(57)【要約】【課題】パターン創生機能を生かしつつ、スループットの向上を図ることのできる電子ビーム露光方法、この電子ビーム露光方法を用いて製造された半導体装置、露光パターンデータ処理方法および露光パターンデータを処理するためのプログラムを提供する。【解決手段】配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを有する集積回路パターンを基板面に電子ビームによって露光する電子ビーム露光方法において、分断された各配線パターンａ，ｂおよびこの各配線パターンから延在してパッド部パターンｃの位置で重なりを有する複数の矩形パターンＡ′，Ｂ′を、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第１の工程と、第１の工程で分割した複数の矩形パターンを順次露光することによりパッド部パターンｃの位置で多重露光を行う第２の工程とを有することを特徴とする。【選択図】　図１
2004087715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを有する集積回路パターンを基板面に電子ビームによって露光する電子ビーム露光方法において、
分断された各配線パターンおよび該各配線パターンから延在して前記パッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第１の工程と、
第１の工程で分割した複数の矩形パターンを順次露光することにより前記パッド部パターンの位置で多重露光を行う第２の工程とを有することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項２】
第１の工程で前記各配線パターンから延在する前記複数の矩形パターンが重なる面積を変えることによって前記パッド部パターンの面積を制御する請求項１に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項３】
１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを有する集積回路パターンを基板面に電子ビームによって露光する電子ビーム露光方法において、
前記配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第１の工程と、
第１の工程で分割した複数の矩形パターンを所定の露光量で順次露光するとともに、前記パッド部パターンを前記露光量よりも少ない露光量で前記所定の寸法の矩形パターンに重ねて露光する第２の工程とを有することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項４】
１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを有する集積回路パターンを基板面に電子ビームによって露光する電子ビーム露光方法において、
前記配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第１の工程と、
前記パッド部パターンを前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の工程と、
第１の工程で分割した複数の矩形パターンを所定の露光量で順次露光するとともに、第２の工程で分割した複数の矩形パターンを前記露光量よりも少ない露光量で前記所定の寸法の矩形パターンに重ねて順次露光する第３の工程とを有することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項５】
前記配線パターンは溝配線パターンであって、前記基板面にはポジ型レジストからなる膜が形成されている請求項１〜４に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項６】
前記配線パターンは溝配線以外の配線パターンであって、前記基板面にはネガ型レジストからなる膜が形成されている請求項１〜４に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項７】
請求項１〜６に記載の電子ビーム露光方法を用いて製造された半導体装置。
【請求項８】
電子ビーム露光装置に用いる露光パターンデータ処理方法において、
前記露光パターンデータから、配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを抽出する第１の工程と、
第１の工程で抽出したパッド部パターンによって分断された各配線パターンおよび該各配線パターンから延在して前記パッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の工程と、
前記露光パターンデータから、１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを抽出する第３の工程と、
第３の工程で抽出したパッド部パターンに接続する配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第４の工程と、
第３の工程で抽出したパッド部パターンに第４の工程で分割した矩形パターンよりも少ない露光量を与える第５の工程と、
第１の工程または第３の工程で抽出されたパッド部パターンに接続していない配線パターンを前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第６の工程とを有することを特徴とする露光パターンデータ処理方法。
【請求項９】
電子ビーム露光装置に用いる露光パターンデータ処理方法において、
前記露光パターンデータから、配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを抽出する第１の工程と、
第１の工程で抽出したパッド部パターンによって分断された各配線パターンおよび該各配線パターンから延在して前記パッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の工程と、
前記露光パターンデータから、１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを抽出する第３の工程と、
第３の工程で抽出したパッド部パターンに接続する配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第４の工程と、
第３の工程で抽出したパッド部パターンを前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第５の工程と、
