JP5142952B2

JP5142952B2 - フォトマスクのパターン補正方法及び製造方法、半導体装置の製造方法、パターン補正装置、並びにプログラム

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Publication number: JP5142952B2
Application number: JP2008288562A
Authority: JP
Inventors: 誠司松浦
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-11-11
Also published as: JP2010117404A

Description

本発明は、フォトマスクのパターンに対して光近接効果の補正を行うフォトマスクのパターン補正方法、半導体装置の製造方法、フォトマスクの製造方法、パターン補正装置、及びプログラムに関する。

近年は半導体装置の微細化が進んでいるため、フォトマスクのパターンに対して光近接効果補正（ＯｐｔｉｃａｌＰｒｏｘｉｍｉｔｙＥｆｆｅｃｔＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：以下ＯＰＣと記載）を行う必要がある。ＯＰＣの手法として、ルールベースＯＰＣとモデルベースＯＰＣがある。これらのうちモデルベースＯＰＣは、複数のパラメータを組み合わせた多項式で光近接効果をモデル化し、このモデルを用いてＯＰＣを行うものである。

特許文献１には、ルールベースＯＰＣとモデルベースＯＰＣを組み合わせてＯＰＣを行うことが開示されている。

特許文献２には、第１の補正精度のモデルベースＯＰＣによってマスクパターンの補正を行った後、第１の補正精度よりも厳密な第２の補正精度のモデルベースＯＰＣでマスクパターンの補正を行うことが開示されている。この文献において、第１の補正精度のモデルベースＯＰＣと、第２の補正制度のモデルベースＯＰＣは、多項式そのものが異なっている。
特開２００３−５２５４７０号公報特開２００３−１６７３２３号公報

モデルベースＯＰＣにおいては、パラメータの値を変えることにより、一回の補正処理における補正量を調節することができる。しかし、パラメータの値を調節しても、一回の補正処理で光近接効果を十分に補正できることは少なく、通常は補正処理を複数回行う必要がある。一方で、補正処理の回数が増大すると、処理時間が増大し、ＯＰＣに必要な労力が増大してしまう。

本発明によれば、フォトマスクの設計パターンを示す設計データを取得する工程と、
前記設計データに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って第１の光近接効果補正を少なくとも１回行うことにより、第１補正後データを生成する工程と、
前記第１補正後データに対して、前記第１の光近接効果補正とは前記第１パラメータの値を異ならせた前記補正モデルに従って第２の光近接効果補正を行うことにより、フォトマスクにおける実際のパターンを示す第２補正後データを生成する工程と、
を備え、
前記第２の光近接効果補正は、前記第１の光近接効果補正より補正量が少なく、
前記第１補正後データを生成する工程の前に、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行い、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行い、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、
前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記第１の光近接効果補正における前記第１パラメータの値にする工程を有するフォトマスクのパターン補正方法が提供される。

本発明によれば、相対的に補正量が多い第１の光近接効果補正を行った後、相対的に補正量が少ない第２の光近接効果補正を行っている。このため、第２の光近接効果補正を複数回行って光近接効果補正を行う場合と比較して、補正回数を少なくすることができる。

また、第１の光近接効果補正における第１パラメータの値は、以下のようにして定められている。まず、第１パラメータの値ごとに、最も必要補正回数が多いテストデータを選択し、選択したテストデータにおける必要補正回数を選ぶ。この処理によって、複数のテストデータの像のすべてを適切な大きさにするまでに必要な補正回数を、第１パラメータの値ごとに定めることができる。その後、定められた補正回数が最も少ない第１パラメータを、第１の光近接効果補正における第１パラメータの値にする。このため、第１の光近接効果補正における補正回数を少なくすることができる。

