JP2010156875A - パターン補正支援方法およびパターン補正支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＰＣにかかる負荷を増大させることなく、ウェハ上に転写される実パターンの寸法精度を向上させる。
【解決手段】レイアウト値変更部１２において、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データのレイアウト値が変更され、パターン比較部１８ａにおいて、撮像装置１６にて撮像されたレジスト膜Ｒの実パターンと、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとが比較され、差分算出部１８ｂにおいて、撮像装置１６にて撮像されたレジスト膜Ｒの実パターンと、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの寸法の差分が算出され、補正値選択部１８ｃにおいて、差分算出部１８ｂにて算出された寸法の差分が小さくなるように変更後のレイアウト値が選択される。
【選択図】 図１

Description

本発明はパターン補正支援方法およびパターン補正支援プログラムに関し、特に、ウェハ上に転写された実パターンと、設計データから得られるレイアウトパターンとの間の差分が減少するように、光近接効果補正（ＯＰＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）前の設計データのレイアウト値を補正する方法に適用して好適なものである。

近年の半導体集積回路の微細化に伴って、光の波長の半分以下のパターンをフォトリソグラフィにて形成することが行われている。この場合、実際にウェハに形成されるパターン寸法と設計値との間の誤差が大きくなるため、このような誤差をコンピュータシミュレーションにて予め予測し、光近接効果補正をマスクパターンに施すことで、実際にウェハに形成されるパターン寸法を設計値に近づけることが行われている。

また、特許文献１には、ＣＡＤデータを画像フォーマットに変換し、検査対象のダイから得られる画像と比較することで、ウェハやレチクルを検査するダイ・ツー・データベース比較と呼ばれる方法が開示されている。

しかしながら、プロセスの条件出しが不十分な場合やＯＰＣ精度が不足している場合、光近接効果補正を行った場合においても、設計寸法通りの実パターンをウェハに形成することが難しいという問題があった。

特開２００１−３３８３０４号公報

そこで、本発明の目的は、ＯＰＣにかかる負荷を増大させることなく、ウェハ上に転写される実パターンの寸法精度を向上させることが可能なパターン補正支援方法およびパターン補正支援プログラムを提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様によれば、目標とするレイアウトパターンに対応する設計データを作成するステップと、前記作成した設計データのレイアウト値を変更するステップと、前記変更された設計データから得られるレイアウトパターンに光近接効果補正を行うステップと、前記光近接効果補正されたレイアウトパターンが形成されたフォトマスクを用いることにより、前記レイアウトパターンに対応してウェハ上に形成されるウェハ上パターンを求めるステップと、前記ウェハ上パタートと、前記レイアウト値が変更される前の前記目標とするレイアウトパターンとを比較するステップとを備えることを特徴とするパターン補正支援方法を提供する。

また、本発明の一態様によれば、目標とするレイアウトパターンに対応する設計データを作成するステップと、前記作成した設計データのレイアウト値を変更するステップと、前記変更された設計データから得られるレイアウトパターンに光近接効果補正を行うステップと、前記光近接効果補正されたレイアウトパターンのマスク寸法規格値を増減させるステップと、前記マスク寸法規格値が増減された光近接効果補正後のレイアウトパターンが形成されたフォトマスクを用いることにより、前記レイアウトパターンに対応してウェハ上に形成されるウェハ上パターンを求めるステップと、前記ウェハ上パターンと、前記レイアウト値が変更される前の前記目標とするレイアウトパターンとを比較するステップとを備えることを特徴とするパターン補正支援方法を提供する。

また、本発明の一態様によれば、目標とするレイアウトパターンに対応する設計データを取得するステップと、前記作成された設計データの変更後のレイアウト値を取得するステップと、前記変更後の設計データに基づいて作製されたフォトマスクを用いて形成された実パターンの画像と、前記設計データから得られた目標とするレイアウトパターンの画像との比較結果に基づいて、前記ウェハ上に形成された実パターンと、前記目標とするレイアウトパターンとの寸法の差分を算出するステップと、前記寸法の差分が小さくなるように前記変更後のレイアウト値を選択するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするパターン補正支援プログラムを提供する。

以上説明したように、本発明によれば、ＯＰＣにかかる負荷を増大させることなく、ウェハ上に転写される実パターンの寸法精度を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係るパターン補正支援方法について図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るパターン補正支援方法が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図である。
図１において、パターン補正支援装置１７ａには、パターン比較部１８ａ、差分算出部１８ｂおよび補正値選択部１８ｃが設けられ、ＣＡＤシステム１１、レイアウト値変更部１２、撮像装置１６および表示装置１９が接続されている。

