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JP2002122977A - フォトマスクの作成法、フォトマスク、並びに露光方法 - Google Patents

フォトマスクの作成法、フォトマスク、並びに露光方法

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Publication number
JP2002122977A
JP2002122977A JP2000316803A JP2000316803A JP2002122977A JP 2002122977 A JP2002122977 A JP 2002122977A JP 2000316803 A JP2000316803 A JP 2000316803A JP 2000316803 A JP2000316803 A JP 2000316803A JP 2002122977 A JP2002122977 A JP 2002122977A
Authority
JP
Japan
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correction
photomask
line width
pattern
grid
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000316803A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiju Onuma
英寿 大沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2000316803A priority Critical patent/JP2002122977A/ja
Priority to EP01124721A priority patent/EP1199601B1/en
Priority to TW090125562A priority patent/TWI283894B/zh
Priority to US09/982,305 priority patent/US6924068B2/en
Priority to KR1020010063956A priority patent/KR100857728B1/ko
Publication of JP2002122977A publication Critical patent/JP2002122977A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
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    • GPHYSICS
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • GPHYSICS
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハ上の例えばゲート線幅制御性を向上
できるフォトマスクの作成を可能にする。 【解決手段】 フォトリソグラフィ工程及びエッチング
工程を経て得られたパターンのスペース依存性7に基い
てマスク補正単位3を決定し、このマスク補正単位3を
用いてフォトマスク作成用の設計データ1に対する補正
を行い、描画装置を用いてフォトマスクを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体デバ
イスの製造工程に用いられるフォトマスクの作成法及び
フォトマスク、並びにこのフォトマスクを用いた露光方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程に用いられる
フォトマスクは、ガラス基板上に所要パターンの遮光膜
(例えばCr膜等)を形成して構成される。半導体デバ
イスの製造は、フォトリソグラフィ技術を用い、フォト
レジスト膜が形成された半導体ウェーハ上にフォトマス
クのパターンを投影露光し、現像処理して、半導体ウェ
ーハ上にレジストパターンを形成した後、このレジスト
パターンをマスクにして下地膜をエッチング処理する等
の工程を有して行われる。フォトマスクは、例えば描画
装置を用いて作成されるもので、設計された描画デー
タ、いわゆるCADデータを描画装置用のデータに変換
