(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系により設計パターンをウェハ上に形成するために用いられるマスクパターン補正方法において、
第１のマスクパターンを構成する各エッジ位置を所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを作成する第１の工程と、
前記第１のマスクパターンにより転写される第１の仕上がり平面形状と、前記第２のマスクパターンにより転写される第２の仕上がり平面形状とを計算又は実験により求める第２の工程と、
前記第１及び第２の仕上がり平面形状の各エッジ位置の寸法差を前記変化量で割った係数を各エッジ毎に算出して割り当てる第３の工程と、
前記設計パターンと前記第１の仕上がり平面形状との寸法差を前記各エッジ毎に割り当てられた前記係数で割った大きさだけ前記第１のマスクパターンのエッジ位置を各エッジ毎に移動させた補正パターンを作成する第４の工程と、
を含むことを特徴とするマスクパターン補正方法。
【請求項２】
前記設計パターンと前記補正パターンによる仕上がり平面形状との各エッジ位置の寸法差が所定の裕度になるまで、前記設計パターンと前記補正パターンの仕上がり平面形状との寸法差を前記係数で割った大きさだけ前記補正パターンの各エッジ位置を移動させた新たな補正パターンを作成する工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項３】
前記各エッジ位置の寸法差とは、前記各エッジの中心位置での寸法差であることを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項４】
前記各エッジは、設計平面上でマスク描画装置の描画グリッド幅の整数倍となる所定の長さにそれぞれ予め分割され、該分割されたエッジ毎に前記寸法差及び前記係数を算出して割り当てることを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項５】
前記係数は、第１のマスクパターンを構成する複数のエッジ位置のうちの一部のみを所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを複数作成することにより、一部のエッジ位置の移動が他のエッジ位置の寸法変動に対して与える影響を考慮して算出することを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項６】
コンピュータに、投影光学系により設計パターンをウェハ上に形成するために用いられるマスクパターンを補正する機能を実現するためのマスクパターン補正プログラムを記録した記録媒体において、
第１のマスクパターンを構成する各エッジ位置を所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを作成する機能と、前記第１のマスクパターンにより転写される第１の仕上がり平面形状と、前記第２のマスクパターンにより転写される第２の仕上がり平面形状とを計算又は実験により求める機能と、前記第１及び第２の仕上がり平面形状の各エッジ位置の寸法差を前記変化量で割った係数を各エッジ毎に算出して割り当てる機能と、前記設計パターンと前記第１の仕上がり平面形状との寸法差を前記各エッジ毎に割り当てられた前記係数で割った大きさだけ前記第１のマスクパターンのエッジ位置を各エッジ毎に移動させた補正パターンを作成する機能を実現するためのマスクパターン補正プログラムを記録した記録媒体。
【請求項７】
投影光学系により設計パターンをウェハ上に形成するために用いられるマスクパターン補正方法において、
第１のマスクパターンを構成する各エッジ位置を所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを作成する第１の工程と、
前記第１のマスクパターンにより転写される第１の仕上がり平面形状と、前記第２のマスクパターンにより転写される第２の仕上がり平面形状とを、露光量を変化させて計算又は実験によりそれぞれ求める第２の工程と、
前記第１の仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる第１の露光量と、前記第２の仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる第２の露光量とを各エッジ毎に求め、該第１及び第２の露光量の差分を前記変化量で割った係数を各エッジ毎に算出して割り当てる第３の工程と、
前記第１の露光量と予め定められた基準露光量との差分を前記係数で割った大きさだけ前記第１のマスクパターンのエッジ位置を各エッジ毎に移動させた補正パターンを作成する第４の工程と、
を具備してなることを特徴とするマスクパターン補正方法。
【請求項８】
前記基準露光量と、前記第１の露光量との露光量差分が所定の裕度になるまで、前記補正パターンにより転写される仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる露光量と前記基準露光量との差分を前記係数で割った大きさだけ、前記補正パターンの各エッジ位置を移動させた新たな補正パターンを作成する工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項７に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項９】
前記仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる露光量は、前記各エッジ位置での中心位置を基準に決定することを特徴とする請求項７に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項１０】
前記各エッジは、設計平面上でマスク描画装置の描画グリッド幅の整数倍となる所定の長さにそれぞれ予め分割され、該分割されたエッジ毎に前記露光量差分及び前記係数を算出して割り当てることを特徴とする請求項７に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項１１】
