JP2005347550A - 露光データ作成方法及び露光データ作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の荷電粒子ビームが同時に露光する単位領域ごとのショット数のばらつきを平均化でき高スループットの露光が可能な露光データを作成する。
【解決手段】 レイアウトデータ１０を、複数の部分一括図形１２として抽出し、抽出した部分一括図形１２の種類数が所定の許容数を超えている場合、算出したショット数が最少の単位領域２０ａ内に含まれる部分一括図形１２のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括図形１２ａを選択して、その部分一括図形１２ａから順に全単位領域から削除される。これにより、削除された部分一括図形１２ａに対しては可変矩形露光が行われるので、半導体基板（またはレチクル）２０上において、複数の荷電粒子ビームが同時に露光する単位領域ごとのショット数のばらつきが平均化される。
【選択図】 図１

Description

本発明は露光データ作成方法及び露光データ作成装置に関し、特に、複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成方法及び露光データ作成装置に関する。

ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）などの半導体デバイスの製造工程において、半導体基板（以下ウエハと称する）上に回路図形パターン（以下パターンと略す）を露光転写して形成するリソグラフィー工程がある。

近年の半導体デバイスの微細化に伴い、リソグラフィー工程において、より高い解像度が求められており、電子線やイオンビームなどの荷電粒子ビームを用いた技術が検討され、実用化されている。例えば、電子線を利用すると、ビーム系を数ｎｍにまで絞ることができるため、１００ｎｍ以下の微細パターンを作成できる利点がある。

電子線を利用した初期のリソグラフィー工程は、絞った電子線を走査しながら描画する、いわゆる一筆書きの露光方式であった。そのため大きなパターンを形成するのに膨大な時間を必要とし、露光スループットの低下が問題になっていたので、光露光のためのレチクルの製造や、光露光が困難な微細パターンを有した半導体デバイスの試作などに用途が限られていた。そこで、以下のようなリソグラフィー技術が続いて開発された。

図１１は、電子線を用いたリソグラフィー技術の例を示す図であり、（Ａ）は可変矩形露光方式、（Ｂ）は部分一括露光方式のリソグラフィー技術を示す図である。
図１１（Ａ）で示す可変矩形露光方式では、電子銃８００からの電子線を、開口部８０１ａを有した第１アパーチャ８０１用いて可変矩形に成形する。さらに、同じく開口部８０２ａを有したマスク８０２により所望の大きさの矩形または三角形に成形して、成形した電子線をウエハ（またはレチクル）８０３上に塗布したレジストに照射してパターン８０４を形成する。しかし、この方式の場合、形成するパターンを小図形に分割し、各小図形に対して１ショットの露光を行うため、露光スループットが低い。これを解決する方式に、図１１（Ｂ）に示す部分一括露光方式がある。

部分一括露光方式では、開口パターン８０５ａを複数配置したマスク８０５を用いる。半導体デバイスでは、同一のパターンやパターン群を繰り返し用いることが多い。この開口パターン８０５ａとして、そのような繰り返し使用されるパターンまたはパターン群の形状の開口を用いる。これにより、単位パターン８０６を、ウエハ（またはレチクル）８０３上に１ショットで一括して形成可能となり、露光スループットを向上させることができる。なお、繰り返し性のないパターンについては、図１１（Ａ）の可変矩形露光方式を用いる。

また、部分一括露光方式において、高スループットを得るためには、露光対象のレイアウトデータの中から、繰り返し回数の多いパターンやパターン群など、部分一括露光を行う有効性の高いものを抽出し部分一括露光用図形として用いた露光データを作成する必要がある。そのために、露光対象となる複数のパターンからなるレイアウトデータから、パターンをウエハに焼き付ける単位である一層分の露光データにおいて、電子線のショット数の合計が最も少なくなるように部分一括露光用図形を抽出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、従来の電子線露光装置の概略を示す断面構成図である。
図のような電子線露光装置８１０において、電子銃８１１から発せられた電子線は、電子レンズ８１２、アパーチャ８１３、電子レンズ８１４、偏向器８１５によって成形偏向され、電子レンズ８１６を介してマスク８１７の所定の位置に照射される。マスク８１７は、マスクステージ８１８によって保持されている。パターン形状の開口を有しているマスク８１７の所定の位置に照射された電子線は、さらに、偏向器８１９及び電子レンズ８２０によって偏向され、ウエハ（またはレチクル）８２１上の所定の位置に照射されパターンを形成する。

一方、１枚のウエハ、もしくは、レチクルを複数の電子線で同時に露光するマルチビーム露光装置が提案されており、これと部分一括露光方式を用いることにより、露光スループットを飛躍的に向上させることが可能となるため、期待されている。

