(57)【要約】【課題】位相シフトマスクのパターンを光近接効果補正するにあたり、最適な補正分割サイズを用いて効率良く、かつ高精度な補正を実現すること。【解決手段】本発明は、所定の露光パターンを形成するための遮光パターンと、この遮光パターンの両側に設けられ各々異なる位相の光を透過するシフターとを備える位相シフトマスクの製造方法において、遮光パターンとシフターとの境界位置を所定間隔から成る単位で分割し、その分割した単位で境界位置の光近接効果補正を行うにあたり、その分割の単位となる間隔を、前記シフターの幅および高さに応じて予めうねり補正テーブルＴＢとして用意しておき、このうねり補正テーブルＴＢから最適な分割単位を用いて補正を行う位相シフトマスクの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の露光パターンを形成するための遮光パターンと、この遮光パターンの両側に設けられ各々異なる位相の光を透過するシフターとを備える位相シフトマスクの製造方法において、
前記遮光パターンと前記シフターとの境界位置を所定間隔から成る単位で分割し、その分割した単位で境界位置の光近接効果補正を行うにあたり、その分割の単位となる間隔を、前記シフターの幅および高さに応じて設定する
ことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記光近接効果補正を行うのに適した前記間隔を、前記シフターの幅および高さに応じて求めたテーブルデータにしておき、このテーブルデータを用いて前記間隔の設定を行う
ことを特徴とする請求項１記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記光近接効果補正を行うのに適した前記間隔を、前記シフターの光強度分布におけるピークとなる位置で分類したデータを求めておき、このデータを用いて前記間隔の設定を行う
ことを特徴とする請求項１記載の位相シフトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光により形成するパターンに対応した遮光パターンと、この遮光パターンに隣接して設けられる各々位相の異なる光を透過するシフターとを備える位相シフトマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高性能化に伴い、半導体製造プロセスには微細化・高密度化が要求されており、フォトリソグラフィによるレジストパターンの形成についても、光の波長および光学系から決定される解像限界以下を超えた微細パターンの作成が要求されている。
【０００３】
露光装置の解像限界以下のパターンを精度良く解像させようとするとき、超解像技術といわれる変形照明法や転写マスクで隣接するどちらか一方のパターンにシフターを設け、露光光の位相を180度反転させパターンエッジ部のコントラストを向上させる位相シフト技術が利用されている。
【０００４】
位相シフト技術の内、空間周波数変調型マスク（レベンソン型位相シフトマスク）は一個おきのパターンにシフターを配置するタイプの位相シフトマスクであり（図１４（ａ）参照）、すでに実用化された技術である。レベンソン型位相シフトマスクでは、従来のＣｒマスク（図１４（ｂ）参照）に比べてウエハ上の光強度分布のコントラストを高めることができる。
【０００５】
図１５はレベンソン型位相シフトマスクのシフターの高さと光透過部の光強度分布を示したものである。通常、レベンソン型位相シフトマスクによる露光はレンズ収差の影響を抑えるべく、光源の絞り（σ）を小さめに設定するため、シフターを長くしていくに伴い、図１５(a)のような光強度分布の離散が起こり、結果ライン端付近でレジストラインパターンのくびれ、ライン長さ方向の線幅バラツキ（うねり）が生じる。このくびれやうねりからラインちぎれ、線幅不均一等の問題が起こり、トランジスタ特性、プロセスマージン低下等の原因となっている。なお、ここではこのライン形状をくびれ、うねりと呼ぶことにする。
【０００６】
また、シフターの長さがある程度短い場合（図１５(b)）、光強度分布の離散は起こらないため、くびれやうねりは発生しないが、ライン形状はライン端に向かうほど太くなり、この場合においても線幅の不均一性という点においてトランジスタ特性の低下の原因となる。なお、ここではこのライン形状を湾曲と呼ぶことにする。
【０００７】
