JP4324049B2 - マスクパターンの補正装置及び方法、並びに露光補正装置及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造工程の一つであるリソグラフィー工程において発生するフレアを補正するためのマスクパターンの補正装置及び方法、並びに露光補正装置及び方法に関する。
近年、半導体素子のパターン形成には、屈折光学系または反射屈折光学系の投影露光装置を用いている。この投影露光装置では、照明光学系のレンズ、フォトマスク、投影レンズ等の表面や内部における反射及び散乱や、レンズ材料の屈折率の不均一等に起因して、設計とは異なる光学経路の光が発生する。これは一般的に迷光（フレア）と称されており、転写するパターンの形状やライン幅を変化させる。
図２５は、フレアが発生する様子を模式的に表した図である。
１回の単位露光領域（ショット領域）１２１において、フォトマスクのマスクパターンが露光転写されてなるパターンには、点Ａから離れた任意の領域Ｂ，Ｃを透過した露光光のフレアが照射される。フレアの影響が及ぶ距離は、被転写体であるウェーハ上に転写された距離に換算して数ｍｍに及ぶことが知られている。フレアの影響が及ぶ距離が数ｍｍのフレアがロングレンジのフレア、数μｍ〜数１０μｍのフレアがミッドレンジのフレア、数μｍ以下のフレアがショートレンジのフレアとそれぞれ称されている。
１回の単位露光領域（ショット領域）１２１において、フォトマスクのマスクパターンが露光転写されてなるパターンには、点Ａから離れた任意の領域Ｂ，Ｃを透過した露光光のフレアが照射される。フレアの影響が及ぶ距離は、被転写体であるウェーハ上に転写された距離に換算して数ｍｍに及ぶことが知られている。フレアの影響が及ぶ距離が数ｍｍのフレアがロングレンジのフレア、数μｍ〜数１０μｍのフレアがミッドレンジのフレア、数μｍ以下のフレアがショートレンジのフレアとそれぞれ称されている。
最近では、例えば特許文献１に示すように、ミッドレンジやショートレンジのフレア（ローカルフレア）を、ラインパターンを囲むように輪帯パターンを設けたテストパターンを用いて見積もり、これに基づいて転写パターンの幅寸法補正を行う技術が案出されている。
しかしながら、上記従来の手法では、従前には問題として着目することすら満足になされていなかったローカルフレアを高精度に見積もることはできるものの、１つのショット領域内で部分的に補正の精度に差異があることが判明しており、未だ十分な精度であるとは言い難い。これは、ミッドレンジやショートレンジのフレアのみならずロングレンジのフレアでも同様であり、更なる高精度の寸法補正技術の開発が待たれる現況にある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、１つのショット内は勿論のこと、１つのチップ領域内についても、その領域全体に亘ってフレアを極めて高い精度で見積もりこれを補正することを可能とし、幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスを実現し、ひいては信頼性の高い半導体装置の実現に寄与するマスクパターンの補正装置及び方法、並びに露光補正装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際のマスクパターンの補正装置であって、１回の露光で露光転写するマスクパターンの領域であるショット領域毎及び前記ショット領域を構成する複数のチップ領域について前記各チップ領域毎に、前記被転写体上に露光転写される転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、所定の前記ショット領域に隣接する前記ショット領域の影響を、複数の前記ショット領域の露光レイアウトに基づいて加味するとともに、所定の前記チップ領域に隣接する前記チップ領域の影響を加味して、前記開口率を算出する開口率算出装置と、算出された前記開口率を用いて、所定寸法の前記転写パターンを得るための前記マスクパターンの寸法を算出する寸法算出装置とを含み、前記開口率算出装置は、複数の前記ショット領域及び前記チップ領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記ショット領域及び前記チップ領域内の設計開口率を補正し、前記ショット領域及び前記チップ領域の実効的な前記開口率を算出するものであるマスクパターンの補正装置が提供される。
本発明の他の観点によれば、フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際の露光補正装置であって、１回の露光で露光転写するマスクパターンの領域であるショット領域毎及び前記ショット領域を構成する複数のチップ領域について前記各チップ領域毎に、前記被転写体上に露光転写される転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、所定の前記ショット領域に隣接する前記ショット領域の影響を、複数の前記ショット領域の露光レイアウトに基づいて加味するとともに、所定の前記チップ領域に隣接する前記チップ領域の影響を加味して、前記開口率を算出する開口率算出装置と、算出された前記開口率を用いて、所定寸法の前記転写パターンを得るための前記ショット領域及び前記チップ領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出装置と、算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記ショット領域及び前記チップ領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節装置とを含み、前記開口率算出装置は、複数の前記ショット領域及び前記チップ領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記ショット領域及び前記チップ領域内の設計開口率を補正し、前記ショット領域及び前記チップ領域の実効的な前記開口率を算出するものである露光補正装置が提供される。
本発明のさらに他の観点によれば、フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際のものであって、１回の露光に対応する単位露光領域に露光光を照射するときに、前記露光光による前記単位露光領域の周辺に発生するフレア量を測定するフレア量測定手段と、測定された前記フレア量に基づいて、所定寸法の転写パターンを得るための前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出手段と、算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段とを含む露光補正装置が提供される。
本発明のさらに他の観点によれば、フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際のマスクパターンの補正方法であって、１回の露光で露光転写するマスクパターンの領域であるショット領域毎及び前記ショット領域を構成する複数のチップ領域について前記各チップ領域毎に、前記被転写体上に露光転写される転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、所定の前記ショット領域に隣接する前記ショット領域の影響を、複数の前記ショット領域の露光レイアウトに基づいて加味するとともに、所定の前記チップ領域に隣接する前記チップ領域の影響を加味して、前記開口率を算出するステップと、算出された前記開口率を用いて、所定寸法の前記転写パターンを得るための前記マスクパターンの寸法を算出するステップとを含み、前記開口率を算出するステップは、複数の前記ショット領域及び前記チップ領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記ショット領域及び前記チップ領域内の設計開口率を補正し、前記ショット領域及び前記チップ領域の実効的な前記開口率を算出するマスクパターンの補正方法が提供される。
本発明のさらに他の観点によれば、フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際の露光補正方法であって、１回の露光で露光転写するマスクパターンの領域であるショット領域毎及び前記ショット領域を構成する複数のチップ領域について前記各チップ領域毎に、前記被転写体上に露光転写される転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、所定の前記ショット領域に隣接する前記ショット領域の影響を、複数の前記ショット領域の露光レイアウトに基づいて加味するとともに、所定の前記チップ領域に隣接する前記チップ領域の影響を加味して、前記開口率を算出するステップと、算出された前記開口率を用いて、所定寸法の前記転写パターンを得るための前記ショット領域及び前記チップ領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出するステップと、算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記ショット領域及び前記チップ領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節するステップとを含み、前記開口率を算出するステップは、複数の前記ショット領域及び前記チップ領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記ショット領域及び前記チップ領域内の設計開口率を補正し、前記ショット領域及び前記チップ領域の実効的な前記開口率を算出する露光補正方法が提供される。