図１３は、マルチビーム露光方式の概念図であり、（Ａ）は部分一括露光用図形を配置したマスクを用いた場合、（Ｂ）は電子データで部分一括図形を表した場合を示す。
図１３（Ａ）のマルチビーム露光方式では、複数の電子銃８３１から発せられた電子線は、アパーチャ８３２、偏向部（図１２で示した電子レンズや偏向器などから構成されている）８３３によって成形偏向され、それぞれマスク８３４ａの所定の位置の部分一括露光用図形の開口パターンに同時に照射される。さらに、偏向部８３５によって偏向され、ウエハ（またはレチクル）８３６上の所定の位置に照射されパターン８３７を、複数同時に形成する。

一方、図１３（Ｂ）のマルチビーム露光方式では、物理的なマスクを用いずに、部分一括露光用図形をデータベース８４０上の電子データで表現し、スリット８３４ｂのオープン、クローズを制御して、パターン８３７を形成する。

部分一括露光用図形の開口パターンをマスク上に形成する場合にしても、部分一括露光用図形を電子データとしてもつ場合にしても、露光対象のレイアウトデータの中から、繰り返し回数の多いパターンやパターン群など、部分一括露光を行う有効性の高いものを抽出し、部分一括露光用図形として用意した露光データを作成する必要がある。

また、マルチビーム露光方式では、複数の荷電粒子ビームがウエハまたはレチクル上に、それぞれの露光すべき複数の領域を同時に露光するため、露光スループットは同時に露光している領域（単位領域）の中で最もショット数が多い領域の露光時間に支配されることになる。
特開平５−１８２８９９号公報

しかし、従来の露光データ作成方法で、複数の荷電粒子ビームを用いた露光のための露光データを作成する場合、総ショット数を削減できても、単位領域ごとのショット数の変動が大きく、高スループットを得ることができないという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、複数の荷電粒子ビームが同時に露光する単位領域ごとのショット数のばらつきを平均化でき高スループットの露光が可能な露光データを作成する露光データ作成方法及び露光データ作成装置を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成方法において、図１に示すように、複数のパターン１１からなるレイアウトデータ１０を、複数の部分一括露光用図形１２として抽出するステップ（Ｓ２）と、レイアウトデータ１０を、半導体基板（またはレチクル）２０上において複数の荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域２０ａに分割するステップ（Ｓ３）と、部分一括露光用図形１２の抽出結果をもとに、単位領域２０ａごとの荷電粒子ビームのショット数を算出するステップ（Ｓ５）と、抽出した部分一括露光用図形１２の種類数が所定の許容数を超えている場合、算出したショット数が最少の単位領域２０ａ内に含まれる部分一括露光用図形１２のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括露光用図形１２ａを選択して、その部分一括露光用図形１２ａを全単位領域から削除するステップ（Ｓ８）と、を有し、種類数が許容数に達するまで単位領域２０ａごとのショット数の算出及び部分一括露光用図形１２ａの削除を繰り返すことを特徴とする露光データ作成方法が提供される。

上記の方法によれば、抽出した部分一括露光用図形１２の種類数が所定の許容数を超えている場合、算出したショット数が最少の単位領域２０ａ内に含まれる部分一括露光用図形１２のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括露光用図形１２ａを選択して、その部分一括露光用図形１２ａから順に全単位領域から削除される。これにより、削除された部分一括露光用図形１２ａに対しては可変矩形露光が行われるので、半導体基板（またはレチクル）２０上において、複数の荷電粒子ビームが同時に露光する単位領域ごとのショット数のばらつきが平均化される。

本発明は、半導体基板またはレチクル上において、複数の荷電粒子ビームが同時に露光する単位領域ごとのショット数のばらつきを平均化でき高い露光スループットが得られる露光データを作成できるため、半導体デバイスなどの量産化の実用にきわめて有効である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の露光データ作成方法の流れを示すフローチャートである。

露光データ作成方法が開始されると、まず露光対象層のレイアウトデータ１０を抽出する（ステップＳ１）。レイアウトデータ１０は、露光して転写するための複数のパターン１１からなる。

次に、複数のパターン１１からなるレイアウトデータ１０を、複数の部分一括露光用図形（以下部分一括図形と称する）１２として抽出する（ステップＳ２）。ここでは、レイアウトデータ１０中の全てのパターン１１を表現するように、繰り返し性の高い（抽出した層において使用されている回数が多い）パターンまたはパターン群から順に、部分一括図形１２として抽出する。ただし、可変矩形露光で１ショットに相当するパターン１１ａ（コンタクトホールなど）は、部分一括図形１２とする必要がないのでこれを除く。

