(57)【要約】      （修正有）【課題】パターンを特徴付け、ルールベース光学近接効果補正（ＯＰＣ）に用いるルールを生成するために、リソグラフィ・モデルを用いたシミュレーションによってレイアウト・パターンを分析するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】本システムおよび方法は、パターン空間の、ルールベースＯＰＣのみを必要とする部分１３３と、モデルベースＯＰＣを必要とする別の部分１３１との区分を得るために、リソグラフィ・モデルを用いたシミュレーション１１５によって、設計ルールしたがって変数値とパタン間隔の集合を列挙して検査構造を構築し１０９、一連のレイアウト・パターンを分析する。また、ＯＰＣ出力の複雑度を低下させターンアラウンド時間を改善する集積回路（ＩＣ）設計レイアウトを補正する。【選択図】図５
2007108716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンの少なくとも１つの形状がルールベース光学近接効果補正に適しているか否か判定するために、１つ以上のフィーチャを備えたレイアウト・パターンを分析する方法であって、
複数の変数値を識別するために前記パターンを分析するステップと、
前記変数値に基づいて、視野領域を計算するステップと、
適切な補正ルールを求める前記パターンの前記少なくとも１つの形状について、少なくとも１つの性能メトリック仕様を指定するステップと、
リソグラフィ・モデルを用いて前記パターンをシミュレートすることにより、前記視野領域の外側にある不確実によって誘発される、前記少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算するステップと、
少なくとも１つの補正ルールが前記少なくとも１つの形状に対して存在するか否かに応じて、前記少なくとも１つの形状をルールベース光学近接効果補正によって補正可能か否か判定し、前記補正ルールを適用したときに、前記少なくとも１つの性能メトリックの前記可能な値の範囲が前記少なくとも１つの性能メトリック仕様の範囲内となるようにするステップと、
を備えた、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、更に、前記パターンをルール補正可能であると判定する場合、前記少なくとも１つの形状に対して補正ルールを生成するステップを備えた、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記リソグラフィ・モデルは、前記パターンのモデルベース光学近接効果補正に適した較正リソグラフィ・モデルである、方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記性能メトリック仕様は、モデルベース光学近接効果補正に用いる少なくとも１つの誤差許容範囲から成る、方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記性能メトリックは、画像の傾斜、画像コントラスト、マスク誤差増大要因、焦点変動に対する感度、収差に対する感度、エッジ配置誤差、および少なくとも１つの形状を含む主フィーチャの重要寸法から成る性能メトリック群のうちの少なくとも１つを備えた、方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記少なくとも１つの形状上において、前記少なくとも１つの評価点上で前記シミュレーションを実行する方法。
【請求項７】
請求項４記載の方法において、前記判定ステップは、指定量だけ許容範囲仕様を厳格化するステップを備えた、方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記パターンは、前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャ幅、およびフィーチャの高さによって特徴付けられる、方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法であって、前記パターンは、更に、近隣間隔によって特徴付けられる、方法。
【請求項１０】
請求項８記載の方法において、前記パターンは、更に、ａ）背後間隔、ｂ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリアの仕様、および少なくとも１つの垂直フィル・エリアの仕様の内少なくとも１つによって特徴付けられる、方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、前記パターンは、前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャの高さおよび近隣間隔によって特徴付けられる、方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、前記パターンは、更に、ａ）近隣幅、ｂ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリア、およびｃ）少なくとも１つの垂直フィル・エリアの内少なくとも１つによって特徴付けられる、方法。
【請求項１３】
請求項１記載の方法において、リソグラフィ・モデルを用いて前記パターンをシミュレートすることにより、前記視野領域の外側にある不確実によって誘発される、少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算する前記ステップは、
ばらつきを生じさせるために、前記視野領域の外側における複数の摂動を追加するステップと、
前記リソグラフィ・モデルを用いて摂動毎に前記パターンをシミュレートし、前記少なくとも１つの性能メトリックを計算するステップと、
前記少なくとも１つの性能メトリックについての範囲を形成するために、前記少なくとも１つの性能メトリックの全ての値を組み合わせるステップと、
を備えた、方法。
【請求項１４】
請求項１記載の方法において、前記少なくとも１つの性能メトリックの前記可能な値の範囲は、前記少なくとも１つの形状がルール補正可能となるように、前記少なくとも１つの性能メトリック仕様の範囲内であり、更に、
入力レイアウトを受け取るステップと、
ルールベース光学近接効果補正を用いてルール補正可能である前記少なくとも１つの形状を有するレイアウト・パターンを特定するステップと、
を備えた、方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法であって、更に、
補正ルールを前記特定したルール補正可能なパターンに適用するステップを備えた、方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法であって、更に、
前記光学近接効果補正プロセスを完了するために、前記レイアウトの残り部分に対してモデルベース光学近接効果補正を適用するステップを備えた、方法。
【請求項１７】
レイアウト・パターンを分析する方法であって、
少なくとも２つのルール関数変数を選出するステップと、
変数毎に少なくとも２つの値を選択するステップと、
所与の設計ルール集合にしたがう前記選択した変数値を用いて、少なくとも１つの検査パターンを構築するステップと、
ａ）前記変数値に基づいて視野領域を計算し、
ｂ）適切な補正ルールを求める前記パターンの前記少なくとも１つの形状について、少なくとも１つの性能メトリック仕様を指定し、
ｃ）リソグラフィ・モデルを用いて前記パターンをシミュレートすることにより、前記視野領域の外側にある不確実によって誘発される、前記少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算し、
ｄ）少なくとも１つの補正ルールが前記少なくとも１つの形状に対して存在するか否かに応じて、前記少なくとも１つの形状をルールベース光学近接効果補正によって補正可能か否か判定し、前記補正ルールを適用したときに、前記少なくとも１つの性能メトリックの前記可能な値の範囲が前記少なくとも１つの性能メトリック仕様の範囲内となるようにする、
ことによって各パターンがルール補正可能か否か判定するステップと、
を備えた、方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、前記リソグラフィ・モデルは、前記パターンのモデルベース光学近接効果補正に適した較正リソグラフィ・モデルである、方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の方法において、前記性能メトリック仕様は、モデルベース光学近接効果補正に用いる少なくとも１つの誤差許容範囲から成る、方法。
【請求項２０】
請求項１７記載の方法において、前記性能メトリックは、画像の傾斜、画像コントラスト、マスク誤差増大要因、焦点変動に対する感度、収差に対する感度、エッジ配置誤差、および少なくとも１つの形状を含む主フィーチャの重要寸法から成る少なくとも１つの性能メトリック群を備えた、方法。
【請求項２１】
請求項１７記載の方法において、前記少なくとも１つの形状上において、前記少なくとも１つの評価点上でシミュレーションを実行する方法。
【請求項２２】
請求項１９記載の方法において、前記判定ステップは、指定量だけ許容範囲仕様を厳格化するステップを備えた、方法。
【請求項２３】
請求項１７記載の方法において、前記少なくとも２つのルール関数変数は、前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャ幅、およびフィーチャの高さを備えた、方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法であって、前記少なくとも２つのルール関数変数は、更に、近隣間隔を備えた、方法。
【請求項２５】
