KR20100017444A

KR20100017444A - 패턴데이터의 처리방법 및 전자디바이스의 제조방법

Info

Publication number: KR20100017444A
Application number: KR1020097024799A
Authority: KR
Inventors: 나오마사 시라이시
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2010-02-16
Also published as: TWI494702B; WO2008139910A2; JP2008276222A; CN101689028A; CN101689028B; WO2008139910A3; US20080270970A1; KR101517634B1; JP5245509B2; TW200903185A

Abstract

<과제> 마스크패턴(mask pattern)의 설계데이터로부터 얼라이먼트 마크로서 사용 가능한 영역을 패턴영역으로서 특정한다.

<해결 수단> 마스크패턴의 데이터를 처리하는 방법은 마스크패턴의 데이터(SF)를 해석하고, 마스크패턴 내로부터 소정의 형상으로 하고, 또한 소정의 크기를 가지는 패턴영역(BD)을 특정한다. 패턴영역(BD)은 얼라이먼트 마크로서 기능한다.

Description

패턴데이터의 처리방법 및 전자디바이스의 제조방법{METHOD FOR PROCESSING PATTERN DATA AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE}

관련출원

본원은 2007년 4월 27일에 출원한 미국 가(假)출원 제60/924,061호 및 2008년 3월 27일에 출원한 미국 출원 12/078,178호에 근거하는 우선권을 주장한다.

본 개시는 마스크상에 형성되는 마스크패턴의 패턴데이터의 처리방법 및 전자디바이스의 제조방법에 관한 것이고, 특히, 반도체소자 등의 전자디바이스의 제조에서 이용하는 포토마스크의 데이터작성 및 얼라이먼트에 유효한 기술에 관한 것이다.

LSI 등의 전자디바이스는 피노광체(被露光體, expsoed subject)인 실리콘웨이퍼 등의 기판상에 몇십 층의 회로패턴을 겹쳐 맞추어 제조된다. 이들 각 층의 회로패턴은 포토마스크(간단히 마스크라고도 함)상에 묘화(描畵)된 마스크패턴을 투영노광장치를 사용하여 기판상에 전사(傳寫)하는 리소그래피(lithography) 공정에서 형성된다.

이 전자디바이스의 제조공정 중의 각 리소그래피 공정에서는 기판상에 존재하는 회로패턴과 새롭게 전사하는 패턴과의 정확한 위치맞춤이 지극히 중요하다. 그러기 위해서는, 우선, 이전의 리소그래피 공정에서 기판상에 이미 노광된 회로패턴의 위치를 정확하게 검출할 필요가 있다.

그래서, 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이, 종래에는 기판상에 형성해야 할 회로패턴에 더하여, 이 회로패턴과 소정의 위치관계를 가지는 전용(全用) 얼라이먼트 마크를 가지는 포토마스크가 사용되고 있었다. 리소그래피 공정에서는 회로패턴과 함께, 얼라이먼트 마크를 기판상에 노광하였다. 기판상에 형성된 회로패턴의 위치는 기판상에 형성된 전용 얼라이먼트 마크의 위치를 계측하여 검출하였다.

기판상에서의 얼라이먼트 마크의 배치는 인접하는 집적회로의 사이에 존재하는 약 50㎛에서 120㎛정도의 폭의 스트리트 라인(street line)으로 불리는 영역에 배치되는 것이 일반적이었다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2002-043211호 공보

<발명이 해결하고자 하는 과제>

상기와 같이, 종래에는 포토마스크상에 회로패턴과는 별도로 얼라이먼트 마크를 마련하고 있었다. 이 때문에, 포토마스크상에 얼라이먼트 마크를 배치하기 위한 레이아웃 설계가 필요했다.

또, 얼라이먼트 마크의 배치가 인접하는 집적회로의 사이의 영역으로 한정되기 때문에, 얼라이먼트 마크의 배치의 자유도가 낮고, 1개의 집적회로 중에 얼라이먼트 마크를 배치하는 것도 곤란했다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

그래서, 본 개시는 마스크상에 형성되는 마스크패턴(예를 들면 회로패턴)의 설계데이터에 근거하여 얼라이먼트 마크로서 사용 가능한 영역을 특정하는 패턴데이터의 처리방법을 제공한다.

또, 본 개시는 마스크패턴(예를 들면 회로패턴)과는 별도로 얼라이먼트 마크를 마련하지 않아도 기판상의 마스크패턴의 위치를 고정밀도로 계측하여 전자디바이스를 제조하는 방법을 제공한다.

일실시형태의 패턴데이터 처리방법은 마스크패턴의 설계데이터를 처리하는 패턴데이터의 처리방법에 있어서, 그 설계데이터에 근거하여 제1 방향으로 제1 기준값 이상의 크기를 가짐과 동시에, 그 제1 방향과 교차하는 방향으로 제2 기준값 이상의 크기를 가지는 소정의 영역을 패턴영역으로서 특정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

일실시형태의 전자디바이스의 제조방법은 전자디바이스를 제조하는 제조방법에 있어서, 제1 마스크패턴을 피노광체에 형성하는 제1 노광공정과, 그 제1 마스크패턴의 설계데이터로부터 상술한 패턴데이터 처리방법을 이용하여 패턴영역을 특정하는 패턴영역 특정공정과, 그 패턴영역 특정공정에서 얻어진 그 패턴영역에 관한 정보를 이용하여 그 제1 노광공정에 의해 그 피노광체상에 형성된 그 제1 마스크패턴의 위치정보를 결정하는 위치결정공정과, 그 위치결정공정에서 얻어진 그 제1 마스크패턴의 위치정보에 근거하여 피노광체상에 그 제1 패턴에 위치맞춤하여 제2 마스크패턴을 형성하는 제2 노광공정을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.

<발명의 효과>

일실시형태의 패턴데이터 처리방법에 있어서는 얼라이먼트 마크로서 사용 가능한 영역을 마스크패턴의 설계데이터로부터 패턴영역으로서 특정할 수 있다.

일실시형태의 전자디바이스의 제조방법에 있어서는 마스크패턴과는 별도로 얼라이먼트 마크를 마련하지 않아도 제1 노광공정, 즉 이전의 노광공정에서 형성한 제1 마스크패턴의 설계데이터로부터 얼라이먼트 마크로서 사용 가능한 기판상의 패턴영역을 특정하고, 이것에 근거하여 제1 마스크패턴의 위치정보를 결정할 수 있다.

도 1은 마스크 데이터 처리의 실시형태의 구성예를 나타내는 도면이다.

도 2는 마스크 설계데이터(SF)로부터 패턴영역(BD)을 특정하기 위한 플로우차트이다.

도 3은 마스크 설계데이터(SF)를 비트맵 패턴(40)에 전개한 도면이다.

도 4는 패턴영역(BD)의 특정을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 패턴영역(BD)의 특정을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 도 2의 플로우차트의 일부의 처리를 상세하게 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 7은 패턴영역(BD)을 검증하기 위한 플로우차트이다.

도 8의 (A)는 데이터가 0인 영역(FBD)을 내부에 가지는 패턴영역(BD1)을 나타낸다. (B)는 도 8의 (A)의 패턴영역(BD1)으로부터 영역(FBD)을 제외하는 공정을 나타낸다. (C)는 영역(FBD)의 제외한 최대의 장방형 영역인 패턴영역(BD2)을 나타 낸다.

도 9는 패턴영역(BD) 중의 데이터가 0인 영역의 검증을 설명하는 도면이다.

도 10은 홀패턴의 집합체를 패턴영역으로서 특정하는 방법을 설명하는 도면이다.

도 11은노광장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.

