JPH05114552A

JPH05114552A - 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH05114552A
Application number: JP3275820A
Authority: JP
Inventors: Miki Yoshida; 臣希吉田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-10-23
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は半導体製造装置に関し、電子の反射
・散乱強度が最大の場所の最適露光量とその最小の場所
の最適露光量との中間の露光量に依存してパターン露光
処理をすることなく、半導体デバイスの下地組成を予め
露光データ作成の段階において考慮して、それを露光デ
ータに含め、被照射対象毎に露光量の自動制御をするこ
と、及び、所定の寸法のレジストパターンを形成するこ
とを目的とする。【構成】被設計半導体集積回路の図形データＤ１に基
づいて被露光領域に係る露光量を制御する制御情報ＤＣ
を付加した露光データＤ２の作成処理をする露光データ
作成手段１１と、前記露光データＤ２に基づいて感光材
料（14Ａ）が形成された被露光対象１４に露光処理をす
る露光手段１２とを具備し、前記露光手段１２が露光デ
ータＤ２に含まれた制御情報ＤＣに基づいて荷電粒子ビ
ームＥＢの出力制御をすることを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔目次〕産業上の利用分野従来の技術（図７）発明が解決しようとする課題課題を解決するための手段（図１）作用実施例（１）第１の実施例の説明（図２〜図４）（２）第２の実施例の説明（図５，図６）発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置及び半
導体装置の製造方法に関するものであり、更に詳しく言
えば、半導体集積回路装置（以下ＬＳＩという）の図形
データに基づいて露光データを作成し、該露光データに
基づいて半導体基板に露光処理をするＬＳＩ製造システ
ム及びその露光方法に関するものである。

【０００３】近年、半導体デバイスの高集積化の要求に
伴い微細レジストパターンを精度良く形成することが要
求され、このため、電子ビーム露光装置を用いてレジス
トパターンが形成されている。

【０００４】これによれば、半導体デバイスの構成材料
の複合化に伴い、その下地組成を考慮し、電子の反射・
散乱強度が最大の場所の最適露光量とそれが最小の場所
の最適露光量との中間の露光量に基づいてパターン露光
処理をしている。

【０００５】このため、半導体デバイスの露光領域内に
電子の反射・散乱強度の異なる場所が存在することから
前述の中間の露光量に基づいてパターン露光処理をする
場合であっても、レジストパターン形状が所定の寸法よ
り大きくなったり、逆に、レジストパターン形状が所定
の寸法より小さくなることがある。

【０００６】これにより、先の中間の露光量に基づいて
パターン露光処理をする方法では、露光領域内の電子の
反射・散乱強度が大きい場所と小さいの場所において、
同時に所定の寸法のレジストパターン形状を確保するこ
とが困難となる。

【０００７】そこで、電子の反射・散乱強度が最大の場
所の最適露光量とその最小の場所の最適露光量との中間
の露光量に依存してパターン露光処理をすることなく、
半導体デバイスの下地組成を予め露光データ作成の段階
において考慮し、それを露光データに含め、被照射対象
毎に露光量の自動制御をすること、及び、所定の寸法の
レジストパターンを形成することができる製造システム
及び露光方法が望まれている。

【０００８】

【従来の技術】図７（ａ）〜（ｃ）は、従来例に係る半
導体製造システムの説明図である。図７（ａ）は、その
構成図を示している。

【０００９】図７（ａ）において、被設計ＬＳＩの露光
データＤ12に基づいて半導体デバイスに露光処理をする
半導体製造システムは、露光データ作成装置１及び電子
ビーム露光装置２等から成る。

【００１０】当該システムの機能は、被設計ＬＳＩの図
形データＤ11に基づいて露光データ作成装置１により露
光データＤ12が作成されると、該露光データＤ12が電子
ビーム露光装置２に供給される。また、電子ビーム露光
装置２では、レジストが形成された半導体デバイスにパ
ターン露光処理が行われる（図７（ｂ）参照）。

【００１１】このパターン露光処理においては、半導体
デバイスの被露光領域に対して同一の露光量，すなわ
ち、レジストが形成された半導体デバイスの下地組成を
考慮して、該レジスト上から一定量（一定時間）の電子
ビームを照射している。

【００１２】なお、半導体デバイスは高集積化及び高密
度化の要求とイオン注入ポリシリコン，メタルシリサイ
ド等の複合材料の使用に伴い、電子の反射・散乱強度の
異なる複数の材料によりゲート電極，拡散層及び配線層
等が構成されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例の電
子ビーム露光装置を用いたレジストパターンの形成方法
によれば、構成材料の複合化に伴う半導体デバイスの下
地組成を考慮して、例えば、電子の反射・散乱強度が最
大の場所の最適露光量とそれが最小の場所の最適露光量
との中間の露光量に基づいてパターン露光処理をしてい
る。

【００１４】このため、半導体デバイスの露光領域内に
電子の反射・散乱強度の異なる場所が存在することから
前述の中間の露光量に基づいてパターン露光処理をする
場合であっても、次のような問題が生ずる。