請求項２３記載の方法において、前記少なくとも２つのルール関数変数は、更に、ａ）背後間隔、ｂ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリアの仕様、および少なくとも１つの垂直フィル・エリアの仕様の内少なくとも１つを備えた、方法。
【請求項２６】
請求項１７記載の方法において、前記少なくとも２つのルール関数変数は、前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャの高さおよび近隣間隔を備えた、方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の方法において、前記少なくとも２つのルール関数変数は、更に、ａ）近隣幅、ｂ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリア、およびｃ）少なくとも１つの垂直フィル・エリアの内少なくとも１つを備えた、方法。
【請求項２８】
請求項１７記載の方法において、リソグラフィ・モデルを用いて前記パターンをシミュレートすることにより、前記視野領域の外側にある不確実によって誘発される、少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算するステップは、
ばらつきを生じさせるために、前記視野領域の外側における複数の摂動を追加するステップと、
前記リソグラフィ・モデルを用いて摂動毎にパターンをシミュレートし、前記少なくとも１つの性能メトリックを計算するステップと、
前記少なくとも１つの性能メトリックについての範囲を形成するために、前記少なくとも１つの性能メトリックの全ての値を組み合わせるステップと、
を備えた、方法。
【請求項２９】
請求項１７記載の方法であって、更に、
ルール補正可能でないと判定されたパターンを選択するステップと、
少なくとも１つの余分なルール関数変数を追加するステップであって、該少なくとも１つの余分なルール関数変数が、前記少なくとも２つのルール関数変数とは異なる、ステップと、
前記余分なルール関数変数に対して少なくとも１つの値を選択するステップと、
以前にルール補正可能でないと見なされた変数空間に対して、ステップａ）からｄ）を繰り返すステップと、
を備えた、方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法において、前記少なくとも１つの余分なルール関数変数は、ａ）前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャの幅、ｂ）前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャの高さ、ｃ）近隣間隔、ｄ）背後間隔、ｅ）近隣幅、ｆ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリアの仕様、およびｇ）前記少なくとも２つのルール関数変数とは異なる少なくとも１つの垂直フィル・エリアの仕様の内少なくとも１つであり、前記少なくとも２つのルール関数変数の１つが近隣間隔でない場合、前記余分なルール関数変数は、近隣幅ではなく、前記２つのルール関数変数の１つがフィーチャの幅でない場合、前記余分なルール関数変数は背後間隔ではない、方法。
【請求項３１】
請求項１７記載の方法であって、更に、ルール補正可能であると判定されたパターン毎に、補正ルールを生成するステップを備えた、方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の方法において、複数の補正ルールがあり、該ルールをエクスポートする前に、これらを融合する、方法。
【請求項３３】
請求項１７記載の方法であって、更に、
入力レイアウトを受け取るステップと、
ルールベース光学近接効果補正を用いてルール補正可能である前記少なくとも１つの形状を有するレイアウト・パターンを特定するステップと、
を備えた、方法。
【請求項３４】
請求項３３記載の方法であって、更に、
補正ルールを前記特定したルール補正可能なパターンに適用するステップを備えた、方法。
【請求項３５】
請求項３４記載の方法であって、更に、
前記光学近接効果補正プロセスを完了するために、前記レイアウトの残り部分に対してモデルベース光学近接効果補正を適用するステップを備えた、方法。
【請求項３６】
パターンの形状が所与のルールによる補正に適しているか否か判定するために、リソグラフィ・モデルによってシミュレートすることにより、１つ以上のフィーチャを備えたレイアウト・パターンを分析する方法であって、
複数の変数値を識別するために前記パターンを分析するステップと、
前記変数値に基づいて、視野領域を計算するステップと、
少なくとも１つの性能メトリック仕様を指定するステップと、
前記形状を補正するために前記所与のルールを適用するステップと、
前記リソグラフィ・モデルを用いて、前記補正形状を含む前記パターンをシミュレートすることにより、視野領域外側における１つ以上の不確実によって誘発される前記少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算するステップと、
前記所与のルールを適用したときに、前記少なくとも１つの性能メトリックの前記可能な値の範囲が、前記少なくとも１つの性能メトリック仕様の範囲内にあるか否か判定するステップと、
を備えた、方法。
【請求項３７】
請求項３６記載の方法であって、更に、
入力レイアウトを受け取るステップと、
ルールベース光学近接効果補正を用いてルール補正可能である前記少なくとも１つの形状を有するレイアウト・パターンを特定するステップと、
を備えた、方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の方法であって、更に、
補正ルールを前記特定したルール補正可能なパターンに適用するステップを備えた、方法。
【請求項３９】
請求項３８記載の方法であって、更に、
前記光学近接効果補正プロセスを完了するために、前記レイアウトの残り部分に対してモデルベース光学近接効果補正を適用するステップを備えた、方法。
【請求項４０】
パターンの少なくとも１つの形状がルールベース光学近接効果補正に適しているか否か判定するために、１つ以上のフィーチャを備えたレイアウト・パターンを分析するシステムであって、
複数の変数値を識別するために前記パターンを分析する手段と、
前記変数値に基づいて、視野領域を計算する手段と、
適切な補正ルールを求める前記パターンの前記少なくとも１つの形状について、少なくとも１つの補正ルールに基づいて少なくとも１つの性能メトリック仕様を指定する手段と、
リソグラフィ・モデルを用いて前記パターンをシミュレートすることにより、前記視野領域の外側にある不確実によって誘発される、前記少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算する手段と、
少なくとも１つの補正ルールが前記少なくとも１つの形状に対して存在するか否かに応じて、前記少なくとも１つの形状をルールベース光学近接効果補正によって補正可能か否か判定し、前記補正ルールを適用したときに、前記少なくとも１つの性能メトリックの前記可能な値の範囲が前記少なくとも１つの性能メトリック仕様の範囲内となるようにする手段と、
を備えた、システム。
【請求項４１】
請求項４０記載のシステムであって、更に、前記パターンをルール補正可能であると判定する場合、前記少なくとも１つの形状に対して補正ルールを生成する手段を備えた、システム。
【請求項４２】
請求項４０記載のシステムにおいて、前記リソグラフィ・モデルは、前記パターンのモデルベース光学近接効果補正に適した較正リソグラフィ・モデルである、システム。
【請求項４３】
請求項４０記載のシステムにおいて、前記性能メトリック仕様は、モデルベース光学近接効果補正に用いる少なくとも１つの誤差許容範囲から成る、システム。
【請求項４４】
請求項４０記載のシステムにおいて、前記性能メトリックは、画像の傾斜、画像コントラスト、マスク誤差増大要因、焦点変動に対する感度、収差に対する感度、エッジ配置誤差、および少なくとも１つの形状を含む主フィーチャの重要寸法から成る少なくとも１つの性能メトリック群を備えた、システム。
【請求項４５】
請求項４０記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つの形状上において、前記少なくとも１つの評価点上でシミュレーションを実行するシステム。
【請求項４６】
請求項４３記載のシステムにおいて、前記判定手段は、指定量だけ許容範囲仕様を厳格化する手段を備えた、システム。
【請求項４７】
請求項４０記載のシステムにおいて、前記パターンは、前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャ幅、およびフィーチャの高さによって特徴付けられる、システム。
【請求項４８】
請求項４７記載のシステムであって、前記パターンは、更に、近隣間隔によって特徴付けられる、システム。
【請求項４９】
請求項４７記載のシステムにおいて、前記パターンは、更に、ａ）背後間隔、ｂ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリアの仕様、および少なくとも１つの垂直フィル・エリアの仕様の内少なくとも１つによって特徴付けられる、システム。
【請求項５０】
請求項４０記載のシステムにおいて、前記パターンは、前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャの高さおよび近隣間隔によって特徴付けられる、システム。
【請求項５１】
請求項５０記載のシステムにおいて、前記パターンは、更に、ａ）近隣幅、ｂ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリア、およびｃ）少なくとも１つの垂直フィル・エリアの内少なくとも１つによって特徴付けられる、システム。
