JP3883905B2 - Charged particle beam exposure method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は荷電粒子ビーム露光方法に関し、特に近接効果補正を行って荷電粒子ビームにより露光する荷電粒子ビーム露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の集積度の向上に伴って要求されるパターンルールが微細化され、従来の光露光方法では解像が困難になりつつある。そこで、荷電粒子ビーム、特に電子ビームを用いた露光方法が使用されるようになってきている。
【０００３】
電子ビームは、そのビームサイズを非常に細く絞ることができること、偏向を電気的に制御可能であること、などの特徴を有しており、微細パターンの形成に好適に用いることができる。
【０００４】
電子ビームを用いた露光においては、スループットや精度の向上のため、種々の露光方法が提案されている。スループットを向上させるための方法としては、例えば、可変矩形露光用マスクを用いた可変矩形露光方法や、繰り返しパターンなどの規則的なパターンを透過口として持つブロックマスクを用いた部分一括露光方法が提案されている。また、特開平５−１９８４８３号公報では、精度向上のため、マスク上に細長いスリットを透過口として形成し、その一部を照射することで様々な長さの微細パターンを描画する可変長細線ブロック露光方法も提案されている。
【０００５】
ところで、電子ビーム露光では、近接効果の影響により、露光パターンの粗密などによって解像幅が異なることが知られている。電子ビームがレジストの座標（ｘ，ｙ）の位置に与えるエネルギーは、経験的に次の式（１）で表される露光強度分布（Exposure Intensity Distribution，ＥＩＤ）関数f(x,y)で与えられる。
【０００６】
【数１】
式（１）は、前方散乱波長βf、後方散乱波長βb、前方・後方散乱比率ηをパラメータとし、前方散乱項（第１項）と後方散乱項（第２項）との和で表される。これらのパラメータβf，βb，ηは、レジストプロセスごとに、レジストの種類や膜厚また基板によって変化する。
【０００８】
従来、近接効果補正は、式（１）で表されるＥＩＤ関数に基づき、レジストに形成されるべき各露光パターンの露光量を自己整合計算し、最終的に各露光パターンが、例えば一定の現像レベルなど、同じ吸収エネルギーを得るように露光量を決定していた。さらに、露光マージンを広げるため、出来上がり寸法となるべき設計データの設計寸法に対し、実際にレジストに対して露光を行うときの寸法である露光データ寸法を小さく設定しておくなどの図形変更を併せて行う手法も採られていた。
【０００９】
このような近接効果補正を、前述の可変矩形露光方法や部分一括露光方法、あるいは可変長細線ブロック露光方法に適用する場合には、例えば次のような手順が採られていた。
【００１０】
図６は従来の近接効果補正処理のフローを示す図である。
可変長細線ブロック露光方法および部分一括露光方法を併用する場合、まず、設計データを用い（ステップＳ５０）、その中から、マスク上の可変長細線ブロックで露光しようとする露光パターンのパターン寸法を抽出し、これを可変長細線ブロックサイズとして指定する（ステップＳ５１）。
【００１１】
次いで、設計データの中から、繰り返し数が多く一括露光が可能なパターンまたはブロックであって、それらを抽出することでショット数削減効果が大きいものを、部分一括露光データとして抽出する（ステップＳ５２）。このとき、可変長細線ブロックマスクで使用されるブロック数を考慮し、トータルのブロック数が装置の許容するブロック数に収まる数だけ抽出するようにする。
【００１２】
そして、指定した可変長細線ブロックサイズおよび部分一括露光データ、さらに転写時の縮小倍率を基に、マスク上に形成する各マスクパターンの位置、形状、大きさなどのデータを含んだマスクデータを作成する（ステップＳ５３）。
【００１３】
一方、可変長細線ブロックサイズの指定および部分一括露光データの抽出後は、設計データに対して近接効果補正が行われていない未補正露光データを用い（ステップＳ５４）、前方散乱の影響のみかつ着目パターンのみ考慮する自己補正を行う。この自己補正では、まず、形成すべき各露光パターンについて、ＥＩＤ関数における前方散乱項に基づいて前方散乱強度を計算する（ステップＳ５５）。そして、得られた前方散乱強度分布の所定パーセントにおける幅が、設計データの設計寸法に等しくなるように、レジストパターン上での図形変更量を計算し（ステップＳ５６）、露光データ寸法を求める。
【００１４】
この自己補正の後、後方散乱の影響を考慮する露光量補正を行う。この露光量補正では、図形変更量計算の後、まず、露光データ寸法を用いて求めた前方散乱強度分布の幅が、設計寸法に等しくなる前方散乱強度である設計寸法強度を計算する（ステップＳ５７）。
【００１５】
次いで、マスクパターンの形成面を所定の大きさでメッシュ状に分割し、各メッシュ内で開口されているパターンの面積に基づいて、各メッシュにおける面積密度を計算し（ステップＳ５８）、面積密度マップを作成する。
【００１６】
そして、着目しているメッシュに対して与えられる後方散乱の影響を求めるため、面積密度マップの平滑化が行われる（ステップＳ５９）。これは、着目しているメッシュに対して後方散乱の影響を与えることのある他のメッシの各面積密度を、着目しているメッシュとの距離の重み付きですべて足し合わせ、その結果に応じ、着目しているメッシュについての実効的な後方散乱強度を求めるものである。
【００１７】
その後、各露光パターンの強度が現像レベルですべて一致するように、先に求めた設計寸法強度と後方散乱強度の合計強度に、現像レベルに不足する強度分を考慮し、各露光パターンの形成に必要となる補正露光量を計算する（ステップＳ６０）。
【００１８】
この露光量補正の後、補助露光発生の有無について検討する。この補助露光発生においては、部分一括照射領域の境界など、補正露光量だけでは露光量が不足するパターンに補助露光を発生させるようにし（ステップＳ６１）、その補助露光に必要となる補助露光量を計算する（ステップＳ６２）。
【００１９】
この露光量補正、補助露光発生の結果、後方散乱の影響は再び変化してくるため、補助露光量計算の後、ステップＳ５７へ戻り、以降の処理を繰り返すようにすることで、より精度の良い近接効果補正が可能になる。
【００２０】
その後、あらかじめ指定した可変長細線ブロックサイズが、補正後にどのような寸法となったかを計算し、その寸法に対応するパターン寸法のマスクパターンを可変長細線ブロックパターンとして抽出し（ステップＳ６３）、補正済み露光データを取得する（ステップＳ６４）。
【００２１】
また、ステップＳ５３で作成したマスクデータは、ステップＳ５６で得られる図形変更後の露光データ寸法に合わせて変更し（ステップＳ６５）、最終マスクデータを取得する（ステップＳ６６）。ここで取得された最終マスクデータを用いてマスクが形成される（ステップＳ６７）。
【００２２】
このように、従来の電子ビーム露光では、まず、可変長細線ブロックサイズを指定しておき、部分一括露光データの抽出後、縮小倍率を考慮してマスクデータを作成する。そして、その後、図形変更後の露光データ寸法を用いて最終マスクデータを得て、レジストプロセスで露光に使用するマスクの形成を行っていた。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電子ビーム露光において、近接効果補正に用いるＥＩＤ関数のパラメータ（式（１）のβf，βb，η）は、レジストプロセスの変更、すなわちレジストの種類や膜厚あるいは基板の変更によって変化するため、半導体装置開発の過程でレジストプロセスが変更された場合には、ＥＩＤパラメータの変化に応じてマスクを作り直さなければならないという問題点があった。
【００２４】
このようなレジストプロセスの変更は、開発段階では稀なことではなく、変更のたびにマスクを作り直すのでは、コストがかかるとともに、開発期間の長期化を招くことになる。