し、このデータに基いてガラス基板上の遮光膜を忠実に
パターニングして作成される。このフォトマスクを用い
て半導体ウェーハ上に露光するのがフォトリソグラフィ
工程である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体デバ
イス製造プロセスにおけるフォトリソグラフィ工程で
は、線幅が露光波長近傍のパターンを形成する必要から
光の干渉効果が顕著となり、設計パターンと転写レジス
トパターンの間に差異が生ずる光近接効果が問題となっ
ている。光近接効果は、孤立ラインと繰り返しラインの
線幅差やライン端縮み等の現象となってあらわれ、ゲー
ト線幅制御性劣化や合わせマージン減少をもたらす。同
様にエッチング工程においても、パターン間スペースの
距離に応じたテーパ角の違いからエッチングボトムの線
幅が異なり、ゲート線幅制御性が劣化する現象が発生す
る。
【0004】その結果トランジスタ特性のバラツキが増
大し、最終的に半導体チップの歩留り低下やスピード収
率低下となって生産効率及びチップ性能に対する設計マ
ージンに対して著しい悪影響を与える。この問題は高集
積性が要求される0.18μm世代ロジック回路チップ
において顕著になってきたことから、各々のスペースに
依存した補正値を予め決定し、その補正をチップ全面に
行うことでゲート線幅制御性を向上させることが検討さ
れてきた。これを光近接効果補正(Optical p
roximity effect correctio
n ;OPC)、もしくはプロセス近接効果補正(Pr
ocess proximity effect co
rrection ;PPC)と呼ぶ。
【0005】図13は、光近接効果補正(OPC)前と
光近接効果補正(OPC)後の夫々の、フォトマスク3
1〔311、312〕とこれを用いて露光、現像して得
たレジストパターンイメージ35〔351、352〕を
示す。フォトマスク31〔311、312〕では、マス
クパターンとしてラインLが孤立している部分、いわゆ
る孤立ライン32と、ラインLとスペースSが繰り返さ
れてラインLが密の部分、いわゆる密ライン33が形成
されている。図13Aの孤立ライン32及び密ライン3
3共に同じ線幅Woで形成されている補正前のフォトマ
スク311を用いて露光、現像したときには、レジスト
パターン351のレジスト線幅が孤立ライン36の部分
で太る。これに対して、図13Bの孤立ライン32を密
ライン33より線幅を細くした補正後のフォトマスク3
12を用いて露光、現像したときには、レジストパター
ン352のレジスト線幅が孤立ライン32及び密ライン
33共に同じ線幅になる。
【0006】ここで、マスクの補正を行うには最初に補
正グリッドを明確にする必要がある。補正グリッドと
は、補正値を決める刻み単位(いわゆるマスク補正単
位)を示す。近年の高精度なマスク描画装置において
は、ウェーハ換算(いわゆるウェーハ上に投影露光した
ときの寸法)で0.5nmの描画グリッド(描画装置で
の刻み単位)が可能になり、補正グリッドも小さくし、
補正精度を向上させることが可能になってきた。
【0007】しかし、補正グリッドを限りなく0に近づ
けるということは、補正テーブルを作成する工数と光近
接効果補正(OPC)処理時間が膨大に増加していくこ
ともあり、補正精度を体系的にとらえながら補正グリッ
ドを決定していく必要がある。一般的には、光近接効果
補正(OPC)はデータ処理の議論に終始しがちであ
り、光近接効果補正(OPC)でどこまでプロセスを改
善できるのか、ゲート線幅制御をどこまで抑えることが
できるのかに関する議論が少ない。
【0008】補正グリッドを限りなく0に近づけること
で補正精度が向上する訳ではなく、その補正グリッドを
決定する物差しが存在しない。また、補正グリッドを限
りなく0に近づけることで補正精度がいくらでも向上す
ると勘違いをし、無駄な工数とマスク代を費やす危険性
もあり、結果的にウェーハ上のゲート線幅制御性が向上
しないため歩留り低下の状態が長く継続してしまうこと
にもなる。また、プロセスの実力に見合った設計を行う
ことができず、顧客を満足させる半導体チップを提供で
きない。
【0009】本発明は上述の点に鑑み、光近接効果補正
技術における、補正精度の定義、及び補正グリッド要求
値の設定手法に関して提案し、ウェーハ上の線幅制御性
が向上する高精度のフォトマスク作成法、フォトマス
ク、並びにこのフォトマスクを用いた露光方法を提供す
るものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係るフォトマス
クの作成法は、フォトリソグラフィ工程及びエッチング
工程を経て得られたパターンのスペース依存性に基いて
補正グリッド、いわゆるマスク補正単位を決定し、この
マスク補正単位を用いてフォトマスク作成用の設計デー
タに対する補正を行うようにする。
【0011】本発明のフォトマスクの作成法では、フォ
トリソグラフィ工程及びエッチング工程を経て得られた
パターンのスペース依存性に基いてマスク補正単位を決
定するので、光近接効果補正、プロセス近接効果補正に
おける適切なマスク補正単位の設定が可能になる。この
マスク補正単位をフィードバックして設計データを補正
してフォトマスクが作成されるので、フォトマスク試作
に要する無駄な工数が削減される。ウェーハ上の線幅制
御性がより向上するフォトマスクの作成が可能になる。
【0012】本発明に係るフォトマスクは、フォトリソ
グラフィ工程及びエッチング工程を経て得られたパター
ンのスペース依存性に基いて決定したマスク補正単位を
用いて補正された設計データにより作成して成る。
【0013】本発明のフォトマスクでは、パターンのス
ペース依存性に基いて決定したマスク補正単位を用いて
補正された設計データにより作成されるので、求められ
る線幅制御を達成できる高精度のフォトマスクを構成す
ることができる。
【0014】本発明に係る露光方法は、ウェーハに対し
て上述のフォトマスクを用いて露光処理する。
【0015】本発明の露光方法では、上記のようにして
作成されたフォトマスクを用いるので、ウェーハ上の露
光パターンの線幅制御性が向上する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
【0017】図1は、本発明の実施の形態に係るフォト
マスク作成及びそのフォトマスクを用いてウェーハ上に
所要のパターンを形成する一連のフローチャートを示
す。フォトマスクの作成は、本例では描画装置を用いて
行うこととする。図1において、1は設計されたCAD
データ、いわゆる設計データ、2は設計データ1に対す
る光近接効果補正(OPC)処理、3は補正グリッド
(補正値を決める刻み単位、いわゆるマスク補正単
位)、4は補正グリッドで記述された補正テーブル、5
は光近接効果補正(OPC)処置されたデータに基いて
描画装置で作成されたフォトマスク、6はフォトマスク
5を用いた露光装置で露光、現像し、更にエッチング処
理して表面上に所要のパターンを形成したウェーハ、本
例では所要のゲート線幅のゲート電極が形成された半導
体ウェーハを示す。なお、フォトマスク5では、便宜的
に描画装置を指す場合を含む。また、ウェーハ6では、
便宜的に露光装置を指す場合を含む。
【0018】先ず、本実施の形態に係るフォトマスクの
作成について説明する。最初に補正グリッド3を所定の
補正値に設定し、この初期補正値の補正グリッド3で補
正テーブル4を作成する。例えば、図2に示す補正テー
ブル41 (ここでは、補正グリッドを5nmとした場合
の模式的な補正テーブルの要部を示す。なお、スペー
ス、ゲート線幅は標記の数値以下を表す。)を作成す
る。この補正テーブル41 をもとに設計データ1に対し
て光近接効果補正(OPC)処理2を行い、OPC処理
されたデータに基いて描画装置を駆動してフォトマスク
5を作成する。なお、フォトマスク5は、通常のように
透明基板である例えばガラス基板上に遮光膜である例え
ばCr膜を所要の厚さに被着形成してなる基材を用意
し、Cr膜上にフォトレジスト膜を形成し、描画装置で
の電子線を走査してフォトレジスト膜に所望のマスクパ
ターンを描画(即ち露光し、現像処理)した後、パター
ニングされたレジストマスクを介してCr膜を選択エッ
チングして、作成される。
【0019】次に、上記作成されたフォトマスク5を用
いた露光装置により、ウェーハ6上のフォトレジスト膜
を露光し、現像処理してレジストマスクを形成し(フォ
トリソグラフィ工程)、このレジストマスクを介して下
地膜、例えばゲート電極材料膜を選択エッチングして複
数配列されたゲート電極を形成する(エッチング工
程)。
【0020】次に、ウェーハ6のチップ内にて、様々な
スペースをもった実ゲートパターンの測長を行い、スペ
ース毎のゲート線幅バラツキの分布(測長結果)7を得
る。即ち、ゲート線幅バラツキをサンプリングし、スペ
ース毎に寸法乖離量を測定する(例えば後述の図7参