前記係数は、第１のマスクパターンを構成する複数のエッジ位置のうちの一部のみを所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを複数作成することにより、一部のエッジ位置の移動による他のエッジ位置での露光量変動も考慮して算出することを特徴とする請求項７に記載のマスクパターン補正方法。
【請求項１２】
コンピュータに、投影光学系により設計パターンをウェハ上に形成するために用いられるマスクパターンを補正する機能を実現するためのマスクパターン補正プログラムを記録した記録媒体において、
第１のマスクパターンを構成する各エッジ位置を所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを作成する機能と、前記第１のマスクパターンにより転写される第１の仕上がり平面形状と、前記第２のマスクパターンにより転写される第２の仕上がり平面形状とを、露光量を変化させて計算又は実験によりそれぞれ求める機能と、前記第１の仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる第１の露光量と、前記第２の仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる第２の露光量とを各エッジ毎に求め、該第１及び第２の露光量の差分を前記変化量で割った係数を各エッジ毎に算出して割り当てる機能と、前記第１の露光量と予め定められた基準露光量との差分を前記係数で割った大きさだけ前記第１のマスクパターンのエッジ位置を各エッジ毎に移動させた補正パターンを作成する機能を実現するためのマスクパターン補正プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光近接効果補正においてパターンエッジ位置を補正する際に有用なマスクパターン補正方法及びマスクパターンを補正プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体製造技術の進歩は非常にめざましく、最小加工寸法０．２５μｍサイズの半導体が生産されるようになった。このような微細化は光リソグラフィ技術と呼ばれる微細パターン形成技術の飛躍的な進歩により実現されている。光リソグラフィとはＬＳＩの設計パターンからマスクを作成し、このマスクに光を照射し、投影光学系によってマスク上に描かれたパターンに従ってウェハ上に塗布されているレジストを感光させ、この感光分布にしたがってレジストを現像し、ウェハ上にレジストパターンを形成する一連の工程のことである。この工程によって形成されたレジストパターンを覆いにして下地をエッチングすることによって、ＬＳＩパターンをウェハ上に形成する。
【０００３】
パターンサイズが投影光学系の限界解像力に比べて十分大きい時代には、ウェハ上に形成したいＬＳＩパターンの平面形状がそのまま設計パターンとして描かれ、その設計パターンに忠実なマスクパターンを作成し、そのマスクパターンを投影光学系によってウェハ上に転写し、下地をエッチングすることによってほぼ設計パターン通りのパターンがウェハ上に形成できた。しかしパターンの微細化が進むにつれて光近接効果が顕著になり、設計パターン通りに作成したマスクでは、ウェハ上に形成されるパターンが設計パターンと異なってしまい、それに伴う弊害が顕著になり始めた。
【０００４】
例えば、ラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）パターンでは、同じウェハ面内にある疎パターンと密パターンの仕上がり線幅は、その疎密の程度の違いにより異なってしまう。また同様にコンタクトホールなどの二次元的なパターンでも、その仕上がり平面形状は疎密の程度の違いによって異なってしまう。そのため、疎パターンと密パターンとを所望寸法に仕上げる露光量がそれぞれのパターンで異なってしまい、リソグラフィ工程で必要とされる露光量マージンを得ることができなくなる。
【０００５】
そこで、ある決められた露光量で露光したときの仕上がり平面形状が、パターンの疎密によらず、ある所定の寸法以内に仕上がるようにパターンエッジ位置を移動させる方法が提案されている。これを光近接効果補正と呼んでおり、パターンエッジ位置の移動量は以下に示す手法で最適化される場合が多い。
【０００６】
（１）所望のマスクパターンのウェハ上換算したエッジ位置と、そのマスクパターンを像強度計算して得られる仕上がり平面形状のエッジ位置との寸法差Δｘi1を算出する。ここで、ｉはエッジ位置に対応し、またその後に続く添え字は繰り返し計算の回数を示す。
【０００７】
（２）各エッジ位置での寸法差Δｘi1を一律定数Ｍで規格化された長さΔＣ＝Δｘi1／Ｍだけ、所望パターンの各エッジ位置を移動させる。
【０００８】
（３）（２）で作成されたパターンの仕上がり平面形状のエッジ位置と所望パターンのエッジ位置との寸法差Δｘinがある所定の許容値以下になるまで、（１）及び（２）の計算を繰り返し行う。
【０００９】
しかし、上記定数Ｍは、実際のパターン露光においては各エッジ毎に異なる値を持つので、各エッジ毎に一律に定数Ｍを用いて補正パターンを作成すると、多くの繰り返し計算を必要とし、多大な時間を要する。また上記Ｍの値と実際にエッジが持つＭの値とが大きく異なると、繰り返しｎ回の計算を行って得られた寸法差Δｘinが＋方向と−方向に振動してしまい、計算が収束しないことがある。そのため補正可能なパターンであっても、パターン配置によってはエッジ位置の移動量を最適化することができないこともある。
【００１０】
