JP4401116B2 - Electron beam exposure method - Google Patents

Electron beam exposure method Download PDF

Info

Publication number
JP4401116B2
JP4401116B2 JP2003202279A JP2003202279A JP4401116B2 JP 4401116 B2 JP4401116 B2 JP 4401116B2 JP 2003202279 A JP2003202279 A JP 2003202279A JP 2003202279 A JP2003202279 A JP 2003202279A JP 4401116 B2 JP4401116 B2 JP 4401116B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
electron beam
deflection
patterns
field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003202279A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005044957A (en
Inventor
隆司 丸山
栄一 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Semiconductor Ltd
Original Assignee
Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Semiconductor Ltd filed Critical Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority to JP2003202279A priority Critical patent/JP4401116B2/en
Publication of JP2005044957A publication Critical patent/JP2005044957A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4401116B2 publication Critical patent/JP4401116B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子線露光方法に関し、特に露光すべきパターンごとに逐次露光する電子線露光方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子線逐次露光方法においては、偏向器を制御して電子線が所望の位置に入射する状態にし、偏向制御待ち時間が経過した後に、実際に電子線の照射を行う。偏向制御待ち時間は、電子線の入射位置が、ウエハ上で許容誤差以下の精度で安定するまでの時間に基づいて設定される。
【0003】
電子線露光方法は、一般的に光露光方法に比べて高い解像度を有する。ところが、半導体集積回路装置の高密度化が進むと、露光すべきパターンの数が増加する。これらのパターンの各々について、偏向器の制御開始から実際の露光までに偏向制御待ち時間だけ電子線照射を待つ必要がある。このため、すべてのパターンを露光するために必要となる時間が長くなり、スループットが低下する。
【0004】
特許文献1に、スループットの低下を抑制することが可能な電子線露光方法が開示されている。この方法によると、比較的精度を必要としないパターンの露光時には、偏向制御待ち時間を短くすることにより、処理速度が速められている。
【0005】
【特許文献1】
特開昭54−25675公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1には、偏向制御待ち時間を短くするための具体的な実現方法が記載されていない。
【0008】
本発明の目的は、処理速度を速めることが可能な電子線露光方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の観点によると、
(a)露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、要求される位置精度によって少なくとも2つの第1の区分と第2の区分に分類され、第1の区分に属するパターンには、第2の区分に属するパターンよりも高い位置精度が要求される前記ウエハを準備する工程と、
(b)前記ウエハの1つの下位偏向フィールド内の露光すべきパターンを、下位偏向器による電子線の走査によって露光する工程と、
(c)上位偏向器を制御して、露光されていない下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
(d)前記工程(c)で電子線の照射が可能になった下位偏向フィールド内の前記第2の区分に属するパターンを露光する工程と、
(e)前記第2の区分に属するパターンの露光後、該下位偏向フィールド内の前記第1の区分に属するパターンを露光する工程と
を有する電子線露光方法が提供される。
本発明の他の観点によると、
露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定された前記ウエハを準備する工程と、
前記ウエハ上の露光すべき1つのパターンを、当該パターンの外周線に接する複数の第1のサブパターンと、外周線に接しない少なくとも1つの第2のサブパターンとに分割する工程であって、第1のサブパターン及び第2のサブパターンの各々には、電子線を走査することなく電子線が照射される第1及び第2のサブパターンに分割する工程と、
上位偏向器を制御して、次に露光すべき下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
電子線の照射が可能になった前記下位偏向フィールド内の前記第2のサブパターンを露光する工程と、
電子線の照射が可能になった前記下位偏向フィールド内の前記第2のサブパターンの露光の後、当該下位偏向フィールド内の前記第1のサブパターンを露光する工程と
を有する電子線露光方法が提供される。
【0012】
上位偏向器を制御した直後に、高い位置精度が要求されないパターンを露光するため、偏向制御待ち時間を短くすることができる
【0013】
本発明の他の観点によると、
半導体集積回路装置の各層のパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドとを有する設計データを作成する工程であって、同一レイヤ内のパターンのうち、位置ずれの許容誤差が基準値よりも大きいパターンと、基準値よりも小さいパターンとで、レイヤ情報フィールドの値が異なるように、レイヤ情報フィールドに、それぞれ第1の値及び第2の値を設定した設計データを作成する工程と、
前記設計データに基づいて、電子線露光装置に入力可能な形式の露光データを作成する工程であって、該露光データは、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を規定する情報を含み、前記設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、偏向制御待ち時間を規定する情報を設定する工程と、
前記露光データに基づいて、前記レイヤ情報フィールドに前記第1の値及び前記第2の値が設定されているパターンが同一レイヤ内に転写されるようにウエハの露光を行う工程と
を有し、
前記ウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、少なくとも2つの第1の区分と第2の区分に分類され、前記第1の区分に属するパターンの前記偏向制御待ち時間は、前記第2の区分に属するパターンの前記偏向制御待ち時間よりも長く、
前記ウエハの露光を行う工程が、
上位偏向器を制御して、次に露光すべき下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
電子線の照射が可能になった前記下位偏向フィールド内の前記第2の区分に属するパターンを露光する工程と、
前記第2の区分に属するパターンの露光の後、当該下位偏向フィールド内の前記第1の区分に属するパターンを露光する工程と
を含む電子線露光方法が提供される。
【0014】
設計データのレイヤ情報フィールドに、偏向制御待ち時間を指定する情報が格納される。このため、設計データに、偏向制御待ち時間を指定するための新たなフィールドを追加する必要がない。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の実施例による電子線露光装置の概略図を示す。電子銃1が電子線を出射する。ステージ9が、その上面にウエハ20を保持する。電子銃1から出射された電子線は、ステージ9に保持されたウエハ20に入射する。電子銃1からステージ9までの電子線の経路に沿って、第1のスリット2、スリット偏向器3、第2のスリット4、ブランキング5、アパーチャ6、副偏向器7、及び主偏向器8がこの順番に配置されている。なお、必要に応じて、電子線を集束させる複数のレンズ15が配置されている。
【0016】
電子銃1から出射された電子線が、第1のスリット2に入射する。第1のスリット2は、電子線の断面を正方形に整形する。第1のスリット2を通過した電子線が、スリット偏向器3により進行方向を振られる。スリット偏向器3で進行方向を振られた電子線が第2のスリット4に入射する。第1のスリット2の正方形の開口が、第2のスリット4の位置に結像する。
【0017】
第2のスリット4に、正方形の開口が形成されている。この開口内に入射した電子線が第2のスリット4を通過する。開口外に入射した電子線は第2のスリット4で遮蔽される。
【0018】
ブランキング5は、第2のスリット4を通過した電子線の進行方向を変化させる。アパーチャ6の中心に、電子線が通過する開口が形成されている。電子線がブランキング5を直進すると、アパーチャ6の中心の開口を通過する。電子線の進行方向がブランキング5で変化させられると、電子線はアパーチャ6で遮蔽される。すなわち、ブランキング5とアパーチャ6とが、電子線のシャッタを構成している。
【0019】
アパーチャ6を通過した電子線は、副偏向器7により偏向制御を受け、さらに主偏向器8により偏向制御を受ける。偏向制御された電子線は、ステージ9に保持されたウエハ20の所望の位置に入射する。第2のスリット4の位置に形成される第1のスリット2の開口の像と、第2のスリット4の開口との重なり部分に相当する矩形パターンが、ウエハ20に転写される。スリット偏向器3で電子線の進行方向を振ることにより、ウエハ20に転写される矩形パターンの長辺と短辺の長さを変えることができる。制御装置10が、ブランキング5、副偏向器7、及び主偏向器8を制御する。
【0020】
次に、図2を参照して、第1の実施例による電子線露光方法について説明する。
図2(A)に、ウエハの表面に画定された露光すべきパターンを示す。領域25内に、複数のダミーパターンA、B〜Jが配置され、領域26内にデバイスパターンK〜Nが配置されている。ダミーパターンA〜Jは、電子回路として機能せず、エッチング時のエッチング速度の均一化、化学機械研磨(CMP)時の平坦性改善等の目的で用いられる。このため、ダミーパターンA〜Jには、高い位置精度が要求されず、位置ずれ許容値が例えば50nm程度である。デバイスパターンK〜Nの位置ずれ許容値は、例えば5nm程度である。
【0021】
図2(B)に、電子線露光装置に与えられる露光データの一部のフォーマットを示す。露光データは、パターン識別フィールド及び待ち時間フィールドを有する。パターン識別フィールドには、露光すべきパターンを特定するための値が格納される。パターン識別フィールドの各々の記憶領域に対応して、待ち時間フィールドが確保されている。待ち時間フィールドには、当該パターンを露光する時の偏向制御待ち時間を指定する値が格納されている。なお、露光データは、この他にパターン寸法、主偏向位置、副偏向位置、露光量等の情報を含む。
【0022】
以下、偏向制御待ち時間について簡単に説明する。1つのパターンの露光が完了すると、電子線露光装置の副偏向器を制御して、電子線の入射位置を、次に露光すべきパターンの位置まで移動させる。ところが、電子線の入射位置が所望の位置に移動するまでに遅延が生じるとともに、所望の位置に到達した後にも、入射位置が振動し、位置が安定するまでに時間を要する。電子線の入射位置のずれ量が所定の許容誤差範囲内に収まるまでの時間を、偏向制御待ち時間と呼ぶ。