【００２５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、電子ビームなどの荷電粒子ビームを用いた露光において近接効果補正を効率的に行うことのできる荷電粒子ビーム露光方法を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すフローによって実現可能な荷電粒子ビーム露光方法が提供される。本発明の荷電粒子ビーム露光方法は、近接効果補正を行って荷電粒子ビームにより可変長細線ブロック露光または部分一括露光を行う荷電粒子ビーム露光方法において、露光強度分布関数または装置・マスク製造上の要求から求められた露光データ寸法を既存のマスクデータと照合し、その照合結果に基づいて前記露光データ寸法を補正して補正露光データ寸法を決定し、決定された前記補正露光データ寸法を用いて露光強度分布関数より得られる前方散乱強度分布の幅が設計寸法と一致する露光強度である設計寸法強度を計算し、面積密度法によって後方散乱強度を計算し、前記設計寸法強度と前記後方散乱強度との合計露光強度に応じて補正露光量を計算し、露光強度分布関数または装置・マスク製造上の要求から求められた前記露光データ寸法を前記既存のマスクデータと照合し、その照合結果に基づいて前記露光データ寸法を補正して前記補正露光データ寸法を決定する際には、前記既存のマスクデータのマスクパターンが露光されたときのパターン寸法のうち、前記露光データ寸法に最も近いパターン寸法を抽出し、抽出された前記パターン寸法と前記露光データ寸法との差が一定値以内である場合には、前記パターン寸法を前記補正露光データ寸法とし、抽出された前記パターン寸法と前記露光データ寸法との差が前記一定値を超える場合には、前記露光データ寸法を前記補正露光データ寸法とすることを特徴とする。
【００２７】
このような荷電粒子ビーム露光方法によれば、補正露光データ寸法が、露光強度分布関数または装置やマスク製造上の要求により求められた露光データ寸法と（ステップＳ３）、既存のマスクデータとの照合の結果に基づいて決定される（ステップＳ４）。そして、このように決定された補正露光データ寸法を用いて、設計寸法強度の計算（ステップＳ５）、および面積密度法による後方散乱強度の計算（ステップＳ６，Ｓ７）が行われ、補正露光量が計算される（ステップＳ８）。このような荷電粒子ビーム露光方法では、補正露光データ寸法の決定に既存のマスクデータを用いるため、レジストプロセスの変更に対してもマスクの作り直しが不要になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
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。
まず、第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、可変長細線ブロック露光を行う場合について説明する。
【００２９】
図１は第１の実施の形態に係る近接効果補正処理のフローを示す図である。また、図２は設計寸法強度の説明図であって、（ａ）は露光パターン、（ｂ）は前方散乱強度分布をそれぞれ示している。
【００３０】
可変長細線ブロック露光における近接効果補正処理は、大きく、着目する露光パターンについて前方散乱の影響を考慮する自己補正、後方散乱の影響を考慮する露光量補正、および露光量が不足する領域に対する補助露光発生の各工程からなる。
【００３１】
まず、近接効果補正処理における自己補正について述べる。この自己補正では、設計データについて近接効果補正がされていない状態の未補正露光データを用い（ステップＳ１）、ＥＩＤ関数の前方散乱項に基づき、前方散乱強度分布を計算する（ステップＳ２）。
【００３２】
次いで、この前方散乱強度分布の所定パーセントにおける幅が、設計データのパターン寸法である設計寸法Ｗ0に等しくなるように、設計寸法Ｗ0からの寸法シフト量、すなわち、図形変更量を計算する（ステップＳ３）。この図形変更により、レジストに露光を行う際の寸法である露光データ寸法Ｗが求まる。
【００３３】
そして、この露光データ寸法Ｗを補正して最終的な露光データ寸法（以下「補正露光データ寸法」という）を決定する（ステップＳ４）。このステップＳ４における補正露光データ寸法の決定に当たっては、まず、ステップＳ３で得られた露光データ寸法Ｗと、装置が安定して照射することのできるビームサイズの最小径またはマスクに形成できる最小開口寸法（以下「最小露光データ寸法」という）とを比較する。露光データ寸法Ｗが最小露光データ寸法より大きい場合には、この露光データ寸法Ｗを暫定的な露光データ寸法（以下「暫定露光データ寸法」という）として設定する。一方、露光データ寸法Ｗが最小露光データ寸法より小さい場合には、この最小露光データ寸法を暫定露光データ寸法とする。
【００３４】
次いで、この暫定露光データ寸法を、既存マスク上のマスクパターンが所定倍率で縮小して転写されたときに形成される露光パターンのパターン寸法と照合する。そして、既存のマスクデータの中から、暫定露光データ寸法に最も近いパターン寸法となるマスクデータを抽出する。さらに、この抽出したマスクデータが示すパターン寸法と暫定露光データ寸法との差が一定値以内であれば、このパターン寸法を補正露光データ寸法とする。一方、抽出したマスクデータのパターン寸法と暫定露光データ寸法との差が一定値を超える場合には、暫定露光データ寸法を補正露光データ寸法とする。
【００３５】
このように、自己補正では、図形変更後の露光データ寸法Ｗと最小露光データ寸法との関係、およびその大小関係から決定される暫定露光データ寸法と既存のマスクデータから得られるパターン寸法との関係を検討する。そして、露光データ寸法Ｗおよびパターン寸法を上記のように照合した結果に基づき、補正露光データ寸法を決定するようにする。
【００３６】
次に、露光量補正について述べる。この露光量補正では、まず、設計寸法強度の計算を行う（ステップＳ５）。この計算は、補正露光データ寸法およびＥＩＤ関数から、図２（ｂ）に示すような前方散乱強度分布を計算し、分布の幅が、図２（ａ）に示した設計寸法Ｗ0と等しくなる強度である設計寸法強度εを計算する。この設計寸法強度εは、次の式（２）に基づいて計算する。
【００３７】
【数２】
ここで、誤差関数erf(x)は、次の式（３）で定義される。
【００３９】
【数３】
次いで、マスクパターンの形成面を、補正計算を行うためのメッシュ（以下「補正計算メッシュ」という）に分割し、補正計算メッシュごとに、パターン部分、すなわち開口部が占めている面積の割合である面積密度を計算する（ステップＳ６）。
【００４１】
さらに、着目している補正計算メッシュに対する他の補正計算メッシュからの後方散乱の影響を考慮して、補正計算メッシュごとの実効的な後方散乱強度を求める、面積密度マップの平滑化を行う（ステップＳ７）。このステップＳ７における面積密度マップの平滑化は、例えば、まず、着目している補正計算メッシュに対して後方散乱の影響を与えることのある他の補正計算メッシの各面積密度を、着目している補正計算メッシュとの距離の重み付きですべて足し合わせる。そして、その結果に応じ、着目している補正計算メッシュについての実効的な後方散乱強度を求める。
【００４２】
このように面積密度マップの平滑化を行うことで、形成する各露光パターンについての設計寸法強度および後方散乱強度が求まることになる。そして、各露光パターンの強度が、例えば現像レベルなど、一定レベルですべて一致するように、各露光パターンの露光に必要となる補正露光量を計算する（ステップＳ８）。
【００４３】
次に、補助露光発生について述べる。上記の補正露光量の計算では、パターンや一括露光されるパターン群ごとに露光量を変化させて合計強度の均一化を図っているが、そのままでは、露光量を変化させたパターンや一括露光される領域の境界の露光量がいわゆるノコギリ波状になって不連続となる。そこで、このような不連続性を補償するために、補正露光量計算に用いた後方散乱強度より小さな後方散乱強度を持つ補正計算メッシュに対し、補助露光ショットを発生させるようにし（ステップＳ９）、この補助露光ショットに必要な補助露光量を計算する（ステップＳ１０）。
【００４４】
このように露光量を補正し、補助露光ショットを発生させた場合、そのために、露光パターンについての後方散乱の影響が変化することになる。そのため、この補助露光量計算の後、ステップＳ６に戻り、補正計算メッシュの面積密度計算以降の処理を繰り返し行うことにより、補正精度の向上が可能になる。
【００４５】
その後、既存マスクに形成されている可変長細線ブロックと同じパターン寸法を持つマスクパターンを、可変長細線ブロックパターンとして抽出し（ステップＳ１１）、補正済み露光データを取得する（ステップＳ１２）。
【００４６】
このような近接効果補正処理では、補正露光データ寸法を既存のマスクデータを用いて決定するので、パラメータの変更を伴うレジストプロセスの変更が発生した場合であっても、マスクを作成し直す必要がない。これにより、レジストプロセスの変更によりマスクを作成し直す従来の近接効果補正処理に比べ、コスト削減および開発期間の短縮が図られる。
【００４７】
