CN101689028A - 图案数据的处理方法以及电子器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于掩膜图案的数据处理方法。所述方法包括分析掩膜图案的数据(SF)，并且根据掩膜图案指定具有预定形状和预定尺寸的图案区域(BD)。所述图案区域(BD)用作对准标记。

Description

图案数据的处理方法以及电子器件的制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年4月27日提交的美国临时申请No.60/924,061和于2008年3月27日提交的美国非临时专利申请No.12/078,178的优先权。

技术领域

本发明公开涉及在掩膜上形成的掩膜图案的图案数据的处理方法以及电子器件的制造方法，更具体地，涉及对用于制造诸如半导体元件的电子器件的光掩膜的数据产生和对准有效的技术。

背景技术

通过在用作曝光体的基底(诸如硅晶片)上叠加几十层电路图案来制造诸如LSI的电子器件。每一层的电路图案是使用光刻处理形成的，所述光刻处理用投影曝光装置将绘制在光掩膜(在下文中也简单称为掩膜)上的掩膜图案转移到基底上。

在电子器件的制造过程的每个光刻处理中，在存在于基底上的电路图案和新转移的图案之间的精确对准是极其重要的。为此目的，首先必须精确地检测在之前的光刻处理中曝光到基底上的电路图案的位置。

因此，如在专利文献1中所公开的那样，除了在基底上形成的电路图案之外，在现有技术中使用了包括专用对准标记的光掩膜，该专用对准标记与电路图案具有预定的位置关系。在光刻处理中，将所述对准标记连同电路图案一起曝光到基底上。通过测量在基底上形成的专用对准标记的位置来检测在基底上形成的电路图案的位置。

通常将对准标记布置在基底上被称作街线的区域中，该街线具有大约50μm到120μm的宽度且存在于相邻的集成电路之间。

[专利文献1]日本公开专利No.2002-043211

发明内容

如上所述，在现有技术中，在光掩膜上与电路图案分开地布置对准标记。因此，用于在光掩膜上布置对准标记的布局设计是必要的。

此外，对准标记的布置限于相邻的集成电路之间的区域。因此，对准标记的布置的自由度低，且难于在单个集成电路中布置对准标记。

本发明公开提供了一种图案数据的处理方法，该方法基于在掩膜上形成的掩膜图案(例如，电路图案)的设计数据而指定可用作对准标记的区域。

此外，本发明提供了一种通过精确测量在基底上的掩膜图案(例如，电路图案)的位置，在无需与掩膜图案分开地布置对准标记的情况下制造电子器件的方法。

在一方面，用于处理掩膜图案的设计数据的图案数据处理方法包括基于设计数据指定预定区域作为图案区域，其中基于设计数据，所述预定区域在第一方向上的尺寸大于或者等于第一参考值，在与第一方向交叉的方向上的尺寸大于或者等于第二参考值。

在另一方面，电子器件的制造方法包括：第一曝光步骤，其在曝光体上形成第一掩膜图案；图案区域指定步骤，其使用上述图案数据处理方法，根据第一掩膜图案的设计数据指定图案区域；位置确定步骤，其使用与在图案区域指定步骤中获得的图案区域有关的信息来确定在第一曝光步骤中在曝光体上形成的第一掩膜图案的位置信息；以及第二曝光步骤，其基于在位置确定步骤中获得的第一掩膜图案的位置信息而在曝光体上形成第二掩膜图案。

在本发明公开的一个方面的所述图案数据处理方法中，可根据掩膜图案的设计数据将可用作对准标记的区域指定为图案区域。

在本发明的另一方面的所述电子器件的制造方法中，根据在第一曝光步骤或者之前的曝光步骤中形成的第一掩膜图案的设计数据来指定可用作对准标记的基底上的图案区域，而无需与掩膜图案分开地布置对准标记且可基于图案区域确定第一掩膜图案的位置信息。

附图说明

现在将参考附图描述实施本发明的各个特征的一般结构。提供附图和相关联的描述是用于示出本发明的实施例而并非用于限制本发明的范围。

图1是示出掩膜数据处理的实施例的结构示例的图示；

图2是用于根据掩膜设计数据SF指定图案区域BD的流程图；

图3是示出被布置为位图图案40的掩膜设计数据SF的图示；

图4是具体示出图案区域BD的图示；

图5是具体示出所述图案区域BD的图示；

图6是详细示出图2所示的流程图的部分过程的流程图；

图7是用于检查图案区域BD的流程图；

图8(A)是示出图案区域BD1的图示，图案区域BD1包括其中数据是0的区域FBD；图8(B)是示出用于从图8(A)的图案区域BD1中排除区域FBD的过程的图示；且图8(c)是示出从中排除了区域FBD的最大矩形区域的图案区域BD2的图示；

图9是示出对在图案区域中数据是0的区域的检查的图示；

图10是示出用于将孔图案组指定为图案区域的方法的图示；以及

图11是示出曝光装置的结构的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于实施图案数据的处理方法的优选硬件结构的一个示例，该处理方法用于处理在掩膜上形成的掩膜图案(诸如电路图案)的图案数据(在本说明书中，也称作掩膜设计数据)，以及用于指定在第一方向上的尺寸或者大小大于或者等于第一参考值且在与第一方向交叉的方向上的尺寸大于或者等于第二参考值的预定区域作为图案区域。

