(57)【要約】【課題】ＯＰＣ処理に伴う微小図形の発生を抑制すると共に、図形数並びにデータ量を低減することができ、描画スループット及び検査スループットの向上に寄与する。【解決手段】マスク露光用パターンをマスク基板上に露光することによりマスクパターンが形成されたフォトマスクであって、マスク露光用パターンは、設計データのパターンイメージである設計パターン４１０に近接効果補正パターン４２０を付加してなり、設計パターン４１０の斜線部に付加する近接効果補正パターン４２０のエッジ部４０１〜４０６の形状は、設計パターン４１０の斜線部に対して４５度の斜線形状である。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク露光用パターンをマスク基板上に露光することによりマスクパターンが形成されたフォトマスクであって、
前記マスク露光用パターンは、設計データのパターンイメージである設計パターンに近接効果補正パターンを付加してなり、
前記設計パターンの斜線部に付加する前記近接効果補正パターンのエッジ部の形状は、前記設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記マスクパターンは、前記マスク露光用パターンを電子ビームにより描画することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
【請求項３】
前記近接効果補正パターンは、前記設計パターンを前記マスク基板上に電子ビーム描画する際に発生する近接効果を補正するための第１の補正パターンと、前記フォトマスク上のマスクパターンを試料上に光転写する際に発生する光近接効果を補正するための第２の補正パターンと、を合成したものであることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
【請求項４】
マスク露光用パターンをマスク基板上に露光することによりマスクパターンを有するフォトマスクを製造する方法であって、
前記マスク露光用パターンを生成するために、設計データのパターンイメージである設計パターンに、該設計パターンを前記マスク基板に露光する際に発生する近接効果と前記フォトマスク上のマスクパターンを試料上に露光する際に発生する近接効果を補正するための近接効果補正パターンを付加し、且つ前記設計パターンの斜線部に付加する近接効果補正パターンのエッジ部の形状を前記設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状にする工程と、
前記設計パターンに前記近接効果補正パターンを付加することにより生成されたマスク露光用パターンを前記マスク基板上に露光する工程と、
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項５】
前記マスク露光用パターンを前記マスク基板上に露光する工程として、前記マスク露光用パターンを電子ビームにより前記マスク基板上に描画することを特徴とする請求項４記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項６】
半導体デバイスの設計データからフォトマスクの製作に必要なマスクデータを生成するマスクデータ生成方法であって、
前記設計データのパターンイメージである設計パターンをマスク基板上に露光する際に発生する近接効果を補正するための第１の補正データを求める工程と、
前記フォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上へ露光する際に発生する近接効果を補正するための第２の補正データを求める工程と、
前記設計データに第１及び第２の補正データを付加することによりマスクデータを生成し、且つ前記設計パターンの斜線部に付加する第１及び第２の補正データの合成パターンイメージである補正パターンのエッジ部の形状が前記設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状となるようにマスクデータを生成する工程と、
を含むことを特徴とするマスクデータ生成方法。
【請求項７】
前記マスク基板上への露光は電子ビーム描画であり、前記ウェハ上への露光は光転写であることを特徴とする請求項６記載のマスクデータ作成方法。
【請求項８】
マスクパターンが形成されたフォトマスクであって、
前記マスクパターンは、設計データのイメージパターンである設計パターンと、この設計パターンに付加する近接効果補正パターンとを具備してなり、
前記設計パターンの斜線部に付加する近接効果補正パターンのエッジ部の形状は、前記設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状であることを特徴とするフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料上に半導体デバイスパターンを露光するためのフォトマスクに係わり、特に斜線パターンにおける近接効果補正パターンの改良をはかったフォトマスク及びその製造方法に関する。また、フォトマスクを製造するために用いるマスクデータ生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウェハ上にデバイスパターンを形成するための光露光に供されるフォトマスクは、半導体デバイスの設計パターンを電子ビームによりマスク基板上に描画する電子ビームリソグラフィ技術により作製される。電子ビームリソグラフィ技術では、解像限界付近では近接効果等の影響により、実際の設計パターンがマスク基板上に形成されないという問題が起こる。