JP2006276079A - 光リソグラフィの光近接補正におけるマスクパターン設計方法および設計装置ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
光リソグラフィの光近接補正におけるマスクパターン設計方法および設計装置ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006276079A JP2006276079A JP2005090299A JP2005090299A JP2006276079A JP 2006276079 A JP2006276079 A JP 2006276079A JP 2005090299 A JP2005090299 A JP 2005090299A JP 2005090299 A JP2005090299 A JP 2005090299A JP 2006276079 A JP2006276079 A JP 2006276079A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- mask pattern
- cell
- mask
- semiconductor device
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 127
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title description 9
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 title description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 44
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 44
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 20
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 15
- 238000002986 genetic algorithm method Methods 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims 1
- 238000002898 library design Methods 0.000 claims 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 abstract description 29
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 93
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 85
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 45
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 26
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 23
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 19
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 17
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 15
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 13
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 10
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 7
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251131 Sphyrna Species 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 238000002945 steepest descent method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0207—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/12—Computing arrangements based on biological models using genetic models
- G06N3/126—Evolutionary algorithms, e.g. genetic algorithms or genetic programming
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physiology (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
【解決手段】 半導体回路パターンの基本構成をなすセルライブラリパターンに予めOPC処理を行い、OPC処理されたセルライブラリパターンを用いて半導体チップを作成する。マスクパターン設計方法は、マスクパターンを露光してパターンを形成する際に生じる形状変化を補正する近接効果補正の処理を、セルライブラリごとに施すセルライブラリのパターン設計工程と、複数の前記セルライブラリを配置してマスクパターンを設計する工程と、前記セルライブラリに施した近接効果補正の補正量を、周囲に配置したセルライブラリのパターンの影響を考慮して変化させる工程とを含む。この補正処理を予め採取した周囲のパターンによる影響度と遺伝的アルゴリズムによって行う。
