JP2004334065A

JP2004334065A - 光近接効果補正の方法

Info

Publication number: JP2004334065A
Application number: JP2003132557A
Authority: JP
Inventors: ▲黄▼俊仁; Shunjin Ko; ▲黄▼瑞禎; Zuitei Ko; Shoshi Sha; 謝昌志
Original assignee: United Microelectronics Corp
Current assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】フォトマスクの局部領域における不均等なパターン密度によって起こされる露光偏差を考えていない全体の回路パターンに対して、適切な光近接効果補正の方法を提供することを課題とする。
【解決手段】コンピュータシステムを使って、基板に転写される予定の回路パターンに修正作業を行い、回路パターン以外の空白領域で複数の不現像ダミーパターンを形成する。そして、回路パターンと不現像ダミーパターンとを一緒に基板の表で製作する
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光近接効果補正の方法に関し、特にダミーパターンによるパターン密度の差異を減らせる光近接効果補正の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体工程では、集積回路のパターンを半導体チップに順調に転写するために、まず前記集積回路のパターンからフォトマスクパターンを形成しなければならない。そして、フォトマスクパターンを一定の比で縮小してフォトマスクの表面から半導体チップに転写する。
【０００３】
集積回路のパターンが小さく設計されつつあることと、露光装置の解像度における限度の影響によって、高密度的に配列されたフォトマスクパターンを露光工程で転写する時に、光近接効果が起こりやすい。例えば、直角コーナーの円形化、直線末端の短縮及び直線幅の増加や縮小などは光近接効果によってよく見られる転写欠陥である。アメリカ特許ＵＳ６，０４２，９７３とアメリカ特許ＵＳ６，０７７，６３０はフォトマスク表面での複数の集積回路のパターンの縁がそれぞれ円形に近い副解像度格子（ｓｕｂｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｇｒａｔｉｎｇ）を形成することを開示している。これによれば、それぞれの集積回路のパターンを半導体チップに転写する時に、それぞれ前記集積回路のパターンの縁における解像度をあげることができる。しかし、前記副解像度格子はそれぞれ前記集積回路のパターンを転写する時に光近接効果が起こることを避けるのができない。前記光近接効果によってフォトマスクパターンが食い違って、回路パターンを半導体チップに正しく転写できないことを避けるために、最近の半導体工程では、まずコンピュータシステムを使って、回路パターンに光近接効果補正をおこない、光近接効果を除去する。そして、修正された回路パターンによるフォトマスクパターンのフォトマスクを形成する。
【０００４】
図１から図４までを参照してください。図１から図４までには、従来技術による光近接効果補正の方法を示す。図１に示すように、原始回路パターン（１０）はワード線と定義される複数の線形パターン（１２）を含む。線形パターン（１２）を転写する時に、光近接効果による直線末端の短縮と直線幅における増加或いは縮小の現象を避けるために、まずコンピュータシステムを利用して、回路パターン（１０）に光近接効果補正を行わなければならない。図２に示すように、フォトマスクパターン（１４）は図１の回路パターン（１０）に従来技術による光近接効果補正を行った結果である。同じく図３に示すように、原始回路パターン（１６）はドーピング領域を定義する複数の矩形パターン（１８）を含む。矩形パターン（１８）を転写する時に、光近接効果による直角コーナーの円形化の現象を避けるために、まずコンピュータシステムを利用して、回路パターン（１６）に光近接効果補正を行わなければならない。図４に示すように、フォトマスクパターン（２０）は図３の回路パターン（１６）に従来技術による光近接効果補正を行った結果である。
【０００５】
従来技術による光近接効果補正の方法はただ単に光近接効果補正モデルによって、全体の回路パターンに修正をかけるけれども、フォトマスクの局部領域における不均等なパターン密度によって起こされる露光偏差を考えていない。その他、半導体がシステム・オン・チップに向かうような発展にしたがって、たくさんの色々な半導体デバイス（例えば、メモリ、ロジック回路、入力／出力、ＣＰＵなど）が同じチップ内で統合的に形成される。このことによって大幅のコストダウンと処理スピードのアップが計られる。しかし、前記チップの局部領域における回路パターンの密度が激しい差異をもつので、従来技術による光近接効果補正の方法は適切ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術による光近接効果補正の方法はただ単に光近接効果補正モデルによって、全体の回路パターンに修正をかけるけれども、フォトマスクの局部領域における不均等なパターン密度によって起こされる露光偏差を考えていない。全体の回路パターンに対して、適切な光近接効果補正の方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、フォトマスクを提供するステップと、少なくとも一つ回路パターンと少なくとも一つ空白領域とを有し、前記フォトマスクで形成される予定の原始フォトマスクパターンを提供するステップと、前記空白領域で複数のダミーパターンを形成し、前記回路パターンと前記複数のダミーパターンとを除き、余る前記空白領域に修正フォトマスクパターンを形成させるステップと、前記フォトマスクで前記修正フォトマスクパターンを形成するステップとを含む構造によって課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。
