JPH11243045A5 - 半導体装置の製造方法及び電子ビームの露光方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造方法及び電子ビームの露光方法に係り、特に、電子線を使ったリソグラフィー技術によるＬＳＩの製造に用いられる半導体装置の製造方法及び電子ビームの露光方法に関する。
光露光方式では、マスクからの一括転写のため、高スループットであり量産ラインの主力露光技術と位置づけられている。しかし、近年益々高まる微細化、大容量化の中で、ＬＳＩの量産化を支えてきた光露光技術では、設計の最小寸法の転写に用いられる光の波長と同程度になり、これ以上の微細化を行うためには、さらに短波長の光を用いる技術や、変形照明法や位相シフト法などの超解像技術の検討がなされている。また、大領域の一括転写が精度の面で困難になってきておりスループットの低下を招いている。２５６ＭＤＲＡＭ規模の実露光スループットは１時間にウェハ３０枚程度と予想される。

現在、電子ビーム露光は、微細パターン形成が可能であることやパターン発生が可能であることからＬＳＩ開発ツールまたはマスク作成ツールとして広く使用されている。しかし、電子ビーム露光方法はガウシアンビームや可変ビームによってパターンを一つ一つ塗りつぶしていく、いわゆる一筆書き法であり、パターンが微細になればなるほどスループットが低下するため、微細ＬＳＩ製品の量産には不向きであった。

本発明の上記の点に鑑みてなされたもので、迅速に、かつ、容易に露光データを作成できる半導体装置の製造方法及び電子ビームの露光方法を提供することを目的とする。

【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１、３６は、電子ビーム露光プロセスを用いた半導体装置の製造方法において、電子ビーム露光プロセスは、露光データを作成する露光データ作成工程と、ブロックマスクにより露光データ作成工程で作成された露光データに基づいて電子ビームを整形する電子ビーム整形工程と、露光データ作成工程で作成された露光データに基づいて電子ビーム整形工程で整形された電子ビームを目標物に照射する照射手段とを有し、露光データ作成工程は、露光パターンを定義するデータが階層構造に格納されたライブラリを作成するライブラリ作成手順と、ライブラリ作成手順で作成されたライブラリに格納されたデータに基づいて露光パターンを作成する露光パターン作成手順と、露光パターン作成手順で作成された露光パターンに基づいて露光データを生成する露光データ作成手順とを有することを特徴とする。

請求項２、３７は、半導体装置の製造方法において、設計データから露光データを作成する露光データ作成工程と、ブロックマスクにより露光データ作成工程で作成された露光データに基づいて電子ビームを整形する電子ビーム整形工程と、露光データ作成工程で作成された露光データに基づいて電子ビーム整形工程で整形された電子ビームを目標物に照射する照射手段とを有し、露光データ作成工程は、設計データから図形群を抽出する図形群抽出手順と、図形抽出手順で抽出された図形群から複数の図形を抽出する図形抽出手順と、図形抽出手順で抽出された図形に基づいて露光データを作成する露光データ作成手順とを有することを特徴とする。

請求項２６、３４は、前記露光マスクの周囲でビームをずらして再照射することにより補正することを特徴とする。
請求項２６、３４によれば、露光マスクの周囲でビームをずらして再照射することにより、露光マスクの周囲でのビーム強度の低下を補償して、全体で均一にビームを照射することができる。

請求項３３によれば、シミュレーションした結果の露光パターンと露光データに応じた露光パターンとの差異が所定の許容範囲以上の部分と所定の許容範囲内の部分とで異なる表示とすることにより、エラーが発生する部分を容易に認識できる。
また、請求項３５は、露光データがブロックマスク上に形成されたビーム形状パターンを含むことを特徴とする。

ショット形状データｐにより矩形や三角形等の図形データを配置させることにより、可変矩形露光によって露光されるパターンを定義することが出来る。また、ブロックパターンデータｂによりブロック露光により露光されるパターンを定義することが出来る。
パターン作成作業工程Ｓ１−２は、図４に示すようにコンピュータのグラフィック画面からの図形作成手段２５によりライブラリ作成工程Ｓ１−１で得られたライブラリファイル２４を読み込ませ、そこに追加していくように評価用データを作成していく。図形作成手段２５としては、例えば、ＣＡＤ、すなわち、コンピュータ援用製図システムを用いることができる。

露光データ出力工程Ｓ１−３は、パターン作成作業工程Ｓ１−２で作成された評価パターンデータＤ１を露光スキャン順序にソートするなど露光データの書式に変換し、露光データＤ２を作成する。この際、露光データの規則として違反があるかのチェックを行ない違反がある場合は違反箇所をグラフィック画面で表示する。ここで得られた評価用露光データはブロック露光用検証処理、解析処理に入カ可能となる。

