JP2000330258A

JP2000330258A - 光学的近接修正方法

Info

Publication number: JP2000330258A
Application number: JP13983099A
Authority: JP
Inventors: Kinryu Rin; 金隆林
Original assignee: United Microelectronics Corp
Current assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】光学的近接修正方法を提供する。【解決手段】臨界寸法を有するメインパターンを供給
する。臨界寸法が第１基準値あるいはそれ以下である
時、セリフ（修正用凸状パターン)／ハンマーヘッド(修
正用槌状パターン)をメインパターン上に付加する。臨
界寸法が第１基準値より小さい第２基準値あるいはそれ
以下である時、補助パターンをメインパターン上に付加
する。修正されたパターンは、高い忠実度でウエハ上の
層に転写される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的近接修正
(ＯＰＣ；ＯｐｔｉｃａｌＰｒｏｘｉｍｉｔｙＣｏｒ
ｒｅｃｔｉｏｎ)方法に関するものであり、特に光学的
近接効果(ＯＰＥ：ＯｐｔｉｃａｌＰｒｏｘｉｍｉｔ
ｙＥｆｆｅｃｔ)を小さくするために補助パターン、
セリフ（修正用凸状パターン)あるいはハンマーヘッド
(修正用槌状パターン)をオリジナルパターン上に形成し
たり、あるいはオリジナルパターンを局所的に拡大ある
いは縮小してオリジナルパターンの忠実度を最適化する
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】集積
回路の製造技術の最前線においては、デバイス寸法の縮
小化と集積化の向上がさらなる開発の指針となる。フォ
トリソグラフィー／エッチングステップは、デバイス及
び集積回路の信頼性と特性を決定する上で最も重要な要
因の一つである。

【０００３】小型化が進むにつれて種々のプロセス上の
制限がフォトリソグラフィーをより困難なものにした。
集積化の向上は、デバイスの縮小化およびデバイス間の
距離の減少をもたらし、結果的にフォトマスクからウエ
ハ上の層にパターンを転写する際にずれが発生しやすく
なる。例えば、フォトマスクをウエハ上のフォトレジス
ト層に転写した場合、フォトマスクのパターンの直角コ
ーナー部が丸みを帯びてしまうことがある。また、線の
端部が短くなったり、線幅が減少あるいは増加したりす
る。このようなずれの現象は一般に光学的近接効果(Ｏ
ＰＥ)と呼ばれている。

【０００４】実質的に集積化の低い集積回路において、
これらのずれはデバイスの特性や動作にそれほど大きな
影響は及ぼさない。しかしながら、高集積化された集積
回路にいたってはこの現象は重大な問題を引き起こす。
例えば、線幅が予想以上に広がると、ある金属線が他の
金属線と重なってしまい短絡が発生する。言うまでもな
く、これはデバイスの故障に繋がる。換言すれば、デバ
イスの縮小化に対応する動作速度の促進は、フォトリソ
グラフィプロセス中に転写されたパターンの忠実度の不
充分さのために制限されることになる。光学的近接効果
の一例を図１に示す。この例では直角コーナーの各々は
丸みを帯びてしまい線幅も増加している。

【０００５】光学的近接効果の原因には、光学的要因
(隣接パターンを介して透過される光線間の干渉)、レジ
ストプロセス(ベーキング温度／時間、現像時間等)、基
板からの光の反射および基板表面状態などが含まれる。
光学的近接効果によるパターン転写の劣化を防ぐ主たる
方法は、予めマスクに劣化を許容する修正を加えておく
ことである。このプロセスは一般に光学的近接修正(Ｏ
ＰＣ)と呼ばれている。

【０００６】光学的近接修正に対する上記とは別のアプ
ローチが、例えばＧｒａｚａｌらによる米国特許５，７
３２，２３３号及び山本らによる米国特許５，８７９，
８４４号において開示されている。これらの従来技術に
おいては、露光のコントラストを増加させたりプロセス
ウインドウを拡大するために、補助パターンをメインパ
ターン上に付加したり、メインパターンの線幅を増加／
減少させている。

【０００７】Ｇｒａｚａｌらの方法では、まずテストパ
ターン上に露光を実施する。転写されたテストパターン
はメインパターンと比較され、これら２つのパターン間
のずれが検出される。これにより光学的近接修正が実施
されるべきかどうかが決定される。さらに、修正度合が
ずれのレベルに基づいて決定される。

【０００８】図２に示すように、山本らの方法おいては
一例として拡散層(点領域)上に導体層２０１(斜線領域)
を有するウエハが使用されている。この図において、こ
れら２つの層が重なる平行線領域(肉太の線で表示した
領域)が修正されるべき部分である。さらに、隣接する
平行線間の距離がしきい値よりも狭い場合、あるいは線
の長さの線間の距離に対する比が別のしきい値よりも小
さい場合、それらの領域は修正される。

【０００９】上記した従来の方法においては、光学的近
接修正がパターン上に実施されるべきかどうかを決定す
るために経験に基づく結果が必要とされる。あるいは、
ウエハ上に形成された２つの隣接する層間の関係が得ら
れなければならない。したがって、それはデータ処理に
おいて重大なトラブルを招く。

