JP6858732B2 - Ｏｐｃ方法、及びそのｏｐｃ方法を利用したマスク製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスク製造方法に係り、特に、ＯＰＣ（optical proximity correction）方法、及びそのＯＰＣ方法を利用したマスク製造方法に関する。

半導体工程において、ウェーハのような半導体基板上にパターンを形成するために、マスクを利用したフォトグラフィ工程が遂行される。該マスクを簡単に定義すれば、透明な基層素材上に、不透明な材質のパターン形状が形成されているパターン転写体であると言える。該マスクの製造工程について簡単に説明すれば、まず、要求される回路を設計し、前記回路に係わるレイアウトをデザインした後、光近接効果補正（ＯＰＣ：optical proximity correction）を介して獲得したデザインデータを、マスクテープアウト（ＭＴＯ：mask tape-out）デザインデータとして伝達する。その後、前記ＭＴＯデザインデータに基づいて、マスクデータ準備（ＭＤＰ：mask data preparation）を行い、前工程（ＦＥＯＬ）と後工程（ＢＥＯＬ）とを遂行し、マスクを製作することができる。

本発明が解決しようとする課題は、正確度が高いＯＰＣモデルを生成することができるＯＰＣ方法、及びそのＯＰＣ方法を利用したマスク製造方法を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明の技術的思想は、ＯＰＣのための基本データを準備する段階と、サンプルについて、フォトレジスト（ＰＲ）パターンのＡＤＩ（after development inspection）ＣＤ（critical dimension）と、前記ＰＲパターンを利用して形成されたウェーハパターンのＡＣＩ（after cleaning inspection）ＣＤと、を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）で測定し、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤとを利用し、前記ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小（shrink）を反映させた前記サンプルのＣＤデータを生成する段階と、前記基本データ及び前記サンプルのＣＤデータに基づいて、ＯＰＣモデルを生成する段階と、を含むＯＰＣ方法を提供する。

また、本発明の技術的思想は、前記課題を解決するために、ＯＰＣのための基本データを準備する段階と、サンプルについて、ＳＥＭで、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ＰＲパターンを利用して形成されたウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤと、を測定する段階と、前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤを利用して、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを補正し、前記サンプルのＣＤデータを生成する段階と、前記基本データ及びサンプルのＣＤデータに基づいて、ＯＰＣモデルを生成する段階と、前記ＯＰＣモデルをチェックして選択する段階と、前記ＯＰＣモデルを証明する段階と、前記ＯＰＣモデルを利用してシミュレーションを行う段階と、を含むＯＰＣ方法を提供する。

さらに、本発明の技術的思想は、前記課題を解決するために、サンプルについて、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ＰＲパターンを利用して形成されたウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤと、をＳＥＭで測定し、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤと、を利用して、前記ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたＯＰＣモデルを生成する、ＯＰＣ方法を遂行する段階と、前記ＯＰＣ方法を介して獲得したデザインデータを、ＭＴＯ（mask tape-out）デザインデータとして伝達する段階と、前記ＭＴＯデザインデータに基づいて、マスクデータを準備する段階と、前記マスクデータに基づいて、マスク用基板上に露光を行う段階と、を含むマスク製造方法を提供する。

一方、本発明の技術的思想は、前記課題を解決するために、サンプルについて、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ＰＲパターンを利用して形成されたウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤと、をＳＥＭで測定し、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤと、を利用して、前記ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたＯＰＣモデルを生成する、ＯＰＣ方法を遂行する段階と、前記ＯＰＣ方法を介して獲得したデザインデータを、ＭＴＯデザインデータとして伝達する段階と、前記ＭＴＯデザインデータに基づいて、マスクデータを準備する段階と、前記マスクデータに基づいて、マスク用基板上に露光、現像及びエッチングの各工程を遂行してマスクを製造する段階と、前記マスクを利用したリソグラフィ工程を介して半導体素子を製造する段階と、を含む半導体素子製造方法を提供する。

本発明の技術的思想によるＯＰＣ方法は、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたサンプルのＣＤデータを生成し、サンプルのＣＤデータをＯＰＣモデリングに利用することにより、ＯＰＣモデルの正確度を向上させ、それにより、ＯＰＣ方法を最適化させることができる。

また、本発明の技術的思想によるマスク製造方法は、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたサンプルのＣＤデータを基にした最適化された前記ＯＰＣ方法を利用してマスクを製造することにより、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小による誤差が最小化されたマスクを製造する。

本発明の一実施形態によるＯＰＣ方法の過程を示すフローチャートである。 ＳＥＭに係わる概略的な構成図である。 図２ＡのＳＥＭによってＰＲパターンのＣＤを測定するときに発生する現象を示す概念図である。 図２ＡのＳＥＭによってＰＲパターンのＣＤを測定するときに発生する現象を示す概念図である。 ＮＴＤ（negative tone development）ＰＲに対する露光工程で発生する現象を示す概念図である。 図１のサンプルのＣＤデータ生成段階をさらに詳細に示すフローチャートである。 サンプルのＣＤデータ生成段階において、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤ測定と、ウェーハパターンのＡＣＩ測定との過程を示す断面図である。 サンプルのＣＤデータ生成段階において、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤ測定と、ウェーハパターンのＡＣＩ測定との過程を示す断面図である。 サンプルのＣＤデータ生成段階において、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤ測定と、ウェーハパターンのＡＣＩ測定との過程を示す断面図である。 サンプルのＣＤデータ生成段階において、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤ測定と、ウェーハパターンのＡＣＩ測定との過程を示す断面図である。 多様なパターンに対して、図１のＯＰＣ方法に適用されるＳＥＭスキュー（skew）データを示すグラフである。 多様なパターンに対して、図１のＯＰＣ方法に適用されるＳＥＭスキュー（skew）データを示すグラフである。 多様なパターンに対して、図１のＯＰＣ方法に適用されるＳＥＭスキュー（skew）データを示すグラフである。 図６ＢのＴ２Ｔ ＣＤの概念を示す概念図である。 図６ＢのＴ２Ｓ ＣＤ概念を示す概念図である。 既存方式で生成したＯＰＣモデルに適用した△ＣＤと、図１のＯＰＣ方法に適用されるＳＥＭスキュデータと、を示すグラフである。 既存方式で生成したＯＰＣモデルと、図１のＯＰＣ方法で生成したＯＰＣモデルと、に係わる正確度を比較するテーブルである。 本発明の一実施形態によるマスク製造方法の過程を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による半導体素子製造方法の過程を示すフローチャートである。

以下では、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。図面上の同一構成要素については、同一参照符号を使用し、それらについての重複説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態による光近接効果補正（ＯＰＣ：optical proximity correction）方法の過程を示すフローチャートである。

図１を参照すれば、まず、ＯＰＣのための基本データを準備する（Ｓ１１０）。ここで、該基本データは、サンプルのパターン形態に係わるデータ、パターンの位置、パターンのスペース（space）またはライン（line）に対する測定のような測定の種類、及び基本測定値などを含んでもよい。また、基本データは、フォトレジスト（ＰＲ：photo resist）に係わる厚み、屈折率、誘電率などの情報を含み、照明系（illumination system）形態に係わるソースマップを含んでもよい。ただし、基本データは、前述のデータに限定されるものではないということは言うまでもない。

参照として、該ＯＰＣ方法は、パターンが微細化されるにつれ、隣接するパターン間の影響による光近接効果（ＯＰＥ：optical proximity effect）が露光過程中に発生し、それを克服するために、パターンのレイアウトを補正し、ＯＰＥ発生を抑制する方法をいう。かようなＯＰＣ方法は、大きく二つに大別されるが、一つは、ルールベース（rule-based）ＯＰＣ方法であり、他の一つは、シミュレーションベースまたはモデルベース（model-based）のＯＰＣ方法である。本実施形態のＯＰＣ方法は、例えば、モデルベースＯＰＣ方法でもある。モデルベースＯＰＣ方法は、大量のテストパターンをいずれも測定する必要なしに、代表パターンの測定結果のみを利用するので、時間面及び費用面で有利であう。