さらに、補正露光データ寸法と既存のマスクデータから得られるパターン寸法との差が一定値以下となるマスクパターンがすべて可変長細線ブロックパターンとして抽出されるようになる。これにより、既存マスクを利用しつつ、高精度な可変長細線ブロック露光を行うことが可能になる。
【００４８】
また、ここでは、既存マスクを使用するために、通常の補正計算で得た露光データ寸法Ｗとは異なる補正露光データ寸法で露光することになる。しかし、その分を、露光量補正および補助露光発生により補正するようにしているため、補正精度が低下することはない。
【００４９】
なお、ステップＳ４の補正露光データ寸法の決定においては、暫定露光データ寸法と既存のマスクデータから得られるパターン寸法とを照合する際に、暫定露光データ寸法よりも細いパターン寸法となるマスクパターンのみを照合の対象とするようにしてもよい。これは、一般的に、露光データ寸法が小さいほど、露光マージンが向上するからである。
【００５０】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、部分一括露光を行う場合について説明する。
図３は第２の実施の形態に係る近接効果補正処理のフローを示す図である。また、図４は部分一括露光の説明図であって、（ａ）は一括露光されるパターン、（ｂ）は前方散乱強度分布、（ｃ）は露光量補正後の強度分布をそれぞれ示している。
【００５１】
第２の実施の形態における近接効果補正処理は、第１の実施の形態と同様、大きく、自己補正、露光量補正および補助露光発生の各工程からなる。
まず、自己補正では、設計データについての未補正露光データを用い（ステップＳ２０）、ＥＩＤ関数の前方散乱項に基づいて前方散乱強度分布を計算する（ステップＳ２１）。
【００５２】
ここで、一括露光されるパターン群については、ステップＳ２１の前方散乱強度分布を計算することなく、露光データ寸法を既存のマスクデータから得られるパターン寸法と一致するように変更し、変更したものを補正露光データ寸法として決定する（ステップＳ２３）。これは、通常、部分一括露光パターンが、１枚のマスクに１種類の寸法でのみしか形成されていないためである。
【００５３】
この部分一括露光パターンのほか、可変長細線ブロックパターンが存在する場合には、上記第１の実施の形態に従って処理することができる。また、その他の可変矩形露光パターンが存在する場合には、第１の実施の形態と同様、図形変更量を計算し（ステップＳ２２）、ここで得られる露光データ寸法Ｗから補正露光データ寸法を決定する（ステップＳ２３）。
【００５４】
次に、露光量補正について述べる。補正露光データ寸法の決定後、設計寸法強度計算を行う（ステップＳ２４）。ここでは、図４（ｂ）に示すように、一括露光されるパターン群に含まれているパターンＡ，Ｂのそれぞれについて設計寸法強度εＡ，εＢを計算する。
【００５５】
次いで、第１の実施の形態と同様、面積密度計算（ステップＳ２５）、面積密度マップの平滑化（ステップＳ２６）、および補正露光量の計算を行う（ステップＳ２７）。
【００５６】
このステップＳ２７における補正露光量の計算においては、補正露光量を、一括露光されるパターン群ごとに計算するので、一括露光されるパターンＡ，Ｂについて求めた設計寸法強度εＡ，εＢのうちこれらを代表する値、ここでは最大値εＡを、このパターン群を代表する設計寸法強度（以下「代表設計寸法強度」という）とする。
【００５７】
可変矩形露光パターンでは、図４（ｃ）に示すように、各パターンの後方散乱と設計寸法強度の和が一致するように露光量補正される。一方、部分一括露光パターンについては、パターンＡ，Ｂを含むパターン群の代表設計寸法強度と後方散乱強度との合計強度が、このパターン群以外の他のパターンまたはパターン群と一致するように補正露光量を計算する。
【００５８】
ここで、補正露光量はひとつのパターン群に対して設定されるので、一括露光されるパターンＡ，Ｂのうち、設計寸法強度εＢが代表設計寸法強度、すなわち最大値εＡに満たないパターンＢについては、その露光量が不足状態となる。そこで、露光量不足の状態にあるパターンＢに対しては、補助露光ショットを発生させるようにし（ステップＳ２８）、パターンＢに必要な露光量がパターンＡに必要な露光量と一致するように補助露光量を計算する（ステップＳ２９）。
【００５９】
以降の処理は、第１の実施の形態と同様に、ステップＳ２５からステップＳ２９までの処理を繰り返し、最終的に補正済み露光データを得る（ステップＳ３０）。
【００６０】
なお、この第２の実施の形態では、部分一括露光パターンについて、露光データ寸法Ｗを既存のマスクデータから得られるパターン寸法と一致するように変更し、変更したものを補正露光データ寸法として決定するようにした。この方法のほか、あらかじめＥＩＤ関数を用いて露光データ寸法Ｗを計算し、既存のマスクデータの中から、その露光データ寸法Ｗと最も近いパターン寸法を示すものを選択し、このパターン寸法を補正露光データ寸法としてもよい。
【００６１】
次に、第３の実施の形態について説明する。ここでは、第２の実施の形態と同様、部分一括露光を行う場合について、図３，図４を参照して説明する。
この第３の実施の形態においては、図３に示したステップＳ２３までは第２の実施の形態と同様である。
【００６２】
その後、一括露光されるパターンＡ，Ｂのそれぞれについて設計寸法強度εＡ，εＢを求め（ステップＳ２４）、面積密度計算（ステップＳ２５）、面積密度マップの平滑化（ステップＳ２６）を行う。そして、プロセス上、パターンＡ，Ｂを露光したときに若干の寸法ずれが許容される場合には、続くステップＳ２７の補正露光量の計算において、設計寸法強度εＡ，εＢの平均値（以下「平均設計寸法強度」という）を代表設計寸法強度とする。そして、この平均設計寸法強度と後方散乱強度との合計強度が、このパターン群以外の他のパターンまたはパターン群と一致するように補正露光量を計算する（ステップＳ２７）。
【００６３】
この後の補助露光発生時には、一括露光されるパターンＡ，Ｂの設計寸法強度εとして平均設計寸法強度を設定しておけば、続くステップＳ２８，Ｓ２９の補助露光発生で、パターン群内の各設計寸法強度εＡ，εＢの差に起因する補助露光ショットは発生しなくなる。
【００６４】
このとき、平均設計寸法強度を用いることで、パターン群内で、設計寸法強度εが最大および最小となるパターンの精度が低下する場合がある。これを回避するためには、設計寸法強度εを、最大値若しくは最小値若しくはデバイス設計上最も精度が要求されるパターンの設計寸法強度εに合わせて補正露光量を計算するようにする。そして、続く補助露光発生では、その代表設計寸法強度に合わせた補助露光量を与えるようにする。
【００６５】
この第３の実施の形態の部分一括露光によれば、平均設計寸法強度を設定して一括露光するので、各設計寸法強度εＡ，εＢの差に起因するパターン群内の補助露光ショットが必要なくなり、補助露光ショット数を減少させ、スループットを向上させることが可能になる。
【００６６】
次に第４の実施の形態について説明する。
近接効果補正に用いるＥＩＤ関数のパラメータについて、大きな変更があった場合、以前のパラメータに合わせて作成した既存のマスクデータを用いると、極端に精度が低下してしまう可能性がある。レジストプロセスが確定しておらず、パラメータの大幅な変更が有り得る状態においては、簡便にかつ効率的に精度低下を防止する必要がある。
【００６７】
精度やスループットの向上の観点から、多くの場合、あるパターンについて、これだけは可変長細線ブロック露光または部分一括露光をする必要がある、といったパターンが存在する。こういったパターンをあらかじめ抽出しておき、パラメータを大雑把に変化させた複数のマスクパターンを、マスク上に並べて形成しておき、このマスクデータを、上記の第１，第２，第３の実施の形態で述べた既存のマスクデータとして補正露光データ寸法の決定に用いるようにする。
【００６８】
なお、パラメータを数多く変化させてできた多くのマスクパターンをマスク上に並べてしまうと、部分一括露光パターンとして抽出できるパターン数が減少し、却ってスループットが低下する場合がある。マスク形成に当たっては、パラメータが変わったときにもマスクが使用できるメリットと、トータルのスループットとの兼ね合いで、マスクデータを作成するようにする。
【００６９】
この第４の実施の形態における実際の近接効果補正において、自己補正は、第１，第２，第３の実施の形態で述べたのと同様に行われる。すなわち、第１の実施の形態を例にとれば、図１に示したように、ＥＩＤ関数の前方散乱項に基づいて前方散乱強度分布を計算し（ステップＳ２）、その所定パーセントでの分布幅が設計寸法Ｗ0に等しくなるように図形変更量を計算する（ステップＳ３）。そして、計算によって得られた露光データ寸法Ｗと既存のマスクデータから得られるパターン寸法とを照合し、最も近いパターン寸法を補正露光データ寸法とする（ステップＳ４）。
