JP2000208409A - 電子線描画用デ―タの処理方法、電子線露光用マスク及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路パターンを全て図形一括描画の方式で描
画し、寸法安定性の高い電子線描画用データの処理方
法、電子線露光用マスク及び記録媒体を提供する。 【解決手段】 電子線によって半導体ウェハ上に所望の
回路パターンを形成するための電子線露光装置で用いら
れる電子線露光用マスクに、回路パターンに対応する開
口パターンを形成するための電子線描画用データの処理
方法であって、回路パターンを形成する設計データを、
各配線の線幅情報を持つ可変成形用データに変換し、予
め決められた所定線幅の配線を抽出し、対応する開口パ
ターンを持つ電子線露光用マスクを作成するための図形
一括描画データの処理方法と、それに基づいて作成した
電子線露光用マスクを生成する電子線描画用データを処
理するためのプログラムが記録された記録媒体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線によって半
導体ウェハ上に微細な回路パターンを形成するための電
子線描画用データの処理方法、電子線描画用データによ
って作成される電子線露光用マスク、及び電子線描画用
データ処理プログラムが記録された記録媒体に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩをはじめとする半導体デバイスの
高密度化ならびに高集積化に伴い、半導体デバイスに形
成する回路パターンの微細化が急速に進んでいる。微細
回路パターンを形成するために、現在広く用いられてい
る紫外線等の光を用いた光露光は限界に近づきつつあ
る。光露光に替わるものとして幾つか提案されている
が、その中でも電子線を用いた電子線露光は、今後必要
となる０．２５μｍ以下のデザインルールに適用できる
有効な露光方法である。

【０００３】電子線露光装置としては、図６に示すよう
な電子線露光装置が知られている。

【０００４】図６は、電子線露光装置の一構成例を示す
ブロック図である。

【０００５】図６において、電子銃１から発せられた電
子線５０はブランキング電極２、第１アパーチャ３、成
形レンズ４、成形偏向器５、第２アパーチャ６、縮小レ
ンズ７、主偏向器８、副偏向器９、投影レンズ１０を通
り、試料台１２上のレジストを塗布した半導体ウェハ１
１に照射される。

【０００６】第１アパーチャ３には四角形の開口３Ａが
形成されており、電子線５０は第１アパーチャ３によっ
て矩形電子線５０Ａに成形される。また、矩形電子線５
０Ａは、複数個の開口パターン６Ａ〜６Ｅを設けた第２
アパーチャ６によって、複数個のパターンを有する電子
線５０Ｂに成形され、レジストを塗布した半導体ウェハ
１１上に照射される。このようにして、微細な回路パタ
ーンが半導体ウェハ１１上に形成される。

【０００７】ここで、第２アパーチャ６には複数個の開
口パターン６Ａ〜６Ｅを一括開口として予め作ってお
き、第１アパーチャ３を通じて四角形に成形された電子
線５０Ａを第２アパーチャ６上の一括開口上に照射し、
この内の複数個のパターンを有する電子線５０Ｂをレジ
ストを塗布した半導体ウェハ１１上に照射し、複数個の
パターンを一度に転写する。

【０００８】すなわち、一回のショットにより少なくと
も１個もしくは複数のパターンの潜像をレジストを塗布
した半導体ウェハ１１上に形成することができる。

【０００９】回路パターンを形成するためのＣＡＤデー
タは記憶装置１５に保存されており、計算機１４により
ＣＡＤデータ用メモリ１７に読み出された後、データの
展開、ソート等の必要な処理が行われる。

【００１０】上記ＣＡＤデータは、制御装置１６を通し
てブランキング電極２、成形偏向器５、主偏向器８、及
び副偏向器９に転送され、レジストを塗布した半導体ウ
ェハ１１上の所望の位置に、所望の形状で電子線５０Ｂ
が照射される。

【００１１】上述した図形一括描画方式により、半導体
ウェハ１１上に同様の回路パターンを描画するのに必要
なショット数は、従来用いられてきた可変成形の電子線
露光に比べて約１／１０〜１／１００に減少する。