この問題を解決する手段として、近接効果補正パターンを設計パターンに付加することにより、所望のパターンが高精度に形成されるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題があった。即ち、設計パターンに近接効果補正パターンを付加するために、電子ビーム描画時のショット分割のための図形数が増大し、これによって描画時間が増大したり、データ量の増大によりデータハンドリングが困難になるなどの様々な問題が生じる。また、補正パターンエッジ部などで分解能以下の微小図形等を発生させてしまう恐れがあり、それらの図形がマスク上では解像されなかったり、欠陥検査精度を悪くさせたり、検査スループットを低下させるという問題があった。
【０００４】
また、フォトマスクのパターンをウェハ上に光リソグラフィで転写する際にも、光近接効果（ＯＰＣ）の影響で、ウェハ上に形成されるパターンのエッジが丸まったり、パターンの太りや細りが発生し、ウェハ上に形成されるパターンが本来のパターンとは異なってしまう問題がある。そこで、フォトマスクに形成するパターンに光近接効果補正のための補正パターンを付加するＯＰＣ技術が必要となる。
【０００５】
従って、より厳密に電子ビーム描画のためのマスクデータを作製する際には、フォトマスクへのパターン描画時の近接効果を補正するための補正パターンと、ウェハへのパターン転写時の光近接効果を補正するための補正パターンとの両方を設計パターンに付加する必要がある。この場合、上記した図形数の増大や微小図形の発生等の問題がより顕著になる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−８３７５７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来、近接効果補正のために、設計パターンに補正パターンを付加すると、図形数が増大して描画時間が増大したり、実際には解像されない微小図形が発生する問題があった。そして、描画時間の増大は描画スループットの低下を招き、微小図形の発生は検査スループットの低下を招くことになる。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、近接効果補正処理に伴う微小図形の発生を抑制すると共に、図形数並びにデータ量を低減することができ、描画スループット及び検査スループットの向上等に寄与し得るフォトマスク及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
また本発明は、上記のフォトマスクの製造に用いるマスクデータを生成するためのマスクデータ生成方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（構成）
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
【００１１】
即ち本発明は、マスク露光用パターンをマスク基板上に露光することによりマスクパターンが形成されたフォトマスクであって、前記マスク露光用パターンは、設計データのパターンイメージである設計パターンに近接効果補正パターンを付加してなり、前記設計パターンの斜線部に付加する前記近接効果補正パターンのエッジ部の形状は、前記設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、マスク露光用パターンをマスク基板上に露光することによりマスクパターンを有するフォトマスクを製造する方法であって、前記マスク露光用パターンを生成するために、設計データのパターンイメージである設計パターンに、該設計パターンを前記マスク基板に露光する際に発生する近接効果と前記フォトマスク上のマスクパターンを試料上に露光する際に発生する近接効果を補正するための近接効果補正パターンを付加し、且つ前記設計パターンの斜線部に付加する近接効果補正パターンのエッジ部の形状を前記設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状にする工程と、前記設計パターンに前記近接効果補正パターンを付加することにより生成されたマスク露光用パターンを前記マスク基板上に露光する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、半導体デバイスの設計データからフォトマスクの製作に必要なマスクデータを生成するマスクデータ生成方法であって、前記設計データのパターンイメージである設計パターンをマスク基板上に露光する際に発生する近接効果を補正するための第１の補正データを求める工程と、前記フォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上へ露光する際に発生する近接効果を補正するための第２の補正データを求める工程と、前記設計データに第１及び第２の補正データを付加することによりマスクデータを生成し、且つ前記設計パターンの斜線部に付加する第１及び第２の補正データの合成パターンイメージである補正パターンのエッジ部の形状が前記設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状となるようにマスクデータを生成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、マスクパターンが形成されたフォトマスクであって、前記マスクパターンは、設計データのイメージパターンである設計パターンと、この設計パターンに付加する近接効果補正パターンとを具備してなり、前記設計パターンの斜線部に付加する近接効果補正パターンのエッジ部の形状は、前記設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状であることを特徴とする。
