JPS63260024A - パタ−ン露光装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ウェハーやホトマスクブランクス等の試
料上に電子ビーム、イオンビームあるいは光等の刺激ビ
ームを照射してＩＣ，＜ターンを形成するパターン露光
装置に関し、特に試料や刺激ビームを制御するために用
いられるＩＣノ（ターン発生部の改良に関する。

〔従来の技術〕

パターン霧光部はパターン発生部から供給されるパター
ン情報に基いて試料の位置決めおよびビームの制御を行
なう。ＩＣの大規模化、高集積化に伴って露光されるパ
ターンの量が大容量化し、１諷種のＩＣを作成するのに
必要とされるデータの量はギガバイト（８ビツト／１バ
イト）のオーダーに迫ろうとしている。

一方、作成されるべきＩＣの内部回路パターンに着目す
ると、ＩＣパターン中の大部分は同一形状の繰り返しで
あり、例えばマスクＲ，ＯＭ−？ＲＡＭにおいては全パ
ターン中の約９（ｌが繰シ返し）（ターンで形成されて
いる。このようなパターンを露光するための従来技術は
、繰り返される同一形状を単位パターンとみなし、これ
をＸＹ座標上に展開して、単位パターンの形状を示す情
報および単位パターンが形成されるべきＸＹ位置情報を
前記パターン発生部によって発生し、これを露光部に順
次供給子るように設計されていた。

例えば、マスクＲＯＭＫ情報を書込む時に使用されるマ
スクは次のようにして作成されていた。

第２図はマスクＲ，ＯＭ用のマスク１を示す図で、ＲＯ
Ｍの内部セルアレイと同様に複数のブロックに分割され
、各ブロックはその一部２を拡大して示した第３図から
理解できるように矩形状の単位パターンの集合からなっ
ている。第３図において黒い部分が各メモリセルのチャ
ンネル部へのイオン注入を許可する部分となシ、白い部
分はイオン注入を阻止する部分となる。同図において、
最も微小なパターン３が１メモリセルに対応する単位パ
ターンで、かかるパターン金魚にするか白にするかはマ
スク情報（ＲＯＭへの書込み情報）によって決定され、
第４図（ａ）もしくはｆｂｌに示す露光方法によってマ
スク上にパターンが形成される。

第４図（ａ）はＰＧ方式と呼ばれる露光方式で、Ｘ軸方
向に移動可能なプレート４とＹ軸方向に移動可能なプレ
ート５とを重ね合わせて単位パターンの開口形状を作シ
、ランプ６から光を照射して開口部によって規定された
光をレンズ７で集光してマスク原版８上に投影して露光
を行ないパターンを形成する方法である。一方、第４図
ｆｂ）はＥＢ方式と呼ばｎるもので、第１のアパチャー
９と第２のアパチャー１０とを重ね合わせをビーム整形
偏向器１３で制御して任意の矩形パターンを作り、フィ
ラメント１２から電子ビームを照射しマスク原版８に所
望のパターンを形成する方法である。

上述した露光方式で例えば第５図に示すパターンを形成
する場合、従来使用されていたパターン発生方法は第６
図に示すように、黒パターンの情報を各座標毎に作成す
る方法であった。しかしながら、この方法によれば黒の
各単位パターンに対して、夫々Ｘ座標データ、Ｙ座標デ
ータおよび単位パターンの矩形形状を決める幅（Ｗ）デ
ータと高さくＨ）データの各データを用意しなければな
らなかった。１つのデータを１バイト（８ピツト）で構
成するとしても、１パターン当シ４バイト（３２ビツト
）もの容量が必要である。従って、かかる従来の方法に
よればデータ量が膨大となシ、データ作成に費さすコス
トおよび時間が増大しスルーブツト低下を招く。

〔解決すべき問題点〕

これを改善するために、第７図に示すようにＸ軸方向１
行分のパターンに対して、各パターンのＹ座標データ、
ＷデータおよびＨデータを共通化してデータ量を削減す
る方法が提案されている。

