JP2019164300A - 基板加工制御装置、基板加工プログラム、およびフォトマスクの作製方法 - Google Patents

基板加工制御装置、基板加工プログラム、およびフォトマスクの作製方法 Download PDF

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Abstract

【課題】フォトマスク用の基板の印加応力や透過率を好適に変化させることが可能な基板加工制御装置、基板加工プログラム、およびフォトマスクの作製方法を提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、基板加工制御装置は、フォトマスク用の基板内に、前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成された第１パターンの位置に関する情報を取得する位置情報取得部を備える。前記装置はさらに、前記第１パターンの位置に関する情報に基づいて、前記基板内に前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成する第２パターンの位置を決定する位置決定部を備える。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、基板加工制御装置、基板加工プログラム、およびフォトマスクの作製方法に関する。
リソグラフィによりウェハ上に複数の回路パターンを形成する場合、回路パターン同士の重ね合わせ誤差が問題となる。そこで、フォトマスク用の基板内にきずやくもりを形成することで、基板の印加応力や透過率を変化させ、重ね合わせ誤差を補正することが考えられる。この場合、すでにきずやくもりが形成された位置に再度きずやくもりを形成することはできないため、重ね合わせ誤差の補正には制約があることが問題となる。
米国特許公開公報２０１７／０１７６８６６号公報
フォトマスク用の基板の印加応力や透過率を好適に変化させることが可能な基板加工制御装置、基板加工プログラム、およびフォトマスクの作製方法を提供する。
一の実施形態によれば、基板加工制御装置は、フォトマスク用の基板内に、前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成された第１パターンの位置に関する情報を取得する位置情報取得部を備える。前記装置はさらに、前記第１パターンの位置に関する情報に基づいて、前記基板内に前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成する第２パターンの位置を決定する位置決定部を備える。
第１実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。 第１実施形態の基板内のピクセルの例を示す断面図である。 第１実施形態のクラスターマップの例を示す図である。 第１実施形態の基板内のピクセルの例を示す断面図である。 第１実施形態の基板内のピクセルについて説明するための断面図である。 第１実施形態の基板内のピクセルについて説明するための断面図である。 第１実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。 第１実施形態の基板加工制御装置の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。 第３実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。 第４実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。 第５実施形態の基板加工制御装置の構成を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１〜図１２では、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。
図１は、基板１と、基板１の下面に形成された遮光膜２と、基板１内に形成された複数のピクセル３とを備えるフォトマスクを示している。図１の基板加工システムは、フォトマスク用の基板１を加工する基板加工装置１０と、基板加工装置１０による基板１の加工を制御する基板加工制御装置２０とを備えている。
基板加工装置１０は、光源１１と、光路調整装置１２と、ビームスプリッター１３と、波面調整装置１４と、レンズ１５と、ステージ１６と、制御部１７とを備えている。基板加工制御装置２０は、基板加工プログラム２０ａを備えている。
基板１は、例えばガラスや石英などの透明部材により形成されており、レチクルとも呼ばれる。図１は、基板１の上面や下面に平行で互いに垂直なＸ方向およびＹ方向と、基板１の上面や下面に垂直なＺ方向とを示している。本明細書では、＋Ｚ方向を上方向として取り扱い、−Ｚ方向を下方向として取り扱うが、−Ｚ方向は、重力方向と一致していても一致していなくてもよい。Ｚ方向に垂直な方向は、基板１の面内方向の例であり、Ｚ方向に平行な方向は、基板１の厚さ方向の例である。
