JP2005157043A

JP2005157043A - マスクパターン補正結果検証方法およびマスクパターン補正結果検証装置

Info

Publication number: JP2005157043A
Application number: JP2003396868A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Inazu; 隆敏稲津
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-06-16
Also published as: US20050120325A1; US7254804B2

Abstract

【課題】マスクパターン補正結果検証の処理効率向上を図ることが可能なマスクパターン補正検証方法およびマスクパターン補正結果検証装置を提供する。
【解決手段】領域切取り手段１０７、露光シミュレーション手段１０８、レジストモデル作成手段１０９、ＯＰＣ処理手段１１０、ＯＲＣ処理手段１１１、ＥＤツリーとマージンカーブ作成手段１１２、及びレジストパターン寸法計測手段１１３を有するマスクパターン補正結果検証部と、マスクパターン補正結果検証するレイアウトパターン格納手段１１５、マスクパターン補正結果検証に利用するパラメータ格納手段１１６、マスクパターン補正結果検証の実行結果格納手段１１８、及びレジストモデルを格納するレジストモデル格納手段１１７を有するデータベース部と、レイアウトエディタ１０４、パラメータ入力部１０５、結果表示部１０６を有するグラフィックユーザインタフェース部１０３とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば半導体集積回路（ＬＳＩ）の製造に用いられるフォトマスクのマスクパターンを補正した結果の検証方法およびマスクパターン補正結果検証装置に関する。

近年のＬＳＩの製造において、高集積化によるデバイス素子サイズの微細化に従い、光近接効果の影響により、設計パターンとそのマスクパターンをレジスト上に転写して得られるレジストパターンとの差異の影響が大きくなるという問題がある。

具体的には、レイアウト設計上で９０度のはずのマスクパターンのコーナーが丸くなったり、マスクパターンのライン端が短くなったり、あるいはマスクパターンのラインの幅が太る／細るなどの変形を生じる。

その結果、マスクパターンに対するレジストパターンの変形によるデバイス特性の劣化や、レジストパターンのブリッジや断線による歩留まりの低下といった問題が引き起こされる。

従って、所望のレジストパターンを得るために、光近接効果の影響を考慮して、予めマスクパターンを補正するいわゆる光近接効果補正（Optical Proximity effect Correction ：ＯＰＣ）を施すことが必要である。

ところで、上述したマスクパターンの補正は露光シミュレータを用いて行っている。この露光シミュレータは、入力されたマスクパターンに応じたレジストパターンを出力するものである。

しかし、露光シミュレータの機能が、入力されたマスクパターンに応じたレジストパターンを出力するのみであり、マスクパターンに対して、例えば線幅を補正するなどの処理ができない。そのため、設計者が線幅を補正したマスクパターンを新たに生成し、この新たなマスクパターンを露光シミュレータに入力してレジストパターンを確認する作業を繰り返す必要がある。よって、マスクパターンの補正は非常に手間がかかり、設計者の負担が非常に大きいという問題がある。

この問題を解決すべく、マスクパターン補正装置の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。以下、特許文献１の内容を、図２１を参照して説明する。

従来のマスクパターン補正装置は、以下の手順を通じてマスクパターンのＯＰＣ処理を行う。即ち、まず、マスクに転写するための設計パターン、露光時の波長や露光量、焦点位置などの露光パラメータ、およびマスクパターンの補正や前処理に必要なマスクパラメータを入力する（ステップＳ２１０１）。

次に、ステップＳ２１０１で入力された設計パターンに対して、同ステップで入力されたマスクパラメータに基づいた値で、バイアス処理を行う（ステップＳ２１０２）。これはマスクパターンの境界線に対して、正の値の場合にはマスクパターンを拡大し、負の値の場合にはマスクパターンを縮小するもので、ゼロの場合にはマスクパターンについて拡大および縮小のいずれも行わない。

次に、ステップＳ２１０２でバイアス処理されたマスクパターンに対して、露光シミュレーションを行い（ステップＳ２１０３）、その出力結果である転写レジストパターンと設計パターンとのずれを評価して検出する（ステップＳ２１０４）。この段階では、設計パターンに対して、一律のバイアスをかけたのみであるから、転写レジストパターンと設計パターンとの間に、多少のずれがあるのが一般的である。

次に、ステップＳ２１０４で検出した転写レジストパターンと設計パターンとのずれを基にマスクパターンの補正（ＯＰＣ）を行い（ステップＳ２１０５）、補正後のマスクパターンに対して、露光シミュレーションを行う（ステップＳ２１０６）。さらに、その出力結果である転写レジストパターンと設計パターンとのずれを評価して検出する（ステップＳ２１０７）。そして、ステップＳ２１０７での評価結果が、それ以前に記憶された最適なＯＰＣパターンの評価結果よりも良い場合は、ステップＳ２１０５で得られたＯＰＣパターンを最適なＯＰＣパターンとして保存する（ステップＳ２１０８）。

