(57)【要約】半導体装置を製造する際の露光時に生じるローカルフレアを補正するに際して、露光対象の各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出した後、前記各領域における前記パターンの前記フレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率及び露光条件に応じて修正する。これにより、フォトリソグラフィーにおいて露光されるパターンに対するローカルフレアの影響を、各露光条件に対応して定量的に補正し、所期のパターンを容易且つ正確に形成することができる。
2004107047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正するフレア補正方法であって、
露光対象の各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出するステップと、
前記各領域における前記パターンの前記フレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率及び前記フレアの補正量の依存性に応じて算出するステップと
を含むことを特徴とするフレア補正方法。
【請求項２】
前記露光条件は、前記領域に対する露光回数及びフォトマスクの種類であることを特徴とする請求項１に記載のフレア補正方法。
【請求項３】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴とする請求項１に記載のフレア補正方法。
【請求項４】
半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正するフレア補正方法であって、
前記フレアを見積もるための試験用マスクを用いて、露光対象の各領域において、当該各領域における露光条件に応じて、前記フレアの点像強度分布を前記試験用マスクの測定結果に基づき算出するステップと、
前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を前記フレアの光強度分布に基づき算出するステップと、
前記各領域における前記パターンのフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するステップと
を含むことを特徴とするフレア補正方法。
【請求項５】
前記露光条件は、前記領域に対する露光回数及びフォトマスクの種類であることを特徴とする請求項４に記載のフレア補正方法。
【請求項６】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴とする請求項４に記載のフレア補正方法。
【請求項７】
前記試験用マスクは、前記フレアを見積もる対象となる測定用パターンと、前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンとを有することを特徴とする請求項４に記載のフレア補正方法。
【請求項８】
前記修正値を算出するに際して、前記露光条件に見合うように作製された修正用マスクを用いることを特徴とする請求項４に記載のフレア補正方法。
【請求項９】
フォトリソグラフィーにより転写するための露光パターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
露光対象の各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出するステップと、
前記各領域における前記パターンの露光時に生じる局所的なフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率及び前記フレアの補正量の依存性に応じて算出するステップと、
算出された前記補正量に基づき、前記露光パターンを形成するステップと
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１０】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴とする請求項９に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１１】
フォトリソグラフィーにより転写するための露光パターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
前記露光パターンを転写する際に生じる局所的なフレアを見積もるための試験用マスクを用いて、露光対象の各領域において、当該各領域における露光条件に応じて、前記フレアの点像強度分布を前記試験用マスクの測定結果に基づき算出するステップと、
前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を前記フレアの光強度分布に基づき算出するステップと、
前記各領域における前記パターンのフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するステップと、
算出された前記補正量に基づき、前記露光パターンを形成するステップと