図２２は従来手法で補正を行った場合の補正計算回数と補正結果との関係を示す図である。横軸は計算の繰り返し回数、縦軸は補正後のマスク寸法を表す。空間像計算の場合、補正回数に応じてマスク寸法は振動しており、空間像計算に加えて現像も考慮して計算を行った場合には発散してしまい、両者とも収束しなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来のマスクパターン補正方法では、パターンを構成するエッジ位置の移動量を最適化するために各エッジに対して一律に定数Ｍを用いて補正パターンを作成する方法では、多大な時間を要し、かつ補正可能なパターンであっても、パターン配置によっては計算が発散して、エッジ位置の移動量を最適化することができないことがある。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、補正に要する時間を大幅に短縮し、高精度な補正を可能とするマスクパターン補正方法及びマスクパターン補正プログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマスクパターン補正方法は、投影光学系により設計パターンをウェハ上に形成するために用いられるマスクパターン補正方法において、第１のマスクパターンを構成する各エッジ位置を所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを作成する第１の工程と、前記第１のマスクパターンにより転写される第１の仕上がり平面形状と、前記第２のマスクパターンにより転写される第２の仕上がり平面形状とを計算又は実験により求める第２の工程と、前記第１及び第２の仕上がり平面形状の各エッジ位置の寸法差を前記変化量で割った係数を各エッジ毎に算出して割り当てる第３の工程と、前記設計パターンと前記第１の仕上がり平面形状との寸法差を前記各エッジ毎に割り当てられた前記係数で割った大きさだけ前記第１のマスクパターンのエッジ位置を各エッジ毎に移動させた補正パターンを作成する第４の工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の望ましい形態を以下に示す。
【００１５】
（１）設計パターンと補正パターンによる仕上がり平面形状との各エッジ位置の寸法差が所定の裕度になるまで、設計パターンと補正パターンの仕上がり平面形状との寸法差を係数で割った大きさだけ補正パターンの各エッジ位置を移動させた新たな補正パターンを作成する工程を繰り返し行う。
【００１６】
（２）各エッジ位置の寸法差とは、前記各エッジの中心位置での寸法差である。
【００１７】
（３）各エッジは、設計平面上でマスク描画装置の描画グリッド幅の整数倍となる所定の長さにそれぞれ予め分割され、該分割されたエッジ毎に寸法差及び係数を算出して割り当てる。
【００１８】
（４）上記記載の方法により補正されたマスクパターンを含むフォトマスクをパターン転写に用いる。
【００１９】
（５）係数は、第１のマスクパターンを構成する複数のエッジ位置のうちの一部のみを所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを複数作成することにより、一部のエッジ位置の移動が他のエッジ位置の寸法変動に対して与える影響を考慮して算出する。
【００２０】
（６）（５）における係数の算出する工程は、複数のエッジ位置のうちの一部のみを所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを複数作成し、これら複数の第２のマスクパターンによる仕上がり平面形状を求める工程と、これら仕上がり平面形状と第１のマスクパターンによる仕上がり平面形状の各エッジ位置の寸法差を算出し、これら複数の寸法差を第１のマスクパターンに対する第２のマスクパターンの変化量で割ったマトリクス状の係数を算出する工程を含む。
【００２１】
また、別の本発明に係るマスクパターン補正方法は、投影光学系により設計パターンをウェハ上に形成するために用いられるマスクパターン補正方法において、第１のマスクパターンにより転写される仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる露光量と、予め定められた基準露光量とが一致するように前記第１のマスクパターンのエッジ位置を各エッジ毎に移動させて補正パターンを作成することを特徴とする。
【００２２】
また、別の本発明に係るマスクパターン補正方法は、投影光学系により設計パターンをウェハ上に形成するために用いられるマスクパターン補正方法において、第１のマスクパターンを構成する各エッジ位置を所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを作成する第１の工程と、前記第１のマスクパターンにより転写される第１の仕上がり平面形状と、前記第２のマスクパターンにより転写される第２の仕上がり平面形状とを、露光量を変化させて計算又は実験によりそれぞれ求める第２の工程と、前記第１の仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる第１の露光量と、前記第２の仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる第２の露光量とを各エッジ毎に求め、該第１及び第２の露光量の差分を前記変化量で割った係数を各エッジ毎に算出して割り当てる第３の工程と、前記第１の露光量と予め定められた基準露光量との差分を前記係数で割った大きさだけ前記第１のマスクパターンのエッジ位置を各エッジ毎に移動させた補正パターンを作成する第４の工程とを具備してなることを特徴とする。
【００２３】
ここで、予め定められた基準露光量とは、あるマスクパターンにより転写される仕上がり平面形状が所望通りに仕上がるための露光量を表す。そのマスクパターンは、同一層に存在するすべてのパターンのうち、露光マージンが最も小さいパターンであることが望ましい。
【００２４】
例えば、ＤＲＡＭのゲート層や配線層を想定した場合、セルと呼ばれるライン＆スペースパターンを所望に仕上げる露光量を上記基準露光量とするのが望ましい。
【００２５】
本発明の望ましい形態を以下に示す。
【００２６】
