JP2006235080A - Method for making mask pattern, method for making layout, method for manufacturing photomask, photomask, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent pattern collapse of a line end portion or a defect pattern as a whole and to improve the process margin in lithography and the manufacturing yield of a device. <P>SOLUTION: The method for making a mask pattern comprises: recognizing a dummy pattern 51 which does not effect on device operation among design data of a semiconductor device corresponding to a pattern to be formed in a mask, extracting an end portion of the line or space constituting the recognized dummy pattern 51; and newly arranging a common dummy pattern 52 to connect the extracted end portion and a dummy pattern 51 adjacent to the end portion. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置の設計データからマスクパターンを作成するためのマスクパターン作成方法、このマスクパターン作成方法を用いたフォトマスクの製造方法及びフォトマスク、更にはこのフォトマスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。また、設計データを補正するためのレイアウト作成方法に関する。   The present invention relates to a mask pattern creation method for creating a mask pattern from design data of a semiconductor device, a photomask manufacturing method and a photomask using the mask pattern creation method, and a semiconductor device using the photomask. It relates to a manufacturing method. The present invention also relates to a layout creation method for correcting design data.

近年の半導体製造技術の進歩は非常に目覚しく、最小加工寸法0.09μmサイズの半導体装置が量産されている。このような微細化は、マスクプロセス技術,光リソグラフィ技術,及びエッチング技術等の微細パターン形成技術の飛躍的な進歩により実現されている。   Recent progress in semiconductor manufacturing technology is very remarkable, and semiconductor devices with a minimum processing dimension of 0.09 μm are mass-produced. Such miniaturization is realized by dramatic progress in fine pattern formation techniques such as a mask process technique, an optical lithography technique, and an etching technique.

パターンサイズが十分大きい時代には、設計パターンに忠実なマスクパターンを作成し、そのマスクパターンを投影光学系によってウェハ上に転写し、下地をエッチングすることによってほぼ設計パターン通りのパターンがウェハ上に形成できた。しかし、パターンの微細化が進むにつれて、各プロセスでパターンを忠実に形成することが困難になってきており、最終仕上り寸法が設計パターン通りにならない問題が生じてきた。これらの問題を解決するために、各プロセスでの変換差を考慮して、最終仕上り寸法が設計パターン寸法と等しくなるように、設計パターンと異なるマスクパターンを作成する手段(以下、マスクデータ処理と言う)が非常に重要になっている。   In an era when the pattern size is sufficiently large, a mask pattern that is faithful to the design pattern is created, the mask pattern is transferred onto the wafer by the projection optical system, and the underlying pattern is etched onto the wafer. I was able to form. However, as pattern miniaturization progresses, it has become difficult to faithfully form a pattern in each process, and a problem has arisen that the final finished dimension does not match the design pattern. In order to solve these problems, taking into account conversion differences in each process, means for creating a mask pattern different from the design pattern so that the final finished dimension becomes equal to the design pattern dimension (hereinafter referred to as mask data processing). Say) has become very important.

マスクデータ処理には、図形演算処理やデザインルールチェッカー(D.R.C.)等を用いてマスクパターンを変化させるMDP(Mask Data Processing)処理、更には光近接効果(Optical Proximity Effect:OPE)を補正するためのOPC(Optical Proximity Correction)処理等があり、これらの処理を行うことによって最終仕上り寸法が所望になるようにマスクパターンを適切に補正する。   For mask data processing, figure calculation processing, MDP (Mask Data Processing) processing for changing a mask pattern using a design rule checker (DRC), etc., and further, optical proximity effect (Optical Proximity Effect: OPE) correction There is an OPC (Optical Proximity Correction) process, etc., and by performing these processes, the mask pattern is appropriately corrected so that the final finished dimension becomes desired.

近年では、デバイスパターンの微細化に伴いリソグラフィプロセスにおけるk1値(k1=W/(NA/λ)、W:設計パターンの寸法、λ:露光装置の露光波長、NA:露光装置に使用されているレンズの開口数)が益々低減し、その結果、OPEがより増大する傾向にあるため、OPC処理の負荷が非常に大きくなっている。OPC処理の高精度化を達成するために、OPEを正確に予測できる光強度シミュレータを搭載して、マスクパターン毎に適切な補正値を計算できるモデルベースOPC手法が主流となっている(例えば、特許文献1,2参照)。
特開2001−13668号公報 特開2003−17390号公報
In recent years, with the miniaturization of device patterns, k1 values (k1 = W / (NA / λ) in the lithography process, W: design pattern dimensions, λ: exposure wavelength of exposure apparatus, and NA: exposure apparatus are used. The numerical aperture (lens) of the lens is further reduced, and as a result, the OPE tends to increase further, so that the load of the OPC processing becomes very large. In order to achieve high accuracy of OPC processing, a model-based OPC method that is equipped with a light intensity simulator capable of accurately predicting OPE and can calculate an appropriate correction value for each mask pattern has become mainstream (for example, (See Patent Documents 1 and 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-13668 JP 2003-17390 A

しかしながら、現状のモデルベースOPCにおいても補正は完全とは言えず、微細化が進むにつれてライン端部における形状の設計パターンとの乖離は大きくなっている。このため、露光装置でウェハ上にレジストパターンを形成したときに、パターンのライン端部が倒壊若しくはディフェクトとなる可能性が高くなってきている。   However, even in the current model-based OPC, the correction cannot be said to be complete, and the deviation from the design pattern of the shape at the line end increases as the miniaturization progresses. For this reason, when a resist pattern is formed on a wafer with an exposure apparatus, the possibility that the line end of the pattern will collapse or become defective is increasing.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、ライン端部のレジストパターン倒壊若しくはパターン自体がディフェクトとなることを防止することができ、リソグラフィのプロセスマージンの向上及びデバイスの製造歩留まりの向上などに寄与し得るマスクパターン作成方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to prevent the resist pattern from collapsing at the end of the line or the pattern itself from being defective, and improve the lithography process margin. Another object of the present invention is to provide a mask pattern forming method that can contribute to an improvement in device manufacturing yield.