一方、該ＯＰＣ方法は、パターンのレイアウト変形だけではなく、パターンのコーナー上に、セリフ（serifs）と呼ばれるサブリソグラフィフィーチャ（sub-lithographic features）を付加する方法や、スキャッタリングバー（scattering bars）のようなサブレゾリューションアシストフィーチャ（ＳＲＡＦｃ：sub-lithographic assist features）を付加する方法を含んでもよい。ここで、該セリフは、一般的にパターンの各コーナー上に位置された四角形フィーチャであり、パターンのコーナーを「尖らせる（sharpen）」ようにしたり、パターン交差によってもたらされる歪曲因子を補償したりするために使用される。該ＳＲＡＦは、パターンの密度差によるＯＰＣ偏差問題を解決するために導入する補助フィーチャであり、露光装備の解像度より低い大きさに形成され、レジスト層に転写されないフィーチャである。

次に、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたサンプルのクリティカルディメンジョン（ＣＤ：critical dimension）データを生成する（Ｓ１２０）。一般的に、該ＯＰＣ方法は、まず、ＳＥＭで、サンプル内のパターンのＣＤを測定し、ＳＥＭ測定によって得たサンプルのＣＤデータに基づいて、ＯＰＣモデルを生成し、ＯＰＣモデルを利用してシミュレーションを行い、実測に近いマスクのデザインデータを獲得する順序で進められる。しかし、ＳＥＭを介してサンプルのＣＤを測定するとき、電子線（Ｅ−beam：electron beam）によるエネルギーがＰＲに加えられ、ＰＲ縮小（shrink）が発生し、ＰＲ縮小に起因し、ＳＥＭ測定によって得たサンプルのＣＤデータには、誤差が存在することになる。また、サンプルのＣＤデータ誤差には、ＰＲパターン変形及び／または検出信号歪曲による誤差も含まれる。従って、ＳＥＭ測定によって得たサンプルのＣＤデータをそのまま利用してＯＰＣモデルを生成する場合、サンプルのＣＤデータ誤差に起因してＯＰＣモデルにも誤差が発生し、結果として、ＯＰＣ方法、すなわちＯＰＣモデルによるシミュレーションにおいて、誤差が発生する。ＳＥＭによるＰＲパターンのＣＤ測定でのＰＲ縮小、及びそれによる実際ＰＲパターンのＣＤと、ＳＥＭによって測定されたＰＲパターンのＣＤとの差については、図３ないし図４Ｂの説明部分でさらに詳細に説明する。

しかし、本実施形態のＯＰＣ方法においては、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたサンプルのＣＤデータを生成することにより、前述の問題点を解決することができる。ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたサンプルのＣＤデータを生成する具体的な過程については、図２ないし図５Ｄの説明部分でさらに詳細に説明する。参照として、既存ＯＰＣ方法においては、エンジニアが経験的側面でサンプルのＣＤデータを補正し、ＯＰＣモデルの生成、すなわち、ＯＰＣモデリングに反映させる。しかし、同一サンプルＣＤデータをもって、エンジニアごとに、少しずつ異なる結果が導き出されるという問題があり、また、サンプルのＣＤデータ誤差補正に明確な基準がなく、サンプルのＣＤデータの正確度改善にも限界がある。

一方、基本データ準備段階（Ｓ１１０）と、サンプルのＣＤデータ生成段階（Ｓ１２０）は、遂行順序において制限がない。例えば、基本データ準備段階（Ｓ１１０）が先に遂行されてもよいし、サンプルのＣＤデータ生成段階（Ｓ１２０）が先に遂行されてもよい。

基本データ準備、及びサンプルのＣＤデータ生成の後、光学的ＯＰＣモデルを生成する（Ｓ１３０）。光学的ＯＰＣモデルの生成は、露光工程において、デフォーカス開始（ＤＳ：defocus start：ＤＳ）位置、ベストフォーカス（ＢＦ：best focus：ＢＦ）位置などの最適化を含んでもよい。また、光学的ＯＰＣモデルの生成は、光の回折現象や、露光設備自体の光学的状態の最適化などを含んでもよい。ここで、光学的ＯＰＣモデルの生成は、前述の内容に限定されるものではないということは言うまでもない。例えば、光学的ＯＰＣモデルの生成には、露光工程での光学的現象と係わる多様な内容が含まれる。ここで、かような光学的ＯＰＣモデル生成にあたり、前述のサンプルＣＤデータが利用されるということは言うまでもない。

光学的ＯＰＣモデル生成後、ＰＲに係わるＯＰＣモデルを生成する（Ｓ１４０）。ＰＲに係わるＯＰＣモデルの生成は、ＰＲの閾値の最適化を含んでもよい。ここで、該ＰＲの閾値は、露光工程で化学的変化が起こる閾値を意味し、例えば、該閾値は、露光光の強度としても与えられる。該ＰＲに係わるＯＰＣモデルの生成は、また、多くのＰＲモデルフォームから、適切なモデルフォームを選択することを含んでもよい。ここで、該ＰＲモデルフォームは、ＰＲの化学的性質の構成でもある。例えば、第１ＰＲモデルフォームは、化学的性質１、２及び３を含み、第２ＰＲモデルフォームは、化学的性質１、３及び４を含んでもよい。該ＰＲに係わるＯＰＣモデル生成にあたっても、前述のサンプルＣＤデータが利用される。

光学的ＯＰＣモデルと、ＰＲに係わるＯＰＣモデルとを合わせ、一般的に、ＯＰＣモデルという。従って、光学的ＯＰＣモデルの生成過程と、ＰＲに係わるＯＰＣモデルの生成過程との二つを合わせ、ＯＰＣモデルの生成過程、すなわち、ＯＰＣモデリング過程という。以下、特別に言及しない限り、ＯＰＣモデルは、光学的ＯＰＣモデルと、ＰＲに係わるＯＰＣモデルとを合わせた概念として使用する。

ＯＰＣモデル生成後、ＯＰＣモデルをチェックし、ＯＰＣモデルを選択する（Ｓ１５０）。該ＯＰＣモデルのチェックは、例えば、ＣＤ誤差に係わる二乗平均平方根（ＲＭＳ：root mean square）計算を介して行われる。該ＯＰＣモデルのチェック後、ＯＰＣモデルを選択する。さらに具体的に説明すれば、まず、生成されたＯＰＣモデルについて、ＣＤ誤差に係わるＲＭＳ計算を行い、計算されたＲＭＳ値が、設定されたスペック内に含まれるか否かということをチェックする。計算されたＲＭＳ値がスペック内である場合（spec−in）、当該ＯＰＣモデルを選択する。もし計算されたＲＭＳ値がスペックから外れた場合（spec−out）、当該ＯＰＣモデルを廃棄し、ＯＰＣモデル生成段階、すなわち、光学的ＯＰＣモデル生成段階（Ｓ１３０）に移行し、さらにＯＰＣモデルを生成する過程を遂行する。

ＯＰＣモデルが選択されれば、ＯＰＣモデルを検証する（Ｓ１６０）。該ＯＰＣモデルの検証は、ＯＰＣモデルの生成に利用されたパターンと異なるパターンへのＯＰＣモデル適用を介して行われる。該ＯＰＣモデルを他のパターンに適用し、実質的に同一結果が出れば（spec−in）、ＯＰＣモデルに対する検証が完了する。同一結果が出なければ（spec−out）、ＯＰＣモデル生成段階、すなわち、光学的ＯＰＣモデル生成段階（Ｓ１３０）に移行し、さらにＯＰＣモデルを生成する過程を遂行する。

ＯＰＣモデルに対する検証が完了すれば、該ＯＰＣモデルを利用して、シミュレーションを行う（Ｓ１７０）。かようなＯＰＣモデルを利用したシミュレーション遂行を介して、実測に近いマスクのデザインデータが獲得される。マスクのデザインデータは、その後、マスク製作のために、マスクテープアウト（ＭＴＯ：mask tape-out）デザインデータとして、マスク製作チームに伝達される。