次に、部分一括図形１２として抽出されたレイアウトデータ１０を、ウエハまたはレチクル（以下ではウエハとする）２０上において、複数の荷電粒子ビーム（以下では電子線とする）が同時に露光する範囲に対応する単位領域２０ａに分割する（ステップＳ３）。例えば、図１のように露光開始位置２１から、それぞれの電子線による露光が開始され、単位領域２０ａを露光する。なお、単位領域２０ａは、図１３で示したようなマルチビーム露光方式の偏向部８３５により、ウエハ２０上に電子線を照射する範囲、または各電子線間の距離で定義づけられた領域である。また、単位領域２０ａは、同一チップ内でのショット繋ぎを回避するためにマージン領域をもっている。

図２は、マージン領域を説明するための図である。
図のように、ウエハ２０上には、複数のチップ２２が形成される。例えば、チップ２２ａは、露光開始位置２１ａから露光が開始される電子線により露光される領域と、露光開始位置２１ｂから露光が開始される電子線により露光される領域が生じ、同一チップ２２ａ内でショット繋ぎが生じる。これを防止するために、１つのチップ２２は１つの電子線で露光させるためのマージン領域を単位領域２０ａに設定する。このマージン領域の大きさは、抽出した部分一括図形１２の大きさよりも大きくなるため、部分一括図形１２の抽出後に単位領域２０ａに分割を行ったとしても、部分一括図形を加工する必要はない。

単位領域２０ａへの分割が終わると、次に、抽出した部分一括図形１２の種類数と、許容数を比較する（ステップＳ４）。許容数は、図１３（Ａ）で示したマスクを使用するようなマルチビーム露光方式の場合は、マスク８３４ａに搭載できる部分一括図形の数であり、図１３（Ｂ）で示した部分一括図形をデータとしてもつマルチビーム露光装置の場合は、そのマルチビーム露光方式に実装されている記憶バッファの容量で決まる。部分一括図形種類数が許容数以下の場合は、これらの部分一括図形を基に、露光データ３０を作成する（ステップＳ１０）。

一方、部分一括図形種類数が許容数より大きい場合は、分割した単位領域２０ａごとに、ショット数を算出する（ステップＳ５）。算出したショット数は以下のようなショット数管理テーブルに格納される。

図３は、ショット数管理テーブルの一例を示す図である。
ここでは、５×９で４５の単位領域に分割した例を示している。各単位領域におけるショット数の算出結果が、この図のように格納される。単位領域２０ａが部分一括図形１２のみで構成されている場合には、ショット数はその部分一括図形数と同じになる。

次に、各部分一括図形１２ごとに、ウエハ２０上において、それと同一の部分一括図形１２を全て可変矩形露光で露光する場合における総ショット数と、当該部分一括図形１２を用いて部分一括露光する場合における総ショット数との差である削減ショット数を算出する（ステップＳ６）。算出した削減ショット数は以下のような部分一括図形管理テーブルに格納される。

図４は、部分一括図形管理テーブルの一例を示す図である。
図のように、各部分一括図形１２ごとに、部分一括図形番号、削除フラグ（後述する）と削減ショット数と、その部分一括図形を用いている単位領域２０ａの位置を示す番号（使用単位領域位置番号）が管理される。ここでの使用単位領域位置番号は、単位領域２０ａが図３のように５×９のマトリックス状に４５の単位領域２０ａに分割されたときの位置を示す番号となっている。例えば、（２，３）は、３行４列目の単位領域２０ａを示す。

なお、ある部分一括図形１２の削減ショット数が大きいということは、その部分一括図形１２が、ウエハ２０上で数多く使用されている場合（すなわち繰り返し回数が高い場合）、または、その部分一括図形１２が、例えば複雑なパターンを含み、可変矩形露光でそれを表現すると、膨大なショット数になってしまうような場合を示している。このような削減ショット数が大きい部分一括図形１２を、部分一括露光を行う有効性が高い、または、ショット圧縮効果が高いということができる。逆に、削減ショット数が小さい部分一括図形１２を、部分一括露光を行う有効性が低い、またはショット圧縮効果が低いということができる。

次に、単位領域２０ａごとに算出されたショット数を参照して、最も少ないショット数の単位領域２０ａを選択する（ステップＳ７）。例えば、図３のショット数管理テーブルの場合、単位領域位置番号（４，８）の単位領域（Ｆｍｉｎ）が選択される。

その後、最少ショット数の単位領域２０ａ内で使用される部分一括図形１２のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括図形１２ａを選択し、全単位領域２０ａから削除し（ステップＳ８）、部分一括図形種類数をマイナス１する（ステップＳ９）。例えば、図３のショット数管理テーブルにおいて、最少のショット数である単位領域位置番号（４，８）の単位領域（Ｆｍｉｎ）が選択された場合、図４のように、その単位領域で使用されている部分一括図形は、削減ショット数が“２０９３８１”の部分一括図形番号“２”と、“２３３５７６”の部分一括図形番号“５”がある。ここで削除される部分一括図形は、削減ショット数が小さいほう、すなわち“２０９３８１”の部分一括図形となり、部分一括図形番号“２”の削除フラグを“１”にする。これにより、使用単位領域位置番号（０，８）、（１，２）、（１，３）、（１，６）、（２，１）で示される単位領域２０ａからも、その部分一括図形が削除される。なお、削除する部分一括図形を選択する際には、削除フラグが“０”のものから選択する。

