JP2011197304A - マスクデータ作成方法、リソグラフィ用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法およびフレア補正プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に所望寸法のパターンを正確に転写できるマスクデータを短時間で作成するマスクデータ作成方法を提供すること。
【解決手段】露光装置およびフォトマスクを用いてウエハ上にフォトマスクのマスクパターンを転写してウエハ上にウエハ上パターンを形成させた場合に露光装置の光学系に起因して露光のショット内で生じるフレアのショット内分布を導出し、フレアのショット内分布に基づいて、ショット内の領域をフレアの大きさに応じた複数領域に分割し、分割された領域毎にマスクパターンをフレアの大きさに応じた寸法に補正したマスクデータを作成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、マスクデータ作成方法、リソグラフィ用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法およびフレア補正プログラムに関する。

ＥＵＶ（Extreme UltraViolet）リソグラフィは、１３．５ｎｍ付近の非常に短い波長の光（Ｘ線）を用いて従来の光露光（波長１９３ｎｍや２４３ｎｍ）よりも、さらに微細なパターンをウエハ上に形成する方法として期待されている。ＥＵＶ露光装置では、ＥＵＶ光が短波長であるという性質から、ＥＵＶマスクへの照明光学系およびウエハへの投影光学系の全ての光学要素が反射ミラーを用いて構成された反射光学系を採用している。そのため、反射ミラーの表面の平坦度に応じたＥＵＶ光の散乱光がウエハ上で観測される。そして、この散乱光は、ウエハ上に露光すべきパターンとは異なる形状の迷光（フレア）として投影される。従来、フレアの影響を低減するために、露光装置内の反射ミラーの平坦度を向上させていた。また、フレアが存在する状態で所望のパターン寸法が得られるようマスクパターンの寸法および形状を変更することによってフレア補正を行なっていた。

例えば、フレア補正方法として、露光を行なうパターンのパターン面積率が一定となるように、本来ウエハ上に形成すべきパターンに加え、面積率調整用のダミーパターンを挿入する方法がある。この方法では、フレア補正の範囲が広いのでフレア補正に長時間を要していた。

また、特許文献１に記載のシミュレーション方法では、半導体装置を製造する際の露光時に生じるローカルフレアの発生量をシミュレートする際に、フォトマスクのレイアウトを複数の矩形領域に分割し、各矩形領域内の光強度の平均値を算出し、各平均値に基づいて各矩形領域におけるローカルフレアの発生量を見積もっている。

特開２００５−７７８２７号公報

本発明は、基板上に所望寸法のパターンを正確に転写できるマスクデータを短時間で作成するマスクデータ作成方法、リソグラフィ用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法およびフレア補正プログラムを提供する。

本願発明の一態様によれば、露光装置およびフォトマスクを用いて基板上にフォトマスクのマスクパターンを転写して前記基板上に基板上パターンを形成させた場合に、前記露光装置の光学系に起因して露光のショット内で生じる物理量のショット内分布を導出する物理量導出ステップと、前記物理量のショット内分布に基づいて、前記ショット内の領域を前記物理量の大きさに応じた複数領域に分割する領域分割ステップと、分割された領域毎に前記マスクパターンを前記物理量の大きさに応じた寸法に補正したマスクデータを作成する補正ステップと、を含むことを特徴とするマスク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、露光装置とフォトマスクを用いて基板上にフォトマスクのマスクパターンを転写して前記基板上に基板上パターンを形成させた場合に、前記露光装置の光学系に起因して露光のショット内で生じる物理量のショット内分布を導出する物理量導出ステップと、前記物理量のショット内分布と前記ショット内でのマスクパターンとに基づいて、前記基板上パターンのショット内での寸法変動量の分布を寸法変動量分布情報として算出する寸法分布変動量算出ステップと、前記寸法変動量分布情報に基づいて、前記ショット内の領域を前記寸法変動量の大きさに応じた複数領域に分割する領域分割ステップと、分割された領域毎に前記マスクパターンを前記物理量の大きさに応じた寸法に補正したマスクデータを作成する補正ステップと、を含むことを特徴とするマスク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、露光装置およびフォトマスクを用いて基板上にフォトマスクのマスクパターンを転写して前記基板上に基板上パターンを形成させた場合に、前記露光装置の光学系に起因して露光のショット内で生じる物理量のショット内分布を導出する物理量導出ステップと、前記物理量のショット内分布に基づいて、前記ショット内の領域を前記物理量の大きさに応じた複数領域に分割する領域分割ステップと、分割された領域毎に前記マスクパターンを前記物理量の大きさに応じた寸法に補正したマスクデータを作成する補正ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするフレア補正プログラムが提供される。