上記ラインくびれやうねりの発生位置、湾曲形状はパターン種毎に異なることから、くびれやうねりの補正もパターン種毎に行うことが必要である。図１６は、シフターの高さによるくびれの違いを示す図で、左図に示す一点鎖線をY Positionの０（原点）とした場合のレジスト残り幅（Resist CD）を、シフター高さをパラメータとして示している。
【０００８】
このようなラインくびれの補正をOPC（光近接効果補正）によって行うため、図１７のような補助的にパットをルールベースで配置する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−４２５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような補助的なパットを用いた光近接効果補正では、単純なパットを配置することからラインうねりの補正までカバーできず補正精度に限界がある。また、図１７に示すパットを配置する手法以外にもルールベースにより上記ラインくびれ、うねり、湾曲形状を補正しようとすると膨大なデータ取得工数が必要となり、コスト・時間面で効率的な補正方法とは成り得ない。
【００１１】
また、上記ラインくびれ、うねり、湾曲に対して、通常のパターン種に依存しない一律な補正分割サイズによるモデル（シミュレーション）ベースによる補正では、くびれやうねりの発生位置、湾曲形状はパターン種に依るため（図１６）、補正精度にバラツキが生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、所定の露光パターンを形成するための遮光パターンと、この遮光パターンの両側に設けられ各々異なる位相の光を透過するシフターとを備える位相シフトマスクの製造方法において、遮光パターンとシフターとの境界位置を所定間隔から成る単位で分割し、その分割した単位で境界位置の光近接効果補正を行うにあたり、その分割の単位となる間隔を、前記シフターの幅および高さに応じて設定する位相シフトマスクの製造方法である。
【００１３】
このような本発明では、光近接効果補正を行う際のシフター境界位置の分割の間隔を、そのシフターの幅および高さに応じて設定するため、シフターの幅や高さによって最適に分割単位で光近接効果補正を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
したがって、本発明によれば、シフターの幅や高さに応じて光近接効果補正の分割サイズが最適化されているのでシフターのパターンに依存しない一律な分割サイズによる従来の補正方式に比べて位相シフトマスクによる微細ラインパターンのくびれ・うねりを精度良く補正することが可能となる。
【００１５】
また、最適補正分割サイズを求めることで、補正精度を得ようと補正分割サイズをいたずらに小さくすることを防ぐことができるので、OPC処理時間の短縮、マスク描画時間の削減、マスクコスト削減を図ることが可能となる。さらに、ラインがくびれる場合、光強度位置（パターンピッチ）で最適補正分割サイズの分類が可能なのでデータ取得量の軽減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る位相シフトマスクの製造方法を説明する概念図である。本実施形態では、位相シフトマスクについてのOPC（光近接効果補正）を行うにあたり、遮光パターンとシフターとの境界位置の補正を行う分割の単位（間隔）をパターン水準（シフターの高さや幅）に応じて設定する点に特徴がある。
【００１７】
つまり、本実施形態において上記ラインくびれ、うねり、湾曲に対するOPCを行う場合、遮光パターンとシフターとの境界位置（パターンエッジ）を所定間隔から成る単位で分割し、その分割した単位で境界位置の光近接効果補正を行うが、この分割の単位（補正分割サイズ）として、ラインくびれ、うねり、湾曲が最小となるような最適な補正分割サイズをパターン水準毎にシミュレーションで求め、最適補正分割サイズのテーブルを作成し、そのテーブルを元にモデルベースOPCを行っていく。これにより、OPC処理時間の短縮化やOPCによる補正精度の向上を図ることができる。
【００１８】
