JP4831802B2 - Mask with any composite transmission function - Google Patents
Mask with any composite transmission function Download PDFInfo
- Publication number
- JP4831802B2 JP4831802B2 JP2001554123A JP2001554123A JP4831802B2 JP 4831802 B2 JP4831802 B2 JP 4831802B2 JP 2001554123 A JP2001554123 A JP 2001554123A JP 2001554123 A JP2001554123 A JP 2001554123A JP 4831802 B2 JP4831802 B2 JP 4831802B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase shift
- mask
- types
- shift elements
- holes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 46
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 42
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 159
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 59
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 25
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 17
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 50
- 230000006870 function Effects 0.000 description 30
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 23
- 238000013461 design Methods 0.000 description 20
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001803 electron scattering Methods 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000001393 microlithography Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005316 response function Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Description
【0001】
(技術分野)
本出願は、半導体ウェーハの製造に関し、特に、半導体ウェーハ製造中に集積回路(IC)チップをパターンニングする際に用いられる任意の複合透過機能を備えたマスクに関する。
【0002】
(発明の背景)
A.ウェーハ製造
フォトリソグラフィーは、半導体デバイスの製造に用いられる一般技術である。通常、フォトレジストなどの感光材料の層(膜)で半導体ウェーハをコーティングする。パターンニングしたマスク即ちレチクルを用い、投射光にウェーハを露光する。光は通常化学線の光であり、これはフォトレジスト上での光化学効果を明らかにする。引き続いてフォトレジストを化学的にエッチングし、マスク上のパターンに対応するウェーハ上にフォトレジスト「ライン」のパターンを残す。
【0003】
「ウェーハ」は、半導体材料の薄片であり、ウェーハから半導体チップが製造される。ウェーハを製造するために、4つの基本作業即ち(1)成膜化、(2)パターンニング、(3)ドーピング、及び(4)熱処理を行う。
【0004】
成膜化作業では、ウェーハ表面に絶縁体、半導体及び導体などの材料の薄層を付加する。成膜化作業中には、層を成長させるか或いはデポジションするかのいずれか一方を行う。シリコンウェーハ上の二酸化ケイ素(絶縁体)層の成長には酸化が関与している。デポジション技術には、例えば化学蒸着法、真空蒸着法及びスパッタリングがある。半導体のデポジションは通常化学蒸着法により行い、導体のデポジションは通常真空蒸着法またはスパッタリングにより行う。
【0005】
パターンニングは、表面層の選択された部分の除去を含む。材料を除去した後、ウェーハ表面にパターンが形成される。除去した材料は、ホールまたはアイランドを形成し得る。パターンニングプロセスはまた、マイクロリソグラフィー、フォトリソグラフィー、フォトマスキング及びマスキングなどの当業者にも知られている。パターンニング作業は、回路設計によって求められる寸法でウェーハ表面に半導体デバイスのパーツを製造してこれをウェーハ表面上のしかるべき位置に配置するのに役立つ。
【0006】
ドーピングは、トランジスタやダイオードなどの個別素子を作動させるためのN-P接合を形成するために必要なn型及びp型ポケットを作り出すために、層の開口からウェーハの表面にドーパントを注入することを含む。ドーピングは通常、熱拡散(ウェーハを熱して所望のドーパントに露光する)及びイオン注入(ドーパント原子をイオン化し、高速に加速して、ウェーハ表面に注入する)によって達成する。
【0007】
半導体製造の分野では、これらのステップを有する半導体ウェーハの製造についてよく知られている。ウェーハ製造プロセスの例については、1997年10月21日にYeeに付与された米国特許証第5,679,598号 "Method of Making a CMOS Dynamic Random-Access Memory (DRAM)"、1997年9月2日にRostokerらに付与された米国特許証第5,663,076号 "Automating Photolithography in the Fabrication of Integrated Circuits"、1997年1月21日にGarzaに付与された米国特許証第5,595,861号 "Method of Selecting and Applying a Top Antireflective Coating of a Partially Fluorinated Compound"、1995年8月22日にHamiltonに付与された米国特許証第5,444,265号 "Method and Apparatus for Detecting Defective Semiconductor Wafers During Fabrication Thereof"、1987年3月24日にPasch らに付与された米国特許証第4,652,134号 "Mask Alignment System"に記載がある。この章で引用した上記5つの特許の仕様は、引用を以って全文を本明細書の一部とする。
【0008】
B.パターンニング及び近接効果
ウェーハ製造における最重要作業の1つであるパターンニングは、ICチップに実装するための電子デバイスの寸法を設定する。パターンニングプロセスでエラーが発生すると、電子デバイスの機能を変化させるような歪みを生じさせ得る。
【0009】
設計ルール限界は、しばしば限界寸法と呼ばれる。回路の限界寸法は通常、ラインの最小幅または2本のライン間の最小間隔として定義される。結果的に、限界寸法はICの全寸及び密度を決定する。現在のIC技術では、最新の回路の最小限界寸法は、ライン幅及びライン間隔が0.3μmである。
【0010】
回路のレイアウトを作成し終わったら、集積回路を製造するための次のステップはレイアウトを半導体基板に転写することである。フォトリソグラフィーは、マスク上に存在する幾何学形状をシリコンウェーハの表面に伝達する公知のプロセスである。ICリソグラフィー処理の分野では、通常、シリコン基板ウェーハにフォトレジストと呼ばれる感光性ポリマー膜を塗布して乾燥させる。露光ツールを利用して、光または放射線のソースによりマスク(レチクルともいう)を介して固有の幾何学パターンでウェーハを露光する。露光後にウェーハを処理し、感光材料に転写したマスクイメージを現像する。次に、このマスキングパターンを用いて回路のデバイス機能を作成する。
【0011】
露光ツールの重要な制限特性は、その解像度値である。露光ツールに対する解像度は、露光ツールをウェーハに繰返し露光することができる最小機能として定義される。現在、最高度の露光ツールに対する解像度は、約0.2μmである。従って、本リソグラフィー装置の解像度値は、殆どのIC回路設計に対する限界寸法に近い。結果的に、露光ツールの解像度はIC回路の最終的なサイズ及び濃度に影響し得る。レイアウトの限界寸法が小さくなり、リソグラフィー装置の解像度値に近づくにつれて、フォトレジストにおいて現像される実際のレイアウトパターンとマスクパターンとの一致の度合いが著しく減少する。特に、回路模様のパターン現像の差異が模様相互の近接によるものであることが認められる。
【0012】
このような近接効果の大きさは、マスキングパターンに存在する2つの模様の近接または接近に依存する。近接効果は、投射システムにおける光学回折に起因することが知られている。光学回折は、隣接する模様をそのような方法で互いに相互作用させ、パターン依存性変化を生じさせる。
【0013】
近接効果及びそれを補正する方法については、1997年10月28日にPaschらに付与された米国特許証第5,682,323号 "System and Method for Performing Optical Proximity Correction on Macrocell Libraries"(以下「Pasch'323特許」と呼ぶ)に記載がある。Pasch'323特許の仕様は、引用を以って全文を本明細書の一部とする。Pasch'323特許に記載のシステム及び方法は、ICの製作に用いられるセルのライブラリで光近接効果補正を先ず行うことにより、集積回路マスク設計で光近接効果補正を行う。そして予備試験を行ったセルをマスク設計に取り入れる。異なるセルに完全に組み込まれた素子間に近接効果が生じることがないように、全てのセルを最小距離だけ離隔して配置する。1つのセル内に完全には組み込まれない構成要素(例えばライン)上でしか近接効果補正を行わないことにより、マスク設計で光近接効果補正を行う。
【0014】
また、近接効果およびそれを補正する方法に関する記載は、1998年1月6日にGarzaらに付与された米国特許証第5,705,301号 "Performing Optical Proximity Correction with the Aid of Design Rule Checkers"(以下「Garza'301特許」と呼ぶ)にもある。Garza'301特許の仕様は、引用を以って全文を本明細書の一部とする。Garza'301特許に記載のシステムは、光近接効果補正が最も有用となるような集積回路レイアウト設計の領域を同定し且つこの領域においてのみ光近接効果補正を発揮するような方法を含む。
【0015】
より具体的には、このような方法には、(a)設計ルール・チェッカを用いて集積回路レイアウト設計を分析し、所定の基準に適合する集積回路レイアウト設計の模様を配置する過程と、(b)レチクル設計を行うための基準に適合する模様で光近接効果補正を実行する過程とが含まれる。模様を選択するために設計ルール・チェッカが用いる基準には、パターンの外角、模様の内角、模様サイズ、模様形状及び模様角度がある。
【0016】
C.近接効果補正
近接効果に関連する技術には、イメージングを向上させるための変更形状または隣接副解像度幾何学(adjacent subresolution geometries)の使用が含まれる。例としては、コンタクトの角にセリフを用いることが挙げられる。光学の解像度限界に近い寸法で接触する場合、レチクル上の正方形パターンはむしろ円形に近い形状としてプリントされることになる。角における追加幾何学は、コンタクトの角を四角くするために役立つことになる。このような技術は、多くの場合に近接効果補正と呼ばれる。このような技術の例は、1998年3月3日に出願された "Method And Apparatus For Application Of Proximity Correction With Relative Segmentation" と題する米国特許出願第09/034,550号に記載されており、該出願の引用を以って全文を本明細書の一部とする。
【0017】
近接効果は、電子線リソグラフィーにおいてよく知られた現象であり、電子散乱により生じる。光学リソグラフィーでは、近接効果は回折現象により生じる。近接効果の結果として、プリントされた模様とレチクル寸法との関係は全く同一というわけではない。このことから、設計者が望むウェーハが得られるようなフォトマスクを製造することは困難であるという状況が生じている。
