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JP3073156B2 - マクロセルライブラリ上での光学近接修正のためのシステム及び方法 - Google Patents

マクロセルライブラリ上での光学近接修正のためのシステム及び方法

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JP3073156B2
JP3073156B2 JP4887996A JP4887996A JP3073156B2 JP 3073156 B2 JP3073156 B2 JP 3073156B2 JP 4887996 A JP4887996 A JP 4887996A JP 4887996 A JP4887996 A JP 4887996A JP 3073156 B2 JP3073156 B2 JP 3073156B2
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JP
Japan
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cell
design
mask design
library
representation
Prior art date
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JP4887996A
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ニコラス・パスク
ニコラス・エイブ
ジェフリー・ドン
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LSI Corp
Original Assignee
LSI Logic Corp
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Publication date
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/39—Circuit design at the physical level
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes

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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子設計オートメ
ーション（ＥＤＡ）に関し、特に、サブミクロンのマス
ク設計の光学近接修正に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスを製造する際には、製造
用マスク又はレチクルが使用される。かかるマスクは、
ウェハ上に露出されるべき回路パターンを構成する光透
過部分と光遮断部分とを有している。マスク及びレチク
ルは、精確に規定された回路パターンを有していなけれ
ばならない。フォトリソグラフィは、集積回路（例えば
特定用途集積回路(ＡＳＩＣ)）の製造の際に半導体ウェ
ハのパターニングを行うために使用される処理である。
【０００３】フォトリソグラフィの性能は、(1)マスク
上のパターンの臨界寸法(ＣＤ)即ちパターン上の臨界形
状の大きさ(例えばライン幅)、及び(2)パターン位置決
め（ＰＲ)即ちマスク上でのパターン形状の互いに対す
る相対的な配置という２つのパラメータの測定及び制御
によって決定される。
【０００４】最近の製造技術は、臨界寸法が0.5μm未満
のマスクを有している。かかる小さな臨界寸法を有する
マスクを用いた回路製造技術は、露光の際に解像度上の
問題を生じるものとなる。これは、臨界寸法に近接した
幅を有する設計要素の近傍を通過する際の光の一次回折
及び二次回折により生成される誤差に起因するものであ
る。これらの回折による誤差は、パターン上の様々な臨
界形状の厚さを増大させることにより補償することがで
きる。例えば、パターン上のライン幅を増大させると、
回折による影響が低減されることになる。この解決策の
１つの問題として、多数のパターンが互いに近接して配
設されている場合に、回折の影響によって２つ又は３つ
以上のラインがウェハ上で交差する可能性がある、とい
うことがある。かかる交差は、ウェハの応答特性を変更
させることによりそのウェハを使用不能にし得るものと
なる。
【０００５】ウェハは、数千というセルから構成するこ
とが可能なものであり、この場合、それらの各セルは、
回折による影響を考慮しなければならない多数のライン
からなるものである。現時点での１つの解決策として、
ウェハ上のラインを収集したものを同時に修正すること
が挙げられる。この処理は、マスク設計全体が修正され
るまで繰り返される(全マスク修正)。この技術は、光学
近接修正(ＯＰＣ)と呼ばれるものである。
【０００６】全マスク設計修正を行う際にＯＰＣを使用
する場合の問題点は、集積回路設計、例えばＡＳＩＣ設