また、本発明の他の目的は、この方法を用いたフォトマスクの製造方法及びフォトマスク、更には半導体装置の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、設計データを補正するためのレイアウト作成方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a photomask manufacturing method and photomask using this method, and further a semiconductor device manufacturing method. Another object of the present invention is to provide a layout creation method for correcting design data.

上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。   In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.

即ち、本発明の一態様は、マスクパターンの作成方法において、マスクに形成すべきパターンに対応する半導体装置の設計データの中からデバイス動作に影響を与えないダミーパターンを認識する工程と、前記認識されたダミーパターンを形成するライン若しくはスペースの端部を抽出する工程と、前記抽出された端部と該端部に隣接するダミーパターンとを接続するための共有ダミーパターンを新たに配置する工程と、を含むことを特徴とする。   That is, according to one aspect of the present invention, in the method for creating a mask pattern, a step of recognizing a dummy pattern that does not affect device operation from design data of a semiconductor device corresponding to a pattern to be formed on the mask; A step of extracting an end portion of a line or space forming the dummy pattern, and a step of newly arranging a shared dummy pattern for connecting the extracted end portion and a dummy pattern adjacent to the end portion. , Including.

また、本発明の別の一態様は、マスクパターンの作成方法において、マスクに形成すべきパターンに対応する半導体装置の設計データの中からデバイスパターンを成すライン若しくはスペースの端部を抽出する工程と、前記抽出された端部と該端部に対向するパターンとの距離Sと、リソグラフィによるライン端部のレジスト仕上がり寸法と、の関係を測定する工程と、前記距離Sと、レジストをマスクとしたエッチングの側壁堆積物付着によるライン端部のエッチング寸法変換差と、の関係を測定する工程と、前記レジスト仕上がり寸法に前記エッチング寸法変換差を考慮したライン端部の最終寸法が所定寸法以内に入るように前記距離Sの値を決定する工程と、を含むことを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, in the method for creating a mask pattern, a step of extracting an end portion of a line or space forming a device pattern from design data of a semiconductor device corresponding to a pattern to be formed on a mask; , A step of measuring a relationship between a distance S between the extracted end portion and a pattern facing the end portion and a resist finish dimension of the line end portion by lithography, the distance S, and using the resist as a mask The step of measuring the relationship between the etching dimension conversion difference at the line end due to the adhesion of the etching side wall deposit, and the final dimension of the line end considering the etching dimension conversion difference within the resist finish dimension is within a predetermined dimension. The step of determining the value of the distance S as described above.

また、本発明の更に別の一態様は、フォトマスクにおいて、マスク基板上に半導体装置のパターンとライン/スペースのダミーパターンを有し、前記ダミーパターンを形成するライン若しくはスペースの端部が、共有パターンによって隣接するダミーパターンに接続されていることを特徴とする。   According to still another aspect of the present invention, a photomask includes a semiconductor device pattern and a line / space dummy pattern on a mask substrate, and an end of the line or space forming the dummy pattern is shared. It is characterized by being connected to an adjacent dummy pattern by a pattern.

また、本発明の更に別の一態様は、設計データを修正するためのレイアウト作成方法において、設計データの中からデバイス動作に影響を与えないダミーパターンを認識する工程と、前記認識されたダミーパターンを形成するライン若しくはスペースの端部を抽出する工程と、前記抽出された端部と該端部に隣接するダミーパターンとを接続するための共有ダミーパターンを新たに配置する工程と、前記共有ダミーパターンが配置されたレイアウトを新たな設計データとして登録する工程と、を含むことを特徴とする。   According to still another aspect of the present invention, in a layout creation method for correcting design data, a step of recognizing a dummy pattern that does not affect device operation from the design data, and the recognized dummy pattern Extracting an end of a line or space that forms a line, a step of newly arranging a shared dummy pattern for connecting the extracted end and a dummy pattern adjacent to the end, and the shared dummy And a step of registering a layout in which a pattern is arranged as new design data.

また、本発明の更に別の一態様は、設計データを修正するためのレイアウト作成方法において、設計データの中からデバイスパターンを成すライン若しくはスペースの端部を抽出する工程と、前記抽出された端部と該端部に対向するパターンとの距離Sと、リソグラフィによるライン端部のレジスト仕上がり寸法と、の関係を測定する工程と、前記距離Sと、レジストをマスクとしたエッチングの側壁堆積物付着によるライン端部のエッチング寸法変換差と、の関係を測定する工程と、前記レジスト仕上がり寸法に前記エッチング寸法変換差を考慮したライン端部の最終寸法が所定寸法以内に入るように前記距離Sの値を決定する工程と、距離Sの位置にパターンを配置する工程と、前記距離Sの位置にパターンが配置されたレイアウトを新たな設計データとして登録する工程と、を含むことを特徴とする。   According to still another aspect of the present invention, in a layout creation method for modifying design data, a step of extracting an end of a line or space forming a device pattern from the design data, and the extracted end A step of measuring a relationship between a distance S between a portion and a pattern facing the end and a resist finished dimension of a line end by lithography, and adhesion of a sidewall deposit in etching using the distance S and a resist as a mask The step of measuring the relationship between the etching dimension conversion difference at the line end due to the step S and the distance S so that the final dimension of the line end considering the etching dimension conversion difference is within a predetermined dimension in the resist finished dimension. A process of determining a value, a process of arranging a pattern at the position of the distance S, and a layout in which the pattern is arranged at the position of the distance S Characterized in that it comprises a step of registering as a Do design data.

