JP2004177944A - Ｏｐｃの高速化のための一次近似システム - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体デバイス製造過程などにおける光学像の光近接効果補正（ＯＰＣ）システムのパフォーマンスを向上させること。
【解決手段】 ターゲット・デザイン（１１５）の１又は複数のセグメントを典型的な場合のセグメントの所定の組の中の１又は複数の典型的な場合のセグメントに一致させるアナライザ（１０５）と、前記アナライザに結合されており前記ターゲット・デザインの前記１又は複数のセグメントのそれぞれを典型的な場合のセグメントの前記組の中の一致する典型的な場合のセグメントを用いて近似し、調整された光学像を生じさせるコントローラ（１１０）とを備えている光近接効果補正システムである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、広くは、例えば半導体デバイスの製造において用いられるマスクから生じる光学像の光近接効果補正（ＯＰＣ）システムに関し、更に詳しくは、ＯＰＣシステムのパフォーマンスを向上させることに関する。

ＯＰＣシステムはこの技術分野において広く知られている。例えば、Medvedeva他への"Hybrid Aerial Image Simulation"と題する米国特許第６，１７１，７３１号（以下では７３１特許と称する）には、ＯＰＣの背景と有用なＯＰＣプロセスとが記載されている。７３１特許の明細書は、この出願においてその全体を援用することとする。７３１特許には、ＯＰＣシステムのユーザが行わなければならないトレードオフについて書かれている。すなわち、ＯＰＣは、計算の観点から見て集中的なタスクであり、希望する解像度又は行うべき補正の精度に依存するため、ユーザは、時間と解像度との両方が重要であるようなときには、希望する解像度をどのくらいの時間を費やして達成すべきなのかを判断しなければならない。典型的には、多くのイテレーションを伴って実行されるＯＰＣプロセスにおいて用いられる一般的なアルゴリズムが存在している。補正された光学像が処理され下側にある媒体の上に希望しているパターンにより近いものを生じさせるときには、それだけ長く計算に時間を要する。マスクに対して変更が必要な場合には、それがどのような変更であっても、ＯＰＣは再度実行されなければならない。マスクの変更は例えば研究開発において頻繁に生じるのであるから、それは、従来技術によるＯＰＣプロセスが新たなマスク・デザイン及びそれに付随する製品の開発及び実現に対して大きな影響を有するということを意味する。

従って、必要とされているのは、希望するマスク又は光学像の決定に対してＯＰＣプロセスが有する影響を減少させるようにＯＰＣシステムのプロセスを単純かつ効率的に実行するシステム及び方法である。

ターゲット・デザインを集合的に定義する透過部分と阻止部分とを有するマスクから生じる光学像を局所的に補正する光近接効果補正（optical proximity correction = OPC）システムであって、前記ターゲット・デザインの１又は複数のセグメントを典型的な場合のセグメントの所定の組の中の１又は複数の典型的な場合のセグメントに一致させるアナライザと、前記アナライザに結合されており、前記ターゲット・デザインの前記１又は複数のセグメントのそれぞれを、典型的な場合のセグメントの前記組の中の一致する典型的な場合のセグメントを用いて近似し、調整された光学像を生じさせるコントローラとを備えている光近接効果補正システムである。また、ターゲット・デザインを集合的に定義する透過部分と阻止部分とを有するマスクから生じる光学像の局所的補正を用いる光近接効果補正方法であって、ａ）前記ターゲット・デザインを解析し、前記ターゲット・デザインから１又は複数のセグメントを生じさせ、前記１又は複数のセグメントを典型的な場合のセグメントの所定の組の中の１又は複数の典型的な場合のセグメントに一致させるステップと、ｂ）前記ターゲット・デザインの前記１又は複数のセグメントのそれぞれを、典型的な場合のセグメントの前記組の中の一致する典型的な場合のセグメントを用いて近似し、調整された光学像を生じさせるステップとを含む方法である。

本発明は、光学像／マスク画定に対する影響を減少させパフォーマンスの向上を可能にするＯＰＣプロセスを単純かつ効率的に実行する。ＯＰＣのパフォーマンスは、同様のレベルの精度をより短い時間で提供することによって、又は、現在実行されているのと同様の期間でより高い精度を提供することによって、向上する。

