JP2001007011A - 近接効果補正方法、近接効果補正装置、近接効果補正用マスク及びデバイス製造方法 - Google Patents

近接効果補正方法、近接効果補正装置、近接効果補正用マスク及びデバイス製造方法

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JP2001007011A
JP2001007011A JP11177829A JP17782999A JP2001007011A JP 2001007011 A JP2001007011 A JP 2001007011A JP 11177829 A JP11177829 A JP 11177829A JP 17782999 A JP17782999 A JP 17782999A JP 2001007011 A JP2001007011 A JP 2001007011A
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Mamoru Nakasuji
護 中筋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 描画装置や転写装置共通に使え、ネガ・レジ
ストも可能で、マスクの熱変形の問題もない近接効果補
正方法を提供する。 【解決手段】 本方法は、電子線露光によりウエハ3上
にパターン形成する際に生じる近接効果を補正する方法
である。露光パターン形成露光の際の後方散乱電子の拡
がり寸法より小さい寸法の反射率の異なる複数の区域に
分割したマスク1を準備する。そして、該マスク1に補
正光を照射し、その反射光をウエハ3に照射する。近接
効果補正用マスクとして反射マスクを用いるので、透過
形のマスクを用いる場合と比べて、マスクの熱変形の問
題やステンシルマスクのドーナッツパターン問題がな
く、容易に高精度の補正露光を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線露光により
微細パターンを描画あるいは転写する際に生じる近接効
果の補正方法等に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子線
レジストが塗布されたマスク基板又は半導体ウエハに電
子線露光を行うと、いわゆる近接効果により、パターン
の線幅等が設計値から外れることがある。この近接効果
をもたらす主な原因は、電子線の加速電圧が50kV以上
の場合は、ウエハに入射した電子線の後方散乱である。
【0003】近接効果を補正する方法としては、パター
ン毎にドーズを変化させる方法と、パターン寸法を調整
する方法とが知られている。しかしながら、マスク上の
デバイスパターンを一括して転写する場合は、パターン
毎にドーズを変化させる方法は事実上実行不可能であ
る。一方、パターン寸法を変化させる方法についても、
その具体的方法や実際のLSIパターンでの成功例は報
告されていない。
【0004】より具体的に述べれば、従来技術には次の
ような欠点があった。 (1)パターン毎にドーズを変化させる近接効果補正方
法はブロック露光等の部分一括転写方式及び分割転写方
式には適用不能である。 (2)非露光領域も含めてバックグラウンドドーズを一
定にするGHOST法は、コントラストが低下するため
ネガ・レジストには適用できない。 (3)透過形の近接効果補正用マスクを用いてGHOS
T法により補正露光する場合は、マスクの発熱による寸
法変形が問題となる。
【0005】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、描画装置や転写装置共通に使え、ネガ・レ
ジストも可能で、マスクの熱変形の問題もない近接効果
補正方法等を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するため、本発明の近接効果補正方法は、
電子線露光により感応基板上にパターン形成する際に生
じる近接効果を補正する方法であって;露光(転写又は
描画)の際の後方散乱電子の拡がり寸法より小さい寸法
の反射率の異なる複数の区域に分割したマスクを準備
し、該マスクに補正光を照射し、その反射光を感応基板
に照射することを特徴とする。
【0007】本発明の近接効果補正装置は、電子線露光
を用いて感応基板上にパターン形成する際に生じる近接
効果を補正する装置であって;露光の際の後方散乱電子
の拡がり寸法より小さい寸法の反射率の異なる複数の区
域に分割したマスクと、該マスクに補正光を照射し、そ
の反射光を感応基板に照射する光学系と、を具備するこ
とを特徴とする。
【0008】本発明の近接効果補正用マスクは、照射さ
れた補正光を反射させて、電子線露光された感応基板に
補正露光を行うためのマスクであって;電子線露光の際
の後方散乱電子の拡がり寸法より小さい寸法の反射率の
異なる複数の区域に分割されていることを特徴とする。
【0009】本発明においては近接効果補正用マスクと
して反射マスクを用いるので、透過形のマスクを用いる
場合と比べて、マスクの熱変形の問題やステンシルマス
クのドーナッツパターン問題がなく、容易に高精度の補
正露光を行うことができる。また、本発明の近接効果補
正装置は、本来のパターン形成用のビーム調整や転写装
置とは異なる別装置であるので、パターン形成のスルー
プットを落とさずに近接効果補正できる。なお補正光学
系を縮小光学系とすれば、近接効果補正用マスクのパタ
ーン寸法を大きくでき、マスクの作製が楽になる。
【0010】本発明の、1つの具体的態様の近接効果補
正方法は、被補正感応基板のパターン形成領域及びその
周辺領域を上記寸法の間隔の区域に区分し、その区域内
での非パターン面積を算出し、 微細パターン部におけ
る、上記非パターン面積の最小値を求め、各区域の非パ
ターン面積から上記最小値を引き算した値を求め、該値
に対応させて上記マスクの対応区域に高反射率部分を設
けることを特徴とする。この場合、高密度・微細パター