【０００８】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載する方法は、パターニングするフォトリソグラフィ工程の光近接効果を減らす光近接効果補正の方法であって、フォトマスクを提供するステップと、少なくとも一つの回路パターンと少なくとも一つ空白領域とを有し、前記フォトマスクで形成される予定の原始フォトマスクパターンを提供するステップと、前記空白領域で複数のダミーパターンを形成し、前記回路パターンと前記複数のダミーパターンとを除き、余る前記空白領域に修正フォトマスクパターンを形成させるステップと、前記フォトマスクで前記修正フォトマスクパターンを形成するステップとを含み、前記回路パターンの透過光と前記ダミーパターンの透過光との間に１８０°の位相差がある。
【０００９】
請求項２に記載する方法は、請求項１における複数のダミーパターンが前記原始フォトマスクパターンのパターン密度の差異性を減らすために使われ、前記原始フォトマスクパターンにおける前記フォトリソグラフィ工程の光近接効果を修正する接触先がプラスチック材質で製造される。
【００１０】
請求項３に記載する方法は、請求項１における複数のダミーパターンが前記回路パターンの周りをとりまく。
【００１１】
請求項４に記載する方法は、請求項１における複数のダミーパターンが空白領域にばらまかれる。
【００１２】
請求項５に記載する方法は、請求項１における回路パターンが前記フォトリソグラフィ工程によって基板表面のレジスト層に転写される。
【００１３】
請求項６に記載する方法は、請求項５における複数のダミーパターンが不現像ダミーパターンであり、前記フォトリソグラフィ工程によって前記レジスト層に転写されない。
【００１４】
請求項７に記載する方法は、請求項６におけるダミーパターンの寸法と数量が前記フォトリソグラフィ工程の露光波長、レンズ開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｐｅｒｔｕｒｅ）及び前記レジスト層の材質によって変わる。
【００１５】
請求項８に記載する方法は、請求項７における各々のダミーパターンの辺の長さがすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数が０．６より小さいことである。
【００１６】
請求項９に記載する方法は、請求項７における各々のダミーパターンの間の距離がすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．３から２．０までである。
【００１７】
請求項１０に記載する方法は、請求項７における各々のダミーパターンと回路パターンとの最短距離が前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．４から２．０までである。
【００１８】
請求項１１に記載する方法は、フォトマスクパターンを形成する方法であって、フォトマスクを提供するステップと、前記フォトマスクの表面で回路パターンを形成し、前記回路パターン以外の前記フォトマスクの表面で複数のダミーパターンを形成するステップとを含み、前記回路パターンの透過光と前記ダミーパターンの透過光との間に１８０°の位相差がある。
【００１９】
請求項１２に記載する方法は、請求項１１における複数のダミーパターンが前記フォトマスクの表面のパターン密度の差異を減らすために使われ、前記フォトマスクにおけるフォトリソグラフィ工程の光近接効果を補正する。
【００２０】
請求項１３に記載する方法は、請求項１２における回路パターンが前記フォトリソグラフィ工程によって基板表面のレジスト層に転写される。
【００２１】
請求項１４に記載する方法は、請求項１２における複数のダミーパターンが不現像ダミーパターンであり、前記フォトリソグラフィ工程によって前記レジスト層に転写されない。
【００２２】
請求項１５に記載する方法は、請求項１４におけるダミーパターンの寸法と数量が前記フォトリソグラフィ工程の露光波長、レンズ開口数及び前記レジスト層の材質によって変わる。
【００２３】
請求項１６に記載する方法は、請求項１５における各々のダミーパターンの辺の長さがすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数が０．６より小さいである。
【００２４】
請求項１７に記載する方法は、請求項１５における各々のダミーパターンの間の距離がすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．３から２．０までである。
【００２５】
