(57)【要約】【課題】マスクパターンを高速かつ高精度に補正することができるフレアマップ計算方法を提供すること。【解決手段】実施形態のマスクパターンフレアマップ計算方法では、パターン領域に複数の分割領域を設定し、露光シミュレーションによって前記分割領域毎に光学像強度分布を算出する。さらに、前記分割領域内における前記光学像強度分布の平均値を光学像平均値として前記分割領域毎に算出する。そして、前記光学像平均値に対応するパターン密度を有したパターンを対応密度パターンとして前記分割領域毎に算出する。さらに、前記対応密度パターンに基づいて前記パターン領域内のパターン密度の分布を示す密度マップを生成し、前記密度マップと点像分布関数とを畳み込み積分することによって前記パターン領域内のフレアマップを算出する。【選択図】図１
2013125906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパターンを有したパターン領域を分割することにより、前記パターン領域に複数の分割領域を設定する分割ステップと、
前記分割領域毎に第１の露光シミュレーションを行なうことにより、前記分割領域毎の光学像強度分布を算出する像強度算出ステップと、
前記分割領域内における前記光学像強度分布の平均値を光学像平均値として前記分割領域毎に算出する平均値算出ステップと、
前記光学像平均値に対応するパターン密度を有したパターンを対応密度パターンとして前記分割領域毎に生成する対応密度パターン生成ステップと、
前記対応密度パターンに基づいて前記パターン領域内のパターン密度の分布を示す密度マップを生成し、前記密度マップと点像分布関数とを畳み込み積分することによって前記パターン領域内のフレアマップを算出するフレア算出ステップと、
前記フレアマップを用いて前記複数のパターンに対応するマスクパターンをフレア補正する補正ステップと、
を含み、
前記密度マップを生成する際には、前記パターン領域を前記分割領域と同じかそれよりも大きな領域で密度マップを生成することを特徴とするフレアマップ計算方法。
【請求項２】
複数のパターンを有したパターン領域を分割することにより、前記パターン領域に複数の分割領域を設定する分割ステップと、
前記分割領域毎に第１の露光シミュレーションを行なうことにより、前記分割領域毎の光学像強度分布を算出する像強度算出ステップと、
前記分割領域内における前記光学像強度分布の平均値を光学像平均値として前記分割領域毎に算出する平均値算出ステップと、
前記光学像平均値に対応するパターン密度を有したパターンを対応密度パターンとして前記分割領域毎に生成する対応密度パターン生成ステップと、
前記対応密度パターンに基づいて前記パターン領域内のパターン密度の分布を示す密度マップを生成し、前記密度マップと点像分布関数とを畳み込み積分することによって前記パターン領域内のフレアマップを算出するフレア算出ステップと、
を含むことを特徴とするフレアマップ計算方法。
【請求項３】
前記密度マップを生成する際には、前記パターン領域を前記分割領域と同じかそれよりも大きな領域で密度マップを生成することを特徴とする請求項２に記載のフレアマップ計算方法。
【請求項４】
複数のパターンを有したパターン領域を分割することにより、前記パターン領域に複数の分割領域を設定する分割ステップと、
前記分割領域毎に第１の露光シミュレーションを行なうことにより、前記分割領域毎の光学像強度分布を算出する像強度算出ステップと、
前記分割領域内における前記光学像強度分布の平均値を光学像平均値として前記分割領域毎に算出する平均値算出ステップと、
２次元配列された前記分割領域のそれぞれに前記光学像平均値を示す情報を対応付けた対応付け情報を、前記パターン領域内における光学像平均値の分布情報として保持しておく保持ステップと、
前記分布情報と点像分布関数とを畳み込み積分することによって前記パターン領域内のフレアマップを算出するフレア算出ステップと、
を含むことを特徴とするフレアマップ計算方法。
【請求項５】
前記光学像平均値を示す情報は、バイナリデータであることを特徴とする請求項４に記載のフレアマップ計算方法。
【請求項６】
前記光学像平均値を示す情報は、ＧＤＳファイルまたはＯＡＳＩＳファイルで規定されたパターンデータであり、前記分割領域毎に単一のレイヤ又は複数のレイヤの組み合わせからフレア値を導き出せるよう、前記光学像平均値を示す情報が保持されていることを特徴とする請求項４に記載のフレアマップ計算方法。
【請求項７】
前記フレアマップを用いて前記複数のパターンに対応するマスクパターンをフレア補正する補正ステップをさらに含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載のフレアマップ計算方法。
【請求項８】
前記フレアマップを用いて前記複数のパターンに第２の露光シミュレーションを行なうことにより、基板上に形成される基板上パターンを予測するパターン形状予測ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載のフレアマップ計算方法。
【請求項９】
複数のパターンを有したパターン領域を分割することにより、前記パターン領域に複数の分割領域を設定する分割ステップと、
前記分割領域毎に露光シミュレーションを行なうことにより、前記分割領域毎の光学像強度分布を算出する像強度算出ステップと、
前記分割領域内における前記光学像強度分布の平均値を光学像平均値として前記分割領域毎に算出する平均値算出ステップと、
前記光学像平均値に対応するパターン密度を有したパターンを対応密度パターンとして前記分割領域毎に生成する対応密度パターン生成ステップと、
前記対応密度パターンに基づいて前記パターン領域内のパターン密度を示す密度マップを生成し、前記密度マップと点像分布関数とを畳み込み積分することによって前記パターン領域内のフレアマップを算出するフレア算出ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするフレアマップ算出プログラム。
【請求項１０】
複数のパターンを有したパターン領域を分割することにより、前記パターン領域に複数の分割領域を設定する分割ステップと、
前記分割領域毎に露光シミュレーションを行なうことにより、前記分割領域毎の光学像強度分布を算出する像強度算出ステップと、