【選択図】図16
Description
る全ての環境プロファイルについて、置き換えられるべき最適な補正パターンを決定し、各補正パターンに置換セル名を与え、前記環境プロファイルと置換セル名とを関連付けて、あらかじめセル置換テーブルに格納しておかねばならず、事前準備に要するコストが大きく、多くの記憶領域が必要となるなどの課題がある。
初期化:解候補としての染色体をランダムに複数生成し、集団を形成する。解くべき最適化問題はスカラー値を返す評価関数として表現される。
染色体の評価:評価関数を用いて染色体を評価し、各染色体の適応度を計算する。
次世代集団の生成:遺伝的操作(選択,交叉,突然変異)を用いて、高い適応度を持つ染色体ほど多くの子孫を残せる機会を与える。
探索終了基準判定:あらかじめ与えられた条件が満たされるまで、染色体の評価と次世代集団の生成を繰り返す。
「初期化」では、「染色体表現の定義」と「評価関数の決定」と「初期染色体集団の発生」を行う。
何らかの先見的知識がある場合は、解空間において適応度が高いと予測される領域を中心にして染色体集団を発生させることにより、探索速度や精度を向上できる場合もある。
「次世代集団の生成」では、各染色体の適応度をもとに、染色体集団に遺伝的操作を施して、次世代の染色体集団を生成する。遺伝的操作の代表的な手続きとして、選択、交叉、突然変異などがあり、これらを総称して遺伝的操作と呼ぶ。
「交叉」では、選択によって抽出された染色体群の中から、所定の確率で染色体対をランダムに選択し、それらの遺伝子の一部を組み変えることで、新しい染色体を作る操作である。
- 染色体集団中の最大の適応度が、ある閾値より大きくなった。
- 染色体集団全体の平均の適応度が、ある閾値より大きくなった。
- 染色体集団の適応度の増加率が、ある閾値以下の世代が一定の期間以上続いた。
- 世代交代の回数が、あらかじめ定めた回数に到達した。
更に、本発明の他の課題は、製作期間の短い半導体デバイスを提供することである。
本発明の有効性を検証するため、図3に示すSRAMのゲートに使われているマスクパターンの1つをセルとして、これに本発明を適用した。まず、周辺環境によりマスクパターンの転写に影響があるかどうかの検証実験を行った。次に、その中でも影響が最も強いパターンに、本発明手法である遺伝的アルゴリズムを用いたパターン設計手法を適用し、最適化できるかどうかの検証実験を行った。以降で述べる実験では、表1に示すようなリソグラフィ条件の下、検証を行った。
・検証実験1
まず、マスクパターンが周辺環境の違いにより、影響があるかどうかの検証実験を行った。図4に検証に用いたパターンを示す。これら10パターンは、90nmの幅で設計されているため、理想的な線幅は90nmとなっている。本実験では、これらの転写パターンを作成し、図5(図3のS12の拡大)に示す幅A(S31)と間隙B(S32)の長さの2つの値を評価値として比較することで、周辺環境の影響を検証する。
・検証実験2
検証実験1で実証された、周辺環境による影響を、本発明の手法により解決できるかどうかの検証実験を行った。本検証実験では、最も簡単な例として、検証実験1において最も影響のあったパターンのP3(図7)を、最も理想に近いP1(図8)のマスクパターンを目標に、最適化するシミュレーションを行った。本シミュレーションでは、図9(図3のS12の転写パターンの拡大)に示したセル内の2箇所S71,S72を最適化パラメータとして、本発明手法により最適化を行った。
「初期化:染色体表現の定義」
本シミュレーションでは、図9に示すS711とS722を最適化パラメータとすることから、変数ベクトルXをX = (x1, x2)のように2次元ベクトルとみなし、各要素xi (i = 1, 2)を実数で表現する。なお、S73は常にS72と等しい値を取るものとした。
「初期化:評価関数の決定」
適応度を陽関数で定義することはできないため、以下のような、4ステップからなる適応度計算の手続きを採用する。
ステップ(1):染色体から一意に定まる変数ベクトルを用いて、図形パターンを再構成する。
ステップ(2):光学シミュレーションを行い、露光パターンを計算する。
ステップ(3):計算された露光パターンについて、図5におけるS31とS32における寸法を計測し、設計値との誤差の和を計算する。
ステップ(4):ここでの目標は、設計値に限りなく近い露光パターンを得ることであるため、誤差が小さいほど良い。そこで、計測された誤差の和の逆数を適応度とする。
「初期化:初期染色体集団の発生」
上記「初期化:染色体表現の定義」において決められたルールに従い、ここでは2つの実数値要素からなるベクトルを染色体とする。染色体数Nは100とし、擬似乱数発生器を使用して100個の染色体をランダムに生成する。
「染色体の評価」
上記「初期化:評価関数の決定」において決められた、染色体の評価手順に従って、全ての染色体を評価し、適応度を計算する。
「次世代集団の生成:選択」
本実施例では、ルーレット選択を使用する。これは、各染色体が次世代に生存できる確率を適応度に比例させる方式である。すなわち、適応度が高ければそれだけルーレット上の配置が多くなり、ルーレットを回した時の当たる確率が大きくなる。具体的には、染色体集団のサイズをN、i番目の染色体の適応度をFi、全染色体の適応度の総和をΣとしたとき、各染色体を(Fi÷Σ)の確率で抽出する手続きをN回繰り返すことで実現される。上記の場合、染色体数は100なので、100回繰り返すことにより次世代の染色体100個が選ばれることになる。
「次世代集団の生成:交叉」
