掩模数据产生方法、执行该方法的程序和信息处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及掩模数据产生方法、执行该方法的程序和信息处理装置。
【背景技术】
[0002] 曝光装置被用在制造半导体器件的工艺的光刻步骤中。光刻步骤是将半导体器件 的电路图案转印到基板（硅基板、玻璃基板或晶片等）上的步骤。曝光装置通过使用来自光 源的光用照明光学系统照射掩模（刻线），并由此将通过投影光学系统等在掩模上形成的 电路图案转印到晶片上。近年来，由于半导体器件的图案微型化的发展，晶片通过使用多个 掩模在多个场合下被曝光，由此执行多次曝光操作以在晶片上的单个层上形成相应的多个 掩模图案。一般地，曝光装置的分辨率极限由hp = kiX λ/ΝΑ表示。符号hp是半间距的缩 写，是相邻图案之间的最短距离的一半。符号Ii1是处理因子，λ是曝光光（exposure light) 波长，NA是曝光装置的数值孔径。多次曝光操作是这样一种技术，即，将半间距比曝光装置 的分辨率极限的半间距小的图案划分和曝光成多个掩模图案，以由此使得能够对比用单次 常规曝光未给予足够的曝光余量的分辨率极限更精细的图案进行解析（resolution)。
[0003] 将单个布局（图案）划分成多个掩模图案的方法包括诸如颜色的划分涂敷（一般 称为着色问题）之类的特性。图案划分的特征可使用诸如划分颜色涂敷之类的表述。将原 始目标图案划分成多个掩模图案的方法包括专利文献1中公开的通过使用迭代方法来应 用划分规则的方法。具体而言，该方法确定划分规则，并且通过对考虑的图案应用划分规则 来将掩模归为第一掩模或将掩模归为第二掩模，并然后对每个图案重复该操作。此外，专利 文献2公开了使用冲突图的图案划分方法和数学规划的方法。冲突图是根据点和边而配置 的图，并且在图案划分的实例中，每个掩模图案由点表示，并且超过分辨率极限的图案由边 连接。使用数学规划的方法来计算图案划分，使得两个边的掩模号码为不同的号码。
[0004] 引文列表
[0005] 专利文献
[0006] 专利文件1 :美国专利申请No. 2007/0031740
[0007] 专利文件2 :美国专利申请No. 2011/0078638
[0008] 对此，通过减少掩模图案划分的数量来抑制掩模的制造成本，并且已经提出了增 大处理因子匕的光刻友好的图案划分。更具体地，最大化经划分的图案之间的最小距离是 优选的。但是，在专利文献1中公开的方法仅提出了掩模图案划分，而没有提出最大化经划 分的图案之间的最小距离。此外，在专利文献2中公开的方法鉴于缝合考虑了图案的重叠 长度的检查，但是也没有提出最大化经划分的图案之间的最小距离这一点。
【发明内容】
[0009] 鉴于以上情况，提出了本公开，并且例如提供了减少掩模图案划分的数量并且最 大化经划分的图案的图案元素之间的最小距离的光刻友好的掩模数据产生方法。
[0010] 本公开是一种用于产生在多次曝光中所使用的多个掩模的数据的掩模数据产生 方法，在所述曝光中通过使用掩模将曝光光照射到基板上并然后通过使用另一掩模将曝光 光照射到基板上。该方法包括以下步骤：获得包含多个图案元素的图案的数据，确定用于图 案元素的配置限制条件（disposition limitation condition)的规划，分析图案元素之间 的距离，确定距离限制条件的规划，以及在成本函数中应用被配置为表示图案划分的数量 的第一变量和被配置为表示与所有图案元素有关的距离的第二变量，并由此划分图案 [0011] 参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得明白。
【附图说明】
[0012] 图1是示出了根据一个实施例的产生掩模数据的流程的流程图。
[0013] 图2A示出了划分之前的掩模图案。
[0014] 图2B示出了根据传统技术的划分之后的掩模图案。
[0015] 图2C示出了根据一个实施例的划分之后的掩模图案。
[0016] 图3示出了准备冲突图的顺序。
【具体实施方式】
[0017] 下面将参照附图描述用于执行本公开的实施例。当产生在各种类型的设备的制造 或微观结构中使用的掩模（原始）的图案数据时，应用本公开，所述设备诸如为例如CCD等 的成像元件、例如磁头等的检测元件、例如液体面板等的显示元件或者例如IC或LSI等的 半导体芯片。
[0018] 将描述根据本公开的一个示例性实施例的掩模数据产生方法。图1示出了根据一 个示例性实施例的产生掩模数据的流程的流程图。根据本示例性实施例的产生方法由诸如 计算机之类的信息处理装置执行，以由此产生在被配置为曝光基板上的掩模图案图像的曝 光装置中使用的掩模数据。首先，计算机获得要被划分的对象的图案数据（步骤S100)。图 2A-2C示出了划分之前和划分之后的掩模图案。特别地，图2A示出了要被划分的对象的图 案（划分之前）。以这种方式，例如用多边形坐标格式来提供要被划分的对象的图案。然后， 计算机确定图案的配置限制条件（步骤S101)。图3是示出了通过使用多边形数据来准备 冲突图的顺序的示意图。如在此所使用的，术语"图案的配置限制条件"（如图3的左图中 所示）表示限定单个图案的中心位置之间的距离10的特征，并且，当距离10在预定距离内 时，条件必须由不同的掩模号码表示。