特許 5853513 マスクパターン補正装置、マスクパターン補正方法及びマスクパターン補正プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5853513

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】マスクパターン補正装置、マスクパターン補正方法及びマスクパターン補正プログラム

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/70 20120101AFI20160120BHJP

【ＦＩ】

   G03F1/70

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2011-196881(P2011-196881)

(22)【出願日】2011年9月9日

(65)【公開番号】特開2013-57848(P2013-57848A)

(43)【公開日】2013年3月28日

【審査請求日】2014年5月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】308014341

【氏名又は名称】富士通セミコンダクター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092152

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 毅巖

(72)【発明者】

【氏名】青山 肇

【審査官】 松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１６３６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２４２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８８５２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ １／００−１／８６

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４、９／００−９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

露光装置で用いられ被転写体に転写するパターンが設けられるフォトマスクのパターンデータを複数の単位領域に分割する分割部と、
分割された前記複数の単位領域のパターン密度をそれぞれ算出する第１算出部と、
前記フォトマスクと前記被転写体との間に配置するスリットを基に、前記スリットと前記被転写体との距離に応じて設定される領域範囲で、任意の単位領域との距離の関数で表現されるフレア量と前記複数の単位領域のパターン密度との畳み込み積分により、前記任意の単位領域のフレア強度を算出する第２算出部と、
算出された前記フレア強度を用いて前記パターンデータを補正する補正部と、
を含むことを特徴とするマスクパターン補正装置。

【請求項2】

前記領域範囲は、前記スリットの形状及びサイズを基に設定されることを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン補正装置。

【請求項3】

前記第１算出部で算出された前記各パターン密度を、前記被転写体に転写されるパターンのレイアウトに従って配置する配置部を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスクパターン補正装置。

【請求項4】

前記領域範囲には、第１のショットで転写される前記単位領域と、当該第１のショットの隣接位置に行われる第２のショットで転写される前記単位領域とが含まれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマスクパターン補正装置。

【請求項5】

前記補正部は、前記フレア強度を基に前記パターンデータの空間像を生成し、当該空間像を用いた光近接効果補正処理を行い、前記パターンデータを補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマスクパターン補正装置。

【請求項6】

コンピュータが、
露光装置で用いられ被転写体に転写するパターンが設けられるフォトマスクのパターンデータを複数の単位領域に分割し、
分割された前記複数の単位領域のパターン密度をそれぞれ算出し、
前記フォトマスクと前記被転写体との間に配置するスリットを基に、前記スリットと前記被転写体との距離に応じて設定される領域範囲で、任意の単位領域との距離の関数で表現されるフレア量と前記複数の単位領域のパターン密度との畳み込み積分により、前記任意の単位領域のフレア強度を算出し、
算出された前記フレア強度を用いて前記パターンデータを補正する、
ことを特徴とするマスクパターン補正方法。

【請求項7】

コンピュータに、
露光装置で用いられ被転写体に転写するパターンが設けられるフォトマスクのパターンデータを複数の単位領域に分割し、
分割された前記複数の単位領域のパターン密度をそれぞれ算出し、
前記フォトマスクと前記被転写体との間に配置するスリットを基に、前記スリットと前記被転写体との距離に応じて設定される領域範囲で、任意の単位領域との距離の関数で表現されるフレア量と前記複数の単位領域のパターン密度との畳み込み積分により、前記任意の単位領域のフレア強度を算出し、
算出された前記フレア強度を用いて前記パターンデータを補正する、
処理を実行させることを特徴とするマスクパターン補正プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マスクパターンを補正するマスクパターン補正装置、マスクパターン補正方法及びマスクパターン補正プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造では、レジストを形成したウェハ等の被転写体上にフォトマスクのマスクパターンを転写するリソグラフィ技術が広く利用されている。近年では、微細パターンの形成に有効な比較的波長が短いＡｒＦを光源とするリソグラフィ技術や、更に波長が短いＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）を光源とするリソグラフィ技術等も知られている。

【0003】

リソグラフィ工程では、フォトマスクのマスクパターンに対し、被転写体上の転写パターンの寸法が変動することがしばしば問題となる。転写パターンの寸法が変動する原因の１つに、露光時に生じる光近接効果があり、その影響を考慮してマスクパターンの補正を行う技術が知られている。

【0004】

このほか転写パターンの寸法が変動する原因には、露光装置の光学系で生じる散乱光、例えばミラーの反射面に存在する凹凸に起因して生じる散乱光があることも知られている。散乱光の強度は、ミラーラフネスの大きさに比例して増加し、また、光源からの光の波長の２乗に反比例して増加する。このような散乱光がフレア（迷光）となって転写パターンの寸法を変動させる。

