JP2011028120A - パタン作成方法、パタン作成プログラムおよび半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】形成するパタンの形状に応じた適切な位置にＳＲＡＦを配置するパタン作成方法を提供すること。
【解決手段】ＳＲＡＦが配置されたパタンデータから、ＳＲＡＦの影響を受けるパタンの着目エッジＥａの特徴量を着目エッジ特徴量Ｅｘとして算出する第１の算出ステップと、着目エッジＥａに接続する接続エッジＥｂの特徴量を接続エッジ特徴量Ｅｙとして算出する第２の算出ステップと、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙとを比較して、特徴量間の関係が、基板上に形成する回路パタンの形状に応じた関係を有しているか否かを判定する判定ステップと、特徴量間の関係が、回路パタンの形状に応じた関係を有していない場合に、特徴量間の関係が回路パタンの形状に応じた関係を有するようＳＲＡＦを補正する補正ステップと、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、パタン作成方法、パタン作成プログラムおよび半導体デバイスの製造方法に関する。

近年の半導体製造技術の進歩は非常に目覚しく、最小加工寸法４０ｎｍサイズの半導体装置が量産されている。このような半導体装置の微細化は、マスクプロセス技術、光リソグラフィ技術、およびエッチング技術等の微細パタン形成技術の飛躍的な進歩により実現されている。パタンサイズが十分大きい時代には、ウエハ上に形成したい集積回路パタンの平面形状をそのまま設計パタンとして描き、その設計パタンに忠実なマスクパタンを作成していた。そして、作成したマスクパタンを投影光学系によってウエハ上に転写し、下地をエッチングすることによってほぼ設計パタン通りのパタンがウエハ上に形成できた。

ところが、集積回路パタンの微細化が進むにつれて、各プロセスでパタンを忠実に形成することが困難になってきており、この結果、最終的な仕上り寸法が設計パタン通りにならない問題が生じてきた。特に微細加工を達成するために最も重要なリソグラフィやエッチングプロセスでは、形成したいパタンの周辺に配置された他のパタンが、形成したいパタンの寸法精度に大きく影響を与える。このような影響を回避するために開発されたのが、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）という技術である。これらの技術は、加工後の集積回路パタン形状が設計パタン（所望値）になるよう、予め補助パタンを付加したり、パタンの幅を太めたり細めたりするといったものである（例えば、特許文献１参照）。このようなＯＰＣやＰＰＣを用いることにより、設計者が描いたパタン（設計パタンデータ）をほぼ所望通りにウエハ上に形成することが可能となっている。

しかしながら、ＯＰＣやＰＰＣのみでは、製造工程でばらつきが発生した場合のウエハ上のパタン寸法・形状を規格内に収めることができなかった。このため、所望とするパタンの周辺にＳＲＡＦ（Sub Resolution Assist Feature）と呼ばれる、解像限界以下のパタンを配置する技術が開発された。ＳＲＡＦの配置の方法としては、例えばルールベースと呼ばれる方法が採用されている。ルールベースでは、着目パタンと隣のパタンまでの距離に応じてＳＲＡＦの位置を決定し配置している。このルールベースを例えばコンタクトホール層などの矩形の設計データに対して適用する場合、ロジックデバイスなどのランダムに配置されたコンタクトホールには、必ずしも適切な位置にＳＲＡＦを配置することができていなかった。

特開平９−３１９０６７号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、形成するパタンの形状に応じた適切な位置にＳＲＡＦを配置するパタン作成方法、パタン作成プログラムおよび半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本願発明の一態様によれば、基板上に形成する回路パタンに対応し且つ補助パタンが配置されたパタンデータから、前記補助パタンの影響を受けるパタンの第１のパタンエッジの特徴量を第１のパタンエッジ特徴量として算出する第１の算出ステップと、前記第１のパタンエッジに接続する第２のパタンエッジの特徴量を第２のパタンエッジ特徴量として算出する第２の算出ステップと、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量とを比較して、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との間の特徴量間の関係が、前記回路パタンに応じた所望の関係を有しているか否かを判定する判定ステップと、前記特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有していない場合に、前記特徴量間の関係が前記回路パタンの形状に応じた関係を有するよう前記補助パタンを配置する配置ステップと、を含むことを特徴とするパタン作成方法が提供される。

また、本願発明の一態様によれば、基板上に形成する回路パタンに対応し且つ補助パタンが配置されたパタンデータから、前記補助パタンの影響を受けるパタンの第１のパタンエッジの特徴量を第１のパタンエッジ特徴量として算出する第１の算出テップと、前記第１のパタンエッジに接続する第２のパタンエッジの特徴量を第２のパタンエッジ特徴量として算出する第２の算出ステップと、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量とを比較して、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との間の特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有しているか否かを判定する判定ステップと、前記特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有していない場合に、前記特徴量間の関係が前記回路パタンの形状に応じた関係を有するよう前記補助パタンを配置する配置ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするパタン作成プログラムが提供される。

