JP3406506B2 - フォトマスクのパターン補正方法およびフォトマスクのパターン補正装置 - Google Patents

フォトマスクのパターン補正方法およびフォトマスクのパターン補正装置

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JP3406506B2 JP06744198A JP6744198A JP3406506B2 JP 3406506 B2 JP3406506 B2 JP 3406506B2 JP 06744198 A JP06744198 A JP 06744198A JP 6744198 A JP6744198 A JP 6744198A JP 3406506 B2 JP3406506 B2 JP 3406506B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置製造プ
ロセスの一つであるリングラフィ工程において半導体素
子等のパターン露光により所望のフォトレジストパター
ンを形成するために用いられるフォトマスクのパターン
補正方法およびフォトマスクのパターン補正装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造プロセスである一つの
リソグラフィ工程においては、可視光線、紫外線、電子
線等の各種エネルギー線を、所望のパターンを有するフ
ォトマスクを通して被露光体に照射し、該被露光体を露
光することにより、所望のパターンを被露光体上に転写
することが行なわれている。
【０００３】近年、半導体素子の微細化および高集積化
が進むにつれ、リソグラフィ技術においては、最小描画
寸法を０．１μｍ以下にすることを目指し、露光波長と
同程度或いはそれ以下の加工寸法での超解像度リソグラ
フィ技術の実用化が進められている。
【０００４】パターン露光の解像度の実用限界は各種要
因によって定まるが、近年のパターンの微細化により、
光近接効果が、解像限界を支配する大きな要因の一つと
なっている。近接効果とは、あるパターンに対して、そ
れに近接するパターンからの光などの照射エネルギーの
干渉効果が問題となることを言い、これには同一パター
ン内での干渉による転写パターンの変形も含まれる。
【０００５】従来のリソグラフィ工程においては、転写
パターンのサイズが照射光の波長と比べて十分大きかっ
たため、近接効果が問題となるには至らなかったが、超
解像リソグラフィ技術においては、この近接効果現象が
大きな問題となっている。
【０００６】転写パターンのサイズが露光波長と同程度
或いはそれ以下であると、近接効果現象やフォトレジス
ト現像時の端部後退及びパターン変形現象によってフォ
トマスクのパターンとフォトレジスト上に転写されたパ
ターンとの間に線幅や形状の差異が生じる。
【０００７】このため、超解像度フォトリソグラフィ技
術においては、所望のパターンを有するフォトレジスト
を形成するために、光近接効果等による転写の際の変形
を正確に見積もってフォトマスクのパターンを補正する
ことが、重要な技術の一つとなっている。これは、相互
作用の大きい電子線やその他の各種エネルギー線を用い
たリソグラフィ技術においても同様である。
【０００８】これまでに、光近接効果を正確に見積もっ
てフォトマスクのパターンを補正するためのさまざまな
試みが行われており、例えば、特開平２−１８９９１３
号公報には、フォトマスクパターンを補正して光近接効
果に対応する方法が開示されいる。
【０００９】これは、半導体素子のレベルでの改善例で
あるが、実際にはチップレベルでの広い領域（十数ｍｍ
角程度）での補正が必要となる。
【００１０】チップレベル、ブロックレベルでの補正例
としては、S. Miyama, K. Yamamoto, et al., “ Large
area optical proximity correction with a combinat
ionof rule-based and simulation-based methods”, J
pn.J.Appl.Phys.Vol.35(1996/12) p.p.6370-6373 があ
る。
【００１１】この従来例の、近接効果に対する補正を行
う手順を、図１３のフローチャートと、図１４および図
１５とを参照して説明する。これによれば、まず、図１
４に示すフォトマスクのパターンから投影像の光強度分
布を求め、光近接効果に対する補正の対象となるクリテ
ィカルなエッジ（パターンの開口端或いは遮光端）を抽
出する（Ｓ４１・Ｓ４２）。図１４において、着色部分
は遮光部分を示し、白抜き部分は開口部分を示す。ま
た、図１４においては、クリティカルなエッジを、太幅
の破線で示している。
