JP2007103711A - パターンシミュレーション方法、そのプログラム、そのプログラムを記憶した媒体、およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】計算時間を短縮できるパターンシミュレーション方法を提供する。
【解決手段】液晶パネル領域をショット毎に分割したレチクルの全ショット分をＯＲ演算して、液晶パネル領域の全露光領域を配置させた状態を示す予想パターンを作成する。予想パターンを用いて全体露光パターンをシミュレーションすることにより、予想パターンを予め別に準備する必要がなくなる。レチクルデータおよび露光用データを用いて予想パターンを作成したため、予想パターンでの各分割領域毎のデータの階層構造が近くなり図形演算に適したデータになる。予想パターンに基づいて全体露光パターンをシミュレーションした際の処理データ量および計算時間を短縮できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に露光される露光パターンをシミュレーションするパターンシミュレーション方法、そのプログラム、そのプログラムを記録した媒体、およびその装置に関する。

一般に、液晶表示装置は、走査線や信号線などの配線、画素電極などの電極、あるいは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子を有している。そして、これら配線、電極およびスイッチ素子のそれぞれは、基板上に導電体あるいは誘電体などの薄膜を成膜工程にて成膜し、この成膜した薄膜上にフォトレジストを塗布工程にて塗布し、この塗布したフォトレジストを所定のパターンを有するレチクルを介して露光工程にて露光し、この露光したフォトレジストを現像工程にて現像し、このフォトレジストが除去されて露出した薄膜をエッチング工程にて除去するなどを繰り返すことによって形成される。

また、近年、液晶表示装置の大画面化に伴い、ガラス基板に露光されるＴＦＴアレイパターンを含む液晶表示パネルの大きさが露光機のマスクサイズより大きくなっているため、基板を複数の領域に分割して各領域のフォトレジストを順次対応するマスクを介して露光する分割露光処理方法が用いられている。そして、この分割露光処理方法では、露光される領域間に多重露光領域と呼ばれる３〜１０μｍの幅をもつ分割線上の領域がある。この分割線上の領域は、複数回、すなわち２重に露光される。

そして、この分割露光処理に使用されるフォトマスクとしてのレチクルは、一般にコンピュータ設計（Computer Aided Design:ＣＡＤ）システムを用いて設計される。そして、この分割露光処理方法におけるレチクルパターンの設計手順としては、液晶表示装置の液晶表示パネルの大きさのパターンを、設計基準を満たすように設計した後、このパターンをレチクルの大きさ、およびこのレチクルの枚数に合うように分割する。このとき、このパターンを分割する分割線は、特性上影響のない場所に沿って形成する。

さらに、この液晶表示パネルの予備分割線についての設計パターンに対応した分割露光設計データは、ＣＡＤシステムサーバの記憶媒体に保存される。そして、これらの設計データに基づいて、液晶表示パネルおよび分割線の設計パターンに対応したレチクルパターンを形成し、遮光帯と称される遮光領域を覆う遮光帯パターンを追加することによってフォトマスクが完成する。

そして、このフォトマスクは、露光用データと呼ばれる座標データを使って、基板上に露光される。そして、この露光用データは、レチクル上の露光領域の範囲および基準となる中心点を示すデータ、および露光される基板上の座標のデータなどを含んでおり、レチクル上の指定した範囲を基板上の指定した領域に露光する。

このような分割露光方式による露光処理では、遮光帯パターンの配置を間違えたり、露光用パターンの数値を間違えるなどのミスが発生するおそれがある。このため、レチクルパターン等のＣＡＤデータと露光用データとを使って基板上にどのように露光されるかをシミュレーションして確認している。

そして、この種のシミュレーションとしては、露光後の形状を予想した予想パターンを予め作成し、この予想パターンとレチクルパターンとの差分を取って差分パターンを図形演算し、この差分パターンの演算結果を、予想パターンに重ね、あるいは演算して基板パターンをシミュレーションする方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２６５３８６号公報