また、本願発明の一態様によれば、基板上に形成する回路パタンに対応し且つ補助パタンが配置されたパタンデータから、前記補助パタンの影響を受けるパタンの第１のパタンエッジの特徴量を第１のパタンエッジ特徴量として算出する第１の算出ステップと、前記第１のパタンエッジに接続する第２のパタンエッジの特徴量を第２のパタンエッジ特徴量として算出する第２の算出ステップと、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量とを比較して、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との間の特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有しているか否かを判定する判定ステップと、前記特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有していない場合に、前記特徴量間の関係が前記回路パタンの形状に応じた関係を有するよう前記補助パタンを配置する配置ステップと、配置された前記補助パタンを用いてフォトマスクを作製するマスク作製ステップと、前記フォトマスクを用いて半導体デバイスを作製するデバイス作製ステップと、を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提供される。

本発明によれば、形成するパタンの形状に応じた適切な位置にＳＲＡＦを配置することが可能になるという効果を奏する。

図１は、実施の形態に係るパタン補正装置の構成を示すブロック図である。 図２は、パタン補正の処理手順を示すフローチャートである。 図３は、パタン補正の処理手順を詳細に示すフローチャートである。 図４は、着目エッジと接続エッジを説明するための図である。 図５は、ＳＲＡＦの変更処理を説明するための図である。 図６は、ＳＲＡＦを変更しない場合の輪郭データの一例を示す図である。 図７は、本実施の形態のＳＲＡＦ変更処理を行った場合の輪郭データの一例を示す図である。 図８は、特徴量を算出する前に設計パタンデータを補正する場合のパタン補正の処理手順を詳細に示すフローチャートである。 図９は、特徴量の算出処理とＯＰＣ処理とを複数回繰り返す場合のパタン補正の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、パタン補正装置のハードウェア構成を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係るパタン作成方法、パタン作成プログラムおよび半導体デバイスの製造方法を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、実施の形態に係るパタン補正装置の構成を示すブロック図である。パタン補正装置（パタン作成装置）１は、半導体装置（集積回路）の設計パタンデータのうち、複数のエッジに同時に着目することにより、適切な位置に解像限界以下のＳＲＡＦ（サブレゾリューション補助構造体）を配置するコンピュータなどの装置である。パタン補正装置１は、設計パタンデータの中でＳＲＡＦの影響を受けるパタンの所定エッジ（後述の着目エッジＥａ）の特徴量（寸法など）と、着目エッジＥａに接続している所定エッジ（後述の接続エッジＥｂ）の特徴量と、に基づいて、所望の回路パタンをウエハなどの基板上に形成できるようＳＲＡＦを変更する。具体的には、設計パタンデータ（例えば半導体集積回路における穴工程）に対して、ＳＲＡＦを配置した後、着目エッジＥａと接続エッジＥｂの特徴量情報（ＥＰＥ（エッジ・プレイスメント・エラー）、ＮＩＬＳ（正規化イメージログスロープ）、ＣＤ（寸法）など）が近い値になるようＳＲＡＦの位置、大きさなどを調整（補正）する。

なお、ＳＲＡＦは、設計パタン上に配置してもよいし、設計パタンデータを用いて作成されたリソターゲット上に配置してもよい。パタン補正装置１は、設計パタン上に配置されているＳＲＡＦを変更してもよいし、リソターゲット上に配置されているＳＲＡＦを変更してもよい。以下の説明では、パタン補正装置１が設計パタンデータに配置されたＳＲＡＦを変更する場合について説明する。

パタン補正装置１は、入力部１１、ＳＲＡＦ配置部１２、着目エッジ特徴量算出部１３、接続エッジ特徴量算出部１４、特徴量比較部１５、判定部１６、ＳＲＡＦ変更部１７、出力部１８を有している。

入力部１１は、設計パタンデータ（レイアウトデータ）やリソターゲットなどのパタンデータや種々の指示情報などを入力する。入力部１１は、入力した設計パタンデータをＳＲＡＦ配置部１２に送る。ＳＲＡＦ配置部１２は、設計パタンデータにＳＲＡＦを配置する。

着目エッジ特徴量算出部１３は、設計パタンデータを用いて、ＳＲＡＦの影響を受ける着目エッジＥａの特徴量（後述の着目エッジ特徴量Ｅｘ）を算出（抽出）する。接続エッジ特徴量算出部１４は、設計パタンデータを用いて、着目エッジＥａに接続している接続エッジＥｂ（例えば、着目エッジＥａに垂直なエッジ）の特徴量（後述の接続エッジ特徴量Ｅｙ）を算出する。なお、以下の説明では着目エッジ特徴量Ｅｘや接続エッジ特徴量Ｅｙを特徴量という場合がある。