掩膜设计数据，即用于绘制掩膜的图案数据(掩膜绘制图案数据)是电子信息，该电子信息包括用于形成要在光掩膜上形成的电路图案的每个图案的位置信息、形状信息以及透射率信息，其在制造半导体集成电路等时用于光刻处理中。

掩膜设计数据不限于掩膜绘制图案数据，也可以是用于可变掩膜的图案数据，所述可变掩膜具有可以改变形状的图案。可变掩膜可具有这样的结构，在该结构中，在玻璃基底上由液晶形成大量的可以打开和关闭的微小窗口。所述液晶被驱动以控制每个窗孔的打开和关闭，以便在玻璃基底上显示所期望的电路图案。

在光掩膜上形成图案的过程中，掩膜设计数据可以是位图数据格式(也称作光栅数据格式)，其中以位图布置二进制数据，由值1表示定义透射部分的地方，由值0(零)表示定义光屏蔽部分的地方。

此外，掩膜设计数据可以是诸如GDS2格式的向量数据格式，其中将由上述位图数据格式表示的图案划分成大量的微小多边形(诸如方形和三角形)，并且记下每个顶点的X和Y坐标值。

在本公开中，以位图数据格式表示的图案也称作位图图案。

在图1中，将用于制造诸如半导体元件的电子器件的各个掩膜图案的掩膜设计数据SF存储在存储设备11(诸如数据存储单元10的硬盘)中。数据存储单元10和主计算机20通过网络被连接，使得掩膜设计数据SF可在数据存储单元10的存储设备11和主计算机20之间传递。

从数据存储单元10获取掩膜设计数据SF中的对应于必要类别的层的掩膜设计数据SF，且将其发送到主计算机20。

现在将参考图2、3、4和7描述图案数据处理方法的第一实施例，该方法处理掩膜设计数据并且指定预定区域作为图案区域，所述预定区域在第一方向上的尺寸大于或者等于第一参考值，在与第一方向交叉的方向上的尺寸大于或者等于第二参考值。

图2是示出图案数据处理方法的一个示例的流程图。

图3是示出基于掩膜设计数据SF在主计算机20的存储器上布置的位图图案的一个示例的图示。

图4和5是图3所示的在主计算机20的存储器上布置的位图图案的局部放大视图。

首先，在图2的步骤S21中，主计算机20从数据存储单元10的存储设备11获取掩膜设计数据SF。

接着，在步骤S22中，当掩膜设计数据为向量数据格式时，主计算机20布置如图3所示的二维二进制位图图案40。在图3所示出的一个示例中，以灰色示出的地方表明数据值是1，而以白色示出的地方表明数据值是0。

如果掩膜设计数据SF为位图数据格式，则步骤S22不是必需的。

此后，通过在位图图案40上扫描确定点DP，根据掩膜设计数据而指定所期望的区域。扫描方向是图3和4中的X方向，也被认为是第一方向。将与X方向正交的Y方向认为是第二方向。

在步骤S23中，主计算机20初始化确定点DP在位图图案40上的Y坐标。即，将确定点DP在Y方向上的初始位置设置在例如图3中的下端处。

在步骤S24中，主计算机20初始化确定点DP在位图图案40上的X坐标。即，将确定点DP在X方向上的初始位置设置在例如图3中的左端处。

如下文中所描述的那样，主计算机20顺序增加确定点DP的X坐标，在如图3和4所示的位图图案40的+X方向上移动确定点DP。

在步骤S25中，主计算机20确定是否已检测到确定点DP位于位图图案40上的任一图案的第一边缘。

第一边缘是这样的部分，即在该部分，在与-X方向上的边缘相邻的位置处，位图数据40的数据是0，并且在与+X方向上的边缘相邻的位置处，位图图案40的数据是1。

现在将参考图4详细描述用于检测位图图案中的图案边缘的方法。

图4(A)是示出确定点DP和在主计算机20的存储器上布置的位图图案40之间的关系的图示。确定点DP在+X方向上顺序移动或者扫描位图图案40，同时维持Y坐标值在Y0处。在图4(A)的状态中，在扫描操作期间的先前值，即在-X方向上的相邻确定点DP’的值是0，且在确定点DP处的当前值也是0。主计算机20未确定确定点DP穿过了图案EW的边缘。也就是说，主计算机20未确定已检测到了图案EW的边缘。

图4(B)是示出这样的状态的图示，即在+X方向上进一步使确定点DP进行扫描以便落在图案EW的一个边缘上。在该情况中，在扫描操作期间确定点DP’的先前值是0，而确定点DP的当前值是1。因此，主计算机20检测到确定点DP穿过了图案EW的第一边缘。在该情况中，过程继续到步骤S26，主计算机20存储确定点DP的当前X坐标X1。