本実施例では、一様交叉を使用する。これは、各染色体集団から2つの染色体を選び出し、各遺伝子座において、遺伝子である変数を交換するかどうかをランダムに決定する方法である。具体的には、選び出された2つの染色体を、それぞれX1 = (x1 1, x1 2)とX2 = (x2 1, x2 2)とし、1/2の確率で0または1を出力する乱数発生を2回行う。1度目の乱数は、1番目の遺伝子座に対するもので、1ならばx1 1とx2 1を交換し、0ならば交換しない。2番目の遺伝子座に対する処理も同様である。
「次世代集団の生成:突然変異」
本実施例では、一様分布に従う突然変異率PMで選び出された遺伝子座に対し、正規分布に従って生成された乱数を足し合わせる処理を採用する。ここで、突然変異率PM=1/50、正規分布の平均u=0、標準偏差σ=5×10^9に設定した。
「探索の終了条件」
本実施例では、設計値との誤差が0である染色体が発見されたとき、あるいは染色体の評価を5000回行ったときに探索を終了することにした。
(実施の形態2)
(1)構成/プロセスの説明
本発明のマスクパターン設計法で設計したマスクを用いて、半導体集積回路装置の製造を行った他の例について説明する。
晶シリコン層112のエッチングとレジスト除去により、ゲート絶縁膜120とゲート電極112Aを形成した(図14(d))。その後、ソースやドレイン領域、配線層としても機能するnチャネルMOS用の高不純物濃度のn型半導体領域111nとpチャネルMOS用の高不純物濃度のp型半導体領域111pを、イオン打ち込みや拡散法により、ゲート電極112Aに対して自己整合的に形成した(図14(e))。
セルライブラリを構成する上記マスクのうち、特にマスクM4における遮光パターン102dは、最も寸法の短いゲートパターンを構成し、転写パターンの寸法の要求精度も最も厳しい。そこで、マスクM4(図12)に示すセルライブラリパターンをマスク全面に配置する際に、本発明の方法を採用した。
「初期化:染色体表現の定義」
本実施例において、各変数は図形の寸法を直接的に示す実数として扱う。すなわち、変数ベクトルXの各要素xi (i = 1, 2, ..., 10)を実数で表現し、それぞれは図16におけるpi (i = 1, 2, ..., 10)に対応するものとする。
色体の長さもNcell倍となり、X = (X1 X2 .. XNcell) = (x1 1, ..., x1 10, ..., xNcell 1, ..., xNcell 10)となる。ここで、Xjはj番目のセルに含まれる図形形状を指定するための、10個の要素からなる変数ベクトルを示し、xj iはj番目のセルに対応する変数ベクトルのi番目の要素を示すものとする。
メモリなど、同じセルが規則的に繰り返し配置して使用される場合、全セルの変数ベクトルの全てを対象として最適値探索を行うのではなく、グループ化して染色体の長さを縮小し、最適化を容易にすることができる。たとえば図18において、全てのセルが同種の図形パターンで構成され、その図形が左右対称、上下対称であると仮定した場合、全セルの変数ベクトルを全て最適化対象とするのではなく、タイプAからFまでの4種類に分類し、4個のセルの図形を定義する変数ベクトル(X1 X2 .. X4)だけを最適化し、その結果をタイプ別に全てのセルへ適用することで、マスク全体を調整したことと同様の効果を得ることができる。例えば、図18において、セル81は周囲8つのセルの内、上側および左側の5つのセルが存在せず、右側および下側の82,83,84の3つのセルが存在する。また、セル90は左右対称に、セル87は上下対称にセル81と周囲のセル(89,92,91や88,85,86)との関係は同様である。従って、セル81の最適化の結果をセル90やセル87にも用いることができる。このようにして最適化の調整過程を省略することができる。
「初期化:評価関数の決定」
染色体の適応度を得るための方法として、ここでは実施例1と同様の手続きを採用する。ただし、ステップ(3)における寸法の測定は図19に示す4箇所で行った。通常の半導体チップの製造において、要求される寸法精度に関して、わずかな誤差も許されない部分や、精度が要求されない部分が混在している。そこで、高い精度が要求される部分を選択的に寸法計測して適応度計算を行うことにより、マスク設計者の意図を反映した最適化を行いやすくなる。同様に、マスク設計段階において、光近接効果の出やすい箇所を特定することが可能な場合、適応度を算出するときに、その部分に大きく重み付けを施すことにより、調整の難しい箇所から優先的に最適化が行われやすくなる。
さらに、適応度計算のステップ(2)において、酸拡散のシミュレーションも併せて行うことにより、レジストパターンをより正確に予測できるようになるため、最適化の精度を向上させることができるようになる。
「初期化:初期染色体集団の発生」
実施例1と同様に、ランダムに初期染色体集団を発生させる。探索速度を向上させるために、モデルベースOPCで補正した結果に微小な摂動をかけた初期集団からスタートしてもよい。
「染色体の評価」
実施例1と同様に、上記「初期化:評価関数の決定」において決められた、染色外の評価手順に従って、全ての染色体を評価し、適応度を計算する。
「次世代集団の生成:選択」
実施例1と同様に、ルーレット選択法を使用する。トーナメント選択法やランク選択法などの交叉方式や、MGG(Minimal Generation Gap)方式などの世代交代モデルを使用してもよい(参考文献:佐藤ら,「遺伝的アルゴリズムにおける世代交代モデルの提案と評価」, 人工知能学会誌, Vol.12, No.5, 1997)。
「次世代集団の生成:交叉」
実施例1と同様に、一様交叉を使用する。その他に、ランダムに選択された遺伝子座を交換するのではなく、荷重平均して得られる値を用いてもよい。
「次世代集団の生成:突然変異」
実施例1と同様に、正規分布に従って生成される乱数を用いた突然変異を使用する。探索速度や精度を向上させるため、集団全体の適応度の向上速度を監視し、一定期間以上向上しなかった場合に突然変異率を一時的に増大させるAdaptive Mutation法を併用してもよい。
