(57)【要約】【課題】正確なフレア値を短時間で算出する。【解決手段】実施の形態によれば、フレア値算出方法が提供される。前記フレア値算出方法、では、複数種類の寸法で作成されたマスクパターンが配置されたマスクパターン群を用いて基板への露光処理を行った場合の平均光強度を前記マスクパターン毎に算出する。そして、前記マスクパターンの寸法に関する情報および前記平均光強度に応じた前記マスクパターンへのパターン補正量を、前記マスクパターン毎に算出する。そして、前記マスクパターン毎のパターン補正量を用いた前記マスクパターンへのパターン補正を前記マスクパターン毎に行うことにより補正後マスクパターンを作成する。そして、露光装置が備える投影光学系のフレア値を、前記補正後マスクパターンのパターン平均密度を用いて算出する。【選択図】図１
2012156441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の寸法で作成されたマスクパターンが配置されたマスクパターン群を用いて基板への露光処理を行った場合の平均光強度を前記マスクパターン毎に算出する平均光強度算出ステップと、
前記マスクパターンの寸法に関する情報および前記平均光強度に応じた前記マスクパターンへのパターン補正量を、前記マスクパターン毎に算出する補正量算出ステップと、
前記マスクパターン毎のパターン補正量を用いた前記マスクパターンへのパターン補正を前記マスクパターン毎に行うことにより補正後マスクパターンを作成するパターン補正ステップと、
露光装置が備える投影光学系のフレア値を、前記補正後マスクパターンのパターン平均密度を用いて算出するフレア値算出ステップと、
を含むことを特徴とするフレア値算出方法。
【請求項２】
前記補正後マスクパターンを作成する際には、前記マスクパターンのパターンエッジを、前記パターンエッジを有するマスクパターンの寸法と、前記パターンエッジに隣接する隣接パターンからの前記パターンエッジまでの距離と、によって定まる関数に従って移動させることを特徴とする請求項１に記載のフレア値算出方法。
【請求項３】
前記マスクパターンが配置されたマスクが反射型マスクである場合、前記関数に従って、前記パターン平均密度が前記反射型マスクの反射率と同じになるよう前記マスクパターンのパターンエッジを移動させられ、
前記マスクパターンが配置されたマスクが透過型マスクである場合、前記関数に従って、前記パターン平均密度が前記透過型マスクの透過率と同じになるよう前記マスクパターンのパターンエッジを移動させられることを特徴とする請求項２に記載のフレア値算出方法。
【請求項４】
前記マスクパターンの寸法に関する情報は、前記マスクパターンの平均密度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のフレア値算出方法。
【請求項５】
複数種類の寸法で作成されたマスクパターンが配置されたマスクパターン群を用いて基板への露光処理を行った場合の平均光強度を前記マスクパターン毎に算出する平均光強度算出ステップと、
前記マスクパターンの寸法に関する情報および前記平均光強度に応じた前記マスクパターンへのパターン補正量を、前記マスクパターン毎に算出する補正量算出ステップと、
前記マスクパターン毎のパターン補正量を用いた前記マスクパターンへのパターン補正を前記マスクパターン毎に行うことにより補正後マスクパターンを作成するパターン補正ステップと、
露光装置が備える投影光学系のフレア値を、前記補正後マスクパターンのパターン平均密度を用いて算出するフレア値算出ステップと、
フレア補正対象のマスクパターンを前記フレア値に応じた寸法に変更することにより、前記フレア補正対象のマスクパターンをフレア補正するフレア補正ステップと、
を含むことを特徴とするフレア補正方法。
【請求項６】
前記フレア補正ステップは、
前記フレア補正対象のマスクパターンをマスク面内で複数のセル領域に分割するセル分割ステップと、
前記セル毎に算出されたパターン平均密度と、フレアの影響を規定した関数と、を用いて、前記フレア値算出対象のセルが他のセルから受けるフレア値を前記セル毎に算出する算出ステップと、
を含み、
前記他のセルが前記フレア値算出対象のセルに与えるフレア値の積算量に基づいて、前記フレア値算出対象のセル内に配置されているマスクパターンをフレア補正し、これにより、前記マスク面内のマスクパターンをフレア補正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７】
複数種類の寸法で作成されたマスクパターンが配置されたマスクパターン群を用いて基板への露光処理を行った場合の平均光強度を前記マスクパターン毎に算出する平均光強度算出ステップと、
