JP2019068000A - シミュレーション装置、荷電粒子ビーム描画システム、及び荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウェーハ上に所望の寸法のパターンを形成するためのプロセスマージンを大きくとれるフォトマスクを描画するための描画条件を求める。【解決手段】本実施形態によるシミュレーション装置は、設計データから抽出されたホットスポットのパターンを荷電粒子ビームでショット可能なサイズの複数のショット図形に分割する分割部と、複数の描画条件の各々について、前記ショット図形をショットして得られるマスクパターンを計算するマスクパターン計算部と、前記マスクパターンを用いた露光処理及び現像処理を行った場合に基板上に所定の寸法のパターンが形成可能なプロセスマージンを、各マスクパターンについて計算するプロセスマージン計算部と、前記プロセスマージンに基づいてマスクパターンを選定し、選定したマスクパターンに対応する描画条件を、前記荷電粒子ビーム描画装置に設定する描画条件として決定する決定部と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、シミュレーション装置、荷電粒子ビーム描画システム、及び荷電粒子ビーム描画方法に関する。
LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン(マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。)をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。
微細な回路パターンを形成する方法の一つに、OPC(Optical Proximity Correction:光近接効果補正)技術がある。この技術は、ウェーハに形成されるパターンが設計パターンと一致するように、マスクに形成するパターンを予め補正しておくものである。OPC技術では、メインパターンの脇にアシストパターンが配置される。そのため、マスク上のパターンは複雑なものとなる。このような技術を用いてウェーハにパターンを形成する場合、マスクパターンの線幅や形状に含まれる僅かな誤差が、ウェーハ上のパターン寸法に影響を与えることがあった。
従来の可変成形型電子ビーム描画装置は、描画パターンを様々な大きさの矩形に分割して描画する。電子ビーム描画では、ショットサイズに応じてベストフォーカスが異なるため、ショットサイズによっては描画パターンの寸法に僅かな誤差が生じ得る。
上述のようなOPC技術を用いた複雑なパターンの場合、ショットサイズに起因するパターン寸法の誤差のうち、どの部分の誤差が、ウェーハ上に形成されるパターンの寸法誤差に影響を与えるか、容易に判断することは出来なかった。
本発明は、ウェーハ上に所望の寸法のパターンを形成するためのプロセスマージンを大きくとることができるフォトマスクを描画するための描画条件を求めるシミュレーション装置と、その描画条件で描画を行う荷電粒子ビーム描画システム及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することを課題とする。
本発明の一態様によるシミュレーション装置は、荷電粒子ビーム描画装置で描画処理を行う際の描画条件を決定するシミュレーション装置であって、設計データからホットスポットのパターンを抽出する抽出部と、抽出されたパターンを荷電粒子ビームでショット可能なサイズの複数のショット図形に分割する分割部と、複数の描画条件の各々について、前記ショット図形をショットして得られるマスクパターンを計算するマスクパターン計算部と、前記マスクパターンを用いた露光処理及び現像処理を行った場合に基板上に所定の寸法のパターンが形成可能なプロセスマージンを、各マスクパターンについて計算するプロセスマージン計算部と、前記プロセスマージンに基づいてマスクパターンを選定し、選定したマスクパターンに対応する描画条件を、前記荷電粒子ビーム描画装置に設定する描画条件として決定する決定部と、を備えるものである。
本発明の一態様によるシミュレーション装置において、前記プロセスマージン計算部は、各マスクパターンに対し、複数箇所の寸法が所定範囲内となる共通プロセスマージンを計算する。
本発明の一態様によるシミュレーション装置において、前記決定部は、前記共通プロセスマージンが最大となるマスクパターンを選定する。
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画システムは、前記シミュレーション装置と、前記シミュレーション装置で決定された描画条件に基づいて、描画対象の基板に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム描画装置と、
を備える
を備える