在步骤S27中，主计算机20确定确定点DP是否检测到了位图图案40上的任一图案的第二边缘。

第二边缘是这样的部分，即在该部分，对于沿-X方向相邻的位置，位图数据40的数据是1，而对于沿+X方向相邻的位置，位图图案40的数据是0。

在图4(B)所示的状态中，确定点DP不在第二边缘上。

然而，如果如将在下文中描述的那样，在+X方向上进一步扫描确定点DP，则如图4(C)所示，确定点DP将落在图案EW的第二边缘上。也就是说，在图4(C)所示的状态中，在确定点DP处的位图数据40的值是0。由于在扫描操作期间在先前的确定点DP’处的值是1，因此主计算机20检测到确定点DP穿过了图案EW的第二边缘。

在该情况中，过程继续到步骤S28，主计算机20存储通过从确定点DP的X坐标减1而得到的X坐标X2。过程进一步继续到步骤S29，根据所检测到的两个X坐标X1和X2计算表明图案EW在X方向上的尺寸的第一宽度WX。计算机20计算X坐标之间的差值(X2-X1)。

过程然后继续到步骤S30，主计算机20确定第一宽度Wx是否大于或者等于第一参考值。稍后将详细描述第一参考值。

如果第一宽度Wx小于第一参考值，则过程继续到步骤S34。

如果第一宽度Wx大于或者等于第一参考值，则过程继续到步骤S31，并且测量表明图案EW在Y方向(第二方向)上的尺寸的的第二宽度Wy。现在将参考图5和6描述用于测量第二宽度Wy的方法。

以与图4相同的方式，图5(A)是示出放大状态下的位图图案40中的图案EW的图示。步骤S25的过程和步骤S27的过程指定了沿着Y坐标值是Y0的线的第一边缘A和第二边缘B。

现在将用图6的流程图详细描述步骤S31的过程。

在步骤S31中，主计算机20首先在子步骤S311中设置在第一边缘A的-X方向上的第一确定点DP1以及在第一边缘A的+X方向上的第二确定点DP2。在子步骤S312中，使第一确定点DP1和第二确定点DP2的Y坐标递增(增加1)。在子步骤S313中，确定在第二确定点DP2的位置处的位图数据40的值是否是1。如果第二确定点DP2的值是1，则第一边缘A在+Y方向上延伸，过程返回到子步骤S312。在图案EW中，总是将在第一边缘A的-X方向上的第一确定点DP的值设置为0。

如果第二确定点DP2的值是0，则假定第一边缘A为+Y方向上的终端。因此，过程继续到步骤S314，存储当前第二确定点DP2的Y坐标A1。

在子步骤S315中，主计算机20设置针对第二边缘B的在-X方向上的第一确定点DP1和针对第二边缘B的在+X方向上的第二确定点DP2。在子步骤S316中，使第一确定点DP1和第二确定点DP2的Y坐标递增(增加1)。在子步骤S317中，确定在第一确定点DP1和第二确定点DP2的位置处的位图数据40的值是否是1。如果第一确定点DP1的值是1而第二确定点DP2的值是0，则第二边缘B在Y方向上延伸，过程返回到子步骤S316。

如果第一确定点DP1和第二确定点DP2的值是0，则假定第二边缘B为+Y方向上的终端。因此，过程继续到子步骤S318，存储当前确定点DP的Y坐标B1。

在子步骤S319中，存储A1和B1中较小的一个作为Y坐标的上端Y1。

过程继续到子步骤S320，主计算机20重设第一边缘A的-X方向上的第一确定点DP1以及设置第一边缘A的+X方向上的第二确定点DP2。在子步骤S321中，使第一确定点DP1和第二确定点DP2的Y坐标递减(减1)。在子步骤S322中，确定在第二确定点DP2的位置处的位图数据40的值是否是1。如果第二确定点DP2的值是1，则第一边缘A在-Y方向上延伸，过程返回到子步骤S321。在图案EW中，针对第一边缘A设置的在-X方向上的第一确定点DP1的值总是0。

如果第二确定点DP2的值是0，则假定第一边缘A为-Y方向上的终端。因此，过程继续到子步骤S323，存储当前第二确定点DP2的Y坐标A2。

在子步骤S324中，主计算机20设置第二边缘B的-X方向上的第一确定点DP1以及第二边缘B的+X方向上的第二确定点DP2。在子步骤S325中，使第一确定点DP1和第二确定点DP2的Y坐标递减(减1)。在子步骤S326中，确定在第一确定点DP1和第二确定点DP2的位置处的位图数据40的值是否是1。如果在第一确定点DP1处的值是1而在第二确定点DP2处的值是0，则第二边缘B在Y方向上延伸，过程返回到子步骤S325。

如果第一确定点DP1和第二确定点DP2的值是1，则假定第二边缘B为-Y方向上的终端。因此，过程继续到子步骤S327，存储当前确定点DP的Y坐标B2。

在子步骤S328中，存储A2和B2中较大的一个作为Y坐标的下端Y2。

最后，在子步骤S329中，计算Y1和Y2之间的差值作为第二宽度Wy。

随后，过程继续到步骤S32，主计算机20确定第二宽度Wy是否大于或者等于第二参考值。

如果第二宽度Wy小于第二参考值，则过程继续到步骤S34。

如果第二宽度Wy大于或者等于第二参考值，则主计算机20继续到步骤S33并且指定如下区域作为图案区域BD：所述区域的X坐标包括在X1和X2之间并且Y坐标包括在Y2和Y1之间，所述图案区域由图5(B)中的阴影部分示出。