しかしながら、この方法も黒パターンの数と同数のＸ座
標データ数が必要なため、根本的な解決とはなっていな
い。

本発明の目的は大容量のパターンに対して従来よシもさ
らに少ないデータ数で対処できるパターン露光装置を提
供することであシ、とくにパターン発生部を改良してパ
ターン発生に必要とされるデータ量を著しく削減するこ
とを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は露光すべき位置の全てのＸ、Ｙ座標データをフ
ァイルするのではなく、露光の有無を１ビツトの情報（
１１′および′０°）で指示するようにしたものである
。例えば、ある位置の単位パターンが黒の場合はビット
”ｌ’を、白の場合はビット１０“を与え、形成すべき
パターン面を単位区画で分割し、各区画毎にこのビット
情報を設定する（マスクＲＯＭの場合、ビット情報はＲ
，ＯＭへ書込まれる情報と一致する）。そして、パター
ンが形成される面の基準位置を示すＸ、Ｙの各スタート
アドレスおよ各区画の間隔を示すピッチ情報を基に各区
画の位置情報を順次作成し、作成された各位ｔ（各区画
）でこ舵に対応するビット情報に従って露光の有無を制
御する。露光されるべき単位パターンの形状はその幅（
’Ｗ）データと高さくＨ）データとで規定し、これは各
単位パターンに対し共通に使用できる。ビット情報はビ
ットマツプ形式でファイルしておけばよい。

従って、本発明は形成すべきパターンの基準位置情報に
基いて露光開始位置を定め、単位バターンの形状を示す
データに基いて露光されるべき開口を決め、ビット情報
に基いて露光の有無を決めることによって、前記基準位
置から順にビット（配置）情報に基いて各区画毎に定め
ら扛たパターンを形成するようにしたことを特徴とする
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例のシステムブロック図で、パ
ターン情報を記憶するメモリ２０．ブランキング制御回
路２１．ショット制御回路２２゜位置制御回路２３．ビ
ーム位置決め制御回路２４および露光部２５を含む。メ
モリ２０に記憶されるパターン情報は形成すべきパター
ンブロックの基準位置を示す座標データ（Ｘｓ　、　Ｙ
ｓ　）　、ブロック内での単位パターンの間隔を示すピ
ッチデータ（Ｘｐ、Ｙｐ）、ショットの大きさく単位パ
ターン形状）を示す幅および高さデータ（Ｗ、Ｈ）およ
びブロック内の各単位パターンに対応して露光の有無（
黒か白か）を示すビット情報を含む。

ビット情報は例えば前述した第５図に示すパターンブロ
ックを形成する場合、第８図に示すようにビットマツプ
形式で各パターンに対応して設定される。この例では８
１１を露光有（黒）、′０“を露光部（白）に対応させ
ている。本実施例によれば１ブロツクがｎｘｎ個の単位
区画を含む場合、ビット情報はｎＸｎビットのビットマ
ツプで作成され、座標データ、ピッチデータおよびショ
ットデータは夫々１個でよい。

第１図に戻って、上述した各情報が編集されたメモリ２
０は不図示のメモリアクセス回路によって読み出しモー
ドに設定され、Ｘ、Ｙの基準位置（ブロックのスタート
位［）を決定する基準座標データ（Ｘｓ、Ｙｓ）および
ピッチ情報（Ｘｐ　、　Ｙｐ　）は位置制御回路２３に
供給され、ショットの大きさく露光開口形状）を決める
Ｗ、Ｈデータはショット制御回路２２に供給され、ビッ
ト情報はブランキング制御回路２１に供給される。

第９図は第１図の要部詳細図である。メモリ２０から読
み出された各情報はレジスタ３０〜３６に夫々入力され
る。レジスタ３０．３１に入力された基準座標データＸ
ｓ、Ｙｓは試料が載置されたＸＹステージ４１に入力さ
れビーム照射開始位置の粗調整が行なわれる。さらに、
ビーム位置決め制御回路２４にも入力され、偏向コイル
を駆動してビーム照射位置の微調整が行なわれる。かか
る調整は各パターン毎に行なわれる。Ｗ、Ｈの各データ
はショット制御回路２２に入力され、露光部の開口形状
（単位パターンの形状）を制御するために使用される。

