JP4854319B2 - レイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法 - Google Patents

レイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体素子の製造方法に関するもので、詳しくは、レイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法に関するものである。
一般に、DRAMなどの半導体メモリ素子の設計図面を検証する方法として、デザインルールチェック(Design Rule Check; DRC)、レイアウト対回路図(Layout Versus Schematic;LVS)またはレイアウト対レイアウト(Layout Versus Layout;LVL)方法などが用いられており、半導体の原デザインと光学近接効果補正(Optical Proximity Correction;OPC)が行われた修正デザインとの比較時には、主にレイアウト対レイアウト方法が用いられている。
図1は、従来のレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示したフローチャートで、図2乃至図4は、図1のフローチャートを説明するための図である。
図1乃至図4に示すように、まず、半導体の原デザイン200を製作する(段階110)。ここで、半導体の原デザイン200とは、半導体素子の各種の単位構成要素を実際に実現するために、多様なパターン210を配置させる図面をいう。半導体の原デザイン200を製作した後、光学近接効果補正(OPC)を行って光学近接効果(Optical Proximity Effect)が考慮された半導体の修正デザイン300を製作する(段階120)。通常、光学近接効果は、パターンの大きさが解像限界に接近するにつれて、光の回折及び干渉が発生してパターンが変形される現象である。したがって、半導体の修正デザイン300には、変形された各パターン310が配置される。次に、半導体の原デザイン200と半導体の修正デザイン300とを互いに比較する(段階130)。次に、この比較結果として示される偏差パターン410,420を基準値と比較し、半導体の原デザイン200内に漏れたパターンが存在するかどうか、半導体の原デザイン200におけるエラー発生有無を判別し、かつ、半導体の修正デザイン300が定まった規則内で行われたかどうか、半導体の修正デザイン300におけるエラー発生有無を判別する(段階140)。
しかしながら、従来の方法においては、半導体の原デザイン及び半導体の修正デザイン内の各パターンの大きさのみを比較するため、露光条件の影響を考慮できないという問題点があった。例えば、多様な露光条件の一つである照明系の場合、用いられる照明系にしたがって、特に、所定の方向性を有する変形照明系(Off-Axis Illumination;OAI)にしたがって方向別に相異なる結果が示されるという点を考慮できず、半導体の原デザインと半導体の修正デザインとの間の差異点を精密に検査できないという問題点があった。
米国特許第6,934,929号明細書 米国特許第6,451,680号明細書
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、露光条件を考慮することで、半導体の原デザインと半導体の修正デザインとの間の差異点及び光学近接効果補正の正確度を正確かつ精密に検査できるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法は、半導体の原デザインに対して光学近接効果補正を行い、半導体の修正デザインを製作する段階と;前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階と;前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階と;互いに分離された偏差パターンを基準値とそれぞれ比較し、光学近接効果補正に対するエラー発生有無を判別する段階と;を含むことを特徴とする。
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階は、前記半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内のパターンとの一致程度を確認して行う。
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系の方向性に対応する方向によって前記偏差パターンを分離することで行うことが好ましい。
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がクロスポールまたはクォドラポールである場合、前記偏差パターンを直交方向及び対角方向に分離して行うことが好ましい。
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がダイポールである場合、前記偏差パターンを垂直方向及び水平方向に分離して行うことが好ましい。
前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がn個の開口数を有するマルチポールである場合、前記偏差パターンを前記各開口数の角度に対応するn個の方向に分離して行うことが好ましい。
本発明において、前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階を行った後、前記比較結果として示される偏差パターンの縁部を除去する段階をさらに含む。
