JP2000187314A

JP2000187314A - マスク描画データ作成方法

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Publication number: JP2000187314A
Application number: JP36413198A
Authority: JP
Inventors: Kazuko Yamamoto; 和子山元; Takashi Kamikubo; 貴司上久保; Takayuki Abe; 隆幸阿部; Sachiko Kobayashi; 幸子小林; Shigehiro Hara; 重博原; Hitoshi Higure; 等日暮; Taiga Uno; 太賀宇野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JP3535399B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＳＩのパターンデータ処理において、マス
ク描画装置や光露光装置の解像限界以下のパターンを低
減することにより、データ量を削減し、かつパターン寸
法精度を向上する。【解決手段】リソグラフィで用いられるマスクの描画
データ作成方法において、パターンデータに対して、マ
スクに形成されるパターンが許容寸法誤差に収まる範
囲、あるいはウエハに形成されるパターンが許容寸法誤
差に収まる範囲で、図形の頂点数を減らす操作もしく
は、図形の頂点のＸ座標の種類数又はＹ座標の種類数を
減らす操作を行って、該データに含まれる図形を単純化
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造工程及び
そこで用いられるフォトマスクに関わり、特に微細パタ
ーン形成に適した半導体製造工程に用いるマスク描画デ
ータ作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ高集積化に伴い、パターンサイズ
の縮小、設計データの増加が進んでいる。特に近年盛ん
に適用が検討されている光近接効果補正技術を適用する
と、フォトマスクのデータや、フォトマスクに含まれる
ごく微小のパターンの数は一層増大する。光近接効果補
正（ＯＰＣ）とは、光の回折やレジスト現像、エッチン
グ等の影響でパターンが所望通りに仕上がらない光近接
効果を補正するために、予め近接効果を見越してマスク
パターンを変形しておく補正方法のことである。このＯ
ＰＣを行った結果、マスクに含まれる図形として図１
（ａ）に示すような形状が含まれる場合がある。図１
（ａ）には微小な突起や窪みがあって、これをレーザー
ビームマスク描画装置や電子ビームマスク描画装置では
忠実に再現出来ない。つまり、微小突起や窪みによって
描画データは増大する一方で、出来上がったマスクの遮
光パターンの形状には微小突起や窪みが再現されていな
いということになる。また図１（ａ）を電子ビーム描画
装置の可変成形ビームのショットに分割した結果を図１
（ｂ）に示す。微小突起や窪みの周囲で微小なショット
が生じているが、描画装置の分解能以下の微小ショット
は、ドーズのコントロールが適切に行われないため、所
望寸法通りに描画出来ない。すなわち、従来の方法で
は、マスクパターン中にマスク描画装置の分解能程度の
微小なパターンが多数含まれると、マスクに形成される
パターンの精度が悪化するという問題点があった。

【０００３】ＯＰＣを行う場合の問題点として、微小図
形が生成する以外にパターンデータ量が増大する。補正
前と補正後で比較したデータ量の増大は、線幅補正のみ
を行ういわゆる１次元補正で２倍前後、コーナー丸めを
補正するためのセリフ等を付けたいわゆる２次元補正で
４〜７倍程度と言われている。補正データ量が増大する
ことにより、マスクデータ処理の時間が増大する、マス
ク描画時間が増大する（ベクタースキャンのマスク描画
装置の場合）、電子ビーム描画における近接効果の補正
処理時間が増大するといった問題点が生じる。

【０００４】この内、マスクデータ処理はオフラインで
行えるため、プロセス全体を律速することはないが、マ
スク描画時間、また描画と並行して近接効果補正処理が
行われる場合は、これらの処理時間の増大が、そのまま
プロセス全体のターンアラウンドタイムを増大させる。

【０００５】一方、電子ビームの後方散乱に起因する近
接効果の補正方法については様々な方法が提案されてい
るが、現在主流となっている手法としては以下のような
ものがある。

【０００６】第一の手法としては、Journal of Applied
Physics vol. 54, p357(1983)でG.Owen らによって述
べられているＧｈｏｓｔ法と呼ばれる手法がある。本補
正方法では、目的のパターンを通常のビームを絞った状
態で描画し、そのあと後方散乱の広がり程度にビームを
ぼかし、このビームで白黒反転させたパターンを追加す
る。この追加露光によりバックグラウンドを全ての場所
で一定にすることが可能になる。

【０００７】第二の手法としては、Journal of Vacuum
Science and Technology vol. 15,p931(1978)でM. Pari
kh らによって述べられている照射量補正という方法が
ある。本補正方法では、電子ビームで描画される要素図
形のドーズを変化させることにより、露光されたレジス
ト各ポイントでのエネルギー密度が一定になるようにす
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、特に
ＯＰＣを行った後にマスクパターンに微小な突起や窪み
を生じ、その突起や窪みが描画装置の分解能以下である
場合に、突起や窪みが描画装置によって再現されないに
もかかわらずデータ量が増大していた。特にマスク描画
装置として可変成形の電子ビーム描画装置を使用する場
合には、微小突起や窪みの周辺で生じる微小ショットの
ために、描画における寸法精度が悪化していた。

【０００９】また、ＯＰＣを施したマスクをＧｈｏｓｔ
法に基づき近接効果補正する場合には、ＯＰＣ後のパタ
ーンを白黒反転して追加露光用のデータを作成するが、
ＯＰＣ後の複雑なパターンの反転データは、ＯＰＣ補正
前の反転データと比較して複雑であり、データ量が増加
している。したがって、追加露光のショット数が増え、
マスク描画時間が増大する。

