JP4218972B2 - 集積回路の位相シフトおよびトリム・マスクを決定する方法および装置 - Google Patents
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Description
本発明は集積回路処理に関する。詳細には、本発明は、ディープ・サブミクロ
ン(<0.25μm)集積回路処理のための光学修正に関する。
集積回路(IC)が高密度になると、線および構成要素の幅ならびに線間の隔
離距離はますます小さくなる。現在は、ディープ・サブミクロン(<0.25μ
m)処理が行われている。ただし、ディープ・サブミクロン処理では、レチクル
/マスクのパターンの忠実度や光近接効果、レジストおよびエッチング処理中の
拡散およびローディングといったいくつかの要因により、シリコンの歩留りが影
響を受ける。代表的な問題としては、局所的なパターン密度およびトポロジなら
びに線端引き戻しによる線幅の変動がある。
期のレイアウトを表現しているが、ディープ・サブミクロン処理の物理的特性に
より、その結果として生じる回路はこの設計レイアウトとは異なる。図1bに、
図1aの設計に基づく構造の修正前の状態を示す。
速度および確度に悪影響を及ぼす恐れがある。また、線の縁部も短くかつ丸めら
れており、これにより接続が断たれたり回路が故障したりする恐れがある。Wa
ng他に発行された米国特許第5858580号(「580号特許」)には、ゲ
ート幅を、元のサイズからサブミクロン・レベルにすることができる縮小サイズ
まで縮小する方法および装置が開示されている。
2の実現可能な最小寸法を持つ第2の製造処理までの間でゲート・サイズを縮小
する。第2の実現可能な最小寸法は第1の実現可能な最小寸法より小さい。しか
し、’580号特許では、第1の処理について集積回路のレイアウトを作成し、
その後、これを第2の処理で使用するために縮小する必要がある。元の回路レイ
アウトに手を加えることができるように改善したディープ・サブミクロン処理が
必要とされている。
集積回路を製造するための位相シフトマスクおよびトリム・マスクを生成する
方法および装置について述べる。集積回路の第1の層に第1の領域を区画する第
1のマスクを生成する。第1の領域は、少なくとも部分的には、集積回路の第2
の層中の領域に基づいている。集積回路の第1の層に第2の領域を区画する第2
のマスクを生成する。第2の領域も、少なくとも部分的には、集積回路の第2の
層中の領域に基づいている。第2のマスクは、第1のマスクによって発生したア
ーチファクトも除去する。
として本発明を図示する。
集積回路を製造するための位相シフトマスクおよびトリム・マスクを生成する
方法および装置について述べる。以下の記述には、説明を目的として、本発明が
完全に理解されるように多数の特定の詳細が記載してある。ただし、こうした特
定の詳細を用いずに本発明を実施することができることは、当業者には明らかで
あろう。その他、本発明が曖昧にならないように、構造および装置はブロック図
の形態で示した。
実施形態と関連づけて説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少
なくとも1つの実施形態に含まれる、ということを意味する。また、本明細書中
の様々な箇所に「一実施形態では」という文句が出てくるが、これらは全てが必
ずしも同一の実施形態を指しているわけではない。
べる。集積回路(IC)設計の構成要素(例えばゲート)を位相シフト処理を使
用して識別および製造し、位相シフト処理を使用せずに製造した回路に比べて回
路の密度および/または性能を改善することができる。一実施形態では、位相シ
フト処理を使用して製造される構成要素を含む第1のマスク(例えば位相シフト
マスク)を生成する。また、第1のマスクを使用して作製した構造をさらに処理
するための第2のマスク(例えばトリム・マスク)も生成する。これらのマスク
はともに、集積回路レイアウトの、位相シフト処理で作製している構造(例えば
ゲート)とは異なる層中の領域(例えば拡散領域)に基づいて決められる。
使用するのに適しており、以下で述べるように、これを使用して構成要素のサイ
ズを縮小することができる。図2の各構成要素の一般的な用途は当技術分野では
既知である。以下では、修正形態についてより詳細に述べる。例えば、レチクル
および/またはマスクの特定の構成および修正形態を図2の残りの構成要素とと
もに使用することができる。
は、ウェハ230の所定部分に対して光を遮断する。ステッパ・スキャナ220