上記の目的を達成するために、本発明の他の実施形態によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法は、半導体の原デザインに対してダイポール照明系を適用した光学近接効果補正を行い、半導体の修正デザインを製作する段階と;前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階と;前記比較結果として示された偏差パターンを垂直方向の第1偏差パターンと水平方向の第2偏差パターンとに分離する段階と;前記第1偏差パターンを第1基準値と比較して垂直方向に配置されたパターンに対する光学近接効果補正のエラー発生有無を判別する段階と;前記第2偏差パターンを第2基準値と比較して水平方向に配置されたパターンに対する光学近接効果補正のエラー発生有無を判別する段階と;を含むことを特徴とする。
前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階は、前記半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内のパターンとの一致程度を確認して行う。
本発明において、前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階を行った後、前記比較結果として示される第1及び第2偏差パターンの縁部を除去する段階をさらに含む。
本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法によると、露光条件、例えば、方向性を有する変形照明系を考慮して方向別に光学近接効果補正を検証することで、半導体の原デザインと半導体の修正デザインとの間の差異点及び光学近接効果補正の正確度を正確かつ精密に検査できるという効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図5は、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示したフローチャートで、図6及び図7は、図5の段階540における照明系の各例を説明する図である。
図5に示すように、まず、半導体の原デザインを製作する(段階510)。半導体の原デザイン内には、半導体素子の各種の単位構成要素を実際に実現するための多様なパターンが配置される。次に、光学近接効果補正(OPC)を行い、光学近接効果が考慮された半導体の修正デザインを製作する(段階520)。半導体の修正デザイン内には、半導体の原デザイン内のパターンを変形した各変形パターンが配置される。次に、半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する(段階530)。この比較は、半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内の変形パターンとの一致程度を確認することで行われる。通常、変形パターンは、半導体の原デザイン内のパターンに追加される部分を含むか、場合によっては、半導体の原デザイン内のパターンから削除される部分を含む。以下、このような半導体の原デザイン内のパターンと半導体の修正デザイン内の変形パターンとの差を、偏差パターンという。
次に、前記比較結果として示される偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する(段階540)。すなわち、照明系として変形照明系を用いる場合、変形照明系の開口部が配置される位置によって、フォトリソグラフィ工程は全般的に方向性を有するようになる。この方向性は、光学近接効果を検証するためにも考慮すべきものであり、本発明では、偏差パターンを照明系にしたがって多様な方向に分離する。
一例として、図6に示すように、変形照明系として光遮断領域610及びY軸方向に互いに対向して配置される各開口部621,622を有するダイポール(dipole)照明系600を用いる場合、フォトリソグラフィ工程時に加えられるバイアスは、Y方向及びX方向によって相異なる。したがって、この場合、前記偏差パターンをY方向の第1偏差パターンとX方向の第2偏差パターンとに分離する。場合によっては、前記各開口部621,622がX方向に互いに対向して配置されるが、この場合も、偏差パターンをX方向及びY方向の各パターンに互いに分離する。
他の例として、図7に示すように、変形照明系として光遮断領域710、Y軸方向に互いに対向して配置される各開口部721,722及びX軸方向に互いに対向して配置される各開口部723,724を有するクロスポール(crosspole)変形照明系700を用いる場合、フォトリソグラフィ工程時に加えられるバイアスは、X軸方向及びY軸方向の直交方向と、略45゜角度の斜線方向によって相異なる。したがって、この場合、前記偏差パターンを直交方向の第1偏差パターンと斜線方向の第2偏差パターンとに分離する。これは、各開口部がX軸及びY軸上に配置されずに斜線方向に配置されるクォドラポール(quadrapole)変形照明系の場合にも、クロスポール変形照明系の場合と同様に適用される。
さらに他の例として、変形照明系が互いに対称的に配置されるn個の開口数を有するマルチポール(multipole)変形照明系である場合、偏差パターンを各開口数の角度に対応する各方向に分離して行い、この場合、n個の分離された各偏差パターンが得られる。
