JP4551937B2 - Pattern formation method - Google Patents

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Description

本発明は、被処理基板上に所望のパターンを形成するためのパターン形成方法に係わり、特に補正したパターンを基にマスクを製造するためのマスクの製造方法、更にはパターンを補正したマスクを基にウェハ上にLSIパターンを形成するためのLSIの製造方法に関する。   The present invention relates to a pattern forming method for forming a desired pattern on a substrate to be processed. In particular, the present invention relates to a mask manufacturing method for manufacturing a mask based on a corrected pattern, and further to a mask having a corrected pattern. The present invention also relates to an LSI manufacturing method for forming an LSI pattern on a wafer.

LSIの製造においては、まずマスク描画装置などを用いて、LSIパターンに相当する開口又は遮光パターンを有するマスクが作製される。次いで、光ステッパ或いはスキャナを用いて、マスク上のパターンをウェハ上のレジストに転写し、この後に現像,エッチングなどの各種工程を経て1層のパターンが作製される。このようなパターン作製工程を繰り返してLSIが製造されることになる。また、マスクの製造においても、マスク描画装置によるマスク上のレジストの露光,レジストの現像,COG(Cr On Glass)のエッチングなどの幾つかの工程を経てマスクが製造されることになる。   In manufacturing an LSI, first, a mask having an opening corresponding to an LSI pattern or a light shielding pattern is manufactured using a mask drawing apparatus or the like. Next, the pattern on the mask is transferred to the resist on the wafer using an optical stepper or scanner, and thereafter, a single layer pattern is produced through various processes such as development and etching. An LSI is manufactured by repeating such a pattern manufacturing process. Also in the manufacture of the mask, the mask is manufactured through several steps such as exposure of the resist on the mask by the mask drawing apparatus, development of the resist, and etching of COG (Cr On Glass).

現在、マスクの描画には、主として電子線露光装置が利用されるが、光が利用される場合もある。また、マスク上のパターンをウェハ上に転写する装置では、一般に光が利用されるが、電子線やX線を利用する技術も研究されている。何れにしても、僅かLSIの1層分のパターン形成でさえも、上記のような様々な工程を経ることになる。   Currently, an electron beam exposure apparatus is mainly used for mask drawing, but light may be used in some cases. Further, in an apparatus for transferring a pattern on a mask onto a wafer, light is generally used, but a technique using an electron beam or an X-ray has been studied. In any case, even a pattern formation for only one LSI layer goes through various processes as described above.

このような工程を経て作製されたLSIパターン、或いはマスク上のパターンで見出される問題の一つは、“局所的に見ると各パターンは、ほぼ均一に仕上がっている(局所的には、設計寸法との差がほぼ同一)が、マスク全体或いはウェハ内に形成されたチップの内部全体で見るとパターン寸法が徐々に変化する(設計寸法との差がチップ内部で緩やかに変化する)”というものである。   One of the problems found in LSI patterns produced through these processes or patterns on the mask is that “when viewed locally, each pattern is almost uniformly finished (locally, the design dimensions The pattern size changes gradually when viewed in the entire mask or inside the chip formed in the wafer (the difference from the design size changes gradually inside the chip) " It is.

この様子を、図1に模式的に示す。ウェハ上のチップ内位置が近い場合(局所的)は設計寸法との差も小さいが、チップ内位置が遠いところ(大局的)では設計寸法との差が大きくなっている。ここで、図1に示す誤差の分布は、図2に示すような、パターンに依存した寸法誤差と位置に依存した寸法誤差とを加えたものである。図2において、(a)はライン&スペースパターンであり、(b)はパターン密度による寸法変化分を示しており、(c)は二次元平面位置における寸法変化を示している。   This is schematically shown in FIG. When the position within the chip on the wafer is close (local), the difference from the design dimension is small, but when the position within the chip is far (overall), the difference from the design dimension is large. Here, the error distribution shown in FIG. 1 is obtained by adding a pattern-dependent dimensional error and a position-dependent dimensional error as shown in FIG. In FIG. 2, (a) is a line & space pattern, (b) shows the dimensional change due to the pattern density, and (c) shows the dimensional change at the two-dimensional plane position.

類似の問題として、電子線露光装置でマスク描画を行う際に生じる“かぶり”と呼ばれる現象がある。かぶりとは、電子がマスク上のレジストを露光したのち、基板で跳ね返って装置のステージ上部に戻り、そこで再度反射してレジストを露光する現象である。この現象が生じる結果は、上述のものと類似しており、数cmの程度で徐々に寸法が変化していく。従って、マスク上の大局的なパターン寸法劣化要因の一つである。   As a similar problem, there is a phenomenon called “fogging” that occurs when performing mask drawing with an electron beam exposure apparatus. Fogging is a phenomenon in which electrons are exposed to the resist on the mask, then bounce off the substrate, return to the upper part of the stage of the apparatus, and then reflect again to expose the resist. The result of this phenomenon is similar to that described above, and the dimensions gradually change in the order of several centimeters. Therefore, this is one of the causes of global pattern dimension deterioration on the mask.

この問題への対処策としては、場所毎に照射量を調整する技術が提案されている(かぶり補正)。この方法では、寸法変動を補正するための場所毎の照射量を予め計算機などで求めておき、それを基に照射量を変化させることで、かぶりの現象を補正(正確には抑制)する。ここで、照射量の算出は、マスクを小領域毎に区切り、その中のパターンの密度を算出してこれを利用する。しかし、次に述べるように、このかぶり補正の手法は、大局的寸法変動の問題に対する充分な解決手段とはなり得ない。   As a countermeasure for this problem, a technique for adjusting the irradiation amount for each place has been proposed (fogging correction). In this method, the irradiation amount for each place for correcting the dimensional variation is obtained in advance by a computer or the like, and the fogging phenomenon is corrected (accurately suppressed) by changing the irradiation amount based on the amount. Here, the dose is calculated by dividing the mask into small areas, calculating the density of the patterns therein, and using this. However, as described below, this fog correction method cannot be a sufficient solution to the problem of global dimensional variation.

まず、第1にこの方法は、電子線露光装置によるマスク描画での、かぶりを補正するためだけの方法なので、ウェハ上にLSIパターンを形成する場合にはそのまま適用することはできない。   First, since this method is only a method for correcting fog in mask drawing by an electron beam exposure apparatus, it cannot be applied as it is when an LSI pattern is formed on a wafer.

第2の問題として、精度及び計算時間上の問題がある。電子線露光装置においては、かぶりの現象の他に、近接効果と呼ばれる他の寸法劣化要因がある。これは、30μm程度の領域に影響を及ぼす比較的局所的な寸法劣化要因であるが、そこで発生する寸法誤差は、100nm程度と上記大局的寸法変動よりも遥かに大きい。この近接効果を補正する際にも、場所によって照射量を変化させる方法が利用される。   As a second problem, there are problems in accuracy and calculation time. In the electron beam exposure apparatus, in addition to the phenomenon of fogging, there is another dimension deterioration factor called a proximity effect. This is a relatively local dimensional degradation factor that affects the region of about 30 μm, but the dimensional error generated there is about 100 nm, which is much larger than the above-described global dimensional variation. When correcting this proximity effect, a method of changing the irradiation amount depending on the location is used.

つまり、上記かぶりの補正も近接効果補正も共に、場所毎に照射量を変化させて補正を行う方式を採用しているので、全てを正確に補正処理するには、両者を同時に考慮して最適な照射量を計算する必要がある。これを実施するには、近接効果補正の及ぶ範囲よりも遥かに小さな領域(例えば1μm×1μm)毎に最適照射量を算出する必要があり、なおかつ、かぶりの影響が及ぶ範囲(例えば、数cm角)の全てパターンの影響を考慮する必要がある。   In other words, both the above-mentioned fog correction and proximity effect correction employ a method of correcting by changing the irradiation amount for each location. It is necessary to calculate the correct dose. In order to implement this, it is necessary to calculate the optimum dose for each area (for example, 1 μm × 1 μm) that is much smaller than the range covered by the proximity effect correction, and the range (for example, several cm) that is affected by the fogging. It is necessary to consider the influence of all patterns at the corners.

現在、近接効果補正だけであれば、専用の回路を利用して最適照射量の計算が行われているが、それに要する時間は1時間程度である。かぶりの影響の及ぶ距離は近接効果の影響が及ぶ距離の30倍以上であり、計算量,計算時間は面積で効くので、30×30倍で約1000倍となる。即ち、近接効果補正とかぶり補正とを同時に計算処理するには、現在近接効果補正に利用されている専用の回路が利用できたとしても、その時間は1000時間、約2ヶ月に及ぶことになる。   At present, if only proximity effect correction is performed, the optimal dose is calculated using a dedicated circuit, but the time required for this is about one hour. The distance affected by the fogging is more than 30 times the distance affected by the proximity effect, and the calculation amount and the calculation time are affected by the area. Therefore, 30 × 30 times is about 1000 times. That is, in order to calculate the proximity effect correction and the fog correction at the same time, even if a dedicated circuit currently used for the proximity effect correction can be used, the time is 1000 hours, which is about two months. .

そのため、従来のかぶり補正の方式としては、かぶり補正では近接効果補正の結果を無視してパターンの密度のみから照射量を算出し、近接効果補正ではかぶりの影響を無視して描画装置内部でリアルタイム処理し照射量を算出し、これらかぶり補正用の照射量と近接効果補正の照射量とを組み合わせて、最終的な照射量を算出し、これに従って補正を行っていた。このような方法を用いれば、近接効果補正とかぶり補正との相互の関係、依存性を無視することになり、それによって誤差が生じる。このため、かぶり補正には誤差が発生してしまい、大局的寸法変動に対する効果は誤差を精々1/4に抑制する程度に過ぎない。これでは、現在及び将来必要となる精度を満たさない値である。   Therefore, as a conventional fog correction method, in the fog correction, the irradiation effect is calculated only from the density of the pattern ignoring the result of the proximity effect correction, and in the proximity effect correction, the influence of the fog is ignored and the real time inside the drawing apparatus is ignored. After processing, the dose was calculated, and the final dose was calculated by combining the fog correction dose and the proximity effect correction dose, and correction was performed accordingly. If such a method is used, the mutual relationship and dependency between the proximity effect correction and the fog correction will be ignored, thereby causing an error. For this reason, an error occurs in the fog correction, and the effect on the global dimensional variation is only to suppress the error to ¼ at most. This is a value that does not satisfy the accuracy required at present and in the future.

このように従来、マスクやLSIの製造においては、複数の製造装置を用いると共に複数の工程を経ることになり、これに起因して大局的寸法変動が生じるのが避けらない。そして、この大局的寸法変動を精度良く補正することは困難であった。   Thus, conventionally, in the manufacture of masks and LSIs, a plurality of manufacturing apparatuses are used and a plurality of processes are performed, and it is inevitable that global dimensional variations occur due to this. It has been difficult to accurately correct this global dimensional variation.