【００１５】レジストパターン形状βが所定の寸法
αより小さくなることがある。すなわち、図７（ｂ）に示した半導体デバイスの断面図
において、露光処理されたレジストパターンの形状に偏
差ε＝（α−β）を生じるものである。

【００１６】これは、図７（ｂ）において、電子の反射
・散乱強度が最低の下地基板上，例えば、シリコン基板
３，酸化膜３Ａ等の積層上にレジスト４を介して電子ビ
ームＥＢを照射した場合に、先の中間の露光量に基づい
てパターン露光されるために、電子の反射・散乱強度の
最小の場所の最適露光量が中間の露光量に対してプラス
〔＋〕であるにも係わらず、酸化膜３Ａからの電子の反
射・散乱の影響が少ないことにより露光量不足となり、
このことからコンタクトホール等の開口部が所定の寸法
αより小さくなるものである。

【００１７】また、逆に、レジストパターン形状γ
が所定の寸法αより大きくなることがある。すなわち、
図７（ｃ）に示した半導体デバイスの断面図において、
露光処理されたレジストパターンの形状に偏差ε＝（γ
−α）を生じるものである。

【００１８】これは、図７（ｃ）において、電子の反射
・散乱強度が最高の下地基板上，例えば、メタルシリサ
イド３Ｂ，酸化膜３Ａの積層上にレジスト４を介して電
子ビームＥＢを照射した場合に、先の中間の露光量に基
づいてパターン露光されるために、電子の反射・散乱強
度の最大の場所の最適露光量が中間の露光量に対してマ
イナス〔−〕であるにも係わらず、メタルシリサイド３
Ｂからの電子の反射・散乱の影響により露光量過剰とな
り、このことからコンタクトホール等の開口部が所定の
寸法αより大きくなるものである。

【００１９】これにより、前述の中間の露光量に基づい
てパターン露光処理をする方法では、露光領域内の電子
の反射・散乱強度が大きい場所と小さいの場所におい
て、同時に所定の寸法αのレジストパターン形状を確保
することが困難となる。このことから、レジストパター
ンの偏差εにより半導体デバイスの特性劣化を招くとい
う問題がある。

【００２０】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、電子の反射・散乱強度が最大の場
所の最適露光量とその最小の場所の最適露光量との中間
の露光量に依存してパターン露光処理をすることなく、
半導体デバイスの下地組成を予め考慮して、それを露光
データに含め、被照射対象毎に露光量の自動制御をする
こと、及び、所定の寸法のレジストパターンを形成する
ことが可能となる半導体製造装置及び半導体装置の製造
方法の提供を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】図１（ａ），（ｂ）は、
本発明に係る半導体製造装置及び半導体装置の原理図を
示している。

【００２２】本発明の第１の半導体製造装置は図１
（ａ）に示すように、被設計半導体集積回路の図形デー
タＤ１に基づいて被露光領域に係る露光量を制御する制
御情報ＤＣを付加した露光データＤ２の作成処理をする
露光データ作成手段１１と、前記露光データＤ２に基づ
いて感光材料14Ａが形成された被露光対象１４に露光処
理をする露光手段１２とを具備し、前記露光手段１２が
図１（ｂ）に示すような露光データＤ２に含まれた制御
情報ＤＣに基づいて荷電粒子ビームＥＢの出力制御をす
ることを特徴とする。

【００２３】また、本発明の第２の半導体製造装置は前
記第１の半導体製造装置において、図１（ａ）に示すよ
うに、前記露光手段１２に偏向補正データＤ３を記憶す
る記憶手段１３が設けられ、前記偏向補正データＤ３が
露光データＤ２に含まれた制御情報ＤＣに基づいて読み
出されることを特徴とする。

【００２４】さらに、本発明の半導体装置の製造方法は
図１（ａ）に示すように、被設計半導体集積回路の図形
データＤ１に基づいて、予め、被露光領域に係る露光量
を制御する制御情報ＤＣを付加した露光データＤ２の作
成処理をし、前記露光データＤ２に基づいて感光材料14
Ａが形成された被露光対象１４に露光処理をすることを
特徴とする。

【００２５】なお、前記半導体装置の製造方法におい
て、前記制御情報ＤＣが被露光対象１４の組成に適する
露光量Ａ，Ｂ，…〔コード〕を内容とすることを特徴と
する。また、前記半導体装置の製造方法において、前記
制御情報ＤＣが被露光対象１４の組成を示す基板の種類
「１」，「２」…「ｎ」を内容とすることを特徴とし、
上記目的を達成する。

【００２６】

【作用】本発明の第１の半導体製造装置によれば、図
１（ａ）に示すように、露光データ作成手段１１及び露
光手段１２が具備され、該露光手段１２により被露光領
域に係る露光量を制御する制御情報ＤＣに基づいて荷電
粒子ビームＥＢが出力制御される。

【００２７】例えば、被設計半導体集積回路の図形デー
タＤ１に基づいて被露光領域に係る露光量を制御する露
光量Ａ，Ｂ，…〔コード〕（制御情報ＤＣ）を付加した
露光データＤ２が露光データ作成手段１１により作成処
理されると、該露光データＤ２に基づいて感光材料14Ａ
を形成した被露光対象１４が露光手段１２により露光処
理される。

