JP5224853B2 - パターン予測方法、パターン補正方法、半導体装置の製造方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るパターン予測方法、パターン補正方法を模式的に示す図である。同図の右側のフローは、被加工膜パターンの形成フローを示し、同図の左側のフローは、本発明のパターン予測方法、パターン補正方法が適用された近接効果補正フローを示す。
図2A及び図2Bは、補正10の内容を示すフローチャートである。まず、図2Aに示すように、設計データ5を入力する(S10)。次に、設計データ5に対し、エッチングに起因する加工変換差を考慮し、加工変換差モデルを用いた補正(加工変換差補正)を行う(S11)。なお、加工変換差モデルを用いた補正ではなく、補正対象パターンデータの輪郭形状とパターンデータに対する補正指針との関係を規定した所定の加工変換差ルールにより補正してもよい。
なお、以降の記載において、「変換差モデル」との記載は、「変換差ルール」の意味も含むものとする。
但し、Fetg-1(Pdesign(r)):加工変換差モデルを逆変換したものであり、設計データからレジストターゲットパターン(第1のリソ形状予測値)を求める式である。
Pmask(r)i:マスクパターンの形状である(iは逐次を意味している)。
Flitho(Pmask(r)i):マスクパターン形状からリソグラフィ変換差モデルを用いた形状予測値である。
Getg(NPresist(r)i):加工変換差残差量モデルである。
NPresist(r)i:レジストパターンの2次元パターン輪郭形状以外の要因であり、例えば、レジストに形成された光学像の強度である。
なお、上記S16〜S23のマスクターゲット確定方法では、所定の評価点に対してマスクターゲット位置を補正し確定した後、一旦補正した後のマスクターゲットに基づいて、他の評価点に対してマスクターゲット位置を検証及び補正する。しかしながら、S15で設定した補正前のマスクターゲットに基づいて、所定の評価点のマスクターゲット位置を補正し確定するとともに、他の評価点さらには他の全ての評価点に対しても補正前のマスクターゲットに基づいてマスクターゲット位置を補正することも可能である。
但し、Petch(r):エッチング後のパターンの形状を規定する関数
Fetg(Presist(r)):加工変換差モデル(変換関数)
Getg(NPresist(r)):加工変換差残差量モデル(変換差残差量関数)
なお、前述の図8Bに示すマスクターゲット確定方法では、リソグラフィ後のパターン予測形状14に対して加工変換差残差量をバイアスさせた予測形状15と、設計データから加工変換差補正を施したリソグラフィターゲット12と比較検証している。しかし、他の方法として、設計データから加工変換差補正を施したリソグラフィターゲット12に対して加工変換差残差量をバイアスさせて新たにリソグラフィターゲットを設定し、新たに設定したリソグラフィターゲットと一致するようにリソグラフィ後のパターン予測形状14を合わせこみ、許容誤差となるか否かの検証を繰り返して、マスクターゲットを補正し確定する方法も考えられる。
本発明の第2の実施の形態に係るパターン予測方法、パターン補正方法は、マスクプロセス(第1の工程)により形成されるマスクパターン(第1のパターン)とリソグラフィプロセス(第2の工程)により形成されるレジストパターン(第2のパターン)とをパターンの輪郭形状に基づいて関係付けたリソグラフィ変換差モデル(変換関数)を取得する第1のステップと、リソグラフィ変換差モデルにより求められるレジストパターンの予測形状とリソグラフィプロセスにより実際に得られるレジストパターンの形状との残差量をパターンの輪郭形状以外の要因に関係付けたリソグラフィ変換差残差量モデル(変換差残差量関数)を取得する第2のステップと、変換関数及び変換差残差量関数を用いてマスクパターンの形状からレジストパターンの形状を予測する第3のステップと、予測されたレジストパターンの形状からマスクパターンの形状を補正する第3のステップとを含む。
但し、Presist(r):レジストパターンの形状を規定する関数
Flitho(Pmask(r)):リソグラフィ変換差モデル(変換関数)
Glitho(r):リソグラフィ変換差残差量モデル(変換差残差量関数)