本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、マスク及びLSI製造時に総合的に発生する大局的寸法変動を精度良く補正することができ、より高精度なマスクやLSIを製造することのできるパターン形成方法を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and the object of the present invention is to be able to accurately correct global dimensional variations that occur comprehensively during mask and LSI manufacturing, and to achieve higher accuracy. An object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of manufacturing a mask and an LSI.

(構成)
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
(Constitution)
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.

即ち、本発明の一態様は、所定の設計パターンに基づいて、パターン露光に供されるマスクを製造するためのマスクの製造方法であって、パターンの局所領域の寸法変動の平均値が該局所領域よりも広い大局領域で変動するのを大局的寸法変動と定義し、マスクの製造に使用するエッチング装置によるエッチングむらを補正するために、マスク上での位置に依存してパターン寸法を変化させる第1の大局的寸法変動特性fp(x,y)と、ある場所(x,y)のパターン密度がその周辺のパターン寸法に及ぼす影響を距離についての関数で近似した、パターン密度に依存してパターン寸法を変化させる第2の大局的寸法変動特性g(x,y)と、を予め求めておき、前記エッチング装置を用いてマスクを作製する際に、前記大局領域よりも小さい小領域の内部に存在するLSIパターンの密度をρ(x,y)とし、各小領域でのパターン補正量Δ(x,y)をfp(x,y)と∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’dy’ とを利用して求め、前記小領域毎に前記設計パターンの寸法を補正し、この補正したパターン寸法に基づいてマスクに所望パターンを形成することを特徴とする。 That is, one aspect of the present invention is a mask manufacturing method for manufacturing a mask to be subjected to pattern exposure based on a predetermined design pattern, in which an average value of dimensional variation in a local region of the pattern is the local pattern. In order to correct the etching unevenness caused by the etching apparatus used for manufacturing the mask, the pattern dimension is changed depending on the position on the mask. The first global dimension variation characteristic fp (x, y) and the influence of the pattern density at a certain place (x, y) on the pattern dimensions in the vicinity are approximated by a function of distance, depending on the pattern density A second global dimension variation characteristic g (x, y) for changing the pattern dimension is obtained in advance, and is smaller than the global area when the mask is manufactured using the etching apparatus. The density of the LSI pattern existing in the small area is ρ (x, y), and the pattern correction amount Δ (x, y) in each small area is fp (x, y) and ∫g (x−x ′ , y−y ′) ρ (x ′, y ′) dx′dy ′, and corrects the dimensions of the design pattern for each of the small areas, and the desired mask is determined based on the corrected pattern dimensions. A pattern is formed.

また、本発明の別の一態様は、所定の設計パターンに基づいてマスクを作製し、このマスクを用いてウェハ上に所望のLSIパターンを形成するためのLSIの製造方法であって、パターンの局所領域の寸法変動の平均値が該局所領域よりも広い大局領域で変動するのを大局的寸法変動と定義し、LSIの製造に使用するエッチング装置によるエッチングむらを補正するために、ウェハ上のチップ或いはチップ群内での位置に依存してパターン寸法を変化させる第1の大局的寸法変動特性fp(x,y)と、ある場所(x,y)のパターン密度がその周辺のパターン寸法に及ぼす影響を距離についての関数で近似した、パターン密度に依存してパターン寸法を変化させる第2の大局的寸法変動特性g(x,y)と、を予め求めておき、前記エッチング装置を用いてLSIを製造する際に、前記大局領域よりも小さい小領域の内部に存在するLSIパターンの密度をρ(x,y)とし、各小領域でのパターン補正量Δ(x,y)をfp(x,y)と∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’dy’ とを利用して求め、前記小領域毎に前記設計パターンの寸法を補正し、この補正したパターン寸法に基づいてマスクに所望パターンを形成することを特徴とする。 Another aspect of the present invention is an LSI manufacturing method for producing a mask on the basis of a predetermined design pattern and forming a desired LSI pattern on the wafer using the mask. In order to correct the etching unevenness caused by the etching apparatus used for manufacturing the LSI, it is defined that the average value of the dimensional variation in the local region varies in a global region wider than the local region. The first global dimension variation characteristic fp (x, y) that changes the pattern dimension depending on the position in the chip or the chip group, and the pattern density at a certain location (x, y) are the pattern dimensions in the vicinity. A second global dimensional variation characteristic g (x, y) that changes the pattern dimension depending on the pattern density, which approximates the effect on the distance by a function, is obtained in advance, and When an LSI is manufactured using a chucking device, the density of LSI patterns existing in a small area smaller than the global area is ρ (x, y), and the pattern correction amount Δ (x, y) is obtained using fp (x, y) and ∫g (x-x ′, y-y ′) ρ (x ′, y ′) dx′dy ′, and the design pattern for each small region And a desired pattern is formed on the mask based on the corrected pattern dimension.

(作用)
本発明においては、寸法変動の目安よりも小さな領域毎に、その内部のパターンの寸法を補正することで、上記の大局的寸法変動を補正する。これによって、かぶり補正の方式で生じた近接効果補正など他の補正との相互作用を回避した高精度な補正が実現できる。また、各装置,各工程で発生する大局的誤差は相互にほぼ独立に補正可能である。さらに、実用上問題ないレベルで、各装置,各工程で発生する大局的寸法誤差は、位置のみに依存する寄与とパターンに依存する寄与とに分離することができる。そして、それぞれをほぼ独立に補正することによって高精度の補正を実現することが可能となる。
(Function)
In the present invention, the above-described global dimensional variation is corrected by correcting the dimension of the pattern in each region smaller than the standard of dimensional variation. As a result, high-accuracy correction that avoids interaction with other corrections such as proximity effect correction that occurs in the fog correction method can be realized. Further, global errors occurring in each device and each process can be corrected almost independently of each other. Further, the global dimensional error generated in each apparatus and each process can be separated into a contribution depending only on the position and a contribution depending on the pattern at a level where there is no practical problem. And it becomes possible to implement | achieve highly accurate correction | amendment by correct | amending each substantially independently.

具体的な補正方式としては、各装置,各工程で発生する大局的誤差及び全工程を経て発生する大局的誤差を、少なくとも位置のみに依存する寄与とパターンに依存する寄与とに分離し、それらを利用して局所的にパターンを変形する。これによって、大局的寸法変動を補正することが可能となる。   As a specific correction method, a global error generated in each device and each process and a global error generated through all processes are separated into a contribution depending on at least a position and a contribution depending on a pattern. The pattern is deformed locally using. This makes it possible to correct global dimensional variations.

本発明によれば、マスクやウェハ等にパターンを形成するために使用する装置群を用いた時の大局的寸法変動の特性を予め調べておき、これらの装置群を用いて試料上にパターンを形成する際に、所定の寸法変動が生じる距離の目安よりも小さな領域毎に、寸法変動特性を利用してその領域内部のパターンの寸法を補正し、この補正情報に基づいて所望のパターンを形成することによって、マスクやウェハの内部上で生じる大局的に生じる寸法変動を補正することが可能となり、しかも従来法に比べてその補正精度を飛躍的に向上させることができる。   According to the present invention, characteristics of global dimensional fluctuations when using a group of devices used for forming a pattern on a mask, a wafer, or the like are examined in advance, and a pattern is formed on a sample using these groups of devices. When forming, for each region that is smaller than the standard distance at which a predetermined dimensional variation occurs, the dimensional variation characteristics are used to correct the dimensions of the pattern inside the region, and a desired pattern is formed based on this correction information. By doing so, it is possible to correct the dimensional variation that occurs globally on the inside of the mask or wafer, and the correction accuracy can be dramatically improved as compared with the conventional method.

まず、発明の実施形態を説明する前に、本発明の基本原理について説明しておく。   First, before describing embodiments of the invention, the basic principle of the present invention will be described.

前述した大局的寸法変動が生じる原因は、幾つか考えられる。確認された原因や想定される原因を列挙すると以下のようになる。   There are several possible causes for the above-described global dimensional variation. The list of confirmed and possible causes is as follows.

あ)マスク作製までの工程
1)電子線露光装置内でレチクルに電子を照射したとき、レチクルで反射した電子が露光装置チャンバの上部で反射し、再度レチクル上のレジストを露光する。
A) Steps up to mask fabrication 1) When the reticle is irradiated with electrons in the electron beam exposure apparatus, the electrons reflected by the reticle are reflected on the upper part of the exposure apparatus chamber, and the resist on the reticle is exposed again.

2)エッチング時のパターン密度依存性がある。即ち、レジスト上のパターン密度に依存してエッチング溶媒に溶け出すクロムの密度が変化し、この溶媒内のクロム密度がクロムの溶解速度を変化させる。マスクをドライエッチングする際には、ローディング効果が現れて、パターン密度に依存してエッチング速度が変化し、その結果クロムの寸法が場所によって変化する。     2) Dependence on pattern density during etching. That is, the density of chromium dissolved in the etching solvent changes depending on the pattern density on the resist, and the chromium density in the solvent changes the dissolution rate of chromium. When the mask is dry-etched, a loading effect appears, and the etching rate changes depending on the pattern density. As a result, the chromium dimension changes depending on the location.

3)現像の際の問題がある。即ち、2)と同様の現象がレジストの現像の際にも生じる可能性がある。     3) There is a problem during development. That is, the same phenomenon as 2) may occur when developing a resist.

4)電子線露光装置の問題がある。即ち、電位線路光装置内でレチクルが水平に支持されず、僅かに傾くために場所によって寸法が変化する。     4) There is a problem with the electron beam exposure apparatus. In other words, the reticle is not supported horizontally in the potential line optical device, and is slightly tilted, so that the dimensions change depending on the location.

5)レチクル上の寸法が正しく形成されていても、ステッパにレチクルをセットする際、それがウェハに対して完全に平行に支持されず、そのためにウェハ上で寸法が場所によって変化する。     5) Even if the dimensions on the reticle are correctly formed, when the reticle is set on the stepper, it is not supported completely parallel to the wafer, so the dimensions vary from place to place on the wafer.

い)マスクを利用してウェハ上にLSIを作製するまでの工程
1)マスクを利用し、ステッパ或いはスキャナなどの転写装置でマスク上のパターンをウェハ上のレジストに転写する際、転写装置内部の組み立て誤差などが光学系の非対称性を引き起こし、場所に依存した寸法変動を引き起こす。
I) Processes until an LSI is fabricated on a wafer using a mask 1) When a pattern on a mask is transferred to a resist on a wafer by a transfer device such as a stepper or a scanner using the mask, Assembly errors and the like cause asymmetry of the optical system and cause dimensional variations depending on the location.

