JP2000066370A

JP2000066370A - マスクパターン作成方法および装置

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Publication number: JP2000066370A
Application number: JP25182398A
Authority: JP
Inventors: Tetsunobu Kouchi; 哲伸光地
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 2000-03-03
Anticipated expiration: 2018-08-24
Also published as: JP3592098B2

Abstract

(57)【要約】【課題】微細線パターン露光と通常露光との多重露光
によって微細線パターンの線幅に対応する最小線幅の回
路パターンを形成する際の、前記通常露光用として最適
なマスクパターンを容易に作成する。【解決手段】露光後に形成したい目標パターンのデー
タを作成し、所定の微細線パターンデータと前記目標パ
ターンデータとの論理演算を行ない、該論理演算結果に
基づいてマスクパターン面を複数種類の領域に分類し、
領域の種類に応じて要求または許容される単数または複
数の光透過率を設定し、同一の光透過率を選択可能な領
域を光透過率ごとにグループ化し、光透過率ごとに形成
されグループ化されたパターンを合成してマスクパター
ンを得る。さらに、前記グループ化後、および合成後の
パターンが所定のマスクパターン設計ルールを満たして
いるか否かをチェックし、満たしていない場合は適宜修
正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクパターンの
作成装置および方法に関し、特に、投影露光などの通常
露光に代表される第１の露光方式と、第１の露光方式よ
りも解像度の高い第２の露光方式とを用いて複数種のパ
ターンを重ね焼きし、第２の露光方式に対応する最小線
幅を有するパターン（以下、目標パターンという）を形
成する多重露光において前記第１の露光方式で用いるた
めのマスクパターン（以下、ラフパターンという）を作
成するための装置および方法に関する。上記の多重露光
は、例えば、ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネ
ル等の表示素子、磁気ヘッド等の検出素子、およびＣＣ
Ｄ等の撮像素子といった各種デバイスの製造に用いられ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩおよび液晶パネル等のデバ
イスをフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際用い
られる投影露光装置は、現在、エキシマレーザを光源と
するものが主流となっている。しかしながら、このエキ
シマレーザを光源とする投影露光装置では、線幅０．１
５μｍ以下の微細パターンを形成することは現状のまま
では困難である。

【０００３】解像度を上げるには、理論上では、投影光
学系のＮＡ（開口数）を大きくしたり、露光光の波長を
小さくすれば良いのであるが、現実には、ＮＡを大きく
したり、露光光の波長を小さくすることは容易ではな
い。すなわち、投影光学系の焦点深度はＮＡの自乗に反
比例し、波長λに比例するため、特に投影光学系のＮＡ
を大きくすると焦点深度が小さくなり、焦点合わせが困
難になって生産性が低下する。また、殆どの硝材の透過
率は、遠紫外領域では極端に低く、例えば、λ＝２４８
ｎｍ（ＫｒＦエキシマレーザ）で用いられる熔融石英で
さえ、λ＝１９３ｎｍ以下では殆ど０まで低下する。現
在、通常露光による線幅０．１５μｍ以下の微細パター
ンに対応する露光波長λ＝１５０ｎｍ以下の領域で実用
可能な硝材は実現していない。

【０００４】そこで、被露光基板に対して、２光束干渉
露光と通常の露光との二重露光を行ない、かつその時に
被露光基板に多値的な露光量分布を与えることによっ
て、より高解像度の露光を行なう方法が本出願人により
特願平９−３０４２３２号「露光方法及び露光装置」
（以下、先願という）として出願されている。この先願
の実施例では２光束干渉露光は線幅０．１μｍＬ＆Ｓ
（ラインアンドスペース）の位相シフトマスクを用いて
所謂コヒーレント照明で露光し、その後、最小線幅０．
１μｍの実素子パターンに対応する形状で光透過率が部
分的に異なるパターンを形成されたマスクを用いて通常
の露光（例えば部分コヒーレント照明による露光）を行
なっている。この先願の方法によれば、露光波長λが２
４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマレーザ）、投影光学系の像側
ＮＡが０．６の投影露光装置を前記通常露光に用いて、
最小線幅０．１０μｍのパターンを形成することができ
る。