前記マスクパターンの寸法に関する情報および前記平均光強度に応じた前記マスクパターンへのパターン補正量を、前記マスクパターン毎に算出する補正量算出ステップと、
前記マスクパターン毎のパターン補正量を用いた前記マスクパターンへのパターン補正を前記マスクパターン毎に行うことにより補正後マスクパターンを作成するパターン補正ステップと、
露光装置が備える投影光学系のフレア値を、前記補正後マスクパターンのパターン平均密度を用いて算出するフレア値算出ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするフレア値算出プログラム。
【請求項８】
複数種類の寸法で作成されたマスクパターンが配置されたマスクパターン群を用いて基板への露光処理を行った場合の平均光強度を前記マスクパターン毎に算出する平均光強度算出ステップと、
前記マスクパターンの寸法に関する情報および前記平均光強度に応じた前記マスクパターンへのパターン補正量を、前記マスクパターン毎に算出する補正量算出ステップと、
前記マスクパターン毎のパターン補正量を用いた前記マスクパターンへのパターン補正を前記マスクパターン毎に行うことにより補正後マスクパターンを作成するパターン補正ステップと、
露光装置が備える投影光学系のフレア値を、前記補正後マスクパターンのパターン平均密度を用いて算出するフレア値算出ステップと、
フレア補正対象のマスクパターンを前記フレア値に応じた寸法に変更することにより、前記フレア補正対象のマスクパターンをフレア補正するフレア補正ステップと、
フレア補正されたマスクパターンを用いてフォトマスクを作製するマスク作製ステップと、
作製されたフォトマスクを用いて基板上にパターンを形成するパターン形成ステップと、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、フレア値算出方法、フレア補正方法、フレア値算出プログラムおよび半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の急速な微細化に伴い、転写パターンのＣＤ制御に対する要求が非常に厳しくなっている。転写パターンのＣＤ変動要因としては、大きく分けて、マスクに起因するもの、露光装置に起因するもの、レジストに起因するものなどが考えられる。例えば、半導体集積回路の更なる微細化を目指して、露光波長の短波長化を押し進めた場合、投影光学系のフレア（投影光学系で乱反射された露光光）に起因するＣＤ変動の割合が相対的に大きくなる。これは、フレアがほぼ波長の二乗に反比例するためである。
【０００３】
例えば、次世代リソグラフィとして有望視されている極短紫外露光（ＥＵＶＬ：（Extreme  Ultra  Violet  Lithography））に用いる波長は、ＡｒＦ露光で用いる波長より１桁以上小さい。このため、ＥＵＶＬでは、ＡｒＦ露光よりも２桁ほど大きなフレアを生じることになる。従来、フレアを正確に算出するには膨大な時間を要するという問題があった。また、不正確なフレアに基づいてフレア補正しても所望のパターンを基板上に形成できないという問題があった。このため、正確なフレア値を短時間で算出することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６６２５８０２号明細書
【特許文献２】米国特許第６８９８７８１号明細書
【特許文献３】特表２００７−５２４２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
正確なフレア値を短時間で算出する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施の形態によれば、フレア値算出方法が提供される。前記フレア値算出方法、では、複数種類の寸法で作成されたマスクパターンが配置されたマスクパターン群を用いて基板への露光処理を行った場合の平均光強度を前記マスクパターン毎に算出する。そして、前記マスクパターンの寸法に関する情報および前記平均光強度に応じた前記マスクパターンへのパターン補正量を、前記マスクパターン毎に算出する。そして、前記マスクパターン毎のパターン補正量を用いた前記マスクパターンへのパターン補正を前記マスクパターン毎に行うことにより補正後マスクパターンを作成する。そして、露光装置が備える投影光学系のフレア値を、前記補正後マスクパターンのパターン平均密度を用いて算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係るフレア補正の概念を説明するための図である。
【図２】図２は、フレア値算出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、フレア値算出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、補正前テストパターンの構成例を示す図である。