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１２】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴とする請求項１１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１３】
半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正するフレア補正装置であって、
前記フレアを見積もるための試験用マスクを用いて、露光対象の各領域において、当該各領域における露光条件に応じて、前記フレアの点像強度分布を前記試験用マスクの測定結果に基づき算出する点像強度分布算出手段と、
前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を前記フレアの光強度分布に基づき算出する実質的開口率算出手段と、
前記各領域における前記パターンのフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するフレア補正量算出手段と
を含むことを特徴とするフレア補正装置。
【請求項１４】
前記露光条件は、前記領域に対する露光回数及びフォトマスクの種類であることを特徴とする請求項１３に記載のフレア補正装置。
【請求項１５】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴とする請求項１３に記載のフレア補正装置。
【請求項１６】
前記試験用マスクは、前記フレアを見積もる対象となる測定用パターンと、前記測定用パターンに前記フレアを発生せしめる光透過領域を形成し、前記測定用パターンからの距離の異なる複数のフレア発生パターンとを有することを特徴とする請求項１３に記載のフレア補正装置。
【請求項１７】
前記修正値を算出するに際して、前記露光条件に見合うように作製された修正用マスクを用いることを特徴とする請求項１３に記載のフレア補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、半導体装置の製造工程の一つであるリソグラフィー工程に用いる露光装置のフレア補正方法、フレア補正装置、フォトマスクの製造方法に関する。
【背景技術】  近年、半導体素子における諸々のパターンを形成する際には、屈折光学系又は反射屈折光学系の投影露光装置を用いているが、照明光学系のレンズ、マスク、投影レンズ等の表面や内部の反射、散乱、レンズ材料の屈折率の不均一等により、設計とは異なる光学経路の光が発生する。これは、フレアと呼ばれている現象である。
最近では、半導体装置に対する微細化・高集積化の要請が益々高まっており、これに伴い投影露光装置で採用する露光光の短波長化が進行している。具体的には、１９３ｎｍの波長の露光光が採用されているが、このような短波長に対応するレンズ材料の特殊性から、露光パターンに依存した局所的なフレアの発生が問題視されつつある。これは、いわゆるローカルフレアと呼ばれるものであり、転写するパターンの形状やライン幅に不測の変化を生ぜしめる主原因となる。フォトマスクにおける所定パターンによりローカルフレアが影響する範囲は、当該パターンから５０μｍ程度内である。但し、ローカルフレアの影響する範囲は、投影露光装置の世代及び露光波長によって将来的に変化する可能性がある。また、ローカルフレアの影響は、パターン周辺の開口率によって変化するため、フォトマスク上の位置により相違している。このため、レジストパターンにおけるライン幅の変動の程度が位置により相違する。従って、ローカルフレアの影響を考慮してフォトマスクのパターンを補正することが極めて困難である。
図１８にローカルフレアが発生する様子を模式的に示す。フォトマスク上の任意の点Ａを露光転写したパターンには、点Ａから離れた任意の領域Ｂ，Ｃを透過する光を発生源とするローカルフレアが照射される。
【特許文献１】  特開２００１−２７２７６６号公報
上述したローカルフレアは、半導体装置における所期の各パターンを良好に形成するためには、これを定量化して除去すべきものであるが、上述したように極最近になってクローズアップされつつある問題であるため、現在のところ、特にこのローカルフレアに特定してこの問題を意識的に解決するための好適な何等かの手法は案出されていない状況にある。
本発明は、フォトリソグラフィーにおいて露光されるパターンに対するローカルフレアの影響を、各露光条件に対応して定量的に補正し、所期のパターンを容易且つ正確に形成するためのフレア補正方法及びフォトマスクの製造方法、並びにフレア補正装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
本発明のフレア補正方法は、半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正するフレア補正方法であって、露光対象の各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出するステップと、前記各領域における前記パターンの前記フレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率及び前記フレアの補正量の依存性に応じて算出するステップとを含む。