遮光膜２は、１つ以上の遮光パターンを含んでいる。本実施形態のフォトマスクを使用してリソグラフィを行うと、これらの遮光パターンがレジスト膜に転写されて、レジストパターンが形成される。
ピクセル３は、基板１の印加応力を変化させるように基板加工装置１０により基板１内に形成されたきずや、基板１の透過率を変化させるように基板加工装置１０により基板１内に形成されたくもりである。ピクセル３は、第１および第２パターンの例である。
図１は、クラスター４と呼ばれる基板１内の複数の領域の位置を例示している。本実施形態の各クラスター４は、基板１の上面、下面、またはＸＹ断面を複数の区域に分割し、各区域を基板１の下面から上面までＺ方向に移動させて得られる柱状の領域である。本実施形態のピクセル３は、基板１内にクラスター４ごとに形成される。図１は、クラスター４の例として、３つのクラスター４ａ〜４ｃを示している。クラスター４の詳細については後述する。
光源１１は、基板１を加工するためのレーザーパルスＬを発生させる。このレーザーの例は、フェムト秒レーザーである。光路調整装置１２は、レーザーパルスＬの光路を調整し、ビームスプリッター１３は、レーザーパルスＬの伝播方向を変化させる。波面調整装置１４は、レーザーパルスＬの波面を調整し、レンズ１５は、レーザーパルスＬを基板１内に集光する。ステージ１６は、基板１を支持しており、基板１を移動させることも可能である。
制御部１７は、基板加工装置１０の種々の動作を制御する。制御部１７は例えば、波面調整装置１４によりレーザーパルスＬの波面を調整したり、ステージ１６により基板１を±Ｘ方向や±Ｙ方向に移動させたりする。制御部１７は例えば、プロセッサや電気回路である。
基板加工制御装置２０は、基板加工装置１０による基板１の加工を制御する。基板加工制御装置２０は例えば、基板加工プログラム２０ａを実行して、基板１の加工に必要なデータを基板加工装置１０に送信するＰＣ（Personal Computer）である。基板加工プログラム２０ａは、基板加工装置２０内のストレージにインストールされている。基板加工制御装置２０の詳細については後述する。
図２は、第１実施形態の基板１内のピクセル３の例を示す断面図である。図２(ａ)から図２(ｃ)は、基板１のＸＹ断面を示している。
図２(ａ)は、クラスター４ａ内に形成された複数のピクセル３を示している。これらのピクセル３は、基板１に主としてＹ方向の応力を印加するきずであり、基板１内の所定の部分のＹ方向の変位や寸法を変化させることができる。以下、図２(ａ)に示す配置のピクセル３を、第１タイプのピクセル３と呼ぶ。
図２(ｂ)は、クラスター４ｂ内に形成された複数のピクセル３を示している。これらのピクセル３は、基板１に主としてＸ方向の応力を印加するきずであり、基板１内の所定の部分のＸ方向の変位や寸法を変化させることができる。以下、図２(ｂ)に示す配置のピクセル３を、第２タイプのピクセル３と呼ぶ。
図２(ｃ)は、クラスター４ｃ内に形成された複数のピクセル３を示している。これらのピクセル３は、基板１内の光の透過率を変化させるくもりであり、基板１内の所定の部分の平面形状を拡大または縮小させることができる。以下、図２(ｃ)に示す配置のピクセル３を、第３タイプのピクセル３と呼ぶ。
図３は、第１実施形態のクラスターマップ５の例を示す図である。
本実施形態の基板加工システムは、基板１内にクラスター４ごとに形成されたピクセル３の位置に関する情報を、クラスターマップ５として取り扱う。図３(ａ)は、第１タイプのピクセル３に関するクラスターマップ５である。図３(ｂ)は、第２タイプのピクセル３に関するクラスターマップ５である。図３(ｃ)は、第３タイプのピクセル３に関するクラスターマップ５である。このように、クラスターマップ５は、ピクセル３のタイプごとに存在する。
以下、図３(ａ)のクラスターマップ５の詳細を説明する。以下の説明は、図３(ｂ)および図３(ｃ)のクラスターマップ５にも同様に当てはまる。
図３(ａ)は、基板１のＸ方向に対応するｘ方向と、基板１のＹ方向に対応するｙ方向とを示している。図３(ａ)に示すクラスター６の形状や配置は、基板１内のクラスター４の平面形状や平面配置に対応している。すなわち、クラスター４は実在のクラスターであるのに対し、クラスター６はクラスターマップ５のデータ上のクラスターである。
図３(ａ)は、符号Ｃ１〜Ｃ３で示すクラスター６を示している。符号Ｃ１のクラスター６は、第１タイプのピクセル３が形成されていないクラスター４に対応している。符号Ｃ２のクラスター６は、第１タイプのピクセル３がすでに形成されているクラスター４に対応している。符号Ｃ３のクラスター６も、第１タイプのピクセル３がすでに形成されているクラスター４に対応しているが、符号Ｃ３のクラスター６は、符号Ｃ２のクラスター６に比べて印加応力の小さいピクセル３を表現している。例えば、印加応力の大きさを０〜１の値で表すと、符号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のクラスター６はそれぞれ印加応力０、１、Ｋのピクセル３を表現している（Ｋは０〜１の実数）。