本発明のさらに他の観点によれば、フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際の手法であって、１回の露光に対応する単位露光領域に露光光を照射するときに、前記露光光による前記単位露光領域の周辺に発生するフレア量を測定するステップと、測定された前記フレア量に基づいて、所定寸法の転写パターンを得るための前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出するステップと、算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節するステップとを含む露光補正方法が提供される。
本発明によれば、１つのショット内は勿論のこと、１つのチップ領域内についても、その領域全体に亘ってフレアを極めて高い精度で見積もりこれを補正することを可能とし、幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスを実現し、ひいては信頼性の高い半導体装置の実現に寄与する。
−本発明の基本骨子−
従来の手法は、飽くまで１つのショット領域内のみに着目してローカルフレアを見積もる技術である。しかしながら実際の露光においては、ウェーハ表面のレジスト上に複数回の露光を行うのであり、あるショット領域は主に隣接する近傍のショット領域の露光光の影響を受ける。本発明者は、ショット領域内で特に周辺部において補正の精度が低下することから、１つのショット領域のフレアを見積もる際に、当該ショット領域の外側におけるフレアも加味することに想到した。
従来の手法は、飽くまで１つのショット領域内のみに着目してローカルフレアを見積もる技術である。しかしながら実際の露光においては、ウェーハ表面のレジスト上に複数回の露光を行うのであり、あるショット領域は主に隣接する近傍のショット領域の露光光の影響を受ける。本発明者は、ショット領域内で特に周辺部において補正の精度が低下することから、１つのショット領域のフレアを見積もる際に、当該ショット領域の外側におけるフレアも加味することに想到した。
本発明では、その測定対象として、ミドル（ショート）レンジのフレアとロングレンジのフレアとに分類し、各々に適合した構成を提示する。前者に対応した構成としては、フォトマスクのマスクパターンの設計データを補正する形態を採用し、後者に対応した構成としては、露光時における照射エネルギー分布を調節する形態を採用する。
ミドル（ショート）レンジのフレアに対応したマスクパターンのデータ補正の具体的構成としては、１つのショット領域のフレアを見積もる際に、複数のショット領域のレイアウトを考慮する。この場合、算出対象となる当該ショット領域以外の他のショット領域からのフレアの影響、換言すればショット領域のマスクパターンのデータを加味して、転写パターンに対応するマスクパターンの開口率を算出する。これにより、当該ショット領域内における周辺部についても、その中央部と同様の高精度に実効的な開口率、即ちフレア量を見積もることができる。そして、算出された開口率を用いて、所定寸法の転写パターンを得るためのマスクパターンの寸法を算出する。これにより、当該ショット領域の全体に亘って幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスが実現する。
他方、ロングレンジのフレアはその影響する範囲が数ｍｍと長いため、その分布は局所的な変動ではなく緩やかな変化を示す。このため、ショット領域内の露光エネルギー分布を調整することにより、転写パターンの寸法補正が可能となる。
本発明の露光補正の具体的構成としては、上記と同様に、１つのショット領域のフレアを見積もる際に、複数のショット領域のレイアウトを考慮し、算出対象となる当該ショット領域以外の他のショット領域からのフレアの影響、換言すればショット領域のマスクパターンのデータを加味して、転写パターンに対応するマスクパターンの開口率を算出する。そして、この開口率を用いて、ロングレンジのフレアの影響が反映された当該ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する。上記のように、ロングレンジのフレアは緩やかな分布を有するものであるために露光装置により調節可能であることを利用して、算出された照射エネルギー分布に基づき、言わばこれと逆の分布となるように、当該ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する。これにより、当該ショット領域の全体に亘って幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスが実現する。
ここで、上述したマスクパターンのデータ補正及び露光補正の各々について、算出対象となる当該ショット領域以外の他のショット領域のマスクパターンのデータを用いる替わりに、複数のショット領域の平均開口率を用いて、当該ショット領域内の設計開口率を修正するようにしても良い。これによって、より簡易に当該ショット領域の全体に亘って幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスが実現する。
上記では、１つのショット領域を算出の対象領域とした場合を例示したが、チップ領域を対象領域としても、またはショット領域及びチップ領域を共に対象領域としても良い。
例えば、チップ領域を算出の対象領域とする場合、上記と同様に、算出対象となる当該チップ領域以外の他のチップ領域からのフレアの影響を考慮する構成や、複数のチップ領域の平均開口率を用いて、当該チップ領域内の設計開口率を修正する構成が適用される。これにより、当該チップ領域の全体に亘って幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスが実現する。
例えば、チップ領域を算出の対象領域とする場合、上記と同様に、算出対象となる当該チップ領域以外の他のチップ領域からのフレアの影響を考慮する構成や、複数のチップ領域の平均開口率を用いて、当該チップ領域内の設計開口率を修正する構成が適用される。これにより、当該チップ領域の全体に亘って幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスが実現する。
また、本発明の露光補正の他の具体的構成としては、１つのショット領域に露光光を照射するときに、前記露光光による前記単位露光領域の周辺に発生するフレア量を測定し、この測定されたフレア量に基づき、例えば複数のショット領域のレイアウトを考慮して、当該ショット領域の照射エネルギー分布を調節する。これにより、当該ショット領域の全体に亘って幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスが実現する。
−本発明を適用した具体的な諸実施形態−
以下、本発明を適用した具体的な諸実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
以下、本発明を適用した具体的な諸実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
本実施形態では、ミドル（ショート）レンジのフレアに対応したマスクパターンのデータ補正について説明する。
図１は、第１の実施形態によるマスクパターンのデータ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
このデータ補正装置は、所定の試験用フォトマスクを用いてテストパターンの寸法を測定した結果に基づいてフレアの強度分布（点像強度分布）を算出する点像強度分布算出手段１と、開口率を調節したダミーフォトマスクを用いてフレア量（実効的な開口率）と寸法変動量との関係を算出するフレア量−寸法変動量算出手段２２と、フレア量と寸法補正量との関係を算出するフレア量−寸法補正量算出手段３と、１つのショット領域毎に、転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量を算出するに際して、複数のショット領域の露光レイアウトに基づいて、具体的には当該ショット領域の周辺に位置する複数のショット領域からのフレアを加味して、フレア量を算出する開口率算出手段４と、算出されたフレア量を用いて、所定寸法の転写パターンを得るためのマスクパターンの寸法を算出する寸法算出手段５とを備えて構成されている。
本実施形態では、ミドル（ショート）レンジのフレアに対応したマスクパターンのデータ補正について説明する。
図１は、第１の実施形態によるマスクパターンのデータ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
このデータ補正装置は、所定の試験用フォトマスクを用いてテストパターンの寸法を測定した結果に基づいてフレアの強度分布（点像強度分布）を算出する点像強度分布算出手段１と、開口率を調節したダミーフォトマスクを用いてフレア量（実効的な開口率）と寸法変動量との関係を算出するフレア量−寸法変動量算出手段２２と、フレア量と寸法補正量との関係を算出するフレア量−寸法補正量算出手段３と、１つのショット領域毎に、転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量を算出するに際して、複数のショット領域の露光レイアウトに基づいて、具体的には当該ショット領域の周辺に位置する複数のショット領域からのフレアを加味して、フレア量を算出する開口率算出手段４と、算出されたフレア量を用いて、所定寸法の転写パターンを得るためのマスクパターンの寸法を算出する寸法算出手段５とを備えて構成されている。
図２は、上述のデータ補正装置を用いた補正方法をステップ順に示すフロー図である。
本実施形態によるデータ補正方法は、以下の５段階のステップからなる。
（１）フレア強度分布（点像強度分布）の計算（ステップＳ１）
（２）フレア量(実効的な開口率)と寸法変動量との関係を示す関数の算出（ステップＳ ２）
（３）フレア量と寸法補正量との関係を示す関数の算出（ステップＳ３）