本発明によれば、ダミーパターンのライン若しくはスペースの端部を隣接するダミーパターンに接続する、又は半導体装置パターンのライン若しくはスペースの端部と対向するパターンとの距離Sを最適に設定することにより、ライン端部のパターン倒壊若しくはパターン自体がディフェクトとなることを防止することができる。これにより、リソグラフィのプロセスマージンの向上及びデバイスの製造歩留まりの向上などに寄与することが可能となる。   According to the present invention, the end of the line or space of the dummy pattern is connected to the adjacent dummy pattern, or the distance S between the end of the line or space of the semiconductor device pattern and the pattern opposing the pattern is optimally set. It is possible to prevent the line end pattern from collapsing or the pattern itself from being defective. As a result, it is possible to contribute to the improvement of the process margin of lithography and the improvement of device manufacturing yield.

以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。   The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

(第1の実施形態)
図1(a)は、本出願人が先に提案したダミーパターン配置方法の一例を示す図である(特願2004−360109)。図中の点線で囲まれたL/S形状のダミーパターン12がメインパターン(デバイスパターン)11の光コントラスト向上に対して有効であり、かつ比較的大きい凸型パターンに対してOPC処理を行わないで、微細パターンにのみOPC処理を行うことで、EBの露光時間、MDP処理時間を低減できる。
(First embodiment)
FIG. 1A is a diagram showing an example of a dummy pattern arrangement method previously proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 2004-360109). The L / S-shaped dummy pattern 12 surrounded by a dotted line in the figure is effective for improving the optical contrast of the main pattern (device pattern) 11 and does not perform OPC processing on a relatively large convex pattern. Thus, by performing the OPC process only on the fine pattern, the EB exposure time and the MDP processing time can be reduced.

図1(b)に、上記手法で作成されたマスクに対して露光を行ったシミュレーション結果の一部を拡大した図を示す。図中の13は露光後のメインパターン、14は露光後のダミーパターンである。この結果より、点線で囲まれた孤立的なダミーパターン14が細くなることが観察される。さらに、実際に基板上に露光した結果(SEM像)を、図2に顕微鏡写真として示す。点線で囲まれた部分が図1(b)の点線部に対応する部分であり、これらの箇所で一部レジスト倒れが発生していることが分かる。   FIG. 1B shows an enlarged view of a part of the simulation result obtained by exposing the mask created by the above method. In the figure, 13 is a main pattern after exposure, and 14 is a dummy pattern after exposure. From this result, it is observed that the isolated dummy pattern 14 surrounded by a dotted line becomes thin. Furthermore, the result (SEM image) actually exposed on the substrate is shown as a micrograph in FIG. The part surrounded by the dotted line is a part corresponding to the dotted line part of FIG. 1B, and it can be seen that a part of the resist collapse occurs in these parts.

このように孤立して配置された微細パターンは、露光時のフォーカス変動の影響、若しくは露光装置のレンズの収差の影響により寸法が細くなることが知られている。また、ライン先端部のように下地膜との接触面積が小さいパターン部では、寸法細りによるレジスト消失前に下地膜からの“はがれ”が発生することがある。   It is known that the fine patterns arranged in this way are thin due to the influence of focus fluctuation during exposure or the influence of lens aberration of the exposure apparatus. Further, in a pattern portion having a small contact area with the base film, such as a line tip, “peeling” from the base film may occur before the resist disappears due to dimensional thinning.

つまり、図1に示すダミーパターン配置方法では、メインパターンの光コントラストを向上させることは可能であるが、ダミーパターン先端部でのレジスト倒れが発生する可能性を否定できない。このようなレジスト倒れにより生じるダストはメインパターン上に付着し、オープン或いはショートを招く危険性があり、歩留まり劣化の原因となる。そのため、光コントラストを落とすことなく、レジスト倒れを発生させないようなダミーパターン形状とすることが求められる。   That is, in the dummy pattern arrangement method shown in FIG. 1, it is possible to improve the optical contrast of the main pattern, but it is impossible to deny the possibility of resist collapse at the leading edge of the dummy pattern. Dust generated by such resist collapse adheres to the main pattern, and there is a risk of causing an open or short, which causes yield deterioration. Therefore, it is required to have a dummy pattern shape that does not cause resist collapse without reducing optical contrast.

ここで、パターンとは長さW以下のエッジを有し、かつ前記エッジの両頂点から長さW以上のエッジが同一方向に接続された形状を有するライン若しくはスペース部のことを指し、パターン先端部とは長さWのエッジの両頂点の近傍を指す。特に本実施形態が有効となるWの寸法は、露光波長λ、露光装置のレンズ開口数をNAとしたときに、
W/(λ/NA)≦0.32 …(1)
の関係を満たす場合である。
Here, the pattern refers to a line or space portion having an edge having a length of W or less and having a shape in which edges having a length of W or more are connected in the same direction from both vertices of the edge. A part refers to the vicinity of both vertices of an edge of length W. In particular, the dimension of W for which the present embodiment is effective is that when the exposure wavelength λ and the numerical aperture of the exposure apparatus are NA,
W / (λ / NA) ≦ 0.32 (1)
Is satisfied.

本実施形態の特徴は、ダミーパターンの配置を工夫することにより、ダミーパターンの先端部でのレジスト倒れを防止することにある。図3(a)に本実施形態によるダミーパターン配置方法の一例を示し、図3(b)に作成されたマスクに対して露光を行ったシミュレーション結果の一部を拡大した図を示す。なお、図3中の31はデバイスパターン、32はダミーパターン、33は露光後のデバイスパターン、34は露光後のダミーパターンである。   The feature of this embodiment is to prevent resist collapse at the tip of the dummy pattern by devising the arrangement of the dummy pattern. FIG. 3A shows an example of the dummy pattern placement method according to the present embodiment, and FIG. 3B shows an enlarged view of a part of the simulation result obtained by performing exposure on the mask created. In FIG. 3, 31 is a device pattern, 32 is a dummy pattern, 33 is a device pattern after exposure, and 34 is a dummy pattern after exposure.