【0018】
或る種の近接効果補正の初歩的技術は、少なくとも20〜30年間使用されてきた。このようなパターン補正は、通常、ウェーハ技師により特定のプロセスステップの知識に基づいて行われていた。近年では、幾つかの近接効果補正ソフトウェアプログラムが導入されたことで、近接効果補正はより一層科学的になった。近接効果補正プロセスには、ウェーハ上で処理した幾つかの一般的な試験パターンを測定する過程と、測定データから多重レベルルックアップ表を構築する過程とが含まれる。
【0019】
D.位相シフトマスク
位相シフトマスクの概念は、1982年にLevensonによって最初に紹介された。M.D. Levenson、N.S. Visnwathan、及びR.A. Simpsonによる1982年のIEEE Trans. Elec. Dev. ED26の1828ページの “Improving Resolution in Photolithography with a Phase Shift Mask”を参照されたい。ここでの引用を以って全文を本明細書の一部とする。位相シフトは多くの場合で、マスク上の近接模様の回折分布のすそ部分の(強め合う干渉よりもむしろ)弱め合う干渉を用いて解像度を著しく向上させ得る。
【0020】
位相シフトマスクの製造には様々な技術が提案されてきた。これらの従来技術は、たいてい2つのやり方のうちの1つで実行される。1つはマスクに位相シフト材料の層を付加し、次に所望の位相シフトを生じさせるためにエッチングする。もう1つは石英マスク自身を所望の位相シフトを生じるのに十分な深さにエッチングする。
【0021】
Levensonによって最初に提案された固有の技術は、回折格子を有するマスクに関して用いられる。回折格子の開口を位相シフト材料によって1つおきにコーティングする。位相シフト材料の厚さ及び屈折率は、位相シフト材料を通過しない光に対して入射光が正確に180度シフトするのに十分な値である。この技術は回折格子のような単純な構造に対してはうまく機能し得るが、より複雑なパターンに対しては大体において最適の結果を生じない。
【0022】
位相シフトを達成するために提案されている、リム位相シフト(rim phase shifting)と呼ばれる別の技術では、位相シフトはマスク模様の端部付近のみで実行される。この技術も大体において最適の結果を生じず、実装するのが難しいかもしれない。
【0023】
一般に、通常の位相シフトマスクでは、(1)特定用途向けの基盤への実装が困難であり、及び/又は(2)全ての場合での解像度の著しい向上は得られない。これらの欠点は、各々別個のICチップにそれぞれの注文に合わせて特異な位相シフトパターンを製造するのが困難であることや、マスク上に実際に実装できる異なる位相シフトの数に対して従来においては限界があることに、主として起因する。
【0024】
この点で、一般的には所望の各々の位相シフトに対してパターニングとその後にマスクに対してのエッチングが必要となるような大部分の通常の技術では、実際に実装される異なる位相シフトの数を1つ若しくは2つに限定している。さらに、パターニング及びエッチングは通常、製造される異なる型のチップの各々に対してカスタマイズされなければならないので、位相シフトマスクの使用はDRAMの製造のような大規模に生産されるチップに限定される。現在まで、特定用途向けIC(ASIC)の製造に対しての位相シフトマスクの使用は非常に非実用的である。
【0025】
(発明の概要)
本発明は、3つの異なる位相シフト要素が接触する点により規定される格子を有するようなマスク、若しくは3つの異なる種類の位相シフト要素が重なり得る孔からなる格子を有するようなマスクを提供することによって、前記の問題を処理する。
【0026】
すなわち、1つの実施例では、本発明は複合透過機能を有し、透過層及び非透過層を含むマスクである。透過層は3種類の位相シフト要素を有し、x及びyの両方向に交互に配置される位相シフト要素によって各々が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与する。非透過層は、位相シフト要素の境界の共通点によって規定される概ね均等の間隔の格子パターンに配置されるような複数の孔を有している。本発明のこの実施例の特性として、非透過層の少なくとも2つの孔の中心は、それらと対応する共通点からの異なるオフセットを有している。
【0027】
別の実施例では、本発明は複合透過機能を有し、透過層及び非透過層を含むマスクである。透過層は、3種類全ての境界に共通する点が規則正しい間隔の格子を形成するように配置された3種類の位相シフト要素を有する。非透過層は、前記格子上の前記点と一致するような孔を有している。本発明のこの実施例の特性として、各々の種類の位相シフト要素が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与し、透過層の孔の中心は格子上の点からの異なるオフセットを有している。
【0028】
さらに別の実施例では、本発明は複合透過機能を有し、透過層及び非透過層を含むマスクである。透過層は3種類の位相シフト要素を有し、各々が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与する。非透過層は、概ね均等の間隔の格子パターンで配置される複数の孔を有している。本発明のこの実施例の特性として、孔の大きさが概ね同じであり、3種類の前記位相シフト要素が異なる組み合わせで重なっている。
【0029】
さらに別の実施例では、透過層及び非透過層を含むマスクブランクスである。透過層は、3種類全ての境界に共通する点が規則正しい間隔の格子を形成するように配置された3種類の位相シフト要素を有しており、各々の種類の位相シフト要素が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与する。
【0030】
前述の配置のおかげで、格子点に対しての孔の位置を単に少し変えることにより、規則正しい間隔の格子点の各点での任意の複合透過率を概ね得ることができる。結果として、かなり単純な方法で任意の複合透過機能を概ね得ることができる。
【0031】
本発明は、x及びyの両方向に交互に配置される3種類の異なる位相シフト要素を有するマスクブランクスを提供することによって、従来の問題も処理する。
【0032】
すなわち、さらに別の実施例では、本発明は透過層及び非透過層を含むマスクブランクスである。透過層は3種類の位相シフト要素を有し、x及びyの両方向に交互に配置される位相シフト要素によって各々が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与する。
【0033】
この方法で3種類の異なる位相シフト要素を交互に配置することによって、本発明は、非透過層に適切な孔を形成するなどの加工処理をしばしば容易に可能とするようなマスクブランクスを概ね提供し、それにより、任意の複合透過機能を提供する。さらに、本発明にしたがったマスクブランクスは、用途を任意に特定したASICのパターニングに用いるための複合透過機能を有するマスクを作製するのに使用してよい。
【0034】
本発明は、マスクブランクス中に、所望の複合透過機能を生じるような孔の位置を決定するための技術を提供することによって、先行技術の問題も処理する。
【0035】
すなわち、さらに別の実施例では、本発明は、複合透過機能を有するマスクの製造への方向付けがなされている。各々が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与するような3種類の位相シフト要素を有する透過層と、非透過層とを有するマスクブランクスが得られる。次に、非透過層中に複数の孔を形成し、それによって、各孔に対して、所望の複合透過率を合成するために、各々の種類の位相シフト要素と重なる孔の量を調節する。
【0036】
さらに別の実施例では、所望の複合透過機能を実装するための少なくとも3種類の位相シフト要素を有するようなマスクの設計への方向付けがなされている。所望の複合透過機能のサンプル値が得られる。次に、マスクの層の中に孔を形成する位置が同定され、それによって、各孔に対して、孔と一致するサンプル値の1つを合成するために、各々の種類の位相シフト要素と重なる孔の量を調節する。
【0037】
一般的に、前述の技術は任意の複合透過機能を有するマスクを作製するためのマスクブランクスの処理に関して適用され得る。さらに、そのような処理は単に同定された位置に孔を形成することだけが必要とされるので、そのような処理は単純な2進マスク(即ち、0位相及び振幅が0若しくは1)を作製するために通常技術で必要とされる処理よりは概ね複雑でない。
【0038】
上記の概要は、本発明の本質についての概略的な理解を提供するに過ぎない。特許請求の範囲と、添付の図面に関連して以下に詳細に説明する好適実施例とを参照することで、本発明をより完全に理解することができる。
【0039】
(発明を実施するための最良の形態)
図1は、本発明にしたがって製造されたマスク22を用いたICチップ26のパターニングのためのシステムの機能ブロックダイアグラムを図示している。図1を参照すると、光21がマスク22に適切な角度で入射している。これは、単点の光源がマスク22の真上にあり、また、波面がマスク22で概ね平面状になるようにマスク22から十分離れているような事例である。しかしながら、光21は、説明の目的のためだけにこの様に描かれていることに留意されたい。通常、光源は多くの異なる点から成る広範囲の物体であり、したがって、光は概してマスク22を多くの異なる角度で照射する。
【0040】
マスク22は、所望のパターンをICチップ26上に生じさせるために光21を効果的に透過及び遮断するような透過部分及び非透過部分を含む。本発明にしたがうと、マスク22の透過部分はいくつかの異なる種類の位相シフト要素と重なるような孔を含んでおり、正味の効果として前記の各孔は任意の透過振幅及び位相が得られる。これらの複合透過率を処理することによって、近接するマスク模様からの回折分布間の弱め合う干渉の微調整が可能となる。
【0041】
マスク22から延在する光23は、光学系24を通り抜け、最後にICチップ26と接触し、それにより所望のパターンを形成する。本発明の好適実施例では、光学系24は単にマスク22及びICチップ26の間の距離を有しているだけであるが、しかしながら、別の実施例では、光学系24は1つ以上のレンズ、鏡、及び/又は他の光学要素を含んでもよい。
【0042】
A.マスク設計
以下に、本発明の好適実施例にしたがった任意の複合透過機能を備えたマスクの設計技術の概要を図2に示されるフローダイアグラムと関連させて説明していく。簡潔に言えば、図2にしたがって、初期マスクパターンを合成する;初期マスクパターンをサンプリングする;マスクによって生じるエアリアルイメージ(aerial image)をシミュレートする;イメージが許容範囲内にあれば、サンプルマスクパターンにしたがってマスクを生成するためのマスクブランクスの処理を行う;そうでなければ、マスクサンプル値の振幅及び位相を修正し、修正した値に基づく新しいエアリアルイメージをシミュレートする。
【0043】
より詳細には、ステップ42で初期マスクパターンを合成する。好ましくは、これらの初期マスクパターンは0位相、チップ上にパターンが現れると仮定される位置の振幅1、及びチップ上にパターンが現れない位置の振幅0を有する。しかしながら、この初期マスクパターンは別の方法で指定してもよい。特に、初期値は生成する個々のパターンに応じて、セリフ及び/又は既定の位相シフト値を含んでもよい。
【0044】
ステップ44では、初期マスクパターンをサンプリングする。x方向及びy方向で等間隔にサンプリングされるのが好ましい。また、このサンプリングレートはエイリアシング問題を回避するのに十分な値であることが好ましい。この点に関連して、マスク22及びICチップ26の間で用いられる光学系は24はICチップの表面上にイメージされる空間周波数構成要素を概ね制限していることに留意されたい。すなわち、光学系24は低度の通過フィルターとして作用している。したがって、光学系24の低度の通過フィルター効果と組み合わせた十分なサンプリングレートを利用することで、なんらかのエイリアシング問題を回避することが可能である。本発明の好適実施例での十分なサンプリングレートを選択する定量的な考察は、以下のセクションBでより詳しく説明していく。
【0045】