（４）各マスクパターンのフレア量の計算（ステップＳ４）
（５）各マスクパターンの寸法補正量の計算（ステップＳ５）
本実施形態によるデータ補正方法は、以下の５段階のステップからなる。
（１）フレア強度分布（点像強度分布）の計算（ステップＳ１）
（２）フレア量(実効的な開口率)と寸法変動量との関係を示す関数の算出（ステップＳ ２）
（３）フレア量と寸法補正量との関係を示す関数の算出（ステップＳ３）
（４）各マスクパターンのフレア量の計算（ステップＳ４）
（５）各マスクパターンの寸法補正量の計算（ステップＳ５）
以下、ステップ毎の詳細を説明する。
（１）ステップＳ１
先ず、一点における光のフレア強度分布を求める。
図３はフレアの光強度分布を定量化するための試験用フォトマスクを示す模式図、図４は図３の試験用フォトマスクを使用して投影露光を行い、線幅を測定した結果を示す特性図である。図３では、（ａ）が試験用フォトマスク１１Ａを、（ｂ）が試験用フォトマスク１１Ｂを、（ｃ）が試験用フォトマスク１１Ｃをそれぞれ示す。
（１）ステップＳ１
先ず、一点における光のフレア強度分布を求める。
図３はフレアの光強度分布を定量化するための試験用フォトマスクを示す模式図、図４は図３の試験用フォトマスクを使用して投影露光を行い、線幅を測定した結果を示す特性図である。図３では、（ａ）が試験用フォトマスク１１Ａを、（ｂ）が試験用フォトマスク１１Ｂを、（ｃ）が試験用フォトマスク１１Ｃをそれぞれ示す。
試験用フォトマスク１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，・・・は、この順にテストパターンＡ〜Ｃ，・・・を有しており、各テストパターンは、ラインパターン２１と、このラインパターン２１を囲む輪帯形状の光透過領域を形成する輪帯パターン２２とが組み合わされた基本構成を有して構成されている。
この場合、試験用フォトマスク１１ＡのテストパターンＡは、フレアの影響を受けないラインパターン２１のみからなり、ラインパターン２１から１００μｍ以内の領域が完全に遮光されている。試験用フォトマスク１１ＢのテストパターンＢは、ラインパターン２１と、このラインパターン２１を囲むように、内径が４．１４μｍ、外径が６．８９μｍの輪帯形状とされた透過領域を配置した輪帯パターン２２とからなり、ラインパターン２１から、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離以内の領域には、この輪帯パターン２２以外のパターンは形成されていない。試験用フォトマスク１１ＣのテストパターンＣは、ラインパターン２１と、このラインパターン２１を囲むように、内径が６．８９μｍ、外径が９．６５μｍの輪帯形状とされた透過領域を配置した輪帯パターン２２とからなり、ラインパターン２１から、ローカルフレアの影響の考慮を要する距離以内の領域には、この輪帯パターン２２以外のパターンは形成されていない。このように、各輪帯パターン２２は、輪帯幅を２．７６μｍの一定値とし、輪帯幅順にその内径を外径とするように径が増加してゆき、輪帯の内径を４．１４μｍ〜４８．２５μｍまで２．７６μｍ毎に変化させたものである。
ステップＳ１では、先ず、試験用フォトマスク１１Ａ〜１１Ｃ，・・・のテストパターンＡ〜Ｃ，・・・を使用して露光し、フォトレジストを現像した後に、形成された各ラインパターン１のライン幅をそれぞれ測定する。
続いて、測定されたテストパターンＡのラインパターン２１のライン幅と、測定されたテストパターンＢ，Ｃ・・・の各ラインパターン２１のライン幅を比較、ここではテストパターンＡとテストパターンＢ，Ｃ，・・・とのライン幅の各差分値をそれぞれ算出する。この差分値がテストパターンＢ，Ｃ，・・・のローカルフレアによるライン幅の変化量であり、この値が小さいほど当該ラインパターン２１に対するローカルフレアは小さく、逆に大きいほど当該ラインパターン２１に対するローカルフレアは大きい。
そして、テストパターンＢ，Ｃ，・・・の各輪帯パターン２２のローカルフレアの影響、即ちテストパターンＡとの前記各差分値を、ラインパターン２１の中央部位と各輪帯パターン２までの距離、ここでは各輪帯パターン２２の内径値との関係で定量化する。
実際に、前記差分値について、各輪帯パターン２２の内径値との関係を算出してプロットした結果を図４に、ラインパターン２１から各輪帯パターン２２までの距離と測定線幅との関係を図５に、それぞれ示す。
このように、輪帯パターン２２の内径が１２μｍ程度以下ではローカルフレアの影響は大きく、１２μｍ程度を超えると当該影響はほぼ見られなくなることが判る。
このように、輪帯パターン２２の内径が１２μｍ程度以下ではローカルフレアの影響は大きく、１２μｍ程度を超えると当該影響はほぼ見られなくなることが判る。
なおここでは、輪帯パターン２２の輪帯の内径を４．１４μｍ〜４８．２５μｍとしたが、露光装置によってフレアの影響範囲は異なるので、その都度、最適な範囲を選択すればよい。また、輪帯幅を２．７６μｍとしたが、輪帯幅を小さくすれば、前記距離に対応したローカルフレアの影響を更に細かく定量化することが可能である。
ここで、一点の光のローカルフレア強度分布を以下のダブルガウシアン分布で仮定した。
A: 定数
σ1, σ2: ガウス分布の標準偏差
B: ガウス分布の強度比
図３に示した各テストパターンのローカルフレア量は、点像強度分布算出手段１により（１）式を積分して求めることができる。図５の結果に対して（１）式を積分してフィッティングした結果を図６に示す。このように、フィッティング結果は良好であり、フレアの光強度分布を精度良く計算できていることが判る。各パターンに対するフレア量は、パターン周辺の開口部からのフレア量を、（１）式を用いて計算することにより求められる。
（２）ステップＳ２
先ず、全面が透過部とされたフォトマスクを用いて、（１）式の積分値を求める。この値を１００％として規格化し、実効的な開口率として定義する。
先ず、全面が透過部とされたフォトマスクを用いて、（１）式の積分値を求める。この値を１００％として規格化し、実効的な開口率として定義する。
実効的な開口率と寸法変動との関係を求めるため、図７（ａ）に示すように、各測定パターン２３の周辺にダミーパターン２４を配置してなる試験用フォトマスク２５を用いる。図７（ｂ）には測定パターン２３の拡大図を示す。フレア量−寸法変動量算出手段２２により、ダミーパターン２４の面積の異なる各種の試験用フォトマスク２５を用いて、ハーフトーン型位相シフトマスクのダミーパターン２４の寸法を変えた場合の試験パターン２３の寸法変動量を、実効的開口率との関係で算出する。計算結果を図８に示す。このように、実効的開口率と寸法変動とはほぼ線形関係にあることが判る。ここでは、単位開口率に対する寸法変動量は、０．２３ｎｍとなる。
（３）ステップＳ３
実際のフォトマスクにおけるパターンのローカルフレア補正にあたっては、当該パターンの寸法変動にレジストパターンの寸法変動を表す、いわゆるＭＥＥＦ（Mask Error Enhancement Factor）を考慮する必要がある。単位開口率当たりの補正量Ｍは、以下の式で求めることができる。
Ｍ＝各パターンの単位開口率当たりの寸法変動量／ＭＥＥＦ
実際のフォトマスクにおけるパターンのローカルフレア補正にあたっては、当該パターンの寸法変動にレジストパターンの寸法変動を表す、いわゆるＭＥＥＦ（Mask Error Enhancement Factor）を考慮する必要がある。単位開口率当たりの補正量Ｍは、以下の式で求めることができる。
Ｍ＝各パターンの単位開口率当たりの寸法変動量／ＭＥＥＦ
フレア量−寸法補正量算出手段３により、上記の式を用いて、ステップＳ２で求めたフレア量と寸法変動量との関係をフレア量とマスク寸法補正量との関係に変換する。実験により算出したＭＥＥＦの値は、１．５であり、各パターンの単位開口率当たりのマスク補正量は、０．１７ｎｍとなる。
（４）ステップＳ４
図９はフォトマスクの１つのショット領域における設計データを示す模式図であり、図１０は複数のショット領域の露光レイアウトを示す模式図である。図９において、実線で囲まれた矩形が１つのショット領域３１に相当するマスクデータであり、破線で囲まれた矩形がその中心点に関してフレアを考慮するフレア領域３２である。また、図１０では、被転写体であるウェーハ３３に対して露光する際のショット領域の露光レイアウトを示しており、実線で囲まれた１つの矩形がそれぞれ１つのショット領域３１となる。斜線を付したショット領域３１が有効ショット領域である。
図９はフォトマスクの１つのショット領域における設計データを示す模式図であり、図１０は複数のショット領域の露光レイアウトを示す模式図である。図９において、実線で囲まれた矩形が１つのショット領域３１に相当するマスクデータであり、破線で囲まれた矩形がその中心点に関してフレアを考慮するフレア領域３２である。また、図１０では、被転写体であるウェーハ３３に対して露光する際のショット領域の露光レイアウトを示しており、実線で囲まれた１つの矩形がそれぞれ１つのショット領域３１となる。斜線を付したショット領域３１が有効ショット領域である。
図９において、破線で囲む点Ａのフレア領域３２の実効的な開口率を計算する場合には、当該フレア領域３２がショット領域３１内に存するため、ショット領域３１内のみを考慮すれば十分である。これに対して、破線で囲む点Ｂのフレア領域３２の実効的な開口率を計算する場合には、当該フレア領域３２の一部がショット領域３１外に存するため、ショット領域３１内のマスクパターンデータのみでは不十分である。本実施形態では、開口率算出手段４により、ショット領域３１内のみならず、図１０に示す複数のショット領域３１の露光レイアウトを考慮し、即ち図１１に示すように当該ショット領域３１の周辺に位置する複数（図示の例では３つ）のショット領域３１からのフレアも加味して実効的な開口率を計算する。
