JP2010164849A - パターンデータ作成方法およびパターンデータ作成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハ上へのパターン形成時に生じる加工変換差のばらつきを抑えたフォトマスクのマスクデータを容易に作成することができるパターンデータ作成方法を得ること。
【解決手段】基板に加工を施した際に生じる加工前後のパターン寸法変動量を考慮して半導体装置に形成するパターンのマスクデータを作成するパターンデータ作成方法において、加工前後のパターン寸法変動量と、加工前の基板上のパターン総表面積と、の相関関係を算出する相関関係算出工程と、予め作成しておいたマスクデータ内に含まれる各パターンに対応するパターン寸法変動量を、相関関係を用いて算出する寸法変動量算出工程と、予め作成しておいた作成済みのマスクデータおよび算出したパターン寸法変動量に基づいて、新たなマスクデータを作成するマスクデータ作成工程と、を含む。
【選択図】 図６

Description

本発明は、パターンデータ作成方法およびパターンデータ作成プログラムに関するものである。

近年、半導体製造技術は目覚しく進歩しており、ハーフピッチ５０ｎｍ世代の半導体装置が量産されている。ハーフピッチ５０ｎｍ世代のような半導体装置の微細化は、マスクプロセス技術、リソグラフィプロセス技術、エッチングプロセス技術等の微細パターン形成技術の飛躍的な進歩により実現されている。ウェハに形成するパターンサイズが十分大きかった時代には、設計者が描いたパターンと同じ形状のパターンをマスクパターンとしてマスク上に形成していた。そして、露光装置が、マスクパターンをウェハ上に塗布されたレジストに転写することによって設計通りのパターンをウェハ上に形成していた。ところが近年、パターンサイズの微細化により、露光光の回折がウェハ上での寸法に及ぼす影響が大きくなってきている。また、微細パターンを精度良く形成するためのマスク製造やウェハプロセスが難しくなっている。このため、設計パターンと同じパターン形状のマスクパターンを用いても、設計された通りのパターン形状をウェハ上に形成することが困難となってきている。

設計パターンと同じ形状のパターンを忠実にウェハ上に形成するための方法として、マスクパターン上の設計パターンを光近接効果補正（ＯＰＣ：Optical Proximity Correction）やプロセス近接効果補正（ＰＰＣ：Process Proximity Correction）する方法がある。

ＰＰＣの技術の一つとして、製品毎の加工変換差（現像後のレジスト形状とエッチング後のパターン形状）のばらつきを低減させるために、設計レイアウト上に回路動作とは関係のないダミーパターンを配置する方法が提案されている。このダミーパターンは、ウェハ面内でのパターン被覆率（パターン形成率）が所定の範囲内に入るよう、所定の密度で設計レイアウト上に配置される。

また、特許文献１に記載のパターン設計方法では、ダミーパターン形成領域を複数のダミーパターン形成ユニット領域に分割するとともに、ダミーパターン形成ユニット領域よりも大きな面積を有する検査範囲を、各検査範囲の一部がそれぞれオーバーラップするように複数設定している。そして、検査範囲内のダミーパターン形成ユニット領域内に形成するダミーパターンの仮パターン被覆率を算出し、算出した仮パターン被覆率を平均化処理して最終パターン被覆率を算出している。さらに、最終パターン被覆率に相当する面積を有するダミーパターンをダミーパターン形成ユニット領域内にパターンとして発生させている。

しかしながら、上記従来の技術のようにパターン被覆率の調整だけでは正確な形状のパターンをウェハ上に形成することはできなかった。ウェハ上に形成されるセルの占有率の違いなどによって、加工工程（エッチング工程）での側壁保護膜の付着量やエッチング時間が異なり加工変換差がばらつくからである。加工変換差のばらつきを抑えるためには、製品毎にＰＰＣデータを取り直してマスクを作成しなければならないので、開発ＴＡＴが増大するといった問題があった。

特開２００６−６００５１号公報

本発明は、ウェハ上へのパターン形成時に生じる加工変換差のばらつきを抑えたパターンデータを容易に作成することができるパターンデータ作成方法およびパターンデータ作成プログラムを得ることを目的とする。