（１）前記基準露光量と、前記第１の露光量との露光量差分が所定の裕度になるまで、前記補正パターンにより転写される仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる露光量と前記基準露光量との差分を前記係数で割った大きさだけ、前記補正パターンの各エッジ位置を移動させた新たな補正パターンを作成する工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項７又は８に記載のマスクパターン補正方法。
【００２７】
（２）前記仕上がり平面形状のエッジ位置が前記設計パターンのエッジ位置と等しくなる露光量は、前記各エッジ位置での中心位置を基準に決定する。
【００２８】
（３）前記各エッジは、設計平面上でマスク描画装置の描画グリッド幅の整数倍となる所定の長さにそれぞれ予め分割され、該分割されたエッジ毎に前記露光量差分及び前記計数を算出して割り当てる。
【００２９】
（４）前記係数は、第１のマスクパターンを構成する複数のエッジ位置のうちの一部のみを所定の変化量だけ移動させた第２のマスクパターンを複数作成することにより、一部のエッジ位置の移動による他のエッジ位置での露光量変動も考慮して算出する。
【００３０】
また、方法に係る本発明は、コンピュータに当該発明に相当する機能を実現させるためのマスクパターン補正プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体としても成立する。
【００３１】
（作用）
本発明では、エッジ位置が微小に変動したときの、転写後のウェハ上でのエッジ位置の変動量を算出し、その変動量に応じてそれぞれのエッジ位置の移動量を決定する。これにより、補正パターンと所望パターンとのエッジ位置での寸法差、すなわち所望パターンのエッジ位置の移動量を各エッジ毎に最適化するため、少ない繰り返し計算回数で所定の精度を得ることができ、従来方法より短時間に補正パターンを作成することができる。また従来方法では計算が発散して、エッジ位置の移動量を最適化することができなかったパターンでも高精度に補正することができる。
【００３２】
また、別の本発明では、エッジ位置を微小に変動させ、エッジ位置変動前の仕上がり平面形状と、エッジ位置変動後の仕上がり平面形状の各エッジ位置がそれぞれ設計パターンに等しくなる露光量を得て、この得られた各エッジ毎の露光量に応じてマスクパターンの各エッジを移動させて補正パターンを作成する。この場合も、各エッジ毎に補正パターンのエッジ移動量を最適化するため、少ない繰り返し計算回数で所定の精度を得ることができ、従来方法より短時間に補正パターンを作成することができる。また、従来方法では計算不可能なパターンでも高精度に補正することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
図１〜図６は本発明の第１実施形態に係るマスクパターン補正方法を説明するための図である。図１において、１は所望のマスクパターンを得るために、設計パターンをそのままの形状で拡大したマスクパターンであり、ウェハ上換算して線幅０．１８μｍの１：１のＬ／Ｓパターンである。このマスクパターン１は長方形で、４つのエッジ１１〜１４を持つ。
【００３５】
このマスクパターン１を用いて実験又は計算により求められる仕上がり平面形状を図２に示す。図２において２１はウェハ上に転写された仕上がり平面形状であり、仕上がり平面形状２１とともに、ウェハ上に換算したマスクパターン１を破線で示す。マスクパターン１は設計パターンに忠実に作成されているため、マスクパターン１をウェハ上換算したものが設計パターンである。図２から分かるように、ｘ方向に対しては、仕上がり平面形状２のエッジ位置はマスクパターン１のエッジ位置よりΔＸi （ｉは各エッジ番号に対応する）だけ内側にあり、ｙ方向に対してはΔＹi だけ内側にある。
【００３６】
以下にマスクパターン１を補正する方法を図３に示すフローチャートを用いて具体的に説明する。
【００３７】
まず、図３に示すように、設計パターンをそのままの形状で拡大したパターンであるマスクパターン１を作成する（３１）。次いで、図４に示すように、マスクパターン１の各エッジ１１，１２，１３，１４をそれぞれ一律に微小量Δｄだけ外側に変化させて輪郭を広げたマスクパターン４１を作成する。そして、これらマスクパターン１及び４１を用いて実験又は計算により仕上がり平面形状を求める（３２）。図５に、求められた仕上がり平面形状４２をマスクパターン４１とともに示す。
【００３８】
次いで、図６に示すように、マスクパターン１及び４１に基づいて得られた仕上がり平面形状２１及び４２から、各エッジの中点位置での寸法差ΔＩi を算出する。そして、各エッジの寸法差ΔＩi を微小変化量Δｄで割り、各エッジ毎に係数Ｍi ＝Δ▲１▼i ／Δｄを割り当てる（３３）。そして、設計パターンと仕上がり平面形状２１との寸法差ΔＸi ，ΔＹi 及び係数Ｍi から以下の式により、マスクパターン１に対する各エッジの移動量Δｍxi，Δｍyiを決定する。
【００３９】
Δｍxi＝ΔＸi ／Ｍi                         …（１）
Δｍyi＝ΔＹi ／Ｍi                         …（２）
そして、得られた移動量Δｍxi，Δｍyiだけマスクパターン１の各エッジ位置を移動させた補正パターンを作成し（３４）、この補正パターンを用いて実験又は計算により仕上がり平面形状を得る（３５）。
【００４０】
以上の手法により得られた補正パターンによる仕上がり平面形状６１とウェハ上に換算したマスクパターン１の模式図を図７に示す。仕上がり平面形状６１は図７のように所望の補正精度が得られ、ほぼ設計パターン通りに仕上げることができた。これにより、補正パターンの作成は終了する（３６）。なお、従来方法、すなわち各エッジの係数Ｍi ＝１として所望パターン１を補正した場合には計算が発散し、補正することができなかった。
【００４１】
