JP2005259771A - Device and method for correcting pattern - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method for correcting pattern by which the position of a mask pattern composed of through holes formed by releasing the stress of a thin film can be corrected accurately by quickly and accurately calculating the displacement of the pattern. <P>SOLUTION: The relation between an experimentally found characteristic value and a stiffness matrix is entered in advance in a database. The stiffness matrix becomes to conform to a mask which becomes an actual object to be processed. In a pattern correcting process, a mask pattern to be processed is divided into unit areas (ST21), and the characteristic value of the mask pattern is calculated at every unit area (ST22). Then the stiffness matrix is found at every unit area by referring to the data base (ST23), and the displacement of the mask pattern is found at every unit area by solving a stiffness equation by using the stiffness matrix (ST24). In addition, the position of the mask pattern is corrected at every unit area in accordance with the found displacement of the mask pattern. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特に、薄膜にマスクパターンの貫通孔が形成されるマスクにおいて、貫通孔の形成による薄膜の応力解放により貫通孔からなるマスクパターンが変位することを考慮して、予めデータ上で変位量を求め、求めた変位量でマスクパターンの位置を予め補正するパターン補正装置およびパターン補正方法に関する。   In the present invention, in particular, in a mask in which a through-hole of a mask pattern is formed in a thin film, the mask pattern made of the through-hole is displaced in advance in consideration of the displacement of the mask pattern formed by the through-hole due to the stress release of the thin film. The present invention relates to a pattern correction apparatus and a pattern correction method for obtaining an amount and correcting a position of a mask pattern in advance with the obtained displacement.

低速電子線近接転写リソグラフィ(LEEPL:low energy electron beam proximity projection lithography )に用いられる等倍ステンシルマスクでは、ウエハ上で要求される値と同じパターン位置(IP)精度がマスクに要求される。さらに、上記の等倍ステンシルマスクでは、フォトマスクと異なり、機械的剛性の低い厚さ1μm以下のメンブレン上に貫通孔からなるマスクパターンが形成されるため、パターン位置制御はきわめて重要な課題である。   In the same-magnification stencil mask used for low-energy electron beam proximity projection lithography (LEEEP), the same pattern position (IP) accuracy as that required on the wafer is required for the mask. Further, unlike the photomask, in the above-mentioned equal-magnification stencil mask, a mask pattern consisting of through holes is formed on a membrane having a thickness of 1 μm or less with low mechanical rigidity, so pattern position control is a very important issue. .

パターン位置誤差は、(1)マスク全面にわたるマスク基板の変形により引き起こされるグローバル誤差と、(2)一つのメンブレン内で生じるローカル誤差とに分類することができる。後者は、マスク製造時の電子線(EB)描画装置の精度だけでなく、当該メンブレン内でのパターンの配置によっても引き起こされる。一般にメンブレン上に貫通孔により形成されたパターンは、そのメンブレンを引っ張ると変形し、位置もずれてしまう。ステンシルマスクの場合も、メンブレンをたわまずに自立させておくための引っ張り応力(通常、数MPa〜数十MPa)により、パターンのローカル誤差が生じる。   Pattern position errors can be classified into (1) global errors caused by the deformation of the mask substrate over the entire mask surface and (2) local errors occurring in one membrane. The latter is caused not only by the accuracy of the electron beam (EB) drawing apparatus at the time of manufacturing the mask but also by the arrangement of the pattern in the membrane. In general, a pattern formed by a through hole on a membrane is deformed when the membrane is pulled, and the position is also shifted. Also in the case of a stencil mask, a local error of the pattern occurs due to a tensile stress (usually several MPa to several tens MPa) for allowing the membrane to stand by itself without bending.

この問題を解決するために、2つの方法が提案されている(特許文献1、2参照)。これらの方法の基本的な考え方は、与えられたマスクパターンに対して、有限要素法(FEM)によりその変位を計算し、予めパターン位置を変位とは逆方向に補正しておくというものである。実際のステンシルマスク上のパターンに対して、厳密に有限要素法を実行することは計算時間的に不可能であるため、上記の特許文献1,2では、それぞれ高速化近似手法を開示している。   In order to solve this problem, two methods have been proposed (see Patent Documents 1 and 2). The basic idea of these methods is to calculate the displacement of a given mask pattern by the finite element method (FEM) and correct the pattern position in the opposite direction to the displacement in advance. . Since it is impossible in terms of calculation time to strictly execute the finite element method for the pattern on the actual stencil mask, the above Patent Documents 1 and 2 disclose speed-up approximation methods, respectively. .

特許文献1に記載の方法は、各有限要素内のパターン密度を有限要素の厚みに変換して、剛性方程式を解く方法であり、コンタクト層等には有効であるが、パターンの縦横比が大きく異なる配線パターン等に対しては精度が低下してしまう。なぜなら、有限要素の厚みを変化させるだけでは、パターンの異方性による変位の異方性を解析することができないからである。   The method described in Patent Document 1 is a method of solving the stiffness equation by converting the pattern density in each finite element into the thickness of the finite element, which is effective for a contact layer or the like, but has a large pattern aspect ratio. For different wiring patterns and the like, the accuracy is lowered. This is because the displacement anisotropy due to the pattern anisotropy cannot be analyzed only by changing the thickness of the finite element.

特許文献2に記載の方法では、マスクパターンを単位領域に分割し、パターンを特徴づける特性値(コンタクト層ならパターン密度など)に対して、正確な有限要素法により対応する剛性マトリックスを計算し、その対応関係を予めデータベース化する。処理対象となるマスクパターンに対しては、単位領域毎に特性値を計算し、データベースを参照することで、対応する剛性マトリックスを求める。これにより、処理対象となるマスクデータ毎の正確な有限要素法による計算を行うことなしに、高速に剛性マトリックスを求めることができる。   In the method described in Patent Document 2, the mask pattern is divided into unit regions, and the corresponding stiffness matrix is calculated by the accurate finite element method for the characteristic values that characterize the pattern (such as the pattern density for the contact layer). The correspondence relationship is stored in a database in advance. For a mask pattern to be processed, a characteristic value is calculated for each unit area, and a corresponding stiffness matrix is obtained by referring to a database. As a result, the stiffness matrix can be obtained at high speed without performing an accurate calculation by the finite element method for each mask data to be processed.

特開2003−017397号公報JP 2003-017397 A 特開2003−318084号公報JP 2003-318084 A

しかしながら、有限要素法による計算に必要な入力パラメータとして、ヤング率やポアソン比という物性値が必要で、また、メンブレンの内部応力を実験的に計測する必要がある。物性値は一般に文献値を用いるが、バルク結晶に対して測定された文献値と同じ値を、マスクのメンブレンが有しているとは限らない。また、内部応力の測定値にも誤差が含まれる。   However, physical parameters such as Young's modulus and Poisson's ratio are required as input parameters necessary for calculation by the finite element method, and the internal stress of the membrane must be experimentally measured. The literature values are generally used as the physical property values, but the mask membrane does not always have the same values as the literature values measured for the bulk crystal. In addition, the measurement value of the internal stress includes an error.

