(57)【要約】【課題】露光条件を考慮することで、半導体の原デザインと半導体の修正デザインとの間の差異点及び光学近接効果補正の正確度を正確かつ精密に検査できるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を提供する。【解決手段】半導体の原デザインに対して光学近接効果補正を行い、半導体の修正デザインを製作する段階と;前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階と;前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階と;互いに分離された偏差パターンを基準値とそれぞれ比較し、光学近接効果補正に対するエラー発生有無を判別する段階と；を含んで光学近接効果補正の検証方法を構成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体の原デザインに対して光学近接効果補正を行い、半導体の修正デザインを製作する段階と;
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階と;
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階と;
互いに分離された偏差パターンを基準値とそれぞれ比較し、光学近接効果補正に対するエラー発生有無を判別する段階と；
を含むことを特徴とする光学近接効果補正の検証方法。
【請求項２】
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階は、前記半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内のパターンとの一致程度を確認して行うことを特徴とする請求項１に記載の光学近接効果補正の検証方法。
【請求項３】
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、
前記照明系の方向性に対応する方向によって前記偏差パターンを分離することで行うことを特徴とする請求項１に記載の光学近接効果補正の検証方法。
【請求項４】
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がクロスポールまたはクォドラポールである場合、前記偏差パターンを直交方向及び対角方向に分離して行うことを特徴とする請求項１に記載の光学近接効果補正の検証方法。
【請求項５】
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がダイポールである場合、前記偏差パターンを垂直方向及び水平方向に分離して行うことを特徴とする請求項１に記載の光学近接効果補正の検証方法。
【請求項６】
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がｎ個の開口数を有するマルチポールである場合、前記偏差パターンを前記各開口数の角度に対応するｎ個の方向に分離して行うことを特徴とする請求項１に記載の光学近接効果補正の検証方法。
【請求項７】
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階を行った後、前記比較結果として示される偏差パターンの縁部を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光学近接効果補正の検証方法。
【請求項８】
半導体の原デザインに対してダイポール照明系を適用した光学近接効果補正を行って半導体の修正デザインを製作する段階と;
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階と;
前記比較結果として示された偏差パターンを垂直方向の第１偏差パターンと水平方向の第２偏差パターンとに分離する段階と;
前記第１偏差パターンを第１基準値と比較して垂直方向に配置されたパターンに対する光学近接効果補正のエラー発生有無を判別する段階と;
前記第２偏差パターンを第２基準値と比較して水平方向に配置されたパターンに対する光学近接効果補正のエラー発生有無を判別する段階と；を含むことを特徴とする光学近接効果補正の検証方法。
【請求項９】
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階は、前記半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内のパターンとの一致程度を確認して行うことを特徴とする請求項８に記載の光学近接効果補正の検証方法。
【請求項１０】
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階を行った後、前記比較結果として示される第１及び第２偏差パターンの縁部を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の光学近接効果補正の検証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造方法に関するもので、詳しくは、レイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＤＲＡＭなどの半導体メモリ素子の設計図面を検証する方法として、デザインルールチェック(Design Rule Check； ＤＲＣ)、レイアウト対回路図(Layout Versus Schematic；ＬＶＳ)またはレイアウト対レイアウト(Layout Versus Layout；ＬＶＬ)方法などが用いられており、半導体の原デザインと光学近接効果補正(Optical Proximity Correction；ＯＰＣ)が行われた修正デザインとの比較時には、主にレイアウト対レイアウト方法が用いられている。
【０００３】
図１は、従来のレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示したフローチャートで、図２乃至図４は、図１のフローチャートを説明するための図である。
