JP2010139545A

JP2010139545A - パターンシミュレート方法、その装置およびパターンシミュレートプログラム

Info

Publication number: JP2010139545A
Application number: JP2008313163A
Authority: JP
Inventors: Noboru Kashimoto; 登樫本
Original assignee: Toshiba Mobile Display Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】図形演算をより高速化できるパターンシミュレート方法を提供する。
【解決手段】ショットを示す複数の露光領域17を図形演算することで露光領域パターンを形成する。露光領域パターンから、光が複数回当たる多重露光領域19を抽出する。複数の多重露光領域19中に位置する全体パターン中のパターン形状が同一である場合には、一の多重露光領域19に対応するレチクルデータのみを図形演算をし、その結果を他の多重露光領域19に反映する。図形演算の対象となる多重露光領域19を減らすことができ、演算時間を短縮して図形演算をより高速化できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に形成しようとする全体パターンをシミュレートするパターンシミュレート方法、その装置およびパターンシミュレートプログラムに関する。

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)などのスイッチング素子を有している。そして、これら配線、電極およびスイッチング素子のそれぞれは、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、この成膜工程にて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、この塗布工程にて塗布したフォトレジストを所定のパターンを有するフォトマスクであるレチクルを介して露光工程にて露光し、この露光工程にて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、基板を複数の領域に分割し、各領域のフォトレジストを順次対応するレチクルを介して露光する分割露光方式による露光処理が用いられている。そして、この分割露光方法による露光処理では、ショット毎に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。そして、これら分割線上の領域では、複数回に露光される。

そして、分割露光方式による露光処理の際に使用されるレチクルは、一般にＣＡＤシステムを用いて設計される。そして、この分割露光方式での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素子である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設計データは、ＣＡＤシステムの記憶媒体に記憶されて保存されている。そして、これら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クチルパターンを形成し、遮光帯と呼ば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。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(例えば、特許文献１参照。)。
特開２００２−３６７８９０号公報

上述のような分割露光方式による露光処理では、遮光パターンの配置を間違えたり、露光データの数値を間違えたりするミスが発生することがある。このため、レチクルデータなどのＣＡＤデータと露光用データとを用いて基板上にどのように露光されるかシミュレーションを行い確認する。

このシミュレーションは、市販のＩＣレイアウト用検証ツールを用いてパターンの図形演算で行われるが、計算に時間がかかる場合がある。

これはレチクルデータなどのＣＡＤデータが、階層構造を有しており、階層間の図形演算に時間を要することが主な原因である。

そこで、演算を高速化するため多重露光領域だけを計算する方法が考えられる。基板上で露光される領域には、レチクルを通して光が当たらない領域、光が１度だけ当たる領域、光が２度以上当たる領域に分割することができる。光が当たらない領域と、光が１度だけ当たる領域とは、シミュレーションを行う必要がなく、演算を高速化できる。

しかしながら、近年、基板サイズが大型化し、液晶表示パネルも高精細化してきているため、演算時間もさらに増加してきている。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、図形演算をより高速化できるパターンシミュレート方法、その装置およびパターンシミュレートプログラム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分割領域毎のレチクルパターンに対応するレチクルデータと、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基づいて、前記基板上に形成される前記全体パターンをシミュレートするパターンシミュレート方法であって、ショットを示す複数の露光領域を図形演算することで露光領域パターンを形成する露光領域パターン形成工程と、前記露光領域パターンから、光が複数回当たる多重露光領域を抽出する抽出工程と、複数の前記多重露光領域内に位置する前記全体パターン中のパターン形状が同一である場合には、一の前記多重露光領域に対応する前記レチクルデータのみを図形演算をし、この図形演算の結果を他の前記多重露光領域に反映する演算工程とを具備したものである。

