JP3454970B2 - マスクパターン補正方法、パターン形成方法及びフォトマスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パターン補正方法に係
り、特に、光近接効果やエッチング疎密効果を抑制する
マスクパターン補正方法、パターン形成方法及びフォト
マスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】デバイスパターンの縮小化に際し、設計
パターン通りの微細なパターンを高精度でウェーハ上に
転写する必要がある。しかしながら、設計パターン通り
に形成したマスクパターンを用いても、マスクパターン
をウェーハ上に転写する際の様々な要因によってマスク
パターンからの線幅の乖離が生ずる場合がある。

【０００３】例えば、特開平３−３６５４９号公報で
は、レジストを現像する際に現像液に溶け込むレジスト
量がパターン密度によって異なるため、線幅のズレが生
ずることを示している。即ち、パターン密度が小さいと
レジスト量が増加して現像速度が低下するためにパター
ン寸法は太くなり、逆にパターン密度が大きいとパター
ン寸法は細くなるからである。

【０００４】このような現像速度の変化による線幅の乖
離現象を防止するため、特開平３−３６５４９号公報記
載のパターン形成方法では、パターン密度に応じてマス
クパターンの寸法を補正することを提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
技術革新に伴い現像速度の影響による寸法乖離の発生は
抑制されつつあるものの、半導体デバイスの更なる高集
積化により新たな問題が生じている。その一つが光近接
効果による線幅の乖離現象である。光近接効果とは、隣
接するパターンが互いに近づいた場合に、マスクパター
ンを通過した光が互いに干渉しあい、パターン間の光強
度が変化する現象である。このため、光近接効果が生ず
るほどにパターンが近接して存在する場合には、形成さ
れたレジストパターンの線幅が設計値から乖離するとい
った問題があった。

【０００６】また、レジストパターンをマスクとして下
地をエッチングする際には、レジストパターンの疎密に
よりエッチングシフト量が異なる現象、いわゆるエッチ
ング疎密効果が生ずるといった問題があった。従って、
エッチング後に形成される最終的なパターン線幅は、光
近接効果とエッチング疎密効果の両者の影響を受けて設
計パターンから乖離することになる。しかしながら、従
来は、このような寸法乖離をどのように補正すべきかと
いった方法論がなく、定性的、定量的な補正は行われな
かったため、デバイスの特性歩留りを劣化するといった
問題があった。

【０００７】本発明の目的は、光近接効果やエッチング
疎密効果による寸法乖離を抑制するためのマスクパター
ン補正方法、パターン形成方法及びフォトマスクを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、基板上にパ
ターンを投影露光する際に用いるフォトマスクのマスク
パターン補正方法において、前記フォトマスク上に、一
定の距離を有して隣接する第１のマスクパターン及び第
２のマスクパターンとを形成する際に、光近接効果とエ
ッチング疎密効果とによる寸法乖離とパターンピッチと
の関係を用いてパターン補正データを作成し、前記第１
のマスクパターンの辺を、前記第１のマスクパターンと
前記第２のマスクパターンとの距離に応じた補正量に基
づいて移動することを特徴とするマスクパターン補正方
法によって達成される。

【０００９】また、上記目的は、基板上にパターンを投
影露光する際に用いるフォトマスクのマスクパターン補
正方法において、前記フォトマスク上に、第１のマスク
パターンと、前記第１のマスクパターンに隣接して配置
された第２のマスクパターンとを形成する際に、光近接
効果とエッチング疎密効果とによる寸法乖離とパターン
ピッチとの関係を用いてパターン補正データを作成し、
前記第２のマスクパターン側に位置する前記第１のマス
クパターンの第１の辺、及び／又は前記第１の辺の反対
側に位置する前記第１のマスクパターンの第２の辺を、
前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターン
との距離に応じた補正量に基づいて移動することを特徴
とするマスクパターン補正方法によっても達成される。

【００１０】また、上記のマスクパターン補正方法にお
いて、前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパ
ターンとの前記距離が、前記第１のマスクパターンと前
記第２のマスクパターンとの平均距離であることが望ま
しい。また、上記のマスクパターン補正方法において、
前記フォトマスク上の領域を、前記マスクパターンの前
記補正量がほぼ等しい領域ごとに分割し、分割した前記
領域ごとに前記マスクパターンの補正を行うことが望ま
しい。

【００１１】また、上記のマスクパターン補正方法にお
いて、前記補正量は、前記フォトマスクを用いて前記基
板上にレジストパターンを転写する工程と、前記レジス
トパターンをマスクとして前記基板をエッチング加工す
る工程とにおいて生ずる寸法のずれを、マスクパターン
の間隔に対する関数として予め測定しておくことにより
求めることが望ましい。