换句话说，图案区域BD是例如掩膜设计数据中的图案或者在该图案中的部分区域，且在第一方向上的宽度大于或者等于第一参考值以及在第二方向上的宽度大于或者等于第二参考值。

这样的图案区域BD在X方向上的两端由平行于第二方向(Y方向)的图案边缘集合限定，且在第一方向(X方向)上的宽度大于或者等于第一参考值。该宽度也大于或者等于Y方向上的第二参考值。

因此，当在掩膜上绘制这样的图案区域BD并且然后将其曝光并且转移到诸如晶片的曝光体上时，所述图案区域用于测量在曝光体上形成的该图案的X方向上的位置。

主计算机20存储图案区域BD的信息，即图案区域BD的每个顶点的至少一个坐标、图案区域BD的中心的坐标以及第一宽度Wx和第二宽度Wy，其中X坐标是X1和X2，Y坐标是Y1和Y2。可与相应的坐标相关联地存储每条位置信息。

多个图案区域BD可包括在掩膜设计数据中。在这样的情况中，在指定了一个图案区域BD之后，连续地重复对其他图案区域BD的指定。

特别地，过程继续到步骤S34，主计算机20使确定点DP在位图图案40中的X坐标递增(增1)。在步骤S35中，主计算机20确定确定点DP的X坐标是否落到终端上，即如在图3中所看到的位图图案40的右端。

如果确定点DP的X坐标没有落到该终端上，则过程返回到步骤S25，再次重复图案边缘的确定。

如果确定点DP的X坐标落到了该终端上，则过程继续到步骤S36，使确定点DP的Y坐标增加预定值。所述预定值可以是1。所述预定值也可以是包含在掩膜设计数据中的图案的最小线宽的值，或者是最小线宽的大约一半，其中所述掩膜设计数据是处理对象。可由操作者在初始化该过程之前将最小线宽输入到主计算机20。

过程继续到步骤S37，确定确定点DP的Y坐标是否落到了终端上，即如在图3中所看到的位图图案40的上端。

如果确定点DP的Y坐标没有落到该终端上，则过程返回到步骤S24，再次重复图案边缘的确定。

如果确定点DP的Y坐标落到了终端上，则这表明已经完全处理了位图图案40。因此，终止该过程。

现在将描述用于在以上过程中指定图案区域BD的第一参考值和第二参考值的示例。

如上所述，所述图案区域BD被形成在掩膜上作为掩膜图案或者掩膜图案的一部分，其随后将被转移到诸如晶片的曝光体上。假设将由用于曝光装置等的图案位置测量系统测量与转移到曝光体上的图案区域BD对应的区域的位置。

因此，当图案区域BD最终被曝光并且被转移到曝光体上时，优选地图案区域BD具有这样的尺寸(在X方向或者Y方向上的宽度)：即大于或者等于曝光装置等的图案位置测量系统的分辨率。

具有大约0.3的数值孔径以及550nm的检测波长的光学显微镜被用作曝光装置的位置测量系统的示例，所述曝光装置用于将掩膜曝光并且将其转移到曝光体上。所述分辨率对应于使用波长/数值孔径，或者550nm/0.3，大约为1800nm。从掩膜到曝光体(诸如晶片)的缩小比率大约为4倍。因此，当转换在掩膜上时，图案区域BD优选地具有大于或者等于大约7μm的尺寸。

因此，当在掩膜上绘制要处理的掩膜设计数据作为图案时，优选地，在掩膜上第一参考值和第二参考值都是对应于7μm的水平或更高的值。

如上所述指定的每个图案区域BD可能包括位图图案40的数据是0的区域，即不同于数据是1的区域的区域。

因此，除了以上的处理之外还执行检查图案区域BD的过程，以排除其中位图图案40的数据是0的区域并且确定图案区域BD。

现在将参考图7和8描述检查方法。

图7是检查方法的流程图，图8是示出上述所指定的图案区域的图示。图案区域BD1包括数据是0的区域FBD。

首先，在步骤S41中，主计算机20将变量Ymin和变量Ymax分配给寄存器并且分别代入图案区域BD1的Y坐标的下限值Y2和上限值Y1。

在步骤S42中，主计算机20将位图图案40上的确定点DP的X坐标设置为图案区域BD1的X坐标的下限值X1。过程继续到步骤S43，主计算机20将位图图案40上的确定点DP的Y坐标设置为Y坐标Y0。

随后，在步骤S44中，主计算机20使位图图案40中的确定点DP的Y坐标递增(增1)。在步骤S45中，确定确定点DP的Y坐标是否大于图案区域BD1的上限值Y1。如果Y坐标较大，则过程继续到步骤S49。

如果确定点DP的Y坐标小于或者等于上限值Y1，则过程继续到步骤S46，检测在确定点DP的位置处的位图图案40的值。在步骤S47中，确定该值是否是1，如果该值是1，则重复步骤S44之后的步骤。

如果该值不是1，即如果该值是0，则过程继续到步骤S48。如果确定点DP的Y坐标小于寄存器中的变量Ymax，则主计算机20将检测到值0时获得的确定点DP的Y坐标代入变量Ymax。

