JP4260806B2

JP4260806B2 - ダミーパターンを考慮した光近接効果補正処理方法

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Publication number: JP4260806B2
Application number: JP2005508776A
Authority: JP
Inventors: 光雄櫻井; 雅彦峯村
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-09-02
Also published as: JPWO2005024519A1; US20060190920A1; WO2005024519A1; US7631288B2

Description

本発明は、一般にマスクパターン形成におけるマスクパターンデータ処理方法、処理プログラム、及び処理システムに関し、特に光近接効果補正の処理方法、処理プログラム、及び処理システムに関する。

半導体装置の製造においては、光転写装置により、マスクパターンのパターン形状をウェハ上に焼き付ける。半導体装置の微細化が進むと、光近接効果の影響で、隣合うパターン同士が接触したり、パターンの角が丸まったり、線が細くなり切れてしまうといった現象が起こる。そこでこのようなパターン変形を予測して、変形を相殺又は緩和するようにパターンデータを加工することで、所望のパターン形状を忠実にウェハ上に形成できるような補正処理をする。これを光近接効果補正（以下ＯＰＣ処理：Optical Proximity Correction）と呼ぶ。

ＯＰＣ処理は、レチクル上のパターンを補正して目的とするウェーハ転写イメージを実現するために、マスクパターンデータに対して補助パターンを発生する。従来のパターン補正方法では、一般に、設計データに対して補正を行うパターンをルール化し、補正パターンの発生ルールに基づいて設計データ又はレチクルパターンデータに対して補助パターンを発生させる。

図１は、ＯＰＣ処理の概要を示す図である。

図１において、図面左側に示す処理フローは、レチクルパターンデータに対して補助パターンを発生させる場合のものであり、図面右側に示す処理フローは、設計データに対して補助パターンを発生させる場合のものである。

レチクルパターンデータに対して補助パターンを発生させる場合には、まずステップＳＴ１Ａで、パターンを配置する階層を示す情報やパターンの大きさに関するサイジング情報等の変換情報に基づいて、設計データに対して変換処理を施すことで、レチクルパターンデータを生成する。これにより設計者により作成されたＣＡＤデータ１０からレチクルパターンデータ１１が得られる。

次にステップＳＴ２Ａで、光近接効果の影響範囲を示すＯＰＣ処理の補正値等を含み光近接効果の補正ルールを示した補正情報に基づいて、レチクルパターンデータに対してＯＰＣ処理を施す。これによりレチクルパターンデータ１１から補正後のレチクルパターンデータ１２が得られることになる。この補正後のレチクルパターンデータ１２に基づいて描画をすることで、実際のレチクル１５が生成される。

設計データに対して補助パターンを発生させる場合には、まずステップＳＴ１Ｂで、光近接効果の影響範囲を示すＯＰＣ処理の補正値等を含み光近接効果の補正ルールを示した補正情報に基づいて、設計データに対してＯＰＣ処理を施す。これにより設計者により作成されたＣＡＤデータ１０から補正後の設計データ１３が得られる。

次にステップＳＴ２Ｂで、パターンを配置する階層を示す情報やパターンの大きさに関するサイジング情報等の変換情報に基づいて、補正後の設計データに対して変換処理を施すことで、補正後のレチクルパターンデータを生成する。これにより補正後の設計データ１３から補正後のレチクルパターンデータ１４が得られることになる。この補正後のレチクルパターンデータ１４に基づいて描画をすることで、実際のレチクル１５が生成される。

上記のようなＯＰＣ処理は、半導体集積回路の実配線のパターンだけでなくダミーパターンに対しても実行される。

一般に半導体集積回路を製造する場合、配線密度が基板上の位置によって大きく異なると、位置によって最適なエッチング条件が異なってしまい、エッチング処理の効果が一様にならないという問題がある。この結果、配線密度が小さいところでは、レジストが消滅して断線が生じたり、配線幅が狭くなってくびれてしまい配線抵抗が著しく増大するなどの弊害が生じる。これを防ぎ種々の太さの配線をそれぞれ所望の精度でエッチングするためには、ウェハ面積に占めるレジストパターンの面積比を適切な所定の割合にしておく必要がある。このため配線パターンのウェハ領域に対する面積比が少ない部位では、ダミーパターンを挿入することにより、ウェハ上の部位に関わらずにレジストパターンの面積比が略一定となるように設定する。