【００１２】次に、このクリティカルなエッジにおける
補正量を評価するのに適切なあるポイントを補正ポイン
トに決め、この補正ポイントにおける１Ｄ（一次元）コ
ンテキストを調べる（Ｓ４３）。即ち、図１４に示す矢
印上の補正ポイント（例えば、図１４に×印で示す補正
ポイント）の２値判定を行い、開口部分を「０」、遮光
部分を「１」で表したビットマップデータである１Ｄコ
ンテキストを求める。
【００１３】そして、求めた１Ｄコンテキストが、予め
準備されている図１５に示す補正テーブルの中の１Ｄコ
ンテキストと一致するかどうかを判別し（Ｓ４４）、一
致する場合は、補正テーブルを参照して補正量を定め、
フォトマスクのパターンの該当する部分をこの補正量で
補正する（Ｓ４７）。尚、図１５の破線は、補正ポイン
トを示している。
【００１４】一方、求めた１Ｄコンテキストと同じもの
が補正テーブル中に見つからない場合は、該１Ｄコンテ
キストに合った補正量をシミュレーションにて算出し
（Ｓ４５）、該１ＤコンテキストとＳ４５で求めた補正
量を、上記の補正テーブルに追加し、補正テーブルを更
新する（Ｓ４６）。次に、補正ポイントをクリティカル
なエッジにおける補正量を評価するのに適切な他のポイ
ントに変更し（Ｓ４３）、更新した補正テーブルを参照
して補正量を定め、上記と同様にフォトマスクのパター
ンの該当する部分をこの補正量で補正する（Ｓ４７）。
【００１５】上記Ｓ４３〜Ｓ４７までの手順を、Ｓ４２
で抽出したエッジにおける全ての補正ポイントで補正が
終了するまで繰り返し行い（Ｓ４８）、全ての補正が終
了したならば、処理を終了する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例におけるフォトマスクのパターン補正方法では、投
影像の光強度分布からコントラストや光強度勾配等を求
め、目標とするパターン寸法に対してクリティカルなエ
ッジを求め、フォトレジスト内の光近接効果に対する補
正を行っている。
【００１７】即ち、上記従来例のパターン補正方法で
は、光近接効果に対する補正とともに、（ポジ型フォト
レジストでは）フォトマスクの開口パターン密度が高い
領域で発生するフォトレジスト現像時のフォトレジスト
端部後退及びパターン変形や、フォトレジストの下地段
差によるフォトレジストの線幅シフト等に関わるクリテ
ィカルなパターン領域を抽出して、これらフォトレジス
トの現像および下地段差に対する補正を行うことができ
ない。
【００１８】その結果、フォトレジストの端部後退及び
パターン変形や線幅シフトによって、フォトレジストの
パターンが所望のパターンからずれる。つまり、上記従
来例のパターン補正方法は、高精度の補正を行うことが
できないという問題点を有している。
【００１９】その上、上記従来例のパターン補正方法で
は、投影光光学像のシミュレーションと、フォトレジス
ト露光及び現像のシミュレーションによる計算及び補正
テーブルの作成とを、補正が必要な全ての領域について
行わなければならない。そのため、前もって多くの測定
データが必要な上、正確な計算のためには多大な計算時
間が必要となり、補正を高速に行うことができない。
【００２０】また、これら従来例のフォトマスクのパタ
ーン補正方法では、光近接効果を見積もるのに、必要以
上に広い領域でシミュレーション及び評価を行わなけれ
ばならない。そのため、作業および手間が必要以上にか
かり、作業の効率化やフォトマスクパターン補正の自動
化の妨げとなっていた。
【００２１】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、フォトマスクのパターンを
高精度かつ高速に補正できるフォトマスクのパターン補
正方法およびフォトマスクのパターン補正装置を提供す
ることにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のフ
ォトマスクのパターン補正方法は、上記の課題を解決す
るために、フォトマスクを通してフォトレジストを露光
した後に該フォトレジストを現像することによってウェ
ハ上に形成されるフォトレジストのパターンが所望のパ
ターンとなるように、フォトマスクのパターンを補正す
る方法であって、複数のフォトマスクのパターンを表す
パターンデータを一括して取り込み、各フォトマスクの
パターンデータについて、フォトマスクの全領域をメッ
シュ領域に分割して、各メッシュ領域ごとにパターン密
度を求め、該パターン密度やレジストの感度特性に基づ
いて、フォトレジスト内の光近接効果に対する補正を行
うにあたり、パターンデータにおける各フォトマスクの
全領域から、フォトレジスト現像時の端部後退やパター
ン変形に対する補正の必要な現像補正領域を自動的に抽
出して、該現像補正領域のみにフォトレジストの現像に
