JP5082902B2 - フォトマスクの製造方法、フォトマスク製造装置及びフォトマスク - Google Patents

Description

本発明は、フォトマスクの製造方法、フォトマスク製造装置及びフォトマスクに関する。

近年の半導体集積回路装置や磁気ヘッド等の磁気素子等の製造においては、非常に微細なパターンの形成が要求されており、これに関連して、様々な微細化技術が提案されている。

露光によりウェハ上に微細なデバイスパターンを形成しようとすると、短波長の光を使い、かつ大きな開口数の光学系を使用する必要がある。開口数の大きな光学系は、焦点深度が浅い。そのため、このような光学系を使用した場合、ウェハ上に所望の微細なデバイスパターンを形成しようとすると、厳密なフォーカシングをウェハ全面にわたって維持する必要がある。しかし、ウェハ表面には、多少の凹凸が生じるのは避けられず、そのような厳密なフォーカシングをウェハ全面にわたって維持するのは困難である。この問題は、特に孤立デバイスパターンを露光しようとする場合に顕著に現れる。

このような問題に対し、ウェハ上に形成するデバイスパターンに対応したデバイスパターンを有するフォトマスクにおいて、そのフォトマスクのデバイスパターン（主パターン）の脇に、ウェハ上には解像されない、いわゆるアシストパターン（副パターン）を付加することで、フォーカスレンジを広げる超解像技術が知られている（例えば、特許文献１〜４参照。）。このような超解像技術により、フォーカスレンジを拡大し、ウェハの凹凸等の影響を吸収するようにしている。

また、近接したデバイスパターンをウェハ上に形成しようとした場合には、それらと同じ形状のデバイスパターンを有するフォトマスクを用いてそのまま露光を行うと、ウェハ上に形成されるデバイスパターンの形状が、本来有すべき形状から変化してしまうことが知られている。このように周辺の環境によりウェハ上に形成されるデバイスパターンの寸法等が変化することを近接効果と呼ぶ。そして、そのようなウェハ上に生じる変化を、フォトマスクに対してその露光前に予め補正しておく処理は、近接効果補正（Optical Proximity Correction；ＯＰＣ）と呼ばれている。
特開２０００−２０６６７１号公報 特許第３１１１９６２号公報 特開２００３−１７３９０号公報 特開平１０−１２３６９２号公報

ウェハ上にデバイスパターンを寸法精度良く形成するため、フォトマスクのデバイスパターンに対してＯＰＣを適用すると、フォトマスクのデバイスパターンには、平面的に、数ｎｍの微小な段差が多数存在してくるようになる。フォトマスクのデバイスパターンをこのような微小段差を多数有する形状にすることにより、アシストパターンによる効果と相俟って、ウェハ上に所望の寸法のデバイスパターンが形成されるようになる。

このようにフォトマスクのデバイスパターンに微小段差が多数存在するようになると、それに伴い、フォトマスクを形成する上で、そのデバイスパターンに生じた欠陥の修正精度を高める必要が生じてくる。しかし、例えば、フォトマスクのデバイスパターンに存在する段差部分に欠陥が生じてしまった場合に、その部分を本来有すべき段差形状にするような修正を行うことは、段差のない直線状の部分に生じた欠陥を修正するのに比べ、非常に難しい。また、そのような段差部分に対して行った修正が、ウェハ上に形成されたデバイスパターンに適切に反映されているかを高精度で確認することも困難である。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、主パターンの修正の容易化が図られ、かつ所望の寸法で主パターンの転写が可能なフォトマスクを得ることのできる、フォトマスクの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。また、そのようなフォトマスクを提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、次のようなフォトマスクの製造方法が提供される。すなわち、フォトマスクの製造方法は、基板上に転写する主パターンのデータ、及び前記主パターンに隣接して配置され前記基板上に転写されず前記主パターンの転写を補助する副パターンのデータを生成する工程、生成された前記主パターンのデータにＯＰＣを行う工程、前記ＯＰＣによって前記主パターンに生じる形状変化に基づいて前記主パターン及び前記副パターンの形状を補正する工程、及び補正後の前記主パターン及び前記副パターンのデータを用いてフォトマスクを形成する工程を有する。

また、本発明の一観点によれば、このようなフォトマスク製造に用いることのできる製造装置が提供される。
このような製造方法及び製造装置によれば、ＯＰＣによって主パターンに生じる形状変化に基づき、その主パターンとそれに隣接する副パターンの形状が補正される。ＯＰＣ後に形状を補正した主パターンの基板上での転写形状は、形状を補正した隣接する副パターンによって調整される。

また、本発明の一観点によれば、パターン形成に用いるフォトマスクであって、基板上に転写される主パターンと、前記主パターンを挟んで前記主パターンの両側にそれぞれ複数配置され、前記基板上に転写されず前記主パターンの転写を補助する複数の副パターンと、を有し、前記主パターンは、第１の方向に延在する直線状のエッジを有し、前記複数の副パターンのうち、前記エッジに隣接して配置される第１の副パターンは、前記第１の方向に沿って対称的に幅を変化させた部分を有し、前記第１の副パターン以外の前記複数の副パターンは矩形であるフォトマスクが提供される。

このようなフォトマスクによれば、副パターンにその幅を変化させた部分が形成されており、そのように形状を変化させた副パターンにより、隣接する主パターンの基板上での転写形状が調整される。