図２は、ダミーパターンが存在する場合の従来のＯＰＣ処理を説明するための図である。

マスクパターンデータ２１は、配線パターン等に対応し実際に回路として機能するメインパターン３２と、実際に回路として機能することなくエッチング条件等の調整のために挿入されるダミーパターン３１を含む。ダミーパターン３１は、例えば図２に示されるように、空き領域に敷き詰められる複数の矩形パターンからなる。ＯＰＣテーブル情報２２は、ＯＰＣ処理の補正値や、補正を行うパターンをルール化した補正パターン発生ルール等の情報を格納する。

マスクパターンデータ２１とＯＰＣテーブル情報２２とに基づいて、ＯＰＣ処理２３がマスクパターンデータ２１の全体に渡り実行される。このときメインパターン３２とダミーパターン３１とを特に区別することはなく、全てのパターンに対して一様にＯＰＣ処理を適用する。この結果、マスクパターンデータ２１の一部を拡大してマスクパターンデータ２４として示すように、メインパターン３２だけでなくダミーパターン３１を構成する全ての矩形パターンについても補正が施されることになる。なおここでは、各パターンの頂点部分に付加された小さな矩形パターンにより、ＯＰＣ処理が実行された補正後のパターンであることを示している。

このように従来のＯＰＣ処理においては、実際に回路として機能する部分に対応するメインパターンだけでなく、回路として機能しない部分に対応するダミーパターン全てについても処理対象としており、ＯＰＣ処理に時間がかかるという問題がある。またダミーパターンに補正パターンが付加された場合（ダミーパターンが補正された場合）には、パターン形状を記述するデータ量が増えることになり、マスクパターンデータが大きくなるという問題もある。

以上を鑑みて、ダミーパターンを含むマスクパターンデータに対するＯＰＣ処理を効率的に実行する方法が必要である。
特開２００１−２３０２５０号公報

従って、本発明は、上記関連技術の１つ又はそれ以上の問題点を解決することを目的とする。

また本発明は、ダミーパターンを含むマスクパターンデータに対するＯＰＣ処理を効率的に実行する方法を提供することを更なる具体的な目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による光近接効果補正処理方法は、実パターンとダミーパターンとを含むマスクパターンについて全領域の一部である部分領域を定め、該部分領域に限定して光近接効果補正処理を実行する各段階を含み、該部分領域を定める段階は、該実パターンの情報と該ダミーパターンの情報とに基づいて、該実パターンと該実パターンに隣接する該ダミーパターンとを含む領域を該部分領域として求める。

また本発明は、一部にのみ光近接効果補正処理が施されたマスクパターンデータ、光近接効果補正処理方法の各段階を計算機に実行させるプログラム、及び光近接効果補正処理を実行するシステムを提供する。

上記方法によれば、光近接効果補正処理を実行する領域（又は実行しない領域）を規定して、それにより指定される部分のみに光近接効果補正処理を施すことができる。従って、実際に回路として機能する部分である実パターンを含む、光近接効果補正が必要な部分だけに限定して光近接効果補正処理を実行し、ダミーパターンのうち光近接効果補正が不要な部分については光近接効果補正処理を適用しないことが可能となる。これにより、光近接効果補正処理にかかる時間を大幅に改善することができる。また補正されるダミーパターン数が従来と比較して大幅に減少するので、パターン形状を記述するデータ量を抑え、マスクパターンデータが大きくなることを防ぐことができる。

上記マスクパターンは、実際に回路として機能する部分である実パターンを含む、光近接効果補正が必要な部分だけに限定して光近接効果補正処理が施されている。従って、このマスクパターンを生成する光近接効果補正処理にかかる時間を大幅に改善することができる。また補正されたダミーパターン数が従来と比較して大幅に少ないので、コンパクトなサイズのマスクパターンデータとなっており、格納する記憶スペースを取らず又描画処理にかかる時間を少なくすることができる。