その後再び、ステップＳ４の処理に戻り、部分一括図形種類数が許容数に達するまでステップＳ５〜Ｓ９の処理を繰り返す。
最少ショット数の単位領域２０ａ内において、削減ショット数が最少の部分一括図形１２ａを削除することで、その部分一括図形１２ａに含まれるパターンは可変矩形露光で露光されることになる。そのため、最少ショット数の単位領域２０ａ内のショット数及びその部分一括図形１２ａを有していた単位領域２０ａにおいて算出されるショット数は多くなる。ステップＳ５〜Ｓ９の処理を繰り返すことで、単位領域２０ａごとのショット数は平均化されていく。

このように、本発明の第１の実施の形態の露光データ作成方法によれば、レイアウトデータ１０から抽出した許容数以上の部分一括図形１２は、ショット数が最少の単位領域２０ａに含まれる部分一括図形１２のうち、部分一括露光を行う有効性の低い部分一括図形１２ａから順に削除されるので、ウエハ２０上において、複数の電子線のそれぞれが同時に露光する単位領域２０ａごとのショット数のばらつきを平均化することができ、マルチビーム露光装置の露光スループットを向上させることができる。

また、レイアウトデータ１０中の全てのパターン１１を表現するように、繰り返し性の高い（抽出した層において使用されている回数が多い）パターンまたはパターン群から順に、部分一括図形１２として抽出していくので、抽出される部分一括図形１２を有効性の高いものに制限することができる。

次に本発明の第２の実施の形態の露光データ作成方法を説明する。
図５は、本発明の第２の実施の形態の露光データ作成方法の流れを示すフローチャートである。

露光データ作成方法が開始されると、露光対象層のレイアウトデータを抽出する（ステップＳ２０）。
次に、レイアウトデータをウエハ上において複数の電子線が同時に露光する単位領域に分割する（ステップＳ２１）。この処理は、図１で示した第１の実施の形態のステップＳ３の処理と同じである。

部分一括図形種類数を０に初期化した後（ステップＳ２２）、単位領域ごとのショット数を算出する（ステップＳ２３）。ここで、算出されるショット数は、始めは、単位領域内の部分一括図形種類数は０であるため、単位領域内のパターンを全て可変矩形露光により露光したときのショット数となる。算出されたショット数は、図３に示したようなショット数管理テーブルに格納される。

次に、図３に示したようなショット数管理テーブルから最も多いショット数となる単位領域（Ｆｍａｘ）を選択する（ステップＳ２４）。そして、その単位領域（Ｆｍａｘ）内に含まれる複数のパターンより、単位領域（Ｆｍａｘ）のショット数を最少にするようなパターンまたはパターン群を、選択した単位領域（Ｆｍａｘ）内に含まれるパターンの繰り返し性を認識しながら、部分一括図形として１種類抽出する（ステップＳ２５）。さらに、抽出されたパターンまたはパターン群を有する他の単位領域からも同一種類の部分一括図形を抽出する（ステップＳ２６）。その後、部分一括図形種類数をプラス１する（ステップＳ２７）。このとき、図４で示したような部分一括図形管理テーブルの削減ショット数及び、その部分一括図形を抽出した単位領域の使用単位領域位置番号を更新する。

その後、前述したような許容数と、部分一括図形種類数とを比較し（ステップＳ２８）、部分一括図形種類数が許容数に達するまで、ステップＳ２３〜Ｓ２７の処理を繰り返す。許容数に達した場合には、抽出した部分一括図形をもとに露光データを作成する（ステップＳ２９）。

このように本発明の第２の実施の形態の露光データ作成方法では、ショット数の最も多い単位領域から、その単位領域内のショット数を最も小さくできる部分一括図形を抽出していくため、ショット数の削減とともに、単位領域ごとのショット数のばらつきを平均化でき、マルチビーム露光装置の露光スループットを向上させることができる。

次に本発明の第３の実施の形態の露光データ作成方法を説明する。
図６は、本発明の第３の実施の形態の露光データ作成方法の流れを示すフローチャートである。

本発明の第３の実施の形態の露光データ作成方法は、第１の実施の形態の露光データ作成方法と、第２の実施の形態の露光データ作成方法とを組み合わせたものであり、対象層のレイアウトデータを抽出した後（ステップＳ３０）、第１の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ２〜Ｓ９に対応したステップＳ３１〜Ｓ３８の処理と、第２の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ２１〜Ｓ２８に対応したステップＳ３９〜Ｓ４６の処理とを並列に行う。そして、本発明の第３の実施の形態の露光データ作成方法は、それぞれの処理において部分一括図形種類数が許容数に達した際に、図３で示したようなショット数管理テーブルを参照して、それぞれの処理における最大ショット数を比較して、少ないほうの処理における部分一括図形を基に露光データを作成する（ステップＳ４７）。これによって、露光スループットを更に向上させることができる。