【請求項５２】
請求項４０記載のシステムにおいて、リソグラフィ・モデルを用いて前記パターンをシミュレートすることにより、前記視野領域の外側にある不確実によって誘発される、少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算する手段は、
ばらつきを生じさせるために、前記視野領域の外側における複数の摂動を追加する手段と、
前記リソグラフィ・モデルを用いて摂動毎にパターンをシミュレートし、前記少なくとも１つの性能メトリックを計算する手段と、
前記少なくとも１つの性能メトリックについての範囲を形成するために、前記少なくとも１つの性能メトリックの全ての値を組み合わせる手段と、
を備えた、システム。
【請求項５３】
請求項４０記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つの性能メトリックの可能な値の範囲は、前記少なくとも１つの形状がルール補正可能となるように、前記少なくとも１つの性能メトリック仕様の範囲内であり、更に、
入力レイアウトを受け取る手段と、
ルールベース光学近接効果補正を用いてルール補正可能である前記少なくとも１つの形状を有するレイアウト・パターンを特定する手段と、
を備えた、システム。
【請求項５４】
請求項５３記載のシステムであって、更に、
補正ルールを前記特定したルール補正可能なパターンに適用する手段を備えた、システム。
【請求項５５】
請求項５４記載のシステムであって、更に、
前記光学近接効果補正プロセスを完了するために、前記レイアウトの残り部分に対してモデルベース光学近接効果補正を適用する手段を備えた、システム。
【請求項５６】
レイアウト・パターンを分析するシステムであって、
少なくとも２つのルール関数変数を選出する手段と、
変数毎に少なくとも２つの値を選択する手段と、
所与の設計ルール集合にしたがう前記選択した変数値を用いて、少なくとも１つの検査パターンを構築する手段と、
ａ）前記変数値に基づいて視野領域を計算する手段と、
ｂ）適切な補正ルールを求める前記パターンの前記少なくとも１つの形状について、少なくとも１つの性能メトリック仕様を指定する手段と、
ｃ）リソグラフィ・モデルを用いて前記パターンをシミュレートすることにより、前記視野領域の外側にある不確実によって誘発される、前記少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算する手段と、
ｄ）少なくとも１つの補正ルールが前記少なくとも１つの形状に対して存在するか否かに応じて、前記少なくとも１つの形状をルールベース光学近接効果補正によって補正可能か否か判定し、前記補正ルールを適用したときに、前記少なくとも１つの性能メトリックの前記可能な値の範囲が前記少なくとも１つの性能メトリック仕様の範囲内となるようにする手段と、
によって各パターンがルール補正可能か否か判定する手段と、
を備えた、システム。
【請求項５７】
請求項５６記載のシステムにおいて、前記リソグラフィ・モデルは、前記パターンのモデルベース光学近接効果補正に適した較正リソグラフィ・モデルである、システム。
【請求項５８】
請求項５６記載のシステムにおいて、前記性能メトリック仕様は、モデルベース光学近接効果補正に用いる少なくとも１つの誤差許容範囲から成る、システム。
【請求項５９】
請求項５６記載のシステムにおいて、前記性能メトリックは、画像の傾斜、画像コントラスト、マスク誤差増大要因、焦点変動に対する感度、収差に対する感度、エッジ配置誤差、および少なくとも１つの形状を含む主フィーチャの重要寸法から成る少なくとも１つの性能メトリック群を備えた、システム。
【請求項６０】
請求項５６記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つの形状上において、前記少なくとも１つの評価点上でシミュレーションを実行するシステム。
【請求項６１】
請求項５８記載のシステムにおいて、前記判定手段は、指定量だけ許容範囲仕様を厳格化する手段を備えた、システム。
【請求項６２】
請求項５６記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つのルール関数変数は、前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャ幅、およびフィーチャの高さを備えた、システム。
【請求項６３】
請求項６２記載のシステムであって、前記少なくとも２つのルール関数変数は、更に、近隣間隔を備えた、システム。
【請求項６４】
請求項６２記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つのルール関数変数は、更に、ａ）背後間隔、ｂ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリアの仕様、および少なくとも１つの垂直フィル・エリアの仕様の内少なくとも１つを備えた、システム。
【請求項６５】
請求項５６記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つのルール関数変数は、前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャの高さおよび近隣間隔を備えた、システム。
【請求項６６】
請求項６５記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つのルール関数変数は、更に、ａ）近隣幅、ｂ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリア、およびｃ）少なくとも１つの垂直フィル・エリアの内少なくとも１つを備えた、システム。
【請求項６７】
請求項５６記載のシステムにおいて、リソグラフィ・モデルを用いて前記パターンをシミュレートすることにより、前記視野領域の外側にある不確実によって誘発される、少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算する手段は、
ばらつきを生じさせるために、前記視野領域の外側における複数の摂動を追加する手段と、
前記リソグラフィ・モデルを用いて摂動毎にパターンをシミュレートし、前記少なくとも１つの性能メトリックを計算する手段と、
前記少なくとも１つの性能メトリックについての範囲を形成するために、前記少なくとも１つの性能メトリックの全ての値を組み合わせる手段と、
を備えた、システム。
【請求項６８】
請求項５６記載のシステムであって、更に、
ルール補正可能でないと判定されたパターンを選択する手段と、
少なくとも１つの余分なルール関数変数を追加する手段であって、該少なくとも１つの余分なルール関数変数が、前記少なくとも２つのルール関数変数とは異なる、手段と、
前記余分なルール関数変数に対して少なくとも１つの値を選択する手段と、
以前にルール補正可能でないと見なされた変数空間に対して、手段ａ）からｄ）を繰り返す手段と、
を備えた、システム。
【請求項６９】
請求項６８記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つの余分なルール関数変数は、ａ）前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャの幅、ｂ）前記少なくとも１つの形状に関連するフィーチャの高さ、ｃ）近隣間隔、ｄ）背後間隔、ｅ）近隣幅、ｆ）少なくとも１つの垂直クリアランス・エリアの仕様、およびｇ）前記少なくとも２つのルール関数変数とは異なる少なくとも１つの垂直フィル・エリアの仕様の内少なくとも１つであり、前記少なくとも２つのルール関数変数の１つが近隣間隔でない場合、前記余分なルール関数変数は、近隣幅ではなく、前記２つのルール関数変数の１つがフィーチャの幅でない場合、前記余分なルール関数変数は背後間隔ではない、システム。
【請求項７０】
請求項５６記載のシステムであって、更に、ルール補正可能であると判定されたパターン毎に、補正ルールを生成する手段を備えた、システム。
【請求項７１】
請求項５６記載のシステムにおいて、複数の補正ルールがあり、該ルールをエクスポートする前に、これらを融合する、システム。
【請求項７２】
請求項５６記載のシステムであって、更に、
入力レイアウトを受け取る手段と、
ルールベース光学近接効果補正を用いてルール補正可能である前記少なくとも１つの形状を有するレイアウト・パターンを特定する手段と、
を備えた、システム。
【請求項７３】
請求項７２記載のシステムであって、更に、
補正ルールを前記特定したルール補正可能なパターンに適用する手段を備えた、システム。
【請求項７４】
請求項７３記載のシステムであって、更に、
前記ＯＰＣプロセスを完了するために、前記レイアウトの残り部分に対してモデルベースＯＰＣを適用する手段を備えた、システム。
【請求項７５】
パターンの形状が所与のルールによる補正に適しているか否か判定するために、リソグラフィ・モデルによってシミュレートすることにより、１つ以上のフィーチャを備えたパターンを分析するシステムであって、
複数の変数値を識別するために前記パターンを分析する手段と、
前記変数値に基づいて、視野領域を計算する手段と、
少なくとも１つの性能メトリック仕様を指定する手段と、
前記形状を補正するために前記所与のルールを適用する手段と、
前記リソグラフィ・モデルを用いて、前記補正形状を含む前記パターンをシミュレートすることにより、前記視野領域の外側における１つ以上の不確実によって誘発される前記少なくとも１つの性能メトリックに対して可能な値の範囲を計算する手段と、
前記所与のルールを適用したときに、前記少なくとも１つの性能メトリックの前記可能な値の範囲が、前記少なくとも１つの性能メトリック仕様の範囲内にあるか否か判定する手段と、
