JP3708873B2 - パターン補正方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路や液晶パネルのリソグラフィ工程で必要とされるパターン補正に関し、特に、設計パターンに対して忠実なパターン転写を行うためのマスクパターンの補正技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路や液晶パネルの製造工程で用いられているフォトリソグラフィ技術では、集積度の向上やデザインルールの厳格化につれて、光近接効果が大きな問題となっている。
【０００３】
光近接効果とは、設計パターンがウエハ上に予定された形状、寸法どおりに転写されない現象である。たとえば、ラインパターンの長辺方向に寸法が縮小する、あるいはＬ字型のラインパターンのコーナー部分が丸く形成される等は、典型的な光近接効果である。光近接効果は、本来はパターン転写時の光による効果を意味していたが、現在では、ウエハプロセス全体を通して生じる光学的効果をさすことが多い。
【０００４】
光近接効果が生じると、設計パターンと実際に形成されるパターンの間にずれが生じ、所望のデバイス性能が達成できなくなる。このため、ウエハ上に設計どおりの寸法、形状を再現すべく、光近接効果補正（ＯＰＣ：optical proximity effect correction）が必要となる。光近接効果補正は、プロセス変換差を考慮して、あらかじめマスク上のパターンの形状等を選択的に変更することをいう。光近接効果補正については、すでに種々の手法が提案され、実行されている。
【０００５】
設計データに光近接効果補正（以下、場合に応じて「ＯＰＣ」とする）を自動的に施してマスクデータを作成する方法として、シミュレーションベースと、ルールベース（またはモデルベース）がある。シミュレーションベースのＯＰＣは、補正前のマスクパターンレイアウトにおける光学像を計算し、パターンからずれている箇所を検出し、検出された部分を補正する方法である。この方法は、計算量が多いが補正の精度が高く、パターンを構成する線分のうち、重要な意義を持つ線分あるいは辺の補正値を計算する場合に用いられる。
【０００６】
ルールベースのＯＰＣは、マスクバイアスなどの補正を決められたルールにしたがって行う方法である。この方法は処理速度が速く、設計レイアウトに含まれる図形の各辺ごとに、所定のルールにしたがって補正値を求めて近接効果補正に適用する。
【０００７】
従来の光近接効果補正では、一定条件を満たさない辺、たとえば所定値に満たない長さの辺（以下、「微小辺」と称する）をＯＰＣ対象外とし、所定の長さ以上の辺についてのみ、ＯＰＣの対称とされていた。微小辺は、設計データの段階で、もともと微小な辺が存在する場合はもちろんのこと、ＯＰＣ前に複雑かつ微細な図形処理を繰り返した結果、発生する場合も多い。微小辺が存在すると、ＯＰＣ自体や、その後のさらなる図形処理により、微小突起、微小くぼみ、鋭角突起、鋭角くぼみなどが発生し、マスク描画や検査時に悪影響を及ぼす原因となる。
【０００８】
図１３は、従来の光近接効果補正により生じる突起、くぼみ等の発生例を示す。図１３（ａ）において、実線で示すＯＰＣ前の図形１００１のうち、所定値以上の長さを有する辺１００２、１００３のみがＯＰＣの対象とされている。ＯＰＣ対象外とされた微小辺１００４を初期位置にとどめたまま、辺１００２、１００３について図形を太らせるＯＰＣを施した結果、破線で示す補正後図形１００５が得られる。ＯＰＣ後の図形１００５には、微小なくぼみ１００６が発生している。
【０００９】
図１３（ｂ）の場合も同様に、実線で示すＯＰＣ前の図形１０１０のうち、条件を満たす辺１０１２、１０１３をＯＰＣ対象辺とし、微小辺１０１４，１０１５については処理対称外とした結果、点線で示す図形１２０が得られる。この場合、サークルＡで示すように、鋭角の突起や斜め方向へのスリットが生じる。
【００１０】
これらの微小突起（鋭角図形）や微小くぼみは、データ量を無駄に増大させ、マスク描画における描画精度を低下させるうえ、マスク描画時間が必要以上に長くなる。また、マスク欠陥検査において、擬似欠陥として検出されやすく、エラー検査に多大な時間と人手を要する。
【００１１】
ＯＰＣの結果生じた微細な凹凸を消去するために、ＯＰＣ後のレイアウト全体に、わずかな太め／細めバイアスあるいは細め／太めバイアスを加えて、微小な突起やくぼみを消去する方法が知られている。しかし、このようなバイアス処理により、逆に予定外の箇所でさらなる突起やくぼみが生じる、あるいは、ショートやスリットなどの不都合な変形が発生するなどの場合がある。また、バイアスだけでは消去しきれない形状も多い。
【００１２】
たとえば、図１４（ａ）に示すように、ＯＰＣ処理により得られたパターン１０３０は、微小くぼみ１０３１や、微小突起１０３２を有する。これに、まず太めバイアスをかけると、くぼみ１０３１が平坦化され、図１４（ｂ）に示すパターン１０３５が得られる。これにさらに細めバイアスをかけると、図１４（ｃ）に示すように、当初の寸法に近いパターン１０３７が得られる。この状態では、くぼみ１０３１は解消されるものの、極端な鋭角のくぼみが発生してしまう。
【００１３】
パターン１０３７にさらに細めバイアスをかけると、図１４（ｄ）に示すように、突起１０３２が消去されたパターン１０３９が得られる。ここから、太めバイアスをかけることによって、図１４（ｅ）に示すように、最終的にくぼみ１０３１と突起１０３２が消去されたパターン１０４１が得られる。
【００１４】
しかし、このように再三にわたるバイアス処理にもかかわらず、サークルＢで示す鋭角のくぼみは解消されない。マスクパターン上の鋭角のくぼみは、マスク描画精度低下の一因となるうえに、マスク検査時に擬似エラー検出の原因となり好ましくない。