ここで、ＣＡＤシステム１１は、目標とするレイアウトパターンに対応する設計データを作成することができる。レイアウト値変更部１２は、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データのレイアウト値を変更することができる。なお、設計データのレイアウト値としては、例えば、レイアウトパターンの寸法や配置位置を挙げることができる。撮像装置１６は、ウェハＷ上に形成された実パターンをウェハ上パターンとして撮像することができる。なお、撮像装置１６にて撮像される画像は、光学顕微鏡画像の他、電子顕微鏡画像などを用いるようにしてもよい。表示装置１は、パターン補正支援装置１７と連携しながらパターン補正を実行するための情報を表示画面１９ａに表示することができる。

また、パターン比較部１８ａは、撮像装置１６にて撮像されたウェハＷ上の実パターンと、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとを比較することができる。差分算出部１８ｂは、撮像装置１６にて撮像されたウェハＷ上の実パターンと、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの寸法の差分を算出することができる。補正値選択部１８ｃは、差分算出部１８ｂにて算出された寸法の差分が小さくなるように変更後のレイアウト値を選択することができる。

図２は、本発明の第１実施形態に係るパターン補正支援方法を示すフローチャートである。
図２において、ＣＡＤシステム１１では、目標とするレイアウトパターンに対応する設計データが作成され（ステップＳ１１）、レイアウト値変更部１２およびパターン補正支援装置１７ａに送られる。そして、レイアウト値変更部１２において、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データのレイアウト値が変更され（ステップＳ１２）、ＯＰＣ処理部１３およびパターン補正支援装置１７に送られる。そして、ＯＰＣ処理部１３において、レイアウト値変更部１２にて変更された設計データから得られるレイアウトパターンに光近接効果補正が行われ（ステップＳ１３）、マスクデータ作成部１４に送られる。そして、マスクデータ作成部１４において、ＯＰＣ処理部１３にて光近接効果補正されたレイアウトパターンに対応したマスクデータが作成される（ステップＳ１４）。そして、マスクデータ作成部１４にて作成されたマスクデータに基づいて、フォトマスクＭ上に遮光膜Ｈが形成される。

そして、遮光膜Ｈが形成されたフォトマスクＭおよびレジスト膜Ｒが形成されたウェハＷが露光装置１５に配置されると、フォトマスクＭを介してレジスト膜Ｒの露光が行われる。そして、露光装置１５にて露光が行われたレジスト膜Ｒの現像が行われることで、レジスト膜Ｒがパターニングされる（ステップＳ１５）。

そして、ウェハＷ上でパターニングされたレジスト膜Ｒは、電子顕微鏡などを用いた観察環境下において撮像装置１６にて撮像され（ステップＳ１６）、レジスト膜Ｒの実パターンの画像がパターン補正支援装置１７に送られる。そして、レジスト膜Ｒの実パターンの画像がパターン補正支援装置１７に送られると、パターン比較部１８ａにおいて、撮像装置１６にて撮像されたレジスト膜Ｒの実パターンと、レイアウト値変更部１２にてレイアウト値が変更される前の目標とするレイアウトパターンとが比較される（ステップＳ１７）。

そして、差分算出部１８ｂにおいて、撮像装置１６にて撮像されたレジスト膜Ｒの実パターンと、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの寸法の差分が算出される（ステップＳ１８）。そして、補正値選択部１８ｃにおいて、差分算出部１８ｂにて算出された寸法の差分が小さくなるように変更後のレイアウト値が選択される（ステップＳ１９）。

これにより、目標とするレイアウトパターンのレイアウト値が設計データ上で変更された時の実パターンをウェハＷ上に形成した場合においても、そのウェハＷ上の実パターンを目標とするレイアウトパターンと比較することができる。このため、ＯＰＣにかかる負荷を増大させることなく、ウェハＷ上に転写される実パターンの寸法精度を向上させることが可能となり、プロセスの条件出しが不十分な場合やＯＰＣ精度が不足している場合においても、設計寸法通りの実パターンをウェハＷに形成することが可能となる。

なお、変更後のレイアウト値を補正値選択部１８ｃにて選択させる代わりに、差分算出部１８ｂにて算出された寸法の差分を変更後のレイアウト値に対応させて、表示画面１９ａに表示させるようにしてもよい。そして、表示画面１９ａを参照しながら、差分算出部１８ｂにて算出された寸法の差分が最小になるように、変更後のレイアウト値を人手で選択できるようにしてもよい。

