JP2000181045A

JP2000181045A - パターン補正方法

Info

Publication number: JP2000181045A
Application number: JP35109498A
Authority: JP
Inventors: Taku Saito; 卓斉藤
Original assignee: Matsushita Electronics Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】光近接効果の補正を高精度に行なえるように
する。【解決手段】テストパターン測定工程ＳＴ１２におい
て、ウェハ上に転写されたテストパターンの寸法を測定
する。続いて、プロセス変動計算工程ＳＴ１３において
実プロセスにおける各種パラメータの変動量、例えば、
露光量の変動として±５％、デフォーカスとして±０．
４５μｍの場合を想定し、このような変動要因が正規分
布を持って変動していると仮定する。次に、寸法分布及
び平均値取得工程ＳＴ１４において、寸法分布特性を取
得した後、寸法分布ごとにそれぞれ平均値を算出する。
次の寸法補正量決定工程ＳＴ１５において、算出した平
均値に基づいて、転写パターンが所定の設計値となるよ
うにフォトマスクの設計パターンの寸法補正量を決定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置又は液
晶表示パネル等のパターン露光工程に用いられるマスク
パターンのパターン補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の微細化技術は急速に
進展しており、例えば、ダイナミックランダムアクセス
メモリ（ＤＲＡＭ）装置においては、６４メガビットが
量産され、２５６メガビットもサンプル出荷が行なわれ
ている。このように高集積化され超微細な設計パターン
を持つ半導体装置を製造するためのキーとなるプロセス
がリソグラフィープロセスである。

【０００３】現在、露光装置には、主として波長が３６
５ｎｍのｉ線又は波長が２５４ｎｍのＫｒＦエキシマレ
ーザー光を光源とする投影露光装置（ステッパ）が用い
られている。しかしながら、素子の寸法がますます小さ
くなり、その最小寸法が露光光の波長よりも小さくなる
と、光近接効果による露光後のレジストパターンの寸法
変動が生じたり、パターン形状が劣化したりするという
問題が顕著となる。

【０００４】具体的には、例えば、幅が０．１８μｍの
設計パターンが周囲のパターン配置によって設計通りの
寸法にならないことや、長辺が著しく長い方形パターン
の該長辺が極端に後退する現象である。

【０００５】以下、光近接効果について図面を参照しな
がら説明する。

【０００６】図１６は光近接効果を示すグラフであり、
横軸は設計パターンのパターンピッチを表わし、縦軸は
転写後のパターン寸法を表わしている。図１６に示すよ
うに、設計パターンのパターンピッチが変化するにつれ
て寸法が大きく変動している。特に、パターンピッチが
０．４５μｍ〜１．８μｍの間の領域においては、転写
後のパターン寸法が設計パターンよりも小さくなり、さ
らに、パターンピッチが０．４５μｍよりも小さくなる
と転写後のパターン寸法が極端に大きくなる。これは周
囲のパターン配置によって、回折光の強度が大きく変化
するためである。

【０００７】従来、この様な光近接効果によるパターン
の変形及び寸法変動を防止し、所望のパターン形状及び
寸法を得るパターン補正方法として光近接効果補正方法
がある。これは、あらかじめフォトマスクに形成される
設計パターンをその転写後の転写パターンの変形分を見
込んで変形させておき、露光後の転写パターンを所望の
パターン形状に近づけようとする方法である。

【０００８】以下、従来の光近接効果補正方法について
図面を参照しながら説明する。

【０００９】図１７は従来の光近接効果補正方法の概略
フローを示している。

【００１０】図１７に示すように、まず、設計パターン
の寸法、ピッチ、形状又は周囲のパターン配置等を変化
させた複数のテストパターンを作成する。このテストパ
ターンを用いてウェハ上にレジストパターンとして転写
して、必要な測定個所を測定する。このときレジストパ
ターンではなく、エッチングを行なった後に測定しても
よい。また、露光光のフォーカスはベストフォーカスと
している。

【００１１】次に、転写されたパターンの測定結果に基
づいて、所望の設計パターンを得られるようにマスクパ
ターンを補正するルールを作成し、このルールに従って
マスクパターンを補正する。

