JP2000331926A - 電子線露光方法 - Google Patents

電子線露光方法

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JP2000331926A
JP2000331926A JP11145579A JP14557999A JP2000331926A JP 2000331926 A JP2000331926 A JP 2000331926A JP 11145579 A JP11145579 A JP 11145579A JP 14557999 A JP14557999 A JP 14557999A JP 2000331926 A JP2000331926 A JP 2000331926A
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exposure
electron beam
correction
auxiliary
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Hideo Obinata
秀夫 小日向
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3175Lithography
    • H01J2237/31769Proximity effect correction

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写面積が大きい場合であっても、繰り返し
数の多いパターンの近接効果を高精度で補正することが
できる電子線露光方法を提供する。 【解決手段】 半導体装置製造に使用される電子線露光
方法において、描画パターンの密度の差により形成され
る描画パターン中心部のパターン寸法の変動を露光量の
調節により補正し、描画パターンの密度の差により形成
される描画パターン端部のパターン寸法の変動を補助露
光パターン4により補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
に使用される電子線露光方法に関し、特に、繰り返し数
の多いパターン等の近接効果補正に好適な電子線露光方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、半導体装置の製造工程において、
電子線露光法(EB露光法)によるパターン形成が行わ
れている。しかし、この電子線露光法によるパターン形
成では電子線の散乱により近接効果が生じ、パターンの
中央部と端部とでパターン寸法が変動してしまう。
【0003】そこで、従来、この近接効果によるパター
ン寸法の変動を抑え、所定のパターン寸法を得る種々の
近接効果補正法が提案されている。この近接効果補正法
には、露光量補償による近接効果補正法、逆トーンのパ
ターンを後方散乱径程度ぼかすGHOST法又はマスクバイ
アス補正法等がある。
【0004】これらの近接効果補正法のうち、大面積転
写露光方式に適用可能な方法としてGHOST法がある。図
8はセルアレイの配置を示す模式図であり、図9は従来
のGHOST法により近接効果を補正するためのパターンを
示す模式図である。図8に示すように、繰り返し数の多
いパターン100の近接効果をGHOST法により補正する
際に、図9に示すような逆トーンのパターン102を生
成したマスクを使用して、これに後方散乱径程度ぼかし
たビームを照射して近接効果を補正する。なお、図8及
び図9中の破線は電子線露光ショット境界101を示
す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の繰り返
し数の多いパターン100の大面積転写露光方式におい
て、逆トーンのパターン102全体を使用してGHOST法
近接効果補正を行うと、逆トーンのパターン102の全
てを補正用マスクに作り込むことになり、補正用マスク
の開口面積が大きくなる。特に、電子線を透過すべき位
置に孔が形成されたステンシルマスクを使用する場合に
は、開口部分が広がるとマスクの強度が落ちるという問
題点がある。また、ステンシルマスクでは閉じたパター
ンの孔を形成することができないため、ドーナッツ状の
周囲全体を露光領域で囲まれた未露光パターンは形成で
きず補助露光パターンの忠実な形成は困難であるという
問題点がある。
【0006】また、露光量による近接効果補正のみを大
面積転写に適用すると、セルアレイ部等のパターン面積
密度の大きいパターンでは後方散乱径と比較してショッ
トサイズが十分大きいため、パターン間の補正誤差が大
きくなり後方散乱に起因する近接効果(中心部と周辺部
とのパターン寸法差)を補正することができないという
問題点がある。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、転写面積が大きい場合であっても、繰り返
し数の多いパターンの近接効果を高精度で補正すること
ができる電子線露光方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子線露光
方法は、半導体製造に使用される電子線露光方法におい
て、描画パターンの密度の差により形成される前記描画
パターン中心部のパターン寸法の変動を露光量の調節に
より補正し、前記描画パターンの密度の差により形成さ
れる前記描画パターン端部のパターン寸法の変動を補助
露光パターンにより補正することを特徴とする。
【0009】この場合、露光量の調節によるパターン寸
法の変動の補正及び補助露光パターンによるパターン寸
法の変動の補正は2枚のマスクを使用して行われること
が好ましい。