【0005】

従来、このようなフレアの影響を考慮してマスクパターンの補正を行う技術も知られている。例えば、フレア量を距離の関数で表した所定の分布関数（ＰＳＦ（Point Spread Function）関数等）を用い、フレア量の分布に基づきマスクパターンの補正を行う技術等が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表２００７−５２４２５５号公報

【特許文献2】特開２００５−３３８２６７号公報

【特許文献3】特開２００５−１２８５５８号公報

【特許文献4】特開２００４−２７９６４３号公報

【特許文献5】特開２００６−０３９０６０号公報

【特許文献6】特開２０１０−０８７３９２号公報

【特許文献7】特開２００４−１２６４８６号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テクノロジー・ビー（Journal of Vacuum Science and Technology B），２００７年１１月／１２月，第２５巻，第６号，ｐｐ．２１２７〜２１３１

【非特許文献2】ジャーナル・オブ・マイクロ／ナノリソグラフィ・エムイーエムエス・アンド・エムオーイーエムエス（Journal of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS），２００９年１０月−１２月，第８巻，第４号，ｐｐ．０４１５０８−１〜０４１５０８−６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

フォトマスクと被転写体の間にフレア絞りのようなスリットを配置することで、被転写体上に転写されるパターンの寸法に影響を及ぼすフレアの低減を図ることができる。このようなスリットを用いた転写に用いるフォトマスクのマスクパターンの補正を考えた場合、次のような問題が生じる可能性がある。

【0009】

即ち、フォトマスクと被転写体の間にスリットを配置すると、スリットを配置しない時とは、被転写体上の位置等によっては、被転写体に到達するフレアの量が変わってくる。そのため、ＰＳＦ等の所定の関数を用いて算出されるフレア量と実際のフレア量との間の差が大きくなる場合がある。スリットを配置しない時と同じようにＰＳＦから算出されるフレア量を用いると、フォトマスクのマスクパターンを精度良く補正することができないことが起こり得る。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一観点によれば、露光装置で用いられ被転写体に転写するパターンが設けられるフォトマスクのパターンデータを複数の単位領域に分割し、分割された前記複数の単位領域のパターン密度をそれぞれ算出し、前記フォトマスクと前記被転写体との間に配置するスリットを基に、前記スリットと前記被転写体との距離に応じて設定される領域範囲で、任意の単位領域との距離の関数で表現されるフレア量と前記複数の単位領域のパターン密度との畳み込み積分により、前記任意の単位領域のフレア強度を算出し、算出された前記フレア強度を用いて前記パターンデータを補正することを含むマスクパターン補正装置が提供される。また、本発明の一観点によれば、フォトマスクのパターンデータを補正するマスクパターン補正方法、フォトマスクのパターンデータを補正するためのマスクパターン補正プログラムが提供される。

【発明の効果】

【0011】

開示の技術によれば、露光装置のフォトマスクと被転写体の間にスリットを配置した場合のフレアの影響を適正に反映させてマスクパターンを補正することが可能になり、マスクパターンを精度良く補正することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】露光装置の構成例を示す図である。

【図2】マスクパターン補正装置の一例を示す図である。

【図3】マスクパターン補正装置での処理の流れの一例を示す図である。

【図4】マスクパターンデータ分割工程の説明図である。

【図5】パターン密度算出工程の説明図である。

【図6】パターン密度マップ配置工程の説明図である。

【図7】ＰＳＦの説明図である。

【図8】パターン密度マップと領域範囲の関係の説明図（その１）である。

【図9】パターン密度マップと領域範囲の関係の説明図（その２）である。

【図10】フレア強度算出時の畳み込み積分の説明図である。

【図11】マスクパターン補正装置のハードウェアの構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は露光装置の構成例を示す図である。
図１に示す露光装置１０は、光源１１、照明光学系１２、投影光学系１３、スリット部材１４及びステージ１５を備えている。露光装置１０には、所定のマスクパターンが設けられた反射型のフォトマスク２０がセットされ、レジストを形成したウェハ等の被転写体３０がステージ１５上にセットされる。

【0014】

露光装置１０の光源１１には、例えばＥＵＶ（波長１３．５ｎｍ）光が用いられる。光源１１から放出された光は、光源１１の後段に配置されたミラー１１ａで反射され、照明光学系１２に入射する。

【0015】

照明光学系１２は、一対のミラー１２ａ，１２ｂを含む。光源１１からミラー１１ａを介して入射した光は、照明光学系１２の一方のミラー１２ａで所定方向に反射された後、他方のミラー１２ｂで所定方向に反射されて、フォトマスク２０の所定領域に照射される。照射された光は、フォトマスク２０で反射され、投影光学系１３に入射する。

【0016】

投影光学系１３は、一対のミラー１３ａ，１３ｂを含む。フォトマスク２０で反射された光は、投影光学系１３の一方のミラー１３ａで所定方向に反射された後、他方のミラー１３ｂで所定方向に反射されて、スリット部材１４のスリット（開口部）１４ａを介して、ステージ１５上の被転写体３０に照射（結像）される。