【００１５】
一方、ＯＰＣ処理後、初期位置に残された微小辺の各々や、微細な凹凸について、個別にシミュレーションベースで補正値を算出するのでは、計算量も処理時間も膨大になり、非現実的である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、設計パターンに存在する微小な辺について、個別にシミュレーション計算を行うことなく、かつ好ましくない凹凸を生じさせることなく、簡単な処理で効率的に修正することのできるパターン補正方法を提供する。
【００１７】
また、ＯＰＣ後の修正過程で生じる微小な鋭角図形など、擬似欠陥の原因となる形状を残すことなく、描画に適した形状に変更することのできるパターン補正方法を提供する。
【００１８】
また、これらのパターン補正方法を使用した半導体装置の製造方法を提供する。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面では、コンピュータにより実行されるパターン補正方法は、設計されたパターンを構成する辺のうち、所定の条件を満たす辺に対し、光近接効果を考慮した補正値を算出して第１の補正を行う。次に、所定の条件を満たさない辺に対して、前記第１の補正がされた辺のうち、この所定条件を満たさない辺に隣接する辺の補正値を用いて第２の補正を行って、先に第１の補正がされた辺の間を線分で接続する。
【００２０】
所定の条件は、たとえば所定の長さ以上であること、あるいは、所定の高さに満たない垂直または斜めの段差を構成しないこと、などである。この場合、第１の補正（光近接効果補正）の後に、条件を満たさない微小辺に対して第２の補正が行われることになる。
【００２１】
このパターン補正方法は、所定条件を満たさない辺に対して、すでに求められた隣接辺の補正値を利用して補正するので、新たに補正値を計算する必要がなく、処理時間を短縮することができる。また、第２の補正を行うことによって、第１の補正の結果生じた凹凸が解消される。
【００２２】
本発明の第２の側面では、コンピュータにより実行されるパターン補正方法は、ウエハ上に形成されるパターンを設計し、設計されたパターンを構成する辺のうち、所定の条件を満たす辺に対して、光近接効果を考慮した補正を行う。次に、補正後のパターンが、ウエハへの転写像に影響しない微小図形を含むか否かを判断する。そのような微小図形を含む場合に、前記補正後のパターン全体を太めるバイアスと、細めるバイアスとを組み合わせたバイアス処理を行う。バイアス処理の後に、所定の論理演算を行って、バイアス処理により生じた鋭角図形を消去する。
【００２３】
この方法によれば、通常のバイアス処理と合わせて、簡単な論理演算をするだけで、光近接効果補正後の修正過程で生じる鋭角図形を消去することができる。したがって、マスク描画や検査時のエラー検出を防止することができる。
【００２４】
本発明の第３の側面では、パターン補正を用いた半導体装置の製造方法を提供する。半導体装置の製造方法は、まず、半導体ウエハ上に形成されるパターンを各層ごとに設計した設計データを作成する。次に、設計されたデータを各層ごとに入力し、設計データに含まれるパターンごとに、所定の条件を満たす辺に対して光近接効果を考慮した補正量を算出して第１の補正を行う。次に、所定の条件を満たさない辺に対して、前記第１の補正がされた辺のうち、この所定条件を満たさない辺に隣接する辺の補正量を用いて第２の補正を行い、第１の補正がされた辺の間を線分で接続するマスクデータを生成する。次に、このマスクデータに基づいてマスクを作成し、このマスクを用いて、半導体ウエハ上にパターンを転写する。
【００２５】
本発明の第４の側面では、半導体装置の製造方法は、半導体ウエハ上に形成されるパターンを各層ごとに設計した設計データを作成し、設計されたデータを各層ごとに入力して、設計データに含まれるパターンごとに、所定の条件を満たす辺に対して光近接効果を考慮した補正を行う。次に、光近接効果を考慮した補正後のパターンが、ウエハへの転写像に影響しない微小図形を含むか否かを判断する。そのような微小図形を含む場合には、前記補正後のパターン全体を太めるバイアスと、細めるバイアスとを組み合わせたバイアス処理を行う。バイアス処理の後に、所定の論理演算を行って、前記バイアス処理により生じた鋭角図形を消去してマスクデータを作成する。このマスクデータに基づいてマスクを作成し、作成したマスクを用いて、半導体ウエハ上にパターンを転写する。
【００２６】
これらの半導体装置の製造方法は、光近接効果補正とともに、あるいは光近接効果補正に加えて使用される。いずれの方法も、マスクの設計データに対し、簡単な処理で製造を容易にするパターン補正を施し、設計データに忠実なパターンをウエハ上に転写することを可能にする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
＜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方法を示す。この実施形態では、たとえばＣＡＤソフトウェアが動作するコンピュータを用いて処理するパターン補正方法を例にとって説明する。図１（ａ）に示すように、微小辺１１を含む設計パターン１０を処理する場合を考える。パターン１０は、Ｘ方向およびＹ方向に延びる水平、垂直ラインのみで構成される図形である。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、まず、微小辺１１を所定の長さに満たない辺として、ＯＰＣ対象外とし、条件を満たす辺１２〜１５について、通常のＯＰＣ処理に基づき、新しい位置計算を行う。計算結果に基づいて、パターン１０をＸ方向およびＹ方向に所定量だけ膨らませ、破線で示すＯＰＣ後のパターン２０を得る。