従って、光近接効果補正における補正回数を少なくすることができる。

本発明によれば、感光膜を形成する工程と、
フォトマスクを用いて前記感光膜を露光する工程と、
露光後の前記感光膜を現像する工程と、
を備え、
前記フォトマスクが有する実パターンは、
フォトマスクのパターンを設計して設計データを生成する工程と、
前記設計データに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って第１の光近接効果補正を少なくとも１回行うことにより、第１補正後データを生成する工程と、
前記第１補正後データに対して、前記第１の光近接効果補正とは前記第１パラメータの値を異ならせた前記補正モデルに従って第２の光近接効果補正を行うことにより、前記実パターンを示す第２補正後データを生成する工程と、
を経て形成され、
前記第２の光近接効果補正は、前記第１の光近接効果補正より補正量が少なく、
前記フォトマスクが有する実パターンを形成するときに、前記第１補正後データを生成する工程の前に、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行い、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と、前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行い、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち、最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、
前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記第１の光近接効果補正における前記第１パラメータの値にする工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、フォトマスクの設計パターンを示す設計データを取得する工程と、
前記設計データに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って第１の光近接効果補正を少なくとも１回行うことにより、第１補正後データを生成する工程と、
前記第１補正後データに対して、前記第１の光近接効果補正とは前記第１パラメータの値を異ならせた前記補正モデルに従って第２の光近接効果補正を行うことにより、フォトマスクにおける実際のパターンを示す第２補正後データを生成する工程と、
前記第２補正後データに従ってフォトマスクを製造する工程と、
を備え、
前記第２の光近接効果補正は、前記第１の光近接効果補正より補正量が少なく、
前記第１補正後データを生成する工程の前に、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行い、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行い、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、
前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記第１の光近接効果補正における前記第１パラメータの値にする工程を有するフォトマスクの製造方法が提供される。

本発明によれば、フォトマスクのパターンに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って光近接効果補正を行うパターン補正装置であって、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行う補正量算出部と、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と、前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行う必要補正回数算出部と、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち、最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記光近接効果補正における前記第１パラメータの値にするパラメータ算出部と、
を備えるパターン補正装置が提供される。

本発明によれば、フォトマスクのパターンに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って光近接効果補正を行うためのプログラムであって、コンピュータに、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行う機能と、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と、前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行う機能と、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち、最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記光近接効果補正における前記第１パラメータの値にする機能と、
を実現させるプログラムが提供される。

本発明によれば、光近接効果補正における補正回数を少なくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられるフォトマスクのパターン補正方法の要部を示すフローチャートである。図２は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図３は、フォトマスクのパターン補正に用いられるパターン補正装置の構成を示すブロック図である。

図２に示す半導体装置の製造方法は、感光膜を形成する工程（ステップＳ７００）と、フォトマスクを用いて感光膜を露光する工程（ステップＳ７０２）と、露光後の感光膜を現像する工程（ステップＳ７０４）とを備える。そして、フォトマスクが有する実パターンは、フォトマスクのパターンを設計して設計データを生成する工程（ステップＳ３００）と、光近接効果の補正を行う工程（ステップＳ５００）とを経て形成される。光近接効果の補正を行う工程は、設計データに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って第１の光近接効果補正を少なくとも１回行うことにより、第１補正後データを生成する工程と、第１補正後データに対して、第１の光近接効果補正とは第１パラメータの値を異ならせた補正モデルに従って第２の光近接効果補正を行うことにより、実パターンを示す第２補正後データを生成する工程とを有している。第２の光近接効果補正は、第１の光近接効果補正より補正量が少ない。

フォトマスクが有する実パターンを形成するときに、第１補正後データを生成する工程の前に、以下の処理を行う。まず、テストパターンを示すテストデータを、第１パラメータの値を固定した上で補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後のテストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類のテストデータそれぞれに対して第１パラメータの値を変えつつ行う。そして、テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と、第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、複数種類のテストデータそれぞれに対して行う。そして、第１パラメータの値それぞれごとに、テストデータのうち、最も必要補正回数が多いテストデータを選択し、選択されたテストデータの必要補正回数を選ぶ処理を、必要補正回数データを用いて行う。そして、選ばれた必要補正回数の第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて選ばれた必要補正回数が極小値となる第１パラメータの値を、第１の光近接効果補正における第１パラメータの値にする。