【００２８】このため、被露光対象１４の露光領域内に
電子の反射・散乱強度の異なる場所が存在していた場合
であっても、従来例のように電子の反射・散乱強度が最
大の場所の最適露光量とその最小の場所の最適露光量と
の中間の露光量に依存してパターン露光処理をすること
なく、予め、露光データ作成の段階で被露光対象１４の
下地組成が制御情報ＤＣとして考慮されることから該制
御情報ＤＣに基づいて、被照射対象毎に露光量の自動制
御をすることが可能となる。

【００２９】これにより、電子の反射・散乱強度が最大
の場所に対しては、その最適露光量により、また、その
最小の場所に対しても、その最適露光量によりそれぞれ
別個の電子ドーズ量に基づいてパターン露光処理をする
ことが可能となる。このことで、所定の寸法のレジスト
パターンを形成することが可能となる。

【００３０】また、本発明の第２の半導体製造装置によ
れば、図１（ａ）に示すように、露光手段１２に記憶手
段１３が設けられ、制御情報ＤＣに基づいて偏向補正デ
ータＤ３が読み出される。

【００３１】例えば、露光データＤ２に含まれた基板の
種類「１」，「２」…「ｎ」（制御情報ＤＣ）に基づい
て偏向補正データＤ３が記憶手段１３から読み出される
と、該偏向補正データＤ３に基づいて、第１の半導体製
造装置と同様に被照射対象毎に露光量の自動制御をする
ことが可能となる。

【００３２】これにより、第１の半導体製造装置と同様
に最適露光量により、それぞれ別個の電子ドーズ量に基
づいてパターン露光処理をすることが可能となる。この
ことで、所定の寸法のレジストパターンを形成すること
が可能となる。

【００３３】さらに、本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、図形データＤ１に基づいて露光量の制御情報Ｄ
Ｃを付加した露光データＤ２が作成処理され、該露光デ
ータＤ２に基づいて感光材料14Ａを形成した被露光対象
１４が露光処理される。

【００３４】このため、電子の反射・散乱強度が最大の
場所に対しては、その最適露光量Ａにより、また、その
最小の場所に対しても、その最適露光量Ｂによりそれぞ
れ別個の電子ドーズ量に基づいてパターン露光処理をす
ることが可能となる。このことから、従来例に比べて露
光領域内の電子の反射・散乱強度が大きい場所と小さい
の場所において、同時に所定の寸法のレジストパターン
形状を確保することが可能となる。

【００３５】これにより、従来例に比べてレジストパタ
ーン形状と所定の寸法との偏差を極力低減することがで
き、コンタクトホール等の開口部を所定の寸法により形
成することが可能となる。このことから、半導体デバイ
スの特性向上を図ることが可能となる。

【００３６】

【実施例】次に、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明をする。図２〜図６は、本発明の実施例に係る
半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を説明する図
をそれぞれ示している。

【００３７】（１）第１の実施例の説明図２（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施例に係るＬ
ＳＩ製造システムの説明図であり、図２（ａ）は、その
構成図，図２（ｂ）は、ＬＳＩの断面図をそれぞれ示し
ている。また、図３（ａ），（ｂ）はその露光データ作
成装置の補足説明図を示している。

【００３８】図２（ａ）において、被設計ＬＳＩの露光
データＤ２に基づいて半導体デバイス２４に露光処理を
する半導体製造システムは、露光データ作成装置２１及
び電子ビーム露光装置２２から成る。

【００３９】すなわち、露光データ作成装置２１は露光
データ作成手段１１の一実施例であり、被設計ＬＳＩの
図形データＤ１に基づいて被露光領域に係る露光量を制
御する制御情報ＤＣを付加した露光データＤ２の作成処
理をするものである。

【００４０】例えば、半導体デバイスの拡散層やゲート
電極上の酸化膜を開孔してコンタクトホールを形成する
場合であって、そのレジストパターンを露光処理する露
光データを作成する場合、露光データ作成装置２１は、
図３（ａ）において、図形データＤ１に基づいて、ある
サブフィールド14Ｂ内に拡散層用図形14Ｃとゲート電極
用図形14Ｄとを配置する。

【００４１】なお、拡散層は不純物イオンがドープされ
ることから電子の反射・散乱強度がシリコン基板，酸化
膜等の積層状態に比べて中間程度である。また、ゲート
電極はメタルシリサイド等に形成されることから電子の
反射・散乱強度がシリコン基板，酸化膜等の積層状態に
比べて大きくなる。

【００４２】次に、露光データ作成装置２１は、図３
（ｂ）において、図形データＤ１に基づいて、開口用図
形１〜８，１′〜８′を配置する。なお、開口用図形１
〜８，は半導体デバイスの拡散層上の酸化膜を開孔して
コンタクトホールを形成する図形パターンである。ま
た、開口用図形１′〜８′は半導体デバイスのゲート電
極上の酸化膜を開孔してコンタクトホールを形成する図
形パターンであり、これ等の図形データが露光データＤ
２として作成される。