【０００４】
図１乃至図４に示すように、まず、半導体の原デザイン２００を製作する(段階１１０)。ここで、半導体の原デザイン２００とは、半導体素子の各種の単位構成要素を実際に実現するために、多様なパターン２１０を配置させる図面をいう。半導体の原デザイン２００を製作した後、光学近接効果補正(ＯＰＣ)を行って光学近接効果(Optical Proximity Effect)が考慮された半導体の修正デザイン３００を製作する(段階１２０)。通常、光学近接効果は、パターンの大きさが解像限界に接近するにつれて、光の回折及び干渉が発生してパターンが変形される現象である。したがって、半導体の修正デザイン３００には、変形された各パターン３１０が配置される。次に、半導体の原デザイン２００と半導体の修正デザイン３００とを互いに比較する(段階１３０)。次に、この比較結果として示される偏差パターン４１０，４２０を基準値と比較し、半導体の原デザイン２００内に漏れたパターンが存在するかどうか、半導体の原デザイン２００におけるエラー発生有無を判別し、かつ、半導体の修正デザイン３００が定まった規則内で行われたかどうか、半導体の修正デザイン３００におけるエラー発生有無を判別する(段階１４０)。
【０００５】
しかしながら、従来の方法においては、半導体の原デザイン及び半導体の修正デザイン内の各パターンの大きさのみを比較するため、露光条件の影響を考慮できないという問題点があった。例えば、多様な露光条件の一つである照明系の場合、用いられる照明系にしたがって、特に、所定の方向性を有する変形照明系(Off-Axis Illumination；ＯＡＩ)にしたがって方向別に相異なる結果が示されるという点を考慮できず、半導体の原デザインと半導体の修正デザインとの間の差異点を精密に検査できないという問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，９３４，９２９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，４５１，６８０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、露光条件を考慮することで、半導体の原デザインと半導体の修正デザインとの間の差異点及び光学近接効果補正の正確度を正確かつ精密に検査できるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法は、半導体の原デザインに対して光学近接効果補正を行い、半導体の修正デザインを製作する段階と;前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階と;前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階と;互いに分離された偏差パターンを基準値とそれぞれ比較し、光学近接効果補正に対するエラー発生有無を判別する段階と；を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階は、前記半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内のパターンとの一致程度を確認して行う。
【００１０】
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系の方向性に対応する方向によって前記偏差パターンを分離することで行うことが好ましい。
【００１１】
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がクロスポールまたはクォドラポールである場合、前記偏差パターンを直交方向及び対角方向に分離して行うことが好ましい。
【００１２】
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がダイポールである場合、前記偏差パターンを垂直方向及び水平方向に分離して行うことが好ましい。
【００１３】
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がｎ個の開口数を有するマルチポールである場合、前記偏差パターンを前記各開口数の角度に対応するｎ個の方向に分離して行うことが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階を行った後、前記比較結果として示される偏差パターンの縁部を除去する段階をさらに含む。
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明の他の実施形態によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法は、半導体の原デザインに対してダイポール照明系を適用した光学近接効果補正を行い、半導体の修正デザインを製作する段階と;前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階と;前記比較結果として示された偏差パターンを垂直方向の第１偏差パターンと水平方向の第２偏差パターンとに分離する段階と;前記第１偏差パターンを第１基準値と比較して垂直方向に配置されたパターンに対する光学近接効果補正のエラー発生有無を判別する段階と;前記第２偏差パターンを第２基準値と比較して水平方向に配置されたパターンに対する光学近接効果補正のエラー発生有無を判別する段階と；を含むことを特徴とする。
【００１６】
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階は、前記半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内のパターンとの一致程度を確認して行う。
【００１７】