【０００５】また、微細パターンを露光する他の方法と
して、プローブを用いて感光体に描画露光する、いわゆ
るプローブ露光方式が知られている。プローブとして
は、近接場光、レーザビーム、電子ビーム、トンネル電
流を利用したＳＴＭ、原子間力を利用したＡＦＭなどを
用いることができる。しかしながら、露光面積の全体を
プローブ露光すると、スループットが低いという問題が
ある。そこで、目標パターンのうち通常露光で対応でき
る部分は通常露光により感光体の露光閾値を越える光量
で感光させ、解像度が不足する部分はそれぞれ単独では
感光体の露光閾値に達しないが双方を合わせると感光体
の露光閾値を越える光量の通常露光とプローブ露光とで
重ね焼きすることにより、上記と同様の多値的な露光量
分布を与えることが考えられている（例えば、本出願人
による特願平１０−１３７４７６号「露光方法および露
光装置」）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者の研究により、上記の多重露光（以下、「ＩＤＥＡ
Ｌ露光技術」という）をより効果的に行なうには、通常
露光に代表される第１の露光方式で用いるマスクパター
ン（ラフパターン）は、実際に形成したい細線パターン
（目標パターン）とは異なる形状で作成する必要があ
る、また、そのラフパターンは、幅、間隔の設計ルー
ルを満たすこと、および領域により異なるマスク透過率
を設定し、その結果、ラフパターンより微細な線パター
ン（微細線パターン）を重ね焼きしたときに所望の細線
パターンが得られることの双方の条件を満たす必要があ
る、ラフパターンの設計ルールはマスク透過率を異な
らしめた、おのおのの領域に対し満足する必要があり、
データの作成者は両方の条件の兼ね合いで最終的なラフ
パターンの形状と透過率の設定を決めなければならな
い、こと等が明らかになった。

【０００７】細線パターンの利用個所のひとつとしてＭ
ＯＳトランジスタのゲートの形成が考えられるが、今日
集積回路は数十万から数百万トランジスタを集積して回
路を形成しており、データの作成者がその中の数十万か
ら数百万個所のゲートのすべてに対し、上記条件を満た
すパターン形状および透過率の決定を行なうのは非常に
困難である。

【０００８】もうひとつの課題として、「ＩＤＥＡＬ露
光技術」は、レベンソンマスクを用いる場合、そのレベ
ンソンマスクデータが存在する領域にのみ微細線パター
ンが形成されるため、パターンの配置がレベンソンマス
クのピッチ（線幅および間隔）で制約を受ける。しかし
ながら、多数の露光工程を使って作成される半導体工程
において、集積密度や素子性能を最大限に上げるために
各工程に対応するデータをどのように配置するのが最適
なのかについて、なんら設計手法が確立されていなかっ
た。

【０００９】本発明は、上述の従来技術における問題点
に鑑みてなされたもので、「ＩＤＥＡＬ露光技術」に用
いられるマスクパターン（ラフパターン）を容易に作成
できるようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明のマスクパターン作成方法は、露光後に形成し
たい目標パターンのデータを作成する工程と、所定の微
細線パターンデータと前記目標パターンデータとの論理
演算を行なう工程と、該論理演算結果に基づいてマスク
パターン面を複数種類の領域に分類する工程と、領域の
種類に応じて要求または許容される単数または複数の光
透過率を設定し、同一の光透過率を選択可能な領域を光
透過率ごとにグループ化する工程と、前記光透過率ごと
に形成されたグループ化パターンを合成する工程とを具
備し、この合成されたパターンのデータをマスクパター
ンデータとすることを特徴とする。

【００１１】また、本発明のマスクパターン作成装置
は、露光後に形成したい目標パターンのデータおよび所
定の微細線パターンデータを記憶する手段と、前記微細
線パターンデータと目標パターンデータとの論理演算を
行なう手段と、該論理演算結果に基づいてマスクパター
ン面を複数種類の領域に分類する手段と、領域の種類に
応じて要求または許容される単数または複数の光透過率
を設定し、同一の光透過率を選択可能な領域を光透過率
ごとにグループ化する手段と、前記光透過率ごとに形成
されたグループ化パターンを合成する手段と、合成され
たパターンのデータをマスクパターンデータとして表示
および／または出力する手段とを具備することを特徴と
する。