着目エッジ特徴量Ｅｘは、例えば、着目エッジＥａの光学像（シミュレーションを用いて算出した光強度分布）の傾き、着目エッジＥａと垂直な方向の寸法（ウエハ上に形成されるパタンのリソ後寸法）、着目エッジＥａの位置（設計パタン上の位置またはリソターゲット上の位置）とシミュレーション像とのずれ量などである。同様に、接続エッジ特徴量Ｅｙは、例えば、接続エッジＥｂの光学像（シミュレーションを用いて算出した光強度分布）の傾き、接続エッジＥｂと垂直な方向のリソ後寸法、接続エッジＥｂの位置とシミュレーション像とのずれ量などである。

特徴量比較部１５は、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙと、を比較する。判定部１６は、特徴量比較部１５による比較結果（特徴量間の関係）に基づいて、ＳＲＡＦを変更する必要があるか否かを判定する。ＳＲＡＦ変更部１７は、判定部１６がＳＲＡＦを変更する必要があると判定した場合に、ウエハ上に所望のパタンを形成できるようＳＲＡＦを変更する。

出力部１８は、ＳＲＡＦ変更部１７によってＳＲＡＦが変更された設計パタンデータを出力する。なお、出力部１８は、ＳＲＡＦ変更部１７によってＳＲＡＦが変更されていない場合は設計パタンデータ（リソターゲット）をそのまま出力する。

つぎに、パタン補正装置１が行うパタン補正の処理手順について説明する。従来、設計パタンデータを用いたマスクデータ（フォトマスク上に形成させるパタンデータ）の作成処理（ＭＤＰ：Mask Data Preparation）としては、ＳＲＡＦの変更などを行うことなくマスクデータを作成していた。具体的には、従来は、設計パタンデータを元に、ＳＲＡＦ配置、ＯＰＣ等を実施して、マスク用のデータを作成していた。本実施の形態では、ウエハ上に所望のパタンを形成できるようＳＲＡＦを変更したマスクデータを作成する。

図２は、パタン補正の処理手順を示すフローチャートである。入力部１１へは、設計パタンデータが入力される（ステップＳ１０）。入力部１１は、入力した設計パタンデータをＳＲＡＦ配置部１２に送る。ＳＲＡＦ配置部１２は、入力部１１から送られてきた設計パタンデータにＳＲＡＦを配置する（ステップＳ２０）。

この後、着目エッジ特徴量算出部１３は、設計パタンデータを用いて、ＳＲＡＦの影響を受ける着目エッジＥａの特徴量を着目エッジ特徴量Ｅｘとして算出する。接続エッジ特徴量算出部１４は、設計パタンデータを用いて、着目エッジＥａに接続している接続エッジＥｂの特徴量を接続エッジ特徴量Ｅｙとして算出する。

そして、特徴量比較部１５は、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙとを比較し、判定部１６は、特徴量比較部１５による比較結果に基づいて、ＳＲＡＦを変更する必要があるか否かを判定する。ＳＲＡＦ変更部１７は、判定部１６がＳＲＡＦを変更する必要があると判定した場合に、ウエハ上に所望のパタンを形成できるようＳＲＡＦを変更する。このように、本実施の形態では、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙの算出（特徴量算出処理）や、特徴量の比較結果に基づくＳＲＡＦの変更処理（調整処理）などが行われる（ステップＳ３０）。

出力部１８は、ＳＲＡＦ変更部１７によってＳＲＡＦが変更された設計パタンデータを出力する。出力部１８から出力された設計パタンデータは、ＯＰＣ装置などによってＯＰＣ処理され（ステップＳ４０）、マスクデータが決定される（ステップＳ５０）。基板上に形成されるパタンは、ＳＲＡＦの変更によって縦寸法と横寸法の比（着目エッジＥａと接続エッジＥｂとの寸法比）などが調整され、ＯＰＣ処理でパタン寸法の大きさが調整される。

つぎに、パタン補正の処理手順を詳細に説明する。図３は、パタン補正の処理手順を詳細に示すフローチャートである。図３では、着目エッジ特徴量Ｅｘや接続エッジ特徴量Ｅｙの算出処理、ＳＲＡＦ調整処理などを詳細に示したマスクデータの作成処理手順（パタン補正処理手順）を示している。

入力部１１へは、設計パタンデータが入力される（ステップＳ１１０）。入力部１１は、入力した設計パタンデータをＳＲＡＦ配置部１２に送る。ＳＲＡＦ配置部１２は、入力部１１から送られてきた設計パタンデータにＳＲＡＦを配置する（ステップＳ１２０）。ＳＲＡＦ配置部１２は、例えばルールベースを用いた方法やリソグラフィシミュレーションを用いたモデルベースなど何れの方法を用いてＳＲＡＦを配置してもよい。