【００１２】この結果、電子線露光を行うのに必要な時
間が減少し、スループットが向上する。

【００１３】更に、図形一括描画方式では、第２アパー
チャ６上に予め規定された寸法の開口パターンが設けら
れているため、第２アパーチャ６を通過した後の電子線
５０Ｂのサイズが安定し、高寸法精度の配線が得られ
る。

【００１４】図形一括描画方式では、上述したように、
予め複数の開口パターンを設けた第２アパーチャ６を使
用する。この第２アパーチャ６上に形成する開口パター
ンは、ＬＳＩの設計データの中から予め図形一括描画用
セルとして指定されたセル名と同等の名称を持つセル
か、もしくは参照回数の多い基本のセルを抽出して選択
する。これら基本の開口パターンを所定数選択した後、
第２アパーチャを作製する。

【００１５】抽出された基本の開口パターンには開口番
号が与えられると共に、ＬＳＩ設計データ中の該当する
セルには全て同一の開口番号を付与して図形一括描画用
データとする。

【００１６】一方、これらの図形一括描画用のセルとし
て抽出されなかったセルは、可変成形用データとして変
換される。さらに、これら図形一括描画用データと可変
成形用データを合わせて、電子線描画用データとする。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の技術では、図形一括描画用データとして
抽出されずに、可変成形用データとして変換された図形
は、電子線サイズの校正結果ならびに電子線を成形する
偏向器が不安定なため、描画後のレジストパターンの寸
法精度が劣化するという問題点があった。

【００１８】本発明は、上記したような従来の技術が有
する問題点を解決するために成されたものであり、高寸
法精度が要求される配線を全て図形一括描画することに
より、寸法安定性の高い電子線描画用データの処理方
法、電子線露光用マスク、及び記録媒体を提供すること
を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の電子線描画用データ処理方法は、電子線によ
って半導体ウェハ上に所望の回路パターンを形成するた
めの電子線露光装置で用いられる電子線露光用マスク
に、回路パターンに対応する開口パターンを形成するた
めの電子線描画用データの処理方法であって、回路パタ
ーンを形成するための設計データを、各配線の線幅の情
報を持つ可変成形用データに変換し、可変成形用データ
から、予め決められた所定線幅の配線を抽出し、抽出し
た配線の線幅に対応する開口パターンを持ち、所定の領
域毎に一括して露光するための電子線露光用マスクを作
成するためのＥＢマスク用データを生成すると共に、半
導体ウエハ上の所望の位置に抽出した配線の線幅に対応
するパターンを露光するための図形一括描画用データを
生成する方法である。

【００２０】このとき前記所定線幅の配線は、高い寸法
精度が要求される配線である。また、本発明の電子線露
光用マスクは、電子線によって半導体ウェハ上に所望の
回路パターンを形成するための電子線露光装置で用いら
れる電子線露光用マスクであって、前記回路パターンを
形成するための設計データから変換された各配線の線幅
の情報を持つ可変成形用データを基に、予め決められた
所定線幅の配線を抽出し、抽出した配線の線幅に対応す
る開口パターンを持ち、所定の領域毎に一括して露光す
るための電子線露光用マスクを作成するためのＥＢマス
ク用データによって作成されたものある。このとき、前
記所定線幅は高い寸法精度が要求される配線である。

【００２１】また、本発明の記録媒体は、電子線によっ
て半導体ウェハ上に所望の回路パターンを形成するため
の電子線露光装置で用いられる電子線露光用マスクに、
前記回路パターンに対応する開口パターンを形成するた
めの電子線描画用データを計算機で処理するためのプロ
グラムが記録された記録媒体であって、前記回路パター
ンを形成するための設計データを、各配線の線幅の情報
を持つ可変成形用データに変換する可変成形用データ変
換処理と、前記可変成形用パターンデータから、予め決
められた線幅の配線を抽出する抽出処理と、抽出した配
線の線幅に対応する開口パターンを持ち、所定の領域毎
に一括して露光するための電子線露光用マスクを作成す
るためのＥＢマスク用データを生成すると共に、半導体
ウエハ上の所望の位置に抽出した配線の線幅に対応する
パターンを露光するための図形一括描画用データを生成
する描画用データ生成処理と、を計算機に実行させるた
めのプログラムが記録された記録媒体である。