また、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分割領域毎のレチクルパターンに対応するレチクルデータと、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基づいて、前記基板上に形成される前記全体パターンをシミュレートするパターンシミュレート装置であって、ショットを示す複数の露光領域を図形演算することで露光領域パターンを形成する露光領域パターン形成手段と、前記露光領域パターンから、光が複数回当たる多重露光領域を抽出する抽出手段と、複数の前記多重露光領域内に位置する前記全体パターン中のパターン形状が同一である場合には、一の前記多重露光領域に対応する前記レチクルデータのみを図形演算をし、この図形演算の結果を他の前記多重露光領域に反映する演算手段とを具備したものである。

さらに、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分割領域毎のレチクルパターンに対応するレチクルデータと、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基づいて、前記基板上に形成される前記全体パターンをシミュレートするパターンシミュレートプログラムであって、ショットを示す複数の露光領域を図形演算することで露光領域パターンを形成する露光領域パターン形成ステップと、前記露光領域パターンから、光が複数回当たる多重露光領域を抽出する抽出ステップと、複数の前記多重露光領域内に位置する前記全体パターン中のパターン形状が同一である場合には、一の前記多重露光領域に対応する前記レチクルデータのみを図形演算をし、この図形演算の結果を他の前記多重露光領域に反映する演算ステップとを具備したものである。

そして、ショットを示す複数の露光領域を図形演算することで露光領域パターンを形成し、露光領域パターンから、光が複数回当たる多重露光領域を抽出し、複数の多重露光領域中に位置する全体パターン中のパターン形状が同一である場合には、一の多重露光領域に対応するレチクルデータのみを図形演算をし、この図形演算の結果を他の多重露光領域に反映する。

本発明によれば、図形演算の対象となる多重露光領域を減らすことができ、演算時間を短縮して図形演算をより高速化できる。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

本実施の形態のパターンシミュレーション装置は、図示しないコンピュータ、例えば表示素子としての液晶表示素子である液晶表示パネルのアレイ基板のパターンの設計などに用いるパターンレイアウトソフトであるＣＡＤソフト、設計されたパターンをシミュレートするパターンシミュレートプログラムなどを含むコンピュータシステムである。

ここで、液晶表示パネルは、アレイ基板と、このアレイ基板に対向配置される対向基板との間に、液晶層を介在して構成され、アレイ基板上には、走査線、信号線、薄膜トランジスタなどの各種回路パターンが形成されている。また、液晶表示パネルは、基板としての四角形平板状の大判ガラス基板に複数、マトリクス状に形成されている。

また、コンピュータには、記憶手段としてのハードディスク、一時記憶手段としてのメモリ、露光領域パターン形成手段、抽出手段および演算手段などを機能として有するＣＰＵなどの制御手段がそれぞれ設けられている。

大判ガラス基板上に作成しようとする全体パターン11は、所定の分割線に沿って複数に分割した分割領域12毎のレチクルパターン13と、このレチクルパターン13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基づいて構成される。ここでは、例えば図１５に示すように、全体パターン11は、所定の基礎パターンである個々のアレイパターン14を例えば４つ(２列×２行)備えるものとし、各アレイパターン14は、例えば４つ(２つ×２つ)のレチクルパターン13a〜13dによって構成される。すなわち、この全体パターン11は、図２に示す各レチクルパターン13a〜13dをそれぞれ４回ずつ用いて、計１６ショットで形成される。

レチクルパターン13(レチクルパターン13a〜13d)を備えるレチクル15(レチクル15a〜15d)は、液晶表示パネル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り、そのレチクルパターン13に対応するレチクルデータが、例えばコンピュータのハードディスクなどに読み取り可能に保存されている。なお、レチクルパターン13を形成する分割線は、隣接するレチクルパターン13どうしが互いに重なるように形成されており、各パターンの特性上、影響のない場所に沿っている。

また、露光用データは、格子状に分割されたレチクル15(レチクル15a〜15d)の四角形状の露光領域17(露光領域17a〜17d)を示すデータと、これらレチクル15により大判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。さらに、この露光用データは、例えばコンピュータのハードディスクなどに読み取り可能に保存されており、図示しない露光機によって大判ガラス基板上の所定位置にレチクルパターン13が露光される。