図３(ａ)は、符号Ｃ３のクラスター６の例として、符号Ｃ３ａ、Ｃ３ｂのクラスター６を示している。例えば、符号Ｃ３ａのクラスター６の印加応力は０．３であり、符号Ｃ３ｂのクラスター６の印加応力は０．７である。
なお、基板１の各クラスター４のピクセル３の配置は、第１から第３タイプ以外の配置としてもよい。例えば、第４タイプの配置を採用する場合には、第４タイプのクラスターマップ５も使用することにしてもよい。第１から第３タイプ以外の配置の例については後述する。
図４は、第１実施形態の基板１内のピクセル３の例を示す断面図である。図４(ａ)および図４(ｂ)は、基板１のＸＹ断面を示している。
図４(ａ)は、クラスター４内に形成された第１タイプのピクセル３を示している。図４(ａ)はさらに、ピクセル３間のＸ方向のピッチＰ１と、ピクセル３間のＹ方向のピッチＰ２とを示している。この場合、ピッチＰ１、Ｐ２を変化させることにより、基板１の印加応力、変位、寸法を調整することができる。
図４(ｂ)は、クラスター４内に形成された第１から第３タイプ以外のピクセル３を示している。図４(ｂ)はさらに、ピクセル３間の第１の斜め方向のピッチＰ３と、ピクセル３間の第２の斜め方向のピッチＰ４とを示している。この場合、ピッチＰ３、Ｐ４を変化させることにより、基板１の印加応力、変位、寸法を調整することができる。
以上のように、本実施形態では、第１タイプのピクセル３のピッチＰ１、Ｐ２を変化させることにより、基板１の印加応力等を調整することができる。これは、第２および第３タイプのピクセル３でも同様であり、第３タイプのピクセル３については基板１の透過率等を調整することができる。これにより、回路パターン同士の重ね合わせ誤差を補正することが可能となる。
しかしながら、第１から第３タイプのピクセル３の調整だけでは、十分に誤差を補正できない場合がある。その場合には、第１から第３タイプ以外のピクセル３も採用することができるが、それでも補正が十分でない場合がある。そこで、本実施形態では、以下の手法を採用することで、より自由度の高い誤差の補正を実現する。
図５は、第１実施形態の基板１内のピクセル３について説明するための断面図である。図５(ａ)および図５(ｂ)は、基板１のＸＹ断面を示している。
図５(ａ)は、ピクセル３がすでに形成されているクラスター４ｄ、４ｅ、４ｆを示している。クラスター４ｄは、図５(ａ)の断面にはピクセル３を有していないが、別の断面にピクセル３を有している。符号Ａ１は、クラスター４ｄ〜４ｆ内のピクセル３によりクラスター４ｄに印加された応力を示している。
ここで、クラスター４ｄの応力Ａ１を増加させたい場合を想定する。この場合、クラスター４ｄ〜４ｆ内に新たにピクセル３を形成すると、これらがクラスター４ｄ〜４ｆ内にすでに形成されているピクセル３を損傷してしまうおそれがある。そのため、クラスター４ｄ〜４ｆ内に新たにピクセル３を形成して、応力Ａ１を増加させることは難しい。
そこで、本実施形態では、あるクラスター４内にピクセル３を形成した場合に、このクラスター４のＸ方向およびＹ方向の位置だけでなく、このクラスター４内のピクセル３のＺ方向の位置も保存しておく。すなわち、ピクセル３がどのクラスター３内に形成されたかを特定しておくだけでなく、ピクセル３がどのクラスター３内のどの高さに形成されたかも特定しておく。これにより、クラスター４ｄ〜４ｆ内にすでに形成されているピクセル３の損傷を避けつつ、クラスター４ｄ〜４ｆ内に新たにピクセル３を形成することが可能となる。
図５(ｂ)は、図５(ａ)の基板１のクラスター４ｄ内に、新たにピクセル３を形成した様子を示している。これにより、クラスター４ｄの印加応力をＡ１からＡ２に増加させることができる。これらの新たなピクセル３は、クラスター４ｄ内にすでに形成されているピクセル３の上方（＋Ｚ方向）か下方（−Ｚ方向）に形成されている。すなわち、前者のピクセル３と後者のピクセル３は、Ｚ方向に互いにずらして配置されている。すでに形成されているピクセル３は、第１パターンの例であり、新たなピクセル３は、第２ピクセルの例である。
図６は、第１実施形態の基板１内のピクセル３について説明するための断面図である。
図６は、基板１内のクラスター４ｄのＸＺ断面を示している。上述のように、本実施形態の各クラスター４は、基板１の上面、下面、またはＸＹ断面を複数の区域に分割し、各区域を基板１の下面から上面までＺ方向に移動させて得られる柱状の領域である。本実施形態では、各区域の形状は四角形であり、各クラスター４の形状は四角柱である。
図６のクラスター４ｄは、基板１の下面付近に形成された第１群のピクセル３と、基板１の中央部分に形成された第２群のピクセル３と、基板１の上面付近に形成された第３群のピクセル３とを有している。本実施形態によれば例えば、第１群のピクセル３の形成後に、第１群のピクセル３の上方に第２群や第３群のピクセル３を新たに形成することが可能となる。
図７は、第１実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。