「探索の終了条件」
実施例1と同様に、設計値との誤差が0が一定値以下となった場合、あるいは染色体の評価回数が一定値以上になった場合に探索を終了させる。
GP)など、他の盲目的探索手法あるいは確率的探索手法を使い分けることにより、一層の探索速度向上と精度向上を実現できる。
(実施の形態3)
実施例1記載のマスクパターン生成方法を用いてSRAM部分と論理回路部分を持つシステムLSIを製造した。そのシステムLSIの最小ゲート幅は40nmで、最小ピッチは160nmである。論理回路部は任意ピッチ配線を許し、セル間では最小間隔以外の配置制限も設けていない。このため従来からのIPが継承でき、プラットフォームとしての展開性が高く、多品種に応用できるレイアウトルールとなっている。
すると、アクティブ領域内でのゲートパターン寸法に部分ばらつきが生じる。例えばパッドに近い根元の部分ではくびれや太りが生じ、これが原因でデバイス特性を劣化させていた。また露光量変動やフォーカス変動に対する露光マージンが少なく、半導体装置としての歩留まりが低いという問題があった。また市販のモデルベースOPCでマスク作成パターンを生成すると7日という長い時間がかかった。
メリットがある。ノンクリティカル層は前述のように別パスを使ってマスクパターンデータが準備される。
(実施の形態4)
本発明の調整すべき変数の他の実施例を示す。図22の1001は対象としたセルライブラリのセルで、この中に形成されたパターンはセル単体でのOPCが施されている。この中で周囲の影響によりOPCの修正を受けるパターンの含まれる領域がハッチングされたペリフェラル領域でその領域の幅1002は露光装置の露光波長λと使用したレンズの開口数NA、および使用したレジストの酸拡散定数、規格寸法精度などに依存するが、約2λ/NAである。
[アイソレーション層]
図23に示されたゲート幅w1、コンタクト-拡散層間合わせ余裕d1,d2、隣接セル間との解像不良(パターン繋がり不良)回避余裕s1、拡散層へのゲート配線乗り上げ不良回避余裕s2が再OPC調整部位である。ゲート幅w1が規格の精度に収まらない場合は狭チャネル効果によるトランジスタ特性の劣化、コンタクト-拡散層間合わせ余裕d1,d2が取れなくなると接触抵抗の増加による導通不良が起こる。
で、アクティブ領域1004の先端の後退量を変数i1とする。図27は拡散層へのゲート配線乗り上げ不良回避の例で、ゲート配線1005に対向する部分の後退領域の長さi3と幅i2が変数である。これらの変数を前述の遺伝的アルゴリズム手法を用いて調整する。
[ゲート層]
図28に示されたゲート長l1、隣接セル間との解像不良(パターン繋がり不良)回避余裕s4、拡散層へのゲート配線乗り上げ不良回避余裕s3、アクティブ領域からの突き出し量p1が再OPC調整部位である。ゲート長11が規格の精度に収まらない場合はトランジスタの閾値電圧コントロールがままならなくなってトランジスタ特性がおおいにばらつき回路動作が不安定となる。
図29はゲート長l1の調整変数の実例である。ゲート長は最も敏感にトランジスタ特性に影響を与える寸法なので、特に高い寸法精度が要求される。通常ゲート配線の一部に配線層と導通を取るためのパッドが形成されるため、その部分からの回折光の影響を受けて転写パターンが変形する。少なくともアクティブ領域上でその変形を防止するために、図29(a)の1005aに示すような複雑なOPCをかけている。ここではまずはセル単独の場合で所望の寸法精度が得られるようにOPCをかけておく。その後、外周に配置された別のセルパターンを参照して、図29(b)に示すようにそのOPCの外形を維持したまま、線幅ml1を変数にして前述の遺伝的アルゴリズム手法を用いて調整した。
[コンタクト層]
図33にコンタクト層のレイアウト例を示す。外部セルの影響を受けてOPCを再補正するパターンは外部セルのパターン1008a〜eからの相互作用領域1009a〜eにかかるパターンで、図中1006a〜eで示される。この相互作用領域の半径はレジストの酸拡散定数、規格寸法精度などに依存するが、約2λ/NAである。図34に示すように、この再OPCのかかるパターン1006fの変数は高さh5、幅h6であり、またその中心位置1020も変数として位置ずれ補正も行なう。これらの変数を前述の遺伝的アルゴリズム手法を用いて調整した。
、従って信頼性が向上し、歩留まりも改善される。また、マスクパターンの設計時間が従来より約1桁短縮されることにより、マスクパターンを大量に使うカスタムIC等のコスト・ダウンが図れ、産業上の応用分野も拡大する効果がある。例えば、多品種少量生産のデジタル情報家電に向けたシステムLSIの開発に低コストで対応することができる。
101a,101b,101c,101d,101,e,101f 光透過部
102a,102b,102c,102d,102,e,102f 遮光部
111 n型半導体領域
112 多結晶シリコン層
115 絶縁膜
116 シリコン窒化膜
117 レジスト膜
118 溝
119 絶縁膜
120 ゲート絶縁膜
121 層間絶縁膜
1001 セル
1003 セル部境界領域
1004 アクティブ領域(拡散層領域)
1005 ゲートおよびゲート配線
1006 導通孔
1009 相互作用領域
Claims (15)
- マスクパターンを露光してパターンを形成する際に生じる形状変化を補正する近接効果補正の処理を施されたセルのライブラリを有し、
複数の前記セルライブラリを配置してマスクパターンを設計する工程と、
前記セルライブラリに施した近接効果補正の補正量を、周囲に配置したセルライブラリのパターンの影響を考慮して変化させる工程とを含むことを特徴とするマスクパターン設計方法。 - 前記セルライブラリの設計工程には、前記近接効果補正を行なうために調整すべき変数を定義し、登録する工程を含むことを特徴とする前記請求項1に記載のマスクパターン設計方法。