ステップ46では、マスクサンプル値を有するようなマスクによって製造されるエアリアルイメージをシミュレートする。例えば、エアリアルイメージは、本出願と同じ日付に提出される同時出願中の、Marina Medvedeva、Ranko Scepanovic、及びDusan Petranovicによる“Hybrid Aerial Image Simulation”という題の米国特許出願、言及することをもって全文を本明細書の一部とする、に記載されている技術を用いてシミュレートしてもよい。あるいは、エアリアルイメージをシミュレートするための任意の従来技術を用いてこのステップを実行してもよい。特に、エアリアルイメージは、以下の式(4)で規定される低度の通過フィルター関数に従ってマスクサンプル値を処理し、次に式(1)を用いてレジスト面のエアリアルイメージをシミュレートすることによってシミュレートすることが可能となる。
【0046】
ステップ48では、シミュレートしたイメージが許容範囲内にあるか決定する。シミュレートしたイメージがパターニングでエラー無しのデバイスの製造ができるくらい十分な解像度を有しているかどうかが、決定をする上での主要な基準であることが好ましい。イメージが許容範囲内にあれば、処理をステップ50に進め、同定された複合透過率を有するマスクを設計及び製造する。そうでなければ、処理をステップ52に進める。
【0047】
ステップ52では、マスクサンプル値の振幅及び位相を修正し、修正が完了した後、処理をステップ46に戻し、修正されたマスクサンプル値に基づいたエアリアルイメージをシミュレートする。ステップ52ではマスクサンプル値を修正するために種々の技術を用いてもよく、その目標は回折分布間の弱め合う干渉の微調整によりICチップ26に生じさせるイメージの解像度を向上させることである。
【0048】
ステップ50では、前ステップで同定されたマスクの複合透過サンプル値を有するマスクを生成するためのマスクブランクスを処理する。この好適実施例では、このステップは図3A及び3Bに示されているようにマスクブランクス60から始める。図3Aは本発明の好適実施例にしたがったマスクブランクス60の断面を図示している。図3Aに示されているように、マスクブランクス60は透過層61及び非透過層62を含む。透過層61は、石英のような材料を有しているのが好ましいが、非透過層62上に被膜を成膜させるなど、代わりの種類の材料を用いてもよい。非透過層62は、クロムのような材料を有しているのが好ましい。主要なマスクパターン(即ち、孔)は、最終的には非透過層62に形成される。
【0049】
本発明の好適実施例では、マスクブランクス60の透過層61は、3種類の異なる位相シフト要素を含む。これらの位相シフト要素は、位相シフト種類71、72及び73として図3Bに示されている。本発明の好適実施例ではさらに、3種類の異なる位相シフト要素の各々が別の種類の位相シフト要素から2π/3ラジアンの位相シフトを生じさせる。さらに、位相シフト要素のうちの1種類は位相シフトが0(位相シフトなし)であり、別の種類の位相シフト要素は2π/3ラジアンの位相シフトを生じ、そして最後の種類の位相シフト要素は−2π/3ラジアンの位相シフトを生じるのが好ましい。したがって、本実施例では種類71の位相シフト要素の位相シフトが0であり、種類72の位相シフト要素が2π/3の位相シフトを生じ、種類73の位相シフト要素が−2π/3の位相シフトを生じる。
【0050】
さらに、図4に示されるように、異なる3種類の位相シフト要素は点75で互いに接する。本発明の好適実施例では、点75は上記ステップ44で同定したマスクサンプル位置と一致するような規則正しい間隔の格子を形成する。すなわち、点75同士のx及びy方向の間隔は、使用予定の光学系24の遮断周波数に基づいて決定されるのが好ましい。本発明の好適実施例では、光学系24は、x及びy方向の両方で同じ応答となる。したがって、点75同士の間隔はx及びy方向の両方で同じである。この間隔パターンに対応するために、位相シフト要素71乃至73を長方形状の形状にして、各位相シフト要素71乃至73の長さを幅の2倍にしている。同じ理由で、位相シフト要素71乃至73は列をなすように配置され、3種類の位相シフト要素が123パターンを各列で繰り返すように配置されている(即ち、71、72、73、71、72、73、...)。さらに、隣接する列は互いに(x方向で)オフセット値が位相シフト要素71乃至73の長さの1.5倍にされている。
【0051】
本発明の好適実施例では、マスクブランクス中で特定の位相シフト要素構造を用いているが、他の構成も可能であることを理解されたい。しかしながら、少なくとも異なる3種類の位相シフト要素が多数の共通点で接し、各種類の位相シフト要素が異なる位相シフトを提供し、前記共通点に規則正しい間隔の格子が適切なサンプリングレートで配置されることが好ましい。以下により詳細を説明していくように、そのような配置によって、マスク設計者が単に点75に適切に孔(もしくは開口)を位置付けることだけで、該点75の各々に任意の複合透過率を実装することが可能となる。しかしながら、マスクブランクス中に異なる種類の位相シフト要素を別の数(3つ未満では、達成可能な複合透過率の範囲を制限してしまうかもしれないが)用いること及び/又は、位相シフト要素の別の配置のための及び/又は、別の幾何学的構造を用いたりすることも可能であることを理解されたい。
【0052】
位相シフト71乃至73をマスクブランクス70上に製造する技術は当技術分野においてよく知られている。そのような技術の1例では、最初に、透過層61上のレジストにパターンを書き込むための電子ビームマスクライター若しくはレーザーマスクライターのどちらかを用いて、上記で説明した位相シフト要素72及び73の配置にしたがい、透過層61をパターニングする。次に、レジスト層の上にパターンを現像し、透過層61を2π/3の位相シフト生じるために十分な深さまでエッチングする。エッチングの後にレジストを除去し、レジストの新しい層を成膜する。次に、今度はシフト位相要素73の配置パターンのためだけに、前述したパターニング、現像、及びエッチング処理を繰返す。したがって、処理完了後、種類71の位相シフト要素はまったくエッチングされず、それゆえに位相シフトが0であり;種類72の位相シフト要素は1回だけエッチングされ、それゆえに2π/3の位相シフトを生じ;種類73の位相シフトは2回エッチングされるので、それゆえに4π/3(−2π/3)の位相シフトを生じる。
【0053】
上記で説明したように、マスクブランクス60を用いると、任意の複合透過率が点75の各々に実装可能となる。つまり、点75と一致するような非透過層62の位置に孔(若しくは開口)を形成する。図4Bの参照により、孔が点75の1つの中心上に正確に配置されれば、孔は全3種類の位相シフト要素71乃至73と重なることが容易に分かるであろう。図4Bに示されている特別な実施例では、対称的な孔を仮定して、孔の面積の50%は1つの種類の位相シフト要素と重なっており、孔の面積の25%がそれぞれ他の2つの種類の位相シフト要素と重なっており、50%に該当する種類は点75のそれぞれの配置に依存する。容易に理解されるように、孔の位置を上下左右にシフトすることにより、異なる種類の位相シフト要素の相対的な寄与が変化し、したがって、複合透過率の振幅及び位相が変化する。以下に示されるように、本発明の本実施例で用いられる位相シフト要素の種類を利用することで、この方法により、任意の複合透過率を生じさせることができる。
【0054】
任意の複合透過率を生じさせるための孔の配置に用いることが可能な式の
導出については、以下のセクションBで説明する。用いられている孔の特異的な幾何学的構造に応じて、相対的なx及びyの位置が所望の複合透過率の関数であるような、孔に対しての閉じた形の解を得ることが可能である。しかしながら、より複雑な幾何学的構造の孔については、相対的なx及びyの位置を繰返し決定することが必要である。あるいは、相対的なx及びyの位置を所望の種々の複合透過率に対してのルックアップテーブルにあらかじめ事前記憶させておいてもよい。
【0055】
本発明の好適実施例では、孔は、概ね四角形の形状であり、孔同士の間隔の約1/10であるような一辺の長さを有しており、さらに上記で述べたように光学系のフィルタリング特性に基づいているのが好ましい。孔は任意の形状でよいが、孔同士の間隔の約1/10以下の大きさであることが好ましい。さらには、孔の大きさが孔同士の間隔の約1/10乃至約1/20であることが好ましい。
【0056】
そのような孔を形成する方法は当技術分野でよく知られている。一例では、最初に、非透過層62上のレジストにパターンを書き込むための電子ビームマスクライター若しくはレーザーマスクライターのどちらかを用いて、所望の孔の配置にしたがい、非透過層62をパターニングする。次に、レジスト上にパターンを現像し、現像パターンにしたがって実際に孔を形成するために透過層61をエッチングする。
【0057】
図4は、点75によって規定された格子上に任意の複合透過率を実装すべく処理された後のマスクブランクス60を図示している。図4のように、別個の孔がそれぞれ対応する格子点75に対して異なって配置されている。例えば、孔91は対応する格子点75の中心に配置されている。したがって、孔91の面積の50%が種類71の位相シフト要素上に、25%が種類72の位相シフト要素上に、そして25%が種類73の位相シフト要素上に配置されている。孔92はその面積の大部分が種類72の位相シフト要素上にあり、種類71及び73の位相シフト上にはわずかな部分だけがあるように配置されている。孔93はその面積の50%が種類71の位相シフト要素上に、50%が種類72の位相シフト要素上に配置されるべく位置付けされている。
【0058】
通常、少なくとも2つの孔がそれぞれの格子点75からの異なるオフセットを有している。しかしながら、本発明にしたがったマスクは、それぞれの格子点75からのオフセットが異なるような孔の最低数が5、10、20、50若しくは100でさえあってもよい。
【0059】
B.マスク設計の式及び理論的裏付け
このセクションでは式を出して、上記の装置及び技術に対するいくつかの理論的な裏付けを説明する。マスクが一様な強度I0の単色放射線で照射されていると仮定すると、イメージの点(xi,yi)での強度は、
【0060】
【数1】
【0061】
で与えられる。ここで、(x0,y0)及び(x0´,y0´)はマスク平面上の点であり、K(x0,y0,xi,yi)はマスクの点とイメージの点の間にある光学系のコヒーレント点応答関数であり、F(x0,y0)はマスクの複合透過関数であり、B(x0,y0, x0´,y0´)は2つのマスクの点(x0,y0)及び(x0´,y0´)の位相コヒーレンス因子である。
【0062】
kmaxより大きい周波数は光学系を通過することができず、事実上フィルターとして機能する。本発明の好適実施例では、遮断周波数kmaxは概ね、
【0063】
【数2】
【0064】
で与えられる。ここでλは入射光の波長である。光学系の遮断周波数を説明するために、光学系の開口数を考慮したモデルを含む種々の他のモデルを用いてもよいことに留意されたい。しかしながら、大部分の場合では式(2)は十分正確な結果を、特に開口数が多い光学系に対して、提供してくれる。
【0065】
マスク透過関数F(xm,ym)は、kmaxより大きい周波数を含んでいる。これらの周波数が光学系を通過できないので、マスク透過関数はフィルタリングされる。フィルタリング結果は、まず関数Fのフーリエ変換をみつける事で得られ、即ち、
【0066】
【数3】
【0067】
である。そして、次にFのフーリエ変換をローパスフィルターの変換関数と掛け合わせる。光学系のフィルタリング効果は、遮断周波数kmaxを伴う理想的なローパスフィルターと近似であると仮定できて、即ち、
【0068】
【数4】
【0069】
となる。
上記の操作は、以下の空間領域での相関の計算と等しい。
【0070】
【数5】
【0071】
ここで、マスク透過率はメッシュ上のサンプルとして、
【0072】
【数6】
【0073】
と与えられる。
【0074】
エイリアシング問題を回避してマスク透過関数をサンプリングできる最大ステップ値は、
【0075】
【数7】
【0076】
で与えられる。したがって、Δ以下のステップ値が上記ステップ44のマスクパターンのサンプリングに用いられるのが好ましく、上記に説明されたマスクブランクス中の格子間隔としても用いられるのが好ましい。異なるステップ値(及び異なる格子間隔)がx方向及びy方向に用いられてもよく、それにより光学系がx方向及びy方向に異なる間の反応を有する。
【0077】
上記で説明された位相シフトマスクブランクスは、
【0078】
【数8】
【0079】
の条件を満たす任意の複合関数Fの実装が可能である。
【0080】
前述の証明は以下のようにして示される。マスクの孔(開口)の大きさはΔに比べて小さいと仮定して、積分(5)は、以下のようにメッシュノード(xk,y1)の周囲に間隔付けられた開口Ak1積分の和によって表わされる。
【0081】
【数9】
【0082】
この好適実施例では、マスクの孔の大きさがΔの約1/10以下であるときに、マスクの孔がΔに比べて「小さい」としている。