次に本発明の露光データ作成装置の概略を説明する。
図７は、本発明の実施の形態の露光データ作成装置の機能ブロック図である。
露光データ作成装置５０は、例えば、コンピュータであり、キーボード５１ａなどによってユーザからの入力を受け付ける入力部５１と、露光データ作成装置５０の各部を制御する制御部５２と、ディスプレイ５３ａなどに露光データ作成の際の処理画面などを表示する表示部５３と、前述したレイアウトデータや、ショット数管理テーブルや部分一括図形管理テーブルや、作成した露光データを格納するデータ格納部５４と、を有する。

入力部５１は、図１３で示したようなマルチビーム露光方式において偏向部８３５により、ウエハ上に電子線を照射する範囲、または各電子線間の距離で定義づけられた領域である単位領域の指定を入力する。また、単位領域が有する同一チップ内でのショット繋ぎを回避するためにマージン領域の指定を入力する。また、マスクに配置可能な部分一括図形の許容数などの指定を入力する。

制御部５２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、抽出部５２ａ、単位領域分割部５２ｂ、ショット数算出部５２ｃ、部分一括図形数調整部５２ｄ、露光データ作成部５２ｅの各機能ブロックの機能を実行する。

抽出部５２ａは、レイアウトデータから部分一括図形を抽出する第１の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ２の処理及び第２の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ２５、Ｓ２６の処理を行う。

単位領域分割部５２ｂは、レイアウトデータを単位領域に分割する第１の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ３の処理及び第２の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ２１の処理を行う。

ショット数算出部５２ｃは、単位領域ごとのショット数を算出する第１の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ５の処理及び第２の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ２３の処理を行う。

部分一括図形数調整部５２ｄは、最少ショット数の単位領域から部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括図形を選択し、全単位領域から削除する、第１の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ８の処理を行う。

露光データ作成部５２ｅは、選択した部分一括図形を基に、露光データ作成する第１の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ１０の処理及び第２の実施の形態の露光データ作成方法のステップＳ２９の処理を行う。

以上のような構成で、前述した本発明の第３の実施の形態の露光データ作成方法も実現可能である。制御部５２は、第１の実施の形態の露光データ作成方法で示した処理と、第２の実施の形態の露光データ作成方法で示した処理、それぞれの処理において部分一括図形種類数が許容数に達した際に、図３で示したようなショット数管理テーブルを参照して、それぞれの処理における最大ショット数を比較する機能を有し、少ないほうの処理における部分一括図形を基に露光データを作成する。

また、露光データ作成装置５０は、複数のプロセッサを有した並列計算機もしくはクラスター型計算機であってもよい。この場合、前述の単位領域ごとの処理（ショット数算出など）を、それぞれ１つのプロセッサが行うことにより、高速に露光データを作成することができる。また、第３の実施の形態の露光データ作成方法において、ステップＳ３１〜Ｓ３８の処理と、ステップＳ３９〜Ｓ４６の処理を別のプロセッサで行うことで、高速に露光データを作成することができる。

最後に、あるレイアウトデータをウエハ上に露光する際のショット数の分布を、シングルビームで可変矩形露光のみを用いた場合、シングルビームで部分一括露光を用いた場合、マルチビームで本発明によって得られた露光データを用いて露光する場合のそれぞれについて示す。

図８は、シングルビームで可変矩形露光のみを用いた場合のショット数の分布を示す図である。
図９は、シングルビームで部分一括露光を用いた場合のショット数の分布を示す図である。

図１０は、本発明により作成したマルチビーム露光方式のための露光データによる単位領域ごとのショット数の分布を示す図である。
図８のように、シングルビームで可変矩形露光した場合には、ショット数が領域ごとにばらつくとともにショット数が多くなる。部分一括露光を用いると、図９のようにショット数は削減されるが、領域ごとのばらつきがあり、マルチビーム露光を行う場合には、スループットを向上できない。一方、本発明により作成した露光データを用いることで、前述したように単位領域ごとのショット数のばらつきを平均化することができ、図１０のようなショット数の分布が得られる。これにより、マルチビーム露光を適用した際の、露光スループットを向上することができる。

なお、上記では、ウエハ上に露光する場合について説明したが、レチクルに対して行う場合についても同様である。また、荷電粒子ビームとして電子線を用いたが、イオンビームなどを用いた場合についても同様に本発明を適用可能である。

また、上記では半導体デバイスの製造の際の露光転写について説明したが、半導体デバイスのほか、ストレージ製品や、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた製造の際にも適用可能である。

