JP5909219B2 - マスクパターンデータ作成方法、マスクパターンデータ作成プログラム、マスク、半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
マスクパターンデータ作成プログラム、マスク、半導体装置の製造方法に関する。
ーンの露光転写に際しては、フォトマスクに対して斜入射する2重極照明や4重極照明な
どの変形照明を用いることで、垂直照明に比較してプロセスマージン(露光量裕度やフォ
ーカス裕度)が向上することが知られている。このため、ウェーハ転写時の限界解像度を
下回るサイズでマスク上に形成されウェーハには転写されないSRAF(sub-resolution
assist feature)などと称される補助パターンを、ウェーハに転写すべき実パターン(
メインパターン)に隣接して配置し、パターン全体に擬似的に周期性を持たせることでマ
ージンを向上させる技術が知られている(例えば特許文献1)。
場合、すべてのメインパターンに対して一律に同じ設計の補助パターンを付加してしまう
と、ピッチによっては補助パターンによるマージン向上効果を最大限に得られない場合が
ある。
とのできるマスクパターンデータ作成方法、マスクパターンデータ作成プログラム、マス
ク、半導体装置の製造方法を提供する。
、マスクパターンデータ11を作成する手順と、マスクパターンデータ11に基づいてマ
スク基板にパターンを形成する手順14とを有する。
るマスクパターンデータ作成装置20の機能ブロック図である。
3と、出力装置24とを備えている。
され、マスクパターンデータ作成時には、処理装置22はそのプログラムを読み込みその
命令のもと、後述するマスクパターンデータ作成処理を実行する。
ンパターンの周囲に配置された補助パターンとが形成されたマスクを作成する。メインパ
ターンは、例えば半導体デバイスにおけるコンタクトホールに対応するパターンであり、
そのメインパターンはマスクを使った露光により被転写体である半導体ウェーハに転写さ
れる実パターンである。
導体ウェーハ)には転写されず、露光時に所望の干渉効果を生じさせることでメインパタ
ーンの解像性能を向上させる役割を担う。
を付加することにより、パターン全体に擬似的に周期性を与える。そして、そのような周
期性パターンに対しては斜入射照明を行うことで、リソグラフィにおけるマージン(もし
くはprocess window)を大きくすることができる。
この4重極照明30は4つの発光領域31〜34を有し、他の領域は遮光領域35となっ
ている。発光領域31と発光領域32とは照明の中心Oに対して対称であり、発光領域3
3、34は発光領域31、32に対して90°ずれた位置にある。発光領域33と発光領
域34とは中心Oに対して対称である。
、図5(a)に模式的に示す。この領域には、メインパターンa1〜a6がランダムピッ
チで配置されている。なお、図5(a)〜(e)中に一例として示したピッチ(数値)の
単位はnm(ナノメートル)である。
示しているが、隣接するパターンの中心間距離でもよい。
のピッチ(隣接する他のメインパターンが複数ある場合その中で最小のピッチ)が250
nmより大きいかどうかの判定がされる。
メインパターンa6(図5(b))と、隣接する他のメインパターンとのピッチが250
nm以下のメインパターンa1〜a5(図5(c))とが分けられる。
のピッチ(隣接する他のメインパターンが複数ある場合その中で最小のピッチ)が200
nm以上かどうかの判定がされる。
ンパターンa3〜a5(図5(d))と、隣接する他のメインパターンとのピッチが20
0nmより小さいメインパターンa1〜a2(図5(e))とが分けられる。
るメインパターンa6(孤立パターングループ)と、比較的狭ピッチのメインパターンa
1、a2(狭ピッチグループ)と、孤立パターングループと狭ピッチグループとの中間の
ピッチのメインパターンa3〜a5(中間ピッチグループ)との3グループに分類される
。もちろん、この分類例は一例であって、さらにピッチを細かく分けて分類してもよい。
理の結果得られるピッチ分類データは記憶装置23に格納される。
の初期設定データは、各メインパターンに対する補助パターンの初期設定位置を表す初期
位置データと、補助パターンの初期設定サイズを表す初期サイズデータとを有する。
。
。すなわち、あるひとつのパターンcに注目するとそのパターンcの対角四隅に近接して
他のパターンcが4つ配置されている。この図6(a)に示すパターンcを、図4に示し
た4重極照明30を用いて露光する上で最適なマージン(露光量裕度やフォーカス裕度)
が得られる照明条件は式1にて導出される。
Pxはx方向(図6における横方向)のパターンc中心間ピッチであり、Pyはy方向
(図6における縦方向)のパターンc中心間ピッチである。λは4重極照明光の波長であ
り、NAはその照明光が通過する投影レンズの開口数である。σin、σoutは、それ
ぞれ、σ座標系における各発光領域31〜34の内側半径と外側半径を示す。σ座標系は
、光軸を原点とし、投影光学系の入射側開口数(投影レンズ瞳の半径)を1に規格化した