ン部では補正露光量はほぼ0であるのでネガ・レジスト
にも適用可能である。
【0011】本発明の近接効果補正装置においては、上
記光学系中に、光源又は光源像から発散する光を平行に
して上記マスクに当てるコンデンサレンズを配置するこ
とが好ましい。この場合、マスクは反射マスクであるの
でマスクでの光の吸収はなく、マスクの温度変化を小さ
くできる。
【0012】以下、図面を参照しつつ説明する。図1
は、本発明の1実施例に係る近接効果補正装置の光学系
の構成を表す図である。図中、符号1は近接効果補正用
のマスクを示し、符号2はコンデンサレンズを示し、符
号3は、被補正感応基板であるウエハを示し、符号4は
補正光の光源を示し、符号5はウエハの光軸方向移動機
構を示す。
【0013】光源4は、この例では紫外光補正光及びレ
ジストレーション用の赤外光の光源である。レンズ2
は、光源4とマスクとの間に配置されており、光源像か
ら発散する光を平行にしてマスクに当てる。
【0014】マスク1は、ガラス基板の表面にCr膜の
補正パターンを形成したものである。マスク1は、光源
4からレンズ2を介して照射される補正光の光軸に対し
て45°傾けて配置されている。マスク1に当って反射
された光はウエハ3に照射される。
【0015】この光学系の補正露光時のボケは大きく、
ビーム分解能が電子線転写時の後方散乱電子の拡がり寸
法(この場合は60μm 半径)程度になるよう設計され
ている。ただしマスク合わせを行う場合はビーム分解能
がよい方が合わせ精度が出る。そこで、レジストに感じ
ない赤色光を用いてレジストレーションを行う場合は光
学系のビーム分解能が0.3μm 程度になるように光学
系を構成する。レジストレーション後にそして光を紫外
線に変え、光源寸法、光源からコンデンサレンズ間距離
及びコンデンサレンズからウエハ間距離を選ぶことによ
って、ウエハ上でのボケの大きさを60μm 半径となる
ようにする。
【0016】図2は、本発明の1実施例に係る近接効果
補正用マスクの構成を模式的に示す図であり、(A)は
平面図、(B)は断面図である。図中において、符号6
はマスク基板を示し、符号7は分割された1つの区域を
示し、符号8は高反射の領域を示し、符号9はスリガラ
ス状態面(低反射率領域)を示す。
【0017】この例のマスクにおいては、9インチ角の
マスク基板6内の8インチ角の部分にパターンが形成さ
れている。このマスクを45°に傾け、かつ1/4縮小
の光学系で使えば、200mm角のマスク面で50mm×3
5.4mmの領域を1度に補正露光できる。図において点
線で囲まれた区域7は、ウエハ上における区域3μ角
を、横方向は4倍、縦方向は4×21/2 倍に拡大した区
域を示す。この区域7内に1個ずつ長方形の高反射面領
域8が形成されている。なお、高反射面領域8のない区
域もある。高反射面はCr膜が残っている部分であり、
その他の部分はフッ酸に晒すことによってスリガラス状
にして反射率が落ちるようにした面である。
【0018】次に高反射率領域8の面積の決定方法につ
いて説明する。ウエハ上における被補正パターン領域と
その周辺の後方散乱電子の拡がり最大幅180μm 幅と
を加えた領域を、この拡がり半径60μm より十分小さ
い寸法(一例3μm )の区域に区分けし、各区域で非パ
ターン部面積を算出する。それらの中で高密度・高精度
パターン部であって該面積が最小となる区域の該面積を
求める。各区域の面積から該最小面積を引き算した値に
比例した面積の高反射領域を各区域に設ける。図2は縦
方向を21/2 で割った寸法で記してある。パターン領域
の外側はパターンがないので、当然高反射領域の面積は
大きく、高密度部10では高反射領域の面積は0になっ
ている。補正用マスクの作製にあたっては、ガラス基板
に高反射膜を形成し、レジストを形成し、露光後高反射
膜を選択除去後、フッ酸に浸しスリガラス状態にして反
射率を落とす。
【0019】次に上記説明した電子線転写露光装置を利
用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図3は、
微小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パ
ネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の
製造のフローを示す。
【0020】ステップ1(回路設計)では、半導体デバ
イスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)で
は、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップ3(ウエハ製造)
では、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【0021】ステップ4(酸化)では、ウエハの表面を
酸化させる。ステップ5(CVD)では、ウエハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ6(電極形成)では、ウエ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ7(イオ
ン打ち込み)では、ウエハにイオンを打ち込む。ステッ
プ8(レジスト処理)では、ウエハに感光剤を塗布す
る。ステップ9(電子ビーム露光)では、ステップ2で
作ったマスクを用いて電子ビーム転写装置によって、マ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
10(光露光)では、同じくステップ2で作った光露光
用マスクを用いて、光ステッパーによってマスクの回路
パターンをウエハに焼付露光する。この前又は後に、電
子ビームの後方散乱電子を均一化するため上述の近接効
果補正露光を行う。
【0022】ステップ11(現像)では、露光したウエ
ハを現像する。ステップ12(エッチング)では、レジ