計を光学的に修正するために時間及び計算力の点で実質
的に制約が生じることにある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、サブミク
ロンの集積回路設計を効率的かつ精確に修正するための
システム及び方法が必要とされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、集積回路(Ｉ
Ｃ)の作成に使用されるセルのライブラリについて光学
近接修正を最初に行うことによりＩＣのマスク設計につ
いて光学近接修正を行うシステム及び方法である。予め
テストされたセルがマスク設計上にインポートされる。
全てのセルは、異なるセル中に完全に集積化された要素
間で近接効果が発生しないことを保証するために最小限
の距離だけ離して配置される。セル中に完全に集積化さ
れることのない要素(例えばライン)についてのみ近接修
正を行うことにより、マスク設計について光学近接修正
技術が実施される。
【０００９】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の好適実施例を図
面を参照して説明する。尚、同図面における類似した符
号は同一の要素又は機能的に類似した要素を示してい
る。また同図面では、各符号の左端の数字は、その符号
が最初に使用された図面に対応するものである。
【００１０】本発明は、集積回路(ＩＣ)の作成に使用さ
れるセルのライブラリについて光学近接修正を最初に行
うことによりＩＣのマスク設計について光学近接修正
(ＯＰＣ)を行うシステム及び方法に関するものである。
予めテストされたセルがマスク設計上に配置される。全
てのセルは、異なるセル中に完全に集積化された要素間
で近接効果が発生しないことを保証するために最小限の
距離だけ離して配置される。ＯＰＣは、ライン幅の変動
を修正するための技術である。ライン幅の変動は、上述
のように回折の影響によるものである。
【００１１】図１は、本発明が動作する環境を示すもの
である。本発明の好適実施例は、例えば、「Sun Micros
ystems, Inc.(Mountain View, California)」により市
販されている「SPARC Station 10」等のエンジニアリン
グワークステーション102上で動作する。SPARC Station
10は、SPARCマイクロプロセッサ104を備えており、こ
のSPARCマイクロプロセッサ104は、不揮発性記憶装置、
例えば従来のハードディスク記憶装置106に接続されて
いる。SPARCマイクロプロセッサ104及びハードディスク
記憶装置106は、揮発性記憶装置、例えばランダムアク
セスメモリ(ＲＡＭ)110に接続されている。ユーザイン
ターフェイス、例えばモニタ112は、ワークステーショ
ン102に接続されている。ＲＡＭ110は、オペレーティン
グシステム(Ｏ/Ｓ)114(例えばＵＮＩＸ)、従来の入出力
(Ｉ/Ｏ)モジュール116、ハードウェア記述言語(ＨＤＬ)
モジュール118、及び光学近接修正(ＯＰＣ)モジュール1
20を有している。ＨＤＬモジュール118内に設けられた
ＨＤＬは、例えば「Cadence Design Systems Inc.(San
Jose, California)」により市販されている「Verilo
g」、即ち、超高速集積回路ハードウェア記述言語(VHD
L)とすることができる。ＯＰＣモジュール120は、SPARC
マイクロプロセッサ104によるその実行時にSPARCマイク
ロプロセッサに上述の１つ又は２つ以上の目標セルにつ
いてＯＰＣを実行させる物理データ命令を備えている。
【００１２】ハードディスク記憶装置106は、マクロセ
ルライブラリ122を備えている。このマクロセルライブ
ラリ122は、マクロセルの収集体を表す物理データベー
スである。代替的な実施例では、その物理データベース
は、設計要素（例えば標準セル）のあらゆる組み合わせ
を表すことができる。ＩＣを設計する場合、設計者は、
特定のＩＣに必要なロジックの全てを直接設計すること
により、マスク設計を作成することができる。しかし、
これは非効率的な回路設計方法である。一層効率的な方
法として、１グループのロジック「構築ブロック」即ち
セルを設計し、そのセルをセルライブラリに格納する、
というステップを含むものがある。設計者は、複数のセ
ルの特定の組み合わせ（例えばそれらのセルが特定の機
能を実施するものである場合）を頻繁に使用することが
できる。複数のセルを組み合わせたものがマクロセルで
ある。マクロセルの収集体は、その生成及びマクロセル
ライブラリへの格納が可能なものである。
【００１３】上述のように、ＯＰＣは潜在的な光回折に
よる影響に対してマスク設計の修正を行う技術である。
従来のシステムでは、マスク設計が完全に作成され、次
いでＯＰＣ技術を用いてその修正が行われていた。ＯＰ
Ｃ技術のいくつかの例が、Otto等の「Automated Optica
l Proximity Correction-A Rules-based Approach」(SP