前記分割領域内における前記光学像強度分布の平均値を光学像平均値として前記分割領域毎に算出する平均値算出ステップと、
２次元配列された前記分割領域のそれぞれに前記光学像平均値を示す情報を対応付けた対応付け情報を、前記パターン領域内における光学像平均値の分布情報として保持しておく保持ステップと、
前記分布情報と点像分布関数とを畳み込み積分することによって前記パターン領域内のフレアマップを算出するフレア算出ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするフレアマップ算出プログラム。
【請求項１１】
複数のパターンを有したパターン領域を分割することにより、前記パターン領域に複数の分割領域を設定する分割ステップと、
前記分割領域毎に露光シミュレーションを行なうことにより、前記分割領域毎の光学像強度分布を算出する像強度算出ステップと、
前記分割領域内における前記光学像強度分布の平均値を光学像平均値として前記分割領域毎に算出する平均値算出ステップと、
前記光学像平均値に対応するパターン密度を有したパターンを対応密度パターンとして前記分割領域毎に生成する対応密度パターン生成ステップと、
前記対応密度パターンに基づいて前記パターン領域内のパターン密度を示す密度マップを生成し、前記密度マップと点像分布関数とを畳み込み積分することによって前記パターン領域内のフレアマップを算出するフレア算出ステップと、
前記フレアマップを用いて前記複数のパターンに対応するマスクパターンをフレア補正する補正ステップと、
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半導体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。
【請求項１２】
複数のパターンを有したパターン領域を分割することにより、前記パターン領域に複数の分割領域を設定する分割ステップと、
前記分割領域毎に露光シミュレーションを行なうことにより、前記分割領域毎の光学像強度分布を算出する像強度算出ステップと、
前記分割領域内における前記光学像強度分布の平均値を光学像平均値として前記分割領域毎に算出する平均値算出ステップと、
２次元配列された前記分割領域のそれぞれに前記光学像平均値を示す情報を対応付けた対応付け情報を、前記パターン領域内における光学像平均値の分布情報として保持しておく保持ステップと、
前記分布情報と点像分布関数とを畳み込み積分することによって前記パターン領域内のフレアマップを算出するフレア算出ステップと、
前記フレアマップを用いて前記複数のパターンに対応するマスクパターンをフレア補正する補正ステップと、
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半導体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、フレアマップ計算方法、フレアマップ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】
半導体装置（半導体集積回路）の製造に用いられる露光装置では、パターンの微細化に伴い、ＡｒＦより波長の短いＥＵＶ（Extreme  Ultra  Violet）が用いられている。露光光の短波長化によって露光転写パターンの解像性が上がり、微細なパターン形成が可能となる一方で、この短波長化に伴い装置構成や露光方法などが従来の露光方法から変化している。大きく変わる点としては、投影光学系が挙げられる。従来の投影光学系では、屈折レンズが用いられていたが、ＥＵＶ露光では光吸収と屈折率の関係からＥＵＶ光が屈折レンズを透過しない。このため、ＥＵＶ露光装置では、従来の屈折レンズは使えず、ミラーなどの反射光学系が用いられている。
【０００３】
ミラー製造の際には、ミラー表面を完全にはフラットに仕上げることができず、ミラー表面に凸凹（ラフネス）ができてしまう。このラフネスがあると、パターン露光時に、ミラー表面に照射された露光光が乱反射し、ウエハのレジスト面上の意図しない領域に散乱光が降りかかる。このため、ウエハ上でのコントラストが低下し、パターン像をぼやけさせ、その結果、仕上がり寸法（仕上がりパターン形状）が所望通りにならないといった問題を引き起こす。
【０００４】
ミラー表面で乱反射された露光光はフレアと呼ばれ、ＥＵＶ露光においてはパターン形成精度を劣化させる大きな要因の１つとされている。また、フレアの量は、周囲からの散乱光の被りが原因しているので、周囲のパターン密度によって変化する。従って、同じマスクパターンであっても、場所（パターン配置位置）によって仕上がり寸法が異なるという問題が発生する。このため、フレアマップを高速かつ高精度に計算する技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６６２５８０２号公報
【特許文献２】米国特許第６８９８７８１号公報
【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】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、フレアマップを高速かつ高精度に計算することができるフレアマップ計算方法、フレアマップ算出プログラムおよび半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、フレアマップ計算方法が提供される。フレアマップ計算方法では、複数のパターンを有したパターン領域を分割することにより、前記パターン領域に複数の分割領域を設定する。そして、前記分割領域毎に露光シミュレーションを行なうことにより、前記分割領域毎の光学像強度分布を算出する。さらに、前記分割領域内における前記光学像強度分布の平均値を光学像平均値として前記分割領域毎に算出する。そして、前記光学像平均値に対応するパターン密度を有したパターンを対応密度パターンとして前記分割領域毎に生成する。その後、前記対応密度パターンに基づいて前記パターン領域内のパターン密度の分布を示す密度マップを生成し、前記密度マップと点像分布関数とを畳み込み積分することによって前記パターン領域内のフレアマップを算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るマスクパターン補正システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、密度パターンの生成処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、レイアウト分割領域内の光学像強度を説明するための図である。