【０１４６】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の請求項１、３６によれば、露光パターンを定義するデータが階層構造に格納されたライブラリを作成し、作成されたライブラリに格納されたデータに基づいて露光パターンを作成し、作成された露光パターンに基づいて露光データを生成することにより、露光データをパターンとして作成でき、露光データの作成が容易に行える等の特長を有する。

請求項２、３７によれば、設計データから図形群を抽出し、抽出された図形群から複数の図形を抽出し、抽出された図形に基づいて露光データを作成することにより、図形群、図形の抽出を効率よく行うことにより、露光データの作成を効率よく行える等の特長を有する。

請求項２６、３４によれば、露光マスクの周囲でビームをずらして再照射することにより、露光マスクの周囲でのビーム強度の低下を補償して、全体で均一にビームを照射することができる等の特長を有する。
請求項２７によれば、露光パターンを露光方法に応じて異なる表示とすることにより、位置に応じて露光方式を認識できる等の特長を有する。

Claims (37)

1. 電子ビーム露光プロセスを用いた半導体装置の製造方法において、
   前記電子ビーム露光プロセスは、
   露光データを作成する露光データ作成工程と、
   ブロックマスクにより前記露光データ作成工程で作成された前記露光データに基づいて電子ビームを整形する電子ビーム整形工程と、
   前記露光データ作成工程で作成された前記露光データに基づいて前記電子ビーム整形工程で整形された前記電子ビームを目標物に照射する照射手段とを有し、
   前記露光データ作成工程は、前記露光パターンを定義するデータが階層構造に格納されたライブラリを作成するライブラリ作成手順と、
   前記ライブラリ作成手順で作成された前記ライブラリに格納されたデータに基づいて露光パターンを作成する露光パターン作成手順と、
   前記露光パターン作成手順で作成された前記露光パターンに基づいて前記露光データを生成する露光データ作成手順とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 半導体装置の製造方法において、
   設計データから露光データを作成する露光データ作成工程と、
   ブロックマスクにより前記露光データ作成工程で作成された前記露光データに基づいて電子ビームを整形する電子ビーム整形工程と、
   前記露光データ作成工程で作成された前記露光データに基づいて前記電子ビーム整形工程で整形された前記電子ビームを目標物に照射する照射手段とを有し、
   前記露光データ作成工程は、前記設計データから図形群を抽出する図形群抽出手順と、
   前記図形抽出手順で抽出された図形群から複数の図形を抽出する図形抽出手順と、
   前記図形抽出手順で抽出された図形に基づいて露光データを作成する露光データ作成手順とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 前記図形抽出手順は、前記図形群のうち図形の繰り返し性の高い図形群を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記図形抽出手順は、前記図形群のうち前記図形群を構成する図形数が多い図形群を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記図形抽出手順は、前記図形群のうち前記図形の存在範囲が露光時の偏向の大きさに応じた図形群を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記図形抽出手順は、前記図形群のうち前記図形の存在範囲が前記露光時のビームのサイズに応じた図形群を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記図形抽出手順は、前記図形群のうち互いに重複する図形群を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記図形抽出手順は、前記複数の図形群のうち互いに重複する図形群を削除することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記図形抽出手順は、前記図形抽出手順で、前記図形を抽出した後、抽出された図形の数が最小となる図形群を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記図形抽出手順は、前記図形群抽出手順で抽出された前記図形群を複数の領域に分割し、分割された複数の領域からそれぞれ図形を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記図形抽出手順は、前記図形群抽出手順で抽出された前記図形群のうち図形を含む部分に領域を設定し、図形を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
12. 前記図形抽出手順は、既に抽出された図形と同じ図形を抽出することを特徴とする請求項２乃至１１のいずれか一項記載の露光データ作成方法。
13. 前記図形抽出手順は、予め設定された条件に一致する図形を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
14. 前記図形抽出手順は、複数の図形抽出方法を有し、
    該複数の図形抽出方法から所定の図形抽出方法を選択して、
    図形の抽出を行うことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
15. 前記図形抽出手順は、前記図形抽出方法を露光時のレイヤに応じて選択することを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
16. 前記図形抽出手順は、前記図形抽出方法を前記図形群の形状に応じて選択することを特徴とする請求項１４又は１５記載の露光データ作成方法。
17. 前記図形抽出手順は、前記図形抽出方法を、前記図形群中の図形の配置に応じて選択することを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