露光領域17は、露光機のシャッタにより制限される。このシャッタの精度は、例えば数百μｍであり、互いに隣接するショットどうしは露光領域17が数百μｍ〜数ｍｍ程度重なるように配置される。このショットが重なった部分は、複数回光が当たる多重露光領域19(図１)となる。なお、具体的に、実際に光が当たる多重露光領域19は数μｍ程度であり、それ以外の部分はレチクル15の遮光帯で遮光されているので光が当たることはない。

そして、パターンシミュレートプログラムは、露光用データとレチクルデータなどのＣＡＤデータとに基づいて、大判ガラス基板上に露光機によって露光されて形成される全体パターン11(図１５)をシミュレートしたシミュレートパターン21(図１４)を作成することにより、このシミュレートパターン21によって各種設計ミスなどを実際の露光前に検証するものである。

次に、上記一実施の形態のパターンシミュレートプログラムにより実行される本実施の形態のパターンシミュレート方法を説明する。

大判ガラス基板の左上部のパターンを露光するため、図３および図４に示すようにレチクル15a，15b(図２)でそれぞれ１回ずつ露光を行った場合、図５に示すようになる。このようなパターンをシミュレートする際には、例えば、レチクル15a，15bのそれぞれのレチクルパターン13a，13bに対応するレチクルデータを、演算手段の機能によりＡＮＤ演算する(ＡＮＤ演算工程)。

そして、他のショットも同様にＡＮＤ演算工程を繰り返すことにより、全体パターン11(図１５)をシミュレートしたシミュレートパターン21(図１４)が完成する。

そして、上記ＡＮＤ演算の時間を短縮するために、本実施の形態では、ＡＮＤ演算を実際に行う前に、露光領域パターン形成手段の機能により、ショットを示す複数の露光領域17を図形演算することで露光領域パターンを形成し(露光領域パターン形成工程)、この露光領域パターンから、抽出手段の機能により、光が複数回当たる多重露光領域19を抽出する(露光領域抽出工程)。

具体的に、露光領域パターン形成工程では、例えば図６および図７に示すように、レチクル15a，15b(図２)を用いたときに大判ガラス基板上にシャッタによって光が当たる露光領域17a，17bをパターン描画する。これら露光領域17a，17bは、露光用データの座標が示すものと同じである。

次に、露光領域抽出工程では、露光領域17a，17bを図形演算することにより、複数回の露光により光が複数回当たる多重露光領域19を作成する。例えば、レチクル15a，15bで露光を行ったとき２回光が当たる多重露光領域19は、図８に示すパターンとなる。これは、露光領域17a，17bを図形演算すなわちＡＮＤ演算処理したパターンと同一である。

すなわち、同様に全１６ショットの露光を行うと、多重露光領域19は、図９に示すようになる。この結果、露光後の大判ガラス基板は、光が当たらない非露光領域24と光が当たる露光領域とに分けられ、さらに露光領域は、１回だけ光が当たる単露光領域26と、複数回光が当たる多重露光領域19とに分けられる。すなわち、多重露光領域19が抽出される。

上記露光領域抽出工程に続いて、図形演算(ＡＮＤ演算)をするが、複数回光が当たるのは、多重露光領域19だけである。したがって、この多重露光領域19だけでレチクルデータのショットのＡＮＤ演算処理を行う。すなわち、ＡＮＤ演算を多重露光領域19の処理に絞り込むことで、演算時間を短縮する。

また、単露光領域26は、元のレチクル15内のパターンと同じパターンになる。但し、例えば異なるレチクル15に対応するショットどうしでは、同じパターンになる訳ではない。この単露光領域26は、多重露光によるパターンの消失などがなく、期待通りのパターンとなるはずであるため、図形演算の対象外とする。

さらに、非露光領域24は、大判ガラス基板と全ての露光領域17とのＡＮＤＮＯＴ演算により、図９に示すパターンとなる。

以上の処理により、図１に示す出力結果が得られる。単露光領域26は、レチクル15からレチクルデータのパターンを切り取って配置することで完成する。実際に設計確認したいのは多重露光領域19に形成されるパターン形状なので、単露光領域26のパターンはなくてもよい。

