JP2011187869A - 描画データ処理方法及び描画データ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子線露光によりフォトマスク上のパターンに発生するムラを解消するデータ処理技術の提示を目的とする。
【解決手段】描画データを任意のサイズのメッシュ状に区切る。次に乱数を発生させ、メッシュ状に区切られたデータのリサイズ量とする。乱数の並びに問題ないことを確認した後、区切られた各データに対し割り当てられたリサイズ量にてリサイズ処理を行い、再度データスマッシュをかける。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体デバイスなどの製造に用いられる露光用マスクの製造における、フォトマスク用の描画データを処理する描画データ処理技術に関する。

従来、特許文献１に記載のように、半導体集積回路の製造におけるリソグラフィ工程、特に投影露光工程では、石英ガラスの透明基板上に遮光性膜や半透過性膜などの薄膜からなるパターンを形成したフォトマスク（以下、単にマスクともいう）をウェハへのパターン転写用原版として用いている。この工程ではステッパーと呼ばれる縮小投影露光装置を用いて、水平に設置されたマスクを介して光をウェハに照射し、ウェハ上の感光性樹脂層（フォトレジスト）に所定のパターンを露光転写する。

特開２００５−１８４０３４号公報

近年のリソグラフィ工程においては、マスクパターンの寸法や位置精度が周期的に変動することが問題となっている。そのような周期的な寸法や位置精度の変動は「ムラ」と呼ばれ、描画機固有の描画方式によって発生するものである。
このようなムラはウェハへの転写後、完成したデバイスの電気的性能に影響を与える要因となりうる。従って、マスク上のパターンは理想的には均一な寸法、位置精度で作成されることが望ましい。

しかし、前述のようにムラは描画機の描画方式により発生するものなので、装置の補正によって完全に消すことは難しい。
本発明は、以上の問題に鑑みなされたもので、フォトマスク上に描画されたパターンに周期的に発生する描画ムラが見えなくなるような描画データを提供することを目的とする。

本発明は、描画データを、予めランダムな寸法変動を入れ込むデータ変換処理を行う。すなわち、描画データを任意のメッシュ状に区切り、それぞれの領域の描画パターンの寸法をランダムに太らせるデータ変換、もしくは細らせるデータ変換を行う。ここで、描画パターンを太くする処理を、プラスリサイズを入れる、細くする処理を、マイナスリサイズを入れると言う。

そして、請求項１に記載の発明は、フォトマスク用の描画データのデータ変換を行う描画データ処理方法において、
上記描画データをメッシュ状に区切る分割工程と、乱数を発生させる乱数発生手段で発生した乱数を上記区切られた各データに割り振る割り振り工程と、割り振られた乱数に基づき上記区切られた各データのリサイズ量を決定するリサイズ量決定工程と、上記区切られた各データをそれぞれ上記決定したリサイズ量にデータ変換するリサイズ工程と、を備えることを特徴とするものである。

次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記分割工程は、描画データをＣＨＩＰサイズ以下メッシュサイズに区切ることを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記乱数発生手段は、予め設定した関数によって乱数を発生し、
上記割り振り工程は、上記区切られた各データに、順次番号と、乱数発生手段で発生した乱数を割り当てることを特徴とするものである。

次に、請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した構成に対し、上記区切られた各データに割り当てられた乱数の並びにおいて、予め設定した上限の閾値以上又は下限の閾値以下の数字が、予め設定した数以上並んでいる部分に、再度乱数を割り振る再割り振り手段を備えることを特徴とするものである。
次に、請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載にした構成に対し、上記リサイズ工程後のデータを再度元の並びの通りスマッシュをかけ、一つのＣＨＩＰデータに戻す工程を有することを特徴とするものである。