本発明によれば、基板上に所望寸法のパターンを正確に転写できるマスクデータを短時間で作成するマスクデータ作成方法、リソグラフィ用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法およびフレア補正プログラムを提供できる。

図１は、実施の形態に係るフレア補正装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態に係るマスクデータ作成方法の処理手順を示すフローチャートである。 図３は、フレア量のショット内分布の一例を示す図である。 図４は、ＣＤ敏感度のショット内分布の一例を示す図である。 図５は、ＣＤ変動量のショット内分布の一例を示す図である。 図６は、ＣＤ変動量毎に分割されたショット内の領域の一例を示す図である。 図７は、ＣＤ敏感度のショット内分布の算出方法を説明するための図である。 図８は、フレア補正の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、フレア補正装置のハードウェア構成を示す図である。

本発明者の検討によって、上記従来の技術では、ローカルフレアの発生量を見積もる各矩形領域内において、ローカルフレアの発生量を１つだけ見積もっており、このため、各矩形領域内でのパターン寸法を正確に補正することができないという問題と、また、補正の不要な箇所もパターン寸法の補正対象となるので、パターン寸法の補正に長時間を要するという問題があることを見出した。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係るマスクデータ作成方法、リソグラフィ用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法およびフレア補正プログラムを詳細に説明する。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、実施の形態に係るフレア補正装置の構成を示すブロック図である。マスクデータを作成した後、このマスクデータをフレア補正するフレア補正システムは、フレア補正装置１と、ショット内フレア情報導出装置７１と、ＣＤ敏感度算出装置７２と、マスク情報作成装置７３と、を含んで構成されている。

フレア補正装置１は、マスクデータ（マスクパターン）をフレア補正することによって作成するコンピュータなどであり、例えばＯＰＣ（Optical Proximity Correction）後のマスクデータをフレア補正することによってマスクデータを作成する。フレア補正装置１は、ＥＵＶ露光などで発生するフレアがウエハ上に転写されるウエハ上パターンの寸法に与える寸法変動を抑制するようマスクデータを補正する。フレア補正は、基板（ウエハなど）へ照射する露光光の散乱光によって生じるウエハ上パターン（レジストパターンやエッチング後パターンなど）の形状ずれを補正する方法である。フレア補正としてフレア量に応じた寸法だけマスクデータを補正することによって、所望のレジストパターンが形成されることとなる。

本実施の形態では、フレア補正装置１は、フレアによって生じるショット内（露光ショット内）でのレジストパターンの所望寸法（形状および大きさ）からの寸法ずれ量（ＣＤ変動量）に基づいて、フォトマスクのショット内の領域を分割し、分割した領域毎にフレア補正を行う。

ショット内フレア情報導出装置７１は、実験やシミュレーションによってショット内でのフレア量の分布を導出する。フレア量の分布は、フレアがウエハ上パターンの寸法に与える影響のショット内分布である。ショット内でのフレア量の分布は、露光装置（レンズの平坦度などの光学系）やフレア補正の対象となるフォトマスクのマスクデータによって決まるものである。ショット内フレア情報導出装置７１は、導出したフレア量の分布をショット内フレア情報としてフレア補正装置１に送る。

ＣＤ敏感度算出装置７２は、フレア量に対してレジストパターンが受ける形状のずれ量の敏感度をＣＤ敏感度（影響度情報）として算出する。ＣＤ敏感度は、例えばフレアが単位量（１％）変動した場合の、レジストパターンの寸法ずれ量である。換言すると、ＣＤ敏感度は、マスクパターンがフレア量の変動量に対して受けるウエハ上パターンの寸法変動の大きさである。ＣＤ敏感度は、マスクパターンの寸法に依存するものであり、フレア量とは無関係に算出される。ＣＤ敏感度算出装置７２は、露光装置の光学系に関する情報と、フレア補正の対象となるマスクデータと、を用いて、ショット内でのＣＤ敏感度の分布を算出する。ＣＤ敏感度算出装置７２は、算出したＣＤ敏感度のショット内分布を、フレア補正装置１に送る。

マスク情報作成装置７３は、フレア補正の対象となるＯＰＣ後のマスクデータを作成する。マスク情報作成装置７３は、フォトマスクの設計レイアウトデータを用いてリソグラフィターゲットを作成し、リソグラフィターゲットを用いてマスクデータを作成する。マスク情報作成装置７３は、作成したマスクデータをフレア補正装置１に送る。