以上のように、ステップＳ２１０５からステップＳ２１０８を繰り返し行い、所定の条件を満たしたときに終了させ、その時点における最適なＯＰＣパターンを決定する。

最後に、ステップＳ２１０８で保存されたＯＰＣパターンに対して、図形の線幅や図形間隔など設計規則上でのルール違反がないかをマスク検証（ステップＳ２１０９）し、エラーがあればそれを修正してから、露光シミュレーションを行う（ステップＳ２１１０）。ステップＳ２１１０の出力結果に対して最終的な評価を実施し（ステップＳ２１１１）、処理を終了する。
特開平１１−２１８８９９号公報

しかしながら、上記した従来のマスクパターン補正装置では、最適なＯＰＣパターンを得る方法を自動化した点に特徴があり、補正後のデータの検証については詳細の説明まで言及していない。マスクパターンのＯＰＣ処理では、ＯＰＣパターンを作成することが一つの目標ではあるが、いかにＯＰＣ処理を自動化しても、全てのパターンに対して、出力結果のＯＰＣパターンが理想的なパターン、即ち転写レジストパターンと完全に一致するということはなく、ある限界条件を定めておき、それに達した時点でのＯＰＣパターンを適用するのが現実的なやり方となっている。

従って、従来のマスクパターン補正装置では、ＯＰＣパターンを作成する機能を持たせるのにとどまり、そのパターンが転写される上で本当に適正なデータであるかどうかの検証機能が不十分であるという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、マスクパターン補正結果検証処理効率向上を図ることができるマスクパターン補正結果検証方法およびマスクパターン補正結果検証装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様のマスクパターン補正結果検証方法は、補正の対象となる領域のマスクパターンを切取る第１ステップと、ＯＰＣを実行する時に利用するレジストモデルを作成する第２ステップと、このレジストモデルを参照して、第１ステップによる切取領域内の補正対象マスクパターンに対してＯＰＣ処理を施す第３ステップと、この第３ステップ後に、レジストモデルを利用して、補正後マスクパターンがレジスト上に転写されるパターンを計算で予測する露光シミュレーションを実行する第４ステップ、または露光シミュレーション実行結果に対するレジストパターンの寸法を自動計測する第５ステップ、または補正後マスクパターンで転写したレジストパターンがある範囲内の寸法となるための露光量とデフォーカスの関係を表すＥＤツリー及びマージンカーブを作成する第６ステップ、または前記第４、第５及び第６ステップを実行する前に、補正後のマスクパターンに対して、レジストパターンとオリジナルの設計パターンとのズレを検出するＯＲＣ処理を施す第７ステップ、を備え、前記第１ステップ乃至第７ステップを実行するために必要なパラメータを指示することにより所望のステップが自動で実行できることを特徴としている。

また、本発明の別の態様のマスクパターン補正結果検証装置は、マスクパターン補正対象領域の切取手段、レジストモデル作成手段、ＯＰＣ処理手段、ＯＲＣ処理手段、ＥＤツリーとマージンカーブ作成手段、レジストパターン寸法を自動的に計測するレジストパターン寸法自動計測手段、及び露光シミュレーション手段を有するマスクパターン補正結果検証手段と、設計パターン及びマスクパターン、マスクパターン補正結果検証に利用するパラメータ、マスクパターン補正結果検証の結果、及びレジストモデルを格納するデータベース格納手段と、前記設計パターン及びマスクパターン、前記パラメータ、前記検証結果、及びマスクパターン補正結果検証の処理手順を表示・操作するグラフィックユーザインタフェースと、を備え、前記マスクパターン補正結果検証に利用するパラメータを指示することにより前記マスクパターン補正結果検証が自動で実行できることを特徴としている。

本発明によれば、マスクパターン補正結果検証処理効率向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、リソグラフィ技術者が本実施例のマスクパターン補正結果検証方式を使用してＯＰＣを検討する処理フローを示す。初めに、ＯＰＣを検討するためのレイアウトパターンを読み込む（ステップＳ２０１）。

次に、パラメータ入力部を呼び出す（ステップＳ２０２）。パラメータ入力部の詳細を、図２に示す。まず、３通りの処理を指示するボタン、即ち後述の機能選択で選択された処理を実行する実行ボタン４０１、本パラメータ入力部で入力されたパラメータをパラメータ格納部に保存する保存ボタン４０２、そしてパラメータ格納部に保存されたパラメータを読み込む読込ボタン４０３を有する。

次に、共通パラメータである処理の対象領域４０４ａと、処理データのレイヤ名４０４ｂと、結果表示方法４０４ｃを有する。対象領域４０４ａは例えば領域を示す矩形の左下隅と右上隅の座標値を指定し、結果表示方法４０４ｃでは例えばレイアウトエディタ上や或いはプリント出力等を指定する。そして、機能選択部４０５は、露光シミュレーション４０５ａ、ＯＰＣ４０５ｂ、ＯＲＣ４０５ｃ、ＯＰＣモデル作成４０５ｄ、像寸法自動計測４０５ｅ、ＥＤツリー・マージンカーブ作成４０５ｆのいずれか処理すべきものを指定する。さらに各ボタンの右側にそれぞれの処理に必要なパラメータを指定する窓を有し、露光シミュレーション４０５ａであれば、光強度４０５ａ１などを指定したり、ＯＰＣ４０５ｂであればモデル名４０５ｂ１などを指定する。

