專利名稱：曝光掩模及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用電子束、離子束等帶電粒子射束來(lái)進(jìn)行圖形曝光的曝光掩模及其制造方法。
近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體器件的高度集成化，對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行曝光的圖形也被微細(xì)化，在這種微細(xì)圖形的曝光中，采用使用電子束、離子束等帶電粒子射束的曝光方法。此外，為了提高圖形曝光的生產(chǎn)量，還在開發(fā)將帶電粒子射束控制在所需的射束面積內(nèi)，通過(guò)分批或整體地對(duì)圖形進(jìn)行曝光的技術(shù)。例如，在分批曝光中，使晶片上的射束面積為5μm2左右，而在整體曝光中，使晶片上的射束面積為250μm2左右，按這樣的面積單位用射束照射掩模來(lái)進(jìn)行曝光。在使用這種帶電粒子射束的曝光中，曝光掩模采用薄膜掩?；蚰０逖谀?。特別地，如

圖16表示的模板掩模10一例的剖面圖那樣，模板掩模是腐蝕所需厚度的硅襯底1的背面而形成凹部2、在該凹部2的上底面所形成的薄壁部3上開出形成所要形狀的圖形開口4的掩模。通過(guò)使用該模板掩模10，例如照射到圖形開口4以外區(qū)域的電子束被硅吸收或被大角度地散射，只有通過(guò)圖形開口4的電子束對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行曝光，由此可以將與該圖形開口4對(duì)應(yīng)的掩模圖形曝光在半導(dǎo)體晶片上。
于是，由于模板掩模為在硅的薄板上設(shè)有開口的結(jié)構(gòu)，所以例如形成圖17(a)那樣的環(huán)狀的圖形開口部的話，則圖形開口的中心部的硅部分可能不變形而脫落，不能形成環(huán)狀的圖形，因而成為設(shè)計(jì)掩模圖形時(shí)的限制。將該現(xiàn)象稱為環(huán)形問(wèn)題。此外，如圖17(b)所示，僅在非環(huán)狀的周邊的一部分中處于連結(jié)狀態(tài)的葉片狀的圖形開口情況下，圖形開口的中央部的硅部分未直接脫落，但連結(jié)部分的長(zhǎng)度短，所以機(jī)械強(qiáng)度低，該硅部分在使用中大多脫落，在可靠性方面產(chǎn)生問(wèn)題。將這種葉片(leaf)狀的圖形造成的掩模圖形設(shè)計(jì)的限制稱為葉片問(wèn)題。再有，對(duì)于環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題，通過(guò)在環(huán)狀圖形開口的多個(gè)地方、或葉片狀圖形開口的一部分或多個(gè)地方分別設(shè)置用于將圖形開口的內(nèi)部與周邊部連結(jié)支撐的橋部，來(lái)嘗試消除所述的環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題，但在該橋部中，電子束不能通過(guò)，使橋部對(duì)應(yīng)的部分未被曝光，不能將期望的圖形曝光在半導(dǎo)體晶片上。
另一方面，對(duì)所述的環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題，提出了用兩塊掩模來(lái)曝光環(huán)狀的圖形或葉片狀圖形的技術(shù)。例如，在特開平6-132206號(hào)公報(bào)中披露了這樣的技術(shù)，如圖3所示，為了曝光環(huán)狀的圖形，將模板掩模分開為兩塊，在一個(gè)模板掩模上，在掩模圖形中形成與X方向分量的圖形對(duì)應(yīng)的圖形開口，在另一個(gè)模板掩模中形成與Y方向分量的圖形對(duì)應(yīng)的圖形開口，通過(guò)同時(shí)使用這兩塊掩模來(lái)進(jìn)行曝光，實(shí)現(xiàn)環(huán)狀圖形的曝光。此外，在特開平11-204422號(hào)公報(bào)中，沒有用于解決模板掩模的環(huán)形問(wèn)題的內(nèi)容，但該公報(bào)披露了這樣的技術(shù)，如該公報(bào)中圖1所示，在對(duì)環(huán)狀圖形進(jìn)行曝光時(shí)，形成將X方向和Y方向的各分量的圖形分別單獨(dú)形成的掩模，用這些分割的圖形來(lái)進(jìn)行曝光。因而，使用該技術(shù)，也可以消除葉片問(wèn)題。