しかしながら、上述した基板パターンのシミュレーション方法では、差分パターンを図形演算することによって計算量を減少できるが、予想パターンを予め作成しておく必要があり、この予想パターンが最終的なシミュレーション結果に近い形状でない場合には、計算量が増えて基板パターンのシミュレーションに時間が掛かってしまうという問題を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、シミュレーション時間を短縮できるパターンシミュレーション方法、そのプログラム、そのプログラムを記録した媒体、およびその装置を提供することを目的とする。

本発明は、基板上に形成しようとする全体パターンを複数に分割した各分割領域毎のレチクルパターンを示すレチクルデータと、前記レチクルパターンを前記基板のどの位置にショットするかを示す露光用データとによって前記基板上に露光されて形成される基板パターンをシミュレーションするパターンシミュレーション方法であって、前記レチクルデータの各分割領域毎のレチクルパターンから露光用データにて示される領域を切り取って基板上に重ねて配置させて前記基板上に前記基板パターンを形成した際に予想される予想パターンを作成し、この予想パターンと、前記レチクルデータおよび露光用データにより前記基板上に前記基板パターンを形成する際の露光パターンとなる仮想パターンとを演算して、これら予想パターンおよび仮想パターンの差分を示す差分パターンを作成し、この差分パターンを前記予想パターンに重ね、これら差分パターンと予想パターンとが重なる部分を除いた領域のパターンを前記基板パターンとするものである。

そして、基板上に形成しようとする全体パターンを複数に分割した各分割領域毎のレチクルパターンを示すレチクルデータと、このレチクルパターンを基板のどの位置にショットするかを示す露光用データとにより、基板上に露光されて形成される基板パターンを基板上に形成した際に予想される予想パターンを作成する。この後、この予想パターンと、レチクルデータおよび露光用データにより基板上に基板パターンを形成する際の露光パターンとなる仮想パターンとを演算して、これら予想パターンと仮想パターンとの差分を示す差分パターンを作成する。さらに、この差分パターンを予想パターンに重ねて、これら差分パターンと予想パターンとが重なる部分を除いた領域のパターンを基板パターンとする。

本発明によれば、差分パターンを予想パターンに重ねた際に、これら差分パターンと予想パターンとが重なる部分のパターンのシミュレーションが不要になるので、基板パターンをシミュレーションする上でのシミュレーション時間を短縮できる。

以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図７を参照して説明する。

図２ないし図７において、レチクルパターン１は、例えば４枚の第１のレチクル３、第２のレチクル４、第３のレチクル５および第４のレチクル６を備えている。そして、このレチクルパターン１は、図示しないガラス基板上に形成される液晶パネル領域８を分割露光して現像あるいはエッチングするためのフォトマスクである。

ここで、ガラス基板は、例えば４００ｍｍ×５００ｍｍの矩形平板状に形成されており、このガラス基板上に形成される液晶パネル領域８は、対角１０．４型解像度ＸＧＡ（１０２４×７６８個画素）であり、例えば４枚ほど、このガラス基板上に形成されている。これらの液晶パネル領域８は、導電体層および誘電体層の少なくとも一層により構成されている。このため、一枚のガラス基板の露光回数は１６ショットとなる。

具体的に、第１のレチクル３は、図２に示すように、液晶パネル領域８の上側左側部を露光するパターンを有している。また、第２のレチクル４は、液晶パネル領域８の上側右側部を露光するパターンを有している。さらに、第３のレチクル５は、液晶パネル領域８の下側左側部を露光するパターンを有している。さらに、第４のレチクル６は、液晶パネル領域８の下側右側部を露光するパターンを有している。

そして、これら第１のレチクル３、第２のレチクル４、第３のレチクル５および第４のレチクル６に関する電子的なデータは、レチクルデータ11とされている。このレチクルデータ11は、ガラス基板上に形成しようとする全体パターンを複数に分割した領域のレチクルパターン１からなるＣＡＤデータである。