【0017】

露光装置１０では、例えばフォトマスク２０と被転写体３０を同期して移動させることで、フォトマスク２０のマスクパターンが被転写体３０上に転写される。フォトマスク２０のマスクパターンは、例えば所定の縮小倍率で、被転写体３０上に転写される。

【0018】

照明光学系１２に含まれるミラー１２ａ，１２ｂの反射面や、投影光学系１３に含まれるミラー１３ａ，１３ｂの反射面に凹凸が存在すると、光が散乱し、フレアが発生する。フレアが被転写体３０上に到達すると、被転写体３０上に所望の寸法の転写パターンが転写されない場合がある。スリット部材１４は、このようなフレアの一部（光束周辺の比較的遠方のフレア）の被転写体３０上への到達を抑制する。スリット１４ａの形状は、平面矩形状や平面円弧状とすることができる。

【0019】

フレアは、照明光学系１２、投影光学系１３といった露光装置１０の光学系の設計や構成（ミラーラフネス等）に依存して発生する。被転写体３０上の所定領域に到達するフレア（フレア強度）は、例えば、当該露光装置１０について取得される、フレアの量を距離の関数で表したＰＳＦ（分布関数）を用いて、定量的に見積もることができる。即ち、このようなＰＳＦを用いることで、ある所定領域について、その周辺領域からのフレアの影響も加味して、フレア強度を求めることができる。

【0020】

このようなフレア強度を用い、そのフレア強度が被転写体３０上の光学像に及ぼす影響を考慮し、更にレジスト膜中の光学特性や現像特性による光近接効果の影響等も考慮して、フォトマスク２０のマスクパターンの補正が行われる。

【0021】

但し、上記のようにフォトマスク２０と被転写体３０の間にスリット部材１４を配置する場合、そのスリット部材１４の存在により、被転写体３０上のフレア強度は、スリット部材１４が無い時とは異なる値になる可能性がある。即ち、スリット部材１４でフレアの一部が遮られる分、スリット１４ａ内の領域のフレア強度分布が、スリット部材１４の無い時とでは異なってくる可能性がある。従って、スリット部材１４が無い時と同じようにＰＳＦから算出されるフレア量を用いると、そのフレア量と実際のフレア量との間に差が生じてしまい、結果的にフォトマスク２０のマスクパターンの補正精度が低くなってしまうことが起こり得る。

【0022】

そこで、スリット部材１４によるフレアの遮蔽効果を考慮して被転写体３０上のフレア強度を算出することで、それを基にフォトマスク２０のマスクパターンを適正に補正する。以下、このようなマスクパターンの補正に用いるマスクパターン補正装置（補正ユニット）、及びマスクパターン補正装置での処理について、図２〜図１０を参照して説明する。

【0023】

まず、マスクパターン補正装置の構成について説明する。
図２はマスクパターン補正装置の一例を示す図である。
図２に示すマスクパターン補正装置５０は、分割部５１、パターン密度算出部５２、配置部５３、フレア算出部５４、補正部５５及び制御部５６を備えている。

【0024】

分割部５１は、フォトマスク２０に設けられるマスクパターンの設計データ（マスクパターンデータ）６１を用い、そのマスクパターンデータ６１を複数の単位領域に分割する。マスクパターンデータ６１には、開口パターン（露光装置１０での露光時にフォトマスク２０からの反射光が発生する多層膜部等の部分）の寸法、配置及び形状のデータ（開口パターンデータ）が含まれる。分割部５１は、このようなマスクパターンデータ６１を、例えば所定メッシュサイズの複数のメッシュ（単位領域）に分割する。

【0025】

パターン密度算出部５２は、分割部５１で分割されたマスクパターンデータ６１の、各単位領域のパターン密度Ｄを算出する。ここで、パターン密度Ｄとは、マスクパターンデータ６１の各単位領域に含まれる開口パターンデータの密度（開口率）を言う。パターン密度算出部５２は、算出したパターン密度Ｄから、マスクパターンデータ６１についてのパターン密度Ｄの分布を示すパターン密度マップを生成する。

【0026】

配置部５３は、レジストを形成したウェハ等の被転写体３０上に複数ショットで転写されるパターンのレイアウトと同じレイアウトになるように、マスクパターンデータ６１のパターン密度マップを配置する。露光装置１０では、フォトマスク２０のマスクパターンデータ６１に相当するパターンを被転写体３０上の所定の露光領域に転写した後、その露光領域に隣接する露光領域に同様にパターンを転写していく。ここでは、１箇所の露光領域に対するパターンの転写を１ショットとする。配置部５３は、被転写体３０上に複数ショットで転写されるパターンのレイアウトに基づき、１ショット分のパターン密度マップの周囲に、そのショットに隣接して行われるショットのパターン密度マップを配置する。