ここでは、処理速度の向上を考慮して、いわゆる面積密度法により、ショット領域３１を複数の補正領域に分割し、補正領域ごとに開口率を算出する。具体的には、露光領域において着目するパターンから例えば１００μｍの範囲内で一辺数μｍ程度のオーダー、ここでは１μｍ角毎にメッシュの補正領域に区切り、そのメッシュ内で開口率は均一なものとして計算する。これは面積密度法と呼ばれており、処理速度を大幅に向上させることができる。
（５）ステップＳ５
しかる後、寸法算出手段５により、ステップＳ３で求めた開口率とマスク寸法補正量との関係式に、ステップＳ４で計算した各パターンの実効的な開口率を入力して、各パターンのマスクパターンにおける寸法補正量を計算し、フォトマスクのマスクパターンのデータを補正する。
しかる後、寸法算出手段５により、ステップＳ３で求めた開口率とマスク寸法補正量との関係式に、ステップＳ４で計算した各パターンの実効的な開口率を入力して、各パターンのマスクパターンにおける寸法補正量を計算し、フォトマスクのマスクパターンのデータを補正する。
以上説明したように、本実施形態によれば、１つのショット領域内について、その領域全体に亘ってフレアを極めて高い精度で見積もりこれを補正することを可能とし、幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスを実現し、ひいては信頼性の高い半導体装置の実現に寄与する。
（変形例）
ここで、第１の実施形態の変形例１について説明する。この変形例では、算出対象となる当該ショット領域以外の他のショット領域のマスクパターンのデータを用いる替わりに、複数のショット領域の平均開口率を用いる点で第１の実施形態と相違する。
ここで、第１の実施形態の変形例１について説明する。この変形例では、算出対象となる当該ショット領域以外の他のショット領域のマスクパターンのデータを用いる替わりに、複数のショット領域の平均開口率を用いる点で第１の実施形態と相違する。
図１２は、本変形例１によるマスクパターンのデータ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
このデータ補正装置は、所定の試験用フォトマスクを用いてテストパターンの寸法を測定した結果に基づいてフレアの強度分布（点像強度分布）を算出する点像強度分布算出手段１と、開口率を調節したダミーフォトマスクを用いてフレア量（実効的な開口率）と寸法変動量との関係を算出するフレア量−寸法変動量算出手段２２と、寸法変動量と寸法補正量との関係を算出するフレア量−寸法補正量算出手段３と、１つのショット領域毎に、転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量を算出するに際して、ショット領域毎に転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量に複数のショット領域の平均開口率を加味してフレア量を算出する開口率算出手段６と、開口率算出手段６により算出されたフレア量を用いて、所定寸法の転写パターンを得るためのマスクパターンの寸法を算出する寸法算出手段５とを備えて構成されている。
このデータ補正装置は、所定の試験用フォトマスクを用いてテストパターンの寸法を測定した結果に基づいてフレアの強度分布（点像強度分布）を算出する点像強度分布算出手段１と、開口率を調節したダミーフォトマスクを用いてフレア量（実効的な開口率）と寸法変動量との関係を算出するフレア量−寸法変動量算出手段２２と、寸法変動量と寸法補正量との関係を算出するフレア量−寸法補正量算出手段３と、１つのショット領域毎に、転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量を算出するに際して、ショット領域毎に転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量に複数のショット領域の平均開口率を加味してフレア量を算出する開口率算出手段６と、開口率算出手段６により算出されたフレア量を用いて、所定寸法の転写パターンを得るためのマスクパターンの寸法を算出する寸法算出手段５とを備えて構成されている。
図１３は、上述のデータ補正装置を用いた補正方法をステップ順に示すフロー図である。
先ず、第１の実施形態で説明した図２のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３を実行する。
続いて、ステップＳ１１として、開口率算出手段６により、ショット領域３１内における実効的な開口率を算出するに際して、複数のショット領域の平均開口率を加味して計算する。ここで、図１４に示すように、マスクパターン４１の周りにダミーパターン４２を配して開口率を調節してなるフォトマスク４３のデータを用いて、ショット領域３１内における実効的な開口率を修正する。このとき、処理速度の向上を考慮して面積密度法を用いる。
先ず、第１の実施形態で説明した図２のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３を実行する。
続いて、ステップＳ１１として、開口率算出手段６により、ショット領域３１内における実効的な開口率を算出するに際して、複数のショット領域の平均開口率を加味して計算する。ここで、図１４に示すように、マスクパターン４１の周りにダミーパターン４２を配して開口率を調節してなるフォトマスク４３のデータを用いて、ショット領域３１内における実効的な開口率を修正する。このとき、処理速度の向上を考慮して面積密度法を用いる。
しかる後、ステップＳ５として、寸法算出手段５により、ステップＳ３で求めた開口率とマスク寸法補正量との関係式に、ステップＳ１１で計算した各パターンの実効的な開口率を入力して、各パターンのマスクパターンにおける寸法補正量を計算し、フォトマスクのマスクパターンのデータを補正する。
以上説明したように、本変形例によれば、１つのショット領域内について、当該ショット領域の周辺からのフレアの影響を平均開口率として考慮することにより、その領域全体に亘ってフレアを極めて高い精度でしかも簡易に見積もりこれを補正することを可能とし、幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスを実現し、ひいては信頼性の高い半導体装置の実現に寄与する。
（変形例２）
第１の実施形態の変形例２について説明する。この変形例では、算出対象となる当該ショット領域以外の他のショット領域のマスクパターンのデータを用いることに加え、算出対象となる当該チップ領域以外の他のチップ領域のマスクパターンのデータを用いる。
第１の実施形態の変形例２について説明する。この変形例では、算出対象となる当該ショット領域以外の他のショット領域のマスクパターンのデータを用いることに加え、算出対象となる当該チップ領域以外の他のチップ領域のマスクパターンのデータを用いる。
通常、フレア補正や近接効果補正などの設計データに対する補正処理は、デバイスのチップ領域毎に行うのが一般的である。図１５（ａ）は実デバイスにおける１つのショット領域を示す模式図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の１つのチップ領域を拡大して示す模式図である。ショット領域３１内には、４×６個のチップ領域１１１が配置されている。点Ａのパターンは、周辺の影響を受ける範囲(破線で囲まれた領域)であるフレア領域３２からのフレア量を計算して、マスク寸法を補正する。領域Ｂのパターンも同様に破線で囲まれたフレア領域３２からの影響を受けるが、従来の手法では、フレア量の計算を当該チップ単位で行っているので、周辺のチップ領域の影響を考慮していない。また、露光時には、図１０に示す露光レイアウトで露光するため、周辺のショットの影響も考慮することを要する。
本変形例では、第１の実施形態で説明したデータ補正装置を用い、ステップＳ１〜Ｓ３，ステップＳ５を上述と同様に実行し、ステップＳ４において各マスクパターンのフレア量を計算する際に、チップ領域毎の実効的な開口率を計算するようにして、当該チップ領域と隣接するチップ領域、及び図１０の露光レイアウトを考慮した当該チップ領域と隣接するショット領域のパターンデータをそれぞれ参照すれば良い。
なお、本変形例の構成を変形例１に適用し、ステップＳ１１において各マスクパターンのフレア量を計算する際に、チップ領域毎の実効的な開口率を計算するようにして、当該チップ領域と隣接するチップ領域、及び図１０の露光レイアウトを考慮した当該チップ領域と隣接するショット領域のパターンデータをそれぞれ参照するようにしても好適である。
以上説明したように、本変形例によれば、１つのチップ領域内について、当該ショット領域の周辺からのフレアの影響を平均開口率として考慮することにより、その領域全体に亘ってフレアを極めて高い精度でしかも簡易に見積もりこれを補正することを可能とし、幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスを実現し、ひいては信頼性の高い半導体装置の実現に寄与する。
（第２の実施形態）
本実施形態では、ロングレンジのフレアに対応した露光補正について説明する。
図１６は、第２の実施形態による露光補正装置の概略構成を示すブロック図である。
この露光補正装置は、所定の試験用フォトマスクを用いてテストパターンの寸法を測定した結果に基づいてフレアの強度分布（点像強度分布）を算出する点像強度分布算出手段１と、開口率を調節したダミーフォトマスクを用いてフレア量（実効的な開口率）と寸法変動量との関係を算出するフレア量−寸法変動量算出手段２と、寸法変動量と照射エネルギー（露光量）分布との関係を算出する寸法変動量−露光量算出手段７と、１つのショット領域毎に、転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量を算出するに際して、複数のショット領域の露光レイアウトに基づいて、具体的には当該ショット領域の周辺に位置する複数のショット領域からのフレアを加味して、フレア量を算出する開口率算出手段４と、フレア量と照射エネルギー分布との関係を算出するフレア量−露光量算出手段８と、算出された照射エネルギー分布に基づいて、ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段９とを備えて構成されている。ここで、寸法変動量−露光量算出手段７とフレア量−露光量算出手段８とから、算出されたフレア量を用いて、所定寸法の転写パターンを得るためのショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出手段が構成される。