次に、マスクパターン補正結果検証の機能選択を行う（ステップＳ２０３）。これは、機能選択部４０５の６通りの機能から処理すべきものを１つまたは複数指定する。そして、各機能毎に必要なパラメータを入力する（ステップＳ２０４）。これらのパラメータは、この後再利用できるように、パラメータ格納部１１６に保存する（ステップＳ２０５）。これは保存ボタン４０２を指定することで実行される。

次に、機能選択部４０５で選択された機能の実行を指示する（ステップＳ２０６）。これにより、機能選択部４０５で選択された１つまたは複数の機能が実行される（ステップＳ２０７）。その結果が結果表示方法４０６に表示されるので、その内容を確認して（ステップＳ２０８）問題なければ本処理を終了し、問題がある時は再度パラメータ入力部に戻り必要に応じて機能選択や、各機能のパラメータ指定を行い、ステップＳ２０３あるいはステップＳ２０４からステップＳ２０７の処理を繰り返す。

機能選択部４０５の個々の機能の処理内容については、後述する。

図３は、本実施例のマスクパターン補正結果検証装置の構成図である。図３に示すように、マスクパターン補正結果検証装置１００は、マスクパターン補正検証部１０１、データベース部１０２、グラフィックユーザインタフェース部１０３を有する。

マスクパターン補正結果検証部１０１は、レイアウトパターンから、マスクパターン補正結果検証部で処理対象とするデータのみを抽出する領域切取手段１０７と、指定された領域においてパラメータを元に露光シミュレーションを行う露光シミュレーション手段１０８と、露光シミュレーションでレジストパターンを計算するために利用するレジストモデルを作成するレジストモデル作成手段１０９と、ＯＰＣ処理を実行するＯＰＣ処理手段１１０と、露光シミュレーションを利用してレジストパターンとオリジナルの設計パターンのずれを確認するＯＲＣ処理手段１１１と、露光条件やＯＰＣ処理を検討するためのＥＤツリーとマージンカーブ作成手段１１２と、オリジナルのパターンの任意の指定点におけるレジストパターンの寸法を自動的に計測するレジストパターン寸法自動計測手段１１３とを有する。

データベース部１０２は、レイアウトパターン格納部１１５と、パラメータ格納部１１６と、レジストモデル格納部１１７と、結果情報格納部１１８とを有する。

グラフィックユーザインタフェース部１０３は、レイアウトパターンをデータベースから取り込み必要に応じて編集を行うレイアウトエディタ１０４と、マスクパターン補正結果検証部１０１で実行する処理手段で用いるパラメータを指定するパラメータ入力部１０５と、マスクパターン補正結果検証部１０２で実行されたＯＰＣ処理結果、ＯＲＣ処理結果、レジストパターン寸法自動計測結果、露光シミュレーション結果、ＥＤツリー・マージンカーブを表示する結果表示部１０６を有する。

次に、マスクパターン補正結果検証部１０１の各手段の機能、処理について説明する。

図４は、領域切取手段１０７の機能と処理手順を示す。ＬＳＩパターンを構成する図形は膨大な数にのぼるため、マスクデータを補正検証する場合、ある限られた領域に含まれる図形だけを抽出して処理効率を上げるのが一般的である。そこで、領域切取手段１０７は、図４（ａ）〜（ｃ）を経て図形の抽出を行う。すなわち、図４（ａ）では、ＬＳＩパターンを構成する複数の図形５０２〜５０６に対して、補正検証する図形を切り出すための領域５０１が指定されている。図４（ｂ）では、補正検証する図形を切り出すための領域５０１との重複部分を持たない図形５０２、５０３は捨てられ、補正検証する図形を切り出すための領域５０１との重複部分を持つ図形５０４〜５０６が抽出され、さらに領域５０１の内部に含まれる部分だけ、図形５０４ａ〜５０６ａとして切り取られる。図４（ｃ）では、補正検証する図形を切り出すための領域５０１により切り取られた、補正検証の対象となる図形が抽出された状態を示す。

次に、レジストモデル作成手段１０９の機能と処理手順について説明する。ここでは、ＯＰＣによってオリジナルの設計パターンに近いレジストパターンが得られるように、典型的なパターンについて、良好なＯＰＣ結果を得るためにモデルを作成しておく。

次に、露光シミュレーション手段１０８の機能と処理手順について説明する。

図５は、露光シミュレーション手順のフローチャートを示す。初めに、露光シミュレーションを実行する領域に含まれるデータ１９０１を、露光シミュレータ用入力ファイルへ変換する（ステップＳ１９０１）。

次に、露光シミュレータ用パラメータファイルを作成する（ステップＳ１９０２）。露光シミュレータ用パラメータとしては、図６に示すように、光強度２００１、照明形態２００２、ビーム径２００３、波長λ２００４、開口数Ｎ／Ａ２００５、デフォーカス値２００６、マスク種類２００７、マスクの光透過率２００８、マスクの光位相差２００９、レジスト種類２０１０などがある。

次に、露光シミュレーション領域をグリッドで分割する（ステップＳ１９０３）。ここでは、ｘ、ｙ方向共１０分割とする（図５における１９０２）。次に、各グリッド毎の光強度１を計算する（ステップＳ１９０４）。