【図５】図５は、Ｌ／Ｓパターン毎に算出される平均光強度の一例を示す図である。
【図６】図６は、Ｌ／Ｓパターン毎のパターン補正量を説明するための図である。
【図７】図７は、Ｌ／Ｓパターン毎に算出されるパターン補正量の一例を示す図である。
【図８】図８は、フレア補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第１のパターン寸法を有した補正前テストパターンの平均パターン密度と平均光強度の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、第２のパターン寸法を有した補正前テストパターンの平均パターン密度と平均光強度の関係を示す図である。
【図１１】図１１は、補正後テストパターンを用いて算出したフレア値を説明するための図である。
【図１２】図１２は、フレア値算出装置のハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係るフレア値算出方法、フレア補正方法、フレア値算出プログラムおよび半導体装置の製造方法を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
（実施形態）
図１は、実施形態に係るフレア補正の概念を説明するための図である。本実施形態では、ウエハ（感光基板上）に転写パターンを形成する際に用いられる製品マスクのマスクパターンをパターン補正することによってフレア補正を行う。フレア補正は、半導体集積回路を製造する際に、パターン周囲の粗密の影響によってパターン変形が起こる現象を、パターン補正によって緩和する方法である。
【００１０】
フレア補正に用いるフレア値を算出するために、予めテスト用マスクのマスクパターンである補正前テストパターンＰａを準備しておく。この補正前テストパターンＰａは、種々の寸法のＬ／Ｓパターン（ラインパターンおよびスペースパターン）を有したマスクパターン群である。
【００１１】
補正前テストパターンＰａに基づいて、各Ｌ／Ｓパターンにおける空間像の平均光強度２１が算出される。平均光強度２１は、各Ｌ／Ｓパターンを用いてウエハに露光処理を行った場合の、光学像強度の平均値である。
【００１２】
この後、平均光強度２１と、補正前テストパターンＰａと、に基づいて、補正前テストパターンＰａをパターン補正（リサイズ）するためのパターン補正量２２が算出される。パターン補正量２２は、Ｌ／Ｓパターンの種類毎（寸法毎）に算出される。そして、パターン補正量２２を用いて補正前テストパターンＰａが補正され、これにより、補正後テストパターンＰｂが作成される。
【００１３】
補正後テストパターンＰｂが作成された後、補正後テストパターンＰｂの平均パターン密度２３が算出される。そして、算出された平均パターン密度２３と、補正後テストパターンＰｂと、に基づいて、フレアマップ（フレア値のショット内マップ）２４が算出される。
【００１４】
この後、製品マスクパターン２５にフレアマップ２４を適用することによって、製品マスクパターン２５がパターン補正される。これにより、フレア補正された製品マスクパターン２６が作成される。
【００１５】
このように、本実施形態では、平均光強度２１に基づいて補正前テストパターンＰａをパターン補正し、補正後テストパターンＰｂに基づいてフレアマップ２４を算出している。換言すると、マスクパターンの平均光強度を簡便的に考慮することにより、フレア計算の高精度化を図っている。
【００１６】
図２は、フレア値算出装置の構成を示すブロック図である。フレア値算出装置１は、マスクパターンの平均光強度に基づいて、フレア値を算出するコンピュータなどの装置である。
【００１７】
フレア値算出装置１は、入力部１０、平均光強度算出部１１、パターン補正量算出部１２、補正後テストパターン算出部１３、フレア値算出部１４、出力部１５を備えている。また、フレア値算出装置１は、平均光強度記憶部Ｄ１、パターン補正量記憶部Ｄ２、補正前テストパターン記憶部Ｄ３、補正後テストパターン記憶部Ｄ４を備えている。
【００１８】
入力部１０は、補正前テストパターンＰａなどを入力して補正前テストパターン記憶部Ｄ３に送る。平均光強度算出部１１は、補正前テストパターン記憶部Ｄ３内の補正前テストパターンＰａに基づいて、Ｌ／Ｓパターン毎の平均光強度２１を算出する。平均光強度算出部１１は、算出した平均光強度２１を平均光強度記憶部Ｄ１に送る。
【００１９】
パターン補正量算出部１２は、平均光強度記憶部Ｄ１内の平均光強度２１に基づいて、Ｌ／Ｓパターン毎のパターン補正量２２を算出する。パターン補正量算出部１２は、算出したパターン補正量２２をパターン補正量記憶部Ｄ２に送る。
【００２０】
