JP2004303834A - 露光データ生成方法及び露光データ生成プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、ブロックマスク作成のコスト削減とＩＣ製造のスループット向上が可能な露光データ生成方法を提供することを目的とする。
【解決手段】露光データ生成方法は、設計規則で定められるパターンサイズ及びパターン間距離を満たすようにパターンをブロックの内部に配置し、該ブロックを搭載したブロックマスク製造用露光データを生成し、該ブロックの該パターンサイズ及び該パターン間距離を満たすパターン配置を半導体集積回路のレイアウトデータから抽出してウエハ製造用露光データを生成する各段階を含む。
【選択図】図７
【解決手段】露光データ生成方法は、設計規則で定められるパターンサイズ及びパターン間距離を満たすようにパターンをブロックの内部に配置し、該ブロックを搭載したブロックマスク製造用露光データを生成し、該ブロックの該パターンサイズ及び該パターン間距離を満たすパターン配置を半導体集積回路のレイアウトデータから抽出してウエハ製造用露光データを生成する各段階を含む。
【選択図】図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にブロックマスクとウエハを製造する露光データの生成方法に関し、詳しくは、パターン一括露光に用いられるブロックマスクを製造するための露光データを生成する方法と、そのブロックマスクを使用した一括露光によりウエハを製造するための露光データを生成する方法に関する。
【従来の技術】
半導体集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を製造する過程において、ウエハに所望のパターンを形成する露光処理が実行される。この露光の手段として、微細なパターンを形成することが可能な電子ビーム露光がある。電子ビーム露光は、ビーム断面の形状を変化させることが可能な可変成形ビームを使用して、露光対象のパターンを１つ１つ塗りつぶしてゆく。電子ビーム露光は一筆書きでパターンを塗りつぶしてゆくので、パターンが微細になるほど、ウエハ作成のスループットが低下するという問題がある。
【０００２】
これに対しパターン一括露光は、電子ビーム露光装置の第２アパーチャの位置に複数のパターン形状の開口を有したブロックマスクを配置し、このブロックマスクに電子ビームを照射することで、複数の開口パターンをウエハに一括して露光する方法である。
【０００３】
図１は、従来のパターン一括露光処理を示すフローチャートである。
【０００４】
ステップＳ１で、ＩＣデータ（レイアウトデータ）１からウエハ製造用露光データ２とブロックマスク製造用露光データ３を作成する。ブロックマスク製造用露光データ３は、一括露光する一纏めのパターンが含まれるブロックを複数搭載したブロックマスク４を製造するためのデータである。ブロックマスク４には、例えば、５ミクロン四方の大ささを有するブロックが１００個搭載されており、各ブロックにはパターン形状の開口が形成されている。ウエハ製造用露光データ２は、露光時にブロックマスク４の何れのブロックのパターンを用いて、ウエハ５の何処の領域を露光するのかを指示するデータである。
【０００５】
ステップＳ２において、露光装置の電子ビーム発生源から射出された電子ビームを、ウエハ製造用露光データ２が示すブロックマスク４上のブロックに照射する。このブロックのパターン形状の開口を透過した電子ビームを、ウエハ製造用露光データ２が示すウエハ５上の位置に照射することで、選択されたパターンを指定位置に露光する。
【０００６】
上記処理の基本となるＩＣデータ１は、回路を形成する基本図形の階層構造で構築されている。露光データ作成時には、このＩＣデータ１に含まれる基本図形のうちで、一括露光の対象とする基本図形を指定しなければならない。これについて図２を用いて説明する。
【０００７】
図２（ａ）は、ＩＣデータの例を示し、このＩＣデータは基本図形Ａ〜Ｅの階層構造で構築されている。基本図形Ａは基本図形ＢとＣを１個ずつ含み、基本図形Ｂは基本図形Ｄを１個、基本図形Ｃは基本図形Ｅを１ＯＯＯ個含む。スループットを最大限に向上させるために、配置数が最も多い基本図形Ｅを一括露光する基本図形として選択する。
【０００８】
図２（ｂ）は、基本図形Ｅとそれに対応するブロックとを示す図である。図２（ｂ）に示されるように、パターン７が複数個並んだ配列として基本図形Ｅが構成され、この図形をブロック８として抽出する。
【０００９】
図３は、ブロックマスクを使用して電子ビームで一括露光する処理を説明するための図である。ＩＣデータ１から、例えば、複数のパターン１１を有するブロック１０（例えば５マイクロ四方）を抽出する。ブロックマスク１２に、パターン１１の形状の開口を複数個形成したブロック１０を搭載する。電子銃１３から放射された電子ビームは、第一アパチャ１４で例えば５マイクロ四方の大きさの矩形に成形された後、偏向器１５によって進行方向が曲げられ、指定したブロックに照射される。偏向器１５は更に、指定のブロックヘの電子ビームの焦点合わせを行う。ブロックを通過した電子ビームは、偏向器１６によって進行方向が曲げられ、ウエハ１７の所定の位置に露光される。
【００１０】
以上のような処理によって、１ブロック内の複数のパターンを一括露光し、スループットを向上させることができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１３３１３号公報
【発明が解決しようとする課題】
異なるＩＣでは、ＩＣデータに異なる基本図形が含まれる。同一の基本図形が含まれていても、その配置数が異なれば、一方のＩＣではブロック作成対象となるが、他方のＩＣではブロック作成対象とはならない場合がある。しかしＩＣ毎に専用のブロックマスクを作成すると、コストが増大し、ＩＣ製造のスループットが低下してしまう。
【００１２】
また一般に、ＩＣを製造する場合に配線密度が基板上の位置によって大きく異なると、位置によって最適なエッチング条件が異なってしまい、場合によっては配線がくびれて配線抵抗が著しく増大するなどの弊害が生じる。これを防いで種々の配線を所望の精度でエッチングするためには、ウェハ面積に占めるレジストパターンの面積の比を適切な所定の割合に設定すればよい。この目的のために、一般にダミーパターンが挿入される。
【００１３】
しかしダミーパターンの配置数は膨大になるため、露光時間が長時間に及んでしまうという問題がある。またダミーパターン露光のためのブロックを、回路内の各ダミーパターン配置領域からそれぞれ抽出するとすると、ブロックの数は膨大なものになる。場合によっては、ブロック内にダミーパターンを配置する全ての異なる組み合わせが必要になってしまう。その結果、ブロックマスク上に他のブロックを搭載できる余地がなくなり、スループットが低下してしまう。
【００１４】
以上を鑑みて、本発明は、ブロックマスク作成のコスト削減とＩＣ製造のスループット向上が可能な露光データ生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明による露光データ生成方法は、設計規則で定められるパターンサイズ及びパターン間距離を満たすようにパターンをブロックの内部に配置し、該ブロックを搭載したブロックマスク製造用露光データを生成し、該ブロックの該パターンサイズ及び該パターン間距離を満たすパターン配置を半導体集積回路のレイアウトデータから抽出してウエハ製造用露光データを生成する各段階を含むことを特徴とする。
【００１５】
上記方法によれば、パターン一括露光を行うブロックマスクを使用した半導体装置の製造方法において、半導体設計規則で決められているパターンのサイズおよびパターン間のサイズを満たすようにパターンをブロック内に配置し、その後、マスク上のブロックと一致するパターンを半導体装置のレイアウトデータから抽出して半導体装置の露光データを作成する。従って、ＩＣ毎にブロックマスクを作成する場合と比較して、ブロックマスク作成のコストを削減し、ＩＣ製造のスループットを向上させることができる。
【００１６】
また本発明は更に、上記方法を実行する露光データ生成プログラムを提供する。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の原理及び実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図４は、同一テクノロジの基本図形に共通に使用できるブロックについて説明するための図である。
【００１８】
図４（ａ）は基本図形Ｆを示し、図４（ｂ）は基本図形Ｇを示す。それぞれの基本図形には、半導体設計規則としてパターンサイズとパターン間距離が５５乃至６２として規定される。これらのサイズ及び距離はテクノロジ（例えば０．１３マイクロ・テクノロジ等）毎に決められている。例えば基本図形Ｆにおいて、各パターン間のＸ方向の距離５７は場所によらず一定であり、Ｙ方向の距離５８も一定である。また基本図形Ｇにおいても、各パターン間のＸ方向の距離６１は場所によらず一定であり、Ｙ方向の距離６２も一定である。
【００１９】
基本図形Ｆと基本図形Ｇのテクノロジが同一とすれば、サイズ５５とサイズ５９、サイズ５６とサイズ６０、距離５７と距離６１、距離５８と距離６２はそれぞれ同一である。
【００２０】
図４（ｃ）に示すブロック６７は、基本図形Ｆと基本図形Ｇのテクノロジが同一であるとして、その半導体設計規則どおりにパターンを配置して作成したブロックである。従って、ブロック６７のサイズ６３と６４及び距離６５と６６は、基本図形Ｆ及び基本図形Ｇのそれぞれ対応するサイズ及び距離と同一である。
【００２１】
図５は、基本図形Ｆと基本図形Ｇとをブロック６７を用いて露光する方法を示す図である。
【００２２】
図５（ａ）に示す基本図形Ｆを領域６８〜７０に分割する。領域６８はブロック６７に電子ビーム７１を照射して露光する（図５（ｂ））。また領域６９はブロック６７に電子ビーム７２を照射して露光する（図５（ｃ））。更に領域７０は、ブロック６７に電子ビーム７３を照射して露光する（図５（ｄ））。
【００２３】
図５（ｅ）に示す基本図形Ｇについても同様であり、領域７４〜７６に分割し、図５（ｆ）乃至図５（ｈ）に示すようにブロック６７に電子ビーム７７〜７９を照射して露光する。
【００２４】
以上のように、共通のテクノロジの半導体設計規則に従ってブロックを作成してマスクに搭載すれば、単一のブロックを使用して、異なるＩＣ又は異なる基本図形の露光を行うことができる。
【００２５】
図６は、異なるダミーパターンを単一のブロックを用いて露光する方法を示す図である。
【００２６】
テクノロジ毎にダミーパターンのサイズとパターン間の距離が決められている場合、そのテクノロジの規則に従って、図６（ａ）に示されるようなブロック９０を作成する。ダミーパターン８９のサイズ９１及び９２はダミーパターンに依らず同一である。また各ダミーパターン間のＸ方向の距離９３は場所に依らず一定であり、Ｙ方向の距離９４もまた一定である。例えば図６（ｂ）乃至（ｈ）に示されるように、ブロック９０に電子ビーム９５乃至１０１を照射することで、種々のダミーパターン配置を露光できる。
【００２７】