【0023】
図3に、副偏向器の偏向静定特性の一例を示す。横軸は、1つのパターンの露光が完了した時点からの経過時間を単位「ns」で表し、縦軸は偏向偏差(所望の位置から実際の電子線入射位置までのずれ量)を単位「nm」で表す。
【0024】
ダミーパターンA〜Jの位置ずれ許容値は50nmである。経過時間が60nsを超えると、偏向偏差が50nm以下になる。このため、ダミーパターンA〜Jを露光する時には、偏向制御待ち時間を60nsにすればよい。デバイスパターンK〜Nの位置ずれ許容値は5nmである。経過時間が500nsを超えると、偏向偏差が5nm以下になる。このため、デバイスパターンK〜Nを露光する時には、偏向制御待ち時間を500nsにすればよい。
【0025】
図2(B)に示すように、ダミーパターンA〜Jに対応する待ち時間フィールドには、待ち時間が60nsであることを示す値「ST」が格納されている。デバイスパターンK〜Nに対応する待ち時間フィールドには、待ち時間が5nsであることを示す値「LG」が格納されている。
【0026】
図1に示した制御装置10は、図2(B)に示した露光データに基づき、ダミーパターンA〜Jを露光する時には、偏向制御待ち時間を、値「ST」に対応する短い時間、例えば60nsとし、デバイスパターンK〜Nを露光する時には、偏向制御待ち時間を、値「LG」に対応する長い時間、例えば500nsとする。
【0027】
第1の実施例によると、ダミーパターンA〜Jを露光する時の偏向制御待ち時間が、デバイスパターンK〜Nを露光する時の偏向制御待ち時間よりも短くなる。このため、すべてのパターンの偏向制御待ち時間を、デバイスパターンK〜Nを露光する時の偏向制御待ち時間にする場合に比べて、処理時間を短くすることができる。
【0028】
図4を参照して、第2の実施例による電子線露光方法について説明する。一般的な電子線露光装置には、露光すべき1つのパターンを複数個の露光単位パターンに分割し、露光単位パターンごとに電子線の照射を行うパターンショット分割機能が備えられている。第2の実施例では、このパターンショット分割機能を利用して、偏向制御待ち時間を制御する。
【0029】
図4(A)に、露光すべきパターンの一例を示す。短辺が4μm、長辺が8μmの長方形のパターンA、長さ8μm、幅0.5μmの線状パターンB、及び一辺の長さが3.5μmの正方形のダミーパターンCが画定されている。ダミーパターンCの位置ずれ許容誤差は、他のデバイスパターンA及びBの許容誤差に比べて大きい。
【0030】
図4(B)に、パターンショット分割機能を利用して露光される時の露光単位パターンを示す。パターンAのように比較的大きなパターンは、クーロン効果による像のぼけを抑制するために、最大寸法を2μmにする分割ルールを適用して、小さな露光単位パターンA1〜A8に分割される。各露光単位パターンA1〜A8は、一辺の長さが2μmの正方形である。
【0031】
パターンBのように、1ショットで露光可能な最大寸法を超える長いパターンは、最大寸法を4μmにする分割ルールを適用して、長さ4μmの露光単位パターンB1とB2とに分割される。ダミーパターンCは分割されず、1ショットで露光される。
【0032】
図4(C)に、電子線露光装置に入力される露光データの一部を示す。露光データは、露光すべきパターンを特定するための値が格納されるパターン識別フィールド、及び露光すべきパターンごとに設けられる分割ルールフィールドを含む。分割ルールフィールドには、当該パターンの分割ルールを規定する値が格納される。例えば、最大寸法を2μmとする分割ルールを「1」、最大寸法を4μmとする分割ルールを「2」とする。この場合、パターンAの分割ルールフィールドには、分割ルール「1」が格納され、パターンBの分割ルールフィールドには、分割ルール「2」が格納される。
【0033】
パターンCの分割ルールフィールドには、分割ルール「9」が格納されている。第2の実施例では、分割ルール「9」は、分割を行うことなく1ショットで露光することを意味するのみではなく、偏向制御待ち時間が長いことを意味する。
【0034】
図4(D)に、分割ルールと偏向制御待ち時間との対応関係を示す。分割ルール「1」及び「2」には、長い偏向制御待ち時間「LG」が対応し、分割ルール「9」には、短い偏向制御待ち時間「ST」が対応する。この対応関係は、図1に示した電子線露光装置の制御装置10に予め記憶されている。なお、その他の分割ルールについても、分割ルールと偏向制御待ち時間との対応関係が記憶されている。
【0035】
ダミーパターンCを露光する時には、図1に示した電子線露光装置の制御装置10が、露光データから分割ルールが「9」であることを読み取る。分割ルールが「9」であるとき、制御装置10は、偏向制御待ち時間を短くしてダミーパターンCの露光を行う。
【0036】
第2の実施例では、分割ルールフィールドに特定の値(上記実施例では「9」)を設定することにより、偏向制御待ち時間が指定される。すなわち、パターンごとに対応付けられた偏向制御待ち時間に関する情報が、露光データの分割ルールフィールドに記憶される。このため、露光データに新たなフィールドを追加することなく、パターンごとに偏向制御待ち時間に関する情報を対応付けることが可能になる。
【0037】
次に、図5及び図6を参照して、第3の実施例による電子線露光方法について説明する。第3の実施例では、ブロック露光(部分一括露光)法が採用される。図5(A)に電子線ブロック露光装置の概略図を示す。図1に示した第2のスリット4の代わりにブロックマスク4Aが配置されており、スリット偏向器3の代わりにブロック選択偏向器3Aが配置されている。ブロックマスク4Aと副偏向器7との間にブロック選択振り戻し偏向器30が配置されている。その他の構成は、図1に示した電子線露光装置の構成と同様である。
【0038】
ブロックマスク4Aの面内に、複数のブロック4Bが画定されている。ブロック4Bには、種々の形状の開口が形成されている。ブロック選択偏向器3Aが電子線の進行方向を変えることにより、複数のブロック4Bから所望の1つのブロックが選択され、選択されたブロックを電子線が通過する。選択されたブロック4Bに形成されている開口のパターンがウエハ20に転写される。
【0039】
図5(B)に、ブロックマスク4Aの概略平面図を示す。面内に複数のブロック4Bが配置されている。各ブロック4Bに、0から99までの通し番号が付されている。この通し番号により1つのブロック4Bを特定することができる。通し番号0〜99が付されたブロックの他に、符号S0〜S3で特定される可変整形ブロックが配置されている。
【0040】
可変整形ブロックS0〜S3には、正方形の開口が設けられている。可変整形ブロックS0〜S3の各々が、図1に示した第2のスリット4と同様の機能を有する。すなわち、ビーム断面を任意の大きさの矩形にする。図5(B)において、可変整形ブロックS0〜S3の左側、左下側、及び下側のある幅の領域には、ブロックが配置されておらず、電子線を遮蔽する領域とされている。
【0041】
図6(A)に、電子線ブロック露光装置に入力される露光データの一部を示す。露光データは、パターン識別フィールド及びブロック識別フィールドを含む。パターン識別フィールドに、露光すべきパターンを特定する値が格納され、ブロック識別フィールドに、当該パターンを露光する時に使用されるブロックの通し番号が格納されている。例えば、パターンAが、通し番号1のブロックを用いて露光され、パターンBが、通し番号2のブロックを用いて露光される。
【0042】
図6(B)に、ブロックの通し番号と偏向制御待ち時間との対応関係を示す。通し番号が0〜99には、偏向制御待ち時間が長い「LG」が対応し、通し番号101に、偏向制御待ち時間が短い「ST」が対応する。この対応関係は、電子線ブロック露光装置の制御装置10に予め記憶されている。
【0043】
図6(A)に示すように、ダミーパターンCに、ブロック番号「101」が割り当てられている。ブロック番号101は、可変整形ブロックS0〜S3のいずれかを使用し、偏向制御待ち時間を短くすることを意味する。
【0044】
第3の実施例では、ブロック識別フィールドに特定の値を設定(上記実施例では「101」)を設定することにより、偏向制御待ち時間を規定している。すなわち、パターンごとに対応付けられた偏向制御待ち時間に関する情報が、露光データのブロック識別フィールドに記憶される。このため、露光データに新たなフィールドを追加することなく、パターンごとに偏向制御待ち時間に関する情報を対応付けることが可能になる。
【0045】
次に、図7及び図8を参照して、第4の実施例による電子線露光方法について説明する。
図7(A)に示すように、ウエハ40の面内に、複数の主偏向フィールド41が画定されている。図7(B)に示すように、主偏向フィールド41の各々の内部に、複数の副偏向フィールド42が画定されている。図7(C)に示すように、副偏向フィールド42内に、ダミーパターンA〜J及びデバイスパターンK〜Nが画定されている。
【0046】
1つの副偏向フィールド42内のパターンを露光する時は、図1に示した主偏向器8による偏向方向を固定しておき、副偏向器7のみを制御して電子線を走査する。1つの副偏向フィールド42内のすべてのパターンの露光が完了したら、主偏向器8による偏向方向を変えて、隣の副偏向フィールド42に電子線が照射されるようにする。
【0047】
1つの主偏向フィールド41内のすべての副偏向フィールド42の露光が完了すると、図1のステージ9を動作させてウエハ41を移動し、他の主偏向フィールド41内の露光を行う。
【0048】
図8に、主偏向器8の偏向静定特性の一例を示す。横軸は、1つの副偏向フィールド内のすべてのパターンの露光が完了した時点からの経過時間を単位「μs」で表し、縦軸は偏向偏差(所望の位置から実際の電子線入射位置までのずれ量)を単位「nm」で表す。
【0049】
経過時間に対する偏向偏差の挙動は、図3に示した副偏向器の偏向静定特性と同様である。ところが、副偏向器の偏向静定特性の横軸の単位が「ns」であるのに対し、主偏向器の偏向静定特性の横軸の単位は「μs」である。
【0050】
電子線の入射位置の位置ずれを、デバイスパターンの位置ずれの許容誤差5nm以下にするためには、約400μsの偏向制御待ち時間を確保しなければならない。これに対し、位置ずれをダミーパターンの位置ずれ許容誤差50nm以下にするためには、約30μsの偏向制御待ち時間を確保すればよい。
【0051】
副偏向フィールド42内のパターンを露光する時、まず位置ずれ許容誤差の大きなダミーパターンを露光する。当該副偏向フィールド42内のすべてのダミーパターンの露光が完了した後、位置ずれ許容誤差の小さなデバイスパターンの露光を行う。すべてのダミーパターンの露光が完了するまでの経過時間が400μsを超えている場合には、その時点で主偏向器の偏向偏差が既に5nm以下になっている。このため、主偏向器の偏向静定特性を考慮することなく、副偏向器の偏向静定特性のみに着目して、偏向制御待ち時間を決定すればよい。なお、ダミーパターンの露光が完了するまでの経過時間が400μs未満であっても、合計の待ち時間を短縮することができる。
【0052】
たとえば、1つのダミーパターンの露光時間を200ns、偏向制御待ち時間を50nsとした場合、1600個のダミーパターンを露光するのに必要な時間が丁度400μsになる。この条件で1600個のダミーパターンを露光した後には、副偏向器の偏向静定特性にのみ着目して、偏向制御待ち時間を決定すればよい。
【0053】
次に、図9を参照して、第5の実施例による電子線露光方法について説明する。
図9(A)に、露光すべき1つの長方形のパターン50を示す。図9(B)に示すように、1つのパターン50を、10個のサブパターン50A〜50Jに分割する。なお、分割されたサブパターン50A〜50Jは、図4(B)に示した所定の分割ルールによって分割された露光単位パターンA1〜A8等とは異なる。サブパターン50A〜50Jの各々が、図4(A)に示した露光すべきパターンAまたはBに相当し、露光データにおいて1つのパターンとして認識される。
【0054】
サブパターン50A〜50Dは、それぞれ露光すべき元のパターン50の4つの辺に接触し、対応する辺に沿って延在する細い直線状の形状を有する。他のサブパターン50E〜50Jは、元のパターン50の外周線に接することはなく、サブパターン50A〜50Dで囲まれた領域内に隙間なく配置される。
【0055】
元のパターン50の外周を画定するサブパターン50A〜50Dを細い線状とすることにより、クーロン効果の影響を軽減し、近接するパターンとの分解能を高めることができる。
【0056】