さらに、これらレチクルパターン１をガラス基板上のどの位置にショットするかを示す露光用データ12は、格子状に分割された第１のレチクル３、第２のレチクル４、第３のレチクル５および第４のレチクル６の露光領域を示すデータと、これら第１のレチクル３、第２のレチクル４、第３のレチクル５および第４のレチクル６によりガラス基板上のどこを露光するかを示すデータとを備えている。そして、この露光用データ12は、露光毎に入力するか同じ露光の繰り返しであれば座標の移動量のみ入力する。なお、この露光用データ12は、マトリクス入力データとして単一ショット毎に分解されて入力される数値データである。

また、露光用データ12は、レチクルパターン１の分割線となる全レイヤ毎に等しい図示しない分割ラインに関するデータも備えている。さらに、露光用データ12は、図示しないサーバーの露光用データファイルに保存されており、図示しない露光機によってガラス基板上の所定位置のレチクルパターン１が露光される。

これら露光用データ12およびレチクルデータ11は、パターンシミュレーション用コンピュータに読み取り可能に構成されている。このコンピュータには、露光用データ12およびレチクルデータ11に基づいて、ガラス基板上に露光機によって露光されて形成される基板パターンであるシミュレーションパターンとしての全体露光パターン14を自動的にシミュレーションする機能を有するパターンシミュレーションプログラムが備えられている。

次に、上記コンピュータによってシミュレーションするパターンレイアウトの作成方法について説明する。

まず、必要な仕様として、モジュール外形、液晶セルとして構成されるセルサイズ、液晶セルの画面サイズ、画面周辺の額縁状部分のサイズ、ＯＬＢ実装サイズ、Ｘ方向およびＹ方向に配置されるＩＣの出力数とそのサイズなどの製品仕様や、製造ラインとそのラインに固有の制約条件などを決定する。

次いで、このガラス基板上に形成しようとする概略のＴＦＴアレイ基板の全体パターンを想定し、この概略のＴＦＴアレイ基板の全体パターンと露光機の性能とを基に、同じレチクルで繰返しショットができるように考慮してレチクルパターン１の分割ラインを決定する。

この後、この設定された分割ラインを基に、各レチクルパターン１のそれぞれをＣＡＤによって詳細に作成するとともに、不要な領域を露光しないように、レチクルパターン１以外の領域を遮光帯パターンで覆う。

さらに、完成した各レチクルパターン１をショット順に並べ、実際のパターンによって、詳細なＴＦＴアレイ基板上の全体パターンをＣＡＤで構成する。このようにして作成した詳細なアレイ基板上の全体パターンを用いて、レチクルパターン１に関するレチクルデータ11、および、このレチクルパターン１の第１のレチクル３、第２のレチクル４、第３のレチクル５および第４のレチクル６の関係を示す露光用データ12を認識し、所定通り各レチクルパターンが構成されているかを判断した後、レチクルデータ11と露光用データ12をサーバーのレチクルデータ用ファイルおよび露光用データファイルにそれぞれ保存する。

次に、このコンピュータによるパターンシミュレーション方法について説明する。

まず、露光用データファイルから露光用データ12をコンピュータに読み込む（ステップ１）。

また、他のサーバーの記憶領域に保存されたレチクルデータ11をコンピュータに読み込む（ステップ２）。

次いで、これら露光用データ12およびレチクルデータ11に基づいてパターンシミュレーションプログラムを起動させて、これらの露光用データ12およびレチクルデータ11によりガラス基板上に基板パターンを形成した際に、このガラス基板上の露光される領域に相当する予想パターン21を作成する（ステップ３）。

このとき、このステップ３では、シミュレーションコンピュータによって、まず、図２に示すように、ガラス基板上の各液晶パネル領域８となる部分の上側左側部を露光する際に、このガラス基板上で光が照射される領域に相当する第１の露光領域15で第１のレチクル３を切り取り、この切り取った第１のレチクル３を、露光用データ12に基づいてガラス基板上の第１の露光領域15に配置して第１の予想パターン22を作成し、この第１の予想パターン22をガラス基板上に配置させた状態をシミュレーションしモニタに表示させる。