以上のようにして、種々の異なる配置のダミーパターンについて、少数のブロックを用いて一括露光することが可能となり、スループットを向上させることができる。
【００２８】
図７は、本発明による露光データ生成処理と電子ビーム露光処理を説明するための図である。
【００２９】
図７（ａ）において、ブロック作成処理２０１を実行し、制御ファイル２００からブロックマスク製造用露光データ２０２を生成する。更にこのデータ２０２に基づいてブロックマスク２０３を作成する。
【００３０】
図７（ｂ）に示されるように、ＩＣデータ（レイアウトデータ）２０４とブロックマスク製造用露光データ２０２とに基づいて、ウエハ製造用露光データ処理２０７を実行することで、ウエハ製造用露光データ２０８を生成する。次に露光処理２１１が、ウエハ製造用露光データ２０８を使用して図３で説明したように電子ビームの偏向を制御し、ブロックマスク２０３を通過した電子ビームによりウエハ２１２を露光する。
【００３１】
本発明においては、前述のように１つのブロックマスク上に設けられた同一のブロックを用いて、複数の異なるＩＣについて露光処理を行うことが可能である。図７（ｃ）はこれを示すものであり、図７（ｂ）のＩＣデータ２０４とは異なるＩＣデータ（レイアウトデータ）２０５を用いて、図７（ｂ）のウエハ製造用露光データ２０８とは異なるウエハ製造用露光データ２０９を生成する。但し、ウエハ製造用露光データを生成する際に使用するブロックマスク製造用露光データ２０２は、図７（ｂ）の場合と図７（ｃ）の場合とで同一である。その後図７（ｃ）において、ウエハ製造用露光データ２０９と、図７（ｂ）の場合と図７（ｃ）の場合とで共通に使用するブロックマスク２０３とを使用して、ウエハ２１３に対する露光処理を実行する。
【００３２】
図８は、図７（ａ）に示すブロック作成処理においてブロックマスク製造用露光データを作成する処理を示すフローチャートである。
【００３３】
ステップＳＴ２２０で、制御ファイルを入力する。制御ファイルは決められたフォーマットで作成され、パターンサイズ、パターン間距離、ブロック名称、最大ビーム照射範囲等のパラメタを記述する。
【００３４】
ステップＳＴ２２１で、パラメタテーブルを作成する。パラメタテーブルは、制御ファイルに記述されたパターンサイズ、パターン間サイズ（パターン間距離）、及びブロック名称を含むテーブルである。このパラメタテーブルを、コンタクト／ビアパターン抽出用、配線パターン抽出用、及びダミーパターン抽出用にそれぞれ作成する。
【００３５】
ステップＳＴ２２２で、ブロックを作成する。図９は、パラメタテーブルとそれに基づいて作成されるブロックの例を示す図である。図９（ａ）乃至（ｃ）に示すとおり、各パラメタテーブルからブロックが作成される。ブロック２３０は、コンタクト／ビアパターン抽出用ブロックであり、ブロック名称はＶＩＡである。ブロック２３０において、対応パラメタテーブルに格納されているサイズａ１及びａ２を有するパターン２３１が、対応パラメタテーブルに格納されているサイズ（距離）ａ３及びａ４に従って配置される。
【００３６】
ブロック２３２及び２３４は、配線パターン抽出用ブロックであり、ブロック名称はＷＩＲＥである。ブロック２３２において、対応パラメタテーブルに格納されているサイズｂ１を有するパターン２３３が、対応パラメタテーブルに格納されているサイズ（距離）ｂ２に従って配置される。またブロック２３４において、対応パラメタテーブルに格納されているサイズｂ１を有するパターン２３３が、対応パラメタテーブルに格納されているサイズ（距離）ｂ３に従って配置される。
【００３７】
ブロック２３６は、ダミーパターン抽出用ブロックであり、ブロック名称はＤＵＭＭＹである。ブロック２３６において、対応パラメタテーブルに格納されているサイズｃ１及びｃ２を有するパターン２３７が、対応パラメタテーブルに格納されているサイズ（距離）ｃ３及びｃ４に従って配置される。
【００３８】
なお図８のステップＳＴ２２２における「ブロックを作成する」処理とは、具体的には、図９に示されるようなブロックのデータを作成することを意味する。このブロックのデータをブロックテーブルと呼ぶ。
【００３９】
図１０は、ブロックテーブルの構造を示す図である。
【００４０】
ブロック種類フラグには、コンタクト／ビアパターン抽出用、配線パターン抽出用、ダミーパターン抽出用の何れかを区別する値を格納する。ブロック名称は、例えばコンタクト／ビアパターン抽出用であればＶＩＡ１或いはＶＩＡ２等のように、各ブロックに固有に与えられる名称である。ブロックテーブルは更に、パターンの全種類の数、各パターンの種類毎の頂点の数（個々のパターンの数）、各パターンの頂点の座標を格納する。ここで頂点の座標とは、例えば個々のパターンの左下の座標である。なおパターン座標の原点は、例えばブロックの左下の角に設定する。
【００４１】
図８を再び参照し、ステップＳＴ２２３で、制御ファイルで指定した全てのブロックの作成を終了したか否かを判定する。終了した場合には、処理はステップＳＴ２２４に進む。終了していない場合には、処理はステップＳＴ２２２に戻り、次のブロックを作成する。
【００４２】
ステップＳＴ２２４で、ブロックテーブルを基にして、フォーマットに従いブロックマスク製造用露光データを作成・出力する。なお各ブロックのブロック名称は、ブロックマスク製造用露光データにも格納しておく。
【００４３】
以上で処理を終了する。
【００４４】
以下に、ウエハ製造用露光データを生成する処理について説明する。
【００４５】
図１１は、図７（ｂ）に示すウエハ製造用露光データ処理においてウエハ製造用露光データを作成する処理を示すフローチャートである。
【００４６】
ステップＳＴ２５０で、制御ファイルを入力する。この制御ファイルは決められたフォーマットで作成されたものであり、一括露光処理に使用するブロックの名称を記述してある。
【００４７】
ステップＳＴ２５１で、製造する回路のＩＣデータを入力する。
【００４８】
ステップＳＴ２５２で、ブロックマスク製造用露光データを入力する。このブロックマスク製造用露光データは、図８の処理手順で生成されたものである。更に、入力されたウエハ製造用露光データに格納されている情報から、ブロックテーブルを作成する。
【００４９】
ステップＳＴ２５３で、パターンテーブルを作成する。即ち、一括露光処理の対象となるパターンを、パターンテーブルとしてＩＣデータから抽出する。
【００５０】
ステップＳＴ２５４で、パターンテーブルからウエハ上におけるブロックの露光位置を示すブロック配置テーブルを作成する。
【００５１】
ステップＳＴ２５５で、ブロック配置テーブルを基にして、フォーマットに従いウエハ製造用露光データを作成し出力する。
【００５２】
以上で処理を終了する。
【００５３】
以下に、上記ステップＳＴ２５３乃至ＳＴ２５５の処理を詳細に説明する。
【００５４】
図１２は、図１１のステップＳＴ２５３のパターンテーブル作成処理を示すフローチャートである。
【００５５】
ステップＳＴ２６０で、図１１のステップＳＴ２５２で作成したブロックテーブルを入力する。
【００５６】
ステップＳＴ２６１で、全てのブロックテーブルを参照したか否かを判定する。全てのブロックテーブルを参照した場合には処理を終了し、まだ参照していないブロックテーブルがある場合には、そのうちの１つのブロックテーブルに対して以下の処理を実行する。
【００５７】
ステップＳＴ２６２で、一括露光処理に使用するブロックの名称を記述してある制御ファイルを参照し、この制御ファイルに記述されたブロック名称とブロックテーブルのブロック名称が一致するか否かを判定する。
【００５８】
ステップＳＴ２６３で、ブロックテーブルがコンタクト／ビアパターン抽出用、ダミーパターン抽出用、又は配線パターン抽出用の何れであるのかを判定する。コンタクト／ビアパターン抽出用又はダミーパターン抽出用である場合は、処理はステップＳＴ２６４に進む。配線パターン抽出用である場合は、処理はステップＳＴ２６６に進む。
【００５９】
ステップＳＴ２６４（コンタクト／ビアパターン抽出用又はダミーパターン抽出用の場合）において、一括露光の対象となるパターンをＩＣデータから抽出する。
【００６０】
ステップＳＴ２６５で、ステップＳＴ２６４で抽出されたパターン同士の位置関係を解析して、マトリクスパターンテーブルを作成する。
【００６１】
図１３は、マトリクスパターンテーブルの作成例を示す図である。パターン２７０とパターン２７１のうちで、パターン２７０のサイズがブロックテーブルに格納された座標から計算して得られたサイズと同一であるとする。この場合、パターン２７０同士のパターン間サイズ２７２乃至２８４と、ブロックテーブルに格納された座標から計算して得られたパターン間サイズとを比較する。
【００６２】
例えば、パターン間サイズ２７２〜２７５が、ブロックテーブルから計算されたパターン間サイズと同一であったとする。この場合、３ｘ３のマトリクスパターンテーブル５０１を作成する。
【００６３】
またパターン間サイズ２７６〜２７８が、ブロックテーブルから計算されたパターン間サイズとは同一でないとする。従って、この場合マトリクスパターンテーブルは作成しない。
【００６４】
またパターン間サイズ２７９とパターン間サイズ２８０は、ブロックテーブルから得られたパターン間サイズと同一であるが、パターン間サイズ２８１は同一ではない。従って、３ｘ１のマトリクスパターンテーブル５０２及び５０３を作成する。
【００６５】
更に、パターン間サイズ２８２は、ブロックテーブルから得られたパターン間サイズと同一ではないが、パターン間サイズ２８３及び２８４は同一である。この場合、１ｘ３のマトリクスパターンテーブル５０４及び５０５を作成する。
【００６６】
図１４は、マトリクスパターンテーブルの具体的な構造の一例を示す図である。
【００６７】
マトリクスパターンテーブルは、パターンを一括露光するブロック毎に作成する。マトリクスパターンテーブルには、まず対応するブロックの名称を格納する。ブロック名称に続いて、Ｘ方向パターン数及びＹ方向パターン数を記述する。図１３のマトリクスパターンテーブル５０１を例とすれば、パターン数はＸ方向及びＹ方向共に３となる。マトリクス開始Ｘ座標及びＹ座標としては、例えば左下隅に位置するパターンの左下角の座標５１０を格納する。更に、Ｘ方向パターンサイズ（ｓ１）、Ｙ方向パターンサイズ（ｓ２）、Ｘ方向パターン間サイズ（ｓ３）、及びＹ方向パターン間サイズ（ｓ４）を格納する。
【００６８】
例えば図１３の例では、マトリクスパターンテーブル５０１乃至５０５は全て、１つのブロックテーブルに対して作成されたものである。従って、図１４に示すマトリクスパターンテーブルには、当該ブロックの名称に続いて、マトリクスパターン５０１乃至５０５のデータが順次格納されることになる。
【００６９】
図１３において、パターン２７１とマトリクスパターンテーブルを作成できなかったパターン２７０とについては、ブロックを使用した一括露光ではなく可変矩形露光を実行する。
【００７０】
図１２を再び参照し、配線パターン抽出用ブロックの場合には、ステップＳＴ２６６で、一括露光の対象となるパターンをＩＣデータから抽出する。
【００７１】
更にステップＳＴ２６７で、ステップＳＴ２６６で抽出されたパターン同士の位置関係を解析して、パターンテーブルを作成する。