を備えた、システム。
【請求項７６】
請求項７５記載のシステムであって、更に、
入力レイアウトを受け取る手段と、
ルールベース光学近接効果補正を用いてルール補正可能である前記少なくとも１つの形状を有するレイアウト・パターンを特定する手段と、
を備えた、システム。
【請求項７７】
請求項７６記載のシステムであって、更に、
補正ルールを前記特定したルール補正可能なパターンに適用する手段を備えた、システム。
【請求項７８】
請求項７７記載のシステムであって、更に、
前記光学近接効果補正プロセスを完了するために、前記レイアウトの残り部分に対してモデルベース光学近接効果補正を適用する手段を備えた、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、半導体製造プロセスによる製作のための集積回路の設計、または集積回路設計の技術ノード間の移転のためのシステムおよび方法に関し、更に特定すれば、集積回路設計レイアウトのために光学近接効果補正を行うシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、METHOD FOR MODEL BASED GEOMETRICAL CHARACTERIZATION TO GENERATE RULES FOR RULE-MODEL BASED HYBRID OPTICAL PROXIMITY CORRECTION（ルールモデルベース・ハイブリッド光学近接効果補正に対するルールを発生するためのモデルに基づく幾何学的特徴化方法）と題し、２００４年１０月１５日に出願された米国仮特許出願第６０／６１９，２０８号に関係する。
【０００３】
半導体製造業界は、半導体の設計および製作プロセスを発展させ、製造する設計の外形を増々小型化して生産するためのプロセスを開発し続けている。半導体デバイスは、構成するジオメトリが小さい程、大きなジオメトリを有するデバイスよりも消費電力が少なく、発生する熱が少なく高速で動作する。更に、ジオメトリが小さい程、多くの回路エレメントをシリコン・チップに内蔵することができ、したがって集積回路（ＩＣ）を複雑化することができ、単一のシリコン・ウエハ上に生産することができる同一ダイのコピー数を増加させることができる。現在、単一の半導体チップは１０億パターン以上を内蔵するものもある。その結果、数百の処理ステップが関与する場合もあるため、ＩＣの設計および半導体製作プロセスは、過度に複雑となっている。設計またはプロセス・ステップのいずれにおいける間違いや小さな誤差の発生も再設計を必要とし、さもなければ最終半導体生産物における歩留まり低下の原因となり得る。歩留まりとは、プロセスによって生産される機能デバイスの数の不良デバイスがないと仮定した場合に生産することができる理論的なデバイス数に対する比較と定義することができる。
【０００４】
市場までの時間および歩留まりを改善することは、半導体製造業界においては死活問題であり、半導体業界に対して直接的な経済的な影響がある。即ち、市場までの時間の短縮、および歩留まりの向上は、早期に入手できること、および製造業者が販売できるデバイスが増加することと解釈することができる。
【０００５】
ＩＣ設計レイアウトは、ポリゴンの形態とした多数のジオメトリから成る。ポリゴンは、寸法のような所要の幾何学的特性によって通例特徴付けられるポリゴン全体またはその一部から成る異なるフィーチャ(feature)を構築するために用いられる。各フィーチャは、フィーチャの１つ以上のエッジを表す１つ以上の形状を構成する。互いに隣接するフィーチャの組み合わせにより、トポロジ構成を形成する。これは、多くの場合、パターンまたは構造と呼ばれている。したがって、ＩＣレイアウトは、多数の繰り返しパターンを構成すると見なすこともでき、このようなパターンは、いずれの数であっても、ＩＣレイアウトの一部を構成する。ＩＣレイアウトのこれらのパターンは、主にリソグラフィと呼ばれるプロセスによってシリコン・ウエハに転写される。フォトリソグラフィと呼ばれている、最も一般的に用いられているリソグラフィ・プロセスでは、１つのＩＣレイアウトにおける構造を表す透明および不透明領域を有するマスクまたはレティクル(reticle)を、光源によって照明する。次いで、マスクから出射する光をウェハ上に被着したフォトレジスト層上に合焦させる。次いで、除去したレジストの部分およびエッチングしたウェハの部分を有するようにウェハを現像し、所望の幾何学的パターンを形成する。通例、フィーチャの寸法が大きなＩＣの設計では、設計上のパターンは精度高くマスクに転写され、次いでリソグラフィ・プロセスによってウェハに精度高く転写され、一般にＷＹＳＩＷＹＧ（"What you see is what you get")と呼ばれている現象に到達する。
【０００６】
フィーチャのサイズの絶え間ない縮小、パターンの高密度化、およびＩＣ製造機器の発達において生ずる困難さにより、最新のＩＣ設計の製造には、フィーチャの寸法が光源の波長以下となる、波長近傍および波長未満領域において大きな傷害および付随する歩留まりの問題に直面している。波長近傍および波長未満領域では、撮像の回折が制限されるために、以前からのＷＹＳＩＷＹＧの枠組みが消失する原因となった。波長近傍および波長未満のリソグラフィの出現により、リソグラフィ・プロセスを通じてウェハに投射されるパターンが激しく歪むようになっている。図１（ａ）に示すように、典型的な歪みは、ライン・エッジ形状には希ではないライン・エッジの変位、角の形状が呈する角の丸み、およびライン終端形状に生ずるライン終端短縮を含む。
【０００７】
波長近傍および波長未満領域における設計の製造可能性との間のギャップが広がりつつあることに鑑み、光学近接効果補正（ＯＰＣ：optical proximity correction）のような光学分解能向上技法（ＲＥＴ：resolution enhancement techniques）の使用が、０．１８μｍ以下のフィーチャ・サイズを生産するために、設計および生産方式の多くにおいて普及している。通例、例えば、ＧＤＳＩＩの形態の設計テープ・アウト(design tape-out)がＲＥＴ実施(RET implementation)、例えば、ＯＰＣデータ変換に入力され、入力されたＧＤＳＩＩ設計テープ・アウトを基準として用いて、新たなＧＤＳＩＩデータを発生する。
【０００８】
ＯＰＣは、設計テープ・アウトからの物理的レイアウトを修正して、光回折、レジスト現像、エッチング、およびリソグラフィ・プロセスの間に発生するその他の望ましくない影響によって生ずるパターンの歪みを補正するプロセスである。ＯＰＣには２種類の手法が知られている。１つは、ルールベースＯＰＣであり、この場合、予め補正ルールを決定しておき、考慮する形状、例えば、幅および間隔を有するフィーチャに関連する何らかの単純な尺度に応じて、どのようにして異なる幾何学的形状を修正すればよいか指定する。ルールベースＯＰＣには主に３つの種類がある。１つめの種類は、ハンマヘッド(hammerhead)であり、図１（ｄ）に示すように、ライン端形状に適用され、ライン端短縮を補正する。別の種類にセリフ(serif)があり、図１（ｅ）に示すように、角に適用し、角の丸みを補正する。最後の種類はエッジ・バイアス(edge bias)であり、図１（ｆ）に示すように、ライン・エッジ変位を補正する。更に複雑な補正は個々のエッジ・バイアスの集合体によって表されるので、バイアス補正はより包括的な補正形態である。例えば、セリフまたはハンマヘッド補正は、個々のバイアスを２つ以上の連続するエッジ・セグメントに適用することと見なすことができ、セリフの場合には、図１（ｇ）に示すように、コーナを塗りつぶす。１つのポリゴンが多数の形状を内包する可能性があり、図１（ｂ）に示す例において実証するように、３つの種類の補正全てが必要となる可能性がある。ルールベースＯＰＣは、通常ジオメトリに基づき、単純で高速である。しかしながら、ルールベースＯＰＣは非常に正確という訳ではなく、したがって、０．２５μｍ以上の技術ノード、または精度要件が緩い、比較的大きなジオメトリのみを内包する金属または層のような、更に高度な技術ノード（０．１８μ以下）の重要でない層上でしか用いられない。更に、補正ルールの生成は体系的でなく、経験が必要となる場合が多く、ジオメトリの複雑度が高くなるに連れて、ルールの数が増加し、そして恐らくはルールの複雑度も高くなり、これらを維持するのが困難となる。
【０００９】
他のＯＰＣ手法に、モデルベースＯＰＣがある。モデルベースＯＰＣでは、光学部品の影響および全体的なレイアウトをシリコン・パターン転写プロセスに取り込むリソグラフィ・モデルを用いて、レイアウト・パターンをシミュレートし、ウェハ上における対応するパターンを予測し、これに基づいて、各ジオメトリ形状に対して必要な補正を計算し適用する。リソグラフィ・モデルは、ａ）光学モデル、およびｂ）化学薬品、エッチング、およびその他の要因を含むその他のプロセスの影響から成る。光学モデルは、通例、近接範囲と呼ばれる有限範囲内において動作する。光学画像を、一般に評価点と呼ばれる位置についてシミュレートする場合、評価点を中心とする近接範囲の半径以内にあるレイアウト・ジオメトリのみを考慮し、この範囲の外側にあるジオメトリを無視する。較正したリソグラフィ・モデルは、光学モデルおよびその他のプロセスの影響を組み込む。較正したモデルを得るために、検査マスクを照明し、ウェハ画像を形成し、測定を行い、次いでデータをはめ込む。リソグラフィ・モデルは、物理的レイアウトとは独立している。
【００１０】