【００１０】図２には、（ａ）光近接効果補正前のデー
タ、（ｂ）光近接効果補正データ、（ｃ）追加照射用デ
ータ（白黒反転データ）を示す。（ｃ）内の領域だけで
ショット数は７２３存在する。

【００１１】あるいは、光近接効果補正を施したマスク
データを第二の手法（照射量補正）に基づき近接効果補
正をして作成する場合には、マスクデータに基づき各シ
ョットの最適ドーズ量を計算する。マスクデータが光近
接効果補正によって複雑になると、照射量補正計算の入
力データ量が増大し、計算時間も増大する。

【００１２】本発明は、上記の事情を考慮して成された
もので、その目的とする所は、光近接効果補正によって
微細なパターンが生じても、マスク描画精度に悪影響を
与えないようなマスク描画データを作成するためのデー
タ処理方法を提供することにある。

【００１３】また、荷電粒子ビーム露光における近接効
果補正の計算時間、描画時間、計算に用いるハードウエ
アのメモリ必要量の増大をまねくこと無く効率よくマス
ク描画データを作成する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】上記課題を解決するため
の本発明は、次のような構成を採用している。

【００１５】（１）リソグラフィで用いられるマスクの
描画データ作成方法において、パターンデータに対し
て、マスクに形成されるパターンが許容寸法誤差に収ま
る範囲、あるいはウエハに形成されるパターンが許容寸
法誤差に収まる範囲で該データに含まれる図形を単純化
することを特徴とする。

【００１６】（１―１）単純化の工程において、図形の
頂点数を減らす操作もしくは、図形の頂点のＸ座標の種
類数又はＹ座標の種類数を減らす操作を行うこと。

【００１７】（１―２）単純化の工程について、単純化
を行ってもマスクやウエハに形成されるパターンが許容
寸法誤差に収まるパターン形状および寸法を実験やシミ
ュレーションから予め求めておき、単純化に際しては、
予め求めておいたパターン形状および寸法に合致する個
所を単純化すること。

【００１８】（１―３）単純化の工程について、単純化
前後のパターンの面積の変化が予め定められたしきい値
未満の場合に単純化を行うこと。

【００１９】（１―４）単純化の工程について、単純化
しようとする個所についてシミュレーションを行って、
単純化後にマスクやウエハに形成されるパターンが許容
寸法誤差に収まるかどうかをチェックした上で単純化を
行うこと。

【００２０】（２）リソグラフィで用いられるマスクの
描画データ作成方法において、パターンデータに定義さ
れた図形において、図形を時計と反対回りの有向線分で
表現した場合に、軸平行でなく、長さが予め決められた
しきい値未満の有向線分（(x1y1)(x2 y2)）について、
該線分と接続する２つの線分のなす角が９０°あるいは
２７０°の場合は(x1 y1) 、(x2 y2) の頂点を削除して
新たに、該２つの接続線分の延長線の交点を新たな頂点
とする、あるいは該２つの線分が共にＸ軸平行の場合に
は、(x1 y1) 、(x2 y2) の頂点を削除して、新たに((x1
+x2)/2 y1 ）、((x1+x2)/2 y2）の頂点を追加する、あ
るいは該２つの線分が共にＹ軸平行の場合には(x1 y1)
、(x2 y2) の頂点を削除して、新たに(x1 (y1+y2)/2
）、(x2 (y1+y2)/2)の頂点を追加する、いずれかの操
作を行って、図形の形状を単純化することを特徴とす
る。

【００２１】（３）リソグラフィで用いられるマスクの
描画データ作成方法において、パターンデータに定義さ
れた２つ以上の頂点のＸ座標同士あるいはＹ座標同士の
差分が０より大きく、ある定められた範囲に収まる場合
に、該複数座標を１つの代表座標に置き換えることを特
徴とする。

【００２２】（３―１）代表座標は前記複数の座標の平
均値か、もしくは平均値に最も近いデータグリッド上の
点であること。

【００２３】（４）リソグラフィで用いられるマスクの
描画データ作成方法において、パターンデータに定義さ
れた図形で、ある定められたサイズ以下の微小突起を削
除する、あるいはある定められたサイズ以下の微小くぼ
みを埋めることによって図形の形状を単純化することを
特徴とする。

【００２４】（４―１）微小突起を削除する方法として
パターンデータを一旦細めサイジングし、その結果を太
めサイジングすることによって削除すること、あるいは
微小くぼみを埋める方法としてパターンデータを一旦太
めサイジングし、その結果を細めサイジングすることに
よって削除すること。

【００２５】（５）リソグラフィで用いられるマスクの
描画データ作成方法において、パターンデータに新たに
頂点を生成するに際して、追加しようとする頂点とその
他の頂点とのＸ座標同士あるいはＹ座標同士の差分が０
より大きく、かつある定められた範囲に収まる場合に、
該複数頂点の該座標を１つの代表座標に置き換えること
を特徴とする。

【００２６】（６）リソグラフィ及びエッチングにおけ
る近接効果の影響でウエハに転写すべきパターンに変換
差を生じるのを防止するために、マスク上のパターンに
予め適切な補正を加えた（以下光近接効果補正と称す
る）フォトマスクを荷電ビーム描画で作製するに際し、
荷電ビーム描画に先立って行う荷電ビームによる近接効
果補正のための追加照射用のデータ作成において、光近
接効果補正を行わないデータを入力データとして追加照
射用のデータを作成することを特徴とする。