元のパターン50の外周線を画定するサブパターン50A〜50Dには、元のパターン50に要求される位置精度と同等の位置精度が要求される。ところが、外周線に接触しないサブパターン50E〜50Jには、高い位置精度が要求されない。サブパターン50E〜50Jによってパターン50の内部が隙間なく埋め尽くされればよい。このため、サブパターン50E〜50Jを露光する時の偏向制御待ち時間を短くすることができる。
【0057】
図9(C)に、露光データの一部を示す。この露光データのフォーマットは、図2(B)に示した露光データのフォーマットと同様である。サブパターン50A〜50Dに、長い待ち時間「LG」が対応付けられ、サブパターン50E〜50Jに、短い待ち時間「ST」が対応付けられている。
【0058】
この露光データを用いて露光を行うことにより、すべてのサブパターン50A〜50Jの偏向制御待ち時間を同一にする場合に比べて、処理時間の短縮を図ることができる。
【0059】
次に、上述の実施例で用いられた露光データの作成方法について説明する。一般的には、LSIの設計データから露光データが生成される。設計データは、一般的に米国のカルマ社の提案によるGDSフォーマットで表される。GDSフォーマットには、LSIのパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドが含まれる。
【0060】
従来は、同一の層内のダミーパターンとデバイスパターンとに、同一のレイヤ番号が付与されていた。上記実施例では、位置ずれ許容誤差が所定の基準値よりも大きなダミーパターンと、位置ずれ許容誤差が所定の基準値よりも小さなデバイスパターンとに、相互に異なるレイヤ番号を付与する。例えば、同じ層のデバイスパターンのレイヤ番号を1とし、ダミーパターンのレイヤ番号を10とする。
【0061】
この設計データから、図2(B)に示した露光データを生成する場合、レイヤ番号が1のパターンの待ち時間フィールドに「LG」を設定し、レイヤ番号が10のパターンの待ち時間フィールドに「ST」を設定する。
【0062】
このように、設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、露光データの偏向制御待ち時間を規定する情報が設定される。これにより、設計データに新たなフィールドを追加することなく、パターンごとに偏向制御待ち時間を対応付けることができる。
【0063】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【0064】
上記実施例から、以下の付記に示された発明が導出される。
(付記1) 電子線を出射する電子銃と、
前記電子銃から出射された電子線が入射する位置にウエハを保持するステージと、
電子線の入射する位置が、前記ステージに保持されたウエハ上を移動するように、該電子線の進行方向を変える第1の偏向器と、
前記電子銃から出射された電子線が前記ステージに保持されたウエハに入射しないように該電子線を遮蔽するシャッタと、
ウエハに転写される複数のパターンの各々について、パターンを特定するパターン識別子、パターンが転写される位置情報、及び待ち時間情報を含む露光データを記憶し、露光データの位置情報に基づいて前記第1の偏向器を制御し、前記待ち時間情報に基づく時間だけ経過した後に前記ウエハに電子線が入射するように前記シャッタを制御する制御装置と
を有する電子線露光装置。
【0065】
(付記2) 前記露光データが、転写されるパターンごとに、当該パターンを複数回に分けて露光する分割ルールを規定する値が記憶される分割ルール情報フィールドを含み、前記待ち時間情報が、該分割ルール情報フィールドに記憶された特定の値によって規定される付記1に記載の電子線露光装置。
【0066】
(付記3) さらに、前記電子銃と前記ステージとの間の電子線の経路内に配置され、各々に電子線を透過させる規格化された図形が形成された複数のブロックを含むブロックマスクと、
前記ブロックマスクの複数のブロックから選択された一つのブロックを電子線が透過するように該電子線を制御する第2の偏向器と
を有し、前記露光データが、転写されるパターンごとに、当該パターンに対応するブロックを規定する値が記憶されるブロック識別フィールドを含み、前記待ち時間情報が、該ブロック識別フィールドに記憶された特定の値によって規定される付記1に記載の電子線露光装置。
【0067】
(付記4) (a)露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、要求される位置精度によって少なくとも2つの第1の区分と第2の区分に分類され、第1の区分に属するパターンには、第2の区分に属するパターンよりも高い位置精度が要求される前記ウエハを準備する工程と、
(b)前記ウエハの1つの下位偏向フィールド内の露光すべきパターンを、下位偏向器による電子線の走査によって露光する工程と、
(c)上位偏向器を制御して、露光されていない下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
(d)前記工程(c)で電子線の照射が可能になった下位偏向フィールド内の前記第2の区分に属するパターンを露光する工程と、
(e)前記第2の区分に属するパターンの露光後、該下位偏向フィールド内の前記第1の区分に属するパターンを露光する工程と
を有する電子線露光方法。
【0068】
(付記5) ウエハ上の露光すべき1つのパターンを、当該パターンの外周線に接する複数の第1のサブパターンと、外周線に接しない少なくとも1つの第2のサブパターンとに分割する工程であって、第1のサブパターン及び第2のサブパターンの各々には、電子線を走査することなく電子線が照射される第1及び第2のサブパターンに分割する工程と、
前記第1のサブパターン及び第2のサブパターンから選択された1つのパターンに電子線が照射されるように偏向器を制御して、偏向制御待ち時間だけ経過した後に、実際に電子線を照射する工程と
を有し、前記第2のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間が、前記第1のサブパターンが選択された時の偏向制御待ち時間よりも短い電子線露光方法。
【0069】
(付記6) 半導体集積回路装置の各層のパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドとを有する設計データを作成する工程であって、位置ずれの許容誤差が基準値よりも大きいパターンと、基準値よりも小さいパターンとで、レイヤ情報フィールドの値が異なるように設計データを作成する工程と、
前記設計データに基づいて、電子線露光装置に入力可能な形式の露光データを作成する工程であって、該露光データは、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を規定する情報を含み、前記設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、偏向制御待ち時間を規定する情報を設定する工程と、
前記露光データに基づいてウエハの露光を行う工程と
を有する電子線露光方法。
【0070】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を設定することにより、位置ずれ許容誤差の大きなパターンの偏向制御待ち時間を短くすることができる。これにより、処理時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例による電子線露光装置の概略図である。
【図2】 第1の実施例による電子線露光方法を説明するための露光すべきパターンの配置を示す平面図、及び露光データの一部を示す図表である。
【図3】 副偏向器の偏向静定特性を示すグラフである。
【図4】 第2の実施例による電子線露光方法を説明するための露光すべきパターンの配置を示す平面図、露光データの一部を示す図表、及び分割ルールと待ち時間との対応関係を示す図表である。
【図5】 電子線ブロック露光装置の概略図及びブロックマスクの概略平面図である。
【図6】 第3の実施例による電子線露光方法で使用される露光データの一部を示す図表、及びブロック通し番号と待ち時間との対応関係を示す図表である。
【図7】 第4の実施例による電子線露光方法を説明するためのウエハの平面図、主偏向フィールドの平面図、及び副偏向フィールド内のパターンの配置を示す平面図である。
【図8】 主偏向器の偏向静定特性を示すグラフである。
【図9】 第5の実施例による電子線露光方法を説明するための1つのパターンの平面図、複数に分割したサブパターン配置を示す平面図、及び露光データの一部を示す図表である。
【符号の説明】
1 電子銃
2 第1のスリット
3 スリット偏向器
4 第2のスリット
4A ブロックマスク
5 ブランキング
6 アパーチャ
7 副偏向器
8 主偏向器
9 ステージ
10 制御装置
15 レンズ
20 ウエハ
30 ブロック選択振り戻し偏向器
40 ウエハ
41 主偏向フィールド
42 副偏向フィールド
50 露光すべきパターン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention,Concerning the electron beam exposure method, in particular, sequential exposure is performed for each pattern to be exposed.RudenThe present invention relates to a sub-line exposure method.
[0002]
[Prior art]
In the electron beam sequential exposure method, the deflector is controlled so that the electron beam enters a desired position, and the electron beam is actually irradiated after the deflection control waiting time has elapsed. The deflection control waiting time is set based on the time until the incident position of the electron beam is stabilized on the wafer with an accuracy of an allowable error or less.
[0003]
The electron beam exposure method generally has a higher resolution than the light exposure method. However, as the density of semiconductor integrated circuit devices increases, the number of patterns to be exposed increases. For each of these patterns, it is necessary to wait for the electron beam irradiation for the deflection control waiting time from the start of the control of the deflector to the actual exposure. For this reason, the time required for exposing all the patterns becomes longer, and the throughput is lowered.
[0004]
Patent Document 1 discloses an electron beam exposure method capable of suppressing a decrease in throughput. According to this method, at the time of exposure of a pattern that does not require relatively high accuracy, the processing speed is increased by shortening the deflection control waiting time.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 54-25675 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Patent Document 1 does not describe a specific method for shortening the deflection control waiting time.