したがって、本実施形態の位相シフトマスクの製造方法は、位相シフトマスクの設計段階において、既存のモデルベースOPCに上記テーブル（図１に示すうねり補正テーブルＴＢ）を追加した構成で実現される。具体的には、OPC処理を行うプログラムによってOPCパラメータの設定を行う際に、このうねり補正テーブルから補正対象となるパターンの水準に適した補正分割サイズを選択し、これに基づき実際のパターンでOPCを施すようにする。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る位相シフトマスクの製造方法では、先ず、以下に示すモデルベースOPCのパラメータ（OPCパラメータ）の設定を行う（図１（ａ）参照）。
（１）…補正対象パターンエッジに対する補正分割サイズの設定。
（２）…上記（１）で決定した分割サイズでのエッジ領域における評価点（シミュレーションポイント）の位置設定。
（３）…マスク作成上の制限に起因する補正制約設定。
【００２０】
次に、上記OPCパラメータを設定後、パターン寸法測長データ（実験データ）、光学条件情報（露光波長、レンズ開口数、光学参照半径等）、マスク情報（透過率、位相）、レジストモデル（近似式的情報）、エッチングモデル（近似式的情報）で主に構成されるOPCモデル（図１（ｂ）参照）を元にOPCを実施する（図１(c)参照）。
【００２１】
OPC後は、正しく補正されたか検証するため、再度OPCモデルを元にOPCの検証を行い（図１(d)参照）、目標・要求通りに収まっているならばOPCは終了とする。
【００２２】
図２、図３はモデルベースOPCの実施を説明する模式図である。OPCでは、先ず、上記OPCパラメータ設定（２）で設定した評価点において出来上がりパターンＰの形状（寸法）を予測し、ターゲットとのズレ量を求める（図３（ａ）参照）。
【００２３】
次いで、そのズレ量に〜１倍した量を補正サイズとし、上記OPCパラメータ（１）で設定したエッジ分割の箇所に補正パターンＨＰを発生させる（図３（ｂ）参照）。ただし、補正パターンＨＰを発生させた結果、上記OPCパラメータ（３）で設定した補正制約に該当してしまう場合は補正パターンＨＰの発生は行わない。
【００２４】
これをすべての評価点、分割位置で行い、OPCの１サイクルとする。そして、再度、評価点において出来上がりパターン形状（寸法）を予測し（図３（ｃ）参照）、エッジ分割単位で補正を繰り返し行っていく（繰り返す回数はあらかじめ指定する）。
【００２５】
本実施形態で適用するモデルベースOPCフローは上記OPCパラメータ（１）の補正分割サイズの設定として、パターン水準毎にあらかじめ求めた最適補正分割サイズのテーブルを用いることが特徴である。つまり、従来は補正分割サイズがパターン種に依らず一律であったのに対し、本実施形態では、予め求めたパターン種毎の最適な分割サイズを用いてOPCを行う。
【００２６】
以下に最適補正分割サイズのテーブルの作成方法を図４のフローチャートに基づき説明する。
【００２７】
＜ステップS1＞
実デバイス上で存在し得るパターン水準（パターンピッチ（シフター幅）とシフター高さ）を選択する。
【００２８】
＜ステップS2＞
適当な補正分割サイズを選択する。ただし、考えられる内で、マスク作成上有利となる大きな値から選ぶ。なお、補正分割サイズを再度選択し直す場合は、先に選んだものより小さな値を選択する。
【００２９】
＜ステップS3＞
シミュレーションにより全ての評価点でターゲットとのズレ量を計算する（図３（a）参照）。
【００３０】
＜ステップS4＞
シミュレーションで得たズレ量に〜１倍した量を補正サイズとし、それぞれの分割箇所の補正量を求める。
【００３１】
＜ステップS5、S6＞
ステップS4で求めた補正サイズ分だけマスクに補正パターンを付加する（図３（b）参照）。ただし、付加した結果、パターンの寸法、パターン間隔で制約（補正制約）に該当する場合はその分割箇所には補正パターンを発生させない。もし全ての分割箇所が補正制約に該当する場合は補正を終了としステップS8に進む。
【００３２】
＜ステップS7＞
ステップS6で行った補正があらかじめ指定した補正回数に当たる場合は補正を終了とし、この場合もステップS8に進む。指定した補正回数にあたらないのであればステップS3に戻り、再度補正を進める。
【００３３】
＜ステップS8＞
シミュレーションより補正後のパターンから出来上がり形状（ライン寸法）を予測し、アクティブ（有効）領域上のライン寸法の最大値から最小値を引いたものをOPC残渣とする（図５参照）。
【００３４】
＜ステップS9＞
ステップS8で求めたOPC残渣が許容範囲内であればそのときの補正分割サイズを最適補正分割サイズとし、最適補正分割サイズテーブルに値を記録する。許容範囲外であればステップS2にもどり補正分割サイズを再度選択し直す。