本実施形態では、ロングレンジのフレアに対応した露光補正について説明する。
図１６は、第２の実施形態による露光補正装置の概略構成を示すブロック図である。
この露光補正装置は、所定の試験用フォトマスクを用いてテストパターンの寸法を測定した結果に基づいてフレアの強度分布（点像強度分布）を算出する点像強度分布算出手段１と、開口率を調節したダミーフォトマスクを用いてフレア量（実効的な開口率）と寸法変動量との関係を算出するフレア量−寸法変動量算出手段２と、寸法変動量と照射エネルギー（露光量）分布との関係を算出する寸法変動量−露光量算出手段７と、１つのショット領域毎に、転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量を算出するに際して、複数のショット領域の露光レイアウトに基づいて、具体的には当該ショット領域の周辺に位置する複数のショット領域からのフレアを加味して、フレア量を算出する開口率算出手段４と、フレア量と照射エネルギー分布との関係を算出するフレア量−露光量算出手段８と、算出された照射エネルギー分布に基づいて、ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段９とを備えて構成されている。ここで、寸法変動量−露光量算出手段７とフレア量−露光量算出手段８とから、算出されたフレア量を用いて、所定寸法の転写パターンを得るためのショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出手段が構成される。
図１７は、上述の露光補正装置を用いた補正方法をステップ順に示すフロー図である。
先ず、第１の実施形態で説明した図２のステップＳ１，Ｓ２を実行する。
続いて、ステップＳ１２として、寸法変動量−露光量算出手段７により寸法変動量と照射エネルギー（露光量）分布との関係を求める。照射エネルギー分布と寸法変動量との関係は、露光量を変化させて露光した転写パターンの寸法を計測することにより求めることができる。
先ず、第１の実施形態で説明した図２のステップＳ１，Ｓ２を実行する。
続いて、ステップＳ１２として、寸法変動量−露光量算出手段７により寸法変動量と照射エネルギー（露光量）分布との関係を求める。照射エネルギー分布と寸法変動量との関係は、露光量を変化させて露光した転写パターンの寸法を計測することにより求めることができる。
続いて、第１の実施形態で説明した図２のステップＳ４を実行する。そして、ステップＳ１３として、フレア量−露光量算出手段８により、ステップＳ２で求めたフレア量と寸法変動量との関係と、ステップＳ３で求めた照射エネルギー分布と寸法変動量との関係とから、フレア量と照射エネルギー分布との関係を求める。
しかる後、ステップＳ１４として、照射エネルギー分布算出手段９により、ステップＳ１３で求めたフレア量と照射エネルギーとの分布との関係を用いて、ステップＳ４で計算した各パターンの実効的な開口率を照射エネルギー分布に変換し、補正すべき照射エネルギー分布を決定する。
以上説明したように、本実施形態によれば、１つのショット領域内について、その領域全体に亘ってフレアを極めて高い精度で見積もりこれを補正することを可能とし、幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスを実現し、ひいては信頼性の高い半導体装置の実現に寄与する。
（変形例）
ここで、第２の実施形態の変形例について説明する。この変形例では、算出対象となる当該ショット領域以外の他のショット領域のマスクパターンのデータを用いる替わりに、複数のショット領域の平均開口率を用いる点で第１の実施形態と相違する。
ここで、第２の実施形態の変形例について説明する。この変形例では、算出対象となる当該ショット領域以外の他のショット領域のマスクパターンのデータを用いる替わりに、複数のショット領域の平均開口率を用いる点で第１の実施形態と相違する。
図１８は、本変形例によるマスクパターンのデータ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
このデータ補正装置は、所定の試験用フォトマスクを用いてテストパターンの寸法を測定した結果に基づいてフレアの強度分布（点像強度分布）を算出する点像強度分布算出手段１と、開口率を調節したダミーフォトマスクを用いてフレア量（実効的な開口率）と寸法変動量との関係を算出するフレア量−寸法変動量算出手段２２と、寸法変動量と照射エネルギー（露光量）分布との関係を算出する寸法変動量−露光量算出手段７と、１つのショット領域毎に、転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量を算出するに際して、ショット領域毎に転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量に複数のショット領域の平均開口率を加味してフレア量を算出する開口率算出手段６と、フレア量と照射エネルギ分布との関係を算出するフレア量−露光量算出手段８と、算出された照射エネルギー分布に基づいて、ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段９とを備えて構成されている。
このデータ補正装置は、所定の試験用フォトマスクを用いてテストパターンの寸法を測定した結果に基づいてフレアの強度分布（点像強度分布）を算出する点像強度分布算出手段１と、開口率を調節したダミーフォトマスクを用いてフレア量（実効的な開口率）と寸法変動量との関係を算出するフレア量−寸法変動量算出手段２２と、寸法変動量と照射エネルギー（露光量）分布との関係を算出する寸法変動量−露光量算出手段７と、１つのショット領域毎に、転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量を算出するに際して、ショット領域毎に転写パターンに対応するマスクパターンのフレア量に複数のショット領域の平均開口率を加味してフレア量を算出する開口率算出手段６と、フレア量と照射エネルギ分布との関係を算出するフレア量−露光量算出手段８と、算出された照射エネルギー分布に基づいて、ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段９とを備えて構成されている。
図１９は、上述のデータ補正装置を用いた補正方法をステップ順に示すフロー図である。
先ず、第２の実施形態で説明した図１７のステップＳ１，Ｓ２を実行する。
続いて、ステップＳ１２を実行した後、ステップＳ１１として、開口率算出手段６により、ショット領域３１内における実効的な開口率を算出するに際して、複数のショット領域の平均開口率を加味して計算する。ここで、図１４に示すように、マスクパターン４１の周りにダミーパターン４２を配して開口率を調節してなるフォトマスク４３のデータを用いて、ショット領域３１内における実効的な開口率を修正する。このとき、処理速度の向上を考慮して面積密度法を用いる。
先ず、第２の実施形態で説明した図１７のステップＳ１，Ｓ２を実行する。
続いて、ステップＳ１２を実行した後、ステップＳ１１として、開口率算出手段６により、ショット領域３１内における実効的な開口率を算出するに際して、複数のショット領域の平均開口率を加味して計算する。ここで、図１４に示すように、マスクパターン４１の周りにダミーパターン４２を配して開口率を調節してなるフォトマスク４３のデータを用いて、ショット領域３１内における実効的な開口率を修正する。このとき、処理速度の向上を考慮して面積密度法を用いる。
続いて、第２の実施形態で説明した図１７のステップＳ１３を実行する。
しかる後、ステップＳ１４として、照射エネルギー分布算出手段９により、ステップＳ１３で求めたフレア量と照射エネルギーとの関数を用いて、ステップＳ１１で計算した各パターンの実効的な開口率を照射エネルギー分布に変換し、補正すべき照射エネルギー分布を決定する。
しかる後、ステップＳ１４として、照射エネルギー分布算出手段９により、ステップＳ１３で求めたフレア量と照射エネルギーとの関数を用いて、ステップＳ１１で計算した各パターンの実効的な開口率を照射エネルギー分布に変換し、補正すべき照射エネルギー分布を決定する。
以上説明したように、本変形例によれば、１つのショット領域内について、当該ショット領域の周辺からのフレアの影響を平均開口率として考慮することにより、その領域全体に亘ってフレアを極めて高い精度でしかも簡易に見積もりこれを補正することを可能とし、幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスを実現し、ひいては信頼性の高い半導体装置の実現に寄与する。
なお、第１の実施形態の変形例２の技術思想を第２の実施形態及びその変形例にそれぞれ適用し、ステップＳ４（変形例ではステップＳ１１）において各マスクパターンのフレア量を計算する際に、チップ領域毎の実効的な開口率を計算するようにして、当該チップ領域と隣接するチップ領域、及び図１０の露光レイアウトを考慮した当該チップ領域と隣接するショット領域のパターンデータをそれぞれ参照するようにしても好適である。
（第３の実施形態）
本実施形態では、ロングレンジのフレアに対応した露光補正について説明する。