【００７２】
図１５は、パターンテーブル作成の一例を示す図である。
【００７３】
短辺のサイズ３００と短辺のサイズ３０１のうちで短辺のサイズ３００が、ブロックテーブルに格納された座標から計算されたサイズと同一であるとする。この場合、パターン３０４〜３０９がブロック抽出の対象となる。パターン間サイズ３０２とパターン間サイズ３０３のうち、パターン間サイズ３０２がブロックテーブルに格納された座標から計算されるサイズと同一であるとする。この場合、パターン３０４〜３０８をブロック抽出の対象として、パターンテーブルを作成する。
【００７４】
図１６は、パターンテーブルの構造の一例を示す図である。
【００７５】
パターンテーブルは一括露光するブロック毎に作成されるので、当該ブロックの名称が格納される。それに続いて、図１５のパターンテーブルを例とすれば、短辺サイズとしてサイズ３００、パターン間サイズとしてサイズ３０２が格納される。「長辺サイズのＸＹ方向フラグ」には、長辺がＸ方向であれば例えば“０”を格納しＹ方向であれば“１”を格納する。Ｘ座標及びＹ座標としては、パターンの左下座標３１１（図１５）を格納する。長辺サイズとしては、図１５のサイズ３１２のように、短辺サイズでない方の辺のサイズを格納する。
【００７６】
なおパターン３０９とパターン３１０等のように、パターンテーブルが作成されなかったパターンに対しては、ブロック一括露光を使用せずに可変矩形露光を実行する。
【００７７】
図１７は、図１１のブロック配置テーブル作成処理（ステップＳＴ２５４）においてブロックテーブルがコンタクト／ビアパターン抽出用及びダミーパターン抽出用の場合のフローチャートを示す。
【００７８】
ステップＳＴ３２０で、図１１のステップＳＴ２５２で作成したブロックテーブルを入力する。
【００７９】
ステップＳＴ３２１で、図１１のステップＳＴ２５３（図１２の処理手順）で作成したマトリクスパターンテーブルを入力する。
【００８０】
ステップＳＴ３２２で、ブロックヘの最大ビーム照射範囲を決定する。電子ビームの電流量が大きくなると、互いに負の電荷を有する電子同士が反発する電子間の相互作用（クーロン相互作用）が大きくなり、ビームを収束することが困難になる。従ってブロックに電子ビームを照射する場合、クーロン相互作用の影響が出ないようにするためには、電子ビームの電流密度に応じて照射可能な最大照射範囲が制限される。この最大ビーム照射範囲は、Ｘ方向の最大照射範囲とＹ方向の最大照射範囲として制御ファイルに記述されている。
【００８１】
図１８は、最大ビーム照射範囲の例を示す図である。
【００８２】
図１８（ａ）の例では、３３１がＸ方向の最大範囲、３３２がＹ方向の最大範囲を示している。この３３１と３３２のサイズ以下の範囲で電子ビーム３３４をブロック３３０に照射する。図１８（ａ）の例では、電子ビーム３３４は最大の範囲で照射されている。この範囲を超えて、例えば図１８（ｄ）の電子ビーム３３７のようにブロックを照射すると、ブロック通過後の電子ビームの電流量が大きくなり過ぎて、ビームを収束させることが困難になる。
【００８３】
図１８（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ別の例であり、同様に３３１がＸ方向の最大範囲、３３２がＹ方向の最大範囲を示している。それぞれの例において、電子ビーム３３５及び３３６は最大の範囲で照射されている。
【００８４】
また図１８（ｅ）に示される電子ビーム３３８のように、最大範囲とパターンとが重なっていた場合、電子ビーム３３９のように最大範囲を縮小して再決定する。
【００８５】
図１７を再び参照し、ステップＳＴ３２３で、マトリクスパターンが最大ビーム照射範囲で一括露光できるか否かを判定する。図１９は、最大ビーム照射範囲の制限の下で一括露光する処理の説明をするための図である。図１９（ａ）において、パターン３４０が配置されているブロック３４１のＸ方向パターン数とＹ方向パターン数は共に５であり、また最大ビーム照射範囲はブロックサイズと同一とする。従って、マトリクスパターンのＸ方向パターン数とＹ方向パターン数が共に５以上であれば、マトリクスパターンを最大ビーム照射範囲で一括露光できる。一括露光できる場合には、処理はステップＳＴ３２４に進む。なお一括露光できない場合には、処理はステップＳＴ３２６に進む。
【００８６】
ステップＳＴ３２４で、最大ビーム照射範囲で一括露光するブロックの配置テーブルを作成する。図１９の例では、（ｂ）に示すマトリクスパターン１０ｘ１０についてはブロックマトリクスを２×２で４回一括露光し、（ｃ）に示すマトリクスパターン１０×５についてはブロックマトリクスを２×１で２回一括露光する。また（ｄ）に示すマトリクスパターン５×５については、ブロックマトリクスを１×１で１回一括露光する。更に（ｅ）に示すマトリクスパターン１２×１２については、ブロックマトリクスを２×２で４回一括露光することができる。残りの部分３４５及び３４６については、最大ビーム照射範囲以下で複数回一括露光を繰り返すことになる。
【００８７】
図２０の例では、（ａ）に示されるように電子ビーム３４７については、Ｘ方向の最大照射範囲３４８及びＹ方向の最大照射範囲３４９であるとする。この場合、（ｂ）に示すマトリクスパターン９×８についてはブロックマトリクスを３×２で６回一括露光し、（ｃ）に示すマトリクスパターン３×１０についてはブロックマトリクスを１×２で２回一括露光することができる。残りの部分３５０については、最大ビーム照射範囲以下で一括露光することになる。
【００８８】
図２１は、ブロック配置テーブルの構造の一例を示す図である。
【００８９】
ブロック名称はマトリクスパターンテーブルを参照して格納する。Ｘ方向ビーム照射範囲とＹ方向ビーム照射範囲としては、例えば図１９（ａ）の例ではブロックサイズを格納し、図２０（ａ）の例ではＸ方向ビーム照射範囲３４８のサイズ及びＹ方向ビーム照射範囲３４９のサイズを格納する。Ｘ方向配置数とＹ方向配置数は、ブロックマトリクスの配置数をそれぞれ格納する。マトリクス開始Ｘ座標とマトリクス開始Ｙ座標としては、図１９及び図２０に示されるマトリクス左下の点３４２の座標を格納する。Ｘ方向ピッチサイズは、図１９及び図２０に示される３４３のサイズ、Ｙ方向ピッチサイズは３４４のサイズを格納する。Ｘ方向配置数及びＹ方向配置数が１の場合は、ピッチサイズとして０を格納する。
【００９０】
図１７を再び参照し、ステップＳＴ３２５で、最大ビーム照射範囲で一括露光でさないマトリクスパターンが存在するか否かを判定する。例えば図１９（ｅ）のマトリクスパターン３４５と３４６、図２０（ｃ）のマトリクスパターン３５０がこれに該当する。
【００９１】
ステップＳＴ３２６で、最大ビーム照射範囲で一括露光できないマトリクスパターンのブロック配置テーブルを作成する。図２２は、最大ビーム照射範囲で一括露光できないマトリクスパターンの例を示す図である。図２２（ａ）において、パターン３６０が配置されているブロック３６１において、サイズ３６２がＸ方向の最大照射範囲であり、サイズ３６３がＹ方向の最大照射範囲とする。即ち、マトリクスパターンの配置数がＸ方向とＹ方向との何れか一方が４未満であれば、最大照射範囲で一括露光することができない。
【００９２】
図２２（ｂ）に示されるように、８×２のマトリクスパターンに対しては、Ｘ方向ビーム照射範囲をサイズ３６２としＹ方向ビーム照射範囲をサイズ３６４として電子ビーム３６５を照射し、ブロックマトリクスを２×１として２回一括露光する。また図２２（ｃ）に示されるように、３×８のマトリクスパターンに対しては、Ｘ方向ビーム照射範囲をサイズ３６６としＹ方向ビーム照射範囲をサイズ３６３として電子ビーム３６７を照射し、ブロックマトリクスを１×２として２回一括露光する。また図２２（ｄ）に示されるように、２×３のマトリクスパターンに対しては、Ｘ方向ビーム照射範囲をサイズ３６８としＹ方向ビーム照射範囲をサイズ３６９として電子ビーム３７０を照射し、ブロックマトリクスを１×１として１回一括露光する。
【００９３】
上記の例のように、最大照射範囲で一括露光できない場合には、以下の式を用いてＸ方向ビーム照射範囲とＹ方向ビーム照射範囲とを求める。
【００９４】
パターン配置数とパターンサイズ及びパターン間サイズは、それぞれＸ方向又はＹ方向の値である。またＮは任意の値である。
【００９５】
図２１のブロック配置テーブルには、上記のようにして求めたＸ方向ビーム照射範囲とＹ方向ビーム照射範囲とを格納し、更に前述の例と同様に各テーブルエントリの値を格納する。
【００９６】
図１７を再び参照し、ステップＳＴ３２７で、全てのマトリクスパターンテーブルについてブロック配置テーブルを作成したか否かを判定する。全てのマトリクスパターンテーブルについてブロック配置テーブルを作成していない場合には、ステップＳＴ３２２に戻り、次のマトリクスパターンに対して上記の処理を繰り返す。ステップＳＴ３２７の判断がＹＥＳの場合には処理を終了する。
【００９７】
図２３は、図１１のブロック配置テーブル作成処理（ステップＳＴ２５４）においてブロックテーブルが配線パターン抽出用の場合のフローチャートを示す。
【００９８】
ステップＳＴ３８０で、図１１のステップＳＴ２５２で作成したブロックテーブルを入力する。
【００９９】
ステップＳＴ３８１で、図１６に示されるように作成したパターンテーブルを入力する。
【０１００】
ステップＳＴ３８２で、ブロック抽出するパターンのグループを作成する。図２４は、グループ作成の一例を示す図である。（ａ）に示すブロック３９０には、パターン３９１がパターン間サイズ３９２で配置されている。また（ｂ）に示すブロック３９３には、パターン３９４がパターン間サイズ３９２で配置されている。ここでパターングループは、同一のパターン間サイズで配置されており、且つパターンテーブルの長辺サイズのＸＹ方向フラグが同一のパターン同士で作成する。従って、パターングループ３９５、３９６、３９７、３９８、３９９の５つのグループが作成される。
【０１０１】
図２３を再び参照し、ステップＳＴ３８３で、ブロックヘの最大ビーム照射範囲を決定する。
【０１０２】
次にステップＳＴ３８４で、各パターングループからブロック配置テーブルを作成する。図２５は、パターングループからブロック配置テーブルを作成する処理を説明するための図である。図２５において、パターングループ４１０からブロック配置テーブルを作成する例を示す。図２５（ｂ）に示されるように、対象となるブロック３９０の最大照射範囲はブロックサイズと同一とする。
【０１０３】
図２５（ａ）に示されるようにＸ方向領域において、パターンが最も多く存在する領域を求める。この例の場合には、領域４１５と４１６に最多の５個のパターンが存在している。領域４１５と４１６とにおいて、最大照射範囲のブロック４１１とブロック４１３とを作成し、残りの領域については最大照射範囲以外で一括露光するブロック４１２とブロック４１４を作成する。ブロック４１１とブロック４１３は、（ｂ）に示す電子ビーム４１９のように照射して一括露光する。ブロック４１２とブロック４１４については、（ｃ）に示す電子ビーム４２０のように照射して一括露光する。次に、残りの領域からパターンが最も多く存在する領域を求めて、ブロックを作成する。これを繰り返すことにより、ブロック４１７及び４１８が作成される。これらブロック４１７とブロック４１８については、（ｄ）に示す電子ビーム４２１のようにブロックを部分照射して一括露光する。