【００１０】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明の目
的は、光学的近接修正方法を提供することである。光学
的近接修正がオリジナルメインパターンに実施されるべ
きかどうかを決定するためにオリジナルメインパターン
の臨界寸法(ＣＤ：ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉ
ｏｎ)を使用して、経験に基づく結果や隣接する２層間
の関係のいずれをも必要としない。したがって、転写パ
ターンの忠実度を保持したままでデータのハンドリング
を簡素化できる。

【００１１】本発明においては、転写されるべきオリジ
ナルパターンが供給され、その臨界寸法がチェックされ
る。臨界寸法が露光用の光源の波長の２．５倍あるいは
それ以下である時、セリフ（修正用凸状パターン)がオ
リジナルパターン上の各コーナー部に付加されるか、あ
るいはハンマーヘッド(修正用槌状パターン)がパターン
の主要部に付加される。臨界寸法が光源の波長に実質的
に等しいかあるいはそれ以下である時、補助パターンが
オリジナルパターンに付加される。このように、オリジ
ナルパターンはフォトリソグラフィープロセスの露光ス
テップに先立って修正される。さらに、セリフおよびハ
ンマーヘッドを付加した後に補助パターンを付加する順
序でオリジナルパターンを修正することにより、修正パ
ターンの重なりあるいは過剰な距離減少を避けることが
できる。

【００１２】本発明に関する上記の記載内容および以下
に記載される本発明の詳細な説明はともに例示的なもの
であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、請
求項に基づいて解釈されるべきである。

【００１３】

【実施例】フォトリソグラフィープロセスに使用される
装置は、網線、すなわちフォトマスクを含む。フォトマ
スクは、集積回路の特定の層上に転写されるべき所定の
パターンを有する。例えば、フォトマスクとして透光部
と非透光部とを備えたガラスプレートを使用することが
できる。非透光部はパターンを形成する。例えば、クロ
ム層が非透光性層として形成される。露光ステップ中、
このフォトマスクは光源とウエハの間に配置され、ステ
ッパーがフォトマスクとウエハの間に配置される。光源
がフォトマスクに入射光を照射すると、光は透光部を介
して通過し、透光部の下に位置するウエハのフォトレジ
スト層上に到達する。反対に、光源からの光は非透光部
によって遮られ、非透光部下部のフォトレジスト層上に
光が照射されるのを防いでいる。このようにしてフォト
マスクのパターンがフォトレジスト層上に転写される。
現像およびエッチングステップを経た後、ウエハはパタ
ーン化される。

【００１４】上記したように、製造プロセスの要因に加
えてフォトマスクを介しての光線の干渉あるいは屈折が
露光ステップ中に生じると、歪みが転写パターンに発生
する。したがって、本発明は光学的近接修正方法を提供
するものである。オリジナルパターンの臨界寸法を直接
測定することにより、光学的近接修正が実施されるべき
かどうか決定される。光学的近接修正は、オリジナルパ
ターン上にセリフ及び／あるいはハンマーヘッドを付加
した後補助パターンを付加する順序で実施される。この
ようにして、転写パターンとオリジナルパターンとの間
のずれが最小限に抑えられる。

【００１５】図３（ａ）において、オリジナルメインパ
ターン３００が供給される。このメインパターン３００
は矩形パターン３００ａ及び細長パターン３００ｂを有
する。次にメインパターンの臨界寸法、例えば、細長パ
ターン３００ｂの幅がチェックされる。臨界寸法が露光
に使用される光源の波長に等しいかあるいはそれ以下で
ある時、補助パターンがメインパターン３００に付加さ
れる。また、臨界寸法が光源の波長の２．５倍あるいは
それ以下である時、メインパターン３００の各コーナー
部にセリフ（修正用凸状パターン)が付加されるか、あ
るいはメインパターン３００の主要部(ｔｒｕｎｋ)の一
側にハンマーヘッド(修正用槌状パターン)が付加され
る。例えば、図３（ｂ）に示すように、補助パターン３
０２がメインパターン３００上に付加される。臨界寸法
が光源の波長に等しいかあるいはそれ以下である時、矩
形パターン３００ａの各コーナー部にセリフ３０４が付
加される。セリフあるいはハンマーヘッドの付加はパタ
−ンの忠実度を改善し、補助パターンの付加はパターン
のコントラストを増加させ結果的に高い解像度をもたら
す。

【００１６】しかしながら、図３（ｂ）に示すように、
セリフ３０４を付加する前に補助パターン３０２が付加
されているので、隣接する２つのパターン間の距離が小
さくなりすぎていることがわかる。場合によっては、パ
ターンは互いに折り重なって望ましくない接続を形成す
る可能性もある。

