JP3959238B2 - Charged beam drawing method and drawing data creation method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細パターンを高精度かつ高スループットで描画するための技術に係わり、特にキャラクタアパーチャを用いて複数のパターンを一括露光する荷電ビーム描画方法及び描画データ作成方法、更には描画プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造工程における光リソグラフィは、そのプロセス簡易性,低コストなどの利点により広くデバイス生産に用いられてきた。常に技術革新が続けられており、近年では短波長化(KrFエキシマレーザ光源)により0.2μm以下の素子の微細化が達成されつつある。さらに微細化を進めようと、より短波長のArFエキシマレーザ光源やレベンソン型の位相シフトマスクの開発が進められており、これらは0.13μmルール対応の量産リソグラフィツールとして期待されている。しかし、これを実現するための課題も多く、その開発に係わる時間が長期化しており、デバイスの微細化のスピードに追いつかなくなることが心配されつつある。
【0003】
これに対して、ポスト光リソグラフィの第1候補である電子線リソグラフィは、細く絞ったビームを用いて0.01μmまでの加工ができることは実証済みである。微細化という観点では当面問題なさそうであるが、デバイス量産ツールとしてはスループットに問題がある。即ち、細かいパターンを一つ一つ順番に描いていくためにどうしても時間がかかってしまう。この描画時間を短縮するために、LSIパターンの繰り返し部分を部分的に一括して露光する部分一括露光方式(キャラクタプロジェクション方式:CP方式)などの露光方式を採用した幾つかの装置が開発されている。
【0004】
しかしながら、これらの装置を用いても光リソグラフィのスループットに追いつくまでには至っていない。その理由は、繰り返しパターンの形にビームを成形するために用いるステンシルマスク(キャラクタアパーチャ)の数が、ロジックデバイスを実用的なスループットで露光するために必要な数(数百から数千個)に対して、装置で準備できる数(多いもので百個)が大幅に不足している点にある。
【0005】
一方、本出願人は、部分一括露光方式の電子ビーム描画方法の発展形として、キャラクタアパーチャ上に設けたデバイスパターン形状をした開口の一部にビームを照射し、開口形状の一部分だけを転写露光する方式を既に提案している(特願2000−88967号)。この方式では、3枚のアパーチャを用い、第1及び第2のアパーチャ(ビーム成形用アパーチャ)で成形した矩形ビームを第3のアパーチャ(キャラクタアパーチャ)に照射し、開口形状の一部分を転写露光する。
【0006】
この露光方式を半導体装置のコンタクトホール層に適用すると、任意の個数のホールパターンを一括転写することができ、ホールを1個ずつ描画する可変成形ビーム方式に比べて露光回数を大幅に低減できると期待される。しかしながら、この露光方式を実現するためにはキャラクタアパーチャ上を電子ビームで選択的に照射するための描画データが必要であるが、このような描画データを作成する方法は未だ実現されていなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来、ビーム成形用の第1及び第2のアパーチャとキャラクタ用の第3のアパーチャを用いることにより、任意の個数のホールパターンを一括転写でき、通常の可変成形ビーム方式に比べて露光回数を大幅に低減できると期待されるが、この露光方式を実現するための描画データを作成する方法は未だ実現されていない。
【0008】
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、キャラクタアパーチャ上を荷電ビームで選択的に照射するための描画データを簡易に作成することができ、描画効率の向上をはかり得る荷電ビーム描画方法及び描画データ作成方法、更には描画プログラムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(構成)
上記課題を解決するために本発明は次のような構成を採用している。
【0010】
即ち本発明は、所定形状の開口パターンが周期的に配列されたキャラクタ用アパーチャ上を荷電ビームで選択的に照射することにより開口パターンの複数個を試料上に同時に転写する荷電ビーム描画方法であって、設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させる工程と、該移動工程により得られたパターン間の重なりを除去して融合する工程と、該融合工程により得られたパターンを複数の長方形に分解する工程と、該分解工程により得られた各長方形データに基づいて荷電ビームを成形し、この成形ビームで前記アパーチャ上の開口パターンの複数個を照射する工程とを含むことを特徴とする。
【0011】
また本発明は、所定形状の開口パターンが周期的に配列されたキャラクタ用アパーチャ上を荷電ビームで選択的に照射することにより開口パターンの複数個を試料上に同時に転写する荷電ビーム描画方法に用いられ、キャラクタ用アパーチャに照射する荷電ビームの形状を定義付けるための描画データを作成する描画データ作成方法であって、設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させる工程と、該移動工程により得られたパターン間の重なりを除去して融合する工程と、該融合工程により得られたパターンを長方形に分解する工程とを含み、該分解工程により得られた長方形を描画データとして出力することを特徴とする。
【0012】
ここで、本発明の望ましい実施態様としては次のものが挙げられる。
(1) 設計パターンの辺の移動量が、パターン配置のスペース距離の2分の1であること。