照)。様々なスペース毎に補正値が決まっているので、
スペース毎に平均をとり、平均が±補正グリッドの2倍
以内に入っていれば(補正後線幅は補正グリッドの2倍
で変化するので)、補正結果は良好と判断し、マスク作
成の条件とする。平均が±補正グリッドの2倍以内に入
っていなければ、補正値が違っていると判断し、図1の
経路11に示すように、測長結果7に基づき補正テーブ
ル4の補正値を修正する。即ち、例えば図2の補正テー
ブル41 から図3の補正テーブル42 に修正する(四角
で囲まれた補正値を修正する)。この補正結果は、上記
平均が±補正グリッドの2倍以内に抑えられており、初
期の補正グリッドで補正された結果として良好である
(後述の図8参照)。これ以上に補正値修正を行うと全
体のバラツキは逆に劣化する。そして、この補正結果
は、良好と判断したときにはマスク作成の条件とされ
る。この補正値修正された補正テーブル42 をもとに設
計データ1に対して光近接効果補正(OPC)処理2を
行いフォトマスク5を作成する。
【0021】次に、さらに全体のゲート線幅バラツキを
抑えるときには、補正グリッド3そのものを変更する必
要がある。即ち、図1の経路12に示すように、測長結
果7に基き補正グリッド3を初期補正グリッドより小さ
い値の補正グリッドに変更し(つまり、ゲート線幅のス
ペース依存性に基いて補正グリッドを決定し)、この変
更補正グリッド3で補正テーブル4を変更する。即ち、
例えば図3の補正テーブル42 から図4の補正テーブル
3 に変更する。この変更補正テーブル43 をもとに設
計データに対して光近接効果補正(OPC)処理を行い
フォトマスク5を作成する。このフォトマスク5を用い
ることにより、より全体のゲート線幅バラツキを抑える
ことができる(後述の図9参照)。なお、補正グリッド
そのものを変更は、描画装置の描画グリッドの値を超え
ない範囲内で行うようにする。
【0022】一方、図5に示すように、チップ6A内の
ゲート電極として、X方向に長いゲート電極8xとY方
向に長いゲート電極8yとが混在する場合がある。この
とき、フォトマスクにおいて両ゲート線幅を同じ幅に設
計しても、X方向のゲート電極8xのゲート線幅Wxと
Y方向のゲート電極8yのゲート線幅Wyとで差が生じ
る。上述の補正テーブル4は、X、Y方向のゲート電極
8x、8yに対して同じ条件で作成されている。従っ
て、補正グリッドをより微細化しても、ゲート線幅Wx
とWyの差、いわゆるXY差が大きければゲート線幅制
御性は向上しない。
【0023】そこで、図1において、前述したようにフ
ォトリソグラフィ工程及びエッチング工程後のウェーハ
6に対してそのチップ内の様々なスペースをもった実ゲ
ートパターンの線幅の測長を行う(測長結果7を得
る)。様々なスペース毎に補正値が決まっているので、
スペース毎に平均をとり、平均が±補正グリッドの2倍
以内に入っていれば、補正結果は良好と判断される。同
条件において、X方向ゲート線幅Wxと方向ゲート線幅
Wyの平均をとり、そのXY差を調べる。XとYの差が
±補正グリッドの2倍より小さければ、そのフォトマス
ク5のXY差は優位ではないと判断する(後述の図10
参照)。しかし、XY差が±補正グリッドの2倍より大
きければ、フォトマスクのXY差、若しくは露光装置の
XY差が大きすぎると判断する(後述の図11参照)。
このときには、図1の例えば経路13に示すように、測
長結果7(この場合XY差の測長)の基きマスク作成の
描画装置(フォトマスクの位置に対応する)5の設定パ
ラメータ(例えば、品質保証パターン、アパーチャーの
XYシフト量等)を修正する。または、図1の例えば経
路13に示すように、測長結果7の基きウェーハに対す
る露光装置(ウェーハの位置に対応する)6の設定パラ
メータ(例えば、コマ収差、球面収差、同期精度等)を
修正する。この補正によりさらに補正精度が向上し、高
精度のゲートパターンの形成が可能になる。
【0024】一方、図1の経路11、12で補正テーブ
ル4を修正、変更して同一マスクデータで複数のフォト
マスク5を作成し、各フォトマスク5のスペース依存性
を調べた結果、実ゲート線幅バラツキの原因がマスクC
D(critical dimension)(つまり
マスク線幅そのもの)、フォトマスクの透過部及び遮光
部を透過する光の位相差、フォトマスクの遮光部の透過
率(いずれも位相シフト型フォトマスクの場合)にあっ
たときには、フォトマスクの作成プロセスで補正するこ
