JP2003173012A - マスクパターン補正方法及びフォトマスク - Google Patents

マスクパターン補正方法及びフォトマスク

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JP2003173012A
JP2003173012A JP2001371538A JP2001371538A JP2003173012A JP 2003173012 A JP2003173012 A JP 2003173012A JP 2001371538 A JP2001371538 A JP 2001371538A JP 2001371538 A JP2001371538 A JP 2001371538A JP 2003173012 A JP2003173012 A JP 2003173012A
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photomask
pattern
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mask pattern
patterns
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Masaya Uematsu
政也 植松
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Sony Corp
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Sony Corp
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細な回路パターンを有する導体集積回路等
を製造する際のフォトリソグラフィ工程において使用す
るフォトマスクについて、転写パターンの寸法均一性を
向上させて所望の設計パターンに近い転写パターンが得
られるようにマスクパターンを補正する方法を提供す
る。 【解決手段】 フォトリソグラフィ工程により配線パタ
ーンをパターニングする際に使用するフォトマスクのマ
スクパターンについては、フォトマスクを2以上の領域
に分割し、各領域毎に補正パラメータを求めてマスクパ
ターンの補正を行う。フォトマスクを2以上の領域に分
割する際に、使用する露光装置のパターン転写特性に応
じて分割することが好ましい。マスクパターンの補正
は、光近接効果補正により行うことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、微細な回路パター
ンを有する導体集積回路等を製造する際のフォトリソグ
ラフィ工程において使用するフォトマスクについて、転
写パターンの寸法均一性を向上させて所望の設計パター
ンに近い転写パターンが得られるように、そのマスクパ
ターンを補正する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、LSIの集積度や性能の向上を目
的に、半導体装置の回路パターンの微細化が急ピッチで
進められている。パターンの微細化に伴い、リソグラフ
ィ工程においては、理論的な解像度の限界近辺でのパタ
ーン形成が行われるようになっている。そのため、光近
接効果の増大やプロセスマージンの低下により、フォト
マスクのマスクパターンと露光装置でフォトマスクを使
用して転写されたレジストパターンとの差異が大きくな
る問題が生じている。
【0003】この問題に対応する方法の一つとして、マ
スク作成時にマスクパターンと転写パターンとの差異を
補正する、光近接効果補正(以下OPC)がある。OP
Cには幾つかの方法が存在するが、現在一般的に半導体
装置製造に用いられている方法は、パターン寸法とパタ
ーンピッチとに依存するパターン寸法バラツキ(以下、
疎密寸法差)を補正するものである。即ち、この方法
は、フォトリソグラフィ及びエッチング処理を行い半導
体基板上に様々な寸法とピッチのパターンを形成し、所
望するパターン寸法と実際に形成されたパターン寸法の
差異を測定し、そして、この測定結果に基づいて、種々
のスペース幅におけるパターン寸法に対する補正値を示
すOPCテーブルを作成し、各パターン毎のマスク寸法
補正を行うことで疎密寸法差を補正するものである。こ
の場合、測定により求めたOPCテーブルの補正値を、
フォトマスク内の全像高に適用し、全像高で同一の補正
を行っている。
【0004】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、実際には、レ
ンズ収差等の影響により像高毎にパターン転写特性は変
化するため、全像高で同一の補正を行っていたのでは、
疎密寸法差を補正しきれなくなってしまうという問題が
ある。このため、微細なマスクパターンを有するフォト
マスクを使用するフォトリソグラフィ工程を利用して製
造する半導体装置などの種々の製品については、その歩
留まりが低下するだけでなく、製品の導通信頼性も低下
し、意図した性能を実現できないことが懸念される。
【0005】本発明は、以上の従来の技術の課題を解決
しようとするものであり、微細な回路パターンを有する
導体集積回路等を製造する際のフォトリソグラフィ工程
において使用するフォトマスクについて、転写パターン
