JP2002015976A - Proximity effect correcting method and device- manufacturing method - Google Patents

Proximity effect correcting method and device- manufacturing method

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JP2002015976A
JP2002015976A JP2000195532A JP2000195532A JP2002015976A JP 2002015976 A JP2002015976 A JP 2002015976A JP 2000195532 A JP2000195532 A JP 2000195532A JP 2000195532 A JP2000195532 A JP 2000195532A JP 2002015976 A JP2002015976 A JP 2002015976A
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mask
pattern
sensitive substrate
proximity effect
electron beam
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Mamoru Nakasuji
護 中筋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a proximity effect correcting method or the like capable of rightly correcting a proximity effect, even when a beam blur is changed locally. SOLUTION: When two triangles are viewed, along the line of a doze distribution shown in (B), since both the triangles are similar, from the ratio of respective sides, the relation Δ resize = 2 DB'min-DB(x, y)}B(x, y)/0.76 is established. In this case, Δresize is a dimensional correction quantity, DB is distribution of a backscattered electron quantity and B is distribution of the beam blur which occurs in a transfer optical system. As can be seen from this equation, it is sufficient to perform resizing of a quantity which is proportional to DB'min-DB(x, y)}B(x, y).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、最小線幅0.1μm
未満の高精度・高密度パターンをも高スループットで形
成することを企図する電子線転写露光における近接効果
補正方法に関する。特には、転写光学系におけるビーム
ボケが局部的に変化している場合においても、正しく近
接効果を補正できる近接効果補正方法に関する。また、
そのような近接効果補正方法を用いて電子線露光工程を
行うデバイス製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a minimum line width of 0.1 μm.
The present invention relates to a proximity effect correction method in electron beam transfer exposure that aims to form a high-precision and high-density pattern of less than a high throughput. In particular, the present invention relates to a proximity effect correction method capable of correctly correcting a proximity effect even when a beam blur in a transfer optical system is locally changed. Also,
The present invention relates to a device manufacturing method for performing an electron beam exposure process using such a proximity effect correction method.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在の
ところ、半導体集積回路のリソグラフィーにおける各ウ
ェハ(感応基板)への露光は、紫外線を用いるいわゆる
ステッパーによるものが主流である。電子線露光は、ス
テッパーにパターン原版として装着されるマスクの描画
には用いられているが、ウェハの量産リソグラフィー工
程にはまだ用いられていない。しかし、最近では、より
高集積・超微細のパターンを露光するため、各ウェハの
露光にも電子線転写露光を用いるとの提案がなされてい
る。
2. Description of the Related Art At present, exposure of each wafer (sensitive substrate) in lithography of a semiconductor integrated circuit is mainly performed by a so-called stepper using ultraviolet rays. Electron beam exposure has been used for drawing a mask to be mounted as a pattern master on a stepper, but has not yet been used for a mass production lithography process of a wafer. However, recently, in order to expose a highly integrated and ultra-fine pattern, it has been proposed to use electron beam transfer exposure for each wafer.

【0003】ところで、電子線露光はスループットが低
いのが欠点とされており、その欠点を解消すべく様々な
技術開発がなされてきた。現在では、セルプロジェクシ
ョン、キャラクタープロジェクションあるいはブロック
露光と呼ばれる図形部分一括露光方式が実用化されてい
る。図形部分一括露光方式では、繰り返し性のある回路
小パターン(ウェハ上で5μm 角程度)を、同様の小パ
ターンが複数種類形成されたマスクを用いて、1個の小
パターンを一単位として繰り返し転写露光を行う。しか
し、この方式でも、繰り返し性のないパターン部分につ
いては可変成形方式の描画を行う。そのため、ウェハの
量産リソグラフィー工程で望まれる程度のスループット
は得られない。
[0005] Incidentally, electron beam exposure is considered to have a drawback of low throughput, and various techniques have been developed to solve the drawback. At present, a figure portion batch exposure method called cell projection, character projection or block exposure has been put to practical use. In the figure partial batch exposure method, a repetitive circuit small pattern (about 5 μm square on a wafer) is repeatedly transferred using a mask in which a plurality of similar small patterns are formed, with one small pattern as one unit. Perform exposure. However, even in this method, the variable shaping method is used for pattern portions having no repeatability. For this reason, it is impossible to obtain a desired throughput in the mass production lithography process of the wafer.