【００２２】上記のような電子線描画用データの処理方
法は、可変成形用データから予め決められた所定線幅の
配線を抽出し、抽出した配線の線幅に対応する開口パタ
ーンを持つ電子線露光用マスクを作成するためのＥＢマ
スク用データを作成すると共に、半導体ウエハ上の所望
の位置に抽出した配線の線幅に対応するパターンを露光
するための図形一括描画用データを生成することで、指
定された線幅を持つ回路パターンを全て図形一括描画方
式で描画することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００２４】なお、電子線露光用装置の構成は、図６に
示した従来の構成と同様であるため、その説明は省略す
る。また、図６に示した計算機１４は、電子線描画用デ
ータの処理プログラムが記録された記録媒体１８を備え
ている。この記録媒体１８は、磁気ディスク、半導体メ
モリ、その他の記録媒体であってもよい。

【００２５】電子線描画用データの処理プログラムは、
記録媒体１８から計算機１４に読み込まれ、計算機１４
は読み込んだ処理プログラムに従って、以下に記載する
処理を実行する。

【００２６】図１は、本発明の図形一括描画用データ処
理方法の処理手順を示すフローチャートである。

【００２７】まず、ＣＡＤデータを可変成形用データに
変換（ステップＳ１）し、続いて線幅情報を持つ配線デ
ータに変換する（ステップＳ２）。このとき、各図形に
は線幅ｗ及び配線高さｈの情報が付加される。

【００２８】次に最小線幅、あるいは高寸法精度が要求
される線幅に合致する、指定線幅を持つ配線を抽出する
（ステップＳ３）。抽出された配線にはそれぞれの開口
番号が与えられ、図形一括描画用データが生成される
（ステップＳ５）。

【００２９】一方、ステップＳ３で抽出されなかった配
線は、可変成形用データに変換される（ステップＳ
６）。また、図形一括描画用データとして抽出された配
線に対応する基本図形は、ＥＢマスクのデータとして保
存され（ステップＳ４）、ＥＢマスクデータを基に図形
一括描画用のＥＢマスク（電子線露光用マスク）が作製
される。

【００３０】最後に、図形一括描画用データと、可変成
形用データを合わせて図形一括描画、可変成形混在のデ
ータを生成する（ステップＳ７）。

【００３１】次に、本発明の電子線描画用データの処理
方法の第１実施例について図２及び図３を用いて具体的
に説明する。

【００３２】図２は、本発明の電子線描画用データの処
理方法の第１実施例の処理結果を示す図であり、同図
（ａ）はＣＡＤデータの構成を示す表、同図（ｂ）は可
変成形用データの構成を示す表、同図（ｃ）は図形一括
描画、可変成形混在データの構成を示す表である。ま
た、図３は、本発明の電子線描画用データの処理方法で
用いる電子線露光用マスクの構成の平面図である。

【００３３】まず、図２（ａ）に示すように、ＣＡＤデ
ータとして（ｘ１，ｙ１）を参照点としてセルＡが配置
され、また、（ｘ１，ｙ２）を参照点としてセルＢが配
置されたデータを考える。このとき、ＣＡＤデータには
ｘ座標、ｙ座標、セル名から成る組が所定個数並んでい
る。

【００３４】次に、ＣＡＤデータを可変成形用のデータ
に変換し、続いて図２（ｂ）に示すような線幅情報を持
つ配線データに変換する。線幅情報を持つ配線データ
は、配線の原点座標（本実施例では図形の左下）（ｘ，
ｙ）、図の左右方向の長さである線幅ｗ、及び図の上下
方向の長さである配線高さｈから成る組が所定個数並ん
でいる。例えば、図２（ｂ）ではｘ１エ、ｙ１エ、ｗ２、
及びｈ２で一つの組を成す。