本実施形態のＯＰＣ方法は、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたサンプルＣＤデータを生成し、そのサンプルＣＤデータを、ＯＰＣモデリングに利用することにより、ＯＰＣモデルの正確度を向上させ、それにより、ＯＰＣ方法を最適化させることができる。また、本実施形態のＯＰＣ方法は、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を、所定規則をもってサンプルＣＤデータに反映させることにより、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小によるサンプルＣＤデータ誤差補正に明確な基準を提供することができる。ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を、所定規則をもってサンプルＣＤデータに反映させる方法については、以下、図２ないし図５Ｄの部分でさらに詳細に説明する。

図２Ａは、ＳＥＭに係わる概略的な構成図であり、図２Ｂ及び図２Ｃは、図２ＡのＳＥＭによって、ＰＲパターンのＣＤを測定するときに発生する現象を示す概念図である。

図２Ａないし図２Ｃを参照すれば、前述のように、サンプルＣＤデータを生成するために、一般的に、ＳＥＭ ２００により、サンプル内のＰＲパターンのＣＤが測定される。図２Ａに図示されたＳＥＭ ２００について簡単に説明すれば、ＳＥＭ ２００は、電子銃（electron gun）２１０、アノード（anode）２２０、マグネチックレンズ（magnetic lens）２３０、スキャニングコイル（scanning coil）２４０、第１検出器２５０、第２検出器２６０、スキャナ２７０及びステージ２８０を含み得る。

電子銃２１０は、例えば、ショットキー型、または熱電界放出型電子銃が利用される。電子銃２１０に加速電圧を印加することにより、電子線が放出される。アノード２２０は、加速電極であり、電子銃２１０とアノード２２０との間に印加された電圧により、電子線が加速される。マグネチックレンズ２３０は、電子線をフォーカシングして加速させる機能を行うことができる。スキャニングコイル２４０は、電子線を試料（specimen）、すなわち、サンプルウェーハ２９０上に、一次元的でまたは二次元的にスキャンさせることができる。第１検出器２５０は、電子線がサンプルウェーハ２９０に照射されて反射された（back scattered）電子を検出し、第２検出器２６０は、電子線照射によってサンプルウェーハ２９０で発生した二次電子を検出する。スキャナ２７０は、第１検出器２５０及び第２検出器２６０から検出された電子に係わる検出信号を分析し、サンプルウェーハ２９０上のＰＲパターンまたはウェーハパターンに係わるイメージを生成することができる。また、スキャナ２７０は、スキャニングコイル２４０に高周波制御信号を印加し、電子線のスキャン方向を制御することもできる。

ステージ２８０は、サンプルウェーハ２９０が配置される場所であり、サンプルウェーハ２９０は、ステージ２８０上面上に置かれて支持される。ステージ２８０は、ｘ方向、ｙ方向またはｚ方向への直線移動を介して、サンプルウェーハ２９０を、ｘ方向、ｙ方向またはｚ方向に移動させることができる。一方、図示されていないが、ステージ２８０の真上に対物レンズが配置され、該対物レンズは、スキャンコイル２４０によって偏向された電子線を、サンプルウェーハ２９０の上面上に収束させることができる。

図２Ｂは、サンプルウェーハ２９０上に形成されたライン・アンド・スペース（line-and-space）形態のＰＲパターンＰＲ_ｂｅの断面を示しているが、ＳＥＭ ２００によるＣＤ測定がなされる前の形態を示す。ＰＲパターンＰＲ_ｂｅは、スペース部分において、第１ＣＤ ＣＤ１を有し、ライン部分において、第２ＣＤ ＣＤ２を有することができる。図２ＢのＰＲパターンＰＲ_ｂｅにおいて、スペース部分は、下に行くほど細くなり、ライン部分は、下に行くほど広くなる構造を有するが、ＰＲパターンＰＲ_ｂｅの構造は、それに限定されるものではない。例えば、ＰＲパターンＰＲ_ｂｅをなすＰＲの材質や、露光工程での露光条件などに基づいて、スペースとラインとの部分の側面がほぼ垂直であるプロファイルを有するか、あるいは図２Ｂの構造と反対の構造を有することもできる。

図２Ｃは、ＳＥＭ ２００によるＣＤ測定をするときのＰＲパターンＰＲ_ｍｅの断面を示す。ＳＥＭ ２００によるＣＤ測定において、電子線（Ｅ−beam）がＰＲに走査され、電子線によるエネルギーがＰＲに加えられる。該ＰＲに加えられたエネルギーは、該ＰＲを収縮させ、それにより、ＰＲパターン変形を引き起こす。例えば、該ＰＲ収縮により、ＰＲパターンＰＲ_ｍｅのスペース部分の幅が広くなり、ライン部分の幅が細くなる。図２Ｃにおいて、点線がＰＲ収縮前の状態を示し、実線がＰＲ収縮後の状態を示す。言い替えれば、ＳＥＭ ２００によって測定されたスペース部分の第１ＣＤ ＣＤ１’は、測定前の初期スペース部分の第１ＣＤ ＣＤ１より大きく、ＳＥＭ ２００によって測定されたライン部分の第２ＣＤ ＣＤ２’は、測定前の初期ライン部分の第２ＣＤ ＣＤ２より小さい。従って、ＳＥＭ ２００によって測定されたＰＲパターンのＣＤは、ＳＥＭ ２００による測定前の初期ＰＲパターンのＣＤとの差に相当する誤差を有し、かような誤差を有するＰＲパターンのＣＤをサンプルＣＤデータとして利用する場合、ＯＰＣモデリングの誤差、及びそれによるＯＰＣ方法の誤差をもたらす。

図３は、ネガティブトーン現像（ＮＴＤ：negative tone development）ＰＲに係わる露光工程で発生する現象を示す概念図である。ここで、該ＮＴＤ ＰＲは、現像（development）工程で露光されていない部分が除去され、露光された部分が維持されるＰＲを意味する。一方、ＮＴＤ ＰＲに反対となるポジティブトーン現像（ＰＴＤ：positive tone development）ＰＲは、露光された部分が現像工程によって除去されるＰＲを意味する。

図３を参照すれば、ＮＴＤ ＰＲに対して、紫外（ＵＶ：ultraviolet）または極紫外（ＥＵＶ：extreme ＵＶ）光を照射して露光工程を遂行する（expose）。次に、露光工程後、熱処理を介してベーキング工程を遂行する（ＰＥＢ：post exposure bake）。その後、現像工程を進め、露光されていないＮＴＤ ＰＲ部分を除去し、露光されたＮＴＤ ＰＲ部分を残す（develop）。一方、露光工程及びベーキング工程において、エネルギーがＮＴＤ ＰＲ部分に印加されることにより、ＮＴＤ ＰＲが縮まることを確認することができる。実際、最下部に表示されているように、残ったＮＴＤ ＰＲ部分は、側面方向の縮小（lateral shrink）と垂直方向の縮小（vertical shrink）とが発生する。従って、ＮＴＤ ＰＲの場合、エネルギー印加によってＰＲ縮小が起こるという事実に起因し、ＳＥＭによるＣＤ測定時にも、電子線のエネルギー印加により、ＰＲ縮小が起こることを十分に予測することができる。

参照として、露光後、ベーキング工程（ＰＥＢ）において、露光されていない部分にも、熱処理によってエネルギーが印加され、ＰＲ縮小が発生する。しかし、露光されていない部分は、化学的特性が露光された部分と異なり、ＰＲ縮小現象が、露光された部分と異なり、また、どちらにしても除去される部分であるので、ＰＲ縮小効果が省略されて図示されている。

さらに、ＰＴＤ ＰＲを考慮すれば、ＰＴＤ ＰＲの場合、前述のように、露光された部分が現像工程で除去され、露光されていない部分が残り、ＰＲパターンが形成される。エネルギー印加の観点において、ＰＴＤ ＰＲに生成されたＰＲパターンの場合、ＮＴＤ ＰＲに生成されたＰＲパターンと比較するとき、エネルギーが相対的に少なく加えられた状態に該当する。言い替えれば、ＮＴＤ ＰＲから形成されるＰＲパターンは、露光工程においてエネルギーが印加された部分であり、ＰＴＤ ＰＲから形成されるＰＲパターンは、露光工程においてエネルギーが印加されていない部分である。一方、ＰＲ縮小現象は、初めのエネルギー印加で大きく示され、後に行くほど小さく示される。結果として、ＮＴＤ ＰＲのＰＲパターンについてのＳＥＭによるＣＤ測定よりも、ＰＴＤ ＰＲによるＰＲパターンについてのＳＥＭによるＣＤ測定において、ＰＲ縮小が大きく発生するということを予測することができる。