この後、着目エッジ特徴量算出部１３は、設計パタンデータを用いて、ＳＲＡＦの影響を受ける着目エッジＥａの特徴量を着目エッジ特徴量Ｅｘとして算出する（ステップＳ１３０）。接続エッジ特徴量算出部１４は、設計パタンデータを用いて、着目エッジＥａに接続している接続エッジＥｂの特徴量を接続エッジ特徴量Ｅｙとして算出する（ステップＳ１４０）。

ここで、着目エッジＥａと接続エッジＥｂについて説明する。図４は、着目エッジと接続エッジを説明するための図である。図４では、ＳＲＡＦの配置された設計パタンデータの一部を上面から見た場合の設計パタンの一例を示している。

ウエハ上に形成するパタンの設計データ上のパタン（設計パタン２０）に対してＳＲＡＦ３１を配置した場合、設計パタン２０のパタンエッジのうち、何れかのパタンエッジは、ＳＲＡＦ３１の影響を受けることとなる。図４では、ＳＲＡＦ３１の影響を受けるパタンエッジが着目エッジＥａである場合について説明する。着目エッジ特徴量算出部１３は、設計パタン２０の中から着目エッジＥａを抽出する。そして、接続エッジ特徴量算出部１４は、設計パタン２０の中から着目エッジＥａに接続している接続エッジＥｂを抽出する。図４では、設計パタン２０が矩形であり、着目エッジＥａが図内の横方向に延びる上辺側の辺であり、接続エッジＥｂが図内の縦方向に延びる辺である場合を示している。なお、接続エッジ特徴量算出部１４は、同様の接続エッジＥｂが複数ある場合、１つの接続エッジＥｂのみを抽出してもよい。

着目エッジ特徴量算出部１３は、抽出した着目エッジＥａの特徴量を着目エッジ特徴量Ｅｘとして算出し、接続エッジ特徴量算出部１４は、抽出した接続エッジＥｂの特徴量を接続エッジ特徴量Ｅｙとして算出する。

着目エッジ特徴量Ｅｘは、前述したように、例えば、着目エッジＥａの光学像の傾き、着目エッジＥａと垂直な方向のリソ後寸法、着目エッジＥａの位置とシミュレーション像とのずれ量などである。同様に、接続エッジ特徴量Ｅｙは、例えば、接続エッジＥｂの光学像の傾き、接続エッジＥｂと垂直な方向のリソ後寸法、接続エッジＥｂの位置とシミュレーション像とのずれ量などである。

着目エッジＥａと垂直な方向のリソ後寸法は、設計パタン２０の縦方向のリソ後寸法であり、接続エッジＥｂと垂直な方向のリソ後寸法は、設計パタン２０の横方向のリソ後寸法である。着目エッジＥａと垂直な方向のリソ後寸法や接続エッジＥｂと垂直な方向のリソ後寸法は、例えばＳＲＡＦ３１を配置した設計パタンデータを用いたリソグラフィシミュレーションによって算出される。

この後、特徴量比較部１５は、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙとを比較する。特徴量比較部１５は、例えば、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙとの差（以下、特徴量差という）を算出する。なお、特徴量比較部１５は、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙと用いて所定の指標値を算出してもよい（ステップＳ１５０）。

判定部１６は、特徴量比較部１５による比較結果や指標値の値に基づいて、ＳＲＡＦ３１を変更する必要があるか否かを判定する。具体的には、判定部１６は、特徴量間の関係が、基板上に形成される回路パタンの形状に応じた関係を有しているか否かを判定する。換言すると、判定部１６は、特徴量差や指標値が予め決められたスペックの範囲内（許容範囲内）であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ここでの許容範囲は、ウエハ上に所望のパタンを形成できるか否かを示す範囲である。例えば、回路パタンの形状が円形状の場合、特徴量差がＮＩＬＳの差であれば、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙとの差が所定範囲内の時にウエハ上に所望の円形状が形成できると判断される。判定部１６は、ＳＲＡＦ３１を変更する必要があるか否かの判定結果を、ＳＲＡＦ変更部１７に送る。

