JPH02210814A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造方法に係り、特に集積回路パターンの
電子ビーム描画方法に関し。

近接効果の影響を小さくして高解像性のパターンを描画
し、しかも描画データの作成時間を短縮できる電子ビー
ム描画方法の提供を目的とし。

半導体基板に複数の図形を電子ビーム描画によりパター
ニングする描画データの作成に際し、該複数の図形の中
から予め指定された寸法より大きい図形を選出する工程
と、該図形を輪郭パターンと内部パターンに分割する工
程と、該内部パターンを縮小して内部縮小パターンに変
換する工程と。

該輪郭パターンに電子ビーム露光量密度を割り振る工程
と、該内部縮小パターンに該輪郭パターンの電子ビーム
露光量密度未満の電子ビーム露光量密度を割り振る工程
と、上記で得られた該輪郭パターン、該内部縮小パター
ン及び割り振られた電子ビーム露光量密度により、被露
光物に電子ビームを照射する工程とを含む半導体装置の
製造方法により構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に集積回路パ
ターンの電子ビーム描画方法に関する。

近年、集積回路の大容量化、微細化に伴い、製造プロセ
スにおけるレジストパターンにも微細パターンが要求さ
れている。レジストの微細パターンを形成する方法とし
て、電子ビーム直接描画によるレジストのパターニング
は極めて有効な手段である。

しかし、電子ビーム直接描画においては、電子ビームの
レジストによる前方散乱、また、レジストや基板からの
後方散乱により、自分自身のパターンに太りが生じる。

　さらに、近接パターンからの電子ビー′ム敗乱による
太りも発生する。

これらのパターンの太りは近接効果と呼ばれ。

補正するための有効な手段が求められている。

〔従来の技術〕

第８図は電子ビーム露光用の描画データの作成手順・を
説明するための図である。

ＣＡＤ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇ
ｎ　）による集積回路等の設計データは例えば磁気テー
プに貯蔵されている。その設計データをホスト計算機に
より電子ビーム露光用データに変換し、必要とあれば近
接効果補正等のパターン補正処理を行い、電子ビーム露
光用の描画データを作成する。この電子ビーム露光用描
画データは、電子ビーム露光装置の制御計算機に送られ
、電子ビーム露光制御が行われる。

第９図は電子ビーム露光装置におけるデータ制御系の概
略を説明するための図である。

描画データは制御計算機に入力された後、インターフェ
ース、バッファメモリ等を介して、電子ビーム露光を行
う電子光学系に送られ、目的とするパターンの露光が行
われる。

ところで、ホスト計算機により設計データから電子ビー
ム露光用描画データを得る過程において。

従来、近接効果を補正する方法としては９図形ごとに電
子ビームで直接描画するパターンの大きさ及び近接パタ
ーンとの距離を判定し１図形ごとに電子ビーム露光量を
変化させる露光量補正方法。

及び近接効果によりパターンが太ることを考慮し。

予め設計図形よりも太る量だけ縮小させた図形を電子ビ
ーム露光する寸法補正方法がある。

これらの補正方法は精度の高いパターンが得られる方法
であるが、一方１図形ごとにそれに近接するパターンの
大きさ、その距離を情報として取り込んで処理する必要
があるので、補正処理に膨大な時間がかかる。。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、従来の方法では精度の高い近接効果補正は行な
えるものの、その補正にかける時間の負担が大きかろた
。

本発明は図形自身の大きさのみを考慮し、近接パターン
の大きさや距離は考慮しなくてよい図形処理方法により
、補正処理にかける時間の負担を大幅に削減し、しかも
パターンの輪郭を設計通りにシャープに実現できる電子
ビーム描画方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明によるホスト計算機内でのデータの流れ
、第２図は実施例■を示す。第１図、第２図及び図中の
符号を参照しながら、上記課題を解決するための手段に
ついて説明する。