本実施形態では、上記のように光コントラストを落とすことなく、レジスト倒れを発生させないための設計レイアウトが示されている。即ち、図4のフローチャートに示すように、まずマスクに形成すべきパターンに対応する半導体装置の設計データの中から、デバイス動作に影響を与えないダミーパターンを認識する(ステップS1)。次いで、ダミーパターンのうちレジスト倒れが発生しやすいラインの端部を抽出する(ステップS2)。そして、抽出した端部を隣接する他のダミーパターンの一部と共有する。即ち、抽出した端部と隣接するダミーパターンとの間に共有ダミーパターンを新たに設けることによって、端部を隣接するダミーパターンに接続する(ステップS3)。これにより、ダミーパターンの端部を消去する(ステップS4)。   In the present embodiment, a design layout for preventing resist collapse without reducing optical contrast as described above is shown. That is, as shown in the flowchart of FIG. 4, first, a dummy pattern that does not affect the device operation is recognized from the design data of the semiconductor device corresponding to the pattern to be formed on the mask (step S1). Next, the end of the line where the resist collapse is likely to occur is extracted from the dummy pattern (step S2). Then, the extracted end portion is shared with a part of another adjacent dummy pattern. That is, by newly providing a shared dummy pattern between the extracted end portion and the adjacent dummy pattern, the end portion is connected to the adjacent dummy pattern (step S3). Thereby, the end of the dummy pattern is erased (step S4).

このようなプロセスにより、レジスト倒れの発生を防ぐレイアウト作成が可能になる。このとき、ダミーパターンのライン端部と他のダミーパターンとの共有部分が著しく大きくなると、メインパターン(デバイスパターン)に対する光コントラストの向上を妨げることになる。そこで、ライン端部でのレジスト倒れが回避できる必要最小限の大きさで共有部分を形成することが望ましい。   Such a process makes it possible to create a layout that prevents the occurrence of resist collapse. At this time, if the shared portion between the line end portion of the dummy pattern and the other dummy pattern becomes significantly large, the improvement of the optical contrast with respect to the main pattern (device pattern) is hindered. Therefore, it is desirable to form the shared portion with a minimum size that can avoid resist collapse at the end of the line.

特にメインパターンの線幅Wが、前記式(1)を満たす場合には、露光装置の照明形状を特殊な形状とすることでパターンの解像度を上げることが必要となる。具体的には2つ目照明(図13(a))若しくは4つ目照明(図13(b))と呼ばれる特殊照明形状であったりする。このような照明形状を適用することにより、メインパターンの寸法に影響を及ぼす範囲(これを光学的距離と呼ぶ)が増大する。前記式(1)を満たす場合には光学的距離は1μm以上になり、メインパターンから1μm以上離れたダミーパターンの形状が、メインパターンの寸法に影響を及ぼすことを意味している。このような場合には、特にライン先端部に共有ダミーパターンを付加することによるメインパターンへの影響を最小限に抑えるように共有パターンの大きさを決定することが重要となる。また、ダミーパターンを規則的なラインアンドスペースパターンで配置すると、メインパターンのコントラスト向上に更に効果がある。   In particular, when the line width W of the main pattern satisfies the formula (1), it is necessary to increase the pattern resolution by setting the illumination shape of the exposure apparatus to a special shape. Specifically, it may have a special illumination shape called second illumination (FIG. 13A) or fourth illumination (FIG. 13B). By applying such an illumination shape, a range (referred to as an optical distance) that affects the dimensions of the main pattern increases. When the expression (1) is satisfied, the optical distance is 1 μm or more, and the shape of the dummy pattern that is 1 μm or more away from the main pattern affects the dimensions of the main pattern. In such a case, it is important to determine the size of the shared pattern so as to minimize the influence on the main pattern due to the addition of the shared dummy pattern at the end of the line. In addition, if the dummy patterns are arranged in a regular line and space pattern, it is more effective to improve the contrast of the main pattern.

図5(a)に示すように、共有されるダミーパターン52の大きさはダミーパターン51の線幅(A)の0.5倍以上かつ2倍以下のサイズとした。これにより、メインパターンに対する光コントラストの向上を維持することができる。なお、本実施形態では隣接パターンとの接続領域の大きさを、ダミーパターン51の線幅の(A)の0.5倍以上かつ2倍以下としたが、これに限るものではなくリソグラフィシミュレーション若しくは実際のレジスト形状から実験的に隣接パターンとの接続領域の最適値を求めてもよい。   As shown in FIG. 5A, the size of the shared dummy pattern 52 is set to be 0.5 times or more and 2 times or less the line width (A) of the dummy pattern 51. Thereby, the improvement of the optical contrast with respect to a main pattern can be maintained. In the present embodiment, the size of the connection region with the adjacent pattern is 0.5 to 2 times the line width (A) of the dummy pattern 51. However, the present invention is not limited to this. The optimum value of the connection region with the adjacent pattern may be obtained experimentally from the actual resist shape.

また、図5(b)に示すように、ダミーパターン51のライン終端部が1列に並んでいる場合には、それぞれのライン先端部を最小限の大きさで共有化することで、ダミー周辺部に存在するメインパターンに対する光コントラストへの影響を最小限に抑えて、レジスト倒れを回避することが可能となる。   Further, as shown in FIG. 5B, when the line end portions of the dummy pattern 51 are arranged in a line, by sharing each line tip portion with a minimum size, It is possible to avoid resist collapse by minimizing the influence on the optical contrast with respect to the main pattern existing in the portion.

このように本実施形態によれば、設計データの中からダミーパターンを認識し、ダミーパターンを形成するライン端部を抽出し、抽出した端部を隣接するダミーパターンに接続することにより、ライン端部のパターン倒壊若しくはパターン自体がディフェクトとなることを防止することができる。従って、リソグラフィのプロセスマージンの向上及びデバイスの製造歩留まりの向上をはかることができる。   As described above, according to the present embodiment, the dummy pattern is recognized from the design data, the line end portion that forms the dummy pattern is extracted, and the extracted end portion is connected to the adjacent dummy pattern. It is possible to prevent the pattern collapse of the part or the pattern itself from being a defect. Accordingly, it is possible to improve the lithography process margin and the device manufacturing yield.

