产生方法和信息处理装置制造方法

产生方法和信息处理装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种产生方法和信息处理装置。本发明提供一种产生在用于曝光基板的曝光装置中使用的多个掩模的图案的数据的产生方法，产生方法包括以下步骤：根据以要在基板上形成的图案要素为交点的网格上的多个点规定容许在构成要在基板上形成的目标图案的目标图案要素的点以外转印图案的容许点的步骤；和对包含到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素的图案要素组将间隙被容许点填充的网格上的相邻的目标图案要素形成组的步骤。
【专利说明】产生方法和信息处理装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及产生用于曝光装置中的多个掩模的图案的数据的产生方法和信息处
理装置。
【背景技术】
[0002]曝光装置被用于光刻处理中，该光刻处理是半导体器件制造处理。在光刻处理中，半导体器件的电路图案被转印到基板(例如，硅基板、玻璃基板或晶片)。曝光装置包括用来自光源的光照射掩模(标线片)的照射光学系统和将在掩模上形成的图案(电路图案)投影到基板的投影光学系统。
[0003]为了应对半导体器件近来的微细化设计规则，曝光装置执行通过使用多个掩模将基板多次曝光并在基板上的一个层上重叠和形成多个掩模的图案的多重曝光。曝光装置不能获得足够的曝光余裕的分辨率极限一般由hp = IqX λ /NA表达，这里，hp是相邻的图案之间的最短距离的一半，即，半间距，kl是处理因子，λ是曝光光的波长(曝光波长)，NA是投影光学系统的数值孔径。多重曝光是这样一种技术，即，将具有比与曝光装置的分辨率极限对应的半间距小的半间距的图案分成多个图案(即，多个掩模)并曝光掩模，由此分解(resolve)比一次曝光中的分辨率极限小的图案。
[0004]作为与多重曝光相关的技术，例如，美国2011/0078638提出将掩模图案(要被转印到基板的图案(目标图案))分成多个图案的方法。美国2011/0078638公开了通过使用冲突图形和数学规划来分割图案的方法。冲突图形由节点和边缘形成。当分割图案时，构成图案的各图案要素由节点代表，并且，通过边缘连接具有超过分辨率极限的距离的图案要素。在美国2011/0078638中，通过使用数学规划分割图案，使得边缘在其两端具有不同的掩模号。美国2011/0078638还公开了通过将一个图案要素分成多个图案要素来从设计上减少(解决)分割矛盾(冲突图形的节点或边缘的数量)的方法。
[0005]美国2007/0031738提出了从设计上减少分割矛盾的另一种方法。美国2007/0031738公开了通过将分开预先确定的距离或更大的距离的多个图案要素形成组来从设计上减少分割矛盾的方法。
[0006]另一方面，对于低Ic1光刻，变得难以将二维布局的预先确定的图案(沿垂直方向和水平方向展开的图案)忠实地转印到基板。近来，在“Michael C.Smayling et.al., “LowklLogic Design using GriddedDesign Rules’Troc.0f SPIE Vol.6925 (2008)”中提出称为一维布局技术的电路图案形成方法。在该技术中，形成单间距L/S (线和空间)图案。然后，以相同的图案尺寸在多个位置在等网格上形成诸如孔图案和切割图案的图案要素。通过图案要素切割单间距L/S图案，由此形成电路图案。一维布局技术不仅与二维布局技术相比可减少曝光面积，而且还在技术上有利于曝光本身。
[0007]但是，在美国2011/0078638和美国2007/0031738公开的技术中，以二维布局的图案为前提分割图案或者减少设计上的分割矛盾。由此，通过将图案要素分割成多个图案从设计上减少分割矛盾的方法不能被应用于不分割一个图案要素的一维布局。[0008]美国2007/0031738提出了将分开预先确定的距离(临界间距)或更大距离的非临界图案要素形成组的方法。但是，在美国2007/0031738中没有公开将临界图案要素形成组的方法，并且，设计上的许多分割矛盾仍然没有解决。