18. 前記図形抽出手順は、前記図形抽出方法を、前記図形群の図形の密集度に応じて選択することを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
19. 前記図形抽出手順は、前記図形群中での前記図形の占有率が所定の値となるように前記図形を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
20. 前記図形抽出手順は、前記図形群中に設定される領域の数に応じて前記図形を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
21. 前記図形抽出手順は、前記図形の種類に応じて図形を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
22. 前記図形抽出手順は、露光時のビームの照射面積に応じて前記図形を抽出することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
23. 前記図形抽出手順は、前記図形群毎に並列に処理が行われることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
24. 前記露光データ作成工程は、前記露光パターンを、前記電子ビームのブロックマスクを微小パターンの集合で構成する手順を含むことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
25. 前記露光データ作成工程は、前記露光パターンによって生じる露光パターンのひずみを評価し、
    前記評価結果に応じて歪みを補償するように前記露光データを補正する手順とを有することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
26. 前記露光データを補正する手順は、前記露光パターンの周囲で前記電子ビームの照射位置をずらせて再照射することにより補正することを特徴とする請求項２５記載の半導体装置の製造方法。
27. 前記露光パターンを露光方法に応じて表示するパターンを変更する手順を有することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
28. 前記露光パターンを露光単位毎に異なる表示を行う手順を有することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
29. 前記露光データに基づいて露光時のスループットを算出するスループット算出手順と、
    前記スループット算出手順で算出されたスループットを表示するスループット表示手順とを有することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
30. 前記露光データを所定の露光条件でシミュレートした結果の露光パターンを表示する露光パターン表示手順を有することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
31. 前記露光パターン表示手順は、前記露光条件を設定する露光条件設定表示が行われ、
    該露光条件設定表示により所望の露光条件を設定した後、該露光条件設定表示により設定された露光条件で再びシミュレーションが行われ、
    該再シミュレートの結果の露光パターンを表示することを特徴とする請求項３０記載の半導体装置の製造方法。
32. 前記露光データを所定の露光条件でシミュレートした結果の露光パターンに前記露光データに応じた露光パターンを重ねて表示することを特徴とする請求項３１記載の半導体装置の製造方法。
33. 前記シミュレーションした結果の露光パターンと前記露光データに応じた露光パターンとの差異を検出し、
    前記シミュレーションした結果の露光パターンと前記露光データに応じた露光パターンとの差異が所定の許容範囲以上の部分を前記シミュレーションした結果の露光パターンと前記露光データに応じた露光パターンとの差異が所定の許容範囲内の部分とで異なる表示とすることを特徴とする請求項３２記載の半導体装置の製造方法。
34. 前記露光データを補正する手順は、前記露光パターンの周囲で前記電子ビームの照射位置をずらせて再照射することにより補正することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
35. 前記露光データは、前記ブロックマスク上に形成されたビーム形状パターンを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
36. 半導体装置を製造するための電子ビーム露光方法において、
    露光データを作成する露光データ作成工程と、
    ブロックマスクにより前記露光データ作成工程で作成された前記露光データに基づいて電子ビームを整形する電子ビーム整形工程と、
    前記露光データ作成工程で作成された前記露光データに基づいて前記電子ビーム整形工程で整形された前記電子ビームを目標物に照射する照射手段とを有し、
    前記露光データ作成工程は、前記露光パターンを定義するデータが階層構造に格納されたライブラリを作成するライブラリ作成手順と、
    前記ライブラリ作成手順で作成された前記ライブラリに格納されたデータに基づいて露光パターンを作成する露光パターン作成手順と、
    前記露光パターン作成手順で作成された前記露光パターンに基づいて前記露光データを生成する露光データ作成手順とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
37. 半導体装置の製造方法を製造するための電子ビーム露光方法において、
    設計データから露光データを作成する露光データ作成工程と、
    ブロックマスクにより前記露光データ作成工程で作成された前記露光データに基づいて電子ビームを整形する電子ビーム整形工程と、
    前記露光データ作成工程で作成された前記露光データに基づいて前記電子ビーム整形工程で整形された前記電子ビームを目標物に照射する照射手段とを有し、
    前記露光データ作成工程は、前記設計データから図形群を抽出する図形群抽出手順と、
    前記図形抽出手順で抽出された図形群から複数の図形を抽出する図形抽出手順と、
    前記図形抽出手順で抽出された図形に基づいて露光データを作成する露光データ作成手順とを有することを特徴とする電子ビーム露光方法。