上記課題は、半導体基板に複数の図形（イ乃至二）を電
子ビーム描画によりパターニングする描画データの作成
に際し、該複数の図形（イ乃至二）の中から予め指定さ
れた寸法より大きい図形（ロ）を選出する工程と、該図
形（ロ）を輪郭パターン（口の１乃至口の４）と内部パ
ターン（口の５）に分割する工程と、該内部パターン（
口の５）を縮小して内部縮小パターン（口の５１）に変
換する工程と、該輪郭パターン（口の１乃至口の４）に
電子ビーム露光量密度を割り振る工程と。

該内部縮小パターン（口の５１）に該輪郭パターン（口
の１乃至口の４）の電子ビーム露光量密度未満の電子ビ
ーム露光量密度を割り振る工程と、上記で得られた該輪
郭パターン（口の１乃至口の４）、該内部縮小パターン
（口の５１）及び割り振られた電子ビーム露光量密度に
より、被露光物に電子ビームを照射する工程とを含む半
導体装置の製造方法によって解決される。

〔作用〕

第１図により１本発明を採用した場合のホスト計算機内
でのデータの流れについて説明する。

設計図形の設計データは、まず電子ビーム露光用データ
に変換される。次に輪郭化処理を必要とす、る大きな図
形が選出される。輪郭化処理を必要とする図形は輪郭パ
ターンと内部パターンに分割され、さらに内部パターン
は内部縮小パターンに変換される。′次いで、各図形に
電子ビーム露光量密度が割り振られる。

ところで１図形自身のパターン及び近接パターンへ与え
る影響は、大きな図形程その影響が大きいものであるが
９本発明では、−様な電子ビーム露光量密度を与えると
、自分自身のパターンが太ると共に周囲の近接パターン
に大きな影響を及ぼす大図形をまず選択して、この大図
形を輪郭パターンと内部パターンに分割し、さらに内部
パターンを縮小して内部縮小パターンを作り、この内部
縮小パターンに輪郭パターンの電子ビーム露光量密度未
満の電子ビーム露光量密度を割り振っている。

輪郭パターンと内部縮小パターンの間は一種の緩衝地帯
であり、これを設けることにより図形自身が設計値以上
に太るのを防止すると共に、他の近接パターンへの影響
を小さく抑えることができる。

従って、他の近接パターンへの影響を考慮する必要がな
くなる。

輪郭パターンと内部縮小パターンの間は、積極的に電子
ビーム露光しなくても９輪郭パターンと内部縮小パター
ンの両者の近接効果が重なり合って電子ビーム露光が行
われ、連続した実パターンが得られる。

輪郭パターンは露光不足になりがちであるので。

輪郭パターンには内部縮小パターン以上の電子ビーム露
光量密度を割り振る。このようにすることにより、大き
な図形の輪郭をシャープに出すことができる。

本発明では各図形を独立に処理しようとする思想がベー
スになっていて、従来法では周囲の近接パターンへ大き
な影響を与える大図形を、その大図形自身に関する情報
のみで、設計図形通りに。

しかも周囲の近接パターンへ影響を与えないように露光
しようとす、るものである。それ故、各図形とも周囲に
近接する大図形からの影響に対する補正は不要となり、
パターン補正処理に要する計算機の時間的な負担が従来
法に比較してはるかに小さくなる。

〔実施例〕

以下２本発明の実施例について説明する。

第２図（ａ）乃至（ｄ）は実施例Ｉで、ホスト計算機を
使用して設計データを処理し描画データを得る工程を示
すものであり、以下、これらの図を参照しながら説明す
る。

第２図（ａ）参照 複数の図形（イ乃至二）からなる設計図形の例を示す。

この設計図形のデータを電子ビーム露光用データに変換
する。電子ビーム露光用データは以下の情報を持つ。

（ｉ）パターン形状（α） （ｉｉ　）始点座標（Ｘ、Ｙ） （ｉｉｉ　）パターン幅（Ｗ） （ｉｖ）パターン高さ（Ｈ） パターン形状とそのコード番号は第３図に示す通りで、
コード１は正方形と矩形、コード２乃至５は直角三角形
、コード６乃至９は平行四辺形を表す。