【００３５】次に、指定線幅を持つ配線を抽出し、図形
一括描画用データに変換する。

【００３６】ここでは、例として、図形一括描画の方式
で採用する線幅としてｗ１を指定するものとする。

【００３７】線幅としてｗ１を持つ配線には開口番号１
（Ｋ＝１）が与えられ、図形一括描画用データに変換さ
れる。図形一括描画用データは、図２（ｃ）に示すよう
に、原点座標（ｘ，ｙ）と開口番号とのデータから成
り、これらの組が所定個数並んでいる。

【００３８】一方、線幅ｗ２を持つ配線は、可変成形用
データに変換される。可変成形用データは、図２（ｂ）
と同様に原点座標（ｘ，ｙ）、線幅ｗ、及び配線高さｈ
から成る組が所定個数並べられた構成である。

【００３９】また、このとき第２アパーチャ（図形一括
描画用のＥＢマスク）として、図４に示すような開口を
有する第２アパーチャ６を用意する。図３の６Ａ、６
Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、及び６Ｅは図形一括描画用の開口であ
り、６Ａは上述した線幅ｗ１、配線高さｈ１を持つ配線
に対応した図形一括描画用の開口である。６Ｆは可変成
形用の配線を描画する際に用いる開口である。

【００４０】図形一括描画用データとして開口番号１の
情報を持つ配線を描画する際には、開口６Ａを選択して
図６に示した半導体ウェハ１１上のレジスト上に回路パ
ターンの潜像を形成する。

【００４１】一方、可変成形用のパターンを描画する際
には、可変成形用の開口６Ｆを選択し、半導体ウェハ１
１上のレジスト内に回路パターンの潜像を形成する。

【００４２】上述した方法により、微細な線幅ｗ１を持
つ配線は、図形一括描画方式で描画されるため、線幅変
動が少なく、高寸法精度を有する回路パターンを形成す
ることができる。

【００４３】次に、本発明の電子線描画用データの処理
方法の第２実施例について図３を参照しつつ図４及び図
５を用いて説明する。第２の実施の形態について図面を
参照して詳細に説明する。第２実施例におけるデータ処
理の基本フローは、図１に示したフローチャートと同一
であるのでここでは省略する。

【００４４】図４は、本発明の電子線描画用データの処
理方法の第２実施例の処理結果を示す図であり、同図
（ａ）はＣＡＤデータの構成を示す表、同図（ｂ）は可
変成形用データの構成を示す表、同図（ｃ）は図形一括
描画、可変成形混在データの構成を示す表である。

【００４５】また、図５（ａ）は図３に示した開口に対
して電子線をずらしながら照射する様子を示した図であ
り、同図（ａ）はＹ方向にずらす場合の平面図、同図
（ｂ）はＸ方向にずらす場合の平面図である。

【００４６】図４（ａ）に示すように、ＣＡＤデータと
して(ｘ1，ｙ1)を参照点としてセルＡ、(ｘ1，ｙ２)を
参照点としてセルＢ、（ｘ２，ｙ２）を参照点としてセ
ルＣ、及び（ｘ３，ｙ２）を参照点としてセルＤが各々
配置されたデータを考える。このとき、ＣＡＤデータは
ｘ座標、ｙ座標、及びセル名から成る組が所定個数並ん
でいる構成である。

【００４７】まず、ＣＡＤデータを可変成形用データに
変換し、図４(ｂ)に示すような線幅情報を持った配線デ
ータに変換する。線幅情報を持った配線データは、配線
の原点座標（本実施例では図形の左下）（ｘ，ｙ）、線
幅ｗ、及び配線高さｈから成る組が所定個数並べられた
構成である。