なお、この１回の補正で所定の補正精度を得ることができない場合には、さらに同様の手法を用いて繰り返し補正を行うことにより（３７）、さらに高精度の補正パターンを得ることができる。すなわち、設計パターンと補正後の仕上がり平面形状６１との各エッジ中点位置での寸法差ΔＸi2，ΔＹi2を算出し（ｉはエッジ位置、その後に続く添え字は繰り返し計算の回数を示す）、ΔＸi2，ΔＹi2をＭiで割った大きさ（Δｍxi2 ＝ΔＸi2／Ｍi ，Δｍyi2 ＝ΔＹi2／Ｍi ）だけ再び補正パターンの各エッジ位置を移動させる、という工程（３７，３４，３５）を繰り返し行えばよい。
【００４２】
このように本実施形態によれば、光近接効果補正におけるパターンエッジ位置の移動量を、少ない計算回数で短時間に、高精度に最適化することが可能となる。また従来方法では計算が発散し、補正できなかったパターン配置でも補正することが可能となる。その結果、補助パターン等の二次元的な補正が必要があると思われていたパターン配置でも、エッジ位置の移動だけで補正できる可能性も見出され、マスク描画データ量やマスク描画精度等の点でも種々の利点を得ることができる。
【００４３】
（第２実施形態）
図８〜図１０は本発明の第２実施形態に係るマスクパターン補正方法を説明するための図である。第１実施形態と同様の手法で補正を行うが、本実施形態の補正の対象となるパターンはコンタクトホールである。なお、上記第１実施形態と共通する部分の説明は省略する。
【００４４】
図８において、７１はコンタクトホールのマスクパターンであり、このマスクパターン７１を用いて実験又は計算により求められる仕上がり平面形状を７２に示す。マスクパターン７１の各エッジの長さはウェハ平面上に換算して０．２０μｍであり、その内側が透明部（透過率１００％）であり、その外側が遮光体のＣｒ（透過率０％）で作られている。マスクパターン７１を露光波長λ＝０．２４８μｍ、投影光学系の開口数ＮＡ＝０．６、照明光学系の開口絞りσ＝０．３の通常照明で露光し、０．３μｍだけデフォーカスさせて、仕上がり平面形状７２を得た。
【００４５】
仕上がり平面形状７２はウェハ上に換算したマスクパターン７１より小さく仕上がっているため、第１実施形態に示した方法と同一の方法で補正を行う。すなわち、マスクパターン７１に対して各エッジを微小変化させたマスクパターンを作成し、これらマスクパターンによる仕上がり平面形状を求め、その各エッジ毎の寸法差からそれぞれの係数Ｍを算出し、この係数Ｍに基づいて補正パターンを求める。そして、この計算を二度繰り返すことにより、計３回の補正を行い、補正パターン８１を作成した。
【００４６】
このようにして得られた補正パターン８１を図９に示す。また補正パターン８１を像強度計算して求められる仕上がり平面形状９１とマスクパターン７１とを図１０に示す。図８と図１０から分かるように、補正後の仕上がり平面形状９１は補正前の仕上がり平面形状７２と比べてウェハ上に換算したマスクパターン７１の平面形状にかなり近づき、例えば、パターン７１と仕上がり平面形状９１との許容寸法差を０．２０μｍ±１０％以下とするのであれば、この程度の繰り返し計算回数で十分である。より高精度な補正パターンを作成するためには、補正パターン８１に対して更に繰り返し計算を行い、補正精度を向上させればよい。
【００４７】
以上で示したように本実施形態によれば、コンタクトホールパターンの場合も、少ない繰り返し計算回数で高精度な補正パターンを作成することができることが見出された。
【００４８】
（第３実施形態）
図１１は本発明の第３実施形態に係るマスクパターン補正方法を説明するための図である。本実施形態は、実デバイスパターンを補正する場合を示す。以下、その手法を図１１を用いて説明する。
【００４９】
図１１（ａ）は、本実施形態の対象とする実デバイスの設計パターンを示す図である。１０１は設計パターンである。この設計パターン１０１をそのままの形状で縮小してマスクパターンを作成し、このマスクパターンを構成するすべてのエッジを、予め設計データ上で描画装置の描画グリッド幅の整数倍となる長さに分割する。この分割されたマスクパターンを図１１（ｂ）に示す。図１１（ｂ）において、マスクパターン１０２のエッジに付された丸印が、エッジを分割する点であり、これら丸印に挟まれたエッジすべてについて、それぞれ寸法差ΔＩi ，Ｍi を求めることとなる。
【００５０】
このとき、上記第１，２実施形態と同様の補正方法を用いれば、エッジを分割する方法に全く制限を加える必要がなく、各エッジを細かく分割してもよいし、大きく分割してもよい。図１１（ｂ）では、エッジ周辺部でのパターン配置が変化する部分でエッジを分割した場合の一例である。
【００５１】
このようにしてエッジ分割を行った後、第１実施形態と同様に、まずすべてのエッジを一律にΔｄだけ微小変化させたマスクパターン１０３を作成し、パターン１０２，１０３それぞれの仕上がり平面形状１０４，１０５を求める。そして、仕上がり平面形状１０４と１０５との分割された各エッジ中心位置での寸法差をそれぞれ算出し、その寸法差をΔｄで割ることにより各エッジ毎の係数を算出し、これら係数を予め分割された各エッジ毎にそれぞれ割り当てる。
【００５２】
さらに、ウェハ上に換算したマスクパターン１０２と仕上がり平面形状１０４との各エッジ中心位置での寸法差を、各エッジに対応する係数で割った大きさを分割された各エッジでの移動量とし、これら算出された移動量をマスクパターン１０１に付加することによりマスクパターン１０２を補正する。より高い精度の補正を必要とするのであれば、第１実施形態と同様に繰り返し計算を行えばよい。
【００５３】
このようにして図１１（ａ）のパターンを補正した後、補正したフォトマスクを作成して、露光、現像を行い仕上がり平面形状を測定したところ、ほぼ所望通りのレジストパターンを作成することができた。
【００５４】
以上、実際のデバイスパターンに用いられる複雑な配線パターンやゲートパターン等の線状のパターンを補正する場合も予めエッジを分割することにより、少ない繰り返し計算で有効に補正可能なことがわかる。
【００５５】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、第２実施形態のコンタクトホールパターン補正方法のより具体的な手法を示す。以下、本実施形態に係るマスクパターン補正方法を図１２に基づいて以下説明する。
【００５６】