【００１２】また、上記のマスクパターン補正方法によ
り補正されたマスクパターンを有することを特徴とする
フォトマスクによっても達成される。また、基板上に、
フォトマスク上に形成されたマスクパターンを転写する
パターン形成方法において、上記のフォトマスクを用い
て露光する露光工程を有することを特徴とするパターン
形成方法によっても達成される。

【００１３】また、上記目的は、基板上に形成されたレ
ジスト膜を粒子線を用いて露光するパターン形成方法に
おいて、前記基板上に、第１のパターンと、前記第１の
パターンに隣接して配置された第２のパターンとを露光
する際に、光近接効果とエッチング疎密効果とによる寸
法乖離とパターンピッチとの関係を用いてパターン補正
データを作成し、前記第１のパターンの辺が、前記第１
のパターンと前記第２のパターンとの距離に応じた補正
量に基づいて移動されている露光用データを用いて、前
記基板を粒子線により露光することを特徴とするパター
ン形成方法によっても達成される。

【００１４】また、上記のパターン形成方法により形成
されたマスクパターンを有することを特徴とするフォト
マスクによっても達成される。

【００１５】

【作用】本発明によれば、フォトマスク上に、第１のマ
スクパターンと、第１のマスクパターンに隣接して配置
された第２のマスクパターンとを形成する際に、光近接
効果とエッチング疎密効果とによる寸法乖離とパターン
ピッチとの関係を用いてパターン補正データを作成し、
第１のマスクパターンの辺を、第１のマスクパターン
と、第２のマスクパターンとの距離に応じた補正量に基
づいて移動するので、光近接効果やエッチング疎密効果
によるパターン寸法の乖離を防止することができる。

【００１６】また、フォトマスク上に、第１のマスクパ
ターンと、第１のマスクパターンに隣接して配置された
第２のマスクパターンとを形成する際に、光近接効果と
エッチング疎密効果とによる寸法乖離とパターンピッチ
との関係を用いてパターン補正データを作成し、第２の
マスクパターン側に位置する第１のマスクパターンの第
１の辺、及び／又は第１の辺の反対側に位置する第１の
マスクパターンの第２の辺を、第１のマスクパターンと
第２のマスクパターンとの距離に応じた補正量に基づい
て移動するので、光近接効果やエッチング疎密効果によ
るパターン寸法の乖離を防止することができる。

【００１７】また、第２の辺を移動するか、又は第１の
辺と第２の辺とに補正量を分割して移動すれば、マスク
パターン補正によるパターン間の間隔が狭くなることを
防止できるので、パターン間の解像度が劣化することを
防止することができる。また、上記のマスクパターン補
正方法において、第１の辺、又は第２の辺を、第１のマ
スクパターンと第２のマスクパターンとの平均距離に応
じた補正量に基づいて移動すれば、隣接するマスクパタ
ーンが互いに平行でない場合にもマスクパターンを補正
することができる。

【００１８】また、フォトマスク上の領域を、マスクパ
ターンの補正量がほぼ等しい領域ごとに分割し、分割し
た領域ごとにマスクパターンの補正を行えば、精度よく
マスクパターンを補正することができる。また、上記の
マスクパターン補正方法において、補正量は、フォトマ
スクを用いて基板上にレジストパターンを転写する工程
と、レジストパターンをマスクとして基板をエッチング
加工する工程とにおいて生ずる寸法のずれを、マスクパ
ターンの間隔に対する関数として予め測定しておくこと
により求めることができる。

【００１９】また、上記のマスクパターン補正方法によ
り補正されたマスクパターンを有するフォトマスクを用
いて基板上にパターンを転写すれば、光近接効果やエッ
チング疎密効果によるパターン寸法の乖離を防止するこ
とができる。また、基板上に、フォトマスク上に形成さ
れたマスクパターンを転写するパターン形成方法におい
て、上記のフォトマスクを用いて露光すれば、光近接効
果やエッチング疎密効果による寸法の変化が少ないパタ
ーンを形成することができる。

【００２０】また、基板上に、第１のパターンと、第１
のパターンに隣接して配置された第２のパターンとを露
光する際に、光近接効果とエッチング疎密効果とによる
寸法乖離とパターンピッチとの関係を用いてパターン補
正データを作成し、第１のパターンの辺が、第１のパタ
ーンと第２のパターンとの距離に応じた補正量に基づい
て移動されている露光用データを用いて露光すれば、電
子線などの粒子線を用いたパターン形成方法にも適用す
ることができる。

【００２１】また、上記のパターン形成方法により形成
されたマスクパターンを有するフォトマスクによりパタ
ーンを転写すれば、光近接効果やエッチング疎密効果等
による設計寸法からの寸法乖離少ないパターンを形成す
ることができる。

