法を用いて作成されたことを特徴とする。
【００２６】
本発明の一態様による半導体装置は、前記第１、第２及び第３の仕上がりパターン寸法を用いて作成されたマスクを用いて製造されたことを特徴とする。
【００２７】
本発明の一態様による設計パターンをウェーハ上に形成したときの仕上がりパターン寸法をＯＰＣを用いて補正する方法を実行するためのシステムは、
前記設計パターンの中から選択された第１の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第１の仕上がりパターン寸法の測定値を入力する第１の仕上がりパターン寸法入力部と、
入力された前記第１の仕上がりパターン寸法を用いて、第１の計算モデルを決定する第１の計算モデル決定部と、
前記設計パターンにおいて前記第１の設計パターンを除いた第２の設計パターンを入力する第２の設計パターン入力部と、
前記第１の計算モデルを用いて第１のシミュレーションを行い、前記第２の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２の仕上がりパターン寸法を算出する第１のシミュレーション部と、
前記第１及び第２の仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１のシミュレーションより高速な第２のシミュレーションを行うための第２の計算モデルを決定する第２の計算モデル決定部と、
前記第２の計算モデルを用いて前記第２のシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１及び第２の設計パターンを除いた第３の設計パターンの第３の仕上がりパターン寸法を算出する第２のシミュレーション部とを備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明の一態様による設計パターンをウェーハ上に形成したときの仕上がりパターン寸法をＯＰＣを用いて補正する方法を実行するシステムをコンピュータ上に実現するためのプログラムは、
前記設計パターンに含まれる第１の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第１の仕上がりパターン寸法の測定値を入力する第１の仕上がりパターン寸法入力部と、
入力された前記第１の仕上がりパターン寸法を用いて、第１の計算モデルを決定する第１の計算モデル決定部と、
前記設計パターンにおいて前記第１の設計パターンを除いた第２の設計パターンを入力する第２の設計パターン入力部と、
前記第１の計算モデルを用いて第１のシミュレーションを行い、前記第２の設計パターンをウェーハ上に形成したときの第２の仕上がりパターン寸法を算出する第１のシミュレーション部と、
前記第１及び第２の仕上がりパターン寸法を用いて、前記第１のシミュレーションより高速な第２のシミュレーションを行うための第２の計算モデルを決定する第２の計算モデル決定部と、
前記第２の計算モデルを用いて前記第２のシミュレーションを行い、前記設計パターンにおいて前記第１及び第２の設計パターンを除いた第３の設計パターンの第３の仕上がりパターン寸法を算出する第２のシミュレーション部と、
を備えるシステムをコンピュータ上に実現することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法及び該補正方法を実現するシステム並びにプログラムによれば、代表的な設計パターンに基づいて第１の仕上がりパターン寸法を測定し、得られた測定データを用いて高精度な計算モデルを決定してシミュレーションを行い他の設計パターンの第２の仕上がりパターン寸法を算出し、第１、第２の仕上がりパターン寸法を用いて高速な計算モデルを決定してシミュレーションを行い、残りの設計パターンの第３の仕上がりパターン寸法を算出することで、実験の負荷を低減させ、シミュレーションを高速かつ高精度に行いパターン寸法を補正することが可能である。
【００３０】
またこのような補正方法を用いて得られたパターン寸法に基づいてマスクを作成し、このマスクを用いて半導体装置を製造することで、高精度なパターン寸法を効率よく実現することができる。
【００３１】