基板加工装置１０は、上述の光源１１、光路調整装置１２、ビームスプリッター１３、波面調整装置１４、レンズ１５、およびステージ１６に対応する基板加工部１８と、上述の制御部１７とを備えている。制御部１７は、基板加工部１８の動作を制御して基板１を加工する。
基板加工制御装置２０は、上述の基板加工プログラム２０ａにより実現される機能ブロックとして、パラメータ取得部２１と、変位補正量取得部２２と、寸法補正量取得部２３と、レイアウトデータ取得部２４と、位置情報取得部の例であるクラスター情報取得部２５と、基板設定決定部の例である加工条件決定部２６と、位置決定部の例であるピクセル配置決定部２７とを備えている。加工条件決定部２６は、補正量算出部の例である残差算出部２６ａと、優先度算出部２６ｂと、加工容積算出部２６ｃとを備えている。
パラメータ取得部２１は、光源１１の性能やステージ１６の動作に関する情報など、基板加工装置１０の種々のパラメータを取得する。これらのパラメータは、パラメータ取得部２１が基板加工装置１０から取得してもよいし、ユーザが基板加工制御装置２０に入力してもよい。
変位補正量取得部２２は、基板１の変位の補正に関して事前に決定された目標変位補正量、または／および、基板１内にすでに形成されたピクセル３により補正された基板１の変位の補正量を取得する。寸法補正量取得部２３は、基板１の寸法の補正に関して事前に決定された目標寸法補正量、または／および、基板１内にすでに形成されたピクセル３により補正された基板１の寸法の補正量を取得する。これらの補正量に関しては、変位補正量取得部２２や寸法補正量取得部２３が基板加工装置１０内に保存された補正量を取得してもよいし、ユーザが基板加工制御装置２０に補正量を入力してもよい。これらの補正量は例えば、クラスターマップ５を用いて算出可能である。
レイアウトデータ取得部２４は、遮光膜２による遮光パターンのレイアウトデータを取得する。レイアウトデータは、レイアウトデータ取得部２４が基板加工制御装置２０やその他の装置から自動的に取得してもよいし、ユーザが基板加工制御装置２０に入力してもよい。
クラスター情報取得部２５は、基板１内のすでに加工されたクラスター４に関する情報を取得する。以下、この情報を「加工済クラスター情報」と呼ぶ。例えば、クラスター情報取得部２５は、すでにピクセル３が形成されたクラスター４の位置に関する情報や、各クラスター４内にすでに形成されたピクセル３の位置に関する情報を取得する。前者の位置は、各クラスター４のＸ方向およびＹ方向の位置により特定することができ、具体的には、クラスターマップ５内の各クラスター６のｘ方向およびｙ方向の位置により特定することができる。後者の位置は、各クラスター４内に形成されたピクセル３のＺ方向の位置により特定することができる。前者の位置は、基板１の面内方向の位置の例であり、後者の位置は、基板１の厚さ方向の位置の例である。また、基板１内にすでに形成されたピクセル３は、第１パターンの例である。加工済クラスター情報は、クラスター情報取得部２５が基板加工制御装置２０やその他の装置から自動的に取得してもよいし、ユーザが基板加工制御装置２０に入力してもよい。
加工条件決定部２６は、上記のパラメータ、変位の補正量、寸法の補正量、レイアウトデータ、および加工済クラスター情報に基づいて、基板１内に新たに形成するピクセル３に関する加工条件を決定する。加工条件の例は、これらのピクセル３により設定する基板１の印加応力や透過率である。基板１の印加応力や透過率は、基板１内の全てのクラスター４についてクラスター４ごとに決定される。基板１内に新たに形成するピクセル３は、第２パターンの例である。
なお、変位の補正量とは、基板１の変位の補正に関して事前に決定された目標変位補正量、または／および、基板１内にすでに形成されたピクセル３により補正された基板１の変位の補正量である。また、寸法の補正量とは、基板１の寸法の補正に関して事前に決定された目標寸法補正量、または／および、基板１内にすでに形成されたピクセル３により補正された基板１の寸法の補正量である。
ピクセル配置決定部２７は、加工条件決定部２６により決定された印加応力や透過率などの加工条件に基づいて、基板１内に新たに形成するピクセル３の配置を決定する。例えば、ピクセル配置決定部２７は、新たにピクセル３を形成するクラスター４の位置や、各クラスター４内に新たに形成するピクセル３の位置を決定する。前者の位置は、各クラスター４のＸ方向およびＹ方向の位置により特定することができ、具体的には、クラスターマップ５に新たに追加する各クラスター６のｘ方向およびｙ方向の位置により特定することができる。後者の位置は、各クラスター４内に新たに形成するピクセル３のＺ方向の位置により特定することができる。
ここで、図５(ａ)および図５(ｂ)により説明したように、あるクラスター４内にすでにピクセル３が形成されている場合において、このクラスター４内にさらにピクセル３を形成すると、すでに形成されているピクセル３が損傷されるおそれがある。そこで、ピクセル配置決定部２７は、すでに形成されているピクセル３の上方または下方に新たなピクセル３を形成することを決定する。本実施形態の加工済クラスター情報は、各クラスター４内にすでに形成されたピクセル３のＺ方向の位置を特定しているため、このような決定が可能となる。