前記ステップＳ１９０４で求めた光強度１に対してレジストモデル（フィッティングパラメータ）を加味した光強度２に変換する（ステップＳ１９０５）。

次に、光強度２とＸＹ平面で構成される３次元グラフに対して、光強度のしきい値（スライスレベル）での等高線１９０３を作成する（ステップＳ１９０６）。この等高線がパターン形状となる。

最後に、露光シミュレーション結果の図形を結果表示部１０６に表示する（ステップＳ１９０７）。

図７は、レジストモデル作成手段１０９によるレジストモデル作成の手順を示す。まず、像の幅８０１ａを持つテスト用レイアウトパターン８１ａを作成する。次に、これを実際に露光し、レジスト上に幅８０２ａを持つパターン８２ａができる。ここで、テスト用パターンの幅８０１ａと、レジスト上のパターンの幅８０２ａは、異なる場合が一般的である。

ここで、設計パターン幅が８０２ａのデータをレジストパターンの幅として８０２ａにするためには、ＯＰＣによって、オリジナルの設計パターンの幅を補正してマスクパターンの幅を８０１ａにしておけば、所望のレジストパターン寸法が得られるということになる。

以上は、パターンの幅に注目した例であるが、異なるパターン同士の間隔においても、同じような手順により、所望のレジストパターン間隔８０２ｂを得るためにＯＰＣによって設計パターン間隔が８０２ｂのデータをマスクパターン間隔として８０１ｂに補正できればよい。ＯＰＣの精度は、内部での露光シミュレーション精度である程度決定される。よって、複数のテストパターンに対して、図７に示すような補正に近くなるレジストモデルを決定し、そのレジストモデルをデータベースに保存する。

次に、ＯＰＣ処理手段１１０の機能と処理手順について説明する。ここでは、所望のレジストパターンを得るために、光近接効果の影響を考慮して、予めマスクパターンを補正するいわゆる光近接効果補正（ＯＰＣ処理）を行う。

図８（ａ）は、ＯＰＣ処理手段１１０によるＯＰＣ処理手順のフローチャートを示す。初めに、ＯＰＣ処理を実行するために、上述した領域切取手段１０７で抽出された図形データをＯＰＣ入力ファイルへ変換する（ステップＳ９０１）。

次に、ＯＰＣ用パラメータファイルを作成（ステップＳ９０２）し、パラメータはデータベース部１０２のパラメータ格納部１１６に格納する。ＯＰＣ用パラメータとしては、図９に示すように、補正対象データの入力ファイル名１００１と、特定の図形だけを補正するための補正対象レイヤ名１００２と、レジストモデルが格納されているレジストファイル名１００３と、データの丸めを行う場合の補正グリッド１００４などがある。

次に、ＯＰＣを実行する（ステップＳ９０３）。図８（ｂ）は、図形９０１、９０２に対するＯＰＣ処理を示す。図形９０１、９０２は、共に光近接効果が現れやすいエッジの凸部（９０１ａ、９０１ｄ、９０１ｇ、９０１ｈ、９０２ｂ、９０２ｃ）あるいは凹部（９０１ｅ、９０１ｆ）について、さらに隣接する図形との干渉（９０１ｂ、９０１ｃ、９０２ａ、９０２ｄ）などを考慮してレジストモデルを利用した露光シミュレーションを実行しながら光近接効果補正を行い、図形９０３、９０４を得る。

最後に、ＯＰＣ結果をグラフィックユーザインタフェース部１０３の結果表示部１０６に表示し、さらにその図形をデータベース部１０２の結果情報格納部１１８に保存する（ステップＳ９０４）。

次に、ＯＲＣ処理手段１１１の機能と処理手順について説明する。ここでは、ＯＰＣ処理を施したマスクパターンに対して露光シミュレーションを実行し、シミュレーション結果としてのレジストパターンと、オリジナルの設計パターンとのずれを確認することによってＯＰＣ処理が理想的に行われたかどうかを確認する。

図１０（ａ）は、ＯＲＣ処理手段１１１によるＯＲＣ処理手順のフローチャートを示す。初めに、オリジナルの設計パターンを入力する（ステップＳ１１０１）。ここでは、図１０（ｂ）の図形１１０１、１１０２をオリジナルの設計パターンとする。次に、上述したＯＰＣ処理手段１１０によって作成された該当パターンのＯＰＣ処理後のマスクパターンを入力する（ステップＳ１１０２）。ここでは、図１０（ｂ）の図形１１０３、１１０４をＯＰＣ処理後のデータとする。

次に、ＯＲＣ用パラメータファイルを作成する（ステップＳ１１０３）。ＯＲＣ用パラメータとしては、オリジナルの設計パターンと露光シミュレーション後のレジストパターンを比較した場合に抽出すべきずれ幅の範囲などのルールなどがある。

次に、ＯＲＣを実行する（ステップＳ１１０４）。具体的には、まずステップＳ１１０２で入力したＯＰＣ処理後のマスクパターン（図形１１０３、１１０４）に対して露光シミュレーションを実行する。この結果、マスクパターンがレジスト上に転写された時のパターン１１０５、１１０６を得る。

そして、図形１１０１と図形１１０５、および図形１１０２と図形１１０６を比較しずれ幅を計算する。このずれ幅が、ＯＲＣパラメータとして設定していた抽出ルールに当てはまるもののみを抽出して、その位置とずれ幅情報を結果情報格納部１１８に記憶する。

最後に、前記位置とずれ幅情報を元に、ＯＲＣ処理結果としてエラーが発生した部分をグラフィックユーザインタフェース部１０３の結果表示部１０６に表示し、さらに結果情報格納部１１８に結果を保存する（ステップＳ１１０５）。

次に、ＥＤツリーとマージンカーブ作成手段１１２の機能と処理手順について説明する。

ＥＤツリーとは、露光において、ある着目点のレジストパターンが、ある範囲内の寸法となるための、露光量とデフォーカスの関係を表すグラフである。

図１１は、ＥＤツリーとマージンカーブ作成手段１１２によって作成されたＥＤツリーを示す。横軸に露光量の常用対数、縦軸にデフォーカスをとる。通常は、着目点一箇所に対して、レジストパターンが所望の寸法となる場合の露光量とデフォーカスの関係をグラフに表したもの１２０１を０％として示す他、所望寸法の＋１０％となる場合の露光量とデフォーカスの関係をグラフに表したもの１２０２、所望寸法の−１０％となる場合の露光量とデフォーカスの関係をグラフに表したもの１２０３を合せて、３本１セットのグラフを作成する。

２つのグラフ（ここでは、所望寸法の＋１０％となる場合の露光量とデフォーカスの関係を表したグラフ１２０２と所望寸法の−１０％となる場合の露光量とデフォーカスの関係を表したグラフ１２０３）から形成される長方形を、ウィンドウと呼ぶ。

図１２は、上記により作成されたウィンドウ１３０１を示す。ウィンドウの縦の辺１３０２をフォーカス裕度、横の辺１３０３を露光量裕度と呼ぶ。ここで、２つのグラフから形成されるウィンドウは無数に存在し、その各々のウィンドウの縦の辺（フォーカス裕度）と横の辺（露光量裕度）の関係を、グラフに表したものが、マージンカーブである。図１３は、複数のウィンドウ１４０１〜１４０３と、そのウィンドウを元に作成したマージンカーブ１４０４を示す。

以上は、着目点を１点に絞って説明したが、図１４は、複数の着目点に対するＥＤツリーとマージンカーブを示す。３つの着目点を想定すると、１番目の着目点におけるＥＤツリーが１５０１、ウィンドウが１５０１ｗ、２番目の着目点におけるＥＤツリーが１５０２、ウィンドウが１５０２ｗ、３番目の着目点におけるＥＤツリーが１５０３、ウィンドウが１５０３ｗである。また、そのときのマージンカーブはそれぞれ１５０１ｍ、１５０２ｍ、１５０３ｍとなる。３つのウィンドウ１５０１ｗ、１５０２ｗ、１５０３ｗが重なった部分が、共通のウィンドウ１５０４ｗであり、これでマージンカーブを作成したものが１５０４ｍである。

設計者が、実際のマスクパターン補正に臨む際には、複数の着目点がプロセスのバラツキに耐えられるかが重要となり、この共通のマージンカーブ１５０４ｍが頻繁に利用される。すなわち、フォーカス裕度を上げると露光量裕度が下がり、露光量裕度を上げるとフォーカス裕度が下がるため、このマージンカーブ１５０４ｍを利用してフォーカス裕度と露光量裕度の互いに適正なポイントを選択することができる。

図１５は、ＥＤツリーを作成するためのパラメータを示すもので、デフォーカス最大値１６０１、デフォーカス刻み幅１６０２、ＥＤツリーを作成するパターンを包含する対象領域１６０３、ＥＤツリーを作成するパターンの着目点座標１６０４、着目点座標におけるパターンの幅を決める軸（ＸまたはＹ）１６０５、着目点におけるパターンの所望寸法１６０６、寸法マージン１６０７が設定される。

さらに、プロセスのバラツキに対して特に精度が要求されるパターンの部分など必要に応じて、複数の着目点について１６０４〜１６０７を指定する。これらは、予めデータベース部１０２のパラメータ格納部１１６に格納しておく。

図１６に、ＥＤツリーおよびマージンカーブ作成手順のフローを示す。作成の具体的な手順を、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５を使用して説明する。初めに、図１５のデフォーカス最大値１６０１およびデフォーカス刻み幅１６０２より何段階（ｎ）のデフォーカスについて以下の処理を行うかを設定する（ステップＳ１７０１）。ここでは、ｎ＝１５とする。

次に、以下の処理を各デフォーカス値毎に繰り返す。まず、一つのデフォーカス値に対して、ＥＤツリーを作成するパターンを包含する図１５の対象領域１６０３に含まれる図形に対して露光シミュレーションを実行する（ステップＳ１７０２）。