ここで、多重露光領域19のＡＮＤ演算処理について説明する。

例えば、図１０には１枚目のレチクル15a(図２)を介して露光した後、２枚目のレチクル15b(図２)を介して露光した後の状態で、これらレチクル15a，15b(図２)を介して２回露光される領域を示している。全てのレチクル15で露光された後では、図１１に示すように、４箇所が２枚のレチクル15a，15bを介して露光される多重露光領域19aである。通常、これら４箇所の多重露光領域内16aの露光後のパターン形状は全く同一になる。したがって、このようにパターン形状が同一の多重露光領域19aは、いずれか１箇所のみレチクルパターンの図形演算を行い、その演算したパターン形状を他の多重露光領域19aへと繰り返し配置して反映させる(演算工程)。

同様に大判ガラス基板全体において、含まれるパターン形状が同一となる多重露光領域19は、いずれか１箇所のみの図形演算を行い、他の箇所に繰り返し配置によって反映させる。

なお、多重露光領域19中のパターン形状が同一となるかどうかについては、演算工程の前に、判定手段の機能により露光領域17のみの演算を行い判定する(判定工程)。

具体的に、図１３は、４枚のレチクル15a〜15d(図２)を用いて大判ガラス基板に露光した場合のレチクル15上と大判ガラス基板上の領域を示したものである。

例えば、レチクル15の露光領域17を図１２に示すように領域28a〜28iに９分割すると、図１３に示すように、大判ガラス基板上の露光領域は６１個に分割することができる。そのうち１６個の領域は、単露光領域26で、残り４５個の多重露光領域19があるが、これら多重露光領域19の中には、これら多重露光領域19中のパターン形状が同じになるものがあるので演算は２０個の多重露光領域19に対してのみ行えばよい。

例えば、大判ガラス基板の多重露光領域19aは、レチクル15aの領域28fとレチクル15bの領域28dとの２重露光によって形成される。大判ガラス基板上には、多重露光領域19aが全部で４箇所あり、これらの多重露光領域19aのパターン形状は全て同一のものになる。

また、多重露光領域19fは、レチクル15aの領域28cとレチクル15bの領域28aとの２重露光によって形成されるが、多重露光領域19oは、レチクル15aの領域28cとレチクル15bの領域28aとに加えて、さらにレチクル15cの領域28iとレチクル15dの領域28gとの４重露光によって形成される。したがって、多重露光領域19eと多重露光領域19oとは、同一のパターン形状になるとは限らない。

このように、大判ガラス基板上に露光したときに、異なる多重露光領域19どうしのパターン形状が同一になるかどうかは、演算工程の事前に判定工程において演算によって求めることができる。

露光用データとして与えられるのは、レチクル15上の各領域28a〜28iとそれら領域28a〜28iが配置される大判ガラス基板上の位置である。

多重露光領域19は、２つ以上の露光領域17が大判ガラス基板上に重なった場合である。これら多重露光領域19のパターンの大判ガラス基板上の領域からレチクル15のパターン領域を求められるので、同一のパターン形状の多重露光領域19があるかどうかを、演算によって求めることができる。

以上のように、上記一実施の形態によれば、ショットを示す複数の露光領域17を図形演算することで露光領域パターンを形成し、露光領域パターンから、光が複数回当たる多重露光領域19を抽出し、複数の多重露光領域19中に位置する全体パターン中のパターン形状が同一である場合には、一の多重露光領域19に対応するレチクルデータのみを図形演算をし、この図形演算の結果を他の多重露光領域19に反映することで、同じ結果になる対象の多重露光領域19を絞り込んで図形演算の対象となる多重露光領域19を減らすことができ、演算時間を短縮して図形演算をより高速化できる。

また、複数の多重露光領域19中に位置する全体パターン中のパターン形状が同一であるかどうかを、レチクル15の露光領域17を複数の領域28a〜28iに分割してこれら領域28a〜28iの演算によって確認することにより、例えば多重露光領域19中のパターン形状などを直接演算して比較する場合などよりも、演算時間を短縮できる。