補正後テストパターン算出部１３は、補正前テストパターン記憶部Ｄ３内の補正前テストパターンＰａと、パターン補正量記憶部Ｄ２内のパターン補正量２２と、に基づいて、補正後テストパターンＰｂを算出する。具体的には、補正後テストパターン算出部１３は、補正前テストパターンＰａをパターン補正量２２でパターン補正することにより、補正後テストパターンＰｂを作成する。補正後テストパターン算出部１３は、算出した補正後テストパターンＰｂを補正後テストパターン記憶部Ｄ４に送る。
【００２１】
フレア値算出部１４は、補正後テストパターン記憶部Ｄ４内の補正後テストパターンＰｂを用いて、フレアマップ２４を算出する。フレア値算出部１４は、算出したフレアマップ２４を出力部１５に送る。出力部１５は、フレアマップ２４をフレア補正装置３などの外部装置に送る。
【００２２】
平均光強度記憶部Ｄ１、パターン補正量記憶部Ｄ２、補正前テストパターン記憶部Ｄ３、補正後テストパターン記憶部Ｄ４は、それぞれフレアマップ２４の算出に用いる情報を記憶するメモリなどである。
【００２３】
平均光強度記憶部Ｄ１は、平均光強度２１を記憶し、パターン補正量記憶部Ｄ２は、パターン補正量２２を記憶する。補正前テストパターン記憶部Ｄ３は、補正前テストパターンＰａを記憶し、補正後テストパターン記憶部Ｄ４は、補正後テストパターンＰｂを記憶する。フレア補正装置３は、フレア値算出装置１が算出したフレアマップ２４を用いて、製品マスクパターンをパターン補正（フレア補正）するコンピュータなどの装置である。
【００２４】
つぎに、フレア値算出処理の処理手順について説明する。図３は、フレア値算出処理の処理手順を示すフローチャートである。フレア値算出装置１の入力部１０へは、補正前テストパターンＰａが入力される。入力部１０は、この補正前テストパターンＰａを補正前テストパターン記憶部Ｄ３に送る。補正前テストパターン記憶部Ｄ３では、補正前テストパターンＰａを記憶しておく。
【００２５】
平均光強度算出部１１は、補正前テストパターン記憶部Ｄ３内の補正前テストパターンＰａに基づいて、Ｌ／Ｓパターン毎の平均光強度２１を算出する（ステップＳ１０）。ここで、補正前テストパターンＰａの構成例について説明する。
【００２６】
図４は、補正前テストパターンの構成例を示す図である。補正前テストパターンＰａには、例えば縦５０ｍｍ×横５０ｍｍの領域に、長手方向の寸法が５０ｍｍで短手方向の寸法が種々の寸法であるＬ／Ｓパターンが配置されている。図４では、補正前テストパターンＰａ内に、第１のパターンＰ１ａ、第２のパターンＰ２ａ、・・・第ｎ（ｎは自然数）のパターンＰｎａが配置されている場合を示している。
【００２７】
第１のパターンＰ１ａは、第１のラインパターン寸法（幅）と第１のスペースパターン寸法とを有している。同様に、第２のパターンＰ２ａは、第２のラインパターン寸法と第２のスペースパターン寸法とを有し、第ｎのパターンＰｎａは、第ｎのラインパターン寸法と第ｎのスペースパターン寸法とを有している。
【００２８】
第１〜第ｎのラインパターン寸法は、例えば１６ｎｍ〜２５０ｎｍなどの何れかである。また、第１〜第ｎのスペースパターン寸法は、例えば１６ｎｍ〜２５０ｎｍなどの何れかである。補正前テストパターンＰａには、これらの種々のラインパターン寸法とスペースパターン寸法とが組み合わされたマスクパターンが配置されている。換言すると、補正前テストパターンＰａには、ｎ種類のＬ／Ｓパターンがランダムに繋げられている。
【００２９】
図５は、Ｌ／Ｓパターン毎に算出される平均光強度の一例を示す図である。図５では、ラインパターン寸法とスペースパターン寸法との組み合わせに対して算出された平均光強度２１（平均光強度テーブル）を示している。なお、ここでのラインパターンは、マスク上でのラインパターンであり、ウエハ上に転写した場合にはスペースパターンとなる。同様に、ここでのスペースパターンは、マスク上でのスペースパターンであり、ウエハ上に転写した場合にはラインパターンとなる。
【００３０】
ラインパターン寸法とスペースパターン寸法との組み合わせは、例えば、レイアウト上に存在するラインパターンとスペースパターンの全ての組み合わせである。ここでの補正前テストパターンＰａのラインパターン寸法は、１６ｎｍ、２０ｎｍ、２２ｎｍ、２４ｎｍ、３２ｎｍ、４５ｎｍ、９０ｎｍ、１５０ｎｍ、２５０ｎｍの何れかである。
【００３１】
また、補正前テストパターンＰａのスペースパターン寸法は、１６ｎｍ、２０ｎｍ、２２ｎｍ、２４ｎｍ、３２ｎｍ、４５ｎｍ、９０ｎｍ、１５０ｎｍ、２５０ｎｍの何れかである。補正前テストパターンＰａは、上述した９種類のラインパターン寸法と上述した９種類のスペースパターン寸法との組み合わせ（８１種類）で構成されている。平均光強度２１は、８１種類からなるＬ／Ｓパターン毎に算出される。