【００２９】
図１（ｂ）の例では、辺１２のＯＰＣ補正値（補正後のＹ座標値）が、辺１３のＯＰＣ補正値(補正後のＹ座標値)よりも大きく設定されているが、ＯＰＣ補正値は、着目する辺の特性（必要とされる精度等）や、周辺パターンとの位置関係に応じてシミュレーション計算される。たとえば、辺１３の近傍に周辺パターンが位置するときは、図１（ｂ）のように、辺１３に対する補正量を小さくした補正パターン２０が得られるが、辺１２の近傍に周辺パターンが位置する場合は、辺１２の補正値が小さくなる場合もある。
【００３０】
この段階では、微小辺１１は処理されないまま初期位置に残るので、ＯＰＣ後のパターン２０は、微細なくぼみ２１を含んでいる。
【００３１】
次に、図１（ｃ）に示すように、ＯＰＣ対象外とされた微小辺１１について、ＯＰＣ処理結果を利用して簡単な処理を施す。すなわち、微小辺１１を、これと同方向（図１の例ではＸ方向）に延びる隣接辺１２、１３のいずれか一方のＯＰＣ補正値（ＯＰＣ後のＹ座標値）に一致させる。図１（ｃ）の例では、ＯＰＣ補正値（補正後のＹ座標）の小さいほうに合わせ、辺１３の補正値に一致させている。この結果、微小辺１１は、ＯＰＣ後の隣接辺２３に揃う新規の線分２５になり、くぼみ２１が埋められる。
【００３２】
新規の線分２５と、ＯＰＣ後の他方の隣接辺２２との境界は、Ｙ方向への段差、すなわち、新規の線分２５に対して９０°の段差とする。より具体的には、一方の隣接辺２３に一致させた微小線分２５を、この微小線分２５に対して直角方向に延びる線分で、他方の隣接辺２２とつなぐ。これにより、鋭角部分を含まない破線のパターン２５が得られる。
【００３３】
この方法では、図１（ｂ）のＯＰＣ処理で得られたレイアウトパターン全体に太め／細めバイアス等をかける必要がない。また、微小辺１１について個別にシミュレーション計算する必要もなく、通常のＯＰＣで得られた隣接辺の補正値をそのまま利用して、微細なくぼみ２１を消去できる。結果として、マスクパターンのデータ量と計算量の双方を最小限に抑え、検査時の擬似エラー誤検出を防止することができる。
【００３４】
図２は、図１の方法の変形例を示す。図１（ｂ）までのＯＰＣ処理は、そのまま図２に方法にも用いられる。図１（ｃ）では、微小辺１１を、同方向に延びる隣接辺のいずれか一方の補正後の値に一致させたが、図２（ｃ）の方法では、微小辺１１の中点を境界に、双方の隣接辺１２、１３のＯＰＣ補正値にそれぞれ一致させる。この結果、微小辺は新たな線分２７として設定され、左半分がＯＰＣ後の隣接辺２３に揃い、右半分がＯＰＣ後の他方の隣接辺２２に揃う。新たな線分２７は、その中点で、Ｙ方向への段差を有する。これにより、鋭角部分を含まない破線のパターン２８が得られる。
【００３５】
ＯＰＣ対象外とされた微小辺の中点を境界として、ＯＰＣ後の双方の隣接線分に一致させることにより、露光後に得られるウエハ上のパターンが、より設計パターンに近いものとなる。
【００３６】
図２の方法においても、通常のＯＰＣで得られる補正値をそのまま利用して、効果的に微小くぼみを消去することができ、図１の方法と同様の効果を達成することができる。
【００３７】
なお、図１（ｃ）、２（ｃ）に示すＯＰＣ後の補正処理は、ＯＰＣにそのまま組み込んでもよいし、ＯＰＣとは別途に行ってもよい。ＯＰＣに組み込む場合は、ひとつのパターン補正プログラムとして構成することができる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係るパターン補正方法を示す。第２実施形態では、図３（ａ）に示すように、微細な斜め段差を含む設計パターン３０を補正する。斜め段差は、直交座標軸方向の微小辺３１、３２と、斜め方向の微小線３７〜３９を含む。このようなパターン３０を補正するには、まず図３（ｂ）に示すように、所定の条件を満たす辺、たとえば一定の長さ以上の辺３３〜３６をＯＰＣの対象として、それぞれの補正値を求める。辺３３に対する変化量をｄ1 、辺３４に対する変化量をｄ2 とする。この結果、斜め段差の一方の隣接辺である辺３３は線分４３となり、他方の隣接辺３４は、線分４４となって、破線で示すパターン４０が得られる。
【００３９】
次に図３（ｃ）に示すように、微小辺３１、３２および微小斜め線３７〜３９で構成される段差部分について、先のＯＰＣ処理で得られた補正値を利用して、簡単な処理を行う。すなわち、いずれか一方の隣接辺の補正値に合わせて、ＯＰＣ対象外とされた斜め段差を平行移動する。いずれの隣接辺に合わせるかは、補正した方向、周囲のパターンとの関係などの要因によっても異なる。図３（ｃ）の例では、隣接辺３４の補正値に一致させ、ｄ2 に相当する分だけ平行移動している。平行移動の方向は、先に処理した隣接辺３３、３４の補正方向（拡張方向）と同方向、図３（ｃ）の例ではＹ方向である。これにより、補正後の微小辺５１、５２および斜め線５７〜５９が得られる。
【００４０】
平行移動を行った後の斜め段差は、ＯＰＣ後の隣接辺４４から、ＯＰＣ後の他方の隣接に向かって延びるが、平行移動後の斜め段差と、他方の隣接辺４３との間には、鋭角のくぼみ４５が生じている。
【００４１】
そこで、図３（ｄ）に示すように、鋭角くぼみ４５を簡単な処理で消去する。すなわち、他方のＯＰＣ後の隣接辺４３をその線分方向に延長し、平行移動した斜め段差との交点Ｉでパターンを接続する。
【００４２】
図３（ｄ）の例では、辺３３に対する処理量ｄ1 と、辺３４に対する処理量ｄ2 との差の｜ｄ1−ｄ2｜が、段差δと等しいので（｜ｄ1 −ｄ2 ｜＝δ）、ＯＰＣ後の隣接辺３４の延長線は、平行移動後の微小辺５２に接続される。