【００２２】

【実施例】本発明の一実施例によるマスクパターン補正
方法、フォトマスク、及びパターン形成方法について図
１乃至図１２を用いて説明する。始めに、光近接効果に
よるパターンの変化について説明する。図１は、０．３
５μｍ幅のマスクパターンを、０．８μｍピッチ又は
１．５μｍピッチで配置したフォトマスクを用いて露光
した際のウェーハ上での光強度分布をシミュレーション
により求めたグラフである。

【００２３】なお、横軸（μＡ）の値は、シミュレーシ
ョンにより約０．０７８であるが、小数点以下第３位を
四捨五入して記入している。図中、実線が０．８μｍピ
ッチのフォトマスクを用いた場合を、破線が１．５μｍ
ピッチのフォトマスクを用いた場合を示している。ここ
で、１．５μｍピッチのフォトマスクを用いた場合の光
強度曲線は、０．８μｍピッチの曲線と比較し易くする
ため、光透過部の曲線の中央部を省略し、マスクパター
ンの位置が合致するように描かれている。

【００２４】なお、本願明細書にいうピッチとはマスク
パターンの繰り返し周期をいい、例えば、０．３５μｍ
幅のマスクパターンが０．８μｍピッチで形成されてい
るという場合には、マスクパターン間の距離は０．４５
μｍとなる。また、最近の露光装置では一般に縮小投影
露光が行われるので、マスクパターンはデバイスパター
ンの５倍程度のサイズで描かれるが、本願明細書では、
説明の便宜上、マスクパターンのサイズをウェーハ上で
の出来上がりサイズで示すものとする。

【００２５】図１に示すように、マスクパターンのピッ
チが１．５μｍから０．８μｍに狭まると、光透過部の
光強度ピークの広がりが大きくなることが判る。このよ
うに光強度分布のピークが広がると、マスクパターン間
の光強度が増加することとなる。結果として、転写され
るレジストパターンの線幅が細くなると同時にレジスト
パターン間隔が広がることになる。

【００２６】このように光近接効果が生ずると、隣接す
るパターンにより光が干渉を受け、設計値通りのレジス
トパターンを転写することが困難となる。次に、エッチ
ング疎密効果によるパターンの変化について図２及び図
３を用いて説明する。図２及び図３はエッチング疎密効
果を測定する際に用いた測定パターンの構造を示す図で
ある。

【００２７】図２（ａ）に示すように、シリコン基板１
０上に膜厚約５ｎｍのシリコン酸化膜１２が形成され、
シリコン酸化膜１２上に膜厚約１１５ｎｍのシリコン窒
化膜１４が形成されている場合に、シリコン窒化膜１４
をパターニングする、いわゆるＬＯＣＯＳマスク窒化膜
のパターニング工程を例にして説明する。上記の基板上
に、図２（ｂ）に示すような０．３５μｍ幅の孤立ライ
ンパターンと、図２（ｃ）に示すような０．３５μｍ幅
の抜きパターンとを有するレジストパターン１６を形成
し、エッチング後のシリコン窒化膜１４の線幅を測定し
た。抜きパターンでは、パターンが密に配置された密パ
ターンをエッチングした場合に相当する効果を測定する
ことができる。

【００２８】表１にシリコン窒化膜１４をエッチングし
た際のエッチングシフト量と、孤立ラインパターンと抜
きパターン間のエッチングシフト量の差を示す。なお、
エッチングシフト量とは、レジストパターン１６の線幅
と、パターニングされたシリコン窒化膜１４の線幅との
差である。また、これらの値には、パターニングしたシ
リコン窒化膜１４がレジストパターン１６の線幅より太
い場合にプラスの符号を付し、パターニングしたシリコ
ン窒化膜１４がレジストパターン１６の線幅より細い場
合にはマイナスの符号を付した。

【００２９】

【表１】 表１に示すように、孤立ラインパターンではシリコン窒
化膜１４の線幅は増加し、抜きパターンではシリコン窒
化膜１４の線幅は減少していることが判る。即ち、パタ
ーンが粗な場合と密な場合とではエッチングシフト量が
変化する。同様の構造で、エッチング条件のみを変化し
た場合のエッチングシフト量を表２に示す。

