JP2005037487A

JP2005037487A - フォトマスクのデータ作成方法及びフォトマスク

Info

Publication number: JP2005037487A
Application number: JP2003197790A
Authority: JP
Inventors: Suigen Kiyou; 帥現姜
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【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、測定距離が所定値以下の場合、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。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置の一括露光領域より大きな設計パターンを被露光基板に転写する際に用いられるフォトマスクのデータ作成方法及びフォトマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子の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。
【０００５】
【非特許文献１】
”Ｎｅｗｐａｔｔｅｒｎｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｉ−ｌｉｎｅｓｔｅｐｐｅｒ￣ＰｈｏｔｏｍａｓｋＲｅｐｅａｔｅｒ￣”，ＯｐｔｉｃａｌＭｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙＸＩＩＩ，ＳＰＩＥＶｏｌ．４０００（２０００）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【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】
【課題を解決するための手段】
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、測定距離が所定値以下の場合、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。
【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】
【発明の実施の形態】
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Ｇ_ｎ＋１での距離との両方が規定値未満の場合は、この線分Ｇｎ−Ｇ_ｎ＋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Ｒ_１２を逆の極性にする。領域Ｒ_１２は白図形であるため、領域Ｒ_１２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Ｒ_２１と境界領域Ｒ_２２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Ｒ_２１と同一のサイズの黒パターンＰ_Ｂを発生させ、境界領域Ｒ_２２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Ｐ_Ｂ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Ｐ_Ｂ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Ｐ_Ｂ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Ｐ_Ｂ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Ｒ_３１と境界領域Ｒ_３２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Ｒ_３２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Ｒ_３１と同一のサイズの白パターンＰ_Ｗを発生させ、境界領域Ｒ_３２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Ｐ_Ｗを元の内部領域Ｒ_３１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。
【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。
【００３２】
【発明の効果】
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。
【図面の簡単な説明】
【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

Claims

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、
測定距離が所定値以下の場合、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。
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。
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。
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。
前記所定値が、マスクの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。
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。