但是，上述公報(bào)的技術(shù)在環(huán)狀的圖形或葉片狀的圖形為簡(jiǎn)單圖形的情況下，僅將該圖形分割為X方向和Y方向的各分量就可以，但在復(fù)雜形狀的情況下，有產(chǎn)生新的問(wèn)題的情況。例如，具體地說(shuō)，在混合后述的圖3所示的MOS晶體管TR和二極管D的掩模圖形P00中，在要對(duì)用于形成柵極的柵極圖形103和與其連接的XY方向的各連接布線105～107的各圖形進(jìn)行曝光的情況下，將掩模圖形P00分割為在X方向上延長(zhǎng)的圖形部和在Y方向上延長(zhǎng)的圖形部，將它們形成在各自的模板掩模上。由此，除了極其特殊的圖形情況以外，可以形成基本上消除了環(huán)形問(wèn)題或葉片問(wèn)題的掩模。但是，在這種掩模的情況下，在一個(gè)模板掩模中，在Y方向上延長(zhǎng)的多個(gè)柵極圖形在X方向上為按微小間隔排列的圖形，所以被圖形開口夾住部分的X尺寸和Y尺寸之比、即長(zhǎng)寬比變大，使該被夾住部分的強(qiáng)度下降，恐怕會(huì)產(chǎn)生圖形變形或圖形破損。將這種現(xiàn)象稱為長(zhǎng)寬比問(wèn)題。此外，通過(guò)所述分割處于連接狀態(tài)的圖形變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，但由于必須對(duì)該分割并且斷開的部分通過(guò)兩塊掩模的曝光來(lái)連接，所以在至少一個(gè)掩模中發(fā)生曝光位置偏差的情況下，在兩圖形之間可能產(chǎn)生連接不良。將這種現(xiàn)象稱為圖形間的連接問(wèn)題。如上述公報(bào)中記述的技術(shù)，將掩模圖形簡(jiǎn)單地分割為X方向分量和Y方向分量的方法難以消除這些長(zhǎng)寬比問(wèn)題和圖形間連接問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種曝光掩模及其制造方法，能夠消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題，并且消除長(zhǎng)寬比問(wèn)題，而且還能夠消除圖形間連接問(wèn)題。
本發(fā)明是一種曝光掩模，通過(guò)將多個(gè)掩模構(gòu)成的、在各掩模中設(shè)置的掩模圖形分別曝光在同一被曝光襯底上來(lái)對(duì)期望的掩模圖形進(jìn)行曝光。而且，所述各掩模中設(shè)置的掩模圖形由將所期望的掩模圖形中存在的環(huán)狀圖形、葉片狀圖形、長(zhǎng)寬比大的圖形分別進(jìn)行分割的圖形來(lái)構(gòu)成。此外，本發(fā)明的曝光掩模在所述多個(gè)掩模的至少一個(gè)掩模的掩模圖形中，在與其它掩模圖形連接的部分中，形成向其它掩模的圖形側(cè)突出的輔助圖形。構(gòu)成本發(fā)明的曝光掩模的所述多個(gè)掩模是模板掩模，其特征在于，所述各掩模的掩模圖形是在構(gòu)成所述模板掩模的掩模基片上設(shè)置的圖形開口。
參照?qǐng)D1的流程圖，本發(fā)明的曝光掩模制造方法的特征在于，包括以下各步驟第一步驟(步驟S11)，在為形成曝光掩模的掩模圖形上，判定是否產(chǎn)生由圖形形成環(huán)狀的環(huán)形問(wèn)題、由圖形圍成的部分形成葉片狀的葉片問(wèn)題、圖形之間夾住的部分的縱橫尺寸比大的長(zhǎng)寬比問(wèn)題；第二步驟(步驟S12)，在判定為至少產(chǎn)生所述環(huán)狀問(wèn)題或葉片問(wèn)題時(shí)，將所述掩模圖形分割成兩個(gè)圖形，并且將被分割的各圖形分配為第一和第二的兩塊掩模；第三步驟(步驟S13)，對(duì)所述兩塊掩模中分配的各圖形判定是否發(fā)生所述環(huán)形問(wèn)題或葉片問(wèn)題；第四步驟(步驟S14)，在判定為發(fā)生至少一個(gè)問(wèn)題時(shí)，將一個(gè)掩模圖形的一部分分配成另一掩模；第五步驟(步驟S15)，在判定為無(wú)論哪個(gè)掩模都未發(fā)生所述環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題時(shí)，對(duì)各掩模的各圖形判定是否發(fā)生所述長(zhǎng)寬比問(wèn)題；第六步驟(步驟S16)，在判定為至少一個(gè)掩模中發(fā)生所述長(zhǎng)寬比問(wèn)題時(shí)，將一個(gè)掩模圖形的一部分分配成另一掩模；第七步驟(步驟S17)，在判定為無(wú)論哪個(gè)掩模都未發(fā)生所述長(zhǎng)寬比問(wèn)題時(shí)，判定在所述兩個(gè)掩模的掩模圖形的連接部分是否產(chǎn)生連接不良部分；以及第八步驟(步驟S18)，在判定為產(chǎn)生所述連接不良部分時(shí)，至少在一個(gè)掩模的該圖形的連接部分形成輔助圖形。
其中，作為所述第二步驟，包括將構(gòu)成所述掩模圖形的多個(gè)圖形部的各圖形寬度與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較、基于該比較結(jié)果的大小，將上述多個(gè)圖形進(jìn)行分割，并且分配到所述兩個(gè)掩模中的步驟?；蛘?，在所述第二步驟中，包括將所述掩模圖形分割為兩個(gè)以上的固定塊，將X方向或Y方向相鄰的塊分配到所述兩個(gè)掩模中的步驟。這種情況下，當(dāng)分配到所述兩個(gè)掩模中的塊在至少一個(gè)掩模中為點(diǎn)接觸狀態(tài)時(shí)，變更分割所述掩模圖形的所述塊的分割線。