第５の工程で分割した矩形パターンに第４の工程で分割した矩形パターンよりも少ない露光量を与える第６の工程と、
第１の工程または第３の工程で抽出されたパッド部パターンに接続していない配線パターンを前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第７の工程とを有することを特徴とする露光パターンデータ処理方法。
【請求項１０】
電子ビーム露光装置に用いる露光パターンデータを処理するためのプログラムであって、
前記露光パターンデータから、配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを抽出する第１の処理と、
第１の処理で抽出したパッド部パターンによって分断された各配線パターンおよび該各配線パターンから延在して前記パッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の処理と、
前記露光パターンデータから、１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを抽出する第３の処理と、
第３の処理で抽出したパッド部パターンに接続する配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第４の処理と、
第３の処理で抽出したパッド部パターンに第４の処理で分割した矩形パターンよりも少ない露光量を与える第５の処理と、
第１の処理または第３の処理で抽出されたパッド部パターンに接続していない配線パターンを前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第６の処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
電子ビーム露光装置に用いる露光パターンデータを処理するためのプログラムであって、
前記露光パターンデータから、配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを抽出する第１の処理と、
第１の処理で抽出したパッド部パターンによって分断された各配線パターンおよび該各配線パターンから延在して前記パッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の処理と、
前記露光パターンデータから、１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを抽出する第３の処理と、
第３の処理で抽出したパッド部パターンに接続する配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第４の処理と、
第３の処理で抽出したパッド部パターンを前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第５の処理と、
第５の処理で分割した矩形パターンに第４の処理で分割した矩形パターンよりも少ない露光量を与える第６の処理と、
第１の処理または第３の処理で抽出されたパッド部パターンに接続していない配線パターンを前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第７の処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム露光方法、半導体装置、露光パターンデータ処理方法および露光パターンデータを処理するためのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体集積回路製造技術においては、レチクルを用いた光露光技術が主流であった。これは、光による転写のスループットが非常に高く、量産性に富んでいることによるものである。
【０００３】
しかしながら、近年、半導体装置の集積度の増加に伴い個々の素子の寸法は微小化が進み、各素子を構成する半導体領域の寸法も微細化されている。これに伴い、光露光技術ではそのパターン寸法が限界解像度に近づきつつあることから、より高解像度の露光技術の開発が急務となっている。こうしたなかで、電子ビーム露光技術は本質的に優れた解像度を有しているために、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）を代表とする最先端デバイスの開発に適用されている他、一部ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）の生産にも用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電子ビーム露光技術では、電子銃で回路１つ１つを一筆書きの要領で描画しなければならずスループットが低くなるために、デバイスの量産には不向きであるという問題があった。
【０００５】
上記の問題を打破するべく最初に提案されたのが、可変整形ビーム法である。この方法は、通常のポイントビームで露光を行う場合、比較的広い面積のパターンを露光するためには複数個のポイントが必要となる点に着目したものであり、矩形形状の第１および第２のアパーチャコーナー部分の切り合いを利用し、縦横の寸法が任意である矩形形状の電子ビームを発生させることによって、スループットの向上を図ろうとするものである。可変整形ビーム法によれば、最大ショットサイズを超えない範囲で任意の寸法を有する矩形形状の電子ビームを発生させてこれを１ショットで露光することから、ポイントビームによる露光に比較して処理速度の向上が実現された。しかしながら、この技術をもってしても半導体集積回路の集積度の向上に追いつくことはできず、さらなるスループットの向上を実現しうる方法が模索された。
【０００６】
続いて提案されたのは、部分一括法である。この方法は、開発したデバイス製造会社によって、キャラクタープロジェクション法、セルプロジェクション法またはブロック露光法など様々な名称が付されているが、本質的な原理はどれも同じである。部分一括法は、スループットの向上にはショット数の低減がポイントとなることに着目したものであり、一定回数以上繰り返し出現するパターンを予め決められた範囲に収納したアパーチャとして作成しておくものである。すなわち、部分一括法によれば、繰り返しの多いパターンはアパーチャを用いて露光される一方、繰り返しの少ないパターンは前述した可変整形ビーム法で露光される。したがって、全てのパターンを可変整形ビーム法を用いて露光するよりもショット数を減らすことができるので、一層スループットの向上を図ることができる。尚、この場合、予めパターンを作りこんだアパーチャは一見するとレチクルのようであるが、レチクルは特定のデバイスにおける特定の層ごとに設けられるのに対し、部分一括法におけるアパーチャは、同一のパターンを有する複数のデバイスに使用されるものであるからレチクルとは本質的に異なるものである。