【0027】

フレア算出部５４は、パターン密度算出部５２で算出された各単位領域のパターン密度Ｄ（パターン密度マップ）、及びフォトマスク２０が用いられる露光装置１０について取得されたＰＳＦ６２を用いて、各単位領域のフレア強度Ｆを算出する。フレア強度Ｆの算出は、分割された単位領域のうちの任意の単位領域について、所定の領域範囲６３で、当該単位領域のパターン密度ＤとＰＳＦ６２の値とを畳み込み積分することで行われる。領域範囲６３は、フレア強度Ｆの算出前に、露光装置１０に設けられるスリット部材１４のスリット１４ａに基づいて予め設定される。ＰＳＦ６２は、その露光装置１０での実測データに基づいて予め求められる。フレア算出部５４では、このようにして各単位領域のフレア強度Ｆが算出され、算出された各単位領域のフレア強度Ｆの分布を示すフレアマップが生成される。

【0028】

補正部５５は、フレア算出部５４で算出された各単位領域のフレア強度Ｆ（フレアマップ）を用いてマスクパターンデータ６１の空間像を生成し、その空間像を用いた光近接効果補正を行って、マスクパターンデータ６１を補正する。補正部５５は、例えば、単位領域毎に空間像を生成し、光近接効果補正を行って、マスクパターンデータ６１を補正する。補正部５５からは、このようにして補正されたマスクパターンデータ（補正後マスクパターンデータ）６４が出力される。

【0029】

制御部５６は、分割部５１、パターン密度算出部５２、配置部５３、フレア算出部５４及び補正部５５の上記のような処理を制御する。
尚、分割部５１、パターン密度算出部５２、配置部５３、フレア算出部５４及び補正部５５での処理の結果得られるデータは、マスクパターン補正装置５０が備える記憶部（図示せず）に記憶しておくことができる。

【0030】

また、上記のフォトマスク２０のマスクパターンデータ６１、露光装置１０について取得されたＰＳＦ６２、及びスリット１４ａに基づいて設定された領域範囲６３は、マスクパターン補正装置５０が備える記憶部に予め記憶しておくこともできる。その場合、分割部５１は、当該記憶部に記憶されたマスクパターンデータ６１を用い、それを例えばメッシュ状の複数の単位領域に分割する。また、フレア算出部５４は、当該記憶部に記憶されたＰＳＦ６２及び領域範囲６３の情報を用い、マスクパターンデータ６１に基づいて生成されたパターン密度マップの、各単位領域のフレア強度Ｆを算出し、フレアマップを生成する。

【0031】

続いて、マスクパターン補正装置での処理について説明する。
図３はマスクパターン補正装置での処理の流れの一例を示す図である。
まずマスクパターン補正装置５０の分割部５１が、フォトマスク２０のマスクパターンデータ６１を分割する（図３；ステップＳ１）。

【0032】

図４はマスクパターンデータ分割工程の説明図である。
マスクパターンデータ６１は、分割部５１により、図４に示すように、例えばメッシュ状に、複数の単位領域６１ａに分割される。各単位領域６１ａにはそれぞれ、マスクパターンデータ６１が有する、所定形状の開口パターンデータ６１ｂが含まれる。各単位領域６１ａは、例えば、ＸＹ座標で識別可能とされる。このようにマスクパターンデータ６１を分割することで、マスクパターン補正装置５０で行われるフレア計算処理の速度向上を図ることができる。

【0033】

各単位領域６１ａのサイズ（メッシュサイズ）は、例えば、マスクパターンデータ６１の示すパターンが被転写体３０上に転写された時に各単位領域６１ａが０．５μｍ〜２μｍ程度になるようなサイズとすることができる。ここでは各単位領域６１ａの様々な形状を採り得るマスクパターンをパターン密度Ｄといった平均値で代表させている。そのため、各単位領域６１ａのサイズを大きく（メッシュを粗く）するほど、フレア強度Ｆの計算精度は低下する。一方、各単位領域６１ａのサイズを小さく（メッシュを細かく）するほど、フレア強度Ｆの計算精度が向上するが、計算時間やデータ量（消費メモリ）が増加する。このような計算精度や計算時間の観点から、各単位領域６１ａの分割サイズを設定する。

【0034】

マスクパターンデータ６１の分割後は、パターン密度算出部５２が、各単位領域６１ａのパターン密度Ｄ（開口パターンデータ６１ｂの密度（開口率））をそれぞれ算出する（図３；ステップＳ２）。