また本発明のパターン寸法のＯＰＣ検証方法によれば、ＯＰＣを用いて補正した仕上がりパターン寸法に対し、高精度な計算モデル又は高速な計算モデルのうち必要に応じて任意のものを用いて検証を行うことで、所望の精度及び速度を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
（１）第１の実施の形態
先ず、本実施の形態における設計とプロセスとにおけるそれぞれの流れを、図１のフローチャートに時系列に示す。
【００３４】
設計として、ステップＤ１において設計データを作成する。
【００３５】
一方、プロセスとして、ステップＰ１においてプロセス開発を進める。
【００３６】
設計のステップＤ１において、作成した設計データのうち代表的なパターンを選択して決定し、プロセス側にこの代表パターンを送る。
【００３７】
プロセス側において、ステップＰ２としてプロセス条件の決定を行う。そして、所定のプロセス条件下においてウェーハ上にパターンを形成する実験を行い、パターンの寸法や形状に関する測定データを取得する。
【００３８】
ステップＰ３として、取得した測定データを用いて、後述するように、精度と速度のいずれかを優先した計算モデルを作成する。作成した計算モデルは、ＯＰＣによる補正用モデルとして、あるいはＯＰＣ検証用モデルとして設計側に与えられる。
【００３９】
設計側では、ステップＤ２において設計データが完成される。
【００４０】
この設計データに対して、ＯＰＣ補正用モデルを用いてＯＰＣ補正が行われ、ステップＤ３としてＯＰＣ後のデータが得られる。
【００４１】
このＯＰＣ後のデータに対し、ステップＰ３において作成されたＯＰＣ検証用モデルが用いられ、ステップＤ４としてＯＰＣ検証が行われる。
【００４２】
ステップＤ５として、検証により良好な結果が得られたかどうか判断し、得られなかった場合はステップＤ１〜Ｄ４のステップを繰り返す。得られた場合は、ステップＤ６においてマスクデータとして完成する。
【００４３】
このようにしてパターン設計において得られたマスクデータは、プロセス設計においてステップＰ４において用いられ、ステップＰ５においてマスクの製造が行われ、ステップＰ６においてウェーハが製造される。
【００４４】
図２に、本実施の形態によるＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法を実現するシステム１００の構成を示す。
【００４５】
設計パターン１０には、代表的な設計パターン１  １１と、これ以外の設計パターン２  １２、設計パターン３  １３とが含まれるとする。
【００４６】
ここで設計パターン１、２、３は、設計パターン線幅もしくは設計パターン間隣接距離のうち、少なくとも一つがそれぞれに異なるものであってよい。
【００４７】
設計パターン１  １１を用いてマスクを形成し、このマスクを用いてウェーハ上にパターンを形成し、得られたパターンの寸法を測定する実験２０を行う。この測定値を、仕上がりパターン寸法１として、第１の仕上がりパターン寸法入力部１１０に入力する。
【００４８】
一方、第２の設計パターン入力部１２０には設計パターン２が入力され、第３の設計パターン入力部１３０には設計パターン３が入力される。
【００４９】
第１の計算モデル１４０に、仕上がりパターン寸法１が入力され、高精度を優先した第１のシミュレーション部１５０において用いる計算モデル１のパラメータが決定され、第１のシミュレーション部１５０に与えられる。
【００５０】
この第１のシミュレーション部１５０には、第２の設計パターン入力部１２０から設計パターン２が与えられる。これにより第１のシミュレーション部１５０において、計算モデル１に基づいて設計パターン２を用いて高精度を優先したシミュレーションが行われ、仕上がりパターン寸法２がシミュレーション結果として出力される。
【００５１】
第２の計算モデル決定部１６０には、第１の仕上がりパターン寸法入力部１１０から出力された仕上がりパターン寸法１と、第１のシミュレーション部１５０から出力された仕上がりパターン寸法２とが入力される。これにより、第２の計算モデル決定部１６０において、第１のシミュレーションより高速度を優先した第２のシミュレーションを行うための計算モデル２のパラメータが決定される。