【００４８】ここでは、例として、図形一括描画方式で
採用する配線として線幅ｗ１及び配線高さｈ３を指定す
る。

【００４９】線幅としてｗ１を持つ配線には開口番号５
（Ｋ＝５）が与えられ、図形一括描画用データに変換さ
れる。

【００５０】このときの図形一括描画用データは、図４
（ｃ）に示すように原点座標（ｘ，ｙ）、開口番号のデ
ータ、及び配線高さのデータの組から成り、これらの組
が所定個数並んでいる。

【００５１】また、配線高さｈ３を持つ配線にも開口番
号５（Ｋ＝５）が与えられ、図形一括描画用データとし
て変換される。

【００５２】このときの図形一括描画用データは図４
（ｃ）に示すように原点座標（ｘ，ｙ）、開口番号のデ
ータ、及び線幅のデータから成る組が所定個数並んでい
る。

【００５３】一方、線幅ｗ２及び配線高さｈ４の配線
は、可変成形用データに変換される。可変成形用データ
は、図４（ｂ）と同様に座標（ｘ，ｙ）、線幅ｗ、及び
配線高さｈから成る組が所定個数並んでいる。

【００５４】また、このとき図形一括描画用のＥＢマス
クとして、第１実施例と同様に図３に示すような開口を
もつ第２アパーチャ６を用意する。図３の６Ａ〜６Ｅは
図形一括描画用の開口であり、６Ｅは上述した線幅ｗ
１、あるいは配線高さｈ３を持つ配線に対応した図形一
括描画用の開口である。６Ｆは可変成形用の配線を描画
する際に用いる開口である。

【００５５】図形一括描画用データとして開口番号５の
情報を持つ配線を描画する際には、開口６Ｅを選択して
図６に示した半導体ウェハ１１上のレジスト上に回路パ
ターンの潜像を形成する。

【００５６】このとき、開口番号５の情報に続き配線高
さｈの情報が後に続く場合は、Ｙ方向ラインであると判
断し、図６に示したように、第１アパーチャ３Ａを通過
した電子線５０Ａを、図５（ａ）に示すように、Ｙ方向
にずらして配線高さｈ１に対応する長さになるように第
２アパーチャ６Ｅ上に照射する。これにより、線幅ｗ１
で配線高さｈ（ｈは最大ビームサイズ以下の任意のサイ
ズ）のサイズを持つ電子線５０Ｂが得られる。

【００５７】また、開口番号５の情報に続き線幅ｗの情
報が後に続く場合は、Ｘ方向ラインであると判断し、上
述の第１アパーチャを通過した電子線５０Ａを図５
（ｂ）に示すように、Ｘ方向にずらして線幅ｗ３に対応
する長さになるように第２アパーチャ６Ｅ上に照射す
る。これにより、配線高さｈ３で線幅ｗ（ｗは最大ビー
ムサイズ以下の任意のサイズ）のサイズを持つ電子線５
０Ｂが得られる。

【００５８】可変成形用の配線を描画する際には、第２
アパーチャに設けられた可変成形用の開口６Ｆを選択
し、レジストを塗布した半導体ウェハ１１上に回路パタ
ーンの潜像を形成する。

【００５９】上述した方法により、微細な線幅ｗ１ある
いは配線高さｈ３を持つ配線は、図形一括描画の方式で
描画されるため線幅の変動が少なくなる。この結果、高
寸法精度の回路パターンを形成することができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、指定した線幅を持つ配線を全て図形一括方
式で描画することができ、高寸法精度で微細な回路パタ
ーンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の図形一括描画用データ処理方法の処理
手順を示すフローチャートである。

【図２】本発明の電子線描画用データの処理方法の第１
実施例の処理結果を示す図であり、同図（ａ）はＣＡＤ
データの構成を示す表、同図（ｂ）は可変成形用データ
の構成を示す表、同図（ｃ）は図形一括描画、可変成形
混在データの構成を示す表である。

【図３】図３は、本発明の電子線描画用データの処理方
法で用いる電子線露光用マスクの構成の平面図である。

【図４】図４は、本発明の電子線描画用データの処理方
法の第２実施例の処理結果を示す図であり、同図（ａ）
はＣＡＤデータの構成を示す表、同図（ｂ）は可変成形
用データの構成を示す表、同図（ｃ）は図形一括描画、
可変成形混在データの構成を示す表である。