本発明は、広くは、例えば半導体デバイスの製造において用いられるマスクから生じる光学像の光近接効果補正（ＯＰＣ）システムに関し、更に詳しくは、ＯＰＣシステムのパフォーマンスを向上させることに関する。以下の説明は、この技術分野の当業者が本発明を実施し使用することを可能にするように提示されており、特許出願として及びその要件を充足するようになされている。この技術分野の当業者にとっては、この出願で述べる好適実施例、本発明の原理及びその特徴に対して、様々な修正が明らかであろう。従って、本発明は、ここで説明される実施例に限定されることは意図しておらず、ここに記載される原理及び特徴から導き出される最も広い範囲で解釈されるべきである。図１は、ＯＰＣシステム１００のための本発明の好適実施例のブロック図である。システム１００は、アナライザ１０５とコントローラ１１０とを含む。アナライザ１０５は、局所的な補正ターゲット・デザイン１１５の表現を受け取り、以下で詳細に説明するように、ターゲット・デザイン１１５をデザイン・プリミティブの組に分割する。像の受信は、光学的装置によるか、又は、ターゲット・デザイン１１５又はその重要部分の表現をアナライザ１０５に転送するそれ以外の入力システムによる。

アナライザ１０５は、ターゲット・デザイン１１５からのデザイン・プリミティブの組を、処理のために、コントローラ１１０に通信する。好適実施例のコントローラ１１０は、１又は複数のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを有する計算システムと、入力／出力（Ｉ／Ｏ）システムと、データベースと本発明を実現するプログラム命令とを記憶するメモリ（典型的には、不揮発性メモリ）とを含む。

好適実施例のコントローラ１１０は、そのメモリに、典型的な場合（ケース）のセグメント（typical case segments）の組を記憶する。この組は、実際のターゲット・デザインにおいて見いだされることを予想できる同じようなセグメントと対応する詳細なＯＰＣパラメータとを表している。典型的な場合の計算集中的なＯＰＣは、実際の適用に先立って実行されるので、計算の精度と速度との間にはトレードオフの必要性は特に存在しない。好適実施例の様々な実現例は、実現例の必要に応じて、より多い又はより少ない所定の典型的な場合を有する。更に、典型的な場合を補正するのに用いられる特定のＯＰＣプロセスは重要ではないと考えられる。その理由は、本発明は、そのような特定のＯＰＣプロセスとは独立に有益であると考えられるからである。

コントローラ１１０は、デザイン・プリミティブの組からのそれぞれのセグメントを、そのメモリに記憶されている典型的な場合のセグメントの組と比較する。それぞれのセグメントは、ある所定のスレショルドの範囲内で、一致するか、又は、一致しない。１又は複数のセグメントが不一致の場合には、コントローラ１１０は、最も近い典型的な場合を初期近似として用いて、不一致のセグメントに対してＯＰＣを実行する。アナライザ１０５からのセグメントがすべて一致する場合には、コントローラ１１０は、追加的な密度チェックを行う。一致するセグメントが「稠密（dense）」であると分類されると、必要とされる追加的なＯＰＣプロセスが存在する可能性がある。密度とは、使用の前にユーザによって設定された特性であり、デザイン・ルール、プロセス及びＯＰＣプロセスに依存する。コントローラ１１０は、デザイン・プリミティブの組が密度チェックを充足すると判断すると、任意の典型的な場合のパラメータを第１の近似として用い、必要に応じて追加的なＯＰＣ処理を実行する。場合によっては、典型的な場合のセグメントは、稠密及び非稠密の両方のコンフィギュレーションで定義されることがある。稠密な前計算に対する典型的な場合の一致は、再度計算される必要はない。

好適実施例のコントローラ１１０は、ターゲット・デザイン（又は、そのプリミティブ）を３つの動作モードとして特徴付ける。すなわち、１）認識された非稠密局所的補正、２）認識されていない非稠密局所的補正、３）認識されていない稠密局所的補正である。モード１では、コントローラ１１０は、すべてのセグメントを一致させ、前に計算された値をＯＰＣ局所的補正として用いる。モード１では、ターゲっっっっっっっっっっｆット・デザインの局所的補正の速度は、システムが近似値を計算するのではなく参照しているために、著しく高速化する。モード２では、コントローラ１１０は、認識されていない（不一致の）入力セグメントに対してＯＰＣを実行するだけであり、やはり、ターゲット・デザインに対する局所的補正の計算は高速化される。というのは、局所的補正の中のいくつか（一致していないもの）は計算される必要がないからである。モード３では、コントローラ１１０は、任意の一致している典型的な場合をＯＰＣの密度局所的補正処理の第１の近似として用いるが、これによって、ターゲット・デザイン１１５に対する局所的補正を実行するのに必要な全体の時間が改善される。これら３つすべてのモードにおいて、速度の改善が実現された。