スト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップ13
(レジスト剥離)では、エッチングがすんで不要となっ
たレジストを取り除く。ステップ4からステップ13を
繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
【0023】ステップ14(組立)は、後工程と呼ば
れ、上の工程によって作製されたウエハを用いて半導体
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシン
グ、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封
入)等の工程を含む。ステップ15(検査)では、ステ
ップ14で作製された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て
半導体デバイスが完成しこれが出荷(ステップ16)さ
れる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、描画装置や転写装置共通に使え、ネガ・レジ
ストも可能で、マスクの熱変形等の問題もあまりない近
接効果補正方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係る近接効果補正装置の光
学系の構成を表す図である。
【図2】本発明の1実施例に係る近接効果補正用マスク
の構成を模式的に示す図であり、(A)は平面図、
(B)は断面図である。
【図3】微小デバイス(ICやLSI等の半導体チッ
プ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等)の製造のフローを示す。
【符号の説明】
1 マスク 2 レンズ 3 ウエハ 4 光源 6 マスク基板 7 区域 8 高反射領域 9 スリガラス状
態面

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子線露光により感応基板上にパターン
    形成する際に生じる近接効果を補正する方法であって;
    露光(転写又は描画)の際の後方散乱電子の拡がり寸法
    より小さい寸法の反射率の異なる複数の区域に分割した
    マスクを準備し、 該マスクに補正光を照射し、その反射光を感応基板に照
    射することを特徴とする近接効果補正方法。
  2. 【請求項2】 被補正感応基板のパターン形成領域及び
    その周辺領域を上記寸法の間隔の区域に区分し、 その区域内での非パターン面積を算出し、 微細パターン部における、上記非パターン面積の最小値
    を求め、 各区域の非パターン面積から上記最小値を引き算した値
    を求め、該値に対応させて上記マスクの対応区域に高反
    射率部分を設けることを特徴とする請求項1記載の近接
    効果補正方法。
  3. 【請求項3】 電子線露光を用いて感応基板上にパター
    ン形成する際に生じる近接効果を補正する装置であっ
    て;露光の際の後方散乱電子の拡がり寸法より小さい寸
    法の反射率の異なる複数の区域に分割したマスクと、 該マスクに補正光を照射し、その反射光を感応基板に照
    射する光学系と、 を具備することを特徴とする近接効果補正装置。
  4. 【請求項4】 上記光学系中に、光源又は光源像から発
    散する光を平行にして上記マスクに当てるコンデンサレ
    ンズが配置されていることを特徴とする請求項3記載の
    近接効果補正装置。
  5. 【請求項5】 上記光学系が、上記感応基板上における
    補正光のボケを上記後方散乱電子の拡がり寸法程度に調
    整する機構を有することを特徴とする請求項3記載の近
    接効果補正装置。
  6. 【請求項6】 上記光学系の上記感応基板上におけるビ
    ーム分解能が上記後方散乱電子の拡がり寸法と同程度で
    あることを特徴とする請求項3記載の近接効果補正装
    置。
  7. 【請求項7】 被補正感応基板の各区域内での非パター
    ン面積に対応させて上記マスクの対応区域に高反射率部
    分が設けられていることを特徴とする請求項3記載の近
    接効果補正装置。
  8. 【請求項8】 照射された補正光を反射させて、電子線
    露光された感応基板に補正露光を行うためのマスクであ
    って;電子線露光の際の後方散乱電子の拡がり寸法より
    小さい寸法の反射率の異なる複数の区域に分割されてい
    ることを特徴とするマスク。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8いずれか1項記載の近接効
    果補正方法、近接効果補正装置又は近接効果補正用マス
    クを用いるリソグラフィー工程を有することを特徴とす
    るデバイス製造方法。
JP11177829A 1999-06-24 1999-06-24 近接効果補正方法、近接効果補正装置、近接効果補正用マスク及びデバイス製造方法 Pending JP2001007011A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100390668C (zh) * 2005-02-07 2008-05-28 中国科学院微电子研究所 一种用负性化学放大抗蚀剂曝光亚50nm图形的方法
CN1720483B (zh) * 2003-05-30 2010-05-12 富士通微电子株式会社 局部眩光校正

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CN1720483B (zh) * 2003-05-30 2010-05-12 富士通微电子株式会社 局部眩光校正
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