2)い)−1)の工程の後、レジストの現像を行うが、あ)−3)と同様、パターン密度等に依存して寸法が変動する可能性がある。     2) After the step 1) -1), the resist is developed, but the dimension may vary depending on the pattern density and the like, as in 3) -3).

3)レジストをマスクに下地基板をエッチングする際、ローディング効果により寸法がパターンに依存する。また、エッチング装置の特性によって、場所に依存して寸法が変動する。     3) When etching the base substrate using a resist as a mask, the size depends on the pattern due to the loading effect. Also, the dimensions vary depending on the location depending on the characteristics of the etching apparatus.

4)ダマシンプロセス等でLSI製造する際、ケミカルメカニカルポリッシング(CMP)の工程で、パターンの密度依存性が現れる。     4) When an LSI is manufactured by a damascene process or the like, pattern density dependency appears in a chemical mechanical polishing (CMP) process.

以上の様々な原因が考えられるが、これらに共通の特徴は、影響の及ぶ範囲、寸法変動が生じる領域の単位がcm程度或いはそれ以上になるという点にある。逆にいえば、数10〜数100μmと小さな領域の中を局所的に見ると、その中では寸法変化は均一と見なしてよい。従って、このような領域毎に補正を行っても良いことになる。これが、本発明方式の“寸法変動距離(所定の寸法変動が生じる距離)の目安よりも小さな領域毎に補正”できることを保証する。   The above-mentioned various causes can be considered, but common features are that the range of influence and the unit of the region where the dimensional variation occurs are about cm or more. In other words, when a region as small as several tens to several hundreds μm is viewed locally, the dimensional change may be regarded as uniform. Therefore, correction may be performed for each of such areas. This guarantees that “correction can be performed for each region smaller than the standard of the dimensional variation distance (distance at which a predetermined dimensional variation occurs)” of the method of the present invention.

さらに、この補正を行う際、場所毎に照射量を変化させるのではなく、寸法を図形毎に補正させる。一方、近接効果補正は照射量を変化させて補正する。そのため、本発明の大局的寸法変動の補正と、近接効果補正との間には、相互作用が生じず従来のかぶり補正のような、補正項目間の相互作用は、存在しない。   Furthermore, when this correction is performed, the dose is not changed for each place, but the dimensions are corrected for each figure. On the other hand, the proximity effect correction is performed by changing the dose. Therefore, there is no interaction between the correction of the global dimensional variation of the present invention and the proximity effect correction, and there is no interaction between correction items as in the conventional fog correction.

次に上記の原因は、相互にほぼ独立に補正して良いことを示す。まず、各要因,事象そのものは、第1近似の範囲で相互にほぼ独立と考えて良い。但し、事象は独立としても、共に寸法変動に影響を与えるので、寸法上では相互の影響が現れる。この相互の影響を以下で見積もる。一例として、大局的寸法変動が全て、(あ)(マスク製作時或いはウェハ製作工程での)エッチング装置のムラに起因する場所依存の寸法変動と、(い)マスク描画装置起因の密度依存の寸法変動とによって生じると仮定し、さらにその変動幅を20nmと仮定する。   Next, the above causes indicate that they can be corrected almost independently of each other. First, each factor and event itself may be considered to be almost independent from each other within the range of the first approximation. However, even if the events are independent, both affect the dimensional variation, so that mutual effects appear on the dimensions. This mutual effect is estimated below. As an example, all the global dimensional variations are (a) location-dependent dimensional variations due to unevenness of the etching device (during mask fabrication or wafer fabrication process) and (ii) density-dependent dimensions due to the mask drawing device. It is assumed that the fluctuation is caused by fluctuations, and further the fluctuation width is assumed to be 20 nm.

(あ)と(い)のうち、一方の影響が仮りにゼロであれば、相互の影響もゼロになるので、(あ)と(い)の相互の影響が最大になるのは、(あ)の影響と(い)の影響とがほぼ同一の場合であると考えてよい。よって、(あ)による変動幅と(い)による変動幅とを共に10nmとする。±で表せば、それぞれ±5nmとなる。   If one of the effects (a) and (ii) is zero, the mutual effect is also zero. Therefore, the mutual effect between (a) and (ii) is the largest It can be considered that the effects of () and (i) are almost the same. Therefore, both the fluctuation range due to (a) and the fluctuation range due to (ii) are 10 nm. If expressed in ±, each becomes ± 5 nm.

ここで、ある場所(x,y)で、(あ)のエッチングによって生じる場所による寸法変動をp(x,y)とする。但し、−5nm≦p(x,y)≦5nmである。その場所にマスク上での設計として、照射部aμm、非照射部m−aμm、ピッチmμmのライン&スペースパターンがあるとする。この場合、場所依存により、照射部の寸法はaからa+p(x,y)となり、非照射部の寸法は逆にm−a−p(x,y)となる。このため、密度ρは、a/mから{a+p(x,y)}/mへと変化する。   Here, it is assumed that p (x, y) is a dimensional variation caused by the etching at (a) at a certain location (x, y). However, −5 nm ≦ p (x, y) ≦ 5 nm. It is assumed that there is a line & space pattern with an irradiation part a μm, a non-irradiation part m-a μm, and a pitch m μm as a design on the mask in that place. In this case, depending on the location, the size of the irradiated portion is changed from a to a + p (x, y), and the size of the non-irradiated portion is conversely ma−p (x, y). Therefore, the density ρ changes from a / m to {a + p (x, y)} / m.

この変化率は、
{a+p(x,y)}/a=1+p(x,y)/a…(1)
となり、相対誤差はp(x,y)/aとなる。
This rate of change is
{A + p (x, y)} / a = 1 + p (x, y) / a (1)
Thus, the relative error is p (x, y) / a.

ここで、相対誤差の最悪値を考える。aはマスク上での設計寸法程度であり、分母にあるので、相対誤差の最悪値を調べるには、この下限値を選べば良い。現在の最先端開発品のデザインルールはウェハ上で90nmとなり、マスク上ではその4倍、即ち360nmとなる。これをaの下限値として採用し、典型値とする。p(x,y)は場所に依存して変動する寸法誤差である。この上限値としては、上記±5nmを採用すれば良い。即ち、上記相対誤差の最大値としては、±5nm/360nmか得られる。これは、せいぜい±1.4%にしか過ぎない。   Here, the worst value of the relative error is considered. Since a is about the design dimension on the mask and is in the denominator, this lower limit value may be selected in order to investigate the worst value of the relative error. The design rule of the current state-of-the-art development product is 90 nm on the wafer and four times that on the mask, ie, 360 nm. This is adopted as a lower limit value of a and is set as a typical value. p (x, y) is a dimensional error that varies depending on the location. The upper limit value may be ± 5 nm. That is, the maximum value of the relative error is ± 5 nm / 360 nm. This is only ± 1.4% at best.

密度が変化することによって生じる寸法の変動幅として上で述べた±5nmを採用する。密度の相対誤差は1.4%なので、これに起因する寸法誤差は±5nmの1.4%程度と考えれば良い。この量は±0.07nmに過ぎない。この値は、充分に小さいため無視しても構わない。   The above-described ± 5 nm is adopted as the variation width of the dimension caused by the change in density. Since the relative error of density is 1.4%, the dimensional error caused by this can be considered as about 1.4% of ± 5 nm. This amount is only ± 0.07 nm. This value is sufficiently small and can be ignored.

逆にいえば、それぞれを独立に補正しても、独立に補正したことによる誤差は±0.07nmに過ぎず、無視しても良い。即ち、独立に補正しても良いことが分かる。この議論を一般化すると、2つの要因の相互の影響は、
((あ)による相対誤差)
×((い)による相対誤差)
×設計寸法程度
であることが分かる。
Conversely, even if each is corrected independently, the error due to the independent correction is only ± 0.07 nm and may be ignored. That is, it can be understood that the correction may be performed independently. Generalizing this argument, the mutual influence of the two factors is
(Relative error due to (a))
× (Relative error due to (ii))
X It turns out that it is a design dimension grade.

上記議論は、異なる装置間での位置依存性と、パターン依存性との(寸法上の)相関として議論したが、同一装置でも議論は同じになる。即ち、ある装置での位置依存性とパターン依存性も相互に独立に補正してよい。さらに、2種の装置の間(例えばマスク描画装置とエッチング装置)の位置依存性についても、上と同様に議論すれば、相互に及ぼす影響は、
(装置1による位置依存の寸法変動の相対誤差)
×(装置2による位置依存の寸法変動の相対誤差)
×寸法
程度であることが分かる。即ち、異なる装置の間でのパターン依存性についても、同様に独立と考えてよい。
The above discussion has been discussed as a correlation (positional) between position dependence and pattern dependence between different devices, but the discussion is the same for the same device. That is, position dependency and pattern dependency in a certain apparatus may be corrected independently of each other. Furthermore, if the positional dependency between two types of devices (for example, a mask drawing device and an etching device) is also discussed in the same manner as described above, the influence on each other is
(Relative error of position-dependent dimensional variation by device 1)
× (Relative error of position-dependent dimensional variation by device 2)
X It turns out that it is a dimension grade. That is, the pattern dependence between different devices may be considered independent as well.

上では、2項目のみが大局的寸法変動に寄与するとしたが、実際は他の影響も寄与して総合的に変動幅20nmとなる。この場合、個々の影響は上で述べたように10nmよりも小さくなり、そのため要因間の影響は上記考察よりもさらに小さくなる。よって、要因間の影響は無視しても構わない。逆に言えば、要因毎に独立に寸法を補正しても問題ない。また、各要因を取りまとめた“位置依存による誤差”と各要因を取りまとめた“密度依存による誤差”とを独立に寸法補正して良い。   In the above, only two items contribute to the global dimensional fluctuation, but actually, other influences also contribute to a total fluctuation width of 20 nm. In this case, the individual effects are smaller than 10 nm as described above, so the influence between factors is even smaller than the above consideration. Therefore, the influence between factors may be ignored. In other words, there is no problem even if the dimensions are corrected independently for each factor. In addition, the “position-dependent error” that summarizes the factors and the “density-dependent error” that summarizes the factors may be independently dimensionally corrected.