【００７０】
また、この第４の実施の形態においては、部分一括露光データについても、いくつかのパラメータを変化させたマスクパターンを存在させておくことが可能である。したがって、その中から最も近いパターン寸法を補正露光データ寸法とすることができる。
【００７１】
そして、自己補正に続く露光量補正および補助露光発生の各工程では、部分一括露光パターン以外のパターンについては、第１の実施の形態と同様、パターンごとに設計寸法強度εを計算する（ステップＳ５）。さらに、この設計寸法強度εと面積密度法（ステップＳ６，Ｓ７）で計算した後方散乱強度との合計強度が、このパターン群以外の他のパターンまたはパターン群と一致するように補正露光量を計算する（ステップＳ８）。最後に、部分的に露光量不足となった部分に補助露光を発生させる（ステップＳ９，Ｓ１０）。一方、部分一括露光パターンは、第２，第３の実施の形態で述べたいずれかの方法を用いて、露光量補正および補助露光発生の各工程を行う。
【００７２】
最後に、既存マスクに形成されている可変長細線ブロックと同じパターン寸法を持つマスクパターンを、可変長細線ブロックパターンとして抽出し（ステップＳ１１）、補正済み露光データを取得する（ステップＳ１２）。
【００７３】
また、この露光量補正および補助露光発生の各工程で、部分一括露光データの場合には、第２，第３の実施の形態で述べたのと同様の処理を行い、最終的に補正済み露光データを取得する。
【００７４】
次に、第５の実施の形態について説明する。
可変長細線ブロック露光の場合については、ある範囲内で、一定のピッチで寸法を変化させたマスクパターンをあらかじめ形成しておくのも有効である。
【００７５】
図５は設計寸法と露光データ寸法との関係を示す図である。図５では、３種類の異なるレジストプロセス１，２，３について、設計寸法Ｗ0について露光強度分布関数から求められる露光データ寸法Ｗを曲線でそれぞれ示している。さらに、図５には、各レジストプロセス１，２，３について、所定の設計寸法Ｗ0を実現可能な露光データ寸法Ｗが示されている。この露光データ寸法Ｗは、実際のマスク形成ではピッチを連続的に変化させることはできないため、各レジストプロセス１，２，３にそれぞれ近似した階段状に、すなわち一定のピッチで、変化する。
【００７６】
一定のピッチで寸法を変化させたマスクパターンとしては、例えば、幅１００ｎｍ以下のパターンを高精度に描画したい場合、例えばマスクに開口できる最小寸法が３０ｎｍであれば、３０ｎｍから１００ｎｍまでピッチ１０ｎｍでマスクを形成しておく。
【００７７】
レジストプロセス１，２，３の変更に伴ってパラメータが変更され、同じ設計寸法Ｗ0でも露光データ寸法Ｗが変化する場合、この変化後の露光データ寸法Ｗに最も近いパターン寸法が得られるマスクパターンを選択することで、理想的な露光データ寸法Ｗとの差を、例えば５ｎｍ以下といったように、小さく抑えたマスクが使用されるようになる。
【００７８】
さらに、この手法を用いれば、レジストプロセスの変更だけでなく、同一レジストプロセスでの設計データの変更にも１枚のマスクで対応することができる。また、可変長細線ブロック露光の場合には、異なる層についてレジストパターンを形成するときでも、同一マスクを用いて可変長細線ブロック露光が可能になる。
【００７９】
なお、第１の実施の形態と同様、補正露光データ寸法の決定においては、計算により得られた暫定露光データ寸法と既存のマスクデータから得られるパターン寸法とを照合する際に、暫定露光データ寸法よりも細いパターン寸法となるマスクパターンのみを照合の対象とすることもできる。
【００８０】
以上説明したように、本発明では、補正露光データ寸法の決定に当たり、既存のマスクデータを用いるようにする。これにより、レジストプロセスが変更された場合であっても、マスクを作り直す必要がなく、コスト削減および開発期間の短縮が図られるようになる。
【００８１】
この場合、通常の補正計算で得られる露光データ寸法Ｗとは異なる補正露光データ寸法を用いることになるが、その後、露光量補正および補助露光発生により補正するため、近接効果補正の精度低下はない。特に、部分一括露光での露光量補正では、そのパターン群内での最大値若しくは最小値若しくは最も精度が要求されるパターンの設計寸法強度εに合わせて補正露光量を計算することで、補助露光ショット数を減らし、スループットが向上するようになる。
【００８２】
また、既存のマスクデータとして用いられるマスク上に、ＥＩＤ関数のパラメータを変化させた場合のマスクパターン、あるいは一定のピッチで寸法を変化させたマスクパターンを、複数形成しておくことで、レジストプロセスの変更に柔軟に対応することができるようになる。
【００８３】
なお、以上の説明では、主に、可変長細線ブロック露光および部分一括露光について述べたが、これらの近接効果補正処理において一定条件を満たさないときには、露光方法を可変矩形露光に変更するように構成することもできる。
【００８４】
この場合、例えば、計算により得られる補正露光データ寸法を、既存のマスクデータから得られるパターン寸法と照合した際、大きく一定値を超えてしまうようなときには、可変矩形露光に変更するようにする。また、逆に、可変矩形露光の近接効果補正処理において、補正露光データ寸法と既存のマスクデータから得られるパターン寸法との差が一定値以下であるときには、可変長細線ブロック露光または部分一括露光に変更するようにすることも可能である。これにより、各パターンに対して最適な露光方法の選択が可能になり、より高精度で露光パターンを形成することができるようになる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、露光強度分布関数または装置・マスク製造上の要求から求められた露光データ寸法と既存のマスクデータとを照合し、その照合結果に基づいて補正露光データ寸法を決定し、この補正露光データ寸法を用いて設計寸法強度および後方散乱強度の計算を行い、補正露光量を計算する構成とした。これにより、レジストプロセスの変更に対してもマスクの作り直しが不要になるので、コスト削減および開発期間の短縮を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る近接効果補正処理のフローを示す図である。
【図２】設計寸法強度の説明図であって、（ａ）は露光パターン、（ｂ）は前方散乱強度分布をそれぞれ示している。
【図３】第２の実施の形態に係る近接効果補正処理のフローを示す図である。
【図４】部分一括露光の説明図であって、（ａ）は一括露光されるパターン、（ｂ）は前方散乱強度分布、（ｃ）は露光量補正後の強度分布をそれぞれ示している。
【図５】設計寸法と露光データ寸法との関係を示す図である。
【図６】従来の近接効果補正処理のフローを示す図である。
【符号の説明】
１，２，３ レジストプロセス
Ａ，Ｂ パターン
Ｗ0 設計寸法
Ｗ 露光データ寸法
ε，εＡ，εＢ 設計寸法強度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charged particle beam exposure method, and more particularly to a charged particle beam exposure method in which proximity effect correction is performed and exposure is performed with a charged particle beam.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the required pattern rules have been miniaturized as the degree of integration of semiconductor devices has improved, and resolution has become difficult with conventional optical exposure methods. Therefore, an exposure method using a charged particle beam, particularly an electron beam, has been used.