此后，过程继续到步骤S49和S50，主计算机20将位图图案40中的确定点DP的Y坐标重设为如上所述的Y坐标Y0。

随后，在步骤S51中，主计算机20使位图图案40中的确定点DP的Y坐标递减(减1)。在步骤S52中，确定确定点DP的Y坐标是否小于图案区域BD1的下限值Y2。如果Y坐标较小，则过程继续到步骤S56。

如果确定点DP的Y坐标大于或者等于下限值Y2，则过程继续到步骤S53，检测在确定点DP的位置处的位图图案40的值。在步骤S54中，确定该值是否是1，如果该值是1，则重复步骤S51之后的步骤。

如果该值不是1，即如果该值是0，则过程继续到步骤S55。如果确定点DP的Y坐标小于寄存器中的变量Ymin，则主计算机20将检测到值0时获得的确定点DP的Y坐标代入变量Ymin。过程然后继续到步骤S56，使确定点DP的X坐标增加预定值。所述预定值可以是1。所述预定值也可以是包含在掩膜设计数据中的图案的最小线宽的值或者是最小线宽的大约一半，其中，所述掩膜设计数据是处理对象。

然后，过程继续到步骤S57，确定确定点DP的X坐标是否大于图案区域BD1的上限值X2。如果确定点DP的X坐标小于或者等于上限值X2，则重复步骤S43之后的步骤。

如果确定点DP的X坐标大于上限值X2，则终止检查。

图8(B)是示出从步骤S43到步骤S57的操作的示意图。也就是说，在位图图案40的图案区域BD1上沿Y方向和X方向顺序移动确定点DP，并且执行检测在图案区域BD1中是否存在位图图案的值是0的区域的操作。

作为检查的结果，将所校正的变量Ymin和变量Ymax存储在主计算机20中。所述变量表示从图案区域BD1中排除了值是0的区域FBD的最大矩形区域的Y方向上的下限值和Y方向上的上限值。

在图8(A)和8(B)所示的图案EW1和图案区域BD1的情况中，作为检查的结果，变量Ymin的值自Y2增加，但是变量Ymax的值保持等于Y1。从图案区域BD1排除了值是0的区域FBD的最大矩形区域变为由图8(C)中的阴影部分所示的图案区域BD2。

取代图案区域BD1而新指定图案区域BD2，并且取代图案区域BD1的位置信息而存储图案区域BD2的位置信息。

可在完全终止图2所示的掩膜设计数据的处理之后执行上述检查。或者，可在图2的步骤S33中的指定图案区域BD之前执行所述检查。

上述用于指定图案区域的方法是如此所执行的方法，即使得设计数据中的所有值，即所指定的图案区域中的位图图案的掩膜设计数据彼此相等并且具有值1。

所述图案区域BD被形成为掩膜图案的单个区域，且其要被曝光并且转移到曝光体(诸如晶片)上。在晶片上形成的图案当中，假定由曝光装置等的图案位置测量系统测量对应于晶片上的图案区域BD的所述部分的位置。因此，图案区域BD可包括不同数据(零或者一)的区域。如果当转换在曝光体上时，这种区域的尺寸小于用于曝光装置等的图案位置测量系统的分辨率，则这样的区域不会对所述位置的测量的精确度产生不利影响。

将参考图9描述用于指定图案区域BD的方法，所述图案区域BD允许包括掩膜设计的值是0的区域和掩膜设计的值是1的区域。

图9(A)是示出所谓的线和间隔(line and space)图案EW1的位图图案的图示，其中在X方向上以间隔W53布置具有线宽a的多个线图案。

如上所述，如果当转换在曝光体上时，所述间隔W53的尺寸相对于曝光装置等的图案位置测量系统的分辨率而言小，则也可以指定图案EW1作为图案区域，并且在曝光和转移之后，可以将其用于在曝光体上形成的图案的位置测量中。

现在将参考图2描述用于指定图案EW1作为图案区域的第二实施例。

该示例的方法与图2的方法的不同之处仅在于在步骤S27中检查第二边缘的方法。因此，描述将限于这种差别。

在当前的示例中，当在步骤S27中检测第二边缘时，沿+X方向以对应于第三参考值的次数扫描确定点DP，同时如在步骤S25中那样检测第一边缘。当检测到第一边缘时，假设没有检测到第二边缘，过程继续到步骤S34。

如果间隔W53小于第三参考值，则对线和间隔图案EW1进行检测，如同其是在X方向上连续延伸的图案，且将其指定为图9(B)所示的图案区域BD3的区域。

当转换在曝光体上时，第三参考值优选地具有小于或者等于用于曝光装置的图案位置测量系统的分辨率的尺寸。换句话说，当转换在掩膜上时，第三参考值优选地小于或者等于大约7μm。

在该情况中，第一参考值和第二参考值均优选地显著大于第三参考值。如果其不是那么大，则对其中数据是0的区域的不利影响变得相对大。这降低了使用曝光体的对应于图案区域的区域的位置测量的精确度。第一参考值或者第二参考值优选地大于例如第三参考值的5倍。