【００４３】この際に、露光データ作成装置２１は被露
光領域に係る露光量を制御する制御情報ＤＣを露光デー
タＤ２付加する。例えば、制御情報ＤＣの内容を表１に
示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】電子ビーム露光装置２２は露光手段１２の
一実施例であり、データ制御部22Ａ，偏向制御部22Ｂ及
び偏向部22Ｃから成る。データ制御部22Ａは露光データ
Ｄ２に含まれる図形データＤ１や制御情報ＤＣを識別
し、偏向制御部22Ｂに偏向制御データＤＤを出力するも
のである。

【００４６】偏向制御部22Ｂは偏向制御データＤＤに基
づいて偏向部22Ｃに電磁偏向信号Ｓ１，静電偏向信号Ｓ
２及びブランキング制御信号Ｓ３等を出力するものであ
る。偏向部22Ｃは、電磁偏向器221 ，静電偏向器222 及
びブランカー223 等から成り、電磁偏向器221は、該信
号Ｓ１に基づいて電子ビームＥＢの電磁偏向をするもの
である。

【００４７】静電偏向器222 は、信号Ｓ２に基づいて電
子ビームＥＢの静電偏向をするものである。また、ブラ
ンカー223 は信号Ｓ３に基づいて電子ビームＥＢの照射
時間を制御するものである。本発明の実施例では、ブラ
ンキング制御信号Ｓ３により電子のドーズ量（露光量）
が制御される。

【００４８】これにより、露光データＤ２に含まれた露
光量Ａ，Ｂ〔コード〕基づいてレジスト24Ａが形成され
た半導体デバイス２４に露光処理をすることできる（表
１参照）。また、レジスト24Ａは感光材料14Ａの一例で
あり、ポジ型，ネガ型レジスト（ノボラック系）等が用
いられる。

【００４９】なお、半導体デバイス２４は被露光対象１
４の一例であり、図２（ｂ）に示すように、例えば、シ
リコン基板24Ｂに拡散層24Ｃ，ゲート電極24Ｄ及び酸化
膜24Ｅが形成され、その基板上にレジスト24Ａが形成さ
れたプロセス途中のものである。

【００５０】また、電子ビーム露光装置２２が図２
（ａ）に示すような露光データＤ２に含まれた制御情報
ＤＣに基づいて荷電粒子ビームＥＢの出力制御をする。
例えば、図２（ｂ）のＬＳＩの断面図において、シリコ
ン基板24Ｂ，酸化膜24Ｅ等の積層上には、電子の反射・
散乱強度が最小の場所の最適露光量として電子のドーズ
量Ｄ１とするように電子ビームＥＢを照射する。また、
ゲート電極24Ｄ及び酸化膜24Ｅ等の電子の反射・散乱強
度が最高の場所の最適露光量として電子のドーズ量Ｄ２
とするように電子ビームＥＢを照射する。

【００５１】さらに、拡散層24Ｃ，酸化膜24Ｅ等の電子
の反射・散乱強度が中間の場所の最適露光量として電子
のドーズ量Ｄ３とするように電子ビームＥＢを照射す
る。なお、三者のドーズ量の関係は、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２
とし、各ドーズ量Ｄ１〜Ｄ３は電子ビームＥＢの照射時
間をブランキング制御信号Ｓ３を介して制御することに
より行う。

【００５２】このようにして、本発明の第１の実施例に
係るＬＳＩ製造システムによれば、図２（ａ）に示すよ
うに、露光データ作成装置２１及び電子ビーム露光装置
２２が具備され、該露光装置２２により被露光領域に係
る露光量を制御する制御情報ＤＣに基づいて電子ビーム
ＥＢが出力制御される。

【００５３】例えば、被設計ＬＳＩの図形データＤ１に
基づいて被露光領域に係る露光量を制御する露光量Ａ，
Ｂ〔コード〕（制御情報ＤＣ）を付加した露光データＤ
２が露光データ作成装置２１により作成処理されると、
該露光データＤ２に基づいてレジスト24Ａを形成した半
導体デバイス２４が露光装置２２により露光処理され
る。

【００５４】このため、半導体デバイス２４の露光領域
内に電子の反射・散乱強度の異なる場所が存在していた
場合であっても、従来例のように電子の反射・散乱強度
が最大の場所の最適露光量とその最小の場所の最適露光
量との中間の露光量に依存してパターン露光処理をする
ことなく、予め、露光データ作成の段階で半導体デバイ
ス２４の下地組成に適する露光量Ａ，Ｂ〔コード〕が制
御情報ＤＣとして考慮されることから該制御情報ＤＣに
基づいて、被照射対象毎に露光量の自動制御をすること
が可能となる。

【００５５】これにより、電子の反射・散乱強度が最大
の場所に対しては、その最適露光量Ａにより、また、そ
の最小の場所に対しても、その最適露光量Ｂによりそれ
ぞれ別個の電子ドーズ量Ｄ２，Ｄ３に基づいてパターン
露光処理をすることが可能となる。このことで、所定の
寸法αのレジストパターンを形成することが可能とな
る。