[0008]
  The present inventionEyesThe objective is to provide an electron beam exposure method capable of increasing the processing speed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  Of the present inventiononeAccording to perspective
  (A) A plurality of upper deflection fields are defined on the surface of the wafer to be exposed, and a plurality of lower deflection fields smaller than the upper deflection field are defined inside each of the upper deflection fields, A plurality of patterns to be exposed are defined in each of the plurality of patterns, and the plurality of patterns are classified into at least two first sections and second sections according to required position accuracy, and belong to the first section. Preparing a wafer that requires a higher positional accuracy than a pattern belonging to the second section in a pattern; and
  (B) exposing a pattern to be exposed in one lower deflection field of the wafer by scanning an electron beam with a lower deflector;
  (C) controlling the upper deflector so that an electron beam can be irradiated in the lower deflection field that is not exposed;
  (D) exposing a pattern belonging to the second section in the lower deflection field in which the electron beam irradiation is enabled in the step (c);
  (E) exposing a pattern belonging to the first section in the lower deflection field after exposure of the pattern belonging to the second section;
An electron beam exposure method is provided.
  According to another aspect of the invention,
  A plurality of upper deflection fields are defined on the surface of the wafer to be exposed, and a plurality of lower deflection fields smaller than the upper deflection fields are defined within each of the upper deflection fields, and each of the lower deflection fields is defined. Providing the wafer internally defining a plurality of patterns to be exposed;
  Dividing one pattern to be exposed on the wafer into a plurality of first sub-patterns in contact with the outer periphery of the pattern and at least one second sub-pattern not in contact with the outer periphery; Dividing each of the first sub-pattern and the second sub-pattern into first and second sub-patterns irradiated with an electron beam without scanning the electron beam;
  Controlling the upper deflector so that it can be irradiated with an electron beam in the lower deflection field to be exposed next;
  Exposing the second sub-pattern in the lower deflection field enabled to be irradiated with an electron beam;
  Exposing the first sub-pattern in the lower deflection field after exposure of the second sub-pattern in the lower deflection field enabled to be irradiated with an electron beam;
An electron beam exposure method is provided.
[0012]
  Immediately after controlling the upper deflector, a pattern that does not require high positional accuracy is exposed, so the deflection control waiting time can be shortened..
[0013]
According to another aspect of the invention,
  A step of creating design data having a pattern identification field for specifying a pattern of each layer of a semiconductor integrated circuit device and a layer information field for defining a layer on which the pattern is arranged,Of the patterns in the same layer,The value of the layer information field is different between the pattern where the tolerance of misalignment is larger than the reference value and the pattern where it is smaller than the reference value.In the layer information field, the first value and the second value are set, respectively.The process of creating design data;
  A step of creating exposure data in a format that can be input to an electron beam exposure apparatus based on the design data, the exposure data including information defining a deflection control waiting time for each pattern to be exposed; A step of setting information for defining the deflection control waiting time based on the value of the layer information field of the design data;
  Based on the exposure dataThe pattern in which the first value and the second value are set in the layer information field is transferred to the same layer.A process of exposing the wafer;
HaveAnd
  A plurality of upper deflection fields are defined on the surface of the wafer, and a plurality of lower deflection fields smaller than the upper deflection field are defined within each of the upper deflection fields, and each of the lower deflection fields is disposed within each of the upper deflection fields. A plurality of patterns to be exposed are defined, the plurality of patterns are classified into at least two first sections and second sections, and the deflection control waiting time of the patterns belonging to the first section is Longer than the deflection control waiting time of the pattern belonging to the second section,
  The step of exposing the wafer comprises:
  Controlling the upper deflector so that it can be irradiated with an electron beam in the lower deflection field to be exposed next;
  Exposing a pattern belonging to the second section in the lower deflection field enabled to be irradiated with an electron beam;
  Exposing the pattern belonging to the first section in the lower deflection field after exposure of the pattern belonging to the second section;
includingAn electron beam exposure method is provided.