【０００７】
部分一括法を用いて電子線露光を行う装置の構成例を図４に示す。電子源３より放射された電子ビーム４は、ビーム成形用の第１のアパーチャ５によって矩形形状に成形される。その後、第１のアパーチャ５を通過した電子ビーム４は、図示しない偏光器によって、第２のアパーチャ６上の選択されたパターンを通過するように偏光される。第２のアパーチャ６上には、部分一括露光するパターンとして予め抽出されたパターンが形成されている。その後、電子ビーム４は図示しない対物レンズおよび偏光器によって縮小された後、ウェハ７上の所望の位置に第２のアパーチャ６上のパターンを転写する。続いて、ウェハ７が搭載されたステージ８が移動して、先に露光を行った領域とは異なる領域についての露光が行われる。
【０００８】
このように、半導体チップ上のパターンは分割されてアパーチャ上に配置され、１ショットごとにウェハに対して電子ビームが相対的に移動することにより所望のパターンの描画が行われる。
【０００９】
しかしながら、上述したように、部分一括法では繰り返しの多いパターンはアパーチャを用いて露光されるが、繰り返しの少ないパターンは可変整形ビーム法によって露光される。この繰り返しの少ないパターンを形成する従来例について以下に説明する。
【００１０】
図５は、半導体チップ上に転写された配線パターンの平面図の一例である。図において、９は半導体チップの電極端子と電気的に接続されるパッド部パターンである。また、１０および１１はパッド部パターン９に接続して設けられる直線状の配線パターン部である。すなわち、図の配線パターン１２は、直線状の配線パターン部１０，１１の間にパッド部パターン９が形成されている例を表わしている。このような場合、従来は、例えば、直線状の配線パターン部１０をショットした後、電子ビームを移動させてパッド部パターン９をショットし、さらに電子ビームを移動させて直線状の配線パターン部１１をショットすることによって、配線パターン１２を形成していた。すなわち、配線パターン１２を形成するのに合計３回のショットを必要としていた。
【００１１】
また、図６は、半導体チップ上に転写された配線パターンの平面図の他の例である。図の配線パターン１３では、直線状の配線パターン部１４の端部にパッド部パターン１５が形成されている。このような場合においても、従来は、例えば、直線状の配線パターン１４をショットした後、電子ビームを移動させてパッド部パターン１５をショットすることによって、配線パターン１３を形成していた。すなわち、配線パターン１３を形成するのに合計２回のショットを必要としていた。また、これらのショットは同じ露光量で行っていたために、（１回のショットに要する露光時間）×（ショット回数）に等しい時間の露光時間を要していた。
【００１２】
上述したように、部分一括法によれば可変成形ビーム法に比較して全体のショット数を低減させることができるが、繰り返しの少ないパターンでは可変成形ビーム法を用いて露光を行うことが必要となるために、スループットの向上は十分ではなかった。例えば、８インチサイズのウェハの処理速度は１時間あたり数枚程度であり、生産性の点から考えると実用化には遠いものであった。
【００１３】
一方、電子ビーム露光技術においても光露光技術と同様に、半導体チップと同じイメージのレチクルを導入しようとの気運が高まった。こうした中で提案されたのが電子線投影リソグラフィ技術であり、レチクルイメージを一括転写することでフォトリソグラフィー技術並みのスループットを実現しようとするものである。例えば、ＡＴ＆Ｔベル研究所のグループによるＳＣＡＬＰＥＬという技術として、また、株式会社ニコンと日本アイ・ビー・エム株式会社との共同研究開発組織によるＰＲＥＶＡＩＬという技術によって具現化されようとしている。しかしながら、この方法は電子ビーム露光技術の最大の特徴であるパターン創生機能を完全に殺したものであり、技術の成否はマスク次第という問題を有している。
【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明は、パターン創生機能を生かしつつ、スループットの向上を図ることのできる電子ビーム露光方法、この電子ビーム露光方法を用いて製造された半導体装置、露光パターンデータ処理方法およびこの露光パターンデータを処理するためのプログラムを提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを有する集積回路パターンを基板面に電子ビームによって露光する電子ビーム露光方法において、分断された各配線パターンおよびこの各配線パターンから延在してパッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第１の工程を行い、次に、第１の工程で分割した複数の矩形パターンを順次露光することによりパッド部パターンの位置で多重露光を行う第２の工程を行うことを特徴とする。電子ビームは、基板上に形成された薄膜に照射されてもよい。例えば、電子ビームを半導体基材上に照射してもよい。また、矩形パターンは配線パターンに接続したパターンであり、複数の矩形パターンがパッド部パターンの位置で重なりを有するように位置している。
【００１７】
本発明によれば、第１の工程で各配線パターンから延在する複数の矩形パターンが重なる面積を変えることによって、パッド部パターンの面積を制御することができる。
【００１８】
また、本発明は、１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを有する集積回路パターンを基板面に電子ビームによって露光する電子ビーム露光方法において、この配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第１の工程を行い、次に、第１の工程で分割した複数の矩形パターンを所定の露光量で順次露光するとともに、パッド部パターンをこの露光量よりも少ない露光量で、配線パターンに加えた所定の寸法の矩形パターンに重ねて露光する第２の工程を行うことを特徴とする。電子ビームは、基板上に形成された薄膜に照射されてもよい。例えば、電子ビームを半導体基材上に照射してもよい。
【００１９】
