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図面 (15)

課題

設計パターンの分割時に発生した微小図形を容易に削除すること。

解決手段

分割境界と分割境界に隣接するパターンとの距離を測定し、測定距離所定値以下の場合、前記分割境界と前記パターンエッジとの間の領域を逆の極性を持ったデータで埋める。

概要

背景

半導体素子パターンを形成する際にある一定の領域を一括フォトマスクから被転写基板転写する露光装置が一般的に使用されている。半導体素子の多機能化の要求に沿って半導体素子の領域は肥大化を続けている。しかし半導体素子の大きさが露光装置の一括で露光できる領域を越えることは、パターン精度の悪化を伴うため困難とされてきた。これらの問題点を克服するため、ひとつには露光装置の一括露光可能な領域を拡大する方法が模索されてきた。

概要

設計パターンの分割時に発生した微小形を容易に削除すること。分割境界と分割境界に隣接するパターンとの距離を測定し、測定距離所定値以下の場合、前記分割境界と前記パターンエッジとの間の領域を逆の極性を持ったデータで埋める。

目的

本発明の目的は、設計パターンの分割時に発生した微小図形を容易に削除し得るフォトマスクのデータ作成方法、及び作成されたデータを用いてフォトマスクを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
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請求項1

露光装置一括露光領域より大きな半導体素子設計パターンを分割して複数のフォトマスクのデータを作成するフォトマスクのデータ作成方法であって、前記設計パターンを一括露光領域以下の複数の領域に分割するステップと、各領域について、分割境界と分割境界に隣接するパターンエッジとの距離を測定するステップと、測定距離所定値以下の場合、前記分割境界と前記パターンエッジとの間の領域を逆の極性を持ったデータで埋めるステップとを含むことを特徴とするフォトマスクのデータ作成方法。

請求項2

前記所定値が、フォトマスクのデザインルールで規定される最小サイズ未満、または使用する欠陥装置の検査可能寸法サイズ未満であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクのデータ作成方法。

請求項3

露光装置の一括露光領域より大きな半導体素子の設計パターンを分割して複数のフォトマスクのデータを作成するフォトマスクのデータ作成方法であって、前記設計パターンを一括露光領域以下の複数の領域に分割するステップと、各分割領域について、分割境界に接し,分割境界に直交する方向の幅が所定値以上である境界領域と、内部領域とに分割するステップと、境界領域のパターンと、内部領域と同一のサイズの黒パターンとを合成した合成パターンを生成するステップと、前記合成パターンに対して黒パターンが一定量小さくなる縮小リサイズ処理を施すステップと、前記縮小リサイズ処理が施された合成パターンに対して、黒パターンが前記一定量大きくなる拡大リサイズ処理を施すステップと、前記内部領域と同一サイズの黒パターンを前記内部領域のパターンに置き換えるステップとを含むことを特徴とするフォトマスクのデータ作成方法。

請求項4

露光装置の一括露光領域より大きな半導体素子の設計パターンを分割して複数のフォトマスクのデータを作成するフォトマスクのデータ作成方法であって、前記設計パターンを前記一括露光領域以下の複数の領域に分割するステップと、各分割領域について、分割境界に接し,分割境界に直交する方向の幅が所定値以上である境界領域と、内部領域とに分割するステップと、前記境界領域のパターンと、前記内部領域と同一のサイズの白パターンとを合成した合成パターンを生成するステップと、前記合成パターンに対して白パターンが一定量小さくなる縮小リサイズ処理を施すステップと、前記縮小リサイズ処理が施された合成パターンに対して、白パターンが前記一定量大きくなる拡大リサイズ処理を施すステップと、前記内部領域と同一サイズの白パターンを前記内部領域のパターンに置き換えるステップとを含むことを特徴とするフォトマスクのデータ作成方法。

請求項5

前記所定値が、マスク最小線幅を規定するデザインルール未満、前記デザインルールの10倍未満であることを特徴とする請求項3又は4記載のフォトマスクのデータ作成方法。

請求項6

該リサイズ処理の量が、フォトマスクのデザインルールで規定される最小サイズ以下または使用する欠陥装置の検査可能寸法サイズ以下であることを特徴とする請求項3又は4に記載のフォトマスクのデータ作成方法。