(2) 開口パターンは矩形状のコンタクトホールパターンであり、移動工程では設計パターンの対向する各辺をそれぞれ指定の量だけ外側に移動させること。
(3) キャラクタ用アパーチャに照射する荷電ビームの形状を制御するために、キャラクタ用アパーチャよりも荷電ビーム源側に配置された2枚のビーム成形用アパーチャの光学的重なりを制御すること。
【0013】
また本発明は、荷電ビーム描画装置をコンピュータにより制御し、所定形状の開口パターンが周期的に配列されたキャラクタ用アパーチャ上を選択的に荷電ビームで照射することにより開口パターンの複数個を試料上に同時に転写させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムであって、前記プログラムは、前記試料上に描画すべき設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させる第1ステップと、この第1ステップにより得られたパターン間の重なりを除去して融合する第2ステップと、この第2ステップにより得られたパターンを複数の長方形に分解する第3ステップと、この第3ステップにより得られた各長方形データに基づいて荷電ビームを成形し、この成形ビームで前記アパーチャ上の開口パターンの複数個を照射する第4ステップと、を行わせるようにコンピュータを制御することを特徴とする。
【0014】
また本発明は、所定形状の開口パターンが周期的に配列されたキャラクタ用アパーチャ上を選択的に荷電ビームで照射することにより開口パターンの複数個を試料上に同時に転写する荷電ビーム描画方法に用いられ、キャラクタ用アパーチャに照射する荷電ビームの形状を定義付けるための描画データを作成するためのコンピュータ読み取り可能なプログラムであって、前記プログラムは、前記試料上に描画すべき設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させる第1ステップと、この第1ステップにより得られたパターン間の重なりを除去して融合する第2のステップと、この第2ステップにより得られたパターンを長方形に分解する第3ステップと、この第3ステップにより得られた長方形を描画データとして出力する第4ステップと、を行わせるようにコンピュータを制御することを特徴とする。
【0015】
(作用)
本発明によれば、設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させ、得られたパターン間の重なりを除去して融合し、得られた融合パターンを複数の長方形に分解するという比較的簡単な工程で、キャラクタ用アパーチャ上の複数の開口パターンを同時選択するための描画データを作成することができる。
【0016】
例えば、コンタクトホール層に代表されるホールアレイパターンにおいては、キャラクタアパーチャにホールアレイ開口を設けておき、その一部にビームを照射して任意の配列数のホール形状ビームを発生させるための描画データを容易に作成することができる。即ち、任意のアレイ数のホール形状ビームを、1種類のキャラクタ開口から発生することができる。その結果、1回のビーム照射で任意のアレイ数のホールパターンを一括露光することが可能となり、従来の1回に1個のホールパターンを露光していた可変成形ビーム方式の場合に比べて大幅に露光回数を低減することが可能となる。
【0017】
また、任意の数のホール形状ビームを発生するために1種類のキャラクタ開口だけしか必要としないため、限られた数のキャラクタ開口しか配置できないキャラクタアパーチャ上の占有率を大幅に低減することができ、空いたスペースを別のキャラクタ開口に割り当てることで、従来以上にパターンをキャラクタビームで露光することができるようになる。その結果、描画効率は大幅に改善され、パターン描画時間は大幅に短縮される。
【0018】
【発明の実施の形態】
実施形態を説明する前に、本出願人が既に提案した電子ビーム描画装置について説明しておく。
【0019】
図1は、3枚のアパーチャを用いた部分一括露光方式の電子ビーム露光装置の構成を説明するための概略図である。この図を用いて、キャラクタ・アパーチャ上に設けたデバイスパターン形状をした開口の一部にビームを照射し、開口形状の一部分を転写露光する電子ビーム露光装置の基本動作を説明する。
【0020】
電子銃101から放射された電子ビーム102は第1コンデンサレンズ103及び第2コンデンサレンズ104で電流密度及びケーラー照明条件が調整され、第1成形アパーチャ105を均一に照明する。この第1成形アパーチャ105のアパーチャ像は、第1投影レンズ106により、第2成形アパーチャ107上に結像される。第1成形アパーチャ105を通過した電子ビーム102が、第2成形アパーチャ107上を照射する位置は、成形偏向系によって制御する。その結果、第2成形アパーチャ107を通過する電子ビーム102の大きさを制御することができる。この成形偏向系は、成形偏向器108,成形偏向アンプ122,成形偏向アンプに偏向データを送るパターンデータデコーダ119から構成されている。
【0021】
さらに、第2成形アパーチャ107の像は、第2投影レンズ127により、第3成形アパーチャ(キャラクタアパーチャ)109上に結像される。第3成形アパーチャ109上には、基本パターン形状をした開口(これを以下、キャラクタ開口と呼ぶ)が複数個設けられており、描画データに定義された順番に従って、これらのキャラクタ開口が順次選択されてビームで照射される。このキャラクタ開口の選択は、キャラクタ選択偏向系によってビームを偏向してアパーチャ上のビーム照射位置を制御することで行われる。キャラクタ選択偏向系は、キャラクタ選択偏向器110,キャラクタ選択偏向アンプ121,キャラクタ選択偏向アンプ121に偏向データを送るパターンデータデコーダ119から構成されている。
【0022】