は、ウェハ230上で現像中の複数の集積回路の1つにマスク/レチクル210
のパターンを向ける。
本明細書では、図3のレイアウトを使用して本発明を説明する。ただし、本発明
は、図3の設計に限定されることなく使用することができる。
310を使用する。拡散領域310は、当技術分野で既知の任意の方法で形成す
ることができる。例えば、イオン注入によって拡散領域310を形成することが
できる。
らす。例えば、金属領域300は、拡散領域310を横切る2つのゲート、およ
びこれら2つのゲートの別のデバイス(図3には図示せず)へ接続部する。金属
領域300は、例えばアルミニウムや銅などで構成することができる。
の生成に使用される線分指示を備えた図3の設計レイアウトを示している。一実
施形態では、線分を使用して位相シフトマスクの領域を区画する。代替実施形態
では、線分からのずれを使用して位相シフトマスクを区画する。
30は、金属領域300の各ゲートの中心に対応する。線分415、410、4
35、440は、各末端線分(すなわち405、445)とゲート線分(すなわ
ち400、430)とを接続している。線分420、425は、ゲート線分どう
しを接続している。代替実施形態では、ゲート線分は、金属領域300の各ゲー
トの中心にはない。
いる。一実施形態では、このずれは、0.25λ/NAより大きい。ただし、λ
は使用する光の波長、NAは使用する開口数である。したがって、ずれはゲート
の幅より大きい。以下でより詳細に述べるように、図4の線分は、拡散領域31
0の上に製造された位相シフト領域の寸法を示す。拡散領域310に基づいて位
相シフト領域を形成することにより、位相シフト技術を使用して生成されるゲー
トその他の領域に基づいて形成する場合より容易に位相シフトマスクを形成する
ことができる。
スクを示している。図5に関連して述べる実施形態では、図4に関連して述べた
線分を使用して位相シフトマスクを形成し、本発明によるゲートを生成する。
を区画する。線分430、435、440、445は、位相シフトマスクの第2
の露光領域を区画する。代替実施形態では、図5の線分からのずれを使用して第
1および第2の露光領域を区画する。
、445は、位相シフトマスク内の位相シフト領域を決める。一実施形態では、
これらの線分が光を180度位相シフトさせる領域を区画し、隣接する領域は光
をシフトさせない。別法として、これらの線分の外部領域を180度位相シフト
領域とし、内部領域をゼロ度位相シフト領域とすることもできる。
ることもできる。代替実施形態では、ゼロ度および180度以外の位相シフトを
使用することもできる。位相シフトマスクを使用して、位相シフト技術を使用し
て作製されるゲートその他の領域以外に、この金属層に付加的な構造を設けるこ
ともできる。
クを示している。このトリミング領域は、位相シフトマスクによって発生した、
製造するトランジスタのゲートの一部ではないアーチファクトを除去する。
、505、510、515ならびに線分530、535、540、545によっ
て形成される。一実施形態では、トリミング領域を区画する線分は、位相シフト
領域を区画する対応する線分から所定量だけずれている。その他の構造領域(図
6には図示せず)をトリミング・マスクに含めることもできる。
散領域310は、図3のレイアウトと同じサイズである。一実施形態では、拡散
領域310の上の2つのトランジスタ・ゲートの寸法が、図3の元の回路レイア
ウトに比べて小さくなっている。一実施形態では、ゲート間の接続部の寸法が小
さくなっている。したがって、金属またはポリシリコンの領域700の一部また
は全体の寸法が、図3の回路レイアウトに比べて小さくなっている。
を生成する流れ図である。ステップ810で、設計レイアウトを生成し、かつ/
またはこれにアクセスする。例えば、設計レイアウトは、製造しようとする回路
のGDS−II記述にすることができる。その他のレイアウト・フォーマットもサ
ポートすることができる。
イアウトは、GDS−IIフォーマットの回路記述であるが、その他のフォーマッ
トを使用することもできる。設計レイアウトは、その設計レイアウトが記述する
回路を実現するようにマスクおよび/またはレチクルを設計する際の元になる回
路設計を記述したものである。
態では、位相割当ては、使用する集積回路製造処理で実現可能な最小寸法より小
さな寸法を有するゲート構造を作製するために行う。
回路構造に基づいて行う。例えば、位相シフトを使用してゲート構造を作製する
場合には、ゲート構造に対する位相割当ては、ゲート構造をその上に製造する拡