請求項7

請求項1〜6の何れかに記載されたフォトマスクのデータ作成方法を用いて作成されたデータに基づいて作成されたことを特徴とするフォトマスク。

技術分野

0001

本発明は、露光装置一括露光領域より大きな設計パターン被露光基板転写する際に用いられるフォトマスクデータ作成方法及びフォトマスクに関する。

0002

半導体素子パターンを形成する際にある一定の領域を一括でフォトマスクから被転写基板に転写する露光装置が一般的に使用されている。半導体素子の多機能化の要求に沿って半導体素子の領域は肥大化を続けている。しかし半導体素子の大きさが露光装置の一括で露光できる領域を越えることは、パターン精度の悪化を伴うため困難とされてきた。これらの問題点を克服するため、ひとつには露光装置の一括露光可能な領域を拡大する方法が模索されてきた。

0003

また他方、パターン精度を落とさずに露光領域をつなぎ合わせることによって半導体素子の大領域化に対応してきた(非特許文献1)。ただ後者の技術を用いると一つの半導体素子パターンを複数に分割し、複数のフォトマスクにそれぞれの分割されたパターンを配置することになる。パターン分割の際、パターン境界で半導体素子の設計で規定されている規定サイズよりも小さい微少図形が必ず発生する。

0004

分割された各領域はそれぞれフォトマスクにパターンが描かれる。フォトマスクの作製にあたりパターンが設計通りに仕上がっているかどうかを判定するために形状検査が行われる。形状検査では規定以上のサイズをもつパターンを精度よく検査できるように調整されているため、それ以下の微少図形は検査できないかまたはノイズとなってしまい、正常な形状検査ができない。

背景技術

0005

【非特許文献1】
”New pattern generation system based on i−line stepper  ̄Photomask Repeater ̄”, Optical Microlithography XIII, SPIEVol.4000 (2000)

0006

上述したように、半導体装置の設計パターンを分割して複数のマスクデータを作成した際に発生する微小図形により、正常な形状検査を行うことが出来ないという問題がある。

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の目的は、設計パターンの分割時に発生した微小図形を容易に削除し得るフォトマスクのデータ作成方法、及び作成されたデータを用いてフォトマスクを提供することにある。

0008

本発明は、上記目的を達成するために以下のように構成されている。

0009

(1)本発明の一例に係わるフォトマスクのデータ作成方法は、露光装置の一括露光領域より大きな半導体素子の設計パターンを分割して複数のフォトマスクのデータを作成するフォトマスクのデータ作成方法であって、前記設計パターンを一括露光領域以下の複数の領域に分割するステップと、各領域について、分割境界と分割境界に隣接するパターンエッジとの距離を測定するステップと、測定距離所定値以下の場合、前記分割境界と前記パターンエッジとの間の領域を逆の極性を持ったデータで埋めるステップとを含むことを特徴とする。

0010

(2)本発明の一例に係わるフォトマスクのデータ作成方法は、露光装置の一括露光領域より大きな半導体素子の設計パターンを分割して複数のフォトマスクのデータを作成するフォトマスクのデータ作成方法であって、前記設計データパターンを一括露光領域以下の複数の領域に分割するステップと、各分割領域について、分割境界に接し,分割境界に直交する方向の幅が所定値以上である境界領域と、内部領域とに分割するステップと、境界領域のパターンと、内部領域と同一のサイズの黒パターンデータとを合成して合成パターンを生成するステップと、前記合成パターンに対して黒パターンが一定量小さくなる縮小リサイズ処理を施すステップと、前記縮小リサイズ処理が施された合成パターンに対して、黒パターンが前記一定量大きくなる拡大リサイズ処理を施すステップと、前記内部領域と同一サイズの黒パターンを前記内部領域のパターンに置き換えるステップとを含むことを特徴とする。

課題を解決するための手段

0011

(3)本発明の一例に係わるフォトマスクのデータ作成方法は、露光装置の一括露光領域より大きな半導体素子の設計パターンを分割して複数のフォトマスクのデータを作成するフォトマスクのデータ作成方法であって、前記設計データパターンを前記一括露光領域以下の複数の領域に分割するステップと、各分割領域について、分割境界に接し,分割境界に直交する方向の幅が所定値以上である境界領域と、内部領域とに分割するステップと、前記境界領域のパターンと、前記内部領域と同一のサイズの白パターンとを合成して合成パターンを生成するステップと、前記合成パターンに対して白パターンが一定量小さくなる縮小リサイズ処理を施すステップと、前記縮小リサイズ処理が施された合成パターンに対して、白パターンが前記一定量大きくなる拡大リサイズ処理を施すステップと、前記内部領域と同一サイズの白パターンを前記内部領域のパターンに置き換えるステップとを含むことを特徴とする。