本発明のフレア補正方法は、半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正するフレア補正方法であって、前記フレアを見積もるための試験用マスクを用いて、露光対象の各領域において、当該各領域における露光条件に応じて、前記フレアの点像強度分布を前記試験用マスクの測定結果に基づき算出するステップと、前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を前記フレアの光強度分布に基づき算出するステップと、前記各領域における前記パターンのフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するステップとを含む。
本発明のフォトマスクの製造方法は、フォトリソグラフィーにより転写するための露光パターンを有するフォトマスクの製造方法であって、露光対象の各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出するステップと、前記各領域における前記パターンの露光時に生じる局所的なフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率及び前記フレアの補正量の依存性に応じて算出するステップと、算出された前記補正量に基づき、前記露光パターンを形成するステップとを含む。
本発明のフォトマスクの製造方法は、フォトリソグラフィーにより転写するための露光パターンを有するフォトマスクの製造方法であって、前記露光パターンを転写する際に生じる局所的なフレアを見積もるための試験用マスクを用いて、露光対象の各領域において、当該各領域における露光条件に応じて、前記フレアの点像強度分布を前記試験用マスクの測定結果に基づき算出するステップと、前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を前記フレアの光強度分布に基づき算出するステップと、前記各領域における前記パターンのフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するステップと、算出された前記補正量に基づき、前記露光パターンを形成するステップとを含む。
本発明の半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正するフレア補正装置であって、前記フレアを見積もるための試験用マスクを用いて、露光対象の各領域において、当該各領域における露光条件に応じて、前記フレアの点像強度分布を前記試験用マスクの測定結果に基づき算出する点像強度分布算出手段と、前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を前記フレアの光強度分布に基づき算出する実質的開口率算出手段と、前記各領域における前記パターンのフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するフレア補正量算出手段とを含む。
本発明のプログラムは、半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正する際に、前記フレアを見積もるための試験用マスクを用いて、露光対象の各領域に応じて、当該各領域における露光条件に応じて、前記フレアの点像強度分布を前記試験用マスクの測定結果に基づき算出するステップと、前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を前記フレアの光強度分布に基づき算出するステップと、前記各領域における前記パターンのフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するステップとをコンピュータに実行させるためのものである。
本発明の記憶媒体は、上記のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能なものである。
本発明のプログラムは、フォトリソグラフィーにより転写するための露光パターンを有するフォトマスクを製造するに際して、前記転写パターンを転写する際に生じる局所的なフレアを見積もるための試験用マスクを用いて、露光対象の各領域に応じて、当該各領域における露光条件に応じて、前記フレアの点像強度分布を前記試験用マスクの測定結果に基づき算出するステップと、前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を前記フレアの光強度分布に基づき算出するステップと、前記各領域における前記パターンのフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するステップと、算出された前記補正量に基づき、前記露光パターンを形成するステップとをコンピュータに実行させるためのものである。
本発明の記憶媒体は、上記のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能なものである。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明のフレア評価装置におけるテストパターンの一例を示す原理的な模式図である。