【００４３】
補正値ｄ1 と補正値ｄ2 との差｜ｄ1−ｄ2｜は、周辺パターンとの位置関係等によって、かならずしも段差δに一致するとは限らない。しかし、｜ｄ1−ｄ2｜が段差δよりも大きい場合であっても、小さい場合であっても、同様の処理で対処することができる。
【００４４】
図４（ａ）は、補正値ｄ1 、ｄ2 の差が段差δよりも大きい場合（｜ｄ1−ｄ2｜＞δ）を、図４（ｂ）は、補正値ｄ1 、ｄ2 の差が段差δよりも小さい場合（｜ｄ1−ｄ2｜＜δ）を示している。いずれの場合も、他方のＯＰＣ後の隣接辺を線分方向に延長し、平行移動した斜め段差との交点Ｉで接続することにより、設計パターンに近い形状を維持した良好な補正後マスクパターンを得られる。
【００４５】
図５は、図３、４に示すパターン補正方法の変形例である。図３、４では、斜め線と微小辺で構成された斜め段差が、比較的意味を持つ場合のマスクパターン補正例を示した。しかし、設計によっては、図形の形状にデバイス的に重要な意味はないけれども、斜め線で線分を接続する等の場合もある。このような場合は、設計パターン中に斜め線や微小辺によって生じる段差形状をそのまま維持する必要性に乏しいので、さらに簡単な処理でマスクパターンを補正することができる。
【００４６】
すなわち、図５（ａ）のパターン３０に対し、図５（ｂ）に示すように、一定条件を満たす辺３３、３４に対して補正値を求め、破線で示すパターン４０を得る。辺３３は補正されて線分４３になり、辺３４は補正されて線分４４になる。ここまでは、図３（ｂ）の処理と同様である。
【００４７】
次に、図５（ｃ）に示すように、いずれか一方のＯＰＣ後の隣接辺を、その線分方向に延長する。同時に、他方の隣接辺から延びるＯＰＣ対象外の微小辺を、他方の隣接辺の補正値ぶんだけ平行移動して延長する。前記ＯＰＣ後の一方の隣接辺の延長線と、平行移動したＯＰＣ対象外の線分の延長線との交点で、２つの線分を接続する。
【００４８】
図５（ｃ）の例では、ＯＰＣ後の隣接辺４３を、矢印６３で示すように、その線分方向に延長する。他方の辺３４に接続されていた微小斜め線３９を、辺３４の補正量に合わせて平行移動し、ＯＰＣ後の隣接辺４４に接続する。平行移動後の斜め線を、矢印６９で示すように、線分方向に延長する。これら２つの延長線を、交点Ｉで接続する。この結果、微小くぼみや鋭角部分をまったく含まない補正後パターン６０が、非常に簡単な処理で得られる。
【００４９】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、微小部分に対して個別にシミュレーションして補正値を求める必要がない。通常のＯＰＣ処理で得られた結果を利用して、簡単な処理で短時間に補正パターンを作成することができる。また、マスク検査などで問題となる鋭角形状や微小な凹凸を残すこともない。
【００５０】
なお、第１実施形態同様、図３（ｃ）〜３（ｄ）、図４、図５（ｃ）に示す処理は、ＯＰＣ処理に組み込んでもよいし、別途行ってもよい。
【００５１】
＜第３実施形態＞
図６は、微細な斜め段差を含む設計パターンの別の補正方法を示す。第２実施形態では、斜め段差を含む場合に、設計データ上の斜め線を活かしつつ、簡単な方法でマスクパターンを生成した。
【００５２】
第３実施形態では、ウエハ上に転写される実際のパターンにおいて、設計データ上で斜め線であることがほとんど意味をもたない場合のパターン補正方法を提供する。
【００５３】
まず、図６（ｂ）に示すように、ＯＰＣ対象外とされた微小な斜め線３７、３８，３９を、まず直交座標軸に平行な図形に変換する。これにより、図６（ｃ）に示すように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のみの辺で形成されるパターン４５が得られる。図６（ｂ）、６（ｃ）に示す軸方向への変換は、ＯＰＣ処理に先立つ前処理として行ってもよいし、あるいはＯＰＣ処理に組み込んで行ってもよい。
【００５４】
次に、図６（ｄ）に示すように、斜め段差を含まないパターン４５に通常のＯＰＣ処理を施す。この結果、微小な凹凸や鋭角部分を含まないマスクパターン４９が得られる。
【００５５】
なお、比較までに、図６（ａ）のパターン３０に前処理を行わずに、従来のＯＰＣ処理のみを施した場合は、図６（ｅ）の図形が得られる。従来のＯＰＣ処理だけでは、サークルＣで示すように、好ましくない鋭角の突起やくぼみが生じ、マスク描画の精度を低下させたり、マスク検査で擬似欠陥の原因となり、エラー検出が起きる。
【００５６】
これに対し、図６（ａ）〜６（ｄ）に示す方法は、第１および第２実施形態と同様に、簡単な処理で、マスク描画や検査に適したマスクパターンを生成することができる。
【００５７】
また、第３実施形態では、まず斜め線を直交座標軸に沿った線分に変換するので、その後のデータ処理量が低減され、補正時間も短縮される。
【００５８】
＜第４実施形態＞
図７および８は、本発明の第４実施形態に係るパターン補正方法の図である。第４実施形態では、パターン補正後のルールチェックで、ルール違反が検出された場合のパターン補正方法を示す。通常、ＯＰＣ処理はパターンごとに行われ、ひとつのパターンが補正されたところで、補正後のパターンが所定のデザインルールを満たすかどうかをチェックする。パターン補正そのものは適正であっても、周囲のパターンとの位置関係等により、補正後のパターンがデザインルールに抵触する場合もある。
【００５９】
たとえば図７（ａ）に示すように、設計データ上で、微細な斜め段差を含むパターン７０の近傍に、周辺パターン７２が存在する場合を考える。着目するパターン７０に対し、第２実施形態の図３に示す方法で補正処理を行い、図７（ｂ）に示すパターン７５が得られたとする。この場合、マスクパターン７５の形状としては、エラー検出を生じさせず、かつ光近接効果を考慮に入れた良好なパターン形状である。
