(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光用マスクを投影露光装置を介して被露光基板上に転写して得られる転写パターンのシミュレーション方法として、前記マスクパターンとして、マスクパターンの設計データに対して一定寸法量正のバイアス量Δを付加するリサイズ処理を行い、第１のマスクパターンデータを形成する工程と、第１のマスクパターンデータの各頂点位置に対して一律コーナー丸め処理を行い、第２のマスクパターンデータを形成する工程と、第２のマスクパターンデータに対して負のバイアス量Δ’を付加するリサイズ処理を行い、第３のマスクパターンデータを形成する工程とを含むことを特徴とする転写パターンのシミュレーション方法。
【請求項２】
前記正のバイアス量Δと前記負のバイアス量Δ’との加算結果が、設計寸法とマスク仕上がり寸法との差を表すマスクバイアス量であり、
該正のバイアス量Δが、マスク描画用レジストの仕上がり寸法と設計寸法との差である描画用レジストパターンのバイアス量に相当することを特徴とする請求項１に記載の転写パターンのシミュレーション方法。
【請求項３】
前記一律コーナー丸め処理が、第１のマスクパターンデータの各頂点部を頂点部のパターンに内接する曲率半径Ｒの円弧に変換する処理であることを特徴とする請求項１に記載の転写パターンのシミュレーション方法。
【請求項４】
前記一律コーナー丸め処理が、第１のマスクパターンデータの各頂点部を頂点部のパターンに内接する曲率半径Ｒの円弧を連続する複数の線分への置き換え処理であることを特敏とする請求項１に記載の転写パターンのシミュレーション方法。
【請求項５】
前記連続する複数の線分への置き換え処理は、前記頂点部を該頂点部のパターンに内接する曲率半径Ｒの円弧に変換した場合のパターン面積の変化と同等の変化量を有するようにすることを特徴とする請求項４に記載の転写パターンシミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光用マスクを用いた転写パターンのシミュレーション方法に係わり、特にパターンコーナー部での仕上がり形状のシミュレーション予測精度向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩに必要な転写パターンの微細化が進むに従って、用いられる露光装置の光源の短波長化、投影光学系の高ＮＡ化、高解像レジスト使用、変形照明や位相シフトマスク等の超解像技術の使用などが行われてきている。
【０００３】
このような技術によって、光学的にみて微細なパターン、即ちｋ1 値（パターン寸法を、用いる露光装置の露光波長λ、開口数ＮＡとした時λ／ＮＡで規格化した値）がより小さなパターンまでをウェハ上に転写できるようになってきている。しかしこのようなｌｏｗ−ｋ1 パターンを転写する場合、光近接効果（ＯＰＥ：Optical Proximity Effects）により、パターン配置等に起因する所望パターンと転写パターンの間のずれが顕在化してくる。
【０００４】
所望パターンと転写パターンとの間のずれを補正するために、設計パターンより得られるレジストパターンのシミュレーションを行って、設計パターンを変更して転写パターンと所望パターンとを一致させることが行われている。
【０００５】
露光用マスクの設計パターンから得られるレジストパターンのシミュレーション方法としては、従来は設計パターンがそのままマスク形状になっているものとして、フーリエ結像理論に基づいて計算を行うことがほとんどであった。ところが、近年パターンの微細化、主な露光装置の転写倍率の１／５から１／４への変更等もあって、マスク上でのパターンサイズが１μｍを切るようになってきており、露光用マスクに形成されたパターンと設計パターンとのずれが顕在化する箇所がでてくるようになった。
【０００６】
特にマスクパターンコーナー部においては、角の丸まり、いわゆるコーナーラウンディングが見られるようになってきている。このようなマスクを用いて露光を行った場合、実際に形成されるレジスト形状と設計パターンをそのまま用いたシミュレーションより得られるレジスト形状との間に有為な差が見出されるようになってきている。
【０００７】
マスク上のコーナーラウンディングの形状を決定する要因としては、主にマスク描画手段自体の解像力（要因１）と、マスクエッチングプロセス（要因２）との二つが挙げられる。
【０００８】
解像力は、用いる描画ビームのビーム径に依存するが、凸部コーナーと凹部コーナーとの間で解像力に起因する形状差が生じることは通常起こらないと考えられるので、要因１によって凸部コーナーと凹部コーナーとで丸まり形状に差が生じるとは考えにくい。
【０００９】
しかし、一般的にマスク寸法の面内均一性の向上の観点からレジスト仕上がりに対してエッチング量の押しを若干量行うことが多く、要因２によって凸部コーナーと凹部コーナーとの間でコーナーラウンディング形状に差が生じるということは十分考えられる。
【００１０】