図４は、図１のサンプルＣＤデータ生成段階をさらに詳細に示すフローチャートであり、図５Ａないし図５Ｄは、図４のサンプルＣＤデータ生成段階において、ＰＲパターンの現像後調査（ＡＤＩ：after development inspection）ＣＤ測定と、ウェーハパターンの洗浄後調査（ＡＣＩ：after cleaning inspection）ＣＤ測定との過程を示す断面図である。図１の説明部分ですでに説明した内容は、簡単に説明するか、あるいは省略する。

図４及び図５Ａを参照すれば、まず、サンプルウェーハ２９０上に、ＰＲパターン１２０を形成する（Ｓ１２１）。サンプルウェーハ２９０とＰＲパターン１２０との全体が、１つのサンプルに該当する。ＰＲパターン１２０は、サンプルウェーハ２９０上にＰＲを塗布した後、露光工程と現像工程とを介して形成することができる。ＰＲパターン１２０は、ＮＴＤ ＰＲから形成されることもあるし、ＰＴＤ ＰＲから形成されることもある。ＰＲパターン１２０はまた、ライン・アンド・スペース形態に形成される。ライン・アンド・スペースは、紙面に入って行ったり、出てきたりする方向に延びる。初めに、ＰＲパターン１２０が形成された後、ＰＲパターン１２０のライン部分は、初期ＣＤ ＣＤ＿ａｄ０を有することができる。初期ＣＤ ＣＤ＿ａｄ０は、ＳＥＭによる測定前のＣＤ値であり、実際のＰＲパターン１２０ライン部分のＣＤ値に該当する。ただし、初期ＣＤ ＣＤ＿ａｄ０は、物理的な測定を介しては確認されない。

一方、サンプルは、第１領域Area １と第２領域Area ２とに区別される。第１領域Area １は、ＳＥＭによって、ＰＲパターンのＣＤ測定が行われる領域であり、第２領域Area ２は、ＳＥＭによるＰＲパターンのＣＤ測定が行われない領域である。第１領域Area １及び第２領域Area ２のそれぞれには、同一ＰＲパターンが多数個含まれる。図示されているように、ＳＥＭによるＣＤ測定前には、第１領域Area １のＰＲパターン１２０ライン部分のＣＤと、第２領域Area ２のＰＲパターン１２０ライン部分のＣＤは、初期ＣＤ ＣＤ＿ａｄ０として同一である。

図４及び図５Ｂを参照すれば、ＰＲパターン１２０生成後、ＳＥＭによって、サンプルの第１領域Area １において、ＰＲパターン１２０ａライン部分のＡＤＩ ＣＤを測定する（Ｓ１２２）。一般的に、ＰＲパターンのＣＤ測定をＡＤＩ ＣＤ測定というが、それは、ＰＲパターンが現像工程を介して形成され、現像工程後、ＰＲパターンのＣＤ測定が行われるからである。一方、エッチングを介して、ウェーハや、ウェーハ上の物質膜に形成されたパターンに対するＣＤ測定は、ＡＣＩ ＣＤ測定またはエッチング後調査（ＡＥＩ：after etch inspection）ＣＤ測定という。ここで、該ＡＣＩは、エッチング後に普通洗浄が行われ、ウェーハパターンや物質膜パターンに対するＣＤ測定は、洗浄後になされるために付けられた用語である。

図５Ｂの点線及び実線を介して分かるように、ＳＥＭによるＡＤＩ ＣＤ測定により、ＰＲ縮小が発生する。すなわち、点線が、ＰＲ縮小が発生する前の状態を示し、実線が、ＰＲ縮小された状態を示す。それにより、ＳＥＭによって測定されたＰＲパターン１２０ａのライン部分は、補正前ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｄ１を有することができる。補正前ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｄ１は、初期ＣＤ ＣＤ＿ａｄ０より小さい。

図４及び図５Ｃを参照すれば、第１領域Area １のＰＲパターン１２０ａに対するＡＤＩ ＣＤ測定後、ＰＲパターン１２０ａ，１２０を利用して、サンプルウェーハ２９０をエッチングし、ウェーハパターン１１０Ｐ１，１１０Ｐ２を形成する（Ｓ１２３）。ウェーハパターン１１０Ｐ１，１１０Ｐ２は、第１領域Area １の第１ウェーハパターン１１０Ｐ１と、第２領域Area ２の第２ウェーハパターン１１０Ｐ２と、を含み得る。第１ウェーハパターン１１０Ｐ１は、第１領域Area １のＰＲパターン１２０ａをマスクとして利用して形成され、第２ウェーハパターン１１０Ｐ２は、第２領域Area ２のＰＲパターン１２０をマスクとして利用して形成される。従って、第１ウェーハパターン１１０Ｐ１ライン部分の幅が、第２ウェーハパターン１１０Ｐ２ライン部分の幅より狭い。

エッチング工程条件により、第１領域Area １のＰＲパターン１２０ａと、第１ウェーハパターン１１０Ｐ１ラインとの部分の幅が互いに一致しないこともある。また、第２領域Area ２のＰＲパターン１２０と、第２ウェーハパターン１１０Ｐ２ラインとの部分の幅が互いに一致しないこともある。しかし、第１領域Area １及び第２領域Area ２でのエッチング工程条件が同一であるならば、狭幅のＰＲパターンのライン部分によって形成されるウェーハパターンライン部分の幅は、広幅のＰＲパターンのライン部分によって形成されるウェーハパターンライン部分の幅よりも狭い。従って、第１ウェーハパターン１１０Ｐ１ライン部分の幅が、第２ウェーハパターン１１０Ｐ２ライン部分の幅より狭くなることは、当然の結果でもある。

図４及び図５Ｄを参照すれば、ウェーハパターン１１０Ｐ１，１１０Ｐ２を形成した後、第１領域Area １のウェーハパターン、すなわち、第１ウェーハパターン１１０Ｐ１についてＡＣＩ ＣＤを測定し、第２領域Area ２のウェーハパターン、すなわち、第２ウェーハパターン１１０Ｐ２についてＡＣＩ ＣＤを測定する（Ｓ１２４）。第１ウェーハパターン１１０Ｐ１に対するＡＣＩ ＣＤ測定と、第２ウェーハパターン１１０Ｐ２に対するＡＣＩ ＣＤ測定は、ＳＥＭによって行われる。ただし、第１ウェーハパターン１１０Ｐ１と第２ウェーハパターン１１０Ｐ２との材質は、シリコンのような半導体であるので、ＳＥＭによるウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤ測定過程において、サンプルウェーハ２９０の縮小は、ほとんど発生しない。ここで、ＳＥＭによるウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤ測定過程において、サンプルウェーハ２９０の縮小が完全に排除されるものではないということは言うまでもない。

ＳＥＭによる第１ウェーハパターン１１０Ｐ１に対するＡＣＩ ＣＤ測定を介して、第１ウェーハパターン１１０Ｐ１のライン部分の第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１を得ることができる。また、ＳＥＭによる第２ウェーハパターン１１０Ｐ２に対するＡＣＩ ＣＤ測定を介して、第２ウェーハパターン１１０Ｐ２のライン部分の第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２を得ることができる。前述のように、ＰＲパターン１２０ａ，１２０の差に起因し、第１ウェーハパターン１１０Ｐ１ライン部分の幅は、第２ウェーハパターン１１０Ｐ２ライン部分の幅より狭い。従って、第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１が、第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２より狭い。

図４を参照すれば、第１ウェーハパターン１１０Ｐ１と第２ウェーハパターン１１０Ｐ２とに対するＡＣＩ ＣＤ測定後、第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１と第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２との差を計算する（Ｓ１２５）。第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１と第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２との差は、前述の第１領域Area １のＰＲパターン１２０ａに対するＳＥＭによるＡＤＩ ＣＤ測定によるものであると見ることができる。