座標系である。
た4つの補助パターンbとが、図6(a)に示す斜め格子状の配置関係で配置されたパタ
ーン例を示す。すなわち、メインパターンaの対角四隅に近接して4つの補助パターンb
が配置されている。
ッチ及びy方向のピッチを同じPとすると、式1においてPx=Pyとなり式2−1が得
られ、これをピッチPについての式に変形すると式2−2が得られる。
また、図7(a)は、図6(a)に示すパターンcを45度傾けた格子状配置のパター
ン例を示す。同様に、図7(b)は、メインパターンaに対する補助パターンbの配置位
置を図6(b)に示す位置から45度回転させた位置に配置した例を示す。
以上のようにして、照明条件(λ、NA、σs)を関数として、メインパターンaに対
する補助パターンbの最適な配置位置(最適なマージンが得られる配置位置)を表すパラ
メータP、P’が決まる。
ータを使って処理装置22は上記計算を行いP、P’を求め、このP、P’は補助パター
ンbの初期位置データとして記憶装置23に格納される。また、入力データや処理結果は
、例えばディスプレイ、プリンター等の出力装置24を介して表示やプリント可能である
。
非解像サイズ条件等を考慮して設定される。
線の曲線)、および補助パターンサイズと転写指数(これが大きいと転写危険性が増す)
との関係(破線の曲線)を示す。
数も大きくなり、転写対象ではない補助パターンの転写危険性が増してしまう。したがっ
て、必要マージンを確保しつつ、且つ転写してしまわないために、補助パターンのサイズ
は適切な範囲(図8の例ではサイズs1とサイズs2との間)に設定する必要がある。そ
の他マスクスペックや欠陥検査なども考慮して、補助パターンの適切なサイズ条件が決ま
る。このサイズ条件は、補助パターンの初期サイズデータとして、記憶装置23に格納さ
れる。
るメインパターンのリソグラフィマージンの確保に最も適した、補助パターンの位置・サ
イズを示す。以上のようにして設定される補助パターンの初期設定データは、メインパタ
ーンピッチがある程度のピッチ以上で一定ピッチな場合にはすべてのパターンに共通に用
いることが可能である。しかし、メインパターンがランダムピッチで配置されている場合
、すべてのメインパターンに対して一律に同じ設計の補助パターンを付加してしまうと、
ピッチによっては補助パターンによるマージン向上効果を最大限に得られない場合が出て
くる。
のメインパターンとのピッチに応じて、各メインパターンに対応して配置する補助パター
ンの位置やサイズを上記初期設定に対して適宜変更する必要がある。
メインパターンの周囲に配置する補助パターンの初期位置データと初期サイズデータに変
更を加え、補助パターンの初期設定位置や初期設定サイズを適宜調整する(図2における
ステップ103)。これは、図3に示す処理装置22が、記憶装置23に格納された上記
初期設定データ及びピッチ分類データを読み込んで、これらデータを利用して、本発明の
実施形態に係るパターンデータ作成プログラムにしたがって処理を実行する。
パターンbを配置した場合、図9に示すように、隣り合う補助パターンbどうしが重なっ
てしまい、最適マージンを得るために必要とされる干渉効果を得られなくなる。
の中心に寄せるように位置を移動させることで、補助パターンbどうしの重なりを回避す
ることができる。しかし、補助パターンbを上記初期設定位置からずらすということはマ
ージンを低下させることになる。
インパターンa1(またはa2)の中心に寄せるように移動させて補助パターンbの重な
りを回避した上で、補助パターンbのサイズを上記初期設定サイズより大きくすることで
、最適位置(初期設定位置)からの位置移動に伴うマージンの低下を補って、必要マージ
ンを確保する。補助パターンbのサイズを大きくするにあたっては、図8を参照して前述
したように、補助パターンbが転写されてしまわないサイズ条件(s2以下)を満足する
ように設定する。
が、それでも大抵の場合は確保すべきマージンは保持していることが多い。
した場合、補助パターンが重ならなくても、隣り合う補助パターンどうしの間隔が狭く、
マスク側で要求されるマスク制約条件に違反する場合が起こり得る。これを回避するため
、必要なリソグラフィマージンを確保できる範囲内で、補助パターンのサイズを小さくす
ることもある。
は、補助パターンbが他のメインパターンについての補助パターンbと重なることがない
ため、補助パターンbの位置を上記初期設定位置から移動させずに済み、マージンの低下
を防げる。さらに、メインパターンa6の周囲に比較的広くスペースが確保できることか
ら、図10(c)に示すように、補助パターンbのサイズを初期設定サイズより大きくし
て、よりいっそうのマージンの向上を図ることができる。この場合も、補助パターンbの
サイズを大きくするにあたっては、補助パターンbが転写されてしまわないサイズ条件(
s2以下)を満足するように設定する。
すように、補助パターンbの位置及びサイズは初期設定のままとして初期設定で決まるマ
ージンを維持できる。あるいは周囲のスペースに余裕があれば補助パターンbのサイズを