<부호의 설명>

10 … 데이터 스토리지 유니트, 11 … 기억장치, 20 … 메인컴퓨터, 40 … 비트맵 패턴, 80 … 노광장치, 81 … 조명광학계, 82 … 마스크 스테이지, 83 … 투영광학계, 84 … 기판 스테이지, 85 … 얼라이먼트 광학계, 86 … 이동거울, 91 … 광원제어부, 92 … 마스크 제어부, 94 … 기판 스테이지 제어부, 96 … 레이저 간섭계, 98 … 주제어부, 99 … 기억부

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

도 1은 마스크에 형성되는 마스크패턴, 예를 들면 회로패턴의 패턴데이터(본 명세서에서는, 마스크 설계데이터라고도 함)를 처리하고, 제1 방향으로 제1 기준값 이상의 크기를 가짐과 동시에, 그 제1 방향과 교차하는 방향으로 제2 기준값 이상의 크기를 가지는 소정의 영역을 패턴영역으로서 특정하는 패턴데이터의 처리방법을 실현하는데 바람직한 하드웨어 구성의 일례를 나타낸다.

또한, 마스크 설계데이터, 즉 마스크 묘화용 패턴데이터이란, 반도체 집적회로 등의 제조에서의 리소그래피 공정에서 사용되는 포토마스크상에 형성해야 할 회 로패턴을 구성하는 각 패턴의 위치정보, 형상정보, 투과율정보를 포함하는 전자정보이다.

또, 마스크 설계데이터는 마스크 묘화용 패턴데이터에 한정하지 않고, 형상의 변경이 가능한 패턴을 가지는 가변마스크에서 이용되는 패턴데이터라도 된다. 또한, 가변마스크에는, 예를 들면, 유리기판상에 미세하고 개폐 가능한 다수의 창(窓)부를 액정으로 형성하고, 액정을 구동하여 각 창부의 개폐를 제어함으로써, 그 유리기판상에 소망한 회로패턴을 표시하는 구성이 포함된다.

또한, 마스크 설계데이터로서는, 상기와 같이, 포토마스크상에 패턴을 형성했을 때에 투과부가 되는 부분의 값이 1이고, 차광부가 되는 부분의 값이 0인 두 값의 데이터를 비트맵(bit map) 모양으로 배열한 비트맵 데이터 형식(래스터(raster) 데이터 형식이라고도 함)을 채용할 수 있다.

또, 마스크 설계데이터로서는 상기와 같은 비트맵 데이터 형식에서 나타내는 패턴을 사각형이나 삼각형 등이 미소한 다수의 다각형으로 분할하고, 각 정점(頂点)의 X, Y좌표값을 기재한 형식의 GDS2 형식 등의 벡터 데이터 형식의 데이터를 사용할 수도 있다.

또한, 본 명세서에서는 비트맵 데이터 형식으로 나타내는 패턴을 비트맵 패턴이라고도 한다.

도 1에 있어서, 데이터 스토리지 유니트(data storage unit)(10)의 하드디스크 등의 기억장치(11)에는 반도체소자 등의 전자디바이스를 제조하기 위한 각종 마스크패턴의 마스크 설계데이터(SF)가 격납되어 있다. 데이터 스토리지 유니트(10) 와 메인컴퓨터(20)는 네트워크로 연결되어 있고, 데이터 스토리지 유니트(10)의 기억장치(11)와 메인컴퓨터(20)와의 사이에서 마스크 설계데이터(SF)의 주고받음이 가능하게 되어 있다.

마스크 설계데이터(SF) 중 필요한 품종의 층에 대응하는 마스크 설계데이터(SF)는 데이터 스토리지 유니트(10)로부터 메인컴퓨터(20)로 취출된다.

다음으로, 마스크 설계데이터를 처리하고, 제1 방향으로 제1 기준값 이상의 크기를 가짐과 동시에, 그 제1 방향과 교차하는 방향으로 제2 기준값 이상의 크기를 가지는 소정의 영역을 패턴영역으로서 특정하는 패턴데이터의 처리방법의 제1 실시형태의 상세한 것에 대하여, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 7을 이용하여 설명한다.

도 2는 패턴데이터의 처리방법의 일례를 나타내는 플로우차트이다.

도 3은 마스크 설계데이터(SF)에 근거하여 메인컴퓨터(20)의 메모리상에 전개된 비트맵 패턴의 일례를 나타낸다.

도 4 및 도 5는 도 3에 나타낸 바와 같은 메인컴퓨터(20)의 메모리상에 전개된 비트맵 패턴의 부분 확대도이다.

먼저, 도 2 중의 스텝 S21에서, 메인컴퓨터(20)는 데이터 스토리지 유니트(10)의 기억장치(11)로부터 마스크 설계데이터(SF)를 취출한다.

다음으로, 스텝 S22에서, 메인컴퓨터(20)는, 예를 들면, 마스크 설계데이터가 벡터 데이터 형식인 경우, 도 3에 나타내는 바와 같은 2차원의 두 개의 값의 비트맵 패턴(40)으로 전개한다. 일례로서 도 3 중에서는 데이터의 값이 1인 부분을 회색으로 나타내고, 데이터의 값이 0인 부분을 백색으로 나타내고 있다.

또한, 마스크 설계데이터(SF)가 비트맵 데이터 형식이면, 스텝 S22는 불필요하다.

이후, 판단점(DP)을 이 비트맵 패턴(40)상으로 주사(走査)시킴으로써, 마스크 설계데이터로부터 소망의 영역을 특정한다. 그 주사방향은 도 3 및 도 4 중에 나타낸 X방향이며, 이것을 제1 방향이라고 볼 수도 있다. 그리고, X방향에 직교하는 Y방향을 제2 방향이라고 볼 수도 있다.

스텝 S23에서, 메인컴퓨터(20)는 비트맵 패턴(40)상에서의 판단점(DP)의 Y좌표를 초기화한다. 즉, 판단점(DP)의 Y방향의 초기위치를, 예를 들면 도 3 중의 하단으로 설정한다.

스텝 S24에서, 메인컴퓨터(20)는 비트맵 패턴(40)상에서의 판단점(DP)의 X좌표를 초기화한다. 즉, 판단점(DP)의 X방향의 초기위치를, 예를 들면 도 3 중의 좌단으로 설정한다.

그리고, 후술하는 바와 같이, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)의 X좌표를 차례차례 가산하고, 판단점(DP)을 비트맵 패턴(40)상에서 도 3 및 도 4에 나타낸 +X방향으로 이동시킨다.

그리고, 스텝 S25에서, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)이 비트맵 패턴(40)상의 임의의 패턴의 제1 엣지(edge)를 검출하였는지 여부를 판단한다.

제1 엣지란, 그 엣지에 대해서 -X방향에 인접하는 위치에서는 비트맵 패턴(40)의 데이터가 0이고, 그 엣지에 대해서 +X방향에 인접하는 위치에서는 비트맵 패턴(40)의 데이터가 1이 되는 부분을 말한다.

여기서, 도 4를 이용하여, 비트맵 패턴의 패턴의 엣지의 검출방법의 상세하게 설명한다.

도 4의 (A)는 판단점(DP)과, 메인컴퓨터(20)의 메모리상에 전개된 비트맵 패턴(40)의 관계를 나타낸 도면이다. 판단점(DP)은 비트맵 패턴(40)에 대해 Y좌표값을 Y0로 유지한 채로 +X방향으로 순차이동, 즉 주사한다. 도 4의 (A) 상태에서는 주사동작중의 전회(前回)의 값, 즉 -X방향으로 인접하는 판단점(DP')에서의 값이 0이고, 이번 판단점(DP)에서의 값도 0이다. 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)이 패턴(EW)의 엣지를 횡단했다고는 판단하지 않는다. 즉, 메인컴퓨터(20)는 패턴(EW)의 엣지를 검출했다고는 판단하지 않는다.

도 4의 (B)는 판단점(DP)이 +X방향으로 더욱 주사하여 패턴(EW)의 하나의 엣지에 도달한 상태를 나타내는 도면이다. 이 경우, 주사동작중의 전회의 판단점(DP')에서의 값이 0이고, 이번 판단점(DP)에서의 값이 1이다. 따라서, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)이 패턴(EW)의 제1 엣지를 횡단한 것을 검출한다. 그리고, 이 경우에는 스텝 S26로 진행되고, 메인컴퓨터(20)는 이 때의 판단점(DP)의 X좌표 X1를 기억한다.