【００３２】
例えば、ラインパターン寸法が１６ｎｍでスペースパターン寸法が１６ｎｍの場合、平均パターン密度は０．５であり、平均光強度２１は、０．１６である。また、ラインパターン寸法が２５０ｎｍでスペースパターン寸法が２５０ｎｍの場合、平均パターン密度は０．５であり、平均光強度２１は、０．３６である。このように、平均パターン密度が同じであっても、平均光強度２１の値が同じであるとは限らない。
【００３３】
平均光強度算出部１１は、算出した平均光強度２１を平均光強度記憶部Ｄ１に送る。平均光強度記憶部Ｄ１は、平均光強度２１を記憶する。パターン補正量算出部１２は、平均光強度記憶部Ｄ１内の平均光強度２１に基づいて、Ｌ／Ｓパターン毎のパターン補正量２２を算出する（ステップＳ２０）。
【００３４】
図６は、Ｌ／Ｓパターン毎のパターン補正量を説明するための図である。ここでは、第１のパターンＰ１ａと第ｍ（ｍはｎ以下の自然数）のパターンＰｍａのパターン補正量２２について説明する。
【００３５】
第１のパターンＰ１ａのパターン寸法が幅Ｌ１ａである場合、幅Ｌ１ａは、第１のパターンＰ１ａの平均光強度２１に応じた幅Ｌ１ｂに補正される。換言すると、（Ｌ１ａ−Ｌ１ｂ）が第１のパターンＰ１ａのパターン補正量２２となる。
【００３６】
また、第ｍのパターンＰｍａのパターン寸法が幅Ｌｍａである場合、幅Ｌｍａは、第ｍのパターンＰｍａの平均光強度２１に応じた幅Ｌｍｂに補正される。換言すると、（Ｌｍａ−Ｌｍｂ）が第ｍのパターンＰｍａのパターン補正量２２となる。
【００３７】
具体的には、第２〜第ｎのパターンＰ２ａ〜Ｐｎａのパターン寸法がそれぞれ幅Ｌ２ａ〜幅Ｌｎａである場合、幅Ｌ２ａ〜幅Ｌｎａは、第２〜第ｎのパターンＰ２ａ〜Ｐｎａの平均光強度２１に応じた幅Ｌ２ｂ〜幅Ｌｎｂに補正される。換言すると、（Ｌ２ａ−Ｌ２ｂ）〜（Ｌｎａ−Ｌｎｂ）が第２〜第ｎのパターンＰ２ａ〜Ｐｎａのパターン補正量２２となる。
【００３８】
前述したように、平均パターン密度が同じであっても、平均光強度２１の値が同じであるとは限らない。このため、本実施形態では、平均パターン密度が平均光強度２１に応じた値になるよう、第１〜第ｎのパターンＰ１ａ〜Ｐｎａをリサイズしてからフレアマップ（密度マップ）を算出する。
【００３９】
例えば、ラインパターン寸法＝ｘ、スペースパターン寸法＝ｙの場合の平均光強度２１の値をｄｘｙとすると、パターンＰｎａの片側リサイズ量は、−（ｘ−ｄｘｙ×（ｘ＋ｙ））／２を用いて求めることができる。この片側リサイズ量を求める関数（パターンエッジの移動量を算出する式）は、第１〜第ｎのパターンＰ１ａ〜Ｐｎａのパターン自身の寸法（ｘ）と、隣接パターンとの距離（ｙ）によって定まる関数である。
【００４０】
なお、ここでは、ラインパターン寸法＝ｘとスペースパターン寸法＝ｙを用いて片側リサイズ量を算出したが、片側リサイズ量は、平均パターン密度を用いて算出してもよい。例えば、ラインパターンの個数やスペースパターンの個数によって、平均パターン密度が異なる場合がある。また、ホールパターンなどのラインパターン以外のパターンが含まれる場合がる。したがって、平均パターン密度を用いて算出することによって、正確な片側リサイズ量を算出することが可能となる。
【００４１】
補正前テストパターンＰａの配置されたテスト用のマスクが反射型マスクである場合、片側リサイズ量を求める関数によって、パターン平均密度が反射型マスクの反射率と同じになるようパターンエッジが移動させられる。
【００４２】
また、補正前テストパターンＰａの配置されたテスト用のマスクが透過型マスクである場合、片側リサイズ量を求める関数によって、パターン平均密度が透過型マスクの透過率と同じになるようパターンエッジが移動させられる。
【００４３】
図７は、Ｌ／Ｓパターン毎に算出されるパターン補正量の一例を示す図である。図７では、図５に示したＬ／Ｓパターンと平均光強度２１との組み合わせに対して算出されたパターン補正量２２（補正テーブル）を示している。具体的には、パターン補正量２２は、８１種類からなるＬ／Ｓパターンの平均パターン密度毎に算出される。
【００４４】
例えば、ラインパターン寸法が１６ｎｍでスペースパターン寸法が１６ｎｍの場合、平均パターン密度は０．５であり、パターン補正量２２は、−５．３８である。したがって、ラインパターン寸法およびスペースパターン寸法が１６ｎｍのラインパターンは、片側リサイズ量が、−５．３８ｎｍであり、両エッジを合わせると合計１０．７６ｎｍリサイズされる。
【００４５】
また、ラインパターン寸法が２５０ｎｍでスペースパターン寸法が２５０ｎｍの場合、平均パターン密度は０．５であり、パターン補正量２２は、−３３．８である。したがって、ラインパターン寸法およびスペースパターン寸法が２５０ｎｍのラインパターンは、片側リサイズ量が、−３３．８であり、両エッジを合わせると合計６７．６ｎｍリサイズされる。