【００５６】次に、本発明の第１の実施例に係る半導体
装置の製造方法について当該システムの動作を補足しな
がら説明をする。図４は、本発明の第１の実施例に係る
ＬＳＩ製造フローチャートを示している。なお、ステッ
プＰ１〜Ｐ３は露光データ作成処理系のフローチャート
であり、ステップＰ４〜Ｐ６は露光処理系のフローチャ
ートである。

【００５７】例えば、半導体デバイスの拡散層やゲート
電極上の酸化膜を開孔してコンタクトホールを形成する
レジストパターンを露光処理する場合、図４において、
まず、ステップＰ１で図形データＤ１に基づいて半導体
デバイスの下地基板用の図形パターンの展開処理をす
る。この際に、あるサブフィールド14Ｂ内に拡散層用図
形14Ｃとゲート電極用図形14Ｄとが配置される。

【００５８】次いで、ステップＰ２で図形データＤ１に
基づいてコンタクトホール用の図形パターンを展開処理
する。この際に、開口用図形１〜８，１′〜８′が配置
される。なお、拡散層は不純物イオンがドープされるこ
とから電子の反射・散乱強度がシリコン基板，酸化膜等
の積層状態に比べて中間程度である。また、ゲート電極
はメタルシリサイド等に形成されることから電子の反射
・散乱強度がシリコン基板，酸化膜等の積層状態に比べ
て大きくなる。

【００５９】次に、ステップＰ３で露光量Ａ，Ｂ〔コー
ド〕（制御情報ＤＣ）を付加した露光データＤ２の作成
処理をする。この際に、露光データ作成装置２１では、
ゲート電極に係る開口用図形１〜８については、電子の
反射・散乱強度がシリコン基板，酸化膜等の積層状態に
比べて大きくなることから露光量Ａ〔コード〕が図形デ
ータＤ１に付加される。

【００６０】また、拡散層に係る開口用図形１′〜８′
については、電子の反射・散乱強度がシリコン基板，酸
化膜等の積層状態に比べて中間程度であることから露光
量Ｂ〔コード〕を図形データＤ１に付加される（図２，
表１参照）。

【００６１】その後、ステップＰ４で制御情報ＤＣの付
加された露光データＤ２の供給処理をする。この際に、
露光データ作成処理系から露光処理系に磁気記憶媒体や
システムバスを介して露光データＤ２が供給される。

【００６２】次いで、ステップＰ５で露光データＤ２か
ら露光量Ａ，Ｂ〔コード〕の識別処理をする。この際
に、電子ビーム露光装置２２のデータ制御部22Ａによ
り、該露光データＤ２に含まれる図形データＤ１や制御
情報ＤＣが識別され、偏向制御部22Ｂに偏向制御データ
ＤＤが出力される。また、偏向制御データＤＤに基づい
て偏向制御部22Ｂから偏向部22Ｃに電磁偏向信号Ｓ１，
静電偏向信号Ｓ２及びブランキング制御信号Ｓ３等が出
力される。

【００６３】さらに、ステップＰ６で露光量Ａ，Ｂ〔コ
ード〕に基づいてレジスト24Ａが形成された半導体デバ
イス２４に露光処理をする。この際に、偏向部22Ｃの電
磁偏向器221 により該信号Ｓ１に基づいて電子ビームＥ
Ｂが電磁偏向され、また、信号Ｓ２に基づいて静電偏向
器222 により電子ビームＥＢが静電偏向される。

【００６４】なお、信号Ｓ３に基づいてブランカー223
により電子ビームＥＢの照射時間が制御される。これに
より、露光量Ａ〔コード〕に基づくブランキング制御信
号Ｓ３により電子のドーズ量（露光量）が制御され、レ
ジスト24Ａが形成された半導体デバイス２４に露光処理
が行われる（図２（ｂ）参照）。

【００６５】例えば、図２（ｂ）のＬＳＩの断面図にお
いて、シリコン基板24Ｂ，酸化膜24Ｅ等の積層上には、
ドーズ量Ｄ１とするような電子ビームＥＢが照射され、
また、ゲート電極24Ｄ及び酸化膜24Ｅ等の積層上には、
ドーズ量Ｄ２とするような電子ビームＥＢが照射され
る。さらに、拡散層24Ｃ，酸化膜24Ｅ等の積層上にはド
ーズ量Ｄ３とするような電子ビームＥＢが照射される。

【００６６】このようにして、本発明の第１の実施例に
係る半導体装置の製造方法によれば、図４のフローチャ
ートに示すように図形データＤ１に基づいて露光量Ａ，
Ｂ〔コード〕（制御情報ＤＣ）を付加した露光データＤ
２が作成処理され、該露光データＤ２に基づいてレジス
ト24Ａを形成した半導体デバイス２４が露光処理され
る。

【００６７】このため、電子の反射・散乱強度が最大の
場所に対しては、その最適露光量Ａにより、また、その
最小の場所に対しても、その最適露光量Ｂによりそれぞ
れ別個の電子ドーズ量Ｄ２，Ｄ３に基づいてパターン露
光処理をすることが可能となる。このことから、従来例
に比べて露光領域内の電子の反射・散乱強度が大きいメ
タルシリサイド上等の被露光領域と、それが小さい拡散
層上等の被露光領域とにおいて、同時に所定の寸法αの
レジストパターン形状を確保することが可能となる。