- 前記セルライブラリを、周囲のパターンの影響度を把握する工程と、前記変数を最適化する工程によって、補正処理を行うことを特徴とする前記請求項2に記載のマスクパターン設計方法。
- 前記の変数を最適化する工程は、遺伝的アルゴリズム法により行なわれることを特徴とする前記請求項3に記載のマスクパターン設計方法。
- 前記請求項1〜4の内、いずれか1項に記載のマスクパターン設計方法を実施する機能を有するアルゴリズムからなるコンピュータ・プログラム。
- 前記請求項1〜4の内、いずれか1項に記載のマスクパターン設計方法により形成されたマスクパターンを用いて製造された半導体デバイス。
- 前記請求項1〜4の内、いずれか1項に記載のマスクパターン設計方法により形成されたマスクパターンを用いて製造することを特徴とした電子回路装置の製造方法。
- 前記単体で近接効果補正の処理を施されたセルのペリフェラル領域に対し周囲に配置したセルライブラリのパターンの影響を考慮して変化させる工程とを含むことを特徴とする前記請求項1〜4の内、いずれか1項に記載のマスクパターン設計方法。
- ゲート・パターンを前記請求項1〜4の内、いずれか1項に記載のマスクパターン設計方法により補正したマスクパターンを用いて製造することを特徴とした半導体装置の製造方法。
- 前記ゲート・パターンの調整変数が、ゲート幅および/またはゲート長であることを特徴とした前記請求項9記載の半導体装置の製造方法。
- アイソレーション形成用パターンを前記請求項1〜4の内、いずれか1項に記載のマスクパターン設計方法により補正したマスクパターンを用いて製造することを特徴とした半導体装置の製造方法。
- 前記アイソレーション形成用パターンの調整変数が、アクティブ領域(拡散層領域)の幅、後退量、または突き出し量、もしくはこれらの組み合わせであることを特徴とした前記請求項11記載の半導体装置の製造方法。
- コンタクト・パターンを前記請求項1〜4の内、いずれか1項に記載のマスクパターン設計方法により補正したマスクパターンを用いて製造することを特徴とした半導体装置の
製造方法。 - 前記コンタクト・パターンの調整変数が、高さ、幅および中心位置であることを特徴とした前記請求項13記載の半導体装置の製造方法。
- 前記請求項1〜4の内、いずれか1項に記載のマスクパターン設計方法により形成されたマスクパターンを用い、かつ枚葉処理ウエハプロセスにて製造することを特徴とした半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005090299A JP2006276079A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | 光リソグラフィの光近接補正におけるマスクパターン設計方法および設計装置ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法 |
US11/910,049 US20080276215A1 (en) | 2005-03-28 | 2006-03-28 | Mask Pattern Designing Method Using Optical Proximity Correction in Optical Lithography, Designing Device, and Semiconductor Device Manufacturing Method Using the Same |
PCT/JP2006/307022 WO2006104244A1 (ja) | 2005-03-28 | 2006-03-28 | 光リソグラフィの光近接補正におけるマスクパターン設計方法および設計装置ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005090299A JP2006276079A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | 光リソグラフィの光近接補正におけるマスクパターン設計方法および設計装置ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006276079A true JP2006276079A (ja) | 2006-10-12 |
Family
ID=37053493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005090299A Pending JP2006276079A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | 光リソグラフィの光近接補正におけるマスクパターン設計方法および設計装置ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080276215A1 (ja) |
JP (1) | JP2006276079A (ja) |
WO (1) | WO2006104244A1 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008020751A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | マスクパターン設計方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法 |
JP2008064820A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | マスクパターン設計方法、マスクパターン設計装置および半導体装置の製造方法 |
WO2008090816A1 (ja) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | マスクパターン設計方法および半導体装置の製造方法 |