設計図形（イ乃至二）のパターン情報（電子ビーム露光
用データ）を下に示す。

次に処理条件のデータを入力する。

ｗ＞ｘ、、ｎ　　ＡＮＤ　　ＨＡＹ、、。

判定は図形口についてＹＥＳ、その他の図形イ。

ハ、二についてはＮｏとなる。

そこで９図形口について輪郭化処理を行う。

第２図（ｂ）参照 輪郭化処理により１図形口は輪郭パターン（口の１乃至
口の４）と内部パターン（口の５）に分割される。

その輪郭パターンと内部パターンのパターン情報を下に
示す。

（ｉ） （ｉｉ） （■） （ｉｖ） （ｖ） Ｘｓ！、 Ｙ　１６４１％ Ｌ％、ｌ Ｄ。

ｉ （図形幅最小値） （図形高さ最小値） （縁取りパターン幅） （内部パターン縮小率） （露光倍率） μｍ μｍ μｍ 次に２輪郭化処理を必要とするか否かを判定する。その
判定条件は次の如くである。

図形 口の１ ０の２ ０の３ ０の４ ０の５ Ｘ　　　Ｙ　　　Ｗ ｘｚ＋　　　Ｙｔｌ　　　Ｌ、４ ｘｚｚ　　Ｙｔｌ　　ＷＮ２ Ｘｔ３　Ｙ、、　　　Ｌ。

Ｘ、、　　Ｙ、、　　Ｗ、。

Ｘｚｓ　　Ｙｚｓ　　Ｗｚｓ 第２図（ｃ）参照 内部パターン（口の５）を内部パターン縮小率Ｄｓにて
縮小し、内部縮小パターン（口の５１）を作る。ここで
、内部パターン縮小率り、は、内部縮小パターン（口の
５１）と輪郭パターン（口の１乃至口の４）を露光した
時に１両パターンの間が近接効果により露光されて、実
パターンでは連続するように設定される。

内部縮小パターン（口の５１）のパターン情報は次のよ
うになる。

図形　　α 口の５１　１ Ｘ！ｓｌ Ｙ□。

Ｗ、、。

Ｈ□。

ＹＷ Ｘ、、、Ｙ、、、Ｗ□。

＝Ｘ□＋　（１−ＤＳ） ＝Ｙｚｓ＋　（１−Ｄｓ　　） ＝ＷｚｓＸＤ。

、＝Ｈ□ｘＤｓ ｔＳＩ Ｗｚｓ／２ Ｈ！ｓ／２ 第２図（ｄ）参照 輪郭パターン（口の１乃至口の４）と内部縮小パターン
（口の５１）に電子ビーム露光量密度を割り振る。電子
ビーム露光量密度は基本露光量密度に露光倍率り、を乗
じたものとする。

輪郭パターン・（口の１乃至口の４）と内部縮小パター
ン（口の５１）の露光倍率り、は次の如くである。

輪郭パターン　　　　　　ＤＥ＝１．０内部縮小パター
ン　　　　Ｄ！　＝０．６図形イ、ハ、二は輪郭化処理
をしない。それらの図形の電子ビーム露光量密度の割り
振りは、露光倍率り、−１，２とする。

かくして、設計図形の電子ビーム露光用の描画データが
作成できた。

その後、得られたデータにしたがってウェハやマスク基
板上のレジスト膜に電子ビームが照射される。

次に、実施例■について第４図を参照しながら説明する
。

実施例■は２輪郭化処理を必要とする図形ホについて１
輪郭化処理を２度行う例で、そのほかの処理の流は実施
例１と同様である。

第４図（ａ）参照 図形ホを輪郭パターン（ホの１乃至ホの４）と内部パタ
ーン（ホの５）に分割する。

第４図（ｂ）参照 内部パターン（ホの５）を縮小して内部縮小パターン（
ホの５１）を作る。

第４図（ｃ）参照 内部縮小パターン（ホの５１）をさらに輪郭パターン（
ホの５１１乃至ホの５１４）と内部パターン（ホの５１
５）に分割する。

第４図（ｄ）参照 内部パターン（ホの５１５）を縮小して内部縮小パター
ン（ホの５１６）を作る。

第４図（ｅ）参照 電子ビーム露光量密度の割り振りを行う。露光倍率ＤＥ
は次の如くである。

［５パターン（ホの１乃至ホの４）　　　１．０輪郭パ
ターン（ホの５１１乃至ホの５１４　）　０．７内部縮
小パターン（ホの５１６　）　　　　　０．５図形がさ
らに大きい場合２輪郭化処理をさらに続けることができ
る。