請求項１８に記載する方法は、請求項１５における各々のダミーパターンと回路パターンとの最短距離が前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．４から２．０までである。
【００２６】
請求項１９に記載する方法は、パターニングするフォトリソグラフィ工程の光近接効果を減らす光近接効果補正の方法であって、フォトマスクを提供するステップと、前記フォトマスクで形成される予定の回路パターンを提供するステップと、前記回路パターンで局部的な光近接効果補正を行い、修正フォトマスクパターンを得るステップと、前記フォトマスクの表面で前記修正フォトマスクパターンを形成し、前記修正フォトマスクパターン以外の前記フォトマスクの表面で複数のダミーパターンを形成するステップとを含んでなる。
【００２７】
請求項２０に記載する方法は、請求項１９における局部的な光近接効果補正が前記回路パターンの直角コーナーの円形化、直線末端の短縮及び直線幅の増加や縮小などの転写欠陥を修正するために使われる。
【００２８】
請求項２１に記載する方法は、請求項１９における複数のダミーパターンが前記フォトマスクの表面のパターン密度の差異を減らすために使われ、前記フォトマスクにおけるフォトリソグラフィ工程の光近接効果を補正する。
【００２９】
請求項２２に記載する方法は、請求項１９における複数のダミーパターンが不現像ダミーパターンであり、前記フォトリソグラフィ工程によって基板のレジスト層に転写されないで、前記回路パターンが前記フォトリソグラフィ工程によって前記レジスト層に転写される。
【００３０】
請求項２３に記載する方法は、請求項２２におけるダミーパターンの寸法と数量が前記フォトリソグラフィ工程の露光波長、レンズ開口数及び前記レジスト層の材質によって変わる。
【００３１】
請求項２４に記載する方法は、請求項２３におけるダミーパターンの辺の長さがすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数が０．６より小さいことである。
【００３２】
請求項２５に記載する方法は、請求項２３における各々のダミーパターンの間の距離がすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．３から２．０までである。
【００３３】
請求項２６に記載する方法は、請求項２３における各々のダミーパターンと回路パターンとの最短距離が前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．４から２．０までである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明は、まずコンピュータシステムを使って、基板に転写される予定の回路パターンに修正作業を行い、回路パターン以外の空白領域で複数の不現像ダミーパターンを形成する。そして、回路パターンと不現像ダミーパターンとを一緒に基板の表に製作し、更に回路パターンの局部におけるパターン密度の差異を改善することを達成する。
かかる光近接効果補正の方法と特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照して以下に説明する。
【００３５】
【実施例】
図５と図６を参照して下さい。図５と図６はそれぞれ図１と図３の回路パターン（１０）（１６）に本発明の光近接効果補正の方法を行った説明図である。図５に示すように、本発明の方法は基板（表していない。例えば、半導体チップである。）に転写される予定の回路パターン（１０）をフォトマスク（表していない）の表面で直接に形成し、同時に回路パターン（１０）以外のフォトマスクの表面で複数の方形のダミーパターン（３０）を形成する。したがって、回路パターン（１０）とダミーパターン（３０）が合して、フォトマスクパターン（３２）を構成する。即ち、本発明は、まずコンピュータシステムを使って、基板（表していない）に転写される予定の回路パターン（１０）に修正作業を行い、回路パターン（１０）以外の空白領域に複数の不現像ダミーパターン（３０）を形成する。そして、回路パターン（１０）と不現像ダミーパターン（３０）とを一緒にフォトマスク（表していない）の表で製作し、更に回路パターン（１０）の局部におけるパターン密度の差異を改善することを達成する。その中、ダミーパターン（３０）はただ回路パターン（１０）の周りを廻るか（表していない）、或いは図５に示すように回路パターン（１０）以外の空白領域に散らばることもできる。
【００３６】
同じく、図６に示す本発明の方法は基板（表していない）に転写される予定の回路パターン（１６）をフォトマスク（表していない）の表面で直接に形成し、同時に回路パターン（１６）以外のフォトマスクの表面で複数の方形のダミーパターン（４０）を形成する。したがって、回路パターン（１６）とダミーパターン（４０）が合して、フォトマスクパターン（４２）を構成する。
【００３７】
その他、本発明の方法は、まずコンピュータシステムを使って、回路パターン（１０）と回路パターン（１６）で従来技術による光近接効果補正を行い、直角コーナーの円形化、直線末端の短縮及び直線幅の増加や縮小などの転写欠陥を避ける。その後、修正された回路パターンの空白領域で複数の不現像ダミーパターンを形成し、最終に回路パターンと不現像ダミーパターンとを一緒にフォトマスク（表していない）の表面で製作し、回路パターン（１０）と回路パターン（１６）におけるパターン密度の差異を改善することを達成する。
【００３８】
図５と図６の回路パターン（１０）（１６）は次のフォトリソグラフィ工程などのパターン転写工程によって前記フォトマスクから基板表面のレジスト層に転写されるので、本発明の最良実施例の中でのダミーパターン（３０）（４０）の寸法と数量が前記フォトリソグラフィ工程の露光波長、レンズ開口数及び前記レジスト層の材質によって変わり、回路パターンの局部における密度差異を改善し、光近接効果を補正する目的を達成する。本発明のダミーパターン（３０）（４０）のもう一つ重要な設計要素は回路パターン（１０）（１６）の透過光とダミーパターン（３０）（４０）の透過光との間に１８０°の位相差があることである。だから、ダミーパターン（３０）（４０）は前記フォトリソグラフィ工程によって前記レジスト層に転写されない。図５と図６を例として、方形ダミーパターン（３０）（４０）の辺の長さはすべて露光波長の倍数となり、前記倍数が０．６より小さく、各々のダミーパターン（３０）（４０）の間の距離はすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．３から２．０までで、各々のダミーパターン（３０）（４０）と回路パターン（１０）（１６）との最短距離は露光波長の０．４から２．０までの倍数となる。
【００３９】
以上は、この発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の光近接効果補正の方法は基板に転写される予定の回路パターンの周りに複数の不現像ダミーパターンを形成し、前記回路パターンの局部におけるパターン密度による差異を改善し、光近接効果を補正する目的を達成する。従来技術による光近接効果補正の方法と比べて、本発明のダミーパターンは露光工程の条件によって簡単な計算で形成され、従来技術による光近接効果補正の方法による複雑な数学計算を行うため大量な時間を費やすことが避けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による光近接効果補正の方法に係わる説明図である。
【図２】従来技術による光近接効果補正の方法を表す説明図である。
【図３】従来技術による光近接効果補正の方法に係わる説明図である。
【図４】従来技術による光近接効果補正の方法を表す説明図である。
【図５】本発明による光近接効果補正の方法を表す説明図である。
【図６】本発明による光近接効果補正の方法を表す説明図である。
【符号の説明】
１０回路パターン
１２線形パターン
１４フォトマスクパターン
１６回路パターン
１８方形パターン
２０フォトマスクパターン
３０ダミーパターン
３２フォトマスクパターン
４０ダミーパターン
４２フォトマスクパターン

Claims

パターニングするフォトリソグラフィ工程の光近接効果を減らす光近接効果補正の方法において、
フォトマスクを提供するステップと、
少なくとも一つ回路パターンと少なくとも一つ空白領域とを有し、前記フォトマスクで形成される予定の原始フォトマスクパターンを提供するステップと、
前記空白領域で複数のダミーパターンを形成し、前記回路パターンと前記複数のダミーパターンとを除き、余る前記空白領域に修正フォトマスクパターンを形成させるステップと、
前記フォトマスクで前記修正フォトマスクパターンを形成するステップとを含み、
前記回路パターンの透過光と前記ダミーパターンの透過光との間に１８０°の位相差があることを特徴とする方法。
前記複数のダミーパターンは前記原始フォトマスクパターンのパターン密度の差異性を減らすために使われ、前記原始フォトマスクパターンにおける前記フォトリソグラフィ工程の光近接効果を補正することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記複数のダミーパターンが前記回路パターンの周りをとりまくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記複数のダミーパターンが空白領域にばらまかれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記回路パターンが前記フォトリソグラフィ工程によって基板表面のレジスト層に転写されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記複数のダミーパターンは不現像ダミーパターンであり、前記フォトリソグラフィ工程によって前記レジスト層に転写されないことを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記ダミーパターンの寸法と数量は前記フォトリソグラフィ工程の露光波長、レンズ開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｐｅｒｔｕｒｅ）及び前記レジスト層の材質によって変わることを特徴とする請求項６に記載の方法。
各々の前記ダミーパターンの辺の長さはすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数が０．６より小さいことを特徴とする請求項７に記載の方法。
各々の前記ダミーパターンの間の距離はすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．３から２．０までであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
各々の前記ダミーパターンと前記回路パターンとの最短距離は前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．４から２．０までであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
フォトマスクパターンを形成する方法において、
フォトマスクを提供するステップと、
前記フォトマスクの表面で回路パターンを形成し、前記回路パターン以外の前記フォトマスクの表面に複数のダミーパターンを形成するステップとを含み、
前記回路パターンの透過光と前記ダミーパターンの透過光との間に１８０°の位相差があることを特徴とする方法。
前記複数のダミーパターンは前記フォトマスクの表面のパターン密度の差異を減らすために使われ、前記フォトマスクにおけるフォトリソグラフィ工程の光近接効果を補正することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
前記回路パターンが前記フォトリソグラフィ工程によって基板表面のレジスト層に転写されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記複数のダミーパターンは不現像ダミーパターンであり、前記フォトリソグラフィ工程によって前記レジスト層に転写されないことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記ダミーパターンの寸法と数量は前記フォトリソグラフィ工程の露光波長、レンズ開口数及び前記レジスト層の材質によって変わることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
各々の前記ダミーパターンの辺の長さはすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数が０．６より小さいことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
各々の前記ダミーパターンの間の距離はすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．３から２．０までであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
各々の前記ダミーパターンと前記回路パターンとの最短距離は前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．４から２．０までであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
パターニングするフォトリソグラフィ工程の光近接効果を減らす光近接効果補正の方法において、
フォトマスクを提供するステップと、
前記フォトマスクで形成される予定の回路パターンを提供するステップと、
前記回路パターンで局部的な光近接効果補正を行い、修正フォトマスクパターンを得るステップと、
前記フォトマスクの表面で前記修正フォトマスクパターンを形成し、前記修正フォトマスクパターン以外の前記フォトマスクの表面で複数のダミーパターンを形成するステップとを含んでなることを特徴とする方法。
前記局部的な光近接効果補正は前記回路パターンの直角コーナーの円形化、直線末端の短縮及び直線幅の増加や縮小などの転写欠陥を修正するために使われることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
前記複数のダミーパターンは前記フォトマスクの表面のパターン密度の差異を減らすために使われ、前記フォトマスクにおけるフォトリソグラフィ工程の光近接効果を補正することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
前記複数のダミーパターンは不現像ダミーパターンであり、前記フォトリソグラフィ工程によって基板のレジスト層に転写されないで、前記回路パターンは前記フォトリソグラフィ工程によって前記レジスト層に転写されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
前記ダミーパターンの寸法と数量は前記フォトリソグラフィ工程の露光波長、レンズ開口数及び前記レジスト層の材質によって変わることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
前記ダミーパターンの辺の長さはすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数が０．６より小さいことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
各々の前記ダミーパターンの間の距離はすべて前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．３から２．０までであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
各々の前記ダミーパターンと前記回路パターンとの最短距離は前記露光波長の倍数となり、前記倍数の範囲が０．４から２．０までであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。