モデルベースＯＰＣプロセスは、通例、ディセクション(dissection)と呼ばれる工程を伴い、この工程では、ポリゴンをエッジ・セグメントに分解し、これらを個別に移動させて、各セグメントを補正することができる。セグメント上において評価点を指定し、そこでモデルを評価して、図１（ｃ）に示すように、エッジ変位のような、ある種のウェハ特性を計算する。シミュレートしたエッジ変位を最少に抑えるように、必要なエッジの移動を現場で計算する。モデルおよび補正アルゴリズムの使用のために、補正は先験的に補正ルールを必要とせず、通常ルールベース手法によって補正したものよりは精度が高い。他方、補正の粒度が高いため、モデルベース手法によって得られた補正レイアウトは、通例、ルールベース手法によるものよりも複雑である。したがって、一般には、０．１８μｍ以下の設計の重要な層に、完全なモデルベースＯＰＣが用いられる。
【００１１】
重要な層であっても、ルールベース手法で十分な非重要フィーチャを内包する場合もあるので、ハイブリッドＯＰＣ手法を用いて、ＯＰＣのターンアラウンド時間の短縮、およびＯＰＣ複雑度の簡素化を図る場合もある。このような選択的ハイブリッドＯＰＣは、米国特許第６，５８４，６０９号に開示されているように、通例非重要フィーチャまたは大きなフィーチャを内包するレイアウトの一部を、ルールベースＯＰＣによって補正し、重要フィーチャまたは小さなフィーチャを内包するレイアウトの別の部分をモデルベースＯＰＣによって補正するのが通例である。ルールベースＯＰＣを必要とするエリアが広い程、ターンアラウンド時間が短くなり、出力の複雑度が低下する。しかしながら、選択ルールの判断は、補正ルールの判断と同様、なおも手作業のプロセスのままであり、通常時間がかかり、その場限りのプロセスである。更に、これらのルールの精度性能では、先験的に定量化することが困難である。したがって、これらを適用する場合に、補正結果の精度を予測することが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、ハイブリッドＯＰＣ用途において、ルールベースＯＰＣに対して選択および補正ルールを生成するためのＩＣ設計システムおよび方法を提供することができれば望ましいであろう。即ち、体系的なパターンの特徴かおよびルールの生成を行し、更に対応するＯＰＣ結果の定量的予測も可能とする、モデルベース手法が求められている。本発明はこれを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、集積回路（ＩＣ）レイアウトのモデルベースＯＰＣに用いられ、通例経験データに対して較正した、リソグラフィ・モデルを用いたシミュレーションによって、設計ルール集合にしたがって一連のレイアウト・パターンを列挙し分析するシステムおよび方法を提供する。このような分析により、選択ルール集合が得られ、モデルベースＯＰＣによって補正するはずであったがルールベースＯＰＣによって補正可能なＩＣレイアウトの部分と、モデルベースＯＰＣによって補正する必要があるＩＣレイアウトの部分とを識別するために、ＩＣレイアウトに適用することができる。本発明のシステムおよび方法は、パターンの異なるばらつきの下において予め指定してある性能メトリックに応じて、パターン毎に、補正ルールを発見することができるか否か判定することが好ましい。補正ルールを発見することができるパターンは、ルールベースＯＰＣに適していると見なされる。補正ルールを発見することができないパターンは、モデルベースＯＰＣを必要とすると考えられる。本方法およびシステムは、オプションとして、選択ルールと共に、補正ルールを生成することができる。加えて、ルール補正可能なレイアウト部分を選択するために生成したルールを用い、対応する補正ルールを適用し、ルールベース補正を考慮に入れて、モデルベースＯＰＣを用いて残りのレイアウトを補正する、物理的レイアウトのＯＰＣのためのシステムおよび方法を提供する。
【００１４】
本発明の前述のそしてその他の目的、形態、および利点は、添付図面を参照しながら進める、以下の種々の実施形態の詳細な説明から一層容易に明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の理解を促進するために、図面の添付図と関連付けながら、本発明の種々の実施形態について説明する。図においては、同様の参照番号は同様の要素を示すものとする。
本発明は、特に、リソグラフィ・モデルベースパターンの特徴化およびルール生成を実行し、ＩＣ設計レイアウトを補正するために、生成したルールを用いてハイブリッド光学近接効果補正（ＯＰＣ）を適用することによってＩＣ設計を生成するための、コンピュータ上に実装するソフトウェアに基づくＩＣ設計システムに適用可能であり、本発明の種々の実施形態について説明するのはこの文脈においてである。しかしながら、本発明の種々の実施形態による、ハイブリッドＯＰＣを行うためのＩＣ設計システムおよび方法はそれ以上の有用性があることは認められよう。何故なら、これらはハードウェアでも実施可能であり、ここに記載しない他のモジュールまたは機能性も組み込むことができるからである。
【００１６】
図２は、リソグラフィ・モデルベースパターンの特徴化およびルール生成を行うためのＩＣ設計システム１０をパーソナル・コンピュータ１２上に実装した場合の一例を示すブロック図である。即ち、パーソナル・コンピュータ１２は、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ等とすることができるディスプレイ・ユニット１４、処理ユニット１６、およびパーソナル・コンピュータが実行するソフトウェア・アプリケーションとユーザが双方向処理を行うことを可能にする１つ以上の入出力デバイス１８を備えている。図示の例では、入出力デバイス１８は、キーボード２０およびマウス２２を含むことができるが、他の周辺デバイス、例えば、プリンタ、スキャナ等も含むことができる。処理ユニット１６は、更に、中央演算装置（ＣＰＵ）２４、ハード・ディスク、テープ・ドライブ、光ディスク・システム、リムーバブル・ディスク・システムなどのような永続的記憶装置２６、およびメモリ２８も含むことができる。ＣＰＵ２４は、永続的記憶装置２６およびメモリ２８を制御することができる。通例、ソフトウェア・アプリケーションを永続的記憶装置２６内に永続的に格納することができ、次いでこのソフトウェア・アプリケーションをＣＰＵ２４によって実行するときに、メモリ２８内にロードすることができる。図示の例では、メモリ２８は、リソグラフィ・モデルのシミュレーション、ＩＣの物理的レイアウト・パターンの分析、ならびにモデルおよびルールベースＯＰＣを行うＩＣ設計ツール３０を収容することができる。ＩＣ設計ツール３０は、ＣＰＵ２４が実行する１つ以上のソフトウェア・モジュールとして実施することができる。
【００１７】
本発明によれば、モデルベース・レイアウト・パターン特徴化およびルール生成、ならびにルールモデルベース・ハイブリッドＯＰＣを行うＩＣ設計システム１０は、ハードウェアを用いて実施することもでき、クライアント／サーバ・システム、ウェブ・サーバ、メインフレーム・コンピュータ、ワークステーション等のような異なる種類のコンピュータ・システム上で実施することもできる。また、ＩＣ設計システム１０は、ＣＰＵが１つよりも多いコンピュータ・システム、および／またはコンピュータのネットワークにおいても実施することができる。ソフトウェア・モジュールの一部または全ては、専用集積回路のようなハードウェアによって実現することもできる。これより、ソフトウェアでのＩＣ設計システム１０の実現例について、更に詳細に説明する。
【００１８】
本発明の一実施形態は、ＩＣ設計テープ・アウトのためにハイブリッドＯＰＣを行う。例えば、ＩＣ設計テープ・アウトは、ＧＤＳまたはＯＡＳＩＳファイル、あるいはその他のフォーマットを有するファイルとすることができる。
【００１９】
本発明の一実施形態は、ルールベースＯＰＣを適用することができるＩＣレイアウトの部分を特定するための選択ルール、および補正を適用するためにルールベースＯＰＣが用いる補正ルールを、１つ以上の性能メトリック(performance metric)の既定の指定に基づいて自動的に決定する、モデルベース手法を提供する。例えば、メトリックは、限定ではなく、画像の傾斜、画像のコントラスト、マスク誤差増大要因（ＭＥＥＦ）、焦点変動に対する感度、収差に対する感度、エッジ配置誤差（ＥＰＥ）、およびフィーチャのその他の重要な寸法（ＣＤ）、あるいはこれらおよびその他のメトリックの１つ以上のいずれの組み合わせをも含む。本発明の一実施形態によれば、既定の許容範囲仕様が、好ましくは、モデルベースＯＰＣと同様の性能メトリックと共に用いられる。許容範囲は、性能メトリックに対する下限および上限を指定する。パターンをシミュレートするとき、リソグラフィ・モデルを用いて、構造的に設計したパターンのばらつきの集合に対する１つ以上の構成形状に、この許容範囲データを適用する。パターンの形状の近接効果を、全てのばらつきに対する許容範囲仕様以内にするように補正することができる補正ルールを求めることができるか否かに基づいて、これらの形状のいずれかのルールを補正することができるか否か判定を行うことができる。パターンのばらつきは、当該パターンの環境摂動(environmental perturbation)を注入することによって得ることが好ましい。ルールが求められた場合、パターンを特徴付ける幾何学的パラメータが、このようなパターン形状をレイアウトにおいて発見するための選択ルールを決定し、パターンの補正を許容範囲の範囲内で行うことができると考えられる対応の補正ルールが、自動的にルールベースＯＰＣのルールとなる。許容範囲仕様を満たす補正ルールを求めることができない場合、このようなパターン形状にはモデルベースＯＰＣが必要であるかもしれないと推論する。このプロセスは、選択ルールを特定するだけでなく、ルールベースＯＰＣ自体の補正ルールも決定する。想定される修正の１つでは、補正ルールの存在を検査する代わりに、補正ルールの予想を提示し、これを検査して、これらの予想した補正ルールのいずれか１つ以上が、許容範囲の範囲内にある全てのパターンばらつきの下において全ての性能メトリックが得られるパターン形状に適用可能か否か決定することができる。