ピクセル配置決定部２７は、基板１内に新たに形成するピクセル３の配置の決定結果を基板加工装置１０に出力する。以下、この決定結果に関する情報を「加工予定ピクセル情報」と呼ぶ。加工予定ピクセル情報は、基板１内にすでに形成されたピクセル３と、基板１内に新たに形成するピクセル３とを特定するクラスターマップ５や、これらのピクセル３のＺ方向の位置に関する情報を含んでいる。加工予定ピクセル情報は例えば、新たな加工済クラスター情報として基板加工制御装置２０内に保存される。
制御部１７は、ピクセル配置決定部２７から加工予定ピクセル情報を受信し、加工予定ピクセル情報に基づいて基板加工部１８により基板１を加工する。その結果、基板１内に新たなピクセル３が形成され、新たなフォトマスクが作製される。具体的には、既存のフォトマスクに新たなピクセル３が追加されることで、既存のフォトマスクが新たなフォトマスクへと再生される。
本実施形態の加工条件決定部２６は、具体的には以下のように動作する。
残差算出部２６ａは、上述のように、新たに形成するピクセル３により設定する印加応力や透過率を決定する。また、残差算出部２６ａは、決定した印加応力や透過率に基づいて、新たに形成するピクセル３により補正する基板１の変位や寸法の補正量を算出する。さらに、残差算出部２６ａは、補正量の残差を算出する。補正量の残差とは、新たに形成するピクセル３により補正する変位や寸法の補正量と、変位や寸法の補正に関して事前に決定された目標変位補正量や目標寸法補正量との差、または、新たに形成するピクセル３により補正する変位や寸法の補正量と、すでに形成されたピクセル３により補正された変位や寸法との差である。例えば、基板１内のある部分の寸法の設計値が１μｍの場合において、この部分の寸法の補正量を０．２μｍから０．３μｍに増加させて、この部分の寸法を１．２μｍから１．３μｍに補正する場合には、残差は０．１μｍとなる。
優先度算出部２６ｂは、すでに形成されたピクセル３の位置に関する情報に基づいて、新たにピクセル３を形成するクラスター４の優先度を算出する。例えば、ピクセル３が形成されていないクラスター４の優先度を、ピクセル３がすでに形成されているクラスター４の優先度よりも高く設定し、ピクセル３が形成されていないクラスター４内に優先的にピクセル３を形成することが考えられる。図３(ａ)〜図３(ｃ)の内容を踏まえると、応力が０のクラスター４の優先度を応力が０以外のクラスター４の優先度より高く設定してもよいし、或いは、応力が小さいクラスター４ほど優先度を高くしてもよい。
加工容積算出部２６ｃは、すでに形成されたピクセル３の位置に関する情報に基づいて、新たにピクセル３を形成するクラスター４の容積を算出する。例えば、新たに４つのクラスター４にピクセル３を形成する場合には、４つのクラスター４の容積が算出される。この際、各クラスター４の全部分の容積を算出する代わりに、各クラスター４内にて新たなピクセル３を形成する部分の容積を算出してもよい。例えば、各クラスター４内の１０分の１の部分に新たなピクセル３を形成する場合には、４つのクラスター４の容積の１０分の１の容積が算出される。
ピクセル配置決定部２７は、加工条件決定部２６により算出された残差、優先度、および容積に基づいて、新たに形成するピクセル３の配置を決定する。具体的には、ピクセル配置決定部２７は、残差と、優先度と、容積とを加重平均して加重平均値を算出し、加重平均値が最小となるようにピクセル３の配置を決定する。この加重平均の詳細については後述する。
図８は、第１実施形態の基板加工制御装置２０の動作を示すフローチャートである。
まず、パラメータ取得部２１、変位補正量取得部２２、寸法補正量取得部２３、レイアウトデータ取得部２４、クラスター情報取得部２５がそれぞれ、上記のパラメータ、変位の補正量、寸法の補正量、レイアウトデータ、加工済クラスター情報を取得する（ステップＳ１）。
次に、加工条件決定部２６は、ステップＳ１で取得した情報に基づいて、新たに形成するピクセル３により設定する印加応力や透過率をクラスター４ごとに決定する（ステップＳ２）。
次に、残差算出部２６ａ、優先度算出部２６ｂ、加工容積算出部２６ｃがそれぞれ、残差、優先度違反スコア、総加工容積を算出し、ピクセル配置決定部２７が、残差と、優先度と、容積との加重平均値を算出する（ステップＳ３）。優先度違反スコアは、どのクラスター４に新たにピクセル３を形成すると優先度の観点から望ましくないかを数値化したスコアである。総加工容積は、新たにピクセル３を形成するクラスター４またはその部分の総容積である。
本実施形態では、ステップＳ２およびＳ３の処理を繰り返し、加重平均値が最小となる場合を特定する（ステップＳ４）。そして、ピクセル配置決定部２７が、加重平均値が最小となる場合についてピクセル３の配置を決定する（ステップＳ５）。これにより例えば、残差の低減と、基板１を加工可能な回数の増加と、基板１を加工する容積の低減とを同時に実現することが可能となる。