此外，在所述第三步驟和第四步驟中，包括多次重復(fù)進(jìn)行的直至消除所述環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題或直至達(dá)到規(guī)定次數(shù)的步驟。在這種情況下，即使將所述第三步驟和第四步驟進(jìn)行多次重復(fù)直至達(dá)到所述規(guī)定次數(shù)也未消除所述環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題時(shí)，包括將所述圖形的一部分分配到另一第三掩模中的步驟。
而且，在所述第六步驟中，包括再次發(fā)生環(huán)形問(wèn)題或葉片問(wèn)題時(shí)，將上述第六步驟的圖形分配返回原來(lái)的狀態(tài)的步驟。此外，在所述第八步驟中，包括在圖形標(biāo)準(zhǔn)(rule)小的圖形連接部分中，形成向該圖形的長(zhǎng)度方向突出的所述輔助圖形的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的曝光掩模及其制造方法，通過(guò)將對(duì)半導(dǎo)體晶片等的同一被曝光基片要進(jìn)行曝光的掩模圖形分割成至少兩塊掩模之后，判定各掩模中的環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題，并且在發(fā)生問(wèn)題時(shí)進(jìn)行對(duì)作為主要原因的掩模部分的移動(dòng)、分配的圖形修正，從而可以可靠地消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題。由此，形成的多塊掩模沒有環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題，可形成高品質(zhì)的曝光掩模。此外，在消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題之后，通過(guò)對(duì)各掩模進(jìn)行長(zhǎng)寬比問(wèn)題的判定，并且在產(chǎn)生問(wèn)題時(shí)對(duì)作為主要原因的掩模部分進(jìn)行移動(dòng)、分配，可以消除各掩模中的長(zhǎng)寬比問(wèn)題。而且，通過(guò)對(duì)各掩模的圖形形成輔助圖形，可以消除連接各掩模的各圖形時(shí)的圖形間連接問(wèn)題，可以對(duì)被曝光基片上要進(jìn)行所述曝光的掩模圖形進(jìn)行最佳曝光。
圖1是說(shuō)明本發(fā)明制造步驟的流程圖。
圖2是說(shuō)明本發(fā)明制造步驟細(xì)節(jié)的流程圖。
圖3是表示按本發(fā)明制造的曝光掩模的掩模圖形一例的圖。
圖4是說(shuō)明圖形路徑和圖形寬度的圖。
圖5是表示根據(jù)圖形標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圖形分割的狀態(tài)圖。
圖6是表示消除環(huán)形問(wèn)題的圖形分割例的圖。
圖7是表示消除葉片問(wèn)題的圖形分割例的圖。
圖8是表示消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題的掩模圖形的圖。
圖9是表示消除長(zhǎng)寬比問(wèn)題的圖形分割的一例圖。
圖10是表示消除長(zhǎng)寬比問(wèn)題的圖形分割的另一例圖。
圖11是說(shuō)明圖形間連接問(wèn)題和輔助圖形的圖。
圖12是表示最終獲得的兩塊掩模的各圖形例的圖。
圖13是表示將掩模圖形分割成兩塊掩模的另一例圖。
圖14是表示將掩模圖形分割成兩塊掩模情況下的不適合情況例的圖。
圖15是表示消除圖10的不適合情況的分割例圖。
圖16是模板掩模一例的剖面圖。
圖17是表示有環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題的圖形的圖。
以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖2是按工藝順序來(lái)表示本發(fā)明的曝光掩模的制造方法的詳細(xì)流程圖。參照?qǐng)D3所示的圖形形狀的掩模圖形例來(lái)說(shuō)明該流程圖。首先，在半導(dǎo)體晶片101上形成的源·漏區(qū)域102中，在用于形成MOS晶體管TR的柵極圖形在Y方向上延長(zhǎng)的狀態(tài)下，將圖3的掩模圖形P00在X方向上平行排列。上述各柵極圖形103的一端部被延長(zhǎng)至在上述半導(dǎo)體晶片101上所形成的構(gòu)成二極管D的PN結(jié)的雜質(zhì)區(qū)域104。此外，與上述柵極圖形103平行地配置Y方向連接布線105。而且，上述各柵極圖形103通過(guò)一端部和在中間部X方向上延伸的X方向連接布線106、107來(lái)相互連接，并且，另一個(gè)X方向連接布線107也被連接到在該端部的所述Y方向連接布線105。此外，在上述X方向連接布線106、107中，在多個(gè)地方設(shè)有用于進(jìn)行與圖外的上層布線或外部布線連接的形成寬度寬的矩形圖形的焊盤部108。
