JP2009080349A - 寸法変換差予測方法、フォトマスクの製造方法、電子部品の製造方法、および寸法変換差予測プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】変換差予測点における開口角を設計パターンデータに基づいて求め、前記開口角と寸法変換差の実測値との相関関係に基づいて寸法変換差を予測すること、を特徴とする寸法変換差予測方法、または、変換差予測点における入射物の入射量を設計データに基づいて求め、前記入射量と寸法変換差の実測値との相関関係に基づいて寸法変換差を予測すること、を特徴とする寸法変換差予測方法が提供される。
【選択図】図1
Description
また、本発明の他の一態様によれば、コンピュータに、変換差予測点における開口角を設計パターンデータに基づいて演算させ、前記開口角と寸法変換差の実測値との相関関係に基づいて寸法変換差の予測を実行させること、を特徴とする寸法変換差予測プログラムが提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、コンピュータに、変換差予測点における入射物の入射量を設計データに基づいて演算させ、前記入射量と寸法変換差の実測値との相関関係に基づいて寸法変換差の予測を実行させること、を特徴とする寸法変換差予測プログラムが提供される。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る寸法変換差予測方法を例示するための模式図である。尚、図1(a)は模式平面図、図1(b)は図1(a)におけるA−A矢視断面図である。また、図1(c)はパターンが断続的な場合を例示するための模式平面図である。
図2は、比較例に係る寸法変換差予測方法を例示するための模式図である。尚、図2(a)は設計パターンの模式平面図、図2(b)はウェーハ上に転写されたパターンの模式平面図である。
図2(a)に示す設計パターンをそのままウェーハ上に転写すると、図2(b)に示すようにライン長Lが短くなる。また、その他にも、設計上90度のはずのコーナーが丸くなったり、ライン長Lが長くなったりするようなことも生じ得る。
このような現象を起こす要因の1つに、エッチングの影響(例えば、エッチング速度のパターン依存性など)などに起因するプロセス変換差と呼ばれているものがある。
図3は、寸法変換差とスペース長Sとの関係を例示するための模式グラフ図である。 図3に示すように、スペース長Sが大きくなるに従い、寸法変換差も大きくなる。ただし、スペース長Sと寸法変換差とが必ずしも比例関係にあるとはいえない。そこで、変換差予測点におけるライン長Lとスペース長Sとに基づいて、予め段階的に定められた範囲から寸法変換差の値を選択して寸法変換差予測を行うようにすれば便利である。
このように、周辺に配置された他のパターンとのレイアウト環境をも考慮すれば、寸法変換差予測の精度を向上させることができる。しかしながら、実際のパターンの形状は、図2に例示をした線状のパターン形状のみとは限らず、パターンの形状が非線状となった場合には、寸法変換差予測に誤差が生ずることになる。
同様に、図4(b)に示すものの場合においても、スペース長S3、S4の長さが異なるので、それに基づいて求められる寸法変換差の値に誤差が生じることになる。
ここで、説明の便宜上、前述のようにして形成される「立体」のうちの代表的な断面を用いて開口角をさらに説明する。尚、代表的な断面における角度は、平面角で表されることになる。
例えば、ウェーハ1の主面と垂直な方向における角度(平面角)は、図1(b)に示すようにθ1となる。また、ウェーハ1の主面と平行な方向における角度(平面角)は、図1(a)に示すようにθ2となる。
図5に示すように、スペース長Sが長くなれば角度θ1は大きくなり、スペース長Sが同じであっても寸法Hが小さくなれば角度θ1は大きくなる。
このように、変換差予測点の垂直方向位置(寸法H)毎にスペース長Sとウェーハ1の主面と垂直な方向における角度θ1との関係を予め解析しておけば、寸法Hをパラメータとして角度θ1を容易に計算することができる。
図6に示すように、変換差予測点をレジストパターン3の表面から下方(ウェーハ1の方向)に向けて寸法Hの位置とする。そして、寸法変換差予測を行うにあたり変換差予測点における入射角を求める。
入射角は、変換差予測点を中心として出る半直線が動くことで形成される球面のうち、半直線が近接するレジストパターン3や絶縁膜2のパターンと干渉しない部分の角度とする。そのため、入射角は、立体角で表される。このような入射角は、設計パターンデータに基づいて求めることができる。
ここで、説明の便宜上、前述のようにして形成される「立体」のうちの代表的な断面を用いて入射角をさらに説明する。尚、代表的な断面における角度は、平面角で表されることになる。