【００３０】

【表２】 表２に示すように、エッチング条件を変化することによ
りエッチングシフト量の絶対量を減少することができる
が、パターン密度の差によるシフト量の差は依然として
存在することが判る。次に、図３（ａ）に示すように、
シリコン基板１０上に、膜厚８ｎｍのシリコン酸化膜１
２と、膜厚５０ｎｍのα−シリコン（アモルファスシリ
コン）膜１８と、膜厚１５０ｎｍのＷＳｉ膜２０と、シ
リコン酸化膜２２と、α−Ｃ（アモルファスカーボン）
膜２４とが連続して堆積されたゲート構造において、α
−Ｃ膜２４とシリコン酸化膜２２とをパターニングした
結果について説明する。

【００３１】上記の基板上に、図３（ｂ）に示すような
孤立ラインパターンと、図３（ｃ）に示すようなＬ／Ｓ
パターン（ラインアンドスペースパターン）とを有する
レジストパターン１６を形成し、エッチング後にパター
ニングされたα−Ｃ膜２４とシリコン酸化膜２２の線幅
を測定した。表３及び表４は、α−Ｃ膜２４の膜厚を１
３０ｎｍ、シリコン酸化膜２２の膜厚を６０ｎｍとし、
０．５μｍ幅の孤立ラインパターンと、１μｍピッチで
０．５μｍ幅のラインパターンとが配置されたＬ／Ｓパ
ターンとを有するレジストパターン１６を形成し、エッ
チング後にパターニングされたα−Ｃ膜２４とシリコン
酸化膜２２の線幅を測定した結果である。表３と表４で
は、エッチング条件のみ異なっている。

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表４】 表５は、α−Ｃ膜２４の膜厚を３２ｎｍ、シリコン酸化
膜２２の膜厚を６０ｎｍとし、０．３４μｍ幅の孤立ラ
インパターンと、０．８μｍピッチで０．３４μｍ幅の
ラインパターンとが配置されたＬ／Ｓパターンとを有す
るレジストパターン１６を形成し、エッチング後にパタ
ーニングされたα−Ｃ膜２４とシリコン酸化膜２２の線
幅を測定した結果である。

【００３４】

【表５】 表６は、α−Ｃ膜２４の膜厚を３２ｎｍ、シリコン酸化
膜２２の膜厚を６０ｎｍとし、０．５μｍ幅の孤立ライ
ンパターンと、１．０μｍピッチで０．５μｍ幅のライ
ンパターンとが配置されたＬ／Ｓパターンとを有するレ
ジストパターン１６を形成し、エッチング後にパターニ
ングされたα−Ｃ膜２４とシリコン酸化膜２２の線幅を
測定した結果である。

【００３５】

【表６】 表３乃至表６に示すように、レジストパターン１６、下
地構造、エッチング条件によってエッチングシフト量は
変化するが、いずれの条件においても、パターンの密度
が増加することによって形成されるパターン線幅が相対
的に減少している。

【００３６】このように、いずれの構造においても、パ
ターン密度が変化することによりエッチングシフト量が
変化することが判る。レジストパターン１６をマスクと
して下地をエッチングする際にはこのようなエッチング
疎密効果が生ずるため、エッチングの過程においても線
幅のずれが生ずる。従って、最終的なパターンの線幅に
は、光近接効果による線幅のずれとエッチング疎密効果
による線幅のずれとが含まれることとなる。

【００３７】本願発明者等は上記の点に鑑み、予め光近
接効果とエッチング疎密効果による線幅のずれを予測し
た上でマスクパターンに補正を加えることに思い至っ
た。以下に、その内容について詳述する。なお、説明の
便宜のため、本願明細書にいう寸法乖離について次のよ
うに定義する。

【００３８】図４（ａ）に示すように光近接効果が生じ
ないほどに他のパターンと十分に孤立した幅Ｗ_MASKをも
つ孤立ラインパターンを用いて露光した際のレジストパ
ターン幅をＷ_RESIST.i、エッチング後の下地パターン幅
をＷ_ETCH.iとし、図４（ｂ）に示すように平行に配置さ
れた幅Ｗ_MASKをもつ２本のラインパターンを用いて露光
した際のレジストパターン幅をＷ_RESIST.P、エッチング
後の下地パターン幅をＷ_ETCH.Pとしたときに、光近接効
果による寸法乖離を、Ｗ_RESIST.P−Ｗ_RESIST.iとして表
すこととする。また、光近接効果とエッチング疎密効果
による寸法乖離をＷ_ETCH.P−Ｗ_ETCH.iとして表すことと
する。

【００３９】次に、寸法乖離とパターンピッチとの関係
を説明する。図５は、光近接効果による寸法乖離とパタ
ーンピッチとの関係を示すグラフ、図６はパターンの線
幅を測定する際に用いた測定パターンを示す図、図７は
光近接効果とエッチング疎密効果とによる寸法乖離とパ
ターンピッチとの関係を示すグラフである。