例えば、厚さ500nm,1mm角のシリコン単結晶からなるメンブレンの内部応力を、ホウ素ドーピングにより25MPaに調整し、そのメンブレンの左半分に面積密度15%となるようにコンタクトホールを加工した試料につき、パターンのローカル位置誤差をライカ社の座標測定器LMS IPROで測定した。また、同じパターンに対して特許文献2に記載の有限要素法による計算を実行した。   For example, for a sample in which the internal stress of a membrane made of a silicon single crystal having a thickness of 500 nm and 1 mm square is adjusted to 25 MPa by boron doping, and a contact hole is processed so that the area density is 15% in the left half of the membrane. The local position error of the pattern was measured with a Leica coordinate measuring instrument LMS IPRO. Moreover, the calculation by the finite element method of patent document 2 was performed with respect to the same pattern.

図12(a)に実測されたローカル位置誤差を示し、図12(b)に有限要素法による結果を示す。図12に示すように、両者の一致は良くないことが分かる。これは、計算に用いた物性値や、内部応力の計測値に誤差があることによる。   FIG. 12A shows the actually measured local position error, and FIG. 12B shows the result by the finite element method. As shown in FIG. 12, it can be seen that the agreement between the two is not good. This is because there are errors in the physical property values used in the calculation and the measured values of internal stress.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄膜の応力解放による貫通孔からなるマスクパターンの変位を高速かつ正確に計算することができ、マスクパターンの位置補正を正確に行うことができるパターン補正装置およびパターン補正方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to calculate the displacement of the mask pattern formed of the through-hole due to the stress release of the thin film at high speed and accurately and correct the mask pattern position correction. It is an object of the present invention to provide a pattern correction apparatus and a pattern correction method that can be performed at the same time.

上記の目的を達成するため、本発明のパターン補正装置は、薄膜にマスクパターンの貫通孔が形成されるマスクにおいて、前記貫通孔の形成による前記薄膜の応力解放により前記貫通孔の前記マスクパターンが変位することを考慮して、データ上で前記マスクパターンの位置を予め補正するパターン補正装置であって、予め実験的に求めた単位領域内のマスクパターンを図形的に特徴づける特性値と当該単位領域内の剛性マトリックスとの関係を記憶する記憶部と、処理対象となる前記マスクパターンを前記単位領域に分割する分割手段と、分割された前記単位領域毎に前記マスクパターンの前記特性値を求める特性値算出手段と、前記記憶部から前記特性値に対応する前記剛性マトリックスを前記単位領域毎に求める剛性マトリックス算出手段と、前記剛性マトリックスを用いて剛性方程式を解いて、前記単位領域毎に前記マスクパターンの変位を求めるパターン変位算出手段と、求められた前記マスクパターンの変位に応じて、前記単位領域毎に前記マスクパターンの位置を補正するパターン位置補正手段とを有する。   In order to achieve the above object, the pattern correction apparatus according to the present invention provides a mask in which a through hole of a mask pattern is formed in a thin film, and the mask pattern of the through hole is released by stress release of the thin film by forming the through hole. A pattern correction apparatus that corrects the position of the mask pattern on the data in advance in consideration of displacement, and a characteristic value that characterizes the mask pattern in the unit region obtained experimentally in advance and the unit A storage unit for storing the relationship with the stiffness matrix in the region, a dividing unit for dividing the mask pattern to be processed into the unit regions, and obtaining the characteristic value of the mask pattern for each of the divided unit regions Characteristic value calculation means, and rigidity matrix calculation for obtaining the rigidity matrix corresponding to the characteristic value for each unit region from the storage unit A pattern displacement calculating means for solving the stiffness equation using the stiffness matrix and obtaining the displacement of the mask pattern for each unit region; and for each unit region according to the obtained displacement of the mask pattern. Pattern position correcting means for correcting the position of the mask pattern.

上記の本発明のパターン補正装置では、記憶部には、予め実験的に求めた特性値と剛性マトリックスの関係が記憶されている。従って、当該剛性マトリックスは、実際の処理対象となるマスクに合致したものとなる。
パターン補正処理では、まず、分割手段により処理対象となるマスクパターンが単位領域に分割され、特性値算出手段により単位領域毎にマスクパターンの特性値が算出される。
そして、記憶部に記憶された特性値と剛性マトリックスとの関係を用いて、剛性マトリックス算出手段により、剛性マトリックスが単位領域毎に求められる。
そして、パターン変位算出手段により、剛性マトリックスを用いて剛性方程式を解くことにより、単位領域毎にマスクパターンの変位が求められる。
求められたパターンの変位に応じて、パターン位置補正手段により、単位領域毎にマスクパターンの位置が補正される。
In the pattern correction apparatus of the present invention described above, the relationship between the characteristic value and the stiffness matrix obtained experimentally in advance is stored in the storage unit. Therefore, the stiffness matrix matches the mask to be actually processed.
In the pattern correction process, first, the mask pattern to be processed is divided into unit areas by the dividing unit, and the characteristic value of the mask pattern is calculated for each unit area by the characteristic value calculating unit.
Then, using the relationship between the characteristic value stored in the storage unit and the stiffness matrix, the stiffness matrix calculation means obtains the stiffness matrix for each unit region.
Then, the displacement of the mask pattern is obtained for each unit region by solving the stiffness equation using the stiffness matrix by the pattern displacement calculating means.
The position of the mask pattern is corrected for each unit area by the pattern position correction means in accordance with the obtained pattern displacement.

上記の目的を達成するため、本発明のパターン補正方法は、薄膜にマスクパターンの貫通孔が形成されるマスクにおいて、前記貫通孔の形成による前記薄膜の応力解放により前記貫通孔の前記マスクパターンが変位することを考慮して、データ上で前記マスクパターンの位置を予め補正するパターン補正方法であって、単位領域内の前記マスクパターンを図形的に特徴づける特性値と当該単位領域内の剛性マトリックスとの関係を予め実験的に求めデータベース化するステップと、処理対象となる前記マスクパターンを前記単位領域に分割するステップと、分割された前記単位領域毎に前記マスクパターンの前記特性値を求めるステップと、前記データベースを参照して、処理対象となる前記単位領域の前記特性値に対応する前記剛性マトリックスを前記単位領域毎に求めるステップと、前記剛性マトリックスを用いて剛性方程式を解いて、前記単位領域毎に前記マスクパターンの変位を求めるステップと、求められた前記マスクパターンの変位に応じて、前記単位領域毎に前記マスクパターンの位置を補正するステップとを有する。   In order to achieve the above object, according to the pattern correction method of the present invention, in the mask in which the through hole of the mask pattern is formed in the thin film, the mask pattern of the through hole is formed by releasing the stress of the thin film by forming the through hole. A pattern correction method for correcting in advance the position of the mask pattern on data in consideration of displacement, a characteristic value for graphically characterizing the mask pattern in a unit region and a stiffness matrix in the unit region A step of experimentally obtaining a relationship with the database, a step of dividing the mask pattern to be processed into the unit regions, and a step of obtaining the characteristic value of the mask pattern for each of the divided unit regions And referring to the database, the rigidity matrix corresponding to the characteristic value of the unit area to be processed. In accordance with the step of determining the mask pattern for each unit region, solving the stiffness equation using the stiffness matrix, determining the displacement of the mask pattern for each unit region, and according to the determined displacement of the mask pattern, Correcting the position of the mask pattern for each unit region.