【００３５】
＜ステップS10＞
選択したパターン水準が実デバイスのパターンを網羅しているならば最適補正分割サイズテーブルの作成は終了。このテーブルをモデルOPCフローに組み込み、マスク作成を行う。一方、選択したパターン水準が実デバイスのパターンを網羅していない場合はステップS1に戻り再度パターン水準を決定し、上記と同じ手順で各パターン水準における最適分割補正サイズの決定を行う。
【００３６】
このような流れによって、実デバイスに用いられる各種のパターン水準に応じたOPCの最適分割サイズをテーブルとして用意できることになる。
【００３７】
次に、最適補正分割サイズの具体例を説明する。図６はパターンＰのピッチ/シフター高さ=430nm/600nmの繰り返しパターン（図７参照）に対し、OPCサイクル数（Iteration）と補正残渣を補正分割サイズ毎（50nm、80nm、100nm、120nm）に集約（レジスト）パラメータモデル（LPM）シミュレーションで求めたものである。
【００３８】
シミュレーション条件は光源波長を193nm、レンズ開口数NAを0.70、コヒーレンスファクターσを0.30、レジストコントラスト（LPMパラメータ）を12、レジスト膜厚を200nm、吸収係数（LPMパラメータ）を0.8um-1、拡散長（LPMパラメータ）を30nmとした。ここでいうOPC残渣とはアクティブ（有効）領域上のライン寸法のRange（最大値から最小値を引いた値）を表している。
【００３９】
また、図８は上記パターン水準のそれぞれの補正分割サイズにおけるOPC後のライン形状（寸法）を表したものである。
【００４０】
上記のパターン水準において、OPC前のライン寸法のRangeはターゲット線幅80nmに対して12.7nmである。図６、図７に示す結果より、補正分割サイズを最も大きい120nmにした場合、Iterationが3で補正制約（マスク作成上の制約）により補正はストップしてしまう（このときのOPC残渣は13.5nm）。一方、最も小さい補正分割サイズ50nmにした場合、Iterationを増やしていく毎に精度がよくなっているのが伺える（OPC残渣はIterationが17で4.3nm）。しかしこのパターン水準（ピッチ/シフター高さ=430nm/600nm）では補正分割サイズは100nmが精度的に最も良い（Iterationが8でOPC残渣は2.4nm）。
【００４１】
これは、必ずしも補正分割サイズが小さい場合が最適ではないという例であり、この場合（ピッチ/シフター高さ=430nm/600nm）は、最適補正分割サイズは100nmであり（ライン寸法均一性を12.7nmから2.4nmまで改善）、本発明手法からも100nmと求めることが可能である。
【００４２】
本実施形態では、図７に示すパターンの水準（ピッチ／シフター高さ）を変えた場合の各々の最適な補正分割サイズをシミュレーションによって予め求め、うねり補正テーブルＴＢ（図１参照）を求めておき、実際のパターン設計で行うOPCでは、このうねり補正テーブルＴＢからOPC対象パターンの水準に応じて最適な補正分割サイズを設定して、その補正分割サイズでのOPCを施す。これにより、効率良くしかも精度良くOPCを行うことが可能となる。
【００４３】
次に、補正分割サイズの設定における他の例を説明する。図９は各パターン水準（ピッチ、シフター高さ）における光強度ピーク位置をプロットしたものである。光強度ピーク位置は主にパターンピッチに依存していることから、最適補正分割サイズが主にパターンピッチで分類可能であることを示している。
【００４４】
つまり、パターンピッチが190nm、250nmの場合にはくびれ位置がピッチによって異なり（分類１）、パターンピッチが370nm、430nm、1000nmの場合にはくびれ位置がピッチに依らず共通となっている（分類２）。
【００４５】
図１０は本手法により求めた各パターンピッチ、シフター高さの最適補正分割サイズである。図９よりパターンピッチが370nm以上の場合では光強度ピーク位置に殆ど（＜10nm）差が現れていない分類２に属し、最適補正分割サイズは一律の100nmで良く（１種類のパターンの最適補正分割サイズを求めるだけで良い）、パターンピッチ370nm以下では光強度ピーク位置が変化することから分類１に属し、それぞれのパターンピッチ毎に最適補正分割サイズを求めていく必要があることがわかる。
【００４６】