図２Ａ，図２Ｂは、本発明のフレア評価装置におけるテストパターンの一例を示す原理的な模式図である。
図３Ａ〜図３Ｃは、ゲートの露光工程において使用するフォトマスクのパターンの例を示す模式図である。
図４Ａ〜図４Ｄは、本実施形態による試験用フォトマスクの概略構成を示す模式図である。
図５は、本実施形態によるフレア評価装置を用いてローカルフレアを評価する際のフローチャートである。
図６は、各輪帯パターンの内径値と差分値との関係を算出してプロットした結果を示す特性図である。
図７は、ラインパターンから各輪帯パターン２までの距離と測定線幅との関係を算出してプロットした結果を示す特性図である。
図８は、図７の結果に対して（１）式を積分してフィッティングした結果を示す特性図である。
図９は、各パターンの周辺にダミーパターンを配置してなる試験用フォトマスクを示す模式図である。
図１０は、試験用フォトマスクのダミーパターンの寸法を変えた場合のパターンの寸法変動を、実効的開口率との関係で算出した結果を示す特性図である。
図１１は、各パターンの単位開口率当たりのマスク修正量を算出するための特性図である。
図１２は、ゲートを形成するに際して、ゲート電極を二重露光で、ゲート配線を１回の露光で形成する場合を示す概略平面図である。
図１３は、本実施形態の奏する効果を評価した実験例を示す模式図である。
図１４Ａ，図１４Ｂは、比較例との比較に基づいてローカルフレア補正の線幅変化を示す特性図である。
図１５は、本実施形態によるフレア補正装置の概略構成を示すブロック図である。
図１６は、このフレア補正装置を用い、半導体装置を製造する際の実パターンに対するローカルフレアの影響を補正するフローチャートである。
図１７は、一般的なパーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。
図１８は、ローカルフレアが発生する様子を説明するための模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】  −本発明の基本骨子−
始めに、本発明の基本骨子について説明する。
本発明者は、ローカルフレアによるパターンへの影響が、当該パターンの近傍に存する露光光の透過領域までの距離によって異なる旨の知見を得て、ローカルフレアを定量的に把握すべく、ローカルフレアの影響を見積もる対象となる試験パターンと、この試験パターンの周囲に設けられ当該試験パターンに意図的にローカルフレアを発生せしめるためのフレア発生パターンとを利用することに想到した。
具体的には、図１に示すように、測定用パターンとなるラインパターン１と、このラインパターン１を囲み、当該ラインパターン１にローカルフレアを発生せしめる光透過領域を形成するフレア発生パターンとなる輪帯形状の輪帯パターン２とを利用する。ここで、図中の黒色部位が露光光の遮光される領域、白色部位が露光光の透過する領域をそれぞれ示している。この場合例えば、図２Ａに示すようにラインパターン１のみの露光と、図２Ｂに示すように、光透過領域からなり径の異なる複数の輪帯パターン２（図示の例では１つ）とを用意し、ラインパターン１と各々の輪帯パターン２とを多重露光する。そして、各々の測定結果、例えばラインパターン１のライン幅をラインパターン１のみ露光した場合のライン幅と比較し、ローカルフレアの影響をライン幅の変化として捉えて定量化する。
この点、特許文献１には、露光装置における迷光の影響を評価すべく、測定用パターンを開口内に設け、測定用パターンの開口までの距離と当該開口における遮光部の被覆率との関係を測定する発明が開示されている。しかしながらこの発明は、ローカルフレアではなく飽くまで迷光の影響を評価することを目的とし、これに適合した構成・方法を採っている。ローカルフレアの影響を正確に定量化するには、測定用パターンが設けられる開口部ではなく、測定用パターンの近傍に存する開口部からの影響を把握することを要し、そのためには本発明のように、測定用パターンとこのような開口部（フレア発生パターンに相当する）との関係を両者の距離をパラメータとして把握することが必要である。
上述のように、試験用マスクを用いて予めローカルフレアを見積もることにより、実パターンを形成する際のローカルフレア補正を行うことができる。しかしながら、このローカルフレア評価法では、測定用パターンのライン幅や測定用パターンからフレア発生パターンまでの距離及びフレア発生パターンの開口面積を主なパラメータとしてローカルフレアを評価しており、多種にわたるフォトリソグラフィーに逐一対応することは実際上困難であると考えられる。
本発明者は、例えばほぼ同様の露光領域にほぼ同様の実パターンを形成する場合でも、前記領域に対する露光回数及びフォトマスクの種類に代表される露光条件が異なれば、発生するローカルフレア量が異なることを見出した。更には、当該露光条件は同一でも、着目するマスクパターンの形状や周囲環境等をも含めた（露光条件のみならずこれらの要因をも加味する）ローカルフレア補正量の依存性が異なる場合も考えられる。露光条件によるローカルフレア量の相違は、例えばトランジスタのゲートを形成する際に、ゲート電極をゲート配線に比べて幅狭に形成するための二重露光を行う場合に顕著となる。そこで本発明では、ローカルフレアの評価に当該露光条件をパラメータに加え、より正確なフレア評価を得ることを志向する。