【図４】図４は、パターン密度と光学像密度の関係を説明するための図である。
【図５】図５は、レイアウトパターンと密度パターン群の一例を示す図である。
【図６】図６は、マスクパターンの補正処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、フレアマップの作成処理を説明するための図である。
【図８】図８は、レイヤから光学像平均値を導き出す処理を説明するための図である。
【図９】図９は、フレアマップ算出装置のハードウェア構成を示す図である。
【図１０】図１０は、マスクパターン補正システム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】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係るフレアマップ計算方法、フレアマップ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。
【００１０】
（実施形態）
図１は、実施形態に係るマスクパターン補正システムの構成を示すブロック図である。マスクパターン補正システムは、密度パターン生成装置１と、フレアマップ算出装置２と、マスクパターン補正装置３と、を備えている。
【００１１】
マスクパターン補正システムは、マスクパターンをフレア補正することによって、半導体装置（半導体集積回路）の形成に用いるマスクパターンを作成するシステムである。マスクパターン補正システムでは、密度パターン生成装置１が、フレアマップの生成に用いる密度パターン（光学像強度に応じたパターン密度を有したパターン）を生成する。また、フレアマップ算出装置２が、密度パターンを用いてフレアマップを生成し、マスクパターン補正装置３が、フレアマップを用いてマスクパターンを補正する。
【００１２】
密度パターン生成装置１は、レイアウトデータ（設計レイアウトパターン）を用いて、密度パターンを生成するコンピュータなどである。フレアマップ算出装置２は、密度パターンを用いてフレアマップを算出するコンピュータなどである。マスクパターン補正装置３は、フレアマップを用いてマスクパターンを補正するコンピュータなどである。
【００１３】
本実施形態の密度パターン生成装置１は、所定幅で区画化した領域毎に露光シミュレーション（光学像シミュレーション）を行なう。そして、密度パターン生成装置１は、各領域内（区画内）における光学像強度の平均値（後述する光学像平均値）を算出し、領域毎に光学像平均値に応じた密度パターン（光学像平均値の分布）を生成する。
【００１４】
また、本実施形態のフレアマップ算出装置２は、密度パターンとＰＳＦ（ポイント・スプレッド・ファンクション）（点像分布関数）とをコンボリューション計算することにより、光学像強度を用いたフレア算出を行なう。
【００１５】
密度パターン生成装置１は、レイアウト入力部１１、領域分割部１２、露光シミュレーション部１３、光学像平均値算出部１４、密度パターン生成部１５、出力部１６を有している。
【００１６】
レイアウト入力部１１は、フレア補正の対象となるパターンのレイアウトデータを外部装置などから入力し、領域分割部１２に送る。領域分割部１２は、レイアウトデータを所定幅（第１の幅）（例えば縦横１μｍ）でタイル状に区画化（メッシュ化）することにより、レイアウトデータを複数の領域に分割する。換言すると、領域分割部１２は、複数のパターンを有したレイアウトパターン領域をメッシュ状に分割することにより、レイアウトパターン領域に複数の分割領域を設定する。領域分割部１２は、分割した領域（以下、レイアウト分割領域６１Ａという）の各範囲を示す情報（分割結果）と、各レイアウト分割領域６１Ａ内のレイアウトデータと、を露光シミュレーション部１３に送る。
【００１７】
露光シミュレーション部１３は、領域分割部１２が分割したレイアウト分割領域６１Ａ毎に各レイアウト分割領域６１Ａ内のレイアウトデータを用いて露光シミュレーションを行なう。露光シミュレーション部１３は、露光シミュレーションを行なうことにより、レイアウト分割領域６１Ａ毎の光学像強度を算出する。
【００１８】
露光シミュレーションは、レイアウトデータを用いてウエハ（基板）に露光処理した場合に、ウエハ上に現れる光学像の強度分布を算出する処理（転写シミュレーション）である。換言すると、露光シミュレーションは、レイアウトデータをウエハ上に転写した場合に、ウエハ上に形成される転写パターンに対応する光学像強度分布（転写強度分布）を算出する処理である。露光シミュレーション部１３は、算出したレイアウト分割領域６１Ａ毎の光学像強度分布を光学像平均値算出部１４に送る。
【００１９】
光学像平均値算出部１４は、各レイアウト分割領域６１Ａの光学像強度分布を用いて、レイアウト分割領域６１Ａ毎に光学像強度の平均値（平均転写量）（以下、光学像平均値という）を算出する。光学像平均値算出部１４は、各レイアウト分割領域６１Ａの光学像平均値を密度パターン生成部１５に送る。
【００２０】
密度パターン生成部１５は、光学像平均値に相当する密度パターンをレイアウト分割領域６１Ａ毎に生成する。密度パターンは、光学像平均値に対応するパターン密度を有したパターンである。密度パターンは、例えば、１つの矩形状パターンとして生成される。なお、密度パターンの形状や数は、任意であり、何れの形状や数を有した密度パターンを生成してもよい。密度パターン生成部１５は、密度パターンが生成された各レイアウト分割領域６１Ａを繋ぎ合わせることにより、レイアウトパターンに応じた密度パターン群（密度パターンのマップ）を生成する。出力部１６は、密度パターン生成部１５が生成した密度パターン群を、フレアマップ算出装置２に送る。
【００２１】
フレアマップ算出装置２は、密度パターン入力部２１、領域分割部２２、密度マップ算出部２３、フレアマップ算出部２４、出力部２５を有している。密度パターン入力部２１は、密度パターン生成装置１から送られてくる密度パターン群を入力し、領域分割部２２に送る。
【００２２】