対する補正を行うとともに、パターンデータにおける各
フォトマスクの全領域から、フォトレジストの下地にお
ける光学的段差による光近接効果に対する補正を行うべ
き下地補正領域を自動的に抽出して、該下地補正領域の
みにフォトレジストの下地における光学的段差による光
近接効果に対する補正を行うことを特徴としている。
【００２３】上記方法においては、フォトマスクを複数
の領域に分割して各領域の周囲のパターン密度を求め、
該パターン密度と所定のレジスト感度特性に依存した閾
値との比較に基づいて、上記現像補正領域を抽出するこ
とがより望ましい。
【００２４】請求項２記載の発明のフォトマスクのパタ
ーン補正方法は、上記の課題を解決するために、請求項
１記載のフォトマスクのパターン補正方法において、フ
ォトレジストの下地構造及び材質データに基づいてフォ
トレジストの下地に光学的段差が存在するか否かを判定
し、光学的段差が存在する場合には光学的下地段差から
の距離に基づいて下地補正領域を抽出することを特徴と
している。
【００２５】上記方法によれば、露光波長の数倍ないし
同程度以下のパターニングにおいて問題となるフォトレ
ジスト内の光近接効果、パターン密度に依存したレジス
ト現像時の端部後退およびパターン変形現象、加えて光
学的な下地段差による光近接効果の全てに対応して、フ
ォトレジストの現像に対する補正を行うとともに、フォ
トレジストの下地構造及び材質に対する補正を行い、さ
らに、パターンの光近接効果に対する補正を行う。これ
により、フォトマスクのパターンを高精度かつ高速に補
正することができる。さらに、補正の必要な領域を抽出
したうえで補正を行うので、フォトマスクのパターン補
正をより効率良く行うことができる。
【００２６】 請求項３記載の発明のフォトマスクのパタ
ーン補正装置は、上記の課題を解決するために、フォト
マスクを通してフォトレジストを露光した後に該フォト
レジストを現像することによってウェハ上に形成される
フォトレジストのパターンが所望のパターンとなるよう
に、フォトマスクのパターンを補正する装置であって、
複数のフォトマスクのパターンを表すパターンデータを
一括して取り込むパターンデータ入力部と、各フォトマ
スクのパターンデータについて、フォトマスクの全領域
をメッシュ領域に分割して、各メッシュ領域ごとにパタ
ーン密度を求め、該パターン密度やレジストの感度特性
に基づいて、パターンデータにおける各フォトマスクの
全領域から、フォトレジスト現像時の端部後退やパター
ン変形に対する補正を行うべき現像補正領域を自動的に
抽出する現像補正領域抽出部と、上記現像補正領域のみ
にフォトレジストの現像に対する補正を行う現像補正部
と、パターンデータにおける各フォトマスクの全領域か
ら、フォトレジストの下地における光学的段差による光
近接効果に対する補正の必要な下地補正領域を自動的に
抽出する下地補正領域抽出部と、上記下地補正領域のみ
にフォトレジストの下地における光学的段差による光近
接効果に対する補正を行う下地補正部と、パターンデー
タにおける各フォトマスクの全領域について、フォトレ
ジスト内の光近接効果に対する補正を行う光近接効果補
正部とを備えていることを特徴としている。
【００２７】上記構成によれば、露光波長の数倍ないし
同程度以下のパターニングにおいて問題となるフォトレ
ジスト内の光近接効果、パターン密度に依存したレジス
ト現像時の端部後退及びパターン変形現象、加えてフォ
トレジストの現像に対する補正を行うとともに、フォト
レジストの下地構造及び材質に対する補正を行い、さら
に、フォトレジスト内の光近接効果に対する補正を行
う。これにより、フォトマスクのパターンを高精度かつ
高速に補正することができる。さらに、補正の必要な領
域を抽出したうえで補正を行うので、フォトマスクのパ
ターン補正をより効率良く行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕 本発明の実施の一形態について図１ないし図１２に基づ
いて説明すれば、以下の通りである。
【００２９】尚、本明細書においては、フォトレジスト
の現像時の端部後退現象及びパターン変形に対する補正
を、フォトレジスト端部現像補正、あるいは、単に現像
補正と称する。また、本明細書においては、フォトレジ
ストの下地における光学的段差（例えば、アルミニウム
配線）による光近接効果に対する補正を下地段差補正と
称する。さらに、本明細書においては、１枚のフォトレ
ジスト内における図形間あるいは図形内の光近接効果に
対する補正を、適宜、単に光近接効果補正と称する。
【００３０】まず、本発明にかかるフォトマスクのパタ
ーン補正装置について説明する。図４に示すように、本
発明にかかるパターン補正装置１は、パターンデータ入