大きくして、よりマージンを向上させることができる。なお、中間ピッチの場合でも、位
置及びサイズが初期設定のままであると補助パターンbどうしが重なったり接近しすぎる
ことがある。この場合には、補助パターンbの位置を初期設定位置から移動させ、且つ必
要なマージンが確保されるようにサイズを初期設定サイズから変更する。
置・サイズを、メインパターンのピッチ分類データごとに予めテーブル化しておけば、補
助パターン設計に際して、そのテーブルを参照することにより、補助パターンを簡易な方
法で適切な位置・サイズに設計することも可能である。
ン形成が行われる。
ガラス基板)1上に遮光膜2が形成された構造を有する。遮光膜2上には、図11(b)
に示すようにレジスト(例えば電子線レジスト)3が形成され、このレジスト3に対して
前述したマスクパターン(メインパターン及び補助パターン)が図11(c)に示すよう
に電子線描画される。
式に変換された上で描画装置12に入力され、描画装置12はそのマスクパターンデータ
に基づいてパターンをレジスト3に電子線描画する。
る(図11(d))。この後、そのレジスト3をマスクとして遮光膜2のエッチングを行
う(図11(e))。
パターニングされたマスクが得られる。遮光膜2に形成された開口が上記メインパターン
および補助パターンに対応する。もしくは、ガラス基板1上に残された遮光膜2部分が上
記メインパターンおよび補助パターンに対応する。
マスクが得られる。そして、このマスクを用いてメインパターンのみが、例えば半導体ウ
ェーハ、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板などの被転写体に露光転写される。
(実パターン)に補助パターンを付加するにあたって、照明条件に基づいて決まる補助パ
ターンの位置や、転写危険性等を考慮して決まる補助パターンのサイズを固定せず、メイ
ンパターンのピッチの違いに応じて適宜変更し、各メインパターンのそれぞれに対して、
露光転写時のマージンを向上させるべく適切に設計された補助パターンが付加される。そ
して、このパターン(メインパターン及び補助パターン)が形成されたマスクを用いるこ
とで、被転写体に対して高精度でメインパターンの形成を行うことができ、歩留まりの向
上が図れる。
、補助パターンどうしが接近しすぎてもマスク制約条件に違反してしまう。すなわち、補
助パターン間ピッチが狭すぎるとマスク上での所望の補助パターン形状を保証できなくな
る。また、補助パターンどうしが接近しすぎて重なると、干渉効果が得られなくなるとい
う問題もあるが、もともとの個々の補助パターンよりもサイズの大きなパターンとなって
しまうので転写の危険性が高まる。
定(ステップ111)の後、その初期設定データに基づいて配置される補助パターンどう
しが所定の間隔以下で近接するか否か又は互いに重なるか否かを判断し、隣り合う位置関
係にある補助パターンどうしが所定の間隔(マスク制約に違反する間隔)以下で近接する
と判断された場合又は互いに重なると判断された場合(ステップ112)には、補助パタ
ーンの間隔を所定の間隔よりも広げるように、近接する補助パターンの少なくとも一方を
移動させる、又は近接する補助パターンデータの少なくとも一方のサイズを縮小する(ス
テップ113)。
せることに限らず、補助パターンの位置はそのままでサイズをやや小さくすることによっ
てマスク制約違反せず且つ必要なリソグラフィマージンを確保できるのなら、そのように
対処することもできる。ピッチが狭すぎて、補助パターンのサイズをかなり小さくしない
とマスク制約違反を回避できないような場合には、補助パターンをメインパターンの中心
に寄せるように移動させる。
インパターンに対応する補助パターンとを有するマスクであって、複数のメインパターン
は第1のメインパターン及び第2のメインパターンを有し、第1のメインパターンの隣接
するメインパターンまでの距離は、第2のメインパターンの隣接するメインパターンまで
の距離よりも大きく、第1のメインパターンに対応する補助パターンのサイズは、第2の
メインパターンに対応する補助パターンのサイズよりも大きいことを特徴とするマスクで
ある。
転写する場合、周期パターンに対してはこれに適した斜入射照明を用いて露光転写し、ラ
ンダムパターンについては垂直照明を用いて露光転写するというように、別々の工程で行
っていた。これに対して、本発明の実施形態によれば、同じ半導体ウェーハ上に転写すべ
き周期パターンとランダムパターンとで照明を変えてそれぞれ別工程で露光を行わなくて
もよく、すなわち斜入射照明を用いた露光にて周期パターンもランダムパターンも露光転
写でき、製造効率の向上が図れる。
aにつき、その周辺に複数(例えば4つ)の補助パターンbからなる補助パターングルー
プ(以下、単にグループという)を対応させて配置した例を示した。しかし、1つのメイ
ンパターンaあたりに付加する補助パターンbの個数は4つに限ることはなく、また複数
に限らず単数であってもよい。
するすべての補助パターンbの位置及びサイズを同じに設定した。具体的には、補助パタ