第2成形アパーチャ107を通過した電子ビームは、キャラクタ開口上の照射位置をキャラクタ選択偏向器110によって制御される。また、照射領域は、第1,第2成形アパーチャ105,107の各アパーチャの光学的重なりを成形偏向器108によって制御することにより決定される。これにより、キャラクタ開口の一部だけを照射することが可能となり、一つのキャラクタ開口から種類の異なる形状の電子ビームを発生することが可能となる。
【0023】
キャラクタアパーチャ109を通過した電子ビーム102は、縮小レンズ111及び対物レンズ113により縮小され試料115上に結像される。そして、電子ビーム102の試料面上の位置は対物偏向器112により試料115上に設定される。試料115上の電子ビーム102の位置は、位置データを送るパターンデータデコーダ119、対物偏向器112に電圧を印加する対物偏向アンプ120で制御される。試料115は、ファラデーカップ116,電子ビーム寸法測定用マーク台117と共に可動ステージ114上に設置される。そして、可動ステージ114を移動することで、試料115,ファラデーカップ116,又は電子ビーム寸法測定用マーク台117を選択することができるようになっている。
【0024】
試料115上の電子ビーム102の位置を移動する場合、試料115上の不必要な場所に露光されないように、電子ビーム102をブランキング電極128で電子ビーム102を偏向し、ブランキングアパーチャ129で電子ビーム102をカットして試料面上に到達しないようにする。ブランキング偏向器128への偏向電圧の制御はブランキングアンプ123で制御される。
【0025】
なお、全ての描画制御データはパターンデータメモリ118に格納されており、このメモリ118の内容をパターンデータデコーダ119で読み出して、各種の制御を行うようになっている。また、図中の124はクロスオーバ像、125は重金属粒子、126は反射電子検出器を示している。
【0026】
この露光方式を半導体装置のコンタクトホール層に適用する場合、キャラクタアパーチャ109上にホールアレイの開口を設け、その一部にビームを照射することにより、任意の個数のホールパターンを一括転写することができる。これにより、ホールを1個ずつ露光する可変成形ビーム方式に比べて露光回数を大幅に低減できる。また、ホールの配列数に応じて別々のキャラクタ開口を用意する場合に比べて、1個の開口を用意するだけで任意の個数のホールアレイに対応可能であり、アパーチャ上に配置するキャラクタ種類数を増やし、ひいてはキャラクタビームを用いて露光するパターンの比率を大幅に高め、ビーム照射回数の低減、描画スループットの向上を図ることができる。
【0027】
このような露光方式を実現するためにはキャラクタアパーチャ上を電子ビームで選択的に照射するための描画データが必要である。そこで本発明では、以下の実施形態のようにして描画データを作成する。
【0028】
図2は、本発明の一実施形態に係わる描画データ作成方法及び電子ビーム描画方法を説明するためのフローチャートである。
【0029】
まず、第1の工程として、設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させる(P1)。コンタクトホールパターンの場合は、全ての辺を指定量だけ外側に移動させる。次いで、第2の工程として、P1工程によって得られたパターン間の重なりを除去し、パターンを融合処理する(P2)。続いて、第3の工程として、P2工程により得られた融合パターンを複数の長方形に分解する(P3)。そして、第4の工程として、P3工程により得られた長方形データに基づいて電子ビームを成形し、この成形した電子ビームを用いてキャラクタアパーチャ109上のデバイスパターン開口を部分的に照射する(P4)。
【0030】
次に、図3に示した半導体デバイスのコンタクトホール層のパターンを例に、本実施形態の各工程の作用をより具体的に説明する。図3に示した設計パターンは、ホール寸法と配置ピッチとが1:2の比率で配置されている例であるが、この比率は必ずしも1:2である必要はない。
【0031】
図3に示す設計パターンに対しP1工程を施すことにより、図4に示すように、設計データ中の各ホールパターン10の辺はパターン外側方向に移動される。本実施形態では、ホールパターン間の距離の2分の1だけ辺を移動した。その結果、隣り合ったホールパターン同士は互いに接することになる。次いで、P2工程を施すことにより、図5に示すように、パターンの重なりが除去され、ホールパターン10は融合され、1つの融合パターン20が形成される。次いで、この融合されたパターン20に対しP3工程を施すことにより、図6に示すように融合パターン20は複数の長方形21,22,23に分解される。
【0032】
そして、P4工程において、P3工程で得られた長方形データに基づいて、電子ビームを成形し、キャラクタアパーチャ上のキャラクタ開口を照射する。前記図1の装置では、成形偏向器108により第1,第2成形アパーチャ105,107の各アパーチャの光学的重なりを制御し、成形されたアパーチャ像(電子ビーム)をキャラクタ選択偏向器110によりキャラクタアパーチャ109上の所定の領域に照射する。
【0033】
図7は、マトリックス配置されたキャラクタ開口(a)と、ビーム照射状態(b)を説明するための図である。このように設計パターンのホール寸法と配置ピッチに対応したキャラクタ開口がキャラクタアパーチャ上に設けられており、描画時にはその一部に電子ビームが照射され、キャラクタ開口の一部が試料面上に転写される。
【0034】
なお、図7の塗りつぶし部分30はコンタクトホール、ハッチング部分41,42,43は長方形ビームを示している。(b)の(b1)は長方形ビーム21、(b2)は長方形ビーム22、(b3)は長方形ビーム23に対応している。何れの場合も、図の左下を長方形ビームの座標原点としている。また、キャラクタアパーチャは必ずしも図7(a)のようなコンタクトホールのみが形成されたものである必要はなく、図8に示すように、複数の領域にピッチの異なるコンタクトホール群を設けたものであってもよい。
【0035】