とができる。例えばマスクCDの場合は、フォトマスク
作成工程の遮光膜となるCr膜のエッチング条件等を変
更する。位相シフト型フォトマスクでの位相差、遮光膜
の透過率の場合は、Cr膜厚を変更する。
【0025】本実施の形態では、このようにして様々な
スペースをもったゲートパターンを有し、ゲート線幅バ
ラツキの低減したウェーハ5を得た後、さらに所要の工
程を経て半導体デバイスを製造する。
【0026】更に、具体例を用いて詳細説明する。フォ
トマスク作成に際し、通常、光近接効果補正(OPC)
処理2を行う前には補正テーブル4を作成するが、補正
テーブル4は補正グリッド単位で記述されている。その
ため、新規プロセスを開発する場合には、最初に補正グ
リッド3を決定して置く必要がある。本例では、その最
初に補正グリッド3を所要の値、例えば5nmと設定す
る。5nm補正グリッド3における、スペース毎補正値
(補正テーブル4)とその補正後のフォトマスク5を用
いてウェーハ6に対して転写(露光、現像)及びエッチ
ングした後の線幅をターゲット線幅(設計線幅)から引
いた値を図6に示す。図6において、曲線Iはスペース
毎補正値(補正テーブル)、曲線IIはその転写/加工後
の線幅とターゲット線幅との差(△CD)である。この
線幅の結果は、スペースを振ったL/S(ライン/スペ
ース)5本バーによるものであり、両側スペースが同等
であるため、片側5nm、両側で10nm単位でマスク
データが推移しているのが判る。図1における補正テー
ブル4はこのようにして作成される。
【0027】次に、この補正テーブル4を基に設計デー
タ1に対して光近接効果補正(OPC)処理2を行い、
描画装置を用いて補正後フォトマスク5を作成する。こ
の補正後フォトマスク5を備えた露光装置を用いてウェ
ーハ6に対する転写(露光、現像)及びエッチング処理
を行ってウェーハ上に複数のゲート電極を形成する。こ
のときの、ゲート線幅のバラツキをサンプリングし、ス
ペース毎に寸法乖離量を測定した結果の一例を図7に示
す。図7を見るとスペース1.7μmに相当するゲート
線幅が全体と比較して細めに仕上がっていることが判
る。太線は測長結果のスペース毎平均値である。
【0028】この図7のデータからは、スペース1.7
μmの補正値を片側5nm、両側で10nm追加するこ
とで全てのスペースを含んだトータルとしてのゲート線
幅バラツキは向上すると予測される。つまり、補正値の
修正により、補正精度を向上できる可能性がある。但
し、マスク/ショット/ウェーハ間のバラツキが反映さ
れないように、充分なデータを基に補正値修正を判断す
べきである。つまり、図7は5nm補正グリッドで補正
値修正が可能な例である。
【0029】この補正テーブル4の補正値修正によりゲ
ート線幅の補正精度を向上させた例が図8である。即
ち、図7のデータを補正テーブル4にフィードバックし
て補正値を5nm補正グリッドで修正し、この補正値修
正された補正テーブル4を基に設計データ1に対する光
近接効果補正(OPC)処理2を行い、補正後フォトマ
スク5を作成する。このフォトマスクを用いて転写/エ
ッチングして図8の結果を得る。
【0030】次に、図8に示す結果が得られたが、更に
トータルのゲート線幅バラツキを抑える必要があり、補
正精度をより向上させる必要があったとする。その場
合、例えば2.5μmスペースが他より細いため、2.
5μmスペースに相当する補正値を片側5nm、両側で
10nm太らせたとすると、逆に2.5μmスペースの
箇所のゲート線幅が太り過ぎてしまい、全体としての線
幅バラツキは逆に大きくなってしまう。つまり、図8は
5nm補正グリッドで補正値を修正すべきではない。換
言すれば、図8は5nm補正グリッドで補正値が正しい
例である。
【0031】そして、これ以上のゲート線幅バラツキの
改善を望ならば、補正グリッドを小さくする検討を行う
ことができる。図9は、補正グリッドを2.5nmと
し、補正値を最適化して図8よりもゲート線幅バラツキ
を低減させた例である。即ち、図8のデータを補正グリ
ッド3にフィードバックして補正グリッドを2.5nm
に変更し、この変更補正グリッドで補正テーブル4を変
更し、この変更された補正テーブル4を基に設計データ
1に対する光近接効果補正(OPC)処理2を行い、補
正後フォトマスク5を作成する。このフォトマスクを用
いて転写/エッチングして図9の結果を得る。図9は、
2.5nm補正グリッドで補正値が正しい例である。
