JPH11133586A - マスクパターン補正方法及び該補正方法に用いられる露光マスク - Google Patents

マスクパターン補正方法及び該補正方法に用いられる露光マスク

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JPH11133586A
JPH11133586A JP23684998A JP23684998A JPH11133586A JP H11133586 A JPH11133586 A JP H11133586A JP 23684998 A JP23684998 A JP 23684998A JP 23684998 A JP23684998 A JP 23684998A JP H11133586 A JPH11133586 A JP H11133586A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ウエハ寸法の変動量と補正量の相関を考慮して
マスク補正ルールを作成し、複数の異なる製造装置でも
同一デバイスの作成を可能にすること。 【解決手段】トータルプロセスを経たウエハでACLV
を用いて、寸法変動量とパターン疎密依存性を電気的に
測定し、ウエハ上での片側エッジ当たりの寸法変動量を
求める(ステップS11a、S12a)。また、設計寸
法と仕上がり寸法の相関値から、補正ファクタを取得
し、該補正ファクタのパターン疎密依存性を取得する
(ステップS11b、S12b)。次に、パターンの疎
密依存性を一致させて、片エッジ当たりの寸法変動量を
上記補正ファクタで除する(ステップS13)。この結
果を、マスク描画装置の最小グリッド幅で分割して、マ
スク描画装置のグリッドにのる点のx座標を求める(ス
テップS14)。このx座標に基いて、1グリッド分の
補正領域、2グリッド分の補正領域、…を決定する(ス
テップS15)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置製造
に於けるリソグラフィー工程で用いられる露光用マスク
のマスクパターン補正方法及びそれを用いた露光マスク
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化、高速
化に伴い、デバイスパターンの寸法制御に対する要求が
ますます厳しくなってきている。また、デバイスの微細
化に伴い、プロセス起因の近接効果(0PE:0pti
cal ProximityEffect)の問題が近
年大きく顕在化してきている。以下、この近接効果につ
いて説明する。
【0003】半導体装置では、その設計回路の中でプロ
セスマージンが最も小さな箇所が所望通り(設計寸法通
り)になるように、プロセス条件がチューニングされ
る。この箇所とは、一般的には最も設計寸法が微細なと
ころであり、例えば半導体メモリ素子の場合には、最も
パターン密度が高いメモリセル部がこれに相当する。こ
こで、プロセス条件を密パターンであるメモリセル部に
合わせると、比較的疎なパターンの多い周辺回路部はプ
ロセス起因の近接効果を受け、必ずしも設計寸法通りに
はならない。この現象が近接効果(OPE)と称されて
おり、その発生要因は、露光マスクを透過した後の光学
像、レジスト中の潜像、レジストの塗布・現像プロセ
ス、下地膜の形成具合、下地膜のエッチング、洗浄や酸
化等の後処理、露光マスク作成プロセス等の影響が複雑
に絡み合っている。
【0004】この近接効果は、必ずしも光学的な要因だ
けで生じるものではない。上記近接効果を解決するた
め、マスク上で設計寸法に補正をかけるOPC(Opt
ical proximity correctio
n)技術の研究が多くの機関でなされている。学会論文
発表等によると、現在のOPCは、光学像シミュレーシ
ョンに基いた補正方法であるものが多い。
【0005】しかしながら、上述したように、OPEに
は光学的な要因以外のマスク・ウエハプロセスによるも
のもあるので、高精度な補正を実現するには実際のトー
タルプロセスを経たウエハでのOPEを調査し、マスク
上での寸法に補正をかける必要がある。
【0006】このトータルプロセスを考慮した1次元ゲ
ートパターンの補正方法として、Buckets方式
(L.Liebman et al, SPlE Vo
l.2322 Photomask Technolo
gy and Management(1994)22
9)等が知られている。以下、このBuckets方式
について、図18乃至図22を参照して説明する。
【0007】トータルプロセスを経たウエハでACLV
(Across the ChipLinewidth
Variation)と称される仕上がり寸法測長T
EG(Test Element Group)(図1
8参照)を用いて、寸法変動量(設計寸法と仕上がり寸
法の差)と隣接パターンまでの距離Sの関係(パターン
疎密依存性)を電気的に測定する。
【0008】そして、図19に示されるような特性デー
タを用いて、ウエハ上での片側エッジ当たりの寸法変動