また、レジスト膜Ｒの実パターンの画像がパターン補正支援装置１７に送られると、パターン補正支援装置１７は、レジスト膜Ｒの実パターンの画像Ｇ２を、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データから得られる目標とするレイアウトパターンの画像Ｇ１上に重ねて表示画面１９ａに表示させるようにしてよいし、これら実パターンとレイアウトパターンとの寸法の差分Ｄを表示画面１９ａに表示させるようにしてよい。

図３は、本発明の第１実施形態に係るパターン補正支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
図３において、図１のパターン補正支援装置１７には、ＣＰＵなどを含むプロセッサ１、固定的なデータを記憶するＲＯＭ２、プロセッサ１に対してワークエリアなどを提供するＲＡＭ３、プロセッサ１を動作させるためのプログラムや各種データを記憶する外部記憶装置４、人間とコンピュータとの間の仲介を行うヒューマンインターフェース５、外部との通信手段を提供する通信インターフェース６を設けることができ、プロセッサ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、外部記憶装置４、ヒューマンインターフェース５および通信インターフェース６はバス７を介して接続されている。

なお、外部記憶装置４としては、例えば、ハードディスクなどの磁気ディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカードなどの可搬性半導体記憶装置などを用いることができる。また、ヒューマンインターフェース５としては、例えば、入力インターフェースとしてキーボードやマウス、出力インターフェースとしてディスプレイやプリンタなどを用いることができる。また、通信インターフェース６としては、例えば、インターネットやＬＡＮなどに接続するためのＬＡＮカードやモデムやルータなどを用いることができる。

ここで、プロセッサ１は、パターン補正支援プログラムを実行することにより、図１のパターン補正支援装置１７のパターン比較部１８ａ、差分算出部１８ｂおよび補正値選択部１８ｃで実行される機能を実現することができる。なお、プロセッサ１に実行させるプログラムは、外部記憶装置４に格納しておき、プログラムの実行時にＲＡＭ３に読み込むようにしてもよいし、プログラムをＲＯＭ２に予め格納しておくようにしてもよいし、通信インターフェース６を介してプログラムを取得するようにしてもよい。

図４は、本発明の第１実施形態に係るパターン補正支援方法に用いられる設計レイアウトパターン、ＯＰＣ処理後のマスクパターンおよびウェハ上に転写された実パターンの一例を示す図である。
図４において、目標とするレイアウトパターンＫ１がＣＡＤシステム１１上で作成されると、レイアウト値変更部１２において、レイアウトパターンＫ１のレイアウト値が設計データ上で変更されることで、例えば、レイアウトパターンＫ２〜Ｋ５が生成される。なお、レイアウトパターンＫ１には、例えば、コンタクトパターンＰ１〜Ｐ６が形成されている。また、レイアウトパターンＫ２では、例えば、レイアウトパターンＫ１に形成されたコンタクトパターンＰ５の縦方向の寸法が増減されている。また、レイアウトパターンＫ３では、例えば、レイアウトパターンＫ１に形成されたコンタクトパターンＰ５の横方向の寸法が増減されている。また、レイアウトパターンＫ４では、例えば、レイアウトパターンＫ１に形成されたコンタクトパターンＰ１の大きさが増減されている。また、レイアウトパターンＫ５では、例えば、レイアウトパターンＫ１に形成されたコンタクトパターンＰ２〜Ｐ４の大きさが増減されている。

そして、ＯＰＣ処理部１３において、これらのレイアウトパターンＫ１〜Ｋ５に対してＯＰＣ処理が行われることで、レイアウトパターンＫ１〜Ｋ５にそれぞれ対応したマスクパターンＣ１〜Ｃ５が作成される。

そして、マスクパターンＣ１〜Ｃ５が形成されたフォトマスクＭを用いることで、レイアウトパターンＫ１〜Ｋ５にそれぞれ対応した実パターンＴ１〜Ｔ５がウェハＷ上に形成される。

そして、ウェハＷ上に形成された実パターンＴ１〜Ｔ５は、撮像装置１６にて撮像され、パターン補正支援装置１７ａにおいて、実パターンＴ１〜Ｔ５とレイアウトパターンＫ１とが比較される。そして、実パターンＴ１〜Ｔ５の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分がパターン補正支援装置１７ａにて算出され、実パターンＴ１〜Ｔ５の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分が最も小さくなるようにレイアウトパターンＫ１〜Ｋ５が選択されることで、設計寸法に最も近い実パターンをウェハＷに形成することが可能となる。