フレア補正装置１は、入力部１０、ショット内フレア情報記憶部１１、ＣＤ敏感度記憶部１２、マスク情報記憶部１３、ＣＤ分布算出部１４、領域分割部１５、フレア補正部１６、出力部１７を有している。

入力部１０は、ショット内フレア情報導出装置７１が導出したショット内フレア情報をフレア補正装置１内に入力する。また、入力部１０は、ＣＤ敏感度算出装置７２が作成したＣＤ敏感度のショット内分布をフレア補正装置１内に入力し、マスク情報作成装置７３が作成したマスクデータをフレア補正装置１内に入力する。入力部１０は、入力したショット内フレア情報をショット内フレア情報記憶部１１に送る。また、入力部１０は、入力したＣＤ敏感度のショット内分布をＣＤ敏感度記憶部１２に送り、入力したマスクデータをマスク情報記憶部１３に送る。

ショット内フレア情報記憶部１１は、ショット内フレア情報を記憶するメモリなどである。ＣＤ敏感度記憶部１２は、ＣＤ敏感度のショット内分布を記憶するメモリなどであり、マスク情報記憶部１３は、フレア補正の対象となるマスクデータなどを記憶するメモリなどである。

ＣＤ分布算出部１４は、ショット内フレア情報記憶部１１内のショット内フレア情報（フレア量のショット内分布）と、ＣＤ敏感度記憶部１２内のＣＤ敏感度のショット内分布と、マスク情報記憶部１３内のマスクデータと、に基づいて、フォトマスクを用いて露光した場合の、ショット内の各レジストパターン形状のＣＤ変動量（寸法変動量）を算出する。ＣＤ分布算出部１４は、算出したＣＤ変動量のショット内分布を、領域分割部１５に送る。

領域分割部１５は、ＣＤ変動量のショット内分布に基づいて、ショット内をＣＤ変動量毎（ＣＤ変動範囲毎）の領域に分割する。領域分割部１５は、分割した各領域の位置と、ＣＤ変動量とを対応付けて、フレア補正部１６に送る。

フレア補正部１６は、分割された各領域のうちＣＤ変動量の許容値に入っていない領域に対し、領域毎にＣＤ変動量に応じたマスクデータのフレア補正を行う。フレア補正部１６は、領域毎のＣＤ変動量に応じた補正モデルを用いてマスクデータのフレア補正を行う。フレア補正部１６は、例えばショット内フレア情報、ＣＤ敏感度のショット内分布、ＣＤ変動量のショット内分布などの何れかまたは組合せに応じた量だけマスクデータ（マスクパターン）のフレア補正を行う。フレア補正部１６は、フレア補正したマスクデータを出力部１７に送る。

出力部１７は、フレア補正されたマスクデータをマスク情報作成装置７３などの外部装置に出力する。マスク情報作成装置７３などの外部装置は、フレア補正されたマスクデータにマスクＰＰＥ（Process Proximity Effect）補正を行う。マスクＰＰＥ補正は、ＰＰＣ（Process Proximity Correction）である。

つぎに、実施の形態に係るマスクデータ作成方法の処理手順について説明する。図２は、実施の形態に係るマスクデータ作成方法の処理手順を示すフローチャートである。

実験用のフォトマスクなどを用いてマスクデータ上でのパターン形状とリソグラフィ後のレジストパターン形状との差がＯＰＥ（Optical Proximity Effect）データとして取得される（ステップＳ１０）。そして、ＯＰＥデータに基づいて、ＯＰＣモデルが作成される（ステップＳ２０）。

この後、マスク情報作成装置７３は、ターゲットＭＤＰ（Mask Data Preparation）を作成し（ステップＳ３０）、タンデム補正を行うことによってリソグラフィターゲットを作成する（ステップＳ４０）。さらに、マスク情報作成装置７３は、リソグラフィターゲットにＯＰＣを行なうことによってＯＰＣ後のマスクデータを作成する（ステップＳ５０）。マスク情報作成装置７３が作成したマスクデータが、フレア補正の対象となるマスクデータである。マスク情報作成装置７３は、作成したマスクデータをフレア補正装置１に送る。

また、フレア量がウエハ上パターンの寸法に与える影響を確認しておく。具体的には、ショット内フレア情報導出装置７１が、ショット内でのフレア量の影響（フレア量のショット内分布）を、実験データやシミュレーションを用いて導出する。