【００１２】本発明においては、前記グループ化された
領域により形成されるグループ化パターンが所定のマス
クパターン設計ルールを満たしているか否かを判定し、
該設計ルールを満たしていないグループ化パターンは該
設計ルールを満たすように修正する工程または手段を設
けることが好ましい。マスクパターン上の光透過率ごと
に区分けされた各パターン領域がそれぞれマスクパター
ン設計ルールを満たすことにより、マスクパターンの形
状および光透過率が被露光基板上に再現性良く（設定に
忠実に）露光でき、目標パターンをより再現性良く被露
光基板上に形成することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する
と、まず、１つは、「ＩＤＥＡＬ露光技術」に対応する
マスクデータの作成方法において、露光後に形成したい
細線パターンに対応する細線パターンデータ（Ｎｏｒ）
を作成する第一の工程と、レベンソンパターンデータ
（ＬＥＶ）とＮｏｒとの論理演算を行なう第二の工程
と、前記論理演算されて抽出されたデータがラフマスク
パターンの設計ルールを満たしているか判定する第四の
工程と、前記第四の判定結果に応じて、前記抽出された
データを修正する第五の工程と、前記論理演算されたデ
ータまたは前記第五の工程を経たデータに対しそれぞれ
領域ごとにマスク透過率を設定する第六の工程とを備え
るマスクデータの作成方法である。

【００１４】また、２つ目は「ＩＤＥＡＬ露光技術」に
対応するマスクデータの作成方法において、露光後に形
成したい細線パターンに対応する細線パターンデータ
（Ｎｏｒ）を作成する第一の工程と、レベンソンパター
ンデータ（ＬＥＶ）とＮｏｒとの論理演算を行なう第二
の工程と、前記第二の工程で発生したデータに対しマス
クの透過率の設定値に応じてグループ化する第三の工程
と、前記グループ化されたデータがラフマスクパターン
の設計ルールを満たしているか判定する第四の工程と、
前記第四の判定結果に応じて、前記グループ化されたデ
ータを修正する第五の工程と、前記第四、第五工程の後
にグループ化されたデータのそれぞれの領域にマスク透
過率を設定する第六の工程と、前記第六の工程の後にＮ
ｏｒと論理演算を行ない所望の細線パターンが形成でき
るか判定する第七の工程と、前記第七の判定結果に基づ
いて、前記第六の工程で再生されたデータのパターンお
よび透過率の設定を修正する工程と、前記第四から第七
の工程を繰り返してラフマスクパターンの設計ルールお
よびマスク透過率の設定の双方の条件を満たす解を見出
す繰り返し演算工程とを備えたマスクデータの作成方法
である。

【００１５】上述の方法において、前記第二の工程は、
例えばＬＥＶとＮｏｒのＡＮＤ演算を行ない第一の演算
データを生成する工程と、前記第一の演算データをＬＥ
Ｖから除いて第二の演算データを生成する工程と、前記
第一の演算データをＮｏｒから除いて第三の演算データ
を生成する工程と、前記第一、第二、第三のデータのＯ
Ｒ演算を行なった後その反転演算を行なって第四の演算
データを生成する工程のいずれかを含む。また、前記ラ
フマスクパターンの設計ルールを満たすためのパターン
修正法としては、データの縮小拡大を行なう方法、ある
いは、ルールに抵触している個所のデータの一辺を移動
する方法がある。

【００１６】

【作用】本発明の方法は大部分がコンピュータが実行可
能であるから、データ作成者は、最終的にレジスト上に
形成したいパターンと同じ形状のデータ（目標パターン
データ）を作成して入力するのみで、その後のマスクパ
ターンデータの生成は上記手順でコンピュータにより自
動的に行なうことができるので、大規模な半導体集積回
路の設計においても最適なマスクパターンを効率よく作
成することができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。実施例１図１は本発明の一実施例に係るラフパターンデータ作成
方法を示すフローチャート、図２はその作成方法をより
具体的に表わしたフローチャートである。ここでは、図
３の示すように、微細線パターンとして線幅（透光部）
と間隔（遮光部）がともにＬ（Ｌ＆Ｓ＝Ｌ、ピッチ２
Ｌ、Ｌは例えば０．１０μｍ）の微細周期パターン（レ
ベンソンパターン）ＬＥＶを用い、このレベンソンパタ
ーンとともに重ね焼きして目標パターン（最終的に形成
したいパターン）Ｎｏｒを形成するためのラフパターン
Ｒｏｕの作成方法を説明する。レベンソンパターンＬＥ
Ｖは例えば前記２光束干渉露光により、フォトレジスト
の露光閾値に達しない光量で焼き付けられ、ラフパター
ンＲｏｕは例えば通常の投影露光装置を用いて焼き付け
られる。目標パターンＮｏｒの細線として残したいとこ
ろは、ピッチ２Ｌまたはその整数倍で配置されるものと
する。ラフパターンＲｏｕの透光部は、レベンソンパタ
ーンＬＥＶによる露光の有無にかかわらず単独でフォト
レジストの露光閾値以上の光量を透過する部分と、レベ
ンソンパターンＬＥＶによる露光と重複露光して初めて
フォトレジストの露光閾値以上となる光量を透過する部
分とに設定される。また、ラフパターンＲｏｕのサイズ
（各透光部）および間隔（遮光部）はそれぞれＬのｎ
（但し、ｎは２以上の整数）倍に設定される。