【０１０４】
上記のようにして、図２１に示すブロック配置テーブルに、前述の例と同様にして各値を格納する。
【０１０５】
図２３を再び参照し、ステップＳＴ３８５で、全パターングループからブロック配置テーブルを作成したか否かを判定する。全パターングループについて処理されていない場合には、ステップＳＴ３８４に戻り、次のパターングループに対して上述の処理を繰り返す。全パターングループについて処理された場合には、処理を終了する。
【０１０６】
図２６は、電子ビームの焦点合わせ回数を考慮したブロックマトリクス作成の方法を説明するための図である。
【０１０７】
図２６（ａ）に示すようにパターン４３０が配置されているブロック４３１を用いて、（ｂ）に示すパターングループ４３２と（ｃ）に示すパターングループ４３６を一括露光する。なお最大ビーム照射範囲はブロックサイズと同一とする。パターングループ４３２は、ブロック４３３とブロック４３４又はブロック４３５として一括露光できる。
【０１０８】
図３において、ブロックマスク１２の指定ブロックに電子ビームを照射するとき、偏向器１５によってブロック１２への焦点合わせを行う必要がある。焦点合わせは、ブロック１２に照射する電子ビームの位置毎に行う。図２６（ｂ）に示すパターングループ４３２の場合、１種類のブロック４３５で２回一括露光した場合には焦点合わせの回数が１回ですむが、２種類のブロック４３３及び４３４を使用して２回一括露光する場合には焦点合わせの回数が２回必要になる。従って、１種類のブロック４３５で一括露光した方が焦点合わせの回数を少なくすることができる。同様に、図２６（ｃ）に示すパターングループ４３６は、４種類のブロック４３７〜４４０で一括露光するよりは、一種類のブロック４４１で一括露光する方が焦点合わせの回数を少なくすることができる。
【０１０９】
焦点合わせの回数を最小化するには、以下の式で最小化を満たすブロックのＸ方向配置数（Ｎｘ）とＹ方向配置数（Ｎｙ）を求めることができる。
【０１１０】
Ｐｘ＝パターングループのＸ方向パターン配置数
Ｐｙ＝パターングループのＹ方向パターン配置数
Ｂｘ＝最大ビーム照射範囲におけるＸ方向ブロック内パターン配置数
Ｂｙ＝最大ビーム照射範囲におけるＹ方向ブロック内パターン配置数
Ｒｘ＝Ｐｘ／Ｂｘ
Ｒｙ＝Ｐｙ／Ｂｙ
Ｎｘ＝Ｐｘ／（Ｒｘ＋１）
Ｎｙ＝Ｐｙ／（Ｒｙ＋１）
但し
（Ｐｘ／Ｂｘ）が割り切れる場合：Ｎｘ＝Ｂｘ
（Ｐｙ／Ｂｙ）が割り切れる場合：Ｎｙ＝Ｂｙ
図２７は、本発明による露光データ生成方法を実行する装置の構成を示す図である。
【０１１１】
図２７に示されるように、本発明による露光データ生成方法を実行する装置は、例えばパーソナルコンピュータやエンジニアリングワークステーション等のコンピュータにより実現される。図２７の装置は、コンピュータ５１０と、コンピュータ５１０に接続されるディスプレイ装置５２０、通信装置５２３、及び入力装置よりなる。入力装置は、例えばキーボード５２１及びマウス５２２を含む。コンピュータ５１０は、ＣＰＵ５１１、ＲＡＭ５１２、ＲＯＭ５１３、ハードディスク等の二次記憶装置５１４、可換媒体記憶装置５１５、及びインターフェース５１６を含む。
【０１１２】
キーボード５２１及びマウス５２２は、ユーザとのインターフェースを提供するものであり、コンピュータ５１０を操作するための各種コマンドや要求されたデータに対するユーザ応答等が入力される。ディスプレイ装置５２０は、コンピュータ５１０で処理された結果等を表示すると共に、コンピュータ５１０を操作する際にユーザとの対話を可能にするために様々なデータ表示を行う。通信装置５２３は、遠隔地との通信を行なうためのものであり、例えばモデムやネットワークインターフェース等よりなる。
【０１１３】
本発明による露光データ生成方法は、コンピュータ５１０が実行可能なコンピュータプログラムとして提供される。このコンピュータプログラムは、可換媒体記憶装置５１５に装着可能な記憶媒体Ｍに記憶されており、記憶媒体Ｍから可換媒体記憶装置５１５を介して、ＲＡＭ５１２或いは二次記憶装置５１４にロードされる。或いは、このコンピュータプログラムは、遠隔地にある記憶媒体（図示せず）に記憶されており、この記憶媒体から通信装置５２３及びインターフェース５１６を介して、ＲＡＭ５１２或いは二次記憶装置５１４にロードされる。
【０１１４】
キーボード５２１及び／又はマウス５２２を介してユーザからプログラム実行指示があると、ＣＰＵ５１１は、記憶媒体Ｍ、遠隔地記憶媒体、或いは二次記憶装置５１４からプログラムをＲＡＭ５１２にロードする。ＣＰＵ５１１は、ＲＡＭ５１２の空き記憶空間をワークエリアとして使用して、ＲＡＭ５１２にロードされたプログラムを実行し、適宜ユーザと対話しながら処理を進める。なおＲＯＭ５１３は、コンピュータ５１０の基本動作を制御するための制御プログラムが格納されている。
【０１１５】
上記コンピュータプログラムを実行することで、上記実施例で説明されたように、露光データ生成方法を実行する。
【０１１６】
以上説明したように本発明においては、パターン一括露光を行うブロックマスクを使用した半導体装置の製造方法において、半導体設計規則で決められているパターンのサイズおよびパターン間のサイズを満たすようにパターンをブロック内に配置し、その後、マスク上のブロックと一致するパターンを半導体装置のレイアウトデータから抽出して半導体装置の露光データを作成する。従って、ＩＣ毎にブロックマスクを作成する場合と比較して、ブロックマスク作成のコストを削減し、ＩＣ製造のスループットを向上させることができる。
【０１１７】
またブロックに対する電子ビームの最大照射範囲を指定し、この範囲内で一括露光するように半導体装置のレイアウトデータからパターンを抽出する。これによりブロックを透過する電子ビームサイズを制限することが可能になり、ブロック全体に電子ビームを照射する場合と比較して、クーロン相互作用を抑えてパターンの解像度を向上させることができる。
【０１１８】
また電子ビームの再焦点合わせ回数が少なくなるように半導体装置からパターンを抽出するので、一括露光のたびに焦点合わせを行う場合と比較して、スループットを向上させることができる。またブロックに名称を付けて、そのブロックを搭載したマスクを製造する露光データを作成し、マスクに搭載されたブロックのうちで名称が指定されたブロックと一致するパターンを半導体装置から抽出する。従って、マスクに搭載されている全ブロックとＩＣデータのパターンとが一致するかどうか処理を行う場合と比較して、スループットを向上させることができる。
【０１１９】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。
【発明の効果】
上記説明した露光データ生成方法によれば、パターン一括露光を行うブロックマスクを使用した半導体装置の製造方法において、半導体設計規則で決められているパターンのサイズおよびパターン間のサイズを満たすようにパターンをブロック内に配置し、その後、マスク上のブロックと一致するパターンを半導体装置のレイアウトデータから抽出して半導体装置の露光データを作成する。従って、ＩＣ毎にブロックマスクを作成する場合と比較して、ブロックマスク作成のコストを削減し、ＩＣ製造のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパターン一括露光処理を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）はＩＣデータの例を示し、（ｂ）は基本図形Ｅとそれに対応するブロックとを示す図である。
【図３】ブロックマスクを使用して電子ビームで一括露光する処理を説明するための図である。
【図４】同一テクノロジの基本図形に共通に使用できるブロックについて説明するための図である。
【図５】複数の異なる基本図形を共通のブロックを用いて露光する方法を示す図である。
【図６】異なるダミーパターンを単一のブロックを用いて露光する方法を示す図である。
【図７】本発明による露光データ生成処理と電子ビーム露光処理を説明するための図である。
【図８】ブロックマスク製造用露光データを作成する処理を示すフローチャートである。
【図９】パラメタテーブルとそれに基づいて作成されるブロックの例を示す図である。
【図１０】ブロックテーブルの構造を示す図である。
【図１１】ウエハ製造用露光データを作成する処理を示すフローチャートである。
【図１２】パターンテーブル作成処理を示すフローチャートである。
【図１３】マトリクスパターンテーブルの作成例を示す図である。
【図１４】マトリクスパターンテーブルの具体的な構造の一例を示す図である。
【図１５】パターンテーブル作成の一例を示す図である。
【図１６】パターンテーブルの構造の一例を示す図である。
【図１７】ブロック配置テーブル作成処理においてブロックテーブルがコンタクト／ビアパターン抽出用及びダミーパターン抽出用の場合のフローチャートを示す。
【図１８】最大ビーム照射範囲の例を示す図である。
【図１９】最大ビーム照射範囲の制限の下で一括露光する処理の説明をするための図である。
【図２０】最大ビーム照射範囲の制限の下で一括露光する処理の説明をするための図である。
【図２１】ブロック配置テーブルの構造の一例を示す図である。
【図２２】最大ビーム照射範囲で一括露光できないマトリクスパターンの例を示す図である。
【図２３】ブロック配置テーブル作成処理においてブロックテーブルが配線パターン抽出用の場合のフローチャートを示す。
【図２４】グループ作成の一例を示す図である。
【図２５】パターングループからブロック配置テーブルを作成する処理を説明するための図である。
【図２６】電子ビームの焦点合わせ回数を考慮したブロックマトリクス作成の方法を説明するための図である。
【図２７】本発明による露光データ生成方法を実行する装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ＩＣデータ
２ ウエハ製造用露光データ
３ ブロックマスク製造用露光データ
４ ブロックマスク
５ ウエハ
１０ ブロック
１１ パターン
１２ ブロックマスク
１３ 電子銃
１４ 第一アパチャ
１５ 偏向器
１６ 偏向器
１７ ウエハ
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にブロックマスクとウエハを製造する露光データの生成方法に関し、詳しくは、パターン一括露光に用いられるブロックマスクを製造するための露光データを生成する方法と、そのブロックマスクを使用した一括露光によりウエハを製造するための露光データを生成する方法に関する。
【従来の技術】
半導体集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を製造する過程において、ウエハに所望のパターンを形成する露光処理が実行される。この露光の手段として、微細なパターンを形成することが可能な電子ビーム露光がある。電子ビーム露光は、ビーム断面の形状を変化させることが可能な可変成形ビームを使用して、露光対象のパターンを１つ１つ塗りつぶしてゆく。電子ビーム露光は一筆書きでパターンを塗りつぶしてゆくので、パターンが微細になるほど、ウエハ作成のスループットが低下するという問題がある。