なお、実パターンＴ１〜Ｔ５は、ウェハＷのＴＥＧ領域などにテストパターンとして形成することができる。そして、例えば、実パターンＴ１〜Ｔ５の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分が最も小さくなるようにレイアウトパターンＫ１〜Ｋ５の中からレイアウトパターンＫ２が選択されると、レイアウトパターンＫ１の代わりにレイアウトパターンＫ２を用いてＳＲＡＭなどの半導体集積回路をウェハＷに形成することで、レイアウトパターンＫ１との差異を最も小さくすることができる。

また、上述した第１実施形態では、レイアウト値変更部１２およびＯＰＣ処理部１３をパターン補正支援装置１７ａとは別個に設ける方法について説明したが、レイアウト値変更部１２またはＯＰＣ処理部１３をパターン補正支援装置１７ａに組み込むようにしてもよい。また、ＣＡＤシステム１１にパターン補正支援装置１７ａを組み込むようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、ウェハＷ上に形成された実パターンとして、レジストパターンを例にとって説明したが、配線パターンや電極パターンやコンタクトパターンなどであってもよい。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係るパターン補正支援方法が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図である。
図５において、このシステムには、図１の構成に加え、規格値増減部２０が設けられている。そして、パターン補正支援装置１７ａには、ＣＡＤシステム１１、レイアウト値変更部１２、撮像装置１６、表示装置１９および規格値増減部２０が接続されている。ここで、差分算出部１８ｂは、撮像装置１６にて撮像されたウェハＷ上の実パターンと、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの寸法の差分を算出することができる。また、差分算出部１８ｂは、マスク寸法規格値が増減された時のウェハＷ上の実パターンの寸法と、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンの寸法との差分の変動幅を算出することができる。また、規格値増減部２０は、ＯＰＣ処理部１３にて光近接効果補正されたレイアウトパターンのマスク寸法規格値を増減させることができる。

図６は、本発明の第２実施形態に係るパターン補正支援方法を示すフローチャートである。
図６において、図２のステップＳ１１〜Ｓ１３と同様の処理が行われることにより、設計データ上でレイアウト値が変更された光近接効果補正後のレイアウトパターンが生成され、規格値増減部２０に送られる。そして、規格値増減部２０において、設計データ上でレイアウト値が変更された光近接効果補正後のレイアウトパターンに対してマスク寸法規格値（マスク製造時の寸法誤差）が増減されたレイアウトパターンが作成され（ステップＳ２０）、マスクデータ作成部１４に送られる。

そして、規格値増減部２０にてマスク寸法規格値が増減されたレイアウトパターンについて、図２のステップＳ１４〜Ｓ１９と同様の処理が行われることにより、ウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとが比較され、ウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの寸法の差分が算出される。そして、マスク寸法規格値が増減される前のレイアウトパターンから得られたウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの間の寸法の差分が小さくなるように変更後のレイアウト値が選択される。なお、この第２実施形態では、変更後のレイアウト値は複数選択することができる。

そして、図５の差分算出部１８ｂにおいて、マスク寸法規格値が増減された後のレイアウトパターンから得られたウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの間の寸法の差分の変動幅が算出され、ステップＳ１９で選択された複数のレイアウト値の中から、これらのパターン間の差分の変動幅が小さいレイアウト値がさらに選択される（ステップＳ２１）。

これにより、マスク寸法規格値が増減された時の実パターンをウェハＷ上に形成した場合においても、そのウェハＷ上の実パターンを目標とするレイアウトパターンと比較することができる。このため、マスク寸法に製造誤差がある場合においても、ＯＰＣにかかる負荷を増大させることなく、ウェハＷ上に転写される実パターンの寸法精度を向上させることが可能となり、プロセスの条件出しが不十分な場合やＯＰＣ精度が不足している場合においても、設計寸法通りの実パターンをウェハＷに形成することが可能となる。

なお、図６の実施形態では、マスク寸法規格値が増減される前のレイアウトパターンから得られたウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの間の寸法の差分が小さくなるように変更後のレイアウト値を選択し、これらの選択された複数のレイアウト値の中から、マスク寸法規格値が増減された時のこれらのパターン間の差分の変動幅が小さいレイアウト値をさらに絞り込む方法について説明したが、マスク寸法規格値が増減される前のレイアウトパターンから得られたウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの間の寸法の差分が小さく、かつマスク寸法規格値が増減された時のこれらのパターン間の差分の変動幅が小さい変更後のレイアウト値を一気に選択するようにしてもよい。