本願発明の一態様によれば、基板上に形成される第一のパターンと前記第一のパターンを用いて前記基板を加工した際に形成される第二のパターンとの寸法変動量と、前記第一のパターンのパターン総表面積またはパターン総周囲長との相関関係を参照して、前記第一のパターンを形成するためのパターンデータを作成することを特徴とするパターンデータ作成方法が提供される。

また、本願発明の一態様によれば、基板上に形成される第一のパターンと前記第一のパターンを用いて前記基板を加工した際に形成される第二のパターンとの寸法変動量と、前記第一のパターンのパターン総表面積またはパターン総周囲長との相関関係を参照して、前記第一のパターンを形成するためのパターンデータを作成する工程を、コンピュータに実行させることを特徴とするパターンデータ作成プログラムが提供される。

この発明によれば、ウェハ上へのパターン形成時に生じる加工変換差のばらつきを抑えたパターンデータを容易に作成することができる。

以下に、本発明に係るパターンデータ作成方法およびパターンデータ作成プログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るパターンデータ作成装置の構成を示す図である。パターンデータ作成装置１００は、半導体装置製造工程のフォトリソグラフィに用いるフォトマスクのマスクパターンデータやインプリントリソグラフィに用いるテンプレートのパターンデータを作成するコンピュータなどの装置である。本実施の形態では、フォトリソグラフィに用いるフォトマスクのマスクパターンデータの作成装置及びその装置を用いた方法について述べる。本実施の形態のパターンデータ作成装置１００は、リソグラフィ後（現像後）のレジストパターン（後述のリソ後パターン４４）とエッチング後のパターン（後述のエッチング後パターン４５）との加工変換差であるエッチング変換差（パターン寸法変動量）を算出するとともに、算出したエッチング変換差を用いて集積回路パターンのパターンデータ（マスクデータ４３）を作成する。パターンデータ作成装置１００は、後述のリソターゲット４２を補正することによってマスクデータ４３を作成する。

パターンデータ作成装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３、表示部４、入力部５を有している。パターンデータ作成装置１００では、これらのＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、表示部４、入力部５がバスラインを介して接続されている。

ＣＰＵ１は、マスクデータの作成を行うコンピュータプログラムであるマスクデータ作成プログラム１７を用いてマスクデータを作成する。マスクデータ作成プログラム１７は、リソ後パターン４４とエッチング後パターン４５との加工変換差（エッチング変換差）を算出する寸法変動量算出プログラムを含んで構成されている。マスクデータ作成プログラム１７は、算出したエッチング変換差を用いて集積回路パターンのマスクデータを作成する。エッチングを施した際に生じるエッチング変換差（集積回路の寸法変動）は、加工シミュレーションを用いて予測してもよいし、パターン幅や隣接パターンまでの距離関係に基づいて予測してもよい。なお、マスクデータ作成プログラム１７は、算出したエッチング変換差を用いてマスク作成モデル、例えば、既存のマスクデータを補正するモデルを作成し、このマスク補正モデルを用いて集積回路パターンのマスクデータを作成してもよい。

表示部４は、液晶モニタなどの表示装置であり、ＣＰＵ１からの指示に基づいて、設計レイアウトデータ、設計図面、リソターゲット４２、マスクデータ４３などを表示する。入力部５は、マウスやキーボードを備えて構成され、使用者から外部入力される指示情報（マスクデータの作成に必要な情報等）を入力する。入力部５へ入力された指示情報は、ＣＰＵ１へ送られる。

マスクデータ作成プログラム１７は、ＲＯＭ２内に格納されており、バスラインを介してＲＡＭ３へロードされる。ＣＰＵ１はＲＡＭ３内にロードされたマスクデータ作成プログラム１７を実行する。具体的には、パターンデータ作成装置１００では、使用者による入力部５からの指示入力に従って、ＣＰＵ１がＲＯＭ２内からマスクデータ作成プログラム１７を読み出してＲＡＭ３内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行する。ＣＰＵ１は、この各種処理に際して生じる各種データをＲＡＭ３内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶させておく。

フォトマスクを作製する際には、まずフォトマスクの試作品（マザー品）を作製し、このマザー品のパターンに関する情報を用いてフォトマスクの実製品（派生品）を作製する。したがって、マスクデータを作成する際にも、まずマザー品のマスクデータ４３を作成し、このマザー品のパターンに関する情報を用いて派生品のマスクデータ４３を作成する。マザー品は、半導体デバイスの開発段階で作製される開発品であり、派生品は、半導体デバイスを量産する際に作製される量産品である。半導体デバイスを製造する際には、まずマザー品にデバイスＴＥＧ（Test Elementary Group）などを形成しておく。そして、このデバイスＴＥＧなどから得られたパターン被覆率やパターン周囲長（パターン総周囲長）などを用いて、派生品の設計レイアウトデータの合わせこみを行なう。

具体的には、フォトマスクを作製する際には、まずマザー品のフォトマスクを作成するとともに、作成したフォトマスクを用いてウェハ（基板）上にパターンを転写し加工変換差（エッチング変換差）を測定する。そして、測定した加工変換差を考慮してリソターゲットを設定し、フォトマスクを作成する。

つぎに、マザー品の作製処理手順と派生品の作製処理手順との違いについて説明する。図２は、フォトマスクの作製処理手順を示す図である。マザー品を用いてウェハへパターン形成を行うには、まずマザー品のマスクデータ生成処理を行なう。その後、マザー品のマスクデータに基づいてマザー品を作製し、マザー品を用いてウェハプロセス処理を行なう。マザー品のマスクデータ生成処理は、例えばパターンデータ作成装置１００によって行なわれる。

マザー品のマスクデータ生成処理としては、まず設計レイアウトデータ（ウェハ上に形成するパターンデータ）４１の生成が行なわれる。そして、生成した設計レイアウトデータ４１を用いて、リソターゲット４２が生成される。リソターゲット４２は、設計レイアウトデータ４１に対応するパターンをウェハ上に形成するために必要な現像後のレジストパターンデータである。リソターゲット４２が生成されると、リソターゲット４２を用いてマザー品のマスクデータ４３を生成する。なお、リソターゲット４２に光学的近接効果を行う場合は、光学的近接効果による寸法変動を例えば光学シミュレーションに基づいて予測しておく。

この後、マザー品のマスクデータ４３に基づいてマザー品が作製され、マザー品を用いてウェハプロセス処理を開始する。ウェハプロセスとしては、マザー品をセットした露光装置を用いてレジストが塗布されたウェハ上に露光処理を行う。このウェハが現像されることによって、マスクパターンがウェハに転写され、ウェハ上にリソ後のレジストパターン（リソ後パターン４４）が形成される。このリソ後パターン４４が形成されたウェハを、リソ後パターン４４をマスクにエッチングすることによって、エッチング後パターン４５がウェハ上に形成される。

現像後のレジスト形状であるリソ後パターン４４（第一のパターン）とエッチング後のパターン形状であるエッチング後パターン４５（第二のパターン）とでは、加工変換差が生じる。本実施の形態では、この加工変換差をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）などによって測定する。なお、マザー品を作製する際には、リソ後とエッチング後の加工変換差を予めリソターゲット４２に反映させておいてもよい。これにより、設計レイアウトデータ４１に対応するパターン形状と、エッチング後パターン４５の形状とを同じにできる。この場合も、リソターゲット４２を用いてマザー品のマスクデータ４３が生成され、マザー品のマスクデータ４３に基づいてマザー品が作製される。

本実施の形態では、加工変換差を測定した後、エッチング変換差と所定の物理量（後述のパターン被覆率やパターン総表面積など）との相関関係が算出される。そして、派生品を作成する際には、算出した相関関係を用いて派生品のエッチング変換差が算出される。このエッチング変換差を用いて派生品のリソターゲット４２、マスクデータ４３が生成される。具体的には、まず派生品の設計レイアウトデータ４１が生成される。この後、派生品の設計レイアウトデータ４１に基づいて、エッチング変換差を考慮して派生品のリソターゲット４２（新たなリソターゲット）が生成され、派生品のリソターゲット４２からマスクデータ４３（新たなマスクデータ）が生成される。