以上は主としてマスク上で議論したが、マスク製作に限ったものではない。LSI製作工程でも議論と結論は同じである。寸法の位置依存性については、マスク上での位置依存性からウェハ上でのチップ内部での位置依存性と読み変えれば良い。また、密度依存性については、マスク上でのパターン密度依存性から、ウェハ上でのチップ内部でのパターン密度依存性と読み返れば良い。但し、この時、ウェハ上での寸法はレチクル上での寸法の1/4となるので、上記のマスク上での誤差の上限値0.15nmは、ウェハ上では0.04nmとなる。先端開発品のウェハ上での設計寸法である90nmと比べると、その誤差は0.04%程度に過ぎない。即ち、LSI製作工程でも同じように、位置依存の誤差と場所依存の誤差とを独立に補正しても問題ないということが以上の議論から分かる。   The above has been discussed mainly on masks, but is not limited to mask fabrication. The discussion and conclusion are the same in the LSI manufacturing process. The position dependency of the dimension may be read as the position dependency inside the chip on the wafer from the position dependency on the mask. The density dependency may be read as the pattern density dependency inside the chip on the wafer from the pattern density dependency on the mask. However, at this time, since the dimension on the wafer is 1/4 of the dimension on the reticle, the upper limit value 0.15 nm of the error on the mask is 0.04 nm on the wafer. The error is only about 0.04% compared with the 90 nm design dimension on the wafer of the newly developed product. That is, it can be understood from the above discussion that the position-dependent error and the location-dependent error can be corrected independently in the LSI manufacturing process.

以上では、一次近似の範囲で各誤差要因は相互に独立事象と考え議論したが、事象間に何らかの相関がある場合も同様に処理できる。例えば、後述する実施形態で説明するように、パターン依存性の特性の中に位置依存性を加味し、これを純粋な位置依存性と組み合わせて処理することもできる。   In the above, each error factor is considered as an independent event within the range of the first order approximation, but it can be similarly processed when there is some correlation between events. For example, as will be described in an embodiment described later, it is also possible to add a position dependency to the pattern dependency characteristic and process it in combination with a pure position dependency.

各小領域で、寸法の補正を行った場合、その領域境界では図3に示すように、10nm程度の図形の重なり(a)或いは隙間(b)が生じる。この影響が、寸法異常となって現れる可能性がある。寸法異常となるか否かはレジストの特性,プロセスや電子線露光装置のビーム解像度に依存する。例えば、ビーム解像度がこの10nmよりも遙かに大きく、レジストのコントラストがあまり大きくない場合、この重なりや隙間の影響は殆ど現れず、無視してよい。一方、解像度が充分小さく、レジストコントラストが高い場合などは、寸法異常が生じる。この異常が無視できない場合には、領域間で生じた隙間を埋める処理、即ち重ね除去をCAD処理にて行えば良い。このような重ね除去等の処理は、既に行われている技術であり簡易に実現可能である。   When dimensional correction is performed in each small area, as shown in FIG. 3, an overlap (a) or gap (b) of a figure of about 10 nm occurs at the boundary of the area. This effect may appear as a dimension abnormality. Whether or not the dimension is abnormal depends on the characteristics of the resist, the process, and the beam resolution of the electron beam exposure apparatus. For example, when the beam resolution is much larger than 10 nm and the contrast of the resist is not so large, the influence of the overlap and the gap hardly appears and can be ignored. On the other hand, when the resolution is sufficiently small and the resist contrast is high, a dimensional abnormality occurs. If this abnormality cannot be ignored, the process of filling the gap generated between the regions, that is, the overlap removal may be performed by the CAD process. Such processing such as overlap removal is a technique that has already been performed and can be easily realized.

以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。   The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

(第1の実施形態)
本実施形態では、簡単のため、パターンを特徴付ける量としてパターン密度を利用するものとする。
(First embodiment)
In the present embodiment, for simplicity, the pattern density is used as an amount for characterizing the pattern.

まず、予め寸法変動の場所依存性と密度依存性と影響範囲を計測するためのパターンを描画し、プロセス処理の後に形成された寸法を測定しておく。図4は、マスク上での寸法のパターン位置依存性を調べるためのパターンであり、測定用に1mm毎に幅2μmの十字のパターンを並べてある。   First, a pattern for measuring the location dependency, density dependency, and influence range of the dimensional variation is drawn in advance, and the dimension formed after the process is measured. FIG. 4 is a pattern for examining the dependency of the dimension on the mask on the position of the pattern, and a cross pattern having a width of 2 μm is arranged for every 1 mm for measurement.

図5は、パターン依存性を調べるためのパターンであり、測定用の十字のパターンは、図4のそれと同じ位置に並べてある。加えて中央部には、ライン&スペースが配置されている。ライン&スペースを1mm:1mmの比率(密度50%)とする。一方、図4のパターンは密度0%と考えて良いので、以下に示すように、両パターンからマスクを作製し、これをマスクを比較すれば、密度依存性の情報を取り込むことができる。   FIG. 5 is a pattern for examining pattern dependence, and the cross pattern for measurement is arranged at the same position as that of FIG. In addition, a line and space are arranged in the center. The line and space are set to a ratio of 1 mm: 1 mm (density 50%). On the other hand, the pattern of FIG. 4 may be considered to have a density of 0%. Therefore, as shown below, if a mask is prepared from both patterns and compared with the mask, information on density dependency can be taken in.

まず、図4と図5のパターンを用いて描画,現像,エッチングを行い、その後に各十字パターンの寸法を測定する。これによって得られた結果から、先に述べた、マスク位置依存性とパターン依存性が得られる。例えば、図4のパターンから作製したマスクを測定して得られた場所毎の寸法誤差(設計値と実測値との差)をfp(x,y)とする。ここで、(x,y)はマスク上の位置を表す。このデータfp(x,y)は、上記工程で生じる“場所に依存した寸法変動”の特性である。一方、図5のパターンから作製したマスクを測定してから得られる場所毎の寸法誤差をfd(x,y)とする。この両者の差分
diff(x,y)=fd(x,y)−fp(x,y) …(2)
が、パターン密度に依存して生じる寸法誤差であり、その場所依存性を示している。このデータを基に、パターン依存による寸法変動特性を以下のようにして求める。
First, drawing, development, and etching are performed using the patterns of FIGS. 4 and 5, and then the dimensions of each cross pattern are measured. From the result thus obtained, the mask position dependency and the pattern dependency described above can be obtained. For example, let fp (x, y) be a dimensional error (difference between a design value and an actual measurement value) for each location obtained by measuring a mask manufactured from the pattern of FIG. Here, (x, y) represents a position on the mask. This data fp (x, y) is a characteristic of “size variation depending on location” generated in the above process. On the other hand, the dimensional error for each location obtained after measuring the mask produced from the pattern of FIG. 5 is defined as fd (x, y). The difference between the two diff (x, y) = fd (x, y) −fp (x, y) (2)
Is a dimensional error that occurs depending on the pattern density, and shows its location dependence. Based on this data, the dimensional variation characteristic depending on the pattern is obtained as follows.

簡単のため、このdiff(x,y)は、各場所での密度の畳み込みの結果と考え、畳み込みの核となる関数g(x,y)をダブルガウシャンで近似する。   For simplicity, this diff (x, y) is considered as a result of density convolution at each location, and a function g (x, y) that is the core of convolution is approximated by a double Gaussian.

g(x,y)=θ×exp(-x2/σ2-y2/σ2) …(3)
即ち、
diff(x,y)
=∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’ dy’…(4)
パターンと考える。ここで、積分領域はパターン部(マスク描画時のビーム照射部)であり、ρ(x,y)は場所(x,y)でのパターン密度である。この関数gが、上記マスク製造工程での“パターン依存による寸法変動特性”を表すことになる。
g (x, y) = θ × exp (−x 2 / σ 2 −y 2 / σ 2 ) (3)
That is,
diff (x, y)
= ∫g (x-x ', y-y') ρ (x ', y') dx 'dy' (4)
Think of it as a pattern. Here, the integration region is a pattern portion (beam irradiation portion at the time of mask drawing), and ρ (x, y) is a pattern density at a location (x, y). This function g represents the “pattern-dependent dimension variation characteristic” in the mask manufacturing process.

関数gは次のようにして求めることができる。関数diff(x,y)を次の
diff2(x,y)
=∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’ dy’ …(5)
のように定義し、diff(x,y) とdiff2(x.y) との差が最も小さくなるようなgのパラメータθとσとを決めればよい。
The function g can be obtained as follows. The function diff (x, y) is the following diff2 (x, y)
= ∫g (x-x ', y-y') ρ (x ', y') dx 'dy' (5)
It is sufficient to determine the parameters θ and σ of g such that the difference between diff (x, y) and diff2 (xy) is minimized.

例えば、θとσの値を変えながら、計算機で、
∫{diff(x,y)-diff2(x,y)}2 dx,dy …(6)
の値を求め、この値が最も小さくなるときのθとσを選べば良い。
For example, while changing the values of θ and σ,
∫ {diff (x, y) -diff2 (x, y)} 2 dx, dy (6)
And θ and σ at which this value is minimized may be selected.

実際は、上記2次元積分を厳密に行う必要はない。マスクを大局的寸法変動の目安よりも小さな領域に区切り、その領域毎の寄与を加算すれば良い。例えば、寸法変動の目安を2cmとすれば、小領域を0.5mm×0.5mmとすれば十分である。各小領域の中心座標とパターン密度を、それぞれ、(xi,yi)及び、ρ(xi,yi)(0.0から1.0)とすれば、上記(5)式の2次元積分は次のような足し算で代用できる。   Actually, it is not necessary to perform the above two-dimensional integration strictly. What is necessary is just to divide the mask into regions smaller than the standard of global dimensional variation and add the contribution for each region. For example, if the standard of dimensional variation is 2 cm, it is sufficient that the small area is 0.5 mm × 0.5 mm. Assuming that the center coordinates and pattern density of each small region are (xi, yi) and ρ (xi, yi) (0.0 to 1.0), the two-dimensional integration of equation (5) is It can be substituted by addition like.

diff2(xi,yi)=Σg(xi-xj,yi-yj)ρ(xj,yj)Ds
…(7)
ここで、dSは小領域の面積、0.5mm×0.5mmである。また和は、寸法変動よりも十分大きな領域内に存在する小領域についてとれば良い(例えば、半径6cmの円内)。以下の議論で現れる2重積分も、特に断らない限り、このような小領域を単位にした加算で計算を実行するものとする。
diff2 (xi, yi) = Σg (xi-xj, yi-yj) ρ (xj, yj) Ds
... (7)
Here, dS is the area of a small region, 0.5 mm × 0.5 mm. Further, the sum may be obtained for a small region existing in a region sufficiently larger than the dimensional variation (for example, in a circle having a radius of 6 cm). The double integral appearing in the following discussion is also calculated by addition in units of such small regions unless otherwise specified.

このようにして得られた、工程の“大局的寸法変動のパターン依存特性”を表す関数g(x,y)を用いれば、任意のパターンの場所毎の寸法誤差は、前記(5)式によって計算することができる。積分は、上記同様に、各小領域毎に密度ρを求め、gの重みを付けて和を取れば良い。   By using the function g (x, y) representing the “pattern dependent characteristics of global dimensional variation” obtained in this way, the dimensional error at any location of an arbitrary pattern can be expressed by the above equation (5). Can be calculated. Similarly to the above, the integration may be performed by obtaining the density ρ for each small region and adding the weight of g to obtain the sum.