為了用圖16所示的模板掩模來(lái)制造用于曝光這樣的掩模圖形P00的曝光掩模，將上述掩模圖形P00的數(shù)據(jù)(以下稱為圖形數(shù)據(jù))取入計(jì)算機(jī)，在該計(jì)算機(jī)中進(jìn)行在掩模上形成的實(shí)際的掩模圖形的設(shè)計(jì)。首先，在圖2的步驟S101中，判定在上述掩模圖形P00中是否發(fā)生環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題、長(zhǎng)寬比問(wèn)題。在進(jìn)行該判定時(shí)，從上述掩模圖形P00的圖形數(shù)據(jù)中提取各圖形部分的坐標(biāo)，在該坐標(biāo)從±X方向經(jīng)過(guò)±Y方向區(qū)域?yàn)檫B續(xù)時(shí)，就認(rèn)為產(chǎn)生了環(huán)形問(wèn)題。此外，即使在從該坐標(biāo)的±X方向經(jīng)過(guò)±Y方向區(qū)域的一個(gè)地方被切斷情況下，在其間隔小的情況下，也認(rèn)為發(fā)生了葉片問(wèn)題。而且，即使該切斷情況下有多個(gè)地方的情況下，與連續(xù)的圖形部分的長(zhǎng)度比較，在該間隔小的情況下，也認(rèn)為發(fā)生長(zhǎng)寬比問(wèn)題。在圖3的情況下，在柵極圖形103和Y方向連接布線105及X方向連接布線106、107上產(chǎn)生環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題。再有，在未產(chǎn)生這些問(wèn)題的情況下，由于可以將該圖形形狀作為原來(lái)的掩模圖形來(lái)采用，所以不必修正掩模圖形，不進(jìn)行以后的修正(S103)。
在上述步驟S101中，在判定為發(fā)生環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題、長(zhǎng)寬比問(wèn)題時(shí)，進(jìn)行圖形標(biāo)準(zhǔn)提取，與閾值進(jìn)行比較(S102)。其中，圖形標(biāo)準(zhǔn)在將構(gòu)成上述掩模圖形P00的各部圖形按與相鄰的圖形部所需的邊界來(lái)分割時(shí)，相當(dāng)于該分割的各圖形部的圖形寬度，將該圖形寬度與作為預(yù)先設(shè)定值的閾值進(jìn)行比較。其中，所述圖形寬度指圖形的最窄尺寸，例如，如圖4(a)所示，在形成長(zhǎng)方形的圖形P101的情況下，表示短邊方向的長(zhǎng)度Lp。此外，在不是長(zhǎng)方形的圖形情況下，例如，在如圖4(b)所示的斜線圖形P102的情況下，表示使該圖形旋轉(zhuǎn)，將斜線轉(zhuǎn)換為垂直方向時(shí)的圖形P102’的X方向的長(zhǎng)度Lp。此外，為了將上述圖形寬度分割成大的圖形寬度和小的圖形寬度，上述閾值被預(yù)先設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?。然后，將閾值以上的圖形標(biāo)準(zhǔn)、即圖形寬度的圖形部分配到掩模A中(S201)，將比閾值小的圖形標(biāo)準(zhǔn)的圖形部分配到掩模B中(S301)。由此，在圖3的掩模圖形P00的情況下，如圖5所示，構(gòu)成焊盤部108的圖形作為圖形部P11、P12、P13被分配到掩模A中，而分別相當(dāng)于柵極圖形103、X方向連接布線106、107、Y方向連接布線106的圖形部P21～P33被分配到掩模B中。
接著，在步驟S202、S302中，對(duì)由各個(gè)掩模A、掩模B中分配的圖形部所組成的掩模圖形，判定是否產(chǎn)生環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題。環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題的判定按與步驟S101相同的方法進(jìn)行。在掩模A、掩模B都不產(chǎn)生各問(wèn)題時(shí)，轉(zhuǎn)移至后述的步驟S208、S308的長(zhǎng)寬比的判定。對(duì)此，在掩模A、掩模B的至少一個(gè)中依然發(fā)生環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題的情況下(S104)，在發(fā)生問(wèn)題的掩模中，提取作為發(fā)生該問(wèn)題主要因素的圖形部，將它移動(dòng)到其它的掩模中，進(jìn)行分配到其它掩模中的圖形修正(S203、S303)。
在該步驟S203、S303的圖形修正時(shí)，可以變更圖形部的邊界。例如，在產(chǎn)生環(huán)形問(wèn)題的情況下，如圖6所示，將圖形部在X方向或Y方向上進(jìn)行分割，使得作為通過(guò)該情況分割所產(chǎn)生的掩模部分的Y尺寸L1和X尺寸L2之比的長(zhǎng)寬比(L2/L1)變成接近“1”的值。即，在構(gòu)成環(huán)形的區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形的情況下，在橫切長(zhǎng)邊的方向上引入分割線進(jìn)行分割。此外，在發(fā)生葉片問(wèn)題的情況下，如圖7所示，在構(gòu)成葉片的區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形的情況下，在橫切長(zhǎng)邊的方向上引入分割線進(jìn)行分割。這樣，通過(guò)進(jìn)行分割，有利于消除后續(xù)步驟中的長(zhǎng)寬比問(wèn)題。