の寸法均一性を向上させて所望の設計パターンに近い転
写パターンが得られるようにマスクパターンを補正する
方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、露光装置の
パターン転写特性を考慮してフォトマスクを2以上の領
域に分割し、各領域毎に補正パラメータを求めてマスク
パターンの補正を行うことにより本発明の目的を達成で
きることを見出し、本発明を完成させた。
【0007】即ち、本発明は、フォトリソグラフィ工程
により配線パターンをパターニングする際に使用するフ
ォトマスクのマスクパターン補正方法であって、フォト
マスクを2以上の領域に分割し、各領域毎に補正パラメ
ータを求めてマスクパターンの補正を行うことを特徴と
するマスクパターン補正方法を提供する。
【0008】また、本発明は、このマスクパターン補正
方法を利用して作製したフォトマスクを提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【0010】本発明のマスクパターン補正方法は、フォ
トリソグラフィ工程により配線パターンをパターニング
する際に使用するフォトマスクのマスクパターン補正方
法であって、フォトマスクを2以上の領域に分割し、各
領域毎に補正パラメータを求めてマスクパターンの補正
を行うことを特徴とする。このようにフォトマスクを2
以上の領域に分割し、各領域毎に補正パラメータを求め
てマスクパターンの補正を行うことにより、転写パター
ンの寸法均一性を向上させることができる。従って、所
期の設計パターンに近い転写パターンを得ることが可能
となる。ここで、補正パラメータとしては、パターン幅
の増減量、スペース幅の増減量等が挙げられる。
【0011】なお、フォトマスクの分割領域数や分割領
域形状は、使用する露光装置により変動するものであ
り、実験により決定する。
【0012】本発明において、フォトマスクを2以上の
領域に分割する際、使用する露光装置のパターン転写特
性に応じて分割することが好ましい。ここで、露光装置
のパターン転写特性とは、ある像高のパターンについ
て、所期の設計パターンからのズレの度合いを意味す
る。従って、このように分割することにより、意味のな
い分割操作を省くことができ、より簡単且つ正確にマス
クパターンの補正が可能となる。
【0013】本発明において、マスクパターンの補正の
具体的手法としては、公知の光近接効果補正(特開平1
0−104818号公報、特開2000−49072号
公報、特開2001−125251号公報等)を好まし
く採用することができる。本発明のマスクパターン補正
方法を適用する以外は、公知の手法を利用することによ
りフォトマスクを製造することが可能であり、得られる
フォトマスクを使用することにより、転写パターンの寸
法均一性を向上させて所望の設計パターンに近い転写パ
ターンが得られる。従って、このフォトマスクを使用す
るフォトリソグラフィ工程を利用して製造する半導体装
置などの種々の製品については、その歩留まりが低下せ
ず、製品の導通信頼性も低下しない。
【0014】
【実施例】以下、比較例と実施例とにより本発明を具体
的に説明する。
【0015】(比較例1)まず、フォトリソグラフィ及
びエッチング処理を行い半導体基板上に様々な寸法とピ
ッチのパターンを形成し、所望するパターン寸法と実際
に形成されたパターン寸法の差異を測定する。そして、
この測定結果に基づいて、種々のスペース幅におけるパ
ターン寸法に対する補正値を示すOPCテーブルを作成
した。そのOPCテーブルを表1に示す。
【0016】
【表1】 従来法によるOPCテーブル(補正量(nm)) スペース幅(nm) ライン幅 220 240 270 480 600 750 1120 1280 2220 140 5 5 5 10 10 5 0 0 -5 160 0 5 5 10 10 10 5 5 5 ・ - - - - - - - - - 220 0 0 5 5 5 0 -5 -5 -5 280 -10 -5 0 0 0 -5 -10 -10 -10 ・ - - - - - - - - - 500 -10 -5 -5 0 -5 -5 -10 -10 -10
【0017】次に、140nm孤立ラインと140/2
20nmL/S(ライン/スペース)のマスクパターン
が電子線描画法により形成されたフォトマスクを使用
し、露光装置(NSR−S203B、ニコン社製)でシ
リコンチップ上の感光性レジスト層(シプレイ社製)に
対してマスクパターンの転写を行った。
【0018】得られたシリコンチップのチップ内5像高
(CE:中心、UL:左上、UR:右上、LL:左下、
LR:右下(図1))における、140nm孤立ライン
と140/220nmL/S(ライン/スペース)のパ
ターン転写寸法を測長SEM(S−9200、日立製作
所製)により実測した。得られた結果を表2に示す。
【0019】
【表2】
【0020】表2から、140nm孤立ラインでは、C
E以外の4像高においてCEよりも3〜4mm細く転写
されていることがわかった。また、140nm孤立ライ
ンと140/220nmL/Sの寸法差を像高毎に比較
すると、CE,UL,LLの3像高は約12nmなのに
対してUR,LRでは約7nmで、像高によって疎密寸
法差も変化していることがわかった。