图9(C)是对应于图9(A)所示的线和间隔图案的图示，并且示出了包括数据是0的部分区域BD2的经修改的线和间隔图案EW2。

可通过修改第二实施例中图7的检查方法来将这样的图案EW2指定为图案区域。

现在将集中于与上述检查方法的差别而描述经修改的检查方法。

在经修改的检查方法中，在图7的步骤S56中使确定点DP的X坐标增加之后，确定在确定点DP的位置处的位图图案40的值是0还是1。如果该值是0，则确定点DP位于经修改的线和间隔图案EW2的线之间的间隔部分。由此，进一步增加确定点DP的X坐标，并且再次确定在确定点DP的位置处的位图图案40的值是0还是1。

重复X坐标的增加和所述确定，并且当位图图案40的值变成1时，过程继续到步骤S57。

结果，可指定图9(C)所示的包括数据是0的部分区域FBD2的经修改的线和间隔图案EW2的一部分作为图9(D)所示的图案区域BD4。

如图9(E)所示，作为所述线和间隔图案的修改，图案EW3可具有包括部分弯曲线的线图案。在这样的图案中，X方向上的两端不平行于Y轴，这可能不适合于用作用于在曝光并且转移到曝光体之后测量在X方向上的位置的图案。然而，如果不存在更适当的图案，则必须指定图9(E)中的图案EW3的图案作为图案区域。

为了指定这样的图案作为图案区域，可按照以下方式修改第一实施例和第二实施例的图案数据处理方法中的步骤S31中的过程。

当在步骤S31中测量第二宽度Wy时，即使从在步骤S25中所检测的第一边缘在Y方向上延伸的边缘EL1以及从在步骤S27中所检测的第二边缘在Y方向上延伸的边缘EL2的X坐标随着Y坐标变化而变化，如果X坐标的变化在最小线宽的大约一半内，则假定Y方向边缘是连续的来测量第二宽度Wy。

因此，即使对于包括具有部分弯曲线的线图案的图案EW3(如图9(E)所示)，也可指定图9(F)所示的图案区域BD5。

在该情况中，优选地用Y方向边缘EL1的X坐标的平均值取代在步骤S26中存储的第一边缘的X坐标X1，并且优选地用Y方向边缘EL2的X坐标的平均值取代在步骤S28中存储的第二边缘的X坐标X2。

掩膜设计数据可包含不包括线图案或者所谓的孔图案的图案。这种掩膜设计数据不包括线图案组或者相对大的图案。因此，不能用线图案组或者相对大的图案来指定图案区域。

需要根据掩膜设计数据将孔图案组指定为图案区域。

将参考图10描述用于指定孔图案组作为图案区域的图案数据处理方法的修改。图10(A)是示出包括孔图案组EW5的位图图案的图示，该孔图案是微小的方形图案。孔图案组EW5包括在X方向上的七行孔图案以及在Y方向上的八行孔图案。孔图案的每边具有由a表示的长度，并且孔图案之间的间隔W63基本上等于a。

该经修改的过程与第二实施例的过程大致相同。因此，将仅描述差别。

在该示例中，以如下方式改变在图6中详细示出的步骤S31的子步骤S312和子步骤S313中的过程。在子步骤S313中，即使在确定点DP的位置处的位图数据40的值是0，也以对应于第三参考值的次数重复子步骤S312和子步骤S313的过程。在预定次数期间，仅当在确定点DP的位置处的位图数据40的值变为1时，过程才继续到子步骤S314以存储确定点DP的Y坐标A1。

对子步骤S316和子步骤S317、子步骤S321和子步骤S322以及子步骤S325和子步骤S326做出与对子步骤S312和子步骤S313做出的改变相同的改变。

因此，即使对于像孔图案组EW5这样的图案来说，如果在Y方向上的间隔W53小于要指定作为图10(B)所示的图案区域BD6的第三参考值，则如同所述图案在Y方向上连续延伸一样来对该图案进行检测。

在该经修改的处理方法中，可应用上述从所指定的图案区域中排除数据是0的区域的经修改的检查方法。

可根据孔图案组EW6指定图10(D)所示的图案区域BD7，该孔图案组包括图10(C)所示的数据是0的区域FBD3、FBD4、FBD5和FBD6。

在以上处理方法的每个示例中，如果获得了比最初期望的多的所指定的图案区域BD，则可以从大量图案区域BD中选择更优选的图案区域BD。

在这样的情况中，例如，可从具有较大尺寸(在第一方向上的宽度或者在第二方向上的宽度)的图案区域中选择预定数量(例如，大约十到百)的图案区域BD。

或者，可选择预定数量的图案区域BD使得以尽可能均匀的密度在位图图案40上分布图案区域BD。更具体地，可在X方向上和在Y方向上将位图图案40划分成预定数量的部分(例如，分成八到三十个部分)，并且可以从每个所划分的部分中选择具有最大尺寸的图案区域BD。

在以上的示例中，仅在背景是0并且图案部分是1的位图图案上执行数据处理。然而，明显的是，本实施例可应用于背景是1并且图案部分是0的位图图案。

如上所述所确定的图案区域BD是在X方向上的两端具有平行于Y方向的边缘的图案或者这种图案的一部分。因此，当在掩膜中形成并且曝光和转移到曝光体(诸如晶片)上时，图案区域BD是适合于在X方向上的位置测量的区域。然而，该相关区域不一定是适合于在Y方向上的位置测量的区域。

图5(B)所示的图案区域BD在X方向上的两端具有平行于Y方向的边缘，并且因此成形为适合于在X方向上的位置测量。然而，如果这种图案区域用于测量在Y方向上的位置，则在图案区域BD的Y方向上的两端的图案(图案EW的部分)变成障碍。因此，精确的位置测量变得困难。

因此，最好与适合于在X方向上的位置测量的图案区域的指定分开地指定适合于在Y方向上的位置测量的图案区域。通过在上述处理方法的每个示例中交换X坐标和Y坐标来执行适合于在Y方向上的位置测量的图案区域的指定。

可以根据已经经过了OPC(光学邻近效应校正)处理的图案来将图案区域指定为掩膜图案。已经经过OPC处理的图案包括例如在其中将校正图案加入到掩膜图案的角落或者加入到以预定或更大的间隔与相邻图案隔开的部分的所述掩膜图案、产生基于光刻模拟器和实验数据而产生的校正图案的掩膜图案、加入“衬线(serif)图案”或者“锤头图案”以防止图案角落变圆或者加入“偏置(bias)”以校正图案的线宽变化的掩膜图案。

现在将参考图11描述用于制造本发明的电子器件的方法的第一实施例。

图11是示出适合于在制造本实施例的电子器件的方法中使用的曝光装置的结构的示意图。曝光装置80包括照明光学系统81、掩膜台82、投影光学系统83、基底台84和作为位置测量系统的一个示例的晶片对准显微镜85。曝光装置80将布置在掩膜台82上的掩膜M的掩膜图案投射到保持在基底台84上的晶片PL上。曝光装置80能够以65nm的分辨率将掩膜图案曝光到晶片PL上。

晶片对准显微镜85是具有例如0.3的数值孔径的光学显微镜，并且晶片对准显微镜85的检测波长为大约550nm。

照明光学系统81包括光源、准直透镜、复眼光学系统等，并且以紫外线光照射掩膜。光源可以是ArF激光、KrF激光、高压水银灯等。光源控制单元91控制光源的光量、照明光学系统的透镜移动等。

掩膜台82支撑掩膜M并且包括用于控制掩膜台82的操作的掩膜控制单元92。

投影光学系统83以适当的倍率(例如，大约1/4倍)将由照明光IL照亮的掩膜M的掩膜图案投射到晶片PL上。

基底台84支撑晶片PL并且相对于投影光学系统83移动晶片PL。基底台控制单元94驱动基底台84并且执行步进重复曝光。此外，掩膜控制单元92和基底台控制单元94同步移动基底台84和掩膜台82以执行步进扫描曝光。

可移动镜86布置在基底台84上，激光干涉仪96使用来自可移动镜86的反射光，以若干纳米或者更小的精度检测基底台84的位置。根据用作对准光学系统的晶片对准显微镜85的检测结果和由激光干涉仪96所检测的基底台84的位置的结果来检测掩膜图案的图案区域BD的XY坐标。

主控制单元98在适当的定时来操作包括照明光源的照明光学系统81、掩膜台82、投影光学系统83、基底台84等以将掩膜图案投射到晶片EL上的合适位置。主控制单元98合并了存储单元99(诸如硬盘)，且与数据存储单元10进行通信。

当制造诸如LSI的电子器件时，这种曝光装置用于重复执行如下步骤至少二十次：将掩膜M的图案曝光以及转移到晶片PL上的曝光步骤以及所伴随的显影步骤、蚀刻步骤、薄膜形成步骤等。

在用于制造本实施例的电子器件的方法中，在至少一个曝光步骤EXP1中，最初通过使用第一掩膜将预定的第一掩膜图案曝光并且转移到晶片PL上，所述第一掩膜根据第一掩膜图案的设计数据而形成。然后执行显影步骤、蚀刻步骤、薄膜形成步骤等。

在曝光步骤EXP1之前或者之后，通过上述的图案数据处理方法基于第一掩膜图案的设计数据指定预定数量的图案区域。然后，将图案区域的位置信息或者附加的形状信息存储在数据存储单元10中。

随后，在曝光步骤EXP1之后执行的曝光步骤EXP2中，使第二掩膜图案与在晶片PL上形成的第一图案对准，然后使用第二掩膜对所述第二掩膜图案进行曝光和转移。在曝光步骤EXP2中，所述图案区域的位置信息或者形状信息用于测量第一掩膜图案的位置。

也就是说，曝光装置的主控制单元98通过数据线等读取基于存储在数据存储单元10中的第一掩膜图案的设计数据而指定的图案区域的位置信息或者形状信息。

所述图案区域的位置信息和形状信息均可用于第一掩膜图案的位置测量中。

基于所述信息，曝光装置的主控制单元98然后指定对应于在晶片PL上形成的第一掩膜图案中的图案区域的部分(在下文中称作测量目标部分)的位置。通过基底台控制单元94驱动基底台，顺序地将晶片PL的多个测量目标部分移动到晶片对准显微镜85的位置，并且测量这种测量目标部分的位置。