本発明は、例えば、ＬＳＩなどの半導体デバイスなどのウエハ上にパターンを露光転写して形成するリソグラフィー工程の際に利用される。
（付記１） 複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成方法において、
複数の前記図形パターンからなるレイアウトデータを、複数の部分一括露光用図形として抽出するステップと、
前記レイアウトデータを、前記半導体基板またはレチクル上において複数の前記荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域に分割するステップと、
前記部分一括露光用図形の抽出結果をもとに、前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するステップと、
抽出した前記部分一括露光用図形の種類数が所定の許容数を超えている場合、算出したショット数が最少の単位領域内に含まれる前記部分一括露光用図形のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括露光用図形を選択して、その部分一括露光用図形を全単位領域から削除するステップと、を有し、
前記種類数が前記許容数に達するまで前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の削除を繰り返すことを特徴とする露光データ作成方法。

（付記２） 前記レイアウトデータ中の全ての前記図形パターンを表現するように、繰り返し性の高い前記図形パターンまたは図形パターン群から順に前記部分一括露光用図形として抽出することを特徴とする付記１記載の露光データ作成方法。

（付記３） 前記レイアウトデータを複数の前記部分一括露光図形として抽出する際、可変矩形露光で１ショットに相当する前記図形パターンを除くことを特徴とする付記１記載の露光データ作成方法。

（付記４） 前記単位領域は、マルチビーム露光装置の偏向器により、前記半導体基板またはレチクル上に前記荷電粒子ビームを照射する範囲または、各前記荷電粒子ビーム間の距離で定義づけられた領域であることを特徴とする付記１記載の露光データ作成方法。

（付記５） 前記許容数は、マスク上に搭載できる前記部分一括露光用図形の数、または、データとして格納できる容量の制限からなる前記部分一括露光用図形の種類数であることを特徴とする付記１記載の露光データ作成方法。

（付記６） 前記半導体基板またはレチクル上において、ある部分一括露光用図形を用いて部分一括露光する場合における総ショット数と、その部分一括露光用図形に含まれる前記図形パターンを可変矩形露光で露光する場合における総ショット数との差が最小となる前記部分一括露光図形を、部分一括露光を行う有効性が最も低いとすることを特徴とする付記１記載の露光データ作成方法。

（付記７） 複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成方法において、
複数の前記図形パターンからなるレイアウトデータを、前記半導体基板またはレチクル上において複数の前記荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域に分割するステップと、
前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するステップと、
算出したショット数が最も多くなる単位領域内に含まれる複数の前記図形パターンより、部分一括露光用図形とすることで当該単位領域内のショット数を最少にするような前記図形パターンまたは図形パターン群を、前記部分一括露光用図形として１種類抽出するとともに、抽出された前記図形パターンまたは前記図形パターン群を有する他の単位領域からも同一種類の前記部分一括露光用図形を抽出するステップと、を有し、
前記部分一括露光図形の種類数が許容数に達するまで、前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の抽出を繰り返すことを特徴とする露光データ作成方法。

（付記８） 前記単位領域は、マルチビーム露光装置の偏向器により、前記半導体基板またはレチクル上に前記荷電粒子ビームを照射する範囲または、各前記荷電粒子ビーム間の距離で定義づけられた領域であることを特徴とする付記７記載の露光データ作成方法。

（付記９） 前記許容数は、マスク上に搭載できる前記部分一括露光用図形の数、または、データとして格納できる容量の制限からなる前記部分一括露光用図形の種類数であることを特徴とする付記７記載の露光データ作成方法。

（付記１０） 複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成方法において、
複数の前記図形パターンからなるレイアウトデータを、複数の部分一括露光用図形として抽出するステップと、
前記レイアウトデータを、前記半導体基板またはレチクル上において複数の前記荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域に分割するステップと、
前記部分一括露光用図形の抽出結果をもとに、前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するステップと、
抽出した前記部分一括露光用図形の種類数が所定の許容数を超えている場合、算出したショット数が最少の単位領域内に含まれる前記部分一括露光用図形のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括露光用図形を選択して、その部分一括露光用図形を全単位領域から削除するステップと、を有し、
前記種類数が前記許容数に達するまで前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の削除を繰り返す第１の処理と、
前記レイアウトデータを、前記単位領域に分割するステップと、
前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するステップと、
算出したショット数が最も多くなる単位領域内に含まれる複数の前記図形パターンより、部分一括露光用図形とすることで当該単位領域内のショット数を最少にするような前記図形パターンまたは図形パターン群を、前記部分一括露光用図形として１種類抽出するとともに、抽出された前記図形パターンまたは前記図形パターン群を有する他の単位領域からも同一種類の前記部分一括露光用図形を抽出するステップと、を有し、
前記部分一括露光用図形の種類数が許容数に達するまで、前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の抽出を繰り返す第２の処理を有し、
前記第１の処理と前記第２の処理を並列に行い、それぞれの処理において前記種類数が前記許容数に達した際に、前記単位領域ごとに算出されたショット数において、前記第１の処理及び前記第２の処理のそれぞれの最多のショット数を比較して、少ないほうの処理における前記部分一括露光用図形を基に露光データを作成することを特徴とする露光データ作成方法。