【００１８】次に、図１〜１１を参照しながら本実施例
のデータ作成法を説明する。まず第１に、最終的にフォ
トレジスト上に形成したいものと同形状のパターンＮｏ
ｒのデータを作成する。この時、細線パターン（幅また
は間隔がＬのパターン）として作成したい個所は、レベ
ンソンパターンＬＥＶと重なるようにデータを作成す
る。なお、レベンソンパターンＬＥＶのデータは予め入
力されているものとする。

【００１９】次に前記２種類のデータを用いて下記の４
つの演算を行ない、図４に示すように４種類のデータに
分割する。データＡ＝ＬＥＶ−ＤデータＢ＝Ｎｏｒ−ＤデータＣ＝全体−（ＡＯＲＢＯＲＤ）データＤ＝ＬＥＶＡＮＤＮｏｒここで「ＩＤＥＡＬ露光技術」の基本原理に基づき、マ
スクデータのない個所の透過率を０、レベンソンマスク
のデータ領域の透過率を１、ラフパターンマスクの透過
率をデータ領域により１、２とすると、両者の組み合わ
せにより露光時には透過率０、１、２、３の４種類の領
域が生じる。この時透過率の高い２、３の領域と低い
０、１の領域の間にしきい露光量を設定することで透過
率の高い２、３の組み合わせとなる領域に対応するフォ
トレジスト上に所望のパターンが形成される。なお、こ
こに示した透過率０、１、２、３は便宜的なもので物理
的な意味はなく説明を簡単にするために用いているもの
である。

【００２０】上記の設定のもとにデータＡ〜Ｄについて
考察すると、データＢはＬＥＶが存在しないが最終的に
レジスト上にパターンを形成したい領域にあたるので、
かならず透過率２のラフパターンマスクデータが存在し
なければならない。次にデータＣの領域はＬＥＶのデー
タがなく最終的にレジスト上にパターンを形成しない個
所であるので、透過率０か１のラフパターンマスクデー
タが存在しなければならない。０と１のいずれを選択す
るかは、ラフマスクパターンの幅に関する設計ルールを
満たすように後に選択する。データＤの領域はＬＥＶの
データがあり、かつレジスト上にパターンを形成したい
領域に当たるので、透過率１か２のラフパターンマスク
データが存在しなければならない。１と２のいずれを選
択するかは、ラフマスクパターンの幅に関する設計ルー
ルを満たすように後に選択する。

【００２１】次にデータＢとデータＤのＯＲ演算を行な
いデータＥを生成する（図５）。この領域にはマスク透
過率２を割り当てる可能性のある領域をすべて含んでい
る。また同じくデータＢとデータＣのＯＲ演算を行ない
データＦを生成する（図６）。この領域にはマスク透過
率１を割り当てる可能性のある領域をすべて含んでい
る。

【００２２】次にラフパターンマスクの幅に関する設計
ルールを満たすようにデータＥおよびＦを変形する。こ
こでＬＥＶデータの幅もしくは間隔またはピッチの１／
２を最小基準単位Ｌとしてラフパターンマスクの最小設
計ルールをその２倍の２Ｌ、設計最小単位をＬとする。
この時データＥおよびデータＦをそれぞれＬ／２だけ縮
小した後、Ｌ／２だけ拡大する。すなわち、データＥお
よびデータＦで表わされるパターンの各辺をそれぞれ各
パターンの内側に向けてＬ／２ずつ移動し、残されたパ
ターンの各辺を今度はそれぞれ各パターンの外側に向け
てＬ／２ずつ移動する。この処理により、データＥおよ
びデータＦの中で幅Ｌのパターン領域は除去され、幅２
Ｌ以上の領域のみが抽出された新しいデータＥ１および
Ｆ１が生成される。

【００２３】次に今度はデータＥ１およびＦ１のそれぞ
れに対しラフパターンの間隔のルール（２Ｌ以上）を満
たしているかのチェックを行ない、もし満たしていなか
った場合は問題個所のデータの一辺または両辺をＬだけ
移動して間隔のルールを満足するようにデータを修正す
る。その後に辺を動かしたことにより幅のルールを満足
するように再度前記と同様のデータの縮小拡大を行な
い、新しいデータＥ２およびＦ２を生成する。Ｅ２およ
びＦ２は辺の移動の仕方により複数発生する場合があ
る。図５および図６にはＥ２およびＦ２とは異なる修正
データＥ３およびＦ３の例も示している。