また、予測したパターン形状とターゲットパターンとして予め設定したレジストパターン形状とを比較して、それらの差が許容値未満か否かを検証し、許容値以上であれば、許容条件を満たすようにマスクパターンを適宜補正することができる。
さらに、本実施形態で説明したパターン予測方法、及びパターン補正方法を第1の実施の形態で説明したパターン予測方法及びパターン補正方法に組み合わせることも可能である。すなわち、マスクパターン形状からリソグラフィ変換差モデル(第1の変換関数)とリソグラフィ変換差残差量モデル(第1の変換差残差量関数)を用いてレジストパターンを予測し、予測したレジストパターンから加工変換モデル(第2の変換関数)及び加工変換差残差量モデル(第2の変換差残差量関数)を用いて加工後パターンを予測することができる。
加えて、第1の実施の形態で説明したパターン補正方法において、図8Bに示すマスクパターン形状13からリソグラフィ後のパターン形状15を予測するにあたり、上述のリソグラフィ変換残差量モデルを加えてリソグラフィ後のパターン形状を予測する。この予測結果とリソグラフィターゲット12とが一致或いは許容誤差未満におさまるようにマスクパターン形状を補正し、確定することができる。
また、マスクパターン形状から、リソグラフィ変換差モデル及び加工変換差モデルと、リソグラフィ変換残差量モデル及び加工変換差残差量モデルの少なくとも一つのモデルを用いて、加工後パターンを予測し、加工後パターンと設計パターンとの比較検証に基づき、マスクパターン形状を補正することもできる。
本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、第1、第2の実施の形態に係るパターン予測方法によってパターン形状を変換することで予測したパターン形状とターゲットパターン(例えば、設計パターンやリソグラフィターゲットパターン)との差分を測定する工程と、前記測定差分が許容値未満であれば、前記変換前のパターン(例えば、レジストパターンやマスクパターン)を半導体基板上に転写すべき転写パターンとして確定し、前記測定差分が許容値以上であれば、前記測定差分が許容値未満となるように前記変換前のパターンを補正したパターンを転写パターンとして確定する工程とを含む転写パターン確定工程により確定した前記転写パターンを半導体基板上に転写する。転写パターンは、半導体基板上に形成された絶縁膜、半導体膜または導電膜等の被加工膜にリソグラフィプロセス又は加工プロセスにより転写される。
本発明の第4の実施の形態に係るプログラムは、第1、第2の実施の形態に係るパターン予測方法、パターン補正方法を図9、図10に示すステップとしてコンピュータに実行させるものである。このプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録して提供することができ、インターネット等のネットワークを介してサーバからダウンロードすることにより提供することができる。
また、第1及び第2の実施の形態において予測手法及び補正手法を示しているが、本予測手法を用いて、例えばマスクデータ等に適用して加工後形状を予測し、所望設計データとの比較を行うといったいわゆる検証手法にもちいることも可能である。その結果、より高精度な検証を実施することができることは明らかである。
5 設計データ、10 補正、11A〜11E テストパターン、
12 リソグラフィターゲット、13 マスクパターン形状、
14,15 リソグラフィ後のパターン形状、110a 注目点、
110 補正対象パターン、111,112 隣接パターン、D1〜D3 距離
Claims (4)
- 第1の工程により形成される第1のパターンと前記第1の工程に続く第2の工程により形成される第2のパターンとを前記第1及び第2のパターンの輪郭形状に基づいて関係付けた第1の変換関数と、
前記第2の工程により形成される前記第2のパターンと前記第2の工程に続く第3の工程により形成される第3のパターンとを前記第2及び第3のパターンの輪郭形状に基づいて関係付けた第2の変換関数と、
前記第1の変換関数により求められる前記第2のパターンの予測形状と前記第2の工程により実際に得られる前記第2のパターンの形状との残差量を前記第1及び第2のパターンの輪郭形状以外の要因に関係付けた第1の変換差残差量関数、又は、前記第2の変換関数により求められる前記第3のパターンの予測形状と前記第3の工程を実際に適用して得られる前記第3のパターンの形状との残差量を前記第2及び第3のパターンの輪郭形状以外の要因に関係付けた第2の変換差残差量関数と、