【００４０】基板には、ゲート酸化膜と多結晶シリコン
膜とが順次積層して形成されたシリコン基板を用い、こ
の基板上に０．２５μｍ幅のラインパターンを形成し
た。露光にはＮＡが０．５、σが０．５のＫｒＦエキシ
マステッパーを用い、ポジ型レジストをパターニングし
た。また、レジストパターン幅の測長には図６に示す測
定パターンを用い、電子顕微鏡にて計測した。

【００４１】図６に示す測定パターンでは、孤立ライン
パターンＬ１と、平行に並ぶ２本又は９本のラインパタ
ーンの線幅が測長できるようになっている。このうち図
５には、平行に並ぶ２本のラインパターンのうちの一方
のレジストパターン幅Ｌ２Ｅ、平行に並ぶ９本のライン
パターンのうち端に位置するいずれか一方のレジストパ
ターン幅Ｌ９Ｅ、平行に並ぶ９本のラインパターンのう
ち中央に位置するレジストパターン幅Ｌ９Ｃを図示し
た。

【００４２】図５に示すように、ピッチが減少するに従
って寸法乖離が増加する。また、Ｌ２ＥとＬ９Ｅでは寸
法乖離はほぼ等しく、Ｌ９Ｃがこれらより大きくなって
いる。これは、光近接効果では隣合うラインパターンの
対向する辺のみが影響を受けるためであり、Ｌ２ＥとＬ
９Ｅでは一方の辺のみが光近接効果の影響を受けるのに
対し、Ｌ９Ｃでは両方の辺が光近接効果の影響を受ける
からである。

【００４３】このように、光近接効果による線幅のずれ
は、隣接してパターンが存在する側の辺が移動すること
によって生じている。次に、このようにして形成したレ
ジストパターンをマスクとして下地の多結晶シリコン膜
をエッチングし、光近接効果とエッチング疎密効果によ
る寸法乖離を測定した。

【００４４】図７に示すように、寸法乖離は図５に示す
レジストパターン幅よりも大きくなっている。即ち、光
近接効果によって細くなったパターン線幅が、エッチン
グの際のエッチングシフトにより更に相対的に細くなっ
ている。また、ピッチが小さくなるにつれてエッチング
シフト量は相対的に細くなる方向に大きくなっており、
エッチング疎密効果が生じていることが判る。

【００４５】エッチング後のパターン形状を図８に示す
が、エッチング後の結果においても、光近接効果の場合
と同様に、隣接してパターンが存在する側の辺が移動す
る現象が生じていることが判る。従って、光近接効果と
エッチング疎密効果による寸法乖離は、互いの距離に応
じて辺が移動しているので、フォトマスク上において、
この移動した変化量に相当する値を逆方向に与えればよ
いことが判る。

【００４６】なお、エッチング後の寸法乖離測定におい
ては、例えば図６に示したＬ１、Ｌ２Ｅ、Ｌ９Ｅ、Ｌ９
Ｃの線幅を、エッチング後の多結晶シリコンの抵抗値
（四端子測定による）と、シート抵抗値により求めれ
ば、高精度な測定が可能である。次に、上述の結果を考
慮に入れ、本実施例によるマスクパターン補正方法の一
例を説明する。

【００４７】図９は、下地基板上にＷＳｉ膜を約２００
ｎｍ堆積したウェーハ上に、膜厚約０．７６μｍのレジ
スト（三菱化成社製：ＭＣＲＰｉ７３００）を塗布した
後、ＮＡが０．５７、σが０．６のステッパーを用いて
ｉ線で露光した際の、０．３４μｍパターン幅における
パターンピッチと、光近接効果とエッチング疎密効果に
よる寸法乖離との関係を示したグラフ、図１０は転写さ
れたパターンの乖離現象による変形を示す図、図１１は
本実施例によるマスクパターン補正方法により補正を行
ったフォトマスクの一例を示す図である。

【００４８】いま、このような光学条件のもと、図１０
に示すマスクパターンをウェーハ上に転写することを考
える。図１０に実線で示すマスクパターンは、０．３５
μｍ幅の３本のラインパターン３０、３２、３４からな
り、図１０の上部においては互いに０．４５μｍ間隔を
もって平行に配されている。ラインパターン３２、３４
は、中央付近より右下方向に折れ曲がり、ラインパター
ン３０とラインパターン３２とが幅１．２５μｍ間隔と
なる位置より再度３本が平行になるように配されてい
る。

【００４９】このように、ラインパターン３２とライン
パターン３４とは常に０．４５μｍの間隔で配置されて
おり、ラインパターン３２とラインパターン３０とは、
上部において０．４５μｍ間隔をもって、下部において
は１．２５μｍ間隔をもって配置されている。フォトマ
スク上にこのような設計パターン通りのパターンが形成
されているとすると、ラインパターンの隣接する側の辺
では、図９に示す量の寸法乖離が生ずる。