【0021】次に、表2のチップ実測長を与えるフォト
マスクのマスクパターンに対し、表1に示す従来OPC
テーブルよりチップの中央の像高CEを基準として、1
40nm孤立ラインに−5nm、140/220nmL
/Sに+5nmの補正を行った。補正が加えられたフォ
トマスクを使用して上述と同様にシリコンチップ上の感
光性レジスト層に対してマスクパターンの転写を行っ
た。得られたシリコンチップのチップ内像高(CE:中
心、UL:左上、UR:右上、LL:左下、LR:右
下)における、140nm孤立ラインと140/220
nmL/S(ライン/スペース)のパターン転写寸法を
上述と同様に実測した。得られた結果を表3に示す。
【0022】
【表3】
【0023】表3から、従来と同様に補正を行った場合
には、5.8nmの最大寸法差(CE(孤立ライン)と
UL(L/S)との間の寸法差)が発生していることが
わかった。従って、従来のOPCを行った場合には、像
高による転写寸法の差異は補正されないことがわかっ
た。よって、疎密寸法差は、像高により疎密寸法差が変
化するため完全に補正することはできなかった。
【0024】実施例1 図1に示す5像高の各像高について、表2に示すチップ
実測長(パターン転写特性)を反映させたOPCテーブ
ルを作成した。
【0025】
【表4】
【0026】次に、表2のチップ実測長を与えるフォト
マスクのマスクパターンに対し、表4に示す実施例1の
OPCテーブルより各像高領域の140nm孤立ライン
及び140/220nmL/Sに対し、表4の補正量で
補正を行った。
【0027】このように補正が加えられたフォトマスク
を使用して上述と同様にシリコンチップ上の感光性レジ
スト層に対してマスクパターンの転写を行った。得られ
たシリコンチップのチップ内像高(CE:中心、UL:
左上、UR:右上、LL:左下、LR:右下)におけ
る、140nm孤立ラインと140/220nmL/S
(ライン/スペース)のパターン転写寸法を上述と同様
に実測した。得られた結果を表5に示す。
【0028】
【表5】
【0029】表5から、本発明のマスクパターン補正方
法を適用した場合には、最大寸法差(LL(孤立ライ
ン)とLL(L/S)との間の寸法差)が2.7nmと
なったことがわかる。この数値は、従来のOPCテーブ
ルを適用した比較例1の場合の最大寸法差5.8nm
(CE(孤立ライン)とUL(L/S)との間の寸法
差)の約半分である。従って、本発明のマスクパターン
補正方法を適用することにより、転写パターンの寸法均
一性を向上させて所望の設計パターンに近い転写パター
ンが得られることが確認できた。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、微細な回路パターンを
有する導体集積回路等を製造する際のフォトリソグラフ
ィ工程において使用するフォトマスクについて、転写パ
ターンの寸法均一性を向上させて所望の設計パターンに
近い転写パターンが得られるようにマスクパターンを補
正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したフォトマスクの分割例の説明
図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトリソグラフィ工程により配線パタ
    ーンをパターニングする際に使用するフォトマスクのマ
    スクパターン補正方法であって、フォトマスクを2以上
    の領域に分割し、各領域毎に補正パラメータを求めてマ
    スクパターンの補正を行うことを特徴とするマスクパタ
    ーン補正方法。
  2. 【請求項2】 フォトマスクを2以上の領域に分割する
    際に、使用する露光装置のパターン転写特性に応じて分
    割する請求項1記載のマスクパターン補正方法。
  3. 【請求項3】 マスクパターンの補正を光近接効果補正
    により行う請求項1記載のマスクパターン補正方法。
  4. 【請求項4】 請求項1のマスクパターン補正方法を利
    用して作製したフォトマスク。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8103977B2 (en) 2005-04-26 2012-01-24 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and its manufacturing method, semiconductor manufacturing mask, and optical proximity processing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8103977B2 (en) 2005-04-26 2012-01-24 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and its manufacturing method, semiconductor manufacturing mask, and optical proximity processing method
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