【０００２】
これに対しパターン一括露光は、電子ビーム露光装置の第２アパーチャの位置に複数のパターン形状の開口を有したブロックマスクを配置し、このブロックマスクに電子ビームを照射することで、複数の開口パターンをウエハに一括して露光する方法である。
【０００３】
図１は、従来のパターン一括露光処理を示すフローチャートである。
【０００４】
ステップＳ１で、ＩＣデータ（レイアウトデータ）１からウエハ製造用露光データ２とブロックマスク製造用露光データ３を作成する。ブロックマスク製造用露光データ３は、一括露光する一纏めのパターンが含まれるブロックを複数搭載したブロックマスク４を製造するためのデータである。ブロックマスク４には、例えば、５ミクロン四方の大ささを有するブロックが１００個搭載されており、各ブロックにはパターン形状の開口が形成されている。ウエハ製造用露光データ２は、露光時にブロックマスク４の何れのブロックのパターンを用いて、ウエハ５の何処の領域を露光するのかを指示するデータである。
【０００５】
ステップＳ２において、露光装置の電子ビーム発生源から射出された電子ビームを、ウエハ製造用露光データ２が示すブロックマスク４上のブロックに照射する。このブロックのパターン形状の開口を透過した電子ビームを、ウエハ製造用露光データ２が示すウエハ５上の位置に照射することで、選択されたパターンを指定位置に露光する。
【０００６】
上記処理の基本となるＩＣデータ１は、回路を形成する基本図形の階層構造で構築されている。露光データ作成時には、このＩＣデータ１に含まれる基本図形のうちで、一括露光の対象とする基本図形を指定しなければならない。これについて図２を用いて説明する。
【０００７】
図２（ａ）は、ＩＣデータの例を示し、このＩＣデータは基本図形Ａ〜Ｅの階層構造で構築されている。基本図形Ａは基本図形ＢとＣを１個ずつ含み、基本図形Ｂは基本図形Ｄを１個、基本図形Ｃは基本図形Ｅを１ＯＯＯ個含む。スループットを最大限に向上させるために、配置数が最も多い基本図形Ｅを一括露光する基本図形として選択する。
【０００８】
図２（ｂ）は、基本図形Ｅとそれに対応するブロックとを示す図である。図２（ｂ）に示されるように、パターン７が複数個並んだ配列として基本図形Ｅが構成され、この図形をブロック８として抽出する。
【０００９】
図３は、ブロックマスクを使用して電子ビームで一括露光する処理を説明するための図である。ＩＣデータ１から、例えば、複数のパターン１１を有するブロック１０（例えば５マイクロ四方）を抽出する。ブロックマスク１２に、パターン１１の形状の開口を複数個形成したブロック１０を搭載する。電子銃１３から放射された電子ビームは、第一アパチャ１４で例えば５マイクロ四方の大きさの矩形に成形された後、偏向器１５によって進行方向が曲げられ、指定したブロックに照射される。偏向器１５は更に、指定のブロックヘの電子ビームの焦点合わせを行う。ブロックを通過した電子ビームは、偏向器１６によって進行方向が曲げられ、ウエハ１７の所定の位置に露光される。
【００１０】
以上のような処理によって、１ブロック内の複数のパターンを一括露光し、スループットを向上させることができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１３３１３号公報
【発明が解決しようとする課題】
異なるＩＣでは、ＩＣデータに異なる基本図形が含まれる。同一の基本図形が含まれていても、その配置数が異なれば、一方のＩＣではブロック作成対象となるが、他方のＩＣではブロック作成対象とはならない場合がある。しかしＩＣ毎に専用のブロックマスクを作成すると、コストが増大し、ＩＣ製造のスループットが低下してしまう。
【００１２】
また一般に、ＩＣを製造する場合に配線密度が基板上の位置によって大きく異なると、位置によって最適なエッチング条件が異なってしまい、場合によっては配線がくびれて配線抵抗が著しく増大するなどの弊害が生じる。これを防いで種々の配線を所望の精度でエッチングするためには、ウェハ面積に占めるレジストパターンの面積の比を適切な所定の割合に設定すればよい。この目的のために、一般にダミーパターンが挿入される。
【００１３】
しかしダミーパターンの配置数は膨大になるため、露光時間が長時間に及んでしまうという問題がある。またダミーパターン露光のためのブロックを、回路内の各ダミーパターン配置領域からそれぞれ抽出するとすると、ブロックの数は膨大なものになる。場合によっては、ブロック内にダミーパターンを配置する全ての異なる組み合わせが必要になってしまう。その結果、ブロックマスク上に他のブロックを搭載できる余地がなくなり、スループットが低下してしまう。
【００１４】
以上を鑑みて、本発明は、ブロックマスク作成のコスト削減とＩＣ製造のスループット向上が可能な露光データ生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明による露光データ生成方法は、設計規則で定められるパターンサイズ及びパターン間距離を満たすようにパターンをブロックの内部に配置し、該ブロックを搭載したブロックマスク製造用露光データを生成し、該ブロックの該パターンサイズ及び該パターン間距離を満たすパターン配置を半導体集積回路のレイアウトデータから抽出してウエハ製造用露光データを生成する各段階を含むことを特徴とする。
【００１５】
上記方法によれば、パターン一括露光を行うブロックマスクを使用した半導体装置の製造方法において、半導体設計規則で決められているパターンのサイズおよびパターン間のサイズを満たすようにパターンをブロック内に配置し、その後、マスク上のブロックと一致するパターンを半導体装置のレイアウトデータから抽出して半導体装置の露光データを作成する。従って、ＩＣ毎にブロックマスクを作成する場合と比較して、ブロックマスク作成のコストを削減し、ＩＣ製造のスループットを向上させることができる。
【００１６】
また本発明は更に、上記方法を実行する露光データ生成プログラムを提供する。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の原理及び実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図４は、同一テクノロジの基本図形に共通に使用できるブロックについて説明するための図である。
【００１８】
図４（ａ）は基本図形Ｆを示し、図４（ｂ）は基本図形Ｇを示す。それぞれの基本図形には、半導体設計規則としてパターンサイズとパターン間距離が５５乃至６２として規定される。これらのサイズ及び距離はテクノロジ（例えば０．１３マイクロ・テクノロジ等）毎に決められている。例えば基本図形Ｆにおいて、各パターン間のＸ方向の距離５７は場所によらず一定であり、Ｙ方向の距離５８も一定である。また基本図形Ｇにおいても、各パターン間のＸ方向の距離６１は場所によらず一定であり、Ｙ方向の距離６２も一定である。
【００１９】
基本図形Ｆと基本図形Ｇのテクノロジが同一とすれば、サイズ５５とサイズ５９、サイズ５６とサイズ６０、距離５７と距離６１、距離５８と距離６２はそれぞれ同一である。
【００２０】
図４（ｃ）に示すブロック６７は、基本図形Ｆと基本図形Ｇのテクノロジが同一であるとして、その半導体設計規則どおりにパターンを配置して作成したブロックである。従って、ブロック６７のサイズ６３と６４及び距離６５と６６は、基本図形Ｆ及び基本図形Ｇのそれぞれ対応するサイズ及び距離と同一である。
【００２１】
図５は、基本図形Ｆと基本図形Ｇとをブロック６７を用いて露光する方法を示す図である。
【００２２】
図５（ａ）に示す基本図形Ｆを領域６８〜７０に分割する。領域６８はブロック６７に電子ビーム７１を照射して露光する（図５（ｂ））。また領域６９はブロック６７に電子ビーム７２を照射して露光する（図５（ｃ））。更に領域７０は、ブロック６７に電子ビーム７３を照射して露光する（図５（ｄ））。
【００２３】
図５（ｅ）に示す基本図形Ｇについても同様であり、領域７４〜７６に分割し、図５（ｆ）乃至図５（ｈ）に示すようにブロック６７に電子ビーム７７〜７９を照射して露光する。
【００２４】
以上のように、共通のテクノロジの半導体設計規則に従ってブロックを作成してマスクに搭載すれば、単一のブロックを使用して、異なるＩＣ又は異なる基本図形の露光を行うことができる。
【００２５】
図６は、異なるダミーパターンを単一のブロックを用いて露光する方法を示す図である。
【００２６】
テクノロジ毎にダミーパターンのサイズとパターン間の距離が決められている場合、そのテクノロジの規則に従って、図６（ａ）に示されるようなブロック９０を作成する。ダミーパターン８９のサイズ９１及び９２はダミーパターンに依らず同一である。また各ダミーパターン間のＸ方向の距離９３は場所に依らず一定であり、Ｙ方向の距離９４もまた一定である。例えば図６（ｂ）乃至（ｈ）に示されるように、ブロック９０に電子ビーム９５乃至１０１を照射することで、種々のダミーパターン配置を露光できる。
【００２７】
以上のようにして、種々の異なる配置のダミーパターンについて、少数のブロックを用いて一括露光することが可能となり、スループットを向上させることができる。
【００２８】
図７は、本発明による露光データ生成処理と電子ビーム露光処理を説明するための図である。
【００２９】
図７（ａ）において、ブロック作成処理２０１を実行し、制御ファイル２００からブロックマスク製造用露光データ２０２を生成する。更にこのデータ２０２に基づいてブロックマスク２０３を作成する。
【００３０】
図７（ｂ）に示されるように、ＩＣデータ（レイアウトデータ）２０４とブロックマスク製造用露光データ２０２とに基づいて、ウエハ製造用露光データ処理２０７を実行することで、ウエハ製造用露光データ２０８を生成する。次に露光処理２１１が、ウエハ製造用露光データ２０８を使用して図３で説明したように電子ビームの偏向を制御し、ブロックマスク２０３を通過した電子ビームによりウエハ２１２を露光する。
【００３１】
本発明においては、前述のように１つのブロックマスク上に設けられた同一のブロックを用いて、複数の異なるＩＣについて露光処理を行うことが可能である。図７（ｃ）はこれを示すものであり、図７（ｂ）のＩＣデータ２０４とは異なるＩＣデータ（レイアウトデータ）２０５を用いて、図７（ｂ）のウエハ製造用露光データ２０８とは異なるウエハ製造用露光データ２０９を生成する。但し、ウエハ製造用露光データを生成する際に使用するブロックマスク製造用露光データ２０２は、図７（ｂ）の場合と図７（ｃ）の場合とで同一である。その後図７（ｃ）において、ウエハ製造用露光データ２０９と、図７（ｂ）の場合と図７（ｃ）の場合とで共通に使用するブロックマスク２０３とを使用して、ウエハ２１３に対する露光処理を実行する。
【００３２】
図８は、図７（ａ）に示すブロック作成処理においてブロックマスク製造用露光データを作成する処理を示すフローチャートである。
【００３３】
ステップＳＴ２２０で、制御ファイルを入力する。制御ファイルは決められたフォーマットで作成され、パターンサイズ、パターン間距離、ブロック名称、最大ビーム照射範囲等のパラメタを記述する。