【００５０】即ち、ラインパターンが０．４５μｍ間隔
で配置されている場所では、図９に示すように約０．０
１７μｍの寸法乖離が生じる。同様に、ラインパターン
が１．２５μｍ間隔で配置されている場所では、約０．
００４μｍの寸歩乖離が生ずることになる。このため、
ウェーハ上には、図１０に波線で示すようなパターンが
形成されることになる。

【００５１】そこで、図９の結果をもとに、予めフォト
マスク上のパターンに寸法乖離が生ずる量だけオフセッ
トをかけておけば、ウェーハ上に形成されるパターンは
設計寸法に近づけることが可能となる。図１１は、補正
後のマスクパターンを示したものである。本実施例によ
るマスクパターン補正方法では、領域を３つに分割し、
それぞれの領域で異なるオフセットを設けた。

【００５２】即ち、パターン間が０．４５μｍである第
１の領域３６では、寸法乖離によって生ずる０．０１７
μｍの線幅の細りを防ぐべく、パターンが隣接する辺に
おいてそれぞれ０．０１７μｍづつのオフセットを設け
た。パターン間が１．２５μｍである第２の領域３８で
は、寸法乖離によって生ずる０．００４μｍの線幅の細
りを防ぐべく、パターンが隣接する辺においてそれぞれ
０．００４μｍづつのオフセットを設けた。

【００５３】また、パターン間が０．４５μｍから１．
２５μｍに変化する第３の領域４０では、その領域の平
均パターン距離である０．８５μｍに対応した寸法乖離
量である０．０１１μｍのオフセットを設けた。このよ
うにしてマスクパターンに補正をかけることにより、ウ
ェーハ上には図１１に点線で示すようなパターンが形成
され、光近接効果とエッチング疎密効果を抑制したパタ
ーン形成を行うことができる。

【００５４】このように、本実施例によれば、光近接効
果とエッチング疎密効果によるパターン寸法の変化を、
電子顕微鏡或いは被エッチング金属体の抵抗値とシート
抵抗から求めた線幅をもとに予め調査したうえで、パタ
ーンが隣接する辺において、そのパターン間の距離に応
じたオフセットを加えてマスクパターンを補正したの
で、光近接効果とエッチング疎密効果の影響を抑えたパ
ターン形成が可能である。

【００５５】なお、上記実施例では、隣接するパターン
が互いに平行でない場合に、パターン間の平均距離に相
当する補正値を用いて補正したが、パターン間の距離に
応じた補正を行ってもよいし、不連続な複数の補正値を
用いてマスクパターンを補正してもよい。但し、パター
ン間の平均距離に相当する補正値を用いて補正する場合
には、補正データの発生を容易にすることができる点で
望ましい。

【００５６】また、上記実施例では、光近接効果及びエ
ッチング疎密効果により移動する辺に予めオフセットを
設ける補正を行ったが、ラインパターン３０又は３４に
ついては、図１２（ａ）に波線で示すように、光近接効
果及びエッチング疎密効果により移動する辺とは反対側
の辺にオフセットを設けてもよいし、図１２（ｂ）に波
線で示すようにオフセット量を２分割して両方の辺にそ
れぞれオフセットを設けてもよい。

【００５７】オフセットを設けることによりパターン間
の隙間は狭まるので、この間隔が狭くなりすぎるとパタ
ーン間の解像度を劣化する虞がある。しかし、オフセッ
トを反対側の辺に設けたり、両方の辺に分割して設けれ
ば、パターン間隔が狭まる量を減少できるため、パター
ン間の解像度を劣化することなくマスクパターン補正を
行うことができる。

【００５８】また、上記実施例では、光近接効果とエッ
チング疎密効果の両方を考慮してマスクパターンの補正
を行ったが、光近接効果又はエッチング疎密効果のいず
れか一方のみを考慮した補正を行ってもよい。また、他
の補正方法によるマスクパターン補正を行った上で、本
実施例によるマスクパターン補正を追加してもよい。

【００５９】また、上記のマスクパターン補正方法は、
位相シフト型のフォトマスクを形成する際にも適用する
ことができる。また、上記の実施例では、光近接効果、
エッチング疎密効果によりパターン線幅が細くなる場合
について説明したが、これらの効果によってパターン線
幅が太くなる場合にも同様に補正を行うことができる。