【００１２】また、最近では、測定データを元に補正モ
デルを作成し、作成した補正モデルに対してシミュレー
ションを行なって補正する方法もある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のパターン補正方法は、設計パターンがサブクォータ
ーミクロンの領域にまで到達しようとしている現状にお
いては、十分な補正効果を得られないという問題を有し
ている。

【００１４】本発明は、サブクォーターミクロンの領域
であっても、光近接効果の補正を高精度に行なえるよう
にすることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、マスクパターンの補正を、露光プロセス
における種々の変動要素、すなわち、転写時のフォーカ
スの変動、露光量の変動又はマスク寸法の変動をも考慮
し、転写された設計パターンが所望の設計パターンに近
くなるようにマスクパターンの寸法を補正する構成とす
る。

【００１６】具体的に、本発明に係る第１のパターン補
正方法は、フォトマスクのパターンを基板上に転写する
際に、基板上に転写された転写パターンが所望の設計パ
ターンに近づくようにフォトマスクのパターンの寸法を
補正するパターン補正方法を対象とし、フォトマスクの
パターンの転写時に発生するフォーカスの変動、露光量
の変動及びマスク寸法の変動等の変動要素を用いて、転
写パターンが設計パターンに近くなるようにフォトマス
クの設計パターンの寸法を補正する。

【００１７】第１のパターン補正方法によると、フォト
マスクのパターンの転写時に発生するフォーカスの変
動、露光量の変動及びマスク寸法の変動等の変動要素を
用いて、フォトマスクのパターン寸法を補正するため、
従来の補正方法が、例えば、フォーカスをベストフォー
カスとし、露光量及びマスク寸法を一定値であると仮定
してプロセス変動を考慮せずに回折光の強度のみにより
補正を行なうのと比べて、実プロセスに即した補正が可
能となる。

【００１８】本発明に係る第２のパターン補正方法は、
フォトマスクのパターンを基板上に転写する際に、基板
上に転写された転写パターンが所望の設計パターンに近
づくようにフォトマスクのパターンの寸法を補正するパ
ターン補正方法を対象とし、フォトマスクの設計パター
ンの転写時に発生するフォーカスの変動、露光量の変動
及びマスク寸法の変動等を含む変動要素を用いて、転写
パターンにおける典型的なパターン部分に対して寸法の
ばらつきを予測した後、ばらつきの平均値を算出する工
程と、ばらつきの平均値が典型的なパターン部分の所望
の寸法と等しくなるように、フォトマスクのパターンの
寸法を補正する工程とを備えている。

【００１９】第２のパターン補正方法によると、フォト
マスクのパターンの転写時に発生するフォーカスの変
動、露光量の変動及びマスク寸法の変動を含む複数の変
動要素のうちの少なくとも１つの変動要素を用いて、転
写パターンにおける典型的なパターン部分に対して寸法
のばらつきを予測し、そのばらつきの平均値を算出す
る。続いて、ばらつきの平均値が典型的なパターン部分
の所望の寸法と等しくなるようにフォトマスクのパター
ンの寸法を補正すると共に、種々のパターン部分のうち
の典型的なパターン部分のみを用いて寸法のばらつきを
予測するので、現実的な時間内でプロセス変動をパター
ン補正に反映できる。

【００２０】第２のパターン補正方法において、典型的
なパターン部分は、設計パターンにおける相対的に密な
パターン部分と相対的に疎なパターン部分とからなるこ
とが好ましい。

【００２１】本発明に係る第３のパターン補正方法は、
フォトマスクのパターンを基板上に転写する際に、基板
上に転写された転写パターンが所望の設計パターンに近
づくようにフォトマスクのパターンの寸法を補正するパ
ターン補正方法を対象とし、設計パターンと同一寸法の
テストパターンを有するテスト用フォトマスクを用い
て、基板上にテストパターンを転写し、転写されたテス
トパターンの寸法を測定するテストパターン測定工程
と、テストパターンの転写時に発生するフォーカスの変
動、露光量の変動及びマスク寸法の変動を含む複数の変
動要素のうちの少なくとも１つの変動要素に対するテス
トパターンの寸法変化量を測定する寸法変化量測定工程
と、テストパターンの寸法変化量の測定結果から予測さ
れる該テストパターンの寸法変化量に基づいて、テスト
パターンの寸法変化量を算出する寸法変化量算出工程
と、テストパターンの寸法変化量に基づいて、フォトマ
スクのパターンの寸法を補正する寸法補正工程とを備え
ている。