【００５２】
第２のシミュレーション部１７０において、この計算モデル２に基づいて、第３の設計パターン入力部１３０から出力された設計パターン３が用いられて仕上がりパターン寸法３が出力される。ここで、得られた仕上がりパターン寸法１、２、３は、マスクプロセス後のマスク寸法、リソグラフィプロセス後のレジスト寸法、エッチングプロセス後の加工後寸法、最終加工プロセス後の最終加工寸法のうちのいずれかの１つであってもよい。
【００５３】
実験によりパターンを形成し測定して仕上がりパターン寸法を求めるには、時間及びコストがかかり、多くの測定データを得ることは困難である。
【００５４】
これに対し、本実施の形態によれば、代表的な設計パターン１に対してパターンを形成して測定を行い、得られた仕上がりパターン寸法１の他に、シミュレーションを行って他の設計パターン２及び３を得る。このシミュレーションは、高精度又は高速性のいずれかを優先したものではなく、高精度な第１のシミュレーションを行い、得られた結果を用いて高速性のある第２のシミュレーションを行うことで、高精度と高速性とを共に実現している。
【００５５】
即ち、実験により得られた仕上がりパターン寸法１を用いて高精度な計算モデル１を決定し、設計パターン２を用いて第１のシミュレーションを行い、仕上がりパターン寸法２を得る。この仕上がりパターン寸法２と仕上がりパターン寸法１とを用いて、高速度を優先した計算モデル２を決定し、残りの設計パターン３を用いて第２のシミュレーションを行い、仕上がりパターン寸法３を得る。
【００５６】
これにより、少ない実験で、高精度かつ高速性のあるシミュレーションを行って必要な仕上がりパターン寸法１、２及び３を得ることが可能である。
【００５７】
次に、上記システムを用いてＯＰＣによりパターン寸法を補正する方法の手順について説明する。
【００５８】
先ず図３に、従来行っていたパターン寸法の補正方法における処理の手順を示す。
【００５９】
ステップＳ１０として、設計パターンに含まれるパターンのうち、代表的なものを設計パターン１として選択し決定する。
【００６０】
ステップＳ１２として、その設計パターン１に基づいて、特定のプロセス条件下でフォトマスクを形成し、このマスクを用いてウェーハ上にパターンを形成する。そして、得られたパターンの仕上がり寸法をＳＥＭ、ＴＥＭ等の高分解能測定装置を用いて測定する。このように、設計パターン１に基づいて実験を行うことにより、ウェーハ上での仕上がり寸法１を決定する。
【００６１】
ステップＳ１４として、得られた仕上がり寸法１と一致するようなモデルパラメータ１を決定し、計算モデルＡを作成する。この計算モデルＡは、高精度を優先したシミュレーション、あるいは高速度を優先したシミュレーションのいずれか一方において用いるためのモデルであるとする。
【００６２】
ステップＳ１６として、計算モデルＡを用いてＯＰＣを行い、設計パターン１に含まれていない様々な設計パターンの仕上がり寸法を算出する。
【００６３】
ここで、計算モデルＡを作成する際に、その精度と速度とはトレードオフの関係にある。
【００６４】
例えば、計算モデルＡが高速ではあるが精度があまり良くないモデルである場合、様々な設計パターンの全てを高精度にシミュレーションを行うためには、代表パターンである設計パターン１の種類を非常に多く増やし、これに基づくパターンを実験で形成して全て測定する必要があるため、大変な労力と時間並びにコストを費やすことになる。
【００６５】
一方で、計算モデルＡが精度はよいが、計算に時間のかかる計算モデルである場合、代表パターンである設計パターン１の種類は少なくてもよいため実験負荷は小さい。しかし、全ての設計パターンの寸法をシミュレーションにより予測するには時間がかかる、という問題がある。
【００６６】
本実施の形態によるパターン寸法の補正方法は、図４に示された手順により行う。
【００６７】
ステップＳ２０として、全ての設計パターンに含まれるパターンのうち、代表パターンとして設計パターン１を選択して決定する。ここで、実験負荷を小さくするために、設計パターン１の数は可能な限り少なくしておくことが望ましい。
【００６８】