KR100976652B1 (ko) * | 2008-06-20 | 2010-08-18 | 주식회사 동부하이텍 | 이중패터닝을 위한 패턴 분할 방법 |
JP4714930B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2011-07-06 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | マスクパターン設計方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法 |
WO2019209591A1 (en) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | Xtal, Inc. | Mask pattern generation based on fast marching method |
US11545495B2 (en) | 2017-06-29 | 2023-01-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Preventing gate-to-contact bridging by reducing contact dimensions in FinFET SRAM |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8448096B1 (en) * | 2006-06-30 | 2013-05-21 | Cadence Design Systems, Inc. | Method and system for parallel processing of IC design layouts |
KR100935733B1 (ko) * | 2008-06-20 | 2010-01-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 피치 변화 구간을 포함하는 레이아웃 보정방법 |
US8161421B2 (en) * | 2008-07-07 | 2012-04-17 | International Business Machines Corporation | Calibration and verification structures for use in optical proximity correction |
US8543958B2 (en) * | 2009-12-11 | 2013-09-24 | Synopsys, Inc. | Optical proximity correction aware integrated circuit design optimization |
US8196072B2 (en) * | 2010-03-31 | 2012-06-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method and apparatus of patterning semiconductor device |
JP6368686B2 (ja) * | 2015-06-10 | 2018-08-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置、熱処理装置の調整方法、及び、プログラム |
US20180196349A1 (en) * | 2017-01-08 | 2018-07-12 | Mentor Graphics Corporation | Lithography Model Calibration Via Genetic Algorithms with Adaptive Deterministic Crowding and Dynamic Niching |
DE102017127276A1 (de) * | 2017-08-30 | 2019-02-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Standardzellen und abwandlungen davon innerhalb einer standardzellenbibliothek |
CN110390360A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-29 | 天津大学 | 基于遗传算法的矩形块排样顺序确定方法和装置 |
JP7227542B2 (ja) * | 2019-11-06 | 2023-02-22 | 日本電信電話株式会社 | 光変調器の製造方法 |
US20230044490A1 (en) * | 2019-12-13 | 2023-02-09 | Asml Netherlands B.V. | Method for improving consistency in mask pattern generation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09298156A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-11-18 | Fujitsu Ltd | パターン近接効果補正方法、プログラム、及び装置 |
JP2002055431A (ja) * | 2000-08-08 | 2002-02-20 | Hitachi Ltd | マスクデータパターン生成方法 |