[0014]
Information specifying the deflection control waiting time is stored in the layer information field of the design data. For this reason, it is not necessary to add a new field for designating the deflection control waiting time to the design data.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic diagram of an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The electron gun 1 emits an electron beam. The stage 9 holds the wafer 20 on its upper surface. The electron beam emitted from the electron gun 1 is incident on the wafer 20 held on the stage 9. Along the electron beam path from the electron gun 1 to the stage 9, the first slit 2, the slit deflector 3, the second slit 4, the blanking 5, the aperture 6, the sub deflector 7, and the main deflector 8. Are arranged in this order. Note that a plurality of lenses 15 for focusing the electron beam are disposed as necessary.
[0016]
An electron beam emitted from the electron gun 1 enters the first slit 2. The first slit 2 shapes the cross section of the electron beam into a square. The traveling direction of the electron beam that has passed through the first slit 2 is changed by the slit deflector 3. An electron beam whose traveling direction is swung by the slit deflector 3 enters the second slit 4. The square opening of the first slit 2 forms an image at the position of the second slit 4.
[0017]
A square opening is formed in the second slit 4. An electron beam that has entered the opening passes through the second slit 4. The electron beam incident outside the opening is shielded by the second slit 4.
[0018]
The blanking 5 changes the traveling direction of the electron beam that has passed through the second slit 4. An opening through which an electron beam passes is formed at the center of the aperture 6. When the electron beam goes straight through the blanking 5, it passes through the opening at the center of the aperture 6. When the traveling direction of the electron beam is changed by blanking 5, the electron beam is shielded by the aperture 6. That is, the blanking 5 and the aperture 6 constitute an electron beam shutter.
[0019]
The electron beam that has passed through the aperture 6 is subjected to deflection control by the sub deflector 7 and further subjected to deflection control by the main deflector 8. The deflection-controlled electron beam is incident on a desired position of the wafer 20 held on the stage 9. A rectangular pattern corresponding to an overlapping portion between the image of the opening of the first slit 2 formed at the position of the second slit 4 and the opening of the second slit 4 is transferred to the wafer 20. By changing the traveling direction of the electron beam by the slit deflector 3, the length of the long side and the short side of the rectangular pattern transferred to the wafer 20 can be changed. The control device 10 controls the blanking 5, the sub deflector 7, and the main deflector 8.
[0020]
Next, the electron beam exposure method according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2A shows a pattern to be exposed defined on the surface of the wafer. A plurality of dummy patterns A and B to J are arranged in the area 25, and device patterns K to N are arranged in the area 26. The dummy patterns A to J do not function as an electronic circuit, and are used for the purpose of making the etching rate uniform during etching and improving the flatness during chemical mechanical polishing (CMP). For this reason, the dummy patterns A to J do not require high positional accuracy, and the allowable positional deviation is, for example, about 50 nm. The permissible positional deviation value of the device patterns K to N is, for example, about 5 nm.
[0021]
FIG. 2B shows a part of the format of the exposure data given to the electron beam exposure apparatus. The exposure data has a pattern identification field and a waiting time field. A value for specifying a pattern to be exposed is stored in the pattern identification field. A waiting time field is secured corresponding to each storage area of the pattern identification field. The waiting time field stores a value for specifying a deflection control waiting time when the pattern is exposed. The exposure data includes information such as pattern dimensions, main deflection position, sub-deflection position, and exposure amount.
[0022]
Hereinafter, the deflection control waiting time will be briefly described. When the exposure of one pattern is completed, the sub deflector of the electron beam exposure apparatus is controlled to move the incident position of the electron beam to the position of the pattern to be exposed next. However, there is a delay until the incident position of the electron beam moves to the desired position, and even after reaching the desired position, it takes time for the incident position to vibrate and stabilize. The time until the deviation of the incident position of the electron beam falls within a predetermined allowable error range is called a deflection control waiting time.
[0023]
FIG. 3 shows an example of the deflection stabilization characteristics of the sub deflector. The horizontal axis represents the elapsed time from the completion of exposure of one pattern in the unit “ns”, and the vertical axis represents the deflection deviation (deviation amount from the desired position to the actual electron beam incident position) in the unit “nm”. ".
[0024]
The allowable displacement of the dummy patterns A to J is 50 nm. When the elapsed time exceeds 60 ns, the deflection deviation becomes 50 nm or less. For this reason, when the dummy patterns A to J are exposed, the deflection control waiting time may be set to 60 ns. The device pattern K to N is allowed to have a positional deviation of 5 nm. When the elapsed time exceeds 500 ns, the deflection deviation becomes 5 nm or less. For this reason, when the device patterns K to N are exposed, the deflection control waiting time may be set to 500 ns.
[0025]
As shown in FIG. 2B, a value “ST” indicating that the waiting time is 60 ns is stored in the waiting time field corresponding to the dummy patterns A to J. A value “LG” indicating that the waiting time is 5 ns is stored in the waiting time field corresponding to the device patterns K to N.
[0026]
The control apparatus 10 shown in FIG. 1 sets the deflection control waiting time to a short time corresponding to the value “ST” when exposing the dummy patterns A to J based on the exposure data shown in FIG. When the device patterns K to N are exposed to 60 ns, the deflection control waiting time is set to a long time corresponding to the value “LG”, for example, 500 ns.
[0027]
According to the first embodiment, the deflection control waiting time when the dummy patterns A to J are exposed is shorter than the deflection control waiting time when the device patterns K to N are exposed. For this reason, the processing time can be shortened compared with the case where the deflection control waiting time of all patterns is set to the deflection control waiting time when the device patterns K to N are exposed.
[0028]
An electron beam exposure method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. A general electron beam exposure apparatus is provided with a pattern shot division function that divides one pattern to be exposed into a plurality of exposure unit patterns and irradiates an electron beam for each exposure unit pattern. In the second embodiment, the deflection control waiting time is controlled using this pattern shot division function.
[0029]
FIG. 4A shows an example of a pattern to be exposed. A rectangular pattern A having a short side of 4 μm and a long side of 8 μm, a linear pattern B having a length of 8 μm and a width of 0.5 μm, and a square dummy pattern C having a side of 3.5 μm are defined. The positional deviation allowable error of the dummy pattern C is larger than the allowable errors of the other device patterns A and B.
[0030]
FIG. 4B shows an exposure unit pattern when exposure is performed using the pattern shot division function. A relatively large pattern such as pattern A is divided into small exposure unit patterns A1 to A8 by applying a division rule with a maximum dimension of 2 μm in order to suppress image blur due to the Coulomb effect. Each exposure unit pattern A1 to A8 is a square having a side length of 2 μm.
[0031]
Like pattern B, a long pattern exceeding the maximum dimension that can be exposed in one shot is divided into exposure unit patterns B1 and B2 having a length of 4 μm by applying a division rule that sets the maximum dimension to 4 μm. The dummy pattern C is not divided and is exposed in one shot.
[0032]
FIG. 4C shows a part of the exposure data input to the electron beam exposure apparatus. The exposure data includes a pattern identification field in which a value for specifying a pattern to be exposed is stored, and a division rule field provided for each pattern to be exposed. The division rule field stores a value that defines the division rule of the pattern. For example, a division rule that sets the maximum dimension to 2 μm is “1”, and a division rule that sets the maximum dimension to 4 μm is “2”. In this case, the division rule “1” is stored in the division rule field of the pattern A, and the division rule “2” is stored in the division rule field of the pattern B.
[0033]
The division rule “9” is stored in the division rule field of pattern C. In the second embodiment, the division rule “9” not only means that exposure is performed in one shot without division, but also means that the deflection control waiting time is long.