図７は、本発明の第２実施形態に係るパターン補正支援方法に用いられる設計レイアウトパターン、ＯＰＣ処理後のマスクパターンおよびウェハ上に転写された実パターンの一例を示す図である。
図７において、目標とするレイアウトパターンＫ１がＣＡＤシステム１１上で作成されると、レイアウト値変更部１２において、レイアウトパターンＫ１のレイアウト値が設計データ上で変更されることで、例えば、レイアウトパターンＫ２〜Ｋ５が生成される。

そして、ＯＰＣ処理部１３において、これらのレイアウトパターンＫ１〜Ｋ５に対してＯＰＣ処理が行われることで、レイアウトパターンＫ１〜Ｋ５にそれぞれ対応したマスクパターンＣ１〜Ｃ５が作成される。

そして、規格値増減部２０において、マスクパターンＣ１に対してマスク寸法規格値が増減されることで、マスクパターンＣ１´、Ｃ１´´が作成される。また、マスクパターンＣ２に対してマスク寸法規格値が増減されることで、マスクパターンＣ２´、Ｃ２´´が作成される。また、マスクパターンＣ３に対してマスク寸法規格値が増減されることで、マスクパターンＣ３´、Ｃ３´´が作成される。また、マスクパターンＣ４に対してマスク寸法規格値が増減されることで、マスクパターンＣ４´、Ｃ４´´が作成される。また、マスクパターンＣ５に対してマスク寸法規格値が増減されることで、マスクパターンＣ５´、Ｃ５´´が作成される。

そして、マスクパターンＣ１〜Ｃ５、Ｃ１´〜Ｃ５´、Ｃ１´´〜Ｃ５´´が形成されたフォトマスクＭを用いることで、実パターンＴ１〜Ｔ５、Ｔ１´〜Ｔ５´、Ｔ１´´〜Ｔ５´´がウェハＷ上に形成される。

そして、ウェハＷ上に形成された実パターンＴ１〜Ｔ５、Ｔ１´〜Ｔ５´、Ｔ１´´〜Ｔ５´´は、撮像装置１６にて撮像され、パターン補正支援装置１７ａにおいて、実パターンＴ１〜Ｔ５、Ｔ１´〜Ｔ５´、Ｔ１´´〜Ｔ５´´とレイアウトパターンＫ１とが比較される。そして、実パターンＴ１〜Ｔ５の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分がパターン補正支援装置１７ａにて算出され、実パターンＴ１〜Ｔ５の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分が小さくなるようにレイアウトパターンＫ１〜Ｋ５のうちのいずれか複数のレイアウトパターンＫ１〜Ｋ５が選択され、例えば、レイアウトパターンＫ２、Ｋ５が選択される。

そして、例えば、レイアウトパターンＫ２、Ｋ５が選択されたものとすると、レイアウトパターンＫ２に対応した実パターンＴ２、Ｔ２´、Ｔ２´´の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅と、レイアウトパターンＫ５に対応した実パターンＴ５、Ｔ５´、Ｔ５´´の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅とが比較される。そして、これらのパターンの寸法の差分の変動幅の小さい方のレイアウトパターンＫ２、Ｋ５がさらに選択される。例えば、実パターンＴ２、Ｔ２´、Ｔ２´´の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅よりも、実パターンＴ５、Ｔ５´、Ｔ５´´の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅のほうが小さい場合、レイアウトパターンＫ２が選択される。

なお、実パターンＴ１〜Ｔ５、Ｔ１´〜Ｔ５´、Ｔ１´´〜Ｔ５´´は、ウェハＷのＴＥＧ領域などにテストパターンとして形成することができる。そして、以上の処理によってレイアウトパターンＫ２が選択されると、レイアウトパターンＫ１の代わりにレイアウトパターンＫ２を用いてＳＲＡＭなどの半導体集積回路をウェハＷに形成することで、マスク寸法の製造誤差が実パターンのレイアウト精度に与える影響を小さくしつつ、レイアウトパターンＫ１との差異を小さくすることができる。

（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態に係るパターン補正支援方法が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図である。
図８において、このシステムには、図５の構成に加え、露光量／フォーカス量制御部２１が設けられている。そして、パターン補正支援装置１７ａは、ＣＡＤシステム１１、レイアウト値変更部１２、撮像装置１６、表示装置１９、規格値増減部２０および露光量／フォーカス量制御部２１が接続されている。ここで、差分算出部１８ｂは、撮像装置１６にて撮像されたウェハＷ上の実パターンと、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの寸法の差分を算出することができる。また、差分算出部１８ｂは、露光量およびフォーカス量が振られた時のウェハＷ上の実パターンの寸法と、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンの寸法との差分の変動幅を算出することができる。また、露光量／フォーカス量制御部２１は、露光装置１５の露光量およびフォーカス量を制御することができる。