特徴量差や指標値が許容範囲内でなければ（ステップＳ１６０、Ｎｏ）、ＳＲＡＦ変更部１７は、特徴量差や指標値が許容範囲内に収まるようＳＲＡＦ３１を変更する。換言すると、ＳＲＡＦ変更部１７は、特徴量間の関係が、基板上に形成する回路パタンの形状に応じた関係を有するようＳＲＡＦ３１を補正する。ＳＲＡＦ変更部１７は、例えば特徴量差が小さくなるようＳＲＡＦ３１を変更する。これにより、ＳＲＡＦ変更部１７は、ウエハ上に所望のパタンを形成できるようＳＲＡＦ３１を変更する。具体的には、ＳＲＡＦ変更部１７は、ＳＲＡＦ３１の変更処理として、ＳＲＡＦ３１の移動（位置調整）、サイズ変更、ＳＲＡＦ３１の追加、削除などを行う（ステップＳ１７０）。

図５は、ＳＲＡＦの変更処理を説明するための図である。図５の（ａ）では、ＳＲＡＦ３１をＳＲＡＦ３２Ａの位置に変更する処理を示し、図５の（ｂ）では、ＳＲＡＦ３１をＳＲＡＦ３２Ｂの大きさに変更する処理を示している。なお、ＳＲＡＦ３１のサイズ調整としては、ＳＲＡＦ３１が小さくなるよう変更する場合に限らず、ＳＲＡＦ３１が大きくなるよう変更してもよい。

また、図５の（ｃ）では、ＳＲＡＦ３１に加えてＳＲＡＦ３１Ｃを追加する処理を示し、図５（ｄ）では、ＳＲＡＦ３１をパタン面内で回転させる処理を示し、図５の（ｅ）では、ＳＲＡＦ３１を削除する処理を示している。

また、図５の（ｆ）では、ＳＲＡＦ３１を長方形のＳＲＡＦ３２Ｆに変更する処理を示し、図５の（ｇ）では、ＳＲＡＦ３１を階段形状のＳＲＡＦ３２Ｇに変更する処理を示している。なお、ＳＲＡＦ３１のパタン形状を変更する処理としては、ＳＲＡＦ３１をＳＲＡＦ３２ＦやＳＲＡＦ３２Ｇに変更する場合に限らず何れの形状に変更してもよい。

ここで、ＳＲＡＦ３１の変更結果について説明する。図６は、ＳＲＡＦを変更しない場合の輪郭データの一例を示す図であり、図７は、本実施の形態のＳＲＡＦ変更処理を行った場合の輪郭データの一例を示す図である。図６および図７に示す輪郭データ４０，５０は、図４に示した設計パタン２０のリソ後パタンの輪郭（シミュレーション結果）を示している。

ここでは、図４に示した設計パタン２０（リソターゲット）が８５ｎｍの正方形（４０ｎｍロジックデバイスの一部）であり、着目エッジＥａのシミュレーションＣＤ（寸法）と接続エッジＥｂのシミュレーションＣＤとが５％以内の歪み率であることが許容範囲であると定義した場合について説明する。

歪み率などの指標値は、例えば式（１）によって示すことができる。なお、ここでは着目エッジＥａのシミュレーションＣＤ（着目エッジＣＤ４１ａ，５１ａ）を「ＳｉｍＣＤ」とし、着目エッジＥａの設計パタン（設計パタン２０の横辺）のＣＤを「ＴＣＤ」としている。また、接続エッジＥｂのシミュレーションＣＤ（接続エッジＣＤ４１ｂ，５１ｂ）を「ＡＳｉｍＣＤ」とし、接続エッジＥｂの設計パタン（設計パタン２０の縦辺）のＣＤを「ＡＴＣＤ」としている。
歪み率＝｜１００−（ＳｉｍＣＤ／ＡＳｉｍＣＤ)／(ＴＣＤ／ＡＴＣＤ)｜・・・（１）

なお、ここでは「ＴＣＤ」や「ＡＴＣＤ」を設計パタンのＣＤとしたが、「ＴＣＤ」や「ＡＴＣＤ」をリソグラフィターゲットのＣＤとしてもよい。ＳＲＡＦ３１を変更しない場合、ＴＣＤ＝ＡＴＣＤ＝８５ｎｍ、ＳｉｍＣＤ＝９６．７ｎｍ、ＡＳｉｍＣＤ＝８７．７ｎｍであった。上記式（１）を用いて歪み率を求めると、９．３％である。このように、ＳＲＡＦ３１を変更しない場合、例えば輪郭データ４０は図６に示すような楕円形状になる。

一方、パタン補正装置１によってＳＲＡＦ３１を変更すると、ＳｉｍＣＤ＝９３．２ｎｍ、ＡＳｉｍＣＤ＝９０．９ｎｍであった。上記式（１）を用いて歪み率を求めると、歪み率は２．５％となり、ＳＲＡＦ３１を変更しない場合と比べて歪み率が大幅に改善した。このように、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙに基づいて、ＳＲＡＦ３１を変更した場合、例えば輪郭データ５０は図７に示すような略円形状になる。