露光シミュレーションの具体的な手順については、後述する露光シミュレーション手段の項で述べるのでここでは省略する。

次に、露光シミュレーション結果から２次元の空間像強度を読み込み、そのデータに対してさらに光強度を軸とした３次元グラフを作成する（ステップＳ１７０３）。

次に、前記３次元グラフの中から、図１５のＥＤツリーを作成するパターンの着目点座標１６０４、着目点座標におけるパターンの幅を決める軸（ＸまたはＹ）１６０５に相当する部分の２次元グラフを抽出し、光強度とレジスト上の像寸法の関係を関数化する（ステップＳ１７０４）。

次に、前記光強度とレジスト上のパターン寸法の関数式より、レジスト上のパターン寸法が図１５の所望の寸法１６０６となるしきい値と、寸法マージン１６０７の上下限（ここでは＋１０％、−１０％とする）となる時のしきい値を計算する（ステップＳ１７０５）。

次に、求められた３つのしきい値から、関係式に従って各々のしきい値に相当する露光量を計算する（ステップＳ１７０６）。関係式は、「露光量＝１／しきい値」を用いる。

次に、ステップＳ１７０６で求められた３つの露光量とこの時のデフォーカス値を全てのデフォーカス値についての処理が終了するまで一時的に保存する（ステップＳ１７０７）。

以上の処理が、すべてのデフォーカス値について行われるまで、ステップＳ１７０２に戻り、処理が終了した場合は、以下に進む。まず、一時保存されたデフォーカス値とその時の所望寸法を与える露光量および上下限の寸法マージンを持つ寸法を与える露光量を元に、ＥＤツリーを作成する（ステップＳ１７０８）。

図１１において、デフォーカスを縦軸にとり、これをｎ等分（ここではｎ＝１５）し、ｉ番目（ｉ＝１〜１５）のデフォーカス１２０４についてレジスト上のパターンが所望の寸法となる露光量１２０１ａおよび寸法マージン＋１０％を持つ寸法となる露光量１２０２ａ、寸法マージン−１０％を持つ寸法となる露光量１２０３ａを求める。

全てのｉについての露光量が求まったらそれらを各々接続するとデフォーカスと露光量の関係を示す２次元グラフ１２０１、１２０２、１２０３、即ちＥＤツリーが得られる。

次に、ステップＳ１７０８で得られたＥＤツリーを元にマージンカーブを作成する（ステップＳ１７０９）。図１２において、所望寸法の＋１０％となる場合の露光量とデフォーカスの関係を表したグラフ１２０２の頂点を通るＹ軸に平行な直線１３０４と、任意のＹ軸と平行な直線１３０７と所望寸法の−１０％となる場合の露光量とデフォーカスの関係を表したグラフ１２０３との２つの交点１３０５、１３０６で決まる長方形の図形を考える。

この図形は、任意のＹ軸と平行な直線１３０７をＸ軸方向に平行移動させることによって無数に形成できる。この図形の高さ１３０２をフォーカス裕度として縦軸に、図形の幅１３０３を露光量裕度として横軸にプロットしてできたものが図１３のマージンカーブ１４０４となる。

最後に、前記ＥＤツリー、およびマージンカーブを結果表示部１０６に表示する（ステップＳ１７１０）。

次に、レジストパターン寸法自動計測手段１１３の機能と処理手順について説明する。ここでは、ＯＰＣ処理後のパターンがレジスト上に転写されたときのレジストパターン寸法を露光シミュレーションにより求めその結果を検証する。

図１７は、レジストパターン寸法自動計測手順のフローチャートを示す。ここでは、ある露光条件、特に特定の光強度（ここではＣ０とする）を与えた場合のレジストパターン寸法を計測するもので、図１８、図１９を使用して処理手順を説明する。

初めに、計測対象となるパターンが含まれる矩形領域（図１９における、（ｘ１、ｙ１）（ｘ２、ｙ２））を指定する（ステップＳ１８０１）。次に、像寸法を計測すべきパターンの着目点（図１９における（ｘ０、ｙ０））を指定する（ステップＳ１８０２）。

次に、計測方向を指定する（ステップＳ１８０３）。これは、ステップＳ１８０２で指定した着目点に対してどの角度で計測するかを指定するものである。（図１９では９０度方向）。

次に、露光シミュレーション用パラメータを入力する（ステップＳ１８０４）。パラメータの内容については、後述の露光シミュレーション手段の項で述べるのでここでは省略する。

次に、矩形領域の各格子点の光強度を露光シミュレーションにより求める。これが３次元グラフ６０１となる（ステップＳ１８０６）。

次に、３次元グラフ６０１の中から、像寸法を測定すべきパターンの着目点（ｘ０、ｙ０）が含まれる分割断面、即ち９０度方向のｙ０地点が含まれる分割断面に相当する２次元グラフを選択する（ステップＳ１８０７）。

次に、この２次元グラフにおいて「光強度＝Ｃ０」なる線分が、２次元グラフにより切り取られる部分の長さ６０３を求める（ステップＳ１８０８）。これが、レジスト上のパターン寸法となる。

最後に、ステップＳ１８０８で求めたレジストパターン寸法を結果表示部１０６に表示する（ステップＳ１８０９）。

以上、述べてきたように、リソグラフィ技術者が特定のプロセスにおけるマスクパターンに関わる各種パラメータを決定するにあたり、統一されたユーザインタフェースを介して必要な機能を呼び出し、実行させ、実行結果や最終的に決定したパラメータ等を保存する手続きを自動的に一括して行なうことができる。