力部２、パターン密度演算部３、現像補正領域抽出部
４、現像補正部５、下地段差判定部６、下地段差補正領
域抽出部（下地補正領域抽出部）７、下地段差補正部
８、光近接効果補正部９、および誤差判定部１０を備え
ている。
【００３１】次に、本発明にかかるフォトマスクのパタ
ーン補正方法について、図１、図２、図３のフローチャ
ートに基づいて説明する。
【００３２】本発明にかかるフォトマスクのパターン補
正方法では、まず、半導体装置の製造工程に用いる全フ
ォトマスクのパターンデータ（レイアウトデータ）をパ
ターン補正装置１のパターンデータ入力部２に入力する
（Ｓ１）。
【００３３】このパターンデータは、目標とするフォト
レジストのパターンに対応するフォトマスクのパターン
のレイアウトを表すデータである。また、このパターン
データは、チップレベルないしブロックレベルのパター
ンを表すデータである。さらに、このパターンデータ
は、フォトレジストの下地となるＬＳＩ(Large Scale I
ntegrated Circuit)の構造や材質等を示す下地構造及び
材質データも含んでいる。
【００３４】次に、パターンデータ入力部２に入力され
たパターンデータは、光近接効果補正部９に送られる。
光近接効果補正部９は、パターンデータに対してフォト
レジスト内の光近接効果に対する補正を行い（Ｓ２）、
補正後のパターンデータを下地段差判定部６および下地
段差補正領域抽出部７へ出力する。
【００３５】次に、下地段差判定部６は、入力されたパ
ターンデータに含まれる下地構造（階層構造）及び材質
のデータを基にしてフォトレジストの下地構造及び材質
を調べ、各フォトレジストにおける光学的下地段差（以
下、単に下地段差と称する）の有無を調べる（Ｓ３）。
つまり、そのフォトマスクによって形成しようとしてい
るフォトレジストの１つ前の層のデータ、即ち、幾何的
にフォトレジストの下層となる層の構造データを取り出
し、図８の矢印で示すようなフォトレジストの線幅シフ
トを招く下地段差が存在するか否かを判定する。例え
ば、フォトレジストの下層がアルミニウム等の光反射率
の高い材質である場合には、下地段差が存在すると判定
される。
【００３６】尚、図８において、１１はフォトマスク、
１１ａはＣｒ遮光部、１１ｂは透光部、１２はポジ型フ
ォトレジスト、１２ａは露光部、１２ｂは非露光部、１
３はアルミニウム線、１４は酸化膜、１５は空気層を表
す。
【００３７】そして、下地段差判定部６によって下地段
差が存在すると判定された場合には、下地段差補正領域
抽出部７は、その判定結果に基づいて、パターンデータ
における各フォトマスクの全領域から下地段差による近
接効果有効領域を下地段差補正の必要な領域として抽出
する（Ｓ４）。一方、下地段差判定部６によって下地段
差が存在しないと判定された場合には、下地段差補正領
域抽出部７は、下地段差補正を行わずにパターンデータ
をそのままパターン密度演算部３および現像補正領域抽
出部４へ送る。
【００３８】下地段差による近接効果有効領域は、光学
的下地段差からの距離が所定値以下の領域、例えば、光
学的下地段差からの水平パターン間距離が２λ／ＮＡ以
下の領域として求められる。図８に示す例では、図８
（ａ）に矢印で示す位置が、下地段差による近接効果が
最大となる位置であり、破線で示す領域が、下地段差に
よる近接効果が顕著な領域である。
【００３９】次いで、下地段差補正部８は、あらかじめ
準備した付近の下地段差データから、近接する下地段差
による近接効果有効領域内のフォトマスク寸法の補正量
（シフト量）を、ルールまたはシミュレーションによっ
て求め、近接効果有効領域のみに上記補正量で下地段差
補正を行い（Ｓ５）、処理後のパターンデータをパター
ン密度演算部３および現像補正領域抽出部４へ送る。
【００４０】下地段差補正は、下地段差の影響で下地に
近接するフォトレジストパターン端部の光の当たり方が
下地のない部分と異なってしまうためにパターンの形状
が歪む影響を、フォトマスクのパターンデータにフィー
ドバックさせる形で補正を行うものである。
【００４１】下地段差補正は、例えば、次の手順で行わ
れる。即ち、前もって異なる層（特に下層）からの光学
的近接効果を見積もり、パターンを表すデータと下地段
差に対する補正量との関係を下地段差補正のデータベー
ス（テーブル）として作成しておく。データベースの内
容の一例を、図９に示す。
【００４２】図９において、左側の０／１列は、下地段
差補正が必要な領域を表すデータであり、「０」はＸ−
Ｙ座標における下地段差補正が不要な位置を表し、
「１」はＸ−Ｙ座標における下地段差補正が必要な位置
を表す。また、図９における右側の数値（０．０５）
は、線幅シフト量（単位はμｍ）を示す。