【００１５】
（作用）
本発明においては、近接効果補正に関して、設計パターンに近接効果補正パターンを付加しているが、設計パターンの斜線部に付加する近接効果補正パターンのエッジ部の形状を設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状とすることにより、微小図形の発生や図形数の増大を抑制することができる。これにより、描画スループット及び検査スループットの向上等に寄与することが可能となる。
【００１６】
また、斜線パターンにおける近接効果補正パターンのエッジ部の形状を斜線部に対して４５度の斜線形状とすることは、マスクパターンを予測される仕上がりパターン形状に類似した形状にすることになる。これにより、微小図形の発生を抑制すると共に実際のマスクパターン形状と欠陥検査データとの整合性を高めることができる。従って、マスクパターンを測定して得られた測定パターン像と設計パターン像とを比較して欠陥検査を行う際の欠陥検査精度を高めることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【００１８】
本実施形態は、フォトマスク上に所望のパターンを形成するための電子ビーム描画装置に用いられる設計データの元図形デ−タに近接効果補正用パターンを加えるＯＰＣ処理に関するもので、特に斜線パターンにおける近接効果補正パターン形成方法に特長を有している。なお、ここで云うＯＰＣとは、マスクパターンを試料上に光転写する際の光近接効果のみならず、マスク露光用パターンをマスク基板上に電子ビーム描画する際の近接効果も意味するものとする。
【００１９】
図１（ａ）は、フォトマスク上に形成しようとしている斜線パターンに相当する設計データのパターンイメージ（設計パターン）１０１を示す図であり、マスク上に形成されるパターン形状は、この設計パターン１０１により近い形であることが理想的である。
【００２０】
フォトマスクを形成する際には、ガラス基板上にＣｒ等の遮光膜を形成したマスク基板上にレジストを塗布し、設計データを基に電子ビーム描画装置で設計パターンを描画する。その後、レジストを現像することによりレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして遮光膜をＲＩＥなどで選択エッチングすることによりマスクパターンが形成される。
【００２１】
図１（ｂ）は、（ａ）で示すような設計パターン１０１を実際に描画して作製した際のマスクパターン１０２を示す図である。パターン終端部１０３で実際の設計パターン１０１より短くなったり、コーナー形状が丸まっている。これは、近接効果の影響であり、この近接効果の影響を補正するために、予め設計パターンに近接効果補正パターンを付加する必要がある。なお、この近接効果の影響は、設計データ，マスク製造条件，及びパターン配置（特に隣接パターンの関係）を基にシミュレーションにより計算する。
【００２２】
図２は、ＯＰＣ処理によるパターン補正が行われたフォトマスク上のパターン部のデータイメージ、即ちマスクデータのパターンイメージ（マスク露光用パターン）を示す図である。設計パターン２０１に対し、隣接パターンの影響による近接効果を考慮して補正パターン２０２が形成されている。図２から分かるように、補正パターン２０２は設計パターン２０１を太らせるに限らず細らせる場合もある。
【００２３】
ここで、本実施形態では、Ｘ方向（紙面左右方向）のパターン及びＹ方向（紙面上下方向）のパターンに関しては従来と同様の補正パターンを付加しているが、斜線パターンに関しては後述するように補正パターンの形状を変更している。
【００２４】
図２の設計パターンのうちの１つの斜線パターン部分を、図３（ａ）（ｂ）に拡大して示す。図３（ａ）は、描画データ作成時に近接効果補正処理を施した従来のＯＰＣ付きパターン（マスクデータのパターンイメージであるマスク露光用パターン）を示し、図３（ｂ）は、本実施形態によるＯＰＣ付きパターン（マスク露光用パターン）を示している。なお、図中の３１０，４１０は設計パターン、３２０，４２０は近接効果補正パターンを示している。
【００２５】
図３（ａ）に示す従来のＯＰＣ処理においては、元データに対して補正用パターンエッジ部は直角に形成される。図中の実線３００は、描画データ分割線を表している。この分割線３００は、描画データを電子ビーム描画装置により１ショットで描画できるデータに分割するためのものである。また、図中の３０１〜３０６は補正パターンエッジ部を表し、３０３〜３０５部分においては微小図形が発生していることを表す。即ち、従来のＯＰＣ処理では、補正パターンエッジ部に微小図形が発生し、実際にフォトマスクに形成されるマスクパターンでは、パターンエッジ部の形状が丸まることになる。
【００２６】
これに対し図３（ｂ）に示す本実施形態では、予め予測されるマスク上でのＯＰＣパターン形成イメージに類似するように補正パターンエッジ部の形状を従来９０度であるのに対して４５度で形成している。
【００２７】