領域分割部２２は、密度パターン群を所定幅（第２の幅）で区画化することにより、密度パターン群を複数の領域に分割する。領域分割部２２は、分割した領域（以下、密度パターン群分割領域６１Ｂという）の各範囲を示す情報（分割結果）と、各密度パターン群分割領域６１Ｂ内の密度パターンと、を密度マップ算出部２３に送る。
【００２３】
密度マップ算出部２３は、領域分割部２２が分割した密度パターン群分割領域６１Ｂ毎に密度を算出する。密度マップは、密度パターン群分割領域６１Ｂ毎のパターン密度を示す情報である。換言すると、密度マップは、レイアウトパターン領域内におけるパターン密度の分布を示す情報である。密度マップ算出部２３は、算出した密度マップをフレアマップ算出部２４に送る。
【００２４】
フレアマップ算出部２４は、密度マップ算出部２３が算出した密度マップを用いて、フレアマップを算出する。フレアマップは、レイアウトパターン領域内におけるフレア値の分布を示す情報である。フレアマップ算出部２４は、密度マップとＰＳＦとを畳み込み積分することによってレイアウトパターン領域内のフレアマップを算出する。フレアマップ算出部２４は、算出したフレアマップを出力部２５に送る。出力部２５は、フレアマップをマスクパターン補正装置３に送る。
【００２５】
マスクパターン補正装置３は、フレアマップ入力部３１、マスクパターン補正部３２、マスクパターン入力部３３、出力部３４を有している。フレアマップ入力部３１は、フレアマップ算出装置２から送られてくるフレアマップを入力し、マスクパターン補正部３２に送る。
【００２６】
マスクパターン入力部３３は、フレア補正の対象となるマスクパターンデータを外部装置などから入力してマスクパターン補正部３２に送る。フレア補正の対象となるマスクパターンは、レイアウト入力部１１に入力されるレイアウトデータに対応するマスクパターンである。換言すると、マスクパターンデータは、レイアウトデータを用いて作成されるパターンデータである。
【００２７】
マスクパターン補正部３２は、マスクパターン入力部３３から送られてくるマスクパターンデータに対し、フレアマップを用いてフレア補正を行う。マスクパターン補正部３２は、フレア補正したマスクパターンデータを出力部３４に送る。出力部３４は、フレア補正されたマスクパターンデータを外部装置などに送る。
【００２８】
なお、レイアウトデータを分割するレイアウト分割領域６１Ａの形状は、正方形であってもよいし長方形であってもよい。また、密度パターン群を分割する密度パターン群分割領域６１Ｂの形状は、正方形であってもよいし長方形であってもよい。
【００２９】
また、レイアウトデータを分割するレイアウト分割領域６１Ａの幅（第１の幅）は、密度パターン群を分割する密度パターン群分割領域６１Ｂの幅（第２の幅）と同じ幅であってもよいし異なる幅であってもよい。換言すると、レイアウト分割領域６１Ａと密度パターン群分割領域６１Ｂとは、同じ領域であってもよいし異なる領域であってもよい。レイアウト分割領域６１Ａや密度パターン群分割領域６１Ｂのメッシュサイズは、所望の計算精度および所望の計算速度に応じて決定される。例えば、レイアウト分割領域６１Ａを小さな領域としておくことにより光学像平均値を正確に算出することが可能となり、レイアウト分割領域６１Ａを大きな領域としておくことにより光学像平均値を短時間で算出することが可能となる。また、密度パターン群分割領域６１Ｂを小さな領域としておくことにより、フレアマップを正確に算出することが可能となり、密度パターン群分割領域６１Ｂを大きな領域としておくことにより、フレアマップを短時間で算出することが可能となる。
【００３０】
マスクパターン補正システムは、例えば、密度パターン群分割領域６１Ｂをレイアウト分割領域６１Ａよりも大きな領域に設定する。これにより、光学像平均値を正確に算出しつつ、フレアマップを短時間で算出することが可能となる。
【００３１】
また、密度パターン生成装置１は、レイアウトデータの代わりにマスクパターンデータを用いて、密度パターン群を生成してもよい。また、マスクパターン補正装置３は、ＯＰＣ（Optical  Proximity  Correction）前のマスクパターンデータに対してフレア補正を行ってもよいし、ＯＰＣ後のマスクパターンデータに対してフレア補正を行ってもよい。
【００３２】
つぎに、密度パターンの生成処理手順について説明する。図２は、密度パターンの生成処理手順を示すフローチャートである。密度パターン生成装置１のレイアウト入力部１１は、フレア算出対象となるパターンが含まれるレイアウトデータを外部装置などから入力し（ステップＳ１０１）、領域分割部１２に送る。
【００３３】
領域分割部１２は、レイアウトデータを複数のレイアウト分割領域６１Ａに分割する（ステップＳ１０２）。領域分割部１２は、レイアウト分割領域６１Ａの各範囲を示す情報と、各レイアウト分割領域６１Ａ内のレイアウトデータと、を露光シミュレーション部１３に送る。
【００３４】
露光シミュレーション部１３は、領域分割部１２が分割したレイアウト分割領域６１Ａ毎に各レイアウト分割領域６１Ａ内のレイアウトデータを用いて露光シミュレーションを行なう。これにより、露光シミュレーション部１３は、レイアウト分割領域６１Ａ毎の光学像強度を算出する。
【００３５】
具体的には、露光シミュレーション部１３は、第１のレイアウト分割領域６１Ａ内のレイアウトデータを用いて露光シミュレーションを行なうことにより（ステップＳ１０３）、第１のレイアウト分割領域６１Ａ内の光学像強度を算出する。
【００３６】
ここでレイアウト分割領域６１Ａ内の光学像強度について説明する。図３は、レイアウト分割領域内の光学像強度を説明するための図である。なお、ここではレイアウトパターンの代わりにマスクパターンを用いて光学像強度を説明する。図３の（ａ）では、マスクパターンに露光シミュレーションを適用して算出した光学像強度分布６Ａを示している。また、図３の（ｂ）では、マスクパターンのパターン開口部の値を強度１、非開口部の値を強度０とした理想的な光学像強度分布６Ｂを示している。
【００３７】
マスク基板４には、マスクパターンとして遮光部５が形成されている。したがって、マスク基板４のうち、遮光部５の形成されている箇所がパターン開口部となり、遮光部５の形成されていない箇所がパターン非開口部となる。
【００３８】
マスクパターンのパターン開口部/非開口部に対して光学像強度分布６Ｂを算出すると、光学像強度は、パターン開口部／非開口部に対して２値のパルス信号のような分布となる。具体的には、パターン開口部では光学像強度が所定値となり、パターン非開口部では光学像強度が０となる。一方、マスクパターンに露光シミュレーションを適用して光学像強度分布６Ａを算出すると、光学像強度は、なだらかな曲線のプロファイルを示す。