(第2の実施形態)
図6は、ライン先端部のリソグラフィ後のウェハ上でのレジスト仕上がり形状を示しており、図中の61は露光後のデバイスパターン、62は露光後のダミーパターンである。図6の実線がOPC後のマスクパターン平面形状であり、点線が設計パターンである。即ち、OPC後のマスクパターンから算出されたウェハ上でのレジスト仕上がり平面形状が示されている。
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows the resist finished shape on the wafer after lithography at the front end of the line, in which 61 is a device pattern after exposure, and 62 is a dummy pattern after exposure. The solid line in FIG. 6 is the mask pattern planar shape after OPC, and the dotted line is the design pattern. That is, the resist finished planar shape on the wafer calculated from the mask pattern after OPC is shown.

図6(a)はライン端から0.8μm程度離れた位置に別のパターンが存在する場合、図6(b)はライン端から0.4μm程度離れた位置に別のパターンが存在する場合である。なお、ライン端に対向する別のパターンは、必ずしもダミーパターンに限らず、デバイスパターンであっても良い。   FIG. 6A shows a case where another pattern exists at a position about 0.8 μm away from the line end, and FIG. 6B shows a case where another pattern exists at a position about 0.4 μm away from the line end. is there. The other pattern facing the line end is not necessarily a dummy pattern, and may be a device pattern.

図6の(a)と(b)では、ライン先端部の形状が異なることが分かる。(a)の方が先端部と下地との接触面積が十分に確保できているが、(b)では先端部が尖ってしまっていて下地との接触面積が十分に確保できていない。その結果、(b)ではライン端部でのレジスト倒れが発生する可能性が高く、リソグラフィの観点からは(a)の方が望ましい。   6A and 6B show that the shape of the line tip portion is different. In (a), the contact area between the tip and the base is sufficiently secured, but in (b), the tip is sharp and the contact area with the base is not sufficiently secured. As a result, in (b), there is a high possibility of resist collapse at the end of the line, and (a) is more desirable from the viewpoint of lithography.

一方、図7は図6のレジスト形状を用いてレジスト下地をエッチング加工した後の仕上がり形状を示しており、図中の71はエッチング後のデバイスパターン、72はエッチング後のダミーパターンである。これも図6と同様に、点線でOPC後のマスクパターン平面形状を、実線で設計パターンを示している。   On the other hand, FIG. 7 shows a finished shape after the resist base is etched using the resist shape of FIG. 6, in which 71 is a device pattern after etching, and 72 is a dummy pattern after etching. Similarly to FIG. 6, the mask pattern planar shape after OPC is indicated by a dotted line, and the design pattern is indicated by a solid line.

図7(a)ではデバイスパターン71のライン端部とライン端部に対向するダミーパターン72との距離が離れているため、エッチングされる面積が多くなり、その時に生じる反応生成物がライン端部に側壁堆積物として付着しやすくなる。このため、ウェハ上でライン端部が接触し、電気的にショートしてしまう可能性がある。また、図7(b)ではライン端部と別パターンとの距離が近く、エッチングされる面積が(a)よりも少なく、反応生成物の側壁堆積物付着が少なくて済む。つまり、エッチングの観点から見ると、(b)の方がレジスト形状を忠実に再現できるために望ましい。   In FIG. 7A, since the distance between the line end of the device pattern 71 and the dummy pattern 72 facing the line end is large, the area to be etched increases, and the reaction product generated at that time is generated at the line end. It becomes easy to adhere as a side wall deposit. For this reason, there is a possibility that the end of the line comes into contact with the wafer and is electrically short-circuited. Further, in FIG. 7B, the distance between the line end portion and another pattern is short, the area to be etched is smaller than that in FIG. 7A, and the side wall deposits of the reaction product can be reduced. That is, from the viewpoint of etching, (b) is preferable because the resist shape can be faithfully reproduced.

本実施形態では、これらの観点より、ライン端部から別パターンまでの距離に応じて、エッチング後にライン端部に付着する側壁堆積物の量を見積もり、その結果、ライン端部でのレジスト寸法、ライン先端部でのショートニング量(後退量)がどの程度変化するのかを見積もった。このときのフローチャートを、図8に示す。   In this embodiment, from these viewpoints, the amount of side wall deposits attached to the line end after etching is estimated according to the distance from the line end to another pattern, and as a result, the resist dimensions at the line end, We estimated how much the amount of shortening (retraction amount) at the end of the line would change. The flowchart at this time is shown in FIG.

まず、設計データの中からデバイスパターンを成すラインの端部を抽出する(ステップS1)。次いで、抽出した端部と該端部に対向するダミーパターンとの距離Sと、レジストをマスクとしたエッチングの側壁堆積物付着によるライン端部のエッチング寸法変換差と、の関係を測定する(ステップS2)。続いて、リソグラフィによるライン端部のレジスト仕上がり寸法と距離Sとの関係を測定する(ステップS3)。次いで、レジスト仕上がり寸法にエッチング寸法変換差を考慮したライン端部の最終寸法が所定寸法以内に入るように距離Sの値を決定する(ステップS4)。ここで、ライン端部のレジスト寸法とは図12に示す箇所の寸法を指す。   First, the end of the line that forms the device pattern is extracted from the design data (step S1). Next, the relationship between the distance S between the extracted end portion and the dummy pattern opposite to the end portion, and the etching dimensional conversion difference at the line end portion due to the adhesion of the sidewall deposit in the etching using the resist as a mask is measured (step) S2). Subsequently, the relationship between the resist finished dimension at the line end by lithography and the distance S is measured (step S3). Next, the value of the distance S is determined so that the final dimension of the line end portion considering the etching dimension conversion difference in the resist finished dimension is within a predetermined dimension (step S4). Here, the resist dimension at the end of the line refers to the dimension at the location shown in FIG.