本実施例では各単位パターンは同一形状として定義され
ているので最初に設定された形状がその後のパターン露
光で繰シ返し使用され得る。ショット及びビームの偏向
制御が終了すると、ビットレジスタ３４に格納されてい
るビット情報（スタート位置での情報）がブランキング
制御回路を介して露光部２５に印加される。第８図の例
に従うと、露光開始位置では露光有（黒バタ果、ブロッ
クの左上隅の位置は露光されて黒パターンが形成される
。しかる後、パターン形成はＸ軸方向で隣接する次の区
画に移行される。この区画の位置算出のためにＸｓデー
タがマルチプレクサ３９を介して加算器４０の一方に入
力され、他方にはＸのピッチ情報（Ｘｐ）が入力される
。第５図のようにＸ軸方向の隣接する単位パターン間に
隙間がなければＸｐとＷとは等しくともよいが、隙間が
ある場合はその分ＸｐＯ方が大きくなる。加算結果はレ
ジスタ（ＡＣＣ）３７およびマルチプレクサ４２を介し
てＸＹステージ４１およびビーム偏向制御回路２４に供
給され座標（露光）位置の変更が行表われる。そして前
述と同様に露光部が制御されるが、この時は次のビット
情報（第８図の例ではＸ、、Ｙｌに対する１１１）が読
み出場れる。このようにしてＸ軸方向に一行分のパター
ン形成が繰シ返し実行される。Ｘ位置の補正はレジスタ
３７の内容とＸｐとの加算によって行なわれる。−行分
のパターン形成終了後、レジスタ３１に設定されている
Ｙ座標データ（Ｙｓ）がマルチプレクサ３９を介して加
算器４０の一方に入力され、他方にレジスタ３３のｙｐ
が入力され加算される。その結果はレジスタ３７を介し
てＹｓレジスタ３１に入力され、Ｙ座標の補正が行なわ
れる。そして同様にして２行目のパターン形成が行なわ
れる。このような動作を繰り返して第８図に示すビット
情報に応じた１ブロツクのパターンが形成される。

なお、第４図（ｂｌにしたＥＢ方式に本実施例を適用し
た場合、Ｘｓ、Ｙｓデータおよびピッチデータはマスク
原版８を載置したＸＹステージの制御に、またビーム位
置決め制御回路の出力はビーム位置決め偏向器の制御に
、Ｗ、Ｈの各データはショット制御回路２２を介してビ
ーム整形偏向器１３の制御に、ビット情報は第４図（ｂ
）に図示されていないブランキング制御器の制御に夫々
使用される。

以上のように、本実施例によれば各争位パターンに対応
するビット情報をパターン毎に設け、各パターンの位置
は開始座標とピッチとによって順次求めることによって
非常に少ないデータ量で大容量のパターンを形成するこ
とができる。

なお、複数の矩形あるいは複数校のパターン形状を示す
データを予め用意しておいて、そのうちのどれを選択す
るかをコード情報で指定するようにすれば、よシ複雑な
パターンをも形成することができる。

さらに、ビット情報として所定ビット長（ｎ）を１デー
タとして割シ当で、各ビットのすべての組み合わせ（２
ｎ）を予め用意してテーブル化しておくことによって、
形成すべきパターンに対応するデータをテーブル参照命
令を用いて選び出すようにすることもできる。このよう
にすれば、形成すべきパターンに応じたビット情報を用
意する必要がなく、どのようなパターンに対しても適用
できるという利点があシ、よシ汎用性のあるパターン発
生を行なうことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば露光すべき位置を示すすべての座標デー
タをそのまま用意する必要がなく、露光の有無を示すビ
ット情報でパターン形成を実行することができるので、
必要た情報量を著しく減少することができる。例えば、
４メガビツトのマスク）ＬＯＭに本発明を適用すると約
１７６４のデータ量でよくその効果は非常に大なるもの
である。

なお１本発明はＰＧ方式、ＥＢ方式の露光方式を間れず
採用することができ、まだマスク作成以外にも半導体ウ
ェハに直接パターンを形成する時にも適用できることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステムブロック図、第２
図はマスクＲＯＭ用マスクのパターン図、第３図はその
一部拡大図、第４図（ａｌ　、　（ｂｌは夫々ＰＧ方式
とＥＢ方式の露光方法を説明するための原理図、第５図
は形成すべきパターンの一例を示す模型図、第６図は従
来のパターン発生で使用する情報を示す図、第７図は従
来のパターン発生のための情報の他の例を示す図、第８
図は本発明で使用するビット情報のビットマツプを示す
図、第９図は第１図の要部ブロック図である。 ２０・・・・・・メモリ、２１・・・・・・ブランキン
グ制御回路、２２・・・・・・ショット制御回路、２３
・・・・・・位置制御回路、２４・・・・・・ビーム位
置決め制御回路、２５・・・・・・露光部。 、　：ｔ。 ％ｚ図 第３２ 第５図 第４図 ｖ：３７図 ′ｙＡ、：　　国

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上もしくはマスク上に半導体集積回路用の
   パターンを形成するパターン露光装置において、パター
   ン形成すべき面を複数の単位区画に分割し、各区画につ
   いての露光の有無を各区画毎に示す情報群と、上記面の
   基準位置を示す情報と、単位区画の寸法に関連する情報
   とを用いて、露光位置を順次変更しつつ前記露光の有無
   を示す情報群の中の各区画に対応する情報に基いて各区
   画毎に露光を行ないまたは行なわないことを特徴とする
   パターン露光装置。