ロングレンジのフレアは、影響する範囲が数ｍｍと長いため、局所的ではなく緩やかな分布を有する。図２０に通常の露光装置を示す。この露光装置では、不図示の光源からの光Ｌをシャッタ１０１で絞り込み、光Ｌは光学レンズ１０２を通過してウェーハ表面のフォトレジストに感光する。このとき、光Ｌの一部がフレアとなってショット領域外の部位１０３に到達する。本実施形態では、このフレアを露光装置に搭載した照度センサで測定する。
本実施形態では、ロングレンジのフレアに対応した露光補正について説明する。
ロングレンジのフレアは、影響する範囲が数ｍｍと長いため、局所的ではなく緩やかな分布を有する。図２０に通常の露光装置を示す。この露光装置では、不図示の光源からの光Ｌをシャッタ１０１で絞り込み、光Ｌは光学レンズ１０２を通過してウェーハ表面のフォトレジストに感光する。このとき、光Ｌの一部がフレアとなってショット領域外の部位１０３に到達する。本実施形態では、このフレアを露光装置に搭載した照度センサで測定する。
図２１は、第３の実施形態による露光補正装置の概略構成を示すブロック図である。
この露光補正装置は、ショット領域に露光光を照射するときに、露光光によるショット領域の周辺に発生するフレア量を測定するフレア量測定手段である照度センサ５１と、測定されたフレア量に基づいて、所定寸法の転写パターンを得るためのショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出手段５２と、算出された照射エネルギー分布に基づいて、ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段５３とを備えて構成されている。
この露光補正装置は、ショット領域に露光光を照射するときに、露光光によるショット領域の周辺に発生するフレア量を測定するフレア量測定手段である照度センサ５１と、測定されたフレア量に基づいて、所定寸法の転写パターンを得るためのショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出手段５２と、算出された照射エネルギー分布に基づいて、ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段５３とを備えて構成されている。
図２２は、上述の露光補正装置を用いた補正方法をステップ順に示すフロー図である。
本実施形態による露光補正方法は、以下の３段階のステップからなる。
（１）ショット領域の周辺に発生するフレア量の測定（ステップＳ２１）
（２）ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布の算出（ステップＳ２２）
（３）ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布の調節（ステップＳ２３）
本実施形態による露光補正方法は、以下の３段階のステップからなる。
（１）ショット領域の周辺に発生するフレア量の測定（ステップＳ２１）
（２）ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布の算出（ステップＳ２２）
（３）ショット領域内の露光光の照射エネルギー分布の調節（ステップＳ２３）
以下、ステップ毎の詳細を説明する。
（１）ステップＳ２１
照度センサ５１によりショット領域の周辺に発生するフレア量を測定する。
図２３はショット領域外に照射するフレアを測定する様子を示しており、（ａ）がフレアの測定箇所であるショット領域を示す模式図、（ｂ）が測定結果を示す特性図である。
図２３（ｂ）では、横軸をショット領域の周縁部からの距離、縦軸をフレア量（％）とする。このとき、ショット領域内の光が完全に透過する部分のエネルギー照射量を１で規格化し、ショット領域外のエネルギー照射量をフレア量として定義した。図２３（ｂ）では１次元の測定結果を示すが、ショット領域外の全域に亘って同様の測定を行うことにより、露光領域外の全域に亘ってフレアを測定することができる。
（１）ステップＳ２１
照度センサ５１によりショット領域の周辺に発生するフレア量を測定する。
図２３はショット領域外に照射するフレアを測定する様子を示しており、（ａ）がフレアの測定箇所であるショット領域を示す模式図、（ｂ）が測定結果を示す特性図である。
図２３（ｂ）では、横軸をショット領域の周縁部からの距離、縦軸をフレア量（％）とする。このとき、ショット領域内の光が完全に透過する部分のエネルギー照射量を１で規格化し、ショット領域外のエネルギー照射量をフレア量として定義した。図２３（ｂ）では１次元の測定結果を示すが、ショット領域外の全域に亘って同様の測定を行うことにより、露光領域外の全域に亘ってフレアを測定することができる。
（２）ステップＳ２２
例えば、図１０に示す複数のショット領域の露光レイアウトを用いて、照射エネルギー分布算出手段５２により隣接するショット領域からのフレアを足し合わせ、当該ショット領域領域内の実効的なエネルギー分布を求めることができる。
例えば、図１０に示す複数のショット領域の露光レイアウトを用いて、照射エネルギー分布算出手段５２により隣接するショット領域からのフレアを足し合わせ、当該ショット領域領域内の実効的なエネルギー分布を求めることができる。
（３）ステップＳ２３
照射エネルギー分布調節手段５３により、算出された実効的なエネルギー分布が均一になるように、露光量分布を調整する。
照射エネルギー分布調節手段５３により、算出された実効的なエネルギー分布が均一になるように、露光量分布を調整する。
以上説明したように、本実施形態によれば、１つのショット領域内について、その領域全体に亘ってフレアを極めて高い精度で見積もりこれを補正することを可能とし、幅寸法変化の極めて小さいリソグラフィープロセスを実現し、ひいては信頼性の高い半導体装置の実現に寄与する。
−本発明を適用した他の実施形態−
上述した実施形態によるデータ補正装置及び露光補正装置を構成する各手段等、並びにデータ補正方法及び露光補正方法の各ステップ（図２のステップＳ１〜Ｓ５、図１３のステップＳ１〜Ｓ３，Ｓ１１，Ｓ５、図１７のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１２，Ｓ４，Ｓ１３，Ｓ１４、図１９のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１２，Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１４、図２２のステップＳ２１〜Ｓ２３等）は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
上述した実施形態によるデータ補正装置及び露光補正装置を構成する各手段等、並びにデータ補正方法及び露光補正方法の各ステップ（図２のステップＳ１〜Ｓ５、図１３のステップＳ１〜Ｓ３，Ｓ１１，Ｓ５、図１７のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１２，Ｓ４，Ｓ１３，Ｓ１４、図１９のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１２，Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１４、図２２のステップＳ２１〜Ｓ２３等）は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全て或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
例えば、図２４は、パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図２４において、１２００はコンピュータＰＣである。ＰＣ１２００は、ＣＰＵ１２０１を備え、ＲＯＭ１２０２又はハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶された、或いはフレキシブルディスクドライブ（ＦＤ）１２１２より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行し、システムバス１２０４に接続される各デバイスを総括的に制御する。
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際のマスクパターンの補正装置であって、
１つの対象領域毎に、前記転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、複数の前記対象領域のレイアウトに基づいて前記開口率を算出する開口率算出手段と、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の転写パターンを得るための前記マスクパターンの寸法を算出する寸法算出手段と
を含むことを特徴とするマスクパターンの補正装置。
１つの対象領域毎に、前記転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、複数の前記対象領域のレイアウトに基づいて前記開口率を算出する開口率算出手段と、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の転写パターンを得るための前記マスクパターンの寸法を算出する寸法算出手段と
を含むことを特徴とするマスクパターンの補正装置。
（付記２）前記開口率算出手段は、算出対象となる前記対象領域内における一定領域毎に前記開口率を算出することを特徴とする付記１に記載のマスクパターンの補正装置。
（付記３）前記開口率算出手段は、算出対象となる前記対象領域以外の他の対象領域の前記マスクパターンのデータを反映させて前記開口率を算出することを特徴とする付記１又は２に記載のマスクパターンの補正装置。
（付記４）前記他の対象領域は、算出対象となる前記対象領域に隣接して位置することを特徴とする付記３に記載のマスクパターンの補正装置。