以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。

図３は、本発明によるＯＰＣ処理について説明するための図である。

マスクパターンデータ２１は、配線パターン等に対応し実際に回路として機能するメインパターン（実パターン）３２と、実際に回路として機能することなくエッチング条件等の調整のために挿入されるダミーパターン３１を含む。ダミーパターン３１は、例えば図３に示されるように、空き領域に敷き詰められる複数の矩形パターンからなる。ＯＰＣテーブル情報２２は、ＯＰＣ処理の補正値や、補正を行うパターンをルール化した補正パターン発生ルール等の情報を格納する。

マスクパターンデータ２１とＯＰＣテーブル情報２２とに基づいて、ＯＰＣ処理領域４１又はＯＰＣ処理禁止領域４２を算出する。これらの算出方法については後程詳細に説明する。ＯＰＣ処理領域４１は、マスクパターンデータ２１内においてＯＰＣ処理を実行する領域を示すデータであり、ＯＰＣ処理禁止領域４２は、マスクパターンデータ２１内においてＯＰＣ処理を実行しない禁止領域を示すデータである。ＯＰＣ処理領域４１又はＯＰＣ処理禁止領域４２の何れかを用いることで、ＯＰＣ処理をマスクパターンデータ２１内の特定の領域に限定して実行することが可能になる。

ＯＰＣ処理領域４１又はＯＰＣ処理禁止領域４２と、マスクパターンデータ２１と、ＯＰＣテーブル情報２２とに基づいて、ＯＰＣ処理４３がマスクパターンデータ２１の特定の領域に限定して実行される。このときＯＰＣ処理領域４１又はＯＰＣ処理禁止領域４２に基づいて領域を限定するのみであり、メインパターン３２とダミーパターン３１とを特に区別することなくＯＰＣ処理を適用する。この結果、マスクパターンデータ２１の一部を拡大してマスクパターンデータ２５として示すように、メインパターン３２について補正が行われると共に、ダミーパターン３１を構成する一部の矩形パターン３１Ａについても補正が施されることになる。なおここでは、各パターンの頂点部分に付加された小さな矩形パターンにより、ＯＰＣ処理が実行された補正後のパターンであることを示している。

図３の例では、ダミーパターン３１の一部についてもＯＰＣ処理による補正が施されているが、必ずしもその必要はない。ＯＰＣ処理領域４１又はＯＰＣ処理禁止領域４２が指定するＯＰＣ処理領域内にダミーパターン３１が含まれていなければ、ダミーパターン３１について補正が施されることはない。即ち、本発明は、ＯＰＣ処理を実行する領域（又は実行しない領域）を規定して、それにより指定される部分のみにＯＰＣ処理を施すものであり、ＯＰＣ処理を実行する内部にダミーパターンが含まれているか否かは、ＯＰＣ処理領域４１又はＯＰＣ処理禁止領域４２の生成ルールに依存する問題である。

図４は、ＯＰＣ処理領域４１を生成する処理について説明するための図である。

マスクパターンデータにおいてメインパターンの周りにダミーパターンを発生させるためには、予め一様に発生させたダミーパターンを用意しておき、これとメインパターンとを重ね合わせて、不要なダミーパターンを削除する処理が一般に行われる。

図４において、ダミーパターン５１は、マスクパターン領域一面に渡り、敷き詰めるように矩形等のパターンを一様に発生させたものである。またメインパターン５２は、配線パターン等の実際の回路の機能に関係するパターンである。これらのダミーパターン５１とメインパターン５２とを重ね合わせ、重ね合わせパターン５３を生成する。この重ね合わせパターン５３において、メインパターン５２と重なるダミーパターン５１は、不要なパターンであるとしてダミーパターン５１のデータから削除する。このようにして、メインパターンの周りにダミーパターンを発生させることができる。

重ね合わせパターン５３に対して論理処理５４を施すことにより、ＯＰＣ処理領域４１Ａ又はＯＰＣ処理領域４１Ｂを生成する。ＯＰＣ処理領域４１ＡとＯＰＣ処理領域４１Ｂとでは、以下に説明するように、その生成の方法が若干異なっている。