【0004】図形部分一括露光方式よりも飛躍的に高ス
ループットをねらう電子線転写露光方式として、一個の
半導体チップ全体の回路パターンを備えたマスクを準備
し、そのマスクのある範囲に電子線を照射し、その照射
範囲のパターンの像を投影レンズにより縮小転写する電
子線縮小転写装置が提案されている。
As an electron beam transfer exposure system aiming at a much higher throughput than the figure partial batch exposure system, a mask having a circuit pattern of an entire semiconductor chip is prepared, and an electron beam is irradiated to a certain area of the mask. In addition, an electron beam reduction transfer device that reduces and transfers an image of a pattern in the irradiation range by a projection lens has been proposed.

【0005】この種の装置では、マスクの全範囲に一括
して電子線を照射して一度にパターンを転写しようとす
ると、精度良くパターンを転写することができない。ま
た、原版となるマスクの製作が困難である。そこで、最
近精力的に検討されている方式は、1ダイ(ウェハ上の
チップ)又は複数ダイを一度に露光するのではなく、光
学系としては大きな光学フィールドを持つが、パターン
は小さな領域(サブフィールド)に分割して転写露光す
るという方式である(ここでは分割転写方式と呼ぶこと
とする)。この際この小領域毎に、被露光面上に結像さ
れる前記小領域の像の焦点やフィールドの歪み等の収差
等を補正しながら露光する。これにより、ダイ全体の一
括転写に比べて、光学的に広い領域にわたって解像度並
びに精度の良い露光を行うことができる。
In this type of apparatus, when the entire area of the mask is irradiated with an electron beam to transfer the pattern at once, the pattern cannot be transferred with high accuracy. In addition, it is difficult to manufacture a mask serving as an original. Therefore, a method which has been studied vigorously recently does not expose one die (chip on a wafer) or a plurality of dies at once, but has a large optical field as an optical system, but a pattern has a small area (sub-area). This is a method in which transfer exposure is performed by dividing into (field) (herein, referred to as a split transfer method). At this time, for each of the small areas, exposure is performed while correcting aberrations such as the focal point of the image of the small area formed on the surface to be exposed and the field distortion. This makes it possible to perform exposure with high resolution and accuracy over an optically wide area as compared with batch transfer of the entire die.

【0006】ところで、電子線をウェハ等の感応基板に
照射して露光する際には、基板からの散乱電子によっ
て、各部分の実際の露光量がその近傍のパターン分布に
従って変化する近接効果が存在する。近接効果は、感応
基板面中に入射した電子が散乱しながら広がり、所定位
置に蓄積されるエネルギを減少させたり、露光部分に入
射した電子が広く散乱されて周囲の非露光部にエネルギ
を与えることにより起こる。
When exposing a sensitive substrate such as a wafer by irradiating it with an electron beam, there is a proximity effect in which the actual exposure amount of each part changes according to the pattern distribution in the vicinity due to the scattered electrons from the substrate. I do. In the proximity effect, electrons incident on the sensitive substrate surface are scattered and spread to reduce energy stored in a predetermined position, or electrons incident on an exposed portion are widely scattered to give energy to surrounding non-exposed portions. It happens by things.

【0007】ところで、当然のことながら電子線転写光
学系にはボケが存在する。ボケには、通常の光を用いる
光学系同様に存在する球面収差などの幾何収差がある。
その他に電子線特有の現象として、電子がビーム内でク
ーロン相互作用により反発し合うこと等によって生じる
ボケも追加される。幾何収差に起因するボケは、一般に
光軸からビームまでの距離が大きくなるほど大きくな
る。マスクの一部を一括して投影露光する分割転写方式
の露光装置においては、1回の転写露光単位であるサブ
フィールド(一括露光領域)の中心が光軸から離れるほ
どボケが大きくなる。また、サブフィールド内において
も、その中心よりも端の方がボケが大きくなる傾向が一
般にある。また、クーロン相互作用に起因するボケは、
サブフィールド内のパターン面積が増大して電流量が大
きくなるに従って、大きくなる傾向がある。このような
現象(近接効果及びボケ)により意図せぬパターン線幅
の増減が発生し問題となる。
Incidentally, the electron beam transfer optical system naturally has blur. Bokeh has geometric aberrations such as spherical aberration which exist as in the optical system using ordinary light.
In addition, as a phenomenon peculiar to an electron beam, blurring caused by repulsion of electrons in a beam due to Coulomb interaction is also added. In general, blur caused by geometric aberration increases as the distance from the optical axis to the beam increases. In an exposure apparatus of the division transfer system for projecting and exposing a part of a mask all at once, the blur increases as the center of a subfield (collective exposure area), which is a unit of one transfer exposure, is farther from the optical axis. In addition, even within a subfield, there is a general tendency that blur is greater at the end than at the center. Also, blur due to Coulomb interaction is
As the pattern area in the subfield increases and the amount of current increases, the current tends to increase. Such a phenomenon (proximity effect and blur) causes an unintended increase or decrease in the pattern line width, which is a problem.