を用いて前記第1のパターンの形状から前記第3のパターンの形状を予測するステップを備え、
前記第1の工程は、マスクプロセスであり、
前記第1のパターンは、マスクパターンであり、
前記第2の工程は、リソグラフィプロセスであり、
前記第2のパターンは、レジストパターンであり、
前記第3の工程は、エッチングプロセスであり、
前記第3のパターンは、被加工膜パターンであることを特徴とするパターン予測方法。 - 第1の工程により形成される第1のパターンと前記第1の工程に続く第2の工程により形成される第2のパターンとを前記第1及び第2のパターンの輪郭形状に基づいて関係付けた第1の変換関数と、
前記第2の工程により形成される前記第2のパターンと前記第2の工程に続く第3の工程により形成される第3のパターンとを前記第2及び第3のパターンの輪郭形状に基づいて関係付けた第2の変換関数と、
前記第1の変換関数により求められる前記第2のパターンの予測形状と前記第2の工程により実際に得られる前記第2のパターンの形状との残差量を前記第1及び第2のパターンの輪郭形状以外の要因に関係付けた第1の変換差残差量関数、又は、前記第2の変換関数により求められる前記第3のパターンの予測形状と前記第3の工程を実際に適用して得られる前記第3のパターンの形状との残差量を前記第2及び第3のパターンの輪郭形状以外の要因に関係付けた第2の変換差残差量関数と、
を用いて前記第1のパターンの形状から予測された前記第3のパターンの形状に基づいて前記第1のパターンの形状を補正するステップを備え、
前記第1の工程は、マスクプロセスであり、
前記第1のパターンは、マスクパターンであり、
前記第2の工程は、リソグラフィプロセスであり、
前記第2のパターンは、レジストパターンであり、
前記第3の工程は、エッチングプロセスであり、
前記第3のパターンは、被加工膜パターンであることを特徴とするパターン補正方法。 - 請求項1記載のパターン予測方法によって予測した前記第3のパターンとターゲットパターンとの差分を測定する工程と、前記差分が許容値未満であれば、前記第1のパターンを転写パターンとして確定し、前記差分が許容値以上であれば、前記差分が許容値未満となるように前記第1のパターンを補正したパターンを転写パターンとして確定する工程と、を含む工程により確定した前記転写パターンを半導体基板上に転写することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 第1の工程により形成される第1のパターンと前記第1の工程に続く第2の工程により形成される第2のパターンとを前記第1及び第2のパターンの輪郭形状に基づいて関係付けた第1の変換関数と、
前記第2の工程により形成される前記第2のパターンと前記第2の工程に続く第3の工程により形成される第3のパターンとを前記第2及び第3のパターンの輪郭形状に基づいて関係付けた第2の変換関数と、
前記第1の変換関数により求められる前記第2のパターンの予測形状と前記第2の工程により実際に得られる前記第2のパターンの形状との残差量を前記第1及び第2のパターンの輪郭形状以外の要因に関係付けた第1の変換差残差量関数、又は、前記第2の変換関数により求められる前記第3のパターンの予測形状と前記第3の工程を実際に適用して得られる前記第3のパターンの形状との残差量を前記第2及び第3のパターンの輪郭形状以外の要因に関係付けた第2の変換差残差量関数と、
を用いて前記第1のパターンの形状から前記第3のパターンの形状を予測するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記第1の工程は、マスクプロセスであり、
前記第1のパターンは、マスクパターンであり、
前記第2の工程は、リソグラフィプロセスであり、
前記第2のパターンは、レジストパターンであり、
前記第3の工程は、エッチングプロセスであり、
前記第3のパターンは、被加工膜パターンであることを特徴とするプログラム。
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