【００６０】例えば、ある辺が、対向する辺との距離が
大きいほど太くなる方向にずれる場合、その距離が大き
いほど細くなる方向にその辺を移動させる補正を行うこ
とができる。また、電子線露光を用いるレジストパター
ン形成方法においては、電子の後方散乱などの影響によ
り、補正値が必ずしもパターン間の距離だけでは決定で
きない。しかしながら、従来電子線露光に用いられてい
るパターン密度を考慮する補正方法や熱補正等、電子線
露光独自の補正方法に、本実施例によるマスクパターン
補正方法を加えれば、電子線露光を用いるパターン形成
方法においても、エッチング疎密効果などを補正するこ
とができ、形成されるパターン精度を向上することが可
能である。

【００６１】また、電子線露光を用いるパターン形成方
法は、ウェーハ上のレジスト膜にパターンを直接描画す
る際に用いてもよいし、フォトマスク上のレジスト膜に
パターン露光する際に用いてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、フォトマ
スク上に、第１のマスクパターンと、第１のマスクパタ
ーンに隣接して配置された第２のマスクパターンとを形
成する際に、光近接効果とエッチング疎密効果とによる
寸法乖離とパターンピッチとの関係を用いてパターン補
正データを作成し、第１のマスクパターンの辺を、第１
のマスクパターンと、第２のマスクパターンとの距離に
応じた補正量に基づいて移動するので、光近接効果やエ
ッチング疎密効果によるパターン寸法の乖離を防止する
ことができる。

【００６３】また、フォトマスク上に、第１のマスクパ
ターンと、第１のマスクパターンに隣接して配置された
第２のマスクパターンとを形成する際に、光近接効果と
エッチング疎密効果とによる寸法乖離とパターンピッチ
との関係を用いてパターン補正データを作成し、第２の
マスクパターン側に位置する第１のマスクパターンの第
１の辺、及び／又は第１の辺の反対側に位置する第１の
マスクパターンの第２の辺を、第１のマスクパターンと
第２のマスクパターンとの距離に応じた補正量に基づい
て移動するので、光近接効果やエッチング疎密効果によ
るパターン寸法の乖離を防止することができる。

【００６４】また、第２の辺を移動するか、又は第１の
辺と第２の辺とに補正量を分割して移動すれば、マスク
パターン補正によるパターン間の間隔が狭くなることを
防止できるので、パターン間の解像度が劣化することを
防止することができる。また、上記のマスクパターン補
正方法において、第１の辺、又は第２の辺を、第１のマ
スクパターンと第２のマスクパターンとの平均距離に応
じた補正量に基づいて移動すれば、隣接するマスクパタ
ーンが互いに平行でない場合にもマスクパターンを補正
することができる。

【００６５】また、フォトマスク上の領域を、マスクパ
ターンの補正量がほぼ等しい領域ごとに分割し、分割し
た領域ごとにマスクパターンの補正を行えば、精度よく
マスクパターンを補正することができる。また、上記の
マスクパターン補正方法において、補正量は、フォトマ
スクを用いて基板上にレジストパターンを転写する工程
と、レジストパターンをマスクとして基板をエッチング
加工する工程とにおいて生ずる寸法のずれを、マスクパ
ターンの間隔に対する関数として予め測定しておくこと
により求めることができる。

【００６６】また、上記のマスクパターン補正方法によ
り補正されたマスクパターンを有するフォトマスクを用
いて基板上にパターンを転写すれば、光近接効果やエッ
チング疎密効果によるパターン寸法の乖離を防止するこ
とができる。また、基板上に、フォトマスク上に形成さ
れたマスクパターンを転写するパターン形成方法におい
て、上記のフォトマスクを用いて露光すれば、光近接効
果やエッチング疎密効果による寸法の変化が少ないパタ
ーンを形成することができる。

【００６７】また、基板上に、第１のパターンと、第１
のパターンに隣接して配置された第２のパターンとを露
光する際に、光近接効果とエッチング疎密効果とによる
寸法乖離とパターンピッチとの関係を用いてパターン補
正データを作成し、第１のパターンの辺が、第１のパタ
ーンと第２のパターンとの距離に応じた補正量に基づい
て移動されている露光用データを用いて露光すれば、電
子線などの粒子線を用いたパターン形成方法にも適用す
ることができる。

【００６８】また、上記のパターン形成方法により形成
されたマスクパターンを有するフォトマスクによりパタ
ーンを転写すれば、光近接効果やエッチング疎密効果等
による設計寸法からの寸法乖離少ないパターンを形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光近接効果による光強度の変化をシミュレーシ
ョンにより求めたグラフである。