派生品となるフォトマスクは、派生品のマスクデータ４３に基づいて作製される。そして、ウェハプロセスに派生品を用いて半導体デバイスなどの半導体装置（半導体集積回路）が製造される。具体的には、派生品がセットされた露光装置を用いてウェハへの露光処理を行い、その後、ウェハの現像処理、エッチング処理を行う。換言すると、リソグラフィ工程で転写により形成したレジストパターンをマスクに用いて、下層の被加工膜（例えば、マスク材やシリコン膜）をエッチング加工する。半導体装置を製造する際には、上述した露光処理、現像処理、エッチング処理がレイヤ毎に繰り返される。

つぎに、エッチング変換差と相関関係を有する物理量（以下、相関物理量という場合がある）について説明する。エッチング変換差は、パターンのサイズや粗密によって変化する。また、パターンのサイズや粗密は、相関物理量によって決まるものである。図３は、エッチング変換差と相関関係を有する物理量を説明するための図である。相関物理量としては、パターン被覆率、パターン総表面積、セル占有率などがある。なお、図３では、レジストパターンＲを用いてエッチング変換差と相関物理量との関係を説明するが、パターン総表面積、パターン被覆率やセル占有率は、マスクデータ４３に基づいて算出されるものである。

パターン被覆率（面積比）は、フォトマスク内のパターン形成領域に対して実際にパターンが形成されている領域の割合（パターン形成率）である。パターン総表面積（長さ比）は、ウェハ上に形成するレジストパターンＲのうち露出しているパターンの総表面積であり、レジストパターンＲの上面および側面の合計面積である。パターン総表面積は、ウェハ上に形成されるパターンの高さと総周囲長（側面積）とによって算出してもよいし、ウェハ上に形成されるパターンの総周囲長のみによって算出してもよい。ウェハ上に形成されるパターンの高さは、所定の高さを想定してもよいし、所定位置での高さ寸法を実際に測定してもよい。

セル占有率は、フォトマスク内のパターン形成領域に対してセルパターンが形成されている領域の割合（セル領域の形成率）である。図３の（ａ）には、パターン被覆率を大きくした場合のパターン例とパターン被覆率を小さくした場合のパターン例とを示している。

（ａ）の左側に示すように、パターン被覆率が大きい場合には、ウェハ上にパターン形成する際にエッチングされる被加工膜の量が少なくなり、エッチング中に発生する物質が少なくなる。また、パターン被覆率が大きい場合、ウェハ上に形成されるパターン量（パターンの上面積）が多い。このため、エッチング中に発生してウェハ上のパターンに再付着する物質（堆積物）の量が、ウェハ上に形成されるパターン量と比べて少なくなる。換言すると、パターン量に対する堆積物の量の割合（以下、堆積率という）が小さくなる。したがって、ウェハ上に形成されるパターンの寸法はほとんど太くならず、細いパターンが形成されることとなる。

一方、（ａ）の右側に示すように、パターン被覆率が小さい場合には、ウェハ上にパターン形成する際エッチングされる被加工膜の量が多くなり、エッチング中に発生する物質が多くなる。また、パターン被覆率が小さい場合、ウェハ上に形成されるパターン量（パターンの上面積）が少ない。このため、エッチング中に発生してウェハ上のパターンに再付着する堆積物の量が、ウェハ上に形成されるパターン量と比べて多くなる。換言すると、堆積率が大きくなる。したがって、ウェハ上に形成されるパターンの寸法が太くなり、太いパターンが形成されることとなる。

図３の（ｂ）には、パターン被覆率とパターンの上面積を一定に保ちつつ、パターン総表面積（側面積）を大きくした場合のパターン例とパターン総表面積を小さくした場合のパターン例とを示している。パターン総表面積は、パターンを分割することによって大きくなり、パターンを統合することによって小さくなる。ここでは、パターンの上面積が一定であるので、パターン総表面積に関わらずエッチング中に発生する物質量はほぼ一定と考えられる。

（ｂ）の左側に示すように、パターン総表面積が大きい場合には、ウェハ上に形成されるパターン量（パターンの上面積および側面積）が多い。このため、エッチング中に発生してウェハ上のパターンに再付着する堆積物の量が、ウェハ上に形成されるパターン量と比べて少なくなる。換言すると、堆積率が小さくなる。したがって、ウェハ上に形成されるパターンの寸法はほとんど太くならず、細いパターンが形成されることとなる。