IE Optical/Laser Microlithography VII, March 199
4)、及びHelmsen等の「3D Lithography Cases for Expl
oring Technology Solutions and BenchmarkingSimulat
ors」(SPIE Optical/Laser Microlithography VI, pp.3
82-294, March 1994)に記載されている。尚、本引用を
もってそれら文献の開示内容を本明細書中に包含させた
ものとし、その詳細な説明は省略する。中間的な大きさ
のＡＳＩＣ設計、即ち約８mm2の大きさのマスク内に収
容されるＡＳＩＣ設計は、従来のＯＰＣ技術を用いて完
全に修正されるまで、現在のところ約12時間を要する。
ＡＳＩＣの設計者は、毎年、何万というＡＳＩＣ設計に
ついて完全なマスク設計のＯＰＣを行う必要がある。従
って、設計者のＡＳＩＣ設計の全てについてＯＰＣを行
うために、莫大な時間上及び計算上の責務を果たさなけ
ればならない。
【００１４】図２は、マスク設計208上に配置された２
つのセル202、204を示すものである。各セル202,204
は、例えばライン206といった形状からなる所定のパタ
ーンを有している。
【００１５】図３は、本発明の好適実施例の方法を示す
フローチャートである。本発明は、ＯＰＣの実行に係る
時間及びコストを大幅に削減するものである。完全なマ
スク設計についてＯＰＣを実行する代わりに、最初に、
即ちＡＳＩＣ設計内に集積化される前に、マクロセルラ
イブラリ122内に記憶されているマクロセル（又はセ
ル）の光学近接修正302が行われる。中間的な大きさの
マクロセルライブラリ122における全てのマクロセル
は、約20時間で光学近接修正が可能なものである。
【００１６】図４は、マクロセルライブラリ122内のセ
ルについてＯＰＣを行う（ステップ302）ための方法を
示すフローチャートである。プロセッサ104はマクロセ
ルライブラリ122からマクロセルを選択する(ステップ40
2)。プロセッサ104は、ＯＰＣモジュール120中のコマン
ドに応じて既知のＯＰＣ技術を使用して前記の選択され
たマクロセルについて光学近接修正を実行する(ステッ
プ404)。プロセッサ104は、全てのセルの光学近接修正
が完了したことを判定する(ステップ406)までステップ4
02〜404を繰り返す。
【００１７】マクロセルの光学近接修正(ステップ302)
が終了すれば、ＡＳＩＣ設計について大きなＯＰＣの実
行を必要とすることなく、そのマクロセルを用いてＡＳ
ＩＣ設計を作成することができる(ステップ304)。光学
近接修正を行う必要のあるＡＳＩＣ設計の少なくとも２
つの領域が存在する。これらの領域は、マクロセルの界
面及びマクロセルの境界である。
【００１８】ＡＳＩＣ設計におけるマクロセル間の接続
部又は界面は、光学近接修正が行われなければならな
い。図２は、２つのマクロセル202,204間の界面210の一
例を示している。その界面210は、マクロセル202,204の
何れにも完全に集積化されていないので、マクロセルラ
イブラリ122中のマクロセルの光学近接修正が行われる
(ステップ302)際にその光学近接修正を行うことはでき
ない。従って、界面210は、プロセッサ104によってＡＳ
ＩＣ設計の全てのマクロセルが配置された後にのみその
光学近接修正(ステップ306)を行うことができる。
【００１９】上述のように、マクロセルライブラリ122
中の各マクロセルは、それぞれ別個に光学近接修正が行
われる。従って、２つ又は３つ以上のマクロセルが互い
に近接して配置される場合には、光学近接効果は、それ
らの隣接するマクロセルの境界で発生し得る。例えば、
図２を参照すると、光学近接効果は、マクロセル202の
要素206とマクロセル204の要素210との間で生じる可能
性がある。その結果、全てのマクロセルの境界の光学近
接修正を行わなければならないことが分かった。しかし
ながら、本発明は、図２に示すように、マクロセル202,
204が最小距離δだけ離間することを保証することによ
り、マクロセルの境界の光学近接修正を不要にするもの
である。最小距離δは、光学近接修正による影響が生じ
ないことを保証するのに十分な幅を有していなければな
らない。最小距離δを約0.35μmにすれば、２つの隣接
するマクロセルの要素間で光学近接修正による影響が生
じることが確実になくなる。
【００２０】プロセッサ104がＯＰＣ306を用いてＡＳＩ
Ｃ設計の修正を行った後には、ステップ304〜306を繰り
返すことにより別のＡＳＩＣを設計することができる
(ステップ308)。その新たなＡＳＩＣ設計には、以前に
光学近接修正が行われたマクロセルライブラリ112を使
用することができる。
【００２１】本発明は、集積回路について光学近接修正
を行うための時間的な責務を大幅に削減するものであ
る。本発明は、最初にマクロセルライブラリについて光
学近接修正を行う。一旦修正されれば、そのマクロセル
ライブラリは、マクロセル内に含まれている如何なる要