【００４３】そして、まず、パターンデータにおける各
フォトマスクのパターンが、データベースの中にあるか
を判定し（Ｓ３１）、データベースの中にある場合に
は、データベースに基づいて下地段差補正を行う（Ｓ３
２）。一方、パターンがデータベースの中にない場合に
は、下地段差を考慮した露光シミュレーションに基づく
下地段差補正を行い（Ｓ３３）、シミュレーション結果
に基づいてデータベースの更新を行う（Ｓ３４）。
【００４４】そして、パターン密度演算部３は、入力さ
れたパターンデータにおける各フォトマスク（各層）の
全領域の各開口パターン（または遮光パターン）を、矩
形または三角形の多数のメッシュ領域に分割し、それら
のメッシュ領域の１つを設定して（Ｓ６）、該メッシュ
領域の周辺の開口パターン（または遮光パターン）密度
を演算する（Ｓ７）。
【００４５】上記のメッシュ領域のサイズは、ｋλ／４
ＮＡ角以下であることが望ましい。ここで、ｋはパラメ
ータであり、例えば、あるプロセスでは０．４〜１．０
に設定される。また、λは露光波長である。さらに、Ｎ
Ａは、開口数であり、例えば、ある半導体装置では０．
４〜０．７である。
【００４６】図５に示すＳＲＡＭ(Static Random Acces
s Memory) のゲート−ポリシリコンの目標パターンを形
成しようとする場合には、図５の開口パターンが、例え
ば、図６に示すように０．０６２５μｍ角の矩形のメッ
シュ領域に分割される。尚、図５は、目標とするフォト
レジストのパターンに対応する補正前のフォトマスクの
パターンを表す図であり、着色部分は透光部（開口パタ
ーン）を示す。
【００４７】パターン密度演算部３における開口メッシ
ュ領域の開口パターン密度Ｅｅｎｖの演算は、例えば、
次式（１）
【００４８】
【数１】
【００４９】によって行われる。
【００５０】上記式（１）において、Ωは開口パターン
密度計算領域、ｉ（ｘ* ，ｙ* ）は開口パターン密度計
算領域Ω内の任意のメッシュ領域（ｘ* ，ｙ* ）におけ
る光強度の値、Ｄｓは開口パターン密度計算領域Ω内の
全露光量、Δ（ｘ，ｙ）は開口メッシュ領域（ｘ，ｙ）
の面積、ｒ（ｘ−ｘ ，ｙ−ｙ* ）は開口メッシュ領域
（ｘ，ｙ）とメッシュ領域（ｘ* ，ｙ* ）との間の距離
である。また、開口パターン密度計算領域Ωは、開口メ
ッシュ領域（ｘ，ｙ）から所定距離以内の範囲に設定さ
れる。
【００５１】尚、開口メッシュ領域の開口パターン密度
Ｅｅｎｖの演算式として、式（１）の代わりに、次式
（２）
【００５２】
【数２】
【００５３】を用いてもよいが、式（１）の方が、好ま
しい。
【００５４】上記式（２）において、Ωは開口パターン
密度計算領域、ｉ（ｘ* ，ｙ* ）は、開口パターン密度
計算領域Ω内の任意のメッシュ領域（ｘ* ，ｙ* ）にお
ける光強度の値、Ｄｓは開口パターン密度計算領域Ω内
の全露光量、Δ（ｘ，ｙ）は開口メッシュ領域（ｘ，
ｙ）の面積である。式（２）中のＥｒｆ（ｘ−ｘ* ，ｙ
−ｙ* ）は、次式（３）
【００５５】
【数３】
【００５６】で表される誤差関数である。
【００５７】式（３）におけるｒは、開口メッシュ領域
（ｘ，ｙ）とメッシュ領域（ｘ* ，ｙ* ）との間の距離
であり、次式（４）
【００５８】
【数４】
【００５９】で表される。
【００６０】次いで、パターン密度演算部３で演算され
た開口メッシュ領域の開口パターン密度Ｅｅｎｖは、パ
ターンデータとともに、現像補正領域抽出部４に入力さ
れる。現像補正領域抽出部４は、開口パターン密度Ｅｅ
ｎｖと予め設定されているレジストの露光により得られ
る感度特性に依存した閾値αとを比較し（Ｓ８）、これ
らが次式（５） Ｅｅｎｖ≧α・・・（５） を満たしているか否かを判定する（Ｓ９）。
【００６１】但し、閾値αは、常に特定の値に定められ
るのではなく、フォトマスクのパターンやフォトレジス
トの露光感度特性やプロセスによって適宜決定される値
であり、実用上は段階的に値を変更することにより、フ
ォトレジスト現像時の端部後退やパターン変形に対する
評価レベルを調整することができる。
【００６２】そして、現像補正領域抽出部４は、開口メ
ッシュ領域の開口パターン密度Ｅｅｎｖが式（５）を満
たしている場合には、その開口メッシュ領域をフォトレ
ジスト端部現像補正が必要な現像補正領域と判定し、現
像補正部５に入力する。
【００６３】フォトレジスト端部現像補正が必要な領域
は、同一層におけるライン（遮光部）端部や角部及びス
ペース（透光部）端部、及びコンタクト等の領域であ
る。ポジ型レジストでは、Ｅｅｎｖが閾値α以上のライ
ン端部の領域、例えば、パターンの端部が、パターンに
よる露光密度が高く現像時における線幅シフト量が顕著
であるため、現像補正領域と判定される。例えば、図５