【００３９】
また、波長よりも小さいマスクパターンを露光していることもあり、大きいパターン（ポジションの左右に位置する端部のパターン）と小さいパターン（ポジションの中央に位置するパターン）とでは、ウエハ上への露光量が異なってくる。このため、パターン開口部/非開口部に対して算出したフレア値と、マスクパターンに露光シミュレーションを適用して算出したフレア値と、では、フレア値に乖離が生じている。
【００４０】
ここで、レイアウトパターンのパターン密度と、光学像密度（aerial  density）と、の関係について説明する。図４は、パターン密度と光学像密度の関係を説明するための図である。図４に示すグラフの横軸はレイアウトパターンの線幅であり、縦軸は密度である。図４では、ライン幅とスペース幅の比が１：１のライン＆スペースパターンに対して導出された線幅（ラインパターンの線幅）と密度（パターン密度、光学像密度）との関係を示している。
【００４１】
パターン密度特性５１に示すように、パターン密度の値は、ラインパターンの線幅に依らず略一定となっている。一方、光学像密度特性５２に示すように、光学像密度の値は、ラインパターンの線幅に応じて変化している。このように、従来手法ではパターン密度を用いてフレア計算を行っていたが、フレア値が正しく算出されていない問題があった。このため、本実施形態では、マスクパターンに露光シミュレーションを適用して光学像強度分布を算出する。これにより、正確な光学像強度分布６Ａを算出することが可能となる。露光シミュレーション部１３は、第１のレイアウト分割領域６１Ａの光学像強度分布を、第１の光学像強度分布として光学像平均値算出部１４に送る。
【００４２】
光学像平均値算出部１４は、第１の光学像強度分布に対して第１の光学像平均値を算出する（ステップＳ１０４）。光学像平均値算出部１４は、第１の光学像平均値を密度パターン生成部１５に送る。密度パターン生成部１５は、第１の光学像平均値に相当する第１の密度パターンを生成する（ステップＳ１０５）。
【００４３】
光学像強度の値は、通常は０〜１の値となるが、場合によってはその範囲を超える値となることも想定される。このため、密度パターンを生成する際には、光学像強度の値を規格化し、例えば、光学像強度の値を０〜１に収まる範囲に変換しておくことが望ましい。
【００４４】
露光シミュレーション部１３は、全てのレイアウト分割領域６１Ａに対して露光シミュレーションを行なったか否か（全領域終了か否か）を判断する（ステップＳ１０６）。露光シミュレーション部１３は、全てのレイアウト分割領域６１Ａに対しての露光シミュレーションが終了していなければ（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、次のレイアウト分割領域６１Ａに対して露光シミュレーションを行なう。すなわち、露光シミュレーション部１３は、第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）のレイアウト分割領域６１Ａに対しても、第１のレイアウト分割領域６１Ａと同様に、第Ｎのレイアウト分割領域６１Ａ内のレイアウトデータを用いて露光シミュレーションを行なう（ステップＳ１０３）。これにより、第Ｎの光学像強度分布が算出される。
【００４５】
そして、光学像平均値算出部１４は、第Ｎの光学像強度分布に対して第Ｎの光学像平均値を算出する（ステップＳ１０４）。また、密度パターン生成部１５は、第Ｎの光学像平均値に相当する第Ｎの密度パターンを生成する（ステップＳ１０５）。
【００４６】
密度パターン生成装置１では、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理が繰り返されることにより、全てのレイアウト分割領域６１Ａに対して密度パターンが生成される。露光シミュレーション部１３は、全てのレイアウト分割領域６１Ａに対しての露光シミュレーションを終了すると（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、露光シミュレーションの終了を光学像平均値算出部１４に通知する。これにより、光学像平均値算出部１４は、光学像平均値算出処理の終了を密度パターン生成部１５に通知する。
【００４７】
この後、密度パターン生成部１５は、密度パターンが生成された各レイアウト分割領域６１Ａを繋ぎ合わせることにより、レイアウトパターンに応じた密度パターン群を生成する。出力部１６は、密度パターン生成部１５が生成した密度パターン群を、フレアマップ算出装置２に出力する（ステップＳ１０７）。
【００４８】
図５は、レイアウトパターンと密度パターン群の一例を示す図である。図５の（ａ）は、レイアウトパターン４１を示し、図５の（ｂ）は、密度パターン群４２を示している。レイアウトパターン４１に露光シミュレーションを行なって光学像平均値を算出し、光学像平均値を密度パターンに変換し出力したものが密度パターン群４２である。
【００４９】
レイアウトパターン４１内には、矩形状のパターン４５やライン状のパターン４６などが複数含まれている。このレイアウトパターン４１を用いて生成されるのが密度パターン群４２である。
【００５０】
密度パターン生成装置１は、例えば、レイアウトパターン４１を縦方向に１４分割し、横方向に１９分割することにより、レイアウトパターン４１を２６６個のレイアウト分割領域６１Ａに分割する。なお、図５では１つのレイアウト分割領域６１Ａしか図示していない。
【００５１】
密度パターン生成装置１は、レイアウトパターン４１に露光シミュレーションを適用してレイアウト分割領域６１Ａ毎に光学像強度分布を算出する。さらに、密度パターン生成装置１は、レイアウト分割領域６１Ａ毎に光学像平均値を算出し、各光学像平均値に相当する密度パターン４７を生成する。各レイアウト分割領域６１Ａ内には、例えば１つずつの密度パターン４７が生成される。
【００５２】
密度パターン４７を生成した後、密度パターン生成装置１は、密度パターン４７を生成した各レイアウト分割領域６１Ａを繋ぎ合わせることにより、レイアウトパターン４１に応じた密度パターン群４２を生成する。
【００５３】