このように本実施形態によれば、複数のホールパターンを囲む長方形データを容易に発生することができる。そして、この長方形データに基づいて、その大きさに電子ビームを成形し、キャラクタ開口上の一部を1種類の開口から多種類の形状を切り出す制御データを容易に作成することが可能となる。
【0036】
図7では、3種類の転写を例として示しているが、各々1回のビーム照射で、12個、8個、3個のホールパターンを転写している。可変成形ビーム方式で1個ずつ露光する場合には23回のビーム照射が必要だが、本実施形態では3回のビーム照射で露光を終了することができ、8分の1に露光回数を減らすことができる。
【0037】
さらに、図7に示した6×6個のアレイ形状のキャラクタ開口からは、その一部にビームを照射することにより、36種類の形状のビームを発生することができる。従来のキャラクタプロジェクション方式では、これと同じ種類のキャラクタビームを発生しようとすると、36種類のキャラクタ開口をキャラクタアパーチャ上に形成しなければならなかった。本実施形態で想定した改良型キャラクタプロジェクション方式描画装置の場合には、1種類の開口だけを用いて36種類のビームが発生できるため、従来の装置に比べてキャラクタアパーチャ上に35個の空きスペースが生まれる。その空きスペースに他の形状の開口(例えば、ホール寸法が異なったり、配置ピッチが異なる開口)を作ることが可能となり、さらに多種類の形状のビームを発生させることが可能となる。このため、描画装置のスループットを大幅に向上させることが可能となる。その結果、キャラクタを用いて露光できるパターンの割合が増え、露光回数を大幅に削減することができる。
【0038】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態では、キャラクタアパーチャに形成するパターンとしてコンタクトホールを用いたが、ライン&スペースのパターンに適用することもできる。この場合はP1工程において、パターンの全ての辺を外側に広げる必要はなく、ライン方向と平行な辺のみを外側に広げるようにすればよい。また、本発明に用いる描画装置は図1に何ら限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。さらに、本発明は電子ビーム描画装置に限らず、イオンビーム描画装置に適用することも可能である。
【0039】
また、実施形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク(フロッピーディスク,ハードディスク等)、光ディスク(CD−ROM,DVD等)、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。本発明を実現するコンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行するものであればよい。
【0040】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させ、得られたパターン間の重なりを除去して融合し、得られたパターンを複数の長方形に分解するという比較的簡単な工程で、キャラクタ用アパーチャ上の複数の開口パターンを同時選択するための描画データを作成することができる。従って、キャラクタアパーチャ上を荷電ビームで選択的に照射するための制御データを簡易に作成することができ、描画効率の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子ビーム描画装置の基本構成とその動作を説明するための概略図。
【図2】本発明の一実施形態に係わる電子ビーム描画データの作成手順を示すフローチャート。
【図3】描画すべきコンタクトホールの設計パターンの一例を示す図。
【図4】P1工程によりパターンの辺を配置ピッチの4分の1だけ外側方向に移動させた状態を示す図。
【図5】P2工程によりパターンの重なりを除去して融合させた状態を示す図。
【図6】P3工程により融合パターンを長方形に分解した状態を示す図。
【図7】キャラクタ開口と長方形ビームの照射状態を説明するための図。
【図8】複数種のコンタクトホール群を配置したキャラクタアパーチャの例を示す図。
【符号の説明】
10…コンタクトホールパターン
20…融合パターン
21,22,23…長方形パターン
30…コンタクトホール
41,42,43…長方形ビーム
101…電子銃
102…電子ビーム
103…第1コンデンサレンズ
104…第2コンデンサレンズ
105…第1成形アパーチャ
106…第1投影レンズ
107…第2成形アパーチャ
108…成形偏向器
109…第3成形アパーチャ(キャラクタアパーチャ)
110…キャラクタ選択偏向器
111…縮小レンズ
112…対物偏向器
113…対物レンズ
114…可動ステージ
115…試料
116…ファラデーカップ
117…ビーム寸法測定用マーク台
118…パターンデータメモリ
119…パターンデータデコーダ
120…対物偏向アンプ
121…キャラクタ選択偏向アンプ
122…成形偏向アンプ
123…ブランキングアンプ
124…クロスオーバ像
125…重金属粒子
126…検出器
127…第2投影レンズ
128…ブランキング電極
129…ブランキング用アパーチャ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for drawing a fine pattern with high accuracy and high throughput, particularly charged beam drawing method and the drawing data creation method for collectively exposing a plurality of patterns using the character aperture, further relates to a drawing program .