（付記５）前記開口率算出手段は、複数の前記対象領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記対象領域内の設計開口率を補正し、前記対象領域の実効的な前記開口率を算出することを特徴とする付記１又は２に記載のマスクパターンの補正装置。
（付記６）前記対象領域は、１回の露光に対応する単位露光領域であることを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載のマスクパターンの補正装置。
（付記７）前記対象領域は、前記被転写体における１つのチップ領域であることを特徴とする付記１〜６のいずれか１項に記載のマスクパターンの補正装置。
（付記８）フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際の露光補正装置であって、
１つの対象領域毎に、前記転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、複数の前記対象領域のレイアウトに基づいて前記開口率を算出する開口率算出手段と、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の転写パターンを得るための前記対象領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出手段と、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記対象領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段と
を含むことを特徴とする露光補正装置。
１つの対象領域毎に、前記転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、複数の前記対象領域のレイアウトに基づいて前記開口率を算出する開口率算出手段と、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の転写パターンを得るための前記対象領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出手段と、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記対象領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段と
を含むことを特徴とする露光補正装置。
（付記９）前記開口率算出手段は、算出対象となる前記対象領域内における一定領域毎に前記開口率を算出することを特徴とする付記８に記載の露光補正装置。
（付記１０）前記開口率算出手段は、算出対象となる前記対象領域以外の他の対象領域の前記マスクパターンのデータを反映させて前記開口率を算出することを特徴とする付記９に記載の露光補正装置。
（付記１１）前記他の対象領域は、算出対象となる前記対象領域に隣接して位置することを特徴とする付記１０に記載の露光補正装置。
（付記１２）前記開口率算出手段は、複数の前記対象領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記対象領域内の設計開口率を補正し、前記対象領域の実効的な前記開口率を算出することを特徴とする付記８又は９に記載の露光補正装置。
（付記１３）前記対象領域は、１回の露光に対応する単位露光領域であることを特徴とする付記８〜１２のいずれか１項に記載の露光補正装置。
（付記１４）前記対象領域は、前記被転写体における１つのチップ領域であることを特徴とする付記８〜１３のいずれか１項に記載の露光補正装置。
（付記１５）フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際の露光補正装置であって、
１回の露光に対応する単位露光領域に露光光を照射するときに、前記露光光による前記単位露光領域の周辺に発生するフレア量を測定するフレア量測定手段と、
測定された前記フレア量に基づいて、所定寸法の転写パターンを得るための前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出手段と、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段と
を含むことを特徴とする露光補正装置。
１回の露光に対応する単位露光領域に露光光を照射するときに、前記露光光による前記単位露光領域の周辺に発生するフレア量を測定するフレア量測定手段と、
測定された前記フレア量に基づいて、所定寸法の転写パターンを得るための前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出手段と、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節手段と
を含むことを特徴とする露光補正装置。
（付記１６）フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際のマスクパターンの補正方法であって、
１つの対象領域毎に、前記転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、複数の前記対象領域のレイアウトに基づいて前記開口率を算出するステップと、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の転写パターンを得るための前記マスクパターンの寸法を算出するステップと
を含むことを特徴とするマスクパターンの補正方法。
１つの対象領域毎に、前記転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、複数の前記対象領域のレイアウトに基づいて前記開口率を算出するステップと、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の転写パターンを得るための前記マスクパターンの寸法を算出するステップと
を含むことを特徴とするマスクパターンの補正方法。
（付記１７）前記開口率を算出するステップでは、算出対象となる前記対象領域内における一定領域毎に前記開口率を算出することを特徴とする付記１６に記載のマスクパターンの補正方法。
（付記１８）前記開口率を算出するステップでは、算出対象となる前記対象領域以外の他の対象領域の前記マスクパターンのデータを反映させて前記開口率を算出することを特徴とする付記１６又は１７に記載のマスクパターンの補正方法。
（付記１９）前記他の対象領域は、算出対象となる前記対象領域に隣接して位置することを特徴とする付記１８に記載のマスクパターンの補正方法。
（付記２０）前記開口率を算出するステップは、
複数の前記対象領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記対象領域内の設計開口率を補正し、前記対象領域の実効的な前記開口率を算出することを特徴とする付記１６又は１７に記載のマスクパターンの補正方法。
複数の前記対象領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記対象領域内の設計開口率を補正し、前記対象領域の実効的な前記開口率を算出することを特徴とする付記１６又は１７に記載のマスクパターンの補正方法。
（付記２１）前記対象領域は、１回の露光に対応する単位露光領域であることを特徴とする付記１６〜２０のいずれか１項に記載のマスクパターンの補正方法。
（付記２２）前記対象領域は、前記被転写体における１つのチップ領域であることを特徴とする付記１６〜２１のいずれか１項に記載のマスクパターンの補正方法。
（付記２３）フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際の露光補正方法であって、
１つの対象領域毎に、前記転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、複数の前記対象領域のレイアウトに基づいて前記開口率を算出するステップと、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の転写パターンを得るための前記対象領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出するステップと、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記対象領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節するステップと
を含むことを特徴とする露光補正方法。
１つの対象領域毎に、前記転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、複数の前記対象領域のレイアウトに基づいて前記開口率を算出するステップと、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の転写パターンを得るための前記対象領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出するステップと、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記対象領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節するステップと
を含むことを特徴とする露光補正方法。
（付記２４）前記開口率を算出するステップでは、算出対象となる前記対象領域内における一定領域毎に前記開口率を算出することを特徴とする付記２３に記載の露光補正方法。
（付記２５）前記開口率を算出するステップでは、算出対象となる前記対象領域以外の他の対象領域の前記マスクパターンのデータを反映させて前記開口率を算出することを特徴とする付記２３又は２４に記載の露光補正方法。