図９は、本発明の第３実施形態に係るパターン補正支援方法を示すフローチャートである。
図９において、図６のステップＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ２０と同様の処理が行われることにより、設計データ上でレイアウト値が変更された光近接効果補正後のレイアウトパターンに対してマスク寸法規格値が増減されたレイアウトパターンが作成され、マスクデータ作成部１４に送られる。

そして、マスクデータ作成部１４において、規格値増減部２０にてマスク寸法規格値が増減されたレイアウトパターンに対応したマスクデータが作成され、そのマスクデータに基づいて、フォトマスクＭ上に遮光膜Ｈが形成される。

そして、露光量／フォーカス量制御部２１にて露光量およびフォーカス量が振られながら、フォトマスクＭを介してウェハＷ上のレジスト膜Ｒの露光が行われる（ステップＳ１５´）。そして、露光量およびフォーカス量が振られながらウェハＷ上に形成された実パターンについて、図５のステップＳ１６〜Ｓ１９と同様の処理が行われることにより、ウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとが比較され、これらのパターン間の差分が小さくなるように変更後のレイアウト値が選択される。なお、この第３実施形態では、変更後のレイアウト値は複数選択することができる。

そして、図８のマスク変動幅算出部１８ｄおよびプロセス変動幅算出部１８ｅにおいて、マスク寸法規格値および露光量／フォーカス量が振られた時のレイアウトパターンから得られたウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの間の寸法の差分の変動幅が算出され、ステップＳ１９で選択された複数のレイアウト値の中から、これらのパターン間の差分の変動幅が小さいレイアウト値がさらに選択される（ステップＳ２２）。

これにより、露光量およびフォーカス量が振られた時の実パターンをウェハＷ上に形成した場合においても、そのウェハＷ上の実パターンを目標とするレイアウトパターンと比較することができる。このため、フォトリソグラフィー工程においてプロセス変動がある場合においても、ＯＰＣにかかる負荷を増大させることなく、ウェハＷ上に転写される実パターンの寸法精度を向上させることが可能となり、プロセスの条件出しが不十分な場合やＯＰＣ精度が不足している場合においても、設計寸法通りの実パターンをウェハＷに形成することが可能となる。

なお、図９の実施形態では、ウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの差分が小さくなるように変更後のレイアウト値を選択し、これらの選択された複数のレイアウト値の中から、マスク寸法規格値および露光量／フォーカス量が振られた時の差分の変動幅が小さいレイアウト値をさらに絞り込む方法について説明したが、ウェハＷ上の実パターンと、設計データから得られる目標とするレイアウトパターンとの差分が小さく、かつマスク寸法規格値および露光量／フォーカス量が振られた時の差分の変動幅が小さいレイアウト値を一気に選択するようにしてもよい。

図１０は、本発明の第３実施形態に係るパターン補正支援方法に用いられる設計レイアウトパターン、ＯＰＣ処理後のマスクパターンおよびウェハ上に転写された実パターンの一例を示す図である。
図１０において、目標とするレイアウトパターンＫ１がＣＡＤシステム１１上で作成されると、レイアウト値変更部１２において、レイアウトパターンＫ１のレイアウト値が設計データ上で変更されることで、例えば、レイアウトパターンＫ２〜Ｋ５が生成される。

そして、ＯＰＣ処理部１３において、これらのレイアウトパターンＫ１〜Ｋ５に対してＯＰＣ処理が行われることで、レイアウトパターンＫ１〜Ｋ５にそれぞれ対応したマスクパターンＣ１〜Ｃ５が作成される。

そして、規格値増減部２０において、マスクパターンＣ１〜Ｃ５に対してマスク寸法規格値が増減されることで、マスクパターンＣ１´〜Ｃ５´、Ｃ１´´〜Ｃ５´´が作成される。

そして、マスクパターンＣ１〜Ｃ５、Ｃ１´〜Ｃ５´、Ｃ１´´〜Ｃ５´´が形成されたフォトマスクＭを用いることで、実パターンＴ１〜Ｔ５、Ｔ１´〜Ｔ５´、Ｔ１´´〜Ｔ５´´がウェハＷ上に形成される。また、マスクパターンＣ１〜Ｃ５、Ｃ１´〜Ｃ５´、Ｃ１´´〜Ｃ５´´が形成されたフォトマスクＭを用いた上で、露光量またはフォーカス量を振ることで、実パターンＴ１ｎ〜Ｔ５ｎ、Ｔ１ｎ´〜Ｔ５ｎ´、Ｔ１ｎ´´〜Ｔ５ｎ´´がウェハＷ上に形成される。