【図５】図３に示した開口に対して電子線をずらして任
意の長さで照射する様子を示した図であり、同図（ａ）
はＹ方向にずらす場合の平面図、同図（ｂ）はＸ方向に
ずらす場合の平面図である。

【図６】電子線露光装置の一構成例を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ 電子銃 ２ ブランキング電極 ３ 第１アパーチャ ３Ａ 第１アパーチャ開口パターン ４ 成形レンズ ５ 成形偏向器 ６ 第２アパーチャ ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ 第２アパーチ
ャ開口パターン ７ 縮小レンズ ８ 主偏向器 ９ 副偏向器 １０ 投影レンズ １１ 半導体ウェハ １２ 試料台 １３ データバス １４ 計算機 １５ 記憶装置 １６ 制御装置 １７ ＣＡＤデータ用メモリ １８ 記録媒体 ５０ 電子線 ５０Ａ 矩形電子線 ５０Ｂ 複数個の配線を有する電子線 ５０Ｃ 可変成形用電子線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子線によって半導体ウェハ上に所望の
   回路パターンを形成するための電子線露光装置で用いら
   れる電子線露光用マスクに、前記回路パターンに対応す
   る開口パターンを形成するための電子線描画用データの
   処理方法であって、 前記回路パターンを形成するための設計データを、各配
   線の線幅の情報を持つ可変成形用データに変換し、 前記可変成形用データから、予め決められた所定線幅の
   配線を抽出し、 該抽出した配線の線幅に対応する開口パターンを持ち、
   所定の領域毎に一括して露光するための電子線露光用マ
   スクを作成するためのＥＢマスク用データを生成すると
   共に、半導体ウエハ上の所望の位置に抽出した配線の線
   幅に対応するパターンを露光するための図形一括描画用
   データを生成する電子線描画用データの処理方法。
2. 【請求項２】 前記所定線幅の配線は、高い寸法精度が
   要求される配線である請求項１記載の電子線描画用デー
   タの処理方法。
3. 【請求項３】 電子線によって半導体ウェハ上に所望の
   回路パターンを形成するための電子線露光装置で用いら
   れる電子線露光用マスクであって、 前記回路パターンを形成するための設計データから変換
   された各配線の線幅の情報を持つ可変成形用データを基
   に、予め決められた所定線幅の配線を抽出し、 該抽出した配線の線幅に対応する開口パターンを持ち、 所定の領域毎に一括して露光するための電子線露光用マ
   スクを作成するためのＥＢマスク用データによって作成
   される電子線露光用マスク。
4. 【請求項４】 前記所定線幅の配線は、 高い寸法精度が要求される配線である請求項３記載の電
   子線露光用マスク。
5. 【請求項５】 電子線によって半導体ウェハ上に所望の
   回路パターンを形成するための電子線露光装置で用いら
   れる電子線露光用マスクに、前記回路パターンに対応す
   る開口パターンを形成するためのＥＢマスク用データを
   計算機で処理するためのプログラムが記録された記録媒
   体であって、 前記回路パターンを形成するための設計データを、各配
   線の線幅の情報を持つ可変成形用データに変換する可変
   成形用データ変換処理と、 前記可変成形用データから、予め決められた線幅の配線
   を抽出する抽出処理と、 該抽出した配線の線幅に対応する開口パターンを持ち、
   所定の領域毎に一括して露光するための電子線露光用マ
   スクを作成するためのＥＢマスク用データを生成すると
   共に、半導体ウエハ上の所望の位置に抽出した配線の線
   幅に対応するパターンを露光するための図形一括描画用
   データを生成する描画用データ生成処理と、を計算機に
   実行させるためのプログラムが記録された記録媒体。
6. 【請求項６】 前記所定線幅の配線は、 高い寸法精度が要求される配線である請求項５記載の記
   録媒体。