【００２７】（６―１）光近接効果補正を行っていない
データを一律サイジングして入力データとし、追加照射
用のデータを作製すること。

【００２８】（７）光近接効果補正を施したフォトマス
クを荷電ビーム描画で作製するに際し、荷電ビーム描画
に先立って行う荷電ビームによる近接効果補正を目的と
する照射量設定において、光近接効果補正を行わないデ
ータを入力データとして照射量設定のための計算を行う
ことを特徴とする。

【００２９】（７―１）光近接効果補正を行っていない
データを一律サイジングして入力データとし、照射量設
定のための計算を行うこと。

【００３０】本発明によれば、マスク描画装置の解像限
界を超えた微細なテクスチャを持つパターンが単純化さ
れるため、マスク作成の精度を劣化させることなく、デ
ータ量を削減することが可能になる。特に可変成形の電
子ビーム露光装置を使用する場合には、微小ショットを
低減することが出来、微小ショットに起因する寸法精度
の悪化を防ぐことが出来る。

【００３１】本発明によれば、ＧＨＯＳＴ法に適用した
場合には、光近接効果補正によりレイアウトが複雑化し
デ−タ量が増大していても、それに影響されること無
く、追加照射を行うことが出来、描画時間を短縮するこ
とが可能である。

【００３２】一方、本発明を照射量補正に適用した場合
には、光近接効果補正によりレイアウトが複雑化しデ−
タ量が増大していても、それに影響されること無く、照
射量計算を行うことが出来、計算時間を短縮し、計算に
用いるハードウエア資源を節約することが可能である。

【００３３】

【発明の実施の形態】（第一の実施例）以下、図面を参
照しながら本発明の実施例を説明する。図３は請求項１
の実施形態に関わるマスク描画データ作成方法を説明す
るためのフローチャートである。レイアウト設計が終了
した後（ＳＴＥＰ０）、図形演算処理であるパターンデ
ータ処理１（ＳＴＥＰ１）を行い、さらに光近接効果補
正（ＳＴＥＰ２）を行った後、図形の単純化処理を行う
（ＳＴＥＰ３）。その後、マスクプロセスを考慮したパ
ターンデータ処理２を行い（ＳＴＥＰ４）、描画データ
をフォーマットする（ＳＴＥＰ５）。ＳＴＥＰ３の単純
化処理はレイアウト設計後からマスク描画データが生成
される前までの間のどこで行ってもよいが、なるべく上
流で行った方が以降の処理における処理データ量を減ら
すことが出来るため好ましい。

【００３４】続いて、ＳＴＥＰ３を詳しく説明する。図
４（ａ）に示す図形群に対して請求項６に基づき単純化
処理を行う。この図形群を時計と反対回りの有向線分に
分解した結果を図４（ｂ）に示す。軸平行でない線分
３、７、１０、１４、２０、２４、２６、２８、３０は
充分に短いので、軸平行のパターンに置き換えて単純化
を行う。線分２０に着目すると、この線分と接続する線
分１９と２１は互いのなす角が９０°である。この場合
には、線分１９と２１の交点を新たな頂点とする。線分
１４に着目する。線分１４の始点と終点の座標をそれぞ
れ(x1 y1),(x2 y2) であるとする。この線分と接続する
２つの線分は共にＸ軸平行であるので、(x1 y1),(x2 y
2) の頂点を削除して、新たに((x1+x2)/2 y1), ((x1+x
2)/2 y2)の頂点を追加する。線分３に着目すると、この
線分と接続する２つの線分は共にＹ軸平行であるので(x
1 y1),(x2 y2) の頂点を削除して、新たに(x1 (y1+y2)/
2), (x2 (y1+y2)/2)の頂点を追加する。その他の斜線分
に対しても同様の処理を行う。図４（ｃ）に、以上の単
純化を行った後のパターンを示す。図４（ｄ）には単純
化前のパターンを露光した場合にウエハ上に形成される
レジストパターン形状を示す。これは露光シミュレーシ
ョンにより得られた結果である。図４（ｅ）には単純化
を行ったパターンについてシミュレーションを行った結
果を示す。本実施例による単純化では、レジスト寸法に
殆ど違いが見られず、単純化前後でのレジスト寸法の違
いがレジストパターンに許される寸法誤差以内に収ま
る。図４（ｆ）には単純化を行う前のパターンを可変成
形ビームのショットに分割した結果を、（ｇ）には単純
化を行った後のパターンをショット分割した結果を示
す。（ｆ）においては微小斜線の周辺で微小ショットが
生成されているが、（ｇ）では、微小ショットは生じな
い。

【００３５】単純化においては、請求項３、４、５に基
づき単純化の可否について判定を行ってもよい。請求項
３に基づく判定を上記実施例に適用する場合を説明す
る。図５の例に示すように、予め軸平行でなく、角度や
長さを色々に変えた線分を含むパターンデータを準備
し、マスクを作成し、さらにウエハにパターンを転写す
る。マスクやウエハ上のパターンを測長して、寸法誤差
が許容範囲内に収まる時の軸平行でない線分の長さや角
度を求める。図５の例のように、単純化前後のパターン
を両方準備しておいて、マスクやウエハ上の仕上がりを
単純化前後で比較してもよい。実際にマスクやウエハに
パターンを転写するかわりにシミュレータを使用しても
よい。単純化に際しては、予め求めた軸平行でない線分
の長さや角度を参照しながら、単純化を行うかどうかを
判定する。