【００２４】Ｅ２はマスク透過率２を、Ｆ２はマスク透
過率１を割り当てる領域の候補である。そのためＥ２と
Ｆ２とのＯＲをとった領域（図７）には前記データＮｏ
ｒがすべて含まれていなくてはならない。前記（Ｅ２
ＯＲＦ２）の領域とデータＮｏｒの両者の比較を行な
い、上記条件を満たさないデータＥ２とデータＦ２の組
み合わせは排除する。

【００２５】次にデータＥ２とデータＦ２のＡＮＤをと
った領域を抽出する。この領域は各透過率が割り当てら
れる領域がそれぞれラフパターンの設計ルールを満足す
るように、透過率１または２の領域として振り分けられ
る。この段階で設計ルールを満足しないものは、排除さ
れる。以上の手順で、最終的なラフパターンの形状およ
び領域ごとの透過率の割り振りが決定される。

【００２６】Ｅ２の代わりにＥ３を、Ｆ２の代わりにＦ
３を用いた場合についても同様にして最終的なラフパタ
ーンの形状および領域ごとの透過率の割り振りを決定す
る（図８〜９）。図１０はＥ３とＦ２とのＯＲを取った
領域にデータＮｏｒが一部含まれず、ラフパターンの候
補から排除された例を示す。これにより、本実施例では
図７〜９に示す３つのラフパターンの候補が得られる。
なお、Ｅ２（またはＥ３）とＦ２（またはＦ３）とを合
成する段階で、Ｅ２（またはＥ３）とＦ２（またはＦ
３）が重複する部分でいずれを採用するかによって、で
き上がるラフパターンの形状が異なる。例えば、Ｅ２と
Ｆ２をＦ２優先でＯＲを取れば、つまり、パターンＥ２
の上にパターンＦ２を重ねれば、上記修正を施すことな
く図８（ｂ）に示すラフパターン候補が得られる。ま
た、図９（ｃ）のようにパターンＥ２の上にパターンＦ
３を重ねれば、図９（ｄ）に示すラフパターン候補が得
られる。

【００２７】得られたラフパターンまたはラフパターン
候補は、図１１に示すように、ディスプレイ上に表示さ
れる。複数のラフパターン候補がディスプレイ上に表示
された場合、オペレータは、マウスなどの入力装置で指
示することにより、そのうち任意の１つを選択すること
ができる。

【００２８】なお、コンピュータがこれらのラフパター
ン候補作成に引き続き適切なルールに基づいて１つのラ
フパターンを選択するようにしてもよい。この場合の選
択ルールとしては、対称性がよいこと、およびデー
タボリュウムが小さい（頂点の数が少ない）こと等を採
用することができる。この選択ルールに基づけば最適な
ラフパターンは図８（ｂ）のものとなる。

【００２９】本実施例によれば、データ作成者が行なう
のは、最終的にレジスト上に形成したいパターンと同じ
形状のデータ（目標パターンデータ）を作成するのみで
あり、その後のラフパターンマスクデータの生成は上記
手順で計算機により自動的に行なうことができるので、
大規模な半導体集積回路の設計においても最適なパター
ンを高速に生成できる。

【００３０】また、近年大規模な論理回路の設計におい
ては回路設計者は実際のレイアウトパターンを意識する
ことなく論理記述により回路設計を行なう場合が多くみ
られる。その場合論理記述から、論理記述データをもと
にレジスト上に形成する物理的なレイアウトパターンの
生成という手順の後に、本実施例の「ＩＤＥＡＬ露光技
術」のためのラフパターンマスクデータの自動生成手順
を追加するだけで、回路設計者は今までとなんら変らな
い手法で「ＩＤＥＡＬ露光技術」による微細パターンを
用いた半導体集積回路を設計できる。

【００３１】実施例２図１２〜１６は実施例１とは異なる目標パターン（図１
２（ａ））に対し、実施例１のアルゴリズムを適用し
て、ラフパターンマスクデータを生成する手順を示した
ものである。本実施例においても実施例１と同様にレジ
スト上に形成するパターンから容易にラフパターンデー
タが生成できることがわかる。なお、図１６において、
Ｅ２とＦ２のＯＲをとった領域は、スペースがＬの場所
があるため、ラフマスクパターンの設計ルールを満たし
ていないのでラフマスクパターンの候補から排除してい
る。