また、本発明は、１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを有する集積回路パターンを基板面に電子ビームによって露光する電子ビーム露光方法において、この配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第１の工程を行い、次に、パッド部パターンを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の工程を行い、さらに、第１の工程で分割した矩形パターンを所定の露光量で順次露光するとともに、第２の工程で分割した複数の矩形パターンをこの露光量よりも少ない露光量で、配線パターンに加えた所定の寸法の矩形パターンに重ねて露光する第３の工程を行うことを特徴とする。電子ビームは、基板上に形成された薄膜に照射されてもよい。例えば、電子ビームを半導体基材上に照射してもよい。
【００２０】
配線パターンは溝配線パターンとすることができ、その場合、基板面にはポジ型レジストからなる膜を形成することができる。
【００２１】
配線パターンは溝配線以外の配線パターンとすることもでき、その場合、基板面にはネガ型レジストからなる膜を形成することができる。
【００２２】
また、本発明は、上記電子ビーム露光方法を用いて製造された半導体装置に関する。
【００２３】
また、本発明は、電子ビーム露光装置に用いる露光パターンデータ処理方法において、この露光パターンデータから配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを抽出する第１の工程と、第１の工程で抽出したパッド部パターンによって分断された各配線パターンおよびこの各配線パターンから延在してパッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、前記電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の工程と、露光パターンデータから１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを抽出する第３の工程と、第３の工程で抽出したパッド部パターンに接続する配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第４の工程と、第３の工程で抽出したパッド部パターンに第４の工程で分割した矩形パターンよりも少ない露光量を与える第５の工程と、第１の工程または第３の工程で抽出されたパッド部パターンに接続していない配線パターンを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第６の工程とを有することを特徴とする露光パターンデータ処理方法に関する。ここで、矩形パターンは配線パターンに接続したパターンであり、複数の矩形パターンがパッド部パターンの位置で重なりを有するように位置している。
【００２４】
また、本発明は、電子ビーム露光装置に用いる露光パターンデータ処理方法において、この露光パターンデータから配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを抽出する第１の工程と、第１の工程で抽出したパッド部パターンによって分断された各配線パターンおよびこの各配線パターンから延在してパッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の工程と、露光パターンデータから１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを抽出する第３の工程と、第３の工程で抽出したパッド部パターンに接続する配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第４の工程と、第３の工程で抽出したパッド部パターンを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第５の工程と、第５の工程で分割した矩形パターンに第４の工程で分割した矩形パターンよりも少ない露光量を与える第６の工程と、第１の工程または第３の工程で抽出されたパッド部パターンに接続していない配線パターンを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第７の工程とを有することを特徴とする露光パターンデータ処理方法に関する。ここで、矩形パターンは配線パターンに接続したパターンであり、複数の矩形パターンがパッド部パターンの位置で重なりを有するように位置している。
【００２５】
また、本発明は、電子ビーム露光装置に用いる露光パターンデータを処理するためのプログラムであって、この露光パターンデータから配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを抽出する第１の処理と、第１の処理で抽出したパッド部パターンによって分断された各配線パターンおよびこの各配線パターンから延在してパッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の処理と、露光パターンデータから１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを抽出する第３の処理と、第３の処理で抽出したパッド部パターンに接続する配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第４の処理と、第３の処理で抽出したパッド部パターンに第４の処理で分割した矩形パターンよりも少ない露光量を与える第５の処理と、第１の処理または第３の処理で抽出されたパッド部パターンに接続していない配線パターンを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第６の処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。ここで、矩形パターンは配線パターンに接続したパターンであり、複数の矩形パターンがパッド部パターンの位置で重なりを有するように位置している。
【００２６】