【００３４】
ステップＳＴ２２１で、パラメタテーブルを作成する。パラメタテーブルは、制御ファイルに記述されたパターンサイズ、パターン間サイズ（パターン間距離）、及びブロック名称を含むテーブルである。このパラメタテーブルを、コンタクト／ビアパターン抽出用、配線パターン抽出用、及びダミーパターン抽出用にそれぞれ作成する。
【００３５】
ステップＳＴ２２２で、ブロックを作成する。図９は、パラメタテーブルとそれに基づいて作成されるブロックの例を示す図である。図９（ａ）乃至（ｃ）に示すとおり、各パラメタテーブルからブロックが作成される。ブロック２３０は、コンタクト／ビアパターン抽出用ブロックであり、ブロック名称はＶＩＡである。ブロック２３０において、対応パラメタテーブルに格納されているサイズａ１及びａ２を有するパターン２３１が、対応パラメタテーブルに格納されているサイズ（距離）ａ３及びａ４に従って配置される。
【００３６】
ブロック２３２及び２３４は、配線パターン抽出用ブロックであり、ブロック名称はＷＩＲＥである。ブロック２３２において、対応パラメタテーブルに格納されているサイズｂ１を有するパターン２３３が、対応パラメタテーブルに格納されているサイズ（距離）ｂ２に従って配置される。またブロック２３４において、対応パラメタテーブルに格納されているサイズｂ１を有するパターン２３３が、対応パラメタテーブルに格納されているサイズ（距離）ｂ３に従って配置される。
【００３７】
ブロック２３６は、ダミーパターン抽出用ブロックであり、ブロック名称はＤＵＭＭＹである。ブロック２３６において、対応パラメタテーブルに格納されているサイズｃ１及びｃ２を有するパターン２３７が、対応パラメタテーブルに格納されているサイズ（距離）ｃ３及びｃ４に従って配置される。
【００３８】
なお図８のステップＳＴ２２２における「ブロックを作成する」処理とは、具体的には、図９に示されるようなブロックのデータを作成することを意味する。このブロックのデータをブロックテーブルと呼ぶ。
【００３９】
図１０は、ブロックテーブルの構造を示す図である。
【００４０】
ブロック種類フラグには、コンタクト／ビアパターン抽出用、配線パターン抽出用、ダミーパターン抽出用の何れかを区別する値を格納する。ブロック名称は、例えばコンタクト／ビアパターン抽出用であればＶＩＡ１或いはＶＩＡ２等のように、各ブロックに固有に与えられる名称である。ブロックテーブルは更に、パターンの全種類の数、各パターンの種類毎の頂点の数（個々のパターンの数）、各パターンの頂点の座標を格納する。ここで頂点の座標とは、例えば個々のパターンの左下の座標である。なおパターン座標の原点は、例えばブロックの左下の角に設定する。
【００４１】
図８を再び参照し、ステップＳＴ２２３で、制御ファイルで指定した全てのブロックの作成を終了したか否かを判定する。終了した場合には、処理はステップＳＴ２２４に進む。終了していない場合には、処理はステップＳＴ２２２に戻り、次のブロックを作成する。
【００４２】
ステップＳＴ２２４で、ブロックテーブルを基にして、フォーマットに従いブロックマスク製造用露光データを作成・出力する。なお各ブロックのブロック名称は、ブロックマスク製造用露光データにも格納しておく。
【００４３】
以上で処理を終了する。
【００４４】
以下に、ウエハ製造用露光データを生成する処理について説明する。
【００４５】
図１１は、図７（ｂ）に示すウエハ製造用露光データ処理においてウエハ製造用露光データを作成する処理を示すフローチャートである。
【００４６】
ステップＳＴ２５０で、制御ファイルを入力する。この制御ファイルは決められたフォーマットで作成されたものであり、一括露光処理に使用するブロックの名称を記述してある。
【００４７】
ステップＳＴ２５１で、製造する回路のＩＣデータを入力する。
【００４８】
ステップＳＴ２５２で、ブロックマスク製造用露光データを入力する。このブロックマスク製造用露光データは、図８の処理手順で生成されたものである。更に、入力されたウエハ製造用露光データに格納されている情報から、ブロックテーブルを作成する。
【００４９】
ステップＳＴ２５３で、パターンテーブルを作成する。即ち、一括露光処理の対象となるパターンを、パターンテーブルとしてＩＣデータから抽出する。
【００５０】
ステップＳＴ２５４で、パターンテーブルからウエハ上におけるブロックの露光位置を示すブロック配置テーブルを作成する。
【００５１】
ステップＳＴ２５５で、ブロック配置テーブルを基にして、フォーマットに従いウエハ製造用露光データを作成し出力する。
【００５２】
以上で処理を終了する。
【００５３】
以下に、上記ステップＳＴ２５３乃至ＳＴ２５５の処理を詳細に説明する。
【００５４】
図１２は、図１１のステップＳＴ２５３のパターンテーブル作成処理を示すフローチャートである。
【００５５】
ステップＳＴ２６０で、図１１のステップＳＴ２５２で作成したブロックテーブルを入力する。
【００５６】
ステップＳＴ２６１で、全てのブロックテーブルを参照したか否かを判定する。全てのブロックテーブルを参照した場合には処理を終了し、まだ参照していないブロックテーブルがある場合には、そのうちの１つのブロックテーブルに対して以下の処理を実行する。
【００５７】
ステップＳＴ２６２で、一括露光処理に使用するブロックの名称を記述してある制御ファイルを参照し、この制御ファイルに記述されたブロック名称とブロックテーブルのブロック名称が一致するか否かを判定する。
【００５８】
ステップＳＴ２６３で、ブロックテーブルがコンタクト／ビアパターン抽出用、ダミーパターン抽出用、又は配線パターン抽出用の何れであるのかを判定する。コンタクト／ビアパターン抽出用又はダミーパターン抽出用である場合は、処理はステップＳＴ２６４に進む。配線パターン抽出用である場合は、処理はステップＳＴ２６６に進む。
【００５９】
ステップＳＴ２６４（コンタクト／ビアパターン抽出用又はダミーパターン抽出用の場合）において、一括露光の対象となるパターンをＩＣデータから抽出する。
【００６０】
ステップＳＴ２６５で、ステップＳＴ２６４で抽出されたパターン同士の位置関係を解析して、マトリクスパターンテーブルを作成する。
【００６１】
図１３は、マトリクスパターンテーブルの作成例を示す図である。パターン２７０とパターン２７１のうちで、パターン２７０のサイズがブロックテーブルに格納された座標から計算して得られたサイズと同一であるとする。この場合、パターン２７０同士のパターン間サイズ２７２乃至２８４と、ブロックテーブルに格納された座標から計算して得られたパターン間サイズとを比較する。
【００６２】
例えば、パターン間サイズ２７２〜２７５が、ブロックテーブルから計算されたパターン間サイズと同一であったとする。この場合、３ｘ３のマトリクスパターンテーブル５０１を作成する。
【００６３】
またパターン間サイズ２７６〜２７８が、ブロックテーブルから計算されたパターン間サイズとは同一でないとする。従って、この場合マトリクスパターンテーブルは作成しない。
【００６４】
またパターン間サイズ２７９とパターン間サイズ２８０は、ブロックテーブルから得られたパターン間サイズと同一であるが、パターン間サイズ２８１は同一ではない。従って、３ｘ１のマトリクスパターンテーブル５０２及び５０３を作成する。
【００６５】
更に、パターン間サイズ２８２は、ブロックテーブルから得られたパターン間サイズと同一ではないが、パターン間サイズ２８３及び２８４は同一である。この場合、１ｘ３のマトリクスパターンテーブル５０４及び５０５を作成する。
【００６６】
図１４は、マトリクスパターンテーブルの具体的な構造の一例を示す図である。
【００６７】
マトリクスパターンテーブルは、パターンを一括露光するブロック毎に作成する。マトリクスパターンテーブルには、まず対応するブロックの名称を格納する。ブロック名称に続いて、Ｘ方向パターン数及びＹ方向パターン数を記述する。図１３のマトリクスパターンテーブル５０１を例とすれば、パターン数はＸ方向及びＹ方向共に３となる。マトリクス開始Ｘ座標及びＹ座標としては、例えば左下隅に位置するパターンの左下角の座標５１０を格納する。更に、Ｘ方向パターンサイズ（ｓ１）、Ｙ方向パターンサイズ（ｓ２）、Ｘ方向パターン間サイズ（ｓ３）、及びＹ方向パターン間サイズ（ｓ４）を格納する。
【００６８】
例えば図１３の例では、マトリクスパターンテーブル５０１乃至５０５は全て、１つのブロックテーブルに対して作成されたものである。従って、図１４に示すマトリクスパターンテーブルには、当該ブロックの名称に続いて、マトリクスパターン５０１乃至５０５のデータが順次格納されることになる。
【００６９】
図１３において、パターン２７１とマトリクスパターンテーブルを作成できなかったパターン２７０とについては、ブロックを使用した一括露光ではなく可変矩形露光を実行する。
【００７０】
図１２を再び参照し、配線パターン抽出用ブロックの場合には、ステップＳＴ２６６で、一括露光の対象となるパターンをＩＣデータから抽出する。
【００７１】
更にステップＳＴ２６７で、ステップＳＴ２６６で抽出されたパターン同士の位置関係を解析して、パターンテーブルを作成する。
【００７２】
図１５は、パターンテーブル作成の一例を示す図である。
【００７３】
短辺のサイズ３００と短辺のサイズ３０１のうちで短辺のサイズ３００が、ブロックテーブルに格納された座標から計算されたサイズと同一であるとする。この場合、パターン３０４〜３０９がブロック抽出の対象となる。パターン間サイズ３０２とパターン間サイズ３０３のうち、パターン間サイズ３０２がブロックテーブルに格納された座標から計算されるサイズと同一であるとする。この場合、パターン３０４〜３０８をブロック抽出の対象として、パターンテーブルを作成する。
【００７４】
図１６は、パターンテーブルの構造の一例を示す図である。
【００７５】
パターンテーブルは一括露光するブロック毎に作成されるので、当該ブロックの名称が格納される。それに続いて、図１５のパターンテーブルを例とすれば、短辺サイズとしてサイズ３００、パターン間サイズとしてサイズ３０２が格納される。「長辺サイズのＸＹ方向フラグ」には、長辺がＸ方向であれば例えば“０”を格納しＹ方向であれば“１”を格納する。Ｘ座標及びＹ座標としては、パターンの左下座標３１１（図１５）を格納する。長辺サイズとしては、図１５のサイズ３１２のように、短辺サイズでない方の辺のサイズを格納する。
【００７６】
なおパターン３０９とパターン３１０等のように、パターンテーブルが作成されなかったパターンに対しては、ブロック一括露光を使用せずに可変矩形露光を実行する。
【００７７】
図１７は、図１１のブロック配置テーブル作成処理（ステップＳＴ２５４）においてブロックテーブルがコンタクト／ビアパターン抽出用及びダミーパターン抽出用の場合のフローチャートを示す。
【００７８】
ステップＳＴ３２０で、図１１のステップＳＴ２５２で作成したブロックテーブルを入力する。
【００７９】
ステップＳＴ３２１で、図１１のステップＳＴ２５３（図１２の処理手順）で作成したマトリクスパターンテーブルを入力する。
【００８０】