通過(guò)進(jìn)行對(duì)這樣的環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題的圖形修正，例如，在圖3的掩模圖形例中，在圖5的掩模B的(a)、(b)、(c)的部分中產(chǎn)生葉片問(wèn)題，所以將作為這些主要原因的X方向的圖形部P21、P22、P29～P31移動(dòng)分配到掩模A，對(duì)掩模進(jìn)行修正。這種情況下，假設(shè)在掩模A中也產(chǎn)生環(huán)形問(wèn)題或葉片問(wèn)題的情況下，將作為該問(wèn)題主要原因的圖形部移動(dòng)分配到掩模B，對(duì)圖形進(jìn)行修正。由此，如圖8所示，進(jìn)行掩模A、B的圖形修正。
然后，在步驟S204、S304中，對(duì)通過(guò)各自的圖形部的分配來(lái)進(jìn)行修正的掩模A、掩模B，再次判定是否產(chǎn)生環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題。在掩模A、掩模B都不產(chǎn)生上述各問(wèn)題時(shí)，轉(zhuǎn)移至后述的步驟S208、S308的長(zhǎng)寬比的判定。對(duì)此，在掩模A、掩模B的至少一個(gè)中依然發(fā)生環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題的情況下(S105)，使作為變量的循環(huán)值loop為“+1”后(S205、S305)，再次執(zhí)行上述步驟S203、S303的步驟。其中，循環(huán)值loop的初始值為‘0’。然后，與前面的步驟一樣，提取產(chǎn)生問(wèn)題的掩模A、B的產(chǎn)生問(wèn)題地方的圖形部，將它移動(dòng)分配到其它的掩模B、A中。然后，在步驟S204、S304中再次進(jìn)行環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題的判定。
反復(fù)進(jìn)行以上處理，直至消除掩模A、B中的環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題。然后，在消除這些問(wèn)題之后，轉(zhuǎn)移至步驟S208、S308執(zhí)行高寬比的判定。另一方面，直至循環(huán)值loop變?yōu)椤?’，即，在即使進(jìn)行4次再修正和再判定，問(wèn)題仍未被消除時(shí)(S206、S306)，準(zhǔn)備與掩模A、B不同的新的掩模C，將掩模A、B各自有問(wèn)題地方的圖形部分從掩模A、B中抽出，將有問(wèn)題的圖形部分移動(dòng)分配到新的掩模C中(S207、S307)。通過(guò)向掩模C的移動(dòng)和分配，幾乎在所有情況下都能消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題。然后，將掩模圖形分割構(gòu)成為掩模A、B、C三塊掩模。
接著，在步驟S208、S308中，對(duì)各個(gè)掩模A、B判定是否發(fā)生長(zhǎng)寬比問(wèn)題。在長(zhǎng)寬比問(wèn)題的判定中，按照與步驟S101相同的方法進(jìn)行。在掩模A、B的至少一個(gè)發(fā)生環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題的情況下，抽出發(fā)生問(wèn)題的掩模產(chǎn)生問(wèn)題的地方的圖形，進(jìn)行將其移動(dòng)、分配到另一個(gè)掩模中的圖形修正(S209、S309)。例如，圖9表示在掩模A中存在長(zhǎng)寬比的情況下，將作為產(chǎn)生長(zhǎng)寬比主要原因的多個(gè)平行的圖形P201按隔一個(gè)抽出一個(gè)相鄰的圖形間拔開成為圖形P202和P203，將該間拔開的圖形之一P203移動(dòng)并分配到掩模B中?；蛘撸鐖D10所示，將作為產(chǎn)生掩模A的長(zhǎng)寬比主要原因的多個(gè)平行的圖形P201形成在各自長(zhǎng)度方向上進(jìn)行分割的分割圖形P204、P205、P206之后，將相互相鄰的分割圖形P204、P205、P206移動(dòng)并分配到掩模B中。再有，在該情況下連接分割的各圖形部分中，形成后述的輔助圖形Ps。
