JP2005300708A

JP2005300708A - マスクパターン判定方法

Info

Publication number: JP2005300708A
Application number: JP2004113886A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Kobayashi; 弘昌小林
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】所望の電気特性を有する回路パターンを露光するための光近接効果補正パターンを精度よく、かつ信頼性高く判定することができるマスクパターン判定方法を得る。
【解決手段】光学シミュレーションを行って、光近接効果補正パターンの候補となる複数の候補パターンを求めるステップと、複数の候補パターンを有するマスクを作成するステップと、マスクを用いて複数の回路パターンをウェハに作成するステップと、複数の回路パターンの電気特性をそれぞれ測定するステップと、所望の電気特性を有する回路パターンに対応する候補パターンを光近接効果補正パターンと判定するステップとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所望の電気特性を有する回路パターンを露光するための光近接効果補正パターンを精度よく、かつ信頼性高く判定することができるマスクパターン判定方法に関するものである。

近年、半導体の高集積化が進み、ゲート長の微細化に拍車がかかっている。このため、マスクからウェハに対するマスクパターンの転写の際には、露光装置で用いられる光の波長以下の寸法のパターンを解像することが求められている。光の波長よりも短い線幅のパターンを忠実に解像するために、光近接効果によるウェハのパターンの変形を考慮して、予めマスクパターンの形状を補正する技術である光近接効果補正（Optical Proximity Correction: OPC）技術が用いられる。

この光近接効果補正技術を用いた従来のマスクパターン判定方法では、光近接効果補正量が異なる複数のマスクパターンを用いてウェハに複数の回路パターンを作成し、その線幅寸法を走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope: SEM）等により測定し、目標寸法を有する回路パターンを求めていた（例えば、特許文献１参照）。そして、この回路パターンに対応するマスクパターンを光近接効果補正パターンと判定していた。

特開2000-3028号公報

従来の方法において、判定の根拠となる目標寸法は、ウェハに転写した回路パターンの電気特性を測定して、所望の電気特性となる回路パターンの線幅寸法を目標寸法として導いていた。従って、線幅寸法を測定することで所望の電気特性を有する回路パターンを間接的に求めているため、光近接効果補正パターンの判定の精度が低かった。

また、線幅寸法を走査型電子顕微鏡等により測定するのは時間がかかるため、多くのデータを得ることができず、信頼性が低かった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、所望の電気特性を有する回路パターンを露光するための光近接効果補正パターンを精度よく、かつ信頼性高く判定することができるマスクパターン判定方法を得るものである。

本発明に係るマスクパターン判定方法は、光学シミュレーションを行って、光近接効果補正パターンの候補となる複数の候補パターンを求めるステップと、複数の候補パターンを有するマスクを作成するステップと、マスクを用いて複数の回路パターンをウェハに作成するステップと、複数の回路パターンの電気特性をそれぞれ測定するステップと、所望の電気特性を有する回路パターンに対応する候補パターンを光近接効果補正パターンと判定するステップとを有する。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。

本発明により、所望の電気特性を有する回路パターンを露光するための光近接効果補正パターンを精度よく、かつ信頼性高く判定することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るマスクパターン判定方法を示すフローチャートである。

まず、ウェハに作成する目的回路パターンを選定する（ステップＳ１）。図２は、実施の形態１における目的回路パターンを示す上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。この目的回路パターンは、ウェハ１１内に形成された下層配線１２と、下層配線１２の左端に接続されウェハ１１表面で露出しているコンタクト配線１３と、下層配線１２の右端に接続されウェハ１１表面で露出しているコンタクト配線１４と、ウェハ１１表面上に形成され右端がコンタクト配線１３に接続した電極１５と、ウェハ１１表面上に形成され左端がコンタクト配線１３に接続した電極１６を有する縦構造の回路である。

次に、光学シミュレーションツール等を用いて、目的回路パターンに対して光学シミュレーションを行って、光近接効果補正パターンの候補となる複数の候補パターンを求める（ステップＳ２）。具体的には、光学シミュレーションにより、図３（ａ）に示すExtension型の場合は補正量Ｅｘを計算し、図３（ｂ）に示すHammer Head型の場合は補正量Ｅｘ，Ｅｙ，Ｅｏを計算して、光近接効果補正パターンを求める。そして、この計算により求めた光近接効果補正パターンを中心として光近接効果補正量を前後に段階的に変えた複数の候補パターンを求める。即ち、複数の候補パターンは、光学シミュレーションにより光近接効果補正パターンとして求められたパターンと、このパターンを中心として光近接効果補正量を前後に段階的に変えた複数のパターンを有する。この光近接効果補正量が異なる複数の候補パターンが、光近接効果補正パターンの候補となる。

次に、この複数の候補パターンを有するマスクを作成する（ステップ３）。そして、このマスクを用いて複数の回路パターンをウェハに作成する（ステップ４）。図１に示す目的回路パターンの電極１５，１６にHammer Head型の光近接効果補正を行った場合にウェハに作成する回路パターンを図４に示す。

これにより、図５(ａ)に示すように、電極１５からコンタクト配線１３、下層配線１２及びコンタクト配線１４を介して電極１６に電流を流すことができる簡易回路が作成される。この回路において、電極１５，１６の補正量が少ない場合は、図５（ｂ）のように、電極１５，１６とコンタクト配線１３，１４との重なりが少なくなり抵抗値が大きくなる。また、電極１５，１６の補正量が大きい場合は、図５（ｃ）に示すように、電極１５，１６同士がショートし抵抗値が低下する。