量を求める。この測定結果を所望寸法からの寸法変動量
が“0”の点を基準として、マスク描画装置の(ウエハ
上の)最小グリッド幅で分割することによって、マスク
描画装置のグリッドにのる電気的特性上の点を摘出す
る。この摘出された点のx座標(a、b、c、…)によ
り、1グリッド分の補正領域、2グリッド分の補正領
域、…を決定し、図20に示されるようなマスク補正ル
ールを作成する。
【0009】この手法を用いることにより、疎密による
理論的には片側エッジ当たりの所望寸法からの寸法差が
△1から△2まで低減される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たL.W.LiebmanらによるBuckets方式
の補正方法では、次のような課題を有していた。これ
を、図21及び図22を参照して説明する。
【0011】(課題1)通常、デバイスの補正にあたっ
ては、図21に示されるように、先ず設計プロセスS1
で所定の寸法値でパターン設計がなされる。次いで、マ
スクプロセスS2、リソグラフィーブロセスS3を経た
後、エッチングプロセスS3で実際のパターンが作成さ
れる。そして、測定プロセスS5により電気的にパター
ンの測長がなされて、ウエハ上の寸法決定プロセスS6
でパターンが作成される。
【0012】上述したL.W.LiebmanらのBu
ckets補正方式による従来の補正方法では、図21
のプロセスS6に於けるウエハ寸法の寸法変動量と補正
量との相関(補正ファクタ)を“1”と仮定して、マス
ク補正ルールが作成されている。これは、例えば、ウエ
ハ上の寸法が50nm所望のパターン寸法より太かった
場合、設計上で50nm細めることを意味している。
【0013】しかしながら、上述したように、0PEは
様々なプロセス(マスク、リソグラフィー、エッチング
等のプロセス)によって影響を受けるため、図21に示
される各々のプロセス間でリニアリティが“1”になる
とは限らない。例えば、リソグラフィーのプロセスS3
に於いても、図22の特性図に示されるように、パター
ンサイズが微細になるにつれて(図22に於ける破線よ
り左側の部分)、リニアリティ(線形性)が保持できな
くなり、相関値は“1”よりも大きくなる。
【0014】この相関値が“1”を越える状態では、従
来のL.W.LiebmanらのBuckets補正方
式では、ウエハ上の寸怯が50nm所望寸法よりも太っ
た場合、設計上で50nm細めることは、補正のしすぎ
を意味する。このため、従来方式では高精度なマスク補
正を行うことができないという課題があった。
【0015】(課題2)また、L.W.Liebman
らのBuckets補正方式では、図19に示されるよ
うに、片側エッジ当たりの仕上がり寸法と所望寸法の差
はマスク描画装置のグリッド幅で決定され、その値は△
2である。この差は、更に低減させる必要がある。
【0016】(課題3)加えて、量産ベースでこの補正
方式を使用すると、次のような点で問題である。
【0017】一般的に、デバイスの作製は、同一デバイ
スであっても複数の工場間、若しくは同一工場であって
も複数の生産ライン間、或いは同一生産ラインであって
も複数の製造装置間で行われる。当然のことながら、こ
れら複数の工場間、生産ライン間、製造装置間で得られ
るウエハ上の仕上がり寸法のパターン疎密依存性は、異
なるものと考えられる。もちろん、この仕上がり寸法の
パターン疎密依存性が異なると、補正ルールが変化し、
上記工場間、生産ライン間、製造装置間で異なる補正マ
スクが必要となる。
【0018】しかし、異なる工場間、生産ライン間、製
造装置間で同一デバイス作製を行うのに、異なる補正マ
スクを使用することは、マスクの作製及び運用の面にお
いて困難な場合が多く、生産効率を低下させる恐れがあ
る。そのため、同一デバイス作製を、異なる工場、生産
ライン、製造装置によらずに同一補正マスクを使用して
行うことのできる補正方法が必要となっている。
【0019】したがって、この発明は上記課題に鑑みて
なされたものであり、その目的は複数の異なる工場間、
生産ライン間、製造装置間によらず同一補正マスクを使
用して同一デバイスを作成可能なマスクパターン補正方
法及び該補正方法に用いられる露光マスクを提供するこ
とである。
【0020】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項1に記載
の発明は、半導体ウエハ上のパターン寸法とパターン設
計寸法との相関係数を求める第1のプロセスと、この第
1のプロセスにより求められた相関係数に基いて、マス
クパターンの捕正を行う第2のプロセスとを具備するこ
とを特徴とする。
【0021】また請求項2に記載の発明は、半導体ウエ
ハ上の第1のパターン寸法とパターン設計寸法との相関
係数を求める第1のプロセスと、上記半導体ウエハ上の
第1のパターン寸法のパターン疎密依存性を求める第2
のプロセスと、上記パターン疎密依存性を上記相関係数
で除して第2のパ夕ーン寸法とパターン疎密依存性を得