なお、ここでは指標値の算出に着目エッジＥａや接続エッジＥｂの設計パタンを用いたが、着目エッジＥａや接続エッジＥｂのリソターゲット寸法を用いて指標値を算出してもよい。

ＳＲＡＦ変更部１７が、特徴量差や指標値が許容範囲内に収まるようＳＲＡＦ３１を変更した後、パタン補正装置１は、ＳＲＡＦ３１を変更した後の設計パタンデータを用いてステップＳ１３０〜Ｓ１６０の処理を繰り返す。具体的には、ＳＲＡＦ３１を変更した後の設計パタンデータを用いて着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙを抽出し、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙとが比較される。そして、特徴量差や指標値が許容範囲内にあるかが判定される。特徴量差や指標値が許容範囲内でなければ（ステップＳ１６０）、ＳＲＡＦ３１の変更処理が行われる。パタン補正装置１は、特徴量差や指標値が許容範囲内となるまで、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０の処理を繰り返す。特徴量差や指標値が許容範囲内となれば、パタン補正装置１は、出力部１８からＳＲＡＦ３１を変更した設計パタンデータを出力する。出力部１８から出力された設計パタンデータは、ＯＰＣ装置などによってＯＰＣ処理される。

歪み率を改善する前のパタンデータ（ＳＲＡＦ３１を配置した設計パタンデータ）を用いて、ＯＰＣを実施すると、最終的なシミュレーション像が所望のリソターゲット（設計寸法）±１ｎｍの寸法に収まるまでに１７回の繰り返し計算（ＯＰＣ処理）が必要となる。一方、パタン補正装置１がパタン補正（ＳＲＡＦ３１を変更）したパタンデータ（歪み率を改善した後のパタン）を用いてＯＰＣを実施すると、最終的なシミュレーション像が所望のリソターゲット±１ｎｍの寸法に収まるまでに１０回の繰り返し計算でよい。ＯＰＣの処理に必要な時間は、前記繰り返し計算に依存する部分が大きいので、ＳＲＡＦ３１を変更して歪み率を低減させておくことによって、マスクデータの作成を短時間行うことが可能となる。また、ＳＲＡＦ３１を変更して歪み率を低減させておくことにより、プロセスばらつきを考慮した際の寸法変動量が、ＳＲＡＦ３１を変更しない場合の１５．３ｎｍからＳＲＡＦ３１を変更した場合の１１．４ｎｍまで低減することが分かった。

なお、本実施の形態では、直接設計パタンデータ（リソターゲット）にＳＲＡＦ３１を配置して特徴量（着目エッジ特徴量Ｅｘや接続エッジ特徴量Ｅｙ）を算出しているが、設計パタンデータをそのまま用いても特徴量を算出できない場合がある。この場合は、設計パタンデータを一律で大きくしたり小さくしたりする補正処理をした後に特徴量を算出する。

図８は、特徴量を算出する前に設計パタンデータを補正する場合のパタン補正の処理手順を詳細に示すフローチャートである。なお、図８に示す処理のうち図３で説明した処理と同様の処理についてはその説明を省略する。

入力部１１へは、設計パタンデータが入力される（ステップＳ２１０）。入力部１１は、入力した設計パタンデータをＳＲＡＦ配置部１２に送る。ＳＲＡＦ配置部１２は、入力部１１から送られてきた設計パタンデータにＳＲＡＦ３１を配置する（ステップＳ２２０）。

この後、設計パタンデータ（リソターゲット）を一律で大きくしたり小さくしたりする補正処理が行われる。この設計パタンデータを補正する処理は、パタン補正装置１のＳＲＡＦ配置部１２などが行ってもよいし、他の装置（ＯＰＣ装置など）が行ってもよい。設計パタンデータを補正する処理は、例えば数回の簡易なＯＰＣが繰り返されることによって行なわれる。また、設計パタンデータを補正する処理としては、設計パタンデータに一律でバイアス処理を行って設計パタンデータを一律で大きくしたり小さくしたりしてもよい（ステップＳ２３０）。この後、図３で説明した特徴量の算出処理などが行われる（ステップＳ２４０〜Ｓ２８０）。なお、図８のステップＳ２４０〜Ｓ２８０の処理が、図３のステップＳ１３０〜Ｓ１７０の処理に対応している。

また、本実施の形態では、着目エッジ特徴量Ｅｘや接続エッジ特徴量Ｅｙを１回算出した後、ＯＰＣ処理を行う場合について説明したが、特徴量の算出処理とＯＰＣ処理とを２回以上繰り返してもよい。

図９は、特徴量の算出処理とＯＰＣ処理とを複数回繰り返す場合のパタン補正の処理手順を示すフローチャートである。なお、図９に示す処理のうち図２で説明した処理と同様の処理についてはその説明を省略する。