前記偏差パターンを分離した後、この分離された各偏差パターンを基準値とそれぞれ比較し、半導体の原デザインにおけるエラー発生有無、例えば、半導体の原デザイン内に漏れたパターンが存在するかどうかを判別し、かつ、半導体の修正デザインにおけるエラー発生有無、例えば、半導体の修正デザインが定まった規則内で行われたかどうかを判別する(段階550)。
以下、本発明のダイポール変形照明系を用いる場合を、図8乃至図14に基づいて具体的に説明する。
まず、図8に示すように、半導体の原デザイン800を製作する。この半導体の原デザイン800内には、半導体素子の各種の単位構成要素を実際に実現するためのパターン810が配置される。次に、図9に示すように、光学近接効果補正(OPC)を行って光学近接効果が考慮された半導体の修正デザイン900を製作する。半導体の修正デザイン900内には、半導体の原デザイン800内のパターン810を変形した変形パターン910が配置される。次に、図10に示すように、半導体の原デザイン(図8の800)と半導体の修正デザイン(図9の900)とを互いに比較する。この比較は、半導体の原デザイン800内のパターン810と半導体の修正デザイン900内の変形パターン910との一致程度を確認することで行われる。
前記比較結果、図11に示すように、半導体の原デザイン800内のパターン810と半導体の修正デザイン900内の変形パターン910との差、すなわち、互いに重ならない部分からなる偏差パターン1100が生成される。この偏差パターン1100は、半導体の原デザイン800内のパターン810には存在しないが、変形パターン910には存在する部分1110と、半導体の原デザイン800内のパターン810には存在するが、変形パターン910には存在しない部分1120と、を含む。
次に、図12に示すように、偏差パターン1100の縁部(図11のA)を除去する。これは、通常、パターンの側面部及び縁部に加えられるバイアス大きさの差が大きいためであり、バイアス大きさの類似した側面部及び縁部を別途に分離して検証するために行われる。次に、前記偏差パターン1100をY方向の第1偏差パターン1110とX方向の第2偏差パターン1120とに分離する。本実施形態では、説明の便宜上、半導体の原デザイン800内のパターン810には存在しないが、変形パターン910には存在する部分と第1偏差パターン1110とを一致させ、半導体の原デザイン800内のパターン810には存在するが、変形パターン910には存在しない部分と第2偏差パターン1120とを一致させたが、通常、一致しない場合も発生しうる。
次に、図13に示すように、第1偏差パターン1110を第1基準値と比較して半導体の原デザイン(図8の800)におけるエラー発生有無、例えば、半導体の原デザイン(図8の800)内のパターン810のうちY方向に漏れたものがあるかどうかを判別し、かつ、半導体の修正デザイン(図9の900)におけるエラー発生有無、すなわち、光学近接効果補正がY方向に定まった規則内で行われたかどうかを判別する。例えば、光学近接効果補正の基本規則としてY方向へのパターン偏差の大きさを10nm内に限定する場合、前記第1基準値は、第1偏差パターン1110の大きさが10nmの範囲内であるかどうかを判断するための値であり、これによって、第1偏差パターン1110の大きさが10nm内であるか、それとも、10nm内の範囲を越えるかを判断する。この判断結果、10nm内の範囲を越える場合、所望の光学近接効果補正が行われてないと判断する。このように、所望の光学近接効果補正が行われてない場合、実際にフォトリソグラフィ工程を行ってウエハー上にパターンを形成するときにパターン不良が発生しえる。よって、上記の方法によって光学近接効果補正を検証すると、Y方向に対して所望の光学近接効果補正が行われたかどうかを正確に判別できる。
次に、図14に示すように、第2偏差パターン1120を第2基準値と比較して半導体の原デザイン(図8の800)におけるエラー発生有無、例えば、半導体の原デザイン(図8の800)内のパターン810のうちX方向に漏れたものがあるかどうかを判別し、かつ、半導体の修正デザイン(図9の900)におけるエラー発生有無、すなわち、光学近接効果補正がX方向に定まった規則内で行われたかどうかを判別する。例えば、光学近接効果補正の基本規則としてX方向への偏差パターンの大きさを30nm内に限定する場合、前記第2基準値は、第2偏差パターン1120の大きさが30nmの範囲内であるかどうかを判断するための値であり、これによって、第2偏差パターン1120の大きさが30nm内であるか、それとも、30nm内の範囲を越えるかを判断する。この判断結果、30nm内の範囲を越える場合、所望の光学近接効果補正が行われてないと判断する。このように所望の光学近接効果補正が行われてない場合、実際にフォトリソグラフィ工程を行ってウエハー上にパターンを形成するときにパターン不良が発生しうる。よって、上記の方法によって光学近接効果補正を検証すると、X方向に対して所望の光学近接効果補正が行われたどうかを正確に判別できる。
以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものでなく、当該技術分野で通常の知識を有する者によって本発明の技術的思想内で多様に変形可能である。