【００４６】
パターン補正量算出部１２は、算出したパターン補正量２２をパターン補正量記憶部Ｄ２に送る。パターン補正量記憶部Ｄ２は、パターン補正量２２を記憶する。補正後テストパターン算出部１３は、補正前テストパターン記憶部Ｄ３内の補正前テストパターンＰａと、パターン補正量記憶部Ｄ２内のパターン補正量２２と、に基づいて、補正後テストパターンＰｂを算出する。具体的には、補正後テストパターン算出部１３は、補正前テストパターンＰａを、パターン補正量２２を用いて補正することにより、補正後テストパターンＰｂを作成する（ステップＳ３０）。補正前テストパターンＰａは、パターン補正されることにより平均パターン密度が異なる補正後テストパターンＰｂとなる。
【００４７】
補正後テストパターン算出部１３は、算出した補正後テストパターンＰｂを補正後テストパターン記憶部Ｄ４に送る。補正後テストパターン記憶部Ｄ４は、補正後テストパターンＰｂを記憶する。
【００４８】
フレア値算出部１４は、補正後テストパターン記憶部Ｄ４内の補正後テストパターンＰｂを用いて、フレアマップ２４を算出する（ステップＳ４０）。フレア値算出部１４は、算出したフレアマップ２４を出力部１５に送る。出力部１５は、フレアマップ２４をフレア補正装置３に送る。
【００４９】
フレア補正装置３は、フレア値算出装置１が算出したフレアマップ２４を用いて、製品マスクパターンをパターン補正（リサイズ）し、これによりフレア補正を行う（ステップＳ５０）。
【００５０】
つぎに、フレア補正処理の処理手順について説明する。図８は、フレア補正処理の処理手順を示すフローチャートである。フレア補正装置３は、製品マスクのレイアウトをセル分割する（ステップＳ１００）。さらに、フレア補正装置３は、製品マスクのレイアウトに基づいて、密度マップを作成する。具体的には、フレア補正装置３は、製品マスクのレイアウトに基づいて、各々のセルにおける平均パターン密度（各セルの平均パターン密度）を算出する。そして、算出した平均パターン密度に基づいて、密度マップを作成する（ステップＳ１１０）。
【００５１】
フレア補正装置３へは、ＰＳＦFが入力される。また、フレア補正装置３へは、フレア値算出装置１で作成されたフレアマップ２４が入力される（ステップＳ１２０）。なお、フレアマップ２４やＰＳＦFは、フレア補正を行う前であれば、何れのタイミングでフレア補正装置３に入力してもよい。
【００５２】
フレア補正装置３は、フレアマップ２４とＰＳＦFを用いて、セル毎に製品マスクのパターンサイズをリサイズする。これにより、製品マスクパターンのフレア補正が行われる（ステップＳ１３０）。
【００５３】
製品マスク上の点（ｘ，ｙ）におけるフレア込みのトータル光強度Ｉ（ｘ，ｙ）は、式（１）、式（２）のように表現される。
【００５４】
【数１】
2012156441.tif 000003
【数２】
2012156441.tif 000004
【００５５】
ここで、Ｉ0（ｘ，ｙ）は、フレアがない場合の理想的な光強度であり、Ｉflare（ｘ，ｙ）はフレア強度であり、ＰＳＦFはフレアのポイント・スプレッド・ファンクションである。本実施形態では、分割した各セルにおける平均パターン密度を計算することで、Ｉ0（ｘ，ｙ）の近似としての密度マップ（密度値アレイ）Ｄを作成する。しかる後、密度マップＤとＰＳＦFの畳み込み和を計算し、Ｉflare（ｘ，ｙ）の近似であるフレアマップ（フレア値アレイＦ）を求める。
【００５６】
本実施形態では、各セルを分割する前に、補正前テストパターンＰａを、平均光強度２１に応じたパターンサイズに補正しておく。換言すると、マスクレイアウトの分割に先立ち、空間像の平均光強度を考慮してパターンをリサイズする。
【００５７】
その後、マスク面内を複数のセルに分割する。そして、任意のセルが着目セルに生じせしめるフレア値を、セル毎に算出した平均パターン密度とフレアの影響を規定する関数によって見積もる。そして、全てもしくは一部のセルが前記着目セルに与えるフレアの積算量に基づいて、着目セル内のパターン寸法を補正する。この方法では、セルサイズを調整することで大幅な計算時間の短縮が図れる。なお、ここでの説明におけるパターン部は、実際のマスクにおいては、多層膜ミラー部に対応している。
【００５８】
フレア値とＣＤ変動との関係が実験やシミュレーションにより予め分かっていれば、フレアマップに応じたパターンリサイズによって、転写パターンのＣＤ変動を抑えることが可能となる。
【００５９】
つぎに、補正前テストパターンＰａを用いて算出したフレア値と、補正後テストパターンＰｂを用いて作成したフレア値と、の違いについて説明する。図９は、第１のパターン寸法を有した補正前テストパターンの平均パターン密度と平均光強度の関係を示す図である。また、図１０は、第２のパターン寸法を有した補正前テストパターンの平均パターン密度と平均光強度の関係を示す図である。