[0002]
[Prior art]
Optical lithography in the semiconductor manufacturing process has been widely used for device production due to advantages such as process simplicity and low cost. Technological innovation is constantly being continued, and in recent years, miniaturization of elements of 0.2 μm or less is being achieved by shortening the wavelength (KrF excimer laser light source). For further miniaturization, the development of shorter wavelength ArF excimer laser light sources and Levenson type phase shift masks are being promoted, and these are expected as mass production lithography tools compatible with the 0.13 μm rule. However, there are many problems to realize this, and the time required for the development has been prolonged, and there is a concern that it will not be able to keep up with the speed of device miniaturization.
[0003]
In contrast, electron beam lithography, which is the first candidate for post-optical lithography, has been proven to be capable of processing up to 0.01 μm using a narrowly focused beam. Although there seems to be no problem for the time being in terms of miniaturization, there is a problem in throughput as a device mass production tool. That is, it takes time to draw fine patterns one by one. In order to shorten the drawing time, several apparatuses have been developed that employ an exposure method such as a partial batch exposure method (character projection method: CP method) that exposes repeated portions of an LSI pattern in a batch. Yes.
[0004]
However, even if these apparatuses are used, it has not yet reached the throughput of photolithography. The reason is that the number of stencil masks (character apertures) used to shape the beam into a repetitive pattern is the number (hundreds to thousands) required to expose the logic device with practical throughput. On the other hand, the number (100 at most) that can be prepared by the device is greatly insufficient.
[0005]
On the other hand, the present applicant has developed a partial batch exposure type electron beam drawing method by irradiating a part of an aperture having a device pattern shape provided on a character aperture with a beam, and transferring and exposing only a part of the aperture shape. Has already been proposed (Japanese Patent Application No. 2000-88967). In this method, three apertures are used, a rectangular beam shaped by the first and second apertures (beam shaping aperture) is irradiated to the third aperture (character aperture), and a part of the aperture shape is transferred and exposed. .
[0006]
When this exposure method is applied to the contact hole layer of a semiconductor device, an arbitrary number of hole patterns can be transferred at once, and the number of exposures can be greatly reduced compared to a variable shaped beam method in which holes are drawn one by one. Be expected. However, in order to realize this exposure method, drawing data for selectively irradiating the character aperture with an electron beam is necessary, but a method for creating such drawing data has not yet been realized.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, by using the first and second apertures for beam shaping and the third aperture for characters, an arbitrary number of hole patterns can be collectively transferred, and exposure is possible as compared with the normal variable shaped beam method. Although it is expected that the number of times can be greatly reduced, a method of creating drawing data for realizing this exposure method has not yet been realized.
[0008]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and the object of the present invention is to easily create drawing data for selectively irradiating a character aperture with a charged beam, thereby improving drawing efficiency. It is another object of the present invention to provide a charged beam drawing method and drawing data creation method capable of improving the above, and a drawing program .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
(Constitution)
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
[0010]
That is, the present invention is a charged beam drawing method in which a plurality of aperture patterns are simultaneously transferred onto a sample by selectively irradiating a character aperture on which aperture patterns of a predetermined shape are periodically arranged with a charged beam. And a step of moving at least one pair of opposing sides of the design pattern outward by a specified amount, a step of fusing the overlap between the patterns obtained by the movement step, and a step of fusing Separating the pattern into a plurality of rectangles, forming a charged beam based on each rectangular data obtained by the decomposition step, and irradiating a plurality of aperture patterns on the aperture with the shaped beam. It is characterized by including.