ショット内フレア情報導出装置７１は、シミュレーションによってフレア量の分布を導出する場合、例えば、フレア量の広がり関数（Point Spread Function：ＰＳＦ）とパターン密度分布との畳み込み積分を高速に行なう方法などによってパターンの１点あるいはショット内の小領域毎にフレア量のショット内分布を算出する（ステップＳ６０）。また、実験データによってフレア量の分布を導出する場合、実際に露光評価（ウエハ上パターンの寸法測定など）を行なうことによってフレア量を測定する。

図３は、フレア量のショット内分布の一例を示す図である。図３では、フレア量のショット内分布の一例として、ショット内のフレア量をシミュレーションによって算出した場合の結果（フレア分布情報２）を示している。フレア分布情報２は、補正対象マスクが４チップで構成されたフォトマスクである場合の、フォトマスクを上面から見た場合のフレア量のショット内分布である。

フレア分布情報２で示されるショット内では、フレア量が最も大きな第１のフレア量を示す領域２１、フレア量が２番目に大きな第２のフレア量を示す領域２２、フレア量が３番目に大きな第３のフレア量を示す領域２３、フレア量が最も小さな第４のフレア量を示す領域２４などが分布している。ショット内フレア情報導出装置７１は、導出したフレア量のショット内分布をショット内フレア情報としてフレア補正装置１に送る。

また、ＣＤ敏感度算出装置７２は、フレア量に対してレジストパターンが受ける形状のずれ量（敏感度）をＣＤ敏感度として算出する。具体的には、ＣＤ敏感度算出装置７２は、マスク情報作成装置７３が作成したフレア補正の対象となるマスクデータを用いて、ショット内でのＣＤ敏感度の分布を算出する（ステップＳ７０）。

図４は、ＣＤ敏感度のショット内分布の一例を示す図である。図４では、ＣＤ敏感度算出装置７２が算出したＣＤ敏感度のショット内分布（ＣＤ敏感度情報３）を示している。ＣＤ敏感度情報３は、補正対象マスクのショット内を上面から見た場合のＣＤ敏感度のショット内分布である。

ＣＤ敏感度情報３で示されるショット内では、ＣＤ敏感度が最も大きな第１のＣＤ敏感度を示す領域３１、ＣＤ敏感度が２番目に大きな第２のＣＤ敏感度を示す領域３２、ＣＤ敏感度が３番目に大きな第３のＣＤ敏感度を示す領域３３、ＣＤ敏感度が最も小さな第４のＣＤ敏感度を示す領域３４などが分布している。ＣＤ敏感度算出装置７２は、算出したＣＤ敏感度のショット内分布を、フレア補正装置１に送る。

フレア補正装置１では、ショット内フレア情報導出装置７１が導出したショット内フレア情報を入力部１０から入力し、ショット内フレア情報記憶部１１に記憶させる。また、入力部１０は、ＣＤ敏感度算出装置７２が作成したＣＤ敏感度のショット内分布を入力し、ＣＤ敏感度記憶部１２に記憶させる。また、入力部１０は、マスク情報作成装置７３が作成したマスクデータを入力し、マスク情報記憶部１３に記憶させる。

ＣＤ分布算出部１４は、ショット内フレア情報と、ＣＤ敏感度記憶部１２内のＣＤ敏感度のショット内分布と、マスク情報と、に基づいて、ショット内の各レジストパターン形状の特徴量の１つであるＣＤ変動量をシミュレーションによって算出する。換言すると、ＣＤ分布算出部１４は、フレア量およびＣＤ敏感度に基づいて、フレア量のウエハ上パターン寸法への影響として、ＣＤ変動量（所望寸法からの寸法差）を算出する（ステップＳ８０）。

図５は、ＣＤ変動量のショット内分布の一例を示す図である。図５では、ＣＤ分布算出部１４が、図３および図４で示したフレア量とＣＤ敏感度のショット内分布に基づいて算出したＣＤ変動量のショット内分布（ＣＤ変動量情報４）を示している。ＣＤ変動量情報４（寸法変動量分布情報）は、補正対象マスクのショット内を上面から見た場合のＣＤ変動量のショット内分布である。

ＣＤ変動量情報４で示されるショット内では、ＣＤ変動量が最も大きな第１のＣＤ変動量を示す領域４１、ＣＤ変動量が２番目に大きな第２のＣＤ変動量を示す領域４２、ＣＤ変動量が３番目に大きな第３のＣＤ変動量を示す領域４３、ＣＤ変動量が最も小さな第４のＣＤ変動量を示す領域４４などが分布している。ＣＤ分布算出部１４は、算出したＣＤ変動量のショット内分布を、領域分割部１５に送る。