さらに、本発明は、電子ビーム露光装置に用いる露光パターンデータを処理するためのプログラムであって、この露光パターンデータから配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを抽出する第１の処理と、第１の処理で抽出したパッド部パターンによって分断された各配線パターンおよびこの各配線パターンから延在して前記パッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第２の処理と、露光パターンデータから１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを抽出する第３の処理と、第３の処理で抽出したパッド部パターンに接続する配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第４の処理と、第３の処理で抽出したパッド部パターンを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第５の処理と、第５の処理で分割した矩形パターンに第４の処理で分割した矩形パターンよりも少ない露光量を与える第６の処理と、第１の処理または第３の処理で抽出されたパッド部パターンに接続していない配線パターンを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する第７の処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。ここで、矩形パターンは配線パターンに接続したパターンであり、複数の矩形パターンがパッド部パターンの位置で重なりを有するように位置している。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２８】
実施の形態１．
図１（ａ）は、本実施の形態により転写された配線パターンの平面図である。図に示すように、本実施の形態にかかる配線パターン１は、直線状の配線パターン部ａ，ｂの間に矩形状のパッド部パターンｃが形成された構造を有する。換言すると、パッド部パターンｃは、直線状の配線パターン部ａ，ｂを有する配線パターンを分断して位置している。ここで、パッド部とは、コンタクトホールやスルーホールなどの接続孔が設けられる領域をいい、接続孔との重ね合わせの位置精度を考慮してデザインルールで規定される配線幅よりも寸法が大きくなるように形成される部分をいう。接続孔は、配線層の上部に形成されてもよいし、配線層の下部に形成されてもよい。
【００２９】
図１（ｂ）は、本実施の形態により図１（ａ）に示す配線パターン１を形成する方法について説明するための平面図である。
【００３０】
本実施の形態においては、まず、パッド部パターンｃによって配線パターン部が分断されて生成した直線状の配線パターン部ａ，ｂ、および、直線状の配線パターン部ａ，ｂから延在してパッド部パターンｃの位置で重なりを有する矩形パターン（図１（ｂ）の矩形パターンＡ′，Ｂ′）を、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する。次に、分割した複数の矩形パターンを順次露光することによりパッド部パターンｃに相当する位置で多重露光を行う。以下、図１を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
図１（ａ）に示す配線パターン１の形成においては、まず、図１（ｂ）に示す矩形パターンＡについての第１のショットを行う。このとき、矩形パターンＡの長手方向の寸法Ｌ１は、図１（ａ）において、直線状の配線パターン部ａの長手方向の寸法ｌ１に所定の寸法Ｌを加えた値とする。ここで、所定の寸法Ｌは、パッド部パターンｃの寸法ｌよりも短い寸法とする。
【００３２】
次に、電子ビームの照射位置を変えて、矩形パターンＢについての第２のショットを行う。電子ビームの照射位置の移動は、図示しないウェハが搭載されたＸ−Ｙステージが移動することによって達成されてもよいし、または、電子ビームに対して偏光が加えられることによって達成されてもよい。第１のショットと同様に、矩形パターンＢの長手方向の寸法Ｌ２は、図１（ａ）において、直線状の配線パターン部ｂの長手方向の寸法ｌ２に所定の寸法Ｌ′を加えた値とする。ここで、所定の寸法Ｌ′は、パッド部パターンｃの寸法ｌ′よりも短い寸法とする。
【００３３】
本実施の形態においては、矩形パターンＡにおいて所定の寸法Ｌを有する矩形パターンＡ′と、矩形パターンＢにおいて所定の寸法Ｌ′を有する矩形パターンＢ′とが重なるように第１のショットおよび第２のショットを行うことを特徴とする。尚、第１のショットと第２のショットの順番は逆であってもよい。また、矩形パターンＡ，Ｂは、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法であることが必要である。これらの寸法が電子ビームの最大ショットサイズ以上である場合には、さらに小さい矩形パターンに分割した後、これらの矩形パターンについて順次ショットを行う。
【００３４】
このようにすることにより、矩形パターンＡ′と矩形パターンＢ′とが重なる部分（以下、重なり部と称す）は、二重露光されたことになる。すなわち、重なり部には、各矩形パターンＡ，Ｂを形成するのに必要な露光量の２倍の露光量の電子ビームが照射されたことになる。したがって、過剰に露光された重なり部では、蓄積エネルギーによって、適正量で露光された重なり部以外の部分（二重露光されていない部分）よりも寸法が大きくなる。
【００３５】
例えば、下地の薄膜をパターニングするためにネガ型レジストを使用した場合には、二重露光された部分での現像液に対するレジストの不溶化面積が他の部分よりも大きくなる結果、レジスト剥離後に残存する下地の薄膜の寸法は二重露光部分、すなわちパッド部パターンに相当する部分で大きくなる。一方、溝配線を形成するためにポジ型レジストを使用した場合には、逆に、二重露光された部分でレジストの現像液に対する可溶化面積が他の部分よりも大きくなる結果、同様にパッド部パターンに相当する部分の寸法が大きくなる。
【００３６】
本発明においては、この寸法が大きくなった重なり部を図１（ａ）に示すパッド部パターンｃとして用いることを特徴とする。すなわち、本実施の形態の方法によれば、パッド部パターン形成のためのショットを行わずに矩形パターンＡ，Ｂを形成するための第１のショットおよび第２のショットのみを行い、これらのショットで形成された矩形パターンＡ′と矩形パターンＢ′との重なりを利用してパット部パターンを形成するので、従来３回必要であったショット数を２回に減らすことができる。
【００３７】
矩形パターンＡ′の寸法Ｌおよび矩形パターンＢ′の寸法Ｌ′は、パッド部パターンの設計値と使用するレジストの感度から適当な値に設定する。ここで、寸法Ｌ，Ｌ′は矩形パターンが重なる部分の面積に相関することから、上記のことは次のように言い換えることができる。すなわち、本実施の形態により形成されるパッド部パターンの寸法制御は、これらの矩形パターンが重なる部分の面積を制御することによって制御することができる。具体的には、重なる部分の面積が大きくなるように設定して第１のショットおよび第２のショットを行えば二重露光される部分の面積が大きくなることから、寸法の大きなパッド部パターンを形成することができる。反対に、重なる部分の面積が小さくなるように設定して第１のショットおよび第２のショットを行えば二重露光される部分の面積が小さくなることから、寸法の小さなパッド部パターンを形成することができる。また、その際、使用するレジストの感度が高い場合には、重なる部分の面積が小さくても二重露光されることにより形成されるパッド部パターンの面積は大きなものとなる。
【００３８】
本実施の形態においては、二重露光することによりパッド部パターンを形成する例について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。多重露光によりパッド部パターンを形成するものであれば、本発明の範囲に含まれる。例えば、パッド部パターンに３本の直線状の配線パターン部が接続している配線パターンを形成する場合には、これら３本の直線状の配線パターン部についてそれぞれ配線端部付近で重なるようにして第１のショット、第２のショットおよび第３のショットを行う。このようにすることにより、ショットが重なる部分は三重露光されて寸法が大きくなるので、この寸法が大きくなった重なり部をパッド部パターンとして用いれば、合計３回のショットで配線パターンを形成することができる。すなわち、従来４回必要であったショット数を３回に減らすことができる。
【００３９】
尚、形成されるパッド部パターンの寸法は、多重露光の回数によっても異なる。例えば二重露光と三重露光とでは露光回数が異なることから、形成されるパッド部パターンの寸法は二重露光された部分より三重露光された部分でより大きくなる。この場合、パッド部パターンの寸法が同じになるようにするには、三重露光部分での直線状の配線パターン部の重なりが小さくなるように設定するなどの調整を行えばよい。但し、多重露光の回数の相違によりパッド部パターンの面積に相違が生じた場合であっても、かかる相違がデザインルールで規定される寸法の範囲内であり、また、接続孔との位置合せに必要なマージンを確保できるのであれば上記調整は不要である。
【００４０】
また、本実施の形態においては、パッド部パターンに接続した１の直線状の配線パターン部に対して他の直線状の配線パターン部が直角方向に位置する例について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。配線パターンを分断して位置するパッド部パターンであれば本発明の適用が可能である。例えば、直線状の配線パターン部が互いに１８０度の角度をなすようにしてパッド部パターンに接続している例にも適用できる。
【００４１】
以上述べたように、本実施の形態によれば、多重露光を利用してパッド部パターンを形成するので、従来独立に行っていたパッド部パターンのショットを行う必要がなくなる。したがって、全体のショット数を減らすことができるので、スループットの向上を図ることができる。
【００４２】
実施の形態２．
図２（ａ）は、本実施の形態により転写された配線パターンの平面図である。図に示すように、本実施の形態における配線パターン２は、直線状の配線パターン部ｄの端部に矩形状のパッド部パターンｅが接続した構造を有する。ここで、パッド部とは、コンタクトホールやスルーホールなどの接続孔が設けられる領域をいい、接続孔との重ね合わせの位置精度を考慮してデザインルールで規定される配線幅よりも寸法が大きくなるように形成される部分をいう。接続孔は、配線層の上部に形成されてもよいし、配線層の下部に形成されてもよい。
【００４３】
図２（ｂ）は、本実施の形態により図２（ａ）に示す配線パターン２を形成する方法について説明するための平面図である。
【００４４】
本実施の形態においては、まず、図２（ａ）における直線状の配線パターン部ｄに、図２（ｂ）における所定の寸法の矩形パターンＣ′を加えた矩形パターンＣを電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する矩形パターンに分割する。次に、分割した矩形パターンを所定の露光量で順次露光するとともに、パッド部パターンＤをこの露光量よりも少ない露光量で矩形パターンＣ′に重ねて露光する。以下、図２を参照しながら詳細に説明する。
【００４５】
図２（ａ）に示す配線パターン２の形成においては、まず、図２（ｂ）に示す矩形パターンＣについての第１のショットを行う。このとき、矩形パターンＣの長手方向の寸法Ｌ３は、図１（ａ）において、直線状の配線パターン部ａの長手方向の寸法ｌ３に所定の寸法Ｌ″を加えた値とする。ここで、所定の寸法Ｌ″は、パッド部パターンｅの長さｌ″よりも短い寸法とする。
【００４６】
次に、電子ビームの照射位置を変え、パッド部パターンＤについての第２のショットを行う。ここで、第２のショットの露光量は、第１のショットの露光量よりも少ない値とする。電子ビームの照射位置の移動は図示しないウェハが搭載されたＸ−Ｙステージが移動することによって達成されてもよいし、または、電子ビームに対して偏光が加えられることによって達成されてもよい。パッド部パターンＤの寸法は、従来と同様にして、形成するパッド部パターンｅの寸法から決定する。
【００４７】
本実施の形態においては、矩形パターンＣにおいて所定の寸法Ｌ″を有する矩形パターンＣ′と、パッド部パターンＤとが重なるように第１のショットおよび第２のショットを行うことを特徴とする。尚、第１のショットと第２のショットの順番は逆であってもよい。また、矩形パターンＣおよびパッド部パターンＤは、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法であることが必要である。これらの寸法が電子ビームの最大ショットサイズ以上である場合には、さらに小さい矩形パターンに分割した後、これらの矩形パターンについて順次ショットを行う。
【００４８】
このようにすることにより、矩形パターンＣ′とパッド部パターンＤとが重なる部分（以下、重なり部と称す）は、二重露光されたことになる。したがって、蓄積エネルギーによって重なり部の寸法は、二重露光されていない部分の寸法よりも大きくなる。本発明においては、この寸法が大きくなった重なり部を図２（ａ）に示すパッド部パターンｅとして用いることを特徴とする。
【００４９】
本実施の形態は、実施の形態１と異なり、従来と同様に第１のショットに加えてパッド部パターン形成のための第２のショットを行う。しかしながら、本実施の形態では、直線状の配線パターン部について第１のショットを行う際にパッド部パターンまで含めた部分をショットし、このとき蓄積したエネルギーを利用してパッド部パターン形成のための第２のショットを行うので、パッド部パターンをショットする際の露光量を従来よりも少なくすることができることを特徴としている。ここで、露光量は露光時間によって制御されることから、露光量を少なくすることができるということは露光時間を短くすることができることを意味する。すなわち、本実施の形態によれば、ショット数は従来の方法と同じであるが、配線パターン形成に必要な全体の露光時間を従来よりも短くすることができるので、スループットの向上を図ることができる。
【００５０】
直線状の配線パターンを形成するための第１のショットの露光量に対して、パッド部パターンを形成するための第２のショットの露光量をどの程度少なくすることができるかは、使用するレジストの感度に依存する。一般に、レジストの感度が大きいほど少ない露光量で大きな寸法変動が得られる。したがって、感度の大きなレジストを使用する場合の方が感度の小さなレジストを使用する場合よりも、第２のショットの露光量を少なくすることができる。また、化学増幅型のレジストを使用する場合には、拡散を積極的に利用したもの、すなわち拡散長の長いタイプのものの方が第２のショットの露光量を少なくすることができる。
【００５１】
本実施の形態において使用されるレジストは、ネガ型であってもよいし、ポジ型であってもよい。例えば、下地の薄膜をパターニングするためにネガ型レジストを使用した場合には、二重露光された部分での現像液に対するレジストの不溶化面積が他の部分よりも大きくなる結果、レジスト剥離後に残存する下地の薄膜の寸法は二重露光部分、すなわちパッド部パターンに相当する部分で大きくなる。一方、溝配線を形成するためにポジ型レジストを使用した場合には、逆に、二重露光された部分でレジストの現像液に対する可溶化面積が他の部分よりも大きくなる結果、同様にパッド部パターンに相当する部分の寸法が大きくなる。
【００５２】
以上述べたように、本実施の形態によれば、多重露光を利用してパッド部パターンを形成するので、第２のショットの露光量を従来よりも少なくすることができる。したがって、従来の（１回のショットに要する露光時間）×（ショット回数）に等しい露光時間よりも短くすることができるので、スループットの向上が可能となる。
【００５３】
実施の形態３．
図３は、本発明にかかる電子ビーム露光法に用いられる露光パターンデータ処理方法を示したものである。図３に示すように、まず、露光パターンデータからパッド部パターンを抽出する。具体的には、集積回路設計用パターンデータから接続孔が形成される箇所（コンタクトノード）を検出する。接続孔は配線層の上部および下部のいずれに形成されていてもよいので、対象となる配線層のデータを、上部接続孔層のデータおよび下部接続孔層のデータと比較することによってパッド部パターンを抽出する。
【００５４】
次に、パッド部パターンがある場合には、この中から配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを抽出する。その後、この抽出したパッド部パターンによって分断された各配線パターンおよびこの各配線パターンから延在してパッド部パターンの位置で重なりを有する複数の矩形パターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する。
【００５５】
次に、１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを抽出する。その後、この抽出したパッド部パターンに接続する配線パターンに所定の寸法の矩形パターンを加えたパターンを、電子ビームの最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する。また、抽出したパッド部パターンが電子ビームの最大ショットサイズより大きな寸法を有する場合には、これ以下の寸法を有する矩形パターンに分割する。次に、パッド部パターンまたは（パッド部パターンを分割した）矩形パターンに、配線パターンを分割して得た矩形パターンよりも少ない露光量を付与する。
【００５６】
続いて、配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンまたは１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンに接続していない配線パターンについて、通常の矩形分割を行う。すなわち、個々の電子ビーム露光装置に固有の矩形電子ビームによる最大ショットサイズ以下の寸法を有する複数の矩形パターンに分割する。
【００５７】
次に、これらの矩形分割データを、使用する電子ビーム露光装置固有のフォーマットに変換する。
【００５８】
以上の処理を最後のパターンまで繰り返す。
【００５９】
本実施の形態によれば、パッド部形成箇所を抽出し、その部分について多重露光を利用することによりパット部を形成するので、従来法に比較してスループットの向上を図ることができる。
【００６０】
また、本実施の形態によれば、光露光技術におけるようなマスクの頻繁な改版を必要としないので、コスト削減に有効である。
【００６１】
【実施例】
実施例１．
配線レイアウトデータを、セイコーインスツルメンツ社の集積回路用ＣＡＤ（ＳＸ９０００）を用いて作成した。このデータをＧＤＳ−ＩＩのストリームフォーマット（ＧＤＳ−ＩＩフォーマット）に変換した後、日立電子線描画装置用フォーマット（ＰＦＨ）に変換した。この際、本発明にかかる露光方法が適用可能であるデータを出力することのできる自作のデータ変換ソフトを用いた。その後、変換したデータを電子線描画装置ＨＬ８００Ｄ（日立製作所製）に入力した。尚、１チップ分の総図形数は４，２０３，５９４個であった。
【００６２】
溝型配線を想定し、以下の手順でポジ型レジストパターンの形成を行った。
【００６３】
まず、８インチサイズのシリコンウェハの表面に０．５μｍの膜厚でシリコン酸化膜を形成した後、ヘキサメチルジシラザン蒸気で表面疎水化処理を行った。次に、この上にＺＥＰ−５２０（日本ゼオン社製電子線ポジ型レジスト）を塗布した後、１１０℃で９０秒間ソフトベークして膜厚０．５μｍのレジスト膜を形成した。
【００６４】
次に、このウェハを電子線描画装置ＨＬ８００Ｄの真空室へ搬送し、位置合せ後、上記データを描画した。描画終了後、真空室から取り出し、ディップ法により専用現像液（主成分メチルエチルケトン）で現像してからリンスを行った。乾燥後、平行平板型ドライエッチング装置を用いて、塩素系ガスのプラズマを利用することによりエッチングを行った。レジストをＲＡストリッパで剥離した後、水洗、乾燥したところ、溝型配線パターンが形成されたシリコン酸化膜を得た。
【００６５】
得られたパターンの線幅分布を線幅測定器を用いて側定した。具体的には、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて撮影した写真から線幅をパターン認識により自動的に読み取り、その数値を線幅測定器が備える入力装置へ入力することにより行った。その結果、溝型配線パターンが正常に形成されていることがわかった。
【００６６】
本実施例において、直線状の配線パターン部およびパッド部を有しない他の矩形状パターンでの露光量は７０μＣ／ｃｍ２とし、パッド部での露光量はこれより少ない値とした。ウェハ上で４０個のチップについて露光したところ、７０分の露光時間を要した。
【００６７】
実施例２．
配線レイアウトデータを、セイコーインスツルメンツ社の集積回路用ＣＡＤ（ＳＸ９０００）を用いて作成した。このデータをＧＤＳ−ＩＩのストリームフォーマット（ＧＤＳ−ＩＩフォーマット）に変換した後、日立電子線描画装置用フォーマット（ＰＦＨ）に変換した。この際、本発明にかかる露光方法が適用可能であるデータを出力することのできる自作のデータ変換ソフトを用いた。その後、変換したデータを電子線描画装置ＨＬ８００Ｄ（日立製作所製）に入力した。尚、１チップ分の総図形数は４，２０３，５９４個であった。
【００６８】
通常のアルミニウム（Ａｌ）配線を想定し、以下の手順でネガ型レジストパターンの形成を行った。
【００６９】
まず、８インチサイズのシリコンウェハの表面に０．１μｍの膜厚でシリコン酸化膜を形成した後、０．５μｍの膜厚でアルミニウム（Ａｌ）／シリコン（Ｓｉ）／銅（Ｃｕ）からなる合金を形成した。次に、ヘキサメチルジシラザン蒸気で表面疎水化処理を行った。その後、この上に化学増幅型レジストであるＮＥＢ−２２（住友化学社製電子線ネガ型レジスト）を塗布した後、１１０℃で９０秒間ソフトベークして膜厚０．５μｍのレジスト膜を形成した。
【００７０】
次に、このウェハを電子線描画装置ＨＬ８００Ｄの真空室へ搬送し、位置合せ後、上記データを描画した。描画終了後、真空室から取り出してＰＥＢ（Ｐｏｓｔ　Ｅｐｏｓｕｒｅ　Ｂａｋｅ）を１１０℃で９０秒間行った後、ディップ法によりＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）の２．３８％水溶液で現像し、水洗、乾燥を行った。平行平板型ドライエッチング装置を用いて、塩素系ガスのプラズマを利用することによりエッチングを行った。レジストをＲＡストリッパで剥離した後、水洗、乾燥したところ、アルミニウム配線パターンが形成されたウェハを得た。
【００７１】
得られたパターンの線幅分布を線幅測定器を用いて側定した。具体的には、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて撮影した写真から線幅をパターン認識により自動的に読み取り、その数値を線幅測定器が備える入力装置へ入力することにより行った。その結果、アルミニウム配線パターンが正常に形成されていることがわかった。
【００７２】
本実施例において、直線状の配線パターン部およびパッド部を有しない他の矩形状パターンでの露光量は１４μＣ／ｃｍ２とし、パッド部での露光量はこれより少ない値とした。ウェハ上で４０個のチップについて露光したところ、４８分の露光時間を要した。
【００７３】
【比較例】
比較例１．
配線レイアウトデータを、セイコーインスツルメンツ社の集積回路用ＣＡＤ（ＳＸ９０００）を用いて作成した。このデータをＧＤＳ−ＩＩのストリームフォーマット（ＧＤＳ−ＩＩフォーマット）に変換した後、日立電子線描画装置用フォーマット（ＰＦＨ）に変換した。この際、トランスクリプションエンタープライズ社のデータ変換ソフトＣＡＴＳを用いた。その後、変換したデータを電子線描画装置ＨＬ８００Ｄ（日立製作所製）に入力した。尚、１チップ分の総図形数は４，４１２，３４７個であった。
【００７４】
溝型配線を想定し、実施例１と同様の手順でポジ型レジストパターンの形成を行った後、エッチングによりシリコン酸化膜上に溝型配線パターンを形成した。
【００７５】
本比較例において、露光量は７０μＣ／ｃｍ２とした。ウェハ上で４０個のチップについて露光したところ、８８分の露光時間を要した。
【００７６】
比較例２．
配線レイアウトデータを、セイコーインスツルメンツ社の集積回路用ＣＡＤ（ＳＸ９０００）を用いて作成した。このデータをＧＤＳ−ＩＩのストリームフォーマット（ＧＤＳ−ＩＩフォーマット）に変換した後、日立電子線描画装置用フォーマット（ＰＦＨ）に変換した。この際、トランスクリプションエンタープライズ社のデータ変換ソフトＣＡＴＳを用いた。その後、変換したデータを電子線描画装置ＨＬ８００Ｄ（日立製作所製）に入力した。尚、１チップ分の総図形数は４，４１２，３４７個であった。
【００７７】
通常のアルミニウム（Ａｌ）配線を想定し、実施例２と同様の手順でネガ型レジストパターンの形成を行った後、エッチングによりウェハ上にアルミニウム配線パターンを形成した。
【００７８】
本比較例において、露光量は１４μＣ／ｃｍ２とした。ウェハ上で４０個のチップについて露光したところ、５７分の露光時間を要した。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、配線パターンを分断して位置する矩形状のパッド部パターンを多重露光を利用することによって形成するので、従来独立に行っていたパッド部パターン形成のためのショットを行う必要がなくなる。したがって、全体のショット数を減らすことができるので、スループットの向上を図ることができる。
【００８０】
また、本発明によれば、１の配線パターンの端部で接続する矩形状のパッド部パターンを多重露光を利用することによって形成するので、全体の露光時間を従来よりも少なくすることができる。したがって、スループットの向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は実施の形態１により転写された配線パターンの平面図であり、図１（ｂ）は実施の形態１による配線パターンの形成方法についての説明図である。
【図２】図２（ａ）は実施の形態２により転写された配線パターンの平面図であり、図２（ｂ）は実施の形態２による配線パターンの形成方法についての説明図である。
【図３】本発明にかかる電子ビーム露光法に用いられる露光パターンデータ処理方法を示す図である。
【図４】部分一括法を用いて電子線露光を行う装置の構成図である。
【図５】半導体チップ上に転写された従来の配線パターンの平面図である。
【図６】半導体チップ上に転写された従来の配線パターンの平面図である。
【符号の説明】
１，２，１２，１３　配線パターン、　３　電子源、　４　電子ビーム、　５　第１のアパーチャ、　６　第２のアパーチャ、　７　ウェハ、　８　ステージ、９，１５　パッド部パターン、　１０，１１，１４　直線状配線パターン部。
【図１】
2004087715.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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