【0035】

図５はパターン密度算出工程の説明図である。
パターン密度算出部５２により、図５に示すように、分割後の各単位領域６１ａのパターン密度Ｄ（ここではＤ_i,j，Ｄ_i,j+1，Ｄ_i+1,j，Ｄ_i+1,j+1を例示）が算出される。算出された各単位領域６１ａのパターン密度Ｄから、マスクパターンデータ６１についてのパターン密度Ｄの分布を示すパターン密度マップ６１ｃが生成される。

【0036】

パターン密度Ｄの算出後は、配置部５３が、被転写体３０上に複数ショットで得られる転写パターンのレイアウトと同じレイアウトで、パターン密度マップ６１ｃを配置する（図３；ステップＳ３）。

【0037】

図６はパターン密度マップ配置工程の説明図である。
配置部５３により、図６に示すように、１つのパターン密度マップ６１ｃの周囲に、隣接するように８つのパターン密度マップ６１ｃを配置する。

【0038】

ＥＵＶ露光では、ある領域のフレアの影響が周辺の数十ｍｍの範囲にまで及ぶため、スリット１４ａのサイズにもよるが、複数ショットで得られる転写パターンでは、１ショット分の転写パターンに、その周囲の露光時に生じたフレアの影響が及ぶ。或いは、その１ショット分の転写パターンの露光時に生じたフレアが、周囲の転写パターンの露光に影響を及ぼすと言うこともできる。そのため、図６に示すように、被転写体３０上に複数ショットで転写される転写パターンのレイアウトと同じになるように、中心（補正対象）のパターン密度マップ６１ｃの周囲に隣接して、複数のパターン密度マップ６１ｃを配置する。

【0039】

ここでは一例として、補正対象のパターン密度マップ６１ｃの中心を座標（０，０）とし、各パターン密度マップ６１ｃのサイズを、一般的なスキャン露光装置の最大露光領域である２６ｍｍ（Ｘ方向）×３３ｍｍ（Ｙ方向）とする。尚、勿論、露光領域は、露光装置１０、及び生産する製品によって異なってくる。

【0040】

配置部５３は、このように複数ショット分のパターン密度マップ６１ｃを、所定の領域に、所定のサイズで、配置する。これにより、例えば異なるショット時に図６のＡ部のような領域に生じるフレアの影響も反映させたフレア評価が行えるようになる。

【0041】

パターン密度マップ６１ｃの配置後は、フレア算出部５４が、各単位領域６１ａのフレア強度Ｆを算出する（図３；ステップＳ４）。任意の単位領域６１ａのフレア強度Ｆは、露光装置１０のスリット１４ａに基づいて設定された領域範囲６３で、当該単位領域６１ａのパターン密度Ｄと、露光装置１０について取得されたＰＳＦ６２とを畳み込み積分することで算出される。

【0042】

ここで、ＰＳＦ６２は、元来、距離とフレア量の関係を離散的な数値で表現したものである。各単位領域６１ａのフレア強度Ｆの算出時には、この離散的な値をそのまま利用することができる。このほか、処理速度向上の観点から、距離に対するフレア量を、ガウシアン関数、フラクタル関数、或いはこれらの関数の組み合わせにより近似した関数で表現し、その関数で得られる値をフレア強度Ｆの算出に利用することもできる。

【0043】

図７はフラクタル関数で近似したＰＳＦの説明図である。
ＰＳＦ６２は、例えば、複数段のフラクタル関数で近似した、次式（１）のような関数ＰＳＦ（ｒ）として表現することができる。

【0044】

【数1】

【0045】

このような関数は、例えば次のように取得される。即ち、露光装置１０のフレア量の実測データと転写パターンとを厳密に畳み込み積分してフレア量を算出した結果（Ｒ１）と、フレア量を近似した関数と各単位領域（メッシュサイズ０．７５μｍ）のパターン密度Ｄとを畳み込み積分した結果（Ｒ２）とを比較する。これらのフレア量の誤差が０．３％以下となるように、複数段（ここでは一例として９段）のフラクタル関数で近似したＰＳＦ６２（ＰＳＦ（ｒ））を取得する。

【0046】

また、フレア強度Ｆを算出する際の領域範囲６３は、露光装置１０のスリット１４ａに基づいて設定される。例えば、領域範囲６３は、スリット１４ａの開口サイズと同じサイズか、或いはそれよりも一定サイズだけ大きなサイズとすることができる。

【0047】

領域範囲６３を設定する際には、スリット１４ａの開口サイズのほか、スリット部材１４と被転写体３０との距離も考慮する。例えば、スリット部材１４によるフレアの遮蔽効果は、スリット部材１４が被転写体３０の直上にある時に最も効果的と言える。このようにスリット部材１４が被転写体３０の直上に配置されるような場合には、被転写体３０に到達するフレアは、スリット１４ａから露出する被転写体３０の領域に限定される。そのため、フレア強度Ｆを算出する領域範囲６３としては、スリット１４ａの開口サイズと同じサイズの領域範囲を設定すればよい。