領域分割部１５は、ＣＤ変動量のショット内分布に基づいて、ショット内をＣＤ変動量毎の領域に分割する。換言すると、領域分割部１５は、ウエハ上パターン寸法に与える影響毎にマスクパターンをグルーピングし、ショットをＣＤ変動量毎の領域（グループ）に分割する（ステップＳ９０）。

具体的には、領域分割部１５は、ウエハ上パターンの所望寸法からの寸法差（ＣＤ変動量）がフレアの影響によって許容値から外れているウエハ上パターンと、このウエハ上パターンに対応するマスクパターンを抽出する。

そして、領域分割部１５は、抽出したマスクパターンに対し、ＣＤ変動量が同じ範囲にあるマスクパターンを同じ領域に設定する。なお、領域分割部１５は、抽出したマスクパターンに対し、フレア量が同じ範囲にあるマスクパターンを同じ領域に設定してもよい。この場合、ＣＤ分布算出部１４または領域分割部１５は、抽出したマスクパターン毎のフレア分布を、フレア分布情報２を用いて算出しておく。

領域分割部１５は、フレア量またはＣＤ変動量が同じ範囲にある領域のうち、互いに隣接していて統合可能な領域は統合しておくことによって、マスクパターンをグルーピングする。これにより、ショット内をフレア量またはＣＤ変動量毎の領域に分割する。

ここで、フレア量またはＣＤ変動量毎に分割されたショット内の領域について説明する。ここでは分割後のショット内領域の一例としてＣＤ変動量毎に分割されたショット内の領域について説明する。

図６は、ＣＤ変動量毎に分割されたショット内の領域の一例を示す図である。図６では、領域分割部１５が、図５で示したＣＤ変動量のショット内分布に基づいて複数の領域に分割したショット（ショット内領域情報５）（補正対象マスクのマスクデータ上でのショット）の上面図を示している。

ショット内領域情報５で示されるショットには、ＣＤ変動量が最も大きくフレア補正が最も大きな第１の領域５１、ＣＤ変動量が２番目に大きくフレア補正量が２番目に大きな第２の領域５２、ＣＤ変動量が３番目に大きくフレア補正量が３番目に大きな第３の領域５３、ＣＤ変動量が最も小さくフレア補正が小さな第４の領域５４などが設定されている。ここでの領域５１〜５４は、それぞれ領域４１〜４４に対応している。領域分割部１５は、分割した各領域５１〜５４の位置（範囲）と、ＣＤ変動量とを対応付けて、フレア補正部１６に送る。

フレア補正部１６は、分割された各領域のうちＣＤ変動量の許容値に入っていない領域に対し、領域毎にマスクデータのフレア補正を行う。フレア補正部１６は、マスク情報記憶部１３内のマスクデータに対し、例えばショット内フレア情報、ＣＤ敏感度のショット内分布、ＣＤ変動量のショット内分布などの何れかまたは組合せに応じた量だけマスクデータのフレア補正を行う。このとき、フレア補正部１６は、分割された領域毎にレジストに与えるフレアの影響と酸の拡散を考慮して、所望のウエハ上パターンが形成されるようマスクデータのフレア補正を行う（ステップＳ１００）。フレア補正部１６は、フレア補正したマスクデータを出力部１７に送る。

出力部１７は、フレア補正されたマスクデータをマスク情報作成装置７３などの外部装置に出力する。マスク情報作成装置７３などの外部装置は、フレア補正されたマスクデータにマスクＰＰＥ補正を行う（ステップＳ１１０）。これにより、フォトマスクの作製に用いるマスクデータが完成する。完成したマスクデータは、マスク情報作成装置７３などからＥＢ描画装置などに出力されて（ステップＳ１２０）、フォトマスクが作製される。

つぎに、ＣＤ敏感度のショット内分布の算出方法について説明する。図７は、ＣＤ敏感度のショット内分布の算出方法を説明するための図である。図７では、フレア量とウエハ上パターン寸法との関係を示しており、横軸がフレア量（％）、縦軸がウエハ上パターン寸法である。ここでのウエハ上パターンは、レジストパターンであってもよいし、レジストパターン上からエッチングした後のエッチング後パターンであってもよい。また、ウエハ上パターンの寸法は、実験（ウエハ上パターンの測長）により求めてもよいし、シミュレーションによって求めてもよい。また、横軸に示すフレア量の大きさは、露光光を出射する光源の光強度に対する割合を示している。