次いで、図３に示すように、ガラス基板上の各液晶パネル領域８となる部分の上側右側部を露光する際に、このガラス基板上で光が照射される領域に相当する第２の露光領域16で第２のレチクル４を切り取り、この切り取った第２のレチクル４を、露光用データ12に基づいてガラス基板上の第２の露光領域16に配置して第２の予想パターン23を作成し、この第２の予想パターン23を第１の予想パターン22に重ねてＯＲ演算して、ガラス基板上に配置させた状態をシミュレーションしモニタに表示させる。

この後、上述の第１のレチクル３および第２のレチクル４の場合と同様に、第３のレチクル５および第４のレチクル６のそれぞれをガラス基板上の各液晶パネル領域８となる部分の下側左側部および下側右側部を露光する際に光が照射される領域に相当する第３の露光領域17および第４の露光領域18に配置して、図示しない第３の予想パターンおよび第４の予想パターンを順次作成して全ショット分をＯＲ演算して処理して、ガラス基板上に配置させた状態をシミュレーションしモニタに表示させる。

この結果、図４に示すように、ガラス基板上の各液晶パネル領域８となる部分の全露光領域をガラス基板上に配置させた状態を示す予想パターン21がシミュレーションされてモニタに表示される。

すなわち、この予想パターン21は、レチクルデータ11および露光用データ12に基づいてガラス基板上に全体露光パターン14を形成した際に予想される予想露光パターンに相当する。よって、この予想パターン21は、ガラス基板上の各液晶パネル領域８の各分割領域毎のレチクルパターン１から露光用データ12に示される領域を切り取り、これら切り取った領域をガラス基板上に重ねて配置させたパターンである。

次いで、レチクルデータ11および露光用データ12によりガラス基板上に全体露光パターン14を形成する際に、このガラス基板上の各ショット毎に露光される領域の各ショット分の露光パターンである仮想パターン31を作成し、この仮想パターン31をシミュレーションしモニタに表示させる（ステップ４）。

この後、図５に示すように、ステップ３にて作成した予想パターン21と、ステップ４にて作成した各ショット毎の仮想パターン31とを比較してＡＮＤＮＯＴ演算し、これら予想パターン21と各仮想パターン31との差分を示す各ショット毎の差分パターン32を作成する（ステップ５）。ここで、この差分パターン32には、仮想パターン31にあって予想パターン21にないパターンと、予想パターン21にあって仮想パターン31にないパターンとが含まれている。

さらに、図６に示すように、各ショット毎の差分パターン32同士をＡＮＤ演算して合成処理し、これら各ショット毎の差分パターン32のそれぞれをガラス基板上に配置させた状態を示す合成パターン33を作成する（ステップ６）。ここで、この合成パターン33は、各ショット毎の露光にて複数回に亘って露光される領域である。また、この合成パターン33を作成する際の合成処理は、仮想パターン31にあって予想パターン21にないパターンをＡＮＤ演算し、予想パターン21にあって仮想パターン31にないパターンをＯＲ演算する。

次いで、図７に示すように、ステップ６にて作成した合成パターン33を、ステップ３にて作成した予想パターン21に重ねて表示させる（ステップ７）。

そして、これら合成パターン33と予想パターン21とが重なる部分をＯＲ演算して修正して除いた領域のパターンをシミュレーションする。

この結果、レチクルデータ11および露光用データ12に基づいて第１のレチクル３、第２のレチクル４、第３のレチクルおよび第４のレチクルのそれぞれによってガラス基板上に基板パターンを形成する際における、このガラス基板上の少なくとも一度は光が照射されて露光される領域である全体露光パターン14が自動的にシミュレーションされてモニタに表示される（ステップ８）。