本実施形態のステップＳ２〜Ｓ４では、新たに形成するピクセル３の様々な２次元配置を仮決定し、これらの２次元配置について加重平均値を算出し、加重平均値が最小となる２次元配置を特定する。ピクセル３の２次元配置とは、ピクセル３のＸ方向およびＹ方向の配置である。本実施形態のステップＳ５では、加重平均値が最小となる２次元配置を用いて、ピクセル３の３次元配置を決定する。ピクセル３の３次元配置とは、ピクセル３のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の配置である。
加重平均値は、以下の目的関数ｆにより与えられる。
ｆ＝Σｉ｛ｗｘ，ｉ（−δｘｉ＋ｋ１，ｉ＋ｋ３，ｉｘｉ＋ｋ５，ｉｙｉ＋Δｘｉ）２
＋ｗｙ，ｉ（−δｙｉ＋ｋ２，ｉ＋ｋ４，ｉｙｉ＋ｋ６，ｉｘｉ＋Δｙｉ）２｝
＋Σｊｖｊ
ただし、ｉは制御点（変位を生じさせたい点）を区別するインデックスである。ΣｉはＮ個の制御点ｉ（＝１〜Ｎ）に関する総和である。ｘｉ、ｙｉは、制御点のＸ座標とＹ座標である。Δｘｉ、Δｙｉは、制御点に生じさせたいＸ方向とＹ方向の変位である。δｘｉ、δｙｉは、基板加工により制御点に実際に生じるＸ方向とＹ方向の変位である。ｗｘ，ｉ、ｗｙ，ｉは、Ｘ方向の重要度とＹ方向の需要度を加味した重み付け因子であり、因子が大きくなるほど重要度が高くなる。ｋ１，ｉ、ｋ２，ｉ、ｋ３，ｉ、ｋ４，ｉ、ｋ５，ｉ、ｋ６，ｉは、基板加工装置１０が補正できる変位のパラメータである。本実施形態のこれらのパラメータの個数は６個であるが、ｘｉ ２項、ｙｉ ２項、ｘｉｙｉ項などを導入することで、７個以上としてもよい。
また、ｊは、基板１内においてピクセル３の形成対象となる領域を区別するインデックスである。例えば、基板１内にＭ１個のクラスター４が存在し、各クラスター４内をＭ２個の領域に区切ってピクセル３を形成する場合には、領域の総個数はＭ（＝Ｍ１×Ｍ２）個となる。Σｊは、新たにピクセル３を形成する領域ｊに関する総和である。新たにピクセル３を形成する領域ｊの個数がＫ個の場合には、総和Σｊは、これらのＫ個の領域ｊについて算出される。ｖｊは、領域ｊの容積である。なお、新たにピクセル３を形成する領域ｊを選択する際には、基板１の下面に近い領域ｊを優先的に選択する、すでにピクセル３が形成された領域ｊは選択しないという境界条件を採用する。これらの境界条件が、上述の優先度違反スコアに関連する。
以上のように、本実施形態の基板加工制御装置２０は、基板１内のすでに形成されたピクセル３の位置に関する情報に基づいて、基板１内に新たに形成するピクセル３の位置を決定する。よって、本実施形態によれば、フォトマスク用の基板１の印加応力や透過率を好適に変化させることが可能となり、回路パターン同士の重ね合わせ誤差を低減することが可能となる。その結果、このフォトマスクを用いて製造する半導体装置の歩留まりを向上させることが可能となる。
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。
図９の基板加工制御装置２０は、図７に示す構成要素に加えて、平坦度取得部２８と、加工条件決定部２６内の平坦度算出部２６ｄとを備えている。
平坦度取得部２８は、新たにピクセル３を形成する前の基板１の上面（または下面）の平坦度を取得する。基板１の平坦度は、フォトマスクを用いてリソグラフィを実行する際にフォーカス精度や重ね合わせ精度に影響する。平坦度は、平坦度取得部２８が基板加工装置１０から取得してもよいし、ユーザが基板加工制御装置２０に入力してもよい。
平坦度算出部２６ｄは、平坦度取得部２８により取得された平坦度に基づいて、新たにピクセル３を形成した場合の基板１の上面（または下面）の平坦度を算出する。ピクセル配置決定部２７は、平坦度算出部２６ｄにより算出された平坦度に基づいて、新たにピクセル３を形成する位置を決定する。具体的には、新たにピクセル３を形成した場合の平坦度が適切な値になるように当該決定が行われる。
本実施形態によれば、基板１の平坦度を向上させることで、フォトマスクを使用する際のフォーカス精度や重ね合わせ精度を向上させ、半導体装置の歩留まりを向上させることが可能となる。
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。
図１０の基板加工制御装置２０は、図７に示す構成要素に加えて、照明条件取得部２９と、加工条件決定部２６内の位相差算出部２６ｅとを備えている。照明条件取得部２９は光学情報取得部の例である。
照明条件取得部２９は、基板１に光を照射した場合の光学特性に関する情報、例えば、基板１内の光の軌道や伝播態様を特定するための情報を取得する。この情報は例えば、フォトマスクを用いてリソグラフィを実行する際に、所定の位相を持つ光がフォトマスクを透過しないように、基板１を加工するために使用される。この情報は、照明条件取得部２９が基板加工装置１０から取得してもよいし、ユーザが基板加工制御装置２０に入力してもよい。