上記の本発明のパターン補正方法では、実験的に求めた特性値と剛性マトリックスとの関係を予めデータベース化しておく。従って、当該剛性マトリックスは、実際の処理対象となるマスクに合致したものとなる。
パターン補正処理では、まず、処理対象となるマスクパターンを単位領域に分割し、単位領域毎にマスクパターンの特性値を算出する。
次に、データベースを参照して剛性マトリックスを単位領域毎に求め、当該剛性マトリックスを用いて剛性方程式を解くことにより単位領域毎にマスクパターンの変位を求める。
求められたパターンの変位に応じて、単位領域毎にマスクパターンの位置を補正することにより、パターン補正処理が終了する。
In the pattern correction method of the present invention, the relationship between the experimentally obtained characteristic value and the stiffness matrix is stored in a database in advance. Therefore, the stiffness matrix matches the mask to be actually processed.
In the pattern correction process, first, a mask pattern to be processed is divided into unit areas, and a characteristic value of the mask pattern is calculated for each unit area.
Next, the stiffness matrix is obtained for each unit region with reference to the database, and the displacement of the mask pattern is obtained for each unit region by solving the stiffness equation using the stiffness matrix.
The pattern correction process is completed by correcting the position of the mask pattern for each unit area in accordance with the obtained pattern displacement.

本発明のパターン補正装置およびパターン補正方法によれば、薄膜の応力解放による貫通孔からなるマスクパターンの変位を高速かつ正確に計算することができ、マスクパターンの位置補正を正確に行うことができる。   According to the pattern correction apparatus and the pattern correction method of the present invention, the displacement of the mask pattern formed of the through-hole due to the stress release of the thin film can be calculated at high speed and accurately, and the position correction of the mask pattern can be performed accurately. .

以下に、本発明のパターン補正装置およびパターン補正方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of a pattern correction apparatus and a pattern correction method of the present invention will be described below with reference to the drawings.

従来では、マスクパターンを図形的に特徴づける特性値と剛性マトリックスとの関係を与えるデータベースは、有限要素法によって作成していた。すなわち、仮想的な系に外力を加え、メンブレンの変形から剛性方程式を解くことにより、剛性マトリックスを算出していた。本発明では、この部分を実験的に行うことにより、上述した誤差要因を排して、より現実的な剛性マトリックスを実験的に算出するものである。すなわち、生産用マスクと同じプロセスで製造されたテストマスクに対して、単位領域4隅の変位を座標測定器で計測し、剛性方程式を解くことにより、実験的な剛性マトリックスを算出し、データベース化する。   Conventionally, a database that gives a relationship between a characteristic value that characterizes a mask pattern graphically and a stiffness matrix has been created by the finite element method. That is, the stiffness matrix is calculated by applying an external force to the virtual system and solving the stiffness equation from the deformation of the membrane. In the present invention, by performing this part experimentally, the above-described error factors are eliminated and a more realistic stiffness matrix is experimentally calculated. That is, for a test mask manufactured by the same process as the production mask, the displacement of the four corners of the unit area is measured with a coordinate measuring instrument, and the stiffness equation is solved to calculate the experimental stiffness matrix and create a database To do.

図1は、特性値と剛性マトリックスとの関係を実験的に求めるために使用するテストマスクの平面図である。   FIG. 1 is a plan view of a test mask used for experimentally determining the relationship between the characteristic value and the stiffness matrix.

図1に示すテストマスク1は、厚膜の基板2に複数のメンブレン(薄膜)3が形成されており、メンブレン3の強度を補強すべく各メンブレン3を区画する梁4が形成されている。上記の基板材料や、マスク製造プロセスは、生産用マスクと全く同じものを用いる。従って、基板2の厚さ、メンブレン3の膜厚はもとより、メンブレン3の内部応力調整プロセスの条件も同じである。一例を挙げると、生産用マスクでは、例えば基板2および梁4の厚さが700μm程度であり、メンブレン3の厚さは500nm程度である。   In the test mask 1 shown in FIG. 1, a plurality of membranes (thin films) 3 are formed on a thick substrate 2, and beams 4 for partitioning the membranes 3 are formed to reinforce the strength of the membrane 3. The substrate material and mask manufacturing process described above are exactly the same as the production mask. Therefore, the conditions of the internal stress adjustment process of the membrane 3 as well as the thickness of the substrate 2 and the membrane 3 are the same. For example, in the production mask, for example, the thickness of the substrate 2 and the beam 4 is about 700 μm, and the thickness of the membrane 3 is about 500 nm.

次に、特性値と剛性マトリックスのデータベースを作成するための、特性値の範囲とステップ幅を決定する。これは、データベース曲線から任意の特性値に対する剛性マトリックスが正確に補間できる程度のステップ幅をとり、また、実際のデバイスパターンで想定される特性値の範囲を充分カバーするように設定する。例えば、コンタクト層の場合、実際のデバイスパターンを調べて、面積密度が0%(パターンがない領域)から30%程度であるなら、その間で例えば5%刻みで特性値を変化させ、6点(0%は自明なので除く)で剛性マトリックスを実験的に算出すればよい。コンタクト層以外で、特性値を複数種類設定しなくては、正確なデータベースが作成できない場合は、より多くの実験が必要になる。   Next, a range of characteristic values and a step width for creating a database of characteristic values and a stiffness matrix are determined. This takes a step width such that the stiffness matrix for an arbitrary characteristic value can be accurately interpolated from the database curve, and is set so as to sufficiently cover the range of characteristic values assumed in the actual device pattern. For example, in the case of a contact layer, an actual device pattern is examined. If the area density is about 0% (region without pattern) to about 30%, the characteristic value is changed in increments of 5%, for example, and 6 points ( It is sufficient to experimentally calculate the stiffness matrix. If an accurate database cannot be created without setting multiple types of characteristic values outside the contact layer, more experiments are required.

さらに、パターンのローカル位置誤差の補正処理において、パターン位置誤差を計算するグリッド幅を決める。グリッド幅は、単位領域の1辺の寸法を規定するものである。例えば、生産用マスクが1mm角のメンブレンを有する場合、250μm単位で位置誤差を計算し、間の点での誤差はグリッド点上の値から補間すればよい。この場合、剛性マトリックスは250μm角の単位領域毎に算出することになる。   Further, in the pattern local position error correction process, the grid width for calculating the pattern position error is determined. The grid width defines the dimension of one side of the unit area. For example, when the production mask has a 1 mm square membrane, the position error is calculated in units of 250 μm, and the error at the intermediate points may be interpolated from the values on the grid points. In this case, the stiffness matrix is calculated for each unit area of 250 μm square.