一方、（ｂ）の右側に示すように、パターン総表面積が小さい場合には、ウェハ上に形成されるパターン量（パターンの上面積および側面積）が少ない。このため、エッチング中に発生してウェハ上に形成されるパターンに再付着する堆積物の量が、ウェハ上に形成されるパターン量と比べて多くなる。換言すると、堆積率が大きくなる。したがって、ウェハ上に形成されるパターンの寸法が太くなり、太いパターンが形成されることとなる。

図３の（ｃ）には、パターン被覆率とパターン総表面積を略一定に保ちつつ、セル占有率を大きくした場合のパターン例とセル占有率を小さくした場合のパターン例とを示している。ここでは、パターンの上面積が一定であるので、パターン総表面積に関わらずエッチング中に発生する物質量はほぼ一定であると考えられる。

セル占有率が大きい場合には、セルのエッチングに長時間を要するのでセル領域以外のパターン寸法が細くなる。一方、セル占有率が小さい場合には、セルのエッチングを短時間で行えるのでセル領域以外のパターン寸法が太くなる。このため、セル領域以外の領域に形成されるパターン形状と、セル領域で形成されるパターン形状（ＩＳＯ形状）とは、異なる形状となる。そして、これらのパターン形状の差は、セル占有率に起因して変化する。例えば、セル領域に形成されるパターンのサイドエッチ部分が悪化したり、垂直化したりする。

つぎに、エッチング変換差と相関物理量の相関関係について説明する。図４は、パターン被覆率を種々変化させた場合の、エッチング変換差とパターン被覆率との相関関係を示す図である。ここでは、パターン間のスペース寸法を種々変化させた場合の、マスクデータ４３上のスペース寸法とエッチング変換差との対応関係をグラフ上にプロットしている。

図４では、基準となるパターン（基準値）のエッチング変換差と、基準値（０％）に対してパターン被覆率を５％だけ増加させた場合（＋５％）のエッチング変換差と、基準値（０％）に対してパターン被覆率を５％だけ減少させた場合（−５％）のエッチング変換差とを示している。同図に示すように、パターン被覆率を＋５％とした場合のエッチング変換差は、基準値のエッチング変換差よりも小さくなる。したがって、パターン被覆率を＋５％とした場合のパターン寸法は、基準値のパターン寸法よりも細くなる。これは、上述したように、パターン被覆率を＋５％とした場合の堆積率が基準値の堆積率よりも小さくなるからである。また、パターン被覆率を−５％とした場合のエッチング変換差は、基準値のエッチング変換差よりも大きくなる。したがって、パターン被覆率を−５％とした場合のパターン寸法は、基準値のパターン寸法よりも太くなる。これは、上述したように、パターン被覆率を−５％とした場合の堆積率が基準値の堆積率よりも大きいからである。

図５は、総表面積を種々変化させた場合の、エッチング変換差と総表面積との相関関係を示す図である。ここでは、パターン間のリソスペース寸法を種々変化させた場合の、スペース寸法とエッチング寸法との対応関係をグラフ上にプロットしている。

図５では、基準となるパターン（０％）のエッチング変換差に対して、パターン総表面積を１０％増加させた場合のエッチング変換差と、パターン総表面積を２３％増加させた場合のエッチング変換差と、パターン総表面積を３７％増加させた場合のエッチング変換差と、パターン総表面積を５０％増加させた場合のエッチング変換差とを示している。同図に示すように、パターン総表面積が増加するに従ってエッチング変換差は小さくなる。したがって、パターン総表面積を増加させた場合、パターン総表面積の増加に従ってパターン寸法が細くなっていく。これは、上述したように、パターン総表面積が大きくなると堆積率が小さくなるからである。

このように、本実施の形態では、エッチング変換差の基準値とともに、エッチング変換差と相関関係のある物理量（後述のパターン被覆率や総表面積など）を変化させた場合のエッチング変換差を測定している。エッチング変換差と相関関係のある物理量は、マザー品を用いて測定してもよいし、マザー品とは異なる新たなフォトマスクを用いて測定してもよい。マザー品を用いてエッチング変換差を測定する場合、エッチング変換差と相関関係のある物理量を変化させた場合のパターンを予めマザー品に入れておく。また、マザー品とは異なる新たなフォトマスクを用いてエッチング変換差を測定する場合、エッチング変換差と相関関係のある物理量を変化させた場合のパターンを新たなフォトマスクに入れておく。