【0083】
Δに比べて小さい開口が与えられたので、開口では
【0084】
【数10】
【0085】
と仮定することができる。
したがって、
【0086】
【数11】
【0087】
上述の場合には領域Amnは、|F|=1且つ固定位相であるような3つのサブエリアから成っている。すなわち、
【0088】
【数12】
及び
【0089】
【数13】
【0090】
である。
【0091】
任意の複合関数|F|ei φが式(13)の形(|F|=Amm/2である)で表されることを示すのは容易である。この実施例では、個々のサブエリアの大きさは、式(12)を用いて以下の2つの式
【0092】
【数14】
【0093】
【数15】
【0094】
をA(1) mn、A(2) mn、及びA(3) mnについて解くことによって決定できる。
【0095】
単純な孔の形状では、形成される孔の幾何学的形状についての情報を式(12)、(14)及び(15)と結びつけて、それによりこれらの式から上記の大きさの制約に従い、任意の複合透過率を得るために必要な孔の位置を決定する。より複雑な形状の孔については、繰り返すことにより、若しくはルックアックテーブルを用いることで孔の位置を決定することが可能である。
【0096】
同様に、本発明には2π/3ラジアンの相対的な位相シフトを有するような3種類の位相シフト要素が用いられているが、代わりに任意の数の異なる種類の位相シフト要素を用いてもよい。しかしながら、少なくとも3種類の異なる位相シフト要素が概ね接するような頂点は任意の複合透過率を提供することが必要とされ、3つだけが用いられる場合ならば、それらの3つは、3つのうちのどの1つも他の2つの線形結合で作ることができないという意味で独立であるべきである。もちろん、他の種類の位相シフト要素が代わりに用いる場合、特定の式、特に式(12)、(14)及び(15)を修正しなければならない。しかしながら、本明細書で提供する技術に関しての当業者にはそれらの修正は明らかであろう。特に、孔の大きさがΔと比べて小さいとき、任意の数の異なる種類の位相シフト要素についての式は以下の式
【0097】
【数16】
【0098】
【数17】
【0099】
から導かれる。ここでA(k) mnは開口と重なるような種類kの位相シフト要素の領域であり、Ckは種類kの位相シフト要素の透過の振幅であり(通常1若しくは1に近い値)、φkは種類kの位相シフト要素の位相シフトである。
【0100】
C.マスク設計システム環境
通常、本明細書に記載の方法またはその一部は、1つのプロセッサまたは複数のプロセッサのいずれかを伴う汎用コンピュータを用いて実行されることになる。一般的には初期パターンはデジタル化された形態で与えられる。次に、エアリアルイメージシミュレーション、振幅と位相の関連付け、及び孔の位置の同定が汎用コンピュータによって実行され、適切なパターンの孔が生成される。次に、生成された孔はマスクの形成に利用される。
【0101】
図5は、上記した発明方法を実行するための複数の適切なコンピュータプラットフォームの1つを表すような汎用コンピュータシステムを示す図である。図5は、本発明に基づく汎用コンピュータシステム550が、中央処理装置(CPU)152、読出し専用記憶素子(ROM)154、ランダムアクセスメモリ(RAM)156、拡張RAM158、入出力(I/O)回路160、ディスプレイアセンブリ162、入力装置164及び拡張バス166を有することを示している。コンピュータシステム150には、ディスクドライブユニットなどのマスストレージ装置168またはフラッシュメモリ及びリアルタイムクロック170などの不揮発性記憶をオプションで含めることもできる。
【0102】
CPU152は、データバス172、制御バス174及びアドレスバス176によってROM154に接続されている。ROM154は、コンピュータシステム150のための基本オペレーティングシステムを有する。CPU152はまた、バス172、174及び176によってRAM156に接続されている。所望に応じて、拡張RAM158は、CPU152による使用のためにRAM156に接続される。CPU152はまた、周辺装置を用いてデータを転送できるようにデータバス172、制御バス174及びアドレスバス176によってI/O回路160に接続されている。
【0103】
I/O回路160には通常、複数のラッチ、レジスタ及びダイレクトメモリアクセス(DMA)コントローラが含まれる。I/O回路160の目的は、ディスプレイアセンブリ162、入力装置164及びマスストレージ装置168などの周辺装置とCPU152との間にインタフェースを提供することである。
【0104】
ディスプレイアセンブリ162のためのスクリーンは、様々な製造業者から市販されているタイプの、陰極線管(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)などを用いたデバイスとし得る。入力装置164としては、位置検出ディスプレイと協働してスタイラス、キーボード、マウスなどを利用し得る。これらの入力装置は様々な業者から入手可能であり、当分野で公知である。
【0105】
通常望ましいと考えられているマスストレージ装置168もあるが、ユーザアプリケーションプログラム及びデータを保存するのに十分な量のRAM156及び拡張RAM158を提供することにより、マスストレージ装置168を用いないことも可能である。その場合には、RAM156及び158に所望に応じてバックアップバッテリを備え付け、コンピュータシステム150の電源が落ちてもデータが消失しないようにする。しかし通常は、或る種の長期マスストレージ装置168、例えば市販のハードディスクドライブなどのフラッシュメモリや、バッテリ付きRAM、PCデータカードなどの不揮発性記憶を有することが望ましい。
【0106】
取外し可能記憶読出し/書込みデバイス169をI/O回路160に結合して、取外し可能記憶媒体171からの読み出し及び同媒体への書き込みを行うことができる。取外し可能記憶媒体171の代表的なものは、磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、光学ディスクなどである。一実施例では、そのような取外し可能記憶媒体を経由して発明の方法を実行するための命令をネットワークに提供し得る。
【0107】
操作中にコンピュータシステム150に情報を入力するには、キーボードで打ち込むか、マウスまたはトラックボールを操作するか、或いはタブレット上またはディスプレイアセンブリ162の位置検出位置感知スクリーン上に「書き込む」。その後、オペレーティングシステムの制御下でCPU152が、データと、ROM154及び/またはRAM156に記憶されたアプリケーションプログラムとを処理する。CPU152は通常、ディスプレイアセンブリ162に出力されるデータを作成し、スクリーンに適切なイメージを生成する。
【0108】
拡張バス166は、データバス172、制御バス174及びアドレスバス176に接続されている。拡張バス166には、ネットワークインタフェース回路、モデム、ディスプレイスイッチ、マイクロホン、スピーカーなどの装置をCPU152に接続するための余分なポートが提供される。ネットワーク通信は、ネットワークインタフェース回路及び適切なネットワークにより達成される。
【0109】
種々の業者から入手し得る適正なコンピュータを用いて本発明を実行し得る。しかしながら、種々のコンピュータは、サイズ及びタスクの複雑さに応じて用いることができる。適正コンピュータには、メインフレームコンピュータ、マルチプロセッサコンピュータ、ワークステーションまたはパーソナルコンピュータを含む。上記では汎用コンピュータシステムについて説明してきたが、それに加えて、本発明の方法を実行するために専用コンピュータを更に(または代替として)用いることができる。
【0110】
本発明はまた、本発明の要求を満たすようなレチクル設計が記憶された機械読み取り可能媒体若しくは、本発明の方法を実行するためのプログラム命令が記憶された機械読取り可能媒体にも関連があることを理解されたい。そのような媒体には、例として磁気ディスク、磁気テープ、CD-ROMなどの光学的に読取り可能な媒体、PCMCIAカードなどの半導体等がある。それぞれの場合において、媒体は、小ディスク、ディスケット、カセットなどの携帯用アイテムの形状を取るか或いはコンピュータに備えられたRAMまたはハードディスクドライブなどの比較的大型または固定アイテムの形状を取り得る。
【0111】
D.結論
本発明はしたがって、あらかじめ準備され、次に単にマスクブランクスの非透過層に適切に孔を形成することによって任意の複合透過機能を提供するように処理され得るマスクブランクスを用いることで、多くの先行技術の問題を克服している。つまり、マスクブランクスパターンは、露光する光の波長や或いは光学系の特性といった、製造される個々のチップとは無関係な要因だけに依存する。したがって、マスクブランクスは、多数の異なるASICに対してあらかじめ設計及び製造をすることが可能である。マスクブランクスのカスタマイズに関係があるのは単に非透過層のエッチング部分だけなので、通常の2進振幅マスク(binary amplitude mask)に対してマスクブランクスをカスタマイズすることとさほど変わらない。結果として、本発明はASICを製造するために実用的な位相シフトマスクを作製し得る。さらに、本発明にしたがった位相シフトマスクは、ただ2つだけの(即ち、既に存在する0位相のシフト基盤上への)付加的な位相シフト要素の形態を必要とするだけで任意の複素透過機能を有することができる。上述したように、従来の位相シフトマスクの大部分では、可能な位相シフトの数はマスク上に形成されたシフト位相要素の数で概ね制限されている。
【0112】
本発明について典型的実施例及びその図面に関連して詳細に説明してきたが、本発明の精神及び特許請求の範囲から逸脱することなく本発明の種々の適合及び改変を達成し得ることは当業者に明らかである。従って上記本発明は、図示及び上記詳細説明した詳細実施例に限定されるものではない。従って、そのような全ての改変は本発明の精神から逸脱しない限り、本明細書中の請求項のみで制限されるような特許請求の範囲内にあると考えられる。
【0113】
特許請求の範囲において、「ミーンズ(means for)」の語を含まないものは、35USC(米国特許法)112条第6パラグラフに基づくミーンズとは解釈しないでいただきたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、ICチップのパターニングを示す機能ブロックダイアグラムである。
【図2】 図2は、本発明の代表的な好適実施例にしたがって、どのようにしてマスクのサンプル値が概ね決定されるかを説明するフローダイアグラムである。
【図3A】 図3Aは、本発明の好適実施例で用いられているマスクブランクスの断面図を示している。
【図3B】 図3Bは、本発明の好適実施例で用いられているマスクブランクスの透過層の図を示している。
【図4】 図4は、本発明の好適実施例にしたがって、図3Bで示されたマスクブランクスを、所望の複合透過機能を達成するために処理した後の図を示している。
【図5】 図5は、本発明の方法を実行するための適正なプラットフォームの1つである汎用コンピュータのブロックダイアグラムを図示している。[0001]
(Technical field)
The present application relates to semiconductor wafer manufacturing, and more particularly to masks with any composite transmission function used in patterning integrated circuit (IC) chips during semiconductor wafer manufacturing.
[0002]
(Background of the Invention)
A.Wafer manufacturing
Photolithography is a common technique used in the manufacture of semiconductor devices. Usually, a semiconductor wafer is coated with a layer (film) of a photosensitive material such as a photoresist. Using a patterned mask or reticle, the wafer is exposed to projection light. The light is usually actinic light, which reveals the photochemical effect on the photoresist. Subsequently, the photoresist is chemically etched, leaving a pattern of photoresist “lines” on the wafer corresponding to the pattern on the mask.