【００６８】これにより、従来例に比べてレジストパタ
ーン形状β，γと所定の寸法αとの偏差εを極力低減す
ることができ、コンタクトホール等の開口部を所定の寸
法αにより形成することが可能となる。このことから、
半導体デバイス２４の特性向上を図ることが可能とな
る。

【００６９】（２）第２の実施例の説明図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施例に係るＬ
ＳＩ製造システムの説明図であり、図５（ａ）は、その
構成図，図５（ｂ），（ｃ）は、ＲＡＭのテーブル内容
をそれぞれ示している。

【００７０】図５（ａ）において、第１の実施例と異な
るのは第２の実施例では、露光データ作成装置２１が半
導体デバイスの基板の種類に基づいて制御情報ＤＣを付
加し、露光装置２２にＲＡＭ（随時書込み／読出し可能
なメモリ）22Ｄが設けられるものである。

【００７１】すなわち、露光データ作成装置２１は、図
３（ａ）の図形パターンと図３（ｂ）の図形パターンと
を重ね合わせた場合に、開口用図形１〜８の下地基板の
組成を抽出し、それを例えば、表２に示すように基板の
種類「１」と登録し、それを制御情報ＤＣとして露光デ
ータＤ２に付加する。同様に、開口用図形１′〜８′の
下地基板の組成を抽出し、それを例えば、基板の種類
「２」と登録し、それを制御情報ＤＣとして露光データ
Ｄ２に付加する。

【００７２】

【表２】

【００７３】また、ＲＡＭ２３は記憶手段１３の一実施
例であり、例えば、偏向制御データＤＤを補正する偏向
補正データＤ３を記憶するものである。なお、偏向補正
データＤ３が露光データＤ２に含まれた基板の種類
「１」，「２」（制御情報ＤＣ）に基づいて読み出され
ることを特徴とする。

【００７４】また、偏向補正データＤ３は偏向部22Ｃの
ブランカー223 に出力するブランキング制御信号Ｓ３を
補正する内容であり、該信号Ｓ３に基づいて電子ビーム
ＥＢの照射時間を制御し、第１の実施例と同様に、電子
のドーズ量（露光量）が制御される。

【００７５】例えば、図５（ｂ）のＲＡＭの第１のテー
ブル内容に示すように、基板の種類「１」をアドレスに
して露光量Ａ〔μＣ／cm²〕が読み出され、それがメタ
ルシリサイド等により形成されるゲート電極上の酸化膜
を開孔する際のレジストパターンに係る露光量となる。
同様に、基板の種類「２」をアドレスにして露光量Ｂ
〔μＣ／cm²〕が読み出され、それが拡散層，酸化膜の
積層上を開孔する際のレジストパターンに係る露光量と
なる。

【００７６】また、図５（ｃ）のＲＡＭの第２のテーブ
ル内容に示すように、予め、基本露光量Ｒ〔μＣ／c
m²〕を設定し、基板の種類「１」，「２」に基づいて
その係数を読み出しても良い。

【００７７】例えば、基板の種類「１」をアドレスにし
て係数1.0 が読み出され、それがメタルシリサイド等に
より形成されるゲート電極上の酸化膜を開孔する際のレ
ジストパターンに係る露光量となる。同様に、基板の種
類「２」をアドレスにして係数1.2 が読み出され、それ
が拡散層，酸化膜の積層上を開孔する際のレジストパタ
ーンに係る露光量となる。

【００７８】また、露光量は第１の実施例と同様にブラ
ンキング信号Ｓ３に基づいて電子ビームＥＢの照射時間
を制御することにより調整される。その他の構成物及び
同じ記号・名称のものは、第１の実施例と同様のため説
明を省略する。

【００７９】このようにして、本発明の第２の実施例に
係るＬＳＩ製造システムによれば、図５（ａ）に示すよ
うに、露光装置２２にＲＡＭ２３が設けられ、基板の種
類「１」，「２」（制御情報ＤＣ）に基づいて偏向補正
データＤ３が読み出される。

【００８０】例えば、露光データＤ２に含まれた基板の
種類「１」，「２」をアドレスにして偏向補正データＤ
３がＲＡＭ２３から読み出されると、該偏向補正データ
Ｄ３に基づいて、第１の実施例と同様に被照射対象毎に
露光量が自動制御される。

【００８１】このため、半導体デバイス２４の露光領域
内に電子の反射・散乱強度の異なる場所が存在していた
場合であっても、従来例のように電子の反射・散乱強度
が最大の場所の最適露光量とその最小の場所の最適露光
量との中間の露光量に依存してパターン露光処理をする
ことなく、予め、露光データ作成の段階で半導体デバイ
ス２４の下地組成を示す基板の種類「１」，「２」が制
御情報ＤＣとして考慮されることから該制御情報ＤＣに
基づいて、被照射対象毎に露光量の自動制御をすること
が可能となる。