【００３２】実施例３図１７〜２１は実施例１および２とは異なる目標パター
ン（図１７（ａ））に対し、実施例１のアルゴリズムを
適用して、ラフパターンマスクデータを生成する手順を
示したものである。本実施例においても実施例１と同様
にレジスト上に形成するパターンから容易にラフパター
ンデータが生成できることがわかる。なお、図２１にお
いて、Ｅ２とＦ２のＯＲをとった領域はＥ２の最小ライ
ン幅を２ＬにするとＦ２の最小ライン幅がＬとなり、Ｆ
２の最小ライン幅を２ＬにするとＥ２の最小ライン幅が
Ｌとなって、いずれもラフマスクパターンの設計ルール
を満たしていないのでラフマスクパターンの候補から排
除している。

【００３３】上述した各実施例の演算結果を用いてマス
クを作成する際には、例えばマスク透過率の異なるデー
タごとにＣＡＤ（Computer Aided Design ）ツール上で
扱えるレイヤーを割り当てることで区別して扱い、マス
ク作成データとすることができる。あるいは、同一のレ
イヤー上で、データタイプと呼ばれる枝番号を透過率ご
とに異ならしめてマスク作成データとしてもよい。

【００３４】なお、上述の実施例においては、微細線パ
ターンとしてレベンソンパターンを２光束干渉露光する
ことを念頭に置いて説明したが、微細線パターンは、近
接場光、レーザビーム、電子ビーム、ＳＴＭ、ＡＦＭな
どを用いるプローブ描画によって露光してもよい。この
場合、プローブ描画は、レベンソンパターンのうち、ラ
フパターンの透過率１の部分と重なる部分のみを透過率
１に相当する光量で描画すれば足り、描画時間を大幅に
短縮することができる。その意味では、微細線パターン
をプローブ描画によって露光する場合の最適ラフパター
ンは２光束干渉露光の場合と異なり、ラフパターン上で
の透過率２の部分がより多いもの（例えば図９（ｂ））
となる。また、微細線パターンとしては、レベンソンパ
ターンのような周期的パターンに限らず市松模様のパタ
ーンやレベンソンパターン等の微細周期パターンを直交
させて２重露光したパターンを用いることもできる。さ
らに、線パターンが等ピッチで配列していないパターン
を用いることもできる。

【００３５】デバイス生産方法の実施例次に上記説明した露光装置または露光方法を利用したデ
バイスの生産方法の実施例を説明する。図２２は微小デ
バイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、
ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造の
フローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスの
パターン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、
ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材
料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロ
セス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハ
を用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の
回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程
と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用い
て半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程
（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）で
はステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を
経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ
７）される。

【００３６】図２３は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明したラフマスクを用い
る通常の露光装置と、微細パターンを露光するための２
光束干渉露光装置またはプローブ露光装置とによってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンが形成される。

【００３７】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によると、データ作
成者は、最終的にレジスト上に形成したいパターンと同
じ形状のデータ（目標パターンデータ）を作成して入力
するだけで足り、その後のマスクパターンデータの生成
は上記手順で計算機により自動的に行なうことができる
ので、大規模な半導体集積回路の設計においても最適な
マスクパターンを効率よく作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るラフパターンデータ
作成方法を示すフローチャートである。

【図２】図１の作成方法をより具体的に表わしたフロ
ーチャートである。

【図３】レベンソンパターンと目標パターンとの関係
を示す説明図である。

【図４】レベンソンパターンデータと目標パターンデ
ータとの論理演算により得られる４種類の重み領域を示
す説明図である。

【図５】選択し得る重みが最大の領域をグループ化し
て得られるパターンとそれをラフマスクパターンの設計
ルールを満たすように修正する様子を示す説明図であ
る。

【図６】選択し得る重みが図５のものに次いで大きな
領域をグループ化して得られるパターンとそれをラフマ
スクパターンの設計ルールを満たすように修正する様子
を示す説明図である。

【図７】図５および図６の修正済パターンＥ２とＦ２
とを組み合わせ、各重み領域の形状を修正し、各領域の
重みに応じた透過率を設定して第１のラフマスクパター
ン候補を作成するまでの様子を示す説明図である。

【図８】図５および図６の修正済パターンＥ３とＦ３
とを組み合わせ、各重み領域の形状を修正し、各領域の
重みに応じた透過率を設定して第２のラフマスクパター
ン候補を作成するまでの様子を示す説明図である。

【図９】図５および図６の修正済パターンＥ２とＦ３
とを組み合わせ、各重み領域の形状を修正し、各領域の
重みに応じた透過率を設定して第３のラフマスクパター
ン候補を作成するまでの様子を示す説明図である。