【0010】また、露光量の調節によるパターン寸法の
変動の補正及び補助露光パターンによるパターン寸法の
変動の補正は1枚のマスクを使用して行われることが好
ましい。この前記マスクは前記描画パターンと、前記描
画パターンの周囲に形成された前記補助露光パターンと
を有するものである。
【0011】更に、前記描画パターン端部のパターン寸
法の変動の補正は、使用される電子線の後方散乱径にぼ
かして露光することが好ましい。
【0012】更にまた、前記描画パターン端部のパター
ン寸法の変動を補正は、前記補助露光パターンが形成さ
れたマスクの開口幅を調整して行われることが好まし
い。
【0013】本発明においては、描画パターンの密度の
差により生じるパターン中心部のパターン寸法の変動を
露光量の調節により補正し、描画パターンの密度の差に
より生じるパターン端部のパターン寸法の変動を補助露
光パターンにより補正することにより、中心部と端部と
分割して各パターン寸法の変動を補正することができる
ため、面積が大きく繰り返しパターン数が多い場合であ
っても、近接効果を高精度で補正することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る電子
線露光方法について添付の図面を参照して詳細に説明す
る。図1は本発明の実施例に係る電子線露光方法により
形成される半導体回路パターンを示す模式図である。図
2はデータ処理により抽出されたセルアレイパターンを
示す模式図である。図3は縦軸に露光強度、横軸に位置
をとり、ラインとスペースとの間隔が密であるパターン
における(a)は補正前の露光強度分布を示すグラフ図
であり、(b)は補正後の露光強度分布を示すグラフ図
である。図4は縦軸に露光強度、横軸に位置をとり、ラ
インとスペースとの間隔が疎であるパターンにおける
(a)は補正前の露光強度分布を示すグラフ図であり、
(b)は補正後の露光強度分布を示すグラフ図である。
図5は補助露光パターンを有するセルアレイパターンを
示す模式図である。図6は縦軸に露光量、横軸に位置を
とり、セルアレイ部周辺における露光強度分布及び補助
露光強度分布を示すグラフ図である。なお、図6中、破
線は近接効果補正前の露光強度分布、実線は近接効果補
正後の露光強度分布、領域Dは補助露光領域を示す。
【0015】本実施例では、図1に示すように、パター
ンの繰り返し数の多いセルアレイ部1と、このセルアレ
イ部1から伸びる引出し線2とを有する半導体回路パタ
ーンについて説明する。先ず、このセルアレイ部1につ
いて、図2に示すように高い寸法精度を必要とするセル
アレイパターン3をデータ処理により抽出する。この抽
出されたセルアレイパターン3を含む電子線露光ショッ
ト境界5の露光量を近接効果が飽和しているセルアレイ
パターン3の中心部の最適露光量に合わせてパターン描
画を行う。
【0016】図3(a)及び図4(a)に示すように、
後方散乱と露光強度との差はラインとスペースとからな
るパターンが密又は疎であると後方散乱露光強度差rが
異なり、最適露光量が異なる。即ち、セルアレイパター
ン3はパターン密度(ピッチ)に依存して最適露光量が
異なるため、この方法により、図3(b)及び図4
(b)に示すように、近接効果が飽和しているセルアレ
イ部1の中心部のパターン線幅を最適値に制御すること
ができる。しかし、この方法だけではセルアレイ部1の
端部の近接効果による寸法変動を全て補正することがで
きない。
【0017】このため、図5に示すように、セルアレイ
パターン3の周辺に所定の幅をもつ開口部を有する補助
露光パターン4が形成された別の補助露光用マスクを使
用して、描画した後のセルアレイパターン3に補助露光
用マスクを重ね合わせ後方散乱径程度にぼかしたビーム
で補助露光を行う。この露光方法により、図6に示すよ
うに、この補助露光パターン4を露光したビームの後方
散乱による露光強度分布(エネルギー分布)の裾、即
ち、領域Dを利用して補正することにより、セルアレイ
部1の端部で破線で示される近接効果により変動が生じ
た露光強度分布を嵩上げして実線で示される露光強度分
布となるように近接効果を補正することができる。
【0018】本実施例においては、面積が大きい領域で
あっても、また繰り返し数の多いパターンであっても、
パターン密度に応じてセルアレイ部1の中心部及び端部
のパターン寸法の変動を夫々補正することができるた
め、特に高い寸法精度が要求されるセルアレイ部1の近
接効果を精度よく補正することができる。
【0019】また、本実施例においては、近接効果補正
に使用される補助露光用の開口部がセルアレイ部1の周
辺部にのみ形成されるため、従来の露光領域の全体に反
転パターンを描画するGHOST法と比較して、ドーナッツ
状の周囲を未露光領域で囲まれたパターンを形成するこ
とが少なくなり補助露光用マスクを容易に作製すること
ができる。更に、ドーナッツ状の周囲を未露光領域で囲
まれたパターンを形成することが少ないため、ステンシ
ルマスクを使用しても強度が不足することがない。
【0020】更に、本実施例においては、この開口部の
幅はセルアレイ部1のパターン密度に依存した値に定
め、この値を変動させることにより補助露光パターン4
の露光強度を調整することが可能である。また、ロジッ
クパターン等の近接効果の影響が少ないパターンにおい
ては、露光量による近接効果補正が可能である。
【0021】本発明の他の実施例について添付の図面を
参照して詳細に説明する。図7は縦軸に露光量、横軸に
位置をとり、セルアレイ部周辺における露光強度分布及
び補助露光強度分布を示すグラフ図である。図7中、破
線は近接効果補正前の露光強度分布、実線は近接効果補
正後の露光強度分布、領域Dは補助露光領域を示す。な