図1に示すテストマスク1には、グリッド幅より大きいメンブレン3を形成する。そして、各メンブレン3の中心領域に単位領域を設定し、当該単位領域に特性値を変化させたパターンを配置する。図2(a)は、1つのメンブレン3の単位領域に配置したパターンの例を示す図である。   A membrane 3 larger than the grid width is formed on the test mask 1 shown in FIG. Then, a unit region is set in the central region of each membrane 3, and a pattern whose characteristic value is changed is arranged in the unit region. FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a pattern arranged in a unit region of one membrane 3.

図2(a)に示すように、1つのメンブレン3の中央領域に、グリッド幅Gにより規定される単位領域Arを設定する。単位領域Arの4隅に、座標測定器でパターン変位を計測するための位置計測用マークMを配置する。位置計測用マークMは、例えば数μmから数十μmの十字型マークである。   As shown in FIG. 2A, a unit area Ar defined by the grid width G is set in the central area of one membrane 3. Position measurement marks M for measuring pattern displacement with a coordinate measuring instrument are arranged at the four corners of the unit area Ar. The position measurement mark M is, for example, a cross mark of several μm to several tens of μm.

単位領域Ar内におけるメンブレン3に、マスクパターンPの貫通孔を形成した後、位置計測用マークMの位置を次々と座標測定器により測定する。図2(b)に示すように、メンブレン3中の単位領域Arは、4つの節点Nからなる有限要素とみなすことができる。有限要素は等価的な剛性を有し、それは弾性応力−歪行列により表される。4つの節点Nは、周囲を囲むメンブレン3の内部応力Fにより外側に引っ張られている。その力は未知であるが、系の対称性から、X方向とY方向とで同じ絶対値をとる。節点Nの変位は、節点Nの位置に配置された位置計測用マークMによる測定結果により求まる。節点Nに働く力と変位とは、次式(1)に示す剛性方程式により関係づけられる。従って、式(1)の剛性方程式を解くことにより、節点Nの変位からある特性値に対応する単位領域の剛性マトリックスとメンブレン3の内部応力とが求まる。尚、同一のマスク上の内部応力は、プロセスばらつきはあるにしろ、基本的に共通の値をとるはずであることから、メンブレン3毎の内部応力の算出結果はほぼ同じ値になる。従って、プロセスが変わらない場合、一回算出した内部応力の値(のメンブレンでの平均値)を用いて、以後は定数として扱うことも可能である。   After the through hole of the mask pattern P is formed in the membrane 3 in the unit region Ar, the position of the position measurement mark M is measured one after another by a coordinate measuring instrument. As shown in FIG. 2B, the unit region Ar in the membrane 3 can be regarded as a finite element composed of four nodes N. Finite elements have equivalent stiffness, which is represented by an elastic stress-strain matrix. The four nodes N are pulled outward by the internal stress F of the membrane 3 surrounding the periphery. The force is unknown, but takes the same absolute value in the X and Y directions due to the symmetry of the system. The displacement of the node N is obtained from the measurement result of the position measurement mark M arranged at the position of the node N. The force acting on the node N and the displacement are related by the stiffness equation shown in the following equation (1). Therefore, by solving the stiffness equation of Equation (1), the stiffness matrix of the unit region corresponding to a certain characteristic value and the internal stress of the membrane 3 can be obtained from the displacement of the node N. The internal stress on the same mask should basically take a common value even if there is a process variation, so that the calculation result of the internal stress for each membrane 3 is almost the same value. Therefore, when the process does not change, the value of the internal stress calculated once (average value in the membrane) can be used as a constant thereafter.

〔数1〕
{F}=[K]{U} …(1)
[Equation 1]
{F} = [K] {U} (1)

上記式(1)において、{F}は、各節点に作用する力Fの荷重ベクトルを示す。{U}は、節点の位置の変位の方向と変位量を示す変位ベクトルである。[K]は、要素(単位領域)の剛性マトリックスである。剛性マトリックス[K]は、応力と変位との関係を示す値である。ステンシルマスクのように、平面問題を取り扱う場合、剛性マトリックスは3×3の行列である。   In the above formula (1), {F} indicates a load vector of the force F acting on each node. {U} is a displacement vector indicating the displacement direction and displacement amount of the node position. [K] is a stiffness matrix of the element (unit region). The stiffness matrix [K] is a value indicating the relationship between stress and displacement. When dealing with planar problems, such as stencil masks, the stiffness matrix is a 3 × 3 matrix.

上記の手法は、ある特性値をもつ単位領域に対して、シミュレーション上で仮想的な外力を加え、引き起こされる変位を有限要素法で計算し、そこから剛性マトリックスを計算するという従来の手順を、実験的に行ったものである。本発明の方法では、ヤング率やポアソン比という物性値や、メンブレンの内部応力計算値の入力が不要であるという意味で、より正確な方法であるといえる。   In the above method, a conventional procedure of applying a virtual external force on a simulation to a unit region having a certain characteristic value, calculating a displacement caused by a finite element method, and calculating a stiffness matrix therefrom, This was done experimentally. The method of the present invention can be said to be a more accurate method in the sense that it is not necessary to input physical property values such as Young's modulus and Poisson's ratio, and internal stress calculation values of the membrane.

種々の特性値をもつパターンが配置された単位領域毎に、剛性マトリックスを求めることにより、特性値と剛性マトリックスとの関係がテーブルや関数で表される。図3は、特性値と剛性マトリックスとの関係を関数で表した例である。図中、横軸が特性値ψを示し、縦軸が剛性マトリックス[K]を示す。複数の特性値について、それぞれ剛性マトリックスを実験的に求め、求めた特性値間の剛性マトリックスを補間することにより、図3に示すような特性値と剛性マトリックスとの関係が得られる。   By obtaining a stiffness matrix for each unit region in which patterns having various property values are arranged, the relationship between the property values and the stiffness matrix is represented by a table or function. FIG. 3 is an example in which the relationship between the characteristic value and the stiffness matrix is expressed as a function. In the figure, the horizontal axis represents the characteristic value ψ, and the vertical axis represents the stiffness matrix [K]. For each of a plurality of characteristic values, a rigidity matrix is experimentally obtained, and the relationship between the characteristic values and the rigidity matrix as shown in FIG. 3 is obtained by interpolating the rigidity matrix between the obtained characteristic values.

図4は、本実施形態に係るパターン補正装置の概略構成図である。本実施形態に係るパターン補正装置は、設計データD1から描画データD2に変換するものである。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the pattern correction apparatus according to the present embodiment. The pattern correction apparatus according to the present embodiment converts design data D1 into drawing data D2.

図4に示すパターン補正装置は、記憶手段10と、相補分割手段11と、単位領域分割手段12と、特性値算出手段13と、剛性マトリックス算出手段14と、パターン変位算出手段15と、パターン位置補正手段16とを有する。   The pattern correction apparatus shown in FIG. 4 includes a storage unit 10, a complementary division unit 11, a unit area division unit 12, a characteristic value calculation unit 13, a stiffness matrix calculation unit 14, a pattern displacement calculation unit 15, and a pattern position. And correction means 16.

設計データD1には、ステンシルマスクを用いた露光対象であるウエハに転写する設計パターンが含まれる。   The design data D1 includes a design pattern to be transferred to a wafer that is an exposure target using a stencil mask.