ステップＳ２２として、その設計パターン１を用いて実験を行う。即ち、設計パターン１に基づいて、特定のプロセス条件下でマスクを形成し、このマスクを用いてウェーハ上にパターンを形成し、そのパターンの仕上がり寸法１をＳＥＭ、ＴＥＭ等の高分解能測定装置を用いて測定する。
【００６９】
ステップＳ２４として、得られた仕上がり寸法１と一致するようなモデルパラメータ１を決定し、計算モデル１を作成し、そのパラメータ値を決定する。ここで、計算モデル１は、速度より精度を優先したものとする。
【００７０】
ステップＳ２６として、設計パターンに含まれるパターンのうち、設計パターン１を除いたもののなかから設計パターン２を決定する。
【００７１】
ステップＳ２８として、計算モデル１を用いてシミュレーションを行い、設計パターン２の仕上がり寸法を算出する。
【００７２】
ステップＳ３０として、実験により求めた設計パターン１の仕上がり寸法と、高精度なシミュレーションにより算出した設計パターン２の仕上がり寸法とに基づいて、精度より速度を優先した高速な計算モデル２のパラメータ値を決定し、計算モデル２を作成する。
【００７３】
ステップＳ３２として、この計算モデル２を用いて高速なシミュレーションを行い、設計パターン１、２に含まれない残りの全ての設計パターン３の仕上がり寸法を算出する。
【００７４】
計算モデル１  ２００と計算モデル２  ３００は、図５に示されたように、それぞれ光学計算部１  ２１０と非光学計算部１  ２２０、光学計算部２  ３１０と非光学計算部２  ３２０とを備えている。
【００７５】
光学計算部１  ２１０及び非光学計算部２  ３１０は、ウェーハ上に照射される光強度を予測するための光学的要素に関する計算を行うもので、例えば使用される露光装置の露光波長（λ）、レンズ開口数（ＮＡ）、照明形状を定める値（σ、ε）、及び使用されるマスクの種類（Ｃｒマスク、ＨＴマスク、フェーズシフトマスク等）によって決定されるマスクを透過する光の透過率・位相等のパラメータに基づいて、様々な設計パターンにおけるウェーハ上での光強度分布の計算を行う。
【００７６】
一方、非光学計算部１  ２２０は、露光された光によってウェーハ上に塗布された感光剤、即ちレジストが現像される工程を簡易的に表すための現像に関する計算、及び現像されたレジストがエッチングされた後の寸法変化を予測するための計算を行うもので、所定の露光条件によって光照射されたレジストが、ベーク工程、現像工程等のレジストプロセスと称される工程を経た後に、どのような寸法に変化し、さらにそのレジストがエッチングされた後にどのような寸法に変化するかを予測するための計算を行う。
【００７７】
次に、ステップＳ２２及びＳ２４における処理の内容をより具体化した一例について図６に示す。
【００７８】
ステップＳ２２ａに示されたように、設計パターン１に基づいてパターンを形成し測定する。得られた測定データを用いて、ウェーハ上での仕上がり寸法１Ａを決定する。
【００７９】
ステップＳ２２ｂとして、設計パターン１に基づいて複数の計算モデル１を作成する。そして、各計算モデル１を用いてシミュレーションを行い、ウェーハ上での仕上がり寸法１Ｂを決定する。
【００８０】
ステップＳ２４ａとして、両者を比較し、ステップＳ２２ａにより得られた測定データに基づく仕上がり寸法１Ａに近い仕上がり寸法１Ｂが得られる計算モデル１を選択し決定する。
【００８１】
本実施の形態によれば、代表的な設計パターン１に対して実験を行って仕上がり寸法１を測定し、他の仕上がり寸法２を高精度な計算モデル１を用いて予測し、さらに高速な計算モデル２を用いて残りの仕上がり寸法３を予測することにより、実験負荷を低減することができる。さらに、高精度な計算モデル１を用いたシミュレーションにより得られた仕上がり寸法２を用いて高速な計算モデル２を作成してシミュレーションを行うことで、全ての設計パターンの仕上がり寸法を高速かつ高精度に予測することができる。
【００８２】
またこのような補正方法を用いてパターン寸法の補正を行ってマスクを形成し、またこのマスクを用いて半導体装置を形成することで、高精度なパターン寸法を効率よく実現することができる。
【００８３】
（２）第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００８４】