ＯＰＣ処理領域４１Ａを生成するには、まずメインパターン５２と重なるダミーパターン５１を削除したときに、その削除したダミーパターンの存在する領域を算出する。次に、算出された領域に対して、光近接効果の影響範囲の最大値に対応するＯＰＣ最大補正値を加えることで、領域を外側に広げるようにして拡大する。このようにして得られた拡大領域が、ＯＰＣ処理領域４１Ａである。以下において、このＯＰＣ処理領域生成方法を第１の生成方法と呼ぶ。

またＯＰＣ処理領域４１Ｂを生成するには、まずメインパターン５２と重なるダミーパターン５１を削除する。その後に、ダミーパターンの大きさ・配置間隔に関する情報に基づいて、所定距離内にダミーパターンが存在しない箇所を検索することで、ダミーパターンが削除された領域の外周部分に位置するダミーパターンを特定する。これらの特定されたダミーパターンを含むようにして、ＯＰＣ処理領域４１Ｂを設定する。以下において、このＯＰＣ処理領域生成方法を第２の生成方法と呼ぶ。

図５は、ＯＰＣ処理領域を生成する更に別の処理について説明するための図である。図５に示すＯＰＣ処理領域生成方法は、第３の生成方法である。

図５の最上部には、ダミーパターン３１とメインパターン３２とを含むマスクパターンデータ２１が示される。このマスクパターンデータ２１において、メインパターン３２についてプラス・サイジングの論理処理を実行し、パターンを太らせるように拡大する。具体的には、例えばＯＰＣ最大補正値分だけパターンを拡大する処理を実行する。これにより、プラス・サイジング論理処理後のメインパターン３２Ａが得られる。最後に、このプラス・サイジング論理処理後のメインパターン３２Ａの最外周で規定される領域を求めることで、ＯＰＣ処理領域４１Ｃを決定する。

図６は、本発明によるＯＰＣ処理方法を示すフローチャートである。

ステップＳＴ１において、設計データ７１に対して、変換情報に基づいて変換処理を施すことで、実パターン及びダミーパターンデータ７２（レチクルパターンデータ）を生成する。ここで変換情報は、パターンのレイヤーに関するレイヤー情報、パターンに関するフィグ情報、及びパターンの大きさに関するサイジング情報を含むレイヤ／フィグ／サイジング情報６１と、ダミーパターンの発生位置や大きさ等の情報を含むダミー情報６２からなる。

ステップＳＴ２において、領域情報が存在するか否かを判断する。ここで領域情報とは、ＯＰＣ処理領域４１又はＯＰＣ処理禁止領域４２等のＯＰＣ処理を適用する領域に関する情報である。即ち、既に一度領域情報を抽出したマスクパターンデータに関しては、領域情報を保存しておき、再度領域情報を抽出する必要がないようにしている。

ステップＳＴ２で領域情報が存在すると判断された場合には、処理はステップＳＴ１６に進む。領域情報が存在しないと判断された場合には、領域情報を新たに生成するために、前述の第１乃至第３の生成方法又は更に別の第４の生成方法を実行する処理に進む。

第１の生成方法を適用する場合には、処理はステップＳＴ２からステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３で、ダミー発生情報を獲得する。ステップＳＴ４で、実パターン（メインパターン）に重なった部分においてダミーパターンが削除された削除領域を算出する。ステップＳＴ５で、ダミーパターンが削除された削除領域にＯＰＣ最大補正値を加えることで、領域を広げるように拡大する。ここでＯＰＣ最大補正値とは、補正情報６３の補正ルールに規定されるＯＰＣ処理の最大スペース値である。次にステップＳＴ６で、拡大された領域の最外周を求めることでＯＰＣ処理領域４１Ａを算出する。

また第２の生成方法を適用する場合には、処理はステップＳＴ２からステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ７で、ダミー発生情報を獲得する。ステップＳＴ８で、ダミーパターンの大きさ・配置間隔に関するダミー発生情報に基づいて、所定距離内にダミーパターンが存在しない箇所を検索することで、ダミーパターンが削除された領域の外周部分に位置するダミーパターンを特定する。ステップＳＴ９で、これらの特定されたダミーパターンの最外周を求めることでＯＰＣ処理領域４１Ｂを算出する。