【0008】上述の近接効果を補正する方法として、改
良されたGHOST法やマスクのパターンを局部的にリ
サイズする方法が提案されている。
As a method of correcting the above-described proximity effect, an improved GHOST method and a method of locally resizing a mask pattern have been proposed.

【0009】改良されたGHOST法とは、転写するパ
ターンの反転パターンを補正露光してバックグラウンド
ドーズを均一化するGHOST法において、パターン密
度が最大のところで補正露光ドーズがゼロとなるように
調整を加える方法である。ここで、GHOST法は後方
散乱の影響のみ補正できる。なお、加速電圧が100k
V以上の場合は前方散乱の影響によるパターンのボケは
無視できる。しかし、この方法では全てのウェハについ
て補正露光を行う必要があるため、工程が余計に1つ必
要という問題点がある。
The improved GHOST method refers to a GHOST method for correcting and inverting an inverted pattern of a pattern to be transferred to make the background dose uniform, so that the correction exposure dose becomes zero at the maximum pattern density. It is a way to add. Here, the GHOST method can correct only the influence of backscattering. The acceleration voltage is 100k
In the case of V or more, blurring of the pattern due to the influence of forward scattering can be ignored. However, in this method, it is necessary to perform the correction exposure for all the wafers, so that there is a problem that one additional process is required.

【0010】次に、パターン寸法を局部的に修正するリ
サイズ法について説明する。従来のリサイズ法は、ビー
ムのボケが一様であるということを前提としている。し
かし、実際は、ビームボケがサブフィールド内部あるい
は光学系全体の視野において変動したとき、あるいは、
ビーム電流の増減によってボケが変動したとき、パター
ンの線幅が正確に補正されないおそれがあった。
Next, a description will be given of a resizing method for locally correcting a pattern dimension. The conventional resizing method is based on the premise that beam blur is uniform. However, in practice, when the beam blur fluctuates in the subfield or in the field of view of the entire optical system, or
When blurring fluctuates due to increase or decrease of the beam current, the line width of the pattern may not be accurately corrected.

【0011】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、ビームボケが局部的に変化していて
も、正しく近接効果が補正できる近接効果補正方法等を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to provide a proximity effect correction method and the like that can correctly correct the proximity effect even when the beam blur is locally changed. I do.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の第1の近接効果補正方法は、 感応基板上
に転写すべきパターンをマスク上に形成し、 該マスク
を電子線照明し、 該マスクを通過してパターン化され
た電子線を前記感応基板上に投影して前記パターンを前
記感応基板上に転写露光する際に、 予め前記マスク上
のパターンの各要素に寸法変化(リサイズ)を与えてお
いて近接効果を補正する方法であって;前記感応基板中
における後方散乱電子量の分布DB(x、y)を算出
し、ただし、x、yは感応基板面上の座標、 転写光学
系で生じるビームボケの分布B(x、y)を算出し、
前記DB(x、y)の最小値DBminを算出し、 [DB
min−DB(x、y)]×B(x、y)=Rを算出し、
該Rに比例した寸法変化を前記パターンの各要素に与え
ることを特徴とする。各部のビームボケを予め算出して
リサイズ量に反映させるので、パターンの線幅精度を向
上できる。
In order to solve the above problems, a first proximity effect correction method according to the present invention comprises: forming a pattern to be transferred onto a sensitive substrate on a mask; When projecting an electron beam patterned through the mask onto the sensitive substrate and transferring and exposing the pattern onto the sensitive substrate, the dimensions of the elements of the pattern on the mask are changed beforehand. a method of correcting the proximity effect keep giving resizing); the backscattered electron amount in the sensitive during substrate distribution D B (x, y) is calculated, however, x, y is on the sensitive substrate surface Calculate coordinates, distribution B (x, y) of beam blur generated in the transfer optical system,
It calculates the minimum value D B · min of the D B (x, y), [D B ·
min -D B (x, y) ] × B (x, y) = calculates R,
A dimensional change proportional to the R is given to each element of the pattern. Since the beam blur of each part is calculated in advance and reflected in the resize amount, the line width accuracy of the pattern can be improved.