[0011]
The present invention is also used in a charged beam drawing method in which a plurality of aperture patterns are simultaneously transferred onto a sample by selectively irradiating a character aperture on which character-shaped aperture patterns are periodically arranged with a charged beam. A drawing data creation method for creating drawing data for defining a shape of a charged beam irradiated to an aperture for a character, the step of moving at least one set of opposite sides of a design pattern outward by a specified amount; A step of removing and fusing the overlap between the patterns obtained by the moving step, and a step of decomposing the pattern obtained by the fusing step into rectangles, and drawing the rectangle obtained by the decomposing step into drawing data Is output as
[0012]
Here, preferred embodiments of the present invention include the following.
(1) The amount of movement of the side of the design pattern is half of the space distance of the pattern arrangement.
(2) The opening pattern is a rectangular contact hole pattern, and in the movement process, the opposite sides of the design pattern are moved outward by a specified amount.
(3) In order to control the shape of the charged beam applied to the character aperture, the optical overlap between the two beam shaping apertures arranged on the charged beam source side with respect to the character aperture is controlled.
[0013]
In the present invention, the charged beam drawing apparatus is controlled by a computer, and a plurality of aperture patterns are formed on the sample by selectively irradiating a character aperture on which aperture patterns having a predetermined shape are periodically arranged. a computer readable program for transferring simultaneously, the program comprising: a first step of moving only outside a specified amount of at least one pair of opposing sides of the design pattern to be drawn on the specimen, The second step of removing and fusing the overlap between the patterns obtained by the first step, the third step of decomposing the pattern obtained by the second step into a plurality of rectangles, and the third step A charged beam is formed on the basis of each rectangular data, and an aperture pattern on the aperture is formed by the formed beam. And controls a computer to carry out a fourth step of irradiating a plurality of down, the.
[0014]
The present invention is also used in a charged beam writing method in which a plurality of aperture patterns are simultaneously transferred onto a sample by selectively irradiating a character aperture on a character aperture in which aperture patterns of a predetermined shape are periodically arranged. A computer-readable program for creating drawing data for defining a shape of a charged beam that irradiates a character aperture, wherein the program includes at least one set of design patterns to be drawn on the sample . A first step of moving the opposite sides outward by a specified amount, a second step of merging by removing overlap between the patterns obtained by the first step, and a pattern obtained by the second step The third step of decomposing the rectangle into rectangles and the rectangle obtained by the third step as drawing data And controls a computer to carry out and a fourth step of outputting.
[0015]
(Function)
According to the present invention, at least one pair of opposite sides of the design pattern is moved outward by a specified amount, and the obtained pattern is merged by removing the overlap between the obtained patterns and combining the obtained fused patterns into a plurality of rectangles. Drawing data for simultaneously selecting a plurality of opening patterns on the character aperture can be created by a relatively simple process of disassembling.
[0016]
For example, in a hole array pattern typified by a contact hole layer, drawing data for generating a hole array beam of an arbitrary number of arrangements by providing a hole array opening in a character aperture and irradiating a part of the hole array beam Can be easily created. That is, an arbitrary number of arrayed hole-shaped beams can be generated from one type of character opening. As a result, it is possible to collectively expose an arbitrary number of arrayed hole patterns with a single beam irradiation, which is significantly greater than the conventional variable shaped beam method in which one hole pattern is exposed at a time. In addition, the number of exposures can be reduced.
[0017]
Further, since only one type of character opening is required to generate an arbitrary number of hole-shaped beams, the occupation ratio on the character aperture in which only a limited number of character openings can be arranged can be greatly reduced. By assigning the vacant space to another character opening, the pattern can be exposed with the character beam more than before. As a result, the drawing efficiency is greatly improved, and the pattern drawing time is greatly shortened.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Before describing the embodiment, an electron beam drawing apparatus already proposed by the present applicant will be described.
[0019]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a partial batch exposure type electron beam exposure apparatus using three apertures. The basic operation of an electron beam exposure apparatus that irradiates a part of an opening having a device pattern shape provided on a character aperture and irradiates a part of the opening shape with reference to FIG.
[0020]
The electron beam 102 emitted from the electron gun 101 is adjusted in current density and Koehler illumination conditions by the first condenser lens 103 and the second condenser lens 104, and uniformly illuminates the first shaping aperture 105. The aperture image of the first shaping aperture 105 is formed on the
[0021]
Further, the image of the
[0022]
The irradiation position on the character opening of the electron beam that has passed through the
[0023]
The electron beam 102 that has passed through the
[0024]
When moving the position of the electron beam 102 on the sample 115, the electron beam 102 is deflected by the blanking electrode 128 so that the electron beam 102 is not exposed to an unnecessary place on the sample 115, and the electron is emitted by the blanking aperture 129. The beam 102 is cut so as not to reach the sample surface. The blanking
[0025]
All the drawing control data is stored in the
[0026]
When this exposure method is applied to a contact hole layer of a semiconductor device, an arbitrary number of hole patterns can be collectively transferred by providing a hole array on the
[0027]
In order to realize such an exposure method, drawing data for selectively irradiating the character aperture with an electron beam is required. Therefore, in the present invention, drawing data is created as in the following embodiment.