図9(a)は、横軸にライン先端部から対向するパターンまでの距離S、縦軸にエッチングにより生成された側壁堆積物の付着によるライン端部の寸法変化量(エッチング変換差:エッチング後の寸法とレジスト寸法との差)を示す。図9(b)は、横軸にライン先端部から対向するパターンまでの距離S、縦軸にエッチングにより生成された側壁堆積物の付着によるライン先端部の寸法変化量を示す。距離Sが大きくなるにつれ、エッチングによるライン端部の寸法変化量、及びライン先端部の寸法変化量は共にプラスの方向に大きくなることが分かる。   FIG. 9A shows the distance S from the front end of the line to the opposing pattern on the horizontal axis, and the dimensional change amount (etching conversion difference: after etching) on the vertical axis due to the adhesion of sidewall deposits generated by etching. The difference between the size of the resist and the resist size). FIG. 9B shows the distance S from the line tip portion to the opposing pattern on the horizontal axis, and the dimensional change amount of the line tip portion due to adhesion of the sidewall deposit generated by etching on the vertical axis. It can be seen that as the distance S increases, the dimensional change amount at the end of the line and the dimensional change amount at the end of the line due to etching both increase in the positive direction.

さらに、リソグラフィのシミュレーションを行い、距離Sと、ライン端部のレジスト寸法、及びライン先端部のショートニング量を見積もった。図10(a)がライン端部でのレジスト寸法、図10(b)がライン先端部でのショートニング量である。このグラフは特定の露光条件下での結果であり、露光装置の露光波長、レンズ開口数、照明形状、パターン線幅、OPC条件(jogの長さ)などによって変化する。   Furthermore, a lithography simulation was performed to estimate the distance S, the resist dimension at the line end, and the amount of shortening at the line end. FIG. 10A shows the resist dimensions at the line end, and FIG. 10B shows the amount of shortening at the line tip. This graph is a result under a specific exposure condition, and varies depending on the exposure wavelength of the exposure apparatus, the lens numerical aperture, the illumination shape, the pattern line width, the OPC condition (the length of jog), and the like.

図9、図10より、レジスト寸法とエッチング変換差とを考慮した最終加工後の仕上がり寸法を図11に示す。ライン端部での最終仕上がり寸法は、図9(a)、図10(a)より、Sの増大に伴ってレジスト寸法、加工変換差が共に太くなる傾向があるため、図11(a)に示すようになる。このとき、ライン端部の最終仕上がり寸法が所望寸法になるときのSは0.2μmであると見積もられた。   From FIG. 9 and FIG. 10, the finished dimensions after the final processing considering the resist dimensions and the etching conversion difference are shown in FIG. The final finished dimensions at the end of the line are shown in FIG. 11 (a) because the resist dimensions and the processing conversion difference tend to become thicker as S increases from FIGS. 9 (a) and 10 (a). As shown. At this time, it was estimated that S when the final finished dimension of the line end becomes a desired dimension was 0.2 μm.

一方で、ライン先端部でのショートニング量は図10(b)より、レジスト段階ではSの増大に伴ってショートニング量が大きくなることが分かる。これとは逆に図9(b)より、エッチングによりショートニング量は小さくなる傾向があり、エッチングによるショートニング減少量の方が小さくなることが分かる。これは、図10(b)よりも図9(b)の方が、Sに対する縦軸の傾きが大きいためである。その結果、最終加工後のショートニング量は図11(b)に示すようになり、S=0.8μmでショートニング量が0になることが分かる。   On the other hand, it can be seen from FIG. 10B that the amount of shortening at the tip of the line increases as S increases at the resist stage. On the contrary, FIG. 9B shows that the amount of shortening tends to be smaller due to etching, and the amount of shortening reduction due to etching is smaller. This is because the inclination of the vertical axis with respect to S is larger in FIG. 9B than in FIG. As a result, the shortening amount after the final processing is as shown in FIG. 11B, and it can be seen that the shortening amount becomes 0 when S = 0.8 μm.

このような場合には、このパターンの許容ショートニング量と、ライン端部の許容寸法とからSの値を決める必要がある。ショートニングが許容できる量か否かは、この層とは異なる別の層との寸法関係が重要になる。   In such a case, it is necessary to determine the value of S from the allowable shortening amount of this pattern and the allowable dimension of the line end. Whether the amount of shortening is acceptable or not depends on the dimensional relationship with another layer different from this layer.

例えば、ライン先端部からどの位置にコンタクトホールが配置されているか、若しくはパターンがゲートであれば、ショートニングにより拡散層上にパターンが乗り上げてしまう可能性はないか、などがショートニング許容量を決定する要因となる。一方で、ライン端部の許容寸法は、例えば十分なマージン(リソグラフィ、エッチングなどの加工プロセスマージン)を持ってライン端同士を解像できるのか、若しくはライン端パターン間のスペース部に埋め込みが可能であるのか、などがライン端部の許容寸法を決定する要因となる。   For example, where the contact hole is arranged from the tip of the line, or if the pattern is a gate, there is a possibility that the pattern will run on the diffusion layer due to shortening, etc., and determines the allowable amount of shortening. It becomes a factor. On the other hand, the allowable dimension of the line end can be resolved between the line ends with a sufficient margin (processing process margin such as lithography and etching), or can be embedded in the space between the line end patterns. Whether or not there is a factor that determines the allowable dimension of the line end.

これらの観点より、S=0.2μm(ライン端パターン寸法が所望になる条件)とS=0.8μm(ショートニング量が0になる条件)との間でSの値を決めるのが一般的である。仮に、この間でスペックを満足するSが存在しないと判断された場合には、露光条件を含むプロセス条件の見直し、OPC条件の見直し、さらにはデザインルールや設計パターンレイアウトの見直しが行われる必要がある。しかし、これは非常に多大なワーク量となるため、スペック未達と判断されても、これらのパターンを工場でのルーチン的な寸法管理ポイントとすることにより、ショートニング許容量、ライン端部寸法許容量を達成するようにプロセスのチューニングを行うことも可能である。   From these points of view, it is common to determine the value of S between S = 0.2 μm (conditions where the line end pattern dimension is desired) and S = 0.8 μm (conditions where the shortening amount is 0). is there. If it is determined that there is no S satisfying the specifications during this period, it is necessary to review the process conditions including the exposure conditions, the OPC conditions, and the design rules and design pattern layout. . However, since this is a very large amount of work, even if it is judged that the specifications have not been met, by using these patterns as routine dimensional control points in the factory, the amount of shortening and the line end dimension allowance are allowed. It is also possible to tune the process to achieve capacity.

上記の手法でライン端部の寸法、ショートニング量が許容できる距離Sを算出し、その位置に別パターンを配置し、必要であればそれらの箇所を工場でのルーチン的な寸法管理、さらにはプロセス条件、レイアウト、デザインルール、OPC条件の調整を行うことにより、ライン端部の形状を安定的にウェハ上に形成できることが確認できた。   Calculate the distance S that allows the line end dimensions and the amount of shortening by the above method, place another pattern at that position, and if necessary, manage the dimensions at the factory, and further process It was confirmed that by adjusting the conditions, layout, design rules, and OPC conditions, the shape of the line end can be stably formed on the wafer.

本実施形態では、パターン群のライン端部とライン端部と対向するパターンの距離Sを決定するために、リソグラフィ工程のレジスト寸法(レジスト幅)とショートニング量、及びエッチング変換差を用いたが、この他にデバイス特性、具体的には電気的特性やタイミング解析などを加えることによって決定することも考えられる。   In this embodiment, in order to determine the distance S between the line end portion of the pattern group and the pattern facing the line end portion, the resist dimension (resist width) and the shortening amount in the lithography process, and the etching conversion difference are used. In addition, it may be determined by adding device characteristics, specifically, electrical characteristics and timing analysis.

このように本実施形態によれば、設計データの中からデバイスパターンを成すラインの端部を抽出し、抽出した端部と対向するパターンとの距離Sを最適に設定することにより、ライン端部のパターン倒壊若しくはパターン自体がディフェクトとなることを防止することができる。従って、リソグラフィのプロセスマージンの向上及びデバイスの製造歩留まりの向上をはかることができる。   As described above, according to the present embodiment, the end of the line that forms the device pattern is extracted from the design data, and the distance S between the extracted end and the opposing pattern is optimally set. It is possible to prevent the pattern collapse or the pattern itself from being a defect. Accordingly, it is possible to improve the lithography process margin and the device manufacturing yield.

(変形例)
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、ダミーパターン又はデバイスパターンを形成するラインの端部を抽出したが、この代わりにスペースの端部を抽出し、このスペース端部を基に共有パターンの配置やレジスト寸法,エッチング寸法変換差の測定を行うようにしても良い。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiments. In the embodiment, the end of the line forming the dummy pattern or the device pattern is extracted. Instead, the end of the space is extracted, and based on the end of the space, the arrangement of the shared pattern, the resist dimension, and the etching dimension conversion are performed. You may make it measure a difference.

また、実施形態では、マスクパターンの作成方法について述べたが、これを用いてマスク基板上にマスクパターンを形成することによりフォトマスクを製造することが可能となる。さらに、このフォトマスクを用いて、半導体基板上のレジストに半導体層のパターンを形成することにより半導体装置を製造することが可能となる。   In the embodiment, a method for creating a mask pattern has been described. However, a photomask can be manufactured by forming a mask pattern on a mask substrate using the method. Furthermore, a semiconductor device can be manufactured by forming a pattern of a semiconductor layer on a resist on a semiconductor substrate using this photomask.

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。   In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

ダミーパターン配置方法の参考例を示す図。The figure which shows the reference example of the dummy pattern arrangement | positioning method. 図1の方法により実際に基板上に露光した結果を示す図。The figure which shows the result of having actually exposed on the board | substrate by the method of FIG. 第1の実施形態におけるダミーパターン配置方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the dummy pattern arrangement | positioning method in 1st Embodiment. 第1の実施形態における設計データから補正データを作成するための手順を示すフローチャート。6 is a flowchart showing a procedure for creating correction data from design data according to the first embodiment. ダミーパターンの先端部共有の様子を示す図。The figure which shows the mode of sharing the front-end | tip part of a dummy pattern. 第2の実施形態におけるライン端先端部のリソグラフィ後のウェハ上での仕上がり形状を示す図。The figure which shows the finished shape on the wafer after the lithography of the line end front-end | tip part in 2nd Embodiment. 図6のレジスト形状をエッチング加工した後の仕上がり形状を示す図。The figure which shows the finished shape after etching the resist shape of FIG. 第2の実施形態における設計データから補正データを作成するための手順を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a procedure for creating correction data from design data according to the second embodiment. ライン先端部から対向するパターンまでの距離Sとライン端部・先端部のエッチング変換差との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the distance S from the line front-end | tip part to the pattern which opposes, and the etching conversion difference of a line edge part and front-end | tip part. ライン先端部から対向するパターンまでの距離Sとライン端部・先端部のレジスト寸法及びショートニング量との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the distance S from the line front-end | tip part to the pattern which opposes, the resist dimension of the line edge part and front-end | tip part, and the amount of shortening. ライン先端部から対向するパターンまでの距離Sとライン端部・先端部のレジスト寸法及びショートニング量との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the distance S from the line front-end | tip part to the pattern which opposes, the resist dimension of the line edge part and front-end | tip part, and the amount of shortening. ライン端部のレジスト寸法を定義するための図。The figure for defining the resist dimension of a line edge part. 特殊照明形状の例を示す平面図。The top view which shows the example of a special illumination shape.