【００８２】これにより、第１の実施例と同様に電子の
反射・散乱強度が最大の場所に対しては、その最適露光
量Ａにより、また、その最小の場所に対しても、その最
適露光量Ｂによりそれぞれ別個の電子ドーズ量Ｄ２，Ｄ
３に基づいてパターン露光処理をすることが可能とな
る。このことで、所定の寸法αのレジストパターンを形
成することが可能となる。

【００８３】次に、本発明の第２の実施例に係る半導体
装置の製造方法について当該システムの動作を補足しな
がら説明をする。図６は、本発明の第２の実施例に係る
ＬＳＩ製造フローチャートを示している。なお、ステッ
プＰ１〜Ｐ３は露光データ作成処理系のフローチャート
であり、ステップＰ４〜Ｐ６は露光処理系のフローチャ
ートである。

【００８４】例えば、第１の実施例と同様に半導体デバ
イスの拡散層やゲート電極上の酸化膜を開孔してコンタ
クトホールを形成するレジストパターンを露光処理する
場合、図６において、まず、ステップＰ１で図形データ
Ｄ１に基づいて半導体デバイスの下地基板用の図形パタ
ーンの展開処理をする。この際に、あるサブフィールド
14Ｂ内に拡散層用図形14Ｃとゲート電極用図形14Ｄとが
配置される（図３（ａ）参照）。

【００８５】次いで、ステップＰ２で図形データＤ１に
基づいてコンタクトホール用の図形パターンを展開処理
する。この際に、図３（ｂ）に示すように開口用図形１
〜８，１′〜８′が配置される。

【００８６】次に、ステップＰ３で基板の種類「１」，
「２」（制御情報ＤＣ）を付加した露光データＤ２の作
成処理をする。この際に、露光データ作成装置２１で
は、第１の実施例と異なりゲート電極に係る開口用図形
１〜８については、電子の反射・散乱強度がシリコン基
板，酸化膜等の積層状態に比べて大きくなることから基
板の種類「１」が図形データＤ１に付加される。

【００８７】また、拡散層に係る開口用図形１′〜８′
については、電子の反射・散乱強度がシリコン基板，酸
化膜等の積層状態に比べて中間程度であることから基板
の種類「２」が図形データＤ１に付加される（表２参
照）。

【００８８】その後、ステップＰ４で制御情報ＤＣの付
加された露光データＤ２の供給処理をする。この際に、
第１の実施例と同様に露光データ作成処理系から露光処
理系に磁気記憶媒体やシステムバスを介して露光データ
Ｄ２が供給される。

【００８９】次いで、ステップＰ５で露光データＤ２か
ら基板の種類「１」，「２」の識別処理をする。この際
に、電子ビーム露光装置２２のデータ制御部22Ａによ
り、該露光データＤ２に含まれる図形データＤ１や基板
の種類「１」，「２」（制御情報ＤＣ）が識別される。
ここで、データ制御部22ＡではＲＡＭ２３から基板の種
類「１」，「２」をアドレスにして偏向補正データＤ３
が読み出される。例えば、図５（ｂ）の第１のテーブル
内容に示すように、基板の種類「１」をアドレスにして
露光量Ａ〔μＣ／cm²〕が読み出され、また、基板の種
類「２」をアドレスにして露光量Ｂ〔μＣ／cm²〕が読
み出される。

【００９０】また、データ制御部22Ａで偏向制御データ
ＤＤが偏向補正データＤ３に基づいて補正される。これ
により、補正された偏向制御データＤＤが偏向制御部22
Ｂに出力され、その偏向制御データＤＤに基づいて偏向
制御部22Ｂから偏向部22Ｃに電磁偏向信号Ｓ１，静電偏
向信号Ｓ２及びブランキング制御信号Ｓ３等が出力され
る。

【００９１】さらに、ステップＰ６で露光量Ａ，Ｂに基
づいてレジスト24Ａが形成された半導体デバイス２４に
露光処理をする。この際に、基本露光量Ｒに対する係数
1.0や1.2 に基づいて露光処理をしても良い。ここで、
偏向部22Ｃの電磁偏向器221により該信号Ｓ１に基づい
て電子ビームＥＢが電磁偏向され、また、信号Ｓ２に基
づいて静電偏向器222 により電子ビームＥＢが静電偏向
される。

【００９２】なお、信号Ｓ３に基づいてブランカー223
により電子ビームＥＢの照射時間が制御される。これに
より、第１の実施例と同様にブランキング信号Ｓ３に基
づいて電子ビームＥＢの照射時間を制御することにより
ドーズ量（露光量）が制御され、レジスト24Ａが形成さ
れた半導体デバイス２４に露光処理が行われる（図２
（ｂ）参照）。

【００９３】このようにして、本発明の第２の実施例に
係る半導体装置の製造方法によれば、図６のフローチャ
ートに示すように図形データＤ１に基づいて基板の種類
「１」，「２」（制御情報ＤＣ）を付加した露光データ
Ｄ２が作成処理され、該露光データＤ２に基づいてレジ
スト24Ａを形成した半導体デバイス２４が露光処理され
る。