位相差算出部２６ｅは、照明条件取得部２９により取得された情報に基づいて、新たにピクセル３を形成した場合の光のパス同士の位相差を算出する。ピクセル配置決定部２７は、位相差算出部２６ｅにより算出された位相差に基づいて、新たにピクセル３を形成する位置を決定する。具体的には、新たにピクセル３を形成した場合に所定の位相を持つ光がフォトマスクを透過しないように当該決定が行われる。
本実施形態によれば、上記のように位相差を調整することで、例えば、リソグラフィ上好ましくない光を除去することが可能となり、半導体装置の歩留まりを向上させることが可能となる。
（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態の基板加工システムの構成を示す断面図である。
本実施形態では、第１実施形態の基板加工装置１０および基板加工制御装置２０の機能が、図１１の基板加工装置１０のみにより実現されている。すなわち、図１１の基板加工装置１０は、第１実施形態の基板加工装置１０および基板加工制御装置２０として機能する。図１１の基板加工装置１０は、制御部１７および基板加工部１８に加えて、図７と同様のパラメータ取得部２１と、変位補正量取得部２２と、寸法補正量取得部２３と、レイアウトデータ取得部２４と、クラスター情報取得部２５と、加工条件決定部２６と、ピクセル配置決定部２７とを備えている。
本実施形態によれば、基板加工装置１０のみによって第１実施形態と同様の制御を実現することが可能となる。なお、本実施形態の構成は、第２実施形態や第３実施形態に適用してもよい。
（第５実施形態）
図１２は、第５実施形態の基板加工制御装置２０の構成を示す断面図である。
図１２の基板加工制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３と、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）３４とを備えている。
図１２の基板加工制御装置２０はさらに、マウスやキーボードなどの入力デバイス４１用の入力ＩＦ（Interface）３５と、液晶ディスプレイなどの表示デバイス４２用の表示ＩＦ３６と、半導体メモリなどのメモリデバイス用のメモリＩＦ３７と、ネットワーク接続用の通信ＩＦ３８とを備えている。基板加工制御装置２０は、通信ＩＦ３８を介して基板加工装置１０と通信を行うことができる。
上述の基板加工プログラム２０ａは、ＲＯＭ３２またはＨＤＤ３４に格納されており、ＣＰＵ３１により実行される。これにより、第１から第３実施形態のいずれかの基板加工制御装置２０の機能ブロックを実現することが可能となる。基板加工プログラム２０ａをＲＯＭ３２またはＨＤＤ３４内に格納する際には、基板加工制御装置２０は、半導体メモリからメモリＩＦ３７を介して基板加工プログラム２０ａを取得してもよいし、ネットワークから通信ＩＦ３８を介して基板加工プログラム２０ａをダウンロードしてもよい。
本実施形態によれば、第１から第３実施形態のいずれかの基板加工制御装置２０の処理を実現することが可能となる。図１２の構成は、第４実施形態の基板加工装置１０に適用することも可能である。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置、方法、およびプログラムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置、方法、およびプログラムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
１：基板、２：遮光膜、３：ピクセル、
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ：クラスター、
５：クラスターマップ、６：クラスター、
１０：基板加工装置、１１：光源、１２：光路調整装置、
１３：ビームスプリッター、１４：波面調整装置、１５：レンズ、
１６：ステージ、１７：制御部、１８：基板加工部、
２０：基板加工制御装置、２０ａ：基板加工プログラム、
２１：パラメータ取得部、２２：変位補正量取得部、２３：寸法補正量取得部、
２４：レイアウトデータ取得部、２５：クラスター情報取得部、
２６：加工条件決定部、２６ａ：残差算出部、２６ｂ：優先度算出部、
２６ｃ：加工容積算出部、２６ｄ：平坦度算出部、２６ｅ：位相差算出部、
２７：ピクセル配置決定部、２８：平坦度取得部、２９：照明条件取得部、
３１：ＣＰＵ、３２：ＲＯＭ、３３：ＲＡＭ、３４：ＨＤＤ、
３５：入力ＩＦ、３６：表示ＩＦ、３７：メモリＩＦ、３８：通信ＩＦ、
４１：入力デバイス、４２：表示デバイス、４３：メモリデバイス

Claims (12)

  1. フォトマスク用の基板内に、前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成された第１パターンの位置に関する情報を取得する位置情報取得部と、