そして、上記一実施の形態では、従来２時間を要していたシミュレーション時間を１時間へと短縮することができた。

なお、上記一実施の形態のパターンシミュレート方法は、液晶表示パネル以外の任意の基板上のパターンのシミュレートに用いることができる。

また、上記パターンシミュレート方法をコンピュータにより動作可能なプログラムとしたパターンシミュレートプログラムを、光ディスク、あるいは磁気ディスクその他の媒体にコンピュータ読み取り可能に記録し、コンピュータに自動的に動作させることも可能である。

本発明の一実施の形態のパターンシミュレート方法によりシミュレートされる多重露光領域でのシミュレートパターンを示す説明図である。同上パターンシミュレート方法に用いるレチクルデータに対応するレチクルパターンを示す説明図である。同上パターンシミュレート方法によりシミュレートされる一のレチクルを用いた露光パターンを示す説明図である。同上パターンシミュレート方法によりシミュレートされる他のレチクルを用いた露光パターンを示す説明図である。同上一のレチクルおよび他のレチクルを用いた露光パターンを示す説明図である。同上一のレチクルの露光領域を示す説明図である。同上他のレチクルの露光領域を示す説明図である。同上一のレチクルの露光領域と他のレチクルの露光領域とによる多重露光領域を示す説明図である。同上各レチクルの露光領域による多重露光領域を示す説明図である。同上パターンシミュレート方法による一のレチクルと他のレチクルとでの露光後の状態を示す説明図である。同上パターンシミュレート方法による各レチクルの露光後の状態を示す説明図である。同上レチクルの露光領域を分割した領域を示す説明図である。同上分割された露光領域による多重露光領域を示す説明図である。同上パターンシミュレート方法によりシミュレートされるシミュレートパターンを示す説明図である。同上パターンシミュレート方法によりシミュレートする全体パターンを示す説明図である。

符号の説明

11 全体パターン
12 分割領域
13 レチクルパターン
17 露光領域
19 多重露光領域

Claims

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分割領域毎のレチクルパターンに対応するレチクルデータと、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基づいて、前記基板上に形成される前記全体パターンをシミュレートするパターンシミュレート方法であって、
ショットを示す複数の露光領域を図形演算することで露光領域パターンを形成する露光領域パターン形成工程と、
前記露光領域パターンから、光が複数回当たる多重露光領域を抽出する抽出工程と、
複数の前記多重露光領域内に位置する前記全体パターン中のパターン形状が同一である場合には、一の前記多重露光領域に対応する前記レチクルデータのみを図形演算をし、この図形演算の結果を他の前記多重露光領域に反映する演算工程と
を具備したことを特徴とするパターンシミュレート方法。
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分割領域毎のレチクルパターンに対応するレチクルデータと、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基づいて、前記基板上に形成される前記全体パターンをシミュレートするパターンシミュレート装置であって、
ショットを示す複数の露光領域を図形演算することで露光領域パターンを形成する露光領域パターン形成手段と、
前記露光領域パターンから、光が複数回当たる多重露光領域を抽出する抽出手段と、
複数の前記多重露光領域内に位置する前記全体パターン中のパターン形状が同一である場合には、一の前記多重露光領域に対応する前記レチクルデータのみを図形演算をし、この図形演算の結果を他の前記多重露光領域に反映する演算手段と
を具備したことを特徴とするパターンシミュレート装置。
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分割領域毎のレチクルパターンに対応するレチクルデータと、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基づいて、前記基板上に形成される前記全体パターンをシミュレートするパターンシミュレートプログラムであって、
ショットを示す複数の露光領域を図形演算することで露光領域パターンを形成する露光領域パターン形成ステップと、
前記露光領域パターンから、光が複数回当たる多重露光領域を抽出する抽出ステップと、
複数の前記多重露光領域内に位置する前記全体パターン中のパターン形状が同一である場合には、一の前記多重露光領域に対応する前記レチクルデータのみを図形演算をし、この図形演算の結果を他の前記多重露光領域に反映する演算ステップと
を具備したことを特徴とするパターンシミュレートプログラム。