る第3のプロセスと、上記第2のパターン寸法とパター
ン疎密依存性を所望のパターン寸法を基準としてマスク
を作成する描画装置の描画グリッド幅で分割して上記マ
スク描画グリッド上に現れる上記第2のパターン寸法と
パターン疎密依存性上の点を抽出し、パターン近接度と
基準からのパターン寸法差を求める第4のプロセスと、
上記パターン近接度に応じて、上記基準からのパターン
寸法差に最も近い上記描画グリッド幅の整数倍の補正を
行う第5のプロセスとを具備することを特徴とする。
【0022】請求項3に記載の発明は、請求項2に於い
て、上記第3のプロセスは、上記パターン疎密依存性を
それぞれのパターン疎密に対応した上記相関係数で除し
て上記第2のパターン寸法とパターン疎密依存性を得る
ことを特徴とする。
【0023】請求項4に記載の発明は、請求項3に於い
て、上記第5のプロセスは、上記第2のパターン寸法と
パターン疎密依存性を所望の値を基準とし、この基準に
基いて補正を行うことを特徴とする。
【0024】請求項5に記載の発明は、請求項3に於い
て、上記第5のプロセスは、上記第2のパターン寸法と
パターン疎密依存性を所望のパターン寸法に上記マスク
描画グリッド幅の1/2を加算した値を基準とし、この
基準に基いて補正を行うことを特徴とする。
【0025】請求項6に記載の発明は、請求項4及び5
に於いて、上記相関係数及びパターン疎密依存性は、電
気的測定若しくは走査型電子顕微鏡を使用して得られる
ことを特徴とする。
【0026】請求項7に記載の発明は、請求項2乃至5
の何れか1に於いて、上記相関係数は、パターンピッチ
がー定の下で得られることを特徴とする。
【0027】請求項8に記載の発明は、請求項2乃至5
の何れか1に於いて、上記相関係数は、それぞれのパタ
ーン疎密により得られることを特徴とする。
【0028】請求項9に記載の発明は、請求項4及び5
に於いて、上記第5のプロセスは、前記パターンの幅に
応じて複数の異なるパターン幅について複数の補正テー
ブルを作成し、上記異なるパターン幅に対応して該複数
の補正テーブルに従って補正を行うことを特徴とする。
【0029】請求項10に記載の発明は、請求項4及び
5に於いて、上記第5のプロセスは、1つのパターンに
対して隣接パターンまでの距離を2つ以上有する場合
に、ジョグを有することで1つのパターンに補正テーブ
ルに従い2つ以上の補正値を用いることを特徴とする。
【0030】請求項11に記載の発明は、請求項4及び
5に於いて、上記第5のプロセスは、上記パターンの幅
に応じて複数の異なるパターン幅について、複数の補正
テーブルを作成すると共に、1つのパターンに対して隣
接パターンまでの距離を2つ以上有する場合にジョグを
有して1つのパターンに補正テーブルに従い2つ以上の
補正値を用いることを特徴とする。
【0031】請求項12に記載の発明は、半導体ウエハ
上の第1のパターン寸法とパターン設計寸法との相関係
数を求める第1のプロセスと、上記半導体ウエハ上の第
1のパターン寸法のパターン疎密依存性を求める第2の
プロセスと、上記パターン疎密依存性を上記相関係数で
除して第2のパ夕ーン寸法とパターン疎密依存性を得る
第3のプロセスと、上記第2のパターン寸法とパターン
疎密依存性を所望のパターン寸法を基準としてマスクを
作成する描画装置の描画グリッド幅で分割して上記マス
ク描画グリッド上に現れる上記第2のパターン寸法とパ
ターン疎密依存性上の点を抽出し、パターン近接度と基
準からのパターン寸法差を求める第4のプロセスと、上
記パターン近接度に応じて、上記基準からのパターン寸
法差に最も近い上記描画グリッド幅の整数倍の補正を行
う第5のプロセスとを具備し、複数の異なる工場間、製
造ライン間、製造装置間に於けるパターン疎密の最大寸
法差を2×マスク描画装置の最小描画グリッド幅×上記
補正係数以内に収まる場合は、それぞれの工場間、製造
ライン間、製造装置間で使用するマスクは同じ補正を行
うことを特徴とする。
【0032】請求項13に記載の発明は、請求項12に
於いて、上記複数の工場間、製造ライン間及びまたは製
造装置間に於けるパターン疎密の最大寸法差を2×マス
ク描画装置の最小描画グリッド幅×上記補正係数より大
きい場合は、それぞれの工場間、製造ライン間、製造装
置間で使用するマスクは同じ異なる線幅の補正テーブル
で補正を行うことを特徴とする。
【0033】請求項14に記載の発明は、請求項13に
於いて、上記パターン疎密依存性は、上記工場間、製造
ライン間、製造装置間で得られた異なるパターン疎密依
存性を各々の装置間で各々の上記補正係数で除したもの
の平均値を用いることを特徴とする。
【0034】更に、この発明の請求項15に記載の露光
マスクは、請求項1乃至請求項14の何れかの半導体デ
バイスのマスクパターン補正方法に用いられることを特
徴とする。
【0035】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。
【0036】図1乃至図3は、この発明の第1の実施の