【００６０】
ここでの第１のパターン寸法は、ラインパターン寸法が１６ｎｍで、スペースパターン寸法が１６ｎｍである。また、第２のパターン寸法は、ラインパターン寸法が３２ｎｍで、スペースパターン寸法が３２ｎｍである。
【００６１】
以下、第１のパターン寸法を有したＬ／ＳパターンをパターンＡとし、第２のパターン寸法を有したＬ／ＳパターンをパターンＢとして説明する。図９では、パターンＡの一周期分の断面を実線ａ１で示し、パターンＡの平均パターン密度を密度ａ２で示している。なお、レイアウトは平面であるので、レイアウトのパターン部（着色部）に１の高さを与えている。高さが１であるので、パターンＡの平均パターン密度は０．５となる。また、図９では、ウエハ面における空間像の断面を実線ａ３で示し、空間像の平均光強度を光強度ａ４で示している。
【００６２】
図１０に示す実線ｂ１、密度ｂ２、実線ｂ３、光強度ｂ４は、図９に示す実線ａ１、密度ａ２、実線ａ３、光強度ａ４に対応している。具体的には、図１０では、パターンＢの一周期分の断面を実線ｂ１で示し、パターンＢの平均パターン密度を密度ｂ２で示している。なお、レイアウトは平面であるので、レイアウトのパターン部（着色部）に１の高さを与えている。高さが１であるので、パターンＢの平均パターン密度は０．５となる。また、図１０では、ウエハ面における空間像の断面を実線ｂ３で示し、空間像の平均光強度を光強度ｂ４で示している。
【００６３】
パターンＡとパターンＢは、ともにレイアウトを分割したセル内の平均パターン密度が０．５であるが、ウエハ面における空間像の平均光強度は両パターンの回折効率の違いによって差を生じている。この結果として、パターンＡとパターンＢとでは、フレア強度が異なることになる。このように、平均パターン密度が同じ場合であっても、パターン寸法やスペース寸法が異なるとフレア値が異なる。このため、補正前テストパターンＰａを用いてフレア値を算出すると、パターンＡとパターンＢとで同じフレア値が算出されてしまうこととなる。
【００６４】
フレア値は、平均光強度に応じて変化するので、本実施形態では、平均光強度２１に基づいて、Ｌ／Ｓパターン毎のパターン補正量２２を算出する。具体的には、平均光強度２１に基づいて補正前テストパターンＰａを補正し、補正後テストパターンＰｂを用いてフレア値を算出する。これにより、フレア値を正確に算出することが可能となる。
【００６５】
図１１は、補正後テストパターンを用いて算出したフレア値を説明するための図である。図１１では、補正後テストパターンＰｂを用いて算出したフレア値と、光学像を用いて算出したフレア値（理論フレア値）と、の差分をフレア値差分４２として示している。また、補正前テストパターンＰａを用いて算出したフレア値と、光学像を用いて算出したフレア値と、の差分をフレア値差分４１として示している。光学像を用いて算出したフレア値は、レイアウトに対し、前記式（１）および前記式（２）を用いて畳み込み積分を行うことにより、忠実に求められたフレア値である。
【００６６】
補正後テストパターンＰｂを用いてフレア値を算出すると、フレア値差分４２のように理論フレア値との間に小さな差しか生じない。換言すると、補正後テストパターンＰｂを用いてフレア値を算出すると、光学像を用いて算出したフレア値と略同様のフレア値を算出することが可能となる。したがって、本実施形態のフレア値算出方法で算出したフレア値が正確な値であることが分かる。
【００６７】
製品マスクへのフレア補正は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。そして、各レイヤではフレア補正された製品マスクを用いて半導体装置（半導体集積回路）が製造される。具体的には、フレア補正されたマスクパターンを用いて製品マスクを作製し、レジストの塗布されたウエハに製品マスクを用いて露光を行ない、その後ウエハを現像してウエハ上にレジストパターンを形成する。そして、レジストパターンをマスクとしてウエハの下層側をエッチングする。これにより、レジストパターンに対応する実パターンをウエハ上に形成する。半導体装置を製造する際には、上述したフレア補正、露光処理、現像処理、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。また、フレア値の算出は、露光処理に用いる露光装置毎に算出される。したがって、製品マスクへのフレア補正も露光処理に用いる露光装置毎に行われる。
【００６８】