此外，在未發(fā)生長(zhǎng)寬比問(wèn)題時(shí)，以及在步驟S209、S309中對(duì)長(zhǎng)寬比問(wèn)題進(jìn)行圖形修正后，在步驟S210、S310中再次對(duì)分別修正的掩模A、B判定是否發(fā)生環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題。在發(fā)生新的環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題時(shí)，撤消步驟S209、S309中的圖形修正，返回到原來(lái)的狀態(tài)(S211、S311)。即，使得環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題的消除優(yōu)先。再有，這種撤消圖形修正的狀況實(shí)際上幾乎不發(fā)生。尤其在形成新的掩模C的情況下，在產(chǎn)生長(zhǎng)寬比問(wèn)題時(shí)，只要將作為該問(wèn)題主要原因的圖形部分移動(dòng)到掩模C中并進(jìn)行圖形修正，則幾乎不會(huì)再次發(fā)生環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題。
因此，在步驟S212、S312中，判定是否存在圖形間連接問(wèn)題。例如，在圖8的情況下，在(A)、(B)處，可進(jìn)行圖形標(biāo)準(zhǔn)小的圖形部中的連接。在這種連接中，如圖11所示，例如，如果被連接的圖形部分在X方向上產(chǎn)生位置錯(cuò)位，在該圖(a1)中是圖形標(biāo)準(zhǔn)小的圖形P1和圖形標(biāo)準(zhǔn)大的圖形P2進(jìn)行連接，從而難以發(fā)生因X方向的錯(cuò)位造成的連接不良，但容易發(fā)生因Y方向的錯(cuò)位造成的連接不良。此外，該圖(b1)是圖形標(biāo)準(zhǔn)小的圖形P1和P3之間進(jìn)行連接，從而難以發(fā)生因X方向的錯(cuò)位造成的連接不良，但容易發(fā)生因Y方向的錯(cuò)位造成的連接不良。再有，在該圖(c1)那樣的圖形標(biāo)準(zhǔn)小的圖形P1和P4之間進(jìn)行連接的情況下，無(wú)論X方向還是Y方向錯(cuò)位的情況下都容易產(chǎn)生連接不良。
因此，在容易產(chǎn)生圖11的各圖形間連接問(wèn)題的情況下，在該圖形部分形成輔助圖形。該輔助圖形將圖形標(biāo)準(zhǔn)小的圖形端部形成為向連接對(duì)方圖形延長(zhǎng)所需長(zhǎng)度的圖形。圖11(a2)、(b2)、(c2)的黑色部分表示該輔助圖形的一例。在這些圖中，即使在X方向和Y方向上發(fā)生錯(cuò)位的情況下，在實(shí)際的曝光時(shí)，黑色部分所示的輔助圖形Ps仍可靠地重疊在連接對(duì)方的圖形上，可以消除圖形間連接問(wèn)題。
通過(guò)以上步驟，掩模圖形在被分割成掩模A、B兩塊掩模的狀態(tài)下來(lái)構(gòu)成，或者在被分割成掩模A、B、C三塊掩模的狀態(tài)下來(lái)構(gòu)成。附帶說(shuō)明一下，圖12是將圖2的掩模圖形分割成掩模A、B兩塊掩模，并且進(jìn)行分配的實(shí)例。然后，圖中雖被省略，但根據(jù)該分割的圖形，將帶有與各分割的圖形對(duì)應(yīng)的圖形開口的兩塊或三塊模板掩模作為曝光掩模來(lái)制造。然后，通過(guò)將各模板掩模設(shè)置在曝光裝置上，順序地使用各模板掩模，并且一邊進(jìn)行相互位置重合一邊進(jìn)行電子束、離子束等帶電粒子束的曝光，可以對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行期望的掩模圖形、即包括環(huán)形圖形、葉片圖形以及長(zhǎng)寬比大的掩模圖形進(jìn)行曝光。
如以上那樣，在將掩模圖形根據(jù)圖形標(biāo)準(zhǔn)分割成兩塊或三塊掩模之后，判定各掩模中的環(huán)形問(wèn)題及葉片問(wèn)題，并且在發(fā)生問(wèn)題時(shí)，通過(guò)對(duì)作為主要原因的掩模部分的移動(dòng)、分配進(jìn)行圖形修正，可以可靠地消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題。由此，在形成的兩片或三片的模板掩模中，不存在環(huán)形圖形和葉片圖形，形成高質(zhì)量的曝光掩模。此外，在消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題后，對(duì)各掩模判定長(zhǎng)寬比問(wèn)題，并且在問(wèn)題產(chǎn)生時(shí)，通過(guò)對(duì)作為主要原因的掩模部分進(jìn)行移動(dòng)、分配，可以消除兩塊或三塊的模板掩模中的長(zhǎng)寬比問(wèn)題。而且，通過(guò)對(duì)各掩模的圖形形成輔助圖形，可以消除連接兩塊或三塊掩模的各圖形時(shí)的圖形間連接問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體晶片的最佳的圖形曝光。
再有，在上述的步驟S207、S307中，即使使用新的掩模C，也不能排除產(chǎn)生未消除環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題情況的可能性，但在該情況下，如掩模D、E等那樣，也可以分割構(gòu)成更多的掩模，但實(shí)際上通過(guò)分割構(gòu)成兩塊掩模A、B，幾乎在所有情況下都能夠達(dá)到目的，即使在非常特殊的掩模圖形的情況下，通過(guò)分割構(gòu)成三塊掩模就可以消除各問(wèn)題，需要形成掩模D、E的情況極少。