形態であるマスクパターン補正方法を説明するための図
である。この第1の実施の形態では、設計寸法とウエハ
上の仕上がり寸法の相関を考慮してマスク補正ルールを
作成する方法について述べる。
【0037】半導体デバイスの作成工程は、上述した図
15のフローチャートと同じである。すなわち、設計プ
ロセスS1で所定の寸法値でパターン設計がなされ、次
いでマスクプロセスS2、リソグラフィーブロセスS3
を経た後、エッチングプロセスS3で実際のパターンが
作成される。そして、測定プロセスS5により電気的に
パターンの測長がなされて、ウエハ上の寸法決定プロセ
スS6でパターンが作成される。
【0038】そして、図1のフローチャートに示される
ように、ステップS11aに於いて、トータルプロセス
を経たウエハで、上述したACLVと称される仕上がり
寸法測長TEG(Test Element Grop
e)(図18)を用いて、寸法変動量(設計寸法と仕上
がり寸法の差)と隣接パターンまでの距離の関係(パタ
ーン疎密依存性)が電気的に測定される。次いで、ステ
ップS12aにて、ウエハ上での片側エッジ当たりの寸
法変動量が求められる。
【0039】一方、ステップS11bに於いて、図2に
示されるように、設計寸法と仕上がり寸法(ウエハ上の
寸法)の相関(リニアリティ)から、補正ファクタが取
得される。ここで、この発明の補正方式に於ける補正フ
ァクタは、下記式の如く定義される。
【0040】 補正ファクタ=ΔCDWafer /ΔCDdesign ここで、CD(Critical Dimensio
n)とは寸法を指している。また、補正ファクタを求め
る際の測定パターンと隣接するパターンのピッチは一定
のものとする。
【0041】補正ファクタが取得されたならば、ステッ
プS12bにて、該補正ファクタのパターン疎密依存性
が取得される。
【0042】次に、ステップS13に於いて、上記ステ
ップS11a及び12aにより得られた片エッジ当たり
の寸法変動量が、上記ステップS11b及びS12bで
得られた補正ファクタで除される。この場合、パターン
の疎密依存性は一致させるものとする。
【0043】この結果が、上述したL.W.Liebm
anらのBuckets補正方式と同様に、ステップS
14にて、マスク描画装置の(ウエハ上の)最小グリッ
ド幅で分割される。すなわち、上記ステップS13によ
り得られたウエハ上での片エッジ当たりの寸法変動量
が、所望値から寸法変動量が“0”の点を基準に、マス
ク描画装置の最小グリッド幅で分割される。これによ
り、マスク描画装置のグリッドにのる点のx座標が求め
られる。
【0044】こうして求められたx座標に基いて、ステ
ップS15に於いて、1グリッド分の補正領域、2グリ
ッド分の補正領域、…が決定される。これにより、図4
に示されるようなマスク補正ルールが作成される。この
場合、x座標上でa〜bが1グリッド補正領域、b〜c
が2グリッド補正領域、c以降が3グリッド補正領域と
なっている。
【0045】このようにして、ウエハ寸法の寸法変動量
と補正値の相関を考慮した高精度なマスク補正が実施可
能になる。
【0046】図5は、通常マスク、従来の補正方式
(L.W.LiebmanらのBuckets補正方
式)、第1の実施の形態による補正方式による補正後の
ロジックデバイスのゲート層に於ける実パターン測長値
を示したものである。尚、図5に於ける横軸の番号は、
ロジックデバイスのゲート層であり、様々なパターン近
接度と疎密を有する実パターンの測定位置を示してい
る。
【0047】図5より、通常マスクで所望寸法(250
nm)からの寸法のズレ量が最大でで約60nm、実パ
ターン寸法バラツキで約40nmあったのが、第1の実
施の形態による補正方式によれば、所望寸法からの寸法
のズレ量が最大で約20nm、実パターン寸法バラツキ
で約30nmと低減していることがわかる。
【0048】しかし、L.W.Liebmanらによる
Buckets方式の従来の補正方式では、所望寸法か
らの寸法のズレ量が最大で約60nm、実パターン寸法
パラツキが約45nmと、期待した補正結果が得られな
かった。
【0049】このように、第1の実施の形態による補正
方式が、従来のL.W.LiebmanらによるBuc
kets補正方式より、所望寸法からの寸法のズレ量、
寸法バラツキを低減させる点で優れていることが明らか
である。もちろん、同実施の形態で説明した補正方式
は、他のロジックデバイスやメモリデバイスの他の層に
も適用可能であることは言うまでもない。
【0050】次に、この発明の第2の実施の形態を説明
する。
【0051】図6は、この発明の第2の実施の形態によ
るマスクパターン補正方法を説明するためのフローチャ
ート、図7はこの発明の第2の実施の形態によるマスク
パターン補正方法を説明するためのACLVの電気特性
図である。
【0052】図6のフローチャートに於いて、ステップ
S11a、S12a、S11b、S12b及びS13
は、上述した第1の実施の形態と同じであるので説明は