また第３の生成方法を適用する場合には、処理はステップＳＴ２からステップＳＴ１０に進む。

ステップＳＴ１０で、補正情報６３の補正ルールからＯＰＣ処理の最大スペース値であるＯＰＣ最大補正値を獲得する。ステップＳＴ１１で、実パターン（メインパターン）についてプラス・サイジングの論理処理を実行し、ＯＰＣ最大補正値分だけパターンを太らせるように拡大する。これにより、プラス・サイジング論理処理後の実パターンが得られる。ステップＳＴ１２で、このプラス・サイジング論理処理後の実パターンの最外周で規定される領域を求めることで、ＯＰＣ処理領域４１Ｃを算出する。

また第４の生成方法を適用する場合には、処理はステップＳＴ２からステップＳＴ１３に進む。

ステップＳＴ１３で、上記第１の生成方法、第２の生成方法、又は第３の生成方法により、ＯＰＣ処理領域を算出する。ステップＳＴ１４で、チップ領域の全体から、ステップＳＴ１３で算出したＯＰＣ処理領域を取り除く。ステップＳＴ１５で、チップ領域の全体からＯＰＣ処理領域を取り除いて得られた領域をＯＰＣ処理禁止領域として決定する。

以上の第１乃至第４の生成方法により、ＯＰＣ処理領域又はＯＰＣ処理禁止領域を座標値等により確定する領域情報７３が生成される。

次にステップＳＴ１６において、実パターン及びダミーパターンデータ７２に対して、領域情報７３が指定する領域内で、補正情報６３に規定される補正ルールに従ってＯＰＣ処理を実行する。これにより、補正後の実パターン及びダミーパターンデータ７４が得られる。

こうして得られた補正後の実パターン及びダミーパターンデータ７４に基づいて描画をすることで、実際のレチクルパターンが生成される。

なお上記実施例は、設計データをレチクルデータに変換した後にＯＰＣ補正を実行する場合について説明したが、図１で説明したように、ＯＰＣ処理は設計データに対して直接適用するのであってもよい。但しこの場合、設計データ上でダミーパターンデータを生成してから、ＯＰＣ処理を適用することになる。

図７は、本発明によるＯＰＣ処理方法を実行する装置の構成を示す図である。

図７に示されるように、本発明によるＯＰＣ処理方法を実行する装置は、例えばパーソナルコンピュータやエンジニアリングワークステーション等のコンピュータにより実現される。図７の装置は、コンピュータ５１０と、コンピュータ５１０に接続されるディスプレイ装置５２０、通信装置５２３、及び入力装置よりなる。入力装置は、例えばキーボード５２１及びマウス５２２を含む。コンピュータ５１０は、ＣＰＵ５１１、ＲＡＭ５１２、ＲＯＭ５１３、ハードディスク等の二次記憶装置５１４、可換媒体記憶装置５１５、及びインターフェース５１６を含む。

キーボード５２１及びマウス５２２は、ユーザとのインターフェースを提供するものであり、コンピュータ５１０を操作するための各種コマンドや要求されたデータに対するユーザ応答等が入力される。ディスプレイ装置５２０は、コンピュータ５１０で処理された結果等を表示すると共に、コンピュータ５１０を操作する際にユーザとの対話を可能にするために様々なデータ表示を行う。通信装置５２３は、遠隔地との通信を行なうためのものであり、例えばモデムやネットワークインターフェース等よりなる。

本発明によるＯＰＣ処理方法は、コンピュータ５１０が実行可能なコンピュータプログラムとして提供される。このコンピュータプログラムは、可換媒体記憶装置５１５に装着可能な記憶媒体Ｍに記憶されており、記憶媒体Ｍから可換媒体記憶装置５１５を介して、ＲＡＭ５１２或いは二次記憶装置５１４にロードされる。或いは、このコンピュータプログラムは、遠隔地にある記憶媒体（図示せず）に記憶されており、この記憶媒体から通信装置５２３及びインターフェース５１６を介して、ＲＡＭ５１２或いは二次記憶装置５１４にロードされる。