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、荷電粒子ビームを用いてマスクブランクスに描画する図形パターンが配置された設計データからホットスポットのパターンを抽出する工程と、抽出されたパターンを荷電粒子ビームでショット可能なサイズの複数のショット図形に分割する工程と、複数の描画条件の各々について、前記ショット図形をショットして得られるマスクパターンを計算する工程と、前記マスクパターンを用いた露光処理及び現像処理を行った場合に基板上に所定の寸法のパターンが形成可能なプロセスマージンを、各マスクパターンについて計算する工程と、前記プロセスマージンに基づいてマスクパターンを選定し、選定したマスクパターンに対応する描画条件を荷電粒子ビーム描画装置に設定する工程と、前記設計データに基づく描画データを前記荷電粒子ビーム描画装置に入力し、描画対象の基板に荷電粒子ビームを照射する工程と、を備えるものである。
本発明によれば、ウェーハ上に所望の寸法のパターンを形成するためのプロセスマージンを大きくとれるフォトマスクを描画するための描画条件を求めることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施形態に係る電子ビーム描画システム装置の概略図である。電子ビーム描画システムは、制御部100、可変成形型の描画部200、及びシミュレーション装置300を備えている。
描画部200は、電子鏡筒220と描画室230を備えている。電子鏡筒220内には、電子銃201、照明レンズ202、ブランカ203、第1成形アパーチャ204、投影レンズ205、成形偏向器206、第2成形アパーチャ207、対物レンズ208、主偏向器209、及び副偏向器210が配置されている。
描画室230内には、XYステージ211が配置されている。XYステージ211上には、描画対象の基板240が載置される。基板240は、例えばマスクブランクスや半導体装置を製造する際の露光用マスクである。
電子鏡筒220内に設けられた電子銃201(放出部)から放出された電子ビームBは、ブランカ(ブランキング偏向器)203内を通過する際にブランカ203によって、電子ビームを基板に照射するか否か切り替えられる。
電子ビームBは、照明レンズ202により、矩形の開口32(図2参照)を有する第1成形アパーチャ204全体に照射される。第1成形アパーチャ204の開口32を通過することで、電子ビームBは矩形に成形される。
第1成形アパーチャ204を通過した第1アパーチャ像の電子ビームBは、投影レンズ205により、可変成形開口34(図2参照)を有した第2成形アパーチャ207上に投影される。その際、偏向器206によって、第2成形アパーチャ207上に投影される第1アパーチャ像は偏向制御され、可変成形開口34を通過する電子ビームの形状と寸法を変化させる(可変成形を行う)ことができる。
第2成形アパーチャ207の可変成形開口34を通過した第2アパーチャ像の電子ビームBは、対物レンズ208によりフォーカスを調整し、主偏向器209及び副偏向器210によって偏向され、連続的に移動するXYステージ211上に載置された基板240に照射される。
図2は、第1成形アパーチャ204及び第2成形アパーチャ207によるビーム成形を説明するための概略図である。第1成形アパーチャ204には、電子ビームBを成形するための矩形の開口32が形成されている。
第2成形アパーチャ207には、第1成形アパーチャ204の開口32を通過した電子ビームBを所望の形状に成形するための可変成形開口34が形成されている。可変成形開口34は、六角形状部と、該六角形状部に連なる四角形状部とを共有した八角形状である。
第1成形アパーチャ204の開口32と第2成形アパーチャ207の可変成形開口34との両方を通過できるビーム形状36が、連続的に移動するXYステージ211上に搭載された基板240の描画領域に描画される。
制御部100は、制御計算機110、制御回路120、及び記憶部130を有する。記憶部130には、描画データが外部から入力され、格納されている。描画データは、描画したい図形パターンが配置された設計データ(レイアウトデータ)を、制御部100に入力可能なフォーマットに変換したものである。
制御計算機110は、ショットデータ生成部111及び描画制御部112を有する。制御計算機110の各部は、電気回路等のハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、制御計算機110の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを記録媒体に収納し、電気回路を含むコンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
ショットデータ生成部111は、記憶部130から描画データを読み出し、描画データに定義される図形パターンを電子ビームの1回のショットで照射できる最大ショットサイズで分割し、分割したショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、ショット形状、ショットサイズ、ショット位置等の情報が含まれている。
描画制御部112は、制御回路120を介し、生成されたショットデータを用いて、ブランカ203、偏向器206、主偏向器209及び副偏向器210の偏向量を制御し、描画処理を行う。また、描画制御部112は、シミュレーション装置300から入力された描画条件に基づいて描画部200を制御する。描画条件は、例えばフォーカス条件であり、描画制御部112は、対物レンズ208のフォーカス値を制御する。