二重露光によりゲートをパターン形成する場合、当該ゲートの二重露光部分となるゲート電極が活性領域に形成され、単露光部分となるゲート配線がそれ以外の領域（素子分離領域上を含む）に形成されることから、活性領域以外の領域には予め測定しておいたローカルフレア評価値に基づいて補正し、活性領域については予め測定しておいた二重露光に固有の修正値をローカルフレア評価値に加味して補正すれば良い。
−具体的な諸実施形態−
以下、上述した本発明の基本骨子を踏まえ、具体的な諸実施形態について説明する。
本実施形態では、テストパターンを備えた試験用フォトマスクを用いてローカルフレアを定量的に評価して補正値を算出し、更に露光対象において二重露光部位であるか単露光部位であるかに応じて当該補正値を修正する具体的手法について開示する。
（ローカルフレア補正法を二重露光技術によるゲートに適用する基本構成）
始めに、本発明を適用する典型的場面である二重露光技術によるゲート形成について説明する。
図３Ａ〜図３Ｃは、ゲートの露光工程において使用するフォトマスクのパターンの例を示す模式図である。
ここでは、ハーフトーン型位相シフトマスク１１（図中、黒塗りで示す）及びレベンソン型位相シフトマスク１２（図中、実線で示す）の２種類のフォトマスクを用いる。図３Ａは、これら２種類のフォトマスクを用いて二重露光で形成するゲート電極パターンを、図３Ｂは、ハーフトーン型位相シフトマスク１１のみで形成するゲート配線パターンを示す。他方、図３Ｃは、ハーフトーン型位相シフトマスク１１のみで形成する配線パターンにおいて、先端を対向させて隣接する所謂Ｉ字パターンとなる部分を示す。
先ず、ハーフトーン型位相シフトマスク１１を使用する露光条件におけるローカルフレアとパターンの寸法変動との関係を調べるため、図４Ａ〜図４Ｄに示す試験用フォトマスクを用いて露光する。
この試験用フォトマスク２１は、テストパターンＡ〜Ｃ，・・・，Ｄを有しており、各テストパターンは、図１と同様に、ラインパターン１と、このラインパターン１を囲む輪帯形状の光透過領域を形成する輪帯パターン２とが組み合わされた基本構成を有して構成されている。
この場合、図４ＡのテストパターンＡは、フレアの影響を受けないラインパターン１のみからなり、ラインパターン１から１００μｍ以内の領域が完全に遮光されている。図４ＢのテストパターンＢは、ラインパターン１と、このラインパターン１を囲むように、内径が４．１４μｍ、外径が６．８９μｍの輪帯形状とされた透過領域を配置した輪帯パターン２とからなり、ラインパターン１から、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離以内の領域には、この輪帯パターン２以外のパターンは形成されていない。図４ＣのテストパターンＣは、ラインパターン１と、このラインパターン１を囲むように、内径が６．８９μｍ、外径が９．６５μｍの輪帯形状とされた透過領域を配置した輪帯パターン２とからなり、ラインパターン１から、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離以内の領域には、この輪帯パターン２以外のパターンは形成されていない。
このように、各輪帯パターン２は、輪帯幅を２．７６μｍの一定値とし、輪帯幅順にその内径を外径とするように径が増加してゆき、輪帯の内径を４．１４μｍ〜４８．２５μｍまで２．７６μｍ毎に変化させたものである。ここで、最も大きな径を持つ図４ＤのテストパターンＤは、ラインパターン１と、このラインパターン１を囲むように、内径が４８．２５μｍ、外径が５１．０１μｍの輪帯形状とされた透過領域を配置した輪帯パターン２とが形成されており、ラインパターン１から、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離以内の領域には、この輪帯パターン２以外のパターンは形成されていない。
図５は、このフレア評価装置を用いてローカルフレアを評価する際のフローチャートである。
先ず、図４Ａ〜図４ＤのテストパターンＡ〜Ｄを使用して露光し、フォトレジストを現像した後に、形成された各ラインパターン１のライン幅をそれぞれ測定する（ステップ１）。
続いて、測定されたテストパターンＡのラインパターン１のライン幅と、測定されたテストパターンＢ〜Ｄの各ラインパターン１のライン幅を比較、ここではテストパターンＡとテストパターンＢ〜Ｄとのライン幅の各差分値をそれぞれ算出する（ステップ２）。この差分値がテストパターンＢ〜Ｄのローカルフレアによるライン幅の変化量であり、この値が小さいほど当該ラインパターン１に対するローカルフレアは小さく、逆に大きいほど当該ラインパターン１に対するローカルフレアは大きい。
そして、テストパターンＢ〜Ｄの各輪帯パターン２のローカルフレアの影響、即ちテストパターンＡとの前記各差分値を、ラインパターン１の中央部位と各輪帯パターン２までの距離、ここでは各輪帯パターン２の内径値との関係で定量化する（ステップ３）。
実際に、前記差分値について、各輪帯パターン２の内径値との関係を算出してプロットした結果を図６に、ラインパターン１から各輪帯パターン２までの距離と測定線幅との関係を図７に、それぞれ示す。