本実施形態では、コンタクトホールパターンについての補正パターンを求める際の係数Ｍをマトリクス表示した式を以下に示す。
【００５７】
【数１】
0004160203.tif 000002
【００５８】
上式において、係数Ｍijはエッジｉが動いた場合のｊ方向に対する係数Ｍを、Δｍi はエッジｉの移動量を、ΔＩi はエッジｉにおける所望寸法からのずれ量を示す。すなわち、本実施形態で算出する係数Ｍijは、各エッジがそれぞれ別個に移動した場合、隣接するエッジや対向するエッジの移動により受ける影響を考慮した値である。
【００５９】
これら複数の係数Ｍを用いた補正方法を図１１を用いて説明する。
【００６０】
まず、設計パターンとマスクパターン１１１の仕上がり平面形状１１２の各エッジ中心位置での寸法差ΔＩi を各エッジ毎に求める。次いで、マスクパターン１１１のエッジｘｌを微小長さΔｄだけ広げたマスクパターン１１３を作成する。そして、このマスクパターン１１３による仕上がり平面形状１１４を実験又は計算により求める。
【００６１】
次いで、このように求められた仕上がり平面形状１１２，１１４より、Ｍxlxlを求める。仕上がり平面形状１１４が仕上がり平面形状１１２に対してｘｌ方向に変化した量をΔＸxlxlとすると、Ｍxlxl＝ΔＸxlxl／Δｄにより係数Ｍxlxlが求まる。
【００６２】
また、係数Ｍxlylを算出するには、エッジｘｌをΔｄだけ微小変動させたときの仕上がり平面形状１１４のｙｌ方向への変化量ΔＸxlylを算出し、Ｍxlyl＝ΔＭxlyl／Δｄとなる。
【００６３】
同様にして、各エッジを変化させた場合の仕上がり平面形状のエッジ毎の変化量を算出することにより、係数Ｍijの各成分を算出することができる。
【００６４】
次いで、求められた係数Ｍijの各成分から、マスクパターン１１１を移動すべき変化量を求める。移動すべき各エッジの変化量をΔｍi と定義すると、寸法差ΔＩi と移動量をΔｍi との関係は上記（３）式のようになる。（３）式において、係数Ｍのマトリクスの逆行列を算出することにより各エッジ毎にΔｍi が求まる。そして、求められたΔｍi を基準となるマスクパターン１１１にエッジ毎に付加することにより、補正パターンが完成する。
【００６５】
なお、完成した補正パターンが所定の精度を得ることができない場合には、第１実施形態に示した手法と同様の手法を用いて繰り返し補正を行うことにより、さらに高精度の補正パターンを得ることができる。
【００６６】
このように本実施形態によれば、例えばコンタクトホールパターンのように、縦方向へのマスクパターン変化が、横方向への仕上がり平面形状の変化に影響を及ぼすようなパターンでも比較的短時間に、かつ高精度に各エッジの補正をすることができる。もちろんコンタクトホールに限らず、同様の効果が予測されるパターン種であれば、このマスクパターン補正方法が適用できる。
【００６７】
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記で示した実施形態は本発明を適用した一例であり、ここで示した実施形態の他にもパターンエッジ位置の移動を伴うパターン補正方法において広く適用することができる。
【００６８】
（第５実施形態）
図１３〜図２１は本発明の第５実施形態に係るマスクパターン補正方法を説明するための図である。上記第１〜第４実施形態では、露光量が一定の条件の下、寸法変化分から補正パターンを求める場合を示したが、以下の実施形態では、寸法が一定の条件の下、露光量差分から補正パターンを求める場合を示す。以下、図１３に示すフローチャートに沿って説明する。
【００６９】
まず、補正パターン作成の基準とする露光量（以下、基準露光量Ｉeと称する）を決定する（１３１）。基準露光量Ｉeの決定に用いられるマスクを図１４に示す。図１４に示すように、マスク１４１は線幅０．１５μｍの１：１Ｌ／Ｓパターンである。このマスク１４１を用いて、露光マージンを評価する実験又は計算を行う。そして、このＬ／Ｓパターンを転写するための最適な露光量（又はスレッシュホールドレベル）を基準露光量Ｉeとする。なお、基準露光量の決定に用いられるマスクは図１４に示すＬ／Ｓパターンに限定されず、例えば１：３Ｌ／Ｓパターン、１：４Ｌ／Ｓパターンや、孤立ラインパターン等を含むマスクを用いてもよい。
【００７０】
次いで、本実施形態における補正パターン作成の対象とする第１のマスクパターンを作成する（１３２）。この第１のマスクパターンの具体的な構成を図１５（ａ）に示す。図１５において、第１のマスクパターン１５１は所望のマスクパターンを得るために設計パターンをそのままの形状で拡大したパターンである。この第１のマスクパターン１５１はウェハ上換算して線幅０．１５μｍのラインパターンであり、基準露光量Ｉeの決定に当たり用いられるマスク１４１を構成するラインパターンと同一の形状である。第１のマスクパターン１５１は４つのエッジ１５２〜１５５を持つ。
【００７１】
この第１のマスクパターン１５１を用いて、露光量を設定し（１３３）、パターン転写を行い仕上がり平面形状を得る（１３４）。そして、設定した露光量を段階的に変化させ、すべての露光量について仕上がり平面形状が得られると（１３５）、ステップ１３６に進む。
【００７２】
第１のマスクパターン１５１による各露光量での仕上がり平面形状を図１５（ｂ）に示す。図１５（ｂ）に示すように、各エッジ１５２〜１５５によって、仕上がり平面形状が設計パターン１５６に等しくなる最適な露光量は異なる。図１５（ｂ）でＩ２〜Ｉ５で示したのは、各エッジ１５２〜１５５において仕上がり平面形状が設計パターン１５６に等しくなる最適な露光量を表す。本実施形態では、仕上がり平面形状が設計パターン１５６に等しくなる露光量として、各エッジ１５２〜１５５それぞれの中点位置と仕上がり平面形状のエッジが一致する露光量を用いる。
【００７３】