つぎに、マスクデータ（パターンデータ）の作成処理手順について説明する。図６は、マスクデータの作成処理手順を示すフローチャートである。まず、エッチング変換差の基準値を設定する（ステップＳ２１０）。さらに、エッチング変換差と相関関係を有する物理量を設定する（ステップＳ２２０）。具体的には、パターンデータ作成装置１００の入力部５に相関物理量を指定する指示情報が入力される。相関物理量は、例えばパターン被覆率、パターン総表面積、セル占有率などである。ここでは、相関物理量がパターン被覆率とパターン総表面積である場合について説明する。次に、パターンデータ作成装置１００は、実験データに基づいてエッチング変換差と物理量の相関関係を算出する（ステップＳ２３０）。パターン被覆率やパターン総表面積は、フォトマスクの設計レイアウトデータ４１、リソターゲット４２、マスクデータ４３などに基づいて算出される。また、エッチング変換差は、ＳＥＭなどによって測定される。算出されたパターン被覆率とパターン総表面積、測定されたエッチング変換差がパターンデータ作成装置１００に入力され、パターンデータ作成装置１００は入力された情報に基づいて、エッチング変換差と物理量の相関関係を算出する。

具体的には、パターン被覆率とパターン間のスペース寸法を種々変化させたフォトマスク（マザー品）を用いて、ウェハ上にレジストパターン（リソ後パターン４４）Ｒが形成される。さらに、このリソ後パターン上から被加工膜のエッチングが行なわれて、エッチング後パターン４５がウェハ上に形成される。

そして、リソ後パターン４４とエッチング後パターン４５との間のエッチング変換差がＳＥＭなどによって測定される。パターンデータ作成装置１００は、エッチング変換差が測定されたパターンのパターン被覆率を算出し、エッチング変換差と物理量（パターン被覆率）との相関関係を算出する。パターンデータ作成装置１００は、例えば図４に示したグラフのように、パターン間のスペース寸法毎にエッチング変換差とパターン被覆率との相関関係を算出する。

さらに、パターンデータ作成装置１００は、エッチング変換差が測定されたパターンのパターン総表面積を算出し、エッチング変換差と物理量（パターン総表面積）との相関関係を算出する。パターンデータ作成装置１００は、例えば図５に示したグラフのように、パターン間のスペース寸法毎にエッチング変換差とパターン総表面積との相関関係を算出する。

この後、パターンデータ作成装置１００は、算出した相関関系を用いて、マスクデータ４３の作成対象となる集積回路パターンのエッチング変換差を算出する（ステップＳ２４０）。具体的には、集積回路パターンのエッジラインを複数の点で表現し、各点と、この点に隣接するパターンとの距離（スペース寸法）に応じたエッチング変換差を点毎に算出する。

さらに、パターンデータ作成装置１００は、エッチング変換差とパターン被覆率との相関関係、エッチング変換差とパターン総表面積との相関関係を用いて、パターン間のスペース寸法と加工変換差との対応関係を算出する。

図７は、パターン間のスペース寸法と加工変換差との対応関係を示す図である。同図に示すように、パターン間のスペース寸法と加工変換差とは、所定の対応関係を有しており、パターンデータ作成装置１００は、この対応関係を算出する。パターンデータ作成装置１００が算出する対応関係は、パターン被覆率とパターン総表面積に応じた対応関係である。したがって、パターンデータ作成装置１００は、パターン被覆率およびパターン総表面積毎に対応関係を算出する。これにより、パターン被覆率およびパターン総表面積を決定した場合に、１つの対応関係を選択することが可能となる。パターンデータ作成装置１００は、算出した対応関係を集積回路パターンのマスク補正モデルとしてデータベース（図示せず）などに格納しておく。換言すると、パターンデータ作成装置１００は、集積回路パターンのエッチング変換差を算出するとともに、算出したエッチング変換差を用いて集積回路パターンのマスク補正モデルを作成する（ステップＳ２５０）。マスク補正モデルは、パターン被覆率とパターン総表面積とを入力した場合に、パターン被覆率とパターン総表面積に応じた対応関係（パターン間のスペース寸法と加工変換差の対応関係）を決定できる構成となっている。