これは、ハイブリッドＯＰＣを適用するのに便利なだけでなく、単純な発見に基づいて得るよりも、効率的で正確である。選択および補正ルールは、別個のルール集合でも、組み合わせた形態でもよい。本発明の一実施形態では、選択ルールは、補正ルールによって推論する。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、ルールベースＯＰＣにおいて用いられる補正ルールは、多変数の関数として表すことができ、すなわち、（ｂ１,ｂ２,．．．,ｃ１,ｃ２,．．．）＝ｆ（ｇ１，ｇ２，．．．，ｄ１，ｄ２）であり、ｇｉは、ライン・エッジ、ライン端、角、ゲート、コンタクト・エンクロージャ(contact enclosure)、あるいは多数の設計層にまがたり複素ブーリアンまたは幾何学的演算によって特定される形状というような、形状の種類であり、ｄｉは、幅、間隔、高さ、エンクロージャ・マージン、あるいは複素式によって測定した多数の寸法の関数である。ルールの出力は、パターン形状に適用される補正を与える１つ以上のバイアス補正量ｂｉと、バイアスを適用する形状の部分を正確に特定する補助パラメータｃｉとから成る。通例、形状を予め選択しておき（例えば、エッジまたはエッジの一部）、その形状をそれ以上分解させず、ルール関数が（ｂ１，ｂ２，．．．）＝ｆ（ｇ１，ｇ２，．．．，ｄ１，ｄ２，．．．）に簡略化するようにしている。形状が単一のエッジ・セグメントから成る場合、ルール関数はｂ＝ｆ（ｇ１，ｇ２，．．．ｄ１，ｄ２，．．．）に簡略化する。ここで、ｂはエッジ・セグメントに適用されるバイアスである。これは、従来技術の章で説明したように、それ以外のもっと複雑な形状を単一のエッジ・セグメントの集合体に分解することができるので、包括的表現である。
【００２１】
完全なルール集合は、テーブル・フォーマットにすれば便利に表すことができる。例えば、エッジ・セグメント・ルールの定式化ｂ＝ｆ（ｇ１，ｇ２，．．．，ｄ１，ｄ２，．．．）の場合、ｇ１，ｇ２，．．．，ｄ１，ｄ２，．．．およびｂの値を有する各ルールがエントリを構成し、ｇ１，ｇ２，．．．，ｄ１，ｄ２，．．．はエントリに対する「キー」の列であり、ｂはエントリの「値」列である（データベースにおけるように）。
【００２２】
図３（ａ）は、本発明による実施形態を示し、考慮対象の形状が規則的なライン・エッジであり、寸法変数(dimension variable)が３つの寸法、ライン幅、近隣間隔、およびライン・エッジ長またはフィーチャの高さから成る。図３（ａ）に示すように、ルールはｂ＝ｆ（ｅ，ｗ，ｓ，ｈ）というように書かれ、ｅはライン・エッジを表し、ｗ，ｓおよびｈは対応する幅、間隔、および高さの量をそれぞれ表し、ｂは所与の幅、近隣間隔、および高さの量に対応する、このような種類のライン・エッジに適用するバイアス値である。これは、ＯＰＣルールの典型的なパラメータ化であり、補正は、幅の変更、近隣間隔の変更、および高さの変更というような、即座の変更のみに基づく。１つのこのようなルール・テーブルの一部の例は、次の通りである。
【００２３】
【表１】
2007108716.tif 000003
【００２４】
これらのパラメータによって特徴付けられたパターンは、図３（ａ）における破線のボックス内に示す（ｗ＋ｓ）×ｈエリアの中でないとわからない。このエリアを「視野領域」と呼ぶ。視野領域の外側のエリアは未知であり、任意のジオメトリを内包してもよい。図３（ｂ）、図３（ｃ）、および図３（ｄ）は、視野鑞域内に同一の幾何学的パターンを有し、したがって、幅、近隣間隔、および高さに基づいてパターン特徴化によって区別が可能である３つの異なるパターンのばらつきの例である。
【００２５】
図４（ａ）において、陰影を付けたエリアは、視野領域の外側であるが近隣範囲内であり、このエリアにおけるいずれのジオメトリも、考慮しているエッジの印刷(printing)に影響を及ぼすようになっている。このエリアを「不確実エリア」と呼ぶ。
【００２６】
視野領域が小さすぎる場合、不確実エリアにおいて可能なばらつきは大きくなる。したがって、単一の補正ルールで、可能な全てのばらつきの下で、例えば、図３（ｂ）、図３（ｃ）、および図３（ｄ）に示す３つの場合において精度高く所与のパターンを補正することは困難である。これは、ルールベースＯＰＣにおける低精度の主な原因である。
【００２７】
本発明の好適な実施形態によれば、可能なばらつきが視野領域を超えた場合（不確実エリア内）、これらを無視する。これが意味するのは、このようなばらつきはいずれも１種類の補正で許容されてはならず、さもないとパターンがルールベースＯＰＣに適さなくなるということである。ばらつきは、一般に、二次元効果および長範囲効果によって特徴付けられる。図３（ｂ）は、典型的な長範囲効果を示し、主フィーチャ３１の背後にあるジオメトリ３２は、視野領域の内側では見えず、考慮しているエッジに十分に近い場合、主フィーチャの印刷に重大な影響となる（通例、パターン幅が小さいときに当てはまる）。同様に、図３（ｂ）と図３（ｃ）を比較すると、面するジオメトリ３４が主フィーチャ３１に対して同じ近隣間隔となり、異なる幅を有する場合があるため、間隔が小さいと、主フィーチャに対して重大な影響を及ぼすことになり得ることを観察することができる。図３（ｄ）は、二次元効果の例を示し、図３（ａ）、図３（ｂ）、または図３（ｃ）と比較すると、参照番号３５、３６、および３７で示すように、視野領域の外側にあるパターンの上下双方にジオメトリがあり、フィーチャの高さが低い場合、主フィーチャの印刷に重大な影響を及ぼす可能性がある。したがって、視野領域を超えるばらつきが形状の印刷に及ぼす影響が限られている場合にのみ、即ち、対応するフィーチャの幅、近隣間隔、および高さが比較的大きく、補正後において、このようなばらつきの下におけるパターンの印刷変化がなおも許容範囲仕様の範囲内である補正量が存在する場合にのみ、パターンの形状は、ルールベースＯＰＣを適用するのに適している潜在的可能性がある。尚、所与の幅、近隣間隔、および高さの値または範囲に対して補正ルールが存在しており、可能性のあるあらゆるばらつきの下でも性能メトリックを許容範囲の範囲内にもっていける場合、これらの寸法によって特徴付けられるこのようなパターンは、ルールベースＯＰＣに適用するのに適していることは理解されよう。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、図４（ａ）に示すように、パターン形状に沿った数個の離散評価点においてパターンをシミュレートする。評価点は、しかるべく選択されていれば、通常、所与のリソグラフィ・モデルの下におけるパターンの挙動を十分に表している。シミュレーション結果を用いて、これらの評価点に対して性能メトリックを計算し、これらが許容範囲仕様（複数）の範囲内にあるか否か判断するために検査する。これは、モデルベースＯＰＣが用いる典型的な手法である。
【００２９】
本発明の別の実施形態によれば、視野領域を超えるパターンのばらつきをシミュレートするために、何らかの劇的な摂動（非常に大きいまたは非常に小さい）を追加し、パターン形状のエッジ配置誤差または重要寸法（ＣＤ）のような、少なくとも１つの性能メトリックの変化を評価してもよい。補正ルールが求められるのは、性能メトリックのばらつきを最小化しできるだけ許容範囲の範囲内に近づけるプロセスにおいてである。図３（ｂ）および図３（ｃ）は、主パターンの背後にあるフィーチャが、何の影響もないゼロ・サイズ（存在しない）であるか、あるいは参照番号３２で示すように、重大な影響となる非常に大きなサイズである例を示す。尚、これは、視野領域を超えて適用することができる摂動の例を図示したものであることを記しておく。実際には、近接効果は必ずしも摂動のサイズには比例しない。したがって、考慮するパターン形状のプリンティングに最も大きな影響を与えるものを十分に表す摂動を設計するために、リソグラフィ・モデルの挙動を考慮しなければならない場合もある。通例、統計的に可能性のあるばらつきの範囲(coverage)を得るには異なるサイズを有するより多くの種類のジオメトリ摂動を用い、より多くの種類の摂動のヒントを見出すためにリソグラフィ・モデルの特性を考慮する必要がある。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、近隣形状の幅（「近隣幅」）または主パターン背後の間隔（「背後間隔」）のような、余分な寸法尺度を追加して、ばらつきの量を低減し、したがってルールベースＯＰＣを適用するのに適したパターン形状をより多く発見する確率を高めることができるようにする。図４（ａ）および図４（ｂ）は、近隣幅および背後間隔を考慮する場合およびしない場合における、視野範囲または不確実エリアを比較する。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、不確実エリアは、視野領域が既知の近隣幅および背後間隔の量だけ拡大すると、縮小する。設計ルールに準ずるレイアウトにおいて容易に利用可能な余分な寸法の一種に、最少幅および間隔があり、物理的レイアウトにおけるいずれの適法なフィーチャであっても、最少幅以上の幅を有していなければならず、レイアウトにおける２つのフィーチャ間のいずれの適法なフィーチャであっても最少間隔よりも大きくなければならない。
【００３１】