そして、ウェハＷ上に形成された実パターンＴ１〜Ｔ５、Ｔ１´〜Ｔ５´、Ｔ１´´〜Ｔ５´´、Ｔ１ｎ〜Ｔ５ｎ、Ｔ１ｎ´〜Ｔ５ｎ´、Ｔ１ｎ´´〜Ｔ５ｎ´´は、撮像装置１６にて撮像され、パターン補正支援装置１７ａにおいて、実パターンＴ１〜Ｔ５、Ｔ１´〜Ｔ５´、Ｔ１´´〜Ｔ５´´、Ｔ１ｎ〜Ｔ５ｎ、Ｔ１ｎ´〜Ｔ５ｎ´、Ｔ１ｎ´´〜Ｔ５ｎ´´とレイアウトパターンＫ１とが比較される。そして、実パターンＴ１〜Ｔ５の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分がパターン補正支援装置１７ａにて算出され、実パターンＴ１〜Ｔ５の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分が小さくなるようにレイアウトパターンＫ１〜Ｋ５のうちのいずれか複数のレイアウトパターンＫ１〜Ｋ５が選択され、例えば、レイアウトパターンＫ２、Ｋ３、Ｋ５が選択される。

そして、例えば、レイアウトパターンＫ２、Ｋ３、Ｋ５が選択されたものとすると、図８の差分算出部１８ｂにおいて、レイアウトパターンＫ２に対応した実パターンＴ２、Ｔ２´、Ｔ２´´の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅と、レイアウトパターンＫ３に対応した実パターンＴ３、Ｔ３´、Ｔ３´´の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅と、レイアウトパターンＫ５に対応した実パターンＴ５、Ｔ５´、Ｔ５´´の寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅とが算出される。そして、これらのパターンの寸法の差分の変動幅が比較され、これらのパターンの寸法の差分の変動幅の小さいレイアウトパターンＫ２、Ｋ３、Ｋ５がさらに選択され、例えば、レイアウトパターンＫ２、Ｋ５が選択される。

そして、例えば、レイアウトパターンＫ２、Ｋ５が選択されたものとすると、図８の差分算出部１８ｂにおいて、レイアウトパターンＫ２に対応した実パターンＴ２、Ｔ２ｎの寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅と、レイアウトパターンＫ５に対応した実パターンＴ５、Ｔ５ｎの寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅とが算出される。そして、これらのパターンの寸法の差分の変動幅が比較され、これらのパターンの寸法の差分の変動幅の小さい方のレイアウトパターンＫ２、Ｋ５がさらに選択される。例えば、実パターンＴ２、Ｔ２ｎの寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅よりも、実パターンＴ５、Ｔ５ｎの寸法とレイアウトパターンＫ１の寸法との差分の変動幅のほうが小さい場合、レイアウトパターンＫ２が選択される。

なお、実パターンＴ１〜Ｔ５、Ｔ１´〜Ｔ５´、Ｔ１´´〜Ｔ５´´、Ｔ１ｎ〜Ｔ５ｎ、Ｔ１ｎ´〜Ｔ５ｎ´、Ｔ１ｎ´´〜Ｔ５ｎ´´は、ウェハＷのＴＥＧ領域などにテストパターンとして形成することができる。そして、以上の処理によってレイアウトパターンＫ２が選択されると、レイアウトパターンＫ１の代わりにレイアウトパターンＫ２を用いてＳＲＡＭなどの半導体集積回路をウェハＷに形成することで、マスク寸法の製造誤差およびプロセス変動が実パターンのレイアウト精度に与える影響を小さくしつつ、レイアウトパターンＫ１との差異を小さくすることができる。

また、上述した第３実施形態では、マスク寸法規格値を増減させたレイアウトパターンを用いた上で、露光量およびフォーカス量を振るようにした方法について説明したが、マスク寸法規格値を増減させることなく、露光量およびフォーカス量を振るようにしてもよい。

また、上述した第３実施形態では、ウェハＷ上に実パターンを形成する時のプロセス変動を考慮するために、露光量およびフォーカス量を振る方法について説明したが、ウェハＷ上に形成される実パターンが配線パターンや電極パターンやコンタクトパターンなどの場合には、エッチング条件や成膜条件などを振るようにしてもよい。