【００６０】
ここで、補正後パターン７５に対してルールチェックを行い、マスクデザインルールに従ったものであるかどうかを確認する。図７（ｂ）の例では、近傍に位置する周辺パターン７２との関係で、パターン間の距離が接近しており、実際に露光を行った場合、２つのパターンがショート（結合）してしまう可能性が高い。
【００６１】
２つのパターン７２と７５の位置関係は、周辺パターン７２と補正パターン７５の間の最短距離でみる。あるいは、ある一定距離以下の範囲内に配置されているか否かで判断してもよい。たとえば、補正パターン７５の中で最も周辺パターン７２に近い頂点Ｖ1 と、周辺パターン７２の中の頂点Ｖ2 の間隔ｄ3 が、マスクデザインルールに定められたしきい値よりも小さい場合に、デザインルール違反であるとして検出される。
【００６２】
そこで、デザインルール違反が検出された場合に、図７（ｃ）に示すように、着目するパターン７０に対して、代替方法で補正処理を行い、デザインルールを満たす形状にする。すなわち、図７（ｂ）で行ったパターン補正に代えて、別の代替方法、たとえば、第２実施形態の図５に示す方法を用いて、設計パターン７０を補正する。図５に示す方法、すなわち斜め段差の一方の側でのＯＰＣ後の隣接辺７３の延長線７３’と、他方の隣接辺から延びる平行移動後の斜め線７９との交点Ｉでパターンを接続する方法を用いることによって、デザインルールに従った補正パターン８０が生成される。
【００６３】
なお、図７に示す例では、斜め段差を含むパターン７０に光近接効果補正を施こしたが、設計パターンが直交図形のみで構成されている場合は、ルールチェック後の代替補正方法として、第１実施形態の図１または図２に示す方法を採用してもよい。
【００６４】
図８は、上述したルールチェックを含めた本実施形態のパターン補正処理フローを示す。まず、ステップＳ８０１で、補正対象層のマスク用の設計データを入力する。半導体装置や液晶パネルは、トランジスタや配線層が何層にもわたって形成される多層構造を有し、マスクパターンも、各層ごとに設計、作成される。設計データに対する光近接効果補正も、層単位で行う。
【００６５】
次に、ステップＳ８０３に示すように、着目するパターンについて、所定条件を満たしてＯＰＣの対象とされた辺を補正する。この補正は、通常のＯＰＣ処理である。
【００６６】
次に、ステップＳ８０５で、所定の条件を満たさない（たとえば一定の長さに満たない）としてＯＰＣ対象外とされた微小辺や微小な斜め段差に、第１実施形態および第２実施形態で示したいずれかの方法を用いて、補正（変形）を施す。具体的には、図１の方法（微小辺を一方の隣接辺に合わせる）、図２の方法（微小辺をその中点を境界にして、双方の隣接辺に合わせる）、図３の方法（微小な斜め段差をそのまま平行移動させ、隣接辺の延長線で接続）、図５の方法（一方の隣接辺につながる斜辺を平行移動させ、他方の隣接辺を延長して交点で接続）のいずれかの方法を用いる。ここで用いる方法を方法１とする。
【００６７】
次にステップＳ８０７で、各微小辺について、補正（変形）後のパターンがマスクデザインルールを満たすか否かを判断する。デザインルールを満たす場合（Ｓ８０７でＹＥＳ）は、ステップＳ８１５へ進み、ルールチェックの済んでいない微小辺があるかどうかを確認する。ルールチェックの済んでいない微小辺がある場合は、ステップＳ８０７へ戻って、次の微小辺についてルールチェックを行う。
【００６８】
ステップＳ８０７でルールデザインを満たさない場合（Ｓ８０７でＮＯ）は、ステップＳ８０９に進んで、上述した図１、２、３、５に示す方法の中から、別の方法を選択して、着目している微小辺に対して、補正（変形）を試みる。ここで用いる方法を、方法２とする。
【００６９】
方法２による補正後、Ｓ８１１で、再度ルールチェックを行う。方法２を用いたことにより、ルールチェックを満たすようになった場合（Ｓ８１１でＹＥＳ）は、ステップＳ８１５へ進み、ルールチェックの済んでいない微小辺があれば、ステップＳ８０７以降の処理を繰り返す。
【００７０】
方法２による補正をしても、なおデザインルールを満たさない場合（Ｓ８１１でＮＯ）は、ステップＳ８１３に進み、上述した方法の中から、さらに別の方法を選択して、補正（変形）を試みる。ここで用いる方法を方法３とする。
【００７１】
方法３による補正（変形）後に、ステップＳ８１５で、すべての微小辺についてルールチェックが終了したかどうかを判断し、すべての微小辺についての処理が終了するまで、ステップＳ８０７〜Ｓ８１５を繰り返す。
【００７２】
この方法では、パターン中に含まれるすべての微小辺に関し、シミュレーションで個別に補正値を求めることなく、マスクデザインルールを満たすように補正することが可能になる。また、第１および第２実施形態で示したいずれかの方法を用いるので，補正により好ましくない微小な凹凸や鋭角図形を発生させることもない。
【００７３】
なお、図示はしないが、着目するパターンによっては、必要に応じてステップＳ８０３の前に、第３実施形態で示した前処理、すなわちウエハ上のパターン形状として意味を持たない微小な斜め段差を、直交座標軸に平行な図形に変換する処理を行ってもよい。この前処理を挿入あるいは組み込むことにより、その後の処理がいっそう簡単になる。
【００７４】
図９は、ルールチェック後のパターン補正方法の変形例を示す。図７および８に示す方法では、代替方法を用いることによって、設計パターンの形状に留意しつつ、デザインルール違反を回避した。
【００７５】