本発明の更に別の実施形態では、垂直クリアランスまたはフィル・エリア(fill area)は、パターンの可能なばらつきを更に制限するために指定することができる。垂直クリアランス・エリアとは、図４（ｃ）において示す参照番号４０で示すように、フィーチャが存在することがわからないパターンの高さの終端（上および／または下）上のエリアである。これは、ライン端の場合のような物理的レイアウトの別の典型的な構成である。垂直フィル・エリアは、図４（ｄ）に示す参照番号４２で示すように、垂直クリアランスの逆であり、同様に、フィーチャが充填されることがわかっているエリアが規定される。この種の構成も、逆ライン端の場合のように、物理的レイアウトにおいて頻繁に現れる（図１（ｄ）に示すように、空間ラインまたはスロット端と呼ばれることもある）。図４（ｃ）および図４（ｄ）の比較によって示されるように、垂直クリアランスまたはフィル・エリアの仕様によって、不確実エリア（陰影エリアの縮小に注目）および可能なばらつきが減少し、したがって補正ルールを見出す確率を高めることができる。
【００３２】
同じ原理にしたがって、形状または寸法尺度を追加する程、不確実エリア、または当該不確実エリア内において可能なパターンのばらつきによって生ずる不確実を減少させることができる。潜在的な欠点は、ルール関数にパターン・タイプおよび寸法を追加する程、選択または補正ルール集合のサイズが大きくかつ複雑になり、対応するルール選択またはルールベースＯＰＣプロセスの効率が低下する場合もあり得ることである。ルールベースＯＰＣが非常に複雑となりモデルベースＯＰＣと性能および効率が殆ど同等となる点がある可能性がある。ルールベースＯＰＣの利点を最大限実現するためには、ルールはできるだけ簡素であることが好ましい。
【００３３】
図５は、本発明の一実施形態によるモデルベースパターンの特徴化およびルール生成方法を適用するフローを示す。最初に、図５に示すステップ１０１で示すように、ルール関数に用いる変数を選択する。先に述べたように、ルール集合を簡素にして、サイズを管理可能に保つためには、変数集合は小さい方が好ましい。次に、図５に示すステップ１０５で示すように、設計ルール１０３にしたがって変数値を列挙し、変数毎に間隔を形成する。例えば、設計ルールが最少フィーチャ幅を９０ｎｍに指定し、モデルの近接範囲が１μｍである場合、幅間隔は、（９０、１１０）、（１１０、１３０）、．．．、（９７０、９９０）、（９９０、１０００）（＞１０００）というように、２０ｎｍの刻みサイズを用いて列挙する。次いで、図５に示すステップ１０７に示すように、変数値および間隔の集合毎に、図５に示すステップ１０９で示すように、しかるべき検査パターンを構築する。また、図５に示すステップ１１１に示すように、視野領域を計算し、視野領域の外側にある異なる種類の極端であるが代表的な摂動を適用する。次に、図５に示すステップ１１５に示すように、図５に示すリソグラフィ・モデル１１３を用いて、印刷画像をシミュレートし、図５に示すステップ１１７で示すように、ばらつきの各々について性能メトリックを計算する。図５に示す続くステップ１１９において、図５に示す既定の許容範囲仕様１２１に向けてばらつきの全てについての性能メトリックを最適化するために補正を計算する。次いで、図５に示すステップ１２３で示すように、検査パターンのばらつき毎に補正を適用し、印刷画像の再計算および性能メトリックの決定を行い、これによってパターンのばらつきに関連する性能メトリックの値が得られる。パターンのばらつきの全てについてこれらの値を収集することにより、性能メトリックの値の集合が得られる。これらの性能メトリック値が許容範囲仕様の範囲内であると図５に示すステップ１２５において判定した場合、図５に示すステップ１２７で示すように、この種のパターンを、ルールベースＯＰＣに適していると判定し、補正ルールも確認されており、ルール集合に追加することが好ましい。そうでない場合、図５に示すステップ１２９で示すように、この種のパターンはモデルベースＯＰＣを受ける必要がある。何故なら、視野領域を超えるばらつき全てを許容できる程に十分ロバストな単一のルールが存在しないからである。このプロセスは、ルール関数変数値および間隔の全てについて繰り返される。このように、本発明によるシステムおよび方法は、ルール関数変数範囲による区分に基づいて、パターン空間を、図５に示すパターン・データベース１３１で示すような、モデルベースＯＰＣを必要とするものと、図５に示すパターン・データベース１３３で示すような、対応する補正ルールと共にルールベースＯＰＣのみを必要とする別のものとに区分する。
【００３４】
研究する各パターン周囲における有限で恐らくは少数の摂動を列挙するだけでよいので、可能なばらつき全てを完全にカバーすることは不可能である。このような予測不可能な場合の「漏れ」を補償するために、本発明の一実施形態によれば、最初に、通常容認可能でありより多くの許容範囲マージンを許容する性能メトリック許容範囲を厳格化するとよいと考えられる。例えば、性能メトリックとしてＣＤを用い、±５ｎｍの許容範囲が与えられる場合、最初にそれを２０％厳格化して±４ｎｍとし、次いで、研究するパターンにおいてルールを定性化する際に、この±４ｎｍを実際の許容範囲として用いる。
【００３５】
許容範囲の仕様は好ましいが、性能メトリック仕様（performance metric  specification)は異なる形態でも可能である。例えば、性能メトリック仕様は、有効な値の集合体、重複しない間隔の集合体（例えば、多数の許容範囲の連合体）、あるいは２つ以上の性能メトリックの場合、性能メトリック値に関係する式、または１組の式とすることができる。
【００３６】
図５に関連付けて説明した方法は、補正ルールを求め検証することによって、パターン毎に少なくとも１つの補正ルールの存在を検査する。このように、補正ルールは、ルール補正可能と見なされるパターン毎に自動的に決定される。しかしながら、この方法は、ルール補正可能パターンのための、その他の潜在的に一層優れた補正ルールを除外するのではない。したがって、実際の補正ルールは、前述のプロセスによって得られるものとは異なることも想定している。更に、他の方法によって、補正の存在を実際に発見することなくこれを確認することができ、その場合、プロセスは選択ルールだけを生成することができるが、補正ルールを生成することはできない。
【００３７】
パターンのばらつきを受ける性能メトリックの計算は、視野領域の外側にある摂動を加算し、ばらつき毎にシミュレーションをやり直す以外の方法でも実行することができる。代替方法の１つは、光学モデルの数学的特性を研究することによって、得られる性能メトリックばらつき範囲を控えめにすることである。例えば、以下の投影光学撮像システムのホプキンスの定式化から得られる周知の光学モデル式を検討する（参考文献：Y.C. Pati and T. Kailath, "Phase-shifting masks for microlithography: automated design and mask requirements," J. Opt. Soc. Am. A11, no.9 (1994): p2438)。
【００３８】
【数１】
2007108716.tif 000004
【００３９】
ここで、Ｇ（ｘ，ｙ）は、｜Ｇ（ｘ，ｙ）｜≦１を満たす、位置ｘ，ｙにおけるマスク伝達関数の振幅および位相を表す透過関数(transmission function)であり、ｋｎ（ｘ，ｙ）はいわゆるｎ次畳み込みカーネル、そしてＩ（ｘ，ｙ）は位置ｘ，ｙにおける強度である。積分は二次元空間全体であり、これによって、視野領域およびその相補（不確実エリア）に分解することができる。積分の線形性から、以下の式を推論することができる。
【００４０】
【数２】
2007108716.tif 000005
【００４１】
ここで、
【００４２】
【数３】
2007108716.tif 000006
【００４３】
視野領域の内側における透過関数Ｇ（ｘ，ｙ）は既知であり（レイアウトのジオメトリおよびマスクの透過特性によって決定される）、計算することができる。その結果、Ｅｎを計算することができる。Ｆｎについて、以下の式が成り立つ。
【００４４】
【数４】
2007108716.tif 000007
【００４５】
ここで、Ｒｎ（ｘ，ｙ）は既知量を示す。何故なら、畳み込みカーネルｋｎ（ｘ，ｙ）は光学モデルからわかっているからである。その結果、以下の式が成り立つ。
【００４６】
【数５】
2007108716.tif 000008
【００４７】
これは、強度Ｉ（ｘ，ｙ）の下限および上限を定める。明らかに、これらの限界が有意であるのは、Ｒｎ（ｘ，ｙ）が、｜Ｅｎ（ｘ，ｙ）｜２と比較して、相対的に小さい場合だけであり、このためには不確実エリアが小さくなければならず、そうでなければ、限界間が広すぎて、何の役にも立たなくなる。この強度範囲を用いると、更に、ＥＰＥの範囲、ＣＤ、強度傾斜、またはその他の性能メトリックを推論することが可能となる。異なる形態の光学モデルを用いる場合、同様の方法を適用することができる。更に、このように強度限界を評価する方法を、他の効果から成る較正リソグラフィ・モデルに代入して、予測したＥＰＥまたはＣＤの限界も得ることができる。このように、各パターンについての性能メトリックの限界は、摂動を使用せずに、適用することができる。このようにして確定した限界は、しかしながら、非常に控えめであるのが常である。
【００４８】
本発明の一実施形態によれば、本願と同一日付に出願し、CREATING AND APPLYING VARIABLE BIAS RULES IN RULE-BASED OPTICAL PROXIMITY CORRECTION FOR REDUCED COMPLEXITY（複雑度を低減するためのルールベース光学近接効果補正における可変バイアス・ルールの作成および適用）と題する同時係属中の米国特許出願に記載されているように、ここのパターンに対して、容認可能な補正集合に関して補正ルールを指定する。この内容は、ここで引用したことにより、その全体が本願にも含まれるものとする。例えば、モデルベース分析を行うと、４ｎｍおよび６ｎｍの間であればいずれのエッジ・バイアスでも性能メトリックを満たしているが、５ｎｍが最良であり、計算した性能メトリックと許容範囲仕様との間のずれが最少量となったことを発見することができる。
【００４９】