開示のフォトマスクの製造方法及び製造装置によれば、主パターンの修正の容易化を図ることができ、かつ所望の寸法で主パターンを転写することのできるフォトマスクを得ることが可能になる。

以下、図面を参照して詳細に説明する。
まず、フォトマスクのデバイスパターン及びアシストパターンについて行う形状補正の概略について説明する。

図１はフォトマスクのデバイスパターン及びアシストパターンの形状補正の流れを説明する図であって、（Ａ）はＯＰＣ前の状態、（Ｂ）はＯＰＣ後の状態、（Ｃ）は形状補正後の状態を示す。また、図２はフォトマスクに発生する欠陥の一例を示す図である。

フォトマスクには、図１（Ａ）に示すように、ウェハ上に転写されるデバイスパターン１と、そのデバイスパターン１に隣接してその転写を補助するアシストパターン２が配置される。アシストパターン２は、ウェハ上に転写されないような寸法（線幅）で形成される。

この図１（Ａ）に示すようなデバイスパターン１及びアシストパターン２のうち、通常はデバイスパターン１に対してＯＰＣが適用される。ＯＰＣ後のデバイスパターン１には、それ自体の形状や図示しない他のデバイスパターンとの配置関係等により、図１（Ｂ）に示すように、そのエッジに段差１ａが形成されるようになる。実際にこのような段差１ａが存在するデバイスパターン１を形成したフォトマスクを用いてウェハに露光を行うと、ウェハ上にはエッジが直線状のデバイスパターンが転写されるようになる。

ただし、図２に示すように、フォトマスクの形成段階で段差１ａに欠陥３が存在してしまっているような場合には、欠陥３を除去してデバイスパターン１にその段差１ａを再現するような修正を行っておく必要がある。しかし、デバイスパターン１に対する修正は、ウェハ上の所望の転写形状を確保するために、極めて高精度で行わなければならない。フォトマスク上にこのような段差１ａがＯＰＣによって多数存在するような場合には、そのような高精度で行う修正の頻度も多くなる。

そこで、デバイスパターン１に隣接して配置されたアシストパターン２の形状を変化させることにより、ＯＰＣで形成されたデバイスパターン１の段差１ａを消失させ、このような段差１ａが多数生成されている場合には、その数を低減する。

すなわち、例えば、図１（Ｃ）に示すように、デバイスパターン１のエッジの段差１ａが存在している部分（図中、点線で図示。）が直線状になるよう、その部分のエッジの位置を移動させて段差１ａを消失させる（図中、矢印で図示。）。そして、そのようなエッジの位置移動に伴ってデバイスパターン１の線幅が小さくなった部分に対向する部分のアシストパターン２の線幅を対称的に大きくし、デバイスパターン１の線幅が大きくなった部分に対向する部分のアシストパターン２の線幅を対称的に小さくする（図中、矢印で図示。）。このような形状補正の際の補正量（デバイスパターン１のエッジの位置移動量及びアシストパターン２の線幅変化量）は、形状補正後のパターンを形成したフォトマスクを用いて露光を行った場合に、図１（Ｂ）のようなＯＰＣ後（形状補正前）のパターンを形成したフォトマスクを用いたときに得られる転写形状と同等の転写形状が得られるように、それぞれ設定される。デバイスパターン１のエッジの位置移動量と、アシストパターン２の線幅変化量との関係は、予め取得しておく。

このように、ＯＰＣで形成されるデバイスパターン１の段差１ａがウェハ上の転写形状に与える効果を、段差１ａを消失させたデバイスパターン１と、その消失に伴うエッジの位置移動量に基づいて線幅を変化させたアシストパターン２とによって実現する。これにより、高精度の修正が必要な欠陥３の発生を抑制することが可能になる。たとえデバイスパターン１のエッジに欠陥が発生した場合にも、このようにエッジを直線状にしておくことで、その直線状のエッジに沿って欠陥を除去するような修正を行えばよく、欠陥修正の容易化を図ることができる。また、線幅を変化させたアシストパターン２に欠陥が存在した場合でも、後述のように、その修正精度は、デバイスパターン１ほど求められない。

続いて、上記のようなフォトマスクのデバイスパターン及びアシストパターンの形状補正の原理について詳細に説明する。
図３はフォトマスク上のデバイスパターン及びアシストパターンの配置例を示す図である。

図３には、ウェハ上に転写する直線状のデバイスパターンＤを挟んだ両側に、そのデバイスパターンＤに隣接して２本の直線状のアシストパターンＡ１が配置され、それらのアシストパターンＡ１の外側に、さらに２本の直線状のアシストパターンＡ２が配置されている場合を例示している。ここでは、デバイスパターンＤの線幅を８０ｎｍとし、各アシストパターンＡ１，Ａ２の線幅を４０ｎｍとする。

デバイスパターンＤ及びアシストパターンＡ１，Ａ２の各線幅を変化させたときにウェハ上に転写されるデバイスパターン（転写パターン）の線幅（ＣＤ（Critical Dimension）値）を光学シミュレーションによって求めた結果を、次の図４から図６に示す。なお、光学シミュレーションの目標線幅は、７５ｎｍとしている。

図４はデバイスパターンＤの線幅と転写パターンの線幅との関係を示す図、図５はアシストパターンＡ１の線幅と転写パターンの線幅との関係を示す図、図６はアシストパターンＡ２の線幅と転写パターンの線幅との関係を示す図である。