また、内部縮小パターンをさらに分割して、露光する部
分と露光しない部分が交互にメツシュ状に、或いは渦巻
き状に配列するように形成することもできる。

次に実施例■について第５図を参照しながら説明する。

実施例■は輪郭パターンのコーナ一部に大きな電子ビー
ム露光量密度を割り振る例である。

第５図（ａ）参照 輪郭化処理を必要とする図形（へ）を輪郭パターン（へ
の１乃至への８）と内部パターン（への９）に分割する
。輪郭パターン（への１乃至への４）は辺部であり２輪
郭パターン（への５乃至への８）はコーナ一部である。

第５図（ｂ）参照 内部パターン（への９）を縮小して内部縮小パターン（
への９１）を作る。

第５図（ｃ）参照 露光倍率ＤＥを次のように割り振る。

輪郭パターン（への５乃至への８）　　１．２輪郭パタ
ーン（への１乃至への４）　　０．９内部縮小パターン
（口の９１）　　　　　０．７輪郭パターンのコーナ一
部は露光の際の電子ビームの重なりが最も少ない部分で
、露光不足になって丸（なりがちであるが、その部分の
電子ビーム露光１ｖＩｉ度には他より大きな露光倍率１
．２を割り振ることによってシャープな形状のコーナー
が実現できる。

次に、第６図を、参照しながら実施例■について説明す
る。実施例■は、処理条件として縁取りパターン幅り。

を配線ルールと同じくして大図形を縁取りするものであ
る。

第６図（ａ）参照 設計図形は輪郭化処理を必要とする大きな図形トと大き
な図形チが接している。

第６図（ｂ）参照 図形トと図形チを輪郭パターン（トの２及びチの２）と
内部パターン（トの１及びチの１）に分割する。

第６図（ｃ）参照 それぞれの内部パターン（トの１及びチの１）を縮小し
て、内部縮小パターン（トの１１及びチの１１）を作る
。

第６図（ｄ）参照 図形トと図形チの接合部分を処理して１図形トの内部縮
小パターン（トの１１）と図形チの内部縮小パターン（
チの１１）を連結し、連結した内部縮小パターン（りの
１１）と連結した輪郭パターン（りの截）を形成する。

実施例１乃至実施例■はホスト計算機を使用して電子ビ
ーム露光用の描画データを作成するものである。

次に、実施例■として電子ビーム露光装置が内部機能と
してデータ処理機能を持っていて、設計図形の設計デー
タから電子ビーム露光用の描画データを作成する場合の
例を、第７図を参照しながら説明する。

第７図（ａ）は設計図形の一例を示すものである。

図形ヌは幅ＸＬ、、高さＹ、１なる矩形であり２図形ル
は幅ＸＬ、、高さＹＬｔなる矩形である。

これらの矩形をその寸法により区分する。幅を２μｍ未
満、３μｍ未満、５μｍ未満、１０μｍ未満に区分し、
高さも２μｍ未満、３μｍ未満。

５μｍ未満、１０μｍ未満に区分する。

各区分の矩形に対して、処理モードＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄを次のように割り当てる。

Ｘｔ　　＜、２．Ｏ ＹＬ　＜２．ＯＡ ＹＬ　＜３．ＯＢ ＹＬ　＜５．ＯＣ ＹＬ＜１０　　　　Ｃ ＜３．０　　　＜５．０ Ｃ Ｃ Ｄ 処理モードＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの内容を次に示す。

輪郭パターン　　　　内部パターン 輪郭化　幅（μｍ）　縮小率　露光倍率モードＡ　なし
　　−１，２ モードＢ　あり　　０．７　　　　０．９５　　０．９
モードＣあり　　０．７　　　　０．９０　　０．８５
モードＤ　あり　　０．７　　　　０．８５　　０．８
幅、高さが共に２μｍ未満の場合は輪郭化処理を行わず
、電子線ビーム露光量密度として露光倍率１．２を割り
振る。