図４を参照すれば、第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１と第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２との差を計算した後、第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１と第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２との差を利用して、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを補正する（Ｓ１２６）。例えば、第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１と第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２との差を、ＳＥＭによる測定を介して得たＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤ、すなわち、補正前ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｄ１に反映させることにより、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小に起因して発生したＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤの誤差を補正することができる。それにより、ＰＲパターンの初期ＣＤ ＣＤ＿ａｄ０に近似するＰＲパターンの補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求めることができる。

ＰＲパターンに対する補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求める方法を数式で表現すれば、数式１の通りである。

ＣＤ＿ａｄ０≒ＣＤ＿ｃｏ＝ＣＤ＿ａｄ１＋△ （数式１）
ここで、ＣＤ＿ａｄ０は、ＰＲパターンの初期ＣＤであり（図５Ａ参照）、ＣＤ＿ｃｏは、ＰＲパターンの補正ＡＤＩ ＣＤであり、ＣＤ＿ａｄ１は、ＰＲパターンの補正前ＡＤＩ ＣＤであり、△は、第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１と第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２との差に該当する。すなわち、△＝ＣＤ＿ａｃ２−ＣＤ＿ａｃ１でもある。ここで、△は、ＳＥＭによって測定されたＣＤが、ＰＲパターンのライン部分に該当するか、あるいはＰＲパターンのスペース部分に該当するかということにより、プラス（＋）であることもあるし、マイナス（−）であることもある。例えば、ＰＲパターンのライン部分に対して数式１を適用する場合、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小により、補正前ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｄ１が、初期ＣＤ ＣＤ＿ａｄ０より小さくなる。また、第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２が、第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１より大きいので、△は、プラス（＋）になる。従って、補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏは、補正前ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｄ１より大きくなる。

一方、ＰＲパターンのスペース部分に対して、数式１を適用する場合を考慮すれば、図３Ｃを介して分かるように、ＰＲパターンのスペース部分のＣＤの場合、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小により、補正前ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｄ１が、初期ＣＤ ＣＤ＿ａｄ０より大きくなる。また、第２ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ２が、第１ ＡＣＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｃ１より小さいので、△は、マイナス（−）になる。従って、補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏは、補正前ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ａｄ１より小さくなる。

これまで、第１領域Area １の１つのＰＲパターン、そしてそれに対応する第２領域Area ２の１つのＰＲパターンをもって説明したが、本発明のＯＰＣ方法は、それらに限定されるものではない。例えば、第１領域Area １及び第２領域Area ２それぞれにおいて、互いに異なる位置に配置された少なくとも２個の同一ＰＲパターンが、ＰＲパターンに対する補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求めるのに利用され、それにより、ＰＲパターンに対する補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求める方法の信頼性が向上する。

さらに具体的に説明すれば、第１領域Area １及び第２領域Area ２それぞれには、互いに異なる位置に同一ＰＲパターンが多数個含まれる。第１領域Area １のｎ（ｎ≧２）個のＰＲパターンについて、ＳＥＭによるＡＤＩ ＣＤ測定を行う。その後、ＰＲパターンを利用して、サンプルウェーハ２９０をエッチングしてウェーハパターンを形成し、第１領域Area １のｎ個のウェーハパターン、すなわち、ｎ個の第１ウェーハパターンに対するＡＣＩ ＣＤ測定し、また第２領域Area ２のｎ個のウェーハパターン、すなわち、ｎ個の第２ウェーハパターンに対するＡＣＩ ＣＤ測定する。その後、数式１のような過程を介して、ｎ個のＰＲパターンに対する補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求めることができる。ｎ個のＰＲパターンについて、補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求めて平均することにより、さらに正確なＰＲパターンに対する補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求めることができる。

本実施形態のＯＰＣ方法において、ＰＲパターンに対する補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求める方法の信頼性を向上させるために、第１領域Area １及び第２領域Area ２それぞれに互いに異なる位置に配置された少なくとも１０個の同一ＰＲパターンが利用され得る。

一方、一実施形態により、第１領域Area １及び第２領域Area ２それぞれには、互いに異なるＰＲパターンが多数個含まれてもよい。かような場合、第１領域Area １内に含まれたＰＲパターンに対応する同一形態のＰＲパターンが、第２領域Area ２にも含まれなければならない。さらに具体的に説明すれば、第１領域Area １内に、互いに異なる形態のＰＲパターンであるパターン１、パターン２及びパターン３が配置された場合、第２領域Area ２内にも、パターン１、パターン２及びパターン３のＰＲパターンが配置されなければならない。それは、第１領域Area １内のパターン１、パターン２及びパターン３について、ＳＥＭによるＡＤＩ ＣＤが測定される場合、第２領域Area ２にも、対応するパターン１、パターン２及びパターン３が存在してこそ、エッチング工程後、第１領域Area １及び第２領域Area ２のウェーハパターンに対するＡＣＩ ＣＤを測定し、相互間の差を計算し、計算された差を利用して、ＰＲパターンそれぞれの補正ＡＤＩ ＣＤを求めることができるからである。

図５Ａないし図５Ｄにおいて、ライン・アンド・スペース形態のＰＲパターンをもってＰＲパターンに対する補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求める方法について説明したが、ＰＲパターンに対する補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求める方法は、ライン・アンド・スペース形態のＰＲパターンに限定されるものではない。例えば、円、楕円または多角形のような形態を有するＰＲパターンについても、補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求める方法が適用されるということは言うまでもない。一方、ＰＲパターンがライン・アンド・スペース形態を有しても、円、楕円または多角形のような形態を有しても、ラインのようにＰＲが存在する部分は、ＳＥＭ測定によって縮小が発生し、ＰＲが存在しないスペース部分は、ＳＥＭ測定によって拡大が発生するという点を考慮すれば、本実施形態のＯＰＣ方法に適用されるＰＲパターンに対する補正ＡＤＩ ＣＤ ＣＤ＿ｃｏを求める方法は、ＰＲパターン形態と係わりなく、一般的に適用されるのである。

図６Ａないし図６Ｃは、多様なパターン（pattern）について、図１のＯＰＣ方法に適用されるＳＥＭスキュー（skew）データを示すグラフであり、図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ図６ＢのＴ２Ｔ ＣＤの概念と、Ｔ２Ｓ ＣＤ概念とを示す概念図である。ここで、ｘ軸は、ＰＲパターンの種類を示し、ｙ軸は、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小の程度、すなわち、ＳＥＭスキューであり、例えば、前述の数式１の△に該当し、単位は、任意単位である。一方、図６Ａの１Ｄは、ライン・アンド・スペースのような単純なパターンを意味し、図６ＢのＴ２Ｔは、パターンの先端（tip）と先端との間を意味し、図６ＣのＴ２Ｓは、パターンの先端と辺（side）との間を意味する。参照として、複雑なパターンの場合は、一般的に２Ｄと略称する。一方、ＰＲパターンは、互いに詰まって配置されたＰＲパターン、及び独立した１つのパターンを含んでもよく、基本的に垂直にも配置される。

図６Ａを参照すれば、グラフを介して、ＳＥＭスキューデータが一定パターンをもって反復されることが分かるが、それは、ＰＲパターンが一定規則をもって反復的に配置されているからである。反復的なＰＲパターンに対して、一定パターンのＳＥＭスキューデータを有するという点は、本実施形態のＯＰＣ方法に適用されるＰＲパターンに対するＡＤＩ ＣＤ補正方法が、どれほど正確性があるかということを予測させる。一方、反復された１つの区間内において、ＰＲパターンのＳＥＭスキューデータが徐々に減少するが、それは、ＰＲパターン間の密度差に起因するのである。例えば、ＰＲパターンの密度が低い場合、すなわち、密ではなく配置されたＰＲパターンの場合には、ＳＥＭスキューが大きく、ＰＲパターンの密度が高い場合、すなわち、密に配置されたＰＲパターンの場合は、ＳＥＭスキューが小さい。