図７を用いて、いかにしてマスク仕上がり形状において凸部コーナーと凹部コーナーのラウンディング量が異なるかについて説明する。図７において、７１がマスク描画後のレジスト形状とする。斜線ハッチングされた側にレジストが残っているものとして図示している。レジスト後の段階でほぼ、描画時の解像力に応じてコーナー部に一様な曲率半径（Ｒ）でのラウンディングがついた形状となる。このレジストパターンをエッチングマスクとしてマスク遮光部材（Ｃｒ等）を加工した場合、前述したようにエッチングを若干量押す（オーバー量Δｘ）とする。
【００１１】
エッチングの進む向きが常にエッチング面の法線方向であるとすると、エッチング後には、７２に示す形状のように仕上がると考えられる。７２に示すように、凸部コーナーでは（Ｒ−Δｘ）、凹部では（Ｒ＋Δｘ）のようにコーナーの凹凸によってその曲率半径が変化することとなる。この場合結果として、凸部と凹部とのラウンディング量が異なる形状が得られることがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、実際にマスクに形成されているパターンと設計パターンとが異なるため、設計パターンを用いたシミュレーションでは、ウエハ上の像強度分布等の結果の精度が劣化するという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、シミュレーションに用いるパターンを実際に形成されているパターンに近づけることによって、シミュレーション結果の精度を向上させ得る露光用マスクのシミュレーション方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
［構成］
本発明は、上記目的を達成するために以下のように構成されている。
【００１５】
本発明の転写パターンの露光方法は、露光用マスクを投影露光装置を介して被露光基板上に転写して得られる転写パターンのシミュレーション方法として、前記マスクパターンとして、マスクパターンの設計データに対して一定寸法量正のバイアス量Δを付加するリサイズ処理を行い、第１のマスクパターンデータを形成する工程と、第１のマスクパターンデータの各頂点位置に対して一律コーナー丸め処理を行い、第２のマスクパターンデータを形成する工程と、第２のマスクパターンデータに対して負のバイアス量Δ’を付加するリサイズ処理を行い、第３のマスクパターンデータを形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の好ましい実施態様を以下に示す。
【００１７】
前記正のバイアス量Δと前記負のバイアス量Δ’との加算結果が、設計寸法とマスク仕上がり寸法との差を表すマスクバイアス量であり、該正のバイアス量Δが、マスク描画用レジストの仕上がり寸法と設計寸法との差である描画用レジストパターンのバイアス量に相当する。
【００１８】
前記一律コーナー丸め処理が、第１のマスクパターンデータの各頂点部を頂点部のパターンに内接する曲率半径Ｒの円弧に変換する処理である。
【００１９】
前記一律コーナー丸め処理が、第１のマスクパターンデータの各頂点部を頂点部のパターンに内接する曲率半径Ｒの円弧を連続する複数の線分への置き換え処理である。
【００２０】
前記連続する複数の線分への置き換え処理は、前記頂点部を該頂点部のパターンに内接する曲率半径Ｒの円弧に変換した場合のパターン面積の変化と同等の変化量を有するようにする。
【００２１】
［作用］
本発明は、上記構成によって以下の作用・効果を有する。
【００２２】
本手法を用いて得られるマスク形状は、実際に形成されるマスクパターンに近いため、より高精度な計算結果を得ることが可能となる。また、一律に角処理のみを行う手法に比べ、処理上の負荷の増大をそれほど受けない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
【００２４】
図１及び図２に用いて、本実施形態の概要を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係わる実形状模擬マスクパターン作成工程のフローチャートを示す図である。図２は、本発明の一実施形態に係わる実形状模擬マスクパターンの形成工程を模式的に示す図である。
【００２５】
先ず、シミュレーションに先立ち、実形状を模擬したマスクデータを作成する（ステップＳ１）。この実形状模擬マスクデータの作成を以下に説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、マスク加工プロセスによる一律変換差を考慮して、マスク描画データに対して一律な正のバイアス量Δを設計データに付与する（ステップＳ１−１）。なお、バイアス量Δは、通常マスク描画用レジストの仕上がり寸法と設計寸法との差に相当する。
【００２６】
次いで、図２（ｂ）に示すように、パターンの角部に対して描画装置の解像力に起因した一律な丸め処理を行う（ステップＳ１−２）。丸め処理の実行例を図３に示す。描画後のレジスト形状が、電子露光，光露光に関わらず描画時の露光量分布に応じるとすると、描画データの角部に対する実際のレジスト仕上がり形状は凸コーナー部、凹コーナー部に関わらず一定の曲率半径を有する事になる。なお、実用上、各コーナー部で丸め処理を行う代わりに、丸め処理と同等の面積変化量を伴う角落とし処理で代用しても構わない。