次に以上の結果を用いて、実際にLSIパターンを補正する手順を、図6〜図9を参照して説明する。図6は小領域毎のパターン面積密度の算出、図7は場所依存による寸法変動の補正、図8はパターン依存による寸法変動の補正、図9は寸法変動の補正(位置依存部とパターン依存部の総和)を示している。   Next, a procedure for actually correcting an LSI pattern using the above results will be described with reference to FIGS. 6 shows the calculation of the pattern area density for each small region, FIG. 7 shows the correction of the dimensional variation due to location, FIG. 8 shows the correction of the dimensional variation due to the pattern, and FIG. 9 shows the correction of the dimensional variation (position dependent part and pattern dependent part). Of the sum).

まず、製作したいLSIパターンが配置されるマスクを考える。これを、上記変動の距離の目安(ここでは簡単のため1cmとする)より充分小さな領域に切り分ける。ここで、そのサイズは500μm×500μmとする。   First, consider a mask on which an LSI pattern to be manufactured is placed. This is cut into an area sufficiently smaller than the above-mentioned standard of the distance of variation (here, 1 cm for simplicity). Here, the size is 500 μm × 500 μm.

次に、それぞれの小領域内部に存在するLSIパターンの面積を算出し、それをρ(x,y)とする。各小領域でのパターンの縮小量{Δ(x,y)}は次のように求める。   Next, the area of the LSI pattern existing inside each small region is calculated, and is defined as ρ (x, y). The reduction amount {Δ (x, y)} of the pattern in each small area is obtained as follows.

Δ(x,y)
=-fp(x,y)-∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’dy’ …(8)
上で述べたように、第1項は密度非依存で場所のみに依存する寸法変動を補正し、第2項はパターン密度依存によって変化する寸法を補正する。
Δ (x, y)
= -Fp (x, y) -∫g (x-x ', y-y') ρ (x ', y') dx'dy '(8)
As mentioned above, the first term corrects for dimensional variations that are density independent and dependent only on location, and the second term corrects for dimensions that vary depending on pattern density.

以上の計算に要する時間は、充分短く問題とならない。面積密度を各小領域毎に求めるには、現状の200MHz程度のEWS(エンジニアリングワークステーション)で数10分から数時間もあれば充分である。面積密度の計算結果を用いる上記畳込み計算はこれよりも遥かに短い。何故なら、小領域の大きさは0.5mm×0.5mmなので、マスクサイズを10cm×10cmとしても、200×200領域しか存在せず、処理量が少ないからである。そのため、この畳み込み計算は1秒以下の時間で終了する。   The time required for the above calculation is sufficiently short and does not matter. In order to obtain the area density for each small region, it is sufficient to have several tens of minutes to several hours with the current EWS (engineering workstation) of about 200 MHz. The convolution calculation using the area density calculation result is much shorter than this. This is because the size of the small region is 0.5 mm × 0.5 mm, and even if the mask size is 10 cm × 10 cm, only the 200 × 200 region exists and the amount of processing is small. Therefore, this convolution calculation is completed in a time of 1 second or less.

このようにして得られた、領域毎の縮小率を元にパターンを変形する処理は次のように行う。
(a)まず、LSIパターンを上記小領域に対応して分解する。
(b)各小領域毎に、対応する縮小量でパターンを縮小する。
(c)次に、上記処理の終わったパターンを合成した後、
(d)パターン間のギャップを埋める。
The process of deforming the pattern based on the reduction ratio for each area obtained in this way is performed as follows.
(A) First, the LSI pattern is decomposed corresponding to the small area.
(B) The pattern is reduced by a corresponding reduction amount for each small area.
(C) Next, after synthesizing the pattern after the above processing,
(D) Fill gaps between patterns.

ここで、(a)はパターンの切り取り処理であり、容易に実現できる。(b)(c)は、通常のCAD処理で行われる処理と同じであり、例えばスキャンライン法として知られる方法を用いることができる。(d)のギャップの埋め込みも、CADシステムにて行われる処理である。   Here, (a) is a pattern cutting process, which can be easily realized. (B) and (c) are the same as the processes performed in the normal CAD process, and for example, a method known as a scan line method can be used. The gap filling in (d) is also a process performed in the CAD system.

本実施形態の場合は、生じるギャップの大きさは大局的な寸法変動の最大値の2倍程度にすぎない。即ち、せいぜい20×2nm程度である。一方、マスクデザイン上の隙間の寸法は500〜300nm程度である。即ち、上記手順によって発生する隙間は、一般のデザインでは発生しえないサイズなので、このような隙間を特定し、それを埋める処理は容易に行うことができる。   In the case of the present embodiment, the size of the generated gap is only about twice the maximum value of global dimensional variation. That is, it is at most about 20 × 2 nm. On the other hand, the dimension of the gap on the mask design is about 500 to 300 nm. That is, the gap generated by the above procedure is a size that cannot be generated in a general design, and therefore, such a gap can be easily identified and filled.

作製したパターンデータを用いるマスク製造工程の概略を、図10に示す。試料としては、図10(a)に示すように、マスク基板11上にCOG膜12を形成し、その上にレジスト13を塗布したものを用意する。先に説明したような大局的寸法補正を行ったパターンからマスク描画装置用のデータを作成し、このデータを用いて、マスク描画装置にてレジスト13に対するパターン描画を行う(図10(b))。ここで、用いるマスク描画装置は、最初に寸法変動の場所依存性など基礎データを取ったものと同じものを用いる。或いは、同様のマシン特性を持った描画装置を用いる。なお、このとき、マスク描画装置として、電子線露光装置を利用する場合には、近接効果補正など必要な補正を加える。   The outline of the mask manufacturing process using the produced pattern data is shown in FIG. As a sample, as shown in FIG. 10A, a sample in which a COG film 12 is formed on a mask substrate 11 and a resist 13 is applied thereon is prepared. Data for the mask drawing apparatus is created from the pattern subjected to the global dimension correction as described above, and pattern writing is performed on the resist 13 by the mask drawing apparatus using this data (FIG. 10B). . Here, the mask drawing apparatus to be used is the same as that which first obtained basic data such as the location dependence of the dimensional variation. Alternatively, a drawing apparatus having similar machine characteristics is used. At this time, when an electron beam exposure apparatus is used as the mask drawing apparatus, necessary correction such as proximity effect correction is added.

描画後、現像を行うことによりレジスト13のパターンを形成する(図10(c))。この段階で得られた、マスク上のレジスト13は、電子線露光装置固有の問題で発生する大局的寸法変動は、ほぼ補正されている。   After the drawing, development is performed to form a pattern of the resist 13 (FIG. 10C). In the resist 13 on the mask obtained at this stage, global dimensional fluctuations caused by problems inherent to the electron beam exposure apparatus are almost corrected.

次に、レジスト13をマスクにCOG膜12をRIE等で選択エッチングする(図10(d))。このときのエッチング方法と装置もやはり、基礎データを取ったエッチング装置を利用する。或いは、その特性がほぼ同じ装置を利用する。その後に、レジスト13を剥離する(図10(e))。   Next, the COG film 12 is selectively etched by RIE or the like using the resist 13 as a mask (FIG. 10D). The etching method and apparatus at this time also use an etching apparatus that has taken basic data. Alternatively, a device having substantially the same characteristics is used. Thereafter, the resist 13 is peeled off (FIG. 10E).

以上の手順で作製したマスクは、自動的に各種補正が行われたものとなり高精度のマスクを得ることができる。   The mask produced by the above procedure is automatically subjected to various corrections, and a highly accurate mask can be obtained.

このように本実施形態によれば、マスクの製造に使用する各装置,各工程で発生する大局的寸法誤差及び全工程を経て発生する大局的寸法誤差を、位置のみに依存する寄与とパターンに依存する寄与とに分離している。そして、これらの相関関係を基に、寸法変動が許容値以内となる小さな領域単位で設計パターンの寸法を補正し、この補正したパターン寸法に基づいてマスクに所望パターンを形成することにより、マスク製造時に総合的に発生する大局的寸法変動を精度良く補正することができ、より高精度なマスクを製造することができる。   As described above, according to the present embodiment, each device used for manufacturing a mask, a global dimensional error that occurs in each process, and a global dimensional error that occurs through all the processes are converted into contributions and patterns that depend only on the position. Separated into dependent contributions. Based on these correlations, the mask pattern is manufactured by correcting the dimensions of the design pattern in units of small regions where the dimensional variation is within an allowable value, and forming a desired pattern on the mask based on the corrected pattern dimensions. It is possible to accurately correct global dimensional variations that sometimes occur comprehensively, and to manufacture a mask with higher accuracy.

(第2の実施形態)
図11に、本発明を適用するLSI製造工程を略記する。図中の21は下地基板としてのウェハ、22は絶縁膜、23はレジスト、24は下地パターン、25はAl膜を示している。図11に示す工程自体は埋め込み配線形成のための周知の方法であるが、本実施形態は配線パターン形成に用いるマスクの製造に特徴を有する。
(Second Embodiment)
FIG. 11 outlines the LSI manufacturing process to which the present invention is applied. In the figure, 21 is a wafer as a base substrate, 22 is an insulating film, 23 is a resist, 24 is a base pattern, and 25 is an Al film. Although the process itself shown in FIG. 11 is a well-known method for forming an embedded wiring, this embodiment is characterized by manufacturing a mask used for forming a wiring pattern.

まず最初に、LSI製造工程で使用される幾つかの工程での工程特性を計測し、位置依存部分とパターン依存部に切り分ける。これには、第1の実施形態と同様に前記図4,5のパターンを用い、マスクを作製する段階から始める。描画装置としては、電子線露光装置を利用する。現時点の測定技術では、レジスト段階での寸法測定は誤差が大きいので、クロムエッチングの後に測定を行い、マスク作製工程での特性評価を行う。   First, process characteristics in several processes used in the LSI manufacturing process are measured and divided into position-dependent parts and pattern-dependent parts. This is started from the step of producing a mask using the patterns of FIGS. 4 and 5 as in the first embodiment. An electron beam exposure apparatus is used as the drawing apparatus. In the current measurement technique, the dimension measurement at the resist stage has a large error. Therefore, the measurement is performed after the chromium etching, and the characteristics are evaluated in the mask manufacturing process.

前記図4、5のパターンを描画,現像,エッチングした後、場所毎の寸法測定を行い、その結果としてR1(x,y),r1(x,y)を得る。これらを利用して、第1の実施形態と同様に、2種のデータから場所依存部とパターン依存部とを切り分け、それぞれについて関数p1(x,y)及び1点関数g1(x,y)が得られる。   After drawing, developing and etching the patterns of FIGS. 4 and 5, the dimensions are measured for each location, and as a result, R1 (x, y) and r1 (x, y) are obtained. Using these, as in the first embodiment, the location-dependent portion and the pattern-dependent portion are separated from the two types of data, and the function p1 (x, y) and the one-point function g1 (x, y) for each of them. Is obtained.