このように、輪帯パターン２の内径が１２μｍ程度以下ではローカルフレアの影響は大きく、１２μｍ程度を超えると当該影響はほぼ見られなくなることが判る。
なおここでは、輪帯パターン２の輪帯の内径を４．１４μｍ〜４８．２５μｍとしたが、露光装置によってフレアの影響範囲は異なるので、その都度、最適な範囲を選択すればよい。また、輪帯幅を２．７６μｍとしたが、輪帯幅を小さくすれば、前記距離に対応したローカルフレアの影響を更に細かく定量化することが可能である。
ここで、一点の光のローカルフレア強度分布を以下のダブルガウシアン分布で仮定した。
2004107047.tif 000003
ｒ：フレアの距離
Ａ：定数
σ１，σ２：ガウス分布の標準偏差
Ｂ：ガウス分布の強度比
図４Ａ〜図４Ｄに示した各テストパターンのローカルフレア量は、（１）式を積分して求めることができる。図７の結果に対して（１）式を積分してフィッティングした結果を図８に示す。このように、フィッティング結果は良好であり、ローカルフレアの強度分布を精度良く計算できていることが判る。ここでは、ハーフトーン型位相シフトマスクを使用した例を示したが、レベンソン型位相シフトマスクの露光条件についても同様の方法でローカルフレアの強度分布を計算することができる。
続いて、全面が透過部とされたフォトマスクを用いて、（１）式の積分値が１となるように規格し、（１）式の積分値を実効的開口率として定義する。そして、図３Ａ〜図３Ｃの各パターンを用いて実効的開口率と寸法変動との関係を求める。ここでは、図９に示すように、各パターン１３の周辺にダミーパターン１４を配置してなる試験用フォトマスク１５を用いる。ダミーパターン１４の面積の異なる各種の試験用フォトマスク１５により、ハーフトーン型位相シフトマスクのダミーパターン１４の寸法を変えた場合のパターン１３の寸法変動を、実効的開口率との関係で算出する。計算結果を図１０に示す。このように、実効的開口率と寸法変動とはほぼ線形関係にあることが判る。そこで、１次近似した傾きは、図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃについてそれぞれ、−０．２３ｎｍ／％，−０．３１ｎｍ／％，０．９０ｎｍ／％となった。
更に、実際のフォトマスクにおけるパターンのローカルフレア補正にあたっては、当該パターンの寸法変動にレジストパターンの寸法変動を表す、いわゆるＭＥＥＦ（Ｍａｓｋ  Ｅｒｒｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆａｃｔｏｒ）を考慮する必要がある。図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃの各パターンの単位開口率当たりのマスク修正量Ｍは、以下の式で求めることができる。
Ｍ＝各パターンの単位開口率当たりの寸法変動量／ＭＥＥＦ
図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃの各パターンのＭＥＥＦは、この順に０．６９，１．３５，４．３８であることから、各パターンの単位開口率あたりのマスク修正量Ｍは、図１１に示すように、それぞれ０．３３ｎｍ／％，０．２３ｎｍ／％，０．２１ｎｍ／％となる。
このように、ゲート配線パターン及びＩ字パターンはほぼ同様のマスク修正量となるのに対して、二重露光によるゲート電極パターンのマスク修正量は異なる値を示すことが判る。ゲート電極パターンは素子分離領域で仕切られた活性領域に形成されるため、実パターンの露光に際しては、二重露光部位であるか否かを露光対象となる部位が活性領域であるか否かで判別すれば良い。
即ち、図１２に示すように、露光対象が活性領域（アクティブ領域）１１１であれば、ハーフトーン型位相シフトマスク及びレベンソン型位相シフトマスクを用いる二重露光部位（ゲート電極パターン１１２）であると判断して、０．３３ｎｍ／％程度のマスク修正量を採用する。他方、露光対象が活性領域以外（素子分離領域上も含む）であれば、ハーフトーン型位相シフトマスクのみを用いる露光（ゲート配線パターン１１３）であると判断して、０．２１ｎｍ／％〜０．２３ｎｍ／％程度のマスク修正量を採用する。
ここで、本実施形態の奏する効果を評価した実験例を説明する。ここでは、図１３に示すように、連続したライン＆スペース（Ｌ＆Ｓ）のコーナー部から中心部に線幅変化測定した。（ａ）が二重露光で形成するＬ＆Ｓを、（ｂ）が１回露光のみで形成するＬ＆Ｓをそれぞれ示す。（ａ）の１回目の露光と（ｂ）の露光は、ハーフトーン型位相シフトマスクを用いてＮＡ０．７、１／２輪帯照明（照明ＮＡ０．５９５の外形）を使用して露光した。（ａ）の２回目の露光は、レベンソン型位相シフトマスクを用いてＮＡ０．７、照明ＮＡ０．５９５を使用して露光した。Ｌ＆Ｓの周辺は、開口部に近いため、ローカルフレアの影響を強く受ける。
図１４Ａは、図１３の（ａ）のパターンを測定した結果を示す特性図である。
これは、ローカルフレア補正なしの場合、二重露光のパターンに最適なマスク修正量を０．３３ｎｍ／％とした場合、二重露光以外のパターンに最適なマスク修正量を０．２３ｎｍ／％とした場合で比較したものである。ローカルフレア補正後の線幅変化は、二重露光のパターンに最適なマスク修正量を０．３３ｎｍ／％とすることにより、寸法精度が改善されていることが確認できる。