0012

本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。

0013

(第1の実施形態)
パターン分割を行う際に境界部に特殊なアルゴリズムを適用することで微少図形の発生を抑止する。
図1に示す露光装置の一括露光可能な領域より大きい設計データを複数のフォトマスクを用いて被露光基板に転写する場合を考える。図1において、領域Rは一括露光可能な領域である。

0014

先ず、図2(a)〜(d)に示すように、実現目的の設計データを4つの領域に分割する。分割された各領域について露光装置の一括露光領域以下の大きさである。前述したように、分割境界L1,L2,L3,L4に接する部分には規定サイズ以下の微少図形P1〜P6が発生する。

0015

右辺の一部を拡大した図3を用いて本方法の説明を行う。図3は、図2(a)の右下端部の拡大図である。分割境界L2に隣接するパターンエッジE迄の距離を測定する。距離が規定の距離以上の場合、そのままデータを保存する。距離が規定の距離未満の場合、分割境界L2とパターンエッジEとの間の領域の極性を逆にする。

0016

分割境界L2に平行な方向に一定間隔で分割境界L2とパターンエッジEとの距離を測る。本実施形態では、パターン図形が設計されているグリッド(G1、G2、…)毎に測定を行う。パターン図形の全ての頂点がこのグリッド上にのっているため、最も細かい微少図形の除去ができる。もっと大きな間隔、グリッドの整数倍で距離を測定することもできる。

0017

本実施形態では、この処理を以下のように行う。グリッドG1から順々に距離を測定する。測定個所Gnでの距離と測定箇所Gn+1での距離との両方が規定値未満の場合は、この線分Gn−Gn+1とパターンエッジEとの間の領域を逆の極性で埋め込む。

0018

例えば、測定箇所G1及び測定箇所G2での測定距離が共に規定値以下であったので、線分G1−G2とパターンエッジEとの間の領域R12を逆の極性にする。領域R12は白図形であるため、領域R12を逆極性の黒パターンにする。

0019

これと同様の処理を順に行うと分割境界にある微少図形を取り除くことができる。全ての領域について上記処理を行って作成されたパターンを図4(a)〜(d)に示す。

0020

図3では、分割境界L2とパターンエッジEとの間が白図形であったが、逆に黒図形であっても同様の手段で距離を測定し規定サイズ以下の場合は白図形で埋めることにより黒図形の微少図形を取り除くことができる。本実施形態で示したように分割境界で発生する規定サイズ以下の微少図形を全て取り除くことができた。

0021

(第2の実施形態)
境界部分の微少図形をなくすための第二の手法を図5図9を用いて説明する。図5図9は、本発明の第2の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図である。
先ず、第1の実施形態と同様に、実現目的のパターンを4つの領域に分割する。分割された一つの領域を更に分割する。図5に示すように、内部領域R21と境界領域R22とに分解する。境界領域と内部領域との分割境界L23,L24は、分割境界L21,L22から一定の幅Dの所に境界が設定される。最大の幅では特に制限がないが後で述べるように境界領域を小さくすると処理速度の面でメリットがある。現実的にはフォトマスクのデザインルールで規定される最小サイズの10倍以下であることが望ましい。本実施形態では最小サイズの2倍としている。図5に示す領域には、規定サイズ以下の微少図形P21,P22が発生している。

0022

次に、図6に示すように、内部領域R21と同一のサイズの黒パターンPBを発生させ、境界領域R22のパターンと合成させた合成データを生成する。
図7に示すように、合成データ内の黒パターンPBが小さくなる方向に一定量のリサイズを施す。本実施形態ではこのリサイズ量をフォトマスクの最小図形を規定する規定サイズの0.8倍とした。このリサイズ処理により規定サイズの0.8倍以下の孤立した微小図形P21,P22はなくなってしまう。ただし、0.8倍以下の図形でも他の大きな図形に接している場合は図形として残る。ここでのリサイズ量は両側での数値であり、片側のリサイズ量Drsでは半分の0.4倍の値ぶんだけ図形が小さくなる。