此后，曝光装置的主控制单元98基于对经受测量的所述部分的位置的测量结果而执行统计过程，诸如EGA，并且确定在图案PL上形成的第一图案的位置信息。然后基于所述位置信息使第二掩膜的第二图案与在晶片PL上形成的第一掩膜图案对准，然后对所述第二掩膜的第二图案进行曝光和转移。进一步，执行显影步骤、蚀刻步骤、薄膜形成步骤等。第一掩膜图案的位置信息是与第一掩膜图案的晶片PL平面中的平移位置、旋转和扩展有关的信息。

在以上的示例中，在经受测量的所述部分上执行针对晶片PL的第一掩膜图案的位置的所有测量。然而，也可测量与经受测量的所述部分分开的专用对准标记。也就是说，可连同专用对准标记一起测量至少一个测量对象部分。

因此，优选地在曝光步骤EXP1中与在第一掩膜上的第一掩膜图案分开地形成专用对准标记并且将其曝光和转移到晶片PL上。

优选地将经受测量的部分的尺寸设置为大于或者等于如上所述的晶片对准显微镜85的分辨率。

本发明可应用于制造电子器件(诸如半导体集成电路LSI或者液晶显示器)的过程的每个光刻处理，并且可在工业上应用。

本发明不限于前述的实施例，而是在不离开本发明的范围的情况下可做出其部件的各种改变和修改。同时，可将实施例中所公开的部件集合在用于实施本发明的任何组合中。例如，可从实施例所公开的所有部件中省略一些部件。此外，可适当地组合不同实施例中的部件。

Claims (17)

1.一种用于处理掩膜图案的设计数据的图案数据处理方法，所述方法包括：

基于所述设计数据指定预定区域作为图案区域，其中所述预定区域在第一方向上的尺寸大于或者等于第一参考值且在与所述第一方向交叉的方向上的尺寸大于或者等于第二参考值。

2.根据权利要求1所述的图案数据处理方法，还包括：

基于所述设计数据提取对应于图案边缘的部分；

其中基于所述对应于图案边缘的部分的位置信息和形状信息中的至少一个执行所述图案区域的指定。

3.根据权利要求1或者2所述的图案数据处理方法，还包括：

当指定多个图案区域时，从所述多个图案区域中选择预定数量的图案区域。

4.根据权利要求3所述的图案数据处理方法，其中基于所述设计数据中的所述多个图案区域的位置关系执行所述选择预定数量的图案区域。

5.根据权利要求4所述的图案数据处理方法，其中所述选择预定数量的图案区域被执行为使得所述预定数量的图案区域以基本上均匀的密度分布在所述设计数据中。

6.根据权利要求1到5中的任一项所述的图案数据处理方法，还包括：

基于所述指定的结果，将所述图案区域的位置信息存储在所述设计数据中。

7.根据权利要求1到5中的任一项所述的图案数据处理方法，还包括：

基于所述指定的结果，将与所述图案区域有关的形状信息或者与所述图案区域的尺寸有关的信息中的至少一个存储在所述设计数据中。

8.根据权利要求1到5中的任一项所述的图案数据处理方法，还包括：

基于所述指定的结果，将所述图案区域的位置信息与所述设计数据中的有关所述图案区域的形状信息和有关所述图案区域的尺寸的信息中的至少一个相关联地存储在所述设计数据中。

9.根据权利要求1到8中的任一项所述的图案数据处理方法，其中所述预定区域是其中所述设计数据的值相同的单个区域。

10.根据权利要求1到8中的任一项所述的图案数据处理方法，其中：

所述预定区域包括第一区域和第二区域，其中所述第一区域中的设计数据的值不同于所述第二区域中的设计数据的值。

11.根据权利要求10所述的图案数据处理方法，其中所述第一区域的第一方向上的尺寸和所述第二区域的第一方向上的尺寸中的至少一个小于或者等于第三参考值。

12.根据权利要求11所述的图案数据处理方法，其中所述第三参考值小于或者等于所述第一参考值的五倍。

13.一种电子器件的制造方法，所述方法包括：

第一曝光步骤，其在曝光体上形成第一掩膜图案；

图案区域指定步骤，其使用根据权利要求1到11中的任一项所述的图案数据处理方法，根据所述第一掩膜图案的设计数据来指定图案区域；

位置确定步骤，其使用与在所述图案区域指定步骤中获得的图案区域有关的信息，确定在所述第一曝光步骤中在所述曝光体上形成的第一掩膜图案的位置信息；以及

第二曝光步骤，其基于在所述位置确定步骤中获得的第一掩膜图案的位置信息而在所述曝光体上形成第二掩膜图案。

14.根据权利要求13所述的电子器件的制造方法，其中所述位置确定步骤包括使用与所述图案区域有关的信息，用图案位置测量系统测量对应于在所述曝光体上形成的所述图案区域的至少一个图案区域的步骤。

15.根据权利要求14所述的电子器件的制造方法，其中将所述第一参考值转换为在所述曝光体上的尺寸并且将其设置为大于或者等于所述图案位置测量系统的分辨率。

16.根据权利要求14或者15所述的电子器件的制造方法，其中当转换为在所述曝光体上的尺寸时，将所述第二参考值设置为大于或者等于所述图案位置测量系统的分辨率。

17.根据权利要求14到16中的任一项所述的电子器件的制造方法，其中当转换为在所述曝光体上的尺寸时，将所述第三参考值设置为小于或者等于所述图案位置测量系统的分辨率。

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