【００３６】請求項４に基づく、単純化可否の別の判断
基準について説明する。図４（ｂ）に含まれる軸平行で
ない線分３、７、１０、１４、２０、２４、２６、２
８、３０のうち、３、７、１０、１４に関しては、単純
化の前後でパターンの面積に変化がないので、単純化可
能と判定する。また、残りの２０、２４、２６、２８、
３０については単純化によりパターン面積が変化する
が、その変化量が+ ０．０００９μｍ２と非常に小さい
ため、単純化による影響はない。仕上がり寸法に影響を
与えない面積の変化量は、請求項３で説明したように予
め実験やシミュレーションで求めておけば良い。

【００３７】請求項５に基づく、単純化可否の判断方法
について図６に基づき説明する。単純化候補のパター
ン、又はパターンの一部を取り出し、パターンとその周
辺パターンをシミュレータに入力して、マスク露光、現
像のシミュレーションを行う。シミュレーションで得ら
れたパターンがマスクに要求される許容寸法誤差内に収
まっているならば単純化を行っても良いと判定し（ＳＴ
ＥＰ２）、単純化候補を単純化する（ＳＴＥＰ５）。も
し、マスクのシミュレーション結果が、マスクに要求さ
れる許容寸法誤差内に収まっていない場合、さらにウエ
ハ露光・現像シミュレーションを行う（ＳＴＥＰ３）。
ウエハ露光・現像シミュレーションで得られるウエハ上
の予測パターンの寸法が、ウエハパターンに要求される
許容寸法誤差に収まるならば、単純化を行っても良いと
判定し（ＳＴＥＰ４）、単純化を行う（ＳＴＥＰ５）。
許容寸法誤差に収まらないならば、単純化は行えない。
ここでは、単純化後のマスクパターンが許容寸法誤差に
収まるかどうかの判定（ＳＴＥＰ１、ＳＴＥＰ２）と、
単純化後のウエハパターンが許容寸法誤差に収まるかの
判定（ＳＴＥＰ３、ＳＴＥＰ４）を両方行ったが、どち
らか片方のみを行っても良い。

【００３８】（第二の実施例）図３ステップ２の近接効
果補正を終了した段階で、図７（ａ）のレイアウトが得
られた場合を説明する。一般的な近接効果補正ソフトで
は、最小ジョグの幅と長さが指定出来る場合が多く、こ
れによってマスク描画装置で描画出来ないような微小パ
ターンが生成されるのをある程度防ぐことが可能であ
る。しかしながらこの機能だけでは充分でなく、図７の
ように対向辺上のジョグが微小距離ずれている場合に
は、可変成形ビームのショット分割の結果、図７（ｃ）
のように微小ショットが生じてしまう。

【００３９】そこで請求項７、８に基づき、図７（ａ）
のレイアウトにおいて図形の頂点のＸ座標同士、Ｙ座標
同士が、近いものを探す。近いかどうかの判定は、安定
的に成形できる可変成形ビームの最小ショットサイズを
考慮して決定する。可変成形ビームで安定的に成形出来
る最小ショットサイズを０．２μm とし、これをウエハ
上に換算すると５０ｎｍになる（４倍体の場合）。この
サイズ以下のショットが生じると精度をかえって悪化さ
せる可能性があるので、５０ｎｍ以内の違いがある複数
の座標を同一の代表座標に置き換える。この時それら複
数の座標の平均値を代表座標とすれば良い。例えば、図
７（ａ）の頂点１、２のＸ座標x1、頂点３、４のＸ座標
x2は違いが１０ｎｍなので、代表座標と置き換えること
にする。これらの頂点のＸ座標の平均値を代表座標とし
た結果を図７（ｂ）に示す。可変成形ビームのショット
分割時、Ｘ座標かＹ座標のどちらか一方の座標位置で分
割をする場合には、使用する座標（Ｘ又はＹのどちら
か）についてのみ上述の処理を行っても良い。また、図
７の例では図形内で座標が近いものを代表座標と置き換
えたが、図形を白黒反転したパターンを描画する場合に
は、近接する図形の頂点同士でＸ座標又はＹ座標が充分
に近い頂点について、それら頂点のＸ座標またはＹ座標
を代表座標と置き換える操作を行っても良い。単純化さ
れた図７（ｂ）の結果をＹ軸平行にショット分割した結
果を図７（ｄ）に示す。単純化を行うとショット数が３
から２に減少し、しかも、最小ショットサイズ未満の微
小ショットが含まれなくなった。

【００４０】次に単純化による誤差について考察する。
単純化を行った場合（図７（ｅ））と行わない場合（図
７（ｆ））で、マスクの仕上がり形状をシミュレーショ
ンした結果を示す。シミュレーション結果で何個所か寸
法を測定してみると、誤差は１ｎｍ程度であり、マスク
に要求される寸法精度に充分収まっていることがわか
る。すなわち単純化による影響は問題にならないことが
分かる。

【００４１】（第三の実施例）図３ステップ３の単純化
について別の実施例を説明する。実施例の２で述べたよ
うに一般的な近接効果補正ツールを使用して補正を行う
場合には、なるべく指定長さ以下のジョグが発生しない
ように、エッジを分割する。しかしながら、等間隔にエ
ッジを分割した残りが微小突起になったり、ななめ線の
補正部分が微小凹部になったりすることが往々にしてあ
る。このような微小突起や凹部は、マスク描画装置で再
現出来ないばかりか、可変成形ビーム描画装置の場合に
は、微小ショットになって描画精度の低下をもたらす可
能性がある。そこで本発明では、請求項９、１０に示す
方法によって微小凹凸を除去する。微小凹凸の消去の手
順を図８に示し、この手順に従って説明する。ここで、
微小凹凸の存在するレイアウトの例を図９（ａ）に示
す。まず微小凹部を消去するため、Δｄ１太めサイジン
グ処理を行う（ＳＴＥＰ０）。ここでは１０ｎｍの太め
サイジングを行った。Δｄ１は消去したい凹部の幅の半
分に設定すれば良い。太めサイジング処理の結果を図９
（ｂ）に示す。続いてこれをΔｄ１細めサイジングする
と図９（ｃ）のように元のパターンと同じ大きさで、微
小凹部が消えた図形になっている（ＳＴＥＰ１）。次に
微小突起を除去するため、Δｄ２細めサイジング処理を
行う（ＳＴＥＰ２）。ここでは１０ｎｍの細めサイジン
グを行った。Δｄ２は消去したい微小突起の幅の半分に
設定すれば良い。細めサイジング処理の結果を図９
（ｄ）に示す。続いてこれをΔｄ２太めサイジングする
と図９（ｅ）のように元のパターンと同じ大きさで微小
突起が消えた図形になっている（ＳＴＥＰ３）。今回突
起とくぼみを除去する手順は、ＳＴＥＰ０→ＳＴＥＰ１
→ＳＴＥＰ２→ＳＴＥＰ３の順に行ったが、ＳＴＥＰ２
→ＳＴＥＰ３→ＳＴＥＰ０→ＳＴＥＰ１の順に行っても
良い。今回は微小くぼみの除去と、微小突起の除去の両
方を行ったが、微小くぼみの除去のみが必要な場合には
ＳＴＥＰ０→ＳＴＥＰ１を、微小突起の除去のみが必要
な場合にはＳＴＥＰ２→ＳＴＥＰ３を行えば良い。

【００４２】単純化前のマスクを用いてウエハに転写し
た時のレジスト形状をシミュレーションした結果を図９
（ｆ）に、単純化後のレジスト形状をシミュレーション
した結果を図９（ｇ）に示す。両者に違いは見られず、
微小突起やくぼみを除去して図形を単純化してもウエハ
上に形成されるパターンの精度には影響しない。

【００４３】（第四の実施例）パターンデータに新たに
頂点を生成する処理を行う場合に、請求項１１に基づい
てパターンデータを単純化する方法について説明する。
パターンデータに新たに頂点を生成する処理の代表的な
ものとしては、光近接効果補正処理がある。

【００４４】光近接効果補正において、微小図形を生じ
ないように頂点を生成する際のフローを図１０に示す。
また、パターンデータの例を図１１（ａ）に示す。近接
効果補正処理をするパターンデータを入力して、新しい
頂点を生成する箇所である分割点を設定する（ＳＴＥＰ
０）。分割点の設定方法は、一定間隔に分割する方法の
他、頂点と向かい合っている部分で分割する方法等色々
ある。図１１（ｂ）の例では、頂点と向かい合っている
部分に分割点を設定している。続いて、分割点ごとに、
他の頂点や他の分割点とＸ座標（又はＹ座標）の違いが
しきい値より小さいかを調べる。ここで用いるしきい値
は、第二の実施例で説明した可変成形ビームの最小ショ
ットサイズを考慮して決められる。図１１（ｂ）の例で
は境界線分７の終点（線分８の始点）（Ｘ₁Ｙ₁）と、
境界線分１１の始点（線分１０の終点） (X2 Y2)でＸ座
標の違いが充分に小さいため、これら２つの分割点のＸ
座標を代表座標と置換して、それぞれ（（Ｘ₁＋Ｘ₂）
／２Ｙ₁）、（（Ｘ₁＋Ｘ₂）／２Ｙ₂）とする（図１
１（ｃ）、ＳＴＥＰ１、２）。

【００４５】続いてそれぞれの境界線分を線分の向きと
垂直方向に補正量分移動する（ＳＴＥＰ３）。補正結果
を図１１（ｄ）に示す。さらに、図１１（ｄ）の結果を
可変成形ビームのショットに分割した結果を図１１
（ｅ）に示す。比較のため、本発明を適用しないで光近
接効果補正を行い、ショット分割を行った結果を図１１
（ｆ）に示す。本発明を適用しない場合には微小ショッ
トが生成されるが、本発明を適用することにより、微小
ショットの生成が回避できた。

【００４６】（第五の実施例）図１２は、本発明の第一
の実施形態に係わるフォトマスク作製方法を説明するた
めのフローチャートである。本発明をＧＨＯＳＴ法に適
用する場合を示している。マスク描画データを作成した
後、荷電粒子ビーム描画装置を使用して、まず光近接効
果補正を行ったパターン部分を描画する。続いて、追加
照射用として、光近接効果未補正データの反転パターン
を描画する。

【００４７】図１３はマスク描画データ作成のステップ
を詳しく説明したフローチャートであり、設計パターン
が図１４（ａ）である場合を例に説明する。この設計パ
ターンはＤＲＡＭのビット線のレイアウトの一部で、ダ
マシンプロセスで形成するため、パターンのある部分の
レジストが除去される。