【发明内容】

[0009]本发明提供有利于产生用于多重曝光中的多个掩模的图案的数据的技术。
[0010]根据本发明的第一方面，提供一种产生在用于曝光基板的曝光装置中使用的多个掩模的图案的数据的产生方法，该产生方法包括由计算机执行的以下步骤:根据以要在基板上形成的图案要素为交点的网格上的多个点规定容许在构成要在基板上形成的目标图案的目标图案要素的点以外转印图案的容许点的第一步骤；对包含到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素的图案要素组将间隙被容许点填充的网格上的相邻的目标图案要素形成组的第二步骤；和产生多个掩模的图案的数据使得与在第二步骤中形成组的目标图案要素对应的掩模图案要素被布置于相同的掩模中的第三步骤。
[0011]根据本发明的第二方面，提供一种用于产生在用于曝光基板的曝光装置中使用的多个掩模的图案的数据的信息处理装置，该信息处理装置包括被配置为产生多个掩模的图案的数据的处理单元，该处理单元执行以下的步骤:根据以要在基板上形成的图案要素为交点的网格上的多个点规定容许在构成要在基板上形成的目标图案的目标图案要素的点以外转印图案的容许点的第一步骤；对包含到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素的图案要素组将间隙被容许点填充的网格上的相邻的目标图案要素形成组的第二步骤；和产生多个掩模的图案的数据使得与在第二步骤中形成组的目标图案要素对应的掩模图案要素被布置于相同的掩模中的第三步骤。
[0012]根据本发明的第三方面，提供一种产生在用于曝光基板的曝光装置中使用的多个掩模的图案的数据的产生方法，该产生方法包括由计算机执行的以下步骤:根据以要在基板上形成的图案要素为交点的网格上的多个点规定禁止在构成要在基板上形成的目标图案的目标图案要素的点以外转印图案的禁止点的第一步骤；对包含到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素的图案要素组将间隙不包含禁止点的网格上的相邻的目标图案要素形成组的第二步骤；和产生多个掩模的图案的数据使得与在第二步骤中形成组的目标图案要素对应的掩模图案要素被布置于相同的掩模中的第三步骤。
[0013]根据本发明的第四方面，提供一种用于产生在用于曝光基板的曝光装置中使用的多个掩模的图案的数据的信息处理装置，该信息处理装置包括被配置为产生多个掩模的图案的数据的处理单元，该处理单元执行以下的步骤:根据以要在基板上形成的图案要素为交点的网格上的多个点规定禁止在构成要在基板上形成的目标图案的目标图案要素的点以外转印图案的禁止点的第一步骤；对包含到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素的图案要素组将间隙不包含禁止点的网格上的相邻的目标图案要素形成组的第二步骤；和产生多个掩模的图案的数据使得与在第二步骤中形成组的目标图案要素对应的掩模图案要素被布置于相同的掩模中的第三步骤。
[0014]从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1是用于解释根据本发明的第一实施例的产生方法的流程图。
[0016]图2是示出在基板上形成的目标图案的例子的示图。
[0017]图3是示出冲突图形的例子的示图。
[0018]图4是用于解释根据现有技术的目标图案要素的分割的示图。
[0019]图5是示出限定构成在基板上形成的图案的最小单位的阵列的网格上的容许点的示图。
[0020]图6是示出冲突图形的例子的示图。
[0021]图7是用于解释目标图案要素的分割(分布)的示图。
[0022]图8是示出根据第一实施例的光刻模拟的结果的示图。
[0023]图9是用于解释根据本发明的第二实施例的产生方法的流程图。