US20050064302A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-24 | Toshiya Kotani | Method and system for forming a mask pattern, method of manufacturing a semiconductor device, system forming a mask pattern on data, cell library and method of forming a photomask |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3311244B2 (ja) * | 1996-07-15 | 2002-08-05 | 株式会社東芝 | 基本セルライブラリ及びその形成方法 |
US6194253B1 (en) * | 1998-10-07 | 2001-02-27 | International Business Machines Corporation | Method for fabrication of silicon on insulator substrates |
US6691297B1 (en) * | 1999-03-04 | 2004-02-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for planning layout for LSI pattern, method for forming LSI pattern and method for generating mask data for LSI |
JP3615182B2 (ja) * | 2001-11-26 | 2005-01-26 | 株式会社東芝 | 光近接効果補正方法及び光近接効果補正システム |
-
2005
- 2005-03-28 JP JP2005090299A patent/JP2006276079A/ja active Pending
-
2006
- 2006-03-28 WO PCT/JP2006/307022 patent/WO2006104244A1/ja active Application Filing
- 2006-03-28 US US11/910,049 patent/US20080276215A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09298156A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-11-18 | Fujitsu Ltd | パターン近接効果補正方法、プログラム、及び装置 |
JP2002055431A (ja) * | 2000-08-08 | 2002-02-20 | Hitachi Ltd | マスクデータパターン生成方法 |
US20050064302A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-24 | Toshiya Kotani | Method and system for forming a mask pattern, method of manufacturing a semiconductor device, system forming a mask pattern on data, cell library and method of forming a photomask |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008020751A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | マスクパターン設計方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法 |
JP4714930B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2011-07-06 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | マスクパターン設計方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法 |
JP2008064820A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | マスクパターン設計方法、マスクパターン設計装置および半導体装置の製造方法 |
JP4714854B2 (ja) * | 2006-09-05 | 2011-06-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | マスクパターン設計方法、マスクパターン設計装置および半導体装置の製造方法 |
WO2008090816A1 (ja) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | マスクパターン設計方法および半導体装置の製造方法 |
JPWO2008090816A1 (ja) * | 2007-01-26 | 2010-05-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | マスクパターン設計方法および半導体装置の製造方法 |
JP4883591B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2012-02-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | マスクパターン設計方法および半導体装置の製造方法 |
KR100976652B1 (ko) * | 2008-06-20 | 2010-08-18 | 주식회사 동부하이텍 | 이중패터닝을 위한 패턴 분할 방법 |