描画データD2には、ステンシルマスクに貫通孔として形成するマスクパターンが含まれる。設計パターンとマスクパターンとはパターン配置が異なる。これは、ステンシルマスクには、ドーナツパターン等は貫通孔により形成できないことと、梁が存在する箇所にはマスクパターンを配置できないからである。従って、設計パターンをそのままの配置でステンシルマスクに貫通孔として形成することはできず、通常、設計パターンを相補分割する必要がある。さらに、上記のように所定の位置にマスクパターンの貫通孔を形成しても、貫通孔の形成によるメンブレン3の応力解放によりマスクパターンの位置がずれることから、上記した解析処理を行い、応力解放によりマスクパターンが変位する分だけ予めマスクパターンの形成位置を補正する必要があるからである。   The drawing data D2 includes a mask pattern formed as a through hole in the stencil mask. The pattern arrangement is different between the design pattern and the mask pattern. This is because in the stencil mask, a donut pattern or the like cannot be formed by a through-hole, and a mask pattern cannot be arranged at a place where a beam exists. Therefore, the design pattern cannot be formed as a through hole in the stencil mask with the arrangement as it is, and it is usually necessary to divide the design pattern in a complementary manner. Further, even if the mask pattern through-hole is formed at a predetermined position as described above, the mask pattern position is shifted due to the stress release of the membrane 3 due to the formation of the through-hole. This is because the mask pattern forming position needs to be corrected in advance by the amount of displacement of the mask pattern.

記憶手段10は、上記のようにして、単位領域内のマスクパターンを図形的に特徴づける特性値と当該単位領域の剛性マトリックスとの関係を実験的に求めたものをデータベース化したものである。   The storage means 10 is a database of the experimentally obtained relationship between the characteristic value that graphically characterizes the mask pattern in the unit area and the stiffness matrix of the unit area as described above.

相補分割手段11は、設計パターンを相補分割処理して、マスクに配置すべきマスクパターンを作成する。通常、設計データD1から描画データD2の作成は、1つの装置内で行われるが、相補分割処理を別の装置で行うことも可能である。   Complementary division means 11 performs complementary division processing on the design pattern to create a mask pattern to be placed on the mask. Normally, the drawing data D2 is created from the design data D1 in one apparatus, but the complementary division processing can also be performed in another apparatus.

単位領域分割手段12は、相補分割手段11により相補分割処理されたマスクパターンを各単位領域に分割する。この単位領域は、記憶手段10に記憶された特性値と剛性マトリックスとの関係を実験的に求めるために設定した図2(a)に示す単位領域Arと同じ寸法とする。   The unit area dividing means 12 divides the mask pattern subjected to the complementary division processing by the complementary dividing means 11 into each unit area. This unit area has the same dimensions as the unit area Ar shown in FIG. 2A set for experimentally determining the relationship between the characteristic values stored in the storage means 10 and the stiffness matrix.

特性値算出手段13は、単位領域分割手段12により分割された単位領域毎に、当該単位領域に含まれるマスクパターンの特性値を算出する。例えば、コンタクトホールパターンであれば、特性値としてパターン密度を算出する。   The characteristic value calculating unit 13 calculates the characteristic value of the mask pattern included in the unit area for each unit area divided by the unit area dividing unit 12. For example, in the case of a contact hole pattern, the pattern density is calculated as the characteristic value.

剛性マトリックス算出手段14は、記憶手段10に記憶された特性値ψと剛性マトリックス[K]との関係を示すテーブルまたは関数に基づいて、特性値算出手段13により算出された特性値ψに対応する剛性マトリックス[K]を単位領域毎に算出する。   The stiffness matrix calculating unit 14 corresponds to the characteristic value ψ calculated by the characteristic value calculating unit 13 based on a table or function indicating the relationship between the characteristic value ψ stored in the storage unit 10 and the stiffness matrix [K]. The stiffness matrix [K] is calculated for each unit region.

パターン変位算出手段15は、剛性マトリックス算出手段14により求められた剛性マトリックスを用いて上記式(1)の剛性方程式を解いて、単位領域毎にマスクパターンの変位を求める。パターンの変位とは、変位量と方向を含むベクトルである。   The pattern displacement calculation means 15 solves the stiffness equation of the above equation (1) using the stiffness matrix obtained by the stiffness matrix calculation means 14 and obtains the displacement of the mask pattern for each unit area. The pattern displacement is a vector including a displacement amount and a direction.

パターン位置補正手段16は、パターン変位算出手段15により求められたパターンの変位に応じて、単位領域毎にマスクパターンの位置を補正する。例えば、パターンの変位とは、逆方向にマスクパターンの位置をずらす。   The pattern position correcting unit 16 corrects the position of the mask pattern for each unit area according to the pattern displacement obtained by the pattern displacement calculating unit 15. For example, the position of the mask pattern is shifted in the opposite direction to the pattern displacement.

次に、上記のパターン補正装置による、設計データから描画データを得るまでのパターン補正方法の概略について、図5のフローチャートを参照して説明する。   Next, an outline of a pattern correction method for obtaining drawing data from design data by the pattern correction apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、相補分割手段11により設計パターンを相補分割処理して、マスクに配置すべきマスクパターンを作成する(ステップST1)。そして、単位領域分割手段12、特性値算出手段13、剛性マトリックス算出手段14、パターン変位算出手段15により、高速化近似を伴った有限要素法を用いてパターン変位を算出する(ステップST2)。   First, the complementary division means 11 performs complementary division processing on the design pattern to create a mask pattern to be placed on the mask (step ST1). Then, the unit region dividing unit 12, the characteristic value calculating unit 13, the stiffness matrix calculating unit 14, and the pattern displacement calculating unit 15 calculate a pattern displacement using a finite element method accompanied by high-speed approximation (step ST2).

パターン変位の算出後、パターン位置補正手段16により、パターンの変位に応じて、例えば、逆方向にマスクパターンの位置をずらす補正処理を単位領域毎に行う(ステップST3)。上記の補正後のマスクパターンが、描画データとなる。   After the pattern displacement is calculated, the pattern position correcting unit 16 performs, for example, a correction process for shifting the position of the mask pattern in the reverse direction according to the pattern displacement for each unit region (step ST3). The corrected mask pattern is the drawing data.

図6は、図5のステップST2を詳細に説明するためのフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart for explaining step ST2 of FIG. 5 in detail.

ステップST2では、まず、単位領域分割手段12により、相補分割処理されたマスクパターンを各単位領域に分割する(ステップST21)。   In step ST2, first, the unit area dividing means 12 divides the mask pattern subjected to complementary division processing into unit areas (step ST21).

次に、特性値算出手段13により、分割された単位領域毎に、当該単位領域に含まれるマスクパターンの特性値を算出する(ステップST22)。例えば、コンタクトホールパターンであれば、特性値としてパターン密度を算出する。   Next, the characteristic value calculation means 13 calculates the characteristic value of the mask pattern included in the unit area for each divided unit area (step ST22). For example, in the case of a contact hole pattern, the pattern density is calculated as the characteristic value.