キーボード５２１及び／又はマウス５２２を介してユーザからプログラム実行指示があると、ＣＰＵ５１１は、記憶媒体Ｍ、遠隔地記憶媒体、或いは二次記憶装置５１４からプログラムをＲＡＭ５１２にロードする。ＣＰＵ５１１は、ＲＡＭ５１２の空き記憶空間をワークエリアとして使用して、ＲＡＭ５１２にロードされたプログラムを実行し、適宜ユーザと対話しながら処理を進める。なおＲＯＭ５１３は、コンピュータ５１０の基本動作を制御するための制御プログラムが格納されている。

上記コンピュータプログラムを実行することで、上記各実施例で説明されたように、ＯＰＣ処理方法を実行する。またこのＯＰＣ処理方法を実行する計算機環境が、ＯＰＣ処理システム又はＯＰＣ処理装置である。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。

ＯＰＣ処理の概要を示す図である。ダミーパターンが存在する場合の従来のＯＰＣ処理を説明するための図である。本発明によるＯＰＣ処理について説明するための図である。ＯＰＣ処理領域を生成する処理について説明するための図である。ＯＰＣ処理領域を生成する更に別の処理について説明するための図である。本発明によるＯＰＣ処理方法を示すフローチャートである。本発明によるＯＰＣ処理方法を実行する装置の構成を示す図である。

符号の説明

５１０コンピュータ

Claims

実パターンとダミーパターンとを含むマスクパターンについて全領域の一部である部分領域を定め、
該部分領域に限定して光近接効果補正処理を実行する
各段階を含み、
該部分領域を定める段階は、該実パターンの情報と該ダミーパターンの情報とに基づいて、該実パターンと該実パターンに隣接する該ダミーパターンとを含む領域を該部分領域として求める
ことを特徴とする光近接効果補正処理方法。
該部分領域を定める段階は、該実パターンに対応してダミーパターンを削除した領域を光近接効果補正処理の補正値に応じて拡大することで該部分領域を求めることを特徴とする請求項１記載の光近接効果補正処理方法。
該部分領域を定める段階は、該実パターンに対応してダミーパターンを削除した領域の周囲の該ダミーパターンを、該ダミーパターンの配置情報に基づいて特定することにより該部分領域を求めることを特徴とする請求項１記載の光近接効果補正処理方法。
該部分領域を定める段階は、該実パターンを光近接効果補正処理の補正値に応じて太らせるように拡大することにより該部分領域を求めることを特徴とする請求項１記載の光近接効果補正処理方法。
実パターンとダミーパターンとを含むマスクパターンについて全領域の一部として、該実パターンと、該ダミーパターンの一部とを含む領域を部分領域として定め、
該部分領域に限定して光近接効果補正処理を実行する
各段階をコンピュータに実行させることを特徴とする光近接効果補正処理プログラム。
前記ダミーパターンの一部は、前記実パターンに隣接する前記ダミーパターンであることを特徴とする請求項５記載の光近接効果補正処理プログラム。
実パターンとダミーパターンとを含むマスクパターンについて全領域の一部として、該実パターンと、該ダミーパターンの一部とを含む領域を部分領域として定めるユニットと、
該部分領域に限定して光近接効果補正処理を実行するユニット
を含むことを特徴とする光近接効果補正処理システム。
前記ダミーパターンの一部は、前記実パターンに隣接する前記ダミーパターンであることを特徴とする請求項７記載の光近接効果補正処理システム。
実パターンとダミーパターンとを含むマスクパターンの全領域の一部として、該実パターンと、該ダミーパターンの一部とを含む領域を第１の領域として定め、前記全領域を、前記第１の領域と該ダミーパターンの少なくとも一部を含む第２の領域とに分離し、
該第１の領域に限定して光近接効果補正処理を実行する
各段階を含むことを特徴とする光近接効果補正処理方法。
前記ダミーパターンの一部は、前記実パターンに隣接する前記ダミーパターンであることを特徴とする請求項９記載の光近接効果補正処理方法。