散領域に基づいて行う。位相シフトマスクは位相割当てに基づいて生成する。
トマスクによって生じたアーチファクトを除去する働きをする。一実施形態では
、トリム・マスクは、位相シフトマスクと同じ回路構造に基づいている。トリム
・マスクは、本明細書に記載の2マスク位相シフト処理を使用して作製される構
造以外の構造を形成することもできる。例えば、トリム・マスクは、位相シフト
マスクおよびトリム・マスクを使用して作製されるゲート領域の間に、金属その
他の接続構造を形成することができる。
割当てを行った後で実行する。通常、設計検証は、設計規則検査および/または
電気的連続性検査を含み、レイアウト対スキーマチック(LVS)検査(layout
versus schematic checking)と呼ばれる。一実施形態では、位相シフトマスクの
レイアウトによって生成された物理ゲート幅では従来の設計検証が失敗する恐れ
があるので、人工ゲート幅を設計検証に使用する。必要なら、設計検証に基づい
て設計に修正を加え、従来のLVS検査を実行することができる元のレイアウト
・トポロジと一致するようにする。ステップ850で、集積回路を製作するため
に使用する複数のマスクを製作する。
を生成する流れ図である。図9の実施形態では、位相割当ての前に設計検証を実
行する。この実施形態では、縮小したゲート幅が設計検証の失敗を引き起こすこ
とはない。
アウトは、GDS−IIフォーマットにすることも、その他任意の適当なフォーマ
ットにすることもできる。ステップ920で、設計レイアウトを使用して設計検
証を行う。元の設計レイアウトについて設計検証を実行するので、上述のデュア
ル・マスク位相シフト作製によって生じる縮小寸法により設計検証が失敗するこ
とはない。
シフトマスクを適用する層とは異なる回路層中の回路構造に基づいて実行する。
ステップ940で、上述の位相割当てに対応する回路層についてトリム・マスク
を生成する。ステップ950で、適切なマスクを作製する。
れたEDAツールを示す図である。図示のように、EDAツール・スーツ100
0は、前述のように本発明の教示に組み込まれるシミュレーション・ツール10
02を含む。さらに、EDAツール・スーツ1000は、その他のツール・モジ
ュール1004を含む。これらのその他のツール・モジュール1002の例とし
ては、合成モジュールやレイアウト検証モジュールなどがあるが、これらに限定
されない。
施形態を示す図である。図示のように、コンピュータ・システム1100は、シ
ステム・バス1106を介して互いに結合されたプロセッサ1102およびメモ
リ1104を含む。システム・バス1106には、ハード・ディスクやフロッピ
ィ・ディスクなどの不揮発性大容量記憶装置1108、キーボードやディスプレ
イなどの入出力デバイス1110、およびLANインタフェースなどの通信イン
タフェース1112も結合される。これらの要素はそれぞれ、当技術分野で既知
の従来通りの機能を実行する。
上述した本発明の教示を実施するプログラム命令の作業コピーおよび永久コピー
を格納するために利用される。システム・メモリ1104および不揮発性大容量
記憶装置1106は、IC設計を格納するために利用することもできる。本発明
を実施するためのプログラム命令の永久コピーは、配布元/媒体1114および
任意選択で通信インタフェース1112を使用して、工場でも現場でも不揮発性
大容量記憶装置にロードすることができる。配布媒体1114の例としては、テ
ープやCD−ROM、DVDなどの記録可能媒体がある。一実施形態では、プロ
グラム命令は、図10のEDAツール1000を実装するプログラム命令の集合
の一部である。要素1102から1114の構成は周知であるので、これ以上の
説明はしない。
、本発明のより広範な主旨および範囲を逸脱することなく、本発明に様々な修正
および変更を加えることができることは明らかであろう。したがって、本明細書
および図面は、限定的な意味ではなく、例示的なものとして解釈すべきものであ
る。
Claims (14)
- 集積回路を製造するための1組のマスクを生成する方法であって、該方法は、
直接的に隣接する複数のマスク領域を規定する第1のマスクを生成することであって、該複数のマスク領域は、180度位相シフト領域を含み、該180度位相シフト領域は、該180度位相シフト領域を直接的に囲む領域に対して光を180度シフトさせ、該第1のマスクは、該集積回路の第1の層の中に該集積回路の第2の層に配置された拡散領域をオーバーレイする所望の金属またはポリシリコン構造を作成する際に使用され、該180度位相シフト領域は、該拡散領域に形成されるべき該金属またはポリシリコン構造の該集積回路における必要な位置に対応するように位置づけられるように配置された1つのエッジを有しており、該180度位相シフト領域の他の全てのエッジは、該集積回路の該第2の層に配置された下部の拡散領域の複数のエッジを所定の量だけ外側に超えて置かれるように配置されている、ことと、