この後、パターンデータ作成装置１００は、マスク補正モデルを用いて集積回路パターンのマスクデータ４３を作成する（ステップＳ２６０）。具体的には、パターンデータ作成装置１００は、集積回路パターンのエッジラインを複数の点で表現する。そして、各点と、この点に隣接するパターンとの距離（スペース寸法）に応じたエッチング変換差を、マスク補正モデルを用いて点毎に算出する。さらに、パターンデータ作成装置１００は、算出したエッチング変換差を用いてマスクデータ４３を作成する。具体的には、パターンデータ作成装置１００は、エッチング変換差を用いて集積回路パターンの設計レイアウトデータ４１からリソターゲット４２を作成し、このリソターゲット４２からマスクデータ４３を作成する。図８は、マスクデータの一例を示す図である。パターンデータ作成装置１００は、マスクデータ４３を作成する際に、集積回路パターンの設計レイアウトデータ４１のエッジラインを複数の点で表現するとともに、各点の位置を算出して算出後の各点を接続する。

この後、マスクデータ４３を作成する場合には、作成対象となる集積回路パターンのパターン被覆率やパターン総表面積を算出する。パターンデータ作成装置１００は、データベース内のマスク補正モデルに算出したパターン被覆率とパターン総表面積を入力してエッチング変換差を算出しマスクデータ４３を作成する。

なお、本実施の形態では、パターンデータ作成装置１００がエッチング変換差と物理量の相関関係を算出した後に集積回路パターンのマスクデータ４３を作成する場合について説明したが、パターンデータ作成装置１００がデータベース等からエッチング変換差と物理量の相関関係を読み出して集積回路パターンのマスクデータ４３を作成してもよい。この場合、予めエッチング変換差と物理量の相関関係をデータベースなどに登録しておく。エッチング変換差と物理量の相関関係は、パターンデータ作成装置１００以外の装置によって算出または設定してもよいし、パターンデータ作成装置１００が算出してもよい。

このように、本実施の形態では、設計寸法どおりの半導体集積回路を形成するために、パターンデータ作成装置１００が、被加工膜のパターン被覆率やパターン総表面積を算出している。そして、パターンデータ作成装置１００は、算出結果を用いてパターン被覆率やパターン総表面積に応じたリソターゲット４２を計算し、フォトマスクを作成する。さらに、作成したフォトマスクを用いてウェハ上にパターンが転写され加工変換差が測定される。パターンデータ作成装置１００は、測定した加工変換差を考慮して再度リソターゲット４２を設定し、フォトマスクを作成する。パターンデータ作成装置１００が再度リソターゲットを設定する際には、加工変換差が所定値以下になるように調整を行う。

なお、本実施の形態では、ステップＳ２４０の処理を行う場合について説明したが、ステップＳ２４０の処理は省略してもよい。別言すれば、マスクデータ４３は、エッチング変換差と物理量との相関関係を用いて作成してもよいし、マスク補正モデルを用いて作成してもよい。

また、図６では、物理量としてパターン被覆率やパターン総表面積を用いる場合について説明したが、物理量にセル占有率を用いてもよい。また、図６では、２つの物理量を用いてマスクデータ４３を作成する場合について説明したが、１つまたは３つ以上の物理量を用いてマスクデータ４３を作成してもよい。また、パターン被覆率やセル占有率は、リソターゲット４２や設計レイアウトデータに基づいて算出してもよい。

また、本実施の形態では、エッチング変換差を用いてマスクデータ４３を作成する場合について説明したが、成膜時の寸法変動量（成膜変換差）やスリミング加工の際の寸法変動量用いてマスクデータ４３を作成してもよい。