フレア量とウエハ上パターンとの対応関係６１は、ウエハ上パターンの所望寸法が第１の寸法である場合の対応関係である。同様に、フレア量とウエハ上パターンとの対応関係６２は、ウエハ上パターンの所望寸法が第２の寸法である場合の対応関係であり、フレア量とウエハ上パターンとの対応関係６３は、ウエハ上パターンの所望寸法が第３の寸法である場合の対応関係である。

対応関係６１〜６３に示すように、フレア量が１％大きくなるごとに、ウエハ上パターン寸法が大きくなり、フレア量に応じてウエハ上パターン寸法が変動している。また、対応関係６１〜６３に示すように、フレア量の変化量に対するウエハ上パターン寸法の変動量は、対応関係６１〜６３毎に異なっている。換言すると、フレア量の変化量に対するウエハ上パターン寸法の変動量は、ウエハ上パターンの所望寸法（第１〜第３の寸法）に応じて異なる値を示している。これは、ウエハ上パターンの所望寸法に応じてＣＤ敏感度が異なることを示している。

そこで、本実施の形態では、例えば図７に示すようなフレア量とウエハ上パターン寸法との関係を求めておく。具体的には、フレア量の変動量に対するウエハ上パターン寸法の変動量の関係をマスクパターン寸法毎に導出しておく。さらに、フレア量とウエハ上パターン寸法との関係に基づいて、マスクパターン寸法毎のＣＤ敏感度（例えば対応関係６１〜６３を示す式など）を算出しておく。

そして、ＣＤ敏感度算出装置７２が、フレア補正の対象となるマスクデータと、マスクパターン寸法毎のＣＤ敏感度と、に基づいて、ＣＤ敏感度のショット内分布を算出する。換言すると、ＣＤ敏感度算出装置７２は、ウエハ上パターンの所望寸法に対応するマスクパターン寸法毎に、フレア量の変化量に対するウエハ上パターン寸法の変動量に基づいて、ＣＤ敏感度を算出する。これにより、ショット内でのＣＤ敏感度がマスクパターン寸法毎に算出されることとなる。

なお、本実施の形態では、ＯＰＣをした後であってマスクＰＰＥ補正（ＰＰＣ）をする前に、フレア補正を行う場合について説明したが、フレア補正を行うタイミングは、このタイミングに限らない。

図８は、フレア補正のタイミングを説明するための図である。図８では、フレア補正の処理手順を示すフローチャートを示している。なお、ここでのＰＰＣは、図２で説明したマスクＰＰＥ補正である。

図８の（ａ）は、ＯＰＣ前にフレア補正を行う場合のフローチャートである。この場合、フレア補正が行われた後（ステップＳ２１０）、ＯＰＣが行なわれ（ステップＳ２１１）、その後ＰＰＣが行なわれる（ステップＳ２１２）。

また、図８の（ｂ）は、ＰＰＣ後にフレア補正を行う場合のフローチャートである。この場合、ＯＰＣが行なわれた後（ステップＳ２２０）、ＰＰＣが行なわれ（ステップＳ２２１）、その後、フレア補正が行われる（ステップＳ２２２）。

また、図８の（ｃ）は、ＯＰＣとフレア補正を同時に行う場合のフローチャートである。この場合、ＯＰＣとフレア補正とが同時に行なわれた後（ステップＳ２３０）、ＰＰＣが行なわれる（ステップＳ２３１）。

ＯＰＣとフレア補正を同時に行う場合、マスク情報作成装置７３は、リソグラフィターゲットを作成しておき、フレア補正装置１のフレア補正部１６がリソグラフィターゲットに対してＯＰＣとフレア補正を同時に行う。このとき、フレア補正部１６は、領域分割部１５によって分割された領域毎にレジストに与えるフレア量の影響と酸の拡散、２次電子の散乱などの影響による近接効果を同時に補正する。

また、図８の（ｄ）は、ＰＰＣとフレア補正を同時に行う場合のフローチャートである。この場合、ＯＰＣが行なわれた後（ステップＳ２４０）、ＰＰＣとフレア補正とが同時に行なわれる（ステップＳ２４１）。

フレア補正システムによるマスクデータのフレア補正は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。そして、必要に応じてマスクデータがフレア補正されたマスクデータを用いて半導体装置（半導体集積回路）が製造される。具体的には、フレア補正後のマスクデータを用いて製品マスクを作製する。換言すると、リソグラフィ用マスクの製造処理として、フレア補正システムによって作成されたマスクデータに対応するマスクパターンがマスク基板上に形成され、これにより製品マスクが作製される。