以下、詳細に説明する。

まず、図３を用いてパターン補正装置の構成について説明する。このパターン補正装置は、フォトマスクの設計パターンを示す設計データに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って光近接効果補正を行うパターン補正装置であり、補正量算出部２２０、必要補正回数算出部２３０、及びパラメータ算出部２４０を備える。補正量算出部２２０は、テストパターンを示すテストデータを、第１パラメータの値を固定した上で補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後のテストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類のテストデータそれぞれに対して第１パラメータの値を変えつつ行う。必要補正回数算出部２３０は、テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と、第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、複数種類のテストデータそれぞれに対して行う。パラメータ算出部２４０は、第１パラメータの値それぞれごとに、テストデータのうち、最も必要補正回数が多いテストデータを選択し、選択されたテストデータの必要補正回数を選ぶ処理を、必要補正回数データを用いて行い、選ばれた必要補正回数の第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて選ばれた必要補正回数が極小値となる第１パラメータの値を、第１の光近接効果補正における第１パラメータの値にする。パラメータ算出部２４０は、この第１パラメータの値を、パラメータ記憶部２５０に記憶させる。

またパターン補正装置は、入力部１００、補正モデル記憶部１１０、テストパターン設計部２００、テストパターン記憶部２１０、パターン設計部３００、パターン記憶部３１０、及びパターン補正部３２０を備える。

入力部１００は、パターン補正装置の操作者が入力した各種情報を取得する。補正モデル記憶部１１０は、モデルベースＯＰＣに必要な各種情報、たとえばモデルベースＯＰＣに用いられる多項式、及びこの多項式に用いられるパラメータのデフォルトの値を記憶している。この多項式に用いられるパラメータには、例えばコヒーレンシ・ファクタ（照明σ）、露光波長パラメータ、及び開口数（ＮＡ）が含まれる。本実施形態において、上記した第１パラメータとしては、例えばコヒーレンシ・ファクタを用いることができるが、露光波長パラメータ又は開口数を第１パラメータとして用いても良い。なお第１パラメータ以外のパラメータは、本実施形態に示した処理を行う間は全て固定されている。

テストパターン設計部２００は、操作者が入力部１００に入力した情報に従って、複数種類のテストパターンを生成し、かつ生成された複数種類のテストパターンそれぞれを示す複数種類のテストデータを生成する。テストパターン記憶部２１０は、テストパターン設計部２００が生成した複数種類のテストデータを記憶する。

パターン設計部３００は、操作者が入力部１００に入力した情報に従って、フォトマスクのパターンの設計パターンを生成し、かつ生成された設計パターンを示す設計データを生成する。パターン記憶部３１０は、パターン設計部３００が生成した設計データを記憶する。

パターン補正部３２０は、設計データに対してモデルベースＯＰＣを行うことにより、第１補正後データを生成し、かつ第１補正後データに対してモデルベースＯＰＣを行うことにより第２補正後データを生成する。このとき、パターン補正部３２０は、補正モデル記憶部１１０が記憶している各種情報、及びパラメータ記憶部２５０が記憶している第１パラメータの値を読み出して用いる。

なお、図３に示したパターン補正装置の各構成要素は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。パターン補正装置の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニットを中心に、ハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例があることは、当業者には理解されるところである。

図４の各図は、テストパターンの形状の例を示す平面図である。図４（ａ）に示す例においてテストパターンは、孤立パターン２０を一つ有する単独パターン１０であり、図４（ｂ）に示す例においてテストパターンは、孤立パターン２０を複数直線に沿って配置した直線パターン１２であり、図４（ｃ）に示す例においてテストパターンは、孤立パターン２０を複数等間隔で２次元的に配置した密集パターン１４である。密集パターン１４における孤立パターン２０は、例えばマトリクス状に配置される。単独パターン１０、直線パターン１２、及び密集パターン１４それぞれにおいて、孤立パターン２０は正方形である。そして、正方形の辺の長さは、フォトマスクの設計パターンにおける最小デザインルールに定められた配線幅の最小値である。また直線パターン１２及び密集パターン１４における正方形の配置間隔は、最小デザインルールに定められた配線の配置間隔の最小値である。

次に、図２を用いて、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。まず図２に示したパターン補正装置を用いて、モデルベースＯＰＣにおける補正モデルの第１パラメータの値を設定する（ステップＳ１００）。次いで、パターン補正装置のパターン設計部３００を用いて、フォトマスクの設計パターンを示す設計データを生成し、パターン記憶部３１０に記憶させる（ステップＳ３００）。次いで、パターン補正装置を用いて設計データに対して光近接効果の補正を行い、第１補正後データを生成し、さらに第１補正後データに対して光近接効果の補正を行うことにより、フォトマスクに実際に用いられるパターンを示す第２補正後データを生成する（ステップＳ５００）。パターン補正装置は、第１補正後データを生成するとき、ステップＳ１００で設定した第１パラメータの値を用いる。