従来のレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示したフローチャートである。 図1のフローチャートを説明するための図である。 図1のフローチャートを説明するための図である。 図1のフローチャートを説明するための図である。 本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示したフローチャートである。 図5の段階540における照明系の各例を示した図である。 図5の段階540における照明系の各例を示した図である。 ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。 ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。 ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。 ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。 ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。 ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。 ダイポール変形照明系を用いる場合、本発明によるレイアウト対レイアウト検査方法を用いた光学近接効果補正の検証方法を示した図である。
符号の説明
200,800 原デザイン、210,810 パターン、300,900 修正デザイン、310,910 変形パターン、410,420 偏差パターン、600 ダイポール照明系、610,710 光遮断領域、621,622,721,722,723 開口部、700 クロスポール変形照明系。

Claims (10)

  1. 半導体の原デザインに対して光学近接効果補正を行い、半導体の修正デザインを製作する段階と;
    前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階と;
    前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階と;
    互いに分離された偏差パターンを基準値とそれぞれ比較し、光学近接効果補正に対するエラー発生有無を判別する段階と;
    を含むことを特徴とする光学近接効果補正の検証方法。
  2. 前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階は、前記半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内のパターンとの一致程度を確認して行うことを特徴とする請求項1に記載の光学近接効果補正の検証方法。
  3. 前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、
    前記照明系の方向性に対応する方向によって前記偏差パターンを分離することで行うことを特徴とする請求項1に記載の光学近接効果補正の検証方法。
  4. 前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がクロスポールまたはクォドラポールである場合、前記偏差パターンを直交方向及び対角方向に分離して行うことを特徴とする請求項1に記載の光学近接効果補正の検証方法。
  5. 前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がダイポールである場合、前記偏差パターンを垂直方向及び水平方向に分離して行うことを特徴とする請求項1に記載の光学近接効果補正の検証方法。
  6. 前記比較結果として示された偏差パターンを照明系にしたがって互いに分離する段階は、前記照明系がn個の開口数を有するマルチポールである場合、前記偏差パターンを前記各開口数の角度に対応するn個の方向に分離して行うことを特徴とする請求項1に記載の光学近接効果補正の検証方法。
  7. 前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階を行った後、前記比較結果として示される偏差パターンの縁部を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の光学近接効果補正の検証方法。
  8. 半導体の原デザインに対してダイポール照明系を適用した光学近接効果補正を行って半導体の修正デザインを製作する段階と;
    前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階と;
    前記比較結果として示された偏差パターンを垂直方向の第1偏差パターンと水平方向の第2偏差パターンとに分離する段階と;
    前記第1偏差パターンを第1基準値と比較して垂直方向に配置されたパターンに対する光学近接効果補正のエラー発生有無を判別する段階と;
    前記第2偏差パターンを第2基準値と比較して水平方向に配置されたパターンに対する光学近接効果補正のエラー発生有無を判別する段階と;を含むことを特徴とする光学近接効果補正の検証方法。
  9. 前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階は、前記半導体の原デザイン内のパターンと前記半導体の修正デザイン内のパターンとの一致程度を確認して行うことを特徴とする請求項8に記載の光学近接効果補正の検証方法。
  10. 前記半導体の原デザインと半導体の修正デザインとを互いに比較する段階を行った後、前記比較結果として示される第1及び第2偏差パターンの縁部を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の光学近接効果補正の検証方法。
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