다음으로, 스텝 S27에서, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)이 비트맵 패턴(40)상의 임의의 패턴의 제2 엣지의 검출 여부를 판단한다.

제2 엣지란, 그 엣지에 대해서 -X방향에 인접하는 위치에서는 비트맵 패턴(40)의 데이터가 1이고, 그 엣지에 대해서 +X방향에 인접하는 위치에서는 비트맵 패턴(40)의 데이터가 0이 되는 부분을 말한다.

도 4의 (B)에 나타낸 상태에서는, 판단점(DP)은 제2 엣지와는 일치하고 있지 않다.

그러나, 후술하는 바와 같이 판단점(DP)이 더욱 +X방향으로 주사한 경우에는, 도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 판단점(DP)은 패턴(EW)의 제2 엣지와 일치한다. 즉, 도 4의 (C)에 나타낸 상태에서는 판단점(DP)에서의 비트맵 데이터(40)의 값이 0이 된다. 그리고, 주사동작중의 전회의 판단점(DP')에서의 값은 1이기 때문에, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)이 패턴(EW)의 제2 엣지를 횡단한 것을 검출한다.

이 경우에는 스텝 S28로 진행되고, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)의 X좌표로부터 1을 감산한 X좌표 X2를 기억한다. 그리고, 더욱 스텝 S29에 진행되어, 검출된 2개의 X좌표 X1 및 X2로부터 패턴(EW)의 크기를 나타내는 X방향의 제1 폭(Wx)을 산출한다. 예를 들면, 컴퓨터(20)는 X좌표의 차이(X2 - X1)를 산출한다.

그리고, 스텝 S30으로 진행되고, 메인컴퓨터(20)는 상기의 제1 폭(Wx)이 제1 기준값 이상인지를 판단한다. 또한, 제1 기준값의 상세한 것에 대하여는 후술한다.

또, 제1 폭(Wx)이 제1 기준값보다 작은 경우에는 스텝 S34로 이동한다.

한편, 제1 폭(Wx)이 제1 기준값 이상인 경우에는 스텝 S31로 진행되어, 그 패턴(EW)의 크기를 나타내는 Y방향(제2 방향)에 대한 제2 폭(Wy)을 계측한다. 여기서, 제2 폭(Wy)의 계측방법으로 대해서, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

도 5의 (A)는, 도 4와 마찬가지로, 비트맵 패턴(40) 중의 패턴(EW)을 확대하여 나타낸 도면이다. 스텝 S25의 처리 및 스텝 S27에서의 처리에 의해, 이미 Y좌표값이 Y0인 선상에서의 제1 엣지(A) 및 제2 엣지(B)가 특정되어 있다.

이하, 도 6에 나타낸 스텝 S31에서의 처리를 상세하게 나타내는 플로우차트를 병용하여 설명한다.

스텝 S31에서는, 메인컴퓨터(20)는, 먼저, 서브스텝 S311에서 제1 엣지(A)의 -X방향으로 제1 판단점(DP1)을 설정함과 동시에, 제1 엣지(A)의 +X방향으로 제2 판단점(DP2)을 설정한다. 그리고, 서브스텝 S312에서 제1 판단점(DP1) 및 제2 판단점(DP2)의 Y좌표를 인크리먼트(increment)(1 가산)하고, 서브스텝 S313에서 제2 판단점(DP2)의 위치에서의 비트맵 데이터(40)의 값이 1인지의 여부를 판단한다. 이 제2 판단점(DP2)의 값이 1이면, 제1 엣지(A)는 +Y방향으로 연장해 있기 때문에, 서브스텝 S312로 돌아온다. 또한, 패턴(EW)에서는 제1 엣지(A)의 -X방향으로 설정된 제1 판단점(DP1)의 값은 항상 0이다.

한편, 이 제2 판단점(DP2)의 값이 0이면 제1 엣지(A)는 +Y방향의 종단(終端)이라고 생각되기 때문에, 스텝 S314로 이행하여 현재의 제2 판단점(DP2)의 Y좌표 A1을 기억한다.

다음으로, 메인컴퓨터(20)는 서브스텝 S315에서 제2 엣지(B)의 -X방향으로 제1 판단점(DP1)을 설정함과 동시에, 제2 엣지(B)의 +X방향으로 제2 판단점(DP2)을 설정한다. 그리고, 서브스텝 S316에서 제1 판단점(DP1) 및 제2 판단점(DP2)의 Y좌표를 인크리먼트(1 가산)하고, 서브스텝 S317에서 제1 판단점(DP1) 및 제2 판단점(DP2)의 위치에서의 비트맵 데이터(40)의 값이 1인지 여부를 판단한다. 제1 판단점(DP1)의 값이 1이고, 또한 제2 판단점(DP2)의 값이 0이면, 제2 엣지(B)는 Y방향으로 연장해 있기 때문에, 서브스텝 S316로 돌아온다.

한편, 제1 판단점(DP1) 및 제2 판단점(DP2)의 값이 0이면, 제2 엣지(B)는 +Y방향의 종단이라고 생각되기 때문에, 서브스텝 S318로 이행하여 현재의 판단점(DP)의 Y좌표 B1을 기억한다.

그리고, 서브스텝 S319에서 상기 A1과 B1 중 작은 쪽을 Y좌표의 상단 Y1으로서 기억한다.

다음으로, 서브스텝 S320으로 이행하여, 메인컴퓨터(20)는 재차 제1 엣지(A)의 -X방향으로 제1 판단점(DP1)을 설정함과 동시에, 제1 엣지(A)의 +X방향으로 제2 판단점(DP2)을 설정한다. 그리고, 서브스텝 S321에서 제1 판단점(DP1) 및 제2 판단점(DP2)의 Y좌표를 디크리먼트(decrement)(1 감산)하고, 서브스텝 S322에서 제2 판단점(DP2)의 위치에서의 비트맵 데이터(40)의 값이 1인지 여부를 판단한다. 이 제2 판단점(DP2)의 값이 1이면 제1 엣지(A)의 -Y방향으로 연장해 있기 때문에 서브스텝 S321로 돌아온다. 또한, 패턴(EW)에서는 제1 엣지(A)의 -X방향으로 설정된 제1 판단점(DP1)의 값은 항상 0이다.

한편, 이 제2 판단점(DP2)의 값이 0이면 제1 엣지(A)는 -Y방향의 종단이라고 생각되기 때문에, 스텝 S323로 이행하여, 현재의 제2 판단점(DP2)의 Y좌표 A2를 기억한다.

다음으로, 메인컴퓨터(20)는 서브스텝 S324에서 제2 엣지(B)의 -X방향으로 제1 판단점(DP1)를 설정함과 동시에, 제2 엣지(B)의 +X방향으로 제2 판단점(DP2)을 설정한다. 그리고, 서브스텝 S325에서 제1 판단점(DP1) 및 제2 판단점(DP2)의 Y좌표를 디크리먼트(1 감산)하고, 서브스텝 S326에서 제1 판단점(DP1) 및 제2 판단 점(DP2)의 위치에서의 비트맵 데이터(40)의 값이 1인지 여부를 판단한다. 제1 판단점(DP1)의 값이 1이고, 또한 제2 판단점(DP2)의 값이 0이면, 제2 엣지(B)는 Y방향으로 연장해 있기 때문에, 서브스텝 S325로 돌아온다.

한편, 제1 판단점(DP1) 및 제2 판단점(DP2)의 값이 1이면, 제2 엣지(B)는 -Y방향의 종단이라고 생각되기 때문에, 서브스텝 S327로 이행하여 현재의 판단점(DP)의 Y좌표 B2를 기억한다.