【0032】理論的な補正精度は、補正グリッドの2倍
で決定される。逆に、補正精度は全スペースに対しスペ
ース毎平均値が±補正グリッドの2倍以内に入っていれ
ば補正値は問題なしと判断できる。但し、トランジスタ
制御に関して重要と判断されるスペース、またはトラン
ジスタが多数存在するスペースに関して特にサンプリン
グし、スペース刻みの変更などで補正結果を厳しく追い
込んでいくことも行える。実際、図8も図9も補正グリ
ッドの1倍程度の補正精度を達成している。このよう
に、チップ内のゲート線幅におけるスペース依存性を調
べることで、補正値修正が必要かどうか、補正グリッド
微細化の効果も調べることができる。
【0033】次に、光近接効果補正(OPC)の補正精
度とフォトマスク仕様との関係について説明する。前述
と同様にチップ内にて、実ゲートパターンの測長を行
う。様々なスペース毎に補正値が決まっているので、ス
ペース毎に平均をとり、平均が±補正グリッドの2倍以
内に入っていれば、補正効果は良好と判断される。図1
0はその例を示す。
【0034】次に、補正効果が良好と判断されたにも係
わらず、同一マスクデータにて次にフォトマスクを作成
したところ、図11に示すような結果になったとする。
これは、図10よりトータルとしてゲート線幅バラツキ
が悪化している。図10、図11のデータを詳細に見る
と、図11はレイアウト上でY方向のゲート線幅(図5
の線幅Wy参照)のみが細く仕上がっているのが判る。
図11の結果が出来上がりゲート線幅バラツキの設計許
容値を超えているのであれば、フォトマスクの出荷判断
を厳しくするしかない。つまり、図10は補正精度確認
結果にてXY差が小さい例である。図11は補正精度確
認結果にてXY差が大きい例である。
【0035】上述において、補正グリッドとXY差に関
する仕様を説明した。XY差と補正グリッドとの関係を
図12に示す。図12Aで孤立ラインと密ラインのパタ
ーンがゲート線幅全体のバラツキの中で乖離している様
子を示す。2本の縦線21及び22はそれぞれの平均値
である。光近接効果補正(OPC)によって孤立ライン
と密ラインのパターンの平均値を近づけることができ
る。ただし、その値は補正グリッドの2倍のオーダで規
制される。
【0036】一方、図12Bは、X方向とY方向のゲー
ト線幅が乖離している様子を示す。2本の縦線23及び
24はそれぞれの平均値である。図12A、図12Bと
もゲート線幅バラツキ全体に対する影響としては同じで
あることが判る。このXY差の議論はマスクCD(cr
itical dimension)やリソグラフィの
CD、露光装置のXY差といった色々な項目についても
同じである。
【0037】即ち、補正精度とはマスクおよびウェーハ
プロセス全体の実力によって左右されるものであり、そ
れらと分離して議論してはならない。結論として、マス
ク及びウェーハプロセスの実力以上の補正精度を、補正
グリッド微細化に求めることは問題であるといえる。
【0038】上述した本実施の形態によれば、フォトマ
スク作成に際しての光近接効果補正(OPC)、プロセ
ス近接効果補正(PPC)における適切な補正グリッド
の設定を可能にし、求められるゲート線幅制御を達成す
ることができる。ウェーハ上のゲート線幅制御性が向上
し得るフォトマスクが得られるので、高精度のチップ
(半導体デバイス)を製造でき、且つその製造歩留りを
向上することができる。設計マージンとプロセスマージ
ンの両方を考慮したチップの設計を行うことが可能とな
り、顧客の満足するチップの充分な供給が可能になる。
光近接効果補正(OPC)、プロセス近接効果補正(P
PC)精度を明確にできると共に、フォトマスク寸法制
御性に関する仕様も明確にでき、フォトマスク試作に要
する無駄な工数を削減することができる。
【0039】
【発明の効果】本発明に係るフォトマスク作成法によれ
ば、光近接効果補正、プロセス近接効果補正における適
切なマスク補正単位の設定を可能にし、求められる線幅
制御を達成できるフォトマスクの作成を可能にする。光
近接効果補正、プロセス近接効果補正精度を明確にでき
ると共に、マスク寸法制御性に関する仕様も明確にで
き、フォトマスク試作に要する無駄な工数を削減でき
る。
【0040】本発明に係るフォトマスクによれば、ウェ
ーハ上で求められる線幅制御を達成できるフォトマスク
であるので、設計マージンとプロセスマージンの両方を
考慮した半導体チップの設計を可能とし、顧客の満足す