[0003]
The electron beam has features such that the beam size can be narrowed down very finely and deflection can be controlled electrically, and can be suitably used for forming a fine pattern.
[0004]
In exposure using an electron beam, various exposure methods have been proposed in order to improve throughput and accuracy. As a method for improving throughput, for example, a variable rectangular exposure method using a variable rectangular exposure mask and a partial batch exposure method using a block mask having a regular pattern such as a repetitive pattern as a transmission port are proposed. Has been. Japanese Patent Laid-Open No. 5-198483 discloses a variable-length thin line block in which a narrow slit is formed on a mask as a transmission port for improving accuracy, and a fine pattern of various lengths is drawn by irradiating a part thereof. An exposure method has also been proposed.
[0005]
By the way, in electron beam exposure, it is known that the resolution width varies depending on the density of the exposure pattern due to the effect of the proximity effect. The energy that the electron beam gives to the position of the coordinates (x, y) of the resist is empirically given by the exposure intensity distribution (EID) function f (x, y) expressed by the following equation (1). It is done.
[0006]
[Expression 1]
Formula (1) is the forward scattering wavelength β f , Backscattering wavelength β b The forward / backward scattering ratio η is used as a parameter, and is expressed as the sum of the forward scattering term (first term) and the backscattering term (second term). These parameters β f , Β b , Η varies depending on the resist type, film thickness, and substrate for each resist process.
[0008]
Conventionally, the proximity effect correction is based on the EID function expressed by Equation (1), and the exposure amount of each exposure pattern to be formed on the resist is self-aligned, and finally, each exposure pattern is, for example, fixed development. The exposure amount was determined so as to obtain the same absorbed energy such as level. In addition, in order to widen the exposure margin, figure changes such as setting the exposure data dimension that is the dimension when actually exposing the resist to the design dimension of the design data that should be the final dimension are also made. The technique to do was also taken.
[0009]
When such proximity effect correction is applied to the aforementioned variable rectangular exposure method, partial batch exposure method, or variable length thin line block exposure method, for example, the following procedure has been adopted.
[0010]
FIG. 6 is a flowchart illustrating a conventional proximity effect correction process.
When using the variable thin wire block exposure method and the partial batch exposure method together, first, design data is used (step S50), and the pattern size of the exposure pattern to be exposed with the variable thin wire block on the mask is extracted from the design data. This is designated as the variable length thin line block size (step S51).
[0011]
Next, from the design data, a pattern or block having a large number of repetitions and capable of batch exposure and having a large effect of reducing the number of shots by extracting them is extracted as partial batch exposure data (step S52). . At this time, in consideration of the number of blocks used in the variable length thin line block mask, the total number of blocks is extracted so as to fit within the number of blocks allowed by the apparatus.
[0012]
Then, based on the specified variable length thin line block size and partial batch exposure data, and the reduction magnification at the time of transfer, mask data including data such as the position, shape and size of each mask pattern to be formed on the mask is created. (Step S53).
[0013]
On the other hand, after the designation of the variable length thin line block size and the extraction of the partial batch exposure data, uncorrected exposure data that has not been subjected to the proximity effect correction on the design data is used (step S54), and only the influence of forward scattering is considered. Perform self-correction considering only the pattern. In this self-correction, first, for each exposure pattern to be formed, the forward scattering intensity is calculated based on the forward scattering term in the EID function (step S55). Then, the figure change amount on the resist pattern is calculated so that the width of the obtained forward scattering intensity distribution in a predetermined percentage is equal to the design dimension of the design data (step S56), and the exposure data dimension is obtained.
[0014]
After this self-correction, exposure amount correction is performed in consideration of the influence of backscattering. In this exposure amount correction, after calculating the figure change amount, first, a design dimension intensity is calculated which is a forward scattering intensity at which the width of the forward scattering intensity distribution obtained using the exposure data dimension is equal to the design dimension (step S57). ).
[0015]
Next, the mask pattern forming surface is divided into meshes of a predetermined size, and the area density in each mesh is calculated based on the area of the pattern opened in each mesh (step S58), and the area density map Create
[0016]
Then, the area density map is smoothed in order to obtain the influence of backscattering given to the mesh of interest (step S59). This is the sum of the area densities of other meshes that may have backscattering effects on the mesh of interest, with the weight of the distance from the mesh of interest added, and depending on the result, The effective backscattering intensity for the mesh of interest is obtained.
[0017]
Then, in order to form each exposure pattern, the total intensity of the design dimension and the backscattering intensity obtained previously is taken into account the intensity that is insufficient for the development level so that the intensity of each exposure pattern is consistent with the development level. A necessary correction exposure amount is calculated (step S60).
[0018]
After this exposure correction, the presence or absence of auxiliary exposure will be examined. In this auxiliary exposure generation, auxiliary exposure is generated for a pattern in which the exposure amount is insufficient with only the corrected exposure amount, such as the boundary of the partial batch irradiation region (step S61), and the auxiliary exposure amount necessary for the auxiliary exposure is set. Calculate (step S62).
[0019]
As a result of this exposure amount correction and auxiliary exposure occurrence, the influence of backscattering changes again. Therefore, after calculating the auxiliary exposure amount, the process returns to step S57, and the subsequent processing is repeated, thereby improving the accuracy. Proximity effect correction is possible.
[0020]
Thereafter, the size of the variable length fine line block size designated in advance is calculated after correction, and a mask pattern having a pattern size corresponding to the size is extracted as a variable length thin line block pattern (step S63) and corrected. Completed exposure data is acquired (step S64).
[0021]
The mask data created in step S53 is changed in accordance with the exposure data size after the graphic change obtained in step S56 (step S65), and final mask data is obtained (step S66). A mask is formed using the final mask data acquired here (step S67).
[0022]
As described above, in the conventional electron beam exposure, first, the variable length thin line block size is designated, and after extracting the partial batch exposure data, the mask data is created in consideration of the reduction magnification. Then, after that, the final mask data is obtained using the exposure data size after the graphic change, and a mask used for exposure is formed in the resist process.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electron beam exposure, parameters of the EID function used for proximity effect correction (β in equation (1)) f , Β b , Η) changes due to a change in resist process, that is, a change in resist type, film thickness, or substrate, so that if the resist process is changed during the development of a semiconductor device, the mask is changed according to the change in EID parameters. There was a problem that had to be remade.
[0024]
Such a change in the resist process is not uncommon in the development stage, and recreating the mask each time the change is made is costly and prolongs the development period.