図６Ｂ及び図７Ａを参照すれば、グラフは、Ｔ２Ｔ ＣＤ ＣＤ_Ｔ２Ｔ、すなわち、図７Ａに図示されているように、第１パターンＰ１の先端（tip）部分と、第２パターンＰ２の先端部分とのＣＤに係わるＳＥＭスキューデータを示す。さらに具体的には、第１パターンＰ１の先端部分と、第２パターンＰ２の先端部分とのＣＤをＳＥＭによって測定した後、前述のような過程を経て、△を計算することにより、Ｔ２Ｔ ＣＤ ＣＤ_Ｔ２Ｔに係わるＳＥＭスキューデータを得ることができる。図６Ｂに図示されているように、ＰＲパターンのＴ２Ｔ ＣＤのＳＥＭスキューデータが非常に多様に示されるということを確認することができる。

図６Ｃ及び図７Ｂを参照すれば、グラフはＴ２Ｓ ＣＤ ＣＤ_Ｔ２Ｓ、すなわち、図７Ｂに図示されているように、第１パターンＰ１の先端部分と、第３パターンＰ３の辺（side）部分とのＣＤに係わるＳＥＭスキューデータを示す。さらに具体的には、第１パターンＰ１の先端部分と、第３パターンＰ３の辺部分とのＣＤをＳＥＭによって測定した後、前述のような過程を経て、△を計算することにより、Ｔ２Ｓ ＣＤ ＣＤ_Ｔ２Ｓに係わるＳＥＭスキューデータを得ることができる。図６Ｃに図示されているように、ＰＲパターンのＴ２Ｓ ＣＤのＳＥＭスキューデータも、非常に多様に示されるということを確認することができる。

図８は、既存方式で生成したＯＰＣモデルに適用した△ＣＤと、図１のＯＰＣ方法に適用されるＳＥＭスキューデータと、を示すグラフである。ここで、ｘ軸は、ＰＲパターンの種類を示し、ｙ軸は、△ＣＤ及びＳＥＭスキューを意味し、単位は、任意単位である。一方、△ＣＤは、既存方式のＯＰＣモデリングにおいて、ＳＥＭによって測定したＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤの補正のために、エンジニアが経験的に反映させた補正値に該当する。また、該ＳＥＭスキューデータは、図６ＡのＳＥＭスキューデータと同一である。

図８を参照すれば、グラフを介して分かるように、ＳＥＭスキューデータに比べ、△ＣＤが不規則的に示され、全般的に高い値を有するということを確認することができる。ＰＲパターンが反復的なパターンであることを考慮するとき、ＳＥＭスキューデータによるＰＲパターンに対するＡＤＩ ＣＤ補正が、△ＣＤによるＰＲパターンに対するＡＤＩ ＣＤ補正より正確であるということを予想することができる。従って、ＳＥＭスキューデータに基づいたＯＰＣモデルが、△ＣＤに基づいたＯＰＣモデルに比べ、さらに正確なＯＰＣ方法を遂行するのに寄与することができるということが分かる。

図９は、既存方式で生成したＯＰＣモデル、及び図１のＯＰＣ方法で生成したＯＰＣモデルに係わる正確度を比較するテーブルである。ここで、ＰＴＤは、既存方式で生成したＯＰＣモデルを意味し、ＳＥＭ ＰＴＤは、本発明のＯＰＣ方法によるＳＥＭスキューを反映させて生成したＯＰＣモデルを意味する。また、１Ｄ ＲＭＳは、単純なパターンに対する誤差ＲＭＳ値を示し、２Ｄ ＲＭＳは、複雑なパターンに対する誤差ＲＭＳ値を示し、Overall ＲＭＳは、全体パターンに対する誤差ＲＭＳ値を示す。一方、１Ｄ Pass Rateは、許容可能な単純パターンのパーセントを示し、２Ｄ Pass Rateは、許容可能な複雑なパターンのパーセントを示し、Overall Pass Rateは、許容可能な全てのパターンのパーセントを示す。

図９を参照すれば、１Ｄ ＲＭＳ、２Ｄ ＲＭＳ及びOverall ＲＭＳは、低いほど良好なＯＰＣモデルを意味し、１Ｄ Pass Rate、２Ｄ Pass Rate及びOverall Pass Rateは、高いほど良好なＯＰＣモデルを意味する。テーブルを介して分かるように、ＳＥＭ ＰＴＤの１Ｄ ＲＭＳ、２Ｄ ＲＭＳ及びOverall ＲＭＳそれぞれは、対応するＰＴＤの１Ｄ ＲＭＳ、２Ｄ ＲＭＳ及びOverall ＲＭＳそれぞれより低いということが分かる。また、ＳＥＭ ＰＴＤの１Ｄ Pass Rate、２Ｄ Pass Rate及びOverall Pass Rateそれぞれは、対応するＰＴＤの１Ｄ Pass Rate、２Ｄ Pass Rate及びOverall Pass Rateそれぞれより高いということが分かる。従って、本発明のＯＰＣ方法によるＳＥＭスキューを反映させて生成したＯＰＣモデルが、既存方式で生成したＯＰＣモデルより優秀であるということが分かる。

図１０は、本発明の一実施形態によるマスク製造方法の過程を示すフローチャートである。図１ないし図５Ｄの説明部分で説明した内容は、簡単に説明するか、あるいは省略する。

図１０を参照すれば、まず、ＯＰＣを遂行する（Ｓ１００）。ここで、ＯＰＣ遂行は、図１の説明部分で説明したように、基本データを準備する段階（Ｓ１１０）、サンプルＣＤデータを生成する段階（Ｓ１２０）、ＯＰＣモデルを生成する段階（Ｓ１３０、Ｓ１４０）、ＯＰＣモデルをチェックして選択する段階（Ｓ１５０）、ＯＰＣモデルを検証する段階（Ｓ１６０）、及びシミュレーションを行う段階（Ｓ１７０）を含み得る。また、サンプルＣＤデータを生成する段階（Ｓ１２０）は、図４の説明部分で説明したように、ＰＲパターンを形成する段階（Ｓ１２１）、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを測定する段階（Ｓ１２２）、ウェーハパターンを形成する段階（Ｓ１２３）、ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤを測定する段階（Ｓ１２４）、第１ ＡＣＩ ＣＤと第２ ＡＣＩ ＣＤとの差を計算する段階（Ｓ１２５）、及び前記差を利用して、ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを補正する段階（Ｓ１２６）を含み得る。

ＯＰＣ遂行後、ＭＴＯデザインデータを入力される（Ｓ２００）。一般的に、ＭＴＯは、ＯＰＣ段階が完了したマスクデザインデータを渡し、マスク製作を依頼することを意味する。従って、ＭＴＯデザインデータは、結局、ＯＰＣ段階が完了したマスクデザインデータと見ることができる。かようなＭＴＯデザインデータは、電子設計自動化（ＥＤＡ：electronic design automation）ソフトウェアなどで使用されるグラフィックデータフォーマットを有することができる。例えば、ＭＴＯデザインデータは、ＧＤＳ２（Graphic Data System II）、ＯＡＳＩＳ（Open Artwork System Interchange Standard）のようなデータフォーマットを有することができる。

ＭＴＯデザインデータを入力された後、マスクデータ準備（ＭＤＰ：mask data preparation）を行う（Ｓ３００）。マスクデータ準備は、例えば、分割（fracturing）と呼ばれるフォーマット変換、機械式判読のためのバーコード・検査用標準マスクパターン・ジョブデック（job deck）などの追加（augmentation）、そして自動方式及び手動方式の検証を含んでもよい。ここで、該ジョブデックは、多重マスクファイルの配置情報、基準ドーズ（dose）、露光速度や方式などの一連の指令に係わるテキストファイルを作ることを意味する。