幅或いは高さが２μｍ以上の場合は輪郭パターンの幅を
０．７μｍとして輪郭化処理を行い、内部パターンを０
．９５以下の縮小率で縮小し、電子線ビーム露光量密度
として０．９以下の露光倍率を割り振る。

第７図（ｂ）参照 図形ヌは幅、高さがともに２μｍ以上の図形であり９図
形ルは幅、高さがともに２μｍ未満の図形である。

そこで１図形ヌに対しては処理モードＢ、Ｃ。

Ｄの何れかが選択され１図形ルに対しては処理モードＡ
が選択される。

図形ヌは輪郭パターン（ヌの２）と内部パターンに分割
され、その内部パターンを縮小して内部縮小パターン（
ヌの１１）が作られ２輪郭パターン（ヌの２）と内部縮
小パターン（ヌの１１）に電子ビーム露光量密度が割り
振られる。

図形ルは処理を行わずに電子ビーム露光量密度として露
光倍率１．２が割り振られる。

電子ビーム露光装置ではホスト計算機はど高速に多量の
計算ができないために２図形の一つ一つを計算せずに処
理モードを上記の如く表の形で持ち１図形の寸法に応じ
て処理モードを選択するようにする。

なお、実施例Ｉ乃至■に示した電子ビーム露光用描画デ
ータの作成方法によれば、近接パターンの影響も計算す
る従来の描画データの作成方法に比べて、ホスト計算機
の処理時間が１／４以下になる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に１本発明によれば、設計図形の設計デ
ータから電子ビーム露光用の描画データを作成するため
の計算機の処理時間を大幅に短くすることができる。

本発明は集積回路の製造工程における時間短縮に寄与す
るところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はホスト計算機内でのデータの流れ。 第２図は実施例■。 第３図はパターン形状とコード番号。 第４図は実施例■。 第５図は実施例■。 第６図は実施例■。 第７図は実施例Ｖ。 第８図は描画データ作成手順の説明図。 第９図は電子ビーム露光装置におけるデータ制御系の概
略図 である。図において。 イ乃至ルは設計図形。 口の１乃至４．ホの１乃至４．ホの５１１乃至５１４、
への１乃至８．トの２．チの２．りの２゜ヌの２は輪郭
パターン。 口の５．ホの５．ホの５１５１　への９．トの１゜チの
１は内部パターン。 口の５１．ホの５１６．への９１．　　トの１１．チの
１１゜すの１１．ヌの１１は内部縮小パターン（α） （ｂ） （Ｃ） 偵ｅ施イ５１１工 第２図 ホストち↑′！４聯に内でのブー９の】ｉｔ）！を第　
１　図 歩ξ方包イダ・Ｉ　Ｘ （α） （ｂ） つに　方色４５°Ｉｆｆ 第４図 （ｃＬ） ＜ｂ） へ／）２ ＣＣ） ＊／イ４　イダ’Ｉ　　　ＩＩ 第５図 ｌｚ （α） ９β　苑イタ゛’］　　　Ｖ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基板に複数の図形（イ乃至ニ）を電子ビーム描画
   によりパターニングする描画データの作成に際し、 該複数の図形（イ乃至ニ）の中から予め指定された寸法
   より大きい図形（ロ）を選出する工程と、該図形（ロ）
   を輪郭パターン（ロの１乃至ロの４）と内部パターン（
   ロの５）に分割する工程と、該内部パターン（ロの５）
   を縮小して内部縮小パターン（ロの５１）に変換する工
   程と、 該輪郭パターン（ロの１乃至ロの４）に電子ビーム露光
   量密度を割り振る工程と、 該内部縮小パターン（ロの５１）に該輪郭パターン（ロ
   の１乃至ロの４）の電子ビーム露光量密度未満の電子ビ
   ーム露光量密度を割り振る工程と、上記で得られた該輪
   郭パターン（ロの１乃至ロの４）、該内部縮小パターン
   （ロの５１）及び割り振られた電子ビーム露光量密度に
   より、被露光物に電子ビームを照射する工程と を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。