【００２２】第３のパターン補正方法によると、フォト
マスクのパターンの転写時に発生するフォーカスの変
動、露光量の変動及びマスク寸法の変動を含む複数の変
動要素のうちの少なくとも１つの変動要素に対するテス
トパターンの寸法変化量を測定し、テストパターンの寸
法変化量の測定結果から予測される該テストパターンの
寸法変化量に基づいて、テストパターンの寸法変化量を
算出する。このように、フォーカスの変動等のプロセス
の変動要素を考慮して、パターンの寸法変化量を算出す
るため、実プロセスに即した補正が可能となる。

【００２３】第３のパターン補正方法において、変化量
算出工程は、変動要素に対して、それぞれ転写条件が異
なる複数のテストパターンの寸法分布を求め、複数の寸
法分布ごとに平均値を算出することにより、変化量を算
出する工程を含むことが好ましい。

【００２４】本発明に係る第４のパターン補正方法は、
フォトマスクのパターンを基板上に転写する際に、基板
上に転写された転写パターンが所望の設計パターンに近
づくようにフォトマスクのパターンの寸法を補正するパ
ターン補正方法を対象とし、設計パターンと同一寸法の
テストパターンを有するテスト用フォトマスクにフォー
カスをずらせたデフォーカス状態の露光光を照射するこ
とにより、基板上にテストパターンを転写するテストパ
ターン転写工程と、基板上に転写されたテストパターン
の寸法を測定した後、測定された寸法を用いてテストパ
ターンの寸法補正量を決定する寸法補正量決定工程と、
寸法補正量に基づいてフォトマスクのパターンの寸法を
補正する寸法補正工程とを備えている。

【００２５】第４のパターン補正方法によると、デフォ
ーカス状態でテストパターンを転写する。後述するよう
に、フォーカス変動によるパターンの寸法変動は非直線
的であり、パターン変動の主要な原因であるため、デフ
ォーカス状態で転写したテストパターンの寸法を用いて
補正量を決定すると、主なプロセス変動を考慮したこと
になり、実プロセスに即した補正が簡便に行なえる。

【００２６】第４のパターン補正方法において、デフォ
ーカス状態におけるデフォーカス量が０．１μｍ〜０．
３μｍ又は−０．３μｍ〜−０．１μｍであることが好
ましい。

【００２７】

【発明の実施の形態】本願発明者は、光近接効果のパタ
ーン補正をより高精度に行なう方法を種々検討した結
果、露光工程におけるプロセス変動、例えば、転写時の
フォーカスの変動、露光量の変動及びマスク寸法の変動
等を考慮することにより、より高精度なパターン補正が
行なえるという知見を得ている。

【００２８】例えば、図１は露光光のフォーカスが変動
する場合の、幅が０．１８μｍの孤立パターンの寸法変
化を表わすグラフであり、横軸がフォーカス位置を示
し、縦軸がパターンの寸法を表わしている。図１に示す
ように、フォーカスが正方向又は負方向のいずれの方向
にずれてもパターン寸法が所定の寸法よりも小さくなる
ことが分かる。

【００２９】次に、転写時のフォーカス変動を考えてみ
る。一般にフォーカス変動は、フォーカスセンサの再現
精度、下地ウェハの表面の凹凸状態、ステッパレンズの
傾斜等によって生じる。このようなフォーカス変動は、
例えば、平均値ａ及び標準偏差ｓの正規分布をしている
と考えられる。平均値ａは通常０μｍであり、標準偏差
ｓは例えば０．１２μｍとする。このようなフォーカス
変動があった場合の、幅が０．１８μｍの孤立ラインの
寸法分布を考える。

【００３０】図２は、図１のデフォーカス特性に、フォ
ーカスを正規分布させることにより得られる、幅が０．
１８μｍの孤立パターンの寸法分布の予測結果を示して
いる。ここで、横軸が転写パターンの寸法を表わし、縦
軸が頻度（出現率）を表わしている。このときの幅寸法
の平均値は０．１７５μｍとなる。すなわち、ベストフ
ォーカス時に０．１８μｍとなるように露光条件を設定
しているにもかかわらず、デフォーカスによる寸法変動
の結果、平均的な寸法が０．１７５μｍとなっている。