本発明において、前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階を行った後、前記比較結果として示される第１及び第２偏差パターンの縁部を除去する段階をさらに含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法によると、露光条件、例えば、方向性を有する変形照明系を考慮して方向別に光学近接効果補正を検証することで、半導体の原デザインと半導体の修正デザインとの間の差異点及び光学近接効果補正の正確度を正確かつ精密に検査できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図５は、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示したフローチャートで、図６及び図７は、図５の段階５４０における照明系の各例を説明する図である。
【００２１】
図５に示すように、まず、半導体の原デザインを製作する(段階５１０)。半導体の原デザイン内には、半導体素子の各種の単位構成要素を実際に実現するための多様なパターンが配置される。次に、光学近接効果補正(ＯＰＣ)を行い、光学近接効果が考慮された半導体の修正デザインを製作する(段階５２０)。半導体の修正デザイン内には、半導体の原デザイン内のパターンを変形した各変形パターンが配置される。次に、半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する(段階５３０)。この比較は、半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内の変形パターンとの一致程度を確認することで行われる。通常、変形パターンは、半導体の原デザイン内のパターンに追加される部分を含むか、場合によっては、半導体の原デザイン内のパターンから削除される部分を含む。以下、このような半導体の原デザイン内のパターンと半導体の修正デザイン内の変形パターンとの差を、偏差パターンという。
【００２２】
次に、前記比較結果として示される偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する(段階５４０)。すなわち、照明系として変形照明系を用いる場合、変形照明系の開口部が配置される位置によって、フォトリソグラフィ工程は全般的に方向性を有するようになる。この方向性は、光学近接効果を検証するためにも考慮すべきものであり、本発明では、偏差パターンを照明系にしたがって多様な方向に分離する。
【００２３】
一例として、図６に示すように、変形照明系として光遮断領域６１０及びＹ軸方向に互いに対向して配置される各開口部６２１，６２２を有するダイポール(dipole)照明系６００を用いる場合、フォトリソグラフィ工程時に加えられるバイアスは、Ｙ方向及びＸ方向によって相異なる。したがって、この場合、前記偏差パターンをＹ方向の第１偏差パターンとＸ方向の第２偏差パターンとに分離する。場合によっては、前記各開口部６２１，６２２がＸ方向に互いに対向して配置されるが、この場合も、偏差パターンをＸ方向及びＹ方向の各パターンに互いに分離する。
【００２４】
他の例として、図７に示すように、変形照明系として光遮断領域７１０、Ｙ軸方向に互いに対向して配置される各開口部７２１，７２２及びＸ軸方向に互いに対向して配置される各開口部７２３，７２４を有するクロスポール(crosspole)変形照明系７００を用いる場合、フォトリソグラフィ工程時に加えられるバイアスは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の直交方向と、略４５゜角度の斜線方向によって相異なる。したがって、この場合、前記偏差パターンを直交方向の第１偏差パターンと斜線方向の第２偏差パターンとに分離する。これは、各開口部がＸ軸及びＹ軸上に配置されずに斜線方向に配置されるクォドラポール(quadrapole)変形照明系の場合にも、クロスポール変形照明系の場合と同様に適用される。
【００２５】
さらに他の例として、変形照明系が互いに対称的に配置されるｎ個の開口数を有するマルチポール(multipole)変形照明系である場合、偏差パターンを各開口数の角度に対応する各方向に分離して行い、この場合、ｎ個の分離された各偏差パターンが得られる。
【００２６】
前記偏差パターンを分離した後、この分離された各偏差パターンを基準値とそれぞれ比較し、半導体の原デザインにおけるエラー発生有無、例えば、半導体の原デザイン内に漏れたパターンが存在するかどうかを判別し、かつ、半導体の修正デザインにおけるエラー発生有無、例えば、半導体の修正デザインが定まった規則内で行われたかどうかを判別する(段階５５０)。
【００２７】
以下、本発明のダイポール変形照明系を用いる場合を、図８乃至図１４に基づいて具体的に説明する。
【００２８】
まず、図８に示すように、半導体の原デザイン８００を製作する。この半導体の原デザイン８００内には、半導体素子の各種の単位構成要素を実際に実現するためのパターン８１０が配置される。次に、図９に示すように、光学近接効果補正(ＯＰＣ)を行って光学近接効果が考慮された半導体の修正デザイン９００を製作する。半導体の修正デザイン９００内には、半導体の原デザイン８００内のパターン８１０を変形した変形パターン９１０が配置される。次に、図１０に示すように、半導体の原デザイン(図８の８００)と半導体の修正デザイン(図９の９００)とを互いに比較する。この比較は、半導体の原デザイン８００内のパターン８１０と半導体の修正デザイン９００内の変形パターン９１０との一致程度を確認することで行われる。
【００２９】
前記比較結果、図１１に示すように、半導体の原デザイン８００内のパターン８１０と半導体の修正デザイン９００内の変形パターン９１０との差、すなわち、互いに重ならない部分からなる偏差パターン１１００が生成される。この偏差パターン１１００は、半導体の原デザイン８００内のパターン８１０には存在しないが、変形パターン９１０には存在する部分１１１０と、半導体の原デザイン８００内のパターン８１０には存在するが、変形パターン９１０には存在しない部分１１２０と、を含む。