また、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データのレイアウト値を変更する場合、レイアウトパターンが膨大の場合には、レイアウトパターンを分割し、分割されたレイアウトパターンごとにレイアウト値を変更するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、ウェハ上パターンとしてウェハＷ上に実際に形成された実パターンを用いる方法について説明したが、ウェハ上パターンとしては、ウェハＷ上に形成される実パターンをシミュレーションにて求めたパターンを用いるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係るパターン補正支援方法が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図。 本発明の第１実施形態に係るパターン補正支援方法を示すフローチャート。 本発明の第１実施形態に係るパターン補正支援装置のハードウェア構成を示すブロック図。 本発明の第１実施形態に係るパターン補正支援方法に用いられる設計レイアウトパターン、ＯＰＣ処理後のマスクパターンおよびウェハ上に転写された実パターンの一例を示す図。 本発明の第２実施形態に係るパターン補正支援方法が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図。 本発明の第２実施形態に係るパターン補正支援方法を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態に係るパターン補正支援方法に用いられる設計レイアウトパターン、ＯＰＣ処理後のマスクパターンおよびウェハ上に転写された実パターンの一例を示す図。 本発明の第３実施形態に係るパターン補正支援方法が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図。 本発明の第３実施形態に係るパターン補正支援方法を示すフローチャート。 本発明の第３実施形態に係るパターン補正支援方法に用いられる設計レイアウトパターン、ＯＰＣ処理後のマスクパターンおよびウェハ上に転写された実パターンの一例を示す図。

符号の説明

１ プロセッサ、２ ＲＯＭ、３ ＲＡＭ、４ 外部記憶装置、５ ヒューマンインターフェース、６ 通信インターフェース、７ バス、１１ ＣＡＤシステム、１２ レイアウト値変更部、１３ ＯＰＣ処理部、１４ マスクデータ作成部、１５ 露光装置、１６ 撮像装置、１７ａ パターン補正支援装置、１８ａ パターン比較部、１８ｂ 差分算出部、１８ｃ 補正値選択部、１９ 表示装置、１９ａ 表示画面、２０ 規格値増減部、２１ 露光量／フォーカス量制御部、Ｗ ウェハ、Ｒ レジスト膜、Ｍ フォトマスク、Ｈ 遮光膜

Claims (5)

1. 目標とするレイアウトパターンに対応する設計データを作成するステップと、
   前記作成した設計データのレイアウト値を変更するステップと、
   前記変更された設計データから得られるレイアウトパターンに光近接効果補正を行うステップと、
   前記光近接効果補正されたレイアウトパターンが形成されたフォトマスクを用いることにより、前記レイアウトパターンに対応してウェハ上に形成されるウェハ上パターンを求めるステップと、
   前記ウェハ上パタートと、前記レイアウト値が変更される前の前記目標とするレイアウトパターンとを比較するステップとを備えることを特徴とするパターン補正支援方法。
2. 目標とするレイアウトパターンに対応する設計データを作成するステップと、
   前記作成した設計データのレイアウト値を変更するステップと、
   前記変更された設計データから得られるレイアウトパターンに光近接効果補正を行うステップと、
   前記光近接効果補正されたレイアウトパターンのマスク寸法規格値を増減させるステップと、
   前記マスク寸法規格値が増減された光近接効果補正後のレイアウトパターンが形成されたフォトマスクを用いることにより、前記レイアウトパターンに対応してウェハ上に形成されるウェハ上パターンを求めるステップと、
   前記ウェハ上パターンと、前記レイアウト値が変更される前の前記目標とするレイアウトパターンとを比較するステップとを備えることを特徴とするパターン補正支援方法。
3. 前記レイアウトパターンに対応したウェハ上パターンを求める時のプロセス条件を変動させることを特徴とする請求項１または２に記載のパターン補正支援方法。
4. 前記ウェハ上パターンの画像と、前記目標とするレイアウトパターンの画像との比較結果に基づいて、前記ウェハ上パターンと、前記目標とするレイアウトパターンとの寸法の差分を算出し、前記寸法の差分が小さくなるように前記設計データの補正値を選択することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のパターン補正支援方法。
5. 目標とするレイアウトパターンに対応する設計データを取得するステップと、
   前記作成された設計データの変更後のレイアウト値を取得するステップと、
   前記変更後の設計データに基づいて作製されたフォトマスクを用いて形成された実パターンの画像と、前記設計データから得られた目標とするレイアウトパターンの画像との比較結果に基づいて、前記ウェハ上に形成された実パターンと、前記目標とするレイアウトパターンとの寸法の差分を算出するステップと、
   前記寸法の差分が小さくなるように前記変更後のレイアウト値を選択するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするパターン補正支援プログラム。

Images