に示す目標パターンでは（但し、レジスト残しの場
合）、図７において破線の○印で囲んだゲート−ポリシ
リコンのＬ字長辺端部が、現像補正領域と判定される。
また、αの値を下げれば、Ｌ字角部も現像補正領域と判
定される。
【００６４】続いて、その開口メッシュ領域は、現像補
正部５において、フォトレジスト露光・現像のシミュレ
ーションやフォトレジスト露光・現像の実測値から得ら
れたデータベース等を利用して、フォトレジスト端部現
像補正がなされる（Ｓ１０）。その後、開口メッシュ領
域を補正された開口メッシュ領域に変更し（Ｓ６）、Ｓ
７に戻る。
【００６５】フォトレジスト端部現像補正は、具体的に
は、例えば、図２に示す手順で行われる。即ち、予め、
フォトレジスト露光・現像のシミュレーションやフォト
レジスト露光・現像の実測値から、パターンと最適な補
正量との関係をデータベースとして作成しておく。
【００６６】そして、まず、パターンデータにおける各
フォトマスクのパターンが、データベースの中にあるか
を判定し（Ｓ２１）、データベースの中にある場合に
は、データベースを参照して現像補正を行う（Ｓ２
２）。一方、パターンがデータベースの中にない場合に
は、シミュレーションに基づく現像補正を行い（Ｓ２
３）、シミュレーション結果に基づいてデータベースの
更新を行う（Ｓ２４）。この場合、データベースのデー
タを追加するにあたっては、光強度だけでなく、フォト
レジストの露光・現像のシミュレーション結果または実
測データが必要である。
【００６７】一方、開口メッシュ領域の開口パターン密
度Ｅｅｎｖが式（５）を満たしていない場合には、現像
補正領域抽出部４は、その開口メッシュ領域がフォトレ
ジスト端部現像補正を必要としない領域であると判定
し、パターンデータを誤差判定部１０へ送るとともに、
開口メッシュ領域を現像補正された開口メッシュ領域に
変更し（Ｓ６）、Ｓ７に戻る。
【００６８】上記Ｓ６〜Ｓ１０の手順を、全ての開口メ
ッシュ領域の処理が終了するまで繰り返し行い（Ｓ１
１）、処理後のパターンデータを誤差判定部１０へ送
る。
【００６９】このようにして、現像補正領域抽出部４に
おいて開口パターン密度によるフォトレジスト端部現像
補正が必要となる現像補正領域の抽出が行われ、該現像
補正領域についてのみフォトレジスト端部現像補正が行
われる。
【００７０】誤差判定部１０は、入力されたパターンデ
ータとシュミレーション結果との誤差が所定値、例えば
５％以下であるか否かを判定し（Ｓ１２）、誤差が所定
値以下であれば補正後のパターンデータを出力して、補
正を終了する。一方、誤差が所定値を越えている場合に
はパターンデータを再び光近接効果補正部９へ送り、Ｓ
２に戻る。そして、Ｓ２〜Ｓ１１の手順を誤差が所定値
以下となるまで繰り返し行った後、補正後のパターンデ
ータを出力して補正を終了する。
【００７１】図７に示すパターンを表すパターンデータ
をパターン補正装置１で補正した場合に、出力されるパ
ターンデータのパターンの一例（補正結果）を図１０に
実線で示す。また、比較のために、投影光学像のみから
求めた補正パターンの一例（補正結果）を図１１の実線
で示す。図１０および図１１において、ハッチング部分
は、フォトマスクの開口部を示し、破線は、図７に示す
原型のパターンを示している。
【００７２】図１０に示すパターンのフォトマスクを用
いて作成したフォトレジストの実測結果を、図１２に示
す。
【００７３】このように、本発明のフォトマスクのパタ
ーン補正方法によれば、露光波長の数倍ないし同程度の
パターニングにおいて問題となるフォトレジスト内の光
近接効果、パターン密度とレジスト感度特性とに依存し
たレジスト現像時の端部後退及びパターン変形現象、加
えて光学的な下地段差による光近接効果の全てに対し
て、フォトマスクのパターンを効率良くかつ大変高速に
補正することができる。
【００７４】また、以上のように、間接的には近接効果
に関連しているが直接的に近接効果に関連しない補正領
域を前もって抽出しておくことにより、全領域に対して
一括して投影光学像（シミュレーション）の値に基づく
フォトマスクの開口部の線幅の補正（フォトマスク内の
光近接効果に対する補正）を行うことが可能となる。こ
れは、チップレベルないしブロックレベルでの大規模領
域におけるフォトマスクのパターンの自動補正において
は、重要である。
【００７５】これらにより、従来と比較して近接効果補
正作業を大幅に軽減し、フォトマスクパターン補正作業
を効率良く統一的に行うことができる。その結果、光近
接効果を含むマスクパターン補正技術の自動化を容易に
することができ、また、チップレベルでのフォトマスク
パターン補正技術を実用化することができる。
【００７６】尚、本発明のフォトマスクのパターン補正