【００４８】設計データ（Ｓ１）を入力し、いわゆるマ
スクデータ処理を行う（Ｓ２）。マスクデータ処理に
は、白黒反転、層間演算、太め／細めサイジング、スケ
ーリング等が含まれる。本実施例ではマスク描画、ウエ
ハプロセス共ポジレジストを使用することにし、図１４
（ａ）は抜きパターンであるので描画データでの反転は
必要無い。従ってこの場合、設計データ（Ｓ１）とマス
クデータ０（Ｓ３）は同一である。続いてマスクデータ
０に対し光近接効果補正を行い（Ｓ４）、マスクデータ
１（Ｓ５）を作成する。図１４（ｂ）には図１４（ａ）
を光近接効果補正を行った結果を示す。続いてマスクデ
ータ１（Ｓ５）に対し、マスクプロセス分のサイジング
処理を行い（Ｓ６）、パターン部分の描画データ（Ｓ
７）を作成する。Ｓ６は、マスクプロセスで生ずる変換
差を補正するために行う。例えばマスクウエットエッチ
ングの段階でウエハ上に換算して２５ｎｍの太りが生じ
るプロセスを適用した場合には、Ｓ６において予め一律
２５ｎｍ細らせておく。図１４（ｂ）にマスクプロセス
分のサイジングを行った結果が図１４（ｃ）となる。

【００４９】一方、追加照射用のデータは次のような手
順で作成する。まず、光近接効果未補正のデータをマス
クプロセス分サイジングしてマスクデータ０‘を作成す
る（Ｓ６’）。この結果を図１４（ｄ）に示す。続いて
マスクデータ０’を白黒反転して（Ｓ９）、追加照射用
のパターン描画データ（Ｓ１０）を作成する。図４
（ｄ）を白黒反転した結果を図１４（ｅ）に示す。図１
４（ｅ）の分割線は可変成形ビームのショット分割線に
相当し、この領域での追加照射用のショット数はおおよ
そ１１３で、従来法と比較して１／６程度に減少する。
従って追加照射に要する時間もおおよそ１／６に短縮さ
れる。

【００５０】描画パターンの精度に関しては以下のよう
に考察される。図１４（ｃ）において線幅の最大補正量
の箇所では、補正量が１８．７５ｎｍになっている。単
純化のため、０．１５μｍのラインアンドスペースで、
ラインのそれぞれのエッジに１８．７５ｎｍの補正が行
われた場合を想定する。この場合、本方法による面積の
誤差の割合は、大きく見積もっても単位面積当たり１
８．７５／１５０程度である。追加照射は１度めの照射
の約１／３のドーズで行われるため、０．１５μｍライ
ンに与えられる照射量の誤差の割合は全体の照射量の約
（１８．７５／１５０）＊（１／３）＝１／２４にな
る。図１５は加速電圧５０ｋｅＶの場合の、照射量と線
幅誤差（４倍体マスク上）の関係を表している。仕上が
り線幅のねらい目は６００ｎｍ、これに相当する照射量
は２６．３μC ／ｃｍ²であるが、ここから照射量が２
６．３＊１／２４すなわち約１．１μC ／ｃｍ²ずれた
場合の線幅変動は１２ｎｍ（マスク上）で、ウエハ上で
は３ｎｍとなる。この線幅誤差は０．１５μｍデザイン
ルールのパターンを描画する上では無視できるものであ
る。

【００５１】ウエハに適用するプロセスによっては、エ
ッチングのバイアス量が片側数１０ｎｍ（ウエハ上）と
非常に大きい場合もある。このような場合には、請求項
２に基づき、光近接効果補正を行なっていないデータを
エッチングのバイアス分一律サイジングしてから、前述
したフォトマスク作製方法を行なっても良い。

【００５２】本実施例では、可変成形ビームの描画装置
を使用する場合を例に説明したが、丸ビームの描画装置
についても同様の処理を行うことが可能である。

【００５３】また、本実施例では説明しなかったが、本
発明と請求項１から１１のいずれかを組み合わせて行っ
てもよい。すなわち図１３のＳ１〜Ｓ１０の間で、請求
項１から１１に基づき図形の単純化処理を行うことが可
能である。

【００５４】（第六の実施例）図１６は、本発明の第二
の実施形態に係わるフォトマスク作製方法を説明するた
めのフローチャートである。本発明を照射量補正法に適
用する場合を示している。照射量補正に際しては、特開
平４−２１２４０７で示される代表図形法を取り入れる
ことにする。

【００５５】マスク描画データを作成し、各々のショッ
トに与える照射量を計算する。この時、光近接効果未補
正データを入力として照射量の計算を行う。マスク描画
に際しては、各々のショットに対し計算された照射量で
照射する。

【００５６】図１７はマスク描画データ作成と照射量計
算のステップを詳しく説明したフローチャートであり、
設計パターンが図１８（ａ）である場合を例に説明す
る。この設計パターンはＤＲＡＭのビット線のレイアウ
トの一部で、ダマシンプロセスで形成するため、パター
ンのある部分のレジストが除去される。