次に、請求項６に記載した発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに１項に記載の描画データ処理方法を実行するソフトウェアプログラムを提供するものである。
次に、請求項７に記載した発明は、フォトマスク用の描画データのデータ変換を行う描画データ処理装置において、
上記描画データをメッシュ状に区切る分割手段と、乱数を発生させる乱数発生手段と、乱数発生手段で発生した乱数を上記区切られた各データに割り振る割り振り手段と、割り振られた乱数に基づき上記区切られた各データのリサイズ量を決定するリサイズ量決定手段と、上記区切られた各データをそれぞれ上記決定したリサイズ量にデータ変換するリサイズ手段と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、予め描画パターンをランダムな寸法で描画させることにより、フォトマスクを描画した際に発生するムラを低減することが可能となる。

本発明に基づく実施形態に係る描画データ処理装置の構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係るデータ処理の工程フローである。 本発明に基づく実施形態に係る描画データがメッシュ状に区切られた結果を示す図である。 図３で分割されたデータに番号が割り振られた図である。 図４で番号が割り振られた分割後データにリサイズ量が割り振られた図である。 リサイズ量の並びの一例を示す図である。 リサイズ量が再度割り振られた状態の一例を示す図である。

次に、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
（構成）
本実施形態の描画データ処理装置５０は、フォトマスク用の描画データのデータ変換を行う描画データ処理装置であって、図１に示すように、分割手段１００、乱数発生手段１０１、割り振り手段１０２、リサイズ量決定手段１０３、リサイズ手段１０４、及び再スマッシュ手段１０５を備える。

分割手段１００は、入力した描画データをメッシュ状に区切る。分割手段１００は、例えば描画データをＣＨＩＰサイズ以下メッシュサイズに区切る。
乱数発生手段１０１は、公知の関数を使用して乱数を発生する。
割り振り手段１０２は、乱数発生手段１０１で発生した乱数を上記区切られた各データに割り振る。上記割り振り工程は、例えば、上記区切られた各データに、順次番号と、乱数発生手段１０１で発生した乱数を割り当てる。

上記割り振り手段１０２は再割り振り手段１０２Ａ及び警告手段１０２Ｂを備える。
再割り振り手段１０２Ａは、上記区切られた各データに割り当てられた乱数の並びにおいて、予め設定した上限の閾値以上又は下限の閾値以下の数字が、予め設定した数以上並んでいる部分に、再度乱数を割り振る。
警告手段１０２Ｂは、上記区切られた各データに割り当てられた乱数の並びにおいて、予め設定した上限の閾値以上又は下限の閾値以下の数字が、予め設定した数以上並んでいると判定すると警告信号を出力する。

リサイズ量決定手段１０３は、割り振られた乱数に基づき上記区切られた各データのリサイズ量を決定する。
リサイズ手段１０４は、上記区切られた各データをそれぞれ上記決定したリサイズ量にデータ変換する。
再スマッシュ手段１０５は、リサイズ後のデータに対し再度スマッシュをかける。例えば、再スマッシュ手段１０５は、上記リサイズ後のデータを再度元の並びの通りスマッシュをかけ、一つのＣＨＩＰデータに戻す処理を行う。

（処理方法）
本実施形態の描画データ処理は、上記描画データをメッシュ状に区切る分割工程と、乱数を発生させる乱数発生手段１０１で発生した乱数を上記区切られた各データに割り振る割り振り工程と、割り振られた乱数に基づき上記区切られた各データのリサイズ量を決定するリサイズ量決定工程と、上記区切られた各データをそれぞれ上記決定したリサイズ量にデータ変換するリサイズ工程と、再スマッシュ工程とを備える。

この描画データ処理によるデータの変換フローを図２に示す。
ここで、図３は、描画データをメッシュ状に区切った状態を示す図である。
まずステップＳ１０にて、処理する描画データを入力する。

次に、ステップＳ２０にて、描画データをメッシュ状に区切るため、先ずはメッシュのサイズを決定する。横方向のサイズはＯｘ、縦方向のサイズはＯｙと定義する。ここでデータの分割後の個数を決定し、横方向にはｎ個、縦方向にはｍ個となる。区切られた描画データは図３のようになる。なお、メッシュサイズは、予め設定した値でも良いし、処理の度に入力した値でも良い。
なお、メッシュサイズＯｘ及びＯｙはＣＨＩＰサイズ以下であれば制限は設けないものとする。