[0024]图10是用于解释伪图案要素的插入的示图。
[0025]图11是用于解释将目标图案要素与伪图案要素形成组的示图。
[0026]图12是用于解释目标图案要素与伪图案要素的分割(分布)的示图。
[0027]图13是用于解释通过插入伪图案要素导致的曝光余裕增加的示图。
[0028]图14是用于解释根据本发明的第三实施例的产生方法的流程图。
[0029]图15是用于解释目标图案要素的扩展的示图。
【具体实施方式】
[0030]以下将参照附图描述本发明的优选实施例。注意，相同的附图标记在所有的附图中表示相同的部件，并且，将不给出其重复的描述。
[0031]〈第一实施例〉
[0032]图1是用于解释根据本发明的第一实施例的产生方法的流程图。通过诸如计算机的信息处理装置(的处理单元)执行该产生方法，以产生用于多重曝光中的多个掩模的图案的数据，该多重曝光通过用于曝光基板的曝光装置被执行。在多重曝光中，在基板上的一个层中重叠和形成多个掩模的图案。
[0033]在步骤SlOl中，获取从经受多重曝光的基板制造的器件的目标布局，即，要在基板上的一个层中形成的目标图案。例如，假定逻辑器件的Ml处理，以诸如gds或oasis的格式获取目标布局。目标图案和目标布局是要通过根据本实施例的产生方法分割成用于各掩模的图案的图案。
[0034]在步骤S102中，基于在步骤SlOl中获取的目标布局规定器件上的非活性区域。器件电路包含不管图案要素是否分解都对器件特性没有影响的区域。这种区域被规定为非活性区域，并被存储为例如gds格式的层信息。例如，在电路的互连层中，活性区域中的互连通过接触孔与上层或下层连接。由此，不通过接触孔与上层或下层连接的区域是非活性区域。
[0035]换句话说，在步骤S102中，在设定于基板上的网格上的多个点之中的、构成目标图案的目标图案要素以外的点处，规定容许转印图案的容许点。设定于基板上的网格通过布置于在基板上形成的目标图案要素上的格子交点定义格子。格子间距可等于在基板上形成的图案要素的最小间距，或者为最小间距的整数分数(integer fraction)。
[0036]在步骤S103中，构成目标图案的目标图案要素基于在步骤S102中规定的非活性区域形成组。这里要形成组的目标图案要素形成目标图案要素组，该目标图案要素组包含构成目标图案的要素之中的、到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素。
[0037]在步骤S104中，设定代表不得布置于相同的掩模中的掩模图案要素的约束条件。例如，设定不得在相同的掩模中布置与到相邻的目标图案要素的距离为h = 0.35的目标图案要素对应的掩模图案要素的约束条件。注意，当投影光学系统的数值孔径(NA)为1.35且曝光波长为193.368nm时，Ii1 = 0.35与IOOnm对应。
[0038]在步骤S105中，产生多个掩模的图案的数据。此时，通过使用与在步骤S103中形成组的目标图案要素和没有形成组的那些对应的掩模图案要素为分割节点，满足在步骤S104中设定的约束条件。换句话说，在步骤S105中，产生多个掩模的图案的数据，使得在相同的掩模中布置与在步骤S103中形成组的目标图案要素对应的掩模图案要素。
[0039]以下将详细描述步骤SlOl?S105的处理。图2是示出要在基板上形成的目标图案的例子的示图。如图2所示，目标图案包含目标图案要素201、202、203和204作为分割在基板上形成并用于一维布局中的线图案的分割图案。设定于基板上的网格具有23nm的X方向间距和14.5nm的Y方向间距。例如，假定在临界间距(例如，当Ic1为0.35、投影光学系统的数值孔径(NA)为1.35、且曝光波长为193.368nm时，为IOOnm)内存在的目标图案要素由于分辨率极限而不能被布置于相同的掩模内。
[0040]在这种情况下，冲突图形由图3所示的节点和边缘代表。附图标记301、302、303和304分别表示与目标图案要素201、202、203和204对应的冲突图形的节点，附图标记311、312、313、314、315和316分别表示冲突图形的边缘。节点301?304存在于临界间距内，并因此被边缘311?316连接。