【００３１】従来の方法では、前述したように、フォー
カスの変動を考慮せずに、ベストフォーカス時の寸法を
測定することにより光近接効果の補正を行なっている。

【００３２】図２に示すように、実際のプロセスにおい
ては、例えばフォーカス変動によってパターン寸法の平
均値がベストフォーカス時の寸法と異なっているため、
図１７に示すような従来の補正方法では十分な精度で光
近接効果を補正することはできない。

【００３３】そこで、本発明に係るパターン補正方法
は、露光工程における種々のプロセス変動の少なくとも
１つを考慮しながら光近接効果補正を行なう。

【００３４】図３は本発明に係るパターン補正方法の概
略フローを示している。図３に示すように、まず、テス
トパターン転写工程ＳＴ０１において、所望の設計パタ
ーンと同一寸法のテストパターンを持つテスト用フォト
マスクを用いて、ウェハ上にレジストパターンとしてテ
ストパターンを転写する。また、必要に応じて該レジス
トパターンに対してエッチングを行なう。

【００３５】次に、テストパターン測定工程ＳＴ０２に
おいて、ウェハ上に転写されたテストパターンの寸法を
測定する。このとき、露光量の余裕度やフォーカスの余
裕度等のプロセス変動要因に対するテストパターンの変
化量を測定する。

【００３６】次に、寸法変化量測定工程としてのプロセ
ス変動計算工程ＳＴ０３において、予想されるプロセス
変動量に応じて、設計パターンが転写される際にパター
ン寸法がどのように変化するかを計算する。

【００３７】次に、寸法変化量算出工程としての寸法補
正量決定工程ＳＴ０４において、プロセス変動量を考慮
したパターン寸法に基づいて光近接効果の補正量を決定
し、次の寸法補正工程ＳＴ０５において、決定した補正
量に基づいてフォトマスクのパターンの寸法を補正す
る。

【００３８】このように、光近接効果補正の補正量を決
定する際にプロセス変動の影響を考慮しているため、実
際のパターン形成プロセスにおいて、より高精度に寸法
の制御を行なうことができる。

【００３９】（第１の実施形態）以下、本発明の第１の
実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００４０】図４は本発明の第１の実施形態に係るパタ
ーン補正方法のフローチャートを示している。図４に示
すように、まず、テストパターン転写工程ＳＴ１１にお
いて、例えば、互いに異なるパターンピッチ部分が形成
されたテストパターンを持つテスト用フォトマスク、又
はマスクごとに異なるパターンピッチを持つ複数のテス
ト用フォトマスクを用意し、該テストパターンをウェハ
上にレジストパターンとして転写する。また、必要に応
じて該レジストパターンに対してエッチングを行なう。

【００４１】次に、テストパターン測定工程ＳＴ１２に
おいて、ウェハ上に転写された各パターン部分の寸法を
測定する。

【００４２】次に、寸法変化量測定工程としてのプロセ
ス変動計算工程ＳＴ１３において、露光量の余裕度やフ
ォーカスの余裕度等のプロセス変動要因に対するテスト
パターンの変化量を測定する。

【００４３】図５は幅が０．１８μｍのテストパターン
を用いて転写されたレジストパターンのパターンピッチ
に対する転写パターン寸法の関係を表わしている。横軸
に示すパターンピッチの値によらず、縦軸に示す転写パ
ターンの寸法が所定値の０．１８μｍとなるように補正
を行なうことが近接効果補正の目的である。

【００４４】図６は幅が０．１８μｍのテストパターン
を用いて転写されたレジストパターンの露光量の変動に
対するパターン寸法の変化の様子を表わしている。ここ
で、横軸が露光量を表わし、縦軸が転写パターンの寸法
を表わしている。また、図７は幅が０．１８μｍのテス
トパターンを用いて転写されたレジストパターンのフォ
ーカス変動に対するパターン寸法の変化の様子を表わし
ている。図７において、横軸がデフォーカス量であり、
縦軸が転写パターンの寸法である。曲線１はラインとス
ペースとの比が１：１(ピッチ０．３６μｍ）の場合を
示し、曲線２はラインとスペースとの比が１：２（ピッ
チ０．５４μｍ）の場合を示し、曲線３は孤立パターン
の場合を表わしている。