次に、ステップＳ３０にて、区切られたデータに、図３に示すように番号を割り振る。番号の割り振り方は、データが横方向にｎ個、縦方向にｍ個に区切られたとすると、データの最下列最左行を（１，１）と番号を割り振り、右に行くにつれて（２，１）、（３，１）・・・と番号をつけて行き、最下列最左行に（ｎ，１）を割り振る。

最下列の割り振りが終了すると一列上に上がり、同様に右に向かって（１，２）、（２，２）、・・・（ｎ，２）の番号が割り振られて行き、最終的に最上列最右行のデータに（ｎ，ｍ）番が割り振られる。
次に、ステップＳ４０にて、リサイズ量を決定するために乱数を発生させ、順次（１，１）〜（ｎ，ｍ）までのデータに対応させリサイズ量を決定する。

ここで、乱数を発生させるための関数、乱数の発生範囲は問わない。しかしながら、フォトマスクには製品として寸法の規格が存在する。一例として、設計寸法より±２０ｎｍの範囲に仕上がり寸法を入れる必要がある場合は、プラス側、もしくはマイナス側のみにリサイズを振るよりも０を基準として±１０ｎｍ程度の範囲に乱数を発生させた方がよりふり幅を大きく取れ、仕上がり寸法に偏りが無くなる。よって、乱数の発生範囲としては、０を基準としてプラスマイナス側に同じ大きさだけ振り幅を設定するのが望ましい。図４に発生させた乱数と区切られたデータを対応させた図を示す。

各データに対応するリサイズ量が決定した後、ステップＳ５０に移行して、リサイズ量の並びに問題が無いかの確認を行う。具体的にはステップＳ７０の処理を行う。
ステップＳ７０では、予め設定した任意の数だけ上限閾値以上、あるいは下限閾値以下のリサイズ量が並んでいるか判定し、並んでいる場合には、ステップＳ８０に移行する。並んでいない場合にはステップＳ９０に移行する。

ステップＳ９０では、警告信号を出力すると共に、予め設定した任意の数だけ上限閾値以上、あるいは下限閾値以下のリサイズ量が並んでいる部分について再度乱数の割り当てを行うと共にリサイズ量の再設定をして、ステップＳ６０に戻る。
ここで、ムラは周期的な寸法変動、位置ズレによって発生する。このような周期的なズレを乱雑な寸法変動によって見えなくするのが本発明の趣旨である。しかし、仮に近い値のリサイズ量が並んだ場合には、周囲と比べ相対的に近いサイズにリサイズ処理された列が存在することとなるので、本データ処理により新たなムラが発生する危険性が考えられる。そこで、上限及び下限の閾値を設け、予め設定した任意の数だけ上限閾値以上、あるいは下限閾値以下のリサイズ量が並んだ場合に警報を発し、該当の箇所に再度乱数を割り振る機能を有することとする。

閾値は、乱数の振り幅の最大値と最小値の中間値が適切であると考えられるが、乱数の振り幅以内では制限は設けないものとする。ここで各データに割り振られたリサイズ量に対して上限の閾値以上又は下限の閾値以下のリサイズ量が何個並んだ場合に警告を発するかの数を連結数と定義する。横方向の連結数をｌｘ、縦方向の連結数をｌｙとし、設定範囲は１＜ｌｘ＜ｎ、１＜ｌｙ＜ｍとなる。

例えばリサイズの振り幅を、０を基準にして±に振った場合を図５に示す。この場合リサイズ量は乱数によって決定されるので、その場合図５に示すようにプラス符号のリサイズが並ぶ可能性があり、フォトマスク作成後、ムラとして見える可能性がある。なお、閾値は０となる。
図５の例の場合ｌｘを５として設定すれば、図５中ではプラスリサイズが６個繋がっているので警告が発生され、プラスリサイズが６個繋がった範囲にのみ再度乱数が割り振られる。その後再度チェックが走り、同一符号のリサイズ量が繋がった範囲が横方向にｌｘ個、縦方向にｌｙ個以下になれば処理終了となりリサイズ量が決定する。このようなデータ処理を行うことにより、より寸法の乱雑さが増し、フォトマスク上のムラは現れにくくなると考えられる。ここでのデータ処理が終了した状態を図６に示す。