그리고, 서브스텝 S328에서 상기 A2와 B2 중 큰 쪽을 Y좌표의 하단 Y2로서 기억한다.

마지막으로, 서브스텝 S329에서 상기의 Y1와 Y2의 차이를 산출하여 제2 폭(Wy)으로 한다.

그 후, 스텝 S32로 진행되어, 메인컴퓨터(20)는 제2 폭(Wy)이 제2 기준값 이상인지 여부를 판단한다.

제2 폭(Wy)이 제2 기준값보다 작은 경우에는 스텝 S34로 이동한다.

한편, 제2 폭(Wy)이 제2 기준값 이상이면, 메인컴퓨터(20)는 스텝 S33로 진행되고, 도 5의 (B) 중에 사선으로 나타낸 X좌표가 X1으로부터 X2까지이고, Y좌표가 Y2로부터 Y1까지인 영역을 패턴영역(BD)으로서 특정한다.

즉, 패턴영역(BD)란, 일례로서, 마스크 설계데이터 중의 패턴 또는 그 패턴 중에 포함되는 부분영역으로서, 그 제1 방향의 폭이 제1 기준값 이상이고, 또한, 그 제2 방향의 폭이 제2 기준값 이상인 영역이다.

이와 같은 패턴영역(BD)은 그 X방향의 양단이 제2 방향(Y방향)에 평행한 1조 의 패턴엣지로 규정되며, 또한 제1 방향(X방향)의 폭이 제1 기준값 이상이다. 그리고, 그 Y방향에 대해서도 제2 기준값 이상의 폭을 가진다.

따라서, 이와 같은 패턴영역(BD)이 마스크에 묘화되고, 그것이 웨이퍼 등의 피노광체에 노광전사되었을 때에는 피노광체에 형성된 패턴의 X방향의 위치를 계측하기 위한 패턴으로서 사용할 수 있다.

메인컴퓨터(20)는 패턴영역(BD)의 위치정보, 즉, 패턴영역(BD)의 각 정점(頂点)의 좌표인 상기의 X좌표가 X1 및 X2, Y좌표가 Y1 및 Y2나, 패턴영역(BD)의 중심좌표 및 제1 폭(Wx), 제2 폭(Wy) 등의 적어도 하나를 기억한다. 또, 각각의 위치정보 및 각각의 좌표를 대응시켜 기억해도 된다.

또한, 패턴영역(BD)은 마스크 설계데이터상에 복수 존재하는 경우도 있으므로, 1개의 패턴영역(BD)을 특정한 후에도, 계속하여 다른 패턴영역(BD)의 특정을 반복한다.

즉, 스텝 S34로 이행하여, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)의 비트맵 패턴(40)상의 X좌표를 인크리먼트(1 가산)하고, 스텝 S35에서 판단점(DP)의 X좌표가 종단, 즉 도 3에 나타낸 비트맵 패턴(40)의 우단에 도달했는지 여부를 판단한다.

그리고, 판단점(DP)의 X좌표가 종단에 도달하지 않으면, 스텝 S25로 돌아와, 재차 패턴엣지의 판정을 반복한다.

한편, 판단점(DP)의 X좌표가 종단에 도달해 있으면 스텝 S36로 진행되어, 판단점(DP)의 Y좌표에 소정량의 가산을 행한다. 여기서 소정량은 1이어도 좋고, 혹은, 처리대상인 마스크 설계데이터에 포함되는 패턴의 최소 선폭이 그 최소 선폭의 반정도의 값으로 할 수도 있다. 또한, 이 최소 선폭은, 예를 들면, 본 처리의 개시에 앞서, 오퍼레이터가 메인컴퓨터(20)에 입력해도 된다.

그리고, 스텝 S37로 진행되어, 판단점(DP)의 Y좌표가 종단, 즉 도 3에 나타낸 비트맵 패턴(40)의 상단에 도달했는지 여부를 판단한다.

그리고, 판단점(DP)의 Y좌표가 종단에 도달하지 않으면, 스텝 S24로 돌아와, 재차 패턴엣지의 판정을 반복한다.

한편, 판단점(DP)의 Y좌표가 종단에 도달해 있으면, 비트맵 패턴(40)의 전부에 대해서 처리가 완료하고 있기 때문에, 처리를 종료한다.

여기서, 상기의 처리에서 패턴영역(BD)의 특정할 때 채용한 제1 기준값 및 제2 기준값의 예에 대해 설명한다.

상술한 바와 같이, 패턴영역(BD)은 마스크상에 마스크패턴 또는 그 일부로서 형성되고, 그 후에 웨이퍼 등의 피노광체에 전사되는 것을 전제로 한 영역이다. 그리고, 피노광체에 전사된 패턴영역(BD)에 대응하는 영역은 노광장치 등의 패턴위치계측계에 의해 그 위치가 계측되는 것을 상정하고 있다.

따라서, 패턴영역(BD)의 크기(X방향 또는 Y방향의 폭)는 상기와 같이 패턴영역(BD)이 최종적으로 피노광체에 노광전사된 영역의 크기가 노광장치 등의 패턴위치계측계의 분해능 이상의 크기가 되는 것이 바람직하다.

마스크를 피노광체에 노광전사하는 노광장치의 위치계측계로서는, 일례로서 개구수가 0.3 정도, 검출파장이 550㎚인 광학현미경이 사용된다. 따라서, 그 해상도는 사용파장/개구수이며, 550㎚/0.3 즉 1800㎚정도이다. 또, 마스크로부터 웨이 퍼 등의 피노광체로의 축소율은 4배 정도이므로, 패턴영역(BD)의 크기는 마스크상에 환산하면 7㎛ 정도 이상인 것이 바람직하다.

따라서, 상기의 제1 기준값 및 제2 기준값은 모두 처리대상인 마스크 설계데이터가 마스크상에 패턴으로서 묘화되었을 때에 마스크상에서 7㎛ 정도 이상의 크기에 대응하는 값인 것이 바람직하다.

그런데, 상기와 같이 특정된 각각의 패턴영역(BD)은 그 내부에 비트맵 패턴(40)의 데이터가 0인 영역, 즉, 데이터가 1인 영역과는 다른 영역을 포함하고 있을 가능성도 있다.

그래서, 상기의 처리방법에 더하여, 또한 이하의 처리를 행해여, 그 내부에 비트맵 패턴(40)의 데이터가 0인 영역을 제외하여 패턴영역(BD)을 결정하는 처리, 즉 패턴영역(BD)의 검증을 행할 수도 있다.

이하, 이 검증방법으로 대해서 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한다.

도 7은 이 검증방법의 플로우차트이고, 도 8은 상기와 같이 특정된 패턴영역 으로서, 그 내부에 데이터가 0인 영역(FBD)을 가지는 패턴영역(BD1)을 나타내는 도면이다.

먼저, 스텝 S41에서, 메인컴퓨터(20)는 임의의 레지스터 중에 변수 Ymin 및 변수 Ymax를 할당하고, 이것에 패턴영역(BD1)의 Y좌표의 하한값 Y2 및 상한값 Y1를 각각 대입한다.

다음으로, 스텝 S42에서, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)의 비트맵 패턴(40)상의 X좌표를 패턴영역(BD1)의 X좌표의 하한값 X1로 설정한다. 그리고, 스텝 S43으로 진행되어, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)의 비트맵 패턴(40)상의 Y좌표를 전술의 Y좌표(Y0)로 설정한다.

이어서, 스텝 S44에서는, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)의 비트맵 패턴(40)상의 Y좌표를 인크리먼트(1 가산)한다. 그리고, 스텝 S45에서 판단점(DP)의 Y좌표가 패턴영역(BD1)의 상한값 Y1보다 큰지 여부를 판단하고, 크면 스텝 S49로 이행한다.