ーンを付加する対象メインパターンと、これに最も近い他のメインパターンとの間隔に応
じて定められる位置及びサイズに、同じグループに属する各補助パターンの位置及びサイ
ズが揃えられていた。
ンパターンa4のそれぞれに対して異なる間隔で隣接する。メインパターンa1とメイン
パターンa2との間隔は、メインパターンa1とメインパターンa4との間隔よりも小さ
い。そして、メインパターンa1の周辺に配置する同じグループに属する例えば4つの補
助パターンの位置及びサイズは、メインパターンa1とこれが隣接する他のメインパター
ンとの間隔の中で最も小さいもの(この場合メインパターンa1とメインパターンa2と
の間隔)で決まる位置及びサイズに揃えられていた。
インパターンa2との間隔に応じて決められる位置及びサイズを有する。そのメインパタ
ーンa1に付加される補助パターンは、メインパターンa1とは異なる他のメインパター
ンa2に付加される補助パターンと、メインパターンa1とメインパターンa2との間で
重なることなく、あるいはマスク制約条件違反となる所定間隔以下で近接することなく、
メインパターンa1の横に配置することができる。
るメインパターンa1とメインパターンa4との間(メインパターンa1の下)にも、上
記メインパターンa1とメインパターンa2との間隔に応じて決められた位置及びサイズ
の補助パターン(メインパターンa1に付加される補助パターン)を、メインパターンa
4に付加される補助パターンと重なったり所定間隔以下に近接することなく配置可能であ
る。
ンa1とメインパターンa4との間の間隔に応じて設定した場合、その補助パターンを、
メインパターンa1とメインパターンa2との間に配置すると、メインパターンa2に付
加される補助パターンと重なったり所定間隔以下に近接してしまうことが起こり得る。
ンパターンについても同様な観点から補助パターンの位置及びサイズが設定される。例え
ば、メインパターンa2に付加される複数(例えば4つ)の補助パターンについても、メ
インパターンa2とメインパターンa3との間隔に応じて決まる位置及びサイズではなく
、よりメインパターン間間隔が小さいメインパターンa2とメインパターンa1との間隔
に応じて決まる位置及びサイズを適用する。この位置及びサイズは、メインパターンa2
の周辺に配置する同じグループ(メインパターンa2に対応するグループ)に属するすべ
ての補助パターンに適用する。
助パターンの位置及びサイズを一律に等しく設定する方法は、補助パターン配置処理の短
時間化に有効である。
トを示す。本実施形態では、同じメインパターンに対応して付加される同じグループに属
する個々の補助パターンデータの位置及びサイズを、その同じグループに属する他の補助
パターンデータの位置及びサイズとは無関係に、個々の補助パターンデータごとに、隣接
するメインパターンデータの間隔に応じて設定する。
領域を設定すると共に、その設定された領域に配置される補助パターンの位置及びサイズ
を補助パターン配置領域に対応付ける(ステップ301)。
らメインパターンa1は、互いにピッチP1で隣接すると共に、直交する2方向(図15
(a)において横方向及び縦方向)にもピッチP1で図示しないメインパターンと隣接し
ているとする。
)に示す例では、中心が各メインパターンa1の中心と一致し、1辺がP1の、破線で示
す正方形がまず設定される。そして、その正方形を垂直2等分する線及び水平2等分する
線で4分割し、4分割された各々の領域が、ピッチP1に対応した補助パターン配置領域
B1として設定される。ピッチP1は、例えば100nm以上140nm未満であり、補
助パターン配置領域B1は、1辺が(P1/2)の正方形である。
る補助パターンb1の位置及びサイズが設定される。ここでは、前述した実施形態と同様
に、露光照明条件、マージン、補助パターンが転写してしまわない非解像サイズ条件、マ
スクスペックなどを考慮しつつ、隣り合う補助パターンどうしが重ならないもしくは所定
間隔以下で近接しないように、なおかつ必要なマージンが得られるように、補助パターン
b1の位置及びサイズが設定される。
2を示す。なお、これらメインパターンa2は、互いにピッチP2で隣接すると共に、直
交する2方向(図15(b)において横方向及び縦方向)にもピッチP2で図示しないメ
インパターンと隣接しているとする。
)に示す例では、中心が各メインパターンa2の中心と一致し、1辺がP2の、破線で示
す正方形がまず設定される。そして、その正方形を垂直2等分する線及び水平2等分する
線で4分割し、4分割された各々の領域が、ピッチP2に対応した補助パターン配置領域
B2として設定される。ピッチP2は、例えば140nm以上180nm未満であり、補
助パターン配置領域B2は、1辺が(P2/2)の正方形である。
る補助パターンb2の位置及びサイズが設定される。ここでも、前述した実施形態と同様
に、露光照明条件、マージン、補助パターンが転写してしまわない非解像サイズ条件、マ
スクスペックなどを考慮しつつ、隣り合う補助パターンどうしが重ならないもしくは所定