ステップＳＴ３２２で、ブロックヘの最大ビーム照射範囲を決定する。電子ビームの電流量が大きくなると、互いに負の電荷を有する電子同士が反発する電子間の相互作用（クーロン相互作用）が大きくなり、ビームを収束することが困難になる。従ってブロックに電子ビームを照射する場合、クーロン相互作用の影響が出ないようにするためには、電子ビームの電流密度に応じて照射可能な最大照射範囲が制限される。この最大ビーム照射範囲は、Ｘ方向の最大照射範囲とＹ方向の最大照射範囲として制御ファイルに記述されている。
【００８１】
図１８は、最大ビーム照射範囲の例を示す図である。
【００８２】
図１８（ａ）の例では、３３１がＸ方向の最大範囲、３３２がＹ方向の最大範囲を示している。この３３１と３３２のサイズ以下の範囲で電子ビーム３３４をブロック３３０に照射する。図１８（ａ）の例では、電子ビーム３３４は最大の範囲で照射されている。この範囲を超えて、例えば図１８（ｄ）の電子ビーム３３７のようにブロックを照射すると、ブロック通過後の電子ビームの電流量が大きくなり過ぎて、ビームを収束させることが困難になる。
【００８３】
図１８（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ別の例であり、同様に３３１がＸ方向の最大範囲、３３２がＹ方向の最大範囲を示している。それぞれの例において、電子ビーム３３５及び３３６は最大の範囲で照射されている。
【００８４】
また図１８（ｅ）に示される電子ビーム３３８のように、最大範囲とパターンとが重なっていた場合、電子ビーム３３９のように最大範囲を縮小して再決定する。
【００８５】
図１７を再び参照し、ステップＳＴ３２３で、マトリクスパターンが最大ビーム照射範囲で一括露光できるか否かを判定する。図１９は、最大ビーム照射範囲の制限の下で一括露光する処理の説明をするための図である。図１９（ａ）において、パターン３４０が配置されているブロック３４１のＸ方向パターン数とＹ方向パターン数は共に５であり、また最大ビーム照射範囲はブロックサイズと同一とする。従って、マトリクスパターンのＸ方向パターン数とＹ方向パターン数が共に５以上であれば、マトリクスパターンを最大ビーム照射範囲で一括露光できる。一括露光できる場合には、処理はステップＳＴ３２４に進む。なお一括露光できない場合には、処理はステップＳＴ３２６に進む。
【００８６】
ステップＳＴ３２４で、最大ビーム照射範囲で一括露光するブロックの配置テーブルを作成する。図１９の例では、（ｂ）に示すマトリクスパターン１０ｘ１０についてはブロックマトリクスを２×２で４回一括露光し、（ｃ）に示すマトリクスパターン１０×５についてはブロックマトリクスを２×１で２回一括露光する。また（ｄ）に示すマトリクスパターン５×５については、ブロックマトリクスを１×１で１回一括露光する。更に（ｅ）に示すマトリクスパターン１２×１２については、ブロックマトリクスを２×２で４回一括露光することができる。残りの部分３４５及び３４６については、最大ビーム照射範囲以下で複数回一括露光を繰り返すことになる。
【００８７】
図２０の例では、（ａ）に示されるように電子ビーム３４７については、Ｘ方向の最大照射範囲３４８及びＹ方向の最大照射範囲３４９であるとする。この場合、（ｂ）に示すマトリクスパターン９×８についてはブロックマトリクスを３×２で６回一括露光し、（ｃ）に示すマトリクスパターン３×１０についてはブロックマトリクスを１×２で２回一括露光することができる。残りの部分３５０については、最大ビーム照射範囲以下で一括露光することになる。
【００８８】
図２１は、ブロック配置テーブルの構造の一例を示す図である。
【００８９】
ブロック名称はマトリクスパターンテーブルを参照して格納する。Ｘ方向ビーム照射範囲とＹ方向ビーム照射範囲としては、例えば図１９（ａ）の例ではブロックサイズを格納し、図２０（ａ）の例ではＸ方向ビーム照射範囲３４８のサイズ及びＹ方向ビーム照射範囲３４９のサイズを格納する。Ｘ方向配置数とＹ方向配置数は、ブロックマトリクスの配置数をそれぞれ格納する。マトリクス開始Ｘ座標とマトリクス開始Ｙ座標としては、図１９及び図２０に示されるマトリクス左下の点３４２の座標を格納する。Ｘ方向ピッチサイズは、図１９及び図２０に示される３４３のサイズ、Ｙ方向ピッチサイズは３４４のサイズを格納する。Ｘ方向配置数及びＹ方向配置数が１の場合は、ピッチサイズとして０を格納する。
【００９０】
図１７を再び参照し、ステップＳＴ３２５で、最大ビーム照射範囲で一括露光でさないマトリクスパターンが存在するか否かを判定する。例えば図１９（ｅ）のマトリクスパターン３４５と３４６、図２０（ｃ）のマトリクスパターン３５０がこれに該当する。
【００９１】
ステップＳＴ３２６で、最大ビーム照射範囲で一括露光できないマトリクスパターンのブロック配置テーブルを作成する。図２２は、最大ビーム照射範囲で一括露光できないマトリクスパターンの例を示す図である。図２２（ａ）において、パターン３６０が配置されているブロック３６１において、サイズ３６２がＸ方向の最大照射範囲であり、サイズ３６３がＹ方向の最大照射範囲とする。即ち、マトリクスパターンの配置数がＸ方向とＹ方向との何れか一方が４未満であれば、最大照射範囲で一括露光することができない。
【００９２】
図２２（ｂ）に示されるように、８×２のマトリクスパターンに対しては、Ｘ方向ビーム照射範囲をサイズ３６２としＹ方向ビーム照射範囲をサイズ３６４として電子ビーム３６５を照射し、ブロックマトリクスを２×１として２回一括露光する。また図２２（ｃ）に示されるように、３×８のマトリクスパターンに対しては、Ｘ方向ビーム照射範囲をサイズ３６６としＹ方向ビーム照射範囲をサイズ３６３として電子ビーム３６７を照射し、ブロックマトリクスを１×２として２回一括露光する。また図２２（ｄ）に示されるように、２×３のマトリクスパターンに対しては、Ｘ方向ビーム照射範囲をサイズ３６８としＹ方向ビーム照射範囲をサイズ３６９として電子ビーム３７０を照射し、ブロックマトリクスを１×１として１回一括露光する。
【００９３】
上記の例のように、最大照射範囲で一括露光できない場合には、以下の式を用いてＸ方向ビーム照射範囲とＹ方向ビーム照射範囲とを求める。
【００９４】
【００９５】
図２１のブロック配置テーブルには、上記のようにして求めたＸ方向ビーム照射範囲とＹ方向ビーム照射範囲とを格納し、更に前述の例と同様に各テーブルエントリの値を格納する。
【００９６】
図１７を再び参照し、ステップＳＴ３２７で、全てのマトリクスパターンテーブルについてブロック配置テーブルを作成したか否かを判定する。全てのマトリクスパターンテーブルについてブロック配置テーブルを作成していない場合には、ステップＳＴ３２２に戻り、次のマトリクスパターンに対して上記の処理を繰り返す。ステップＳＴ３２７の判断がＹＥＳの場合には処理を終了する。
【００９７】
図２３は、図１１のブロック配置テーブル作成処理（ステップＳＴ２５４）においてブロックテーブルが配線パターン抽出用の場合のフローチャートを示す。
【００９８】
ステップＳＴ３８０で、図１１のステップＳＴ２５２で作成したブロックテーブルを入力する。
【００９９】
ステップＳＴ３８１で、図１６に示されるように作成したパターンテーブルを入力する。
【０１００】
ステップＳＴ３８２で、ブロック抽出するパターンのグループを作成する。図２４は、グループ作成の一例を示す図である。（ａ）に示すブロック３９０には、パターン３９１がパターン間サイズ３９２で配置されている。また（ｂ）に示すブロック３９３には、パターン３９４がパターン間サイズ３９２で配置されている。ここでパターングループは、同一のパターン間サイズで配置されており、且つパターンテーブルの長辺サイズのＸＹ方向フラグが同一のパターン同士で作成する。従って、パターングループ３９５、３９６、３９７、３９８、３９９の５つのグループが作成される。
【０１０１】
図２３を再び参照し、ステップＳＴ３８３で、ブロックヘの最大ビーム照射範囲を決定する。
【０１０２】
次にステップＳＴ３８４で、各パターングループからブロック配置テーブルを作成する。図２５は、パターングループからブロック配置テーブルを作成する処理を説明するための図である。図２５において、パターングループ４１０からブロック配置テーブルを作成する例を示す。図２５（ｂ）に示されるように、対象となるブロック３９０の最大照射範囲はブロックサイズと同一とする。
【０１０３】
図２５（ａ）に示されるようにＸ方向領域において、パターンが最も多く存在する領域を求める。この例の場合には、領域４１５と４１６に最多の５個のパターンが存在している。領域４１５と４１６とにおいて、最大照射範囲のブロック４１１とブロック４１３とを作成し、残りの領域については最大照射範囲以外で一括露光するブロック４１２とブロック４１４を作成する。ブロック４１１とブロック４１３は、（ｂ）に示す電子ビーム４１９のように照射して一括露光する。ブロック４１２とブロック４１４については、（ｃ）に示す電子ビーム４２０のように照射して一括露光する。次に、残りの領域からパターンが最も多く存在する領域を求めて、ブロックを作成する。これを繰り返すことにより、ブロック４１７及び４１８が作成される。これらブロック４１７とブロック４１８については、（ｄ）に示す電子ビーム４２１のようにブロックを部分照射して一括露光する。
【０１０４】
上記のようにして、図２１に示すブロック配置テーブルに、前述の例と同様にして各値を格納する。
【０１０５】
図２３を再び参照し、ステップＳＴ３８５で、全パターングループからブロック配置テーブルを作成したか否かを判定する。全パターングループについて処理されていない場合には、ステップＳＴ３８４に戻り、次のパターングループに対して上述の処理を繰り返す。全パターングループについて処理された場合には、処理を終了する。
【０１０６】
図２６は、電子ビームの焦点合わせ回数を考慮したブロックマトリクス作成の方法を説明するための図である。
【０１０７】
図２６（ａ）に示すようにパターン４３０が配置されているブロック４３１を用いて、（ｂ）に示すパターングループ４３２と（ｃ）に示すパターングループ４３６を一括露光する。なお最大ビーム照射範囲はブロックサイズと同一とする。パターングループ４３２は、ブロック４３３とブロック４３４又はブロック４３５として一括露光できる。
【０１０８】
図３において、ブロックマスク１２の指定ブロックに電子ビームを照射するとき、偏向器１５によってブロック１２への焦点合わせを行う必要がある。焦点合わせは、ブロック１２に照射する電子ビームの位置毎に行う。図２６（ｂ）に示すパターングループ４３２の場合、１種類のブロック４３５で２回一括露光した場合には焦点合わせの回数が１回ですむが、２種類のブロック４３３及び４３４を使用して２回一括露光する場合には焦点合わせの回数が２回必要になる。従って、１種類のブロック４３５で一括露光した方が焦点合わせの回数を少なくすることができる。同様に、図２６（ｃ）に示すパターングループ４３６は、４種類のブロック４３７〜４４０で一括露光するよりは、一種類のブロック４４１で一括露光する方が焦点合わせの回数を少なくすることができる。
【０１０９】
焦点合わせの回数を最小化するには、以下の式で最小化を満たすブロックのＸ方向配置数（Ｎｘ）とＹ方向配置数（Ｎｙ）を求めることができる。
【０１１０】
Ｐｘ＝パターングループのＸ方向パターン配置数