한편, 판단점(DP)의 Y좌표가 상한값 Y1이하이면, 스텝 S46으로 진행되어, 판단점(DP)의 위치에서의 비트맵 패턴(40)의 값을 검출한다. 그리고, 스텝 S47에서는 이 값이 1인지 여부를 판단하여, 값이 1이면 스텝 S44 이후의 스텝을 반복한다.

한편, 값이 1이 아닌, 즉 0인 경우에는 스텝 S48로 진행된다. 그리고, 메인컴퓨터(20)는 그 시점에서의 판단점(DP)의 Y좌표가 레지스터 중의 변수 Ymax보다 작으면, 변수 Ymax에 0의 값을 검출했을 때의 판단점(DP)의 Y좌표를 대입한다.

그 후, 스텝 S49 및 스텝 S50으로 진행되고, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)의 비트맵 패턴(40)상의 Y좌표를 재차 전술의 Y좌표 Y0로 설정한다.

이어서, 스텝 S51에서는, 메인컴퓨터(20)는 판단점(DP)의 비트맵 패턴(40)상의 Y좌표를 디크리먼트(1 감산)한다. 그리고, 스텝 S52에서, 판단점(DP)의 Y좌표가 패턴영역(BD1)의 하한값 Y2보다 작은지 여부를 판단하고, 작으면 스텝 S56로 이행한다.

한편, 판단점(DP)의 Y좌표가 하한값 Y2 이상이면, 스텝 S53으로 진행되어, 판단점(DP)의 위치에서의 비트맵 패턴(40)의 값을 검출한다. 그리고, 스텝 S54에서는 이 값이 1인지 여부를 판단하고, 값이 1이면 스텝 S51 이후의 스텝을 반복한다.

한편, 값이 1이 아닌, 즉 0인 경우에는 스텝 S55로 진행된다. 그리고, 메인컴퓨터(20)는 그 시점에서의 판단점(DP)의 Y좌표가 레지스터 중의 변수 Ymin보다 작으면, 변수 Ymin에 0의 값을 검출했을 때의 판단점(DP)의 Y좌표를 대입한다. 그리고, 스텝 S56로 진행되어, 판단점(DP)의 X좌표를 소정의 값만 가산한다. 여기서도 소정량은 1이어도 되고, 혹은, 처리대상인 마스크 설계데이터에 포함되는 패턴의 최소 선폭이 그 최소 선폭의 반정도의 값으로 할 수도 있다.

그리고, 스텝 S57로 진행되어 판단점(DP)의 X좌표가 패턴영역(BD1)의 상한값 X2보다 큰지 여부를 판단한다. 그리고, 판단점(DP)의 X좌표가 상한값 X2이하이면, 스텝 S43 이후의 스텝을 반복한다.

한편, 판단점(DP)의 X좌표가 상한값 X2보다 큰 경우에는 이 검증은 종료한다.

도 8의 (B)는 상기의 스텝 S43으로부터 스텝 S57까지의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 즉, 판단점(DP)은 비트맵 패턴(40)상의 패턴영역(BD1)상을 Y방향 및 X방향으로 순차이동하고, 패턴영역(BD1) 내에 비트맵 패턴의 값이 0이 되는 영역의 존재의 유무를 검출하는 동작을 행한다.

상기의 검증의 결과로서, 메인컴퓨터(20)에는 수정된 변수 Ymin 및 변수 Ymax가 기억되어 있다. 그리고, 이러한 변수는 각각 패턴영역(BD1)으로부터 값이 0인 영역(FBD)을 제외한 최대의 장방형 영역의 Y방향의 하한값과 Y방향의 상한값을 나타내는 것이다.

도 8의 (A) 및 도 8의 (B)에 나타낸 패턴(EW1) 및 패턴영역(BD1)의 경우에 는, 상기 검증에 의해, 변수 Ymin의 값은 Y2보다 증가하지만, 변수 Ymax의 값은 Y1과 동일하다. 그리고, 패턴영역(BD1)으로부터 값이 0인 영역(FBD)을 제외한 최대의 장방형 영역은 도 8의 (C)에 사선으로 나타낸 패턴영역(BD2)이 된다.

그래서, 패턴영역(BD1)에 대신하여, 패턴영역(BD2)을 새롭게 패턴영역으로서 특정하고, 패턴영역(BD1)의 위치정보에 대신하여 패턴영역(BD2)의 위치정보를 기억할 수도 있다.

또한, 상기의 검증은 도 2에 나타낸 마스크 설계데이터의 처리방법이 모두 종료한 후에 행하는 것도 가능하다. 혹은, 도 2의 스텝 S33에서 패턴영역(BD)을 특정하기 전에 행하는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 패턴영역의 특정방법은 특정된 패턴영역 내에서의 비트맵 패턴의 설계데이터, 즉 마스크 설계데이터의 값이 모두 동일하게 1이 되는 특정방법이다.

그런데, 패턴영역(BD)은 그것이 마스크의 패턴의 하나의 영역으로서 형성되고, 그 후에 웨이퍼 등의 피노광체에 노광전사되어야 할 것이다. 그리고, 노광장치 등의 패턴위치계측계에 의해, 웨이퍼에 형성되어 있는 패턴 중에서 패턴영역(BD)에 대응하는 부분의 위치를 계측하는 것을 상정한 것이다. 따라서, 패턴영역(BD)은 그 내부에 데이터(0이나 1)가 다른 영역을 다소 포함하고 있어도 상관없다. 피노광체상에 환산한 그 영역의 크기가 노광장치 등의 패턴위치계측계의 분해능에 비해 작은 값이면, 패턴의 위치의 계측정밀도에 악영향을 미치지 않기 때문이다.

따라서, 이하, 그 내부에 마스크 설계데이터의 값이 0인 영역과 1인 영역을 모두 포함하는 것을 허용한 패턴영역(BD)의 특정방법으로 대해서, 도 9를 이용하여 설명한다.

도 9의 (A)는 X방향으로 선폭(a)을 가지는 라인(line)패턴이 X방향으로 간격(W53)을 두고 복수 배열된, 이른바 라인 앤드 스페이스 패턴(line and space pattern)(EW1)의 비트맵 패턴을 나타내는 도면이다.

전술한 바와 같이, 간격(W53)을 피노광체상에 환산한 크기가 노광장치 등의 패턴위치계측계의 분해능에 비해 작은 값이라면, 패턴(EW1)도 패턴영역으로서 특정하고, 그것이 노광전사된 후에는 피노광체상에 형성된 패턴의 위치의 계측에 사용할 수 있다.

이하, 도 2를 참조하면서, 패턴(EW1)을 패턴영역으로서 특정하는 제2 실시형태에 대해 설명한다.

다만, 본 예의 방법과 도 2의 방법은 스텝 S27에서의 제2 엣지의 검출의 방법이 다를 뿐이므로, 그 차이점에 한해서 설명한다.

본 예의 경우, 스텝 S27에서 제2 엣지를 검출한 경우, 그 후에도 스텝 S25와 같은 제1 엣지의 검출을 행하면서 판단점(DP)의 +X방향으로의 주사를 제3 기준값의 회수만큼 계속한다. 그리고, 그 사이에 제1 엣지가 검출되었을 경우에는 상기의 제2 엣지는 검출되지 않았던 것으로 하여 스텝 S34로 진행된다.

이것에 의해, 간격(W53)이 제3 기준값보다 작은 것이면, 라인 앤드 스페이스 패턴(EW1)을 마치 X방향으로 연속한 패턴인 것처럼 검출하여, 도 9의 (B)에 나타낸 패턴영역(BD3)로서 특정할 수 있다.

그리고, 제3 기준값은 상술한 바와 같이 피노광체상에 환산한 크기가 노광장치 등의 패턴위치계측계의 분해능 이하인 것이 바람직하다. 즉, 예를 들면, 마스크상에 환산하면 7㎛ 정도 이하인 것이 바람직하다.