次に、上記で作製されたマスクを使用し、ステッパを用いてウェハ上にパターンを転写、現像装置による現像、ドライエッチング装置を用いてエッチングの後、絶縁膜上に形成されたパターン寸法を測る。それぞれのパターンについて、得られた結果をR2(x,y),r2(x,y)とすれば、この工程で発生した前記図2のパターンの大局的寸法変動は、位置依存部については、
ΔR2_1(x,y)=R2(x,y) R1(x,y) …(9)
パターン依存部については、
Δr2_1(x,y)=r2(x,y) r1(x,y) …(10)
が得られる。
Next, using the mask prepared above, the pattern is transferred onto the wafer using a stepper, developed by a developing device, etched using a dry etching device, and then the pattern dimension formed on the insulating film is measured. . For each pattern, if the obtained results are R2 (x, y) and r2 (x, y), the overall dimensional variation of the pattern of FIG. 2 generated in this step is as follows.
ΔR2_1 (x, y) = R2 (x, y) R1 (x, y) (9)
For pattern dependent parts:
Δr2_1 (x, y) = r2 (x, y) r1 (x, y) (10)
Is obtained.

これら、ΔR2_1とΔr2_1とから、この工程での位置依存部としてΔR2_1、パターン依存部としてΔr2_1−ΔR2_1が得られる。第1の実施形態と同様にして、これらから、この工程でのパターン依存項の核の関数g2(x,y)を求めることができる。さらにCMPプロセスについてみ、同様のプロセス,測定,解析を行えば、CMP工程での位置依存特性と場所依存特性を得ることができる。   From these ΔR2_1 and Δr2_1, ΔR2_1 is obtained as a position dependent portion and Δr2_1−ΔR2_1 is obtained as a pattern dependent portion in this step. In the same manner as in the first embodiment, from these, the kernel function g2 (x, y) of the pattern dependence term in this step can be obtained. Further, regarding the CMP process, if the same process, measurement, and analysis are performed, position-dependent characteristics and place-dependent characteristics in the CMP process can be obtained.

以上のような処理によって工程特性が得られた後、その後の処理は、ほぼ第1の実施形態と同じとなる。まず、全工程特性の中で最も寸法変動距離の短いものを選び(例えば1cm)、小領域のサイズとしてはそれよりも小さなものを選ぶ(例えば0.5mm×0.5mm)。   After the process characteristics are obtained by the above processing, the subsequent processing is substantially the same as that of the first embodiment. First, the shortest dimension variation distance is selected from all the process characteristics (for example, 1 cm), and the smaller area size is selected (for example, 0.5 mm × 0.5 mm).

次に計算機上で、各小領域毎の補正量を以下のように計算する。まず、第1の実施形態と同様に、マスク上での各小領域の中に存在するパターンの密度ρ(x,y)を算出する。各小領域内部の寸法補正量は、位置依存部については、
−p1(x,y)−p2(x,y)×p3(x,y) …(11)
パターン依存部については、
-∫{g1(x-x’,y-y’)+g2(x-x’,y-y’)×g3(x-x’,y-y’)}
×ρ(x’,y’) …(12)
として計算できる。ここで、p1,p2,p3はマスク製作工程、ステッパ転写、エッチング工程、及びCMP工程の位置依存関数である。また、g1(x-x’,y-y’)+g2(x-x’,y-y’)×g3(x-x’,y-y’)は、それぞれのパターン依存関数の核である。
このように得られた補正量に従って寸法を補正し、第1の実施形態と同様に、もし必要があれば、図形間の重ね除去或いは隙間埋め込みを行ってパターンデータが得られる。このデータを基に、上記特性評価に利用した各装置を利用して、マスク製作を行う。そして、このマスクを用いて図11に示す手順で埋め込み配線を形成プロセスを行うことにより、各工程で発生する大局的寸法の劣化は自動的に補正され、高精度なLSIパターンを得ることができる。
Next, the correction amount for each small area is calculated on the computer as follows. First, as in the first embodiment, the density ρ (x, y) of the pattern existing in each small region on the mask is calculated. The size correction amount inside each small area is
−p1 (x, y) −p2 (x, y) × p3 (x, y) (11)
For pattern dependent parts:
-∫ {g1 (x-x ', y-y') + g2 (x-x ', y-y') × g3 (x-x ', y-y')}
× ρ (x ', y') (12)
Can be calculated as Here, p1, p2, and p3 are position dependent functions of the mask manufacturing process, stepper transfer, etching process, and CMP process. Also, g1 (x-x ', y-y') + g2 (x-x ', y-y') x g3 (x-x ', y-y') is the core of each pattern-dependent function. .
The dimensions are corrected according to the correction amount obtained in this way, and pattern data can be obtained by removing overlaps or embedding gaps between figures if necessary, as in the first embodiment. Based on this data, a mask is manufactured using each device used for the characteristic evaluation. Then, by using this mask and performing the process of forming the buried wiring in the procedure shown in FIG. 11, the global dimensional degradation that occurs in each process is automatically corrected, and a highly accurate LSI pattern can be obtained. .

各工程で使用する装置が複数種存在する場合がある。例えば、数台のCMP装置があり、1台を適宜選択して使用する場合がある。もし、CMP装置間の特性に有意の差がなければ、上記の手順をそのまま利用すれば良い。逆に、有意の差がある場合には、各CMP装置毎に、それを利用した場合のその工程(CMP工程)の特性関数を求めておき、その装置を利用する場合には、例えば上記のg3に、その装置を利用した場合の特性関数、例えばg3’を利用して上記手順を踏めばよい。   There may be multiple types of devices used in each process. For example, there are several CMP apparatuses, and one may be selected and used as appropriate. If there is no significant difference in characteristics between CMP apparatuses, the above procedure may be used as it is. On the other hand, if there is a significant difference, the characteristic function of the process (CMP process) when the CMP apparatus is used is obtained for each CMP apparatus. For g3, the above procedure may be performed using a characteristic function when the device is used, for example, g3 ′.

(変形例)
第2の実施形態では、ダマシンと呼ばれるLSI製造方法への適用方法を説明したが、本発明はこれに限られたものではない。図12は、CMPを行わないダマシンとは異なる製造工程であり、図中の31は下地基板としてのウェハ、32はAl膜、33はレジスト、34はした時パターンを示している。この場合にも、第2の実施形態を一部修正して、本発明は適用可能である。
(Modification)
In the second embodiment, an application method to an LSI manufacturing method called damascene has been described, but the present invention is not limited to this. FIG. 12 shows a manufacturing process different from damascene without CMP. In FIG. 12, 31 indicates a wafer as a base substrate, 32 indicates an Al film, 33 indicates a resist, and 34 indicates a pattern. Also in this case, the present invention can be applied by partially modifying the second embodiment.

例えば、第2の実施形態において、マクロな工程を(マスク製造工程)と(ステッパによる転写からドライエッチング)との2種と考え、ドライエッチングで直接アルミパターンを加工すると考えればよい。発明方式の適用は直線的で、各マクロの工程毎に寸法変動特性を位置依存部とパターン依存部とに分けて求め、それを基に、場所毎の寸法補正量を求め、パターンを補正、これを用いてマスクを作製してLSIを製造すれば良い。   For example, in the second embodiment, the macro process may be considered as two types of (mask manufacturing process) and (transfer from stepper to dry etching), and the aluminum pattern may be directly processed by dry etching. The application of the invention method is linear, and dimensional variation characteristics are determined separately for each macro process in a position-dependent part and a pattern-dependent part, and based on that, a dimensional correction amount is obtained for each place, and the pattern is corrected. An LSI may be manufactured by manufacturing a mask using this.

また、第2の実施形態及び上記の例では、1層分のパターンの加工を幾つかの工程に分けて、それぞれの工程の特性と調べ、その特性の和として寸法を補正した。しかし、全工程をスルーした特性を調べておき、これに基づいて補正を行っても良い。即ち、前記図4、5のパターンを用いてマスクを2枚作製し、CMP工程までを終えた後に、ウェハ上に出来上がったパターンを測定して、寸法の位置依存特性とパターン依存特性を一括して求め、この特性データを用いて各種パターンを補正しても良い。   In the second embodiment and the above example, the pattern processing for one layer is divided into several processes, and the characteristics of each process are examined, and the dimension is corrected as the sum of the characteristics. However, it is also possible to examine the characteristics that have passed through all the processes and perform correction based on the characteristics. That is, two masks are manufactured using the patterns shown in FIGS. 4 and 5, and after completing the CMP process, the pattern formed on the wafer is measured, and the position dependent characteristics and the pattern dependent characteristics of the dimensions are collectively displayed. Various patterns may be corrected using the characteristic data.

このように本発明は、LSI製造工程やマスク製造工程の具体的手順や詳細に依存することなく利用することができる。   Thus, the present invention can be used without depending on the specific procedure and details of the LSI manufacturing process and the mask manufacturing process.

第1と第2の実施形態では、簡単のため、密度依存関数の核を単一のガウシャンとした。しかし、これは2つ以上のガウシャンの和としても良いし、またガウシャンでなく他の関数を用いても良いし、そのような関数の和としても良い。また、上の例ではx方向のガウシャンのσ値とy方向のそれとを同じものとし、等方的な環境で説明したが、この等方性が装置特性等に起因してくずれている場合には、x方向とy方向のσ値を変えることで、その非等方性を反映することができる。   In the first and second embodiments, for simplicity, the core of the density-dependent function is a single Gaussian. However, this may be the sum of two or more Gaussians, other functions may be used instead of Gaussian, and the sum of such functions may be used. In the above example, the Gaussian σ value in the x direction is the same as that in the y direction, and is described in an isotropic environment. However, when this isotropic property is shifted due to device characteristics or the like, Can reflect its anisotropy by changing the σ values in the x and y directions.

本発明方式は、光近接効果補正など、局所的な寸法補正と併用することができる。予め、光近接効果や照明による寸法の異方的に現れる寸法誤差を補正したパターン(A)を用いて上記の手順を取るだけで良い。レチクル製作時には、Aのパターンが忠実にマスク上に再現される。また、LSI製造工程に適用した場合には、レチクル上のパターンはAのパターンを忠実に再現せず場所によって寸法の異なるものとなるか、その変化は、その後のステッパなどの誤差を補正するものであり、最終的には目指す寸法がウェハ上で得られることになる。   The system of the present invention can be used in combination with local dimensional correction such as optical proximity effect correction. It is only necessary to take the above procedure in advance using the pattern (A) in which the dimensional error that appears anisotropically due to the optical proximity effect or illumination is corrected. When the reticle is manufactured, the pattern A is faithfully reproduced on the mask. In addition, when applied to an LSI manufacturing process, the pattern on the reticle does not faithfully reproduce the pattern A, and the size differs depending on the location, or the change corrects errors such as subsequent steppers. In the end, the desired dimensions are obtained on the wafer.