[0034]
FIG. 4D shows a correspondence relationship between the division rule and the deflection control waiting time. The division rules “1” and “2” correspond to the long deflection control waiting time “LG”, and the division rule “9” corresponds to the short deflection control waiting time “ST”. This correspondence is stored in advance in the control device 10 of the electron beam exposure apparatus shown in FIG. For other division rules, the correspondence between the division rule and the deflection control waiting time is stored.
[0035]
When the dummy pattern C is exposed, the control device 10 of the electron beam exposure apparatus shown in FIG. 1 reads from the exposure data that the division rule is “9”. When the division rule is “9”, the control device 10 performs exposure of the dummy pattern C by shortening the deflection control waiting time.
[0036]
In the second embodiment, the deflection control waiting time is specified by setting a specific value (“9” in the above embodiment) in the division rule field. That is, information related to the deflection control waiting time associated with each pattern is stored in the division rule field of the exposure data. For this reason, it is possible to associate information on the deflection control waiting time for each pattern without adding a new field to the exposure data.
[0037]
Next, an electron beam exposure method according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, a block exposure (partial batch exposure) method is employed. FIG. 5A shows a schematic diagram of an electron beam block exposure apparatus. A block mask 4 </ b> A is disposed instead of the second slit 4 shown in FIG. 1, and a block selection deflector 3 </ b> A is disposed instead of the slit deflector 3. Between the block mask 4A and the sub deflector 7, a block selective back deflector 30 is disposed. Other configurations are the same as those of the electron beam exposure apparatus shown in FIG.
[0038]
A plurality of blocks 4B are defined in the plane of the block mask 4A. Various shapes of openings are formed in the block 4B. When the block selection deflector 3A changes the traveling direction of the electron beam, a desired one block is selected from the plurality of blocks 4B, and the electron beam passes through the selected block. The pattern of openings formed in the selected block 4B is transferred to the wafer 20.
[0039]
FIG. 5B shows a schematic plan view of the block mask 4A. A plurality of blocks 4B are arranged in the plane. A serial number from 0 to 99 is assigned to each block 4B. One block 4B can be specified by this serial number. In addition to the blocks with serial numbers 0 to 99, variable shaping blocks specified by reference signs S0 to S3 are arranged.
[0040]
The variable shaping blocks S0 to S3 are provided with square openings. Each of the variable shaping blocks S0 to S3 has the same function as the second slit 4 shown in FIG. That is, the beam cross section is made into a rectangle of an arbitrary size. In FIG. 5B, no blocks are arranged in the left, lower left, and lower width areas of the variable shaping blocks S0 to S3, which are areas that shield electron beams.
[0041]
FIG. 6A shows a part of the exposure data input to the electron beam block exposure apparatus. The exposure data includes a pattern identification field and a block identification field. A value for specifying a pattern to be exposed is stored in the pattern identification field, and a serial number of a block used when the pattern is exposed is stored in the block identification field. For example, the pattern A is exposed using the serial number 1 block, and the pattern B is exposed using the serial number 2 block.
[0042]
FIG. 6B shows the correspondence between the serial number of the block and the deflection control waiting time. Serial numbers 0 to 99 correspond to “LG” with a long deflection control waiting time, and serial numbers 101 correspond to “ST” with a short deflection control waiting time. This correspondence relationship is stored in advance in the control device 10 of the electron beam block exposure apparatus.
[0043]
As shown in FIG. 6A, the block number “101” is assigned to the dummy pattern C. The block number 101 means that any one of the variable shaping blocks S0 to S3 is used and the deflection control waiting time is shortened.
[0044]
In the third embodiment, the deflection control waiting time is defined by setting a specific value (“101” in the above embodiment) in the block identification field. That is, information regarding the deflection control waiting time associated with each pattern is stored in the block identification field of the exposure data. For this reason, it is possible to associate information on the deflection control waiting time for each pattern without adding a new field to the exposure data.
[0045]
Next, an electron beam exposure method according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7A, a plurality of main deflection fields 41 are defined in the plane of the wafer 40. As shown in FIG. 7B, a plurality of sub deflection fields 42 are defined inside each of the main deflection fields 41. As shown in FIG. 7C, dummy patterns A to J and device patterns K to N are defined in the sub deflection field 42.
[0046]
When exposing a pattern in one sub deflection field 42, the deflection direction by the main deflector 8 shown in FIG. 1 is fixed, and only the sub deflector 7 is controlled to scan the electron beam. When the exposure of all the patterns in one sub deflection field 42 is completed, the deflection direction by the main deflector 8 is changed so that the adjacent sub deflection field 42 is irradiated with an electron beam.
[0047]
When the exposure of all the sub-deflection fields 42 in one main deflection field 41 is completed, the wafer 9 is moved by operating the stage 9 in FIG. 1, and the exposure in the other main deflection field 41 is performed.
[0048]
FIG. 8 shows an example of the deflection stabilization characteristic of the main deflector 8. The horizontal axis represents the elapsed time from the completion of exposure of all patterns in one sub-deflection field in the unit of “μs”, and the vertical axis represents the deflection deviation (from the desired position to the actual electron beam incident position). (Shift amount) is expressed in units of “nm”.
[0049]
The behavior of the deflection deviation with respect to the elapsed time is the same as the deflection stabilization characteristic of the sub deflector shown in FIG. However, the unit of the horizontal axis of the deflection stabilization characteristic of the sub deflector is “ns”, whereas the unit of the horizontal axis of the deflection stabilization characteristic of the main deflector is “μs”.
[0050]
In order to set the positional deviation of the incident position of the electron beam to a tolerance of 5 nm or less for the positional deviation of the device pattern, it is necessary to secure a deflection control waiting time of about 400 μs. On the other hand, a deflection control waiting time of about 30 μs may be ensured in order to make the positional deviation less than the dummy pattern positional deviation tolerance of 50 nm.
[0051]
When exposing the pattern in the sub deflection field 42, first, a dummy pattern having a large positional deviation tolerance is exposed. After the exposure of all the dummy patterns in the sub deflection field 42 is completed, the device pattern having a small misalignment tolerance is exposed. When the elapsed time until the exposure of all the dummy patterns is over 400 μs, the deflection deviation of the main deflector is already 5 nm or less at that time. For this reason, it is only necessary to determine the deflection control waiting time while paying attention only to the deflection stabilization characteristics of the sub deflector without considering the deflection stabilization characteristics of the main deflector. Even if the elapsed time until the exposure of the dummy pattern is less than 400 μs, the total waiting time can be shortened.
[0052]
For example, if the exposure time of one dummy pattern is 200 ns and the deflection control waiting time is 50 ns, the time required to expose 1600 dummy patterns is exactly 400 μs. After 1600 dummy patterns are exposed under this condition, the deflection control waiting time may be determined by paying attention only to the deflection stabilization characteristics of the sub deflector.
[0053]
Next, an electron beam exposure method according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 9A shows one rectangular pattern 50 to be exposed. As shown in FIG. 9B, one pattern 50 is divided into ten sub patterns 50A to 50J. The divided sub-patterns 50A to 50J are different from the exposure unit patterns A1 to A8 and the like divided according to the predetermined division rule shown in FIG. Each of the sub patterns 50A to 50J corresponds to the pattern A or B to be exposed shown in FIG. 4A, and is recognized as one pattern in the exposure data.
[0054]
Each of the sub-patterns 50A to 50D is in contact with four sides of the original pattern 50 to be exposed and has a thin linear shape extending along the corresponding side. The other sub patterns 50E to 50J are not in contact with the outer peripheral line of the original pattern 50, and are arranged without a gap in the region surrounded by the sub patterns 50A to 50D.
[0055]
By making the sub-patterns 50A to 50D that define the outer periphery of the original pattern 50 into thin lines, the influence of the Coulomb effect can be reduced and the resolution with adjacent patterns can be increased.
[0056]
The sub-patterns 50 </ b> A to 50 </ b> D that define the outer peripheral line of the original pattern 50 are required to have the same position accuracy as that required for the original pattern 50. However, high positional accuracy is not required for the sub-patterns 50E to 50J that do not contact the outer peripheral line. It suffices if the interior of the pattern 50 is completely filled with the sub-patterns 50E to 50J. For this reason, the deflection control waiting time when the sub patterns 50E to 50J are exposed can be shortened.
[0057]
FIG. 9C shows part of the exposure data. The format of this exposure data is the same as the format of the exposure data shown in FIG. The long waiting time “LG” is associated with the sub-patterns 50A to 50D, and the short waiting time “ST” is associated with the sub-patterns 50E to 50J.