間隔以下で近接しないように、なおかつ必要なマージンが得られるように、補助パターン
b2の位置及びサイズが設定される。
3を示す。なお、これらメインパターンa3は、互いにピッチP3で隣接すると共に、直
交する2方向(図15(c)において横方向及び縦方向)にもピッチP3で図示しないメ
インパターンと隣接しているとする。
)に示す例では、中心が各メインパターンa3の中心と一致し、1辺がP3の、破線で示
す正方形がまず設定される。そして、その正方形を垂直2等分する線及び水平2等分する
線で4分割し、4分割された各々の領域が、ピッチP3に対応した補助パターン配置領域
B3として設定される。ピッチP3は、例えば180nm以上250nm未満であり、補
助パターン配置領域B3は、1辺が(P3/2)の正方形である。
る補助パターンb3の位置及びサイズが設定される。ここでも、前述した実施形態と同様
に、露光照明条件、マージン、補助パターンが転写してしまわない非解像サイズ条件、マ
スクスペックなどを考慮しつつ、隣り合う補助パターンどうしが重ならないもしくは所定
間隔以下で近接しないように、なおかつ必要なマージンが得られるように、補助パターン
b3の位置及びサイズが設定される。
4を示す。なお、これらメインパターンa4は、互いにピッチP4で隣接すると共に、直
交する2方向(図15(d)において横方向及び縦方向)にもピッチP4で図示しないメ
インパターンと隣接しているとする。
)に示す例では、中心が各メインパターンa4の中心と一致し、1辺がP4の、破線で示
す正方形がまず設定される。そして、その正方形を垂直2等分する線及び水平2等分する
線で4分割し、4分割された各々の領域が、ピッチP4に対応した補助パターン配置領域
B4として設定される。ピッチP4は例えば250nm以上であり、補助パターン配置領
域B4は、1辺が(P4/2)の正方形である。
る補助パターンb4の位置及びサイズが設定される。ここでも、前述した実施形態と同様
に、露光照明条件、マージン、補助パターンが転写してしまわない非解像サイズ条件、マ
スクスペックなどを考慮しつつ、隣り合う補助パターンどうしが重ならないもしくは所定
間隔以下で近接しないように、なおかつ必要なマージンが得られるように、補助パターン
b4の位置及びサイズが設定される。
に、補助パターン配置領域B1〜B4が設定され、さらに各補助パターン配置領域B1〜
B4のそれぞれに、配置するべき補助パターンの位置及びサイズが対応付けられる。
分類ごとの補助パターン配置領域B1〜B4、および各補助パターン配置領域B1〜B4
に対応付けられた補助パターンの位置及びサイズデータは記憶装置23に格納され、後述
する補助パターン配置処理の際に参照される。
、100nm以上のピッチについて分類したが、100nm未満のピッチを含む分類を作
成してもよい。
パターンの周辺にどのくらいの広さのスペース(他のメインパターンが存在しない領域)
があるかをチェックする(図14におけるステップ302)。
領域(前述した分類例では、図15(a)に示すピッチP1に対応する補助パターン配置
領域B1)を、対象としているメインパターン周辺領域に確保可能かどうかを判定する。
としている領域に確保可能な最大サイズの補助パターン配置領域を選択すると共に、その
選択された補助パターン配置領域に対応付けられた位置及びサイズの補助パターンをメイ
ンパターンの周辺に配置する。この処理について、具体的に図16を参照して説明する。
された領域(データ処理上の領域)を示す。図16(a)において、太線で囲まれた領域
は、各メインパターンa11〜a16の周辺に設定された補助パターン配置領域B1〜B
4を表す。また、図16(a)において破線で表され、その中心を各メインパターンa1
1〜a16の中心に一致させている正方形は、前述した分類における最小ピッチP1(図
15(a))を1辺とする正方形である。
対応する補助パターンb1〜b4を配置した状態を示す。
図16(a)におけるメインパターンa11の下方にはメインパターンa12が存在する
。ここで、メインパターンa11とメインパターンa12との間のピッチがP1(例えば
100nm以上140nm未満)であるとすると、メインパターンa11の下方にピッチ
P1に対応した補助パターン領域B1が設定される。
及びサイズを有する補助パターンb1が、図16(b)に示すように配置される。
結果、その領域側ではメインパターンa11と他のメインパターンとのピッチがP4(例
えば250nm以上)であったとした場合、そのメインパターンa11の上方の領域には
、ピッチP4に対応した補助パターン配置領域B4が設定される。
及びサイズを有する補助パターンb4が、図16(b)に示すように配置される。
じグループに属する4つの補助パターン(2つの補助パターンb1と2つの補助パターン
b4)が配置される。
の補助パターンの位置及びサイズを、各補助パターンが配置される個々の領域の広さに応
じて設定している。
ン配置領域B4に対応付けられた補助パターンb4の位置(付加対象であるメインパター
ンa4に対する相対的位置)は、前述した露光照明条件に基づいて決まる初期設定位置に