その後、第２補正後データを用いてフォトマスクを形成する（ステップＳ６００）。その後、半導体基板上に感光膜を形成し（ステップＳ７００）、この感光膜を、ステップＳ６００で形成したフォトマスクを用いて露光し（ステップＳ７０２）、さらに感光膜を現像する（ステップＳ７０４）。

次に、図１を用いて、図２におけるステップＳ１００の詳細を説明する。ステップＳ１００に示した処理を行う前に、操作者は、パターン補正装置のテストパターン設計部２００に、予めテストパターンである独立パターン１０、直線パターン１２、及び密集パターン１４を生成させておく。

まず操作者は、パターン補正装置の入力部１００に、第１パラメータの値を設定する旨の入力を行う。すると、パターン補正装置の補正量算出部２２０は、テストパターン記憶部２１０から独立パターン１０、直線パターン１２、及び密集パターン１４それぞれを示すテストデータを読み出し、かつ、補正モデル記憶部１１０からモデルベースＯＰＣに必要な各種情報を読み出す。

次いで補正量算出部２２０は、一つのテストデータを選択する（ステップＳ１１０）。次いで補正量算出部２２０は、モデルベースＯＰＣの補正モデルに含まれるパラメータの一つである第１パラメータの値をデフォルトの値に設定する。次いで補正量算出部２２０は、選択されたテストデータを補正モデルで補正し、テストパターンの各エッジの補正量を算出する。ここで補正対象となるエッジは、例えばテストパターンそれぞれごとに予め定められている。そして補正量算出部２２０は、算出した補正量に従って、テストパターンの各エッジを移動させ、補正後のテストデータを生成する（ステップＳ１２０）。次いで補正量算出部２２０は、補正後のテストデータを用いて、このテストデータが示すパターンで露光を行ったときの像の形状を計算し、像における各エッジの位置すなわち像の大きさを算出する。そして補正量算出部２２０は、算出した像の大きさを補正回数に対応付けて記憶する（ステップＳ１３０）。

補正量算出部２２０は、ステップＳ１２０及びステップＳ１３０に示した処理を、必要な回数繰り返す（ステップＳ１４０）。そして補正量算出部２２０は、第１パラメータの値を少しずつずらしながら（ステップＳ１６０）、第１パラメータの値が基準値になるまで（ステップＳ１５０）、ステップＳ１２０〜ステップＳ１４０に示した処理を繰り返す。

補正量算出部２２０は、ステップＳ１２０〜ステップＳ１６０に示した処理を、テストパターンを変更しつつ（ステップＳ１１０）繰り返し行う（ステップＳ１７０）。このようにして、全てのテストパターンに対して、ステップＳ１２０〜ステップＳ１６０に示した処理が行われる。

そして補正量算出部２２０は、テストデータそれぞれごと、かつ第１パラメータの値それぞれごとに、補正回数と補正後のテストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する（ステップＳ１８０）。補正量データは、例えば後述する図５〜図７に示すように、補正回数からテストパターンの像の大きさを算出するための関数である。この関数は、各テストデータにつき複数（すなわち第１パラメータの値ごとに）生成されている。

次いで必要補正回数算出部２３０は、補正量算出部２２０が生成した補正量データそれぞれごとに、テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数を算出する。次いで必要補正回数算出部２３０は、必要補正回数と、第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを、テストパターン別に生成する（ステップＳ１９０）。必要補正回数データは、例えば必要補正回数の第１パラメータ依存を示す関数である。

図５は、独立パターン１０における補正量データとしての関数を示すグラフであり、図６は、直線パターン１２における補正量データとしての関数を示すグラフであり、図７は、密集パターン１４における補正量データとしての関数を示すグラフである。各グラフは、縦軸を像の大きさとして、横軸を補正回数としており、また、第１のパラメータの値としてα、β、γの３種類を用いた場合を例示している。これらのグラフからわかるように、第１のパラメータの値を変えることにより、像が必要な大きさになるまでに必要な補正回数が異なっている。そして、必要な大きさを示す横線と補正量データとしての関数との交点が、必要補正回数となる。