図４には、アシストパターンＡ１，Ａ２の線幅は変えずに、デバイスパターンＤの片側のエッジの位置を変化させて光学シミュレーションを行ったときの、デバイスパターンＤの線幅とその転写パターンの線幅との関係を示している。図５には、デバイスパターンＤ及びアシストパターンＡ２及び片側のアシストパターンＡ１の線幅は変えずに、もう一方のアシストパターンＡ１の線幅を変化させて光学シミュレーションを行ったときの、アシストパターンＡ１の線幅とデバイスパターンＤの転写パターンの線幅との関係を示している。図６には、デバイスパターンＤ及びアシストパターンＡ１及び片側のアシストパターンＡ２の線幅は変えずに、もう一方のアシストパターンＡ２の線幅を変化させて光学シミュレーションを行ったときの、アシストパターンＡ２の線幅とデバイスパターンＤの転写パターンの線幅との関係を示している。

図４に示したように、フォトマスク上のデバイスパターンＤの線幅を変化させれば、当然、その増減に従ってその転写パターンの線幅も増減する。また、図５より、フォトマスク上のアシストパターンＡ１の線幅を変化させることで、デバイスパターンＤの転写パターンの線幅を変化させることが可能であることがわかる。例えば、フォトマスク上のデバイスパターンＤの線幅が１ｎｍ太くなり８１ｎｍである場合、図４より、光学シミュレーションによるデバイスパターンＤの転写パターンの線幅は、およそ７６．１ｎｍになる。フォトマスク上のデバイスパターンＤの線幅が８０ｎｍのままで同じ効果を得る場合には、フォトマスク上のアシストパターンＡ１の線幅を１０ｎｍ太らせた５０ｎｍにすれば、図５より、デバイスパターンＤについて、線幅がおよそ７６．１ｎｍの転写パターンを得ることができる。一方、図６より、アシストパターンＡ２の線幅を変化させても、デバイスパターンＤの転写パターンの線幅はほとんど変化しないことがわかる。

図４より、フォトマスク上のデバイスパターンＤの線幅を変化させた場合、その転写パターンの線幅は比較的急激に変化する。これは、フォトマスク上に欠陥が存在しその欠陥を修正する場合に、その修正精度が厳しく問われることを示している。そのため、デバイスパターンに段差が存在し、その段差に欠陥が存在した場合、その段差を正確に再現するような修正が求められることになる。

これに対し、図５に示したように、フォトマスク上のアシストパターンＡ１の線幅を変化させた場合におけるデバイスパターンＤの転写パターンの線幅変化は比較的緩い。これは、アシストパターンＡ１の線幅が若干変動しても、デバイスパターンＤへの影響が比較的小さいことを示している。すなわち、アシストパターンＡ１に欠陥が存在した場合、デバイスパターンＤほど厳格な修正精度は要求されないということができる。

このようなことから、ＯＰＣによってデバイスパターンのエッジに形成された１又は２以上の段差を消失或いは減少させようとする場合には、そのデバイスパターンから段差を消失或いは減少させたことによるその転写パターンの形状変化を、そのデバイスパターンに隣接するアシストパターンの形状変化で調整する。これにより、フォトマスクに段差のない或いは少ないデバイスパターンを形成することができ、そのエッジに欠陥が発生した場合の修正の容易化を図ることができるようになる。

以下、実施の形態について詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図７はフォトマスク製造装置の構成例を示す図である。

図７に例示するフォトマスク製造装置１０は、データ生成部１１、データ記憶部１２、ＯＰＣ処理部１３、形状補正処理部１４及びフォトマスク形成部１５を有している。
データ生成部１１は、フォトマスクに形成する全デバイスパターンの配置及び形状を示すデータ（原図データ）を生成する。さらに、データ生成部１１は、その原図データを用い、デバイスパターンが形成されない領域に形成する全アシストパターンの配置及び形状を示すデータを生成する。生成された原図データ及びアシストパターンのデータは、データ記憶部１２に記憶される。

ＯＰＣ処理部１３は、データ生成部１１で生成され、データ記憶部１２に記憶されている原図データに対してＯＰＣを行う。このＯＰＣにより、エッジに段差を有するデバイスパターンのデータが生成されるようになる。なお、ＯＰＣ処理部１３は、データ生成部１１で生成され、データ記憶部１２に記憶されているアシストパターンのデータに対してもＯＰＣを行うことができるようにしてもよい。ＯＰＣ後のデータは、データ記憶部１２に記憶される。

形状補正処理部１４は、データ記憶部１２に記憶されているＯＰＣ後のデバイスパターンのデータ及びアシストパターンのデータを用い、ＯＰＣでデバイスパターンに生じた形状変化（段差形成）に基づき、デバイスパターン及びアシストパターンの形状を補正する処理を行う。この形状補正処理後のデータは、データ記憶部１２に記憶される。

そして、フォトマスク形成部１５は、形状補正処理部１４で補正されたデバイスパターン及びアシストパターンの最終的なデータを用い、所定の基材にパターニング等を行って、実際の露光に用いるフォトマスクを形成する。

ここで、ＯＰＣ後のデバイスパターン及びアシストパターンの形状補正処理を行う形状補正処理部１４は、例えば、図７に示したように、段差検出部１６、アシストパターン検出部１７、補正量算出部１８、データ修正部１９、補正テーブル２０及び転写判定部２１を有する構成とされる。

この場合、段差検出部１６は、データ記憶部１２に記憶されているＯＰＣ後のデバイスパターンのデータを用い、ＯＰＣ後のデバイスパターンについて、そのエッジに存在する段差を検出する。

アシストパターン検出部１７は、デバイスパターンのエッジの、段差検出部１６で検出された段差が存在する部分に対向して２本以上のアシストパターンが並置されているか否かを検出する。すなわち、このアシストパターン検出部１７では、デバイスパターンの検出段差が存在しているエッジ側に隣接するアシストパターンと、デバイスパターンとの間にそのアシストパターンを挟む１本又は２本以上の別のアシストパターンとが配置されているかが検出される。

補正量算出部１８は、アシストパターン検出部１７で所定配置の２本以上のアシストパターンが検出されたデバイスパターンとそれに隣接するアシストパターンとに対し、それらの形状を変化させるための補正量を算出する。すなわち、デバイスパターンの段差を消失させるためのエッジの位置移動量、及びそのエッジの位置移動に伴うアシストパターンの線幅変化量を算出する。

この補正量算出部１８における補正量の算出には、デバイスパターンのエッジの位置移動量と、アシストパターンの線幅変化量との関係を示す、補正テーブル２０が用いられるようになっている。補正テーブル２０の内容は、形成するフォトマスクの構成（デバイスパターン・アシストパターンの配置等）やそのフォトマスクを用いて行う露光の条件等を考慮して、予め取得しておく。

データ修正部１９は、補正量算出部１８で算出された補正量を用い、ＯＰＣ後のデバイスパターンのデータ、及びアシストパターンのデータを修正する。すなわち、デバイスパターンについては、そのエッジの位置を補正量分だけ移動させたデータに修正し、アシストパターンについては、その線幅を補正量分だけ変化させたデータに修正する。デバイスパターン及びアシストパターンの修正データは、データ記憶部１２に記憶される。

転写判定部２１は、データ修正部１９で修正されたアシストパターンのデータを用い、実際に行う露光の条件を考慮した光学シミュレーションを行って、データ修正後のアシストパターンが転写されるものであるか否かを判定する。データ修正部１９は、この転写判定部２１での判定を行ったデータをフォトマスク形成部１５に伝達するように構成することもできる。

続いて、上記のようなフォトマスク製造装置１０を用いたフォトマスクの製造フローの一例について説明する。
図８はフォトマスク製造フローの一例を示す図である。

まず、データ生成部１１により、フォトマスクに形成する全デバイスパターンのデータが生成され（ステップＳ１）、さらにそれらのデータを用いてフォトマスクに形成する全アシストパターンのデータが生成される（ステップＳ２）。次いで、ＯＰＣ処理部１３により、それらのデバイスパターンに対してＯＰＣが行われる（ステップＳ３）。このＯＰＣにより、デバイスパターンのエッジに段差を有するデータが生成される。そして、このＯＰＣまで行ったデータが用いられ、形状補正処理部１４による処理が実行される。

まず、段差検出部１６により、ＯＰＣ後のデバイスパターンについて、そのエッジに存在する段差が検出される（ステップＳ４）。このとき、ある特定のデバイスパターンについて段差が検出された場合には、アシストパターン検出部１７により、その段差が存在するエッジに対向して２本以上のアシストパターンが並置されているか否かが検出される（ステップＳ５）。

このステップＳ５において、２本以上のアシストパターンが検出された場合には、補正量算出部１８により、その特定デバイスパターンとそれに隣接するアシストパターンについて、補正テーブル２０を用いた補正量（デバイスパターンのエッジの位置移動量、及びアシストパターンの線幅変化量）の算出が行われる（ステップＳ６）。

また、ステップＳ５においてアシストパターンが検出されなかった場合、及び検出されたアシストパターンが１本であった場合には、その特定デバイスパターンの検出段差部分を、続くステップＳ６の補正量算出の対象とはしない。すなわち、ステップＳ４に戻り、その特定デバイスパターン或いは別のデバイスパターンについて、ステップＳ４以降の処理を行う。これは、段差が存在するエッジ側のアシストパターンが０本の場合には、段差の消失に伴うアシストパターンの線幅変化が行えないためである。また、段差が存在するエッジ側のアシストパターンが１本の場合には、そのアシストパターンに行う線幅変化が、今対象にしている特定デバイスパターンとは別のデバイスパターンの転写形状に影響を及ぼす可能性があるためである。

上記ステップＳ６の補正テーブル２０を用いた補正量の算出は、例えば次のようにして行うことができる。
図９は補正テーブルの一例を示す図、図１０はデバイスパターン及びアシストパターンの補正量算出の説明図である。

図９には、一例として、図３に示したような線幅８０ｎｍの直線状デバイスパターンＤの両側に、線幅４０ｎｍの直線状アシストパターンＡ１，Ａ２が各２本ずつ配置されている場合について取得された補正テーブル２０を示している。

補正テーブル２０には、ＯＰＣ後のデバイスパターンＤに形成される段差の大きさごとに、デバイスパターンＤのアシストパターンＡ１に近づく方へのエッジ位置移動量ｓとそのときのアシストパターンＡ１の線幅変化量ｕとの関係、及びデバイスパターンＤのアシストパターンＡ１から離れる方へのエッジ位置移動量ｔとそのときのアシストパターンＡ１の線幅変化量ｖとの関係が示されている。

例えば、図１０に示すように、ＯＰＣ後のデバイスパターンＤのエッジに存在する段差３０が４ｎｍである場合を想定する。この場合、補正テーブル２０を参照し、図１０に点線で示したように、デバイスパターンＤの凸部ＤａのエッジをアシストパターンＡ１から離れる方へ１ｎｍ移動させ（ｔ）、デバイスパターンＤの凹部ＤｂのエッジをアシストパターンＡ１に近づく方へ３ｎｍ移動させる（ｓ）。これにより、デバイスパターンＤの段差３０は消失することになる。

そして、この段差３０消失後のデバイスパターンＤを用いて露光したときにウェハ上に所望の転写形状のパターンが形成されるように、アシストパターンＡ１の線幅をコントロールする。その際は、図１０に点線で示したように、デバイスパターンＤの凸部Ｄａに対向していたアシストパターンＡ１の部分Ａ１ａの線幅を１０ｎｍ太くし（ｖ）、デバイスパターンＤの凹部Ｄｂに対向していたアシストパターンＡ１の部分Ａ１ｂの線幅を３６ｎｍ細くする（ｕ）。この場合、凸部Ｄａに対向する部分Ａ１ａの線幅を片側５ｎｍずつ対称的に太くし、凹部Ｄｂに対向する部分Ａ１ｂの線幅を片側１８ｎｍずつ対称的に細くする。

ただし、このようなデバイスパターンＤのエッジ位置移動、及びアシストパターンＡ１の線幅変化を行う範囲は、今対象にしている段差３０から同じエッジに存在する隣の段差までの間、又は隣接するアシストパターンＡ１が存在するところまでとする。

図１１はデバイスパターンのエッジ位置移動及びアシストパターンの線幅変化を行う範囲の説明図である。
図１１には、ＯＰＣ後のデバイスパターンＤのエッジに、大きさの異なる段差３１，３２が存在している場合を例示している。例えば、段差３１を消失させようとする場合には、図１１に点線で示したように、隣の段差３２までの凹部Ｄｄについて、補正テーブル２０に基づいてエッジの位置を所定量移動させる。また、凸部Ｄｃについては、図１１に点線で示したように、段差３１からアシストパターンＡ１の端３３までの間で、補正テーブル２０に基づいてエッジの位置を所定量移動させる。アシストパターンＡ１は、このような範囲の凸部Ｄｃ及び凹部Ｄｄと対向する部分Ａ１ｃ，Ａ１ｄにおいて、補正テーブル２０を基に、図１１に点線で示したように、その線幅を変化させる。

図８に示したステップＳ６で上記の例のようにして特定デバイスパターンとその隣接アシストパターンについて補正量の算出が行われた後は、データ修正部１９でＯＰＣ後の特定デバイスパターンのデータ及び隣接アシストパターンのデータが修正される。すなわち、その補正量のうち、エッジ位置移動量が用いられて、ＯＰＣ後の特定デバイスパターンのデータが修正され（ステップＳ７）、線幅変化量が用いられて、隣接アシストパターンのデータが修正される（ステップＳ８）。

特定デバイスパターンと隣接アシストパターンについてのデータ修正後は、ステップＳ４に戻り、ＯＰＣ後のデバイスパターンのデータに存在するすべての段差について、それぞれステップＳ４〜Ｓ８の処理が行われる。そして、すべての段差について処理が行われた後は、最終的に得られたデバイスパターン及びアシストパターンの最終データがフォトマスク形成部１５に送られ、フォトマスク形成部１５でフォトマスクが形成される（ステップＳ９）。フォトマスク形成にあたっては、上記の形状補正を反映したデバイスパターン及びアシストパターンを、同じ構成で形成することが可能であり、また、両パターンで透過率や反射率を変更することも可能である。

また、フォトマスク製造は、この図８に示したようなフローで行うことができるほか、次の図１２に示すようなフローでも行うことができる。
図１２はフォトマスク製造フローの別の例を示す図である。

図１２に示すフローにおけるステップＳ１〜Ｓ９での各処理内容は、図８に示したフローと同じである。図１２に示すフローでは、補正量算出部１８で算出した形状補正量に基づいてデータ修正部１９で修正した隣接アシストパターンのデータを用い（ステップＳ６〜Ｓ８）、転写判定部２１でその修正後のアシストパターンがウェハ上に転写されるか否かが判定される（ステップＳ１０）。

そして、その修正後のアシストパターンがウェハ上に転写されると判定された場合には、今対象にしている段差について行った形状補正、すなわち特定デバイスパターンのエッジの位置移動及び隣接アシストパターンの線幅補正が中止され、データ修正部１９で両パターンの修正データ共に形状補正前の元の状態（ＯＰＣ後の状態）に戻される（ステップＳ１１）。その後は、別の段差についてステップＳ４以降の処理が行われる。また、修正後のアシストパターンがウェハ上に転写されないと判定された場合には、行った形状補正を元の状態に戻すことなく、別の段差についてステップＳ４以降の処理が行われる。

線幅補正後のアシストパターンの転写性については、補正テーブル２０を作成する上でも考慮されるが、補正後の再確認も含めて、このステップＳ１０，Ｓ１１のようなプロセスを追加するようにしてもよい。

続いて、以上説明したような手法の適用例について述べる。
図１３はＯＰＣ後のデータを示す図であって、（Ａ）はＯＰＣ後のデバイスパターンのデータ及びアシストパターンのデータ、（Ｂ）は（Ａ）の光学シミュレーション結果である。また、図１４は形状補正後のデータを示す図であって、（Ａ）は形状補正後のデバイスパターンのデータ及びアシストパターンのデータ、（Ｂ）は（Ａ）の光学シミュレーション結果である。