図１４Ｂは、図１３の（ｂ）のパターンを測定した結果を示す特性図である。
これは、ローカルフレア補正なしの場合、二重露光以外のパターンに最適なマスク修正量を０．２３ｎｍ／％とした場合で比較したものである。ローカルフレア補正後の線幅変化は、二重露光以外のパターンに最適なマスク修正量を０．２３ｎｍ／％とすることにより、寸法精度が改善されていることが確認できる。
（ローカルフレア補正装置及び補正方法の具体例）
図１５は、本実施形態によるフレア補正装置の概略構成を示すブロック図である。
このフレア補正装置は、上述したようなテストパターンを有する試験用フォトマスク２１と、露光対象の各領域において、当該各領域における露光条件に応じて、前記フレアの点像強度分布を前記試験用マスクの測定結果に基づき算出する点像強度分布算出手段１０１と、露光対象の各領域毎に、当該各領域の実パターンに対する実質的開口率を算出する実質的開口率算出手段１０２と、各領域における実パターンのローカルフレアの補正量を当該各領域の実質的開口率に応じて算出するフレア補正量算出手段１０３とを備えて構成されている。
図１６は、このフレア補正装置を用い、半導体装置を製造する際の実パターンに対するローカルフレアの影響を補正するフローチャートである。
ここでは、露光対象の各領域について、当該各領域における露光条件に応じたローカルフレア修正値を算出する。上述の例で言えば、活性領域には二重露光によるものと判断してローカルフレア補正値を修正し、活性領域以外にはそれに応じた修正を加える。
先ず、図５を用いて説明したステップ１〜３により、試験用フォトマスク２１を用いてラインパターン１に対するローカルフレアの影響を前記差分値として、ラインパターン１の中央部位と各輪帯パターン２までの距離、即ち各輪帯パターン２の内径値との関係で定量化する（ステップ１１）。
続いて、測定されたラインパターン１のライン幅変化をラインパターン１と輪帯パターン２との距離と、輪帯パターン２の光透過領域の開口面積との関係（実効的開口率との関係）を表す関数又はテーブルを作成する（ステップ１２）。
続いて、実際に形成するデバイスパターン（実パターン）において、着目する実パターンについて、上記の関数又はテーブルを用いて実質的開口率を算出する（ステップ１３）。例えば、当該実パターンから一定距離内における開口面積を一定領域、ここでは例えば、実パターンから、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離範囲、例えば１００μｍの距離範囲で、開口面積を１μｍ□毎に計算する。
続いて、計算した実質的開口率を前記関数又はテーブルへ入力し、実パターンのライン幅変化を求める（ステップ１４）。
続いて、算出された実パターンのライン幅に基づき、実パターンのみを対象として測定したライン幅に可及的に近づけるように、当該実パターンの設計データを修正する（ステップ１５）。
そして、ステップ１３で求めた修正された関数又はテーブルを使用し、フォトマスクの複数の実パターンについてステップ１４〜１６を順次実行し、フォトマスクの各実パターンに対するローカルフレアの影響をそれぞれ補正し、フォトマスクを製造する（ステップ１６）。
以上説明したように、本実施形態のフレア補正装置（方法）によれば、フォトリソグラフィーにおいて露光されるパターンに対するローカルフレアの影響を、各露光条件に対応して定量的に補正し、所期のパターンを容易且つ正確に形成することが可能となる。
上述した本実施形態によるフレア補正装置を構成する各装置及び各手段、並びにフレア補正方法の各ステップ（図５のステップ１〜３、図１６のステップ１１〜１６）は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全て或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
例えば、図１７は、一般的なパーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図１７において、１２００はコンピュータＰＣである。ＰＣ１２００は、ＣＰＵ１２０１を備え、ＲＯＭ１２０２又はハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶された、或いはフレキシブルディスクドライブ（ＦＤ）１２１２より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行し、システムバス１２０４に接続される各デバイスを総括的に制御する。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、フォトリソグラフィーにおいて露光されるパターンに対するローカルフレアの影響を、各露光条件に対応して定量的に補正し、所期のパターンを容易且つ正確に形成することが可能となる。
【図１】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年9月16日(2005.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正するフレア補正方法であって、