Ｐｙ＝パターングループのＹ方向パターン配置数
Ｂｘ＝最大ビーム照射範囲におけるＸ方向ブロック内パターン配置数
Ｂｙ＝最大ビーム照射範囲におけるＹ方向ブロック内パターン配置数
Ｒｘ＝Ｐｘ／Ｂｘ
Ｒｙ＝Ｐｙ／Ｂｙ
Ｎｘ＝Ｐｘ／（Ｒｘ＋１）
Ｎｙ＝Ｐｙ／（Ｒｙ＋１）
但し
（Ｐｘ／Ｂｘ）が割り切れる場合：Ｎｘ＝Ｂｘ
（Ｐｙ／Ｂｙ）が割り切れる場合：Ｎｙ＝Ｂｙ
図２７は、本発明による露光データ生成方法を実行する装置の構成を示す図である。
【０１１１】
図２７に示されるように、本発明による露光データ生成方法を実行する装置は、例えばパーソナルコンピュータやエンジニアリングワークステーション等のコンピュータにより実現される。図２７の装置は、コンピュータ５１０と、コンピュータ５１０に接続されるディスプレイ装置５２０、通信装置５２３、及び入力装置よりなる。入力装置は、例えばキーボード５２１及びマウス５２２を含む。コンピュータ５１０は、ＣＰＵ５１１、ＲＡＭ５１２、ＲＯＭ５１３、ハードディスク等の二次記憶装置５１４、可換媒体記憶装置５１５、及びインターフェース５１６を含む。
【０１１２】
キーボード５２１及びマウス５２２は、ユーザとのインターフェースを提供するものであり、コンピュータ５１０を操作するための各種コマンドや要求されたデータに対するユーザ応答等が入力される。ディスプレイ装置５２０は、コンピュータ５１０で処理された結果等を表示すると共に、コンピュータ５１０を操作する際にユーザとの対話を可能にするために様々なデータ表示を行う。通信装置５２３は、遠隔地との通信を行なうためのものであり、例えばモデムやネットワークインターフェース等よりなる。
【０１１３】
本発明による露光データ生成方法は、コンピュータ５１０が実行可能なコンピュータプログラムとして提供される。このコンピュータプログラムは、可換媒体記憶装置５１５に装着可能な記憶媒体Ｍに記憶されており、記憶媒体Ｍから可換媒体記憶装置５１５を介して、ＲＡＭ５１２或いは二次記憶装置５１４にロードされる。或いは、このコンピュータプログラムは、遠隔地にある記憶媒体（図示せず）に記憶されており、この記憶媒体から通信装置５２３及びインターフェース５１６を介して、ＲＡＭ５１２或いは二次記憶装置５１４にロードされる。
【０１１４】
キーボード５２１及び／又はマウス５２２を介してユーザからプログラム実行指示があると、ＣＰＵ５１１は、記憶媒体Ｍ、遠隔地記憶媒体、或いは二次記憶装置５１４からプログラムをＲＡＭ５１２にロードする。ＣＰＵ５１１は、ＲＡＭ５１２の空き記憶空間をワークエリアとして使用して、ＲＡＭ５１２にロードされたプログラムを実行し、適宜ユーザと対話しながら処理を進める。なおＲＯＭ５１３は、コンピュータ５１０の基本動作を制御するための制御プログラムが格納されている。
【０１１５】
上記コンピュータプログラムを実行することで、上記実施例で説明されたように、露光データ生成方法を実行する。
【０１１６】
以上説明したように本発明においては、パターン一括露光を行うブロックマスクを使用した半導体装置の製造方法において、半導体設計規則で決められているパターンのサイズおよびパターン間のサイズを満たすようにパターンをブロック内に配置し、その後、マスク上のブロックと一致するパターンを半導体装置のレイアウトデータから抽出して半導体装置の露光データを作成する。従って、ＩＣ毎にブロックマスクを作成する場合と比較して、ブロックマスク作成のコストを削減し、ＩＣ製造のスループットを向上させることができる。
【０１１７】
またブロックに対する電子ビームの最大照射範囲を指定し、この範囲内で一括露光するように半導体装置のレイアウトデータからパターンを抽出する。これによりブロックを透過する電子ビームサイズを制限することが可能になり、ブロック全体に電子ビームを照射する場合と比較して、クーロン相互作用を抑えてパターンの解像度を向上させることができる。
【０１１８】
また電子ビームの再焦点合わせ回数が少なくなるように半導体装置からパターンを抽出するので、一括露光のたびに焦点合わせを行う場合と比較して、スループットを向上させることができる。またブロックに名称を付けて、そのブロックを搭載したマスクを製造する露光データを作成し、マスクに搭載されたブロックのうちで名称が指定されたブロックと一致するパターンを半導体装置から抽出する。従って、マスクに搭載されている全ブロックとＩＣデータのパターンとが一致するかどうか処理を行う場合と比較して、スループットを向上させることができる。
【０１１９】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。
【発明の効果】
上記説明した露光データ生成方法によれば、パターン一括露光を行うブロックマスクを使用した半導体装置の製造方法において、半導体設計規則で決められているパターンのサイズおよびパターン間のサイズを満たすようにパターンをブロック内に配置し、その後、マスク上のブロックと一致するパターンを半導体装置のレイアウトデータから抽出して半導体装置の露光データを作成する。従って、ＩＣ毎にブロックマスクを作成する場合と比較して、ブロックマスク作成のコストを削減し、ＩＣ製造のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパターン一括露光処理を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）はＩＣデータの例を示し、（ｂ）は基本図形Ｅとそれに対応するブロックとを示す図である。
【図３】ブロックマスクを使用して電子ビームで一括露光する処理を説明するための図である。
【図４】同一テクノロジの基本図形に共通に使用できるブロックについて説明するための図である。
【図５】複数の異なる基本図形を共通のブロックを用いて露光する方法を示す図である。
【図６】異なるダミーパターンを単一のブロックを用いて露光する方法を示す図である。
【図７】本発明による露光データ生成処理と電子ビーム露光処理を説明するための図である。
【図８】ブロックマスク製造用露光データを作成する処理を示すフローチャートである。
【図９】パラメタテーブルとそれに基づいて作成されるブロックの例を示す図である。
【図１０】ブロックテーブルの構造を示す図である。
【図１１】ウエハ製造用露光データを作成する処理を示すフローチャートである。
【図１２】パターンテーブル作成処理を示すフローチャートである。
【図１３】マトリクスパターンテーブルの作成例を示す図である。
【図１４】マトリクスパターンテーブルの具体的な構造の一例を示す図である。
【図１５】パターンテーブル作成の一例を示す図である。
【図１６】パターンテーブルの構造の一例を示す図である。
【図１７】ブロック配置テーブル作成処理においてブロックテーブルがコンタクト／ビアパターン抽出用及びダミーパターン抽出用の場合のフローチャートを示す。
【図１８】最大ビーム照射範囲の例を示す図である。
【図１９】最大ビーム照射範囲の制限の下で一括露光する処理の説明をするための図である。
【図２０】最大ビーム照射範囲の制限の下で一括露光する処理の説明をするための図である。
【図２１】ブロック配置テーブルの構造の一例を示す図である。
【図２２】最大ビーム照射範囲で一括露光できないマトリクスパターンの例を示す図である。
【図２３】ブロック配置テーブル作成処理においてブロックテーブルが配線パターン抽出用の場合のフローチャートを示す。
【図２４】グループ作成の一例を示す図である。
【図２５】パターングループからブロック配置テーブルを作成する処理を説明するための図である。
【図２６】電子ビームの焦点合わせ回数を考慮したブロックマトリクス作成の方法を説明するための図である。
【図２７】本発明による露光データ生成方法を実行する装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ＩＣデータ
２ ウエハ製造用露光データ
３ ブロックマスク製造用露光データ
４ ブロックマスク
５ ウエハ
１０ ブロック
１１ パターン
１２ ブロックマスク
１３ 電子銃
１４ 第一アパチャ
１５ 偏向器
１６ 偏向器
１７ ウエハ
Claims (10)
- 設計規則で定められるパターンサイズ及びパターン間距離を満たすようにパターンをブロックの内部に配置し、該ブロックを搭載したブロックマスク製造用露光データを生成し、
該ブロックの該パターンサイズ及び該パターン間距離を満たすパターン配置を半導体集積回路のレイアウトデータから抽出してウエハ製造用露光データを生成する
各段階を含むことを特徴とする露光データ生成方法。 - 該ブロックマスク製造用露光データを生成する段階は、該レイアウトデータを参照することなく該ブロックマスク製造用露光データの該ブロックを生成することを特徴とする請求項１記載の露光データ生成方法。
- 該ブロックマスク製造用露光データの該ブロックには、該パターンが該パターンサイズ及び該パターン間距離で該ブロックの領域全体に規則正しく敷き詰められていることを特徴とする請求項２記載の露光データ生成方法。
- 該ウエハ製造用露光データを生成する段階は、
該レイアウトデータから抽出される該パターン配置を１つ又は複数の部分領域に分割し、
該１つ又は複数の部分領域の１つずつを該ブロックによる一括露光の対象として割り当てる
各段階を含むことを特徴とする請求項１記載の露光データ生成方法。 - 該一括露光の対象は該ブロックの一部分を使用して一括露光する対象を含むことを特徴とする請求項４記載の露光データ生成方法。
- 該ウエハ製造用露光データを生成する段階は、該ブロックへの最大ビーム照射範囲を決定する段階を更に含み、該１つ又は複数の部分領域の１つずつを該最大ビーム照射範囲を超えずに一括露光可能なように該１つ又は複数の部分領域を決定することを特徴とする請求項４記載の露光データ生成方法。
- 該ウエハ製造用露光データを生成する段階は、該一括露光をする際の再焦点合わせの回数が少なくなるように該１つ又は複数の部分領域を決定することを特徴とする請求項４記載の露光データ生成方法。
- 該ブロックマスク製造用露光データを生成する段階は該ブロックに名称をつける段階を更に含み、該ウエハ製造用露光データを生成する段階は、該ブロックマスクに搭載されたブロックのうち名称が指定されたブロックに対して該パターンサイズ及び該パターン間距離を満たすパターン配置を該レイアウトデータから抽出することを特徴とする請求項１記載の露光データ生成方法。
- 該ブロックは、該半導体集積回路の回路動作に直接に関係するパターンが配置されたブロックと、該半導体集積回路の回路動作に直接には関係しないダミーパターンが配置されたブロックとを含むことを特徴とする請求項１記載の露光データ生成方法。
- 設計規則で定められるパターンサイズ及びパターン間距離を満たすようにパターンをブロックの内部に配置し、該ブロックを搭載したブロックマスク製造用露光データを生成し、
該ブロックの該パターンサイズ及び該パターン間距離を満たすパターン配置を半導体集積回路のレイアウトデータから抽出してウエハ製造用露光データを生成する
各段階をコンピュータに実行させることを特徴とする露光データ生成プログラム。
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