【0048】

一方、露光装置１０によっては、被転写体３０の上にアライメントセンサやフォーカスセンサ等のセンサ類が配置される。このような露光装置１０では、被転写体３０上に配置されるセンサ類と干渉しないように、被転写体３０から離れた位置に、スリット部材１４が配置される。このようにスリット部材１４と被転写体３０とが離れて配置されていると、スリット１４ａを通過する光の回折による回り込みが発生し、被転写体３０上の、スリット１４ａよりも広い領域に、フレアが到達する可能性がでてくる。このような可能性を考慮し、スリット部材１４が被転写体３０から離れて配置されるような場合には、畳み込み積分を行う領域範囲６３として、スリット１４ａよりも大きなサイズの領域範囲を設定する。

【0049】

このようにＰＳＦ６２及び領域範囲６３が予め設定され、これらを用いて各単位領域６１ａのフレア強度Ｆの算出が行われる。
一例として、スリット１４ａの開口サイズ、及びスリット１４ａと被転写体３０の距離に基づいて設定された領域範囲６３をサイズ２８ｍｍ（Ｘ方向）×３ｍｍ（Ｙ方向）の矩形状とし、ある座標（ｘ，ｙ）の領域のフレア強度Ｆ_x,yを算出する場合について説明する。尚、１つのパターン密度マップ６１ｃのサイズは、上記のように最大露光領域のサイズである２６ｍｍ（Ｘ方向）×３３ｍｍ（Ｙ方向）とする。

【0050】

図８及び図９はパターン密度マップと領域範囲の関係の説明図である。
フォトマスク２０のマスクパターンが、ある方向にスキャン露光される場合、そのスキャンの間、被転写体３０上に転写される転写パターンとスリット１４ａの位置関係は、スキャン方向に沿って相対的に変化する。ここで述べるマスクパターン補正処理の例では、スキャン露光の間、パターン密度マップ６１ｃと領域範囲６３（フレアの影響を受ける範囲）との相対位置が変化することになる。

【0051】

今、説明の便宜上、図８及び図９では、太矢印で示すように、パターン密度マップ６１ｃに対し図面下側から上側に向かって領域範囲６３が移動するとして、両者の相対位置の一例を表している。この場合、中心座標（０，０）のパターン密度マップ６１ｃの、ある座標（ｘ，ｙ）は、図８の時に領域範囲６３の中に入り始め、図９（図８で示したスリット１４ａの位置を太点線で図示）の時に領域範囲６３の外に出始める。即ち、座標（ｘ，ｙ）の点は、領域範囲６３との相対位置が、図８に示されるような状態から図９に示されるような状態となるまでの間、スリット１４ａを介してフレアの影響を受けることになる。

【0052】

ここで、領域範囲６３は、スリット１４ａの開口サイズ等から、上記の通りサイズ２８ｍｍ（Ｘ方向）×３ｍｍ（Ｙ方向）の矩形状に設定している。つまり、この例では、座標（ｘ，ｙ）の点のフレア強度Ｆ_x,yを算出する際にそのパターン密度ＤとＰＳＦ６２とを畳み込み積分する範囲（積分範囲Ｚ）は、Ｘ方向については座標ｘによらず±１４ｍｍ、Ｙ方向については座標ｙに対し±３ｍｍの領域範囲ということになる。このように積分範囲Ｚを規定することで、算出するフレア強度Ｆ_x,yには、計算上、積分範囲Ｚよりも外側の領域からのフレア量が加算されなくなる。

【0053】

図１０はフレア強度算出時の畳み込み積分の説明図である。
任意の単位領域６１ａのフレア強度Ｆ_i,jは、次式（２）のように、当該単位領域６１ａのパターン密度Ｄ_i,jと、積分範囲Ｚに含まれる当該単位領域６１ａと他の領域（例えば他の単位領域６１ａ）との距離に依存したＰＳＦ６２の値を畳み込み積分したものとなる。式（２）において、Ａは単位領域６１ａの一辺のサイズ（メッシュサイズ）、ｓ，ｔは自然数である。

【0054】

【数2】

【0055】

フレア算出部５４は、この式（２）に従い、図８及び図９に示した中央のパターン密度マップ６１ｃ（補正対象）の、各単位領域６１ａのフレア強度Ｆを、所定の積分範囲Ｚで畳み込み積分して求めていく（図３；ステップＳ４）。図８及び図９のように、積分範囲Ｚに、隣接するパターン密度マップ６１ｃの単位領域６１ａが含まれる場合には、その単位領域６１ａのフレア強度Ｆも同様に算出し、補正対象のパターン密度マップ６１ｃの、対応する単位領域６１ａのフレア強度Ｆに加算する。そして、フレア算出部５４は、求めた補正対象のパターン密度マップ６１ｃの、各単位領域６１ａのフレア強度Ｆから、各単位領域６１ａのフレア強度Ｆの分布を示すフレアマップを生成する（図３；ステップＳ５）。フレアマップは、算出された各単位領域６１ａのフレア強度Ｆを、元のマスクパターンデータ６１の座標に合わせて配置することで、取得することができる。