さらに、以上の実施形態では、マスク描画装置としては電子線露光装置を使用したが、光ビームを用いる描画装置を利用してもよい。マスク製作工程、LSI製作工程を経た後、LSI上(或いはマスク上)寸法の設計値からのずれに、位置依存性とパターン依存性が存在することは上述の通りであり、またそれらが相互に独立であることは、上記作用に述べた通りである。   Furthermore, although the electron beam exposure apparatus is used as the mask drawing apparatus in the above embodiment, a drawing apparatus using a light beam may be used. After the mask manufacturing process and the LSI manufacturing process, the position dependency and the pattern dependency exist in the deviation from the design value of the dimension on the LSI (or on the mask) as described above. Independence is as described in the above operation.

即ち、本発明方式は、そこで使用する装置の詳細によらず適用可能であり、使用装置の詳細は、全工程或いはその装置を使用する工程について特徴付けられた“寸法変動の位置依存性、及びパターン依存性”の情報の中に吸収される。   That is, the method of the present invention can be applied regardless of the details of the equipment used therein, and the details of the equipment used are characterized by the "positional dependence of dimensional variation characterized for the whole process or the process using the equipment, and Absorbed in the “pattern dependency” information.

また、以上の実施形態では、マスク1枚の上にLSIが1チップのみ描画されている状態を念頭に議論したが、複数のチップがマスク1枚の上に描画される場合でも、本発明は適用可能である。マスク製造の場合には、マスク上の位置を基に位置依存の寸法変動補正を行い、これをパターン依存の補正と組み合わせれば良い。LSI製造の場合には、マスク上の複数のチップをひとまとめにして、これを仮想的にチップと見なして、その内部での位置依存の寸法変動補正を行い、これをパターン依存の補正と組み合わせれば良い。   Further, in the above embodiment, the state in which only one chip of LSI is drawn on one mask is discussed in mind, but the present invention can be applied even when a plurality of chips are drawn on one mask. Applicable. In the case of mask manufacturing, position-dependent dimensional variation correction is performed based on the position on the mask, and this may be combined with pattern-dependent correction. In the case of LSI manufacturing, a plurality of chips on a mask are grouped together, which is virtually regarded as a chip, and position-dependent dimensional variation correction is performed in the chip, which can be combined with pattern-dependent correction. It ’s fine.

さらに、上の実施形態では、各小領域の内部のパターンはその小領域について算出された補正値で一律にその寸法を補正したが、図13に示すように、領域内の位置によって、寸法補正量を変えても良い。これによって、nmオーダ(或いはそれ以下)ではあるが、各小領域の間で寸法が急激に変化することを抑えることができる。   Furthermore, in the above embodiment, the pattern inside each small region is uniformly corrected with the correction value calculated for the small region. However, as shown in FIG. You may change the amount. By this, although it is nm order (or less), it can suppress that a dimension changes rapidly between each small area | region.

さらに、上では位置特性とパターン特性を独立として処理したが、何らかの理由で一つの装置の中で、この相関の独立性が僅かにくずれた場合にも適用可能である。このような場合には、上記位置の特性とパターン特性との相互作用を入れ込めば良い。例えば、畳み込み関数g自身に場所依存性を加え、例えばθに位置依存性を加えること等で対処可能である。   Further, in the above, the position characteristic and the pattern characteristic are processed as independent. However, the present invention can be applied to a case where the independence of the correlation is slightly broken in one apparatus for some reason. In such a case, it is only necessary to incorporate the interaction between the position characteristics and the pattern characteristics. For example, this can be dealt with by adding place dependency to the convolution function g itself, for example, adding position dependency to θ.

さらに上記実施形態では、密度を寸法のパターン依存性の特徴量として利用したが、近接効果補正で用いられるように、小領域内部でのパターンの重心と面積を特徴量としても良い。また、小領域内部に存在するパターン寸法に重みを付けて処理しそれを特徴量としても良い。例えば、面積1μm2 以下の寸法は重みを0.0、1μm2 から10μm2 までは重みを0.5、それ以上は1.0の重みを付けて累積しそれを特徴量としても良い。 Furthermore, in the above-described embodiment, the density is used as a feature quantity that depends on the pattern of dimensions. However, as used in the proximity effect correction, the center of gravity and area of the pattern within the small area may be used as the feature quantity. Alternatively, a pattern dimension existing inside the small area may be weighted and processed as a feature amount. For example, a dimension having an area of 1 μm 2 or less may be accumulated with a weight of 0.0, a weight of 0.5 from 1 μm 2 to 10 μm 2, and a weight of 1.0 or more, and may be used as a feature amount.

なお、上記実施形態では、寸法の補正量を位置依存の補正量と密度依存の補正量との和としたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、より高い精度にて補正するために、或いは位置依存と密度依存の相関が無視できない場合にそれを補正するために、次のようにしても良い。   In the above embodiment, the dimensional correction amount is the sum of the position-dependent correction amount and the density-dependent correction amount, but the present invention is not limited to this. For example, in order to correct with higher accuracy, or to correct it when the correlation between position dependency and density dependency cannot be ignored, the following may be performed.

場所(x,y)での寸法補正量をΔL(x,y)とし、位置依存の寸法誤差,密度依存のそれをそれぞれΔf(x,y),Δg(x,y)としたとき、
ΔL(x,y)=1−{1+Δf(x,y)}×{1+Δg(x,y)}
としても良い。或いは、
ΔL(x,y)=aΔf(x,y)+bΔg(x,y)+cΔf(x,y)・Δg(x,y)
として、パラメータa,b,cを使用するプロセスや装置によって最適化しても良い。
When the dimension correction amount at the location (x, y) is ΔL (x, y), the position-dependent dimension error and the density-dependent one are Δf (x, y) and Δg (x, y), respectively.
ΔL (x, y) = 1− {1 + Δf (x, y)} × {1 + Δg (x, y)}
It is also good. Or
ΔL (x, y) = aΔf (x, y) + bΔg (x, y) + cΔf (x, y) · Δg (x, y)
Alternatively, optimization may be performed by a process or an apparatus that uses parameters a, b, and c.

更には、次のようにして寸法補正することによって、元のパターンの密度が変化することを補正量にフィードバックすることもできる。即ち、上述の実施形態で述べたように、0.5mm×0.5mm毎に寸法補正を行い、重ね除去や隙間の埋め込みを行った後に、再度パターン密度を求め、領域毎の寸法補正量を求める。これが全ての領域で所定の値(例えば1nm)以下であれば、十分な補正精度が得られたものとして補正を終わらせる。逆にもし、所望の値以上となる領域があったら、寸法補正,重ね除去等の処理を進め、上記の手順を繰り返す。   Furthermore, it is also possible to feed back to the correction amount that the density of the original pattern changes by performing dimension correction as follows. That is, as described in the above-described embodiment, after performing dimension correction every 0.5 mm × 0.5 mm, performing overlap removal and gap embedding, the pattern density is obtained again, and the dimension correction amount for each area is calculated. Ask. If this is equal to or less than a predetermined value (for example, 1 nm) in all regions, the correction is terminated assuming that sufficient correction accuracy has been obtained. Conversely, if there is an area that exceeds the desired value, processing such as dimension correction and overlap removal is performed, and the above procedure is repeated.

要するに本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。   In short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.

局所的な寸法変動と大局的な寸法変動の例を示す図。The figure which shows the example of a local dimensional variation and a global dimensional variation. パターン及び位置の各々に依存した大局的寸法変動の例を示す図。The figure which shows the example of the global dimension fluctuation | variation depending on each of a pattern and a position. 寸法補正後に発生する隙間や重なりとその除去方法を説明するための図。The figure for demonstrating the clearance gap and overlap which generate | occur | produce after dimension correction | amendment, and the removal method. 大局的寸法変動の位置依存性を調べるためのパターンを示す図。The figure which shows the pattern for investigating the position dependence of global dimensional variation. 大局的寸法変動のパターン依存性を調べるためのパターンを示す図。The figure which shows the pattern for investigating the pattern dependence of global dimension fluctuation | variation. 小領域毎のパターンの面積密度の算出方法を説明するための図。The figure for demonstrating the calculation method of the area density of the pattern for every small area | region. 場所依存による寸法変動の補正方法を説明するための図。The figure for demonstrating the correction method of the dimension variation by location dependence. パターン依存による寸法変動の補正方法を説明するための図。The figure for demonstrating the correction method of the dimension variation by pattern dependence. 寸法変動の補正方法(位置依存部とパターン依存部の総和)を説明するための図。The figure for demonstrating the correction method (total of a position dependence part and a pattern dependence part) of a dimension variation. 第1の実施形態におけるマスク製造工程の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the mask manufacturing process in 1st Embodiment. 第2の実施形態におけるLSI製造工程の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the LSI manufacturing process in 2nd Embodiment. 本発明の変形例におけるLSI製造工程の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the LSI manufacturing process in the modification of this invention. 小領域内の位置に依存して寸法補正量を変える例を説明するための図。The figure for demonstrating the example which changes a dimension correction amount depending on the position in a small area | region.