上述したように、上記一実施の形態によれば、ガラス基板上の各液晶パネル領域８を露光する際に、このガラス基板上で光が照射される領域に相当する第１の露光領域15、第２の露光領域16、第３の露光領域17および第４の露光領域18それぞれによって第１のレチクル３、第２のレチクル４、第３のレチクル５および第４のレチクル６のそれぞれを順次切り取る。

この後、これら切り取った第１のレチクル３、第２のレチクル４、第３のレチクル５および第４のレチクル６のそれぞれを、露光用データ12に基づいてガラス基板上の第１の露光領域15、第２の露光領域16、第３の露光領域17および第４の露光領域18それぞれに順次配置させて、第１の予想パターン22、第２の予想パターン23、第３の予想パターン24および第４の予想パターン25を順次作成して全ショット分をＯＲ演算して処理して、ガラス基板上の各液晶パネル領域８となる部分の全露光領域をガラス基板上に配置させた状態を示す予想パターン21をシミュレーションしてモニタに表示させる構成とした。

この結果、この予想パターン21を用いて全体露光パターン14をシミュレーションすることにより、この予想パターン21を予め別に準備する必要がない。また、レチクルデータ11および露光用データ12を用いて予想パターン21を作成したため、この予想パターン21での各分割領域毎のデータの階層構造が近くなる。よって、この予想パターン21が図形演算に適した階層構造を有することとなる。

したがって、階層型検証ツールを計算エンジンとした場合には、各データの階層構造が近いほど、処理するデータの量およびシミュレーション時間としての実行時間である計算時間のそれぞれを短縮できるので、この予想パターン21に基づいて全体露光パターン14をシミュレーションした際の処理データ量および計算時間のそれぞれを短縮できる。さらに、この予想パターン21は、全体露光パターン14が正しく作成されているかを示すシミュレーション結果としても用いることができる。

また、差分パターン32を予想パターン21に重ねた際に、これら差分パターン32と予想パターン21とが重なる部分のパターンのシミュレーションが不要になる。したがって、この点からも全体露光パターン14をシミュレーションする上での計算時間を短縮できる。以上のように、レチクルデータ11および露光用データ12から予想パターン21を作成することによって、従来の約１／２の計算時間で実行できた。また、予想パターン21を手で作成する作業が不要になるので、液晶パネル１製品当たり３時間程度の設計時間を短縮できた。

なお、レチクルパターン１としてポジ型レイヤを使用する場合には、このレチクルパターン１の周辺に光を遮光する図示しない遮光帯パターンを作成する。ここで、この遮光帯パターンは、レチクルパターン１を描くレイヤとは別のレイヤで描き、露光機のシャッタ領域の内側で不要な領域を露光しないように配置させる。また、この遮光帯パターンは、隣接するレチクルパターン１との境界を示す。さらに、この遮光帯パターンは、シミュレーションの対象となる分割ラインに関するパターンと同様に、露光用データ12の光が照射される露光領域に存在する場合には、パターンとして残される。

ただし、このシミュレーションの場合には、光が照射されるかどうか遮光帯パターンをＯＲ演算して合成する必要があるが、予想パターン21には必要ないため、遮光帯パターンが露光領域に入っている場合であっても、この遮光帯パターンを分割ラインに関するパターンと合成する必要がない。この場合、これら遮光帯パターンと分割ラインに関するパターンとを合成すると計算量が多くなるため、予想パターン21として遮光帯パターンを使用しないことが望ましい。ただし、この遮光帯パターンを予想パターン21として使用しても全体露光パターン14のシミュレーションは可能である。

なお、上記一実施の形態の動作をコンピュータに読み取り可能な基板パターン用のパターンシミュレーションプログラムとしたり、計算機にて自動的に計算できる基板パターン用のＣＡＤソフトウエアとしたりもできる。また、これらパターンシミュレーションプログラムあるいはＣＡＤソフトウエアを記録した光ディスクあるいは磁気ディスクその他の記録媒体に収容し、この記録媒体を計算機に自動的に動作させるために用いることができる。さらに、これらパターンシミュレーションプログラムあるいはＣＡＤソフトウエアに基づいて、基板パターンをシミュレーションするコンピュータなどの計算機として用いることもできる。