此外，在上述步驟S209、S309中，在為了消除長(zhǎng)寬比問(wèn)題而進(jìn)行圖形的移動(dòng)、分配的圖形修正的情況下，在再次發(fā)生環(huán)形問(wèn)題的情況下，在步驟S211、S311中將該圖形修正返回原樣，但實(shí)際上極少產(chǎn)生這樣的情況。此外，即使在產(chǎn)生這種狀況的情況下，通過(guò)實(shí)行掩模C的分配，就可以可靠地消除長(zhǎng)寬比問(wèn)題。
其中，在將消除上述步驟S102至S201、S301中的環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題時(shí)的圖形部分分配為掩模A、B的步驟中，可以采用將掩模圖形分割成不超過(guò)規(guī)定的圖形寬度的多個(gè)、例如兩個(gè)一定尺寸的矩形塊的方法。例如，在圖13所示的例中，將環(huán)狀的圖形分割成正方形的塊和長(zhǎng)方形的塊之后，對(duì)相互在X方向或Y方向上相鄰的塊標(biāo)以不同的符號(hào)bA、bB，將bA的塊分配在掩模A，而將bB的塊分配在掩模B。由此，由于X方向或Y方向上相鄰的塊一定被分配為掩模A、B，所以可以消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題。于是，在分割掩模圖形并分配為掩模A、B后，不用說(shuō)，進(jìn)行與步驟S203、S303相同的步驟，就可以消除長(zhǎng)寬比問(wèn)題和圖形間連接問(wèn)題。
其中，在進(jìn)行這樣的掩模圖形的分割時(shí)，如圖14所示，在將分割的相鄰塊分配為掩模A、B時(shí)，產(chǎn)生各個(gè)掩模A、B中的塊bA、bB在角部以點(diǎn)接觸狀態(tài)被配置的情況。如果產(chǎn)生這樣的點(diǎn)接觸狀態(tài)，則在模板掩模上形成圖形開口時(shí)，在點(diǎn)接觸部分的圖形開口上就容易發(fā)生形狀的崩潰。將這樣的問(wèn)題稱為點(diǎn)接觸問(wèn)題，而在產(chǎn)生這種點(diǎn)接觸問(wèn)題的情況下，如圖15所示，變更掩模圖形的分割方向和分割線，在將分割的相鄰塊bA、bB分配為掩模A、B的情況下，就不產(chǎn)生點(diǎn)接觸問(wèn)題。
此外，雖然省略了詳細(xì)的說(shuō)明，但如現(xiàn)有技術(shù)那樣，對(duì)于簡(jiǎn)單地將圖形在X方向和Y方向上進(jìn)行分割而形成兩塊的各掩模來(lái)說(shuō)，同樣可以采用本發(fā)明的消除長(zhǎng)寬比問(wèn)題的方法。這種情況下，在掩模A、B這樣的兩塊掩模之間消除長(zhǎng)寬比問(wèn)題時(shí)，如果擔(dān)心再次產(chǎn)生環(huán)形問(wèn)題、葉片問(wèn)題，也可以將掩模A分割成A、C，將掩模B分割成B、D。
根據(jù)以上說(shuō)明的本發(fā)明，在將掩模圖形分配為至少兩塊掩模之后，判定各掩模中的環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題，并且在發(fā)生問(wèn)題時(shí)，通過(guò)對(duì)作為主要原因的掩模部分的移動(dòng)、分配進(jìn)行圖形修正，可以可靠地消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題。由此，使形成的多塊掩模不再存在環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題，可形成高質(zhì)量的曝光掩模。此外，在消除環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題后，對(duì)各掩模進(jìn)行長(zhǎng)寬比問(wèn)題的判定，并且在發(fā)生問(wèn)題時(shí)，通過(guò)進(jìn)行作為主要原因的掩模部分的移動(dòng)、分配，可以消除各掩模中的長(zhǎng)寬比問(wèn)題。而且，通過(guò)對(duì)各掩模圖形形成輔助圖形，可以消除連接各掩模的各圖形時(shí)的圖形間連接問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體晶片的最佳圖形曝光。
權(quán)利要求
1．一種曝光掩模，通過(guò)將由多個(gè)掩模構(gòu)成的、設(shè)置在各掩模中的掩模圖形分別曝光在同一被曝光襯底上，對(duì)所要的掩模圖形曝光，其特征在于，所述各掩模中所設(shè)置的掩模圖形由對(duì)所需要的掩模圖形中存在的環(huán)狀圖形、葉片狀圖形、長(zhǎng)寬比大的圖形分別進(jìn)行分割的圖形來(lái)構(gòu)成。
2．如權(quán)利要求1所述的曝光掩模，其特征在于，在所述至少一個(gè)掩模的掩模圖形中，在與其它掩模圖形連接的部分中，形成向其它掩模的圖形側(cè)突出的輔助圖形。