Claims (5)

所定の設計パターンに基づいて、パターン露光に供されるマスクを製造するためのマスクの製造方法であって、
パターンの局所領域の寸法変動の平均値が該局所領域よりも広い大局領域で変動するのを大局的寸法変動と定義し、
マスクの製造に使用するエッチング装置によるエッチングむらを補正するために、マスク上での位置に依存してパターン寸法を変化させる第1の大局的寸法変動特性fp(x,y)と、ある場所(x,y)のパターン密度がその周辺のパターン寸法に及ぼす影響を距離についての関数で近似した、パターン密度に依存してパターン寸法を変化させる第2の大局的寸法変動特性g(x,y)と、を予め求めておき、
前記エッチング装置を用いてマスクを作製する際に、前記大局領域よりも小さい小領域の内部に存在するLSIパターンの密度をρ(x,y)とし、各小領域でのパターン補正量Δ(x,y)をfp(x,y)と∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’dy’ とを利用して求め、前記小領域毎に前記設計パターンの寸法を補正し、この補正したパターン寸法に基づいてマスクに所望パターンを形成することを特徴とするマスクの製造方法。
A mask manufacturing method for manufacturing a mask to be subjected to pattern exposure based on a predetermined design pattern,
Defining that the average value of the dimensional variation in the local region of the pattern varies in a global region wider than the local region is defined as a global dimensional variation,
In order to correct the etching unevenness caused by the etching apparatus used for manufacturing the mask, a first global dimension variation characteristic fp (x, y) that changes the pattern dimension depending on the position on the mask and a certain place ( A second global variation characteristic g (x, y) that changes the pattern size depending on the pattern density, approximating the influence of the pattern density of x, y) on the surrounding pattern size by a function of distance. And in advance,
When producing a mask using the etching apparatus, the density of LSI patterns existing inside a small area smaller than the global area is ρ (x, y), and the pattern correction amount Δ (x , Y) is obtained using fp (x, y) and ∫g (x-x ', y-y') ρ (x ', y') dx'dy ', and the design is made for each small region. A mask manufacturing method comprising correcting a pattern dimension and forming a desired pattern on the mask based on the corrected pattern dimension.
所定の設計パターンに基づいてマスクを作製し、このマスクを用いてウェハ上に所望のLSIパターンを形成するためのLSIの製造方法であって、
パターンの局所領域の寸法変動の平均値が該局所領域よりも広い大局領域で変動するのを大局的寸法変動と定義し、
LSIの製造に使用するエッチング装置によるエッチングむらを補正するために、ウェハ上のチップ或いはチップ群内での位置に依存してパターン寸法を変化させる第1の大局的寸法変動特性fp(x,y)と、ある場所(x,y)のパターン密度がその周辺のパターン寸法に及ぼす影響を距離についての関数で近似した、パターン密度に依存してパターン寸法を変化させる第2の大局的寸法変動特性g(x,y)と、を予め求めておき、
前記エッチング装置を用いてLSIを製造する際に、前記大局領域よりも小さい小領域の内部に存在するLSIパターンの密度をρ(x,y)とし、各小領域でのパターン補正量Δ(x,y)をfp(x,y)と∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’dy’ とを利用して求め、前記小領域毎に前記設計パターンの寸法を補正し、この補正したパターン寸法に基づいてマスクに所望パターンを形成することを特徴とするLSIの製造方法。
An LSI manufacturing method for producing a mask based on a predetermined design pattern and forming a desired LSI pattern on a wafer using the mask,
Defining that the average value of the dimensional variation in the local region of the pattern varies in a global region wider than the local region is defined as a global dimensional variation,
A first global dimension variation characteristic fp (x, y) that changes the pattern dimension depending on the position on the chip or the chip group on the wafer in order to correct the etching unevenness by the etching apparatus used for manufacturing the LSI. ) And the second global dimension variation characteristic that changes the pattern dimension depending on the pattern density, which approximates the influence of the pattern density at a certain location (x, y) on the pattern dimension in the vicinity thereof by a function of distance. g (x, y) is obtained in advance,
When manufacturing an LSI using the etching apparatus, the density of an LSI pattern existing in a small area smaller than the large area is ρ (x, y), and the pattern correction amount Δ (x , Y) is obtained using fp (x, y) and ∫g (x-x ', y-y') ρ (x ', y') dx'dy ', and the design is made for each small region. An LSI manufacturing method, wherein a pattern dimension is corrected, and a desired pattern is formed on a mask based on the corrected pattern dimension.
所定の設計パターンに基づいて、パターン露光に供されるマスクを製造するためのマスクの製造方法であって、
パターンの局所領域の寸法変動の平均値が該局所領域よりも広い大局領域で変動するのを大局的寸法変動と定義し、
マスクの製造に使用するレジスト現像用の装置又はケミカル・メカニカル・ポリッシング装置による寸法変動を補正するために、マスク上での位置に依存してパターン寸法を変化させる第1の大局的寸法変動特性fp(x,y)と、ある場所(x,y)のパターン密度がその周辺のパターン寸法に及ぼす影響を距離についての関数で近似した、パターン密度に依存してパターン寸法を変化させる第2の大局的寸法変動特性g(x,y)と、を予め求めておき、
前記装置を用いてマスクを作製する際に、前記大局領域よりも小さい小領域の内部に存在するLSIパターンの密度をρ(x,y)とし、各小領域でのパターン補正量Δ(x,y)をfp(x,y)と∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’dy’ とを利用して求め、前記小領域毎に前記設計パターンの寸法を補正し、この補正したパターン寸法に基づいてマスクに所望パターンを形成することを特徴とするマスクの製造方法。
A mask manufacturing method for manufacturing a mask to be subjected to pattern exposure based on a predetermined design pattern,
Defining that the average value of the dimensional variation in the local region of the pattern varies in a global region wider than the local region is defined as a global dimensional variation,
First global dimensional variation characteristic fp that changes the pattern dimension depending on the position on the mask in order to correct the dimensional variation caused by the resist developing apparatus or chemical mechanical polishing apparatus used for manufacturing the mask. (X, y) and a second global pattern that changes the pattern size depending on the pattern density, approximating the influence of the pattern density at a certain location (x, y) on the pattern size in the vicinity by a function of distance. Dimensional variation characteristics g (x, y) in advance,
When producing a mask using the apparatus, the density of LSI patterns existing in a small area smaller than the global area is ρ (x, y), and the pattern correction amount Δ (x, y) is obtained using fp (x, y) and ∫g (x-x ′, y-y ′) ρ (x ′, y ′) dx′dy ′, and the design pattern for each small region And a desired pattern is formed on the mask based on the corrected pattern dimension.
所定の設計パターンに基づいてマスクを作製し、このマスクを用いてウェハ上に所望のLSIパターンを形成するためのLSIの製造方法であって、
パターンの局所領域の寸法変動の平均値が該局所領域よりも広い大局領域で変動するのを大局的寸法変動と定義し、
LSIの製造に使用するレジスト現像用の装置又はケミカル・メカニカル・ポリッシング装置による寸法変動を補正するために、ウェハ上のチップ或いはチップ群内での位置に依存してパターン寸法を変化させる第1の大局的寸法変動特性fp(x,y)と、ある場所(x,y)のパターン密度がその周辺のパターン寸法に及ぼす影響を距離についての関数で近似した、パターン密度に依存してパターン寸法を変化させる第2の大局的寸法変動特性g(x,y)と、を予め求めておき、
前記装置を用いてLSIを製造する際に、前記大局領域よりも小さい小領域の内部に存在するLSIパターンの密度をρ(x,y)とし、各小領域でのパターン補正量Δ(x,y)をfp(x,y)と∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’dy’ とを利用して求め、前記小領域毎に前記設計パターンの寸法を補正し、この補正したパターン寸法に基づいてマスクに所望パターンを形成することを特徴とするLSIの製造方法。
An LSI manufacturing method for producing a mask based on a predetermined design pattern and forming a desired LSI pattern on a wafer using the mask,
Defining that the average value of the dimensional variation in the local region of the pattern varies in a global region wider than the local region is defined as a global dimensional variation,
In order to correct a dimensional variation by a resist developing apparatus or a chemical mechanical polishing apparatus used for manufacturing an LSI, a first pattern dimension is changed depending on a position on a chip or a group of chips on a wafer. Approximate the influence of the global pattern variation characteristics fp (x, y) and the pattern density of a certain location (x, y) on the surrounding pattern dimensions by a function of distance. A second global dimensional variation characteristic g (x, y) to be changed is obtained in advance;
When an LSI is manufactured using the apparatus, the density of LSI patterns existing in a small area smaller than the large area is ρ (x, y), and the pattern correction amount Δ (x, y) is obtained using fp (x, y) and ∫g (x-x ′, y-y ′) ρ (x ′, y ′) dx′dy ′, and the design pattern for each small region And a desired pattern is formed on the mask based on the corrected pattern dimension.
所定の設計パターンに基づいてマスクを作製し、このマスクを用いてウェハ上に所望のLSIパターンを形成するためのLSIの製造方法であって、
パターンの局所領域の寸法変動の平均値が該局所領域よりも広い大局領域で変動するのを大局的寸法変動と定義し、
LSIの製造に使用するエッチング装置,レジスト現像用の装置,又はケミカル・メカニカル・ポリッシング装置のうちの少なくとも一つを含む複数の製造装置による寸法変動を補正するために、使用する装置の内の少なくとも二つの製造装置について、ウェハ上のチップ或いはチップ群内での位置に依存してパターン寸法を変化させる装置毎の第1の大局的寸法変動特性fp(x,y)と、ある場所(x,y)のパターン密度がその周辺のパターン寸法に及ぼす影響を距離についての関数で近似した、パターン密度に依存してパターン寸法を変化させる装置毎の第2の大局的寸法変動特性g(x,y)と、を予め求めておき、
前記複数の製造装置を用いてLSIを製造する際に、前記大局領域よりも小さい小領域の内部に存在するLSIパターンの密度をρ(x,y)とし、
使用する装置に対する前記装置毎の第1の大局的寸法変動特性fp(x,y)と装置毎の第2の大局的寸法変動特性g(x,y)とLSIパターンの密度をρ(x,y)とから各小領域でのパターン補正量Δ(x,y)をfp(x,y)と∫g(x-x’,y-y’)ρ(x’,y’)dx’dy’ とを利用して求め、前記小領域毎に前記設計パターンの寸法を補正し、この補正したパターン寸法に基づいてマスクに所望パターンを形成することを特徴とするLSIの製造方法。
An LSI manufacturing method for producing a mask based on a predetermined design pattern and forming a desired LSI pattern on a wafer using the mask,
Defining that the average value of the dimensional variation in the local region of the pattern varies in a global region wider than the local region is defined as a global dimensional variation,
At least one of the apparatuses used for correcting dimensional variations caused by a plurality of manufacturing apparatuses including at least one of an etching apparatus, a resist developing apparatus, and a chemical mechanical polishing apparatus used for manufacturing an LSI. For two manufacturing apparatuses, a first global dimension variation characteristic fp (x, y) for each apparatus that changes a pattern dimension depending on a chip or a position in a chip group on a wafer, and a certain place (x, The effect of the pattern density of y) on the surrounding pattern dimensions is approximated by a function of distance, and a second global dimension variation characteristic g (x, y) for each apparatus that changes the pattern dimensions depending on the pattern density. ) And in advance,
When manufacturing an LSI using the plurality of manufacturing apparatuses, the density of the LSI pattern existing in a small area smaller than the global area is ρ (x, y),
The first global dimensional variation characteristic fp (x, y) for each of the devices to be used, the second global dimensional variation characteristic g (x, y) for each device, and the LSI pattern density ρ (x, y). y) and the pattern correction amount Δ (x, y) in each small region from fp (x, y) and ∫g (x−x ′, y−y ′) ρ (x ′, y ′) dx′dy A method for manufacturing an LSI, wherein the design pattern dimension is corrected for each of the small regions, and a desired pattern is formed on the mask based on the corrected pattern dimension.
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