相当し、必要マージンを確保する上で最適な位置と言える。しかし、ピッチP4よりも狭
いピッチにも補助パターンb4を適用してしまうと、隣り合う補助パターンどうしが重な
ったり所定間隔以下で近接しマスク制約条件違反となることが懸念される。
する補助パターン配置領域B4よりも小さな補助パターン配置領域B1、B2、B3を設
定すると共に、各補助パターン配置領域B1、B2、B3に配置する補助パターンb1、
b2、b3の位置を、他の補助パターンとの間隔が拡がるように対象メインパターンの中
心に寄せるようにずらす。
うように各補助パターンb1、b2、b3の位置に応じて各補助パターンb1、b2、b
3のサイズを適切に設定する。
ターンb3、b2、b1となるにしたがって、他の補助パターンとの干渉を回避するべく
、最適位置からの位置ずれ量が大きくなっていく。
の領域に補助パターンb4を配置する。補助パターン配置領域B4の確保ができない場合
、すなわち補助パターン配置領域B4が他のメインパターンについての補助パターン配置
領域と重なってしまう場合には、残りの補助パターン配置領域B1、B2、B3の中で確
保可能な最も大きなサイズの補助パターン配置領域を選択し、その選択された補助パター
ン配置領域に、これに対応付けられた補助パターンを配置する。なお、図15に示した4
分類は一例であって、さらに細かく区分けしてもよい。
4が確保可能であれば、各補助パターン配置領域B1〜B4に対応付けられた位置及びサ
イズを有する補助パターンを配置することで、他の補助パターンと重なったり所定間隔以
下に近接することなく、また補助パターンが転写してしまうこともなく、必要マージンを
得ることができる。
域では、前述した分類における最小ピッチP1(図15(a))を1辺とする破線で示す
正方形どうしが重なっている。これら正方形が重なるということは、図15に示す分類上
最小サイズの補助パターン配置領域B1どうしが重なることになる。最小サイズの補助パ
ターン配置領域B1どうしが重なるということは、補助パターン配置領域B1に対応付け
られた補助パターンb1どうしが重なるもしくはマスクスペックで許容されない所定間隔
以下で近接することになり、マスク制約条件違反となる。すなわち、上記正方形が重なる
領域は、最小ピッチに対応付けられた補助パターンですら配置できない領域であることを
意味する。
6(b)に示すように、メインパターンa13とメインパターンa14との間には補助パ
ターンを配置しない。なお、より微細ピッチに対応したよりサイズの小さな補助パターン
配置領域を作成すれば、その補助パターン配置領域に対応付けられたよりサイズの小さな
補助パターンを適切な位置に配置することで、メインパターンa13とメインパターンa
14との間にもそれぞれのメインパターンに対応する2つの補助パターンを重なったり接
近しすぎることなく配置することが可能となる。
つの補助パターンb10を、メインパターンa13とメインパターンa14とに兼用させ
て配置することも可能である。ここでの処理は、重なるもしくは所定間隔以下で近接する
2つの補助パターンの一方のサイズをゼロに縮小する処理とも言える。
インパターンa11〜a16の周辺に、他のメインパターンとのピッチに応じた補助パタ
ーン配置領域B1〜B4が設定され、且つ図16(b)に示すように、各補助パターン配
置領域B1〜B4には、対応する補助パターンb1〜b4が配置される。
間で、メインパターンa12に対応する補助パターン配置領域B2とメインパターンa1
3に対応する補助パターン配置領域B2とが向き合う部分では、互いに同じ補助パターン
配置領域B2を設定しているが、互いに異なる補助パターン配置領域を設定してもよい。
域B1と補助パターン配置領域B3とが互いに重ならずに確保可能であるならば、それら
メインパターンa12、a13間に、補助パターン配置領域B1と補助パターン配置領域
B3を設定してもよい。補助パターン配置領域B1と補助パターン配置領域B3とが重な
らずに確保可能であるならば、それぞれの領域に配置される補助パターンb1と補助パタ
ーンb3も重なったり、接近しすぎることがない。
うしが向き合う部分で、それら向き合う補助パターン配置領域を同じものに設定した場合
には、補助パターン配置処理をより短時間で迅速に行える。また、補助パターン配置領域
は隣接するメインパターン間のピッチに応じて適切なものに設定されるので、その設定と
は異なる補助パターン配置領域を配置するよりは、ピッチに応じた設定通りの補助パター
ン配置領域を配置する方が、マージン確保、補助パターンの転写危険性回避、マスク制約
条件違反回避などの点から望ましい。
Yes”となると、補助パターンの配置処理が終了する(ステップ307)。
ープに属する複数の補助パターンの位置及びサイズを同グループ内で均一にするのではな
く、各補助パターンが配置される領域の広さに応じて個々の補助パターンごとに適切な位
置及びサイズを設定している。これにより、特に、他のメインパターンで周囲を囲まれて
いない端に位置するメインパターンについて、他のメインパターンが存在しない領域側に