또한, 이 경우에는 전술의 제1 기준값과 제2 기준값의 각각은 제3 기준값에 대해서 충분히 큰 것이 바람직하다. 그렇지 않은 경우에는 데이터가 0이 되는 영역에 악영향이 상대적에 크게 되어, 패턴영역에 상당하는 피노광체상의 영역을 사용한 위치계측의 정밀도가 저하하기 때문이다. 이 때문에, 일례로서 제1 기준값 또는 제2 기준값은 제3 기준값의 5배보다 큰 것이 바람직하다.

다음으로, 도 9의 (C)는 도 9의 (A)에 나타낸 라인 앤드 스페이스 패턴에 대해, 데이터가 0인 부분 영역(FBD2)을 가지는 변형 라인 앤드 스페이스 패턴(EW2)을 나타내는 도면이다.

이와 같은 패턴(EW2)은 도 7의 검증방법을 변형한 변형검증방법을 제2 실시형태에 적용하는 것으로 패턴영역으로서 특정할 수 있다.

이하, 그 변형검증방법으로 대해서, 전술의 검증방법과의 차이점을 설명한다.

변형검증방법에서는 도 7의 스텝 S56에서의 판단점(DP)의 X좌표의 가산한 후, 그 판단점(DP)의 위치에서의 비트맵 패턴(40)의 값이 0인지 1인지를 판단한다. 그리고, 값이 0이면, 판단점(DP)은 변형 라인 앤드 스페이스 패턴(EW2)의 각 라인간의 간격 부분에 있기 때문에, 판단점(DP)의 X좌표를 더 가산하고, 재차 그 판단점(DP)의 위치에서의 비트맵 패턴(40)의 값이 0인지 1인지를 판단한다.

상기 X좌표의 가산 및 판단을 반복하여 비트맵 패턴(40)의 값이 1이 되었을 경우에 스텝 S57로 진행한다.

이것에 의해, 도 9의 (C)에 나타내는 바와 같이, 데이터가 0인 부분 영역(FBD2)을 가지는 변형 라인 앤드 스페이스 패턴(EW2)에 대해서도 그 일부를 도 9의 (D)에 나타낸 패턴영역(BD4)으로서 특정할 수 있다.

그런데, 상기와 같은 라인 앤드 스페이스 패턴의 변형으로서, 도 9의 (E)에 나타낸 바와 같이, 그것을 구성하는 라인패턴의 일부가 곡선이 되는 패턴(EW3)도 존재한다. 이와 같은 패턴은 X방향의 양단부가 Y축에 평행하지 않기 때문에, 피노광체로의 노광전사 후에 X방향의 위치를 계측하기 위한 패턴으로서 반드시 적합하지는 않다. 그러나, 다른 보다 적합한 패턴이 존재하지 않는 경우에는, 이와 같은 도 9의 (E) 중의 패턴(EW3)과 같은 패턴도 패턴영역으로서 특정할 필요가 있다.

이와 같은 패턴도 패턴영역으로서 특정하기 위해서는 전술의 패턴데이터의 처리방법의 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서의 스텝 S31의 처리를 이하와 같이 변형하면 좋다.

즉 스텝 S31에서의 제2 폭(Wy)의 계측할 때에, 스텝 S25에서 검출한 제1 엣지를 기준으로 하여 Y방향으로 성장하는 엣지(EL1)와 스텝 S27에서 검출한 제2 엣지를 기준으로 하여 Y방향으로 성장하는 엣지(EL2)의 X좌표가 Y좌표의 변화에 수반하여 변동한 경우라도, 그 변동이, 예를 들면 최소 선폭의 반정도 이내이면, 그 Y방향 엣지는 연속한 엣지인 것으로 하여 제2 폭(Wy)의 계측을 행하는 것으로 하면 된다.

이것에 의해, 도 9의 (E)에 나타내는 바와 같이, 라인패턴의 일부가 곡선이 되는 패턴(EW3)에 대해서도, 그 일부를 도 9의 (F)에 나타낸 패턴영역(BD5)으로서 특정할 수 있다.

또한, 그 때에는 스텝 S26에서 기억한 제1 엣지의 X좌표 X1을 상기의 Y방향 엣지(EL1)의 X좌표의 평균값으로 치환하고, 스텝 S28에서 기억한 제2 엣지의 X좌표 X2를 상기의 Y방향 엣지(EL2)의 X좌표의 평균값으로 치환하는 것이 바람직하다.

그런데, 마스크 설계데이터 중에는 라인패턴을 포함하지 않고, 이른바 홀(whole)패턴만을 포함하는 것도 존재한다. 이와 같은 마스크 설계데이터는 상술과 같은 라인패턴의 집합체나, 비교적 큰 패턴을 포함하지 않기 때문에, 이들 또는 이들의 일부를 패턴영역으로서 특정할 수 없다.

그 때문에, 이들의 마스크 설계데이터에서는 홀패턴의 집합체를 패턴영역으로서 특정하는 것이 필요하다.

그래서, 이하, 도 10을 이용하여 홀패턴의 집합체를 패턴영역으로서 특정하는 패턴데이터의 처리방법의 변형예에 대해 설명한다. 도 10의 (A)는 미소한 정방형(正方形)패턴인 홀패턴이 X방향으로 7열 및 Y축방향으로 8열 늘어선 홀패턴의 집합체(EW5)를 포함한 비트맵 패턴을 나타내는 도면이다. 각각의 홀패턴의 1변의 길이는 a이며, 각각의 간격(W63)도 대략 a와 동일한 것으로 한다.

또한, 본 변형예에서의 처리는 대체로 전술의 제2 실시형태에서의 처리와 동일하므로, 그것과의 차이점만을 설명한다.

본 예에서는, 도 6에 상세하게 나타낸 스텝 S31 중의 서브스텝 S312 및 서브 스텝 S313에서의 처리를 이하의 용도로 수정한다. 즉, 서브스텝 S313에서 판단점(DP)의 위치에서의 비트맵 데이터(40)의 값이 0이라도, 전술의 제3 기준값의 회수만큼 서브스텝 S312와 서브스텝 S313의 처리를 반복한다. 그리고, 그 소정 회수의 사이에 판단점(DP)의 위치에서의 비트맵 데이터(40)의 값이 1이 되지 않았던 경우에 한하여 서브스텝 S314으로 진행하여 판단점(DP)의 Y좌표 A1을 기억하는 것으로 한다.

그리고, 서브스텝 S316과 서브스텝 S317, 서브스텝 S321과 서브스텝 S322, 서브스텝 S325와 서브스텝 S326의 각 부분에서도, 서브스텝 S312와 서브스텝 S313에 대해 행한 상기의 수정과 동일한 수정을 행한다.

이것에 의해, 홀패턴의 집합체(EW5)와 같은 패턴이라도, 그 Y방향의 간격(W53)이 제3 기준값보다 작으면, 마치 Y방향으로 연속한 패턴인 것처럼 검출하여, 도 10의 (B)에 나타낸 패턴영역(BD6)으로서 특정할 수 있다.

또한, 이 처리방법의 변형예에 대해, 특정된 패턴영역의 내부로부터 데이터가 0인 영역을 제외하기 위한 전술의 변형검증방법을 적용할 수도 있다.

이것에 의해, 도 10의 (C)에 나타내는 바와 같이, 그 내부에 데이터가 0인 영역(FBD3, FBD4, FBD5, FBD6)을 가지는 홀패턴의 집합체(EW6)로부터, 도 10의 (D)에 나타낸 패턴영역(BD7)으로서 특정할 수 있다.

그런데, 이상의 처리방법의 각 예에서, 특정한 패턴영역(BD)의 수가 당초 상정한 수보다 많은 경우에는 그들 다수의 패턴영역(BD)으로부터 더욱 바람직한 패턴영역(BD)을 선정할 수도 있다.

이것에는, 예를 들면, 그 크기(제1 방향의 폭 또는 제2 방향의 폭)가 큰 순서로 소정수(예를 들면 10에서부터 100 정도)의 패턴영역(BD)을 선택할 수도 있다.