図7に示すように、生産用マスク100に配置すべきマスクパターンがある場合に、生産用マスク100の左上の1つのメンブレン3に配置されたマスクパターンについて考える。図7では、1つのメンブレン3が4×4の単位領域Arに分割されている例を示している。ステップST22では、図7に示す1つのメンブレン3の各単位領域Arの特性値ψを算出する。   As shown in FIG. 7, when there is a mask pattern to be placed on the production mask 100, a mask pattern placed on one membrane 3 at the upper left of the production mask 100 will be considered. FIG. 7 shows an example in which one membrane 3 is divided into 4 × 4 unit areas Ar. In step ST22, the characteristic value ψ of each unit region Ar of one membrane 3 shown in FIG. 7 is calculated.

次に、剛性マトリックス算出手段14により、記憶手段10に記憶された特性値ψと剛性マトリックス[K]との関係を示すテーブルまたは関数に基づいて、特性値算出手段13により算出された特性値ψに対応する剛性マトリックス[K]を単位領域毎に算出する(ステップST23)。例えば、記憶手段10に記憶されている図3に示すような特性値ψと剛性マトリックス[K]との関係に基づいて、図8に示すように、メンブレン3の各単位領域Arの剛性マトリックス[K]を算出する。   Next, the characteristic value ψ calculated by the characteristic value calculating unit 13 based on the table or function indicating the relationship between the characteristic value ψ stored in the storage unit 10 and the rigidity matrix [K] by the stiffness matrix calculating unit 14. Is calculated for each unit region (step ST23). For example, based on the relationship between the characteristic value ψ and the stiffness matrix [K] as shown in FIG. 3 stored in the storage means 10, as shown in FIG. 8, the stiffness matrix [each unit region Ar of the membrane 3 [ K] is calculated.

次に、パターン変位算出手段15により、求められた剛性マトリックスを用いて剛性方程式を解いて、単位領域毎にマスクパターンの変位を求める(ステップST24)。パターンの変位とは、変位量と方向を含むベクトルである。単位領域Ar毎にパターン変位を求める処理を、全てのメンブレン3に対して行うことにより、図8の点線で示すように、生産用マスク100における各メンブレン3のローカル誤差(ローカル変位)が求まる。   Next, the pattern displacement calculation means 15 solves the stiffness equation using the obtained stiffness matrix to determine the displacement of the mask pattern for each unit region (step ST24). The pattern displacement is a vector including a displacement amount and a direction. By performing the process of obtaining the pattern displacement for each unit area Ar on all the membranes 3, as shown by the dotted lines in FIG. 8, the local error (local displacement) of each membrane 3 in the production mask 100 is obtained.

以上説明したように、本実施形態に係るパターン補正装置およびパターン補正方法によれば、マスクパターンを図形的に特徴づける特性値に対応する剛性マトリックスと内部応力とを実験的に算出することにより、実際の生産用マスクに合致した剛性マトリックスが得られる。すなわち、ヤング率やポアソン比という物性値として文献値を用いて剛性マトリックスを算出し、メンブレンの内部応力も文献値を用いる場合に比べて、より正確な剛性マトリックスおよび内部応力が求まる。   As described above, according to the pattern correction apparatus and the pattern correction method according to the present embodiment, by experimentally calculating the stiffness matrix and the internal stress corresponding to the characteristic values that characterize the mask pattern graphically, A stiffness matrix that matches the actual production mask is obtained. That is, a stiffness matrix is calculated using literature values as physical properties such as Young's modulus and Poisson's ratio, and a more accurate stiffness matrix and internal stress can be obtained as compared to the case where the membrane internal stress also uses literature values.

そして、処理対象となるマスクに対して単位領域毎にマスクパターンの特性値を求め、予め実験的に求めた特性値と剛性マトリックスとの関係を用いて、特性値に対応する剛性マトリックスを求める。そして、当該剛性マトリックスを用いて剛性方程式を解いて、単位領域毎にマスクパターンの変位を求めることにより、正確な有限要素法による計算を経ずに、高速かつ正確にパターン変位を求めることができる。   Then, the characteristic value of the mask pattern is obtained for each unit area with respect to the mask to be processed, and the stiffness matrix corresponding to the characteristic value is obtained using the relationship between the property value and the stiffness matrix obtained experimentally in advance. Then, by solving the stiffness equation using the stiffness matrix and obtaining the displacement of the mask pattern for each unit region, it is possible to obtain the pattern displacement quickly and accurately without performing an accurate finite element method calculation. .

従って、求められたパターンの変位に応じて、単位領域毎にマスクパターンの位置を補正することにより、マスクパターンの位置精度を向上させることができる。マスクパターンの位置精度の向上により、デバイス製造時のパターンの重ね合わせ精度を向上させることができ、デバイスの歩留りや性能を向上させることができる。   Accordingly, the mask pattern position accuracy can be improved by correcting the position of the mask pattern for each unit region in accordance with the obtained pattern displacement. By improving the position accuracy of the mask pattern, it is possible to improve the overlay accuracy of the pattern at the time of device manufacture, and to improve the device yield and performance.

(特性値ψの他の例)
上記の実施形態では、特性値ψの例として、例えばコンタクトホールパターンであれば、パターン密度を用いる例について説明した。しかし、パターン密度のみでは特性値ψにパターンの異方性(方向性)に関する情報がないため、パターン変位の異方性を算出することができない。従って、特に配線パターンのようにX方向とY方向とでパターンの異方性がある場合には、以下の(1)〜(2)に示す特性値を用いる、あるいは併用することが好ましい。
(Other examples of characteristic value ψ)
In the above embodiment, as an example of the characteristic value ψ, an example using a pattern density has been described for a contact hole pattern, for example. However, since there is no information about the pattern anisotropy (direction) in the characteristic value ψ only with the pattern density, the anisotropy of the pattern displacement cannot be calculated. Accordingly, when there is anisotropy of the pattern in the X direction and the Y direction, particularly in the case of a wiring pattern, it is preferable to use the characteristic values shown in the following (1) to (2) or use them together.

(1)特性値ψとして、単位領域内のパターンの周囲長のX軸方向成分の合計値と、Y軸方向成分の合計値との比を求める。例えば、図9に示すように、単位領域Ar内に複数のマスクパターンPが配置されているとする。図9では、斜線部がメンブレン3、斜線部以外が貫通孔となるマスクパターンPを示す。   (1) As the characteristic value ψ, the ratio of the total value of the X-axis direction components of the perimeter of the pattern in the unit area and the total value of the Y-axis direction components is obtained. For example, as shown in FIG. 9, it is assumed that a plurality of mask patterns P are arranged in the unit region Ar. FIG. 9 shows a mask pattern P in which the shaded portion is the membrane 3 and the portions other than the shaded portion are through holes.

図10は、図9のマスクパターンP部分のみを拡大して示した図である。図10に示すように、各マスクパターンPのX軸方向の辺の長さをA〜Lとし、各マスクパターンPのY軸方向の辺の長さをa〜lとする。この場合、特性値ψは次式(2)で表される。この場合の特性値ψは、単位領域Ar内のマスクパターン全体のアスペクト比と考えることができる。   FIG. 10 is an enlarged view of only the mask pattern P portion of FIG. As shown in FIG. 10, the lengths of the sides of each mask pattern P in the X-axis direction are A to L, and the lengths of the sides of each mask pattern P in the Y-axis direction are a to l. In this case, the characteristic value ψ is expressed by the following equation (2). The characteristic value ψ in this case can be considered as the aspect ratio of the entire mask pattern in the unit area Ar.