図９は、成膜変換差を説明するための図である。ウェハ上のパターン８１（第一のパターン）にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などで膜８２を成膜させると、パターン８１（第二のパターン）の寸法がＬ１からＬ２になる。この成膜変換差は、ＳＥＭなどで測定すればよい。マスクデータ作成装置１００は、エッチング変換差と同様の処理によって成膜変換差を用いたマスク補正モデルやマスクデータ４３を算出する。第一のパターンは、例えば、レジスト膜、アモルファスシリコン膜、ＴＥＯＳ膜に形成されるパターンである。

なお、エッチング変換差や成膜変換差と物理量との相関関係は、物理量をウェハ上にて予め変化させた実験で求めてもよいし、光学シミュレーションなどの計算結果に基づいて求めてもよい。また、本実施の形態では、レジストパターンをフォトリソグラフィにより形成したが、インプリントリソグラフィによりレジストパターン（第一のパターン）を形成してもよい。この場合、レジストパターン（第一のパターン）の残膜をエッチング加工したレジストパターンを加工後パターン（第二のパターン）とすることもでき、また、レジストパターンをマスクに下層の被加工膜をエッチングして加工したパターンを加工後パターン（第二のパターン）とすることもできる。

また、基板上に形成したマスク材（第一のパターン）を用いて基板を加工（エッチング、成膜又はスリミング）して所定のパターンを形成し、この所定のパターンをマスクにして、さらに基板を加工することで加工後パターン（第二のパターン）を形成する場合においても、本実施形態のように、第一のパターンのパターン被覆率と加工変換差の相関関係や第一のパターンのパターン総表面積と加工変換差の相関関係をもとに、第二のパターンが所望の寸法となるよう、第一のパターンの設計寸法を定めることができる。このように、第一のパターンを用いて第二のパターンを加工形成する際に、複数回の加工工程が存在してもよい。さらには、複数回の加工工程を通して第二のパターンを加工形成する場合、第二のパターンの加工形成時に既に第一のパターンが除去されていてもよい。

このように実施の形態によれば、パターン被覆率と加工変換差の相関関係やパターン総表面積と加工変換差の相関関係を用いてパターンデータを作成するので、加工変換差のばらつきを抑えたフォトマスクのマスクデータ等を容易に作成することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るパターンデータ作成装置の構成を示す図である。 フォトマスクの作製処理手順を示す図である。 エッチング変換差と相関関係を有する物理量を説明するための図である。 パターン被覆率を種々変化させた場合のエッチング変換差とパターン被覆率との相関関係を示す図である。 総表面積を種々変化させた場合のエッチング変換差と総表面積との相関関係を示す図である。 マスクデータの作成処理手順を示すフローチャートである。 パターン間のスペース寸法と加工変換差との対応関係を示す図である。 マスクデータの一例を示す図である。 成膜変換差を説明するための図である。

１７ マスクデータ作成プログラム、４１ 設計レイアウトデータ、４２ リソターゲット、４３ マスクデータ、４４ リソ後パターン、４５ エッチング後パターン、８１ パターン、８２ 膜、１００ パターンデータ作成装置、Ｒ レジストパターン

Claims (5)

1. 基板上に形成される第一のパターンと前記第一のパターンを用いて前記基板を加工した際に形成される第二のパターンとの寸法変動量と、前記第一のパターンのパターン総表面積またはパターン総周囲長との相関関係を参照して、前記第一のパターンを形成するためのパターンデータを作成することを特徴とするパターンデータ作成方法。
2. 前記第一のパターンはレジストパターンであり、前記第二のパターンは、前記第一のパターンをマスクに前記基板をエッチングして形成されるパターンであることを特徴とする請求項１に記載のパターンデータ作成方法。
3. 前記第二のパターンは、前記第一のパターンが形成された前記基板に成膜して形成されるパターンであることを特徴とする請求項１に記載のパターンデータ作成方法。
4. 前記第二のパターンは、前記第一のパターンの側壁に形成されるパターンを含むことを特徴とする請求項３に記載のパターンデータ作成方法。
5. 基板上に形成される第一のパターンと前記第一のパターンを用いて前記基板を加工した際に形成される第二のパターンとの寸法変動量と、前記第一のパターンのパターン総表面積またはパターン総周囲長との相関関係を参照して、前記第一のパターンを形成するためのパターンデータを作成する工程を、コンピュータに実行させることを特徴とするパターンデータ作成プログラム。

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