ただし、湾曲ライン（くびれ無）に対しての最適補正分割サイズは光強度位置による分類は出来ないのでそれぞれ求めていく必要がある。
【００４７】
以下に分類による補正分割サイズの設定方法を図１１のフローチャートに基づき説明する。
【００４８】
＜ステップS11＞
シミュレーションから光透過部の光強度ピーク数を求める（図１５参照）。
【００４９】
＜ステップS12＞
光強度のピークは２つ以上（くびれ・うねり形状）のものはステップS13へ、１つのもの（湾曲形状）はそれぞれ最適補正分割サイズを前述のフローチャート（図４参照）に基づき計算を行う。
【００５０】
＜ステップS13＞
シミュレーションから各パターン種の光強度ピーク位置を求め、図９の様な各パターンピッチ、シフター高さの光強度ピーク位置をプロットした図を作成する。
【００５１】
＜ステップS14＞
ピーク位置が同じパターン水準に関しては任意のパターン水準を代表として選択し、最適補正分割サイズの計算を行う。また、代表以外のパターン水準については、代表となったパターン水準に対応する最適補正分割サイズをテーブルに登録する。異なるものはそれぞれ最適補正分割サイズを前述のフローチャート（図４参照）に基づき計算を行う。
【００５２】
このような方法によって、全てのパターン水準について最適補正分割サイズの計算を行う必要がなくなり、うねり補正テーブルＴＢの作成時間を短縮できるようになる。
【００５３】
図１２は上記テーブルを用いてモデルベースOPCを行ったものと従来の一律分割サイズによるモデルベースOPCを行った結果の比較である。パターン毎に補正分割サイズが最適化されているのでパターンに依存しない一律な分割サイズによる従来の補正方式よりも空間周波数変動型マスク（位相シフトマスク）による微細ラインパターンのくびれ・うねりを精度良く補正することができている。
【００５４】
図１３はOPC補正後のマスクパターンの例を示す模式図で、（ａ）はパターンピッチ/シフター高さ＝430nm/600nmの場合、（ｂ）は同430nm/1200nmの場合である。各々左側は補正分割サイズが50nm、右側が100nmである。本実施形態のように最適補正分割サイズ（ここでは100nm）を求めて用いることで、小さな分割サイズ（ここでは50nm）による補正よりもOPC精度（残渣）を高めることができ、いたずらに分割サイズを小さくすることを防ぐことができる。したがって、OPC処理時間の短縮、マスク描画時間の削減（＝マスクコスト削減）を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係る位相シフトマスクの製造方法を説明する概念図である。
【図２】モデルベースOPCの実施を説明する模式図（その１）である。
【図３】モデルベースOPCの実施を説明する模式図（その２）である。
【図４】最適補正分割サイズのテーブルの作成方法を説明するフローチャートである。
【図５】OPC残渣を示す模式図である。
【図６】OPCサイクル数とOPC残渣との関係を示す図である。
【図７】繰り返しパターンの例を示す模式図である。
【図８】所定のパターン水準のそれぞれの補正分割サイズにおけるOPC後のライン形状（寸法）を表す図である。
【図９】各パターン水準（ピッチ、シフター高さ）における光強度ピーク位置をプロットした図である。
【図１０】本手法により求めた各パターンピッチ、シフター高さの最適補正分割サイズを示す図である。
【図１１】分類による補正分割サイズの設定方法を説明するフローチャートである。
【図１２】本実施形態と従来例との比較を示す図である。
【図１３】分割サイズの相違によるOPC補正後のマスクパターンの例を示す模式図である。
【図１４】位相シフトマスクを説明する模式図である。
【図１５】シフターの高さによる光透過部の光強度分布を示す図である。
【図１６】シフターの高さによるくびれの違いを示す図である。
【図１７】OPCによるパットの配置例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｐ…パターン、ＴＢ…うねり補正テーブル、ＨＰ…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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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