例えば、ウェーハ1の主面と垂直な方向における角度(平面角)は、図6に示すようにθ5となる。尚、ウェーハ1の主面と平行な方向における角度(平面角)は、前述の図1(a)の場合と同様にして考えることができる。
また、設計パターンデータや後述する入射物の角度分布、ラジカルRとイオンIの割合などは設計データから知ることができる。すなわち、後述する入射物の入射量は設計データに基づいて求めることができることになる。
次に、開口角を用いた寸法変換差予測方法について例示をする。
まず、前述のようにして開口角を演算して求める。この際、ウェーハ1の主面と垂直な方向における角度θ1については、スペース長Sが設計時に決定されるので、寸法Hを変数とした関数とすることができる。そのため、平面角である角度θ1を包含する関係にある立体角である開口角も寸法Hを変数とした関数θ(H)とすることができる。
寸法変換差CD=α+β×開口角θ(H) ・・・(1)
尚、α、βは係数であり、以下に説明をする回帰分析法などにより決定することができる。
図8に示すような寸法変換差の実測値(実験値)を所定の寸法H毎に測定し、データベース化しておけば、前述の係数α、βの決定を円滑に行うことができる。
寸法変換差CD=−27.9+15.2×開口角θ(H)
図9からは、回帰分析法により求めた寸法変換差の式による寸法変換差の値と、寸法変換差の実測値(実験値)とが近似していることがわかる。そのため、寸法変換差の式を用いて寸法変換差を求め、後述するようにフォトマスクのパターン修正や危険点の検証などを行うことができる。
このように、回帰分析法などを用いて寸法変換差を段階的に求めるようにすれば、実測値(実験値)からの乖離を少なくすることができる。そして、段階的に定められた寸法変換差の値に基づいて、後述するようにフォトマスクのパターン修正や危険点の検証などを行うことができる。
また、危険点などの抽出も的確に行うことができるので、設計データの検証精度を向上させることもできる。
図10は、本発明の実施の形態に係るフォトマスクの製造方法について例示をするためのフローチャート図である。
まず、設計パターンデータ(ウェーハ上に形成されるパターンのデータ)を作成する(ステップS10)。
次に、設計パターンデータから、スペース長S、ライン長L、パターンの形状などのデータが抽出される(ステップS20)。
次に、前述した開口角、入射量(入射角と入射物の角度分布)などが演算され、予め測定された寸法変換差の実測値(実験値)との相関関係が解析される(ステップS30)。 尚、入射物の角度分布については、前述したラジカルやイオンの割合なども考慮することができる。
次に、解析の結果得られた寸法変換差の式を用いて寸法変換差の値を演算したり、解析の結果得られた寸法変換差の値を段階的にまとめた表より寸法変換差の値を選択したりして寸法変換差予測を行う(ステップS40)。
次に、求められた寸法変換差の値を用いてプロセス変換差補正を行う(ステップS50)。この場合、光近接効果補正を併せて行うようにすることもできる。尚、光近接効果補正に関しては、既知の技術を適用させることができるので、その説明は省略する。
また、補正後の設計パターンデータに設計ルールを満たさない部分がある場合には、設計パターンデータの修正が行われ、修正後のデータに対して再度プロセス変換差補正や光近接効果補正を行うようにすることができる。
次に、補正後の設計パターンデータから露光パターンデータを作成する(ステップS60)。
以上のように、前述した寸法変換差予測方法により予測された寸法変換差に基づいて、設計パターンデータに対する補正が行われ、露光パターンデータが作成される。
図11に示すように、設計パターンデータに対してプロセス変換差補正を行うことで露光パターンデータを作成する。その際、前述したような開口角や入射量の演算を行い、それと実測値との相関関係を解析し、それに基づいて寸法変換差予測を行うようにする。
半導体装置の製造方法は、成膜・レジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト除去などによりウェーハ上にパターンを形成する工程、検査工程、洗浄工程、熱処理工程、不純物導入工程、拡散工程、平坦化工程などの複数の工程を繰り返すことにより実施される。そして、このような半導体装置の製造方法において、前述したフォトマスクの製造方法によりフォトマスクが製造され、また、そのようにして製造されたフォトマスクを用いて露光が行われる。また、前述した寸法変換差予測方法により予測された寸法変換差に基づいて、危険点の抽出などの設計パターンデータの検証が行われる。