【図２】エッチング疎密効果を測定する際に用いた測定
パターンの構造を示す図（その１）である。

【図３】エッチング疎密効果を測定する際に用いた測定
パターンの構造を示す図（その２）である。

【図４】本発明の一実施例における寸法乖離の定義を説
明する模式図である。

【図５】光近接効果による寸法乖離とパターンピッチと
の関係を示すグラフである。

【図６】パターンの線幅を測定する際に用いた測定パタ
ーンを示す図である。

【図７】光近接効果とエッチング疎密効果とによる寸法
乖離とパターンピッチとの関係を示すグラフである。

【図８】乖離現象によるエッチング後のパターン形状の
変形を説明する図である。

【図９】光近接効果とエッチング疎密効果とによる寸法
乖離とパターンピッチとの関係を示すグラフである。

【図１０】転写されたパターンの乖離現象による変形を
示す図である。

【図１１】本発明の一実施例によるマスクパターン補正
方法により補正を行ったフォトマスクの一例を示す図で
ある。

【図１２】本発明の一実施例の変形例によるマスクパタ
ーン補正方法を示す図である。

【符号の説明】

１０…シリコン基板 １２…シリコン酸化膜 １４…シリコン窒化膜 １６…レジストパターン １８…α−シリコン膜 ２０…ＷＳｉ膜 ２２…シリコン酸化膜 ２４…α−Ｃ膜 ３０…ラインパターン ３２…ラインパターン ３４…ラインパターン ３６…第１の領域 ３８…第２の領域 ４０…第３の領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−74628（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−314114（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−74074（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−186724（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−138643（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−19115（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−109850（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−66550（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−344644（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−36549（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−15065（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−189913（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 1/08 H01L 21/027

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上にパターンを投影露光する際に用
   いるフォトマスクのマスクパターン補正方法において、 前記フォトマスク上に、一定の距離を有して隣接する第
   １のマスクパターン及び第２のマスクパターンとを形成
   する際に、光近接効果とエッチング疎密効果とによる寸法乖離とパ
   ターンピッチとの関係 を用いてパターン補正データを作
   成し、 前記第１のマスクパターンの辺を、前記第１のマスクパ
   ターンと前記第２のマスクパターンとの距離に応じた補
   正量に基づいて移動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】 基板上にパターンを投影露光する際に用
   いるフォトマスクのマスクパターン補正方法において、 前記フォトマスク上に、第１のマスクパターンと、前記
   第１のマスクパターンに隣接して配置された第２のマス
   クパターンとを形成する際に、光近接効果とエッチング疎密効果とによる寸法乖離とパ
   ターンピッチとの関係を用いてパターン補正データを作
   成し、 前記第２のマスクパターン側に位置する前記第１のマス
   クパターンの第１の辺、及び／又は前記第１の辺の反対
   側に位置する前記第１のマスクパターンの第２の辺を、
   前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターン
   との距離に応じた補正量に基づいて移動することを特徴
   とするマスクパターン補正方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のマスクパターン補正方法
   において、 前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターン
   との前記距離が、前記第１のマスクパターンと前記第２
   のマスクパターンとの平均距離であることを特徴とする
   マスクパターン補正方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のマス
   クパターン補正方法において、 前記フォトマスク上の領域を、前記マスクパターンの前
   記補正量がほぼ等しい領域ごとに分割し、分割した前記
   領域ごとに前記マスクパターンの補正を行うことを特徴
   とするマスクパターン補正方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のマス
   クパターン補正方法において、 前記補正量は、前記フォトマスクを用いて前記基板上に
   レジストパターンを転写する工程と、前記レジストパタ
   ーンをマスクとして前記基板をエッチング加工する工程
   とにおいて生ずる寸法のずれを、マスクパターンの間隔
   に対する関数として予め測定しておくことにより求める
   ことを特徴とするマスクパターン補正方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のマス
   クパターン補正方法により補正されたマスクパターンを
   有することを特徴とするフォトマスク。
7. 【請求項７】 基板上に、フォトマスク上に形成された
   マスクパターンを転写するパターン形成方法において、 請求項６記載のフォトマスクを用いて露光する露光工程
   を有することを特徴とするパターン形成方法。
8. 【請求項８】 基板上に形成されたレジスト膜を粒子線
   を用いて露光するパターン形成方法において、 前記基板上に、第１のパターンと、前記第１のパターン
   に隣接して配置された第２のパターンとを露光する際
   に、光近接効果とエッチング疎密効果とによる寸法乖離とパ
   ターンピッチとの関係を用いてパターン補正データを作
   成し、 前記第１のパターンの辺が、前記第１のパターンと前記
   第２のパターンとの距離に応じた補正量に基づいて移動
   されている露光用データを用いて、前記基板を粒子線に
   より露光することを特徴とするパターン形成方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載のパターン形成方法により
   形成されたマスクパターンを有することを特徴とするフ
   ォトマスク。