入力部１１へは、設計パタンデータが入力される（ステップＳ３１０）。ＳＲＡＦ配置部１２は、入力部１１に入力された設計パタンデータにＳＲＡＦ３１を配置する（ステップＳ３２０）。

この後、１回目の特徴量算出・調整処理（Ａ１）として、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙの算出や、特徴量の比較結果に基づくＳＲＡＦ３１の調整処理などが行われる（ステップＳ３３０）。そして、ＳＲＡＦ３１の位置などが調整された後に１回目のＯＰＣ処理（Ｃ１）が行われる（ステップＳ３４０）。

さらに、２回目の特徴量算出・調整処理（Ａ２）として、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙの算出や、特徴量の比較結果に基づくＳＲＡＦ３１の調整処理などが行われる（ステップＳ３５０）。そして、ＳＲＡＦ３１の位置などが調整された後に２回目のＯＰＣ処理（Ｃ２）が行われ（ステップＳ３６０）、マスクデータが決定される（ステップＳ３７０）。なお、図９では、特徴量の算出処理とＯＰＣ処理とを２回繰り返す場合について説明したが、特徴量の算出処理とＯＰＣ処理とを複数回繰り返してもよい。

パタン補正装置１がＳＲＡＦ３１を変更してマスクデータが決定した後、このマスクデータを用いてフォトマスクが作製される。そして、ウェハプロセスに作製したフォトマスク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、露光装置がＳＲＡＦ３１の変更されたフォトマスクを用いてウエハへの露光処理を行い、その後、ウエハの現像処理、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でマスク材を加工し、さらにパターンニングされたマスク材を使用して被加工膜をエッチングによりパターンニングする。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。

図１０は、パタン補正装置のハードウェア構成を示す図である。パタン補正装置１は、半導体装置製造工程の露光処理に用いるフォトマスクの設計パタンデータに配置するＳＲＡＦ３１を変更（パタン補正）するコンピュータなどの装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３、表示部９４、入力部９５を有している。パタン補正装置１では、これらのＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、表示部９４、入力部９５がバスラインを介して接続されている。

ＣＰＵ９１は、パタンの補正（ＳＲＡＦ３１の変更）を行うコンピュータプログラムであるパタン補正プログラム（パタン作成プログラム）９７を用いて設計パタンデータのパタン補正を行う。表示部９４は、液晶モニタなどの表示装置であり、ＣＰＵ９１からの指示に基づいて、設計パタンデータ、リソターゲット、ＳＲＡＦ３１などを表示する。入力部９５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（パタン補正に必要なパラメータ等）を入力する。入力部９５へ入力された指示情報は、ＣＰＵ９１へ送られる。

パタン補正プログラム９７は、ＲＯＭ９２内に格納されており、バスラインを介してＲＡＭ９３へロードされる。ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされたパタン補正プログラム９７を実行する。具体的には、パタン補正装置１では、使用者による入力部９５からの指示入力に従って、ＣＰＵ９１がＲＯＭ９２内からパタン補正プログラム９７を読み出してＲＡＭ９３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。ＣＰＵ９１は、この各種処理に際して生じる各種データをＲＡＭ９３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。

なお、本実施の形態では、パタン補正装置１が設計パタンデータにＳＲＡＦ３１を配置する場合について説明したが、ＳＲＡＦ３１の配置は他の装置が行ってもよい。この場合、パタン補正装置１は、ＳＲＡＦ配置部１２を有していなくてもよい。入力部１１へは、ＳＲＡＦ３１を配置した設計パタンデータが入力され、ＳＲＡＦ３１の配置された設計パタンデータを用いてＳＲＡＦ３１の変更が行われる。

また、本実施の形態では、ＳＲＡＦ３１が矩形状である場合について説明したが、ＳＲＡＦ３１は矩形以外の形状であってもよい。また、予め種々のテストパタンを用いて、設計パタンデータ毎に適切なＳＲＡＦ３１の位置や形状などを算出しておき、算出したＳＲＡＦ３１の位置や形状などをデータベースに登録しておいてもよい。この場合、データベースに登録しておいたＳＲＡＦ３１の位置や形状などを用いて、設計パタンデータに応じた適切なＳＲＡＦ３１の変更が行われる。

このように実施の形態によれば、着目エッジ特徴量Ｅｘと接続エッジ特徴量Ｅｙとの特徴量差が予め決められたスペックの範囲内となるようＳＲＡＦ３１を調整することによって、ウエハ上に所望のパタンを形成できるようＳＲＡＦ３１を変更するので、ウエハ上に形成するパタンの形状に応じた適切な位置にＳＲＡＦ３１を配置することが可能になる。
また、ＯＰＣ処理やＴＡＴを短縮することが可能になるとともに、プロセスマージンを拡大させることが可能となる。