【0056】

尚、ここでは一例として、スリット１４ａを平面矩形状とし、領域範囲６３（それにより決定される積分範囲Ｚ）を矩形状とした。このほか、スリット１４ａの形状を、平面円弧状とした場合でも、その円弧状スリット１４ａの曲率半径やスリット幅等を設定することで、同様に領域範囲６３（及びそれにより決定される積分範囲Ｚ）を設定し、畳み込み積分を行うことが可能である。

【0057】

上記のようにして各単位領域６１ａのフレア強度Ｆ、フレアマップを取得した後は、補正部５５が、マスクパターンデータ６１の補正処理を行う（図３；ステップＳ６）。
今、露光装置１０でのフォトマスク２０を用いた露光で得るべき理想的な空間像をＩ₀とする。露光装置１０では露光時に、理想的な空間像Ｉ₀が総和散乱ＴＩＳ（Total Integrated Scatter）分散乱され、その散乱された光が、周辺のパターン開口部からフレアとして空間像Ｉ₀のバックグランドを押し上げると考えることができる。座標（ｘ，ｙ）での理想的な空間像をＩ_0,x,yとすると、座標（ｘ，ｙ）での空間像Ｉ_x,yは、次式（３）のように表すことができる。

【0058】

【数3】

【0059】

式（３）のＦ_x,yの値には、上記の式（２）に従って算出される単位領域６１ａのフレア強度Ｆを用いることができる。また、個々の単位領域６１ａの中に存在し得るフレア強度分布を考慮し、その分布を考慮したフレア強度Ｆを別途算出し、上記式（３）において用いるようにすることもできる。

【0060】

補正部５５は、上記の式（３）に従って生成される空間像Ｉ_x,y、更に光近接効果も考慮に入れて、露光装置１０でのフォトマスク２０を用いた露光で転写される転写パターンのモデルを作成する。そして、そのモデルを用いたシミュレーションを実行し、設計パターンと同じ或いは近い形状の転写パターンが得られるように、フォトマスク２０のマスクパターンデータ６１を補正する（モデルベースＯＰＣ）。これにより、マスクパターンデータ６１を精度良く補正することができる。

【0061】

以上説明したように、マスクパターン補正装置５０を用いたマスクパターンデータ６１の補正処理では、露光装置１０のフォトマスク２０と被転写体３０の間に配置されるスリット１４ａによるフレア遮蔽効果を考慮して、フレア強度（フレアマップ）を算出する。このようなフレア強度を用いることで、より精度の良い空間像を取得することができ、更に光近接効果補正を行うことで、フレア及び光近接効果が転写パターン形状に及ぼす影響を適正に取り入れたマスクパターンデータ６１の補正を行うことができる。従って、マスクパターンデータ６１の高精度な補正を行うことができる。

【0062】

このようにして高精度に補正された補正後マスクパターンデータ６４に基づいてフォトマスク２０が作製される。露光装置１０において、補正後マスクパターンデータ６４に基づいて作製されたフォトマスク２０を用いることで、設計寸法に対して精度良く転写パターンを形成することが可能になり、その結果、ウェハや半導体装置の品質、性能の向上を図ることが可能になる。

【0063】

尚、上記のマスクパターン補正装置５０には、コンピュータを用いることができる。
図１１はコンピュータを用いたマスクパターン補正装置のハードウェアの構成例を示す図である。

【0064】

コンピュータを用いたマスクパターン補正装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１によって装置全体が制御される。ＣＰＵ１０１には、バス１０８を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１０２と複数の周辺機器が接続される。

【0065】

ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。

【0066】

バス１０８に接続される周辺機器としては、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive；ＨＤＤ）１０３、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、光学ドライブ装置１０６、通信インタフェース１０７等がある。

【0067】

ＨＤＤ１０３は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込み及び読み出しを行う。ＨＤＤ１０３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム及び各種データが格納される。グラフィック処理装置１０４は、ＣＰＵ１０１からの命令に従い、画像をモニタ１１１の画面に表示させる。入力インタフェース１０５は、キーボード１１２やマウス１１３から送られてくる信号をＣＰＵ１０１に送信する。光学ドライブ装置１０６は、レーザ光等を利用し、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等の光ディスク１１４に記録されたデータの読み取りを行う。通信インタフェース１０７は、ネットワーク１１０を介して、他のコンピュータ又は通信機器との間でデータの送受信を行う。