（付記１１） 複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成装置において、
複数の前記図形パターンからなるレイアウトデータを、複数の部分一括露光用図形として抽出する抽出部と、
前記レイアウトデータを、前記半導体基板またはレチクル上において複数の前記荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域に分割する単位領域分割部と、
前記部分一括露光用図形の抽出結果をもとに、前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するショット数算出部と、
抽出した前記部分一括露光用図形の種類数が所定の許容数を超えている場合、算出したショット数が最少の単位領域内に含まれる前記部分一括露光用図形のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括露光用図形を選択して、その部分一括露光用図形を全単位領域から削除する部分一括露光用図形数調整部と、を有し、
前記ショット数算出部及び前記部分一括露光用図形数調整部は、種類数が前記許容数に達するまで前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の削除を繰り返すことを特徴とする露光データ作成装置。

（付記１２） それぞれ前記単位領域ごとの処理を行う複数のプロセッサを有することを特徴とする付記１１記載の露光データ作成装置。
（付記１３） 複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成装置において、
複数の前記図形パターンからなるレイアウトデータを、前記半導体基板またはレチクル上において複数の前記荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域に分割する単位領域分割部と、
前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するショット数算出部と、
算出したショット数が最も多くなる単位領域内に含まれる複数の前記図形パターンより、部分一括露光用図形とすることで当該単位領域内のショット数を最少にするような前記図形パターンまたは図形パターン群を、前記部分一括露光用図形として１種類抽出するとともに、抽出された前記図形パターンまたは前記図形パターン群を有する他の単位領域からも同一種類の前記部分一括露光用図形を抽出する抽出部と、を有し、
前記ショット数算出部及び前記抽出部は、前記部分一括露光図形の種類数が許容数に達するまで、前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の抽出を繰り返すことを特徴とする露光データ作成装置。

（付記１４） それぞれ前記単位領域ごとの処理を行う複数のプロセッサを有することを特徴とする付記１３記載の露光データ作成装置。

本発明の第１の実施の形態の露光データ作成方法の流れを示すフローチャートである。 マージン領域を説明するための図である。 ショット数管理テーブルの一例を示す図である。 部分一括図形管理テーブルの一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の露光データ作成方法の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態の露光データ作成方法の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の露光データ作成装置の機能ブロック図である。 シングルビームで可変矩形露光のみを用いた場合のショット数の分布を示す図である。 シングルビームで部分一括露光を用いた場合のショット数の分布を示す図である。 本発明により作成したマルチビーム露光方式のための露光データによる単位領域ごとのショット数の分布を示す図である。 電子線を用いたリソグラフィー技術の例を示す図であり、（Ａ）は可変矩形露光方式、（Ｂ）は部分一括露光方式のリソグラフィー技術を示す図である。 従来の電子線露光装置の概略を示す断面構成図である。 マルチビーム露光方式の概念図であり、（Ａ）は部分一括露光用図形を配置したマスクを用いた場合、（Ｂ）は電子データで部分一括図形を表した場合を示す図である。

符号の説明

１０ レイアウトデータ
１１、１１ａ パターン
１２、１２ａ 部分一括図形（部分一括露光用図形）
２０ ウエハ（またはレチクル）
２０ａ 単位領域
２１ 露光開始位置
３０ 露光データ

Claims (10)