素も修正することなく再使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が動作する環境を示すブロック図であ
る。
【図２】フォトリソグラフィマスク設計における２つの
セルを示す説明図である。
【図３】本発明の好適実施例の方法を示すフローチャー
トである。
【図４】マクロセルライブラリのセルについてＯＰＣを
行う方法を示す詳細なフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニコラス・エイブ アメリカ合衆国カリフォルニア州95120 サン・ノゼ，アルモンドウッド・ウエ イ・781 (72)発明者 ジェフリー・ドン アメリカ合衆国カリフォルニア州95035 ミルピタス，ミードウランド・ドライ ヴ・179 (56)参考文献 特開 平４−261012（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−173168（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定のセルライブラリからの複数のセル表
    現を有するサブミクロンの集積回路マスク設計を設計す
    るための、コンピュータにより実施される方法であっ
    て、 前記所定のセルライブラリから１つのセル表現を選択す
    るステップと、 前記セル内における近接効果に関して修正を行うように
    前記セル表現の内部要素を調整して修正されたセル表現
    を生成するステップと、 前記所定のセルライブラリ中の各セル表現について前記
    選択ステップ及び前記調整ステップを繰り返して複数の
    修正されたセル表現を生成するステップと、該繰り返しステップの完了後に 前記複数の修正されたセ
    ル表現を用いてサブミクロンの集積回路マスク設計を設
    計するステップとを備えることを特徴とする、サブミク
    ロンの集積回路マスク設計を設計するためのコンピュー
    タにより実施される方法。
  2. 【請求項２】マスク設計における近接効果について修正
    を行うように１つ又は２つ以上の外部マスク設計要素を
    調整するステップを更に備え、前記１つ又は２つ以上の
    外部マスク設計要素が前記セル表現の何れかに完全には
    含まれないものである、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記設計ステップが、隣接するセル表現間
    で近接効果が生じないことを確実にするために各セル表
    現を最小距離だけ離間させて配置するステップを更に備
    えている、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】前記のセル表現の内部要素を調整するステ
    ップが、光学近接修正技術を用いて前記内部要素を調整
    するステップからなる、請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】複数のサブミクロンの集積回路マスクにつ
    いて前記設計ステップを繰り返すステップを更に備えて
    いる、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】コンピュータにより実施されるシステムで
    あって、 記憶装置と、 前記記憶装置内に設けられ、内部要素を有する複数のセ
    ル表現からなる、セルライブラリと、 前記記憶装置内に設けられ、前記複数のセル表現の各々
    における前記内部要素を光学的に修正して１つ又は２つ
    以上の修正されたセル表現を生成する、第１の修正装置
    と、前記複数の修正されたセル表現の各々を前記記憶装置内
    に格納して修正されたセルライブラリを生成する格納手
    段と、 該修正された セルライブラリに接続され、サブミクロン
    の集積回路マスク設計を設計する、設計装置とを備える
    ことを特徴とする、コンピュータにより実施されるシス
    テム。
  7. 【請求項７】前記設計装置が、セル間で近接効果が生じ
    ないことを確実にするように前記マスク設計における全
    てのセル表現を最小距離だけ分離させることを確実にす
    る分離装置からなる、請求項６記載のシステム。
  8. 【請求項８】前記記憶装置内に配設され、前記マスク設
    計を光学的に修正する、第２の修正装置を更に備えてお
    り、前記マスク設計が、前記セル表現の何れにも含まれ
    ない外部要素を含んでいる、請求項７記載のシステム。
  9. 【請求項９】前記第１の修正装置が前記第２の修正装置
    からなる、請求項８記載のシステム。
JP4887996A 1995-03-06 1996-03-06 マクロセルライブラリ上での光学近接修正のためのシステム及び方法 Expired - Lifetime JP3073156B2 (ja)

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