【0068】

以上のようなハードウェア構成によって、マスクパターン補正装置５０の処理機能を実現することができる。
また、マスクパターン補正装置５０が有する機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをマスクパターン補正装置５０のコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等）に記録しておくことができる。

【0069】

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

【0070】

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラム若しくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。尚、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

【0071】

また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等の電子回路で実現することもできる。

【0072】

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 露光装置で用いられ被転写体に転写するパターンが設けられるフォトマスクのパターンデータを複数の単位領域に分割する分割部と、
分割された前記複数の単位領域のパターン密度をそれぞれ算出する第１算出部と、
分割された前記複数の単位領域の、任意の単位領域のフレア強度を、前記露光装置において前記フォトマスクと前記被転写体との間に配置するスリットを基に設定された領域範囲で、当該単位領域の前記パターン密度と、前記スリットと前記被転写体との距離の関数で表されたフレア量との畳み込み積分により算出する第２算出部と、
算出された前記フレア強度を用いて前記パターンデータを補正する補正部と、
を含むことを特徴とするマスクパターン補正装置。

【0073】

（付記２） 前記領域範囲は、前記スリットの形状及びサイズを基に設定されることを特徴とする付記１に記載のマスクパターン補正装置。
（付記３） 前記領域範囲は、前記形状及びサイズ、並びに前記スリットと前記被転写体との距離を基に設定されることを特徴とする付記２に記載のマスクパターン補正装置。

【0074】

（付記４） 前記フレア量を表す関数は、前記露光装置が備える光学系で生じる散乱を基に取得されることを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載のマスクパターン補正装置。

【0075】

（付記５） 前記第１算出部で算出された前記各パターン密度を、前記被転写体に転写されるパターンのレイアウトに従って配置する配置部を更に含むことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載のマスクパターン補正装置。

【0076】

（付記６） 前記レイアウトは、前記被転写体に複数のショットで転写されるパターンのレイアウトであることを特徴とする付記５に記載のマスクパターン補正装置。
（付記７） 前記領域範囲には、第１のショットで転写される前記単位領域と、当該第１のショットの隣接位置に行われる第２のショットで転写される前記単位領域とが含まれることを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載のマスクパターン補正装置。

【0077】

（付記８） 前記補正部は、前記フレア強度を基に前記パターンデータの空間像を生成し、当該空間像を用いた光近接効果補正処理を行い、前記パターンデータを補正することを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載のマスクパターン補正装置。

【0078】

（付記９） コンピュータが、
露光装置で用いられ被転写体に転写するパターンが設けられるフォトマスクのパターンデータを複数の単位領域に分割し、
分割された前記複数の単位領域のパターン密度をそれぞれ算出し、
分割された前記複数の単位領域の、任意の単位領域のフレア強度を、前記露光装置において前記フォトマスクと前記被転写体との間に配置するスリットを基に設定された領域範囲で、当該単位領域の前記パターン密度と、前記スリットと前記被転写体との距離の関数で表されたフレア量との畳み込み積分により算出し、
算出された前記フレア強度を用いて前記パターンデータを補正する、
ことを特徴とするマスクパターン補正方法。

【0079】

（付記１０） コンピュータに、
露光装置で用いられ被転写体に転写するパターンが設けられるフォトマスクのパターンデータを複数の単位領域に分割し、
分割された前記複数の単位領域のパターン密度をそれぞれ算出し、
分割された前記複数の単位領域の、任意の単位領域のフレア強度を、前記露光装置において前記フォトマスクと前記被転写体との間に配置するスリットを基に設定された領域範囲で、当該単位領域の前記パターン密度と、前記スリットと前記被転写体との距離の関数で表されたフレア量との畳み込み積分により算出し、
算出された前記フレア強度を用いて前記パターンデータを補正する、
処理を実行させることを特徴とするマスクパターン補正プログラム。

【符号の説明】

【0080】

１０ 露光装置
１１ 光源
１１ａ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ ミラー
１２ 照明光学系
１３ 投影光学系
１４ スリット部材
１４ａ スリット
１５ ステージ
２０ フォトマスク
３０ 被転写体
５０ マスクパターン補正装置
５１ 分割部
５２ パターン密度算出部
５３ 配置部
５４ フレア算出部
５５ 補正部
５６ 制御部
６１ マスクパターンデータ
６１ａ 単位領域
６１ｂ 開口パターンデータ
６１ｃ パターン密度マップ
６２ ＰＳＦ
６３ 領域範囲
６４ 補正後マスクパターンデータ
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＡＭ
１０３ ＨＤＤ
１０４ グラフィック処理装置
１０５ 入力インタフェース
１０６ 光学ドライブ装置
１０７ 通信インタフェース
１０８ バス
１１０ ネットワーク
１１１ モニタ
１１２ キーボード
１１３ マウス
１１４ 光ディスク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】