方法およびパターン補正装置は、フォトマスクを用いて
露光波長の数倍もしくはそれ以下の微細なフォトレジス
トパターンを露光・現像によってウェハ上に形成するの
に、特に好適である。
【００７７】上記では、ポジ型フォトレジストの場合に
ついて説明したが、ネガ型フォトレジストでは、式
（５）における不等号を逆にした式を用いて判定を行う
必要がある。
【００７８】
【発明の効果】本発明のフォトマスクのパターン補正方
法は、以上のように、複数のフォトマスクのパターンを
表すパターンデータを一括して取り込み、フォトレジス
ト内の光近接効果に対する補正を行うにあたり、パター
ンデータにおける各フォトマスクの全領域から、フォト
レジスト現像時の端部後退及びパターン変形に対する補
正を行うべき現像補正領域を自動的に抽出して、該現像
補正領域のみにフォトレジストの現像に対する補正を行
うとともに、パターンデータにおける各フォトマスクの
全領域から、フォトレジストの下地における光学的段差
による光近接効果に対する補正を行うべき下地補正領域
を自動的に抽出して、該下地補正領域のみにフォトレジ
ストの下地における光学的段差による光近接効果に対す
る補正を行う方法である。
【００７９】上記方法によれば、補正の必要な領域を抽
出したうえで、フォトレジストの現像に対する補正を行
うとともに、フォトレジストの下地構造及び材質に対す
る補正を行うので、フォトマスクのパターンを高精度か
つ高速に補正することができるという効果を奏する。
【００８０】 本発明のフォトマスクのパターン補正装置
は、以上のように、フォトマスクを通してフォトレジス
トを露光した後に該フォトレジストを現像することによ
ってウェハ上に形成されるフォトレジストのパターンが
所望のパターンとなるように、フォトマスクのパターン
を補正する装置であって、複数のフォトマスクのパター
ンを表すパターンデータを一括して取り込むパターンデ
ータ入力部と、パターンデータにおける各フォトマスク
の全領域から、フォトレジスト現像時の端部後退及びパ
ターン変形に対する補正を行うべき現像補正領域を自動
的に抽出する現像補正領域抽出部と、上記現像補正領域
のみにフォトレジストの現像に対する補正を行う現像補
正部と、パターンデータにおける各フォトマスクの全領
域から、フォトレジストの下地における光学的段差によ
る光近接効果に対する補正を行うべき下地補正領域を自
動的に抽出する下地補正領域抽出部と、上記下地補正領
域のみにフォトレジストの下地における光学的段差によ
る光近接効果に対する補正を行う下地補正部と、パター
ンデータにおける各フォトマスクの全領域について、フ
ォトレジスト内の光近接効果に対する補正を行う光近接
効果補正部とを備える構成である。
【００８１】上記構成によれば、補正の必要な領域を抽
出したうえで、フォトレジストの現像に対する補正を行
うとともに、フォトレジストの下地構造及び材質に対す
る補正を行うので、フォトマスクのパターンを高精度か
つ高速に補正することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるフォトマスクのパターン補正方
法の一例を示すフローチャートである。
【図２】図１に示すパターン補正方法における現像補正
の方法を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すパターン補正方法における下地段差
補正の方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明にかかるフォトマスクのパターン補正装
置の一例を示すブロック図である。
【図５】目標とするフォトレジストのパターンに対応す
るフォトマスクのパターンを示す図である。
【図６】フォトマスクのメッシュ領域分割例を示す図で
ある。
【図７】図５に示すフォトマスクにおける現像補正領域
を示す図である。
【図８】フォトレジストの下地段差による近接効果有効
領域を示すための説明図であり、（ａ）は断面図、
（ｂ）は平面図である。
【図９】図５に対応するフォトレジストの下地段差によ
る線幅補正データベースの一例を示す説明図である。
【図１０】本発明のパターン補正方法で補正されたフォ
トマスクのパターンの一例を示す図である。
【図１１】投影光学像のみに基づいて補正されたフォト
マスクのパターンの一例を示す図である。
【図１２】図１０に示すパターンのフォトマスクを用い
て作成したフォトレジストを示す図である。
【図１３】従来のフォトマスクのパターン補正方法を示
すフローチャートである。
【図１４】従来のフォトマスクのパターン補正方法を説
明するための説明図である。
【図１５】上記従来のパターン補正方法に用いる補正テ
ーブルを示す図である。
【符号の説明】