省略する。
【0053】そして、上述した第1の実施の形態では、
上記ステップS13で得られた測定結果が所望寸法から
の寸法変動量が0の点を基準としていたが、この第2の
実施の形態では、ステップS16に於いて、所望寸法か
らの寸法変動量が“0”の点(図7にPで示される)か
ら半グリッドシフトした点(図7にQで示される)が基
準にされて、マスク描画装置の(ウエハ上で)最小グリ
ッド幅で分割されることによって、マスク描画装置のグ
リッドにのる電気特性上の点が摘出されるようになって
いる。
【0054】この摘出された点のx座標により、ステッ
プS15にて、1グリッド分の補正領域、2グリッド分
の補正領域、…が決定され、図8に示されるようなマス
ク補正ルールが作成される。
【0055】図8は、この第2の実施の形態によるマス
ク補正方法で作成されたマスク補正ルールを表した図で
ある。
【0056】この場合、測定パターンと隣接するパター
ンとのスペース距離Sと摘出された点のx座標(a′、
b′、c′、…)との関係に従って、1グリッド分の補
正領域、2グリッド分の補正領域、…が決定される。
【0057】このルールを用いてマスクを補正した場
合、片エッジ当たりの所望寸法からの寸法ズレ量は最大
で△3であり、従来のL.W.Liebmanらによる
Buckets補正方式に比べ、所望寸法からの寸法ズ
レ量は半減される(図7参照)。
【0058】また、上述した第1の実施の形態による補
正方式と併用すれば、ウエハ上で所望寸法からの寸法ズ
レ量が最大で、グリッド分×補正ファクタまで低減され
る。
【0059】次に、この発明の第3の実施の形態を説明
する。
【0060】図9はこの発明の第3の実施の形態による
マスクパターン補正方法を説明するフローチャート、図
10は半導体デバイスの製造ラインの一例を概略的に示
した図、図11はこの発明第3の実施の形態であるマス
クパターン補正方法によるマスクパターン補正方法を説
明するためのACLVの電気特性図である。
【0061】図10に示されるような製造ラインで同一
デバイスを作製する場合、例えばリソグラフィー工程、
エッチング工程に於いて、複数の異なるツールによって
作業がなされる。そして、各々の製造装置でL.W.L
iebmanらによる従来の補正方式同様、トータルプ
ロセスを経たウエハでACLVと称される仕上がり寸法
測長TEG(図18参照)が用いられて、寸法変動量
(設計寸法と仕上がり寸法の差)と隣接パターンまでの
距離の関係(パターン疎密依存性)が電気的に測定さ
れ、図11に示されるようなウエハ上での寸法変動量が
求められる。次いで、これら各々の製造装置で得られた
測定結果が、各々の疎密で得られた補正ファクタで除さ
れる。
【0062】すなわち、図9のフローチャートに於い
て、ステップS11a、S12a、S11b、S12b
及びS13のプロセスが、各製造装置毎に行われる。
【0063】次に、ステップS7にて、上記補正ファク
タで除された各々の測定結果について、平均値が取得さ
れる。そして、ステップS18に於いて、この平均値
が、上述した第2の実施の形態と同様に、所望寸法から
の寸法変動量が“0の”点から半グリッドシフトされた
点が基準とされて、マスク描画装置の(ウエハ上の)最
小グリッド幅で分割されることによって、マスク描画装
置のグリッドにのる電気的特性上の点が摘出される。
【0064】次いで、ステップS15にて、摘出された
点のx座標により、1グリッド分の補正領域、2グリッ
ド分の補正領域、…が決定され、マスク補正ルールが作
成される。
【0065】ここで、図11に示されるように、例えば
工場間、生産ライン間、製造装置間に於ける疎密の最大
寸法差△aを、マスク描画装置の最小描画グリッド×2
×補正ファクタ以内に制御すると、最大補正幅が工場
間、生産ライン間、製造装置間で同じになるため、工場
間、生産ライン間、製造装置間で同じ補正マスクを使用
しても差し支えないものとする。
【0066】すなわち、工場間、生産ライン間、製造装
置間で疎密の最大寸法差△aが2グリッド分×補正ファ
クタ以内ならば同一補正マスクを便用する。そして、上
記疎密の最大寸法差△aが2グリッド分×補正ファクタ
以上であれば、多数の補正マスクを使用するようにすれ
ば良い。
【0067】尚、上述した第1乃至第3の実施の形態に
於いて、片エッジ当たりの寸法変動量の測定プロセス
(ステップS11a)及びその寸法変動量のパターン疎
密依存性の取得プロセス(ステップS12a)と、補正
ファクタの取得プロセス(ステップS11b)及び該補
正ファクタのパターン疎密依存性の取得プロセス(ステ
ップS12b)は、並行して行うようにしていたが、こ
れに限られるものではない。例えば、ステップS11a
及びS12aのプロセスの後にステップS11b及びS
12bのプロセスを行うようにしても良い。
【0068】次に、この発明の第4の実施の形態につい
て説明する。
【0069】上述した第1乃至第3の実施の形態に於い
ては、パターンの幅を1種類、例えば0.25μmとし