【図１０】図５および図６の修正済パターンＥ３とＦ
２とを組み合わせ、各重み領域の形状を修正した結果、
ラフマスクパターン候補として不適切となったパターン
を示す説明図である。

【図１１】図７〜図９のラフマスクパターン候補をデ
ィスプレイに表示した様子を示す説明図である。

【図１２】本発明の第２の実施例に係る図３と同様の
図である。

【図１３】本発明の第２の実施例に係る図４と同様の
図である。

【図１４】本発明の第２の実施例に係る図５と同様の
図である。

【図１５】本発明の第２の実施例に係る図６と同様の
図である。

【図１６】図１４および図１５の修正済パターンＥ２
とＦ２，Ｆ３とを組み合わせ、各重み領域の形状を修正
し、各領域の重みに応じた透過率を設定して適切なラフ
マスクパターンを作成するまでの様子を示す説明図であ
る。

【図１７】本発明の第３の実施例に係る図３と同様の
図である。

【図１８】本発明の第３の実施例に係る図４と同様の
図である。

【図１９】本発明の第３の実施例に係る図５と同様の
図である。

【図２０】本発明の第３の実施例に係る図６と同様の
図である。

【図２１】本発明の第３の実施例に係る図１６と同様
の図である。

【図２２】微小デバイスの製造の流れを示す図であ
る。

【図２３】図２２におけるウエハプロセスの詳細な流
れを示す図である。

【符号の説明】

ＬＥＶ：レベンソンパターン、Ｎｏｒ：目標パターン、
Ｒｏｕ：ラフパターン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微細線パターンと最小線幅が該微細線パ
ターンの線幅より広いマスクパターンとを重ね焼きして
前記微細線パターンの線幅に相当する最小線幅を有する
目標パターンを形成するための多重露光において用いら
れる前記マスクパターンの作成方法であって、露光後に形成したい目標パターンのデータを作成する工
程と、所定の微細線パターンデータと前記目標パターンデータ
との論理演算を行なう工程と、該論理演算結果に基づいてマスクパターン面を複数種類
の領域に分類する工程と、領域の種類に応じて要求または許容される単数または複
数の光透過率を設定し、同一の光透過率を選択可能な領
域を光透過率ごとにグループ化する工程と、前記光透過率ごとに形成されたグループ化パターンを合
成する工程とを具備し、この合成されたパターンのデー
タをマスクパターンデータとすることを特徴とするマス
クパターン作成方法。
【請求項２】前記グループ化された領域により形成さ
れるグループ化パターンが所定のマスクパターン設計ル
ールを満たしているか否かを判定し、該設計ルールを満
たしていないグループ化パターンは該設計ルールを満た
すように修正する工程を更に有し、前記光透過率ごとに形成され必要に応じて修正されたグ
ループ化パターンを合成することを特徴とする請求項１
記載のマスクパターン作成方法。
【請求項３】前記複数のグループ化パターンの合成
後、その合成されたパターンが前記設計ルールを満たし
ているか否かの判定、および該設計ルールを満たしてい
ない場合の修正を行なう第２の修正工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項２記載のマスクパターン作成方
法。
【請求項４】前記各修正工程において同一のグループ
化パターンまたは合成パターンについて複数種の修正結
果が得られるか、または、前記合成工程において複数種
の合成結果が得られ、その結果、前記マスクパターンデ
ータが複数種得られた場合、その内の１つを選択する工
程をさらに具備することを特徴とする請求項２または３
記載のマスクパターン作成方法。
【請求項５】前記微細線パターンの線幅をＬとして、
前記目標パターンは線幅および間隔がＬの１以上の整数
倍であり、前記マスクパターンは線幅および間隔がＬの
２以上の整数倍であること、および前記各修正工程は、
まず前記グループ化パターンまたは合成パターンの各辺
を光透過パターンの内側へ向けてＬ／２ずつ移動し、次
いで移動後に残された光透過パターンの各辺を外側へ向
けてＬ／２ずつ移動することにより、幅がＬのパターン
のみを消去することを特徴とする請求項２〜４のいずれ
かに記載のマスクパターン作成方法。
【請求項６】前記修正工程は、幅がＬのパターンを消
去されたグループ化パターンまたは合成パターンにおけ
る光透過パターン間の隙間の幅がＬである部分におい
て、該隙間の一方または双方の辺を該隙間の外側へ向け
てＬだけ移動して隙間の幅を２Ｌ以上に修正し、次いで
修正後のパターンについて幅がＬのパターンを消去する