掩模号码是诸如1、2或3等之类的与各掩模对应的 单个号码，并且可以被称为与着色问题有关的颜色号码。此外，在着色问题中，划分成不同 的掩模号码被称为涂敷划分（coating division)。图3的右图示出了通过将图案表示为点 11、通过使用线段12连接预定距离内的图案并且将通过线段12连接的点11的两端划分成 不同的掩模号码来准备的冲突图。接下来，计算机执行通过将在步骤SlOl中确定的配置限 制条件陈述为整数问题来确定配置限制条件的规划（步骤S102)。接下来，计算机分析图案 元素之间的距离（步骤S103)。然后，计算机执行通过将图案元素之间的距离的限制条件陈 述为整数问题来确定限制条件的规划（步骤S104)。计算机最小化掩模图案的划分的数量， 并且使用最大化图案元素之间的距离的最小值的成本函数，以由此通过使用数学规划方法 来划分掩模图案（步骤S105)并由此完成与每个掩模对应的掩模数据的产生。
[0019] 在步骤S105中，使用例如IBM公司的称作ILOG CPLEX (注册商标）的解算器软件 来实现数学规划方法。当使用该软件时，在Ip文件中陈述对步骤S102和S104中所执行的 方程的约简。下面将描述当通过使用数学规划方法求解时在步骤S102和S104中所使用的 整数问题的方程。
[0020] 首先，将描述各种类型的变量。变量j(l < j Sm)是掩模号码。变量m表示最 大掩模号码。变量h是指表示是否使用掩模号码j的二元变量，并且当使用掩模号码j时 取1的值并且当不使用掩模号码j时取〇的值。变量i表示图案元素的号码（掩模图案号 码）。变量Xu是指表示关于图案元素的号码i是否使用掩模号码j的二元变量，并且在使 用掩模号码j时取1的值并在不使用掩模号码j时取〇的值。P all表示所有掩模号码的图 案之间的距离的最小值。&表示关于第j个掩模号码的图案之间的距离的最小值。D ii,』 表示在第i个图案和第P个图案都使用第j个掩模时取1的值，并在不是这种情况时取0 的值的二元变量。
[0021] 接下来，将描述各种类型的常数。常数Pitchii,表示第i个图案元素与第i'个 图案元素之间的间隔。常数α表示成本函数的针对掩模号码（颜色号码）的数量的权重。 常数β表示成本函数的针对所有掩模的图案元素之间的距离的权重。常数γ表示成本函 数的针对第j个掩模的图案元素之间的距离的权重。
[0022] 接下来，将描述各种类型的式子。如式1所示，以多项式的形式表示成本函数（目 标函数）。
[0023] [式 1]
[0024] 最小化
【主权项】
1. 一种掩模数据产生方法，用于产生在使用掩模将曝光光照射到基板上并然后使用另 一掩模将曝光光照射到基板上的多次曝光中使用的多个掩模的数据，其特征在于，该方法 包含由计算机执行的以下步骤： 获得包含多个图案元素的图案的数据， 确定图案元素的配置限制条件的规划， 分析图案元素之间的距离， 确定距离限制条件的规划，以及 在成本函数中应用被配置为表示图案划分的数量的第一变量和被配置为表示与所有 图案元素有关的距离的第二变量，并由此划分图案。
2. 根据权利要求1所述的掩模数据产生方法，其中，与多个图案有关的距离的最小值 被用作成本函数。
3. 根据权利要求1所述的掩模数据产生方法，其中，配置限制条件、距离限制条件和成 本函数被陈述为整数问题，并且在划分图案时，使用整数规划或混合整数规划。
4. 根据权利要求1所述的掩模数据产生方法，其中，与第一变量相乘的系数是正常数， 与第二变量相乘的系数是负常数，成本函数被表示为包含以上两项的多项式，并且通过最 小化成本函数来划分图案。
5. 根据权利要求1所述的掩模数据产生方法，其中，与第一变量相乘的系数是负常数， 与第二变量相乘的系数是正常数，成本函数被表示为包含以上两项的多项式，并且通过最 大化成本函数来划分图案。
6. -种存储计算机程序的存储介质，其特征在于，其中计算机程序使计算机执行根据 权利要求1所述的掩模数据产生方法。
7. -种信息处理装置，其特征在于，被配置为执行根据权利要求1所述的掩模数据产 生方法。
8. -种掩模制造方法，其特征在于，该方法包括： 使用根据权利要求1所述的掩模数据产生方法来产生多个掩模的数据；以及 使用所述数据来制造所述多个掩模。
9. 一种用于制造设备的方法，其特征在于，该方法包括： 通过使用曝光装置将通过根据权利要求8所述的掩模制造方法制造的掩模的图案转 印到基板上；以及 在转印之后显影基板。
【专利摘要】一种掩模数据产生方法，用于产生在使用掩模将曝光光照射到基板上并然后通过使用另一掩模将曝光光照射到基板的多次曝光中使用的多个掩模的数据。该方法包含以下步骤：获得包含多个图案元素的图案的数据，确定图案元素的配置限制条件的规划，分析图案元素之间的距离，确定距离限制条件的规划，以及在成本函数中应用被配置为表示图案划分的数量的第一变量和被配置为表示与所有图案元素有关的距离的第二变量并由此划分图案。
【IPC分类】H01L21-027, G03F1-70
【公开号】CN104641290
【申请号】CN201380045839
【发明人】荒井祯, 行田裕一
【申请人】佳能株式会社
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年9月3日
【公告号】US20150213175, WO2014038181A1