て説明してきた。しかしながら、実際に設計する上では
種々の異なる幅を有するパターンが存在する。
【0070】図12は、この発明の第4の実施の形態に
よるマスクパターン補正方法を説明するためのACLV
の電気特性図である。
【0071】この第4の実施の形態では、例えば3種類
の異なる線幅を有するパターンA、B、C(それぞれの
線幅は順にA、B、C)に対するマスク補正ルールの作
成を行う。尚、パターンの幅はA<B<Cの関係で太く
なっているものとする。
【0072】そして、上述した第1乃至第3の実施の形
態と同様に、幅A、幅B及び幅Cのパターンそれぞれに
ついて補正ファクタが取得される。補正ファクタが取得
されたならば、該補正ファクタのパターン疎密依存性が
取得される。次に、片エッジ当たりの寸法変動量が、上
記補正ファクタで除され、マスク描画装置の(ウエハ上
の)最小グリッド幅で分割される。これにより、マスク
描画装置のグリッドにのる点のx座標が求められる。こ
うして求められたx座標に基いて、それぞれのパターン
幅について、1グリッド分の補正領域、2グリッド分の
補正領域、…が決定される。
【0073】そして、幅A、幅B、幅Cのパターンにつ
いてマスク補正ルールが作成されたならば、パターンの
幅がAとBの間のもの、パターン幅がBとCの間のも
の、それ以上のものについて、図13乃至図15に示さ
れるようなマスク補正ルールが作成される。
【0074】パターン幅の設計値(CD)が、CD≦
(A+B)/2の場合は、図13に示されるような補正
ルールに従って補正が行われる。図12のx座標上で隣
接パターンまでの距離がa〜bで1グリッド補正領域、
b〜cで2グリッド補正領域、c〜dで3グリッド補正
領域、d〜eで4グリッド補正領域、そしてeを超える
と5グリッド補正領域となっている。
【0075】また、パターン幅の設計値(CD)が、
(A+B)/2<CD≦(B+C)/2の場合は、図1
4に示されるような補正ルールに従って補正が行われ
る。図12のx座標上で隣接パターンまでの距離がa〜
b′で1グリッド補正領域、b′〜c′で2グリッド補
正領域、c′を超えると3グリッド補正領域となってい
る。
【0076】更に、パターン幅の設計値(CD)が、C
D>(B+C)/2の場合は、図15に示されるような
補正ルールに従って補正が行われる。図12のx座標上
で隣接パターンまでの距離がa〜b″で1グリッド補正
領域、b″を超えると2グリッド補正領域となってい
る。
【0077】このようにして、パターン幅の異なる場合
でも、それに応じた補正ルールを作成することができる
ので、高精度なマスク補正が実施可能になる。
【0078】尚、ここでは3種類のパターン幅とした
が、もちろんこれに限られずに種々のパターン幅の場合
にも応用可能である。
【0079】次に、この発明の第5の実施の形態につい
て説明する。
【0080】上述した第1乃至第4の実施の形態は、測
定パターンと隣接パターンの距離は同じであるものとし
て説明したが、実際のレイアウト上に於いては、測定パ
ターンと隣接パターンとの距離が途中で変わる場合があ
る。
【0081】図16は、こうしたレイアウトの一例を示
したもので、例えばトランジスタのゲート領域付近の配
置を表した図である。図16に於いて、測定パターン1
0の隣接パターンとしては、距離S1だけ離れてアクテ
ィブエリア11近傍に配置されたパターン12と、距離
S2離れたパターン13が存在している。ここで、隣接
パターン12は、アクティブエリア11の途中までしか
存在しておらず、隣接パターン12の存在している部分
とそうでない部分とで、測定パターンに対する距離が異
なっている。
【0082】このような場合、上述した第1乃至第3の
実施の形態と同様に、線幅A(測定パターン10)につ
いて補正ファクタが取得される。補正ファクタが取得さ
れたならば、該補正ファクタのパターン疎密依存性が取
得される。次に、片エッジ当たりの寸法変動量が、前記
補正ファクタで除され、マスク描画装置の(ウエハ上
の)最小グリッド幅で分割される。これにより、マスク
描画装置のグリッドにのる点のx座標が求められる。こ
うして求められたx座標に基いて、1グリッド分の補正
領域、2グリッド分の補正領域、…が決定され、図17
に示されるような補正ルールが作成される。
【0083】例えば、距離S1、S2をそれぞれa<S
1≦b、b<S2≦cとすると、図17に示される補正
ルールに従って補正が行われる。つまり、x座標上で隣
接パターンまでの距離がa〜bで1グリッド補正領域、
b〜cで2グリッド補正領域、c〜dで3グリッド補正
領域、d〜eで4グリッド補正領域、そしてeを超える
と5グリッド補正領域となっている。
【0084】これにより、測定パターン10は隣接パタ
ーン12の存在の有無により、延出するパターンの途中
で補正領域が1グリッドから2グリッドに切り替わるジ
ョクを有した構成となっている。
【0085】このように、途中で測定パターンと隣接パ
ターンとの距離が変わっていても、正確な補正ルールを