そして、レジストの塗布されたウエハに製品マスクを用いて露光を行ない、その後ウエハを現像してウエハ上にレジストパターンを形成する。そして、レジストパターンをマスクとして下層側をエッチングする。これにより、マスクデータに対応する実パターンがウエハ上に形成される。換言すると、半導体装置の製造処理として、フレア補正システムによって作成されたマスクデータに対応するマスクパターンが被処理基板（例えばウエハ）上のマスク材（レジスト層など）に転写される。半導体装置を製造する際には、上述したマスクデータのフレア補正、露光処理、現像処理、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。

つぎに、フレア補正装置１のハードウェア構成について説明する。図９は、フレア補正装置のハードウェア構成を示す図である。フレア補正装置１は、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。フレア補正装置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、コンピュータプログラムであるフレア補正プログラム９７を用いてマスクデータのフレア補正を行う。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、マスクデータ（マスクパターン）、フレア量のショット内分布、ＣＤ敏感度のショット内分布、ＣＤ変動量のショット内分布、フレア補正後のマスクデータなどを表示する。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（フレア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。

フレア補正プログラム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。図９では、フレア補正プログラム９７がＲＡＭ９３へロードされた状態を示している。

ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされたフレア補正プログラム９７を実行する。具体的には、フレア補正装置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内からフレア補正プログラム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。

フレア補正装置１で実行されるフレア補正プログラム９７は、それぞれＣＤ分布算出部１４、領域分割部１５、フレア補正部１６を含むモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。

なお、本実施の形態では、フレア量のショット内分布とＣＤ敏感度のショット内分布を用いてＣＤ変動量のショット内分布を算出したが、ＣＤ敏感度のショット内分布を用いることなく、フレア量のショット内分布を用いてＣＤ変動量のショット内分布を算出してもよい。この場合、例えば、ショット内でのマスクパターンの寸法に関係なく、全てのマスクパターンをフレア量に応じた寸法だけ寸法補正することによって、ＣＤ変動量のショット内分布を算出する。また、フレア量のショット内分布とマスクパターンの寸法とを用いてＣＤ変動量のショット内分布を算出してもよい。この場合、例えばマスクパターンをフレア量およびマスクパターン寸法に応じた寸法だけ寸法補正することによって、ＣＤ変動量のショット内分布を算出する。

また、フレア量のショット内分布に基づいて、ショット内をフレア量毎の領域に分割してもよい。この場合、フレア補正部１６は、分割された各領域のうちフレア量の許容値に入っていない領域に対し、領域毎にフレア量に応じたマスクデータのフレア補正を行う。

また、本実施の形態では、フレア補正部１６が、領域毎のＣＤ変動量に応じた補正モデルを用いてマスクデータのフレア補正を行う場合について説明したが、フレア補正部１６が領域毎のＣＤ変動量に応じたシミュレーションモデルを用いてマスクデータの作成や検証を行なってもよい。この場合、シミュレーションモデルを用いてマスクデータが作成される場合、フレア補正された状態のマスクデータが作成されることとなる。

また、本実施の形態では、マスク情報作成装置７３がフレア補正の対象となるマスクデータを作成する場合について説明したが、フレア補正の対象となるマスクデータは、上述した方法に限らず何れの方法で作成してもよい。

また、図２で説明したステップＳ６０〜Ｓ９０の処理は、フレア補正の前であれば、何れのタイミングで行ってもよい。また、本実施の形態では、フレア補正装置１、ショット内フレア情報導出装置７１、ＣＤ敏感度算出装置７２、マスク情報作成装置７３がそれぞれ別構成である場合について説明したが、これらの何れかを組み合わせた装置構成としてもよい。

また、本実施の形態では、露光装置の光学系に起因してショット内で分布を示す物理量としてフレア量を採用したが、ショット内で分布を示す物理量としてフレア量以外の他の物理量を採用してもよい。例えば、ショット内で分布を示す物理量としてフォトマスクの系統的な面内での寸法ばらつきを採用し、この寸法ばらつきに基づいてマスクデータの補正を行なってもよい。フォトマスクの系統的な面内での寸法ばらつきは、露光装置によるフォーカスのショット内分布に起因する寸法ばらつき、露光装置による露光量のショット内分布に起因する寸法ばらつき、フォトマスクのマスクパターンに起因する寸法ばらつき、又は、これらのうちの何れかの組合せに起因する寸法ばらつきなどである。