符号の説明Explanation of symbols

11,31…デバイスパターン
12,32…ダミーパターン
13,33…デバイスパターン(露光後)
14,34…ダミーパターン(露光後)
51…ダミーパターン
52…共有ダミーパターン
61…デバイスパターン(露光後)
62…ダミーパターン(露光後)
71…デバイスパターン(エッチング後)
72…ダミーパターン(エッチング後)
11, 31 ... Device pattern 12, 32 ... Dummy pattern 13, 33 ... Device pattern (after exposure)
14, 34 ... dummy pattern (after exposure)
51 ... Dummy pattern 52 ... Shared dummy pattern 61 ... Device pattern (after exposure)
62 ... Dummy pattern (after exposure)
71 ... Device pattern (after etching)
72 ... dummy pattern (after etching)

Claims (7)

マスクに形成すべきパターンに対応する半導体装置の設計データの中からデバイス動作に影響を与えないダミーパターンを認識する工程と、
前記認識されたダミーパターンを形成するライン若しくはスペースの端部を抽出する工程と、
前記抽出された端部と該端部に隣接するダミーパターンとを接続するための共有ダミーパターンを新たに配置する工程と、
を含むことを特徴とするマスクパターン作成方法。
Recognizing a dummy pattern that does not affect device operation from the design data of the semiconductor device corresponding to the pattern to be formed on the mask;
Extracting an end of a line or space forming the recognized dummy pattern;
A step of newly arranging a shared dummy pattern for connecting the extracted end portion and a dummy pattern adjacent to the end portion;
A mask pattern creating method comprising:
マスクに形成すべきパターンに対応する半導体装置の設計データの中からデバイスパターンを成すライン若しくはスペースの端部を抽出する工程と、
前記抽出された端部と該端部に対向するパターンとの距離Sと、リソグラフィによるライン端部のレジスト仕上がり寸法と、の関係を測定する工程と、
前記距離Sと、レジストをマスクとしたエッチングの側壁堆積物付着によるライン端部のエッチング寸法変換差と、の関係を測定する工程と、
前記レジスト仕上がり寸法に前記エッチング寸法変換差を考慮したライン端部の最終寸法が所定寸法以内に入るように前記距離Sの値を決定する工程と、
前記距離Sの位置にパターンを配置する工程と、
を含むことを特徴とするマスクパターン作成方法。
Extracting an end of a line or space forming a device pattern from design data of a semiconductor device corresponding to a pattern to be formed on a mask;
Measuring a relationship between a distance S between the extracted end portion and a pattern facing the end portion, and a resist finish size of a line end portion by lithography;
Measuring the relationship between the distance S and the etching dimension conversion difference at the end of the line due to adhesion of sidewall deposits of etching using a resist as a mask;
Determining the value of the distance S so that the final dimension of the line end considering the etching dimension conversion difference in the resist finish dimension is within a predetermined dimension;
Placing a pattern at the position of the distance S;
A mask pattern creating method comprising:
請求項1又は2に記載のマスクパターン作成方法を用いて、マスク基板上にマスクパターンを形成することを特徴とするフォトマスクの製造方法。   A method for manufacturing a photomask, comprising: forming a mask pattern on a mask substrate using the mask pattern creating method according to claim 1. マスク基板上に半導体装置の回路パターンとダミーパターンを有し、前記ダミーパターンを形成するライン若しくはスペースの端部が、共有パターンによって隣接するダミーパターンに接続されていることを特徴とするフォトマスク。   A photomask comprising a circuit pattern and a dummy pattern of a semiconductor device on a mask substrate, and an end of a line or space forming the dummy pattern is connected to an adjacent dummy pattern by a shared pattern. 請求項4に記載のフォトマスクを用いて、半導体基板上のレジストに半導体装置のパターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。   A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a pattern of a semiconductor device on a resist on a semiconductor substrate using the photomask according to claim 4. 設計データの中からデバイス動作に影響を与えないダミーパターンを認識する工程と、
前記認識されたダミーパターンを形成するライン若しくはスペースの端部を抽出する工程と、
前記抽出された端部と該端部に隣接するダミーパターンとを接続するための共有ダミーパターンを新たに配置する工程と、
前記共有ダミーパターンが配置されたレイアウトを新たな設計データとして登録する工程と、
を含むことを特徴とするレイアウト作成方法。
A process of recognizing dummy patterns from design data that do not affect device operation;
Extracting an end of a line or space forming the recognized dummy pattern;
A step of newly arranging a shared dummy pattern for connecting the extracted end portion and a dummy pattern adjacent to the end portion;
Registering the layout in which the shared dummy pattern is arranged as new design data;
The layout creation method characterized by including.
設計データの中からデバイスパターンを成すライン若しくはスペースの端部を抽出する工程と、
前記抽出された端部と該端部に対向するパターンとの距離Sと、リソグラフィによるライン端部のレジスト仕上がり寸法と、の関係を測定する工程と、
前記距離Sと、レジストをマスクとしたエッチングの側壁堆積物付着によるライン端部のエッチング寸法変換差と、の関係を測定する工程と、
前記レジスト仕上がり寸法に前記エッチング寸法変換差を考慮したライン端部の最終寸法が所定寸法以内に入るように前記距離Sの値を決定する工程と、
距離Sの位置にパターンを配置する工程と、
前記距離Sの位置にパターンが配置されたレイアウトを新たな設計データとして登録する工程と、
を含むことを特徴とするレイアウト作成方法。
Extracting the end of the line or space forming the device pattern from the design data; and
Measuring a relationship between a distance S between the extracted end portion and a pattern facing the end portion, and a resist finish size of a line end portion by lithography;
Measuring the relationship between the distance S and the etching dimension conversion difference at the end of the line due to adhesion of sidewall deposits of etching using a resist as a mask;
Determining the value of the distance S so that the final dimension of the line end considering the etching dimension conversion difference in the resist finish dimension is within a predetermined dimension;
Placing a pattern at a position of distance S;
Registering a layout in which a pattern is arranged at the position of the distance S as new design data;
The layout creation method characterized by including.
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