提供して高精度なマスク補正が実施可能になる。
【0086】次に、この発明の第6の実施の形態につい
て説明する。
【0087】この第6の実施の形態は、上述した第4の
実施の形態と第5の実施の形態の併用である。
【0088】パターン幅が異なり、更に途中で測定パタ
ーンと隣接パターンとの距離が変わる場合でも、それに
応じた補正ルールを作成し、ジョグを有することで高精
度なマスク補正が実現可能になる。
【0089】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、複数の
異なる工場間、生産ライン間、製造装置間によらず同一
補正マスクを使用して同一デバイスを作成可能なマスク
パターン補正方法及び該補正方法に用いられる露光マス
クを提供することができる。したがって、このようなマ
スクパターン補正方法で作成された補正マスクを用いて
半導体集積回路を製造した場合、デバイス内でのプロセ
ス起因の近接効果による所望寸法からの寸法ズレ量や寸
法バラツキを大幅に低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態であるマスクパタ
ーン補正方法を説明するフローチャートである。
【図2】この発明の第1の実施の形態であるマスクパタ
ーン補正方法を説明するためのもので、補正ファクタ導
出の過程を表した図である。
【図3】この発明の第1の実施の形態であるマスクパタ
ーン補正方法を説明するためのもので、ACLVの電気
的特性を示した図である。
【図4】第1の実施の形態に於けるマスク補正ルールを
表した図である。
【図5】通常マスク、従来の補正方式(L.W.Lie
bmanら提案によるBuckets方式)、第1の実
施の形態の補正方式による補正後のロジックデバイスの
ゲート層に於ける実パターン測長値を示した図である。
【図6】この発明の第2の実施の形態であるマスクパタ
ーン補正方法を説明するフローチャートである。
【図7】この発明の第2の実施の形態であるマスクパタ
ーン補正方法を説明するためのもので、ACLVの電気
的特性を示した図である。
【図8】第2の実施の形態に於けるマスク補正ルールを
表した図である。
【図9】この発明の第3の実施の形態によるマスクパタ
ーン補正方法を説明するフローチャートである。
【図10】半導体デバイスの製造ラインの一例を概略的
に示した図である。
【図11】この発明第3の実施の形態であるマスクパタ
ーン補正方法によるマスクパターン補正方法を説明する
ためのACLVの電気特性図である。
【図12】この発明の第4の実施の形態であるマスクパ
ターン補正方法を説明するためのもので、ACLVの電
気的特性を示した図である。
【図13】第4の実施の形態に於けるマスク補正ルール
を表した図である。
【図14】第4の実施の形態に於けるマスク補正ルール
を表した図である。
【図15】第4の実施の形態に於けるマスク補正ルール
を表した図である。
【図16】この発明の第5の実施の形態である仕上がり
寸法測長TEGの一例を示した図である。
【図17】第5の実施の形態に於けるマスク補正ルール
を表した図である。
【図18】ACLVと称される仕上がり寸法測長TEG
の一例を示した図である。
【図19】従来のL.W.LiebmanらのBuck
ets方式による補正方式によるACLVの電気特性図
である。
【図20】従来のL.W.LiebmanらのBuck
ets方式による補正方式のマスク補正ルールを表した
図である。
【図21】各プロセスと補正ファクタとの関係を説明す
るための図である。
【図22】リソグラフィ工程での寸法りニアリティを説
明するための図である。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウエハ上のパターン寸法とパター
    ン設計寸法との相関係数を求める第1のプロセスと、 この第1のプロセスにより求められた相関係数に基い
    て、マスクパターンの捕正を行う第2のプロセスとを具
    備することを特徴とするマスクパターン補正方法。
  2. 【請求項2】 半導体ウエハ上の第1のパターン寸法と
    パターン設計寸法との相関係数を求める第1のプロセス
    と、 上記半導体ウエハ上の第1のパターン寸法のパターン疎
    密依存性を求める第2のプロセスと、 上記パターン疎密依存性を上記相関係数で除して第2の
    パ夕ーン寸法とパターン疎密依存性を得る第3のプロセ
    スと、 上記第2のパターン寸法とパターン疎密依存性を所望の
    パターン寸法を基準としてマスクを作成する描画装置の
    描画グリッド幅で分割して上記マスク描画グリッド上に
    現れる上記第2のパターン寸法とパターン疎密依存性上
    の点を抽出し、パターン近接度と基準からのパターン寸
    法差を求める第4のプロセスと、 上記パターン近接度に応じて、上記基準からのパターン
    寸法差に最も近い上記描画グリッド幅の整数倍の補正を
    行う第5のプロセスとを具備することを特徴とするマス