また、式（１）などによって定義された歪み率を、ＳＲＡＦ３１を変更するか否かを判定するための指標値としているので、ＳＲＡＦ３１を変更するか否かを容易に判定することが可能となる。

また、ＳＲＡＦ３１を補正する処理は、ＳＲＡＦ３１の大きさを変更する処理、ＳＲＡＦ３１の位置を変更する処理、ＳＲＡＦ３１の形状を変更する処理、ＳＲＡＦ３１を追加する処理およびＳＲＡＦ３１を削除する処理の少なくとも１つなので、ＳＲＡＦ３１の変更を容易に行うことが可能となる。

また、特徴量を算出する前に予め設計パタンデータをＯＰＣなどによって補正しておくので、設計パタンデータのパタンサイズによらず設計パタンデータをそのまま用いて特徴量を算出することが可能となる。また、特徴量の算出処理とＯＰＣ処理とを複数回繰り返すので、特徴量の算出処理が１回の場合よりも、適切にＳＲＡＦ３１を補正することが可能となる。

１ パタン補正装置、１３ 着目エッジ特徴量算出部、１４ 接続エッジ特徴量算出部、１５ 特徴量比較部、１６ 判定部、１７ ＳＲＡＦ変更部、２０ 設計パタン、３１，３２Ａ〜３２Ｇ ＳＲＡＦ、Ｅａ 着目エッジ、Ｅｂ 接続エッジ。

Claims (5)

1. 基板上に形成する回路パタンに対応し且つ補助パタンが配置されたパタンデータから、前記補助パタンの影響を受けるパタンの第１のパタンエッジの特徴量を第１のパタンエッジ特徴量として算出する第１の算出ステップと、
   前記第１のパタンエッジに接続する第２のパタンエッジの特徴量を第２のパタンエッジ特徴量として算出する第２の算出ステップと、
   前記第１の特徴量と前記第２の特徴量とを比較して、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との間の特徴量間の関係が、前記回路パタンに応じた所望の関係を有しているか否かを判定する判定ステップと、
   前記特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有していない場合に、前記特徴量間の関係が前記回路パタンの形状に応じた関係を有するよう前記補助パタンを配置する配置ステップと、
   を含むことを特徴とするパタン作成方法。
2. 前記第１の特徴量および前記第２の特徴量は、それぞれ前記第１のパタンエッジに垂直な方向のパタン寸法である第１のパタン寸法および前記第２のパタンエッジに垂直な方向のパタン寸法である第２のパタン寸法であり、
   前記特徴量の関係は、前記パタンデータ上での第１のパタン寸法と第２のパタン寸法との比率と、前記パタンデータを用いたシミュレーションで算出したシミュレーション結果としての第１のパタン寸法と第２のパタン寸法との比率と、で定義されるパタンの歪み率であることを特徴とする請求項１に記載のパタン作成方法。
3. 前記補助パタンを配置する処理は、前記補助パタンの大きさを変更する処理、前記補助パタンの位置を変更する処理、前記補助パタンの形状を変更する処理、前記補助パタンを追加する処理および前記補助パタンを削除する処理の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のパタン作成方法。
4. 基板上に形成する回路パタンに対応し且つ補助パタンが配置されたパタンデータから、前記補助パタンの影響を受けるパタンの第１のパタンエッジの特徴量を第１のパタンエッジ特徴量として算出する第１の算出テップと、
   前記第１のパタンエッジに接続する第２のパタンエッジの特徴量を第２のパタンエッジ特徴量として算出する第２の算出ステップと、
   前記第１の特徴量と前記第２の特徴量とを比較して、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との間の特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有しているか否かを判定する判定ステップと、
   前記特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有していない場合に、前記特徴量間の関係が前記回路パタンの形状に応じた関係を有するよう前記補助パタンを配置する配置ステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするパタン作成プログラム。
5. 基板上に形成する回路パタンに対応し且つ補助パタンが配置されたパタンデータから、前記補助パタンの影響を受けるパタンの第１のパタンエッジの特徴量を第１のパタンエッジ特徴量として算出する第１の算出ステップと、
   前記第１のパタンエッジに接続する第２のパタンエッジの特徴量を第２のパタンエッジ特徴量として算出する第２の算出ステップと、
   前記第１の特徴量と前記第２の特徴量とを比較して、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との間の特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有しているか否かを判定する判定ステップと、
   前記特徴量間の関係が、前記回路パタンの形状に応じた関係を有していない場合に、前記特徴量間の関係が前記回路パタンの形状に応じた関係を有するよう前記補助パタンを配置する配置ステップと、
   配置された前記補助パタンを用いてフォトマスクを作製するマスク作製ステップと、
   前記フォトマスクを用いて半導体デバイスを作製するデバイス作製ステップと、
   を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。

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