露光対象の各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出するステップと、
前記各領域における前記パターンの前記フレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率及び露光条件に応じて修正するステップと
を含むことを特徴とするフレア補正方法。
【請求項２】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴とする請求項１に記載のフレア補正方法。
【請求項３】
半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正するフレア補正方法であって、
前記フレアを見積もるための試験用マスクを用いて、前記フレアによる影響を前記試験用マスクの実効的開口率との関係で定量化するステップと、
露光対象の各領域について、当該各領域における露光条件に応じた前記フレアの修正値を算出するステップと、
前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出するステップと、
前記各領域における前記パターンの前記フレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するステップと、
算出された前記補正量を前記修正値を用いて修正するステップと
を含むことを特徴とするフレア補正方法。
【請求項４】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴とする請求項３に記載のフレア補正方法。
【請求項５】
フォトリソグラフィーにより転写するための露光パターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
露光対象の各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出するステップと、
前記各領域における前記パターンの露光時に生じる局所的なフレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率及び露光条件に応じて修正するステップと、
修正された前記補正量に基づき、前記露光パターンを形成するステップと
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６】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴とする請求項５に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項７】
フォトリソグラフィーにより転写するための露光パターンを有するフォトマスクの製造方法であって、
前記転写パターンを転写する際に生じる局所的なフレアを見積もるための試験用マスクを用いて、前記フレアによる影響を前記試験用マスクの実効的開口率との関係で定量化するステップと、
露光対象の各領域について、当該各領域における露光条件に応じた前記フレアの修正値を算出するステップと、
前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出するステップと、
前記各領域における前記パターンの前記フレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するステップと、
算出された前記補正量を前記修正値を用いて修正するステップと、
修正された前記補正量に基づき、前記露光パターンを形成するステップと
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８】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴とする請求項７に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項９】
半導体装置を製造する際の露光時に生じる局所的なフレアを補正するフレア補正装置であって、
前記フレアを見積もるための試験用マスクを用いて、前記フレアによる影響を前記試験用マスクの実効的開口率との関係で定量化するフレア定量化手段と、
露光対象の各領域について、当該各領域における露光条件に応じた前記フレアの修正値を算出するフレア修正値算出手段と、
前記露光対象の前記各領域毎に、当該各領域のパターンに対する実質的開口率を算出する実質的開口率算出手段と、
前記各領域における前記パターンの前記フレアの補正量を当該各領域の前記実質的開口率に応じて算出するフレア補正量算出手段と、
算出された前記補正量を前記修正値を用いて修正するフレア修正値算出手段と
を含むことを特徴とするフレア補正装置。
【請求項１０】
前記各領域は、前記露光対象における活性領域及び非活性領域であることを特徴と
する請求項９に記載のフレア補正装置。
【国際調査報告】
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