[数2]
ψ=(A+B+…+K+L)/(a+b+…+k+l) …(2)
[Equation 2]
ψ = (A + B +... + K + L) / (a + b +... + k + l) (2)

(2)特性値ψとして、単位領域Ar内のマスクパターンPがX軸に投影される長さに基づいて決定される比であるψxと、単位領域Ar内のマスクパターンがY軸に投影される長さに基づいて決定される比であるψyとの比(ψx/ψy)を求める。図9に示す単位領域Ar内のマスクパターンPを例として説明する。図11に示すように、単位領域Arの全体が、X軸に投影される部分(射影FX)の長さをLfxとする。単位領域Ar内の少なくとも1つのマスクパターンPが、X軸に投影される部分(射影PX)の長さをLpxとする。   (2) As the characteristic value ψ, ψx, which is a ratio determined based on the length of the mask pattern P in the unit area Ar projected on the X axis, and the mask pattern in the unit area Ar are projected on the Y axis. A ratio (ψx / ψy) with ψy, which is a ratio determined based on the length to be determined. The mask pattern P in the unit area Ar shown in FIG. 9 will be described as an example. As shown in FIG. 11, the length of the portion (projection FX) of the entire unit area Ar projected on the X axis is Lfx. Let Lpx be the length of the portion (projection PX) projected on the X axis of at least one mask pattern P in the unit area Ar.

また、単位領域Arの全体が、Y軸に投影される部分(射影FX)の長さをLfyとする。本実施形態では、Lfx=Lfyである。単位領域Ar内の少なくとも1つのマスクパターンPが、Y軸に投影される部分(射影PY1〜PY4)の長さをLpy1〜Lpy4とする。ここでは、単位領域Arの射影の長さと、マスクパターンPの長さとの比をψxおよびψyとする。従って、ψxとψyは、次式(3)、(4)で表される。これらから、特性値(ψ=ψx/ψy)が求められる。   In addition, the length of a portion (projection FX) of the entire unit area Ar projected on the Y axis is Lfy. In the present embodiment, Lfx = Lfy. Let Lpy1 to Lpy4 be the lengths of the portions (projections PY1 to PY4) projected on the Y axis of at least one mask pattern P in the unit region Ar. Here, it is assumed that the ratio between the projection length of the unit area Ar and the length of the mask pattern P is ψx and ψy. Therefore, ψx and ψy are expressed by the following equations (3) and (4). From these, the characteristic value (ψ = ψx / ψy) is obtained.

[数3]
ψx=Lpx/Lfx …(3)
[Equation 3]
ψx = Lpx / Lfx (3)

[数4]
ψy=(Lpy1+Lpy2+Lpy3+Lpy4)/Lfy …(4)
[Equation 4]
ψy = (Lpy1 + Lpy2 + Lpy3 + Lpy4) / Lfy (4)

このように、上記の(1)、(2)を単独で、あるいはパターン密度と併用した特性値ψを使用し、当該特性値ψに対応する剛性マトリックスを実験的に求めることにより、パターンに方向性があり、異方性のパターン変位が生じるような場合であっても、高速で正確なパターン補正を行うことができる。   As described above, the characteristic value ψ in which the above (1) and (2) are used alone or in combination with the pattern density is used, and the rigidity matrix corresponding to the characteristic value ψ is experimentally obtained, so that the direction to the pattern is obtained. Even when anisotropic pattern displacement occurs, accurate pattern correction can be performed at high speed.

本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、上記の実施形態では特性値の例をいくつか説明したが、X方向とY方向のパターンの方向性を示すことが可能なものであれば特に限定はない。また、本実施形態では、パターン変位に基づいて、パターン変位とは逆方向にその変位量だけ補正する例について説明したが、補正量に限定はない。また、ステップ3で1度パターン補正した後に、再びステップ2に戻って補正後のマスクパターンについて変位をさらに求めて、理想値に近づくまでパターン変位の解析およびパターン補正処理を繰り返す構成であってもよい。
The present invention is not limited to the description of the above embodiment.
For example, although some examples of characteristic values have been described in the above-described embodiment, there is no particular limitation as long as the directionality of patterns in the X direction and the Y direction can be shown. In the present embodiment, an example in which only the displacement amount is corrected in the direction opposite to the pattern displacement based on the pattern displacement has been described, but the correction amount is not limited. Further, after the pattern correction is performed once in step 3, the process returns to step 2 again to further determine the displacement of the corrected mask pattern, and repeat the pattern displacement analysis and the pattern correction processing until it approaches the ideal value. Good.

さらに処理対象となるマスクパターンは、パターンが貫通孔により形成されたステンシルマスク用であればよい。本発明のパターン補正装置およびパターン補正方法は、電子線等倍露光、電子線縮小投影露光、イオンビーム露光に使用されるステンシルマスクのマスクパターンに適用可能である。また、イオン注入等、リソグラフィ以外のプロセスに用いられるステンシルマスクのマスクパターンにも適用可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
Further, the mask pattern to be processed may be any stencil mask in which the pattern is formed by a through hole. The pattern correction apparatus and pattern correction method of the present invention can be applied to a mask pattern of a stencil mask used for electron beam equal magnification exposure, electron beam reduced projection exposure, and ion beam exposure. Further, the present invention can be applied to a mask pattern of a stencil mask used for processes other than lithography such as ion implantation.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

特性値と剛性マトリックスとの関係を実験的に求めるために使用するテストマスクの平面図である。It is a top view of the test mask used in order to obtain | require experimentally the relationship between a characteristic value and a rigidity matrix. ある特性値をもつマスクパターンのパターン変位を座標測定器により測定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which measures the pattern displacement of the mask pattern which has a certain characteristic value with a coordinate measuring device. 特性値と剛性マトリックスとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a characteristic value and a rigidity matrix. 本実施形態に係るパターン補正装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the pattern correction apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るパターン補正方法のフローチャートである。It is a flowchart of the pattern correction method according to the present embodiment. 図5のステップST2を詳細に説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating in detail step ST2 of FIG. 各単位領域の特性値を求める処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which calculates | requires the characteristic value of each unit area | region. 各単位領域の剛性マトリックスを求め、当該剛性マトリックスを用いてパターン変位を求める処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which calculates | requires the rigidity matrix of each unit area | region, and calculates | requires a pattern displacement using the said rigidity matrix. 特性値の他の例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of a characteristic value. 特性値の他の例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of a characteristic value. 特性値の他の例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of a characteristic value. 従来例に係るパターン補正処理の問題点について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the pattern correction process which concerns on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1…テストマスク、2…基板、3…メンブレン、4…梁、10…記憶手段、11…相補分割手段、12…単位領域分割手段、13…特性値算出手段、14…剛性マトリックス算出手段、15…パターン変位算出手段、16…パターン位置補正手段、D1…設計データ、D2…描画データ、100…生産用マスク、Ar…単位領域、M…位置計測用マーク、N…節点、F…力、P…マスクパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Test mask, 2 ... Board | substrate, 3 ... Membrane, 4 ... Beam, 10 ... Memory | storage means, 11 ... Complementary division | segmentation means, 12 ... Unit area division | segmentation means, 13 ... Characteristic value calculation means, 14 ... Stiffness matrix calculation means, 15 ... Pattern displacement calculating means, 16 ... pattern position correcting means, D1 ... design data, D2 ... drawing data, 100 ... production mask, Ar ... unit area, M ... position measuring mark, N ... node, F ... force, P ... Mask pattern