3．如權(quán)利要求1或2所述的曝光掩模，其特征在于，所述掩模是模板掩模，所述掩模的掩模圖形是在構(gòu)成所述模板掩模的掩?；显O(shè)置的圖形開口。
4．一種曝光掩模的制造方法，其特征在于，包括以下各步驟第一步驟，在為形成曝光掩模的掩模圖形上，判定是否產(chǎn)生由圖形形成了環(huán)狀的環(huán)形問(wèn)題、由圖形圍成的部分形成葉片狀的葉片問(wèn)題、圖形之間夾住部分的縱橫尺寸比大的長(zhǎng)寬比問(wèn)題；第二步驟，在判定為至少產(chǎn)生所述環(huán)狀問(wèn)題或葉片問(wèn)題時(shí)，將所述掩模圖形分割成兩個(gè)圖形，并且將分割的各圖形分配為第一和第二的兩塊掩模；第三步驟，對(duì)所述兩塊掩模中分配的各圖形判定是否發(fā)生所述環(huán)形問(wèn)題或葉片問(wèn)題；第四步驟，在判定為發(fā)生至少一個(gè)問(wèn)題時(shí)，將一個(gè)掩模圖形的一部分分配成另一掩模；第五步驟，在判定為無(wú)論哪個(gè)掩模都未發(fā)生所述環(huán)形問(wèn)題和葉片問(wèn)題時(shí)，對(duì)各掩模的各圖形判定是否發(fā)生所述長(zhǎng)寬比問(wèn)題；第六步驟，在判定為至少一個(gè)掩模中發(fā)生所述長(zhǎng)寬比問(wèn)題時(shí)，將一個(gè)掩模圖形的一部分分配成另一掩模；第七步驟，在判定為無(wú)論哪個(gè)掩模都未發(fā)生所述長(zhǎng)寬比問(wèn)題時(shí)，判定在所述兩個(gè)掩模的掩模圖形的連接部分是否產(chǎn)生連接不良部分；以及第八步驟，在判定為產(chǎn)生所述連接不良部分時(shí)，至少在一個(gè)掩模的該圖形的連接部分形成輔助圖形。
5．如權(quán)利要求4所述的曝光掩模的制造方法，其特征在于，在所述第二步驟中，包括這樣的步驟將構(gòu)成所述掩模圖形的多個(gè)圖形部分的各圖形寬度與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)其比較結(jié)果的大小來(lái)分割所述多個(gè)圖形，并且分配為所述兩個(gè)掩模。
6．如權(quán)利要求4所述的曝光掩模的制造方法，其特征在于，在所述第二步驟中，包括這樣的步驟將所述掩模圖形分割成兩個(gè)以上的固定塊，將X方向或Y方向上相鄰的塊分配為所述兩個(gè)掩模。
7．如權(quán)利要求6所述的曝光掩模的制造方法，其特征在于，在所述兩個(gè)掩模分配的塊在至少一個(gè)掩模中處于點(diǎn)接觸時(shí)，變更分割所述掩模圖形的所述塊的分割線。
8．如權(quán)利要求4至7的其中任何一項(xiàng)所述的曝光掩模的制造方法，其特征在于，作為所述第三步驟和第四步驟，包括這樣的步驟進(jìn)行多次重復(fù)，直至消除所述環(huán)形問(wèn)題及葉片問(wèn)題，或直至達(dá)到規(guī)定次數(shù)。
9．如權(quán)利要求8所述的曝光掩模的制造方法，其特征在于，在即使將所述第三步驟和第四步驟多次重復(fù)至所述規(guī)定次數(shù)也未消除所述環(huán)形問(wèn)題及葉片問(wèn)題時(shí)，將所述圖形的一部分分配為另一第三掩模。
10．如權(quán)利要求4至9中任何一項(xiàng)所述的曝光掩模的制造方法，其特征在于，在所述第六步驟中，當(dāng)再次發(fā)生環(huán)形問(wèn)題或葉片問(wèn)題時(shí)，將所述第六步驟的圖形分配返回原來(lái)的狀態(tài)。
11．如權(quán)利要求5、8、9、10中任何一項(xiàng)所述的曝光掩模的制造方法，其特征在于，作為所述第八步驟，包括這樣的步驟在圖形標(biāo)準(zhǔn)小的圖形連接部分中，形成向該圖形的長(zhǎng)度方向突出的輔助圖形。
12．如權(quán)利要求4至11中任何一項(xiàng)所述的曝光掩模的制造方法，其特征在于，由模板掩模來(lái)形成所述多個(gè)掩模。
全文摘要
一種曝光掩模的制造方法,包括以下步驟:判定在曝光掩模圖形上是否產(chǎn)生環(huán)形、葉片、長(zhǎng)寬比問(wèn)題;在判定有問(wèn)題時(shí),將掩模圖形分割并且分配為兩塊掩模;判定在兩塊掩模中是否發(fā)生環(huán)形或葉片問(wèn)題;在判定發(fā)生至少一個(gè)問(wèn)題時(shí),將一個(gè)掩模圖形的一部分分配成另一掩模;反之則再判定是否發(fā)生長(zhǎng)寬比問(wèn)題;若發(fā)生,則將一個(gè)掩模圖形的一部分分配成另一掩模;反之則判定在兩個(gè)掩模圖形的連接部分是否有連接不良;若有則在連接部分上形成輔助圖形。
文檔編號(hào)G03F1/20GK1311525SQ01109110
公開日2001年9月5日 申請(qǐng)日期2001年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月1日
發(fā)明者小日向秀夫 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社