シミュレーション装置300は、ホットスポット抽出部301、ショット分割部302、描画条件設定部303、マスクパターン計算部304、プロセスマージン計算部305、及び描画条件決定部306を有する。シミュレーション装置300の各部は、電気回路等のハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、シミュレーション装置300の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを記録媒体に収納し、電気回路を含むコンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
シミュレーション装置300は、ウェーハ上に所望の寸法のパターンを形成するためのプロセスマージンを大きくとれるフォトマスクを描画するための描画条件を決定する。本実施形態では、描画条件をフォーカス条件として説明する。図3に示すフローチャートを用いて描画条件決定方法を説明する。
ホットスポット抽出部301が、記憶装置320から設計データを読み出し、設計データに定義される図形パターンの中からホットスポットを抽出する(ステップS1)。この設計データは、上述の描画データの変換元のデータである。ホットスポットは、断線やショートなどの不良が予測される箇所であり、公知の方法で抽出される。例えば、図4に示すようなホットスポットとなるパターンが抽出される。
ショット分割部302が、抽出されたパターンを描画時のショット形状で分割する(ステップS2)。この分割は、ショットデータ生成部111による分割と同じである。例えば、図5に示すように抽出パターンが複数のショット図形に分割される。
描画条件設定部303がフォーカス条件を設定する(ステップS3)。マスクパターン計算部304は、設定されたフォーカス条件で描画処理を行い、ショット図形をショットした場合に基板240に形成されるパターン(マスクパターン)を計算する(ステップS4)。複数のフォーカス条件でマスクパターンを計算する(ステップS3〜S5)。複数のフォーカス条件は、実際の描画時のフォーカス値を、ショット分割で得られるショットサイズに応じたデフォーカスの範囲で変えたものである。
図5に示すように、パターンは様々なショットサイズで描画される。描画部200では、ショットサイズに応じてベストフォーカスが異なるため、フォーカス条件を変えると、マスクパターンも多少変化する。例えば、フォーカス条件Iで描画処理を行うと、マスクパターンは図6(a)に示すようなものとなり、フォーカス条件IIで描画処理を行うと、マスクパターンは図6(b)に示すようなものとなる。
プロセスマージン計算部305が、算出された複数のマスクパターンから1つを選択し(ステップS6)、選択したマスクパターンを持つフォトマスクを用いた露光処理、及び現像処理等のプロセスを行い、ウェーハ上にパターンを形成するにあたり、着目した寸法が所定範囲に収まるようなプロセス裕度(プロセスマージン)を計算する(ステップS7)。
例えば、プロセスマージン計算部305は、図6(a)に示すa〜eの箇所に対応する寸法に着目し、a〜eの各々について、所定の寸法範囲が得られるプロセスマージンを計算する。例えば、ウェーハ上のaの箇所に対応する寸法は、露光量及びフォーカス値を図7(a)に示す領域内の値にすることで、所定範囲に収まる。同様に、b〜eの箇所に対応する寸法は、露光量及びフォーカス値を図7(b)〜(e)に示す領域内の値にすることで、所定範囲に収まる。
プロセスマージン計算部305は、着目する箇所の全てに共通する共通プロセスマージンを計算する(ステップS8)。図8は、図7(a)〜(e)に示すプロセスマージンを重ねて表示している。図8の斜線部分が共通プロセスマージンとなる。
プロセスマージン計算部305は、全てのマスクパターンについて、共通プロセスマージンを計算する(ステップS6〜S9)。例えば、図6(a)に示すマスクパターンからは図8に示す共通プロセスマージンが算出され、図6(b)に示すマスクパターンからは図9に示す共通プロセスマージンが算出される。
描画条件決定部306は、算出された共通プロセスマージンを比較し(ステップS10)、共通プロセスマージンが最も大きいマスクパターンが形成されるフォーカス条件を、描画処理時に採用するフォーカス条件として決定する(ステップS11)。例えば、図8に示す共通プロセスマージンは、図9に示す共通プロセスマージンより大きいため、フォーカス条件I及び条件IIの中では、条件Iが選定される。
シミュレーション装置300は、決定したフォーカス条件を制御計算機110へ出力する。
このようなフォーカス条件で描画処理を行うことで、ウェーハ上に所望の寸法のパターンを形成するためのプロセスマージンを大きくとれるフォトマスクを描画することができる。
上記実施形態では、共通プロセスマージンの面積が最大となるマスクパターンが形成されるフォーカス条件を選定していたが、共通プロセスマージンがプロセス装置の特性に応じた形状となるマスクパターンが形成されるフォーカス条件を選定してもよい。例えば、使用する予定の露光装置が、フォーカスを高精度に設定できるのに対し、露光量の設定の精度が高くない場合、露光量のマージンが大きい、すなわち図8,9に示すグラフにおいては縦方向の広がりが大きい形状の共通プロセスマージンに対応するフォーカス条件が選定される。