本発明の別の実施形態では、ルールベースＯＰＣによる使用のためにエクスポートする前に、図５に示す、個別に生成したルール１３３を融合して、ルール集合におけるルールの総数を削減する。例えば、先に記載したルール表をここで繰り返し、再度検討する。
【００５０】
【表２】
2007108716.tif 000009
【００５１】
４つのルールの各々が同じバイアス量を有し、幅、近隣間隔、および高さ間隔を合同してもっと大きな間隔を形成できることが分かり、これらのルールを以下のような単一のルール集合に融合することができる。
【００５２】
【表３】
2007108716.tif 000010
【００５３】
以上の例は、バイアス値が同一の４つの異なるルールを示し、これらを融合して１つにすることができる。あるいは、CREATING AND APPLYING VARIABLE BIAS RULES IN RULE-BASED OPTICAL PROXIMITY CORRECTION FOR REDUCED COMPLEXITY（複雑度を低減するためのルールベース光学近接効果補正における可変バイアス・ルールの作成および適用）と題する同時係属中の米国特許出願に記載されているように、ルールのバイアスが範囲について指定されている場合、バイアス範囲が少なくともある量だけ重複していれば、ルールを融合することができる。例えば、以下のルールを検討する。
【００５４】
【表４】
2007108716.tif 000011
【００５５】
これらのルールは、以下のように、融合して単一のルールにすることができる。
【００５６】
【表５】
2007108716.tif 000012
【００５７】
列挙した全てのパターンを分析すると、パターンは２つの分類に集められる。一方はルールベースＯＰＣのために選択することができ、他方は選択することができない。垂直クリアランスのような追加のルール関数変数を導入し、後者のパターン分類を再度分析すると、ルールは多少複雑となるが、追加のパターンをルールベースＯＰＣによって補正可能として識別することが可能となる。何故なら、追加の変数を導入することにより、視野範囲を広げることができ、したがってばらつきを低減することができるからである。これによって、物理的レイアウトにおいてルール補正可能なパターンをより多く発見することが可能となる。図６は、増分分析(incremental analysis)を行う本発明の実施形態による方法のフロー・チャートであり、ルール関数変数の数を徐々に増加させていく。ステップ５０１から始まり、最少数のルール関数変数を選択する。次に、ステップ５０２において、変数毎に値および間隔を列挙する。次いで、ステップ５０３において、図５と関連付けて先に説明したように、検査パターンを構築し、摂動を追加し、シミュレーションを実行し、性能メトリックを計算することにより、列挙した数値毎に分析を行う。その結果、ルール５０４の集合が、列挙の一部について生成される。ステップ５０６で示すように、未だルール補正可能とは見なされていない残りの列挙数値について、ステップ５０５において別のルール関数変数を追加することにより、分析を継続し、ステップ５０７において実現可能であると見なされた場合、分析を継続する。このように、ルール集合５０４は、ステップ５０７において追加することができる新たなルール関数変数がないと判定されるまで、増大し続ける。これによって、最も単純なルールを最初に特定し、次いでルール発見プロセスの繰り返しにおいて、徐々に複雑になるルールを発見する。この手法を用いる場合、得られるルールが同じフォーマットでない場合もあり（例えば、複雑なルールは、ルール関数において有する変数が多い場合や、ルール表における列が単純なルールよりも多い場合がある）、したがってルールベースＯＰＣを用いたルール照合プロセスはルールのフォーマットを一致させる必要があることを念頭に入れておく必要がある。  
【００５８】
図７は、前述のパターン特徴化およびルール生成システムによって生成した選択および補正ルールを用いて、選択的にルールおよびモデルベースＯＰＣを適用するハイブリッドＯＰＣ方法のフロー・チャートである。最初に、ステップ６０１において、入力したレイアウトを受け取る。次いで、図７に示すパターン選択ルール６０６に基づいて、本方法はステップ６０２においてルール補正可能なレイアウト・パターンを選択する。ステップ６０３において、対応する補正ルール６０６を用いて、ルールベースＯＰＣをこれらのパターンに適用する。ルールの性に選択されなかった残りのパターンは、ステップ６０４において、近接効果に対してステップ６０３において適用したルール補正を考慮しつつ、モデルベースＯＰＣを受ける。全てのレイアウト・パターンを補正した後、ステップ６０５において最終レイアウトを出力し、ＯＰＣが完了する。
【００５９】
本発明の別の実施形態によれば、図７の方法はパターン選択を実行するだけであり、一方異なるＯＰＣシステムを用いると、ハイブリッドＯＰＣをレイアウトに適用することができる。本発明による更に別の実施形態では、本方法は、パターン選択およびルールベースＯＰＣを実行し、一方湖となるＯＰＣシステムは、レイアウトの残り部分に対してモデルベースＯＰＣを実行する。しかしながら、同じシステム上では、同一パスにおいて、少なくともパターン選択およびルールベースＯＰＣを実行して、効率を向上させることが好ましい。何故なら、選択ルールおよび補正ルールは通常相関があるからである。
【００６０】
図８に示すように、選択および補正ルールの実際の適用を拡大することもできる。この例では、フィーチャの幅、近隣間隔、および高さに基づく単純な三次元ルールを示す。図８（ａ）は、ポリゴン・エッジ全体が条件を満たす一定の幅および近隣間隔を有し、したがって、ルールによって指定された量ｂ０だけバイアスされているという単純な状況を示す。図８（ｂ）では、エッジは可変幅および近隣間隔を有し、現状の幅／間隔対の全てが、ルールによって指定された条件を満たし、したがって、ルールが適用される。図８（ｃ）でも、図８（ｂ）と同様に、エッジは可変幅および近隣間隔を有するが、予め指定したしきい値量ｈＴ未満である小さな高さｈ３２およびｈ３３が、幅および間隔条件に違反している。パターン形状は、ルールを満たしていると考えられ、したがってこの場合でも補正を適用することは可能である。この状況は、単純なしきい値比較方式によって、ルール条件の小さな違反をどのように処理できるかを例示する。同じ概念にしたがって異なるしきい値比較方式を用いることができる。図８（ｄ）は、ポリゴン・エッジの一部（この場合、角に隣接する部分）が別の処置（例えば、角ルール照合またはモデルベースＯＰＣを適用する）を受けるために、これらをルール照合から除外する場合を示す。図８（ｅ）は、小さなジョグによって接続されており、可変幅および近隣間隔を有する２つのエッジの部分によって形成されるパターン形状を、ルール照合において考慮する場合を示す。このパターン形状についてルール条件が満たされる場合、ジョグｊ５のサイズは予め指定されているしきい値ｊＴ以下であり、したがって、形状を構成するエッジは、補正ルールが指定する同じ量だけバイアスされる。
【００６１】
前述のモデルベースパターン特徴化およびルール生成システムおよび方法、ならびに対応するハイブリッドＯＰＣシステムおよび方法は、単純な単一露光に基づく二進または減衰位相シフト・マスク（ＰＳＭ）プロセスや、多重露光環境において多数の位相領域があるマスクまたは多数のマスクを用いるというような、もっと複雑な製造プロセスを受けることによって製造する設計にも適用することができる。
【００６２】
以上の説明は、本発明の特定的な実施形態を参照して行ったが、本発明の原理および精神から逸脱することなく、これらの実施形態に対する変更も可能であることは当業者には認められよう。したがって、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲を参照してのみ確認できるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、図１（ａ）ないし図１（ｇ）から成り、リソグラフィ・プロセスからのパターン歪み、および光学近接効果補正（ＯＰＣ）の適用を示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による、モデルベースパターン特徴化およびルール生成を行うＩＣ設計システム、ならびにハイブリッドＯＰＣの一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、図３（ａ）ないし図３（ｄ）から成り、パターンの３つの幾何学的寸法および４つの可能なばらつきによって特徴付けられるＩＣ設計レイアウト・パターンの一例を示す。
【図４】図４は、近隣幅、背後間隔、ならびに垂直隙間およびフィルを考慮する場合およびしない場合におけるパターンの変化を受けるエリア（不確実エリア）の比較である。
【図５】図５は、本発明の好適な実施形態による、ハイブリッドＯＰＣ方法に対するモデルベースパターンの特徴化およびルール生成の一実現例のフロー図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による、モデルベースパターン特徴化およびルール生成の増分手法のフロー図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態によって生成したパターン選択および補正ルールを用いた、ハイブリッドＯＰＣフローを示す。
【図８】図８は、パターン特徴化およびルール生成を適用することができるいくつかの状況を示す。
【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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【外国語明細書】
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