１ パターン補正装置 ２ パターンデータ入力部 ３ パターン密度演算部 ４ 現像補正領域抽出部 ５ 現像補正部 ６ 下地段差判定部 ７ 下地段差補正領域抽出部（下地補正領域抽出部） ８ 下地段差補正部 ９ 光近接効果補正部 １０ 誤差判定部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−222720（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−101491（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−251253（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−282062（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−44040（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−139002（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−36549（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フォトマスクを通してフォトレジストを露
    光した後に該フォトレジストを現像することによってウ
    ェハ上に形成されるフォトレジストのパターンが所望の
    パターンとなるように、フォトマスクのパターンを補正
    する方法であって、 複数のフォトマスクのパターンを表すパターンデータを
    一括して取り込み、各フォトマスクのパターンデータについて、フォトマス
    クの全領域をメッシュ領域に分割して、各メッシュ領域
    ごとにパターン密度を求め、該パターン密度やレジスト
    の感度特性に基づいて、 パターンデータにおける各フォ
    トマスクの全領域から、フォトレジスト現像時の端部後
    退やパターン変形に対する補正を行うべき現像補正領域
    を自動的に抽出して、該現像補正領域のみにフォトレジ
    ストの現像に対する補正を行うとともに、 パターンデータにおける各フォトマスクの全領域から、
    フォトレジストの下地における光学的段差による光近接
    効果に対する補正の必要な下地補正領域を自動的に抽出
    して、該下地補正領域のみにフォトレジストの下地にお
    ける光学的段差による光近接効果に対する補正を行うこ
    とを特徴とするフォトマスクのパターン補正方法。
  2. 【請求項２】フォトレジストの下地構造および材質デー
    タに基づいてフォトレジストの下地に光学的段差が存在
    するか否かを判定し、光学的段差が存在する場合には光
    学的下地段差からの距離に基づいて下地補正領域を抽出
    することを特徴とする請求項１記載のフォトマスクのパ
    ターン補正方法。
  3. 【請求項３】フォトマスクを通してフォトレジストを露
    光した後に該フォトレジストを現像することによってウ
    ェハ上に形成されるフォトレジストのパターンが所望の
    パターンとなるように、フォトマスクのパターンを補正
    する装置であって、 複数のフォトマスクのパターンを表すパターンデータを
    一括して取り込むパターンデータ入力部と、 各フォトマスクのパターンデータについて、フォトマス
    クの全領域をメッシュ領域に分割して、各メッシュ領域
    ごとにパターン密度を求め、該パターン密度やレジスト
    の感度特性に基づいて、パターンデータにおける各フォ
    トマスクの全領域から、フォトレジスト現像時の端部後
    退やパターン変形に対する補正の必要な現像補正領域を
    自動的に抽出する現像補正領域抽出部と、 上記現像補正領域のみにフォトレジストの現像に対する
    補正を行う現像補正部と、 パターンデータにおける各フォトマスクの全領域から、
    フォトレジストの下地における光学的段差による光近接
    効果に対する補正を行うべき下地補正領域を自動的に抽
    出する下地補正領域抽出部と、 上記下地補正領域のみにフォトレジストの下地における
    光学的段差による光近接効果に対する補正を行う下地補
    正部と、 パターンデータにおける各フォトマスクの全領域につい
    て、フォトレジスト内の光近接効果に対する補正を行う
    光近接効果補正部とを備えていることを特徴とするフォ
    トマスクのパターン補正装置。
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