シミュレーション装置300が決定する描画条件はフォーカス値に限定されず、ドーズ量(照射量)等の他のパラメータでもよい。例えば、マスクパターン計算部304は、異なるドーズ量で描画処理を行った場合に形成されるマスクパターンを計算する。
上記実施形態では、電子ビームを照射する描画装置について説明したが、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームを照射するものであってもよい。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
100 制御部
200 描画部
300 シミュレーション装置
301 ホットスポット抽出部
302 ショット分割部
303 描画条件設定部
304 マスクパターン計算部
305 プロセスマージン計算部
306 描画条件決定部
200 描画部
300 シミュレーション装置
301 ホットスポット抽出部
302 ショット分割部
303 描画条件設定部
304 マスクパターン計算部
305 プロセスマージン計算部
306 描画条件決定部
Claims (5)
- 荷電粒子ビーム描画装置で描画処理を行う際の描画条件を決定するシミュレーション装置であって、
設計データからホットスポットのパターンを抽出する抽出部と、
抽出されたパターンを荷電粒子ビームでショット可能なサイズの複数のショット図形に分割する分割部と、
複数の描画条件の各々について、前記ショット図形をショットして得られるマスクパターンを計算するマスクパターン計算部と、
前記マスクパターンを用いた露光処理及び現像処理を行った場合に基板上に所定の寸法のパターンが形成可能なプロセスマージンを、各マスクパターンについて計算するプロセスマージン計算部と、
前記プロセスマージンに基づいてマスクパターンを選定し、選定したマスクパターンに対応する描画条件を、前記荷電粒子ビーム描画装置に設定する描画条件として決定する決定部と、
を備えるシミュレーション装置。 - 前記プロセスマージン計算部は、各マスクパターンに対し、複数箇所の寸法が所定範囲内となる共通プロセスマージンを計算することを特徴とする請求項1に記載のシミュレーション装置。
- 前記決定部は、前記共通プロセスマージンが最大となるマスクパターンを選定することを特徴とする請求項2に記載のシミュレーション装置。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載のシミュレーション装置と、
前記シミュレーション装置で決定された描画条件に基づいて、描画対象の基板に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム描画装置と、
を備える荷電粒子ビーム描画システム。 - 荷電粒子ビームを用いてマスクブランクスに描画する図形パターンが配置された設計データからホットスポットのパターンを抽出する工程と、
抽出されたパターンを荷電粒子ビームでショット可能なサイズの複数のショット図形に分割する工程と、
複数の描画条件の各々について、前記ショット図形をショットして得られるマスクパターンを計算する工程と、
前記マスクパターンを用いた露光処理及び現像処理を行った場合に基板上に所定の寸法のパターンが形成可能なプロセスマージンを、各マスクパターンについて計算する工程と、
前記プロセスマージンに基づいてマスクパターンを選定し、選定したマスクパターンに対応する描画条件を荷電粒子ビーム描画装置に設定する工程と、
前記設計データに基づく描画データを前記荷電粒子ビーム描画装置に入力し、描画対象の基板に荷電粒子ビームを照射する工程と、
を備える荷電粒子ビーム描画方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017194464A JP2019068000A (ja) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | シミュレーション装置、荷電粒子ビーム描画システム、及び荷電粒子ビーム描画方法 |
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JP (1) | JP2019068000A (ja) |
Cited By (1)
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CN118092069A (zh) * | 2024-04-22 | 2024-05-28 | 华芯程(杭州)科技有限公司 | 一种掩膜工艺校正方法、装置、设备及可读存储介质 |
-
2017
- 2017-10-04 JP JP2017194464A patent/JP2019068000A/ja active Pending
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