[0028]
FIG. 2 is a flowchart for explaining a drawing data creation method and an electron beam drawing method according to an embodiment of the present invention.
[0029]
First, as a first step, at least one set of opposing sides of the design pattern is moved outward by a specified amount (P1). In the case of a contact hole pattern, all sides are moved outward by a specified amount. Next, as a second step, the overlap between the patterns obtained in the P1 step is removed, and the patterns are fused (P2). Subsequently, as a third step, the fusion pattern obtained in the P2 step is decomposed into a plurality of rectangles (P3). As a fourth step, an electron beam is formed based on the rectangular data obtained in step P3, and the device pattern opening on the
[0030]
Next, the operation of each process of the present embodiment will be described more specifically with reference to the contact hole layer pattern of the semiconductor device shown in FIG. The design pattern shown in FIG. 3 is an example in which the hole dimensions and the arrangement pitch are arranged at a ratio of 1: 2, but this ratio is not necessarily 1: 2.
[0031]
By performing the P1 process on the design pattern shown in FIG. 3, the side of each
[0032]
In step P4, an electron beam is formed based on the rectangular data obtained in step P3, and the character opening on the character aperture is irradiated. In the apparatus of FIG. 1, the shaping deflector 108 controls the optical overlap of the first and
[0033]
FIG. 7 is a diagram for explaining the character openings (a) arranged in a matrix and the beam irradiation state (b). In this way, a character opening corresponding to the hole size and arrangement pitch of the design pattern is provided on the character aperture, and at the time of drawing, an electron beam is irradiated on a part of the character aperture, and a part of the character opening is transferred onto the sample surface. The
[0034]
In FIG. 7, the filled
[0035]
Thus, according to the present embodiment, rectangular data surrounding a plurality of hole patterns can be easily generated. Based on this rectangular data, it is possible to easily create control data for shaping an electron beam to the size and cutting out various types of shapes from one type of opening on the character opening.
[0036]
In FIG. 7, three types of transfer are shown as an example. However, 12 holes, 8 holes, and 3 hole patterns are transferred by one beam irradiation. When performing exposure one by one using the variable shaped beam method, it is necessary to irradiate the
[0037]
Further, from the 6 × 6 array-shaped character openings shown in FIG. 7, 36 types of beams can be generated by irradiating a part of the beam openings. In the conventional character projection method, if the same type of character beam is to be generated, 36 types of character openings must be formed on the character aperture. In the case of the improved character projection drawing apparatus assumed in the present embodiment, since 36 types of beams can be generated using only one type of aperture, 35 free spaces are provided on the character aperture as compared with the conventional device. Is born. Openings having other shapes (for example, openings having different hole dimensions or different arrangement pitches) can be created in the empty space, and more various types of beams can be generated. For this reason, the throughput of the drawing apparatus can be significantly improved. As a result, the ratio of patterns that can be exposed using characters increases, and the number of exposures can be greatly reduced.
[0038]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. In the embodiment, the contact hole is used as the pattern formed in the character aperture. However, it can be applied to a line and space pattern. In this case, it is not necessary to widen all the sides of the pattern outward in the P1 process, and only the sides parallel to the line direction may be widened outward. Further, the drawing apparatus used in the present invention is not limited to FIG. 1 and can be appropriately changed according to the specification. Furthermore, the present invention can be applied not only to an electron beam lithography apparatus but also to an ion beam lithography apparatus.
[0039]
The method described in the embodiment is written in a recording medium such as a magnetic disk (floppy disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memory, etc. as a program that can be executed by a computer. The present invention can be applied to various devices, or can be applied to various devices by being transmitted through a communication medium. A computer that implements the present invention may be any computer that reads the program recorded on the recording medium and executes the above-described processing by controlling the operation by this program.
[0040]
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0041]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, at least one pair of opposing sides of the design pattern is moved outward by a specified amount, and the overlap between the obtained patterns is removed and fused. The drawing data for simultaneously selecting a plurality of opening patterns on the character aperture can be created by a relatively simple process of decomposing the image into a plurality of rectangles. Therefore, it is possible to easily create control data for selectively irradiating the character aperture with a charged beam, thereby improving the drawing efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the basic configuration and operation of an electron beam lithography apparatus.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for creating electron beam drawing data according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a design pattern of contact holes to be drawn.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the side of the pattern is moved outward by a quarter of the arrangement pitch in the P1 step.