[0003]
A “wafer” is a thin piece of semiconductor material from which semiconductor chips are manufactured. In order to manufacture a wafer, four basic operations are performed: (1) film formation, (2) patterning, (3) doping, and (4) heat treatment.
[0004]
In the film forming operation, a thin layer of a material such as an insulator, a semiconductor, and a conductor is added to the wafer surface. During the film-forming operation, either the layer is grown or deposited. Oxidation is involved in the growth of the silicon dioxide (insulator) layer on the silicon wafer. Examples of deposition techniques include chemical vapor deposition, vacuum vapor deposition, and sputtering. Semiconductor deposition is usually performed by chemical vapor deposition, and conductor deposition is usually performed by vacuum deposition or sputtering.
[0005]
Patterning involves the removal of selected portions of the surface layer. After removing the material, a pattern is formed on the wafer surface. The removed material can form holes or islands. Patterning processes are also known to those skilled in the art such as microlithography, photolithography, photomasking and masking. The patterning operation helps to manufacture the semiconductor device parts on the wafer surface with the dimensions required by the circuit design and place them in place on the wafer surface.
[0006]
Doping involves implanting dopant from the layer openings into the surface of the wafer to create the n-type and p-type pockets necessary to form NP junctions for operating individual devices such as transistors and diodes. . Doping is typically accomplished by thermal diffusion (heating the wafer to expose the desired dopant) and ion implantation (ionizing dopant atoms, accelerating at a high rate and implanting them on the wafer surface).
[0007]
In the field of semiconductor manufacturing, it is well known to manufacture semiconductor wafers having these steps. For an example of the wafer manufacturing process, see US Patent No. 5,679,598 "Method of Making a CMOS Dynamic Random-Access Memory (DRAM)" granted to Yee on October 21, 1997, Rostoker on September 2, 1997. US Patent No. 5,663,076 "Automating Photolithography in the Fabrication of Integrated Circuits", US Patent No. 5,595,861 granted to Garza on January 21, 1997 "Method of Selecting and Applying a Top Antireflective Coating" of a Partially Fluorinated Compound ", US Patent No. 5,444,265 granted to Hamilton on August 22, 1995" Method and Apparatus for Detecting Defective Semiconductor Wafers During Fabrication Thereof ", granted to Pasch et al. on March 24, 1987 U.S. Pat. No. 4,652,134, “Mask Alignment System”. The specifications of the five patents cited in this chapter are incorporated herein by reference in their entirety.
[0008]
B.Patterning and proximity effects
Patterning, one of the most important tasks in wafer manufacturing, sets the dimensions of electronic devices for mounting on IC chips. Errors in the patterning process can cause distortions that change the function of the electronic device.
[0009]
Design rule limits are often referred to as critical dimensions. The critical dimension of a circuit is usually defined as the minimum width of a line or the minimum distance between two lines. As a result, critical dimensions determine the overall dimensions and density of the IC. In the current IC technology, the minimum critical dimensions of the latest circuit are line width and line spacing of 0.3 μm.
[0010]
Once the circuit layout has been created, the next step in manufacturing the integrated circuit is to transfer the layout to the semiconductor substrate. Photolithography is a known process that transfers the geometry present on a mask to the surface of a silicon wafer. In the field of IC lithography processing, a photosensitive polymer film called a photoresist is usually applied to a silicon substrate wafer and dried. An exposure tool is used to expose a wafer with a unique geometric pattern through a mask (also referred to as a reticle) with a source of light or radiation. After the exposure, the wafer is processed, and the mask image transferred to the photosensitive material is developed. Next, a device function of the circuit is created using this masking pattern.
[0011]
An important limiting characteristic of an exposure tool is its resolution value. The resolution for an exposure tool is defined as the minimum function that can repeatedly expose the exposure tool to the wafer. Currently, the resolution for the highest exposure tool is about 0.2 μm. Therefore, the resolution value of the lithographic apparatus is close to the critical dimension for most IC circuit designs. As a result, the resolution of the exposure tool can affect the final size and density of the IC circuit. As the critical dimension of the layout decreases and approaches the resolution value of the lithographic apparatus, the degree of coincidence between the actual layout pattern developed in the photoresist and the mask pattern is significantly reduced. In particular, it is recognized that the difference in pattern development of circuit patterns is due to the proximity of the patterns.
[0012]
The magnitude of such a proximity effect depends on the proximity or proximity of two patterns present in the masking pattern. Proximity effects are known to result from optical diffraction in the projection system. Optical diffraction causes adjacent patterns to interact with each other in such a manner, resulting in pattern-dependent changes.
[0013]
Regarding the proximity effect and a method for correcting the proximity effect, US Patent No. 5,682,323 "System and Method for Performing Optical Proximity Correction on Macrocell Libraries" (hereinafter referred to as "Pasch'323 patent") granted to Pasch et al. "). The specification of the Pasch '323 patent is hereby incorporated by reference in its entirety. The system and method described in the Pasch '323 patent performs optical proximity correction on an integrated circuit mask design by first performing optical proximity correction on a library of cells used in IC fabrication. Then, the cell for which the preliminary test has been performed is taken into the mask design. All cells are spaced apart by a minimum distance so that no proximity effect occurs between elements fully integrated in different cells. By performing proximity effect correction only on components (for example, lines) that are not completely incorporated in one cell, optical proximity effect correction is performed by mask design.
[0014]
A description of the proximity effect and a method for correcting it is described in US Pat. No. 5,705,301 “Performing Optical Proximity Correction with the Aid of Design Rule Checkers” (hereinafter “Garza”) issued to Garza et al. Also called the '301 patent'). The specification of the Garza '301 patent is incorporated herein by reference in its entirety. The system described in the Garza '301 patent includes a method for identifying an area of an integrated circuit layout design where optical proximity correction is most useful and exhibiting optical proximity correction only in this area.
[0015]
More specifically, such a method includes: (a) analyzing an integrated circuit layout design using a design rule checker, and placing an integrated circuit layout design pattern that conforms to a predetermined standard; b) performing optical proximity effect correction in a pattern that meets the criteria for reticle design. The criteria used by the design rule checker to select a pattern include the outer angle of the pattern, the inner angle of the pattern, the pattern size, the pattern shape, and the pattern angle.
[0016]
C.Proximity effect correction
Techniques related to proximity effects include the use of modified shapes or adjacent subresolution geometries to improve imaging. An example is the use of serifs at the contact corners. When touching at a dimension close to the optical resolution limit, the square pattern on the reticle will be printed as a more nearly circular shape. The additional geometry at the corners will help to square the corners of the contacts. Such a technique is often referred to as proximity effect correction. An example of such a technique is described in US patent application Ser. No. 09 / 034,550, filed Mar. 3, 1998, entitled “Method And Apparatus For Application Of Proximity Correction With Relative Segmentation”. The entire text is incorporated herein by reference.
[0017]
The proximity effect is a well-known phenomenon in electron beam lithography, and is caused by electron scattering. In optical lithography, proximity effects are caused by diffraction phenomena. As a result of the proximity effect, the relationship between the printed pattern and the reticle dimensions is not exactly the same. For this reason, it is difficult to manufacture a photomask that can provide a wafer desired by a designer.
[0018]
Certain proximity correction techniques have been used for at least 20-30 years. Such pattern correction is usually performed by a wafer engineer based on knowledge of specific process steps. In recent years, proximity effect correction has become even more scientific with the introduction of several proximity effect correction software programs. The proximity effect correction process includes measuring several common test patterns processed on the wafer and building a multi-level lookup table from the measured data.
[0019]
D.Phase shift mask
The concept of phase shift mask was first introduced by Levenson in 1982. See “Improving Resolution in Photolithography with a Phase Shift Mask” on page 1828 of 1982 IEEE Trans. Elec. Dev. ED26 by M.D. Levenson, N.S. Visnwathan, and R.A. Simpson. The entire text is incorporated herein by reference. Phase shifts can often significantly improve resolution by using destructive interference (rather than constructive interference) at the bottom of the near-field diffraction distribution on the mask.
[0020]
Various techniques have been proposed for manufacturing phase shift masks. These prior art techniques are usually implemented in one of two ways. One applies a layer of phase shift material to the mask and then etches to produce the desired phase shift. The other etches the quartz mask itself to a depth sufficient to produce the desired phase shift.
[0021]
The unique technique first proposed by Levenson is used for masks with diffraction gratings. Every other diffraction grating aperture is coated with a phase-shifting material. The thickness and refractive index of the phase shift material are sufficient to allow the incident light to shift exactly 180 degrees relative to the light that does not pass through the phase shift material. Although this technique can work well for simple structures such as diffraction gratings, it generally does not produce optimal results for more complex patterns.
[0022]
In another technique, called rim phase shifting, which has been proposed to achieve phase shifting, the phase shifting is performed only near the edges of the mask pattern. This technique also generally does not produce optimal results and may be difficult to implement.
[0023]
In general, with a normal phase shift mask, (1) it is difficult to mount on a substrate for a specific application, and / or (2) no significant improvement in resolution is obtained in all cases. These drawbacks are that it is difficult to produce a unique phase shift pattern for each order on each separate IC chip and the number of different phase shifts that can actually be implemented on the mask. Is mainly due to the limitations.
[0024]
In this regard, most conventional techniques, which typically require patterning and subsequent etching of the mask for each desired phase shift, result in different phase shifts that are actually implemented. The number is limited to one or two. In addition, since patterning and etching typically must be customized for each different type of chip being manufactured, the use of a phase shift mask is limited to large-scale manufactured chips such as DRAM manufacturing. . To date, the use of phase shift masks for the manufacture of application specific ICs (ASICs) has been very impractical.
[0025]
(Summary of Invention)
The present invention provides such a mask having a grating defined by the point where three different phase shift elements contact, or such a mask having a grating of holes in which three different types of phase shift elements can overlap. To deal with the above problem.
[0026]
That is, in one embodiment, the present invention is a mask having a composite transmission function and including a transmission layer and a non-transmission layer. The transmission layer has three types of phase shift elements, and each phase shift element is alternately arranged in both the x and y directions, and each gives a different phase shift relative to the other. The non-transmissive layer has a plurality of holes that are arranged in a substantially evenly spaced grating pattern defined by a common point at the boundaries of the phase shift elements. As a characteristic of this embodiment of the invention, the centers of at least two holes of the non-transmissive layer have different offsets from their corresponding common points.
[0027]
In another embodiment, the present invention is a mask having a composite transmissive function and including a transmissive layer and a non-transmissive layer. The transmission layer has three types of phase shift elements arranged such that points common to all three types of boundaries form regularly spaced gratings. The non-transmissive layer has pores that coincide with the points on the lattice. A characteristic of this embodiment of the invention is that each type of phase shift element imparts a different phase shift relative to the other, and the center of the hole in the transmission layer has a different offset from the point on the grating. ing.
[0028]
In yet another embodiment, the present invention is a mask having a composite transmissive function and including a transmissive layer and a non-transmissive layer. The transmission layer has three types of phase shift elements, each imparting a different phase shift relative to the others. The non-transmissive layer has a plurality of holes arranged in a lattice pattern with substantially uniform spacing. As a characteristic of this embodiment of the present invention, the sizes of the holes are substantially the same, and the three types of phase shift elements overlap in different combinations.
[0029]
In yet another embodiment, a mask blank including a transmissive layer and a non-transmissive layer. The transmission layer has three types of phase shift elements arranged so that the points common to all three types of boundaries form a regularly spaced grating, and each type of phase shift element is relative to the other. A relatively different phase shift is applied.
[0030]
Thanks to the arrangement described above, it is possible to obtain roughly any composite transmittance at each point of regularly spaced grid points by simply changing the position of the holes relative to the grid points. As a result, any composite transmission function can generally be obtained in a fairly simple manner.
[0031]
The present invention also addresses conventional problems by providing mask blanks with three different phase shift elements that are alternately arranged in both the x and y directions.
[0032]
That is, in yet another embodiment, the present invention is a mask blank including a transmissive layer and a non-transmissive layer. The transmission layer has three types of phase shift elements, and each phase shift element is alternately arranged in both the x and y directions, and each gives a different phase shift relative to the other.
[0033]
By interleaving three different phase shift elements in this manner, the present invention generally provides mask blanks that often facilitate processing such as forming suitable holes in the non-transmissive layer. Thereby providing an optional composite transmission function. Furthermore, mask blanks according to the present invention may be used to make masks with a composite transmission function for use in patterning ASICs that are arbitrarily specified for use.
[0034]
The present invention also addresses the problems of the prior art by providing a technique for determining the location of holes in a mask blank that produces the desired composite transmission function.
[0035]
That is, in yet another embodiment, the present invention is directed to the manufacture of a mask having a composite transmission function. A mask blank having a transmissive layer having three kinds of phase shift elements each imparting a relatively different phase shift to the other and a non-transmissive layer is obtained. Next, a plurality of holes are formed in the non-transmissive layer, thereby adjusting the amount of holes overlapping each type of phase shift element to synthesize the desired composite transmittance for each hole. .
[0036]
In yet another embodiment, the mask design is directed to have at least three types of phase shift elements to implement the desired composite transmission function. A sample value of the desired composite transmission function is obtained. Next, the positions where holes are formed in the layer of the mask are identified, so that for each hole, each type of phase shift element is combined to synthesize one of the sample values that match the hole. Adjust the amount of overlapping holes.
[0037]
In general, the techniques described above can be applied with respect to the processing of mask blanks to produce masks having any composite transmission function. In addition, since such a process only requires forming a hole at the identified location, such a process creates a simple binary mask (ie, zero phase and amplitude 0 or 1). It is generally less complicated than the processing required by conventional techniques.
[0038]
The above summary merely provides a general understanding of the nature of the invention. A more complete understanding of the invention can be obtained by reference to the claims and the preferred embodiments described in detail below in connection with the accompanying drawings.
[0039]
(Best Mode for Carrying Out the Invention)
FIG. 1 illustrates a functional block diagram of a system for patterning an
[0040]
The
[0041]
The light 23 extending from the
[0042]
A.Mask design
In the following, an overview of a design technique for a mask with an arbitrary composite transmission function according to a preferred embodiment of the present invention will be described in connection with the flow diagram shown in FIG. Briefly, the initial mask pattern is synthesized according to FIG. 2; the initial mask pattern is sampled; the aerial image produced by the mask is simulated; if the image is within an acceptable range, the sample mask pattern Process mask blanks to generate a mask according to: otherwise modify the amplitude and phase of the mask sample values and simulate a new aerial image based on the modified values.
[0043]
More specifically, an initial mask pattern is synthesized at
[0044]
In step 44, the initial mask pattern is sampled. It is preferable to sample at equal intervals in the x and y directions. The sampling rate is preferably a value sufficient to avoid aliasing problems. In this regard, it should be noted that the optics used between
[0045]
In
[0046]
In
[0047]
In
[0048]
In
[0049]
In the preferred embodiment of the present invention, the
[0050]
Further, as shown in FIG. 4, three different types of phase shift elements touch each other at a
[0051]
Although the preferred embodiment of the present invention uses a particular phase shift element structure in the mask blank, it should be understood that other configurations are possible. However, at least three different types of phase shift elements meet at a number of common points, each type of phase shift element provides a different phase shift, and regularly spaced grids are placed at the common points at appropriate sampling rates. Is preferred. As will be described in more detail below, such an arrangement allows the mask designer to simply place a hole (or opening) appropriately at
[0052]
Techniques for manufacturing the phase shifts 71-73 on the mask blank 70 are well known in the art. In one example of such a technique, first of all the
[0053]
As described above, when the mask blank 60 is used, an arbitrary composite transmittance can be mounted on each of the
[0054]
Of the formula that can be used to arrange the holes to produce any composite transmittance
Derivation is described in Section B below. Depending on the specific geometry of the hole used, obtain a closed-form solution for the hole, where the relative x and y positions are a function of the desired composite transmittance It is possible. However, for more complex geometric holes, it is necessary to repeatedly determine the relative x and y positions. Alternatively, the relative x and y positions may be pre-stored in a look-up table for various desired composite transmittances.
[0055]
In a preferred embodiment of the present invention, the holes are generally square in shape and have a side length that is about 1/10 of the spacing between the holes, and as described above, the optical system Preferably based on the filtering characteristics of The holes may have any shape, but are preferably about 1/10 or less of the distance between the holes. Further, the size of the holes is preferably about 1/10 to about 1/20 of the interval between the holes.
[0056]
Methods for forming such holes are well known in the art. In one example, the
[0057]
FIG. 4 illustrates the mask blank 60 after it has been processed to implement any composite transmittance on the grid defined by points 75. As shown in FIG. 4, the individual holes are arranged differently with respect to the corresponding lattice points 75. For example, the
[0058]
Usually, at least two holes have different offsets from their respective grid points 75. However, a mask according to the present invention may have a minimum number of holes of 5, 10, 20, 50 or even 100 with different offsets from the respective grid points 75.
[0059]
B.Mask design formulas and theoretical support
This section formulates and explains some theoretical support for the above devices and techniques. Intensity with uniform mask I0Assuming that it is irradiated with a monochromatic radiation ofi, yiThe strength at
[0060]
[Expression 1]
[0061]
Given in. Where (x0, y0) And (x0', Y0′) Is a point on the mask plane, and K (x0, y0,xi, yi) Is a coherent point response function of the optical system between the mask point and the image point, and F (x0, y0) Is the composite transmission function of the mask, B (x0, y0, x0', Y0') Is the two mask points (x0, y0) And (x0', Y0′) Is a phase coherence factor.
[0062]
kmaxLarger frequencies cannot pass through the optical system and effectively function as a filter. In the preferred embodiment of the present invention, the cutoff frequency kmaxIs generally
[0063]
[Expression 2]
[0064]
Given in. Here, λ is the wavelength of incident light. It should be noted that various other models may be used to describe the cutoff frequency of the optical system, including models that take into account the numerical aperture of the optical system. However, in most cases, equation (2) provides a sufficiently accurate result, especially for optical systems with a large numerical aperture.
[0065]
Mask transmission function F (xm, ym) KmaxContains larger frequencies. Since these frequencies cannot pass through the optics, the mask transmission function is filtered. The filtering result is obtained by first finding the Fourier transform of the function F, ie
[0066]
[Equation 3]
[0067]
It is. Then, the Fourier transform of F is multiplied with the conversion function of the low-pass filter. The filtering effect of the optical system is the cutoff frequency kmaxCan be assumed to be an approximation to an ideal low-pass filter with
[0068]
[Expression 4]
[0069]
It becomes.
The above operation is equivalent to the calculation of the correlation in the following spatial domain.
[0070]
[Equation 5]
[0071]
Here, the mask transmittance is a sample on the mesh,
[0072]
[Formula 6]
[0073]
And given.
[0074]
The maximum step value that can sample the mask transmission function while avoiding aliasing problems is
[0075]
[Expression 7]
[0076]
Given in. Accordingly, a step value equal to or less than Δ is preferably used for sampling of the mask pattern in step 44, and is also preferably used as a lattice interval in the mask blank described above. Different step values (and different grating spacings) may be used in the x and y directions, so that the optical system has a reaction between different in the x and y directions.
[0077]
The phase shift mask blanks described above are
[0078]
[Equation 8]
[0079]
It is possible to implement an arbitrary composite function F that satisfies the above condition.
[0080]
The above proof is shown as follows. Assuming that the size of the mask hole (opening) is small compared to Δ, the integral (5) is:k, y1) Openings A spaced aroundk1It is represented by the sum of integrals.
[0081]
[Equation 9]
[0082]
In this preferred embodiment, the mask hole is “smaller” than Δ when the size of the mask hole is about 1/10 or less of Δ.
[0083]
Since an aperture smaller than Δ was given,
[0084]
[Expression 10]
[0085]
Can be assumed.
Therefore,
[0086]
[Expression 11]
[0087]
Region A in the above casemnConsists of three subareas with | F | = 1 and fixed phase. That is,
[0088]
[Expression 12]
as well as
[0089]
[Formula 13]
[0090]
It is.
[0091]
Arbitrary composite function | F | ei φIs the form of equation (13) (| F | = AmmIt is easy to show that it is represented by / 2. In this embodiment, the size of each sub-area is expressed by the following two equations using equation (12).
[0092]
[Expression 14]
[0093]
[Expression 15]
[0094]
A(1) mn, A(2) mnAnd A(3) mnCan be determined by solving for
[0095]
For simple hole shapes, the information about the geometry of the holes formed is combined with equations (12), (14) and (15) so that these equations are subject to the above size constraints, Determine the location of the holes needed to obtain any composite transmittance. For more complex holes, it is possible to determine the position of the hole by repeating or using a look-up table.
[0096]
Similarly, the present invention employs three types of phase shift elements having a relative phase shift of 2π / 3 radians, but any number of different types of phase shift elements may be used instead. Good. However, vertices where at least three different phase shift elements are generally in contact are required to provide arbitrary composite transmission, and if only three are used, then three of them are Should be independent in the sense that no one of them can be made with the other two linear combinations. Of course, if other types of phase shift elements are used instead, certain equations, in particular equations (12), (14) and (15) must be modified. However, those modifications will be apparent to those skilled in the art with respect to the techniques provided herein. In particular, when the hole size is small compared to Δ, the equation for any number of different types of phase shift elements is:
[0097]
[Expression 16]
[0098]
[Expression 17]
[0099]
Derived from. Where A(k) mnIs the region of type k phase shift element that overlaps the aperture, and CkIs the amplitude of transmission through a phase-shift element of type k (usually 1 or a value close to 1), φkIs the phase shift of a type k phase shift element.
[0100]
C.Mask design system environment
Generally, the methods described herein, or portions thereof, will be performed using a general purpose computer with either one processor or multiple processors. Generally, the initial pattern is given in digitized form. Next, aerial image simulation, amplitude and phase correlation, and hole location identification are performed by a general purpose computer to generate an appropriately patterned hole. The generated holes are then used to form a mask.
[0101]
FIG. 5 is a diagram illustrating a general purpose computer system representing one of a plurality of suitable computer platforms for performing the inventive method described above. FIG. 5 shows that a general-purpose computer system 550 according to the present invention includes a central processing unit (CPU) 152, a read-only storage element (ROM) 154, a random access memory (RAM) 156, an
[0102]
The
[0103]
The I /
[0104]
The screen for
[0105]
Some
[0106]
A removable storage read /
[0107]
Information can be entered into the
[0108]
The
[0109]
The invention can be implemented using any suitable computer available from a variety of vendors. However, various computers can be used depending on size and task complexity. Suitable computers include mainframe computers, multiprocessor computers, workstations or personal computers. Although a general computer system has been described above, in addition, a dedicated computer can be further (or alternatively) used to perform the method of the present invention.
[0110]
The present invention also relates to a machine readable medium that stores a reticle design that satisfies the requirements of the present invention, or a machine readable medium that stores program instructions for performing the method of the present invention. I want you to understand. Examples of such media include optically readable media such as magnetic disks, magnetic tapes, and CD-ROMs, and semiconductors such as PCMCIA cards. In each case, the media can take the form of portable items such as small disks, diskettes, cassettes, or can be in the form of relatively large or fixed items such as RAM or hard disk drives provided with computers.
[0111]
D.Conclusion
The present invention thus provides a number of priorities by using mask blanks that can be prepared in advance and then processed to provide any composite transmission function simply by appropriately perforating the non-transparent layer of the mask blank. Overcoming technical problems. That is, the mask blank pattern depends only on factors that are not related to individual chips to be manufactured, such as the wavelength of light to be exposed and the characteristics of the optical system. Thus, mask blanks can be pre-designed and manufactured for many different ASICs. Since it is only the etched part of the non-transparent layer that is related to the customization of the mask blank, it is not much different from customizing the mask blank with respect to a normal binary amplitude mask. As a result, the present invention can produce a practical phase shift mask for manufacturing ASICs. Furthermore, the phase shift mask according to the present invention requires only two additional forms of phase shift elements (ie on the already existing zero phase shift base), and any complex transmission. Can have functions. As mentioned above, in most conventional phase shift masks, the number of possible phase shifts is largely limited by the number of shift phase elements formed on the mask.