図１３（Ａ）に示すように、デバイスパターン４０に対してＯＰＣを行った場合、そのデバイスパターン４０には、数ｎｍ程度の微小な段差が多数形成されるようになる。アシストパターン４１〜４８には、ＯＰＣを行っておらず、従って、それらに段差は形成されていない。

この図１３（Ａ）に示したＯＰＣ後のデバイスパターン４０のデータ及びアシストパターン４１〜４８のデータを用いて上記のような形状補正処理を行った結果が図１４（Ａ）になる。図１４（Ａ）に示したように、デバイスパターン４０にＯＰＣで形成された段差は消失し、エッジが直線状になり、残る段差の数が低減されていることがわかる。一方、アシストパターン４１〜４８については、デバイスパターン４０に隣接するアシストパターン４１〜４４の線幅が変化している。

図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）のデータを用いてそれぞれ光学シミュレーションを行った結果を比較すると、図１３（Ｂ）及び図１４（Ｂ）に示すように、両者のデバイスパターン４０の転写形状に際立った違いは認められない。また、両者の転写形状の寸法差も１ｎｍ以下と良好である。

なお、以上の説明において、補正テーブル２０は段差の数値を１ｎｍステップで設定しているが、データグリッドにより細かく設定できるのであれば、数値を変更してもよい。また、補正テーブル２０の内容を取得する上で、デバイスパターンの段差を消失させるための補正量の配分は、アシストパターンの線幅補正でカバーできる範囲で任意に割り振ることが可能である。ただし、アシストパターンはウェハ上に転写されてはならないことに留意する。

次に、第２の実施の形態について説明する。
図１５はＯＰＣまでのデータ処理フローの一例を示す図である。
上記第１の実施の形態では、例えば図８に示したように、デバイスパターンの原図データとアシストパターンの生成後（ステップＳ１，Ｓ２）、そのデバイスパターンのデータにＯＰＣを行う（ステップＳ３）。通常、デバイスパターン及びアシストパターンのデータは、階層構造とされ、例えば、アシストパターンのデータをデバイスパターンのデータと別階層に生成し、アシストパターンのデータの階層にはＯＰＣを行わないようにしている。

これに対し、第２の実施の形態では、図１５に示すように、デバイスパターンの原図データ及びアシストパターンのデータの生成後（ステップＳ２０，Ｓ２１）、まずアシストパターンのデータにＯＰＣを行い（ステップＳ２２）、その後、デバイスパターンのデータにＯＰＣを行う（ステップＳ２３）。

このように、ＯＰＣ前のデバイスパターンを基準にして先にアシストパターンの線幅補正をＯＰＣによって行っておき、そのＯＰＣ後のアシストパターンのデータを考慮してデバイスパターンのデータにＯＰＣを行うことで、段差のない或いは少ないデバイスパターンのデータを得ることができる。

このようにしてＯＰＣ後のアシストパターンのデータ、及びＯＰＣ後のデバイスパターンのデータを取得した後は、それらのデータを用いて、図８に示したステップＳ４以降の処理と同じ処理を行っていくことが好ましい。すなわち、ステップＳ２３の処理後、デバイスパターンになお存在する段差について、それを消失させ、対応するアシストパターンの線幅を変化させる形状補正処理を行う。それにより、デバイスパターンの段差の消失或いは低減をより高精度に行うことが可能になる。また、その場合、勿論、図１２に示したステップＳ１０，Ｓ１１の処理を追加することも可能である。

以上説明した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１） 基板上に転写する主パターンのデータ、及び前記主パターンに隣接して配置され前記基板上に転写されず前記主パターンの転写を補助する副パターンのデータを生成する工程と、
生成された前記主パターンのデータにＯＰＣを行う工程と、
前記ＯＰＣによって前記主パターンに生じる形状変化に基づいて前記主パターン及び前記副パターンの形状を補正する工程と、
補正後の前記主パターン及び前記副パターンのデータを用いてフォトマスクを形成する工程と、
を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。

（付記２） 前記形状を補正する工程は、
前記ＯＰＣによって前記主パターンの前記副パターンと対向するエッジに平面的に生じる段差を検出し、
検出した前記段差を消失させて前記エッジを直線状にするときの前記エッジ位置の補正量を算出すると共に、前記エッジが前記基板上に直線状に転写されるように、前記エッジ位置の補正量に基づいて前記副パターン幅の補正量を算出する、
ことを特徴とする付記１記載のフォトマスクの製造方法。

（付記３） 予め設定された、前記エッジ位置の補正量と、前記副パターン幅の補正量との関係を用いて、前記副パターン幅の補正量を算出することを特徴とする付記２記載のフォトマスクの製造方法。

（付記４） 前記段差の検出後に、前記主パターンとの間に前記副パターンを挟んで配置された、前記基板上に転写されない別の副パターンの有無を検出し、
前記別の副パターンがある場合に、前記エッジ位置の補正量を算出すると共に、前記エッジ位置の補正量に基づいて前記副パターン幅の補正量を算出することを特徴とする付記２又は３に記載のフォトマスクの製造方法。

（付記５） 前記形状を補正する工程後に、補正後の前記副パターンが前記基板上に転写されるか否かを判定する工程を有し、
前記フォトマスクを形成する工程は、転写されないと判定された補正後の前記副パターンのデータを用いて前記フォトマスクを形成することを特徴とする付記１から４のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。