なお図６においては、直線パターン１２の中央に位置する孤立パターン２０に対応する像の大きさを縦軸にとっている。具体的には、孤立パターン２０の配置が示す直線に沿う方向（図４（ｂ）のＸ方向）の幅と、孤立パターン２０の配置が示す直線に直交する方向（図４（ｂ）のＹ方向）の幅それぞれを示している。

また図７においては、密集パターン１４の中央に位置する孤立パターン２０に対応する像の大きさを縦軸にとっている。

図１に戻る。次いでパラメータ算出部２４０は、第１パラメータの値それぞれごとに、テストデータのうち、最も必要補正回数が多いテストデータを選択し、選択されたテストデータの必要補正回数を選ぶ処理を、必要補正回数データを用いて行う。そしてパラメータ算出部２４０は、選ばれた必要補正回数の第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、生成したグラフにおいて選ばれた必要補正回数が極小値となる第１パラメータの値を、第１の光近接効果補正における第１パラメータの値をして決定し、決定した第１パラメータの値をパラメータ記憶部２５０に記憶させる（ステップＳ２００）。

図８は、ステップＳ１９０においてパラメータ算出部２４０が行う処理を説明する図である。点線は、独立パターン１０、直線パターン１２、及び密集パターン１４それぞれにおける必要補正回数データとしての関数である。パラメータ算出部２４０が行う処理のうち、「第１パラメータの値それぞれごとに、テストデータのうち、最も必要補正回数が多いテストデータを選択し、選択されたテストデータの必要補正回数を選ぶ」処理とは、独立パターン１０、直線パターン１２、及び密集パターン１４それぞれにおける必要補正回数データとしての関数のうち、最も必要補正回数が上に位置している関数を第１パラメータ別に選ぶ処理（図中実線を引く処理）である。なお、この処理は、選ばれた必要補正回数の第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成する処理も兼ねている。そして、パラメータ算出部２４０が行う処理のうち、「生成したグラフにおいて選ばれた必要補正回数が極小値となる第１パラメータの値を、第１の光近接効果補正における第１パラメータの値をして決定する」処理とは、図中の実線で示される関数から極小点（例えば点線で示す複数のグラフ相互間の交点のうち最も必要補正回数が大きい点）を選択し、この極小点に対応する第１パラメータの値ｔを、第１の光近接効果補正における第１パラメータの値にする処理である。なお、このとき、パラメータ算出部２４０は、第１パラメータの値ｔに対応する補正回数ｓも選択し、パラメータ記憶部２５０に記憶させる。

図９は、図２におけるＳ５００の詳細を示すフローチャートである。まずパターン補正部３２０は、補正モデル記憶部１１０からモデルベースＯＰＣに必要な各種情報を読み出し、かつパラメータ記憶部２５０から第１パラメータの値ｔ及び補正回数ｓを読み出す。そしてパターン補正部３２０は、読み出した第１パラメータの値ｔを、補正モデルにおける第１パラメータの値に設定する（ステップＳ３１０）。

そしてパターン補正部３２０は、第１パラメータの値としてｔが設定された状態で、補正モデルを用いた第１の光近接効果補正を、ｓ回ほど行う。これにより、第１補正後データが生成される（ステップＳ３２０及びステップＳ３３０）。そしてパターン補正部３２０は、第１パラメータの値をｔ以外の値にして、一回の補正量が第１の光近接効果補正より少なくなるようにする。次いでパターン補正部３２０は、第１の光近接効果補正と同じ補正モデルを用いて、第１補正後データに対して第２の光近接効果補正を所定回数（例えば１回又は２回）行う（ステップＳ３４０）。これにより、フォトマスクに実際に形成されるべき実パターンを示す第２補正後データが生成される。パターン補正部３２０は、第２補正後データをパターン記憶部３１０に記憶させる。

次に、本実施形態における作用及び効果について説明する。本実施形態では、パターン補正装置のパターン補正部３２０は、相対的に補正量が多い第１の光近接効果補正を行った後、相対的に補正量が少ない第２の光近接効果補正を行っている。このため、第２の光近接効果補正を複数回行って光近接効果補正を行う場合と比較して、補正回数を少なくすることができる。

また、第１の光近接効果補正における第１パラメータの値は、以下のようにして定められている。まず、補正量算出部２２０が、補正回数と補正後のテストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、第１パラメータの値を変えつつ複数種類のテストデータに対して行う。