[0112]
Although the invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments and drawings, it is to be understood that various adaptations and modifications of the invention may be achieved without departing from the spirit of the invention and the claims. It is clear to the contractor. Accordingly, the present invention is not limited to the detailed embodiments shown and described in detail above. Accordingly, all such modifications are intended to be within the scope of the claims as limited only by the claims hereof without departing from the spirit of the invention.
[0113]
Any claims that do not include the word “means for” in the claims should not be construed as means under 35 USC 112 (paragraph 6).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing patterning of an IC chip.
FIG. 2 is a flow diagram illustrating how mask sample values are generally determined in accordance with an exemplary preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3A shows a cross-sectional view of a mask blank used in a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3B shows a diagram of the transmission layer of the mask blank used in the preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a view after the mask blank shown in FIG. 3B has been processed to achieve the desired composite transmission function, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a block diagram of a general purpose computer that is one suitable platform for performing the method of the present invention.
Claims (29)
x及びyの両方向に交互に配置され、各々が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与するような3種類の位相シフト要素を有する透過層であって、前記3種類の位相シフト要素がそれぞれの境界の共通点で接触し、前記共通点が等間隔の格子パターンを形成する、該透過層と、
前記透過層における共通点に対応する位置に形成された複数の孔を有する非透過層とを有し、
前記非透過層の少なくとも2つの前記孔のそれぞれの中心は、それらが対応する共通点からのオフセットが異なっているように、それらの対応する共通点に対する相対位置に配置されることを特徴とするマスク。A mask having a composite transmission function,
A transmission layer having three types of phase shift elements that are alternately arranged in both the x and y directions, each imparting a different phase shift relative to the other, wherein the three types of phase shift elements are The transmissive layer in contact at a common point of each boundary, the common point forming an equally spaced lattice pattern; and
A non-transmissive layer having a plurality of holes formed at a position corresponding to a common point in the transmissive layer,
The centers of each of the at least two of the holes of the non-transmissive layer are arranged relative to their corresponding common points so that the offsets from the corresponding common points are different. mask.
3種類の位相シフト要素を有し、全3種類の境界の共通点が規則的な間隔の格子を形成するように配置された透過層と、
前記格子を形成する点と一致するような複数の孔を有する非透過層とを有し、
前記3種類の前記位相シフト要素が、縦横の両方向に交互に配置され、各々が他の種類に対して相対的に異なる位相シフトを付与し、
前記非透過層の少なくとも2つの前記孔のそれぞれの中心は、それらが対応する共通点からのオフセットが異なっているように、それらの対応する共通点に対する相対位置に配置されることを特徴とするマスク。A mask having a composite transmission function,
A transmission layer having three types of phase shift elements and arranged so that the common points of all three types of boundaries form a regularly spaced grating;
A non-transparent layer having a plurality of holes that coincide with the points forming the lattice,
The three types of the phase shift element, are arranged alternately in both the vertical and horizontal, each assigned different relative phase shift with respect to the other type,
The centers of each of the at least two of the holes of the non-transmissive layer are arranged relative to their corresponding common points so that the offsets from the corresponding common points are different. mask.
x及びyの両方向に交互に配置され、各々が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与するような3種類の位相シフトを有している透過層と、
概ね等間隔の格子パターンに配置された複数の孔を有するような非透過層とを有し、
複数の前記孔が概ね同じ大きさであり、3種類の位相シフト要素と異なる組み合わせで重なることを特徴とするマスク。A mask having a composite transmission function,
transmissive layers alternately disposed in both the x and y directions, each having three types of phase shifts that impart different phase shifts relative to each other;
A non-transmissive layer having a plurality of holes arranged in a substantially equidistant lattice pattern,
A plurality of the holes having substantially the same size and overlapping with three types of phase shift elements in different combinations.
x及びyの両方向に交互に配置され、各々が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与するような3種類の位相シフトを有している透過層と、さらに非透過層とを有するようなマスクブランクスを得るステップと、
前記非透過層に複数の孔を形成するステップとを有し、該形成ステップで、前記孔の各々で所望の複合透過率を合成するべく前記孔の各々が各種類の前記位相シフト要素と重なる量を制御することを特徴とする方法。A method of manufacturing a mask having a composite transmission function,
Alternatingly arranged in both the x and y directions, each having a transmissive layer having three types of phase shifts that impart a relatively different phase shift relative to the other, and a non-transmissive layer Obtaining a new mask blank,
Forming a plurality of holes in the non-transmissive layer, wherein each of the holes overlaps each type of the phase shift element to synthesize a desired composite transmittance in each of the holes. A method characterized by controlling the amount.
前記格子パターン上の前記点同士の間隔は、前記光学系の空間遮断周波数をkmaxとして、概ねπ/kmaxより大きくないことを特徴とする請求項19に記載の方法。The mask is intended to be used for patterning an integrated circuit (IC) chip and used with optics inserted between the mask and the IC chip;
The method according to claim 19, wherein an interval between the points on the lattice pattern is not substantially larger than π / k max , where k max is a spatial cutoff frequency of the optical system.
x及びyの両方向に交互に配置されることにより各々が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与するような3種類の位相シフト要素を有する透過層と、
非透過層とを有することを特徴とするマスクブランクス。Mask blanks,
a transmission layer having three types of phase shift elements, each of which is alternately arranged in both the x and y directions, each giving a different phase shift relative to the other;
A mask blank having an impermeable layer.
全3種類の境界の共通点が規則的な間隔の格子を形成するように配置された3種類の位相シフト要素を有する透過層と、
非透過層と、
前記位相シフト要素の各々が他に対して相対的に異なる位相シフトを付与することを特徴とするマスクブランクス。Mask blanks,
A transmission layer having three types of phase shift elements arranged so that the common points of all three types of boundaries form a regularly spaced grating;
A non-transparent layer;
A mask blank, wherein each of the phase shift elements imparts a different phase shift relative to the others.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2000/001549 WO2001053892A1 (en) | 1999-01-19 | 2000-01-20 | Mask having an arbitrary complex transmission function |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003520996A JP2003520996A (en) | 2003-07-08 |
JP4831802B2 true JP4831802B2 (en) | 2011-12-07 |
Family
ID=27608944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001554123A Expired - Fee Related JP4831802B2 (en) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | Mask with any composite transmission function |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4831802B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080062385A1 (en) * | 2006-04-07 | 2008-03-13 | Asml Netherlands B.V. | Method of monitoring polarization performance, polarization measurement assembly, lithographic apparatus and computer program product using the same |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04147142A (en) * | 1990-10-09 | 1992-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | Photomask and its production |
JPH0720624A (en) * | 1993-07-06 | 1995-01-24 | Sony Corp | Halftone phase-shift mask, its preparation and production of semiconductor device |
JPH0756318A (en) * | 1993-08-23 | 1995-03-03 | Hitachi Ltd | Pattern forming method and mask used for the same |
JPH09269590A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Nec Corp | Photomask and production of photomask |
JPH11258774A (en) * | 1998-01-22 | 1999-09-24 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Multilayer mask |
JP2001166451A (en) * | 1999-12-02 | 2001-06-22 | United Microelectronics Corp | Phase shift mask having three different phase shift region and method for manufacturing the same |
-
2000
- 2000-01-20 JP JP2001554123A patent/JP4831802B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04147142A (en) * | 1990-10-09 | 1992-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | Photomask and its production |
JPH0720624A (en) * | 1993-07-06 | 1995-01-24 | Sony Corp | Halftone phase-shift mask, its preparation and production of semiconductor device |
JPH0756318A (en) * | 1993-08-23 | 1995-03-03 | Hitachi Ltd | Pattern forming method and mask used for the same |
JPH09269590A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Nec Corp | Photomask and production of photomask |
JPH11258774A (en) * | 1998-01-22 | 1999-09-24 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Multilayer mask |
JP2001166451A (en) * | 1999-12-02 | 2001-06-22 | United Microelectronics Corp | Phase shift mask having three different phase shift region and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003520996A (en) | 2003-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6263299B1 (en) | Geometric aerial image simulation | |
US6171731B1 (en) | Hybrid aerial image simulation | |
US7172838B2 (en) | Chromeless phase mask layout generation | |
Otto et al. | Automated optical proximity correction: a rules-based approach | |
KR101096145B1 (en) | Methods of Performing Model-Based Lithography Guided Layout Design | |
US6499003B2 (en) | Method and apparatus for application of proximity correction with unitary segmentation | |
US6197456B1 (en) | Mask having an arbitrary complex transmission function | |
US5682323A (en) | System and method for performing optical proximity correction on macrocell libraries | |
KR101226646B1 (en) | Selection of optimum patterns in a design layout based on diffration signature analysis | |
US7657864B2 (en) | System and method for integrated circuit device design and manufacture using optical rule checking to screen resolution enhancement techniques | |
JP4717153B2 (en) | Method for generating complementary mask, computer program product, device manufacturing method and method for mapping onto wafer | |
US7512928B2 (en) | Sub-resolution assist feature to improve symmetry for contact hole lithography | |
US20130346037A1 (en) | Lithography Modeling And Applications | |
JP5076025B2 (en) | Patterning single integrated circuit layers using self-made masks and multiple mask layers | |
US11024623B2 (en) | Layout modification method for exposure manufacturing process | |
US9779186B2 (en) | Methods for performing model-based lithography guided layout design | |
US6174630B1 (en) | Method of proximity correction with relative segmentation | |
KR100661952B1 (en) | System, method and program for generating mask data, exposure mask, and method of manufacturing semiconductor device | |
US6175953B1 (en) | Method and apparatus for general systematic application of proximity correction | |
US7302673B2 (en) | Method and system for performing shapes correction of a multi-cell reticle photomask design | |
JP5579755B2 (en) | Optical lithography equipment | |
JP4580134B2 (en) | Geometric aerial image simulation | |
JP4831802B2 (en) | Mask with any composite transmission function | |
Wu | Optimization for imaging interferometric lithography in technology computer-aided design |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100323 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100511 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100804 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110428 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20110512 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110906 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110919 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |