JP2009004699A - Method and apparatus of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体製造装置に関し、特に電子線を照射してリソグラフィ用のマスクパターンを描画するための半導体製造方法及び半導体製造装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor manufacturing device, and more particularly to a semiconductor manufacturing method and a semiconductor manufacturing device for drawing a mask pattern for lithography by irradiating an electron beam.
図1に示すように、一般的な半導体装置の製造方法は、半導体装置の回路パターン(以下、「デバイスパターン」という。)を設計するステップS1と、デバイスパターンに対応するマスクパターンを有するマスクを作製するステップS2と、マスクパターンをウエハ上のレジスト層に転写し、転写されたパターンに対応する回路を形成するリソグラフィ工程としてのステップS3とを具備する。マスクは、レチクルと呼ばれる場合がある。 As shown in FIG. 1, a general method for manufacturing a semiconductor device includes a step S1 for designing a circuit pattern (hereinafter referred to as “device pattern”) of a semiconductor device, and a mask having a mask pattern corresponding to the device pattern. Step S2 to be manufactured and Step S3 as a lithography process for transferring a mask pattern to a resist layer on a wafer and forming a circuit corresponding to the transferred pattern are provided. The mask is sometimes called a reticle.
図2は、可変成形型の電子線露光装置を用いてマスク基板上にマスクパターンを描画してマスクを作製する場合のステップS2の例を示している。ステップS2は、ステップS21と、ステップS22と、ステップS23とを備える。 FIG. 2 shows an example of step S2 when a mask is produced by drawing a mask pattern on a mask substrate using a variable shaping type electron beam exposure apparatus. Step S2 includes step S21, step S22, and step S23.
ステップS2に関連する技術が特許文献1乃至4に開示されている。 Technologies related to step S2 are disclosed in Patent Documents 1 to 4.
ステップS21において、光近接効果補正(OPC:Optical Proximity Correction)処理が実行される。OPCは、ウエハ上に微細なパターンを形成するための超解像技術(RET:Resolution Enhancement Technolosy)の一つである。一般的に、OPC処理を実行する情報処理装置は光強度シミュレータと呼ばれる。 In step S21, optical proximity correction (OPC: Optical Proximity Correction) processing is executed. OPC is one of the super-resolution techniques (RET: Resolution Enhancement Technology) for forming a fine pattern on a wafer. In general, an information processing apparatus that performs OPC processing is called a light intensity simulator.
図3(a)乃至図3(c)を参照してHAT呼ばれるOPCを説明する。図3(a)は、設計されたデバイスパターンとしての設計デバイスパターン71を示している。設計デバイスパターン71は細長い矩形である。光強度シミュレータは、設計デバイスパターン71と幾何学的に相似なOPC処理前マスクパターンを転写したときにウエハ上のレジスト層が感光するパターンとしての感光デバイスパターン72を計算する。図3(b)は、感光デバイスパターン72を示している。感光デバイスパターン72は、端部における光量が不足するために設計デバイスパターン71に比較して長手方向に縮んでいる。光強度シミュレータは、それによってレジスト層が感光するパターンが設計デバイスパターン71に一致するようなマスクパターンとしてのOPC処理後マスクパターン73を求める。図3(c)は、OPC処理後マスクパターン73を示している。OPC処理後マスクパターン73と設計デバイスパターン71を比較すると、OPC処理後マスクパターン73においては、枠で囲まれたOPC処理後マスクパターン73の端部を強調する補助パターンが付加されている。これにより、ウエハ上のレジスト層が感光するパターンが設計デバイスパターン71に比較して長手方向に縮むことが防がれる。
OPC called HAT will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (c). FIG. 3A shows a designed
図4(a)乃至図4(c)を参照してセリフと呼ばれるOPCを説明する。図4(a)は、設計されたデバイスパターンとしての設計デバイスパターン74を示している。設計デバイスパターン74はかぎ状に曲がった屈曲部を有する。光強度シミュレータは、設計デバイスパターン74と幾何学的に相似なOPC処理前マスクパターンを転写したときにウエハ上のレジスト層が感光するパターンとしての感光デバイスパターン75を計算する。図4(b)は、感光デバイスパターン75を示している。感光デバイスパターン75は、設計デバイスパターン74に比較して屈曲部が丸まっている。光強度シミュレータは、それによってレジスト層が感光するパターンが設計デバイスパターン74に一致するようなマスクパターンとしてのOPC処理後マスクパターン76を求める。図4(c)は、OPC処理後マスクパターン76を示している。OPC処理後マスクパターン76と設計デバイスパターン74を比較すると、OPC処理後マスクパターン76においては、枠で囲まれたOPC処理後マスクパターン76の屈曲部が強調されている。これにより、ウエハ上のレジスト層が感光するパターンが設計デバイスパターン74に比較して屈曲部が丸まることが防がれる。
OPC called serif will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c). FIG. 4A shows a designed
OPCは、HATとセリフに加えて、マスクパターンの一部を構成するパターンの寸法や形状を隣接するパターンとの距離に基づいて補正するものも含む。 In addition to HAT and serif, OPC includes correction that corrects the size and shape of a pattern constituting a part of a mask pattern based on the distance from an adjacent pattern.
図5は、ステップS21の説明図である。ステップS1において設計された設計デバイスパターン61からOPC処理後マスクパターン62がもとめられる。一般的に、OPC処理後マスクパターン62は設計デバイスパターン61よりも形状が複雑である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of step S21. A
図6は、ステップS22の説明図である。データ変換処理により、OPC処理後マスクパターン62を複数の矩形に分割した電子線照射パターン63が求められる。OPC処理後マスクパターン62が複雑である場合、電子線照射パターン63を構成する複数の矩形はサイズの小さな矩形を含みやすい。電子線照射パターン63のデータは、可変成形型の電子線露光装置がマスク基板上にOPC処理後マスクパターン62に対応するマスクパターンを描画するために用いられる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of step S22. By the data conversion process, an electron
図7は、ステップS23で用いられる可変成形型の電子線露光装置3の光学系を示す。電子線露光装置3の光学系は、電子銃32と、第1アパチャー33と、成形偏向器34と、第2アパチャー35を備える。電子銃32が発した電子線50は、第1アパチャー33、成形偏向器34及び第2アパチャー35により矩形に成形される。
FIG. 7 shows an optical system of the variable shaping type electron beam exposure apparatus 3 used in step S23. The optical system of the electron beam exposure apparatus 3 includes an
ステップS23において、電子線露光装置3は、矩形に成形された電子線50をマスク基板51を支持するステージの移動に同期させて照射し、電子線照射パターン63の複数の矩形の各々に対応するマスク基板上51の露光領域52を感光させる。このようにして、電子線露光装置3はOPC処理後マスクパターン62をマスク基板51上に描画する。電子線露光装置3は、通常、電子線50の照射野(露光領域52に対応)が一辺1〜1000nmの矩形領域となるように電子線50を成形できる。ここで、矩形領域は、正方形領域である場合と、長辺と短辺の長さが異なる長方形領域である場合とがある。
In step S <b> 23, the electron beam exposure apparatus 3 irradiates the
電子線照射パターン63を構成する複数の矩形は、サイズの小さい矩形と大きい矩形とを含む。共通の電子線照射条件で大きい矩形に対応する露光領域52と小さい矩形に対応する露光領域52とを感光させる場合、大きい矩形に対応する露光領域52が十分に感光するが小さい矩形に対応する露光領域52が十分に感光しないことがある。照射野が小さくなるように電子線50を成形すると、収差やクーロン効果によりブラーと呼ばれる現象が発生し、このような電子線50が照射される露光領域52が受けるエネルギー強度が不足するからである。
The plurality of rectangles constituting the electron
本発明者は、電子線照射パターンが小さいサイズの図形を含む場合、マスク基板上に所望のマスクパターンが形成されず、その結果、ウエハ上に所望のデバイスパターンが形成されないときがあることを認識した。 The present inventor recognizes that when the electron beam irradiation pattern includes a figure of a small size, the desired mask pattern may not be formed on the mask substrate, and as a result, the desired device pattern may not be formed on the wafer. did.
以下に、(発明を実施するための最良の形態)で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、(特許請求の範囲)の記載と(発明を実施するための最良の形態)との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、(特許請求の範囲)に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers used in (Best Mode for Carrying Out the Invention). These numbers are added to clarify the correspondence between the description of (Claims) and (Best Mode for Carrying Out the Invention). However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in (Claims).
本発明による半導体装置の製造方法は、パターン(63)を構成する複数の図形から所定の大きさより小さい微小図形を抽出するステップ(S24)と、複数の図形の各々に対応するように成形した電子線(50)を基板(51)上の複数の図形の各々に対応する図形領域(52)に照射するステップ(S23)とを具備する。抽出するステップ(S24)において、微小図形の大きさを所定の大きさと比較する。照射するステップ(S23)において、微小図形に対応するように成形した電子線(50)を基板(51)上の微小図形に対応する微小図形領域(52)に照射する単位面積あたりの照射量は、複数の図形のうち抽出するステップ(S24)において抽出されなかった非微小図形に対応するように成形した電子線(50)を基板(51)上の非微小図形に対応する非微小図形領域(52)に照射する単位面積あたりの照射量より多い。 The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step (S24) of extracting a minute figure smaller than a predetermined size from a plurality of figures constituting the pattern (63), and an electron molded to correspond to each of the plurality of figures. Irradiating a line (50) to a graphic area (52) corresponding to each of a plurality of figures on the substrate (51) (S23). In the extracting step (S24), the size of the minute figure is compared with a predetermined size. In the irradiating step (S23), the irradiation amount per unit area for irradiating the minute figure region (52) corresponding to the minute figure on the substrate (51) with the electron beam (50) shaped so as to correspond to the minute figure is The electron beam (50) shaped so as to correspond to the non-micro figure not extracted in the step (S24) of extracting a plurality of figures is a non-micro figure region (non-micro figure region corresponding to the non-micro figure on the substrate (51)). 52) more than the irradiation amount per unit area.
本発明による半導体製造装置(1)は、パターン(63)を構成する複数の図形から所定の大きさより小さい微小図形を抽出する微小図形抽出部(23)と、複数の図形の各々に対応するように成形した電子線(50)を基板(51)上の複数の図形の各々に対応する図形領域(52)に照射する電子線露光装置(3)とを具備する。微小図形抽出部(23)は、微小図形の大きさを所定の大きさと比較する。電子線露光装置(3)は、微小図形に対応するように成形した電子線(50)を基板(51)上の微小図形に対応する微小図形領域(52)に照射する単位面積あたりの照射量を、複数の図形のうち微小図形抽出部(23)によって抽出されなかった非微小図形に対応するように成形した電子線(50)を基板(51)上の非微小図形に対応する非微小図形領域(52)に照射する単位面積あたりの照射量よりも多くする。 The semiconductor manufacturing apparatus (1) according to the present invention corresponds to each of a plurality of figures, and a minute figure extracting unit (23) for extracting a figure smaller than a predetermined size from a plurality of figures constituting the pattern (63). And an electron beam exposure device (3) for irradiating the figure region (52) corresponding to each of a plurality of figures on the substrate (51) with the shaped electron beam (50). The micro graphic extraction unit (23) compares the size of the micro graphic with a predetermined size. The electron beam exposure apparatus (3) irradiates an electron beam (50) shaped so as to correspond to a minute figure onto a minute figure region (52) corresponding to the minute figure on the substrate (51) per unit area. The electron beam (50) formed so as to correspond to the non-micro figure that has not been extracted by the micro figure extraction unit (23) among the plurality of figures is a non-micro figure corresponding to the non-micro figure on the substrate (51) More than the irradiation amount per unit area with which the region (52) is irradiated.
本発明によれば、所望のパターンが形成される半導体装置の製造方法及び半導体製造装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus of a semiconductor device in which a desired pattern is formed are provided.
添付図面を参照して、本発明による半導体装置の製造方法及び半導体製造装置を実施するための最良の形態を以下に説明する。 With reference to the accompanying drawings, a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention will be described below.
(第1の実施形態)
図8に示されるように、本発明の第1の実施形態に係る半導体製造装置1は、情報処理装置2と、電子線露光装置3と具備する。情報処理装置2は、記憶装置と処理装置とを備える。処理装置は、記憶装置の記録媒体に記録されたプログラムに従って、OPC処理部21、データ変換部22、及び微小図形抽出部23として動作する。電子線露光装置3は、ブランキング電極37と、成形偏向器34と、ステージ36と、これらを制御する制御装置31を備える。ステージ36は、XYステージである。電子線露光装置3の光学系は、図7に示されるように、電子銃32と、第1アパチャー33と、成形偏向器34と、第2アパチャー35と、ブランキング電極37と、ブランキングアパチャー38とを備える。第1アパチャー33、成形偏向器34及び第2アパチャー35は、電子銃32が発した電子線50を所望の形状に成形する。ブランキング電極37及びブランキングアパチャー38は、電子線50の照射及び非照射を切り替える。ステージ36は、電子線50が照射されるマスク基板51を移動する。本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、図1に示すように、半導体装置の回路パターンとしてのデバイスパターンを設計するステップS1と、デバイスパターンに対応するマスクパターンを有するマスクを作製するステップS2と、マスクパターンをウエハ上のレジスト層に転写し、転写されたパターンに対応する回路を形成するリソグラフィ工程としてのステップS3とを具備する。本実施形態に係るステップS2は、図9に示すように、ステップS21と、ステップS22と、ステップS24と、ステップS23を備える。情報処理装置2は、ステップS21と、ステップS22と、ステップS24を実行する。電子線露光装置3は、ステップS23を実行する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 8, the semiconductor manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes an
ステップS21において、OPC処理部21は、OPC処理を実行し、ステップS1において設計された設計デバイスパターン61を示すデバイスパターン設計データ41からOPC処理後マスクパターン62を示すOPC処理後マスクパターンデータ42を生成する。デバイスパターン設計データ41は、例えば、GDS2のデータである。デバイスパターン設計データ41は、ステップS1において設計されたパターンと幾何学的に相似なパターン(OPC処理前マスクパターン)を示していても良い。設計デバイスパターン61及びOPC処理後マスクパターン62は図5に示されている。OPC処理後マスクパターン62は、HAT、セリフ等のOPCにより設計デバイスパターン61が補正されたものである。OPC処理部21は、OPC処理をモデルベースで実行してもよく、ルールベースで実行してもよい。モデルベースのOPC処理では、設計デバイスパターン61と幾何学的に相似なマスクパターンを出発点として、マスクパターンによってウエハ上のレジスト層が感光するパターンをシミュレーションし、シミュレーションしたパターンが設計デバイスパターン61に一致するようにマスクパターンを補正することによりOPC処理後マスクパターン62が求められる。ルールベースのOPC処理では、OPC処理後マスクパターン62は、設計デバイスパターン61を所定のルールに従って補正することで求められる。
In step S21, the
ステップS22において、データ変換部22は、OPC処理後マスクパターンデータ42から電子線露光装置3に対応するフォーマットの第1電子線照射データ43を生成する。このとき、データ変換部22はOPC処理後マスクパターン62を複数の図形に分割する。第1電子線照射データ43は、OPC処理後マスクパターン62が複数の図形、例えば矩形、に分割された電子線照射パターン63を示している。したがって、電子線照射パターン63は、図6に示されるように、複数の図形により構成されている。
In step S <b> 22, the
ステップS24において、微小図形抽出部23は、電子線照射パターン63を構成している複数の図形から、微小図形を抽出する。微小図形とは、例えば、X、Y寸法(長辺、短辺の長さ)のうちどちらか一方、又は両方が所定の基準寸法より小さい図形をいう。微小図形抽出部23は、微小図形を抽出するために複数の図形の各々の寸法を基準寸法と比較する。微小図形の抽出には、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社のSmartMRCのようなマスクルールチェックシステムを利用することが可能である。微小図形抽出部23は、抽出した全ての微小図形により構成される電子線照射パターン64を示す第2電子線照射データ44を生成する。電子線照射パターン64は図10に示されている。第2電子線照射データ44のデータフォーマットは、第1電子線照射データ43のデータフォーマットと同じである。
In step S <b> 24, the minute
ステップS23において、電子線露光装置3は、第1電子線照射データ43に基づいて、電子線照射パターン63の複数の図形の各々の形状に対応するように成形された電子線50をマスク基板51を支持するステージ36の移動に同期させて照射し、複数の図形の各々の位置に対応する露光領域52を感光させる。ここで、制御装置31は、電子線照射パターン63の複数の図形の各々に対応して、第1制御信号47を成形偏向器34に出力し、第2制御信号48をステージ36に出力し、第3制御信号49をブランキング電極37に出力する。第1制御信号47及び第2制御信号48は、電子線照射パターン63の複数の図形の各々の形状及び位置に対応する電子線50の形状及びステージ36の位置を指定する。第3制御信号49は、各々の図形に対応した電子線の照射量情報に基づき、電子線50の照射時間を指定する。
In step S <b> 23, the electron beam exposure apparatus 3 applies the
ステップS23において、電子線露光装置3は、第2電子線照射データ44に基づいて、電子線照射パターン64の複数の微小図形の各々の形状に対応するように成形された電子線50をステージ36の移動に同期させて照射し、複数の微小図形の各々に対応する露光領域52を感光させる。ここで、制御装置31は、電子線照射パターン64の複数の微小図形の各々に対応して、第1制御信号47を成形偏向器34に出力し、第2制御信号48をステージ36に出力し、第3制御信号49をブランキング電極37に出力する。
In step S <b> 23, the electron beam exposure apparatus 3 applies the
微小図形に対応する露光領域52が二重に露光されるため、微小図形に対応する露光領域52に対する電子線の単位面積あたりの照射量が複数の図形のうち微小図形ではないものに対応する露光領域52に対する電子線の単位面積あたりの照射量よりも多くなる。微小図形に対応する露光領域52が電子線照射により受けるエネルギーの強度不足が補償されため、寸法細りが防がれて、OPC処理後マスクパターン62を忠実に再現するマスクパターンがマスク基板51上に形成される。このように作製されたマスクを用いることで、ウエハ上に設計デバイスパターン61を忠実に再現するデバイスパターンが形成される。
Since the
電子線露光装置3が第2電子線データ44に基づいて電子線50を照射するときの照射量は、第1電子線データ43に基づいて電子線50を照射するときの照射量の10〜100%であることが好ましい。電子線露光装置3の加速電圧が50kVである場合、第2電子線データ44に基づいて電子線50を照射するときの照射量は、第1電子線データ43に基づいて電子線50を照射するときの照射量の20%であることが特に好ましい。具体的には、マスク上の標準的な寸法のパターンに対する電子線の照射量が15uC/cm2であった時、マスク上の50nm以下の寸法のパターンに対する追加の電子線の照射量は、+3uC/cm2程度であることが望ましい。
The irradiation amount when the electron beam exposure apparatus 3 irradiates the
(第2の実施形態)
図11に示されるように、本発明の第2の実施形態に係る半導体製造装置1は情報処理装置2と、電子線露光装置3とを具備する。情報処理装置2は、記憶装置と処理装置とを備える。処理装置は、記憶装置の記録媒体に記録されたプログラムに従って、OPC処理部21、データ変換部22、微小図形抽出部23、及び差分処理部(データ生成部)24として動作する。本実施形態に係る電子線露光装置3は、第1の実施形態に係る電子線露光装置3と同様に、制御装置31と、電子銃32と、第1アパチャー33と、成形偏向器34と、第2アパチャー35と、ステージ36と、ブランキング電極37と、ブランキングアパチャー38とを備える。本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、図1に示すように、半導体装置の回路パターンとしてのデバイスパターンを設計するステップS1と、デバイスパターンに対応するマスクパターンを有するマスクを作製するステップS2と、マスクパターンをウエハ上のレジスト層に転写し、転写されたパターンに対応する回路を形成するステップS3とを具備する。本実施形態に係るステップS2は、図12に示すように、ステップS21と、ステップS22と、ステップS24と、ステップS25と、ステップS23を備える。情報処理装置2は、ステップS21と、ステップS22と、ステップS24と、ステップS25を実行する。電子線露光装置3は、ステップS23を実行する。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 11, the semiconductor manufacturing apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention includes an
本実施形態に係るステップS21、ステップS22、ステップS24は、第1の実施形態に係るステップS21、ステップS22、ステップS24と同様である。 Step S21, step S22, and step S24 according to the present embodiment are the same as step S21, step S22, and step S24 according to the first embodiment.
ステップS25において、差分処理部24は、第1電子線照射データ43及び第2電子線照射データ44から差分処理(XOR処理)により第3電子線照射データ45を生成する。第3電子線照射データ45のデータフォーマットは、第2電子線照射データ44のデータフォーマットと同じである。第3電子線照射データ45は、電子線照射パターン65を表す。電子線照射パターン65は、図13に示されるように、電子線照射パターン63を構成する複数の図形から電子線照射パターン64を構成する複数の微小図形を除いた複数の非微小図形で構成される。
In step S <b> 25, the
ステップS23において、電子線露光装置3は、第2電子線照射データ44に基づいて、電子線照射パターン64の複数の微小図形の各々の形状に対応するように成形された電子線50をステージ36の移動に同期させて照射し、複数の微小図形の各々に対応する露光領域52を感光させる。ここで、制御装置31は、電子線照射パターン64の複数の微小図形の各々に対応して、第1制御信号47を成形偏向器34に出力し、第2制御信号48をステージ36に出力し、第3制御信号49をブランキング電極37に出力する。第1制御信号47及び第2制御信号48は、電子線照射パターン64の複数の微小図形の各々の形状及び位置に対応する電子線50の形状及びステージ36の位置を指定する。第3制御信号49は、各々の図形に対応した電子線の照射量情報に基づき、電子線50の照射時間を指定する。ここで、第3制御信号49が電子線照射パターン64の複数の微小図形の各々に対応して指定する電子線50の照射時間は、第1時間である。
In step S <b> 23, the electron beam exposure apparatus 3 applies the
ステップS23において、電子線露光装置3は、第3電子線照射データ45に基づいて、電子線照射パターン65の複数の非微小図形の各々の形状に対応するように成形された電子線50をマスク基板51を支持するステージ36の移動に同期させて照射し、複数の非微小図形の各々の位置に対応する露光領域52を感光させる。ここで、制御装置31は、電子線照射パターン65の複数の非微小図形の各々に対応して、第1制御信号47を成形偏向器34に出力し、第2制御信号48をステージ36に出力し、第3制御信号49をブランキング電極37に出力する。第1制御信号47及び第2制御信号48は、電子線照射パターン65の複数の非微小図形の各々の形状及び位置に対応する電子線50の形状及びステージ36の位置を指定する。第3制御信号49は、各々の図形に対応した電子線の照射量情報に基づき、電子線50の照射時間を指定する。ここで、第3制御信号49が電子線照射パターン65の複数の非微小図形の各々に対応して指定する電子線50の照射時間は、第1時間より短い第2時間である。
In step S <b> 23, the electron beam exposure apparatus 3 masks the
微小図形に対応する露光領域52に対する電子線の照射時間が非微小図形に対応する露光領域52に対する電子線の照射時間よりも長いため、微小図形に対応する露光領域52に対する電子線の単位面積あたりの照射量が非微小図形に対応する露光領域52に対する電子線の単位面積あたりの照射量よりも多くなる。微小図形に対応する露光領域52が電子線照射により受けるエネルギーの強度不足が補償されるため、寸法細りが防がれて、OPC処理後マスクパターン62を忠実に再現するマスクパターンがマスク基板51上に形成される。このように作製されたマスクを用いることで、ウエハ上に設計デバイスパターン61を忠実に再現するデバイスパターンが形成される。
Since the irradiation time of the electron beam to the
電子線露光装置3が第2電子線データ44に基づいて電子線50を照射するときの照射量は、第3電子線データ45に基づいて電子線50を照射するときの照射量の110〜200%であることが好ましい。
The irradiation amount when the electron beam exposure apparatus 3 irradiates the
上記実施形態における露光領域52のサイズと露光領域52が電子線照射により受けるエネルギー強度との関係を図14から18を参照して説明する。
The relationship between the size of the
図14(a)は、露光領域52としての露光領域52aを示している。露光領域52aは、辺の長さが500nmの正方形である。図中に露光領域52aの一辺に平行な直線Aが示されている。直線Aは、点A1及びA2において露光領域52aの輪郭線と交わる。図14(b)は、露光領域52としての露光領域52bを示している。露光領域52bは、辺の長さが20nmの正方形である。図中に露光領域52bの一辺に平行な直線Bが示されている。直線Bは、点B1及びB2において露光領域52bの輪郭線と交わる。
FIG. 14A shows an
図15は、マスク基板51上におけるエネルギー強度分布を示すグラフである。縦軸は、電子線照射によってマスク基板51上の被照射面が受けるエネルギーの強度を示す。横軸は、直線A及び直線Bに沿う被照射面上の位置を示す。例えば加速電圧50kV、電流密度15A/cm2の電子線露光装置で露光領域52aを露光した場合、点A1及びA2の間においては、エネルギー強度は位置によらず一定値をとる。点A1の外側においては、収差やクーロン効果により、点A1から離れるほどエネルギー強度が低下し、20〜50nm離れた位置ではエネルギー強度がゼロになる。点A2の外側においても同様である。このようにエネルギー強度が露光領域52aから離れるに従って低下する露光領域52aの周囲の領域は、ブラーの領域と呼ばれる。露光領域52aと同一の条件で露光領域52bを露光した場合、点B1及びB2の間(露光領域52bの内部)においては、露光領域52bのサイズ(20nm)がブラーの領域の幅(20〜50nm)より小さいため、点A1及びA2の間(露光領域52aの内部)に比べてエネルギー強度が低い。
FIG. 15 is a graph showing the energy intensity distribution on the
図16は、加速電圧50kV、電流密度15A/cm2の電子線露光装置で露光した場合の露光領域のサイズと露光領域の内部におけるエネルギー強度との関係を示すグラフである。縦軸は、エネルギー強度を示す。横軸は、露光領域52のサイズを示す。露光領域52のサイズ(辺の長さ)が50nmより大きい場合、露光領域52の内部におけるエネルギー強度は露光領域52のサイズによらず一定である。露光領域52のサイズが50nmより小さい場合、露光領域52のサイズが小さいほど露光領域52の内部におけるエネルギー強度が低い。
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the size of the exposure area and the energy intensity inside the exposure area when exposed by an electron beam exposure apparatus with an acceleration voltage of 50 kV and a current density of 15 A /
図17は、マスク基板51上の露光領域53及び54を示している。幅1000nmのマスクパターン55を形成するために、露光領域53と露光領域54とに電子線が照射される。
FIG. 17 shows
図18は、マスク上の露光領域53の寸法aを0nmから1000nmの範囲に設定し、露光領域54の寸法bを1000−aに設定して電子線を照射した場合に形成されるマスクパターン55の寸法cを示している。縦軸は、寸法cを示す。横軸は寸法aを示す。寸法a又はbが50nmのとき、寸法cが最小となる。したがって、上記実施形態のステップS24における基準寸法は、100nm以下の寸法に設定されることが好ましい。基準寸法は、20〜50nmの範囲に設定されることが特に好ましい。
In FIG. 18, the
微小図形は、OPC処理によって設計デバイスパターン61に付加された補助パターンの一部を構成するものである場合と設計デバイスパターン61の一部を構成するものである場合とがある。上記実施形態によれば、図形の大きさに基づいて電子線の照射量を多くすべき微小図形を選択しているため、どちらの場合であってもOPC処理後マスクパターン62を忠実に再現するマスクパターンがマスク基板51上に形成される。
There are cases where the minute figure constitutes a part of the auxiliary pattern added to the
第1電子線照射パターン63を構成する複数の図形が矩形である場合について説明したが、上記実施形態において複数の図形は台形のような他の形状であってもよい。
Although the case where the plurality of figures constituting the first electron
1…半導体製造装置
2…情報処理装置
21…OPC処理部
22…データ変換部
23…微小図形抽出部
24…差分処理部
3…電子線露光装置
31…制御装置
32…電子銃
33…第1アパチャー
34…成形偏向器
35…第2アパチャー
36…ステージ
37…ブランキング電極
38…ブランキングアパチャー
41…デバイスパターン設計データ(OPC処理前マスクパターンデータ)
42…OPC処理後マスクパターンデータ
43…第1電子線照射データ
44…第2電子線照射データ
45…第3電子線照射データ
47…第1制御信号
48…第2制御信号
49…第3制御信号
50…電子線
51…マスク基板
52、52a、52b、53、54…露光領域
55…マスクパターン
61…設計デバイスパターン(OPC処理前マスクパターン)
62…OPC処理後マスクパターン
63、64、65…電子線照射パターン
71、74…設計デバイスパターン(OPC処理前マスクパターン)
72、75…感光デバイスパターン
73、76…OPC処理後マスクパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
42 ...
62 ...
72, 75 ...
Claims (8)
前記複数の図形の各々に対応するように成形した電子線を基板上の前記各々に対応する図形領域に照射するステップと
を具備し、
前記抽出するステップにおいて、前記微小図形の大きさを前記所定の大きさと比較し、
前記照射するステップにおいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記微小図形に対応する微小図形領域に照射する単位面積あたりの照射量は、前記複数の図形のうち前記抽出するステップにおいて抽出されなかった非微小図形に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記非微小図形に対応する非微小図形領域に照射する単位面積あたりの照射量より多い
半導体装置の製造方法。 Extracting a minute figure smaller than a predetermined size from a plurality of figures constituting a pattern;
Irradiating an electron beam shaped so as to correspond to each of the plurality of figures to a figure area corresponding to each of the figures on a substrate;
In the extracting step, the size of the minute figure is compared with the predetermined size;
In the step of irradiating, the irradiation amount per unit area for irradiating the minute figure region corresponding to the minute figure on the substrate with the electron beam shaped to correspond to the minute figure is the number of the plurality of figures. More than the irradiation amount per unit area for irradiating the non-micro graphic region corresponding to the non-micro graphic on the substrate with the electron beam formed so as to correspond to the non-micro graphic not extracted in the extracting step Production method.
前記複数の図形を表す第1電子線照射データに基づいて、前記各々に対応するように成形した電子線を前記図形領域に照射するステップと、
前記微小図形を表す第2電子線照射データに基づいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記微小図形領域に照射するステップと
を含む
請求項1の半導体装置の製造方法。 The irradiating step comprises:
Irradiating the figure region with an electron beam shaped to correspond to each based on the first electron beam irradiation data representing the plurality of figures;
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising: irradiating the minute figure region with an electron beam shaped so as to correspond to the minute figure based on second electron beam irradiation data representing the minute figure.
前記照射するステップは、
前記第2電子線照射データに基づいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記微小領域に第1照射量だけ照射するステップと、
前記第3電子線照射データに基づいて、前記非微小図形に対応するように成形した電子線を前記非微小図形領域に前記第1照射量より少ない第2照射量だけ照射するステップと
を含む
請求項1の半導体装置の製造方法。 Generating third electron beam irradiation data representing the non-micro figure based on the first electron beam irradiation data representing the plurality of figures and the second electron beam irradiation data representing the micro figures,
The irradiating step comprises:
Irradiating the minute region with a first dose by an electron beam shaped to correspond to the minute figure based on the second electron beam irradiation data;
Irradiating the non-micrographic region with an electron beam shaped so as to correspond to the non-micro figure based on the third electron beam irradiation data by a second irradiation amount smaller than the first irradiation amount. A manufacturing method of a semiconductor device according to Item 1.
前記生成するステップにおいて、前記パターンを前記複数の図形に分割する
請求項2又は3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 Generating the first electron beam irradiation data from pattern data representing the pattern,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein in the generating step, the pattern is divided into the plurality of figures.
前記抽出するステップにおいて、前記微小図形の辺の長さを基準寸法と比較する
請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 The plurality of figures are a plurality of rectangles;
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the extracting step, a length of a side of the minute figure is compared with a reference dimension.
前記複数の図形の各々に対応するように成形した電子線を基板上の前記各々に対応する図形領域に照射する電子線露光装置と
を具備し、
前記微小図形抽出部は、前記微小図形の大きさを前記所定の大きさと比較し、
前記電子線露光装置は、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記微小図形に対応する微小図形領域に照射する単位面積あたりの照射量を、前記複数の図形のうち前記微小図形抽出部によって抽出されなかった非微小図形に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記非微小図形に対応する非微小図形領域に照射する単位面積あたりの照射量よりも多くする
半導体製造装置。 A micro figure extraction unit that extracts micro figures smaller than a predetermined size from a plurality of figures constituting a pattern;
An electron beam exposure apparatus that irradiates a figure region corresponding to each of the electron beams formed on the substrate with an electron beam shaped so as to correspond to each of the plurality of figures;
The minute figure extraction unit compares the size of the minute figure with the predetermined size,
The electron beam exposure apparatus is configured to calculate an irradiation amount per unit area for irradiating a minute figure region corresponding to the minute figure on the substrate with an electron beam shaped to correspond to the minute figure among the plurality of figures. More than the irradiation amount per unit area for irradiating the non-micro graphic area corresponding to the non-micro graphic on the substrate with the electron beam shaped to correspond to the non-micro graphic not extracted by the micro graphic extracting unit Semiconductor manufacturing equipment.
前記複数の図形を表す第1電子線照射データに基づいて、前記各々に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記図形領域に照射し、
前記微小図形を表す第2電子線照射データに基づいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記微小図形領域に照射する
請求項6の半導体製造装置。 The electron beam exposure apparatus comprises:
Based on the first electron beam irradiation data representing the plurality of figures, the figure region on the substrate is irradiated with the electron beam formed to correspond to each of the figures,
The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 6, wherein an electron beam shaped so as to correspond to the minute figure is irradiated on the minute figure region based on second electron beam irradiation data representing the minute figure.
前記電子線露光装置は、
前記第2電子線照射データに基づいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記微小領域に第1照射量だけ照射し、
前記第3電子線照射データに基づいて、前記非微小図形に対応するように成形した電子線を前記非微小図形領域に前記第1照射量より少ない第2照射量だけ照射する
請求項6の半導体製造装置。 A data generation unit configured to generate third electron beam irradiation data representing the non-micro figure based on the first electron beam irradiation data representing the plurality of figures and the second electron beam irradiation data representing the minute figure; ,
The electron beam exposure apparatus comprises:
Based on the second electron beam irradiation data, the electron beam shaped to correspond to the minute figure is irradiated to the minute region by the first dose,
7. The semiconductor according to claim 6, wherein, based on the third electron beam irradiation data, an electron beam shaped so as to correspond to the non-microscopic figure is irradiated to the non-micrographic area by a second irradiation amount smaller than the first irradiation amount. Manufacturing equipment.
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