一方、フォーマット変換、すなわち、分割は、ＭＴＯデザインデータを各領域別に分割し、電子ビーム露光器用フォーマットに変更する工程を意味する。分割には、例えば、サイズ調節（scaling）、データの定立（sizing）、データの回転、パターン反射、色相反転などのデータ操作が含まれる。該分割を介した変換過程において、設計データからウェーハ上のイメージへの伝達過程において、どこかに発生しうる多くの系統誤差（systematic errors）に係わるデータが補正される。前記系統誤差に係わるデータ補正工程を、マスクプロセス補正（ＭＰＣ：mask process correction）と呼び、例えば、ＣＤ調節と呼ぶ線幅調節及びパターン配置精密度を高める作業などが含まれる。従って、該分割は、最終マスクの品質向上に寄与することができ、またマスクプロセス補正のために、先行的に遂行される工程でもある。ここで、該系統誤差は、露光工程、マスク現像及びエッチング工程、そしてウェーハイメージング工程などで発生する歪曲によっても誘発される。

一方、該マスクデータ準備は、ＭＰＣを含んでもよい。該ＭＰＣは、前述のように、露光工程中に発生する誤差、すなわち、系統誤差を補正する工程をいう。ここで、該露光工程は、電子ビーム書き込み（writing）、現像、エッチング、ベーキングなどを全般的に含む概念でもある。さらに、露光工程前、データプロセッシングが遂行される。該データプロセッシングは、一種のマスクデータに対する前処理過程であり、マスクデータに対する文法チェック、露光時間予測などを含んでもよい。

該マスクデータ準備後、マスクデータを基盤として、マスク用基板を露光する（Ｓ４００）。ここで、該露光は、例えば、電子ビーム使用を意味する。ここで、該電子ビーム使用は、例えば、マルチ−ビームマスク露光器（ＭＢＭＷ：multi-beam mask writer）を利用したグレイ露光（gray writing）方式で進めることができる。また、電子ビーム使用は、可変形状ビーム（ＶＳＢ：variable shape beam）露光器を利用して行うこともできる。

一方、該マスクデータ準備段階後、露光工程前、マスクデータをピクセルデータに変換する過程が遂行される。該ピクセルデータは、実際の露光に直接利用されるデータであり、露光対象になる形状に係わるデータと、そのそれぞれに割り当てられたドーズに係わるデータを含んでもよい。ここで、形状に係わるデータは、ベクターデータである形状データがラスタライゼーション（rasterization）などを介して変換されたビットマップ（bit-map）データでもある。

露光工程後、一連の工程を進めてマスクを製造する（Ｓ５００）。一連の工程は、例えば、現像、エッチング及び洗浄などの工程を含んでもよい。また、マスク製造のための一連の工程には、計測工程、欠陥検査工程や欠陥修理工程が含まれる。また、ペリクル（pellicle）塗布工程が含まれる。ここで、該ペリクル塗布工程は、最終の洗浄及び検査を介して、汚染粒子や化学的しみがないと確認されれば、マスク表面に対して、マスク配送、及びマスクの可用寿命期間の間、後続的な汚染からマスク保護のためにペリクルを付着させる工程を意味する。

本実施形態のマスク製造方法は、図１で説明したように、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたサンプルＣＤデータを生成し、サンプルＣＤデータをＯＰＣモデリングに利用してＯＰＣモデルの正確度を向上させ、それによってＯＰＣ方法を最適化することにより、優秀なマスクを製造することができる。例えば、本実施形態のマスク製造方法は、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小による誤差が最小化されたマスクを製造する。

図１１は、本発明の一実施形態による半導体素子製造方法の過程を示すフローチャートである。図１０の説明部分ですでに説明した内容は、簡単に説明するか、あるいは省略する。

図１１を参照すれば、図１０の説明部分で説明したように、ＯＰＣ遂行段階（Ｓ１００）、ＭＴＯデザインデータ入力段階（Ｓ２００）、マスクデータ準備段階（Ｓ３００）、マスク用基板を露光する段階（Ｓ４００）及びマスク製造段階（Ｓ５００）を遂行し、マスクを製造する。

マスクが製造されれば、製造されたマスクを利用して、ウェーハのような半導体基板上に、多様な半導体工程を進めて半導体素子を製造する（Ｓ６００）。例えば、マスクを利用する工程は、代表的なものとして、露光工程を介したパターニング工程を意味する。かようなマスクを利用したパターニング工程を介して、半導体基板上や物質層上に、所望パターンを形成することができる。

一方、該半導体工程は、蒸着工程、エッチング工程、イオン工程、洗浄工程などを含んでもよい。ここで、該蒸着工程は、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、スパッタリング、スピンコーティングなど多様な物質層形成工程を含んでもよい。該イオン工程は、イオン注入、拡散、熱処理などの工程を含んでもよい。一方、該半導体工程は、半導体素子をＰＣＢ（printed circuit board）上に実装し、密封材で密封するパッケージング工程を含み、また該半導体工程に、半導体素子やパッケージに対してテストを行うテスト工程が含まれてもよい。

本実施形態の半導体素子製造方法は、図１で説明したように、ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させたサンプルＣＤデータを生成し、サンプルＣＤデータをＯＰＣモデリングに利用して、ＯＰＣモデルの正確度を向上させ、それによってＯＰＣ方法を最適化することにより、優秀なマスクを製造することができ、かようなマスクを利用して露光工程と様々な半導体工程を遂行し、半導体素子を製造することにより、不良が最小化された半導体素子を生産することができる。従って、本実施形態の半導体素子製造方法は、半導体工程歩留りを顕著に上昇させることができる。

以上、本発明について、図面に図示された実施形態を参照して説明したが、それは、例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真正な技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決められるものである。

本発明の、ＯＰＣ方法、及びそのＯＰＣ方法を利用したマスク製造方法は、例えば、半導体素子製造関連の技術分野に効果的に適用可能である。

ウェーハパターン １１０Ｐ１，１１０Ｐ２
１２０，１２０ａ ＰＲパターン
２００ ＳＥＭ
２１０ 電子銃
２２０ アノード
２３０ マグネチックレンズ
２４０ スキャニングコイル
２５０ 第１検出器
２６０ 第２検出器
２７０ スキャナ
２８０ ステージ
２９０ サンプルウェーハ

Claims (14)

1. 光近接効果補正（ＯＰＣ）のための基本データを準備する段階と、
   サンプルについて、フォトレジスト（ＰＲ）パターンの現像後調査クリティカルディメンジョン（ＡＤＩ ＣＤ）と、前記ＰＲパターンを利用して形成されたウェーハパターンの洗浄後調査クリティカルディメンジョン（ＡＣＩ ＣＤ）とを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定し、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤとを利用し、前記ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させた前記サンプルのＣＤデータを生成する段階と、
   前記基本データ、及び前記サンプルの前記ＣＤデータに基づいて、ＯＰＣモデルを生成する段階と、を含み、
   前記サンプルのＣＤデータを生成する段階は、
   前記ＳＥＭを利用して、前記サンプルの第１領域で前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを測定する段階と、
   前記ＰＲパターンを利用して、ウェーハをエッチングし、前記ウェーハパターンを生成する段階と、
   前記ＳＥＭを利用して、前記第１領域で、前記ＰＲパターンに対応する前記ウェーハパターンの第１ ＡＣＩ ＣＤを測定し、前記第１領域と異なる第２領域で、前記ウェーハパターンの第２ ＡＣＩ ＣＤを測定する段階と、
   前記第１ ＡＣＩ ＣＤと前記第２ ＡＣＩ ＣＤとを比較して差を計算する段階と、
   前記差を基にして、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを補正する段階と、を含む、
   ＯＰＣ方法。
   