【００１７】このような状況が発生する可能性は、セリ
フ／ハンマーヘッドの付加と補助パターンの付加の順序
を変えることにより解消できる。すなわち、セリフ／ハ
ンマーヘッドをまずメインパターンに付加する。次に、
補助パターンをセリフ／ハンマーヘッドで修正されたパ
ターンに付加する。補助パターンの調整が最適な修正を
実施するために行われる。図３（ｃ）において、メイン
パターン３００は、矩形パターン３００ａおよび細長パ
ターン３００ｂを含む。メインパターン３００の臨界寸
法をチェックし、臨界寸法が露光用光源の波長の２．５
倍あるいはそれ以下である時、セリフ３０４を矩形パタ
ーン３００ａの各コーナー部に付加する。セリフ３０４
を付加した後、補助パターン３０２をメインパターン３
００上に付加する。結果として、過剰に近接するパター
ンの問題やパターンの重なりの問題は解消される。

【００１８】本発明のフローチャートを図４に示す。ス
テップ４００において、転写されるべきメインパターン
が供給される。メインパターンの臨界寸法がステップ４
０２においてチェックされる。臨界寸法が露光用の光源
の波長の２．５倍あるいはそれ以下である時、セリフあ
るいはハンマーヘッドがステップ４０４においてメイン
パターン上に付加される。臨界寸法が波長の２．５倍あ
るいはそれ以下である場合、プロセスはステップ４０６
に移行する。すなわち、臨界寸法がステップ４０６にお
いて再びチェックされ、臨界寸法が光源の波長の長さに
等しいかあるいはそれ以下である時、補助パターンがス
テップ４０８においてメインパターン上に付加される。
臨界寸法が前記の条件を満足しない場合は、プロセスは
ステップ４１０に移行する。ステップ４０８において補
助パターンの付加が行われた後、プロセスは４１０に移
行する。ステップ４１０において、フォトリソグラフィ
ー／エッチングプロセスが従来の手法に基づいて実施さ
れる。

【００１９】本発明を実施例に基づいて説明したが、本
発明はこれらの実施例によって限定されない。むしろ、
本発明の技術思想から逸脱しないかぎりにおいて種々の
変更および改良を加えることが可能であるだろう。した
がって、本発明の請求項はそのような変更および改良等
を含むように広く解釈されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学的近接効果の一例を示す図である。

【図２】修正されるべきパターンを決定するための従来
法を示す図である。

【図３】（ａ）は、本発明の実施例において修正される
べきオリジナルメインパターンを示す図である。（ｂ）
は、実施例に基づいて修正した（ａ）のオリジナルメイ
ンパターンを示す図である。（ｃ）は、別の実施例に基
づいて修正した（ａ）のオリジナルメインパターンを示
す図である。

【図４】本発明の実施例における光学的近接修正方法を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

３００オリジナルメインパターン３００ａ矩形パターン３００ｂ細長パターン３０２補助パターン３０４セリフ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メインパターンを供給し、前記メインパ
ターンの臨界寸法をチェックし、前記臨界寸法が露光用
光源の波長の２．５倍あるいはそれ以下である時前記メ
インパターン上にセリフあるいはハンマーヘッドを付加
し、前記臨界寸法が該波長に等しいかあるいはそれ以下
である時前記メインパターン上に補助パターンを付加す
ることを特徴とする光学的近接修正方法。
【請求項２】前記補助パターンを前記セリフあるいは
ハンマーヘッドを付加した後前記メインパターン上に付
加することを特徴とする請求項１の光学的近接修正方
法。
【請求項３】前記補助マスクを付加した後、前記光源
を使用して露光を実施することを特徴とする請求項１の
光学的近接修正方法。
【請求項４】メインパターンを供給し、前記メインパ
ターンの臨界寸法をチェックし、前記臨界寸法が第１基
準値に等しいかあるいはそれ以下である時前記メインパ
ターン上に第１修正用パターンを付加し、前記臨界寸法
が第２基準値に等しいかあるいはそれ以下である時前記
メインパターン上に第２修正用パターンを付加すること
を特徴とする光学的近接修正方法。
【請求項５】前記第１基準値は、第２基準値以下であ
ることを特徴とする請求項４の光学的近接修正方法。
【請求項６】前記第１基準値は、露光用光源の波長の
２．５倍に等しいことを特徴とする請求項４の光学的近
接修正方法。
【請求項７】前記第２基準値は、露光用光源の波長に
等しいことを特徴とする請求項４の光学的近接修正方
法。
【請求項８】前記第１修正用パターンは、メインパタ
ーンのコーナー部に設けたセリフを少なくとも含むこと
を特徴とする請求項４の光学的近接修正方法。
【請求項９】前記第１修正用パターンは、少なくとも
ハンマーヘッドを含むことを特徴とする請求項４の光学
的近接修正方法。
【請求項１０】前記第２修正用パターンは、補助パタ
ーンを含むことを特徴とする請求項４の光学的近接修正
方法。
【請求項１１】臨界寸法と複数の直角コーナーを有
し、フォトリソグラフィープロセスを介して転写される
べきメインパターンを供給し、該臨界寸法がフォトリソ
グラフィープロセスに使用される光源の波長の２．５倍
あるいはそれ以下である時前記直角コーナーの各々にセ
リフを付加し、該臨界寸法が前記波長に等しいかあるい
はそれ以下である時、前記セリフを付加した後に前記メ
インパターン上に補助パターンを付加することを特徴と
する光学的近接修正方法。