【００４５】次に、寸法変化量測定工程としてのプロセ
ス変動計算工程ＳＴ１３において、実プロセスにおける
各種パラメータの変動量を予測する。例えば、露光量の
変動として±５％、デフォーカスとして±０．４５μｍ
の場合を想定し、このような変動要因が正規分布を持っ
て変動していると仮定する。露光量変動の正規分布の平
均値は最適露光量値であり、標準偏差はその１．６７％
である。また、フォーカス変動の正規分布の平均値は０
であり、その標準偏差は０．１５μｍであるとする。

【００４６】次に、寸法分布及び平均値取得工程ＳＴ１
４において、上述したようなプロセス変動を仮定する場
合には、図８に示す寸法分布特性を得ることができる。
図８において、例えば、６種類のパターンピッチのう
ち、曲線１１はラインとスペースとの比が１：１（ピッ
チ０．３６μｍ）、曲線１２はラインとスペースとの比
が１：１．２（ピッチ０．３９６μｍ）、曲線１３はラ
インとスペースとの比が１：１．５（ピッチ０．４５μ
ｍ）、曲線１４はラインとスペースとの比が１：５（ピ
ッチ１．０８μｍ）の場合をそれぞれ示している。

【００４７】また、図９は図８に示す各寸法分布ごとに
平均値をとり、各平均値をそれぞれプロットして得たグ
ラフである。図９において、点１１Ａは図８の分布曲線
１１の平均値を示し、同様に、点１２Ａは分布曲線１２
の平均値を示し、点１３Ａは分布曲線１３の平均値を示
し、点１４Ａは分布曲線１４の平均値を示している。

【００４８】次に、寸法変化量算出工程としての寸法補
正量決定工程ＳＴ１５において、図９に示すように、例
えば、点１１Ａに示すピッチが１：１のパターンの場合
は、パターン幅を約０．０４μｍ小さくし、点１２Ａに
示すピッチが１：１．２の場合は、パターン幅を約０．
０２μｍ小さくすれば、所望のパターン寸法を得られ、
また、点１３Ａに示すピッチが１：１．５の場合は、パ
ターン幅を約０．０１μｍ大きくし、点１４Ａに示すピ
ッチが１：５の場合は、パターン幅を約０．０２μｍ大
きくすれば所望のパターン寸法を得られる。

【００４９】次に、寸法補正工程ＳＴ１６において、得
られた寸法補正量に基づいて、露光工程用のフォトマス
クのパターンを補正する。

【００５０】このように、従来の補正方法では図５に示
す補正曲線に基づいて寸法補正を行なっていたが、本実
施形態によると、プロセス変動をも考慮した図９に示す
補正曲線に基づいて寸法補正を行なうため、より高精度
な補正を行なうことができる。

【００５１】図１０は本実施形態に係るパターン補正方
法を用いて転写された転写パターンの寸法ばらつきを示
し、図１１は従来のパターン補正方法を用いて転写され
た転写パターンの寸法ばらつきを示している。ここで、
図１０、図１１において、横軸が転写パターンの寸法を
表わし、縦軸が頻度を表わしている。図１０に示すよう
に、図１１と比べて寸法ばらつきがが明らかに抑制され
ていることが分かる。

【００５２】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００５３】第１の実施形態においては、プロセス変動
を考慮する対象として露光量とフォーカスとを用いた
が、第２の実施形態においては、マスクの寸法変動を考
慮の対象とする。

【００５４】本実施形態に係るパターン補正方法の処理
フローは第１の実施形態と同様であり、従って、図４と
同様である。

【００５５】図４に示すテストパターン測定工程ＳＴ１
２において、ウェハ上に転写されたテストパターンの寸
法を測定する。図１２はその測定結果を示し、横軸がテ
ストパターンの寸法（マスク寸法）を表わし、縦軸が転
写パターンの寸法を表わしている。図１２において、曲
線２１はパターンピッチが１：１のラインアンドスペー
ス（Ｌ／Ｓ）を示し、曲線２２は孤立ライン（ｉｓｏ−
Ｌ）を示している。図１２に示すように、曲線２１は、
マスク寸法が０．１８μｍの近傍で最小値を取り、０．
１８μｍからずれるに従って転写パターンの寸法が大き
くなるような特性を示している。