【００２７】
次いで、図２（ｃ）に示すように、図２（ａ）に示した工程で行ったリサイズ量と逆方向に対して一律な負のバイアス量Δ’を付加して、リサイズ処理を行う。正のバイアス量Δと負のバイアス量Δ’の絶対値が等しいことが理想ではあるが実際のプロセスでは全く同じになるとは限らないので必要に応じてΔ’の値も与えることは可能である。
【００２８】
次に、図４及び図７を用いて、リサイズ処理によるマスクパターン形状変化について説明する。図４（ａ）の４１は、“従来の技術”の図７の７１に示した実際のマスク描画後のレジスト形状を、ＣＡＤ上でモデル化したものを示している。これまで述べてきたリサイズ処理とは、図４（ａ）に示すように、元の図形の各辺をリサイズ量だけ各辺に対し垂直方向に移動した後、移動した各辺を接続し直す処理を想定している。接続し直された図形は図４（ｂ）の４２で示されるような形状となる。
【００２９】
角処理された部分については、リサイズ処理の結果角処理量が変化し、凸部コーナーで小さく、凹部コーナーで大きな角処理量になり、図７の７２に示したエッチング後のマスク形状を模擬することが可能となる。ここまでで、実形状模擬マスクデータの作成が終了する。
【００３０】
そして次に、ＮＡ，λ，σ等の露光条件を設定した後（ステップＳ２）、計算を行う（ステップＳ３）。
次に、計算結果を図５に示す。計算条件は以下に示すものを用いた。投影光学系開口数（ＮＡ）＝０．６、露光波長（λ）＝２４８ｎｍ、コヒーレンスファクター（σ）＝０．７５，ＣＯＧ（（クロムｏｎグラス）４倍体マスク、０．１８μｍデザイン（ｏｎ  ｗａｆｅｒ）、ｊｕｓｔｆｏｃｕｓ、空間像計算
マスクコーナー処理：
（ａ）一様角処理（各コーナー部に一律９０ｎｍ辺の直角２等辺三角形で処理）（ｂ）本発明手法（４５ｎｍリサイズ→上記一様角処理→４５ｎｍリサイズ）
図５（ｃ）にて示す結果より明らかなように、角処理の手法により転写シミュレーション結果が大幅に異なることが予想される。即ち、転写シミュレーション精度向上を図るには本発明手法のようになるべくマスクの実作成プロセスに近いものを模擬したマスク形状変換を行った後に光学像計算を行うことが必要となってくる。
【００３１】
以下に本発明に基づく角処理手法の違いによる転写シミュレーション結果の影響を比較した例を図３及び図６にて示す。角処理手法は、図３に示すように、円弧処理からそれを多角形近似したものまでが想定できる。マスクパターンは図６（ａ）に示す様に、角処理手法を幾種類か変化させて実行した。露光条件は図５にて用いたものと同じとした。図６（ｂ）に転写シミュレーション（空間像）での結果を示す。転写パターンは空間像強度＝０．３となる所でしきい値をとり表示している。このように角処理においては処理される面積を同等にするようにさえすればかなりの精度で一番現実に近い形状（円形）とほぼ同等の転写シミュレーション結果が得られることがわかる。
【００３２】
なお本発明にて提示した処理は、簡単なＣＡＤコマンドの組み合わせで実現することができ、これにより得られるマスク形状を用いることでウェハ上に得られる像強度分布のシミュレーション結果の精度が向上した。
【００３３】
なお、本実施例ではマスクコーナー処理として各設定（リサイズ量、角丸め量）は各マスク描画プロセスに応じて変更すべきものである。更に、リサイズ量に対しても、設計寸法とマスク仕上がり寸法との差（マスクバイアス）に応じて、トータルのリサイズ量を非０にすることも何ら差し支えない。また、本実施例中でのパターン角部形状は全て直角であったが、本質的になんらパターン角部での頂角の大きさを本発明が限定するものではないことは明らかである。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シミュレーションに用いるパターンを実際に形成されているパターンに近づけることによって、シミュレーション結果の精度を向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる実形状模擬マスクパターン作成工程のフローチャートを示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係わる実形状模擬マスクパターンの形成工程を模式的に示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係わる丸め処理の実行例を示す図。
【図４】リサイズ処理によるマスクパターン形状変化について説明するための図。
【図５】計算結果を示す図。
【図６】角処理手法の違いによる転写シミュレーション結果の影響を比較した例を示す図。
【図７】マスク仕上がり形状において凸部コーナーとコーナーのラウンディング量が異なるかについて説明するための図。
【符号の説明】
４１…マスク描画後のレジスト形状をＣＡＤ上でモデル化したもの
４２…４１に負のバイアス量を与えたもの
【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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