2. 前記差を計算する段階において、
   実質的に同一形態を有する前記ウェーハパターンについて、前記第１ ＡＣＩ ＣＤと前記第２ ＡＣＩ ＣＤとを比較することを特徴とする請求項１に記載のＯＰＣ方法。
3. 前記第２領域は、前記第１領域と実質的に同一形態の前記ウェーハパターンを含み、
   前記ウェーハパターンの第１ ＡＣＩ ＣＤの測定において、前記第１領域内の１０以上の位置で、前記ウェーハパターンの第１ ＡＣＩ ＣＤを測定し、
   前記ウェーハパターンの第２ ＡＣＩ ＣＤの測定において、前記第２領域内の前記１０以上の位置に対応する位置で、前記ウェーハパターンの第２ ＡＣＩ ＣＤを測定することを特徴とする請求項１に記載のＯＰＣ方法。
4. 補正前の前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤであるＣＤ＿ａｄ、前記第１ ＡＣＩ ＣＤであるＣＤ＿ａｃ１、前記第２ ＡＣＩ ＣＤであるＣＤ＿ａｃ２、及び補正後の前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤであるＣＤ＿ｃｏの間に下記数式１の関係が成り立ち、
   ＣＤ＿ｃｏ＝ＣＤ＿ａｄ＋△ （数式１）
   ここで、△＝ＣＤ＿ａｃ２−ＣＤ＿ａｃ１であることを特徴とする請求項１に記載のＯＰＣ方法。
5. 前記ＯＰＣモデルを生成する段階は、
   光学的ＯＰＣモデルを生成する段階と、
   前記ＰＲに係わるＯＰＣモデルを生成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＯＰＣ方法。
6. 前記ＯＰＣモデルを生成する段階後、
   前記ＯＰＣモデルをチェックして選択する段階と、
   前記ＯＰＣモデルを証明する段階と、
   前記ＯＰＣモデルを利用してシミュレーションを行う段階と、をさらに含み、
   前記ＯＰＣモデルのチェックは、ＣＤ誤差に係わる二乗平均平方根（ＲＭＳ）計算を介して行われ、前記ＯＰＣモデルが基準内になければ、前記ＯＰＣモデルを生成する段階に移行し、
   前記ＯＰＣモデルの証明は、他のパターンで、前記ＯＰＣモデルの適用を介して行われ、前記他のパターンにおいて、実質的に同一結果が出なければ、前記ＯＰＣモデルを生成する段階に移行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＯＰＣ方法。
7. 光近接効果補正ＯＰＣのための基本データを準備する段階と、
   サンプルについて、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、フォトレジスト（ＰＲ）パターンの現像後調査クリティカルディメンジョン（ＡＤＩ ＣＤ）と、前記ＰＲパターンを利用して形成されたウェーハパターンの洗浄後調査クリティカルディメンジョン（ＡＣＩ ＣＤ）と、を測定する段階と、
   前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤを利用して、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを補正し、前記サンプルのＣＤデータを生成する段階と、
   前記基本データ及び前記サンプルの前記ＣＤデータに基づいて、ＯＰＣモデルを生成する段階と、
   前記ＯＰＣモデルをチェックして選択する段階と、
   前記ＯＰＣモデルを証明する段階と、
   前記ＯＰＣモデルを利用してシミュレーションを行う段階と、を含み、
   前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤと、を測定する段階は、
   前記ＳＥＭを利用して、前記サンプルの第１領域で、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを測定する段階と、
   前記ＰＲパターンを利用して、ウェーハをエッチングして前記ウェーハパターンを生成する段階と、
   前記ＳＥＭを利用して、前記第１領域で、前記ＰＲパターンに対応する前記ウェーハパターンの第１ ＡＣＩ ＣＤを測定し、前記第１領域と異なる第２領域で、前記ウェーハパターンの第２ ＡＣＩ ＣＤを測定する段階と、を含む、
   ＯＰＣ方法。
8. 前記第２領域は、前記第１領域と実質的に同一形態の前記ウェーハパターンを含み、
   前記ウェーハパターンの第１ ＡＣＩ ＣＤの測定において、前記第１領域内の１０以上の位置において、前記ウェーハパターンの第１ ＡＣＩ ＣＤを測定し、
   前記ウェーハパターンの第２ ＡＣＩ ＣＤの測定において、前記第２領域内の前記１０以上の位置に対応する位置において、前記ウェーハパターンの第２ ＡＣＩ ＣＤを測定することを特徴とする請求項７に記載のＯＰＣ方法。
9. 前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤの補正は、
   前記第１ ＡＣＩ ＣＤと前記第２ ＡＣＩ ＣＤとの差を利用することを特徴とする請求項７に記載のＯＰＣ方法。
10. 前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤの補正は、下記数式１を利用して成り立ち、
    ＣＤ＿ｃｏ＝ＣＤ＿ａｄ＋△ （数式１）
    ここで、△＝ＣＤ＿ａｃ２−ＣＤ＿ａｃ１であり、ＣＤ＿ａｄは、補正前の前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを、ＣＤ＿ａｃ１は、前記第１ ＡＣＩ ＣＤを、ＣＤ＿ａｃ２は、前記第２ ＡＣＩ ＣＤを、そしてＣＤ＿ｃｏは、補正後の前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを示すことを特徴とする請求項７に記載のＯＰＣ方法。
11. サンプルについて、フォトレジスト（ＰＲ）パターンの現像後調査クリティカルディメンジョン（ＡＤＩ ＣＤ）と、前記ＰＲパターンを利用して形成されたウェーハパターンの洗浄後調査クリティカルディメンジョン（ＡＣＩ ＣＤ）と、を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定し、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤと、を利用して、前記ＳＥＭ測定によるＰＲ縮小を反映させた光近接効果補正（ＯＰＣ）モデルを生成する、ＯＰＣ方法を遂行する段階と、
    前記ＯＰＣ方法を介して獲得したデザインデータを、マスクテープアウト（ＭＴＯ）デザインデータとして伝達する段階と、
    前記ＭＴＯデザインデータに基づいて、マスクデータを準備する段階と、
    前記マスクデータに基づいて、マスク用基板上に露光を行う段階と、を含み、
    前記ＯＰＣ方法を遂行する段階は、
    ＯＰＣのための基本データを準備する段階と、
    前記サンプルについて、前記ＳＥＭで、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤと、を測定する段階と、
    前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤを利用して、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを補正し、前記サンプルのＣＤデータを生成する段階と、
    前記基本データ及び前記サンプルの前記ＣＤデータに基づいて、ＯＰＣモデルを生成する段階と、を含み、
    前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤと、前記ウェーハパターンのＡＣＩ ＣＤと、を測定する段階は、
    前記ＳＥＭを利用して、前記サンプルの第１領域で、前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを測定する段階と、
    前記ＰＲパターンを利用して、ウェーハをエッチングし、前記ウェーハパターンを生成する段階と、
    前記ＳＥＭを利用して、前記第１領域で、前記ＰＲパターンに対応する前記ウェーハパターンの第１ ＡＣＩ ＣＤを測定し、前記第１領域と異なる第２領域で、前記ウェーハパターンの第２ ＡＣＩ ＣＤを測定する段階と、を含む、
    マスク製造方法。
12. 前記第２領域は、前記第１領域と実質的に同一形態の前記ウェーハパターンを含み、
    前記ウェーハパターンの第１ ＡＣＩ ＣＤの測定において、前記第１領域内の１０以上の位置において、前記ウェーハパターンの第１ ＡＣＩ ＣＤを測定し、
    前記ウェーハパターンの第２ ＡＣＩ ＣＤの測定において、前記第２領域内の前記１０以上の位置に対応する位置において、前記ウェーハパターンの第２ ＡＣＩ ＣＤを測定することを特徴とする請求項１１に記載のマスク製造方法。
13. 前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤの補正は、下記数式１を利用して成り立ち、
    ＣＤ＿ｃｏ＝ＣＤ＿ａｄ＋△ （数式１）
    ここで、△＝ＣＤ＿ａｃ２−ＣＤ＿ａｃ１であり、ＣＤ＿ａｄは、補正前の前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを、ＣＤ＿ａｃ１は、前記第１ ＡＣＩ ＣＤを、ＣＤ＿ａｃ２は、前記第２ ＡＣＩ ＣＤを、そしてＣＤ＿ｃｏは、補正後の前記ＰＲパターンのＡＤＩ ＣＤを示すことを特徴とする請求項１１に記載のマスク製造方法。
14. 前記ＯＰＣモデルを生成する段階は、
    光学的ＯＰＣモデルを生成する段階と、
    前記ＰＲに係わるＯＰＣモデルを生成する段階と、を含み、
    前記ＯＰＣモデルを生成する段階後、
    前記ＯＰＣモデルをチェックして選択する段階と、
    前記ＯＰＣモデルを証明する段階と、
    前記ＯＰＣモデルを利用してシミュレーションを行う段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のマスク製造方法。

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