つぎに、フレア値算出装置１のハードウェア構成について説明する。図１２は、フレア値算出装置のハードウェア構成を示す図である。フレア値算出装置１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）９１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）９２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）９３、表示部９４、入力部９５を有している。フレア値算出装置１では、これらのＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、表示部９４、入力部９５がバスラインを介して接続されている。
【００６９】
ＣＰＵ９１は、コンピュータプログラムであるフレア値算出プログラム９７を用いてパターンの判定を行う。表示部９４は、液晶モニタなどの表示装置であり、ＣＰＵ９１からの指示に基づいて、補正前テストパターンＰａ、平均光強度２１、パターン補正量２２、補正後テストパターンＰｂ、平均パターン密度２３、フレア値（フレアマップ２４）などを表示する。入力部９５は、マウスやキーボードを備えて構成され、使用者から外部入力される指示情報（フレア値算出に必要なパラメータ等）を入力する。入力部９５へ入力された指示情報は、ＣＰＵ９１へ送られる。
【００７０】
フレア値算出プログラム９７は、ＲＯＭ９２内に格納されており、バスラインを介してＲＡＭ９３へロードされる。図１２では、フレア値算出プログラム９７がＲＡＭ９３へロードされた状態を示している。
【００７１】
ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされたフレア値算出プログラム９７を実行する。具体的には、フレア値算出装置１では、使用者による入力部９５からの指示入力に従って、ＣＰＵ９１がＲＯＭ９２内からフレア値算出プログラム９７を読み出してＲＡＭ９３内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行する。ＣＰＵ９１は、この各種処理に際して生じる各種データをＲＡＭ９３内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶させておく。
【００７２】
フレア値算出装置１で実行されるフレア値算出プログラム９７は、平均光強度算出部１１、パターン補正量算出部１２、補正後テストパターン算出部１３、フレア値算出部１４を含むモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。
【００７３】
なお、本実施形態では、レイアウト上に存在するラインパターンとスペースパターンの全ての組み合わせに対して、異なるパターン補正値を割り当てる補正テーブル（パターン補正量２２）を作成したが、他の補正テーブルを作成してもよい。例えば、平均光強度２１が近いラインパターンとスペースパターンの組み合わせを同一のグループに設定し、グループ毎の補正テーブルを作成してもよい。
【００７４】
また、パターン補正量２２として算出されていないＬ／Ｓパターンに対しては、パターン補正量２２内の値を用いてパターン補正量を算出してもよい。例えば、ラインパターン寸法が１８ｎｍの場合、ラインパターン寸法が１６ｎｍの場合および／または２０ｎｍの場合のパターン補正量を用いてパターン補正量が算出される。
【００７５】
また、本実施の形態では、テストパターンを用いてフレアマップ２４を作成したが、テストパターン以外のマスクパターンを用いてフレアマップ２４を作成してもよい。また、本実施の形態では、製品マスクのマスクパターン補正（フレア補正）を行う場合について説明したが、製品マスク以外のマスクパターン補正を行ってもよい。
【００７６】
このように実施形態によれば、空間像を考慮して補正前テストパターンＰａをリサイズした補正後テストパターンＰｂを用いて、フレア値を算出しているので、フレア値を正確かつ短時間で算出することが可能となる。したがって、フレアを効率良く正確に見積もることができ、この結果、フレアに起因する転写パターンの寸法変動を正確に補正したパターン生成を行うことが可能となる。
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１…フレア値算出装置、３…フレア補正装置、１１…平均光強度算出部、１２…パターン補正量算出部、１３…補正後テストパターン算出部、１４…フレア値算出部、２１…平均光強度、２２…パターン補正量、２３…平均パターン密度、２４…フレアマップ、９７…フレア値算出プログラム、Ｐａ…補正前テストパターン、Ｐｂ…補正後テストパターン。
【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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