【００９４】このため、第１の実施例と同様に電子の反
射・散乱強度が最大の場所に対しては、その最適露光量
Ａにより、また、その最小の場所に対しても、その最適
露光量Ｂによりそれぞれ別個の電子ドーズ量Ｄ２，Ｄ３
に基づいてパターン露光処理をすることが可能となる。
このことから、第１の実施例と同様に露光領域内の電子
の反射・散乱強度が大きいメタルシリサイド上等の被露
光領域と、それが小さい拡散層上等の被露光領域とにお
いて、同時に所定の寸法αのレジストパターン形状を確
保することが可能となる。

【００９５】これにより、第１の実施例と同様にレジス
トパターン形状β，γと所定の寸法αとの偏差εを極力
低減することができ、コンタクトホール等の開口部を所
定の寸法αにより形成することが可能となる。このこと
から、半導体デバイス２４の特性向上を図ることが可能
となる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の半
導体製造装置によれば、露光データ作成手段及び露光手
段が具備され、被露光領域に係る露光量を制御する制御
情報に基づいて該露光手段により荷電粒子ビームＥＢが
出力制御される。

【００９７】このため、被露光対象の露光領域内に電子
の反射・散乱強度の異なる場所が存在していた場合であ
っても、予め、露光データ作成の段階で被露光対象の下
地組成が制御情報として考慮されることから該制御情報
に基づいて、被照射対象毎に露光量の自動制御をするこ
とが可能となる。このことで、電子の反射・散乱強度の
大小に応じて最適露光量によりそれぞれ別個のドーズ量
に基づいてパターン露光処理をすることが可能となる。

【００９８】また、本発明の第２の半導体製造装置によ
れば、露光手段に記憶手段が設けられ、制御情報に基づ
いて偏向補正データが読み出される。このため、偏向補
正データに基づいて、第１の半導体製造装置と同様に被
照射対象毎に露光量の自動制御をすることが可能とな
る。また、第１の半導体製造装置と同様に最適露光量に
より、パターン露光処理をすることが可能となる。

【００９９】さらに、本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、図形データに基づいて露光量の制御情報を付加
した露光データが作成処理され、該露光データに基づい
て感光材料を形成した被露光対象が露光処理される。

【０１００】このため、電子の反射・散乱強度の大小に
応じて最適露光量によりパターン露光処理が行われるこ
とから、従来例に比べて露光領域内の電子の反射・散乱
強度が大きい場所と小さいの場所において、同時に所定
の寸法のレジストパターン形状を確保することが可能と
なる。

【０１０１】これにより、従来例に比べてレジストパタ
ーン形状と所定の寸法との偏差を極力低減することがで
き、半導体デバイスの特性向上を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体製造装置及び半導体装置の
製造方法の原理図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係るＬＳＩ製造システ
ムの説明図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る露光データ作成装
置の補足説明図である。

【図４】本発明の第１の実施例に係る半導体装置の製造
フローチャートである。

【図５】本発明の第２の実施例に係るＬＳＩ製造システ
ムの説明図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係る半導体装置の製造
フローチャートである。

【図７】従来例に係る半導体製造システムの説明図であ
る。

【符号の説明】

１１…露光データ作成手段、１２…露光手段、１３…記憶手段、Ｄ１…図形データ、Ｄ２…露光データ、Ｄ３…偏向補正データ、ＥＢ…電子ビーム、ＤＣ…制御情報。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｊ 37/305 9172−5Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被設計半導体集積回路の図形データ（Ｄ
１）に基づいて被露光領域に係る露光量を制御する制御
情報（ＤＣ）を付加した露光データ（Ｄ２）の作成処理
をする露光データ作成手段（１１）と、前記露光データ
（Ｄ２）に基づいて感光材料（14Ａ）が形成された被露
光対象（１４）に露光処理をする露光手段（１２）とを
具備し、前記露光手段（１２）が露光データ（Ｄ２）に
含まれた制御情報（ＤＣ）に基づいて荷電粒子ビーム
（ＥＢ）の出力制御をすることを特徴とする半導体製造
装置。
【請求項２】請求項１記載の半導体製造装置におい
て、前記露光手段（１２）に偏向補正データ（Ｄ３）を
記憶する記憶手段（１３）が設けられ、前記偏向補正デ
ータ（Ｄ３）が露光データ（Ｄ２）に含まれた制御情報
（ＤＣ）に基づいて読み出されることを特徴とする半導
体製造装置。
【請求項３】被設計半導体集積回路の図形データ（Ｄ
１）に基づいて、予め、被露光領域に係る露光量を制御
する制御情報（ＤＣ）を付加した露光データ（Ｄ２）の
作成処理をし、前記露光データ（Ｄ２）に基づいて感光
材料（14Ａ）が形成された被露光対象（１４）に露光処
理をすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】請求項３記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記制御情報（ＤＣ）が被露光対象（１４）の
組成に適する露光量（Ａ，Ｂ，…〔コード〕）を内容と
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】請求項３記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記制御情報（ＤＣ）が被露光対象（１４）の
組成を示す基板の種類（「１」，「２」…「ｎ」）を内
容とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。