（付記２６）前記他の対象領域は、算出対象となる前記対象領域に隣接して位置することを特徴とする付記２５に記載の露光補正方法。
（付記２７）前記開口率を算出するステップは、複数の前記対象領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記対象領域内の設計開口率を補正し、前記対象領域の実効的な前記開口率を算出することを特徴とする付記２３又は２４に記載の露光補正方法。
（付記２８）前記対象領域は、１回の露光に対応する単位露光領域であることを特徴とする付記２３〜２７のいずれか１項に記載の露光補正方法。
（付記２９）前記対象領域は、前記被転写体における１つのチップ領域であることを特徴とする付記２３〜２８のいずれか１項に記載の露光補正方法。
（付記３０）フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際の露光補正方法であって、
１回の露光に対応する単位露光領域に露光光を照射するときに、前記露光光による前記単位露光領域の周辺に発生するフレア量を測定するステップと、
測定された前記フレア量に基づいて、所定寸法の転写パターンを得るための前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出するステップと、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節するステップと
を含むことを特徴とする露光補正方法。
１回の露光に対応する単位露光領域に露光光を照射するときに、前記露光光による前記単位露光領域の周辺に発生するフレア量を測定するステップと、
測定された前記フレア量に基づいて、所定寸法の転写パターンを得るための前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出するステップと、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記単位露光領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節するステップと
を含むことを特徴とする露光補正方法。
１ 点像強度分布算出手段
２ フレア量−寸法変動量算出手段
３ フレア量−寸法補正量算出手段
４，６ 開口率算出手段
５ 寸法算出手段
７ 寸法変動量−露光量算出手段
８ フレア量−露光量算出手段
９，５３ 照射エネルギー分布調節手段
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，２５ 試験用フォトマスク
２１ ラインパターン
２２ 輪帯パターン
２３ 測定パターン
２４ ダミーパターン
３１ ショット領域
３２ フレア領域
３３ ウェーハ
４１ マスクパターン
４２ ダミーパターン
４３ フォトマスク
５１ 照度センサ
５２ 照射エネルギー分布算出手段
１０１ シャッタ
１０２ 光学レンズ
１０３ ショット領域外の部位
１１１ チップ領域
２ フレア量−寸法変動量算出手段
３ フレア量−寸法補正量算出手段
４，６ 開口率算出手段
５ 寸法算出手段
７ 寸法変動量−露光量算出手段
８ フレア量−露光量算出手段
９，５３ 照射エネルギー分布調節手段
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，２５ 試験用フォトマスク
２１ ラインパターン
２２ 輪帯パターン
２３ 測定パターン
２４ ダミーパターン
３１ ショット領域
３２ フレア領域
３３ ウェーハ
４１ マスクパターン
４２ ダミーパターン
４３ フォトマスク
５１ 照度センサ
５２ 照射エネルギー分布算出手段
１０１ シャッタ
１０２ 光学レンズ
１０３ ショット領域外の部位
１１１ チップ領域
Claims (5)
- フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際のマスクパターンの補正装置であって、
１回の露光で露光転写するマスクパターンの領域であるショット領域毎及び前記ショット領域を構成する複数のチップ領域について前記各チップ領域毎に、前記被転写体上に露光転写される転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、
所定の前記ショット領域に隣接する前記ショット領域の影響を、複数の前記ショット領域の露光レイアウトに基づいて加味するとともに、所定の前記チップ領域に隣接する前記チップ領域の影響を加味して、前記開口率を算出する開口率算出装置と、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の前記転写パターンを得るための前記マスクパターンの寸法を算出する寸法算出装置と
を含み、
前記開口率算出装置は、複数の前記ショット領域及び前記チップ領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記ショット領域及び前記チップ領域内の設計開口率を補正し、前記ショット領域及び前記チップ領域の実効的な前記開口率を算出するものであることを特徴とするマスクパターンの補正装置。 - フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際の露光補正装置であって、
１回の露光で露光転写するマスクパターンの領域であるショット領域毎及び前記ショット領域を構成する複数のチップ領域について前記各チップ領域毎に、前記被転写体上に露光転写される転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、
所定の前記ショット領域に隣接する前記ショット領域の影響を、複数の前記ショット領域の露光レイアウトに基づいて加味するとともに、所定の前記チップ領域に隣接する前記チップ領域の影響を加味して、前記開口率を算出する開口率算出装置と、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の前記転写パターンを得るための前記ショット領域及び前記チップ領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出する照射エネルギー分布算出装置と、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記ショット領域及び前記チップ領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節する照射エネルギー分布調節装置と
を含み、
前記開口率算出装置は、複数の前記ショット領域及び前記チップ領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記ショット領域及び前記チップ領域内の設計開口率を補正し、前記ショット領域及び前記チップ領域の実効的な前記開口率を算出するものであることを特徴とする露光補正装置。 - フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際のマスクパターンの補正方法であって、
１回の露光で露光転写するマスクパターンの領域であるショット領域毎及び前記ショット領域を構成する複数のチップ領域について前記各チップ領域毎に、前記被転写体上に露光転写される転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、
所定の前記ショット領域に隣接する前記ショット領域の影響を、複数の前記ショット領域の露光レイアウトに基づいて加味するとともに、所定の前記チップ領域に隣接する前記チップ領域の影響を加味して、前記開口率を算出するステップと、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の前記転写パターンを得るための前記マスクパターンの寸法を算出するステップと
を含み、
前記開口率を算出するステップは、
複数の前記ショット領域及び前記チップ領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記ショット領域及び前記チップ領域内の設計開口率を補正し、前記ショット領域及び前記チップ領域の実効的な前記開口率を算出することを特徴とするマスクパターンの補正方法。 - 前記開口率を算出するステップでは、算出対象となる前記ショット領域及び前記チップ領域内における一定領域毎に前記開口率を算出することを特徴とする請求項３に記載のマスクパターンの補正方法。
- フォトマスクのマスクパターンを複数回露光して被転写体上に露光転写する際の露光補正方法であって、
１回の露光で露光転写するマスクパターンの領域であるショット領域毎及び前記ショット領域を構成する複数のチップ領域について前記各チップ領域毎に、前記被転写体上に露光転写される転写パターンに対応する前記マスクパターンの開口率を算出するに際して、
所定の前記ショット領域に隣接する前記ショット領域の影響を、複数の前記ショット領域の露光レイアウトに基づいて加味するとともに、所定の前記チップ領域に隣接する前記チップ領域の影響を加味して、前記開口率を算出するステップと、
算出された前記開口率を用いて、所定寸法の前記転写パターンを得るための前記ショット領域及び前記チップ領域内の露光光の照射エネルギー分布を算出するステップと、
算出された前記照射エネルギー分布に基づいて、前記ショット領域及び前記チップ領域内の露光光の照射エネルギー分布を調節するステップと
を含み、
前記開口率を算出するステップは、
複数の前記ショット領域及び前記チップ領域の平均開口率を算出し、前記平均開口率を用いて算出対象となる前記ショット領域及び前記チップ領域内の設計開口率を補正し、前記ショット領域及び前記チップ領域の実効的な前記開口率を算出することを特徴とする露光補正方法。
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