配置される補助パターンによるマージン向上効果を改善できる。
交する2方向(X方向及びY方向とする)で同じである。そのため、前述した補助パター
ン配置領域の設定に際しては、X方向及びY方向の辺の長さが等しい正方形を4等分した
領域を補助パターン配置領域とした。しかし、X方向とY方向とで配置可能な最小スペー
スが異なるコンタクトホールパターンや、配置ピッチがX方向とY方向とで異なる場合に
は、それに応じた長方形を作成の上、それを4分割して補助パターン配置領域としてもよ
い。
Y方向のメインパターンa間ピッチPYの方が大きく、X方向に対してY方向に長い長方
形を作成し、それを4等分して得られる長方形の領域を補助パターン配置領域Bとしてい
る。
補助パターンbが配置されるレイアウトにおいては、破線で示す補助パターン配置領域B
どうしが重なる場合もある。同じメインパターンaに付加され同じグループに属する補助
パターン配置領域Bどうしは重なってもかまわない。他グループに属する補助パターン配
置領域どうしが重なると、前述したようにデザインルール違反となる。
に示すようにメインパターンaの上下だけに補助パターンbが配置されるレイアウトの場
合には、ピッチに応じて辺の長さが決まる正方形もしくは長方形(破線で表される)を2
等分することで補助パターン配置領域Bが設定される。
説明する。半導体装置として例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Ef
fect Transistor)の製造工程を例示する。
めてウェーハと称する)の上にゲート絶縁膜を形成する。そして、そのゲート絶縁膜の上
にゲート電極となる導体層を形成する。その後に、導体層とゲート絶縁膜をパターニング
する。このパターニングの工程において、前述した本実施形態に係るマスクを用いること
ができる。
ェーハにおける被加工膜上に形成したレジストに対して、上記マスクを用いてパターンを
露光転写する(図12においてステップ202)。このとき、メインパターンのみが転写
され、限界解像度を下回るサイズの補助パターンは転写されない。
クにして被加工膜をエッチングする(図12においてステップ204)ことで、被加工膜
にメインパターンが形成される。
り、ソース・ドレイン領域を形成する。そして、ウェーハ上に層間絶縁膜を形成し、さら
に配線層を形成することにより、MOSFETの要部が完成する。ここで、配線層とソー
ス・ドレイン領域とのコンタクトのために層間絶縁膜にビアを形成する工程においても、
上記マスクを用いたパターンの露光転写を利用することができる。
れらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である
。
状、ピッチ分類の区切りなどは一例であって、本発明はそれらに限定されるものではない
。前述した実施形態では、補助パターンbの中心が直交する2直線上に位置するようにメ
インパターンaの上下左右に補助パターンbを配置した具体例(図7(b))や、その直
交2直線の間の斜め方向(メインパターンaの対角位置)に補助パターンbを配置した具
体例(図6(b))を示したが、これらは一例であって補助パターンbの配置位置はこれ
らに限るものではない。例えば、上記直交2直線と対角位置との間に補助パターンの中心
が位置するような配置であってもよい。
重極照明は、図4に示す4重極照明における2つの発光領域31及び32、または発光領
域33及び34のみを発光領域として有し、σin、σoutの考え方は4重極照明の場
合と同じである。
ィスプレイ用のガラス基板、プリント配線板、インターポーザ等へのパターン転写にも適
用可能である。
Claims (4)
- マスクに形成され前記マスクを使った露光により被転写体に転写される第1のメインパターン及び前記第1のメインパターンと最も近いメインパターンである第2のメインパターンに対応して形成される、前記被転写体への転写対象ではない補助パターンに対応する補助パターンデータを作成するマスクパターンデータ作成方法であって、
前記第1のメインパターンを含む周辺領域を、前記第1のメインパターンの中心と矩形の頂点が一致する、又は前記第1のメインパターンの中心が矩形の1辺上に配置される第1の矩形の領域と、前記第1の矩形の領域よりも前記第2のメインパターン側であって、
前記第1のメインパターンの中心と矩形の頂点が一致し、又は前記第1のメインパターンの中心が矩形の1辺上に配置され、前記第1の矩形の領域と相互に重ならない第2の矩形の領域に分割し、
第1の矩形の領域のサイズを設定し、前記第1のメインパターンと前記第2のメインパターン間のピッチに応じて前記第2の矩形の領域のサイズを設定し、
前記第1の矩形の領域のサイズに応じたサイズに設定され、第1の矩形の領域に配置される第1の補助パターンのデータを作成し、前記第2の矩形の領域のサイズに応じたサイズに設定され、第2の矩形の領域に配置される第2の補助パターンのデータを作成するこ
とを特徴とするコンタクトホール用のマスクパターンデータ作成方法。 - 前記第2のメインパターンは第3のメインパターンにも隣接し、