該第1のマスクによって形成された該180度位相シフト領域の対応する複数のエッジから所定の量だけ外側にずらされた線分によって部分的に規定されるトリミング領域を形成する第2のトリムマスクを生成することであって、該第2のトリムマスクは、第1の露光ステップにおいて該第1のマスクを用いて該集積回路内に生成された望ましくないアーチファクトであって、該所望の金属またはポリシリコン構造の一部ではないアーチファクトを除去する際に第2の露光ステップにおいて使用される、ことと
を包含する、方法。 - 前記トリムマスクは、前記集積回路の前記第1の層に追加の構造的な要素をさらに規定する、請求項1に記載の方法。
- 前記トリムマスクは、位相シフト要素を含まない、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のマスクおよび前記トリムマスクによって作成された前記構造は、トランジスタゲートである、請求項1に記載の方法。
- 前記トリムマスクは、元の集積回路レイアウトのトポロジを保持する、請求項1に記載の方法。
- 前記180度位相シフト領域は、前記拡散領域の複数のエッジから外側に0.25λ/NAより多くの量だけずらされた複数のエッジを有しており、λは前記マスクを露光するために用いられる光の波長であり、NAは露光に用いられる開口数である、請求項1に記載の方法。
- 命令のシーケンスが格納された機械読み取り可能な媒体を備えた物品であって、1以上のプロセッサによって該命令のシーケンスが実行された場合に、電子デバイスに、
直接的に隣接する複数のマスク領域を規定する第1のマスクを生成することであって、該複数のマスク領域は、180度位相シフト領域を含み、該180度位相シフト領域は、該180度位相シフト領域を直接的に囲む領域に対して光を180度シフトさせ、該第1のマスクは、該集積回路の第1の層の中に該集積回路の第2の層に配置された拡散領域をオーバーレイする所望の金属またはポリシリコン構造を作成する際に使用され、該180度位相シフト領域は、該拡散領域に形成されるべき該金属またはポリシリコン構造の該集積回路における必要な位置に対応するように位置づけられるように配置された1つのエッジを有しており、該180度位相シフト領域の他の全てのエッジは、該集積回路の該第2の層に配置された下部の拡散領域の複数のエッジを所定の量だけ外側に超えて置かれるように配置されている、ことと、
該第1のマスクによって形成された該180度位相シフト領域の対応する複数のエッジから所定の量だけ外側にずらされた線分によって部分的に規定されるトリミング領域を形成する第2のトリムマスクを生成することであって、該第2のトリムマスクは、第1の露光ステップにおいて該第1のマスクを用いて該集積回路内に生成された望ましくないアーチファクトであって、該所望の金属またはポリシリコン構造の一部ではないアーチファクトを除去する際に第2の露光ステップにおいて使用される、ことと
を行わせる、物品。 - 前記トリムマスクを生成する命令のシーケンスは、前記集積回路の前記第1の層に追加の構造的な要素を規定する命令のシーケンスをさらに含む、請求項7に記載の物品。
- 前記180度位相シフト領域は、前記拡散領域の複数のエッジから外側に0.25λ/NAより多くの量だけずらされた複数のエッジを有しており、λは前記第1のマスクを露光するために用いられる光の波長であり、NAは露光に用いられる開口数である、請求項7に記載の物品。
- 前記トリムマスクは、位相シフト要素を含まない、請求項7に記載の物品。
- 前記第1のマスクおよび前記トリムマスクによって作成された前記構造は、トランジスタゲートである、請求項7に記載の物品。
- 前記トリムマスクは、元の集積回路レイアウトのトポロジを保持する、請求項7に記載の物品。
- 前記ポリシリコン構造は、トランジスタゲートである、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリシリコン構造は、トランジスタゲートである、請求項7に記載の物品。
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