【００３０】
次に、図１２に示すように、偏差パターン１１００の縁部(図１１のＡ)を除去する。これは、通常、パターンの側面部及び縁部に加えられるバイアス大きさの差が大きいためであり、バイアス大きさの類似した側面部及び縁部を別途に分離して検証するために行われる。次に、前記偏差パターン１１００をＹ方向の第１偏差パターン１１１０とＸ方向の第２偏差パターン１１２０とに分離する。本実施形態では、説明の便宜上、半導体の原デザイン８００内のパターン８１０には存在しないが、変形パターン９１０には存在する部分と第１偏差パターン１１１０とを一致させ、半導体の原デザイン８００内のパターン８１０には存在するが、変形パターン９１０には存在しない部分と第２偏差パターン１１２０とを一致させたが、通常、一致しない場合も発生しうる。
【００３１】
次に、図１３に示すように、第１偏差パターン１１１０を第１基準値と比較して半導体の原デザイン(図８の８００)におけるエラー発生有無、例えば、半導体の原デザイン(図８の８００)内のパターン８１０のうちＹ方向に漏れたものがあるかどうかを判別し、かつ、半導体の修正デザイン(図９の９００)におけるエラー発生有無、すなわち、光学近接効果補正がＹ方向に定まった規則内で行われたかどうかを判別する。例えば、光学近接効果補正の基本規則としてＹ方向へのパターン偏差の大きさを１０ｎｍ内に限定する場合、前記第１基準値は、第１偏差パターン１１１０の大きさが１０ｎｍの範囲内であるかどうかを判断するための値であり、これによって、第１偏差パターン１１１０の大きさが１０ｎｍ内であるか、それとも、１０ｎｍ内の範囲を越えるかを判断する。この判断結果、１０ｎｍ内の範囲を越える場合、所望の光学近接効果補正が行われてないと判断する。このように、所望の光学近接効果補正が行われてない場合、実際にフォトリソグラフィ工程を行ってウエハー上にパターンを形成するときにパターン不良が発生しえる。よって、上記の方法によって光学近接効果補正を検証すると、Ｙ方向に対して所望の光学近接効果補正が行われたかどうかを正確に判別できる。
【００３２】
次に、図１４に示すように、第２偏差パターン１１２０を第２基準値と比較して半導体の原デザイン(図８の８００)におけるエラー発生有無、例えば、半導体の原デザイン(図８の８００)内のパターン８１０のうちＸ方向に漏れたものがあるかどうかを判別し、かつ、半導体の修正デザイン(図９の９００)におけるエラー発生有無、すなわち、光学近接効果補正がＸ方向に定まった規則内で行われたかどうかを判別する。例えば、光学近接効果補正の基本規則としてＸ方向への偏差パターンの大きさを３０ｎｍ内に限定する場合、前記第２基準値は、第２偏差パターン１１２０の大きさが３０ｎｍの範囲内であるかどうかを判断するための値であり、これによって、第２偏差パターン１１２０の大きさが３０ｎｍ内であるか、それとも、３０ｎｍ内の範囲を越えるかを判断する。この判断結果、３０ｎｍ内の範囲を越える場合、所望の光学近接効果補正が行われてないと判断する。このように所望の光学近接効果補正が行われてない場合、実際にフォトリソグラフィ工程を行ってウエハー上にパターンを形成するときにパターン不良が発生しうる。よって、上記の方法によって光学近接効果補正を検証すると、Ｘ方向に対して所望の光学近接効果補正が行われたどうかを正確に判別できる。
【００３３】
以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものでなく、当該技術分野で通常の知識を有する者によって本発明の技術的思想内で多様に変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来のレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示したフローチャートである。
【図２】図１のフローチャートを説明するための図である。
【図３】図１のフローチャートを説明するための図である。
【図４】図１のフローチャートを説明するための図である。
【図５】本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示したフローチャートである。
【図６】図５の段階５４０における照明系の各例を示した図である。
【図７】図５の段階５４０における照明系の各例を示した図である。
【図８】ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。
【図９】ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。
【図１０】ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。
【図１１】ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。
【図１２】ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。
【図１３】ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。
【図１４】ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
２００，８００  原デザイン、２１０，８１０  パターン、３００，９００  修正デザイン、３１０，９１０  変形パターン、４１０，４２０  偏差パターン、６００  ダイポール照明系、６１０，７１０  光遮断領域、６２１，６２２，７２１，７２２，７２３  開口部、７００  クロスポール変形照明系。
【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】
2007086717.tif 000013
【図１２】
2007086717.tif 000014
【図１３】
2007086717.tif 000015
【図１４】
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