このように実施の形態によれば、フレア量のショット内分布を用いてウエハ上パターンのＣＤ変動量をショット内で求め、このＣＤ変動量のショット内分布に基づいて、ショット内の領域を分割しているので、分割された領域毎にフレア補正を行うことが可能となる。このため、分割された領域に応じたフレア補正を行うことができ、不要な領域までフレア補正を行う必要がなくなる。また、分割された各領域は、同様のＣＤ変動量を有した領域であるので、フレア補正を正確に行うことが可能となる。したがって、ウエハ上に所望寸法のパターンを正確に転写できるマスクデータを短時間で作成することが可能になる。

また、ＣＤ敏感度のショット内分布を用いてＣＤ変動量のショット内分布を導出するので、ＣＤ変動量の正確なショット内分布を算出することが可能となる。したがって、フレア補正を正確に行うことが可能となる。

１ フレア補正装置、２ フレア分布情報、３ ＣＤ敏感度情報、４ ＣＤ変動量情報、５ ショット内領域情報、１１ ショット内フレア情報記憶部、１２ ＣＤ敏感度記憶部、１３ マスク情報記憶部、１４ ＣＤ分布算出部、１５ 領域分割部、１６ フレア補正部、７１ ショット内フレア情報導出装置、７２ ＣＤ敏感度算出装置、７３ マスク情報作成装置。

Claims (8)

1. 露光装置およびフォトマスクを用いて基板上にフォトマスクのマスクパターンを転写して前記基板上に基板上パターンを形成させた場合に、前記露光装置の光学系に起因して露光のショット内で生じる物理量のショット内分布を導出する物理量導出ステップと、
   前記物理量のショット内分布に基づいて、前記ショット内の領域を前記物理量の大きさに応じた複数領域に分割する領域分割ステップと、
   分割された領域毎に前記マスクパターンを前記物理量の大きさに応じた寸法に補正したマスクデータを作成する補正ステップと、
   を含むことを特徴とするマスクデータ作成方法。
2. 露光装置とフォトマスクを用いて基板上にフォトマスクのマスクパターンを転写して前記基板上に基板上パターンを形成させた場合に、前記露光装置の光学系に起因して露光のショット内で生じる物理量のショット内分布を導出する物理量導出ステップと、
   前記物理量のショット内分布と前記ショット内でのマスクパターンとに基づいて、前記基板上パターンのショット内での寸法変動量の分布を寸法変動量分布情報として算出する寸法分布変動量算出ステップと、
   前記寸法変動量分布情報に基づいて、前記ショット内の領域を前記寸法変動量の大きさに応じた複数領域に分割する領域分割ステップと、
   分割された領域毎に前記マスクパターンを前記物理量の大きさに応じた寸法に補正したマスクデータを作成する補正ステップと、
   を含むことを特徴とするマスクデータ作成方法。
3. 前記マスクパターンが前記マスクパターンの寸法毎に前記物理量の変動量に対して受ける前記基板上パターンの寸法変動の大きさのショット内分布を、影響度情報として算出する影響度算出ステップをさらに含み、
   前記寸法分布変動量算出ステップは、前記影響度情報を用いて、前記寸法変動量分布情報を算出することを特徴とする請求項２に記載のマスクデータ作成方法。
4. 前記物理量は、前記露光の際のフレア量、前記露光の際のフォーカスおよび前記露光の際の露光量の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のマスクデータ作成方法。
5. 前記物理量は、前記フォトマスクの面内での系統的な寸法誤差に起因したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のマスクデータ作成方法。
6. 請求項１に記載のマスクデータ作成方法に基づくマスクパターンをマスク基板上に形成することを特徴とするリソグラフィ用マスクの製造方法。
7. 請求項１に記載のマスクデータ作成方法に基づくマスクパターンを被処理基板上のマスク材に転写することを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 露光装置およびフォトマスクを用いて基板上にフォトマスクのマスクパターンを転写して前記基板上に基板上パターンを形成させた場合に、前記露光装置の光学系に起因して露光のショット内で生じる物理量のショット内分布を導出する物理量導出ステップと、
   前記物理量のショット内分布に基づいて、前記ショット内の領域を前記物理量の大きさに応じた複数領域に分割する領域分割ステップと、
   分割された領域毎に前記マスクパターンを前記物理量の大きさに応じた寸法に補正したマスクデータを作成する補正ステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするフレア補正プログラム。

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