0023

図8に示すように、次に先ほど施したリサイズ処理を今度は逆向きに黒パターンPBが大きくなる方向に施す。このリサイズ処理により、黒パターンPBを小さくするリサイズ処理で図形の残った部分はリサイズ処理を行う前と同一の図形にもどる。一方、消えてしまった微小図形は消えたままとなる。

0024

図9に示すように、パターンデータ内の黒パターンPBをもとの内部領域のパターンに差し替える。このようにして境界領域にある黒微少図形を取り除くことができる。

0025

また内部領域にリサイズ処理を行わず、境界領域とベタ黒パターンのみにリサイズ処理を行うことで処理の時間を短縮することができる。なお、境界領域と内部領域との分解において、この境界部でも微少図形が発生する。しかしこの微少図形は必ず後に合成するベタ図形と接しているためリサイズ処理で消えることがない。

0026

(第3の実施形態)
本実施形態では分割境界にある白微少図形を除去する方法を、図10図14を参照して説明する。図10図14は、本発明の第3の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図である。
先ず、第1の実施形態と同様に、実現目的のパターンを4つの領域に分割する。分割された一つの領域を更に分割する。図10に示すように、内部領域R31と境界領域R32とに分解する。境界領域と内部領域との分割境界L33,L34は、分割境界L31,L32から一定の幅Dの所に境界が設定される。幅Dの最小値は、フォトマスクのデザインルールで規定される最小サイズまたは使用する欠陥装置の検査可能寸法サイズである。最大の幅では特に制限がないが後で述べるように境界領域を小さくすると処理速度の面でメリットがある。現実的にはフォトマスクのデザインルールで規定される最小サイズの10倍以下であることが望ましい。本実施形態では最小サイズの2倍としている。図10に示す境界領域R32には、規定サイズ以下の微少図形の白パターンP31,P32が発生している。

0027

図11に示すように、内部領域R31と同一のサイズの白パターンPWを発生させ、境界領域R32のパターンと合成させた合成データを生成する。図12に示すように、白パターンが小さくなる方向にリサイズ処理を施す。本実施形態ではこのリサイズ量をフォトマスクの最小図形を規定する規定サイズの0.8倍とした。このリサイズ処理により規定サイズの0.8倍以下の孤立した白パターンP31,P32はなくなってしまう。ただし、0.8倍以下の白パターンでも他の大きなパターンに接している場合は図形として残る。ここでのリサイズ量は両側での数値であり、片側のリサイズ量Drsでは半分の0.4倍の値ぶんだけ図形が小さくなる。

0028

リサイズ処理後、白パターンと逆の極性をもつ黒パターンは大きくなる。分割境界L31,L32近傍にある黒パターンにリサイズ処理を施すと元々の分割境界L31,L32を越える可能性があるが、元々の分割境界L31,L32を越えないような処理を行う。

0029

次に、図13に示すように、先ほどのリサイズ処理と同量のリサイズ処理を黒図形が小さくなる方向に施す。その際、分割境界L31,L32と接する辺にはリサイズ処理をかけない。次に、図14に示すように、第一段階で合成した白パターンPWを元の内部領域R31のパターンに差し替える。この方法を用いて分割境界近傍の白微少図形を除去することができた。

0030

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第2の実施形態と第3の実施形態に示した方法を組み合わせて、黒の微小図形と白の微小図形の両方を除去しても良い。

発明を実施するための最良の形態

0031

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

図面の簡単な説明

0032

以上説明したように本発明によれば、設計パターンの分割時に発生した微小図形を容易に削除し得る。

図1
第1の実施形態に係わる設計データの概略を示す平面図。
図2
図1に示した設計データを分割して得られる領域を示す平面図。
図3
図2(a)に示したパターン領域の右下端部を拡大した平面図。
図4
第1の実施形態に係わる処理を行って得られるパターンを示す平面図。
図5
第2の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
図6
第2の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
図7
第2の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
図8
第2の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
図9
第2の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
図10
第3の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
図11
第3の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
図12
第3の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
図13
第3の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
図14
第3の実施形態に係わるフォトマスクのデータ作成方法を説明するための平面図。
【符号の説明】
L1〜L4…分割境界、P1〜P6…微少図形、L2…分割境界

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