（付記６） 前記主パターン及び前記副パターンのデータを生成する工程後、前記主パターンのデータに前記ＯＰＣを行う工程前に、前記副パターンのデータに副パターン用ＯＰＣを行う工程を有し、
前記主パターンのデータに前記ＯＰＣを行う工程は、前記副パターン用ＯＰＣの結果を用いて、前記主パターンのデータに前記ＯＰＣを行うことを特徴とする付記１から５のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。

（付記７） 基板上に転写する主パターンのデータ、及び前記主パターンに隣接して配置され前記基板上に転写されず前記主パターンの転写を補助する副パターンのデータを生成するデータ生成部と、
前記データ生成部によって生成された前記主パターンのデータにＯＰＣを行うＯＰＣ処理部と、
前記ＯＰＣ処理部での前記ＯＰＣによって前記主パターンに生じる形状変化に基づいて前記主パターン及び前記副パターンの形状を補正する形状補正処理部と、
前記形状補正処理部によって補正された補正後の前記主パターン及び前記副パターンのデータを用いてフォトマスクを形成するフォトマスク形成部と、
を有することを特徴とするフォトマスク製造装置。

（付記８） 前記形状補正処理部は、
前記ＯＰＣ処理部での前記ＯＰＣによって前記主パターンの前記副パターンと対向するエッジに平面的に生じる段差を検出する段差検出部と、
前記段差検出部によって検出された前記段差を消失させて前記エッジを直線状にするときの前記エッジ位置の補正量を算出すると共に、前記エッジが前記基板上に直線状に転写されるように、前記エッジ位置の補正量に基づいて前記副パターン幅の補正量を算出する補正量算出部と、
を有することを特徴とする付記７記載のフォトマスク製造装置。

（付記９） 前記補正量算出部は、予め設定された、前記エッジ位置の補正量と、前記副パターン幅の補正量との関係を用いて、前記副パターン幅の補正量を算出することを特徴とする付記８記載のフォトマスク製造装置。

（付記１０） 前記形状補正処理部は、前記段差検出部での前記段差の検出後に、前記主パターンとの間に前記副パターンを挟んで配置された、前記基板上に転写されない別の副パターンの有無を検出する副パターン検出部を有し、
前記副パターン検出部によって前記別の副パターンが検出された場合に、前記補正量算出部は、前記エッジ位置の補正量を算出すると共に、前記エッジ位置の補正量に基づいて前記副パターン幅の補正量を算出することを特徴とする付記８又は９に記載のフォトマスク製造装置。

（付記１１） 前記形状補正処理部は、補正後の前記副パターンが前記基板上に転写されるか否かを判定する転写判定部を有し、
前記フォトマスク形成部は、前記転写判定部によって転写されないと判定された補正後の前記副パターンのデータを用いて前記フォトマスクを形成することを特徴とする付記７から１０のいずれかに記載のフォトマスク製造装置。

（付記１２） 前記データ生成部によって生成された前記副パターンのデータに副パターン用ＯＰＣを行う副パターン用ＯＰＣ処理部を有し、
前記ＯＰＣ処理部は、前記副パターン用ＯＰＣ処理部による前記副パターン用ＯＰＣの結果を用いて、前記主パターンのデータに前記ＯＰＣを行うことを特徴とする付記７から１１のいずれかに記載のフォトマスク製造装置。

（付記１３） パターン形成に用いるフォトマスクにおいて、
基板上に転写される主パターンと、
前記主パターンに存在する直線状のエッジに隣接して配置され、前記基板上に転写されず前記主パターンの転写を補助し、対称的に幅を変化させた部分を有する副パターンと、
を備えることを特徴とするフォトマスク。

（付記１４） １つの前記主パターンにつき、複数の前記副パターンを有していることを特徴とする付記１３記載のフォトマスク。
（付記１５） １つの前記主パターンを挟む、複数の前記副パターンを有していることを特徴とする付記１３又は１４に記載のフォトマスク。

（付記１６） 前記主パターンとの間に前記副パターンを挟んで配置され、前記基板上に転写されず前記副パターンと共に前記主パターンの転写を補助する別の副パターンを有していることを特徴とする付記１３から１５のいずれかに記載のフォトマスク。

フォトマスクのデバイスパターン及びアシストパターンの形状補正の流れを説明する図であって、（Ａ）はＯＰＣ前の状態、（Ｂ）はＯＰＣ後の状態、（Ｃ）は形状補正後の状態を示す。 フォトマスクに発生する欠陥の一例を示す図である。 フォトマスク上のデバイスパターン及びアシストパターンの配置例を示す図である。 デバイスパターンＤの線幅と転写パターンの線幅との関係を示す図である。 アシストパターンＡ１の線幅と転写パターンの線幅との関係を示す図である。 アシストパターンＡ２の線幅と転写パターンの線幅との関係を示す図である。 フォトマスク製造装置の構成例を示す図である。 フォトマスク製造フローの一例を示す図である。 補正テーブルの一例を示す図である。 デバイスパターン及びアシストパターンの補正量算出の説明図である。 デバイスパターンのエッジ位置移動及びアシストパターンの線幅変化を行う範囲の説明図である。 フォトマスク製造フローの別の例を示す図である。 ＯＰＣ後のデータを示す図であって、（Ａ）はＯＰＣ後のデバイスパターンのデータ及びアシストパターンのデータ、（Ｂ）は（Ａ）の光学シミュレーション結果である。 形状補正後のデータを示す図であって、（Ａ）は形状補正後のデバイスパターンのデータ及びアシストパターンのデータ、（Ｂ）は（Ａ）の光学シミュレーション結果である。 ＯＰＣまでのデータ処理フローの一例を示す図である。