本発明のパターンシミュレーション方法の一実施の形態を示すフローチャートである。 同上パターンシミュレーション方法による第１のレチクルのシミュレーションを示す説明図である。 同上パターンシミュレーション方法による第２のレチクルのシミュレーションを示す説明図である。 同上パターンシミュレーション方法による予想パターンのシミュレーションを示す説明図である。 同上パターンシミュレーション方法による差分パターンのシミュレーションを示す説明図である。 同上パターンシミュレーション方法による合成パターンのシミュレーションを示す説明図である。 同上パターンシミュレーション方法による基板パターンのシミュレーションを示す説明図である。

符号の説明

１ レチクルパターン
８ シミュレーション対象領域としての液晶パネル領域
11 レチクルデータ
12 露光用データ
14 基板パターンとしての全体露光パターン
21 予想パターン
32 差分パターン

Claims (6)

1. 基板上に形成しようとする全体パターンを複数に分割した各分割領域毎のレチクルパターンを示すレチクルデータと、前記レチクルパターンを前記基板のどの位置にショットするかを示す露光用データとによって前記基板上に露光されて形成される基板パターンをシミュレーションするパターンシミュレーション方法であって、
   前記レチクルデータの各分割領域毎のレチクルパターンから露光用データにて示される領域を切り取って基板上に重ねて配置させて前記基板上に前記基板パターンを形成した際に予想される予想パターンを作成し、
   この予想パターンと、前記レチクルデータおよび露光用データにより前記基板上に前記基板パターンを形成する際の露光パターンとなる仮想パターンとを演算して、これら予想パターンおよび仮想パターンの差分を示す差分パターンを作成し、
   この差分パターンを前記予想パターンに重ね、これら差分パターンと予想パターンとが重なる部分を除いた領域のパターンを前記基板パターンとする
   ことを特徴とするパターンシミュレーション方法。
2. 前記予想パターンは、前記基板上のシミュレーション対象領域を囲う遮光帯領域を含まず、このシミュレーション対象領域を切り取って作成された
   ことを特徴とする請求項１記載のパターンシミュレーション方法。
3. 基板上に形成しようとする全体パターンを複数に分割した各分割領域毎のレチクルパターンを示すレチクルデータと、前記レチクルパターンを前記基板のどの位置にショットするかを示す露光用データとによって前記基板上に露光されて形成される基板パターンをシミュレーションするコンピュータ読み取り可能なパターンシミュレーションプログラムであって、
   前記レチクルデータの各分割領域毎のレチクルパターンから露光用データにて示される領域を切り取って基板上に重ねて配置させて前記基板上に前記基板パターンを形成した際に予想される予想パターンを作成するステップと、
   この予想パターンと前記レチクルデータおよび露光用データにより前記基板上に前記基板パターンを形成する際の露光パターンとなる仮想パターンとを演算して、これら予想パターンおよび仮想パターンの差分を示す差分パターンを作成するステップと、
   この差分パターンを前記予想パターンに重ね、これら差分パターンと予想パターンとが重なる部分を除いた領域のパターンを前記基板パターンとするステップと
   を具備したことを特徴とするパターンシミュレーションプログラム。
4. 前記予想パターンは、前記基板上のシミュレーション対象領域を囲う遮光帯領域を含まず、このシミュレーション対象領域のみを切り取って作成された
   ことを特徴とする請求項３記載のパターンシミュレーションプログラム。
5. 請求項３または４記載のパターンシミュレーションプログラムが、コンピュータに読み取り可能に記録された
   ことを特徴としたパターンシミュレーションプログラムを記録した媒体。
6. 請求項３または４記載のパターンシミュレーションプログラムに基づいて、基板上に形成される基板パターンをシミュレーションする
   ことを特徴としたパターンシミュレーション装置。

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