密度パターンは、レイアウト分割領域６１Ａ内で光学像平均値とパターン密度が同等の値となるよう、パターン密度を調整したパターンを生成したものである。例えば、レイアウト分割領域６１Ａの区画幅を１μｍとした場合、光学像平均値が１（１００％）であれば１μｍ×１μｍの矩形パターンが密度パターンとして出力される。また、光学像平均値が０．５（５０％)であれば、√０．５μｍ×√０．５μｍ＝約０．７１μｍ×０．７１μｍの矩形パターンが密度パターンとして出力される。なお、ここでは密度パターンが矩形状である場合について説明したが、密度パターンは、矩形状以外の形状であってもよい。
【００５４】
つぎに、マスクパターンの補正処理手順について説明する。図６は、マスクパターンの補正処理手順を示すフローチャートである。本実施形態では、密度パターン群を用いてフレアマップを算出し、算出したフレアマップを用いてマスクパターンをフレア補正する。
【００５５】
フレアマップ算出装置２の密度パターン入力部２１は、密度パターン群を外部装置などから入力し（ステップＳ２０１）、領域分割部２２に送る。領域分割部２２は、密度パターン群を第２の幅で区画化することにより、密度パターン群を複数の密度パターン群分割領域６１Ｂに分割する（ステップＳ２０２）。領域分割部２２は、密度パターン群分割領域６１Ｂの各範囲を示す情報と、各密度パターン群分割領域６１Ｂ内の密度パターンと、を密度マップ算出部２３に送る。
【００５６】
密度マップ算出部２３は、領域分割部２２が分割した密度パターン群分割領域６１Ｂ毎にパターン密度を算出し（パターン密度近似を行い）、このパターン密度を用いて密度マップを算出する（ステップＳ２０３）。密度マップ算出部２３は、算出した密度マップをフレアマップ算出部２４に送る。
【００５７】
フレアマップ算出部２４は、密度マップ算出部２３が算出した密度マップを用いて、フレアマップを算出する（ステップＳ２０４）。具体的には、フレアマップ算出部２４は、式（１）に基づいて、密度マップとＰＳＦとを畳み込み積分（コンボリューション計算）することによってフレアマップを算出する。なお、式（１）におけるDensity  Map（ｘ，ｙ）が、密度マップであり、Flare（ｘ，ｙ）が、フレアマップである。
【００５８】
【数１】
2013125906.tif 000003
【００５９】
このように、本実施形態では、レイアウトパターンの代わりに密度パターンを入力値としてフレア算出を行なう。フレアマップ算出部２４は、算出したフレアマップを出力部２５に送る。出力部２５は、フレアマップをマスクパターン補正装置３に出力する（ステップＳ２０５）。
【００６０】
図７は、フレアマップの作成処理を説明するための図である。図７の（ａ）は、密度パターン群の一例を示す図であり、図７の（ｂ）は、密度マップの一例を示す図であり、図７の（ｃ）は、フレアマップの一例を示す図である。
【００６１】
図７の（ａ）に示すように、密度パターン群４２は、複数の密度パターン群分割領域６１Ｂに分割される。そして、図７の（ｂ）に示すように、密度パターン群４２を用いて密度マップ４３が算出される。さらに、図７の（ｃ）に示すように、密度マップ４３を用いてフレアマップ４４が算出される。
【００６２】
マスクパターン補正装置３のフレアマップ入力部３１は、フレアマップ算出装置２から送られてくるフレアマップを入力して、マスクパターン補正部３２に送る。また、マスクパターン入力部３３へは、フレア補正の対象となるマスクパターンデータが外部装置などから入力される。マスクパターン入力部３３は、マスクパターンデータをマスクパターン補正部３２に送る。なお、マスクパターンデータの入力とフレアマップの入力は、何れが先であってもよい。
【００６３】
マスクパターン補正部３２は、マスクパターン入力部３３から送られてくるマスクパターンデータに対し、フレアマップを用いてマスクパターンの補正（フレア補正）を行う（ステップＳ２０６）。マスクパターン補正部３２は、フレア補正したマスクパターンデータを出力部３４に送る。出力部３４は、フレア補正されたマスクパターンデータを外部装置などに出力する。
【００６４】
このように、マスクパターン補正システムでは、露光シミュレーションを用いてフレアマップを算出しているので、フレア値の予測精度を向上させることが可能となる。また、マスクパターン補正システムでは、各レイアウト分割領域６１Ａの光学像平均値を、各レイアウト分割領域６１Ａの光学像強度の代表値としている。このため、光学像強度そのものを用いてフレア算出する場合よりも、取り扱うデータ量を大幅に削減することが可能となり、その結果、短時間でフレア算出を行なうことが可能となる。また、フレア値の予測精度が向上するので、デバイス製造の歩留りを向上させることが可能となる。
【００６５】
また、マスクパターン補正システムでは、光学像平均値を密度パターンに変換し、密度パターンとフレアＰＳＦとをコンボリューション計算することによってフレア算出を行なっている。このため、レイアウトデータを入力値とした一般的なフレア算出方法を、そのまま流用できる。したがって、フレア算出の既存ツールを流用することが可能となり、開発工数を大幅に減らすことが可能となる。
【００６６】
ところで、ＮＡＮＤ（ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ）のようなメモリデバイスは、同一のデータ記憶モジュールを集めた集合体であり、そのレイアウトデータは、種セルと呼ばれる小規模なパターン群で階層的に構成されている（表現することができる）。したがって、レイアウトデータの階層構造を利用すれば、繰り返し配置の元となるパターンにのみ露光シミュレーションを行えばよいので、処理すべきデータを大幅に削減することが可能になる。以上のような技術を用いることにより、チップ全面のフレア算出を短時間で処理することが可能である。
【００６７】
なお、本実施の形態では、密度マップとＰＳＦとをコンボリューション計算してフレアマップを算出する場合について説明したが、２次元配列状の区画代表値マップ（レイアウト分割領域６１Ａ毎の光学像平均値）とＰＳＦとをコンボリューション計算してフレアマップを算出してもよい。
【００６８】