本実施の形態は、設計パターンの仕上がり寸法の算出を、複数のプロセス条件下で行う場合に用いられるものである。ここでいうプロセス条件とは、例えば露光装置のフォーカス、露光量、マスクバイアス依存性、露光装置のレンズ系、照明形状等のそれぞれの条件を指している。
【００８５】
先ず、従来行っていた手法を、図７を用いて説明する。
【００８６】
ステップＳ４０として、代表的な設計パターン１を決定する。
【００８７】
ステップＳ４２として、あるプロセス条件（実験条件１ａ）下で、設計パターン１に基づいてウェーハ上にパターンを形成し、この仕上がりパターンの寸法測定を行い、仕上がり寸法１ａを決定する。
【００８８】
同様に、ステップＳ４３として、他のプロセス条件（実験条件１ｂ）下で、設計パターン１に基づいてウェーハ上にパターンを形成し、この仕上がりパターンの寸法測定を行って、仕上がり寸法１ｂを決定する。
【００８９】
ステップＳ４４、Ｓ４５において、それぞれのプロセス条件（実験条件１ａ、１ｂ）毎に仕上がり寸法１ａ、１ｂを用いて計算モデル１ａ、１ｂを作成する。
【００９０】
ステップＳ４６、Ｓ４７として、各計算モデル１ａ、１ｂを使用してシミュレーションを行い、設計パターン１ａ、１ｂに含まれない設計パターンの仕上がり寸法を算出する。
【００９１】
このように、従来はそれぞれのプロセス条件毎に実験を行い、計算モデルを作成して仕上がり寸法を算出する必要があった。
【００９２】
そのため、異なるプロセス条件を数多く必要とする場合には、非常に手間がかかり実験負荷が大きかった。
【００９３】
これに対し、本実施の形態では図８に示される手法を用いる。
【００９４】
先ずステップＳ５０として、代表パターンとして設計パターン１を選択して決定する。ここで、上記第１の実施の形態と同様に、実験負荷を小さくするために、設計パターン１の数は可能な限り少なくする。
【００９５】
ステップＳ５２として、所定のプロセス条件下において、設計パターン１に基づいてウェーハ上にパターンを形成したときの仕上がり寸法１を算出する。
【００９６】
ステップＳ５４として、測定により得られた仕上がり寸法１と一致するようなモデルパラメータ１を決定し、高精度な計算モデル１ａを作成する。
【００９７】
ここで本実施の形態では、ステップＳ５５として、この所定のプロセス条件におけるパラメータ値を変化させた計算モデル１ｂを作成する。このパラメータには、露光装置の露光量、フォーカス、マスク透過率、位相、収差、瞳透過率、照明形状、レンズ開口数、露光波長、及びマスクの寸法平均値、寸法ばらつき、及び現像パラメータのうち少なくともいずれか１つが含まれてもよい。
【００９８】
ここで、計算モデル１ａ、１ｂは、速度より精度を優先したものとする。
【００９９】
ステップＳ５６として、設計パターンから設計パターン１ａを除外したもののなかから設計パターン２ａを決定する。
【０１００】
同様に、ステップＳ５７として、設計パターンから設計パターン１ｂを除外したもののなかから設計パターン２ｂを決定する。
【０１０１】
ステップＳ５８として、計算モデル１ａを用いてシミュレーションし、設計パターン２ａの仕上がり寸法を算出する。
【０１０２】
ステップＳ５９として、計算モデル１ｂを用いてシミュレーションを行い、設計パターン２ｂの仕上がり寸法を算出する。
【０１０３】
ステップＳ６０として、実験により求めた設計パターン１ａの仕上がり寸法と、算出した設計パターン２ａの仕上がり寸法とに基づいて、精度より速度を優先した高速な計算モデル２ａを作成し、パラメータ値を決定する。
【０１０４】
ステップＳ６１として、実験により求めた設計パターン１ｂの仕上がり寸法と、算出した設計パターン２ｂの仕上がり寸法とに基づいて、精度より速度を優先した高速な計算モデル２ｂを作成し、パラメータ値を決定する。
【０１０５】
そして、ステップＳ６２として、計算モデル２ａを用いてシミュレーションを行い、設計パターン１ａ、２ａに含まれない残りの設計パターンの仕上がり寸法を算出する。
【０１０６】
同様に、ステップＳ６３として、計算モデル２ｂを用いてシミュレーションを行い、設計パターン１ｂ、２ｂに含まれない残りの設計パターンの仕上がり寸法を算出する。
【０１０７】