この第１のマスクパターン１５１による最適露光量の決定を行うのと並行して、第２のマスクパターンにより、第１のマスクパターン１５１と同様の手法により仕上がり平面形状を得て、各エッジ毎に最適露光量を決定する（１３１〜１３５）。この第２のマスクパターンの具体的な構成を図１６（ａ）に示す。図１６（ａ）に示すように、第２のマスクパターン１６１は破線で示した第１のマスクパターン１５１のエッジ１５２〜１５５を一律にΔｄだけ移動したパターンである。この第２のマスクパターン１６１は４つのエッジ１６２〜１６５を持つ。
【００７４】
このようにして得られた第２のマスクパターン１６１による仕上がり平面形状を図１６（ｂ）に示す。図１６（ｂ）でＩ２’〜Ｉ５’で示したのは、各エッジ１６２〜１６５において仕上がり平面形状が設計パターン１５６に等しくなる最適な露光量を表す。最適露光量の決定手法は第１のマスクパターン１５１の場合と同様である。
【００７５】
以上の工程により得られた第１及び第２のマスクパターン１５１及び１６１についての各エッジ毎の最適露光量Ｉ２〜Ｉ５，Ｉ２’〜Ｉ５’の値から露光量差分ΔＩj＝Ｉj−Ｉj'（ｊ：エッジ番号に対応）を求める。そして、この露光量差分ΔＩjをエッジ移動量Δｄで規格化し、以下の式（４）で示される係数Ｍｊを各エッジ毎に算出する（１３６）。
【００７６】
Ｍj＝（Ｉj−Ｉj'）／Δｄ                            …（４）
次に、この係数Ｍjを用いて補正パターンを作成する（１３７）。本実施形態では、露光量差分ΔＩjを各エッジ毎に算出し、係数Ｍjで割った大きさだけ第１のマスクパターン１５１における各エッジ位置を移動させる。エッジ移動量ｄjは以下の式（５）で示される。
【００７７】
ｄj＝（Ｉe−Ｉj）／Ｍj                              …（５）
以上のようにして第１のマスクパターン１５１の各エッジ位置をｄjだけ移動させた補正パターンが作成される。そして、得られた補正パターンを用いて転写し、仕上がり平面形状を算出する（１３８）。得られた仕上がり平面形状において所定の補正精度が得られた場合には（１３９）、補正パターンの作成は終了する（１４０）。
【００７８】
一方、補正パターンにより得られた仕上がり平面形状が所定の補正精度を満足しない場合、露光量を段階的に変化させて補正パターンの仕上がり平面形状を得る。そして、得られた仕上がり平面形状に基づいて、設計パターンの各エッジの中点位置と仕上がり平面形状とが等しくなる露光量Ｉj2（添え字は補正回数を示す）を算出する（１４１）。そして、露光量Ｉjより各エッジ毎に係数Ｍjを算出し、以下の式（６）により求められたエッジ移動量ｄj2だけ各エッジ位置を移動させた新たな補正パターンを作成する（１３７）。
【００７９】
ｄj2＝（Ｉe−Ｉj2）／Ｍj                            …（６）
このように、所定の補正精度が得られない場合には、補正パターンの各エッジ位置を移動量ｄj2,ｄj3,ｄj4,…だけさらに移動させた新たな補正パターンを作成する工程を繰り返し行えばよい。
【００８０】
以上の工程により得られた補正パターンを基準露光量Ｉeにより転写した仕上がり平面形状を設計パターン１５６とともに図１７（ａ）に示す。なお、比較のため、補正を行わなかったパターンにより転写された仕上がり平面形状を図１７（ｂ）に示す。図１７（ｂ）に示すように、補正を行わずに転写された仕上がり平面形状は、設計パターン１５６よりも細い形状となっているのに対して、補正パターンにより転写された仕上がり平面形状は、設計パターン１５６のエッジに一致しており、ほぼ所望通りに仕上げることができたことが分かる。
【００８１】
以上に示した補正パターンの作成をシミュレーションにより行った場合の補正計算回数と露光量との関係を図１８に示す。基準露光量Ｉe＝０．２５とし、各エッジの移動量Δｄ＝２ｎｍとした。また、ベストフォーカスの場合のみならず、デフォーカス距離が±０．３μｍの場合の補正結果もあわせて示す。以下に示される図においても同様に、デフォーカスの場合の補正結果をあわせて示す。
【００８２】
デフォーカスでの仕上がり平面形状も考慮した補正方法はSPIE Vol.2440(1995)192などに記載されている。このようにデフォーカスの場合の補正結果も示したのは、通常、補正後のマスク寸法はベストフォーカスでの仕上がり形状のみならず、所定デフォーカスでの仕上がり形状も考慮した上で決定されるからである。ベストフォーカスの場合及びデフォーカスの場合ともに、およそ３〜４回の補正回数で基準露光量Ｉe＝０．２５にほぼ収束していることが分かる。
【００８３】
また、０．１５μｍＬ／Ｓパターンについて補正を行った場合の補正計算回数とマスク寸法との関係を図１９に示す。ベストフォーカスの場合及びデフォーカスの場合ともに補正計算回数２〜３回で収束していることが分かる。これは、従来手法に基づく補正結果を示す図２２と比較しても分かるように、補正に要する時間が大幅に短縮され、また高精度な補正が可能となることが分かる。なお、ベストフォーカスの場合とデフォーカスの場合で収束するマスク寸法値が異なっているが、実際の露光に際して用いられる補正パターンの寸法値は、例えば重み付け平均をとった値等が用いられるが、その決定方法はこの限りではない。
【００８４】
次に、本発明の変形例として、Ｌ／Ｓパターンについての補正パターンを作成する場合について説明する。この変形例では、上記実施形態における第１のマスクパターンとして、０．１５μｍで１：１のＬ／Ｓパターンを作成し、この第１のマスクパターンのエッジをそれぞれΔｄ＝２ｎｍだけ一律に変化させた第２のマスクパターンを作成する。他の工程は上記実施形態と同様である。この補正パターン作成における補正計算回数と露光量の関係を図２０に、補正計算回数とマスク寸法の関係を図２１に示す。基準露光量Ｉe＝０．２５とした。図２０に示すように、孤立パターンよりも収束までの補正回数が少なく、１〜２回の補正回数でほぼ基準露光量Ｉe＝０．２５に収束していることが分かる。また、図２１に示すように、フォーカスとデフォーカスの場合ともに所定の寸法値に収束していることが分かる。
【００８５】
このように、孤立パターンのみならずＬ／Ｓパターンであっても本発明を適用できることは明らかであり、また他のホールパターン等、パターン種には限定されない。本実施形態で示したものは本発明を適用した一例であり、他にもパターンエッジ位置の移動を伴うパターン補正方法において広く適用可能である。