より具体的には、斜線パターンに対する近接効果を補正したマスクデータを生成するに際して、対象斜線パターン部の隣接パターン距離と特定範囲のパターン被覆率に応じて斜線パターン部を局所的に太め若しくは細める処理を含み、太め若しくは細め処理は基パターンからＸ軸若しくはＹ軸平行線分で基パターンと接する台形パターンで構成している。言い換えれば、斜線パターン部は、パターン表現空間のＸ軸及びＹ軸に対して＋４５度と−４５度及びその組み合わせで表現されている。
【００２８】
図中４０１〜４０６はＯＰＣパターンエッジ部を４５度の斜線パターンで形成した補正用パターン箇所を表す。斜線パターンはマスク上に多数存在するが、全ての斜線パターンにおいて本実施形態は適用可能である。図中の実線４００は描画データ分割線を表す。パターンエッジ部を４５の斜線にしたことにより、図３（ａ）とはデータ分割線の位置が変わっており、これにより図３（ａ）の３０３〜３０５の部分で発生していた微小図形が無くなることになる。従って本実施形態により、補正パターンエッジ部での微小図形の発生を抑制することが可能となり、パターン忠実性を高めることが可能となる。
【００２９】
また、図３の（ａ）と（ｂ）を比較しても分かるように同一パターンにおいて、データ分割数が低減され、描画データレベルでの図形数低減化、即ちデータ量の低減化が可能となり、データハンドリングが容易になる。そして、微小図形の低減は、欠陥検査においても実際のマスクパターンと検査データとの整合性を高めることができ、欠陥検査精度を高めることが可能となる。
【００３０】
図４は、本実施形態におけるマスクデータの作成フローを示す図である。
【００３１】
ＣＡＤツールでパターン設計することにより得られたＬＳＩ設計データ（ＣＤＳストリームデータ）に対し、近接効果補正のためのＯＰＣ処理を施す。このＯＰＣ処理とは、先に説明した補正パターンの付加であり、斜線パターンに対して付加する補正パターンのエッジ部の形状を、設計パターンの斜線部に対して４５度の斜線形状にする。ＯＰＣ処理後のデータ（ＣＤＳストリームデータ）に対し、描画／検査装置に対応するデータフォーマットに変換するためのデータ変換を行う。そして、このデータをマスク描画データとして用いてマスクの作製を行うと共に、マスクパターンを検査する際のマスク検査データとして用いる。
【００３２】
このように本実施形態によれば、設計パターンの斜線部に近接効果補正パターンを付加する際に、図３（ｂ）に示すように、補正パターンのエッジ部を斜線パターンに対して４５度の形状にしている。その結果、図形分割のためのデータ分割線による微小図形の発生が抑制される。従って、ＯＰＣ処理に伴う微小図形の発生を抑制すると共に、図形数並びにデータ量を低減することができ、描画スループット及び検査スループットの向上等に寄与することができる。
【００３３】
また、本実施形態により得られるマスクデータは、微小図形の発生が抑制されるため、実際にマスクに形成されるマスクパターンと近いものとなる。このため、実際のマスクパターン形状と欠陥検査データとの整合性を高めることができ、マスクパターンの欠陥を検査する際の検査精度を高めることが可能となる。
【００３４】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、マスクデータを生成するに関し、設計パターンをマスク基板上に電子ビーム描画する際の近接効果を補正するための第１の補正パターンと、マスクパターンをウェハ上に光転写する際の光近接効果を補正するための第２の補正パターンとの両方を設計パターンに付加したが、これらの一方を付加するだけでも効果は得られる。例えば、電子ビーム描画による近接効果に比して光転写による光近接効果の影響の方が大きい場合、フォトマスクに形成するマスクパターンとしては、設計データに基づく設計パターンに対し光近接効果補正パターンを付加するのみでよい。
【００３５】
また、マスク基板上にマスクパターンを形成する手段としては、マスク露光用パターンを電子ビーム描画する電子ビーム描画装置に限るものではなく、マスク露光用パターンをイオンビーム描画するイオンビーム描画装置を用いることもできる。さらに、必ずしも直接描画に限るものではなく、パターン転写によってマスクパターンを形成することも可能である。
【００３６】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、設計パターンの斜線部に付加する近接効果補正パターンのエッジ部形状を斜線形状とすることにより、近接効果補正処理に伴う微小図形の発生を抑制すると共に、図形数並びにデータ量を低減することができ、描画スループット及び検査スループットの向上等に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フォトマスク上に形成しようとする設計データのパターンイメージと、これをマスク上に形成した時のマスクパターンを示す図。
【図２】ＯＰＣ処理によるパターン補正を行ったマスクデータのパターンメージを示す図。
【図３】斜線パターンでＯＰＣ処理を行ったパターンイメージを示す図。
【図４】マスクデータの作成フローを示す図。
【符号の説明】
１０１…設計データのパターンイメージ（設計パターン）
１０２…マスクパターン
１０３…パターン終端部
２０１…マスクデータのパターンイメージ（マスク露光用パターン）
２０２…近接効果補正パターン
３００，４００…描画データ分割線
３０１〜３０６，４０１〜４０６…補正パターンエッジ部
３１０，４１０…設計パターン
３２０，４２０…近接効果補正パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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