る半導体チップの製造を可能にし、且つその半導体チッ
プの充分な供給を可能にする。
【0041】本発明に係る露光方法によれば、上述の作
成法で得られたフォトマスクを用いるので、高精度のパ
ターン露光ができ、結果的にフォトリソグラフィ工程、
エッチング工程後のウェーハ上で高精度のパターン形成
ができる。従って、顧客の満足する半導体チップの製造
を可能にし、且つその半導体チップの充分な供給を可能
にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフォトマスク作成及びそのフォト
マスクを用いてウェーハ上に所要のパターンを形成する
一連のフローシャートである。
【図2】本発明の説明に供する補正テーブルの一例の要
部の構成図である。
【図3】本発明の説明に供する補正テーブルの他の例の
要部の構成図である。
【図4】本発明の説明に供する補正テーブルの更に他の
例の要部の構成図である。
【図5】本発明の説明に供する実ゲートパターンの構成
図である。
【図6】本発明の具体例の説明に供するスペース毎補正
値(補正テーブル)と、その転写/加工後線幅とターゲ
ット線幅との差(ΔCD)を示すグラフである。
【図7】本発明の具体例の説明に供する5nm補正グリ
ッドで補正値修正が必要な例を示すグラフである。
【図8】本発明の具体例の説明に供する5nm補正グリ
ッドで補正値が正しい例を示すグラフである。
【図9】本発明の具体例の説明に供する2.5nm補正
グリッドで補正値が正しい例を示すグラフである。
【図10】本発明の具体例の説明に供する補正精度確認
結果にてXY差が小さい例を示すグラフである。
【図11】本発明の具体例の説明に供する補正精度確認
結果にてXY差が大きい例を示すグラフである。
【図12】A 本発明の説明に供するゲート線幅のチッ
プ内頻度に孤立ラインと密ラインの線幅に差が生じてい
る例を示すグラフである。 B 本発明の説明に供するゲート線幅のチップ内頻度に
XY線幅差が生じている例を示すグラフである。
【図13】A 補正前のフォトマスク及びレジストパタ
ーンイメージを示す説明図である。 B 補正後のフォトマスク及びレジストパターンイメー
ジを示す説明図である。
【符号の説明】
1・・・設計データ、2・・・光近接効果補正(OP
C)処理、3・・・補正グリッドの決定、4補正テーブ
ルの作成、5・・・フォトマスク、6・・・ウェーハ、
7・・・ウェーハ上のスペース毎のゲート線幅の測定結
果。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトリソグラフィ工程及びエッチング
    工程を経て得られたパターンのスペース依存性に基いて
    マスク補正単位を決定し、 該マスク補正単位を用いてフォトマスク作成用の設計デ
    ータに対する補正を行うことを特徴とするフォトマスク
    の作成法。
  2. 【請求項2】 前記設計データに対する補正と共に、 前記パターンのスペース依存性に基く前記パターンのX
    Y差に応じて、マスク描画装置の設定パラメータを補正
    することを特徴とする請求項1に記載のフォトマスクの
    作成法。
  3. 【請求項3】 フォトリソグラフィ工程及びエッチング
    工程を経て得られたパターンのスペース依存性に基いて
    決定したマスク補正単位を用いて補正された設計データ
    により作成されて成ることを特徴とするフォトマスク。
  4. 【請求項4】 前記マスク補正単位で設計データが補正
    されると共に、 前記パターンのスペース依存性に基く前記パターンのX
    Y差に応じて、設定パラメータが補正されたマスク描画
    装置により作成されて成ることを特徴とする請求項3に
    記載のフォトマスク。
  5. 【請求項5】 ウェーハに対して請求項3記載のフォト
    マスクを用いて露光処理することを特徴とする露光方
    法。
  6. 【請求項6】 請求項3記載のフォトマスクを用いると
    共に、 フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を経て得ら
    れたパターンのスペース依存性に基く前記パターンのX
    Y差に応じて、露光装置の設定パラメータを補正して、 ウェーハに対して露光処理を行うことを特徴とする露光
    方法。
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