【００８６】
また、本発明は上記第１〜第５実施形態に限定されるものでもない。第１実施形態でのマスクパターン１、第２実施形態でのマスクパターン１０、第５実施形態での第１及び第２のマスクパターン１５１及び１６１はそれぞれ設計パターンと同じ形状のマスクパターンを用いた例であるが、例えば設計パターンと同一形状のパターンに補助パターンを付加したパターン等、実際には設計パターンと異なる形状のマスクパターンを用いて、露光量を調整することにより所望の仕上がり平面形状を形成する場合もある。このような場合にも、該マスクパターンに対して上記補正方法を応用すれば、短時間に高精度な補正マスクパターンを作成することができることはもちろんである。
【００８７】
また、第５実施形態と第２〜第４実施形態とを組み合わせても高精度な補正が行えることは確認している。
【００８８】
また、像強度計算とレジスト現像やエッチングによる寸法変動の影響も考慮したモデルを組み合わせた後、本発明でパターンを補正することもできる。また、マスク種や露光条件の相違にも柔軟に対応することができる。さらに、上記実施形態では計算により補正パターンを作成したが、実際にマスクパターンを作成し、実験により補正パターンを作成することも勿論できる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、マスクパターンの各エッジ毎に設計パターンとの寸法差を算出し、この寸法差に基づいて各エッジ毎に異なる割合でエッジの補正量を算出することにより、少ない計算回数で短時間に、かつ高精度にマスクパターンの補正を行うことができる。
【００９０】
また、別の本発明によれば、マスクパターンの各エッジ毎に、設計パターンのエッジ位置と一致する露光量を求め、この露光量と基準露光量との差分に基づいて各エッジ毎に異なる割合でエッジの補正量を算出することにより、少ない計算時間で短時間に、かつ高精度にマスクパターンの補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマスクパターン補正方法を説明するための図。
【図２】同実施形態における仕上がり平面形状を示す図。
【図３】同実施形態におけるマスクパターン補正方法のフローチャートを示す図。
【図４】同実施形態における微小変化させたマスクパターンを示す図。
【図５】同実施形態における微小変化させたマスクパターンによる仕上がり平面形状を示す図。
【図６】同実施形態における仕上がり平面形状の微小変化させたものとさせないものを示す図。
【図７】同実施形態における補正パターンによる仕上がり平面形状を示す図。
【図８】本発明の第２実施形態に係るマスクパターン補正方法を説明するための図。
【図９】同実施形態における補正パターンを示す図。
【図１０】同実施形態における仕上がり平面形状を示す図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るマスクパターン補正方法を説明するための図。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るマスクパターン補正方法を説明するための図。
【図１３】本発明の第５実施形態に係るマスクパターン補正方法のフローチャートを示す図。
【図１４】同実施形態に係るマスクパターン補正方法における基準露光量の決定に用いられるマスクの構成を示す図。
【図１５】同実施形態に係る第１のマスクの構成及び第１のマスクにより露光量を変化させながら転写された仕上がり平面形状を示す図。
【図１６】同実施形態に係る第２のマスクの構成及び第２のマスクにより露光量を変化させながら転写された仕上がり平面形状を示す図。
【図１７】同実施形態に係る補正パターンにより転写された仕上がり平面形状を示す図。
【図１８】同実施形態に係る補正パターンの作成における補正計算回数と露光量との関係を示す図。
【図１９】同実施形態に係る補正パターンの作成における補正計算回数とマスク寸法との関係を示す図。
【図２０】同実施形態の変形例に係る補正パターンの作成における補正計算回数と露光量との関係を示す図。
【図２１】同実施形態の変形例に係る補正パターンの作成における補正計算回数とマスク寸法との関係を示す図。
【図２２】従来の補正パターンの作成によける補正計算回数とマスク寸法との関係を示す図。
【符号の説明】
１，７…マスクパターン
２，８，１７１ａ，１７１ｂ…仕上がり平面形状
３〜６，１５２〜１５５，１６２〜１６５…エッジ
１０１，１５６…設計パターン
１４１…マスク
１５１…第１のマスクパターン
１６１…第２のマスクパターン
【図１】
0004160203.tif 000003
【図２】
0004160203.tif 000004
【図３】
0004160203.tif 000005
【図４】
0004160203.tif 000006
【図５】
0004160203.tif 000007
【図６】
0004160203.tif 000008
【図７】
0004160203.tif 000009
【図８】
0004160203.tif 000010
【図９】
0004160203.tif 000011
【図１０】
0004160203.tif 000012
【図１１】
0004160203.tif 000013
【図１２】
0004160203.tif 000014
【図１３】
0004160203.tif 000015
【図１４】
0004160203.tif 000016
【図１５】
0004160203.tif 000017
【図１６】
0004160203.tif 000018
【図１７】
0004160203.tif 000019
【図１８】
0004160203.tif 000020
【図１９】
0004160203.tif 000021
【図２０】
0004160203.tif 000022
【図２１】
0004160203.tif 000023
【図２２】
0004160203.tif 000024