図２は、典型的な場合のセグメント２００の組の概略的な表現である。これらの典型的な場合のセグメントには、次の４つのプリミティブが含まれる。すなわち、１）幅パラメータ（サイズ１）を含むライン終点（end of line = EOL）２０５、２）幅（サイズ１）と分離距離（サイズ２）とを含む並列したライン終点、３）３つのパラメータ（ＥＯＬ２０５のサイズ１、要素の間の分離距離であるサイズ２、他のラインの幅であるサイズ３）を用いて定義されている別のラインとほぼ垂直に配置されているＥＯＬ２０５を有するＴ接合２１５、そして、４）サイズ１の幅を有する接点２２０である。これら４つのプリミティブは、好適実施例で用いられる。ただし、他の実施例では、特定の応用例やＯＰＣプロセスにとって重要な他のプリミティブを有する場合がある。

典型的な場合の所定の組は、１又は複数の希望するＯＰＣプロセス（例えば、７３１特許に開示されているような）を用いて、４つのプリミティブの様々なサイズ１、サイズ２及びサイズ３（適用に応じて）の結果として生じる。これらのサイズは、予測される実際の使用に従って、また、ターゲット・デザイン１１５のためのデザイン・パラメータに従って、効率的な動作のために変動する。これらの典型的な場合にとって重要なＯＰＣデータは、計算され、コントローラ１１０による使用のために記憶される。

図３は、セグメント３０５及び３１０の局所的補正密度を決定するターゲット・デザイン１１５の一部３００の重要な寸法の表現である。３つのサイズは、示されているサイズ１、サイズ２及びサイズ３として、並列しているセグメント３０５及び３１０から決定される。パラメータである局所的補正密度（ＬＣ密度）は、サイズ１、サイズ２及びサイズ３の中の最小値に設定される。局所的補正は、ＬＣ密度がユーザによって設定された「高密度（High Density）」以下である場合には稠密であると判断され、それ以外の場合には非稠密と判断される。

図４は、ターゲット・デザイン１１５のセクション４００を典型的な場合のセグメント４０５及び４１０に分割する様子を図解している。セクション４００では、２つの重要な局所的補正が評価されるべきプリミティブとして識別される。セグメント４０５はＥＯＬであり、セグメント４１０はＴ接合である。セグメント４０５及び４１０は、アナライザ１０５によって決定され、図１に示されているように、コントローラ１１０に送られる。

図５は、本発明の好適実施例のプリミティブ・フロー・チャートである。プロセス５００は、予め決定するステップを含む。すなわち、ＯＰＣプロセス・パラメータの決定ステップ５０５と、典型的な場合の定義ステップ５１０とである。ステップ５０５及び５１０は、データ・テーブル作成ステップ５１５によって用いられる。ステップ５１０及びステップ５１５は、図２との関係で既に述べた。

次に、ターゲット・デザイン１１５は、システム１００によって実現される局所的補正タスクのステップ５５０に対して設定される。プロセス５００は、局所的補正密度をステップ５５５で決定し、ステップ５６０では局所的補正認識を実行する。ステップ５５５については図３との関係で上述し、ステップ５６０については図４との関係で上述した。

プロセス５００は、次に、ステップ５１５の所定のテーブルと、ステップ５５５の密度決定と、ステップ５６０の局所的補正認識とを、ステップ５６５において用いられるユーザの設定によるパラメータ（例えば、密度スレショルドの「高密度」パラメータ）のデータ・ストア５７０と共に用いて、局所的補正ステップ５６５を実行する。プロセス５００の結果的な状態は、図１との関係で上述したモードに対応する。すなわち、認識された非稠密及び稠密局所的補正ステップ５７５はモード１に対応し、認識されていない非稠密局所的補正ステップ５８０はモード２に対応し、稠密局所的補正ステップ５８５はモード３に対応する。

以上で本発明を示された実施例に従って説明したが、この技術分野の当業者であれば、実施例に対しては変形がありうるし、これらの変形例は本発明の精神と範囲とに属することを理解するはずである。従って、冒頭の特許請求の範囲の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの修正がこの技術分野の当業者によってなされうる。

図１は、ＯＰＣシステムのための本発明の好適実施例のブロック図である。 図２は、典型的な場合のセグメントの組の概略的な表現である。 図３は、局所的な補正密度を決定する重要な尺度の図形的な表現である。 ターゲット・デザインの典型的な場合のセグメントへの分割を図解している図である。 本発明の好適実施例のプロセス・フロー・チャートである。

Claims (10)

1. ターゲット・デザインを集合的に定義する透過部分と阻止部分とを有するマスクから生じる光学像を局所的に補正する光近接効果補正システムであって、
   前記ターゲット・デザインの１又は複数のセグメントを典型的な場合のセグメントの所定の組の中の１又は複数の典型的な場合のセグメントに一致させるアナライザと、
   前記アナライザに結合されており、前記ターゲット・デザインの前記１又は複数のセグメントのそれぞれを、典型的な場合のセグメントの前記組の中の一致する典型的な場合のセグメントを用いて近似し、調整された光学像を生じさせるコントローラと、
   を備えていることを特徴とする光近接効果補正システム。
2. 請求項１記載のシステムにおいて、典型的なケースのセグメントの前記組は、様々な寸法のライン終点と、隣接ライン終点と、Ｔ接合と、接触する典型的な場合とを含むことを特徴とするシステム。
3. 請求項１記載のシステムにおいて、前記コントローラは、前記ターゲット・デザインの一致しないセグメントに対する局所的補正を開始することを特徴とするシステム。
4. 請求項１記載のシステムにおいて、前記コントローラは、一致している典型的な場合のセグメントを第１の近似として用いて前記ターゲット・デザインの一致している稠密なセグメントに対する局所的な補正を開始することを特徴とするシステム。
5. ターゲット・デザインを集合的に定義する透過部分と阻止部分とを有するマスクから生じる光学像の局所的補正を用いる光近接効果補正方法であって、
   ａ）前記ターゲット・デザインを解析し、前記ターゲット・デザインから１又は複数のセグメントを生じさせ、前記１又は複数のセグメントを典型的な場合のセグメントの所定の組の中の１又は複数の典型的な場合のセグメントに一致させるステップと、
   ｂ）前記ターゲット・デザインの前記１又は複数のセグメントのそれぞれを、典型的な場合のセグメントの前記組の中の一致する典型的な場合のセグメントを用いて近似し、調整された光学像を生じさせるステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
6. 請求項５記載の方法において、典型的なケースのセグメントの前記組は、様々な寸法のライン終点と、隣接ライン終点と、Ｔ接合と、接触する典型的な場合とを含むことを特徴とする方法。
7. 請求項５記載のシステムにおいて、
   ｃ）前記ターゲット・デザインの一致しないセグメントに対する局所的補正を開始するステップを更に含むことを特徴とする方法。
8. 請求項５記載のシステムにおいて、
   ｃ）一致している典型的な場合のセグメントを第１の近似として用いて前記ターゲット・デザインの一致している稠密なセグメントに対する局所的な補正を開始するステップを更に含むことを特徴とする方法。
9. 典型的な場合のセグメントの所定の組に対する局所的補正の組であって、
   潜在的なターゲット・デザインの組の中の典型的な場合を表す複数のデザイン・プリミティブと、
   前記複数のデザイン・プリミティブを実際のターゲット・デザインに適用する前に計算された前記複数のデザイン・プリミティブのそれぞれに対応する局所的補正の対応する組と、
   を備えていることを特徴とする局所的補正の組。
10. 典型的な場合のセグメントの所定の組に対する局所的補正の組を生じさせる方法であって、
    潜在的なターゲット・デザインの組の中の典型的な場合を表す複数のデザイン・プリミティブを生じさせるステップと、
    前記複数のデザイン・プリミティブを実際のターゲット・デザインに適用する前に、前記複数のデザイン・プリミティブのそれぞれに対応する局所的補正の対応する組を計算するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。

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