符号の説明

１，４０，Ｄ デバイスパターン
１ａ，３０，３１，３２ 段差
２，４１〜４８，Ａ１，Ａ２ アシストパターン
３ 欠陥
１０ フォトマスク製造装置
１１ データ生成部
１２ データ記憶部
１３ ＯＰＣ処理部
１４ 形状補正処理部
１５ フォトマスク形成部
１６ 段差検出部
１７ アシストパターン検出部
１８ 補正量算出部
１９ データ修正部
２０ 補正テーブル
２１ 転写判定部
３３ 端
Ｄａ，Ｄｃ 凸部
Ｄｂ，Ｄｄ 凹部
Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ１ｄ 部分

Claims (9)

1. 基板上に転写する主パターンのデータ、及び前記主パターンに隣接して配置され前記基板上に転写されず前記主パターンの転写を補助する副パターンのデータを生成する工程と、
   生成された前記主パターンのデータに近接効果補正を行う工程と、
   前記近接効果補正によって前記主パターンに生じる形状変化に基づいて前記主パターン及び前記副パターンの形状を補正する工程と、
   補正後の前記主パターン及び前記副パターンのデータを用いてフォトマスクを形成する工程と、
   を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
2. 前記形状を補正する工程は、
   前記近接効果補正によって前記主パターンの前記副パターンと対向するエッジに平面的に生じる段差を検出し、
   検出した前記段差を消失させて前記エッジを直線状にするときの前記エッジ位置の補正量を算出すると共に、前記エッジが前記基板上に直線状に転写されるように、前記エッジ位置の補正量に基づいて前記副パターン幅の補正量を算出する、
   ことを特徴とする請求項１記載のフォトマスクの製造方法。
3. 前記段差の検出後に、前記主パターンとの間に前記副パターンを挟んで配置された、前記基板上に転写されない別の副パターンの有無を検出し、
   前記別の副パターンがある場合に、前記エッジ位置の補正量を算出すると共に、前記エッジ位置の補正量に基づいて前記副パターン幅の補正量を算出することを特徴とする請求項２記載のフォトマスクの製造方法。
4. 前記主パターン及び前記副パターンのデータを生成する工程後、前記主パターンのデータに前記近接効果補正を行う工程前に、前記副パターンのデータに副パターン用近接効果補正を行う工程を有し、
   前記主パターンのデータに前記近接効果補正を行う工程は、前記副パターン用近接効果補正の結果を用いて、前記主パターンのデータに前記近接効果補正を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
5. 基板上に転写する主パターンのデータ、及び前記主パターンに隣接して配置され前記基板上に転写されず前記主パターンの転写を補助する副パターンのデータを生成するデータ生成部と、
   前記データ生成部によって生成された前記主パターンのデータに近接効果補正を行う近接効果補正処理部と、
   前記近接効果補正処理部での前記近接効果補正によって前記主パターンに生じる形状変化に基づいて前記主パターン及び前記副パターンの形状を補正する形状補正処理部と、
   前記形状補正処理部によって補正された補正後の前記主パターン及び前記副パターンのデータを用いてフォトマスクを形成するフォトマスク形成部と、
   を有することを特徴とするフォトマスク製造装置。
6. 前記形状補正処理部は、
   前記近接効果補正処理部での前記近接効果補正によって前記主パターンの前記副パターンと対向するエッジに平面的に生じる段差を検出する段差検出部と、
   前記段差検出部によって検出された前記段差を消失させて前記エッジを直線状にするときの前記エッジ位置の補正量を算出すると共に、前記エッジが前記基板上に直線状に転写されるように、前記エッジ位置の補正量に基づいて前記副パターン幅の補正量を算出する補正量算出部と、
   を有することを特徴とする請求項５記載のフォトマスク製造装置。
7. 前記形状補正処理部は、前記段差検出部での前記段差の検出後に、前記主パターンとの間に前記副パターンを挟んで配置された、前記基板上に転写されない別の副パターンの有無を検出する副パターン検出部を有し、
   前記副パターン検出部によって前記別の副パターンが検出された場合に、前記補正量算出部は、前記エッジ位置の補正量を算出すると共に、前記エッジ位置の補正量に基づいて前記副パターン幅の補正量を算出することを特徴とする請求項６記載のフォトマスク製造装置。
8. 前記データ生成部によって生成された前記副パターンのデータに副パターン用近接効果補正を行う副パターン用近接効果補正処理部を有し、
   前記近接効果補正処理部は、前記副パターン用近接効果補正処理部による前記副パターン用近接効果補正の結果を用いて、前記主パターンのデータに前記近接効果補正を行うことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載のフォトマスク製造装置。
9. パターン形成に用いるフォトマスクであって、
   基板上に転写される主パターンと、
   前記主パターンを挟んで前記主パターンの両側にそれぞれ複数配置され、前記基板上に転写されず前記主パターンの転写を補助する複数の副パターンと、
   を有し、
   前記主パターンは、第１の方向に延在する直線状のエッジを有し、
   前記複数の副パターンのうち、前記エッジに隣接して配置される第１の副パターンは、前記第１の方向に沿って対称的に幅を変化させた部分を有し、
   前記第１の副パターン以外の前記複数の副パターンは矩形であることを特徴とするフォトマスク。

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