そして必要補正回数算出部２３０が、第１パラメータの値ごとに、最も必要補正回数が多いテストデータを選択し、選択したテストデータにおける必要補正回数を選ぶ。この処理によって、複数のテストデータの像のすべてを適切な大きさにするまでに必要な補正回数を、第１パラメータの値ごとに定めることができる。その後、パラメータ算出部２４０が、定められた補正回数が最も少ない第１パラメータを、第１の光近接効果補正における第１パラメータの値にする。このため、第１の光近接効果補正における補正回数を少なくすることができる。

また、テストパターンとして、単独パターン１０、直線パターン１２、及び密集パターン１４を用いている。単独パターン１０は孤立パターン２０を一つ有しており、直線パターン１２は孤立パターン２０を複数直線状に配置したパターンであり、密集パターン１４は孤立パターン２０を複数等間隔で２次元的に配置したパターンである。これらのパターンは、フォトマスクのパターンのうちＯＰＣが必要な代表的なパターンを模擬している。従って、必要なテストパターンの数を少なくすることができる。

また、孤立パターン２０の一辺の長さは、フォトマスクの設計パターンにおける最小デザインルールに定められた配線幅の最小値である。また直線パターン１２及び密集パターン１４における孤立パターン２０の配置間隔は、最小デザインルールに定められた配線の配置間隔の最小値である。このため、パラメータ算出部２４０が算出した第１パラメータの値を適切な値にすることができる。

図１０は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられるフォトマスクのパターン補正方法の要部を示すフローチャートであり、第１の実施形態における図１に相当する図である。本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、ステップＳ１２０〜ステップＳ１６０に示した処理、補正量データの生成処理（ステップＳ１６２）、及び必要補正回数データの生成処理（ステップＳ１６４）を一貫して行った後に、テストパターンの変更を行う（ステップＳ１７０及びステップＳ１１０）点を除いて、第１の実施形態と同様である。補正量データの生成処理及び必要補正回数データの生成処理の詳細は、第１の実施形態においてステップＳ１８０及びステップＳ１９０で示した処理と同様である。

本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられるフォトマスクのパターン補正方法の要部を示すフローチャートである。第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。フォトマスクのパターン補正に用いられるパターン補正装置の構成を示すブロック図である。各図はテストパターンの形状の例を示す平面図である。孤立パターンにおける補正量データとしての関数を示すグラフである。直線パターンにおける補正量データとしての関数を示すグラフである。密集パターンにおける補正量データとしての関数を示すグラフである。ステップＳ１９０においてパラメータ算出部が行う処理を説明する図である。図２におけるＳ５００の詳細を示すフローチャートである。第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられるフォトマスクのパターン補正方法の要部を示すフローチャートである。

符号の説明

１０単独パターン
１２直線パターン
１４密集パターン
２０孤立パターン
１００入力部
１１０補正モデル記憶部
２００テストパターン設計部
２１０テストパターン記憶部
２２０補正量算出部
２３０必要補正回数算出部
２４０パラメータ算出部
２５０パラメータ記憶部
３００パターン設計部
３１０パターン記憶部
３２０パターン補正部