혹은, 비트맵 패턴(40)상에서 패턴영역(BD)이 가능한 한 균일한 분포밀도가 되도록 소정수의 패턴영역(BD)을 선택할 수도 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 비트맵 패턴(40)을 X방향 및 Y방향으로 소정수로 분할(예를 들면 8분할에서부터 30분할 정도)하고, 분할된 각 영역 중에서 각각 크기가 최대인 패턴영역(BD)을 선택할 수도 있다.

또한, 이상의 예에서는 그 백그라운드가 0이고, 패턴 부분이 1인 비트맵 패턴에 대해서만, 데이터처리를 행하는 것으로 했지만, 백그라운드가 1이고, 패턴 부분이 0인 비트맵 패턴에 대해서도 마찬가지로 본 실시형태를 채용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

이상과 같이 결정된 패턴영역(BD)은 X방향의 양단에 Y방향으로 평행한 엣지를 가지는 패턴 또는 그 일부이기 때문에, 그것이 마스크에 형성되어 웨이퍼 등의 피노광체에 노광전사되었을 때에는 X방향의 위치의 계측에 적절한 영역이다. 그러나, 그것이 Y방향의 위치의 계측에 적절한 영역이라고는 할 수 없다.

예를 들면, 도 5의 (B)에 나타낸 패턴영역(BD)은 그 X방향의 양단에 Y방향에 평행한 엣지를 가지기 때문에, X방향의 위치의 계측에는 적합한 형상이다. 그러나, Y방향의 위치의 계측에 사용하고자 하면, 패턴영역(BD)의 Y방향의 양단에 존재하는 패턴(패턴(EW)의 일부)이 장해가 되어, 고정밀도의 위치계측이 곤란하게 되는 경우도 있다.

그래서, 상기의 X방향의 위치의 계측에 적절한 패턴영역의 특정과 더불어, 별도로, Y방향의 위치의 계측에 적절한 패턴영역의 특정도 행하는 것이 바람직하다. 이와 같은 Y방향의 위치의 계측에 적절한 패턴영역의 특정은 이상에서 설명한 처리방법의 각 예에서 X좌표와 Y좌표를 서로 바꿔 넣음으로써 실현될 수 있다.

또, 마스크패턴으로서 OPC(optical proximity correction)처리를 실시한 패턴 중에서 패턴영역을 특정하는 것도 가능하다. OPC처리를 실시한 패턴으로서, 예를 들면, 마스크패턴의 코너부나, 서로 인접하는 패턴으로부터 소정간격 이상 떨어져 있는 부분에 보정용 패턴을 추가한 마스크패턴이나, 리소그래피·시뮬레이터나 실험 데이터에 근거하여 보정패턴을 생성한 마스크패턴이나, 패턴의 모서리가 둥글게 되는 것을 방지하는 「세리프(serif)·패턴」, 「해버헤드(hammer head)·패턴」, 패턴의 선폭 변동을 보정하는 「바이어스(bias)」 등을 더한 마스크패턴 등이 있다.

다음으로, 도 11을 이용하여, 본 발명의 전자디바이스의 제조방법의 제1 실시형태에 대해 설명한다.

도 11은 본 실시형태의 전자디바이스의 제조방법에서 사용하여 바람직한 노광장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이 노광장치(80)는 조명광학계(81)와, 마스크 스테이지(82)와, 투영광학계(83)와, 기판 스테이지(84)와, 위치계측계의 일례인 웨이퍼 얼라이먼트 현미경(85)을 구비한다. 이 노광장치(80)는 기판 스테이지(84)에 놓인 웨이퍼(PL)상에 마스크 스테이지(82)에 마련한 마스크(M)의 마스크패턴을 투영한다. 노광장치(80)는 65㎚의 해상도로 마스크패턴을 웨이퍼(PL)상에 노광할 수 있다.

또, 웨이퍼 얼라이먼트 현미경(85)은 일례로서 개구수가 0.3인 광학현미경이며, 그 검출파장은 550㎚ 정도이다.

여기서, 조명광학계(81)는 광원, 콜리메이터(collimator) 렌즈, 플라이아이(fly's eye) 광학계 등을 가지고, 마스크에 자외광을 조사한다. 또, 광원은 ArF 레이저, KrF 레이저 및 고압수은램프 등이 사용된다. 광원제어부(91)는 광원의 광량이나, 조명광학계의 렌즈이동 등의 제어를 행한다.

마스크 스테이지(82)는 마스크(M)를 지지하고, 마스크 스테이지(82)의 동작을 제어하는 마스크 제어부(92)를 구비한다.

투영광학계(83)는 조명광(IL)에 의해서 조명된 마스크(M)의 마스크패턴을 적당한 배율(예를 들면 1/4배)로 웨이퍼(PL)상에 투영한다.

기판 스테이지(84)는 웨이퍼(PL)를 놓고, 웨이퍼(PL)를 투영광학계(83)에 대해서 이동한다. 기판 스테이지 제어부(94)는 기판 스테이지(84)를 구동하여, 스텝·앤드·리피트(step and repeat) 방식의 노광을 할 수 있다. 또, 마스크 제어부(92) 및 기판 스테이지 제어부(94)가 기판 스테이지(84)와 마스크 스테이지(82)를 동기(同期) 이동시켜, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광을 할 수 있다.

기판 스테이지(84)에는 이동거울(86)이 놓여 있고, 레이저 간섭계(96)는 이동거울(86)로부터의 반사광에 의해서 기판 스테이지(84)의 위치를 수 ㎚이하의 정밀도로 검출할 수 있다. 얼라이먼트 광학계로서의 웨이퍼 얼라이먼트 현미경(85)의 검출결과와 함께, 레이저 간섭계(96)로부터의 기판 스테이지(84)의 위치결과에 근 거하여 마스크패턴의 패턴영역(BD)의 XY좌표를 검출한다.

주제어부(98)는 조명광원을 포함하는 조명광학계(81), 마스크 스테이지(82), 투영광학계(83), 기판 스테이지(84) 등을 적당한 타이밍으로 동작시켜, 웨이퍼(PL)상의 적소에 마스크패턴을 투영시킨다. 주제어부(98)에는 하드디스크 등의 기억부(99)가 내장되어 있고, 또, 주제어부(98)는 데이터 스토리지 유니트(10)와 통신할 수 있다.

LSI와 같은 전자디바이스의 제조에서는 이와 같은 노광장치를 사용하여 마스크(M)상의 패턴을 웨이퍼(PL)에 노광전사하는 노광공정 및 그것에 부수(附隨)하는 현상(現像)공정, 에칭공정, 성막(成膜)공정 등을 20회 이상 반복한다.

본 실시형태에서의 전자디바이스의 제조방법에서는, 먼저, 적어도 1개의 노광공정(EXP1)에서 소정의 제1 마스크패턴의 설계데이터에 근거하여 형성된 제1 마스크를 이용하여, 그 제1 마스크패턴을 웨이퍼(PL)상에 노광전사한다. 그리고, 현상공정, 에칭공정, 성막공정 등을 행한다.

한편, 이것에 앞서, 혹은 그 후에, 제1 마스크패턴의 설계데이터로부터 상술의 패턴데이터 처리방법을 이용하여 소정수의 패턴영역을 특정하고, 그들의 패턴영역의 위치정보 혹은 형상정보를 추가하여 전술의 데이터 스토리지 유니트(10)에 기억 하게 한다.

그 후, 상술한 노광공정(EXP1)보다 후에 행해지는 노광공정(EXP2)에서 제2 마스크를 이용하여 제2 마스크패턴을 웨이퍼(PL)상에 형성되어 있는 제1 패턴에 대해서 위치맞춤하여 노광전사한다. 이 노광공정(EXP2)에서 제1 마스크패턴의 위치를 계측하기 위해서, 상술의 패턴영역의 위치정보 혹은 형상정보를 사용한다. 즉, 노광장치의 주제어부(98)는 데이터회선 등을 통해서 데이터 스토리지 유니트(10)에 기억된 제1 마스크패턴의 설계데이터로부터 특정된 패턴영역의 위치정보 혹은 형상정보를 읽어들인다.