請求項５と同様の修正工程を再度行なうものであること
を特徴とする請求項５記載のマスクパターン作成方法。
【請求項７】微細線パターンと最小線幅が該微細線パ
ターンの線幅より広いマスクパターンとを重ね焼きして
前記微細線パターンの線幅に相当する最小線幅を有する
目標パターンを形成するための多重露光において用いら
れる前記マスクパターンの作成装置であって、露光後に形成したい目標パターンのデータおよび所定の
微細線パターンデータを記憶する手段と、前記微細線パターンデータと目標パターンデータとの論
理演算を行なう手段と、該論理演算結果に基づいてマスクパターン面を複数種類
の領域に分類する手段と、領域の種類に応じて要求または許容される単数または複
数の光透過率を設定し、同一の光透過率を選択可能な領
域を光透過率ごとにグループ化する手段と、前記光透過率ごとに形成されたグループ化パターンを合
成する手段と、合成されたパターンのデータをマスクパターンデータと
して表示および／または出力する手段とを具備すること
を特徴とするマスクパターン作成装置。
【請求項８】前記グループ化された領域により形成さ
れるグループ化パターンが所定のマスクパターン設計ル
ールを満たしているか否かを判定し、該設計ルールを満
たしていないグループ化パターンは該設計ルールを満た
すように修正する手段を有し、前記光透過率ごとに形成され必要に応じて修正されたグ
ループ化パターンを合成することを特徴とする請求項７
記載のマスクパターン作成装置。
【請求項９】前記複数のグループ化パターンの合成
後、その合成されたパターンが前記設計ルールを満たし
ているか否かの判定、および該設計ルールを満たしてい
ない場合の修正を行なう第２の修正手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項８記載のマスクパターン作成装
置。
【請求項１０】前記各修正手段において同一のグルー
プ化パターンまたは合成パターンについて複数種の修正
結果が得られるか、または、前記合成手段において複数
種の合成結果が得られ、その結果、前記マスクパターン
データが複数種得られた場合、それらのマスクパターン
候補の内の１つを選択する手段をさらに具備することを
特徴とする請求項８または９記載のマスクパターン作成
装置。
【請求項１１】前記選択手段は、前記マスクパターン
候補の内、対称性がよいこと、及びデータボリュウムが
少ないことの少なくとも一方を基準として選択すること
を特徴とする請求項１０記載のマスクパターン作成装
置。
【請求項１２】前記微細線パターンの線幅をＬとし
て、前記目標パターンは線幅および間隔がＬの１以上の
整数倍であり、前記マスクパターンは線幅および間隔が
Ｌの２以上の整数倍であること、および前記各修正手段
は、まず前記グループ化パターンまたは合成パターンの
各辺を光透過パターンの内側へ向けてＬ／２ずつ移動
し、次いで移動後に残された光透過パターンの各辺を外
側へ向けてＬ／２ずつ移動することにより、幅がＬのパ
ターンのみを消去することを特徴とする請求項８〜１０
のいずれかに記載のマスクパターン作成装置。
【請求項１３】前記修正手段は、幅がＬのパターンを
消去されたグループ化パターンまたは合成パターンにお
ける光透過パターン間の隙間の幅がＬである部分におい
て、該隙間の一方または双方の辺を該隙間の外側へ向け
てＬだけ移動して隙間の幅を２Ｌ以上に修正し、次いで
修正後のパターンについて幅がＬのパターンを請求項１
２と同様にして消去するものであることを特徴とする請
求項１２記載のマスクパターン作成装置。
【請求項１４】請求項１〜６のいずれかに記載の方法
をコンピュータの実行可能な言語で記述したことを特徴
とするプログラム。
【請求項１５】請求項１４記載のプログラムを記録し
たことを特徴とする記録媒体。
【請求項１６】請求項１〜６のいずれかに記載の方法
または請求項７〜１３のいずれかに記載の装置を利用し
て作成したマスクパターンが形成されたことを特徴とす
るマスク。
【請求項１７】所定の微細線パターンとこの微細線パ
ターンに対応して請求項１〜６のいずれかに記載の方法
または請求項７〜１３のいずれかに記載の装置により作
成されたマスクパターンとを被露光基板上に互いに異な
る露光方式で重ね焼きして該被露光基板上に多値的な露
光量分布を与え、この多値的な露光量の適切な位置に露
光閾値を設定することにより、前記微細線パターンの線
幅に相当する最小線幅を有する目標パターンを形成する
ことを特徴とする多重露光方法。
【請求項１８】請求項１７記載の露光方法を用いて製
造されたことを特徴とするデバイス。