[0025]
The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a charged particle beam exposure method capable of efficiently performing proximity effect correction in exposure using a charged particle beam such as an electron beam. And
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a charged particle beam exposure method that can be realized by the flow shown in FIG. The charged particle beam exposure method of the present invention is a charged particle beam exposure method in which variable-length thin-line block exposure or partial batch exposure is performed with a charged particle beam by performing proximity effect correction. The exposure data dimension obtained from the above is collated with the existing mask data, the exposure data dimension is corrected based on the collation result to determine the corrected exposure data dimension, and exposure is performed using the determined corrected exposure data dimension. Width of forward scattered intensity distribution obtained from intensity distribution function Set up Calculate the design dimensional intensity, which is the exposure intensity that matches the total size, calculate the backscattering intensity by the area density method, and calculate the corrected exposure amount according to the total exposure intensity of the designed dimensional intensity and the backscattering intensity Then, the exposure data size obtained from the exposure intensity distribution function or the device / mask manufacturing requirement is collated with the existing mask data, and the exposure data size is corrected based on the collation result, thereby correcting the exposure data. When determining the dimension, the pattern dimension closest to the exposure data dimension is extracted from the pattern dimensions when the mask pattern of the existing mask data is exposed, and the extracted pattern dimension and the exposure data are extracted. When the difference from the dimension is within a certain value, the pattern dimension is set as the corrected exposure data dimension, and when the difference between the extracted pattern dimension and the exposure data dimension exceeds the certain value, The exposure data size is the corrected exposure data size. It is characterized by doing.
[0027]
According to such a charged particle beam exposure method, the corrected exposure data size is compared with the exposure data distribution function or the exposure data size obtained by the requirements for the apparatus and mask manufacturing (step S3), and the existing mask data. Is determined based on the result (step S4). Then, using the corrected exposure data size determined as described above, calculation of the design dimension intensity (step S5) and calculation of the backscattering intensity by the area density method (steps S6 and S7) are performed, and the corrected exposure amount is set. Calculated (step S8). In such a charged particle beam exposure method, since the existing mask data is used to determine the corrected exposure data size, it is not necessary to recreate the mask even when the resist process is changed.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the first embodiment will be described. In the first embodiment, a case where variable length thin line block exposure is performed will be described.
[0029]
FIG. 1 is a diagram showing a flow of proximity effect correction processing according to the first embodiment. FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of design dimensional intensity, where FIG. 2A shows an exposure pattern and FIG. 2B shows a forward scattering intensity distribution.
[0030]
Proximity effect correction processing in variable length thin line block exposure is large, self-correction considering the effect of forward scattering for the exposure pattern of interest, exposure correction considering the effect of backscattering, and auxiliary exposure for areas where the exposure amount is insufficient It consists of each process of generation.
[0031]
First, self-correction in the proximity effect correction process will be described. In this self-correction, uncorrected exposure data that has not been subjected to proximity effect correction for design data is used (step S1), and a forward scattering intensity distribution is calculated based on the forward scattering term of the EID function (step S2).
[0032]
Then, the width in a predetermined percentage of the forward scattered intensity distribution is a design dimension W that is a pattern dimension of the design data. 0 Design dimension W to be equal to 0 The amount of dimension shift from, that is, the figure change amount is calculated (step S3). By this graphic change, an exposure data dimension W, which is a dimension when the resist is exposed, is obtained.
[0033]
The exposure data dimension W is corrected to determine a final exposure data dimension (hereinafter referred to as “corrected exposure data dimension”) (step S4). In determining the corrected exposure data size in step S4, first, the exposure data size W obtained in step S3 and the minimum beam size that can be stably irradiated by the apparatus or the minimum aperture size that can be formed on the mask. (Hereinafter referred to as “minimum exposure data size”). When the exposure data dimension W is larger than the minimum exposure data dimension, the exposure data dimension W is set as a provisional exposure data dimension (hereinafter referred to as “provisional exposure data dimension”). On the other hand, when the exposure data size W is smaller than the minimum exposure data size, the minimum exposure data size is set as a temporary exposure data size.
[0034]
Next, the provisional exposure data size is collated with the pattern size of the exposure pattern formed when the mask pattern on the existing mask is reduced and transferred at a predetermined magnification. Then, mask data having a pattern dimension closest to the provisional exposure data dimension is extracted from the existing mask data. Further, if the difference between the pattern dimension indicated by the extracted mask data and the provisional exposure data dimension is within a certain value, this pattern dimension is set as a corrected exposure data dimension. On the other hand, when the difference between the pattern size of the extracted mask data and the temporary exposure data size exceeds a certain value, the temporary exposure data size is set as the corrected exposure data size.
[0035]
As described above, in the self-correction, the relationship between the exposure data size W after the graphic change and the minimum exposure data size, and the relationship between the temporary exposure data size determined from the size relationship and the pattern size obtained from the existing mask data. To consider. Then, the corrected exposure data dimension is determined based on the result of collating the exposure data dimension W and the pattern dimension as described above.
[0036]
Next, exposure amount correction will be described. In this exposure correction, first, the design dimension strength is calculated (step S5). In this calculation, a forward scattering intensity distribution as shown in FIG. 2B is calculated from the corrected exposure data size and the EID function, and the width of the distribution is the design dimension W shown in FIG. 0 Design dimension strength ε, which is equal to This design dimension strength ε is calculated based on the following equation (2).
[0037]
[Expression 2]
Here, the error function erf (x) is defined by the following equation (3).
[0039]
[Equation 3]
Next, the mask pattern forming surface is divided into meshes for correction calculation (hereinafter referred to as “correction calculation meshes”), and the ratio of the area occupied by the pattern portion, that is, the opening, for each correction calculation mesh. The area density is calculated (step S6).
[0041]
Further, in consideration of the influence of backscattering from other correction calculation meshes on the correction calculation mesh of interest, the area density map is smoothed to obtain the effective backscattering intensity for each correction calculation mesh (step S7). In the smoothing of the area density map in step S7, for example, attention is first focused on each area density of other correction calculation meshes that may have an influence of backscattering on the correction calculation mesh of interest. Add all the weights with the distance from the correction calculation mesh. Then, according to the result, an effective backscattering intensity for the focused correction calculation mesh is obtained.
[0042]
By smoothing the area density map in this way, the design dimension intensity and backscattering intensity for each exposure pattern to be formed can be obtained. Then, a corrected exposure amount necessary for exposure of each exposure pattern is calculated so that the intensities of the exposure patterns all coincide with each other at a certain level such as a development level (step S8).
[0043]
Next, generation of auxiliary exposure will be described. In the above-mentioned calculation of the corrected exposure amount, the exposure amount is changed for each pattern or group of patterns to be exposed at once, and the total intensity is made uniform. The exposure amount at the boundary of the region becomes a so-called sawtooth waveform and becomes discontinuous. Therefore, in order to compensate for such discontinuity, an auxiliary exposure shot is generated for a correction calculation mesh having a backscattering intensity smaller than the backscattering intensity used for the correction exposure amount calculation (step S9). The amount of auxiliary exposure necessary for this auxiliary exposure shot is calculated (step S10).
[0044]
Thus, when the exposure amount is corrected and an auxiliary exposure shot is generated, the influence of backscattering on the exposure pattern changes accordingly. Therefore, after this auxiliary exposure amount calculation, the process returns to step S6, and the correction accuracy can be improved by repeatedly performing the processing after the area density calculation of the correction calculation mesh.
[0045]
Thereafter, a mask pattern having the same pattern size as the variable length thin line block formed on the existing mask is extracted as a variable length thin line block pattern (step S11), and corrected exposure data is obtained (step S12).
[0046]
In such proximity effect correction processing, the corrected exposure data size is determined using existing mask data, so that even if a change in the resist process accompanied by a change in parameters occurs, it is necessary to recreate the mask. Absent. As a result, the cost and the development period can be shortened as compared with the conventional proximity effect correction process in which the mask is recreated by changing the resist process.
[0047]
Further, all mask patterns in which the difference between the corrected exposure data dimension and the pattern dimension obtained from the existing mask data is equal to or smaller than a certain value are extracted as variable length thin line block patterns. This makes it possible to perform variable length thin line block exposure with high accuracy while using an existing mask.
[0048]
Here, in order to use the existing mask, exposure is performed with a corrected exposure data size different from the exposure data size W obtained by the normal correction calculation. However, since the amount is corrected by exposure amount correction and generation of auxiliary exposure, the correction accuracy does not decrease.