    前記第１パターンの位置に関する情報に基づいて、前記基板内に前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成する第２パターンの位置を決定する位置決定部と、
    を備える基板加工制御装置。
  2. 前記位置情報取得部は、前記基板の面内方向における前記第１パターンの位置と、前記基板の厚さ方向における前記第１パターンの位置とに関する情報を取得し、
    前記位置決定部は、前記面内方向における前記第２パターンの位置と、前記厚さ方向における前記第２パターンの位置とを決定する、
    請求項１に記載の基板加工制御装置。
  3. 前記位置決定部は、前記第１パターンが、前記面内方向において第１位置に位置し、前記厚さ方向において第２位置に位置する場合において、前記第２パターンを前記面内方向において前記第１位置に形成することを決定する場合には、前記第２パターンを前記厚さ方向において前記第２位置からずらした位置に形成することを決定する、請求項２に記載の基板加工制御装置。
  4. 前記面内方向における前記第１および第２パターンの位置は、前記基板の表面または断面を複数の区域に分割した場合の区域ごとに特定される、請求項２または３に記載の基板加工制御装置。
  5. 前記基板を加工する装置のパラメータを取得するパラメータ取得部と、
    前記基板の変位および寸法の補正に関して事前に決定された目標変位補正量および目標寸法補正量、または／および、前記第１パターンにより補正された前記基板の変位および寸法の補正量を取得する補正量取得部と、
    前記基板にリソグラフィ用に形成された膜のレイアウトデータを取得するレイアウトデータ取得部と、
    前記パラメータと、前記補正量と、前記レイアウトデータと、前記第１パターンの位置に関する情報とに基づいて、前記第２パターンにより設定する前記基板の印加応力または透過率を決定する基板設定決定部とを備え、
    前記位置決定部は、前記基板設定決定部により決定された前記印加応力または前記透過率に基づいて、前記第２パターンの位置を決定する、請求項１から４のいずれか１項に記載の基板加工制御装置。
  6. 前記基板設定決定部は、
    決定した前記印加応力または前記透過率に基づいて、前記第２パターンにより補正する前記基板の変位および寸法の補正量を算出する補正量算出部と、
    前記第１パターンの位置に関する情報に基づいて、前記基板内において前記第２パターンを形成する領域の優先度を算出する優先度算出部と、
    前記第１パターンの位置に関する情報に基づいて、前記基板内において前記第２パターンを形成する領域の容積を算出する容積算出部とを備え、
    前記位置決定部は、前記基板設定決定部により算出された前記補正量、前記優先度、および前記容積に基づいて、前記第２パターンの位置を決定する、請求項５に記載の基板加工制御装置。
  7. 前記基板の平坦度を取得する平坦度取得部をさらに備え、
    前記位置決定部は、前記平坦度に基づいて、前記第２パターンの位置を決定する、請求項１から６のいずれか１項に記載の基板加工制御装置。
  8. 前記基板に光を照射した場合の光学特性に関する情報を取得する光学情報取得部をさらに備え、
    前記位置決定部は、前記光学特性に関する情報に基づいて、前記第２パターンの位置を決定する、請求項１から７のいずれか１項に記載の基板加工制御装置。
  9. 前記位置決定部は、前記第２パターンの位置に関する情報を、前記基板を加工する装置に出力する、請求項１から８のいずれか１項に記載の基板加工制御装置。
  10. 前記基板を加工する基板加工部と、
    前記第２パターンの位置に関する情報に基づいて、前記基板加工部を制御して前記基板を加工する制御部と、
    をさらに備える請求項１から８のいずれか１項に記載の基板加工制御装置。
  11. フォトマスク用の基板内に、前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成された第１パターンの位置に関する情報を取得し、
    前記第１パターンの位置に関する情報に基づいて、前記基板内に前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成する第２パターンの位置を決定する、
    ことを含む基板情報処理方法をコンピュータに実行させる基板加工プログラム。
  12. フォトマスク用の基板内に、前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成された第１パターンの位置に関する情報を取得し、
    前記第１パターンの位置に関する情報に基づいて、前記基板内に前記基板の印加応力または透過率を変化させるように形成する第２パターンの位置を決定し、
    前記第２パターンの位置に関する情報に基づいて前記基板を加工することで、前記基板を有する前記フォトマスクを作製する、
    ことを含むフォトマスクの作製方法。
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