図２０は、レイアウト設計者が本実施例のマスクパターン補正結果検証方式を使用してＯＰＣを検討する処理フローを示す。初めに、ＯＰＣを検討するためのレイアウトパターンを読み込む（ステップＳ３０１）。

次に、パラメータ入力部を呼び出す（ステップＳ３０２）。パラメータ入力部の詳細は第１の実施例と同じであり省略する。

次に、パラメータ格納部に格納してあるパラメータを呼び出す（ステップＳ３０３）。次に、マスクパターン補正結果検証の対象領域を指定する（ステップＳ３０４）。次に、マスクパターン補正結果検証の６つの機能から実施したい１つまたは複数の機能選択を行い、実行を指示する（ステップＳ３０５）。この時、各機能毎に必要に応じてパラメータを入力する。

ここで、各機能とそこで指定するパラメータについては第１の実施例で述べてあるので省略する。次に、機能選択部で選択された機能が実行される（ステップＳ３０６）。その結果が結果表示方法４０６で指定した装置に表示されるので、その内容を確認して（ステップＳ３０８）、他の領域でのＯＰＣ検討が必要であれば再度対象領域指定（ステップＳ３０４）に戻りステップＳ３０７までの処理を繰り返し、不要であれば処理を終了する。

以上、述べてきたように、レイアウト設計者が既に決められたリソグラフィ条件を元にリリースされたパラメータを読み込み、特定のプロセスにおけるマスクパターンを設計するにあたり、統一されたユーザインタフェースを介して必要な機能を呼び出し、実行させ、実行結果を保存する手続きを自動的に一括して行なうことができる。

なお、上述した実施例において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどの記憶媒体に書き込んで各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。本装置を実現するコンピュータは、記憶媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行する。

以上詳述したように、本実施例のマスクパターン補正結果検証方法およびマスクパターン補正結果検証装置によれば、一つに、レイアウトパターンとマスクデータ補正処理に必要なパラメータやモデルを、一つのデータベースに格納し、レイアウトパターンの入力からマスクパターン補正結果検証に至る一貫した処理を、一つのシステムに統合したことにより、利用者の制限を設けることなく、その機能を利用できるようになったことと、二つに、ＯＰＣ用入力ファイル変換や、露光シミュレータ用ファイル変換や、統一フォーマット変換といった、煩雑で負荷の大きい処理部を自動化したことと、ＥＤツリーやマージンカーブ作成、レジストパターン寸法計測といった機能を組み込み、設計者が必要に応じてこれらを利用できるようになったことで、マスクパターン補正結果検証に伴う設計者の負担を軽減できる。

本発明の実施例１のマスクパターン補正結果検証方式に係るフローチャート。本発明の実施例１のパラメータ入力部を示す図。本発明の実施例１のマスクパターン補正結果検証装置に係るシステム構成を示す図。本発明の実施例１に係る領域切取手段を示す図。本発明の実施例１に係る露光シミュレーションを示すフローチャート。本発明の実施例１に係る露光シミュレーション用パラメータを示す図。本発明の実施例１に係るレジストモデル作成手順を示す図。本発明の実施例１に係るＯＰＣ処理手順を示す図。本発明の実施例１に係るＯＰＣ用パラメータを示す図。本発明の実施例１に係るＯＲＣ処理手順を示すフローチャート。本発明の実施例１に係るＥＤツリーを示す図。本発明の実施例１に係るＥＤツリーとウィンドウを示す図。本発明の実施例１に係るＥＤツリーとマージンカーブを示す図。本発明の実施例１に係る複数の着目点に対するＥＤツリーとマージンカーブを示す図。本発明の実施例１に係るＥＤツリーを作成するためのパラメータを示す図。本発明の実施例１に係るＥＤツリー及びマージンカーブ作成手順を示すフローチャート。本発明の実施例１に係るレジストパターン寸法自動計測手順を示すフローチャート。本発明の実施例１に係るレジストパターン寸法計測を説明する図。本発明の実施例１に係る領域切取、及びレジストパターン寸法計測を説明する図。本発明の実施例２に係るフローチャート。従来のマスクパターン補正検証処理を示すフローチャート。