【００５６】幅が０．１８μｍのパターンの近接効果特
性は図５に示した通りであり、図１２に示すように、孤
立ライン２２が０．１８μｍとなるときには、Ｌ／Ｓ２
１は０．２０８μｍとなる。

【００５７】次に、プロセス変動計算工程ＳＴ１３及び
寸法分布及び平均値取得工程ＳＴ１４において、マスク
寸法のばらつきの変動量を予測する。ここでは、Ｌ／Ｓ
のマスク寸法が±２０％変動すると仮定すると、その寸
法分布は図１３に示す通りとなる。ここで、横軸が転写
パターンの寸法を表わし、縦軸が頻度を表わしている。
このとき、図１３に示す寸法分布の平均値は０．２１μ
ｍであり、図１２に示したマスク変動がないと仮定した
場合の転写寸法の０．２０８μｍと比べて０．００３μ
ｍ大きくなっている。

【００５８】このように、本実施形態においても、マス
ク寸法の変動を考慮することにより、より高精度に光近
接効果の補正を行なうことができる。

【００５９】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００６０】図１４は本発明の第３の実施形態に係るパ
ターン補正方法のフローチャートを示している。図１４
に示すように、まず、テストパターン転写工程ＳＴ３１
において、例えば、互いに異なるパターンピッチ部分が
形成されたテストパターンを有するテスト用フォトマス
クを用意し、テスト用フォトマスクのテストパターンを
＋０．２μｍのデフォーカス状態でウェハ上にレジスト
パターンとして転写する。また、必要に応じて該レジス
トパターンに対してエッチングを行なってもよい。

【００６１】次に、テストパターン測定工程ＳＴ３２に
おいて、ウェハ上に転写された各テストパターンの寸法
を測定する。図１５は設計幅が０．１８μｍで且つパタ
ーンピッチがそれぞれ異なるラインを測定し、測定結果
をプロットして求めた寸法補正曲線である。

【００６２】次に、寸法補正量決定工程ＳＴ３３におい
て、図１５に示す寸法補正特性曲線に基づいて補正量を
決定する。第１の実施形態で説明したように、代表的な
プロセス変動は露光量とフォーカスとである。露光量の
変動は図６に示すように、例えば、±１０％の範囲で
は、ほぼ直線的に寸法が変動する。一方、フォーカスの
変動は図７に示すように非直線的である。従って、プロ
セス変動の平均値の変化は、主としてフォーカス変動に
起因することになり、図１５の特性曲線は図９の特性曲
線とよく一致していることが分かる。

【００６３】次に、寸法補正工程ＳＴ３４において、得
られた補正量に基づいて、露光工程用のフォトマスクの
パターンを補正する。

【００６４】このように、本実施形態によると、プロセ
ス変動のうちパターン寸法が非線形となるように変化す
るデフォーカス状態でテストパターンを転写することに
より、プロセス変動による近接効果特性の変化を容易に
推測できるようになり、従って、実際のパターン形成プ
ロセスにおいて、高精度な寸法補正をより簡便に行なう
ことができる。その結果、露光工程において、プロセス
変動を考慮するという工数がたいして負担とならない。

【００６５】なお、本実施形態においては、デフォーカ
ス量を＋０．２μｍとしたが、＋０．１〜＋０．３μｍ
又は−０．３＋〜−０．１μｍであれば同様の効果を得
ることができる。

【００６６】また、各実施形態においては、光近接効果
による寸法変動を例に採って説明したが、その他のプロ
セス効果、例えば、エッチングによる近接効果などの補
正に関しても、同様の手法を用いることができるのはい
うまでもない。

【００６７】

【発明の効果】本発明に係る第１又は第３のパターン補
正方法によると、フォトマスクのパターンの転写時に発
生するプロセスの変動要素を用いて、フォトマスクのパ
ターン寸法を補正するため、実プロセスに即した補正が
可能となるので、転写パターンの光近接効果をより高精
度に補正できる。

【００６８】本発明に係る第２のパターン補正方法によ
ると、本発明に係る第１又は第３のパターン補正方法と
同様の効果を得られる上に、転写パターンにおける典型
的なパターン部分に対して寸法のばらつきを予測し、そ
のばらつきの平均値を算出するため、プロセス変動を考
慮するという工数の負担が軽くなり、現実的な時間内で
プロセス変動を反映できる。