各データに対応するリサイズ量が決定した後にステップＳ９０に移行して、実際にリサイズ処理が行われる。
次に、ステップＳ１００にて、リサイズ後のデータを再度データ分割前と同様の順番に並び直しスマッシュをかけて１つのデータにする。

（作用・効果）
以上のように、本実施形態によれば、予めデータの段階で描画するサイズを乱雑化させておくことにより、描画機固有の描画方式により周期的に発生するムラを見えなくすることが可能なフォトマスクを提供することが可能となる。

ただし、メッシュサイズがあまりに大きすぎるとモザイク状にムラが発生する危険性は充分考えられ、逆にメッシュサイズがあまりに小さい場合や連結数を小さくしすぎるとデータ処理に大きな時間がかかる可能性も考えられる。また、乱数の発生範囲によっては寸法規格を外してしまう危険性も考えられる。
従って、実際に使用する際には充分なテストによりフォトマスクの作成に有効な条件を出しておくことが望ましい。

１ 描画データ
２ 横方向のメッシュ間隔
３ 縦方向のメッシュ間隔
４ 分割後のデータ
５ 分割後のデータに割り振られる番号
６ 発生させた乱数
７ リサイズ量と分割後のデータのセット
８ リサイズの符号
９ ムラとして認識される可能性のある領域
１０ 再度乱数が割り振られリサイズ量が決定した状態
５０ 描画データ処理装置
１００ 分割手段
１０１ 乱数発生手段
１０２ 割り振り手段
１０２Ａ 再割り振り手段
１０２Ｂ 警告手段
１０３ リサイズ量決定手段
１０４ リサイズ手段
１０５ 再スマッシュ手段

Claims (7)

1. フォトマスク用の描画データのデータ変換を行う描画データ処理方法において、
   上記描画データをメッシュ状に区切る分割工程と、
   乱数を発生させる乱数発生手段で発生した乱数を上記区切られた各データに割り振る割り振り工程と、
   割り振られた乱数に基づき上記区切られた各データのリサイズ量を決定するリサイズ量決定工程と、
   上記区切られた各データをそれぞれ上記決定したリサイズ量にデータ変換するリサイズ工程と、
   を備えることを特徴とする描画データ処理方法。
2. 上記分割工程は、描画データをＣＨＩＰサイズ以下メッシュサイズに区切ることを特徴とする請求項１に記載した描画データ処理方法。
3. 上記乱数発生手段は、予め設定した関数によって乱数を発生し、
   上記割り振り工程は、上記区切られた各データに、順次番号と、乱数発生手段で発生した乱数を割り当てることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した描画データ処理方法。
4. 上記区切られた各データに割り当てられた乱数の並びにおいて、予め設定した上限の閾値以上又は下限の閾値以下の数字が、予め設定した数以上並んでいる部分に、再度乱数を割り振る再割り振り手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した描画データ処理方法。
5. 上記リサイズ工程後のデータを再度元の並びの通りスマッシュをかけ、一つのＣＨＩＰデータに戻す工程を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載にした描画データ処理方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに１項に記載の描画データ処理方法を実行するソフトウェアプログラム。
7. フォトマスク用の描画データのデータ変換を行う描画データ処理装置において、
   上記描画データをメッシュ状に区切る分割手段と、
   乱数を発生させる乱数発生手段と、
   乱数発生手段で発生した乱数を上記区切られた各データに割り振る割り振り手段と、
   割り振られた乱数に基づき上記区切られた各データのリサイズ量を決定するリサイズ量決定手段と、
   上記区切られた各データをそれぞれ上記決定したリサイズ量にデータ変換するリサイズ手段と、
   を備えることを特徴とする描画データ処理装置。

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