お、図7において、図1乃至図6に示す実施例と同一構
成物に同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
【0022】本実施例では、実施例と比較して、図5に
示すように斜線で示す補助露光パターン4をセルアレイ
パターン3の周囲に配置して同一のマスク内に作り込
み、補助露光パターン4もセルアレイパターン3を描画
するときと同等にぼかしていないビームで本露光と同時
に行う点で異なり、それ以外は実施例と同様の方法であ
る。
【0023】本実施例においては、補助露光パターン4
はセルアレイパターン3と同一の露光ショットで描画さ
れる場合が多い。そのため、補助露光パターン4の露光
量はセルアレイパターン3を描画する本露光と同一の露
光量であり、補助露光パターン4の開口幅を変動させて
後方散乱の露光強度を調節する。即ち、図7に示すよう
に、この補助露光パターン4を露光したビームの後方散
乱による露光強度分布(エネルギー分布)の裾、即ち、
領域Dを利用して補正することにより、セルアレイ部1
の端部での破線で示される近接効果により変動が生じた
露光強度分布を実線で示される露光強度分布とすること
ができる。
【0024】また、本実施例においては、補助露光パタ
ーン4をセルアレイパターン3が形成されたマスクの同
一マスク内に作り込むことにより、補助露光の際に必要
なビームのぼかしを行う必要がなくなるため、セルアレ
イパターン1を描画する本露光と近接効果補正を行う補
助露光とを同時に行うことができ、短い処理期間(TA
T;Turn around Time)での近接効果補正が可能にな
る。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように本発明においては、
描画パターンの密度の差により生じるパターン中心部の
パターン寸法の変動を露光量の調節により補正し、描画
パターンの密度の差により生じるパターン端部のパター
ン寸法の変動を補助露光パターンにより補正することに
より、中心部と端部と分割して各パターン寸法の変動を
補正することができるため、面積が大きく繰り返しパタ
ーン数が多い場合であっても、近接効果を高精度で補正
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る電子線露光方法により形
成される半導体回路パターンを示す模式図である。
【図2】データ処理により抽出されたセルアレイパター
ンを示す模式図である。
【図3】縦軸に露光強度、横軸に位置をとり、ラインと
スペースとの間隔が密であるパターンにおける(a)は
補正前の露光強度分布を示すグラフ図であり、(b)は
補正後の露光強度分布を示すグラフ図である。
【図4】縦軸に露光強度、横軸に位置をとり、ラインと
スペースとの間隔が疎であるパターンにおける(a)は
補正前の露光強度分布を示すグラフ図であり、(b)は
補正後の露光強度分布を示すグラフ図である。
【図5】補助露光パターンを有するセルアレイパターン
を示す模式図である。
【図6】縦軸に露光量、横軸に位置をとり、セルアレイ
部周辺における露光強度分布及び補助露光強度分布を示
すグラフ図である。
【図7】縦軸に露光量、横軸に位置をとり、セルアレイ
部周辺における露光強度分布及び補助露光強度分布を示
すグラフ図である。
【図8】セルアレイの配置を示す模式図である。
【図9】従来のGHOST法により近接効果を補正するため
のパターンを示す模式図である。
【符号の説明】
1;セルアレイ部 2;引出し線 3;セルアレイパターン 4;補助露光パターン 5、101;電子線露光ショット境界 100、102;パターン D;補助露光領域

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置製造に使用される電子線露光
    方法において、描画パターンの密度の差により形成され
    る前記描画パターン中心部のパターン寸法の変動を露光
    量の調節により補正し、前記描画パターンの密度の差に
    より形成される前記描画パターン端部のパターン寸法の
    変動を補助露光パターンにより補正することを特徴とす
    る電子線露光方法。
  2. 【請求項2】 露光量の調節によるパターン寸法の変動
    の補正及び補助露光パターンによるパターン寸法の変動
    の補正は2枚のマスクを使用して行われることを特徴と
    する請求項1に記載の電子線露光方法。
  3. 【請求項3】 露光量の調節によるパターン寸法の変動
    の補正及び補助露光パターンによるパターン寸法の変動
    の補正は1枚のマスクを使用して行われることを特徴と
    する請求項1に記載の電子線露光方法。
  4. 【請求項4】 前記マスクは前記描画パターンと、前記
    描画パターンの周囲に形成された前記補助露光パターン
    とを有することを特徴とする請求項3に記載の電子線露
    光方法。
  5. 【請求項5】 前記描画パターン端部のパターン寸法の
    変動の補正は、使用される電子線の後方散乱径にぼかし
    て露光することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
    1項に記載の電子線露光方法。
  6. 【請求項6】 前記描画パターン端部のパターン寸法の
    変動を補正は、前記補助露光パターンが形成されたマス
    クの開口幅を調整して行われることを特徴とする請求項
    1乃至4のいずれか1項に記載の電子線露光方法。
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