Claims

フォトマスクの設計パターンを示す設計データを取得する工程と、
前記設計データに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って第１の光近接効果補正を少なくとも１回行うことにより、第１補正後データを生成する工程と、
前記第１補正後データに対して、前記第１の光近接効果補正とは前記第１パラメータの値を異ならせた前記補正モデルに従って第２の光近接効果補正を行うことにより、フォトマスクにおける実際のパターンを示す第２補正後データを生成する工程と、
を備え、
前記第２の光近接効果補正は、前記第１の光近接効果補正より補正量が少なく、
前記第１補正後データを生成する工程の前に、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行い、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行い、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、
前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記第１の光近接効果補正における前記第１パラメータの値にする工程を有するフォトマスクのパターン補正方法。
請求項１に記載のフォトマスクのパターン補正方法において、
前記補正モデルは、露光波長パラメータ、開口数、コヒーレンシ・ファクタをパラメータとして有しており、
前記第１パラメータは、前記コヒーレンシ・ファクタであるフォトマスクのパターン補正方法。
請求項１又は２に記載のフォトマスクのパターン補正方法において、
前記複数種類のテストパターンデータが示す複数種類のテストパターンは、
孤立したパターンを一つ有する単独パターンと、
孤立したパターンを複数直線に沿って配置した直線パターンと、
孤立したパターンを複数等間隔で２次元的に配置した密集パターンと、
を含むフォトマスクのパターン補正方法。
請求項３に記載のフォトマスクのパターン補正方法において、
前記単独パターン、前記直線パターン、及び前記密集パターンそれぞれにおける孤立したパターンは、正方形であるフォトマスクのパターン補正方法。
請求項４に記載のフォトマスクのパターン補正方法において、
前記正方形の辺の長さは、前記設計パターンにおける最小デザインルールに定められた配線幅の最小値であり、
前記直線パターン及び前記密集パターンにおける前記正方形の配置間隔は、前記最小デザインルールに定められた配線の配置間隔の最小値であるフォトマスクのパターン補正方法。
感光膜を形成する工程と、
フォトマスクを用いて前記感光膜を露光する工程と、
露光後の前記感光膜を現像する工程と、
を備え、
前記フォトマスクが有する実パターンは、
フォトマスクのパターンを設計して設計データを生成する工程と、
前記設計データに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って第１の光近接効果補正を少なくとも１回行うことにより、第１補正後データを生成する工程と、
前記第１補正後データに対して、前記第１の光近接効果補正とは前記第１パラメータの値を異ならせた前記補正モデルに従って第２の光近接効果補正を行うことにより、前記実パターンを示す第２補正後データを生成する工程と、
を経て形成され、
前記第２の光近接効果補正は、前記第１の光近接効果補正より補正量が少なく、
前記フォトマスクが有する実パターンを形成するときに、前記第１補正後データを生成する工程の前に、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行い、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と、前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行い、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち、最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、
前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記第１の光近接効果補正における前記第１パラメータの値にする工程を有する半導体装置の製造方法。
フォトマスクの設計パターンを示す設計データを取得する工程と、
前記設計データに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って第１の光近接効果補正を少なくとも１回行うことにより、第１補正後データを生成する工程と、
前記第１補正後データに対して、前記第１の光近接効果補正とは前記第１パラメータの値を異ならせた前記補正モデルに従って第２の光近接効果補正を行うことにより、フォトマスクにおける実際のパターンを示す第２補正後データを生成する工程と、
前記第２補正後データに従ってフォトマスクを製造する工程と、
を備え、
前記第２の光近接効果補正は、前記第１の光近接効果補正より補正量が少なく、
前記第１補正後データを生成する工程の前に、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行い、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行い、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、
前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記第１の光近接効果補正における前記第１パラメータの値にする工程を有するフォトマスクの製造方法。
フォトマスクのパターンに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って光近接効果補正を行うパターン補正装置であって、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行う補正量算出部と、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と、前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行う必要補正回数算出部と、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち、最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記光近接効果補正における前記第１パラメータの値にするパラメータ算出部と、
を備えるパターン補正装置。
フォトマスクのパターンに対して、第１パラメータを有する補正モデルに従って光近接効果補正を行うためのプログラムであって、コンピュータに、
テストパターンを示すテストデータを、前記第１パラメータの値を固定した上で前記補正モデルに従って繰り返し補正しつつ像計算を行うことにより、補正回数と補正後の前記テストパターンの像の大きさの関係を示す補正量データを生成する処理を、複数種類の前記テストデータそれぞれに対して前記第１パラメータの値を変えつつ行う機能と、
前記テストパターンの像が必要な大きさに補正されるまでの補正回数である必要補正回数と、前記第１パラメータの値との関係を示す必要補正回数データを生成する処理を、前記複数種類のテストデータそれぞれに対して行う機能と、
前記第１パラメータの値それぞれごとに、前記テストデータのうち、最も前記必要補正回数が多い前記テストデータを選択し、選択された前記テストデータの前記必要補正回数を選ぶ処理を、前記必要補正回数データを用いて行い、前記選ばれた必要補正回数の前記第１パラメータに対する依存性を示すグラフを生成し、当該グラフにおいて前記選ばれた必要補正回数が極小値となる前記第１パラメータの値を、前記光近接効果補正における前記第１パラメータの値にする機能と、
を実現させるプログラム。