[0058]
By performing exposure using this exposure data, the processing time can be shortened compared to the case where the deflection control waiting times of all the sub-patterns 50A to 50J are the same.
[0059]
Next, a method for creating exposure data used in the above-described embodiment will be described. Generally, exposure data is generated from LSI design data. The design data is generally expressed in the GDS format proposed by the US company Karma. The GDS format includes a pattern identification field for specifying an LSI pattern and a layer information field for defining a layer on which the pattern is arranged.
[0060]
Conventionally, the same layer number is given to the dummy pattern and the device pattern in the same layer. In the above-described embodiment, different layer numbers are assigned to the dummy pattern having a larger positional deviation allowable error than the predetermined reference value and the device pattern having a smaller positional deviation allowable error than the predetermined reference value. For example, the layer number of the device pattern of the same layer is set to 1, and the layer number of the dummy pattern is set to 10.
[0061]
When the exposure data shown in FIG. 2B is generated from this design data, “LG” is set in the waiting time field of the pattern with the layer number “1”, and “ “ST” is set.
[0062]
In this way, information that defines the deflection control waiting time of exposure data is set based on the value of the layer information field of the design data. Thereby, it is possible to associate the deflection control waiting time for each pattern without adding a new field to the design data.
[0063]
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
[0064]
The invention shown in the following supplementary notes is derived from the above embodiments.
(Appendix 1) an electron gun that emits an electron beam;
A stage for holding the wafer at a position where an electron beam emitted from the electron gun is incident;
A first deflector that changes a traveling direction of the electron beam so that an incident position of the electron beam moves on a wafer held on the stage;
A shutter that shields the electron beam so that the electron beam emitted from the electron gun does not enter the wafer held on the stage;
For each of the plurality of patterns transferred to the wafer, exposure data including a pattern identifier for specifying the pattern, position information to which the pattern is transferred, and waiting time information is stored, and the first data is based on the position information of the exposure data. And a control device for controlling the shutter so that an electron beam is incident on the wafer after a lapse of time based on the waiting time information.
An electron beam exposure apparatus.
[0065]
(Supplementary Note 2) For each pattern to be transferred, the exposure data includes a division rule information field in which a value defining a division rule for exposing the pattern in a plurality of times is stored. 2. The electron beam exposure apparatus according to appendix 1, defined by a specific value stored in the division rule information field.
[0066]
(Appendix 3) Further, a block mask including a plurality of blocks arranged in an electron beam path between the electron gun and the stage, each of which is formed with a standardized figure that transmits the electron beam,
A second deflector for controlling the electron beam so that the electron beam passes through one block selected from a plurality of blocks of the block mask;
The exposure data includes a block identification field in which a value defining a block corresponding to the pattern is stored for each pattern to be transferred, and the waiting time information is stored in the block identification field The electron beam exposure apparatus according to appendix 1, which is defined by a specific value.
[0067]
(Appendix 4) (a) A plurality of upper deflection fields are defined on the surface of the wafer to be exposed, and a plurality of lower deflection fields smaller than the upper deflection field are defined inside each of the upper deflection fields, A plurality of patterns to be exposed are defined within each of the lower deflection fields, and the plurality of patterns are classified into at least two first and second sections according to the required position accuracy, Preparing the wafer that requires higher positional accuracy than the pattern belonging to the second category for the pattern belonging to the category; and
(B) exposing a pattern to be exposed in one lower deflection field of the wafer by scanning an electron beam with a lower deflector;
(C) controlling the upper deflector so that an electron beam can be irradiated in the lower deflection field that is not exposed;
(D) exposing a pattern belonging to the second section in the lower deflection field in which the electron beam irradiation is enabled in the step (c);
(E) exposing a pattern belonging to the first section in the lower deflection field after exposure of the pattern belonging to the second section;
An electron beam exposure method comprising:
[0068]
(Supplementary Note 5) In the step of dividing one pattern to be exposed on the wafer into a plurality of first sub-patterns in contact with the outer peripheral line of the pattern and at least one second sub-pattern not in contact with the outer peripheral line Each of the first sub-pattern and the second sub-pattern is divided into first and second sub-patterns that are irradiated with an electron beam without scanning the electron beam;
The deflector is controlled so that the electron beam is irradiated to one pattern selected from the first sub-pattern and the second sub-pattern, and the electron beam is actually irradiated after the deflection control waiting time has elapsed. And the process
And an electron beam exposure method in which a deflection control waiting time when the second sub pattern is selected is shorter than a deflection control waiting time when the first sub pattern is selected.
[0069]
(Supplementary Note 6) A step of creating design data having a pattern identification field for specifying a pattern of each layer of a semiconductor integrated circuit device and a layer information field for specifying a layer on which the pattern is arranged, and an allowable error of misalignment Creating design data so that the value of the layer information field is different between a pattern having a value larger than the reference value and a pattern smaller than the reference value;
A step of creating exposure data in a format that can be input to an electron beam exposure apparatus based on the design data, the exposure data including information defining a deflection control waiting time for each pattern to be exposed; A step of setting information for defining the deflection control waiting time based on the value of the layer information field of the design data;
A step of exposing the wafer based on the exposure data;
An electron beam exposure method comprising:
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by setting the deflection control waiting time for each pattern to be exposed, it is possible to shorten the deflection control waiting time for a pattern having a large misalignment tolerance. Thereby, processing time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an electron beam exposure apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of patterns to be exposed and a part of exposure data for explaining the electron beam exposure method according to the first embodiment.
FIG. 3 is a graph showing a deflection stabilization characteristic of a sub deflector.
FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of patterns to be exposed for explaining the electron beam exposure method according to the second embodiment, a chart showing a part of exposure data, and the correspondence between division rules and waiting times. It is a chart shown.
FIG. 5 is a schematic view of an electron beam block exposure apparatus and a schematic plan view of a block mask.
FIG. 6 is a chart showing a part of exposure data used in the electron beam exposure method according to the third embodiment, and a chart showing a correspondence relationship between block serial numbers and waiting times.
FIG. 7 is a plan view of a wafer, a plan view of a main deflection field, and a plan view showing a pattern arrangement in a sub-deflection field for explaining an electron beam exposure method according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a graph showing a deflection stabilization characteristic of the main deflector.
FIG. 9 is a plan view of one pattern for explaining an electron beam exposure method according to a fifth embodiment, a plan view showing a plurality of sub-pattern arrangements, and a chart showing a part of exposure data.
[Explanation of symbols]
1 electron gun
2 First slit
3 Slit deflector
4 Second slit
4A block mask
5 Blanking
6 Aperture
7 Sub deflector
8 Main deflector
9 stages
10 Control device
15 lenses
20 wafers
30 block select back deflector
40 wafers
41 Main deflection field
42 Sub-deflection field
50 Patterns to be exposed

Claims (3)

(a)露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、要求される位置精度によって少なくとも2つの第1の区分と第2の区分に分類され、第1の区分に属するパターンには、第2の区分に属するパターンよりも高い位置精度が要求される前記ウエハを準備する工程と、
(b)前記ウエハの1つの下位偏向フィールド内の露光すべきパターンを、下位偏向器による電子線の走査によって露光する工程と、
(c)上位偏向器を制御して、露光されていない下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
(d)前記工程(c)で電子線の照射が可能になった下位偏向フィールド内の前記第2の区分に属するパターンを露光する工程と、
(e)前記第2の区分に属するパターンの露光後、該下位偏向フィールド内の前記第1の区分に属するパターンを露光する工程と
を有する電子線露光方法。
(A) A plurality of upper deflection fields are defined on the surface of the wafer to be exposed, and a plurality of lower deflection fields smaller than the upper deflection fields are defined within each of the upper deflection fields, and the lower deflection fields A plurality of patterns to be exposed are defined in each of the plurality of patterns, and the plurality of patterns are classified into at least two first sections and second sections according to required position accuracy, and belong to the first section. Preparing a wafer that requires a higher positional accuracy than a pattern belonging to the second section in a pattern; and
(B) exposing a pattern to be exposed in one lower deflection field of the wafer by scanning an electron beam with a lower deflector;
(C) controlling the upper deflector so that an electron beam can be irradiated in the lower deflection field that is not exposed;
(D) exposing a pattern belonging to the second section in the lower deflection field in which the electron beam irradiation is enabled in the step (c);
And (e) exposing a pattern belonging to the first division in the lower deflection field after exposure of the pattern belonging to the second division.