【００５７】設計データ（Ｓ１）を入力し、いわゆるマ
スクデータ処理を行う（Ｓ２）。マスクデータ処理に
は、白黒反転、層間演算、サイジング、スケーリング等
が含まれる。本実施例ではマスク描画、ウエハプロセス
共ポジレストを使用することにし、図１８（ａ）は抜き
パターンであるので描画データでの反転は必要無い。従
って設計データ（Ｓ１）とマスクデータ０（Ｓ３）は同
一である。続いてマスクデータ０に対し光近接効果補正
を行い（Ｓ４）、マスクデータ１（Ｓ５）を作成する。
図１８（ｂ）には図１８（ａ）に対して光近接効果補正
を行った結果を示す。続いてマスクデータ１（Ｓ５）に
対し、マスクプロセス分のサイジング処理を行い（Ｓ
６）、パターン部分の描画データ（Ｓ７）を作成する。
Ｓ６はマスクプロセスで生ずる変換さを補正するために
行う。例えばマスクウエットエッチングの段階でウエハ
上に換算して２５ｎｍの太りが生じるプロセスを適用し
た場合には、Ｓ６において予め一律２５ｎｍ細らせてお
く。図１８（ｂ）にマスクプロセス分のサイジングを行
った結果が図１８（ｃ）となる。

【００５８】一方、照射量の計算は以下の手順で行う。
光近接効果未補正のマスクデータ０をマスクプロセス分
サイジングし（Ｓ６‘）、マスクデータ０’（Ｓ８）を
作成する。この結果を図１８（ｄ）に示す。このマスク
データ０‘を照射量計算（代表図形法）に入力して代表
図形法により照射量を計算する（Ｓ９）。図１８
（ｅ）には、光近接効果未補正のマスクデータ０’を入
力し、電子線の後方散乱の広がりよりも小さく且つ、描
画可能な最小図形よりも大きい小領域に分割した結果を
示す。加速電圧５０ＫＶの場合小領域のサイズは２μｍ
Ｘ２μｍ取れば充分である。続いて、各小領域の内部に
１個の代表図形をそれぞれ設定する。代表図形を設定す
る際には、光近接効果未補正のマスクデータを入力し、
各小領域において、代表図形の面積及び重心位置は、描
画すべきパターン全体の面積及び重心位置と一致するよ
うにする。このようにして求めた小領域の代表図形を図
１８（ｆ）に示した。これらの代表図形には照射量を算
出する。パターン部描画に際しては、パターン部描画デ
ータ（Ｓ７）の小領域内の各図形に対してＳ９で計算し
た代表図形の照射量を適用して描画する（Ｓ１１）。

【００５９】従来は、光近接効果補正を行ってデータ量
が増大したデータにおいて代表図形を計算していたが、
本実施例方法のように光近接効果未補正のデータを入力
することによって、代表図形計算に必要なハードウエア
のメモリと計算時間を削減することが可能になる。

【００６０】本発明によって生じる従来法と比較した場
合の誤差の見積もりは実施例１に準ずる。

【００６１】ウエハに適用するプロセスによっては、エ
ッチングのバイアス量が片側数１０ｎｍ（ウエハ上）と
非常に大きい場合もある。このような場合には、請求項
４に基づき、光近接効果補正を行なっていないデータを
エッチングのバイアス分一律サイジングしてから、前述
したフォトマスク作製方法を行なっても良い。

【００６２】また、本実施例では説明しなかったが、本
発明と請求項１から１１のいずれかを組み合わせて行っ
てもよい。すなわち図１７のＳ１〜Ｓ１１の間で、請求
項１から１１に基づき図形の単純化処理を行うことが可
能である。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、マスク描画装置の解像
限界を超えた微細なテクスチャを持つパターンを単純化
することにより、マスク作成の精度を劣化させることな
く、データ量を削減することが出来る。特に可変成形の
電子ビーム露光装置を使用する場合には、微小ショット
を低減することが出来、微小ショットに起因する寸法精
度の悪化を防ぐことが出来る。

【００６４】本発明をＧＨＯＳＴ法に適用した場合に
は、光近接効果補正によりレイアウトが複雑化しデ−タ
量が増大していても、それに影響されること無く、追加
照射を行うことが出来、描画時間を短縮することが可能
になる。

【００６５】一方、本発明を照射量補正に適用した場合
には、光近接効果補正によりレイアウトが複雑化しデ−
タ量が増大していても、それに影響されること無く、照
射量計算を行うことが出来、計算時間を短縮し、計算に
用いるハードウエア資源を節約することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術を説明する図である。

【図２】従来技術を説明する図である。

【図３】第一の実施例に関わるマスク描画データ作成方
法を説明するためのフローチャートである。

【図４】第一の実施例を説明するための図である。

【図５】第一の実施例を説明するための図であり、単純
化可否のルールを求める実験で使用するマスクパターン
の例である。

【図６】第一の実施例を説明するための図であり、単純
化の可否をシミュレーションで判断する場合のフローチ
ャートである。

【図７】第二の実施例を説明するための図である。

【図８】第三の実施例を説明するための図で、微小突
起、微小くぼみを除去する際のデータ処理フローチャー
トである。

【図９】第三の実施例を説明するための図である。

【図１０】第四の実施例を説明するための図で、微小図
形を生じないように新しい頂点を生成する際のデータ処
理フローチャートである。

【図１１】第四の実施例を説明するための図である。

【図１２】本発明の第五の実施例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１３】マスク描画データ作成のステップを詳しく説
明したフローチャートである。