Claims (5)

薄膜にマスクパターンの貫通孔が形成されるマスクにおいて、前記貫通孔の形成による前記薄膜の応力解放により前記貫通孔の前記マスクパターンが変位することを考慮して、データ上で前記マスクパターンの位置を予め補正するパターン補正装置であって、
予め実験的に求めた単位領域内のマスクパターンを図形的に特徴づける特性値と当該単位領域内の剛性マトリックスとの関係を記憶する記憶部と、
処理対象となる前記マスクパターンを前記単位領域に分割する分割手段と、
分割された前記単位領域毎に前記マスクパターンの前記特性値を求める特性値算出手段と、
前記記憶部から前記特性値に対応する前記剛性マトリックスを前記単位領域毎に求める剛性マトリックス算出手段と、
前記剛性マトリックスを用いて剛性方程式を解いて、前記単位領域毎に前記マスクパターンの変位を求めるパターン変位算出手段と、
求められた前記マスクパターンの変位に応じて、前記単位領域毎に前記マスクパターンの位置を補正するパターン位置補正手段と
を有するパターン補正装置。
In the mask in which the through hole of the mask pattern is formed in the thin film, the position of the mask pattern on the data is considered in consideration that the mask pattern of the through hole is displaced by stress release of the thin film due to the formation of the through hole. A pattern correction apparatus for correcting
A storage unit for storing a relationship between a characteristic value that graphically characterizes a mask pattern in a unit region obtained experimentally in advance and a stiffness matrix in the unit region;
A dividing means for dividing the mask pattern to be processed into the unit areas;
Characteristic value calculation means for obtaining the characteristic value of the mask pattern for each of the divided unit areas;
Stiffness matrix calculation means for obtaining, for each unit region, the stiffness matrix corresponding to the characteristic value from the storage unit;
A pattern displacement calculating means for solving a stiffness equation using the stiffness matrix and obtaining a displacement of the mask pattern for each unit region;
A pattern correction apparatus comprising: pattern position correction means for correcting the position of the mask pattern for each unit region in accordance with the obtained displacement of the mask pattern.
設計パターンを相補分割して、前記マスクに配置すべき前記マスクパターンを作成する相補分割手段をさらに有する
請求項1記載のパターン補正装置。
The pattern correction apparatus according to claim 1, further comprising complementary division means for generating a mask pattern to be arranged on the mask by complementary division of a design pattern.
薄膜にマスクパターンの貫通孔が形成されるマスクにおいて、前記貫通孔の形成による前記薄膜の応力解放により前記貫通孔の前記マスクパターンが変位することを考慮して、データ上で前記マスクパターンの位置を予め補正するパターン補正方法であって、
単位領域内の前記マスクパターンを図形的に特徴づける特性値と当該単位領域内の剛性マトリックスとの関係を予め実験的に求めデータベース化するステップと、
処理対象となる前記マスクパターンを前記単位領域に分割するステップと、
分割された前記単位領域毎に前記マスクパターンの前記特性値を求めるステップと、
前記データベースを参照して、処理対象となる前記単位領域の前記特性値に対応する前記剛性マトリックスを前記単位領域毎に求めるステップと、
前記剛性マトリックスを用いて剛性方程式を解いて、前記単位領域毎に前記マスクパターンの変位を求めるステップと、
求められた前記マスクパターンの変位に応じて、前記単位領域毎に前記マスクパターンの位置を補正するステップと
を有するパターン補正方法。
In the mask in which the through hole of the mask pattern is formed in the thin film, the position of the mask pattern on the data is considered in consideration that the mask pattern of the through hole is displaced by stress release of the thin film due to the formation of the through hole. Is a pattern correction method for correcting in advance,
A step of experimentally obtaining in advance a database of a characteristic value that characterizes the mask pattern in the unit region and a stiffness matrix in the unit region;
Dividing the mask pattern to be processed into the unit regions;
Obtaining the characteristic value of the mask pattern for each of the divided unit regions;
With reference to the database, obtaining the rigidity matrix corresponding to the characteristic value of the unit region to be processed for each unit region;
Solving a stiffness equation using the stiffness matrix to determine a displacement of the mask pattern for each unit region;
And correcting the position of the mask pattern for each unit region according to the obtained displacement of the mask pattern.
単位領域内のマスクパターンを図形的に特徴づける特性値と当該単位領域内の剛性マトリックスとの関係を予め実験的に求めデータベース化するステップは、
処理対象となるマスクと同じプロセスにより、梁により複数の薄膜に区画されたマスクブランクスを用意し、かつ各薄膜内に前記単位領域を設定し、当該単位領域の隅に位置計測用マークを形成するステップと、
前記特性値を変化させた複数のマスクパターンを各単位領域における前記薄膜に前記貫通孔により形成するステップと、
前記単位領域の前記位置計測用マークの位置を計測し、前記マスクパターンの形成による前記位置計測用マークの変位を求めるステップと、
前記位置計測用マークの変位を用いて剛性方程式を解いて、前記薄膜の内部応力と前記特性値に対応する剛性マトリックスとを求めるステップと、
前記特性値と前記剛性マトリックスとの関係をデータベース化するステップと
を有する請求項3記載のパターン補正方法。
The step of preliminarily experimentally determining the relationship between the characteristic value characterizing the mask pattern in the unit region and the rigidity matrix in the unit region in advance is a database.
By using the same process as the mask to be processed, mask blanks divided into a plurality of thin films by a beam are prepared, the unit areas are set in each thin film, and position measurement marks are formed at the corners of the unit areas. Steps,
Forming a plurality of mask patterns with varying characteristic values in the thin film in each unit region by the through holes;
Measuring a position of the position measurement mark in the unit region, and obtaining a displacement of the position measurement mark by forming the mask pattern;
Solving a stiffness equation using the displacement of the position measurement mark to obtain an internal stress of the thin film and a stiffness matrix corresponding to the characteristic value;
The pattern correction method according to claim 3, further comprising: creating a database of relationships between the characteristic values and the stiffness matrix.
処理対象となるマスクパターンを前記単位領域に分割するステップの前に、設計パターンを相補分割して、前記処理対象となるマスクパターンを作成するステップをさらに有する
請求項3記載のパターン補正方法。
The pattern correction method according to claim 3, further comprising the step of creating a mask pattern to be processed by complementary division of a design pattern before the step of dividing the mask pattern to be processed into the unit regions.
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