FIG. 5 is a view showing a state in which pattern overlap is removed and fused by a P2 process.
FIG. 6 is a diagram showing a state in which a fusion pattern is decomposed into rectangles by the P3 process.
FIG. 7 is a diagram for explaining the irradiation state of a character opening and a rectangular beam.
FIG. 8 is a view showing an example of a character aperture in which a plurality of types of contact hole groups are arranged.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Character selection deflector 111 ... Reduction lens 112 ... Objective deflector 113 ... Objective lens 114 ... Movable stage 115 ... Sample 116 ... Faraday cup 117 ...
Claims (9)
前記試料上に描画すべき設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させる工程と、該移動工程により得られたパターン間の重なりを除去して融合する工程と、該融合工程により得られたパターンを複数の長方形に分解する工程と、該分解工程により得られた各長方形データに基づいて荷電ビームを成形し、この成形ビームで前記アパーチャ上の開口パターンの複数個を照射する工程とを含むことを特徴とする荷電ビーム描画方法。A charged beam drawing method in which a plurality of aperture patterns are simultaneously transferred onto a sample by selectively irradiating a character aperture on a character aperture in which aperture patterns of a predetermined shape are periodically arranged,
A step of moving at least one set of opposite sides of a design pattern to be drawn on the sample to the outside by a specified amount, a step of removing overlap between patterns obtained by the moving step, and fusing A step of decomposing the pattern obtained by the fusion process into a plurality of rectangles, and forming a charged beam based on each rectangular data obtained by the decomposition step, and using the formed beam, a plurality of opening patterns on the aperture are formed. A charged beam drawing method comprising: an irradiation step.
前記試料上に描画すべき設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させる工程と、該移動工程により得られたパターン間の重なりを除去して融合する工程と、該融合工程により得られたパターンを長方形に分解する工程とを含み、該分解工程により得られた長方形を描画データとして出力することを特徴とする描画データ作成方法。A character aperture is used in a charged beam drawing method in which a plurality of aperture patterns are simultaneously transferred onto a sample by selectively irradiating a character aperture on a character aperture in which aperture patterns of a predetermined shape are periodically arranged. A drawing data creation method for creating drawing data for defining the shape of a charged beam irradiated on
A step of moving at least one set of opposite sides of a design pattern to be drawn on the sample to the outside by a specified amount, a step of removing overlap between patterns obtained by the moving step, and fusing And a step of decomposing the pattern obtained by the fusion step into rectangles, and outputting the rectangle obtained by the decomposition step as drawing data.
前記試料上に描画すべき設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させる第1ステップと、この第1ステップにより得られたパターン間の重なりを除去して融合する第2ステップと、この第2ステップにより得られたパターンを複数の長方形に分解する第3ステップと、この第3ステップにより得られた各長方形データに基づいて荷電ビームを成形し、この成形ビームで前記アパーチャ上の開口パターンの複数個を照射する第4ステップと、を実行するようにコンピュータを制御するためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。To control a charged beam drawing device by a computer and to irradiate a plurality of aperture patterns simultaneously on a sample by selectively irradiating a character aperture on a character aperture in which aperture patterns of a predetermined shape are periodically arranged. The program of
A first step of moving at least one set of opposite sides of the design pattern to be drawn on the sample outward by a specified amount, and a first step of merging by removing overlap between the patterns obtained by the first step. 2 steps, a third step for decomposing the pattern obtained by the second step into a plurality of rectangles, and forming a charged beam based on each rectangular data obtained by the third step, A computer-readable program for controlling the computer to perform a fourth step of irradiating a plurality of aperture patterns on the aperture.
前記試料上に描画すべき設計パターンの少なくとも一組の対向する辺を指定の量だけ外側に移動させる第1ステップと、この第1ステップにより得られたパターン間の重なりを除去して融合する第2のステップと、この第2ステップにより得られたパターンを長方形に分解する第3ステップと、この第3ステップにより得られた長方形を描画データとして出力する第4ステップと、を実行するようにコンピュータを制御するためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。A character aperture is used in a charged beam drawing method in which a plurality of aperture patterns are simultaneously transferred onto a sample by selectively irradiating a character aperture on a character aperture in which aperture patterns of a predetermined shape are periodically arranged. A program for creating drawing data for defining the shape of a charged beam irradiated on
A first step of moving at least one set of opposite sides of the design pattern to be drawn on the sample outward by a specified amount, and a first step of merging by removing overlap between the patterns obtained by the first step. A computer for executing the second step, a third step for decomposing the pattern obtained by the second step into a rectangle, and a fourth step for outputting the rectangle obtained by the third step as drawing data. A computer readable program for controlling.
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