前記第2のメインパターンを含む周辺領域を、前記第2のメインパターンの中心と矩形の頂点が一致する、又は前記第2のメインパターンの中心が矩形の1辺上に配置される第3の矩形の領域と、前記第3の矩形の領域よりも前記第1のメインパターン側であって、
前記第2のメインパターンの中心と矩形の頂点が一致し、又は前記第2のメインパターンの中心が矩形の1辺上に配置され、前記第3の矩形の領域と相互に重ならない第4の矩形の領域に分割し、
前記第1のメインパターンと前記第2のメインパターン間のピッチに応じて前記第4の矩形の領域のサイズを設定し、
前記第4の矩形の領域のサイズとは無関係に、前記第3の矩形の領域のサイズを、前記第2のメインパターンと前記第3のメインパターン間のピッチに応じて設定し、
前記第3の矩形の領域のサイズに応じたサイズに設定され、前記第3の矩形の領域に配置される前記第3の補助パターンのデータを作成し、前記第4の矩形の領域のサイズに応じたサイズに設定され、前記第4の矩形の領域に配置される前記第4の補助パターンのデータを作成することを特徴とする請求項1記載のコンタクトホール用のマスクパターンデータ作成方法。 - マスクに形成され前記マスクを使った露光により被転写体に転写される第1のメインパターン及び前記第1のメインパターンと最も近いメインパターンである第2のメインパターンに対応して形成される、前記被転写体への転写対象ではない補助パターンに対応する補助パターンデータを作成する処理をコンピュータに実行させるためのマスクパターンデータ作成プログラムであって、
前記第1のメインパターンを含む周辺領域を、前記第1のメインパターンの中心と矩形の頂点が一致する、又は前記第1のメインパターンの中心が矩形の1辺上に配置される第1の矩形の領域と、前記第1の矩形の領域よりも前記第2のメインパターン側であって、
前記第1のメインパターンの中心と矩形の頂点が一致し、又は前記第1のメインパターンの中心が矩形の1辺上に配置され、前記第1の矩形の領域と相互に重ならない第2の矩形の領域に分割し、
第1の矩形の領域のサイズを設定し、前記第1のメインパターンと前記第2のメインパターン間のピッチに応じて前記第2の矩形の領域のサイズを設定し、
前記第1の矩形の領域のサイズに応じたサイズに設定された第1の補助パターンを第1の矩形の領域に配置し、前記第2の矩形の領域のサイズに応じたサイズに設定された第2の補助パターンを第2の矩形の領域に配置する処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンタクトホール用のマスクパターンデータ作成プログラム。 - マスクに形成され前記マスクを使った露光により被転写体に転写される第1のメインパターン及び前記第1のメインパターンと最も近いメインパターンである第2のメインパターンに対応して形成される、前記被転写体への転写対象ではない補助パターンに対応する補助パターンデータを作成するマスクパターンデータ作成方法であって、前記第1のメインパターンを含む周辺領域を、前記第1のメインパターンの中心と矩形の頂点が一致する、又は前記第1のメインパターンの中心が矩形の1辺上に配置される第1の矩形の領域と、前記第1の矩形の領域よりも前記第2のメインパターン側であって、前記第1のメインパターンの中心と矩形の頂点が一致し、又は前記第1のメインパターンの中心が矩形の1辺上に配置され、前記第1の矩形の領域と相互に重ならない第2の矩形の領域に分割し、第1の矩形の領域のサイズを設定し、前記第1のメインパターンと前記第2のメインパターン間のピッチに応じて前記第2の矩形の領域のサイズを設定し、前記第1の矩形の領域のサイズに応じたサイズに設定され、第1の矩形の領域に配置される第1の補助パターンのデータを作成し、前記第2の矩形の領域のサイズに応じたサイズに設定され、第2の矩形の領域に配置される第2の補助パターンのデータを作成するコンタクトホール用のマスクパターンデータ作成プログラムを用いて作製されたマスクであって、第1のメインパターンと、前記第1のメインパターンに最も近いメインパターンである第2のメインパターンと、前記第1のメインパターンの周辺に設けられた第1の補助パターンと、前記第1の補助パターンよりも前記第2のメインパターン側にあり、前記第1の補助パターンよりも小さい第2の補助パターンと、前記第2のメインパターンの周辺に設けられ、前記第3の補助パターンと、前記第3の補助パターンよりも前記第1のメインパターン側にあり、前記第1の補助パターンよりも小さい第4の補助パターンと、を有するマスクを用いた露光により、レジストに対し、前記補助パターンは転写せずに前記メインパターンを転写する露光工程と、
前記露光工程の後、前記レジストを現像する現像工程と、
前記現像工程の後、前記レジストをマスクとして前記被転写体をエッチングするエッチング工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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