【００６９】第２のパターン補正方法において、典型的
なパターン部分が、設計パターンにおける相対的に密な
パターン部分と相対的に疎なパターン部分とからなる
と、相対的に密なパターン部分と疎なパターン部分と
は、寸法の変化量が大きいため、パターンの寸法の変化
量にプロセス変動を確実に反映させることができる。

【００７０】第３のパターン補正方法において、寸法変
化量算出工程が、変動要素に対して、それぞれ転写条件
が異なる複数のテストパターンの寸法分布を求め、複数
の寸法分布ごとに平均値を算出することにより、変化量
を算出する工程を含むと、テストパターンの寸法の変化
量にプロセス変動を確実に反映させることができる。

【００７１】本発明に係る第４のパターン補正方法によ
ると、デフォーカス状態でテストパターンを転写するた
め、フォーカス変動によるパターンの寸法変動は非直線
的であるので、パターン変動の主要な原因となる。従っ
て、デフォーカス状態で転写したテストパターンの寸法
を用いて補正量を決定すると、主なプロセス変動を考慮
したこととほぼ等価となるので、実プロセスに即した補
正が簡便に行なえる。

【００７２】第４のパターン補正方法において、デフォ
ーカス状態におけるデフォーカス量が０．１μｍ〜０．
３μｍ又は−０．３μｍ〜−０．１μｍであると、テス
トパターンの寸法の変化量にフォーカス変動を確実に反
映させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパターン補正方法における露光光
のフォーカス変動による孤立パターンの寸法変化を表わ
すグラフである。

【図２】本発明に係るパターン補正方法における孤立パ
ターンの寸法分布の予測結果を示すグラフである。

【図３】本発明に係るパターン補正方法を示す概略フロ
ー図である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係るパターン補正方
法を示すフロー図である。

【図５】本発明の第１の実施形態に係るパターン補正方
法における幅が０．１８μｍのパターンピッチに対する
転写パターン寸法の関係を表わすグラフである。

【図６】本発明の第１の実施形態に係るパターン補正方
法における幅が０．１８μｍの転写パターン寸法と露光
量の変動との関係を表わすグラフである。

【図７】本発明の第１の実施形態に係るパターン補正方
法における幅が０．１８μｍの転写パターン寸法とフォ
ーカスの変動との関係を表わすグラフである。

【図８】本発明の第１の実施形態に係るパターン補正方
法における、幅が０．１８μｍの転写パターンの互いに
異なるパターンピッチごとの寸法分布曲線を表わすグラ
フである。

【図９】本発明の第１の実施形態に係るパターン補正方
法における寸法補正曲線を表わすグラフである。

【図１０】本発明の第１の実施形態に係るパターン補正
方法を用いた場合の転写パターンのばらつきの分布を表
わすグラフである。

【図１１】従来のパターン補正方法を用いた場合の転写
パターンのばらつきの分布を表わすグラフである。

【図１２】本発明の第２の実施形態に係るパターン補正
方法における、幅が０．１８μｍのマスク寸法が変動す
る場合のマスク寸法と転写パターン寸法との関係を表わ
すグラフである。

【図１３】本発明の第２の実施形態に係るパターン補正
方法における、幅が０．１８μｍのマスク寸法が変動す
る場合の転写寸法分布曲線を表わすグラフである。

【図１４】本発明の第３の実施形態に係るパターン補正
方法を示すフロー図である。

【図１５】本発明の第３の実施形態に係るパターン補正
方法における寸法補正曲線を表わすグラフである。

【図１６】光近接効果の一例を示すグラフである。

【図１７】従来のパターン補正方法を示すフロー図であ
る。

【符号の説明】

ＳＴ０１テストパターン転写工程ＳＴ０２テストパターン測定工程ＳＴ０３プロセス変動計算工程（寸法変化量測定工
程）ＳＴ０４寸法補正量決定工程（寸法変化量算出工
程）ＳＴ０５寸法補正工程ＳＴ１１テストパターン転写工程ＳＴ１２テストパターン測定工程ＳＴ１３プロセス変動計算工程（寸法変化量測定工
程）ＳＴ１４寸法分布及び平均値取得工程（寸法変化量
算出工程）ＳＴ１５寸法補正量決定工程（寸法変化量算出工
程）ＳＴ１６寸法補正工程ＳＴ３１テストパターン転写工程ＳＴ３２テストパターン測定工程ＳＴ３３寸法補正量決定工程ＳＴ３４寸法補正工程