露光すべきウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定された前記ウエハを準備する工程と、
前記ウエハ上の露光すべき1つのパターンを、当該パターンの外周線に接する複数の第1のサブパターンと、外周線に接しない少なくとも1つの第2のサブパターンとに分割する工程であって、第1のサブパターン及び第2のサブパターンの各々には、電子線を走査することなく電子線が照射される第1及び第2のサブパターンに分割する工程と、
上位偏向器を制御して、次に露光すべき下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
電子線の照射が可能になった前記下位偏向フィールド内の前記第2のサブパターンを露光する工程と、
電子線の照射が可能になった前記下位偏向フィールド内の前記第2のサブパターンの露光の後、当該下位偏向フィールド内の前記第1のサブパターンを露光する工程と
を有する電子線露光方法。
A plurality of upper deflection fields are defined on the surface of the wafer to be exposed, and a plurality of lower deflection fields smaller than the upper deflection fields are defined within each of the upper deflection fields, and each of the lower deflection fields is defined. Providing the wafer internally defining a plurality of patterns to be exposed;
Dividing one pattern to be exposed on the wafer into a plurality of first sub-patterns in contact with the outer periphery of the pattern and at least one second sub-pattern not in contact with the outer periphery; Dividing each of the first sub-pattern and the second sub-pattern into first and second sub-patterns irradiated with an electron beam without scanning the electron beam;
Controlling the upper deflector so that it can be irradiated with an electron beam in the lower deflection field to be exposed next;
Exposing the second sub-pattern in the lower deflection field enabled to be irradiated with an electron beam;
Exposing the first sub-pattern in the lower deflection field after exposure of the second sub-pattern in the lower deflection field enabled to be irradiated with an electron beam;
An electron beam exposure method comprising:
半導体集積回路装置の各層のパターンを特定するパターン識別フィールド及び当該パターンの配される層を規定するレイヤ情報フィールドとを有する設計データを作成する工程であって、同一レイヤ内のパターンのうち、位置ずれの許容誤差が基準値よりも大きいパターンと、基準値よりも小さいパターンとで、レイヤ情報フィールドの値が異なるように、レイヤ情報フィールドに、それぞれ第1の値及び第2の値を設定した設計データを作成する工程と、
前記設計データに基づいて、電子線露光装置に入力可能な形式の露光データを作成する工程であって、該露光データは、露光すべきパターンごとに偏向制御待ち時間を規定する情報を含み、前記設計データのレイヤ情報フィールドの値に基づいて、偏向制御待ち時間を規定する情報を設定する工程と、
前記露光データに基づいて、前記レイヤ情報フィールドに前記第1の値及び前記第2の値が設定されているパターンが同一レイヤ内に転写されるようにウエハの露光を行う工程と
を有し、
前記ウエハの表面に、複数の上位偏向フィールドが画定され、該上位偏向フィールドの各々の内部に、該上位偏向フィールドよりも小さな複数の下位偏向フィールドが画定され、該下位偏向フィールドの各々の内部に、露光すべき複数のパターンが画定され、該複数のパターンは、少なくとも2つの第1の区分と第2の区分に分類され、前記第1の区分に属するパターンの前記偏向制御待ち時間は、前記第2の区分に属するパターンの前記偏向制御待ち時間よりも長く、
前記ウエハの露光を行う工程が、
上位偏向器を制御して、次に露光すべき下位偏向フィールド内に電子線の照射が可能な状態にする工程と、
電子線の照射が可能になった前記下位偏向フィールド内の前記第2の区分に属するパターンを露光する工程と、
前記第2の区分に属するパターンの露光の後、当該下位偏向フィールド内の前記第1の区分に属するパターンを露光する工程と
を含む電子線露光方法。
A step of creating design data having a pattern identification field for specifying a pattern of each layer of a semiconductor integrated circuit device and a layer information field for defining a layer on which the pattern is arranged, and the position of the patterns in the same layer The first value and the second value are set in the layer information field so that the value of the layer information field is different between the pattern having a deviation tolerance larger than the reference value and the pattern smaller than the reference value . The process of creating design data;
A step of creating exposure data in a format that can be input to an electron beam exposure apparatus based on the design data, the exposure data including information defining a deflection control waiting time for each pattern to be exposed; A step of setting information for defining the deflection control waiting time based on the value of the layer information field of the design data;
On the basis of the exposure data, the first value and the pattern in which the second value is set to Yes and performing exposure of wafer to be transferred in the same layer in the layer information field,
A plurality of upper deflection fields are defined on the surface of the wafer, and a plurality of lower deflection fields smaller than the upper deflection field are defined within each of the upper deflection fields, and each of the lower deflection fields is disposed within each of the upper deflection fields. A plurality of patterns to be exposed are defined, the plurality of patterns are classified into at least two first sections and second sections, and the deflection control waiting time of the patterns belonging to the first section is Longer than the deflection control waiting time of the pattern belonging to the second section,
The step of exposing the wafer comprises:
Controlling the upper deflector so that it can be irradiated with an electron beam in the lower deflection field to be exposed next;
Exposing a pattern belonging to the second section in the lower deflection field enabled to be irradiated with an electron beam;
Exposing the pattern belonging to the first section in the lower deflection field after exposure of the pattern belonging to the second section;
An electron beam exposure method comprising :
JP2003202279A 2003-07-28 2003-07-28 Electron beam exposure method Expired - Fee Related JP4401116B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003202279A JP4401116B2 (en) 2003-07-28 2003-07-28 Electron beam exposure method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003202279A JP4401116B2 (en) 2003-07-28 2003-07-28 Electron beam exposure method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005044957A JP2005044957A (en) 2005-02-17
JP4401116B2 true JP4401116B2 (en) 2010-01-20

Family

ID=34262044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003202279A Expired - Fee Related JP4401116B2 (en) 2003-07-28 2003-07-28 Electron beam exposure method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4401116B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5204451B2 (en) * 2007-09-28 2013-06-05 株式会社ニューフレアテクノロジー Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method
JP5211635B2 (en) * 2007-10-25 2013-06-12 富士通セミコンダクター株式会社 Dummy chip exposure method and semiconductor integrated circuit device manufacturing method
JP5403739B2 (en) * 2009-05-18 2014-01-29 株式会社ニューフレアテクノロジー Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method
JP5649467B2 (en) * 2011-01-19 2015-01-07 株式会社ニューフレアテクノロジー Charged particle beam drawing apparatus and evaluation method for charged particle beam drawing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005044957A (en) 2005-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6049085A (en) Charged particle beam exposure method and method for making patterns on wafer
EP0364929B1 (en) Fabrication method of semiconductor devices and transparent mask for charged particle beam
KR20070044767A (en) Beam dose computing method and writing method and record carrier body and writing apparatus
JPH04137520A (en) Device and method for electron beam lithography
KR100389725B1 (en) Electron beam writing method, electron beam lithography apparatus, and mask used in the method and apparatus
JP2000091191A (en) Electron beam aligning mask, method therefor, and aligning device
JP3295855B2 (en) Charged particle beam exposure method
JP4401116B2 (en) Electron beam exposure method
JP3094927B2 (en) Electron beam exposure apparatus and its exposure method
US6718532B2 (en) Charged particle beam exposure system using aperture mask in semiconductor manufacture
US6352802B1 (en) Mask for electron beam exposure and method of manufacturing semiconductor device using the same
JP2000232053A (en) Mask pattern transfer method, mask pattern transfer equipment using the mask pattern transfer method, and device manufacturing method
JP5597403B2 (en) Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method
KR20010051381A (en) Method of producing mask data for partial one-shot transfer exposure and exposure method
JP2008117866A (en) Exposure device, reticle for exposure device, exposing method and manufacturing method of device
JP2874688B2 (en) Mask and electron beam exposure method using the same
JP3314762B2 (en) Electron beam exposure mask, electron beam exposure method using the same, electron beam exposure apparatus, and device manufacturing method
JP3431564B2 (en) Electron beam writing method and apparatus
JP4801268B2 (en) Electron beam exposure mask, electron beam exposure method, and semiconductor device manufacturing method
JPH07297097A (en) Method and device for drawing by electron beams
JP5211635B2 (en) Dummy chip exposure method and semiconductor integrated circuit device manufacturing method
JP3874988B2 (en) Charged beam exposure apparatus and charged beam exposure method
JP2000269126A (en) Method and system of electron beam exposure
JPH1187209A (en) Method for projecting and exposing charged particle beam
US6653644B1 (en) Pattern exposure method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060623

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20080729

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090624

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090630

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090817

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091027

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091027

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees