JP2005044957A - 電子線露光装置及び電子線露光方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の電子線露光装置に大幅な改造を加えることなく、特定のパターンの露光時にのみ偏向制御待ち時間を短くすることが可能な電子線露光装置を提供する。
【解決手段】電子銃から出射された電子線が入射する位置にウエハがステージに保持される。電子線の入射する位置が、ステージに保持されたウエハ上を移動するように、第１の偏向器が電子線の進行方向を変える。シャッタが、電子銃から出射された電子線がウエハに入射しないように電子線を遮蔽する。制御装置が、ウエハに転写される複数のパターンの各々について、パターンを特定するパターン識別子、パターンが転写される位置情報、及び待ち時間情報を含む露光データを記憶し、露光データの位置情報に基づいて第１の偏向器を制御する。待ち時間情報に基づく時間だけ経過した後にウエハに電子線が入射するようにシャッタが制御される。
【選択図】 図２
【解決手段】電子銃から出射された電子線が入射する位置にウエハがステージに保持される。電子線の入射する位置が、ステージに保持されたウエハ上を移動するように、第１の偏向器が電子線の進行方向を変える。シャッタが、電子銃から出射された電子線がウエハに入射しないように電子線を遮蔽する。制御装置が、ウエハに転写される複数のパターンの各々について、パターンを特定するパターン識別子、パターンが転写される位置情報、及び待ち時間情報を含む露光データを記憶し、露光データの位置情報に基づいて第１の偏向器を制御する。待ち時間情報に基づく時間だけ経過した後にウエハに電子線が入射するようにシャッタが制御される。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線露光装置及び電子線露光方法に関し、特に露光すべきパターンごとに逐次露光する電子線露光装置及び電子線露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子線逐次露光方法においては、偏向器を制御して電子線が所望の位置に入射する状態にし、偏向制御待ち時間が経過した後に、実際に電子線の照射を行う。偏向制御待ち時間は、電子線の入射位置が、ウエハ上で許容誤差以下の精度で安定するまでの時間に基づいて設定される。
【０００３】
電子線露光方法は、一般的に光露光方法に比べて高い解像度を有する。ところが、半導体集積回路装置の高密度化が進むと、露光すべきパターンの数が増加する。これらのパターンの各々について、偏向器の制御開始から実際の露光までに偏向制御待ち時間だけ電子線照射を待つ必要がある。このため、すべてのパターンを露光するために必要となる時間が長くなり、スループットが低下する。
【０００４】
特許文献１に、スループットの低下を抑制することが可能な電子線露光方法が開示されている。この方法によると、比較的精度を必要としないパターンの露光時には、偏向制御待ち時間を短くすることにより、処理速度が速められている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５４−２５６７５公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１には、偏向制御待ち時間を短くするための具体的な実現方法が記載されていない。
【０００７】
本発明の目的は、従来の電子線露光装置に大幅な改造を加えることなく、特定のパターンの露光時にのみ偏向制御待ち時間を短くすることが可能な電子線露光装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、処理速度を速めることが可能な電子線露光方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、電子線を出射する電子銃と、前記電子銃から出射された電子線が入射する位置にウエハを保持するステージと、電子線の入射する位置が、前記ステージに保持されたウエハ上を移動するように、該電子線の進行方向を変える第１の偏向器と、前記電子銃から出射された電子線が前記ステージに保持されたウエハに入射しないように該電子線を遮蔽するシャッタと、ウエハに転写される複数のパターンの各々について、パターンを特定するパターン識別子、パターンが転写される位置情報、及び待ち時間情報を含む露光データを記憶し、露光データの位置情報に基づいて前記第１の偏向器を制御し、前記待ち時間情報に基づく時間だけ経過した後に前記ウエハに電子線が入射するように前記シャッタを制御する制御装置とを有する電子線露光装置が提供される。
【００１０】
パターンごとに、実際に電子線を照射するまでの待ち時間を設定することができる。位置ずれ許容範囲の大きなパターンを露光する時に待ち時間を短くし、全体の処理時間の短縮を図ることができる。
【００１１】
本発明の他の観点によると、（ａ）露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、要求される位置精度によって少なくとも２つの第１の区分と第２の区分に分類され、第１の区分に属するパターンには、第２の区分に属するパターンよりも高い位置精度が要求される前記ウエハを準備する工程と、（ｂ）前記ウエハの１つの下位偏向フィールド内の露光すべきパターンを、下位偏向器による電子線の走査によって露光する工程と、（ｃ）上位偏向器を制御して、露光されていない下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）で電子線の照射が可能になった下位偏向フィールド内の前記第２の区分に属するパターンを露光する工程と、（ｅ）前記第２の区分に属するパターンの露光後、該下位偏向フィールド内の前記第１の区分に属するパターンを露光する工程とを有する電子線露光方法が提供される。
【００１２】
上位偏向器を制御した直後に、高い位置精度が要求されないパターンを露光するため、偏向制御待ち時間を短くすることができる。
本発明の他の観点によると、ウエハ上の露光すべき１つのパターンを、当該パターンの外周線に接する複数の第１のサブパターンと、外周線に接しない少なくとも１つの第２のサブパターンとに分割する工程であって、第１のサブパターン及び第２のサブパターンの各々には、電子線を走査することなく電子線が照射される第１及び第２のサブパターンに分割する工程と、前記第１のサブパターン及び第２のサブパターンから選択された１つのパターンに電子線が照射されるように偏向器を制御して、偏向制御待ち時間だけ経過した後に、実際に電子線を照射する工程とを有し、前記第２のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間が、前記第１のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間よりも短い電子線露光方法が提供される。
【００１３】
パターンの外周線を画定しない第２のサブパターンを露光する時の偏向制御待ち時間を短くすることにより、全体の処理時間を短くすることができる。
本発明の他の観点によると、半導体集積回路装置の各層のパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドとを有する設計データを作成する工程であって、位置ずれの許容誤差が基準値よりも大きいパターンと、基準値よりも小さいパターンとで、レイヤ情報フィールドの値が異なるように設計データを作成する工程と、前記設計データに基づいて、電子線露光装置に入力可能な形式の露光データを作成する工程であって、該露光データは、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を規定する情報を含み、前記設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、偏向制御待ち時間を規定する情報を設定する工程と、前記露光データに基づいてウエハの露光を行う工程とを有する電子線露光方法が提供される。
【００１４】
設計データのレイヤ情報フィールドに、偏向制御待ち時間を指定する情報が格納される。このため、設計データに、偏向制御待ち時間を指定するための新たなフィールドを追加する必要がない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の実施例による電子線露光装置の概略図を示す。電子銃１が電子線を出射する。ステージ９が、その上面にウエハ２０を保持する。電子銃１から出射された電子線は、ステージ９に保持されたウエハ２０に入射する。電子銃１からステージ９までの電子線の経路に沿って、第１のスリット２、スリット偏向器３、第２のスリット４、ブランキング５、アパーチャ６、副偏向器７、及び主偏向器８がこの順番に配置されている。なお、必要に応じて、電子線を集束させる複数のレンズ１５が配置されている。
【００１６】
電子銃１から出射された電子線が、第１のスリット２に入射する。第１のスリット２は、電子線の断面を正方形に整形する。第１のスリット２を通過した電子線が、スリット偏向器３により進行方向を振られる。スリット偏向器３で進行方向を振られた電子線が第２のスリット４に入射する。第１のスリット２の正方形の開口が、第２のスリット４の位置に結像する。
【００１７】
第２のスリット４に、正方形の開口が形成されている。この開口内に入射した電子線が第２のスリット４を通過する。開口外に入射した電子線は第２のスリット４で遮蔽される。
【００１８】
ブランキング５は、第２のスリット４を通過した電子線の進行方向を変化させる。アパーチャ６の中心に、電子線が通過する開口が形成されている。電子線がブランキング５を直進すると、アパーチャ６の中心の開口を通過する。電子線の進行方向がブランキング５で変化させられると、電子線はアパーチャ６で遮蔽される。すなわち、ブランキング５とアパーチャ６とが、電子線のシャッタを構成している。
【００１９】
アパーチャ６を通過した電子線は、副偏向器７により偏向制御を受け、さらに主偏向器８により偏向制御を受ける。偏向制御された電子線は、ステージ９に保持されたウエハ２０の所望の位置に入射する。第２のスリット４の位置に形成される第１のスリット２の開口の像と、第２のスリット４の開口との重なり部分に相当する矩形パターンが、ウエハ２０に転写される。スリット偏向器３で電子線の進行方向を振ることにより、ウエハ２０に転写される矩形パターンの長辺と短辺の長さを変えることができる。制御装置１０が、ブランキング５、副偏向器７、及び主偏向器８を制御する。
【００２０】
次に、図２を参照して、第１の実施例による電子線露光方法について説明する。
図２（Ａ）に、ウエハの表面に画定された露光すべきパターンを示す。領域２５内に、複数のダミーパターンＡ、Ｂ〜Ｊが配置され、領域２６内にデバイスパターンＫ〜Ｎが配置されている。ダミーパターンＡ〜Ｊは、電子回路として機能せず、エッチング時のエッチング速度の均一化、化学機械研磨（ＣＭＰ）時の平坦性改善等の目的で用いられる。このため、ダミーパターンＡ〜Ｊには、高い位置精度が要求されず、位置ずれ許容値が例えば５０ｎｍ程度である。デバイスパターンＫ〜Ｎの位置ずれ許容値は、例えば５ｎｍ程度である。
【００２１】
図２（Ｂ）に、電子線露光装置に与えられる露光データの一部のフォーマットを示す。露光データは、パターン識別フィールド及び待ち時間フィールドを有する。パターン識別フィールドには、露光すべきパターンを特定するための値が格納される。パターン識別フィールドの各々の記憶領域に対応して、待ち時間フィールドが確保されている。待ち時間フィールドには、当該パターンを露光する時の偏向制御待ち時間を指定する値が格納されている。なお、露光データは、この他にパターン寸法、主偏向位置、副偏向位置、露光量等の情報を含む。
【００２２】
以下、偏向制御待ち時間について簡単に説明する。１つのパターンの露光が完了すると、電子線露光装置の副偏向器を制御して、電子線の入射位置を、次に露光すべきパターンの位置まで移動させる。ところが、電子線の入射位置が所望の位置に移動するまでに遅延が生じるとともに、所望の位置に到達した後にも、入射位置が振動し、位置が安定するまでに時間を要する。電子線の入射位置のずれ量が所定の許容誤差範囲内に収まるまでの時間を、偏向制御待ち時間と呼ぶ。
【００２３】
図３に、副偏向器の偏向静定特性の一例を示す。横軸は、１つのパターンの露光が完了した時点からの経過時間を単位「ｎｓ」で表し、縦軸は偏向偏差（所望の位置から実際の電子線入射位置までのずれ量）を単位「ｎｍ」で表す。
【００２４】
ダミーパターンＡ〜Ｊの位置ずれ許容値は５０ｎｍである。経過時間が６０ｎｓを超えると、偏向偏差が５０ｎｍ以下になる。このため、ダミーパターンＡ〜Ｊを露光する時には、偏向制御待ち時間を６０ｎｓにすればよい。デバイスパターンＫ〜Ｎの位置ずれ許容値は５ｎｍである。経過時間が５００ｎｓを超えると、偏向偏差が５ｎｍ以下になる。このため、デバイスパターンＫ〜Ｎを露光する時には、偏向制御待ち時間を５００ｎｓにすればよい。
【００２５】
図２（Ｂ）に示すように、ダミーパターンＡ〜Ｊに対応する待ち時間フィールドには、待ち時間が６０ｎｓであることを示す値「ＳＴ」が格納されている。デバイスパターンＫ〜Ｎに対応する待ち時間フィールドには、待ち時間が５ｎｓであることを示す値「ＬＧ」が格納されている。
【００２６】
図１に示した制御装置１０は、図２（Ｂ）に示した露光データに基づき、ダミーパターンＡ〜Ｊを露光する時には、偏向制御待ち時間を、値「ＳＴ」に対応する短い時間、例えば６０ｎｓとし、デバイスパターンＫ〜Ｎを露光する時には、偏向制御待ち時間を、値「ＬＧ」に対応する長い時間、例えば５００ｎｓとする。
【００２７】
第１の実施例によると、ダミーパターンＡ〜Ｊを露光する時の偏向制御待ち時間が、デバイスパターンＫ〜Ｎを露光する時の偏向制御待ち時間よりも短くなる。このため、すべてのパターンの偏向制御待ち時間を、デバイスパターンＫ〜Ｎを露光する時の偏向制御待ち時間にする場合に比べて、処理時間を短くすることができる。
【００２８】
図４を参照して、第２の実施例による電子線露光方法について説明する。一般的な電子線露光装置には、露光すべき１つのパターンを複数個の露光単位パターンに分割し、露光単位パターンごとに電子線の照射を行うパターンショット分割機能が備えられている。第２の実施例では、このパターンショット分割機能を利用して、偏向制御待ち時間を制御する。
【００２９】
図４（Ａ）に、露光すべきパターンの一例を示す。短辺が４μｍ、長辺が８μｍの長方形のパターンＡ、長さ８μｍ、幅０．５μｍの線状パターンＢ、及び一辺の長さが３．５μｍの正方形のダミーパターンＣが画定されている。ダミーパターンＣの位置ずれ許容誤差は、他のデバイスパターンＡ及びＢの許容誤差に比べて大きい。
【００３０】
図４（Ｂ）に、パターンショット分割機能を利用して露光される時の露光単位パターンを示す。パターンＡのように比較的大きなパターンは、クーロン効果による像のぼけを抑制するために、最大寸法を２μｍにする分割ルールを適用して、小さな露光単位パターンＡ１〜Ａ８に分割される。各露光単位パターンＡ１〜Ａ８は、一辺の長さが２μｍの正方形である。
【００３１】
パターンＢのように、１ショットで露光可能な最大寸法を超える長いパターンは、最大寸法を４μｍにする分割ルールを適用して、長さ４μｍの露光単位パターンＢ１とＢ２とに分割される。ダミーパターンＣは分割されず、１ショットで露光される。
【００３２】
図４（Ｃ）に、電子線露光装置に入力される露光データの一部を示す。露光データは、露光すべきパターンを特定するための値が格納されるパターン識別フィールド、及び露光すべきパターンごとに設けられる分割ルールフィールドを含む。分割ルールフィールドには、当該パターンの分割ルールを規定する値が格納される。例えば、最大寸法を２μｍとする分割ルールを「１」、最大寸法を４μｍとする分割ルールを「２」とする。この場合、パターンＡの分割ルールフィールドには、分割ルール「１」が格納され、パターンＢの分割ルールフィールドには、分割ルール「２」が格納される。
【００３３】
パターンＣの分割ルールフィールドには、分割ルール「９」が格納されている。第２の実施例では、分割ルール「９」は、分割を行うことなく１ショットで露光することを意味するのみではなく、偏向制御待ち時間が長いことを意味する。
【００３４】
図４（Ｄ）に、分割ルールと偏向制御待ち時間との対応関係を示す。分割ルール「１」及び「２」には、長い偏向制御待ち時間「ＬＧ」が対応し、分割ルール「９」には、短い偏向制御待ち時間「ＳＴ」が対応する。この対応関係は、図１に示した電子線露光装置の制御装置１０に予め記憶されている。なお、その他の分割ルールについても、分割ルールと偏向制御待ち時間との対応関係が記憶されている。
【００３５】
ダミーパターンＣを露光する時には、図１に示した電子線露光装置の制御装置１０が、露光データから分割ルールが「９」であることを読み取る。分割ルールが「９」であるとき、制御装置１０は、偏向制御待ち時間を短くしてダミーパターンＣの露光を行う。
【００３６】
第２の実施例では、分割ルールフィールドに特定の値（上記実施例では「９」）を設定することにより、偏向制御待ち時間が指定される。すなわち、パターンごとに対応付けられた偏向制御待ち時間に関する情報が、露光データの分割ルールフィールドに記憶される。このため、露光データに新たなフィールドを追加することなく、パターンごとに偏向制御待ち時間に関する情報を対応付けることが可能になる。
【００３７】
次に、図５及び図６を参照して、第３の実施例による電子線露光方法について説明する。第３の実施例では、ブロック露光（部分一括露光）法が採用される。
図５（Ａ）に電子線ブロック露光装置の概略図を示す。図１に示した第２のスリット４の代わりにブロックマスク４Ａが配置されており、スリット偏向器３の代わりにブロック選択偏向器３Ａが配置されている。ブロックマスク４Ａと副偏向器７との間にブロック選択振り戻し偏向器３０が配置されている。その他の構成は、図１に示した電子線露光装置の構成と同様である。
【００３８】
ブロックマスク４Ａの面内に、複数のブロック４Ｂが画定されている。ブロック４Ｂには、種々の形状の開口が形成されている。ブロック選択偏向器３Ａが電子線の進行方向を変えることにより、複数のブロック４Ｂから所望の１つのブロックが選択され、選択されたブロックを電子線が通過する。選択されたブロック４Ｂに形成されている開口のパターンがウエハ２０に転写される。
【００３９】
図５（Ｂ）に、ブロックマスク４Ａの概略平面図を示す。面内に複数のブロック４Ｂが配置されている。各ブロック４Ｂに、０から９９までの通し番号が付されている。この通し番号により１つのブロック４Ｂを特定することができる。通し番号０〜９９が付されたブロックの他に、符号Ｓ０〜Ｓ３で特定される可変整形ブロックが配置されている。
【００４０】
可変整形ブロックＳ０〜Ｓ３には、正方形の開口が設けられている。可変整形ブロックＳ０〜Ｓ３の各々が、図１に示した第２のスリット４と同様の機能を有する。すなわち、ビーム断面を任意の大きさの矩形にする。図５（Ｂ）において、可変整形ブロックＳ０〜Ｓ３の左側、左下側、及び下側のある幅の領域には、ブロックが配置されておらず、電子線を遮蔽する領域とされている。
【００４１】
図６（Ａ）に、電子線ブロック露光装置に入力される露光データの一部を示す。露光データは、パターン識別フィールド及びブロック識別フィールドを含む。パターン識別フィールドに、露光すべきパターンを特定する値が格納され、ブロック識別フィールドに、当該パターンを露光する時に使用されるブロックの通し番号が格納されている。例えば、パターンＡが、通し番号１のブロックを用いて露光され、パターンＢが、通し番号２のブロックを用いて露光される。
【００４２】
図６（Ｂ）に、ブロックの通し番号と偏向制御待ち時間との対応関係を示す。通し番号が０〜９９には、偏向制御待ち時間が長い「ＬＧ」が対応し、通し番号１０１に、偏向制御待ち時間が短い「ＳＴ」が対応する。この対応関係は、電子線ブロック露光装置の制御装置１０に予め記憶されている。
【００４３】
図６（Ａ）に示すように、ダミーパターンＣに、ブロック番号「１０１」が割り当てられている。ブロック番号１０１は、可変整形ブロックＳ０〜Ｓ３のいずれかを使用し、偏向制御待ち時間を短くすることを意味する。
【００４４】
第３の実施例では、ブロック識別フィールドに特定の値を設定（上記実施例では「１０１」）を設定することにより、偏向制御待ち時間を規定している。すなわち、パターンごとに対応付けられた偏向制御待ち時間に関する情報が、露光データのブロック識別フィールドに記憶される。このため、露光データに新たなフィールドを追加することなく、パターンごとに偏向制御待ち時間に関する情報を対応付けることが可能になる。
【００４５】
次に、図７及び図８を参照して、第４の実施例による電子線露光方法について説明する。
図７（Ａ）に示すように、ウエハ４０の面内に、複数の主偏向フィールド４１が画定されている。図７（Ｂ）に示すように、主偏向フィールド４１の各々の内部に、複数の副偏向フィールド４２が画定されている。図７（Ｃ）に示すように、副偏向フィールド４２内に、ダミーパターンＡ〜Ｊ及びデバイスパターンＫ〜Ｎが画定されている。
【００４６】
１つの副偏向フィールド４２内のパターンを露光する時は、図１に示した主偏向器８による偏向方向を固定しておき、副偏向器７のみを制御して電子線を走査する。１つの副偏向フィールド４２内のすべてのパターンの露光が完了したら、主偏向器８による偏向方向を変えて、隣の副偏向フィールド４２に電子線が照射されるようにする。
【００４７】
１つの主偏向フィールド４１内のすべての副偏向フィールド４２の露光が完了すると、図１のステージ９を動作させてウエハ４１を移動し、他の主偏向フィールド４１内の露光を行う。
【００４８】
図８に、主偏向器８の偏向静定特性の一例を示す。横軸は、１つの副偏向フィールド内のすべてのパターンの露光が完了した時点からの経過時間を単位「μｓ」で表し、縦軸は偏向偏差（所望の位置から実際の電子線入射位置までのずれ量）を単位「ｎｍ」で表す。
【００４９】
経過時間に対する偏向偏差の挙動は、図３に示した副偏向器の偏向静定特性と同様である。ところが、副偏向器の偏向静定特性の横軸の単位が「ｎｓ」であるのに対し、主偏向器の偏向静定特性の横軸の単位は「μｓ」である。
【００５０】
電子線の入射位置の位置ずれを、デバイスパターンの位置ずれの許容誤差５ｎｍ以下にするためには、約４００μｓの偏向制御待ち時間を確保しなければならない。これに対し、位置ずれをダミーパターンの位置ずれ許容誤差５０ｎｍ以下にするためには、約３０μｓの偏向制御待ち時間を確保すればよい。
【００５１】
副偏向フィールド４２内のパターンを露光する時、まず位置ずれ許容誤差の大きなダミーパターンを露光する。当該副偏向フィールド４２内のすべてのダミーパターンの露光が完了した後、位置ずれ許容誤差の小さなデバイスパターンの露光を行う。すべてのダミーパターンの露光が完了するまでの経過時間が４００μｓを超えている場合には、その時点で主偏向器の偏向偏差が既に５ｎｍ以下になっている。このため、主偏向器の偏向静定特性を考慮することなく、副偏向器の偏向静定特性のみに着目して、偏向制御待ち時間を決定すればよい。なお、ダミーパターンの露光が完了するまでの経過時間が４００μｓ未満であっても、合計の待ち時間を短縮することができる。
【００５２】
たとえば、１つのダミーパターンの露光時間を２００ｎｓ、偏向制御待ち時間を５０ｎｓとした場合、１６００個のダミーパターンを露光するのに必要な時間が丁度４００μｓになる。この条件で１６００個のダミーパターンを露光した後には、副偏向器の偏向静定特性にのみ着目して、偏向制御待ち時間を決定すればよい。
【００５３】
次に、図９を参照して、第５の実施例による電子線露光方法について説明する。
図９（Ａ）に、露光すべき１つの長方形のパターン５０を示す。図９（Ｂ）に示すように、１つのパターン５０を、１０個のサブパターン５０Ａ〜５０Ｊに分割する。なお、分割されたサブパターン５０Ａ〜５０Ｊは、図４（Ｂ）に示した所定の分割ルールによって分割された露光単位パターンＡ１〜Ａ８等とは異なる。サブパターン５０Ａ〜５０Ｊの各々が、図４（Ａ）に示した露光すべきパターンＡまたはＢに相当し、露光データにおいて１つのパターンとして認識される。
【００５４】
サブパターン５０Ａ〜５０Ｄは、それぞれ露光すべき元のパターン５０の４つの辺に接触し、対応する辺に沿って延在する細い直線状の形状を有する。他のサブパターン５０Ｅ〜５０Ｊは、元のパターン５０の外周線に接することはなく、サブパターン５０Ａ〜５０Ｄで囲まれた領域内に隙間なく配置される。
【００５５】
元のパターン５０の外周を画定するサブパターン５０Ａ〜５０Ｄを細い線状とすることにより、クーロン効果の影響を軽減し、近接するパターンとの分解能を高めることができる。
【００５６】
元のパターン５０の外周線を画定するサブパターン５０Ａ〜５０Ｄには、元のパターン５０に要求される位置精度と同等の位置精度が要求される。ところが、外周線に接触しないサブパターン５０Ｅ〜５０Ｊには、高い位置精度が要求されない。サブパターン５０Ｅ〜５０Ｊによってパターン５０の内部が隙間なく埋め尽くされればよい。このため、サブパターン５０Ｅ〜５０Ｊを露光する時の偏向制御待ち時間を短くすることができる。
【００５７】
図９（Ｃ）に、露光データの一部を示す。この露光データのフォーマットは、図２（Ｂ）に示した露光データのフォーマットと同様である。サブパターン５０Ａ〜５０Ｄに、長い待ち時間「ＬＧ」が対応付けられ、サブパターン５０Ｅ〜５０Ｊに、短い待ち時間「ＳＴ」が対応付けられている。
【００５８】
この露光データを用いて露光を行うことにより、すべてのサブパターン５０Ａ〜５０Ｊの偏向制御待ち時間を同一にする場合に比べて、処理時間の短縮を図ることができる。
【００５９】
次に、上述の実施例で用いられた露光データの作成方法について説明する。一般的には、ＬＳＩの設計データから露光データが生成される。設計データは、一般的に米国のカルマ社の提案によるＧＤＳフォーマットで表される。ＧＤＳフォーマットには、ＬＳＩのパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドが含まれる。
【００６０】
従来は、同一の層内のダミーパターンとデバイスパターンとに、同一のレイヤ番号が付与されていた。上記実施例では、位置ずれ許容誤差が所定の基準値よりも大きなダミーパターンと、位置ずれ許容誤差が所定の基準値よりも小さなデバイスパターンとに、相互に異なるレイヤ番号を付与する。例えば、同じ層のデバイスパターンのレイヤ番号を１とし、ダミーパターンのレイヤ番号を１０とする。
【００６１】
この設計データから、図２（Ｂ）に示した露光データを生成する場合、レイヤ番号が１のパターンの待ち時間フィールドに「ＬＧ」を設定し、レイヤ番号が１０のパターンの待ち時間フィールドに「ＳＴ」を設定する。
【００６２】
このように、設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、露光データの偏向制御待ち時間を規定する情報が設定される。これにより、設計データに新たなフィールドを追加することなく、パターンごとに偏向制御待ち時間を対応付けることができる。
【００６３】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００６４】
上記実施例から、以下の付記に示された発明が導出される。
（付記１） 電子線を出射する電子銃と、
前記電子銃から出射された電子線が入射する位置にウエハを保持するステージと、
電子線の入射する位置が、前記ステージに保持されたウエハ上を移動するように、該電子線の進行方向を変える第１の偏向器と、
前記電子銃から出射された電子線が前記ステージに保持されたウエハに入射しないように該電子線を遮蔽するシャッタと、
ウエハに転写される複数のパターンの各々について、パターンを特定するパターン識別子、パターンが転写される位置情報、及び待ち時間情報を含む露光データを記憶し、露光データの位置情報に基づいて前記第１の偏向器を制御し、前記待ち時間情報に基づく時間だけ経過した後に前記ウエハに電子線が入射するように前記シャッタを制御する制御装置と
を有する電子線露光装置。
【００６５】
（付記２） 前記露光データが、転写されるパターンごとに、当該パターンを複数回に分けて露光する分割ルールを規定する値が記憶される分割ルール情報フィールドを含み、前記待ち時間情報が、該分割ルール情報フィールドに記憶された特定の値によって規定される付記１に記載の電子線露光装置。
【００６６】
（付記３） さらに、前記電子銃と前記ステージとの間の電子線の経路内に配置され、各々に電子線を透過させる規格化された図形が形成された複数のブロックを含むブロックマスクと、
前記ブロックマスクの複数のブロックから選択された一つのブロックを電子線が透過するように該電子線を制御する第２の偏向器と
を有し、前記露光データが、転写されるパターンごとに、当該パターンに対応するブロックを規定する値が記憶されるブロック識別フィールドを含み、前記待ち時間情報が、該ブロック識別フィールドに記憶された特定の値によって規定される付記１に記載の電子線露光装置。
【００６７】
（付記４） （ａ）露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、要求される位置精度によって少なくとも２つの第１の区分と第２の区分に分類され、第１の区分に属するパターンには、第２の区分に属するパターンよりも高い位置精度が要求される前記ウエハを準備する工程と、
（ｂ）前記ウエハの１つの下位偏向フィールド内の露光すべきパターンを、下位偏向器による電子線の走査によって露光する工程と、
（ｃ）上位偏向器を制御して、露光されていない下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）で電子線の照射が可能になった下位偏向フィールド内の前記第２の区分に属するパターンを露光する工程と、
（ｅ）前記第２の区分に属するパターンの露光後、該下位偏向フィールド内の前記第１の区分に属するパターンを露光する工程と
を有する電子線露光方法。
【００６８】
（付記５） ウエハ上の露光すべき１つのパターンを、当該パターンの外周線に接する複数の第１のサブパターンと、外周線に接しない少なくとも１つの第２のサブパターンとに分割する工程であって、第１のサブパターン及び第２のサブパターンの各々には、電子線を走査することなく電子線が照射される第１及び第２のサブパターンに分割する工程と、
前記第１のサブパターン及び第２のサブパターンから選択された１つのパターンに電子線が照射されるように偏向器を制御して、偏向制御待ち時間だけ経過した後に、実際に電子線を照射する工程と
を有し、前記第２のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間が、前記第１のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間よりも短い電子線露光方法。
【００６９】
（付記６） 半導体集積回路装置の各層のパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドとを有する設計データを作成する工程であって、位置ずれの許容誤差が基準値よりも大きいパターンと、基準値よりも小さいパターンとで、レイヤ情報フィールドの値が異なるように設計データを作成する工程と、
前記設計データに基づいて、電子線露光装置に入力可能な形式の露光データを作成する工程であって、該露光データは、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を規定する情報を含み、前記設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、偏向制御待ち時間を規定する情報を設定する工程と、
前記露光データに基づいてウエハの露光を行う工程と
を有する電子線露光方法。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を設定することにより、位置ずれ許容誤差の大きなパターンの偏向制御待ち時間を短くすることができる。これにより、処理時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例による電子線露光装置の概略図である。
【図２】第１の実施例による電子線露光方法を説明するための露光すべきパターンの配置を示す平面図、及び露光データの一部を示す図表である。
【図３】副偏向器の偏向静定特性を示すグラフである。
【図４】第２の実施例による電子線露光方法を説明するための露光すべきパターンの配置を示す平面図、露光データの一部を示す図表、及び分割ルールと待ち時間との対応関係を示す図表である。
【図５】電子線ブロック露光装置の概略図及びブロックマスクの概略平面図である。
【図６】第３の実施例による電子線露光方法で使用される露光データの一部を示す図表、及びブロック通し番号と待ち時間との対応関係を示す図表である。
【図７】第４の実施例による電子線露光方法を説明するためのウエハの平面図、主偏向フィールドの平面図、及び副偏向フィールド内のパターンの配置を示す平面図である。
【図８】主偏向器の偏向静定特性を示すグラフである。
【図９】第５の実施例による電子線露光方法を説明するための１つのパターンの平面図、複数に分割したサブパターン配置を示す平面図、及び露光データの一部を示す図表である。
【符号の説明】
１ 電子銃
２ 第１のスリット
３ スリット偏向器
４ 第２のスリット
４Ａ ブロックマスク
５ ブランキング
６ アパーチャ
７ 副偏向器
８ 主偏向器
９ ステージ
１０ 制御装置
１５ レンズ
２０ ウエハ
３０ ブロック選択振り戻し偏向器
４０ ウエハ
４１ 主偏向フィールド
４２ 副偏向フィールド
５０ 露光すべきパターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線露光装置及び電子線露光方法に関し、特に露光すべきパターンごとに逐次露光する電子線露光装置及び電子線露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子線逐次露光方法においては、偏向器を制御して電子線が所望の位置に入射する状態にし、偏向制御待ち時間が経過した後に、実際に電子線の照射を行う。偏向制御待ち時間は、電子線の入射位置が、ウエハ上で許容誤差以下の精度で安定するまでの時間に基づいて設定される。
【０００３】
電子線露光方法は、一般的に光露光方法に比べて高い解像度を有する。ところが、半導体集積回路装置の高密度化が進むと、露光すべきパターンの数が増加する。これらのパターンの各々について、偏向器の制御開始から実際の露光までに偏向制御待ち時間だけ電子線照射を待つ必要がある。このため、すべてのパターンを露光するために必要となる時間が長くなり、スループットが低下する。
【０００４】
特許文献１に、スループットの低下を抑制することが可能な電子線露光方法が開示されている。この方法によると、比較的精度を必要としないパターンの露光時には、偏向制御待ち時間を短くすることにより、処理速度が速められている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５４−２５６７５公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１には、偏向制御待ち時間を短くするための具体的な実現方法が記載されていない。
【０００７】
本発明の目的は、従来の電子線露光装置に大幅な改造を加えることなく、特定のパターンの露光時にのみ偏向制御待ち時間を短くすることが可能な電子線露光装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、処理速度を速めることが可能な電子線露光方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、電子線を出射する電子銃と、前記電子銃から出射された電子線が入射する位置にウエハを保持するステージと、電子線の入射する位置が、前記ステージに保持されたウエハ上を移動するように、該電子線の進行方向を変える第１の偏向器と、前記電子銃から出射された電子線が前記ステージに保持されたウエハに入射しないように該電子線を遮蔽するシャッタと、ウエハに転写される複数のパターンの各々について、パターンを特定するパターン識別子、パターンが転写される位置情報、及び待ち時間情報を含む露光データを記憶し、露光データの位置情報に基づいて前記第１の偏向器を制御し、前記待ち時間情報に基づく時間だけ経過した後に前記ウエハに電子線が入射するように前記シャッタを制御する制御装置とを有する電子線露光装置が提供される。
【００１０】
パターンごとに、実際に電子線を照射するまでの待ち時間を設定することができる。位置ずれ許容範囲の大きなパターンを露光する時に待ち時間を短くし、全体の処理時間の短縮を図ることができる。
【００１１】
本発明の他の観点によると、（ａ）露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、要求される位置精度によって少なくとも２つの第１の区分と第２の区分に分類され、第１の区分に属するパターンには、第２の区分に属するパターンよりも高い位置精度が要求される前記ウエハを準備する工程と、（ｂ）前記ウエハの１つの下位偏向フィールド内の露光すべきパターンを、下位偏向器による電子線の走査によって露光する工程と、（ｃ）上位偏向器を制御して、露光されていない下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）で電子線の照射が可能になった下位偏向フィールド内の前記第２の区分に属するパターンを露光する工程と、（ｅ）前記第２の区分に属するパターンの露光後、該下位偏向フィールド内の前記第１の区分に属するパターンを露光する工程とを有する電子線露光方法が提供される。
【００１２】
上位偏向器を制御した直後に、高い位置精度が要求されないパターンを露光するため、偏向制御待ち時間を短くすることができる。
本発明の他の観点によると、ウエハ上の露光すべき１つのパターンを、当該パターンの外周線に接する複数の第１のサブパターンと、外周線に接しない少なくとも１つの第２のサブパターンとに分割する工程であって、第１のサブパターン及び第２のサブパターンの各々には、電子線を走査することなく電子線が照射される第１及び第２のサブパターンに分割する工程と、前記第１のサブパターン及び第２のサブパターンから選択された１つのパターンに電子線が照射されるように偏向器を制御して、偏向制御待ち時間だけ経過した後に、実際に電子線を照射する工程とを有し、前記第２のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間が、前記第１のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間よりも短い電子線露光方法が提供される。
【００１３】
パターンの外周線を画定しない第２のサブパターンを露光する時の偏向制御待ち時間を短くすることにより、全体の処理時間を短くすることができる。
本発明の他の観点によると、半導体集積回路装置の各層のパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドとを有する設計データを作成する工程であって、位置ずれの許容誤差が基準値よりも大きいパターンと、基準値よりも小さいパターンとで、レイヤ情報フィールドの値が異なるように設計データを作成する工程と、前記設計データに基づいて、電子線露光装置に入力可能な形式の露光データを作成する工程であって、該露光データは、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を規定する情報を含み、前記設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、偏向制御待ち時間を規定する情報を設定する工程と、前記露光データに基づいてウエハの露光を行う工程とを有する電子線露光方法が提供される。
【００１４】
設計データのレイヤ情報フィールドに、偏向制御待ち時間を指定する情報が格納される。このため、設計データに、偏向制御待ち時間を指定するための新たなフィールドを追加する必要がない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の実施例による電子線露光装置の概略図を示す。電子銃１が電子線を出射する。ステージ９が、その上面にウエハ２０を保持する。電子銃１から出射された電子線は、ステージ９に保持されたウエハ２０に入射する。電子銃１からステージ９までの電子線の経路に沿って、第１のスリット２、スリット偏向器３、第２のスリット４、ブランキング５、アパーチャ６、副偏向器７、及び主偏向器８がこの順番に配置されている。なお、必要に応じて、電子線を集束させる複数のレンズ１５が配置されている。
【００１６】
電子銃１から出射された電子線が、第１のスリット２に入射する。第１のスリット２は、電子線の断面を正方形に整形する。第１のスリット２を通過した電子線が、スリット偏向器３により進行方向を振られる。スリット偏向器３で進行方向を振られた電子線が第２のスリット４に入射する。第１のスリット２の正方形の開口が、第２のスリット４の位置に結像する。
【００１７】
第２のスリット４に、正方形の開口が形成されている。この開口内に入射した電子線が第２のスリット４を通過する。開口外に入射した電子線は第２のスリット４で遮蔽される。
【００１８】
ブランキング５は、第２のスリット４を通過した電子線の進行方向を変化させる。アパーチャ６の中心に、電子線が通過する開口が形成されている。電子線がブランキング５を直進すると、アパーチャ６の中心の開口を通過する。電子線の進行方向がブランキング５で変化させられると、電子線はアパーチャ６で遮蔽される。すなわち、ブランキング５とアパーチャ６とが、電子線のシャッタを構成している。
【００１９】
アパーチャ６を通過した電子線は、副偏向器７により偏向制御を受け、さらに主偏向器８により偏向制御を受ける。偏向制御された電子線は、ステージ９に保持されたウエハ２０の所望の位置に入射する。第２のスリット４の位置に形成される第１のスリット２の開口の像と、第２のスリット４の開口との重なり部分に相当する矩形パターンが、ウエハ２０に転写される。スリット偏向器３で電子線の進行方向を振ることにより、ウエハ２０に転写される矩形パターンの長辺と短辺の長さを変えることができる。制御装置１０が、ブランキング５、副偏向器７、及び主偏向器８を制御する。
【００２０】
次に、図２を参照して、第１の実施例による電子線露光方法について説明する。
図２（Ａ）に、ウエハの表面に画定された露光すべきパターンを示す。領域２５内に、複数のダミーパターンＡ、Ｂ〜Ｊが配置され、領域２６内にデバイスパターンＫ〜Ｎが配置されている。ダミーパターンＡ〜Ｊは、電子回路として機能せず、エッチング時のエッチング速度の均一化、化学機械研磨（ＣＭＰ）時の平坦性改善等の目的で用いられる。このため、ダミーパターンＡ〜Ｊには、高い位置精度が要求されず、位置ずれ許容値が例えば５０ｎｍ程度である。デバイスパターンＫ〜Ｎの位置ずれ許容値は、例えば５ｎｍ程度である。
【００２１】
図２（Ｂ）に、電子線露光装置に与えられる露光データの一部のフォーマットを示す。露光データは、パターン識別フィールド及び待ち時間フィールドを有する。パターン識別フィールドには、露光すべきパターンを特定するための値が格納される。パターン識別フィールドの各々の記憶領域に対応して、待ち時間フィールドが確保されている。待ち時間フィールドには、当該パターンを露光する時の偏向制御待ち時間を指定する値が格納されている。なお、露光データは、この他にパターン寸法、主偏向位置、副偏向位置、露光量等の情報を含む。
【００２２】
以下、偏向制御待ち時間について簡単に説明する。１つのパターンの露光が完了すると、電子線露光装置の副偏向器を制御して、電子線の入射位置を、次に露光すべきパターンの位置まで移動させる。ところが、電子線の入射位置が所望の位置に移動するまでに遅延が生じるとともに、所望の位置に到達した後にも、入射位置が振動し、位置が安定するまでに時間を要する。電子線の入射位置のずれ量が所定の許容誤差範囲内に収まるまでの時間を、偏向制御待ち時間と呼ぶ。
【００２３】
図３に、副偏向器の偏向静定特性の一例を示す。横軸は、１つのパターンの露光が完了した時点からの経過時間を単位「ｎｓ」で表し、縦軸は偏向偏差（所望の位置から実際の電子線入射位置までのずれ量）を単位「ｎｍ」で表す。
【００２４】
ダミーパターンＡ〜Ｊの位置ずれ許容値は５０ｎｍである。経過時間が６０ｎｓを超えると、偏向偏差が５０ｎｍ以下になる。このため、ダミーパターンＡ〜Ｊを露光する時には、偏向制御待ち時間を６０ｎｓにすればよい。デバイスパターンＫ〜Ｎの位置ずれ許容値は５ｎｍである。経過時間が５００ｎｓを超えると、偏向偏差が５ｎｍ以下になる。このため、デバイスパターンＫ〜Ｎを露光する時には、偏向制御待ち時間を５００ｎｓにすればよい。
【００２５】
図２（Ｂ）に示すように、ダミーパターンＡ〜Ｊに対応する待ち時間フィールドには、待ち時間が６０ｎｓであることを示す値「ＳＴ」が格納されている。デバイスパターンＫ〜Ｎに対応する待ち時間フィールドには、待ち時間が５ｎｓであることを示す値「ＬＧ」が格納されている。
【００２６】
図１に示した制御装置１０は、図２（Ｂ）に示した露光データに基づき、ダミーパターンＡ〜Ｊを露光する時には、偏向制御待ち時間を、値「ＳＴ」に対応する短い時間、例えば６０ｎｓとし、デバイスパターンＫ〜Ｎを露光する時には、偏向制御待ち時間を、値「ＬＧ」に対応する長い時間、例えば５００ｎｓとする。
【００２７】
第１の実施例によると、ダミーパターンＡ〜Ｊを露光する時の偏向制御待ち時間が、デバイスパターンＫ〜Ｎを露光する時の偏向制御待ち時間よりも短くなる。このため、すべてのパターンの偏向制御待ち時間を、デバイスパターンＫ〜Ｎを露光する時の偏向制御待ち時間にする場合に比べて、処理時間を短くすることができる。
【００２８】
図４を参照して、第２の実施例による電子線露光方法について説明する。一般的な電子線露光装置には、露光すべき１つのパターンを複数個の露光単位パターンに分割し、露光単位パターンごとに電子線の照射を行うパターンショット分割機能が備えられている。第２の実施例では、このパターンショット分割機能を利用して、偏向制御待ち時間を制御する。
【００２９】
図４（Ａ）に、露光すべきパターンの一例を示す。短辺が４μｍ、長辺が８μｍの長方形のパターンＡ、長さ８μｍ、幅０．５μｍの線状パターンＢ、及び一辺の長さが３．５μｍの正方形のダミーパターンＣが画定されている。ダミーパターンＣの位置ずれ許容誤差は、他のデバイスパターンＡ及びＢの許容誤差に比べて大きい。
【００３０】
図４（Ｂ）に、パターンショット分割機能を利用して露光される時の露光単位パターンを示す。パターンＡのように比較的大きなパターンは、クーロン効果による像のぼけを抑制するために、最大寸法を２μｍにする分割ルールを適用して、小さな露光単位パターンＡ１〜Ａ８に分割される。各露光単位パターンＡ１〜Ａ８は、一辺の長さが２μｍの正方形である。
【００３１】
パターンＢのように、１ショットで露光可能な最大寸法を超える長いパターンは、最大寸法を４μｍにする分割ルールを適用して、長さ４μｍの露光単位パターンＢ１とＢ２とに分割される。ダミーパターンＣは分割されず、１ショットで露光される。
【００３２】
図４（Ｃ）に、電子線露光装置に入力される露光データの一部を示す。露光データは、露光すべきパターンを特定するための値が格納されるパターン識別フィールド、及び露光すべきパターンごとに設けられる分割ルールフィールドを含む。分割ルールフィールドには、当該パターンの分割ルールを規定する値が格納される。例えば、最大寸法を２μｍとする分割ルールを「１」、最大寸法を４μｍとする分割ルールを「２」とする。この場合、パターンＡの分割ルールフィールドには、分割ルール「１」が格納され、パターンＢの分割ルールフィールドには、分割ルール「２」が格納される。
【００３３】
パターンＣの分割ルールフィールドには、分割ルール「９」が格納されている。第２の実施例では、分割ルール「９」は、分割を行うことなく１ショットで露光することを意味するのみではなく、偏向制御待ち時間が長いことを意味する。
【００３４】
図４（Ｄ）に、分割ルールと偏向制御待ち時間との対応関係を示す。分割ルール「１」及び「２」には、長い偏向制御待ち時間「ＬＧ」が対応し、分割ルール「９」には、短い偏向制御待ち時間「ＳＴ」が対応する。この対応関係は、図１に示した電子線露光装置の制御装置１０に予め記憶されている。なお、その他の分割ルールについても、分割ルールと偏向制御待ち時間との対応関係が記憶されている。
【００３５】
ダミーパターンＣを露光する時には、図１に示した電子線露光装置の制御装置１０が、露光データから分割ルールが「９」であることを読み取る。分割ルールが「９」であるとき、制御装置１０は、偏向制御待ち時間を短くしてダミーパターンＣの露光を行う。
【００３６】
第２の実施例では、分割ルールフィールドに特定の値（上記実施例では「９」）を設定することにより、偏向制御待ち時間が指定される。すなわち、パターンごとに対応付けられた偏向制御待ち時間に関する情報が、露光データの分割ルールフィールドに記憶される。このため、露光データに新たなフィールドを追加することなく、パターンごとに偏向制御待ち時間に関する情報を対応付けることが可能になる。
【００３７】
次に、図５及び図６を参照して、第３の実施例による電子線露光方法について説明する。第３の実施例では、ブロック露光（部分一括露光）法が採用される。
図５（Ａ）に電子線ブロック露光装置の概略図を示す。図１に示した第２のスリット４の代わりにブロックマスク４Ａが配置されており、スリット偏向器３の代わりにブロック選択偏向器３Ａが配置されている。ブロックマスク４Ａと副偏向器７との間にブロック選択振り戻し偏向器３０が配置されている。その他の構成は、図１に示した電子線露光装置の構成と同様である。
【００３８】
ブロックマスク４Ａの面内に、複数のブロック４Ｂが画定されている。ブロック４Ｂには、種々の形状の開口が形成されている。ブロック選択偏向器３Ａが電子線の進行方向を変えることにより、複数のブロック４Ｂから所望の１つのブロックが選択され、選択されたブロックを電子線が通過する。選択されたブロック４Ｂに形成されている開口のパターンがウエハ２０に転写される。
【００３９】
図５（Ｂ）に、ブロックマスク４Ａの概略平面図を示す。面内に複数のブロック４Ｂが配置されている。各ブロック４Ｂに、０から９９までの通し番号が付されている。この通し番号により１つのブロック４Ｂを特定することができる。通し番号０〜９９が付されたブロックの他に、符号Ｓ０〜Ｓ３で特定される可変整形ブロックが配置されている。
【００４０】
可変整形ブロックＳ０〜Ｓ３には、正方形の開口が設けられている。可変整形ブロックＳ０〜Ｓ３の各々が、図１に示した第２のスリット４と同様の機能を有する。すなわち、ビーム断面を任意の大きさの矩形にする。図５（Ｂ）において、可変整形ブロックＳ０〜Ｓ３の左側、左下側、及び下側のある幅の領域には、ブロックが配置されておらず、電子線を遮蔽する領域とされている。
【００４１】
図６（Ａ）に、電子線ブロック露光装置に入力される露光データの一部を示す。露光データは、パターン識別フィールド及びブロック識別フィールドを含む。パターン識別フィールドに、露光すべきパターンを特定する値が格納され、ブロック識別フィールドに、当該パターンを露光する時に使用されるブロックの通し番号が格納されている。例えば、パターンＡが、通し番号１のブロックを用いて露光され、パターンＢが、通し番号２のブロックを用いて露光される。
【００４２】
図６（Ｂ）に、ブロックの通し番号と偏向制御待ち時間との対応関係を示す。通し番号が０〜９９には、偏向制御待ち時間が長い「ＬＧ」が対応し、通し番号１０１に、偏向制御待ち時間が短い「ＳＴ」が対応する。この対応関係は、電子線ブロック露光装置の制御装置１０に予め記憶されている。
【００４３】
図６（Ａ）に示すように、ダミーパターンＣに、ブロック番号「１０１」が割り当てられている。ブロック番号１０１は、可変整形ブロックＳ０〜Ｓ３のいずれかを使用し、偏向制御待ち時間を短くすることを意味する。
【００４４】
第３の実施例では、ブロック識別フィールドに特定の値を設定（上記実施例では「１０１」）を設定することにより、偏向制御待ち時間を規定している。すなわち、パターンごとに対応付けられた偏向制御待ち時間に関する情報が、露光データのブロック識別フィールドに記憶される。このため、露光データに新たなフィールドを追加することなく、パターンごとに偏向制御待ち時間に関する情報を対応付けることが可能になる。
【００４５】
次に、図７及び図８を参照して、第４の実施例による電子線露光方法について説明する。
図７（Ａ）に示すように、ウエハ４０の面内に、複数の主偏向フィールド４１が画定されている。図７（Ｂ）に示すように、主偏向フィールド４１の各々の内部に、複数の副偏向フィールド４２が画定されている。図７（Ｃ）に示すように、副偏向フィールド４２内に、ダミーパターンＡ〜Ｊ及びデバイスパターンＫ〜Ｎが画定されている。
【００４６】
１つの副偏向フィールド４２内のパターンを露光する時は、図１に示した主偏向器８による偏向方向を固定しておき、副偏向器７のみを制御して電子線を走査する。１つの副偏向フィールド４２内のすべてのパターンの露光が完了したら、主偏向器８による偏向方向を変えて、隣の副偏向フィールド４２に電子線が照射されるようにする。
【００４７】
１つの主偏向フィールド４１内のすべての副偏向フィールド４２の露光が完了すると、図１のステージ９を動作させてウエハ４１を移動し、他の主偏向フィールド４１内の露光を行う。
【００４８】
図８に、主偏向器８の偏向静定特性の一例を示す。横軸は、１つの副偏向フィールド内のすべてのパターンの露光が完了した時点からの経過時間を単位「μｓ」で表し、縦軸は偏向偏差（所望の位置から実際の電子線入射位置までのずれ量）を単位「ｎｍ」で表す。
【００４９】
経過時間に対する偏向偏差の挙動は、図３に示した副偏向器の偏向静定特性と同様である。ところが、副偏向器の偏向静定特性の横軸の単位が「ｎｓ」であるのに対し、主偏向器の偏向静定特性の横軸の単位は「μｓ」である。
【００５０】
電子線の入射位置の位置ずれを、デバイスパターンの位置ずれの許容誤差５ｎｍ以下にするためには、約４００μｓの偏向制御待ち時間を確保しなければならない。これに対し、位置ずれをダミーパターンの位置ずれ許容誤差５０ｎｍ以下にするためには、約３０μｓの偏向制御待ち時間を確保すればよい。
【００５１】
副偏向フィールド４２内のパターンを露光する時、まず位置ずれ許容誤差の大きなダミーパターンを露光する。当該副偏向フィールド４２内のすべてのダミーパターンの露光が完了した後、位置ずれ許容誤差の小さなデバイスパターンの露光を行う。すべてのダミーパターンの露光が完了するまでの経過時間が４００μｓを超えている場合には、その時点で主偏向器の偏向偏差が既に５ｎｍ以下になっている。このため、主偏向器の偏向静定特性を考慮することなく、副偏向器の偏向静定特性のみに着目して、偏向制御待ち時間を決定すればよい。なお、ダミーパターンの露光が完了するまでの経過時間が４００μｓ未満であっても、合計の待ち時間を短縮することができる。
【００５２】
たとえば、１つのダミーパターンの露光時間を２００ｎｓ、偏向制御待ち時間を５０ｎｓとした場合、１６００個のダミーパターンを露光するのに必要な時間が丁度４００μｓになる。この条件で１６００個のダミーパターンを露光した後には、副偏向器の偏向静定特性にのみ着目して、偏向制御待ち時間を決定すればよい。
【００５３】
次に、図９を参照して、第５の実施例による電子線露光方法について説明する。
図９（Ａ）に、露光すべき１つの長方形のパターン５０を示す。図９（Ｂ）に示すように、１つのパターン５０を、１０個のサブパターン５０Ａ〜５０Ｊに分割する。なお、分割されたサブパターン５０Ａ〜５０Ｊは、図４（Ｂ）に示した所定の分割ルールによって分割された露光単位パターンＡ１〜Ａ８等とは異なる。サブパターン５０Ａ〜５０Ｊの各々が、図４（Ａ）に示した露光すべきパターンＡまたはＢに相当し、露光データにおいて１つのパターンとして認識される。
【００５４】
サブパターン５０Ａ〜５０Ｄは、それぞれ露光すべき元のパターン５０の４つの辺に接触し、対応する辺に沿って延在する細い直線状の形状を有する。他のサブパターン５０Ｅ〜５０Ｊは、元のパターン５０の外周線に接することはなく、サブパターン５０Ａ〜５０Ｄで囲まれた領域内に隙間なく配置される。
【００５５】
元のパターン５０の外周を画定するサブパターン５０Ａ〜５０Ｄを細い線状とすることにより、クーロン効果の影響を軽減し、近接するパターンとの分解能を高めることができる。
【００５６】
元のパターン５０の外周線を画定するサブパターン５０Ａ〜５０Ｄには、元のパターン５０に要求される位置精度と同等の位置精度が要求される。ところが、外周線に接触しないサブパターン５０Ｅ〜５０Ｊには、高い位置精度が要求されない。サブパターン５０Ｅ〜５０Ｊによってパターン５０の内部が隙間なく埋め尽くされればよい。このため、サブパターン５０Ｅ〜５０Ｊを露光する時の偏向制御待ち時間を短くすることができる。
【００５７】
図９（Ｃ）に、露光データの一部を示す。この露光データのフォーマットは、図２（Ｂ）に示した露光データのフォーマットと同様である。サブパターン５０Ａ〜５０Ｄに、長い待ち時間「ＬＧ」が対応付けられ、サブパターン５０Ｅ〜５０Ｊに、短い待ち時間「ＳＴ」が対応付けられている。
【００５８】
この露光データを用いて露光を行うことにより、すべてのサブパターン５０Ａ〜５０Ｊの偏向制御待ち時間を同一にする場合に比べて、処理時間の短縮を図ることができる。
【００５９】
次に、上述の実施例で用いられた露光データの作成方法について説明する。一般的には、ＬＳＩの設計データから露光データが生成される。設計データは、一般的に米国のカルマ社の提案によるＧＤＳフォーマットで表される。ＧＤＳフォーマットには、ＬＳＩのパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドが含まれる。
【００６０】
従来は、同一の層内のダミーパターンとデバイスパターンとに、同一のレイヤ番号が付与されていた。上記実施例では、位置ずれ許容誤差が所定の基準値よりも大きなダミーパターンと、位置ずれ許容誤差が所定の基準値よりも小さなデバイスパターンとに、相互に異なるレイヤ番号を付与する。例えば、同じ層のデバイスパターンのレイヤ番号を１とし、ダミーパターンのレイヤ番号を１０とする。
【００６１】
この設計データから、図２（Ｂ）に示した露光データを生成する場合、レイヤ番号が１のパターンの待ち時間フィールドに「ＬＧ」を設定し、レイヤ番号が１０のパターンの待ち時間フィールドに「ＳＴ」を設定する。
【００６２】
このように、設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、露光データの偏向制御待ち時間を規定する情報が設定される。これにより、設計データに新たなフィールドを追加することなく、パターンごとに偏向制御待ち時間を対応付けることができる。
【００６３】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００６４】
上記実施例から、以下の付記に示された発明が導出される。
（付記１） 電子線を出射する電子銃と、
前記電子銃から出射された電子線が入射する位置にウエハを保持するステージと、
電子線の入射する位置が、前記ステージに保持されたウエハ上を移動するように、該電子線の進行方向を変える第１の偏向器と、
前記電子銃から出射された電子線が前記ステージに保持されたウエハに入射しないように該電子線を遮蔽するシャッタと、
ウエハに転写される複数のパターンの各々について、パターンを特定するパターン識別子、パターンが転写される位置情報、及び待ち時間情報を含む露光データを記憶し、露光データの位置情報に基づいて前記第１の偏向器を制御し、前記待ち時間情報に基づく時間だけ経過した後に前記ウエハに電子線が入射するように前記シャッタを制御する制御装置と
を有する電子線露光装置。
【００６５】
（付記２） 前記露光データが、転写されるパターンごとに、当該パターンを複数回に分けて露光する分割ルールを規定する値が記憶される分割ルール情報フィールドを含み、前記待ち時間情報が、該分割ルール情報フィールドに記憶された特定の値によって規定される付記１に記載の電子線露光装置。
【００６６】
（付記３） さらに、前記電子銃と前記ステージとの間の電子線の経路内に配置され、各々に電子線を透過させる規格化された図形が形成された複数のブロックを含むブロックマスクと、
前記ブロックマスクの複数のブロックから選択された一つのブロックを電子線が透過するように該電子線を制御する第２の偏向器と
を有し、前記露光データが、転写されるパターンごとに、当該パターンに対応するブロックを規定する値が記憶されるブロック識別フィールドを含み、前記待ち時間情報が、該ブロック識別フィールドに記憶された特定の値によって規定される付記１に記載の電子線露光装置。
【００６７】
（付記４） （ａ）露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、要求される位置精度によって少なくとも２つの第１の区分と第２の区分に分類され、第１の区分に属するパターンには、第２の区分に属するパターンよりも高い位置精度が要求される前記ウエハを準備する工程と、
（ｂ）前記ウエハの１つの下位偏向フィールド内の露光すべきパターンを、下位偏向器による電子線の走査によって露光する工程と、
（ｃ）上位偏向器を制御して、露光されていない下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）で電子線の照射が可能になった下位偏向フィールド内の前記第２の区分に属するパターンを露光する工程と、
（ｅ）前記第２の区分に属するパターンの露光後、該下位偏向フィールド内の前記第１の区分に属するパターンを露光する工程と
を有する電子線露光方法。
【００６８】
（付記５） ウエハ上の露光すべき１つのパターンを、当該パターンの外周線に接する複数の第１のサブパターンと、外周線に接しない少なくとも１つの第２のサブパターンとに分割する工程であって、第１のサブパターン及び第２のサブパターンの各々には、電子線を走査することなく電子線が照射される第１及び第２のサブパターンに分割する工程と、
前記第１のサブパターン及び第２のサブパターンから選択された１つのパターンに電子線が照射されるように偏向器を制御して、偏向制御待ち時間だけ経過した後に、実際に電子線を照射する工程と
を有し、前記第２のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間が、前記第１のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間よりも短い電子線露光方法。
【００６９】
（付記６） 半導体集積回路装置の各層のパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドとを有する設計データを作成する工程であって、位置ずれの許容誤差が基準値よりも大きいパターンと、基準値よりも小さいパターンとで、レイヤ情報フィールドの値が異なるように設計データを作成する工程と、
前記設計データに基づいて、電子線露光装置に入力可能な形式の露光データを作成する工程であって、該露光データは、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を規定する情報を含み、前記設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、偏向制御待ち時間を規定する情報を設定する工程と、
前記露光データに基づいてウエハの露光を行う工程と
を有する電子線露光方法。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を設定することにより、位置ずれ許容誤差の大きなパターンの偏向制御待ち時間を短くすることができる。これにより、処理時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例による電子線露光装置の概略図である。
【図２】第１の実施例による電子線露光方法を説明するための露光すべきパターンの配置を示す平面図、及び露光データの一部を示す図表である。
【図３】副偏向器の偏向静定特性を示すグラフである。
【図４】第２の実施例による電子線露光方法を説明するための露光すべきパターンの配置を示す平面図、露光データの一部を示す図表、及び分割ルールと待ち時間との対応関係を示す図表である。
【図５】電子線ブロック露光装置の概略図及びブロックマスクの概略平面図である。
【図６】第３の実施例による電子線露光方法で使用される露光データの一部を示す図表、及びブロック通し番号と待ち時間との対応関係を示す図表である。
【図７】第４の実施例による電子線露光方法を説明するためのウエハの平面図、主偏向フィールドの平面図、及び副偏向フィールド内のパターンの配置を示す平面図である。
【図８】主偏向器の偏向静定特性を示すグラフである。
【図９】第５の実施例による電子線露光方法を説明するための１つのパターンの平面図、複数に分割したサブパターン配置を示す平面図、及び露光データの一部を示す図表である。
【符号の説明】
１ 電子銃
２ 第１のスリット
３ スリット偏向器
４ 第２のスリット
４Ａ ブロックマスク
５ ブランキング
６ アパーチャ
７ 副偏向器
８ 主偏向器
９ ステージ
１０ 制御装置
１５ レンズ
２０ ウエハ
３０ ブロック選択振り戻し偏向器
４０ ウエハ
４１ 主偏向フィールド
４２ 副偏向フィールド
５０ 露光すべきパターン
Claims (5)
- 電子線を出射する電子銃と、
前記電子銃から出射された電子線が入射する位置にウエハを保持するステージと、
電子線の入射する位置が、前記ステージに保持されたウエハ上を移動するように、該電子線の進行方向を変える第１の偏向器と、
前記電子銃から出射された電子線が前記ステージに保持されたウエハに入射しないように該電子線を遮蔽するシャッタと、
ウエハに転写される複数のパターンの各々について、パターンを特定するパターン識別子、パターンが転写される位置情報、及び待ち時間情報を含む露光データを記憶し、露光データの位置情報に基づいて前記第１の偏向器を制御し、前記待ち時間情報に基づく時間だけ経過した後に前記ウエハに電子線が入射するように前記シャッタを制御する制御装置と
を有する電子線露光装置。 - さらに、前記電子銃と前記ステージとの間の電子線の経路内に配置され、各々に電子線を透過させる規格化された図形が形成された複数のブロックを含むブロックマスクと、
前記ブロックマスクの複数のブロックから選択された一つのブロックを電子線が透過するように該電子線を制御する第２の偏向器と
を有し、前記露光データが、転写されるパターンごとに、当該パターンに対応するブロックを規定する値が記憶されるブロック識別フィールドを含み、前記待ち時間情報が、該ブロック識別フィールドに記憶された特定の値によって規定される請求項１に記載の電子線露光装置。 - （ａ）露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、要求される位置精度によって少なくとも２つの第１の区分と第２の区分に分類され、第１の区分に属するパターンには、第２の区分に属するパターンよりも高い位置精度が要求される前記ウエハを準備する工程と、
（ｂ）前記ウエハの１つの下位偏向フィールド内の露光すべきパターンを、下位偏向器による電子線の走査によって露光する工程と、
（ｃ）上位偏向器を制御して、露光されていない下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）で電子線の照射が可能になった下位偏向フィールド内の前記第２の区分に属するパターンを露光する工程と、
（ｅ）前記第２の区分に属するパターンの露光後、該下位偏向フィールド内の前記第１の区分に属するパターンを露光する工程と
を有する電子線露光方法。 - ウエハ上の露光すべき１つのパターンを、当該パターンの外周線に接する複数の第１のサブパターンと、外周線に接しない少なくとも１つの第２のサブパターンとに分割する工程であって、第１のサブパターン及び第２のサブパターンの各々には、電子線を走査することなく電子線が照射される第１及び第２のサブパターンに分割する工程と、
前記第１のサブパターン及び第２のサブパターンから選択された１つのパターンに電子線が照射されるように偏向器を制御して、偏向制御待ち時間だけ経過した後に、実際に電子線を照射する工程と
を有し、前記第２のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間が、前記第１のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間よりも短い電子線露光方法。 - 半導体集積回路装置の各層のパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドとを有する設計データを作成する工程であって、位置ずれの許容誤差が基準値よりも大きいパターンと、基準値よりも小さいパターンとで、レイヤ情報フィールドの値が異なるように設計データを作成する工程と、
前記設計データに基づいて、電子線露光装置に入力可能な形式の露光データを作成する工程であって、該露光データは、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を規定する情報を含み、前記設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、偏向制御待ち時間を規定する情報を設定する工程と、
前記露光データに基づいてウエハの露光を行う工程と
を有する電子線露光方法。
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