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フォトマスクのパターンを基板上に転写
する際に、前記基板上に転写された転写パターンが所望
の設計パターンに近づくように前記フォトマスクのパタ
ーンの寸法を補正するパターン補正方法であって、前記フォトマスクのパターンの転写時に発生するフォー
カスの変動、露光量の変動及びマスク寸法の変動等の変
動要素を用いて、前記転写パターンが前記設計パターン
に近くなるように前記フォトマスクの設計パターンの寸
法を補正することを特徴とするパターン補正方法。
【請求項２】フォトマスクのパターンを基板上に転写
する際に、前記基板上に転写された転写パターンが所望
の設計パターンに近づくように前記フォトマスクのパタ
ーンの寸法を補正するパターン補正方法であって、前記フォトマスクの設計パターンの転写時に発生するフ
ォーカスの変動、露光量の変動及びマスク寸法の変動等
を含む変動要素を用いて、前記転写パターンにおける典
型的なパターン部分に対して寸法のばらつきを予測した
後、前記ばらつきの平均値を算出する工程と、前記ばらつきの平均値が前記典型的なパターン部分の所
望の寸法と等しくなるように、前記フォトマスクのパタ
ーンの寸法を補正する工程とを備えていることを特徴と
するパターン補正方法。
【請求項３】前記典型的なパターン部分は、前記設計
パターンにおける相対的に密なパターン部分と相対的に
疎なパターン部分とからなることを特徴とする請求項２
に記載のパターン補正方法。
【請求項４】フォトマスクのパターンを基板上に転写
する際に、前記基板上に転写された転写パターンが所望
の設計パターンに近づくように前記フォトマスクのパタ
ーンの寸法を補正するパターン補正方法であって、前記設計パターンと同一寸法のテストパターンを有する
テスト用フォトマスクを用いて、基板上に前記テストパ
ターンを転写し、転写されたテストパターンの寸法を測
定するテストパターン測定工程と、前記テストパターンの転写時に発生するフォーカスの変
動、露光量の変動及びマスク寸法の変動を含む複数の変
動要素のうちの少なくとも１つの変動要素に対する前記
テストパターンの寸法変化量を測定する寸法変化量測定
工程と、前記テストパターンの寸法変化量の測定結果から予測さ
れる該テストパターンの寸法変化量に基づいて、前記テ
ストパターンの寸法変化量を算出する寸法変化量算出工
程と、前記テストパターンの寸法変化量に基づいて、前記フォ
トマスクのパターンの寸法を補正する寸法補正工程とを
備えていることを特徴とするパターン補正方法。
【請求項５】前記寸法変化量算出工程は、前記変動要素に対して、それぞれ転写条件が異なる複数
のテストパターンの寸法分布を求め、前記複数の寸法分
布ごとに平均値を算出することにより、前記変化量を算
出する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のパ
ターン補正方法。
【請求項６】フォトマスクのパターンを基板上に転写
する際に、前記基板上に転写された転写パターンが所望
の設計パターンに近づくように前記フォトマスクのパタ
ーンの寸法を補正するパターン補正方法であって、前記設計パターンと同一寸法のテストパターンを有する
テスト用フォトマスクにフォーカスをずらせたデフォー
カス状態の露光光を照射することにより、基板上に前記
テストパターンを転写するテストパターン転写工程と、前記基板上に転写されたテストパターンの寸法を測定し
た後、測定された寸法を用いて前記テストパターンの寸
法補正量を決定する寸法補正量決定工程と、前記寸法補正量に基づいて前記フォトマスクのパターン
の寸法を補正する寸法補正工程とを備えていることを特
徴とするパターン補正方法。
【請求項７】前記デフォーカス状態におけるデフォー
カス量は、０．１μｍ〜０．３μｍ又は−０．３μｍ〜
−０．１μｍであることを特徴とする請求項６に記載の
パターン補正方法。