図９の方法は、デザインルール違反を検出したときに、デザインルール違反となる領域を切り取る。この方法は、設計データ上に存在する段差や微小な斜め線が、ウエハ上に転写されたときにほとんど意味を持たない場合に有効である。
【００７６】
図９（ａ）および９（ｂ）に示すように、着目するパターン７０を、図３に示す第２実施形態の方法で補正したところ、近傍に位置する周辺パターン７２との間の距離ｄ3 が、マスクデザインルールに違反すると検出されたとする。
【００７７】
図９（ｃ）において、周辺パターン７２に近接する突出領域Ｄの全体を、Ｘ方向の線分７７と、Ｙ方向の線分７８によって切り取る。切り取り線分７７、７８は、それぞれＯＰＣ処理後の隣接辺７３、７４に接続され、デザインルールを満たす補正後のパターン８１を構成する。
【００７８】
補正後のパターン８１は、ウエハの転写形状にほとんど影響を及ぼすことなく、マスク描画および検査に適した形状となる。
【００７９】
図１０は、図９に示すパターン補正方法の処理フローである。
【００８０】
まず、ステップＳ９０１で、補正対象層のマスク用設計データを入力する。ステップＳ９０３で、着目するパターンについて、所定条件を満たしてＯＰＣの対象とされた辺を補正する。この補正は、通常のＯＰＣ処理である。
【００８１】
次に、ステップＳ９０５で、一定の長さに満たない等してＯＰＣ対象外とされた微小辺や微小な斜め段差に、第１実施形態および第２実施形態で示したいずれかの方法を用いて、補正（変形）を施す。
【００８２】
次にステップＳ９０７で、各微小辺について、補正（変形）後のパターンがマスクデザインルールを満たすか否かを判断する。デザインルールを満たす場合（Ｓ９０７でＹＥＳ）は、ステップＳ９１１へ進み、ルールチェックの済んでいない微小辺があるかどうかを確認する。ルールチェックの済んでいない微小辺がある場合は、ステップＳ９０７へ戻って、次の微小辺についてルールチェックを行う。
【００８３】
ステップＳ９０７でデザインルールを満たさない場合（Ｓ９０７でＮＯ）は、ステップＳ９０９に進んで、ルール違反に該当する領域を切り取る。
【００８４】
最後に、ステップＳ９１１で、ルールチェックがすべての微小辺について行われたかどうかを確認し、未処理の微小辺があれば、ステップＳ９０７以降の処理を繰り返す。
【００８５】
図９、１０に示すルール違反箇所の切り取り補正を、図７、８に示す代替方法のステップＳ８１３に代えて行ってもよいし、ステップＳ８１３の後に挿入して行ってもよい。これにより、マスクパターンから確実にデザインルール違反の部分を排除することができる。
【００８６】
＜第５実施形態＞
図１１および１２は、本発明の第５実施形態に係るパターン補正方法を示す。第５実施形態では、ＯＰＣ処理後の設計パターンが、ウエハ上への転写像に影響しない微小図形を含む場合に、バイアス処理と簡単な論理演算処理により、これらの微小図形を消去する方法を提供する。
【００８７】
前述したように、ＯＰＣ処理後のパターンは、微細な凹凸を含んでいる場合が多い。これらの凹凸はウエハ転写像への影響がほとんどないにもかかわらず、マスク描画および検査に悪影響を及ぼす。このため、微細な凹凸を消去し、平坦化することが望ましい。
【００８８】
しかし、従来の補正方法では、これらの微細な凹凸を消去する過程で、新たに鋭角の切り欠き（ノッチ）や、鋭角の突起を生じさせてしまう。そこで第５実施形態では、これらの鋭角図形を残すことなく、少ない処理量でマスク描画や検査に適した形状にマスクパターンを補正する。特に図１１では、ＯＰＣ後の修正段階で生じた鋭角ノッチを効果的に消去する方法を、図１２では、鋭角突起を除去する方法を示す。
【００８９】
まず、図１１（ａ）に示すように、通常のＯＰＣ処理によりパターン８５が得られる。ここで、ＯＰＣ後のパターン８５が微細な凹凸を含むか否かを検出する。この検出は、たとえば、着目するパターンの線幅、線長などに応じて、所定条件以下の凹凸を含むかどうかによって決定される。図１１の例では、０．１μｍ以下の微細なくぼみや突起を微細図形とする。
【００９０】
図１１（ａ）の場合、ＯＰＣ後のパターン８５は微細な凹凸８６、８７を含む。そこで、パターン８５に対し、図１１（ｂ）および１１（ｃ）に示す太めバイアスと、細めバイアスを連続してかけ（太め／細めバイアス）、微細なくぼみ８６を消去する。具体的には、まず図１１（ｂ）でパターン８５を０．０５μｍ太らせ、太らせたパターン８８を、図１１（ｃ）で０．０５μｍ細らせる。
【００９１】
この太め／細めバイアス処理により、微細なくぼみ８６が消去されたパターン８９が得られる。しかし、バイアス処理の結果、新たに鋭角のノッチＥが発生する。このようなノッチＥは、マスク描画や検査でエラー検出の原因となり、好ましくない。
【００９２】
そこで、図１１（ｄ）、１１（ｅ）に示すように、ノッチＥを埋め戻して、ノッチを消去したパターン９１を得る。ノッチの消去は、まず“（ａ）ＮＯＴ（ｃ）”の演算を行って図１１（ｄ）の状態とし、さらに“（ｃ）ＯＲ（ｄ）”の演算を行うことにより実現される。この演算により、図１１（ｅ）の形状が得られる。
【００９３】
ここまでの処理で、ＯＰＣ後のパターン８５に、不必要な鋭角部分を発生させずに、微小なくぼみ８６を消去することができた。
【００９４】
次に、図１１（ｆ）、１１（ｇ）に示すように、細め／太めバイアスをかけることにより、残っている微小突起８７を消去する。すなわち、図１１（ｅ）で得られたパターン９１を０．０５μｍ細らせて、図１１（ｆ）の状態とし、これをさらに０．０５μｍ太らせることによって、図１１（ｇ）に示す最終的なパターン９５を得る。
【００９５】
このように、ＯＰＣ後のパターンに簡単な修正を適用することにより、微細な凹凸を効果的に消去することができる。
【００９６】