本実施の形態によれば、設計パターンの仕上がり寸法の補正を複数のプロセス条件下で行う場合においても、ステップＳ５２において実験を１回行い、得られた仕上がり寸法１を用いて計算モデル１をパラメータの変更により複数作成し、残りの仕上がり寸法に対してはシミュレーションにより予測できるので、高速かつ高精度に補正を行うことができる。
【０１０８】
（３）第３の実施の形態
本発明の第３の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【０１０９】
本実施の形態は、ＯＰＣを用いたパターン寸法の補正寸法、及び補正したパターン寸法のＯＰＣ検証方法に関する。
【０１１０】
ここで、計算モデル１は、上記第１の実施の形態におけるステップＳ２４において作成した高精度を優先した計算モデル１、あるいは上記第２の実施の形態におけるステップＳ５４、Ｓ５５において作成した高精度を優先した計算モデル１ａ、１ｂ、計算モデル２は、上記第１の実施の形態におけるステップＳ３０において作成した高速性を優先した計算モデル２、あるいは上記第２の実施の形態におけるステップＳ６０、Ｓ６１において作成した高速性を優先した計算モデル２ａ、２ｂであるとする。
【０１１１】
従来は、図９に示されたように、設計パターンに関するデータを決定し、計算モデルＡを用いてＯＰＣを行い、パターン寸法を補正する。
【０１１２】
そして、図１０に示されたように、補正したＯＰＣ後のパターン寸法に対し、計算モデルＡを用いてＯＰＣ検証を行い、ＯＰＣ検証データを得ていた。
【０１１３】
ここで、計算モデルＡは、精度を優先したモデル、あるいは速度を優先したモデルのいずれか一方である。このため、検証を行う際にも、精度あるいは速度の何れかが劣化する問題があった。
【０１１４】
これに対し本実施の形態では、図１１に示されたように、設計パターンに関するデータを決定し、計算モデル１及び２を用いてＯＰＣを行い、パターン寸法を補正する。
【０１１５】
そして、図１２に示されたように、ＯＰＣにより補正したパターン寸法に対し、計算モデル１又は２を用いてＯＰＣ検証を行い、ＯＰＣ検証データを得る。
【０１１６】
このように、高精度な計算モデル１及び高速な計算モデル２とを用いて補正を行い、得られたパターン寸法に対して高精度な計算モデル１又は高速な計算モデル２を用いてＯＰＣ検証を行うことで、高い補正精度と高速性とを共に実現することが可能である。
【０１１７】
次に、ＯＰＣを用いたパターン寸法の補正と、このパターン寸法のＯＰＣ検証とにおいて、計算モデル１と計算モデル２とを自在に組み合わせた場合について説明する。
【０１１８】
従来は、図１３に示されたように、高精度あるいは高速性のいずれか一方を優先させた計算モデルＡのみを用いてＯＰＣによりパターン寸法を検出し、この計算モデルＡを用いてＯＰＣ検証を行って、ＯＰＣ検証データを得ていた。よって、高精度と高速性のいずれか一方しか実現されなかった。
【０１１９】
これに対し、本実施の形態によれば、パターン寸法の補正と検証とのそれぞれにおいて、上記計算モデル１又は計算モデル２を自由に組み合わせることにより、所望の精度と速度とを共に実現することができる。
【０１２０】
例えば、図１４に示されたように、ＯＰＣによりパターン寸法の補正を行う際には、高精度を優先した計算モデル１を使用することで高精度を実現し、検証は高速性を優先した計算モデル２を用いることで、高速に行うことができる。
【０１２１】
あるいは図１５に示されたように、補正及び検証において共に高速性を優先した計算モデル２を使用することで、両方の工程において高速性を実現することができる。
【０１２２】
あるいはまた図１６に示されたように、補正において高速性を優先した計算モデル２を使用し、検証において高精度を優先した計算モデル１を使用することで、補正においては高速性、検証においては高精度を実現することができる。
【０１２３】
さらに、図１４、図１６に示されたように、補正と検証とで異なる計算モデル１又は２を使用することで、計算モデル同士のクロスチェックを行うことができる。
【０１２４】
例えば、図１４に示された場合において、計算モデル１に問題があるとき、ＯＰＣ検証を計算モデル２で行うことにより、計算モデル１の問題個所を抽出することができる。