区画代表値マップは、密度マップ（密度パターン群）に対応する情報であり、レイアウトデータ領域内における光学像平均値の分布を示す情報である。区画代表値マップでは、各レイアウト分割領域６１Ａ内の光学像平均値（代表値）を、数値データ（例えば、バイナリデータ）、テキストデータ、画像データなどによって示しておく。たとえば、各レイアウト分割領域６１Ａ内の光学像平均値を数値データで示し、この数値データを、２次元配列されている各レイアウト分割領域６１Ａの配置位置に対応付けておく。これにより、２次元配列状の光学像平均値が区画代表値マップとなる。換言すると、密度パターン群では、レイアウト分割領域６１Ａ毎に密度パターンが割り当てられていたのに対し、区画代表値マップでは、レイアウト分割領域６１Ａ毎に密度パターンに対応する数値データなどが割り当てられている。例えば、区画代表値マップを２次元配列状のバイナリデータとすることにより、メモリ上もしくはファイルに保存するデータ量を小さくすることができ、有限であるメモリやディスクを有効に使うことが可能となる。また、区画代表値マップを用いることにより、数値データなどを密度パターンに変換する必要がないので、情報処理量を減らすことが可能となる。
【００６９】
また、区画代表値マップをＧＤＳ（Graphic  Data  System）ファイルやＯＡＳＩＳ（Open  Artwork  System  Interchange  Standard）ファイルなどを用いて規定したパターンデータとしてもよい。この場合、区画代表値マップには、区画ごとに単一のレイヤもしくは複数のレイヤの組み合わせからフレア値が導き出せるような情報を格納しておく。
【００７０】
ＧＤＳやＯＡＳＩＳで規定されているレイヤでは、レイヤ毎に異なる属性のパターンを定義できる。そして、レイヤの属性は、例えば、補正対象とするレイヤ、補正対象としないレイヤなどのように、目的に応じて定義される。このため、種々の属性のパターンを組み合わせることにより、所望パターンを構成することができる。光学像平均値を光学像平均値に応じたレイヤとしてパターン出力（データ保持）することにより、データ量を少なくすることが可能となる。
【００７１】
区画代表値マップとＰＳＦとをコンボリューション計算してフレアマップを算出する場合、密度パターンを導出することなく、光学像平均値に基づいて区画代表値マップが算出される。この場合、レイアウト分割領域６１Ａ毎の光学像平均値から区画代表値マップを導出し、区画代表値マップを用いてフレアマップが算出される。
【００７２】
図８は、レイヤから光学像平均値を導き出す処理を説明するための例を示す図である。図８では、レイヤから光学像平均値を導き出す処理を説明するための図を示している。
【００７３】
レイヤから光学像平均値を導き出す場合、予めレイヤと光学像平均値との間の関係を定義しておく。例えば、光学像平均値が０．１〜０．２の場合、０．２〜０．３の場合、０．３〜０．４の場合を、それぞれレイヤＬｂ１、レイヤＬｂ２、レイヤＬｂ３と定義しておく。そして、各レイアウト分割領域６１Ａ内の光学像平均値を、レイヤＬｂ１〜Ｌｂ３の何れかとして保持しておく。区画代表値マップを導出する際には、レイヤＬｂ１〜Ｌｂ３を光学像平均値に変換する。上記のように光学像平均値を区画化しその区画に応じたレイヤを定義したが、レイヤ情報から各区画における光強度値が導出できる手段であれば、どのような方法でもよい。
【００７４】
なお、本実施の形態では、全てのレイアウトパターンに対して露光シミュレーションを行なう場合について説明したが、サイズの大きいパターン（所定値よりもサイズの大きなレイアウトパターン）に対しては、露光シミュレーションを省略し、あらかじめ決めておいた値（光学像平均値）を用いてもよい。露光シミュレーション領域（レイアウト分割領域６１Ａ）内に所定値よりもサイズの小さなパターンが含まれる場合に光学シミュレーションを行なうことにより、露光シミュレーションを高速化することが可能となる。また、レイアウトデータをメッシュ状以外の形状で分割してもよい。
【００７５】
マスクパターン補正システムによるマスクパターンの補正は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。そして、マスクパターンが補正されたマスクを用いて半導体デバイス（半導体集積回路）が製造される。具体的には、補正後のマスクパターンを用いてマスクが作製される。そして、レジストの塗布されたウエハにマスクを用いて露光（例えばＥＵＶ露光）が行なわれ、その後ウエハを現像してウエハ上にレジストパターンが形成される。さらに、レジストパターンをマスクとしてウエハの下層側がエッチングされる。これにより、レジストパターンに対応する実パターンがウエハ上に形成される。半導体装置を製造する際には、上述したマスクパターンの補正（フレア補正）処理、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。
【００７６】
つぎに、フレアマップ算出装置２のハードウェア構成について説明する。図９は、フレアマップ算出装置のハードウェア構成を示す図である。フレアマップ算出装置２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。フレアマップ算出装置２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。
【００７７】
ＣＰＵ９１は、コンピュータプログラムであるフレアマップ算出プログラム９８を用いてフレアマップを算出する。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、密度パターン、密度パターン群分割領域６１Ｂ、密度マップ、フレアマップなどを表示する。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（フレアマップの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。
【００７８】
フレアマップ算出プログラム９８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９では、フレアマップ算出プログラム９８がＲＡＭ９３へロードされた状態を示している。
【００７９】
ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされたフレアマップ算出プログラム９８を実行する。具体的には、フレアマップ算出装置２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内からフレアマップ算出プログラム９８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。