    クパターン補正方法。
  3. 【請求項3】 上記第3のプロセスは、上記パターン疎
    密依存性をそれぞれのパターン疎密に対応した上記相関
    係数で除して上記第2のパターン寸法とパターン疎密依
    存性を得ることを特徴とする請求項2に記載のマスクパ
    ターン補正方法。
  4. 【請求項4】 上記第5のプロセスは、上記第2のパタ
    ーン寸法とパターン疎密依存性を所望の値を基準とし、
    この基準に基いて補正を行うことを特徴とする請求項3
    に記載のマスクパターン補正方法。
  5. 【請求項5】 上記第5のプロセスは、上記第2のパタ
    ーン寸法とパターン疎密依存性を所望のパターン寸法に
    上記マスク描画グリッド幅の1/2を加算した値を基準
    とし、この基準に基いて補正を行うことを特徴とする請
    求項3に記載のマスクパターン補正方法。
  6. 【請求項6】 上記相関係数及びパターン疎密依存性
    は、電気的測定若しくは走査型電子顕微鏡を使用して得
    られることを特徴とする請求項4及び5に記載のマスク
    パターン補正方法。
  7. 【請求項7】 上記相関係数は、パターンピッチがー定
    の下で得られることを特徴とする請求項2乃至5の何れ
    か1に記載のマスクパターン補正方法。
  8. 【請求項8】 上記相関係数は、それぞれのパターン疎
    密により得られることを特徴とする請求項2乃至5の何
    れか1に記載のマスクパターン補正方法。
  9. 【請求項9】 上記第5のプロセスは、前記パターンの
    幅に応じて複数の異なるパターン幅について複数の補正
    テーブルを作成し、上記異なるパターン幅に対応して該
    複数の補正テーブルに従って補正を行うことを特徴とす
    る請求項4及び5に記載のマスクパターン補正方法。
  10. 【請求項10】 上記第5のプロセスは、1つのパター
    ンに対して隣接パターンまでの距離を2つ以上有する場
    合に、ジョグを有することで1つのパターンに補正テー
    ブルに従い2つ以上の補正値を用いることを特徴とする
    請求項4及び5に記載のマスクパターン補正方法。
  11. 【請求項11】 上記第5のプロセスは、上記パターン
    の幅に応じて複数の異なるパターン幅について、複数の
    補正テーブルを作成すると共に、1つのパターンに対し
    て隣接パターンまでの距離を2つ以上有する場合にジョ
    グを有して1つのパターンに補正テーブルに従い2つ以
    上の補正値を用いることを特徴とする請求項4及び5に
    記載のマスクパターン補正方法。
  12. 【請求項12】 半導体ウエハ上の第1のパターン寸法
    とパターン設計寸法との相関係数を求める第1のプロセ
    スと、 上記半導体ウエハ上の第1のパターン寸法のパターン疎
    密依存性を求める第2のプロセスと、 上記パターン疎密依存性を上記相関係数で除して第2の
    パ夕ーン寸法とパターン疎密依存性を得る第3のプロセ
    スと、 上記第2のパターン寸法とパターン疎密依存性を所望の
    寸法通りとなるパターン寸法を基準としてマスクを作成
    する描画装置の描画グリッド幅で分割して上記マスク描
    画グリッド上に現れる上記第2のパターン寸法とパター
    ン疎密依存性上の点を抽出し、パターン近接度と基準か
    らのパターン寸法差を求める第4のプロセスと、 上記パターン近接度に応じて、上記基準からのパターン
    寸法差に最も近い上記描画グリッド幅の整数倍の補正を
    行う第5のプロセスとを具備し、 複数の異なる工場間、製造ライン間、製造装置間に於け
    るパターン疎密の最大寸法差を2×マスク描画装置の最
    小描画グリッド幅×上記補正係数以内に収まる場合は、
    それぞれの工場間、製造ライン間、製造装置間で使用す
    るマスクは同じ補正を行うことを特徴とするマスクパタ
    ーン補正方法。
  13. 【請求項13】 上記複数の工場間、製造ライン間及び
    または製造装置間に於けるパターン疎密の最大寸法差を
    2×マスク描画装置の最小描画グリッド幅×上記補正係
    数より大きい場合は、それぞれの工場間、製造ライン
    間、製造装置間で使用するマスクは同じ異なる線幅の補
    正テーブルで補正を行うことを特徴とする請求項12に
    記載のマスクパターン補正方法。
  14. 【請求項14】 上記パターン疎密依存性は、上記工場
    間、製造ライン間、製造装置間で得られた異なるパター
    ン疎密依存性の平均値を用いることを特徴とする請求項
    12に記載のマスクパターン補正方法。
  15. 【請求項15】 請求項1乃至請求項14の何れかのマ
    スクパターン補正方法に用いられることを特徴とする露
    光マスク。
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