[0041]参照图3，边缘311?316中的每一个的两端处的节点需要具有相互不同的掩模号(即，需要配置于不同的掩模中)。由此，在现有技术中，与图2所示的目标图案要素201?204对应的掩模图案要素需要布置于相互不同的掩模中，并且，如图4所示，掩模的数量(分割数)为4。参照图4，附图标记401表示要通过第一掩模转印的目标图案要素(目标图案要素201)，附图标记402表示要通过第二模转印的目标图案要素(目标图案要素202)。类似地，附图标记403表示要通过第三掩模转印的目标图案要素(目标图案要素203)，附图标记404表示要通过第四掩模转印的目标图案要素(目标图案要素204)。
[0042]但是，如上所述，如图5所示，器件电路包含不管图案要素是否分解都对器件特性没有影响的区域，即，允许掩模图案要素被转印的容许点(网格的点)501。虽然它们不是与目标图案要素对应的掩模图案要素，但容许点501在例如gds数据中被标记为允许掩模图案要素被转印使得它们的位置可总是被掌握的网格上的点。例如，代表各容许点501的数据被添加到代表器件电路的单位元件的标准胞层，由此容易地形成芯片级的标记层。以这种方式，在步骤S102中，规定器件上的非活性区域，并且产生用于规定非活性区域的数据。注意，在网格上，禁止图案转印的活性区域(禁止点)可被设定于容许点以外的点和目标图案要素的点处。
[0043]在步骤S103中，通过非活性区域分开的网格上的相邻的目标图案要素，即，通过容许点填充间隙的相邻的目标图案要素，被成组为一个图案要素。参照图5，例如，目标图案要素201、202和203由于它们之间的间隙被容许点501填充而被成组为一个目标图案要素。目标图案要素202和204之间的间隙不被容许点填充。由此，目标图案要素201~204被分割为形成组的目标图案要素201、202和203和不形成组的目标图案要素204。由此，冲突图形由图6所示的节点和边缘代表。参照图6，代表目标图案要素的节点集成为与形成组的目标图案要素201、202和203对应的一个节点601和与不形成组的目标图案要素204对应的节点602。另外，只有边缘611代表约束条件。注意，在目标图案要素之间不存在禁止点的目标图案要素组可被定义为一个组(即，可被成组为一个图案要素)。更具体而言，目标图案要素201、202和203由于在它们之间不存在禁止点而被放在一个组中。目标图案要素202和204由于在它们之间存在禁止点而被放在不同的组中。
[0044]在步骤S105中，与形成组的目标图案要素和不形成组的目标图案要素对应的掩模图案要素被定义为节点。与目标图案要素对应的掩模图案要素被分割(分布)为多个掩模，使得满足约束条件，由此产生多个掩模的图案的数据。
[0045]当将目标图案要素分割成多个掩模时，例如，整数规划是可用的。目的是使掩模数量最小化的整数规划程序的例子由下式表示。
[0046](I)变量的解释
[0047]j:掩模号 I < j < m...(I)
[0048]m:最大掩模号…(2)
[0049]Yj:代表是否使用掩模号j的二进制变量，当使用掩模号j时为1，当不使用时为O…(3)
[0050]1:图案要素的序号…(4)
[0051]Xij:代表是否对图案要素号i使用掩模号j的二进制变量，当使用掩模号j时为1，当不使用时为0...(5)
[0052](2)表达式的解释
[0053]给出包含限定掩模数(分割数)的函数的成本函数(目标函数)如下。通过使用整数规划产生掩模图案的数据，使得成本函数的值满足基准值。
【权利要求】
1.一种产生在用于曝光基板的曝光装置中使用的多个掩模的图案的数据的产生方法，包括由计算机执行的以下步骤: 第一步骤，根据以要在基板上形成的图案要素为交点的网格上的多个点，规定容许在构成要在基板上形成的目标图案的目标图案要素的点以外转印图案的容许点； 第二步骤，对于包含到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素的图案要素组，将间隙被容许点填充的网格上的相邻的目标图案要素形成组；和第三步骤，产生多个掩模的图案的数据，使得与在第二步骤中形成组的目标图案要素对应的掩模图案要素被布置于相同的掩模中。