US11545495B2 (en) | 2017-06-29 | 2023-01-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Preventing gate-to-contact bridging by reducing contact dimensions in FinFET SRAM |
US11792969B2 (en) | 2017-06-29 | 2023-10-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Preventing gate-to-contact bridging by reducing contact dimensions in FinFET SRAM |
WO2019209591A1 (en) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | Xtal, Inc. | Mask pattern generation based on fast marching method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080276215A1 (en) | 2008-11-06 |
WO2006104244A1 (ja) | 2006-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006276079A (ja) | 光リソグラフィの光近接補正におけるマスクパターン設計方法および設計装置ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法 | |
JP2007086587A (ja) | マスクパターン設計方法および半導体装置の製造方法 | |
JP2007093861A (ja) | マスクパターン設計方法および半導体装置の製造方法 | |
JP2007086586A (ja) | マスクパターン設計方法および半導体装置の製造方法 | |
JP4714854B2 (ja) | マスクパターン設計方法、マスクパターン設計装置および半導体装置の製造方法 | |
KR100994271B1 (ko) | 제품 설계 및 수율 피드백 시스템에 기초하는 포괄적인집적 리소그래피 공정 제어 시스템 | |
TWI401581B (zh) | 半導體積體電路設計佈局產生方法、半導體裝置製造方法、及電腦可讀取媒體 | |
US7487474B2 (en) | Designing an integrated circuit to improve yield using a variant design element | |
KR101003558B1 (ko) | 전기적 가공 제어를 위한 확률 제약 최적화 | |
JP2013003162A (ja) | マスクデータ検証装置、設計レイアウト検証装置、それらの方法およびそれらのコンピュータ・プログラム | |
JP4256408B2 (ja) | 不良確率の算出方法、パターン作成方法及び半導体装置の製造方法 | |
KR20220019894A (ko) | 반도체 공정의 시뮬레이션 방법 및 반도체 장치의 제조 방법 | |
JP2009157573A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
Pang et al. | Optimization from design rules, source and mask, to full chip with a single computational lithography framework: level-set-methods-based inverse lithography technology (ILT) | |
JP4714930B2 (ja) | マスクパターン設計方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法 | |
CN113471189A (zh) | 集成电路元件 | |
JP4874149B2 (ja) | マスクパターン補正方法および半導体装置の製造方法 | |
JP2008020751A (ja) | マスクパターン設計方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法 | |
JP4883591B2 (ja) | マスクパターン設計方法および半導体装置の製造方法 | |
US10699050B2 (en) | Front-end-of-line shape merging cell placement and optimization | |
JP2022509511A (ja) | マイクロ電子デバイスを製造するためのシステム及び方法 | |
TW202026757A (zh) | 用於設計半導體元件的方法 | |
TWI472015B (zh) | 動態陣列結構 | |
Reddy et al. | Viper: A versatile and intuitive pattern generator for early design space exploration | |
CN113314529A (zh) | 集成电路装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060620 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100628 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100628 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110301 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111004 |