【図１４】第五の実施例を説明するための図である。

【図１５】本発明によって生じる誤差を検討するため、
照射量と仕上がり寸法の関係を表した図である。

【図１６】本発明の第六の実施形態に係わるフォトマス
ク作製方法を説明するためのフローチャートである。

【図１７】マスク描画データ作成のステップを詳しく説
明したフローチャートである。

【図１８】第六の実施形態を説明するための図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿部隆幸神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者小林幸子神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者原重博神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者日暮等神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者宇野太賀神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 2H095 BB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リソグラフィで用いられるマスクの描画
データ作成方法において、パターンデータに対して、マ
スクに形成されるパターンが許容寸法誤差に収まる範
囲、あるいはウエハに形成されるパターンが許容寸法誤
差に収まる範囲で該データに含まれる図形を単純化する
ことを特徴とするマスク描画データ作成方法。
【請求項２】請求項１の単純化の工程において、図形
の頂点数を減らす操作もしくは、図形の頂点のＸ座標の
種類数又はＹ座標の種類数を減らすことを特徴とするマ
スク描画データ作成方法。
【請求項３】請求項１の単純化の工程について、単純
化を行ってもマスクやウエハに形成されるパターンが許
容寸法誤差に収まるパターン形状および寸法を実験やシ
ミュレーションから予め求めておき、単純化に際して
は、予め求めておいたパターン形状および寸法に合致す
る個所を単純化することを特徴とするマスク描画データ
作成方法。
【請求項４】請求項１の単純化の工程について、単純
化前後のパターンの面積の変化が予め定められたしきい
値未満の場合に単純化を行うことを特徴とするマスク描
画データ作成方法。
【請求項５】請求項１の単純化の工程について、単純
化しようとする個所についてシミュレーションを行っ
て、単純化後にマスクやウエハに形成されるパターンが
許容寸法誤差に収まるかどうかをチェックした上で単純
化を行うことを特徴とするマスク描画データ作成方法。
【請求項６】リソグラフィで用いられるマスクの描画
データ作成方法において、パターンデータに定義された
図形において、図形を時計と反対回りの有向線分で表現
した場合に、軸平行でなく、長さが予め決められたしき
い値未満の有向線分（(x1 y1)(x2 y2)）について、該線
分と接続する２つの線分のなす角が９０°あるいは２７
０°の場合は(x1 y1) 、(x2 y2) の頂点を削除して新た
に、該２つの接続線分の延長線の交点を新たな頂点とす
る、あるいは該２つの線分が共にＸ軸平行の場合には、
(x1 y1) 、(x2 y2) の頂点を削除して、新たに((x1+x2)
/2y1 ）、( (x1+x2)/2 y2）の頂点を追加する、あるい
は該２つの線分が共にＹ軸平行の場合には(x1 y1) 、(x
2 y2) の頂点を削除して、新たに(x1 (y1+y2)/2 ）、(x
2 (y1+y2)/2)の頂点を追加する、いずれかの操作を行っ
て、図形の形状を単純化することを特徴とするマスク描
画データ作成方法。
【請求項７】リソグラフィで用いられるマスクの描画
データ作成方法において、パターンデータに定義された
２つ以上の頂点のＸ座標同士あるいはＹ座標同士の差分
が０より大きく、ある定められた範囲に収まる場合に、
該複数座標を１つの代表座標に置き換えることを特徴と
するマスク描画データ作成方法。
【請求項８】請求項７における代表座標は前記複数の
座標の平均値か、もしくは平均値に最も近いデータグリ
ッド上の点であることを特徴とするマスク描画データ作
成方法。
【請求項９】リソグラフィで用いられるマスクの描画
データ作成方法において、パターンデータに定義された
図形で、ある定められたサイズ以下の微小突起を削除す
る、あるいはある定められたサイズ以下の微小くぼみを
埋めることによって図形の形状を単純化することを特徴
とするマスク描画データ作成方法。
【請求項１０】請求項９において、微小突起を削除す
る方法としてパターンデータを一旦細めサイジングし、
その結果を太めサイジングすることによって削除するこ
とを特徴とする、あるいは微小くぼみを埋める方法とし
てパターンデータを一旦太めサイジングし、その結果を
細めサイジングすることによって削除することを特徴と
するマスク描画データ作成方法。
【請求項１１】リソグラフィで用いられるマスクの描
画データ作成方法において、パターンデータに新たに頂
点を生成するに際して、追加しようとする頂点とその他
の頂点とのＸ座標同士あるいはＹ座標同士の差分が０よ
り大きく、かつある定められた範囲に収まる場合に、該
複数頂点の該座標を１つの代表座標に置き換えることを
特徴とするマスク描画データ作成方法。
【請求項１２】リソグラフィ及びエッチングにおける
近接効果の影響でウエハに転写すべきパターンに変換差
を生じるのを防止するために、マスク上のパターンに予
め適切な補正を加えた（以下光近接効果補正と称する）
フォトマスクを荷電ビーム描画で作製するに際し、荷電
ビーム描画に先立って行う荷電ビームによる近接効果補
正のための追加照射用のデータ作成において、光近接効
果補正を行わないデータを入力データとして追加照射用
のデータを作成することを特徴とするフォトマスク描画
データ作成方法。
【請求項１３】請求項１２において、光近接効果補正
を行っていないデータを一律サイジングして入力データ
とし、追加照射用のデータを作製することを特徴とする
マスク描画データ作成方法。
【請求項１４】光近接効果補正を施したフォトマスク
を荷電ビーム描画で作製するに際し、荷電ビーム描画に
先立って行う荷電ビームによる近接効果補正を目的とす
る照射量設定において、光近接効果補正を行わないデー
タを入力データとして照射量設定のための計算を行うこ
とを特徴とするマスク描画データ作成方法。
【請求項１５】請求項１４において、光近接効果補正
を行っていないデータを一律サイジングして入力データ
とし、照射量設定のための計算を行うことを特徴とする
マスク描画データ作成方法。