図１２は、鋭角の突起を消去する例を示す。この例では、微小なくぼみ１０１および微小な突起１０２を有するＯＰＣ後のパターン１００を修正する。
【００９７】
まず、図１２（ａ）〜１２（ｃ）までは、図１１（ａ）〜１１（ｃ）と同様に、パターン１００に０．０５μｍの太め／細めバイアス処理を施す。この処理によって、微小なくぼみ１０１が消去されたパターン１０３が得られる。
【００９８】
次に、図１２（ｄ）、１２（ｅ）に示すように、パターン１０３に対して、０．０５μｍの細め／太目バイアスを施す。
【００９９】
この細め／太めバイアスにより、微小突起１０２が消去された図１２（ｅ）のパターン１０７が得られるが、新たに鋭角の突起Ｆが生じてしまう。修正過程で発生する鋭角突起Ｆは、従来方法では消去することができず、マスク描画や検査において、擬似欠陥の原因となる。
【０１００】
そこで、図１２（ｆ）、１２（ｇ）に示すように、“（ｃ）ＮＯＴ（ｅ）”の演算を行って、図１２（ｆ）の状態にし、さらに、“（ｅ）ＮＯＴ（ｆ）”の演算を行う。
【０１０１】
これにより、好ましくない鋭角部分を発生させることなく、ＯＰＣ後のパターン１００から、微小くぼみ１０１と微小突起１０２を消去した良好なパターン形状１０９を得ることができる。
【０１０２】
ＯＰＣ後の修正過程で生じる鋭角のノッチやくぼみは、上記のバイアス修正や論理演算を適宜用いることにより、少ない演算量で簡単に消去することができる。これにより、マスク描画や検査に適したパターン補正を行うことができる。
【０１０３】
なお、第５実施形態では、ＯＰＣ後のパターン修正として説明したが、ＯＰＣ処理の中に組み込むこともできる。
【０１０４】
第１実施形態から第５実施形態に示すいずれの方法も、パターン補正プログラムとして、通常のＯＰＣに組み込んで、あるいは通常のＯＰＣとは独立に、ＣＡＤなどのパターン生成／補正装置に直接インストールすることができる。このプログラムは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ（フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク、カセットテープなど）にいったん格納してもよい。
【０１０５】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、実施形態相互の組み合わせも必要に応じて可能である。たとえば、第３実施形態で示した前処理に、通常のＯＰＣをつなげ、さらに第４実施形態のデザインルールを満たすパターン補正を実行するようにプログラムを組みことも可能である。これに加えて、あるいは通常のＯＰＣ処理の後に第５実施形態のバイアス処理を行うようにプログラムを組んでもよい。
【０１０６】
このようなパターン補正方法を用いて半導体装置を製造する場合は、まず、半導体ウエハ上に形成すべきパターンを、各層ごとに設計する。設計したパターンに対し、第１実施形態〜第５実施形態に示す光近接効果補正を施して、マスクデータを作成する。マスクデータに基づいて各層ごとのマスクを製造する。製造したマスクを用いて、半導体ウエハ上にパターンを転写する。
【０１０７】
このような半導体装置の製造方法を用いることにより、露光により生じるシュリンク等の弊害を防止することができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の補正方法によれば、ＯＰＣ対象外とされた微小辺や微小凹凸について、個別にシミュレーションを行うことなく、簡単な処理で短時間にパターン補正することができる。
【０１０９】
また、パターンの補正の過程で、新たな凹凸や鋭角部分を生じさせないので、マスク描画やマスク検査でのエラー検出を防止できる。
【０１１０】
また、マスクデザインルールを満たすようにパターン補正するので、マスク製造に適した最終的なマスクパターンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパターン補正方法を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るパターン補正の変形例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るパターン補正方法を示す図である。
【図４】図３（ｄ）に示す工程を詳細に説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るパターン補正の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るパターン補正方法を示し、特にＯＰＣの前処理として有効な方法を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係るパターン補正方法を示し、特に、マスクデザインのルールチェックに対応できる補正方法を示す図である。
【図８】図７の方法の処理手順を示すフロ−チャートである。
【図９】本発明の第４実施形態に係るパターン補正の変形例を示す図である。
【図１０】図９の方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第５実施形態に係るパターン補正方法を示す図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係るパターン補正の変形例を示す図である。
【図１３】従来のＯＰＣ（光近接効果補正）により生じる微細なくぼみを示す図である。
【図１４】従来のマスクバイアスにより生じる鋭角図形を示す図である。
【符号の説明】
１０、３０、７０ 補正対象パターン
１１、３１、３２ 微小辺（ＯＰＣ対象外の辺）