[0049]
In the determination of the corrected exposure data dimension in step S4, only the mask pattern having a pattern dimension thinner than the provisional exposure data dimension is compared with the provisional exposure data dimension and the pattern dimension obtained from the existing mask data. You may make it make it the object of collation. This is because the exposure margin generally improves as the exposure data size decreases.
[0050]
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, a case where partial batch exposure is performed will be described.
FIG. 3 is a diagram showing a flow of the proximity effect correction process according to the second embodiment. 4A and 4B are explanatory diagrams of partial batch exposure, where FIG. 4A shows a pattern subjected to batch exposure, FIG. 4B shows a forward scattering intensity distribution, and FIG. 4C shows an intensity distribution after exposure amount correction. .
[0051]
Similar to the first embodiment, the proximity effect correction process in the second embodiment is large and includes steps of self-correction, exposure amount correction, and auxiliary exposure generation.
First, in self-correction, uncorrected exposure data for design data is used (step S20), and a forward scattering intensity distribution is calculated based on the forward scattering term of the EID function (step S21).
[0052]
Here, for the pattern group to be collectively exposed, the exposure data size is changed to match the pattern size obtained from the existing mask data without calculating the forward scattering intensity distribution of step S21, The corrected exposure data size is determined (step S23). This is because the partial batch exposure pattern is usually formed with only one type of dimension on one mask.
[0053]
In addition to this partial collective exposure pattern, when a variable length thin line block pattern exists, it can be processed in accordance with the first embodiment. If there are other variable rectangular exposure patterns, the figure change amount is calculated as in the first embodiment (step S22), and the corrected exposure data dimension is determined from the exposure data dimension W obtained here. (Step S23).
[0054]
Next, exposure amount correction will be described. After the correction exposure data dimension is determined, the design dimension strength calculation is performed (step S24). Here, as shown in FIG. 4B, the design dimension strengths εA and εB are calculated for the patterns A and B included in the pattern group subjected to the batch exposure.
[0055]
Next, similarly to the first embodiment, area density calculation (step S25), area density map smoothing (step S26), and correction exposure amount calculation are performed (step S27).
[0056]
In the calculation of the corrected exposure amount in step S27, the corrected exposure amount is calculated for each group of patterns that are collectively exposed. Therefore, among the design dimension strengths εA and εB obtained for the patterns A and B that are collectively exposed, these are calculated. A representative value, here the maximum value εA, is a design dimension strength that represents this pattern group (hereinafter referred to as “representative design dimension strength”).
[0057]
In the variable rectangular exposure pattern, as shown in FIG. 4C, the exposure amount is corrected so that the backscattering of each pattern and the sum of the design dimension intensities coincide. On the other hand, with respect to the partial collective exposure pattern, the correction exposure is performed so that the total intensity of the representative design dimension intensity and the backscattering intensity of the pattern group including the patterns A and B coincides with other patterns or pattern groups other than this pattern group. Calculate the quantity.
[0058]
Here, since the correction exposure amount is set for one pattern group, among the patterns A and B that are collectively exposed, the design dimension strength εB is less than the representative design dimension strength, that is, the pattern B that is less than the maximum value εA. The exposure amount becomes insufficient. Therefore, an auxiliary exposure shot is generated for the pattern B in an insufficient exposure amount (step S28), and the exposure amount necessary for the pattern B is matched with the exposure amount necessary for the pattern A. An exposure amount is calculated (step S29).
[0059]
In the subsequent processing, similarly to the first embodiment, the processing from step S25 to step S29 is repeated to finally obtain corrected exposure data (step S30).
[0060]
In the second embodiment, the exposure data size W of the partial batch exposure pattern is changed to match the pattern size obtained from the existing mask data, and the changed exposure data size is determined. I did it. In addition to this method, the exposure data dimension W is calculated in advance using the EID function, and the one showing the pattern dimension closest to the exposure data dimension W is selected from the existing mask data, and this pattern dimension is corrected and exposed. It is good also as a data size.
[0061]
Next, a third embodiment will be described. Here, as in the second embodiment, the case of performing partial batch exposure will be described with reference to FIGS.
The third embodiment is the same as the second embodiment up to step S23 shown in FIG.
[0062]
Thereafter, design dimension strengths εA and εB are obtained for the patterns A and B that are collectively exposed (step S24), area density calculation (step S25), and area density map smoothing (step S26). If a slight dimensional deviation is allowed when the patterns A and B are exposed in the process, the average values of the design dimension strengths εA and εB (hereinafter referred to as “average” in the calculation of the corrected exposure dose in the subsequent step S27). Design dimension strength ”) is designated as representative design dimension strength. Then, the corrected exposure amount is calculated so that the total intensity of the average design dimension intensity and the backscattering intensity matches other patterns or pattern groups other than this pattern group (step S27).
[0063]
At the subsequent occurrence of auxiliary exposure, if the average design dimension strength is set as the design dimension intensity ε of the patterns A and B that are collectively exposed, each design in the pattern group is generated by the subsequent exposure of steps S28 and S29. The auxiliary exposure shot due to the difference between the dimensional strengths εA and εB does not occur.
[0064]
At this time, by using the average design dimension strength, the accuracy of the pattern having the maximum and minimum design dimension strength ε may be reduced in the pattern group. In order to avoid this, the corrected exposure dose is calculated in accordance with the design dimension strength ε of the maximum or minimum value or the design dimension strength ε of the pattern that requires the highest accuracy in device design. Then, in the subsequent auxiliary exposure generation, an auxiliary exposure amount that matches the representative design dimension strength is given.
[0065]
According to the partial collective exposure of the third embodiment, since the average design dimensional intensity is set and the collective exposure is performed, the auxiliary exposure shot in the pattern group caused by the difference between the design dimensional intensity εA and εB is not necessary. It is possible to reduce the number of auxiliary exposure shots and improve the throughput.
[0066]
Next, a fourth embodiment will be described.
If the EID function parameters used for proximity effect correction have changed significantly, using existing mask data created in accordance with the previous parameters may result in extremely low accuracy. In a state where the resist process has not yet been determined and there is a possibility that the parameter can be significantly changed, it is necessary to easily and efficiently prevent a decrease in accuracy.
[0067]
From the viewpoint of improving accuracy and throughput, in many cases, there is a pattern that requires variable length thin line block exposure or partial batch exposure for a certain pattern. These patterns are extracted in advance, and a plurality of mask patterns whose parameters are roughly changed are arranged side by side on the mask, and this mask data is used as the first, second and third implementations. As the existing mask data described in the embodiment, the corrected exposure data size is used.
[0068]
If many mask patterns formed by changing many parameters are arranged on the mask, the number of patterns that can be extracted as a partial collective exposure pattern decreases, and the throughput may decrease. In forming the mask, mask data is created in consideration of the merit that the mask can be used even when the parameter changes, and the total throughput.
[0069]
In the actual proximity effect correction in the fourth embodiment, self-correction is performed in the same manner as described in the first, second, and third embodiments. That is, taking the first embodiment as an example, as shown in FIG. 1, the forward scattering intensity distribution is calculated based on the forward scattering term of the EID function (step S2), and the distribution width at a predetermined percentage thereof. Is the design dimension W 0 The figure change amount is calculated so as to be equal to (step S3). Then, the exposure data dimension W obtained by calculation is compared with the pattern dimension obtained from the existing mask data, and the closest pattern dimension is set as the corrected exposure data dimension (step S4).
[0070]
In the fourth embodiment, a mask pattern in which several parameters are changed can exist for partial batch exposure data. Therefore, the closest pattern dimension can be set as the corrected exposure data dimension.
[0071]
Then, in each step of exposure amount correction and auxiliary exposure generation subsequent to self-correction, the design dimension strength ε is calculated for each pattern for patterns other than the partial batch exposure pattern as in the first embodiment (step S5). ). Further, the corrected exposure amount is calculated so that the total intensity of the design dimension intensity ε and the backscattering intensity calculated by the area density method (steps S6 and S7) matches other patterns or pattern groups other than the pattern group. (Step S8). Finally, auxiliary exposure is generated in a portion where the exposure amount is partially insufficient (steps S9 and S10). On the other hand, in the partial collective exposure pattern, each process of exposure amount correction and auxiliary exposure generation is performed using any one of the methods described in the second and third embodiments.