尚、前述した寸法変換差予測方法、フォトマスクの製造方法以外のものは、既知の各工程の技術を適用することができるので、その説明は省略する。
図12に示すように、設計パターンデータに対して寸法変換差予測によるプロセス変換差補正を行い、補正後の設計パターンデータから露光パターンデータを作成する。この場合、光近接効果補正を併せて行うようにすることもできる。そして、露光パターンデータに基づいてフォトマスクを作成し、そのフォトマスクを用いて露光・現像・エッチング・レジスト除去などを行いウェーハ上にパターンを形成する。この場合、補正後の設計パターンデータから危険点を抽出したり、配線抵抗容量計算をしたりする際の精度を向上させることができる。
また、説明の便宜上、本発明の実施の形態に係る寸法変換差予測方法、フォトマスクの製造方法を半導体装置の製造に用いる場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、液晶表示装置の製造(例えば、カラーフィルタやアレイ基板の製造)におけるパターンの形成などのようにフォトリソグラフィ技術を用いる電子部品の製造にも広く適用させることができる。
本実施の形態に係る寸法変換差予測プログラムは、コンピュータに、前述した開口角に基づいた寸法変換差予測方法、入射物の入射量に基づいた寸法変換差予測方法を実行させるためのものである。
図13は、本発明の実施の形態に係る寸法変換差予測プログラムの動作手順を例示するためのフローチャートである。尚、図13は、開口角に基づいた寸法変換差予測プログラムの動作手順を例示するためのフローチャートである。
次に、コンピュータに入力された寸法変換差の実測値(実験値)と開口角をパラメータとした寸法変換差の演算式との相関関係が解析される(ステップS101)。
次に、解析により求められた演算式に基づいて寸法変換差の予測値が演算される(ステップS102)。
尚、開口角の演算や相関関係の解析などについては、前述したものと同様のためその説明は省略する。また、コンピュータや入力装置の構成も既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。
次に、コンピュータに入力された寸法変換差の実測値(実験値)と入射量をパラメータとした寸法変換差の演算式との相関関係が解析される(ステップS111)。
次に、解析により求められた演算式に基づいて寸法変換差の予測値が演算される(ステップS112)。
尚、入射角、入射量の演算や相関関係の解析などについては、前述したものと同様のためその説明は省略する。また、コンピュータや入力装置の構成も既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。
Claims (9)
- 変換差予測点における開口角を設計パターンデータに基づいて求め、前記開口角と寸法変換差の実測値との相関関係に基づいて寸法変換差を予測すること、を特徴とする寸法変換差予測方法。
- 変換差予測点における入射物の入射量を設計データに基づいて求め、前記入射量と寸法変換差の実測値との相関関係に基づいて寸法変換差を予測すること、を特徴とする寸法変換差予測方法。
- 前記相関関係に基づいて多変量解析法、または応答曲面法により前記寸法変換差を予測すること、を特徴とする請求項1または2に記載の寸法変換差予測方法。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の寸法変換差予測方法により予測した寸法変換差に基づいて、設計パターンデータに対するプロセス変換差補正を行い、露光パターンデータを作成すること、を特徴とするフォトマスクの製造方法。
- 光近接効果補正を併せて行うこと、を特徴とする請求項4記載のフォトマスクの製造方法。
- 請求項4または5に記載のフォトマスクの製造方法によりフォトマスクを作成し、前記フォトマスクを用いて露光すること、を特徴とする電子部品の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の寸法変換差予測方法により予測した寸法変換差に基づいて、設計パターンデータを検証すること、を特徴とする電子部品の製造方法。
- コンピュータに、
変換差予測点における開口角を設計パターンデータに基づいて演算させ、
前記開口角と寸法変換差の実測値との相関関係に基づいて寸法変換差の予測を実行させること、を特徴とする寸法変換差予測プログラム。 - コンピュータに、
変換差予測点における入射物の入射量を設計データに基づいて演算させ、
前記入射量と寸法変換差の実測値との相関関係に基づいて寸法変換差の予測を実行させること、を特徴とする寸法変換差予測プログラム。
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