1. 複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成方法において、
   複数の前記図形パターンからなるレイアウトデータを、複数の部分一括露光用図形として抽出するステップと、
   前記レイアウトデータを、前記半導体基板またはレチクル上において複数の前記荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域に分割するステップと、
   前記部分一括露光用図形の抽出結果をもとに、前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するステップと、
   抽出した前記部分一括露光用図形の種類数が所定の許容数を超えている場合、算出したショット数が最少の単位領域内に含まれる前記部分一括露光用図形のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括露光用図形を選択して、その部分一括露光用図形を全単位領域から削除するステップと、を有し、
   前記種類数が前記許容数に達するまで前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の削除を繰り返すことを特徴とする露光データ作成方法。
2. 前記レイアウトデータ中の全ての前記図形パターンを表現するように、繰り返し性の高い前記図形パターンまたは図形パターン群から順に前記部分一括露光用図形として抽出することを特徴とする請求項１記載の露光データ作成方法。
3. 前記レイアウトデータを複数の前記部分一括露光図形として抽出する際、可変矩形露光で１ショットに相当する前記図形パターンを除くことを特徴とする請求項１記載の露光データ作成方法。
4. 前記単位領域は、マルチビーム露光装置の偏向器により、前記半導体基板またはレチクル上に前記荷電粒子ビームを照射する範囲または、各前記荷電粒子ビーム間の距離で定義づけられた領域であることを特徴とする請求項１記載の露光データ作成方法。
5. 前記許容数は、マスク上に搭載できる前記部分一括露光用図形の数、または、データとして格納できる容量の制限からなる前記部分一括露光用図形の種類数であることを特徴とする請求項１記載の露光データ作成方法。
6. 前記半導体基板またはレチクル上において、ある部分一括露光用図形を用いて部分一括露光する場合における総ショット数と、その部分一括露光用図形に含まれる前記図形パターンを可変矩形露光で露光する場合における総ショット数との差が最小となる前記部分一括露光図形を、部分一括露光を行う有効性が最も低いとすることを特徴とする請求項１記載の露光データ作成方法。
7. 複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成方法において、
   複数の前記図形パターンからなるレイアウトデータを、前記半導体基板またはレチクル上において複数の前記荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域に分割するステップと、
   前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するステップと、
   算出したショット数が最も多くなる単位領域内に含まれる複数の前記図形パターンより、部分一括露光用図形とすることで当該単位領域内のショット数を最少にするような前記図形パターンまたは図形パターン群を、前記部分一括露光用図形として１種類抽出するとともに、抽出された前記図形パターンまたは前記図形パターン群を有する他の単位領域からも同一種類の前記部分一括露光用図形を抽出するステップと、を有し、
   前記部分一括露光図形の種類数が許容数に達するまで、前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の抽出を繰り返すことを特徴とする露光データ作成方法。
8. 複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成方法において、
   複数の前記図形パターンからなるレイアウトデータを、複数の部分一括露光用図形として抽出するステップと、
   前記レイアウトデータを、前記半導体基板またはレチクル上において複数の前記荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域に分割するステップと、
   前記部分一括露光用図形の抽出結果をもとに、前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するステップと、
   抽出した前記部分一括露光用図形の種類数が所定の許容数を超えている場合、算出したショット数が最少の単位領域内に含まれる前記部分一括露光用図形のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括露光用図形を選択して、その部分一括露光用図形を全単位領域から削除するステップと、を有し、
   前記種類数が前記許容数に達するまで前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の削除を繰り返す第１の処理と、
   前記レイアウトデータを、前記単位領域に分割するステップと、
   前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するステップと、
   算出したショット数が最も多くなる単位領域内に含まれる複数の前記図形パターンより、部分一括露光用図形とすることで当該単位領域内のショット数を最少にするような前記図形パターンまたは図形パターン群を、前記部分一括露光用図形として１種類抽出するとともに、抽出された前記図形パターンまたは前記図形パターン群を有する他の単位領域からも同一種類の前記部分一括露光用図形を抽出するステップと、を有し、
   前記部分一括露光用図形の種類数が許容数に達するまで、前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の抽出を繰り返す第２の処理を有し、
   前記第１の処理と前記第２の処理を並列に行い、それぞれの処理において前記種類数が前記許容数に達した際に、前記単位領域ごとに算出されたショット数において、前記第１の処理及び前記第２の処理のそれぞれの最多のショット数を比較して、少ないほうの処理における前記部分一括露光用図形を基に露光データを作成することを特徴とする露光データ作成方法。
9. 複数の荷電粒子ビームを用いて半導体基板またはレチクルを露光して図形パターンを転写するための露光データを作成する露光データ作成装置において、
   複数の前記図形パターンからなるレイアウトデータを、複数の部分一括露光用図形として抽出する抽出部と、
   前記レイアウトデータを、前記半導体基板またはレチクル上において複数の前記荷電粒子ビームが同時に露光する範囲に対応する単位領域に分割する単位領域分割部と、
   前記部分一括露光用図形の抽出結果をもとに、前記単位領域ごとの前記荷電粒子ビームのショット数を算出するショット数算出部と、
   抽出した前記部分一括露光用図形の種類数が所定の許容数を超えている場合、算出したショット数が最少の単位領域内に含まれる前記部分一括露光用図形のうち、部分一括露光を行う有効性の最も低い部分一括露光用図形を選択して、その部分一括露光用図形を全単位領域から削除する部分一括露光用図形数調整部と、を有し、
   前記ショット数算出部及び前記部分一括露光用図形数調整部は、種類数が前記許容数に達するまで前記単位領域ごとのショット数の算出及び前記部分一括露光用図形の削除を繰り返すことを特徴とする露光データ作成装置。
10. それぞれ前記単位領域ごとの処理を行う複数のプロセッサを有することを特徴とする請求項９記載の露光データ作成装置。
    

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