[0072]
Finally, a mask pattern having the same pattern size as the variable length thin line block formed on the existing mask is extracted as a variable length thin line block pattern (step S11), and corrected exposure data is obtained (step S12).
[0073]
Further, in the respective steps of exposure amount correction and auxiliary exposure generation, in the case of partial batch exposure data, the same processing as described in the second and third embodiments is performed, and finally corrected exposure is performed. Get the data.
[0074]
Next, a fifth embodiment will be described.
In the case of variable length thin line block exposure, it is also effective to previously form a mask pattern whose dimensions are changed at a constant pitch within a certain range.
[0075]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the design dimension and the exposure data dimension. In FIG. 5, design dimensions W for three different resist
[0076]
As a mask pattern whose dimensions are changed at a constant pitch, for example, when a pattern with a width of 100 nm or less is to be drawn with high accuracy, for example, if the minimum dimension that can be opened in the mask is 30 nm, the mask is formed with a pitch of 10 nm from 30 nm to 100 nm. Is formed.
[0077]
As the resist
[0078]
Furthermore, if this method is used, not only a change in the resist process but also a change in design data in the same resist process can be handled with a single mask. In the case of variable length thin line block exposure, variable length thin line block exposure can be performed using the same mask even when resist patterns are formed for different layers.
[0079]
As in the first embodiment, in determining the corrected exposure data dimension, the provisional exposure data dimension is compared with the provisional exposure data dimension obtained by calculation and the pattern dimension obtained from the existing mask data. Only a mask pattern having a narrower pattern dimension can be set as an object to be collated.
[0080]
As described above, in the present invention, existing mask data is used in determining the corrected exposure data size. As a result, even if the resist process is changed, it is not necessary to recreate the mask, and the cost and the development period can be shortened.
[0081]
In this case, a corrected exposure data size different from the exposure data size W obtained by the normal correction calculation is used. However, since correction is performed by exposure amount correction and auxiliary exposure generation, there is no decrease in accuracy of proximity effect correction. . In particular, in exposure correction in partial batch exposure, the auxiliary exposure is calculated by calculating the correction exposure according to the design dimension strength ε of the pattern that requires the maximum value, minimum value, or most accuracy within the pattern group. The number of shots is reduced and the throughput is improved.
[0082]
In addition, a resist process can be formed by forming a plurality of mask patterns in which parameters of the EID function are changed or mask patterns whose dimensions are changed at a constant pitch on a mask used as existing mask data. It becomes possible to respond flexibly to changes.
[0083]
In the above description, the variable length thin line block exposure and the partial batch exposure have been mainly described. However, when the proximity effect correction process does not satisfy certain conditions, the exposure method is changed to variable rectangular exposure. You can also
[0084]
In this case, for example, when the corrected exposure data size obtained by calculation is compared with the pattern size obtained from the existing mask data, when it greatly exceeds a certain value, it is changed to variable rectangular exposure. Conversely, in the proximity effect correction process of variable rectangular exposure, if the difference between the corrected exposure data dimension and the pattern dimension obtained from the existing mask data is less than a certain value, variable thin line block exposure or partial batch exposure is performed. It is also possible to change it. This makes it possible to select an optimal exposure method for each pattern, and to form an exposure pattern with higher accuracy.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the exposure data size obtained from the exposure intensity distribution function or the requirement for manufacturing the apparatus / mask and the existing mask data are collated, and the corrected exposure data size is determined based on the collation result. Then, the design dimension intensity and the backscattering intensity are calculated using the corrected exposure data dimension, and the corrected exposure amount is calculated. This eliminates the need to remake the mask even when the resist process is changed, thereby reducing costs and shortening the development period.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a flow of proximity effect correction processing according to a first embodiment.
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of design dimensional intensity, in which FIG. 2A shows an exposure pattern and FIG. 2B shows a forward scattering intensity distribution;
FIG. 3 is a diagram showing a flow of proximity effect correction processing according to the second embodiment.
FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams of partial batch exposure, in which FIG. 4A shows a pattern to be batch exposed, FIG. 4B shows a forward scattering intensity distribution, and FIG. 4C shows an intensity distribution after exposure amount correction;
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between design dimensions and exposure data dimensions.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a conventional proximity effect correction process.
[Explanation of symbols]
1,2,3 resist process
A, B pattern
W 0 Design dimensions
W Exposure data size
ε, εA, εB Design dimensional strength
Claims (4)
露光強度分布関数または装置・マスク製造上の要求から求められた露光データ寸法を既存のマスクデータと照合し、その照合結果に基づいて前記露光データ寸法を補正して補正露光データ寸法を決定し、
決定された前記補正露光データ寸法を用いて露光強度分布関数より得られる前方散乱強度分布の幅が設計寸法と一致する露光強度である設計寸法強度を計算し、
面積密度法によって後方散乱強度を計算し、
前記設計寸法強度と前記後方散乱強度との合計露光強度に応じて補正露光量を計算し、
露光強度分布関数または装置・マスク製造上の要求から求められた前記露光データ寸法を前記既存のマスクデータと照合し、その照合結果に基づいて前記露光データ寸法を補正して前記補正露光データ寸法を決定する際には、
前記既存のマスクデータのマスクパターンが露光されたときのパターン寸法のうち、前記露光データ寸法に最も近いパターン寸法を抽出し、
抽出された前記パターン寸法と前記露光データ寸法との差が一定値以内である場合には、前記パターン寸法を前記補正露光データ寸法とし、抽出された前記パターン寸法と前記露光データ寸法との差が前記一定値を超える場合には、前記露光データ寸法を前記補正露光データ寸法とすることを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。In the charged particle beam exposure method of performing variable length thin line block exposure or partial batch exposure with a charged particle beam by performing proximity effect correction,
The exposure data size obtained from the exposure intensity distribution function or the device / mask manufacturing requirements is collated with the existing mask data, and the exposure data size is corrected based on the collation result to determine the corrected exposure data size,
The design dimensions strength determined width of the corrected exposure data dimensions forward scattering intensity distribution obtained from the exposure intensity distribution function with is exposure intensity that matches the design dimensions is calculated,
Calculate the backscattering intensity by the area density method,
Calculate the corrected exposure according to the total exposure intensity of the design dimension intensity and the backscatter intensity ,
The exposure data size obtained from the exposure intensity distribution function or the requirement for manufacturing the apparatus / mask is collated with the existing mask data, and the exposure data size is corrected based on the collation result to obtain the corrected exposure data size. When deciding
Of the pattern dimensions when the mask pattern of the existing mask data is exposed, extract the pattern dimension closest to the exposure data dimension,
When the difference between the extracted pattern dimension and the exposure data dimension is within a certain value, the pattern dimension is set as the corrected exposure data dimension, and the difference between the extracted pattern dimension and the exposure data dimension is The charged particle beam exposure method , wherein when the predetermined value is exceeded, the exposure data size is the corrected exposure data size .
部分一括露光を行う場合には、When performing partial batch exposure,
一括露光されるパターン群に含まれているパターンごとに前記設計寸法強度を計算して最大値若しくは最小値若しくは平均値若しくは最も精度が要求されるパターンについての値を代表設計寸法強度とし、The design dimension strength is calculated for each pattern included in the pattern group to be collectively exposed, and the maximum value, the minimum value, the average value, or the value for the pattern requiring the highest accuracy is set as the representative design dimension strength.
前記代表設計寸法強度と前記後方散乱強度との合計露光強度に応じて前記補正露光量を計算することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム露光方法。2. The charged particle beam exposure method according to claim 1, wherein the corrected exposure dose is calculated according to a total exposure intensity of the representative design dimension intensity and the backscattering intensity.
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