符号の説明

１００マスクパターン補正結果検証装置
１０１マスクパターン補正結果検証部
１０２データベース部
１０３グラフィックユーザインタフェース部
１０４レイアウトエディタ
１０５パラメータ入力部
１０６結果表示部
１０７領域切取手段
１０８露光シミュレーション手段
１０９レジストモデル作成手段
１１０ＯＰＣ処理手段
１１１ＯＲＣ処理手段
１１２ＥＤツリーとマージンカーブ作成手段
１１３レジスタパターン寸法自動計測手段
１１５レイアウトパターン格納部
１１６パラメータ格納部
１１７レジストモデル格納部
１１８結果情報格納部
４０１実行ボタン
４０２保存ボタン
４０３読込ボタン
４０４共通パラメータ
４０４ａ対象領域
４０４ｂレイヤ名
４０４ｃ結果表示法
４０５機能選択部
４０５ａ露光シミュレーション
４０５ｂＯＰＣ
４０５ｃＯＲＣ
４０５ｄレジストモデル作成
４０５ｅレジストパターン寸法自動計測
４０５ｆエｄツリー、マージンカーブ作成
４０５ａ１光強度
４０５ｂ１モデル名
４０５ｃ１ルール
４０５ｄ１モデル名
４０５ｅ１、４０５ｆ１着目点
５０１図形切り出し領域
５０２〜５０６、５０４ａ、５０５ａ、５０６ａ図形
６０１３次元グラフ
６０２着目点
６０３レジストパターン寸法
６０４しきい値
７０１領域（ｘ１、ｙ１）（ｘ２、ｙ２）
７０２着目点座標（ｘ０、ｙ０）
７０３角度
７０４所望寸法ｌ
７０５グリッドｇ
８１ａ、８１ｂテスト用レイアウトパターン
８０１ａテスト用レイアウトパターンの幅
８０１ｂテスト用レイアウトパターンの間隔
８２ａ、８２ｂテスト用レイアウトパターンを露光したレジスト上の像
８０２ａテスト用レイアウトパターンを露光したレジスト上の像の幅
８０２ｂテスト用レイアウトパターンを露光したレジスト上の像の間隔
９０１、９０２、１１０１、１１０２ＯＰＣ処理前の図形
９０３、９０４、１１０３、１１０４、１１０７、１１０８ＯＰＣ処理後の図形
９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄ、９０１ｅ、９０１ｆ、９０１ｇ、９０１ｈ、９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃ、９０２ｄ頂点
１００１入力ファイル名
１００２補正対象図形限定層
１００３補正量
１００４グリッド
１１０５，１１０６露光シミュレーション後の図形
１１０７ａ、１１０８ａＯＲＣエラー部
１２０１〜１２０３ＥＤツリー
１２０１ａ、１２０２ａ、１２０３ａｉ番目の露光量
１２０４ｉ番目のデフォーカス
１３０１、１４０１〜１４０３ウィンドウ
１３０２フォーカス裕度
１３０３露光量裕度
１４０４マージンカーブ
１５０１〜１５０３着目点１〜着目点３におけるＥＤツリー
１５０１ｗ〜１５０３ｗ着目点１〜着目点３におけるウィンドウ
１５０１ｍ〜１５０３ｍ着目点１〜着目点３におけるマージンカーブ
１５０４ｗ共通のウィンドウ
１５０４ｍ共通のマージンカーブ
１６０１デフォーカス最大値
１６０２デフォーカス刻み幅
１６０３領域（ｘ０１、ｙ０１）（ｘ０２、ｙ０２）
１６０４着目点座標（ｘ１、ｙ１）
１６０５軸（ｘ／ｙ）
１６０６所望寸法
１６０７寸法マージン
１９０１露光シミュレータ入力図形
１９０２グリッド分割面
１９０３露光シミュレーション後図形
２００１光強度
２００２照明形態
２００３ビーム径
２００４波長
２００５開口数
２００６デフォーカス値
２００７マスク種類
２００８マスクの光透過率
２００９マスクの光位相差
２０１０レジスト種類

Claims

補正の対象となる領域のマスクパターンを切取る第１ステップと、
ＯＰＣを実行する時に利用するレジストモデルを作成する第２ステップと、
このレジストモデルを参照して、第１ステップによる切取領域内の補正対象マスクパターンに対してＯＰＣ処理を施す第３ステップと、
この第３ステップ後に、
レジストモデルを利用して、補正後マスクパターンがレジスト上に転写されるパターンを計算で予測する露光シミュレーションを実行する第４ステップ、または
露光シミュレーション実行結果に対するレジストパターンの寸法を自動計測する第５ステップ、または
補正後マスクパターンで転写したレジストパターンがある範囲内の寸法となるための露光量とデフォーカスの関係を表すＥＤツリー及びマージンカーブを作成する第６ステップ、または
前記第４、第５及び第６ステップを実行する前に、補正後のマスクパターンに対して、レジストパターンとオリジナルの設計パターンとのズレを検出するＯＲＣ処理を施す第７ステップ、
を備え、
前記第１ステップ乃至第７ステップを実行するために必要なパラメータを指示することにより所望のステップが自動で実行できることを特徴とするマスクパターン補正結果検証方法。
マスクパターン補正対象領域の切取手段、レジストモデル作成手段、ＯＰＣ処理手段、ＯＲＣ処理手段、ＥＤツリーとマージンカーブ作成手段、レジストパターン寸法を自動的に計測するレジストパターン寸法自動計測手段、及び露光シミュレーション手段を有するマスクパターン補正結果検証手段と、
設計パターン及びマスクパターン、マスクパターン補正結果検証に利用するパラメータ、マスクパターン補正結果検証の結果、及びレジストモデルを格納するデータベース格納手段と、
前記設計パターン及びマスクパターン、前記パラメータ、前記検証結果、及びマスクパターン補正結果検証の処理手順を表示・操作するグラフィックユーザインタフェースと、
を備え、
前記マスクパターン補正結果検証に利用するパラメータを指示することにより前記マスクパターン補正結果検証が自動で実行できることを特徴とするマスクパターン補正結果検証装置。