即ち、このウェハ１１上に作成された複数の回路パターンは、それぞれ、ウェハ上に形成された第１の電極（電極１５）及び第２の電極（電極１６）を有し、対応する候補パターンの光近接効果補正量に応じて、第１の電極と第２の電極の間の抵抗値が変化する。

次に、ウェハ上に作成した複数の回路パターンの電気特性をそれぞれ測定する（ステップ５）。具体的には、各回路パターンについて、ウェハ上に形成された電極１５，１６にそれぞれテスタの測定端子を当てて、抵抗値を測定し、その累積分布を求める。図６は、補正量ごとの抵抗値の累積分布を示す図である。補正量Ｅｘが６０ｎｍの場合は、抵抗値分布がシャープで整っていて所望の抵抗値に分布しており、図５（ａ）に示すように回路パターンが良好であると判断できる。また、補正量Ｅｘが２０ｎｍの場合は、抵抗値分布は非常に高い抵抗値に分布しており、図５（ｂ）に示すように導通不十分になっていると判断できる。そして、補正量Ｅｘが１００ｎｍの場合は、抵抗値分布が非常に低い抵抗値に分布しており、図５（ｃ）に示すように配線間ショートが起きていると判断できる。

そして、所望の電気特性を有する回路パターンに対応する候補パターンを光近接効果補正パターンと判定する（ステップ６）。具体的には、目的回路パターンの抵抗値を予め計算しておき、それに最も近い回路パターンに対応する候補パターンを光近接効果補正パターンと判定する。

このように、最終目標である電気特性から光近接効果補正パターンを直接的に求めているため、所望の電気特性を有する回路パターンを露光するための光近接効果補正パターンを精度よく判定することができる。

また、ウェハ上に作成した複数の回路パターンの電気特性をそれぞれ測定するため、従来のような線幅寸法を走査型電子顕微鏡等により測定する方法に比べて、測定時間を短縮することができる。これにより、より多くの測定点でのデータの累積分布を評価することができるため、光近接効果補正パターンを信頼性高く判定することができる。

そして、回路パターンを複数のウェハ上に作成して測定することで、ウェハ面内だけでなくウェハ間でのデータの累積分布を評価することもできる。さらに、その光近接効果補正パターンを採用した際の抵抗値の平均とバラツキも分かるため、そのパターンを使用する回路設計データとしても有用である。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２における目的回路パターンを示す上面図である。この目的回路パターンは、ウェハ上に形成された直線状の電極１７と、この電極１７と所定距離離れ、電極１７に対して垂直方向に伸びる直線状の電極１８とを有する平面構造の回路である。そして、電極１７の電極１８側の端子に光近接効果補正を行う。

実施の形態２に係るマスクパターン判定方法では、実施の形態１のようにウェハ上に作成した回路パターンの抵抗値を測定する代わりに、電極１７と電極１９の間の耐圧を測定する。そして、目標値と同じかそれ以上の耐圧を有する回路パターンに対応する候補パターンを光近接効果補正パターンと判定する。その他の構成は実施の形態１と同様である。

これにより、所望の電気特性、即ち、目標値と同じかそれ以上の耐圧を有する回路パターンを露光するための光近接効果補正パターンを精度よく、かつ信頼性高く判定することができる。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３における目的回路パターンを示す上面図である。この目的回路パターンは、ウェハ上に形成された短冊状の電極１９と、この第１の電極１９と所定距離離れて対向する短冊状の電極２０とを有する平面構造の回路である。そして、第１の電極１９及び／又は第２の電極２０に対して光近接効果補正を行う。この目的回路パターン以外は、実施の形態２と同様である。これにより、実施の形態２と同様の効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るマスクパターン判定方法を示すフローチャートである。実施の形態１における目的回路パターンを示す上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 Extension型の光近接効果補正（ａ）と、Hammer Head型の光近接効果補正（ｂ）を示す説明図である。図１に示す目的回路パターンの電極にHammer Head型の光近接効果補正を行った場合の回路パターンを示す上面図である。補正量Ｅｘが６０ｎｍの場合（ａ）、補正量Ｅｘが２０ｎｍの場合（ｂ）補正量Ｅｘが１００ｎｍの場合（ｃ）における回路パターンの断面図である。補正量ごとの抵抗値の累積分布を示す図である。実施の形態２における目的回路パターンを示す上面図である。実施の形態３における目的回路パターンを示す上面図である。

符号の説明

１１ウェハ
１２下層配線
１３，１４コンタクト配線
１５，１６，１７，１８，１９，２０電極

Claims

光学シミュレーションを行って、光近接効果補正パターンの候補となる複数の候補パターンを求めるステップと、
前記複数の候補パターンを有するマスクを作成するステップと、
前記マスクを用いて複数の回路パターンをウェハに作成するステップと、
前記複数の回路パターンの電気特性をそれぞれ測定するステップと、
所望の電気特性を有する回路パターンに対応する候補パターンを光近接効果補正パターンと判定するステップとを有することを特徴とするマスクパターン判定方法。
前記複数の候補パターンは、前記光学シミュレーションにより光近接効果補正パターンとして求められたパターンと、このパターンを中心として光近接効果補正量を前後に段階的に変えた複数のパターンを有することを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン判定方法。
前記複数の回路パターンは、それぞれ、前記ウェハ上に形成された第１の電極及び第２の電極を有し、対応する候補パターンの光近接効果補正量に応じて、前記第１の電極と前記第２の電極の間の抵抗値が変化することを特徴とする請求項１又は２に記載のマスクパターン判定方法。