또한, 제1 마스크패턴의 위치를 계측하기 위해서, 패턴영역의 위치정보 및 형상정보의 양쪽을 사용해도 된다.

그리고, 노광장치의 주제어부(98)는 그러한 정보에 근거하여 웨이퍼(PL)상에 형성되어 있는 제1 마스크패턴 중에서의 그들의 패턴영역에 대응하는 부분(이하, 계측대상부분이라고 함)의 위치를 특정한다. 그리고, 기판 스테이지 제어부(94)를 통하여 기판 스테이지를 구동하고, 웨이퍼(PL)상의 복수의 계측대상부분을 순차적으로 웨이퍼 얼라이먼트 현미경(85)의 위치로 이동시켜, 그들의 계측대상부분의 위치를 계측한다.

그 후, 노광장치의 주제어부(98)는 계측대상부분의 위치의 계측결과에 근거하여 예를 들면 EGA 등의 통계처리를 행하고, 웨이퍼(PL)상에 형성되어 있는 제1 패턴의 위치정보를 결정한다. 그리고, 이 위치정보에 근거하여 제2 마스크상의 제2 패턴을 웨이퍼(PL)상에 형성되어 있는 제1 마스크패턴에 대해서 위치맞춤하여 노광전사하고, 현상공정, 에칭공정, 성막공정 등을 행한다. 여기서, 제1 마스크패턴의 위치정보란, 제1 마스크패턴의 웨이퍼(PL) 평면 내의 병진(竝進)위치(translation position)나 회전 및 신축에 관한 정보를 말한다.

또한, 이상의 예에서는, 웨이퍼(PL)상의 제1 마스크패턴의 위치를 계측하기 위한 계측은 모두 계측대상부분에 대해서 행하는 것으로 했지만, 이것에 한정하지 않고, 계측대상부분과는 다른 전용 얼라이먼트 마크도 더불어 계측해도 된다. 즉, 적어도 1개의 계측대상부분과 전용 얼라이먼트 마크를 더불어 계측하는 것으로 하여도 된다.

이를 위해서는 상술의 노광공정(EXP1)에서 제1 마스크상에 제1 마스크패턴과는 별도로 전용 얼라이먼트 마크를 병설하고, 이것을 웨이퍼(PL)에 노광전사해 두면 된다.

또한, 계측대상부분의 크기는 웨이퍼 얼라이먼트 현미경(85)의 분해능 이상으로 설정하는 것이 바람직한 것은 상술한 바와 같다.

본 발명의 실시형태를 도면과 관련지어 설명했지만, 본 발명은 상기에 한정되지 않고, 첨부한 청구의 범위 및 등가물의 범위 내에서 변경되어도 된다. 첨부한 도면은 본 발명의 일실시형태를 나타내는 것을 의도하고 있으며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다.

본 발명은 반도체 집적회로(LSI)나 액정 디스플레이 등의 전자디바이스의 제조공정 중의 각 리소그래피 공정에서 이용할 수 있어 산업상 이용할 수 있다.

Claims

마스크패턴(mask pattern)의 설계데이터를 처리하는 패턴데이터의 처리방법에 있어서,

상기 설계데이터에 근거하여 제1 방향으로 제1 기준값 이상의 크기를 가짐과 동시에, 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 제2 기준값 이상의 크기를 가지는 소정의 영역을 패턴영역으로서 특정하는 것을 구비하는 패턴데이터 처리방법.
청구항 1에 있어서,

상기 설계데이터에 근거하여 패턴엣지(edge)에 대응하는 부분을 추출하는 것을 더 구비하고,

상기 패턴영역의 특정은 상기 패턴엣지에 대응하는 부분의 위치정보 또는 형상정보 중 적어도 한쪽에 근거하여 행해지는 패턴데이터 처리방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,

복수의 패턴영역이 특정된 경우, 상기 복수의 패턴영역 중으로부터 소정수의 패턴영역을 선택하는 것을 더 구비하는 패턴데이터 처리방법.
청구항 3에 있어서,

상기 소정수의 패턴영역의 선택은 상기 설계데이터 내에서의 상기 복수의 패 턴영역 사이의 위치관계에 근거하여 행해지는 패턴데이터 처리방법.
청구항 4에 있어서,

상기 소정수의 패턴영역의 선택은 상기 소정수의 패턴영역의 분포밀도가 상기 설계데이터 내에서 대략 균일하도록 행해지는 패턴데이터 처리방법.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 특정한 결과에 근거하여 상기 설계데이터 내에서의 상기 패턴영역의 위치정보를 기억하는 것을 더 구비하는 패턴데이터 처리방법.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 특정한 결과에 근거하여 상기 설계데이터 내에서의 상기 패턴영역의 형상정보와 상기 패턴영역의 크기에 관한 정보 중 적어도 한쪽을 기억하는 것을 더 구비하는 패턴데이터 처리방법.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 특정한 결과에 근거하여 상기 설계데이터 내에서의 상기 패턴영역의 위치정보와, 상기 설계데이터 내에서의 상기 패턴영역의 형상정보와 상기 패턴영역의 크기에 관한 정보 중 적어도 한쪽을 서로 대응시켜 기억하는 것을 더 구비하는 패턴데이터 처리방법.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,

상기 소정의 영역은 그 영역 내부에서 상기 설계데이터의 값이 동일한 하나의 영역인 패턴데이터 처리방법.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,

상기 소정의 영역은 그 영역 내부에 상기 설계데이터의 값이 서로 다른 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 패턴데이터 처리방법.
청구항 10에 있어서,

상기 제1 영역의 상기 제1 방향의 크기와 상기 제2 영역의 상기 제1 방향의 크기 중 적어도 한쪽은 제3 기준값 이하인 패턴데이터 처리방법.
청구항 11에 있어서,

상기 제3 기준값은 상기 제1 기준값의 5배 이하인 패턴데이터 처리방법.
전자디바이스를 제조하는 제조방법에 있어서,

제1 마스크패턴을 피노광체(被露光體, exposed subject)에 형성하는 제1 노광공정과,

청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재한 패턴데이터 처리방법을 이용하여, 상기 제1 마스크패턴의 설계데이터로부터 패턴영역을 특정하는 패턴영역 특정공정과,

상기 패턴영역 특정공정으로 얻어진 상기 패턴영역에 관한 정보를 이용하여, 상기 제1 노광공정에 의해 상기 피노광체상에 형성된 상기 제1 마스크패턴의 위치정보를 결정하는 위치결정공정과,

상기 위치결정공정에서 얻어진 상기 제1 마스크패턴의 위치정보에 근거하여 상기 피노광체상에 제2 마스크패턴을 형성하는 제2 노광공정을 가지는 것을 특징으로 하는 전자디바이스의 제조방법.
청구항 13에 있어서,

상기 위치결정공정은 상기 패턴영역에 관한 상기 정보를 이용하여, 패턴위치계측계에 의해, 상기 피노광체상에 형성된 상기 패턴영역에 대응하는 적어도 1개의 패턴영역을 계측하는 공정을 포함하는 전자디바이스의 제조방법.
청구항 14에 있어서,

상기 제1 기준값은 상기 피노광체상의 치수로 환산하여 상기 패턴위치계측계의 분해능 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전자디바이스의 제조방법.
청구항 14 또는 15에 있어서,

상기 제2 기준값은 상기 피노광체상의 치수로 환산하여 상기 패턴위치계측계 의 분해능 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전자디바이스의 제조방법.
청구항 14 내지 16 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3 기준값은 상기 피노광체상의 치수로 환산하여 상기 패턴위치계측계의 분해능 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 전자디바이스의 제조방법.