2.根据权利要求1的方法，其中， 在第二步骤中，伪图案要素被插入间隙被容许点填充的网格上的相邻的目标图案要素之间，并且，伪图案要素和间隙被容许点填充的相邻的目标图案要素形成组，并且， 在第三步骤中，产生多个掩模的图案的数据，使得与在第二步骤中形成组的伪图案要素和目标图案要素对应的掩模图案要素被布置于相同的掩模中。
3.根据权利要求2的方法，其中，伪图案要素被插入以连接间隙被容许点填充的网格上的相邻的目标图案要素。
4.根据权利要求2的方法，其中，伪图案要素是将被转印到基板的图案要素。
5.根据权利要求1的 方法，其中， 在第二步骤中，间隙被容许点填充的网格上的相邻的目标图案要素向容许点扩展，并且，扩展的目标图案要素形成组，并且， 在第三步骤中，产生多个掩模的图案的数据，使得与在第二步骤中形成组的扩展的目标图案要素对应的掩模图案要素被布置于相同的掩模中。
6.根据权利要求1的方法，其中， 在上面要形成目标图案的基板上形成线图案，并且， 所述目标图案是切割所述线图案的切割图案。
7.根据权利要求1的方法,其中，在第三步骤中，定义成本函数,所述成本函数包含定义多个掩模的数量的函数，并且，产生多个掩模的图案的数据，使得成本函数的值通过使用整数规划满足基准值。
8.根据权利要求1的方法，其中，所述容许点是即使当转印图案时也对通过目标图案实现的功能没有影响的点。
9.一种用于产生在用于曝光基板的曝光装置中使用的多个掩模的图案的数据的信息处理装置，包括: 被配置为产生多个掩模的图案的数据的处理单元，该处理单元执行以下的步骤: 第一步骤，根据以要在基板上形成的图案要素为交点的网格上的多个点，规定容许在构成要在基板上形成的目标图案的目标图案要素的点以外转印图案的容许点； 第二步骤，对于包含到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素的图案要素组，将间隙被容许点填充的网格上的相邻的目标图案要素形成组；和第三步骤，产生多个掩模的图案的数据，使得与在第二步骤中形成组的目标图案要素对应的掩模图案要素被布置于相同的掩模中。
10.一种产生在用于曝光基板的曝光装置中使用的多个掩模的图案的数据的产生方法，包括由计算机执行的以下步骤: 第一步骤，根据以要在基板上形成的图案要素为交点的网格上的多个点，规定禁止在构成要在基板上形成的目标图案的目标图案要素的点以外转印图案的禁止点； 第二步骤，对包含到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素的图案要素组，将间隙不包含禁止点的网格上的相邻的目标图案要素形成组；和第三步骤，产生多个掩模的图案的数据，使得与在第二步骤中形成组的目标图案要素对应的掩模图案要素被布置于相同的掩模中。
11.一种用于产生在用于曝光基板的曝光装置中使用的多个掩模的图案的数据的信息处理装置，包括: 被配置为产生多个掩模的图案的数据的处理单元，该处理单元执行以下的步骤: 第一步骤，根据以要在基板上形成的图案要素为交点的网格上的多个点，规定禁止在构成要在基板上形成的目标图案的目标图案要素的点以外转印图案的禁止点； 第二步骤，对包含到相邻的目标图案要素的距离比曝光装置的分辨率极限短的目标图案要素的图案要素组，将间隙不包含禁止点的网格上的相邻的目标图案要素形成组；和第三步骤，产生多个掩模的图案的数据，使得与在第二步骤中形成组的目标图案要素对应的掩模图案要 素被布置于相同的掩模中。
【文档编号】G06F17/50GK104007607SQ201410053642
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】荒井祯 申请人:佳能株式会社