１２、１３、３３、３４ 隣接辺（ＯＰＣ対象の辺）
２２、２３、４３、４４、７３ ＯＰＣ後の隣接辺
７２ 周辺パターン
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ 鋭角部分
Ｄ 切り取り箇所
Ｉ 交点

Claims (13)

1. コンピュータにより、
   設計されたパターンを構成する辺のうち、所定の条件を満たす辺に対し、光近接効果を考慮した補正値を算出して第１の補正を行い、
   前記所定の条件を満たさない辺に対し、前記第１の補正がなされた辺のうち、当該所定条件を満たさない辺に隣接する辺の補正値を用いて第２の補正を行い、
   前記第１の補正がされた辺の間を線分で接続する
   ことを特徴とするパターン補正方法。
2. 前記第２の補正は、
   前記所定条件を満たさない辺を、前記第１の補正がされた辺のうち、当該所定条件を満たさない辺の一方の側で隣接する辺の補正値に一致させ、
   前記補正値に一致させた辺の他端と、前記第１の補正がされた辺のうち、当該所定の条件を満たさない辺の他方の側で隣接する辺との間を、線分で接続することを特徴とする請求項１に記載のパターン補正方法。
3. 前記第２の補正は、前記所定条件を満たさない辺を、当該所定条件を満たさない辺の中点を境界として、半分を一方の側で隣接する第１補正後の辺の補正値に一致させて第１線分とし、残りの半分を他方の側で隣接する第１補正後の辺の補正値に一致させて第２線分とし、前記第１線分と第２線分とを、前記中点を通る線分で接続することを特徴とする請求項１に記載のパターン補正方法。
4. 前記第２の補正は、
   前記所定の条件を満たさない辺を、前記第１の補正がされた辺のうち、当該所定条件を満たさない辺の一方の側で隣接する辺の補正値に合わせて平行移動し、 前記前記第１の補正がされた辺のうち、当該所定条件を満たさない辺の他方の側で隣接する辺を、その線分方向に延長し、
   前記平行移動後の辺と、前記延長後の辺との交点で、これら２つの辺を接続することを特徴とする請求項１に記載のパターン補正方法。
5. 前記第２の補正の後に、前記第２の補正後のパターンがデザインルールを満たすか否かの判断を行い、前記デザインルールを満たさない場合に、別の接続方法を用いて、前記所定条件を満たさない辺に対して、再度第２の補正を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のパターン補正方法。
6. 前記第２の補正の後に、前記第２の補正後のパターンがデザインルールを満たすか否かの判断を行い、前記デザインルールを満たさない場合に、デザインルールに反する箇所を切り取ることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のパターン補正方法。
7. 前記切り取り処理は、前記デザインルールに満たさない箇所に隣接し、前記第１の補正がされた隣接辺の延長線で切り取ることを特徴とする請求項６に記載のパターン補正方法。
8. 前記第１の補正の前に、前記所定の条件を満たさない辺を、すべて直交座標軸に平行な辺に変換する処理をさらに含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のパターン補正方法。
9. 前記所定の条件は、所定の長さ以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のパターン補正方法。
10. 前記第１の補正値は、シミュレーションにより算出される
    ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のパターン補正方法。
11. 前記第２の補正後のパターンが、前記ウエハへの転写像に影響しない微小図形を含むか否かを判断し、
    前記微小図形を含む場合に、前記第２の補正後のパターン全体を太めるバイアスと、細めるバイアスを組み合わせたバイアス処理を行い、
    前記バイアス処理の後に所定の論理演算を行って、前記バイアス処理により生じた鋭角図形を消去する
    ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン補正方法。
12. 半導体ウエハ上に形成されるパターンを各層ごとに設計した設計データを作成し、
    前記設計されたデータを各層ごとに入力し、前記設計データに含まれるパターンごとに、所定の条件を満たす辺に対して光近接効果を考慮した補正値を算出して第１の補正を行い、
    前記所定の条件を満たさない辺に対して、前記第１の補正がされた辺のうち、当該所定条件を満たさない辺に隣接する辺の補正値を用いて第２の補正を行って、前記第１の補正がされた辺の間を線分で接続するマスクデータを生成し、
    前記マスクデータに基づいてマスクを作成し、
    前記マスクを用いて、前記半導体ウエハ上に前記パターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. 前記マスクデータを生成することは、
    前記第２の補正後のパターンが、前記ウエハへの転写像に影響しない微小図形を含むか否かを判断し、
    前記微小図形を含む場合に、前記第２の補正後のパターン全体を太めるバイアスと、細めるバイアスを組み合わせたバイアス処理を行い、
    前記バイアス処理の後に所定の論理演算を行って、前記バイアス処理により生じた鋭角図形を消去する
    ことを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。

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