【０１２５】
あるいは図１６に示された場合において、計算モデル２に問題があるとき、ＯＰＣ検証を計算モデル１で行うことにより、計算モデル２の問題個所を抽出することができる。
【０１２６】
このように本実施の形態によれば、要求される補正精度、補正時間に応じて、複数の計算モデル１、２のうち任意のものを組み合わせて用いることで、補正精度と補正時間とを調整することが可能である。
【０１２７】
上述した実施の形態はいずれも一例であって、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲内において、様々に変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の実施の形態におけるパターン寸法の補正並びに検証を行うときの流れを示したフローチャート。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるパターン寸法の補正方法を実現するためのシステムの構成を示したブロック図。
【図３】従来のパターン寸法の補正方法を示したフローチャート。
【図４】同第１の実施の形態によるパターン寸法の補正方法を示したフローチャート。
【図５】上記第１の実施の形態における計算モデル１、２に含まれる光学計算部及び非光学計算部を示した説明図。
【図６】上記第１の実施の形態におけるパターン寸法の補正方法において、計算モデル１を決定する工程を詳細に示したフローチャート。
【図７】実験条件が異なる場合における従来のパターン寸法算出方法を示したフローチャート。
【図８】実験条件が異なる場合における本発明の第２の実施の形態によるパターン寸法の補正方法を示したフローチャート。
【図９】従来のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法を示したフローチャート。
【図１０】従来のパターン寸法のＯＰＣ検証方法を示したフローチャート。
【図１１】本発明の第３の実施の形態によるＯＰＣを用いたパターン寸法の補正方法を示したフローチャート。
【図１２】同第３の実施の形態によるＯＰＣを用いたパターン寸法の検証方法を示したフローチャート。
【図１３】従来のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正及び検証方法を示したフローチャート。
【図１４】同第３の実施の形態によるＯＰＣを用いたパターン寸法の補正及び検証方法を示したフローチャート。
【図１５】同第３の実施の形態による他のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正及び検証方法を示したフローチャート。
【図１６】同第３の実施の形態によるさらに他のＯＰＣを用いたパターン寸法の補正及び検証方法を示したフローチャート。
【符号の説明】
【０１２９】
１０  設計パターン
１００  システム
１１０  第１の仕上がりパターン寸法入力部
１２０  第２の設計パターン入力部
１３０  第３の設計パターン入力部
１４０  第１の計算モデル決定部
１５０  第１のシミュレーション部
１６０  第２の計算モデル決定部
１７０  第２のシミュレーション部
【図１】
2005062750.tif 000003
【図２】
2005062750.tif 000004
【図３】
2005062750.tif 000005
【図４】
2005062750.tif 000006
【図５】
2005062750.tif 000007
【図６】
2005062750.tif 000008
【図７】
2005062750.tif 000009
【図８】
2005062750.tif 000010
【図９】
2005062750.tif 000011
【図１０】
2005062750.tif 000012
【図１１】
2005062750.tif 000013
【図１２】
2005062750.tif 000014
【図１３】
2005062750.tif 000015
【図１４】
2005062750.tif 000016
【図１５】
2005062750.tif 000017
【図１６】
2005062750.tif 000018