【００８０】
フレアマップ算出装置２で実行されるフレアマップ算出プログラム９８は、領域分割部２２、密度マップ算出部２３、フレアマップ算出部２４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。
【００８１】
なお、密度パターン生成装置１、マスクパターン補正装置３もフレアマップ算出装置２と同様のハードウェア構成を有している。密度パターン生成装置１は、光学像強度分布算出プログラムを用いてレイアウトデータを用いて光学像強度分布を算出するとともに、密度パターン生成プログラムを用いて密度パターンを生成する。また、マスクパターン補正装置３は、マスクパターン補正プログラムを用いてマスクパターンを補正する。
【００８２】
ここで、密度パターン生成装置１と、フレアマップ算出装置２と、マスクパターン補正装置３と、を備えた、マスクパターン補正システムのハードウェア構成について説明する。図１０は、マスクパターン補正システムのハードウェア構成を示す図である。マスクパターン補正システム３は、フレアマップ算出装置２と同様のハードウェア構成を有している。
【００８３】
光学像強度分布算出プログラム９６、密度パターン生成プログラム９７、フレアマップ算出プログラム９８、マスクパターン補正プログラム９９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１０では、ＲＯＭ９２内の各プログラムがＲＡＭ９３へロードされた状態を示している。なお、ＲＯＭ９２内へロードするプログラムは、１つずつでもよいし、複数まとめてでもよい。
【００８４】
ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされた光学像強度分布算出プログラム９６、密度パターン生成プログラム９７、フレアマップ算出プログラム９８、マスクパターン補正プログラム９９を実行する。
【００８５】
光学像強度分布算出プログラム９６は、領域分割部１２、露光シミュレーション部１３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。
【００８６】
また、密度パターン生成プログラム９７は、光学像平均値算出部１４、密度パターン生成部１５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。
【００８７】
また、フレアマップ算出プログラム９８は、領域分割部２２、密度マップ算出部２３、フレアマップ算出部２４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。
【００８８】
また、マスクパターン補正プログラム９９は、マスクパターン補正部３２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。
【００８９】
なお、光学像強度分布算出プログラム９６、密度パターン生成プログラム９７、フレアマップ算出プログラム９８、マスクパターン補正プログラム９９の何れかを組み合わせて１つのプログラムとしてもよい。
【００９０】
例えば、光学像強度分布算出プログラム９６と密度パターン生成プログラム９７とを組み合わせて１つのプログラムとしてもよい。また、密度パターン生成プログラム９７とフレアマップ算出プログラム９８とを組み合わせて１つのプログラムとしてもよい。また、フレアマップ算出プログラム９８とマスクパターン補正プログラム９９とを組み合わせて１つのプログラムとしてもよい。また、光学像強度分布算出プログラム９６と、密度パターン生成プログラム９７と、フレアマップ算出プログラム９８と、マスクパターン補正プログラム９９と、を組み合わせて１つのプログラムとしてもよい。さらには、ＲＯＭ９２の変わりに外部記憶装置（ＨＤＤなど）を使ってもよく、またＬＡＮ接続等のバスライン以外の接続でもかまわない。
【００９１】
なお、本実施の形態では、算出したフレアマップをマスクパターン補正に用いる場合について説明したが、算出したフレアマップを基板上パターンの検証に用いてもよい。この場合、フレアを考慮した露光シミュレーションを行なうことによって基板上に形成される基板上パターンのパターン形状を予測する。そして、予測したパターン形状がレイアウトデータ（設計パターン）に応じたパテーン形状であるか否かが検証される。
【００９２】
このように実施形態によれば、露光シミュレーションを用いて光学像平均値を算出し、光学像平均値に基づいて密度パターンを算出し、密度パターンとＰＳＦとをコンボリューション計算することによってフレアマップを算出するので、データ量および計算量を大幅に削減してフレアマップを算出することができる。したがって、フレアマップの算出およびマスクパターン補正を高速かつ高精度に行うことが可能となる。
【００９３】
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】
【００９４】
１…密度パターン生成装置、２…フレアマップ算出装置、３…マスクパターン補正装置、１２…領域分割部、１３…露光シミュレーション部、１４…光学像平均値算出部、１５…密度パターン生成部、２１…密度パターン入力部、２２…領域分割部、２３…密度マップ算出部、２４…フレアマップ算出部、３２…マスクパターン補正部、４１…レイアウトパターン、４２…密度パターン群、４３…密度マップ、４４…フレアマップ、４７…密度パターン、６１Ａ…レイアウト分割領域、６１Ｂ…密度パターン群分割領域、Ｌ０〜Ｌ４，Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌｂ１〜Ｌｂ３…レイヤ。
【図１】
2013125906.tif 000004
【図２】
2013125906.tif 000005
【図３】
2013125906.tif 000006
【図４】
2013125906.tif 000007
【図５】
2013125906.tif 000008
【図６】
2013125906.tif 000009
【図８】
2013125906.tif 000010
【図９】
2013125906.tif 000011
【図１０】
2013125906.tif 000012
【図７】
2013125906.tif 000013