【0013】本発明の第2の近接効果補正方法は、 感
応基板上に転写すべきパターンをマスク上に形成し、
該マスクを電子線照明し、 該マスクを通過してパター
ン化された電子線を前記感応基板上に投影して前記パタ
ーンを前記感応基板上に転写露光する際に、 予め前記
マスク上のパターンの各要素に寸法変化(リサイズ)を
与えておいて近接効果を補正する方法であって; 前記
感応基板中における後方散乱電子量の分布DB(x、
y)を算出し、 ただし、x、yは感応基板面上の座
標、 転写光学系で生じるビームボケの分布B(x、
y)を算出し、 −D B(x、y)・B(x、y)=R
を算出し、 該Rに比例した寸法変化を前記パターンの
各要素に与えることを特徴とする。この第2の方法で
は、第1の方法におけるDBminを0に近似しているの
で計算が簡単になる。
The second proximity effect correction method according to the present invention includes:
Form the pattern to be transferred on the substrate on the mask,
Illuminate the mask with an electron beam, and
Of the converted electron beam onto the sensitive substrate and
Transfer exposure on the sensitive substrate,
Dimensional change (resizing) for each element of the pattern on the mask
Correcting the proximity effect while giving;
Distribution D of backscattered electrons in sensitive substrateB(X,
y), where x and y are the seats on the sensitive substrate surface
Target, beam blur distribution B (x,
y), and -D B(X, y) · B (x, y) = R
Is calculated, and a dimensional change proportional to the R is calculated for the pattern.
It is given to each element. In this second way
Is D in the first method.BminIs approximating to 0
Simplifies calculations.

【0014】本発明の第3の近接効果補正方法は、 感
応基板上に転写すべきパターンをマスク上に形成し、
該マスクを電子線照明し、 該マスクを通過してパター
ン化された電子線を前記感応基板上に投影して前記パタ
ーンを前記感応基板上に転写露光する際に、 前記感応
基板中における後方散乱電子量の分布DB(x、y)に
基づいて、ただし、x、yは感応基板面上の座標、前記
マスク上のパターンの各要素の寸法変化(リサイズ)量
やGHOST補正露光量を定めることにより近接効果を
補正する方法であって; DB(x、y)の最大値DB
maxを見積もり、該見積もりの値が所定の値より小さい
場合には、前記DB(x、y)算出の際に、後方散乱電
子の拡がり半径より小さい半径の円内のパターン面積率
に基づいて近似計算を行うことを特徴とする。
According to a third proximity effect correction method of the present invention, a pattern to be transferred onto a sensitive substrate is formed on a mask,
Illuminating the mask with an electron beam, projecting an electron beam patterned through the mask onto the sensitive substrate, and transferring and exposing the pattern onto the sensitive substrate; On the basis of the electron amount distribution D B (x, y), x and y define the coordinates on the sensitive substrate surface, the dimensional change (resizing) amount of each element of the pattern on the mask, and the GHOST correction exposure amount. a method of correcting the proximity effect by; D B (x, y) · maximum value D of the B
max estimates, if the value of the estimate is less than a predetermined value, the D B (x, y) in the calculation, based on the pattern area ratio in the small radius of the circle than the spread radius of the backscattered electrons Approximate calculation is performed.

【0015】一般的に2Gaussian分布で後方散
乱電子量の分布を仮定し、後方散乱電子によるレジスト
へのエネルギ蓄積量を求める方法では、パターン密度が
大きくなると計算時間が長くかかる。ところが、転写す
るパターン内におけるある円の内部のパターン面積率を
求めるのであれば、計算時間を短くできる。例えば、D
B(x、y)の最大値DBmaxと最小値DBminの差と一
次電子ドーズDP(感応基板面に入射する電子線のドー
ズ)との比(DBmax−DBmin)/DPが10%以下で
あれば、エネルギ蓄積量の算出は、後方散乱電子の拡が
り半径より小さい半径の円内のパターン面積率から近似
計算してもよい。
In general, in the method of assuming the backscattered electron amount distribution with a 2 Gaussian distribution and calculating the amount of energy stored in the resist by the backscattered electrons, the calculation time increases as the pattern density increases. However, if the pattern area ratio inside a certain circle in the pattern to be transferred is obtained, the calculation time can be reduced. For example, D
B (x, y) maximum value D B · max and the minimum value D B · min difference and the ratio between the primary electron dose D P (dose of electron beam incident on the sensitive substrate surface) of the (D B · max -D of If B · min ) / D P is 10% or less, the calculation of the energy storage amount may be approximated from the pattern area ratio in a circle having a radius smaller than the spread radius of the backscattered electrons.

【0016】本発明の第4の近接効果補正方法は、 感
応基板上に転写すべきパターンをマスク上に形成し、
該マスクを電子線照明し、 該マスクを通過してパター
ン化された電子線を前記感応基板上に投影して前記パタ
ーンを前記感応基板上に転写露光する際に、近接効果を
補正する方法であって; 前記感応基板中における後方
散乱電子量の分布DB(x、y)を算出し、 ただし、
x、yは感応基板面上の座標、 転写光学系で生じるビ
ームボケの分布B(x、y)を算出し、 DB(x、
y)の最大値DBmaxと最小値DBminの差と、一次電子
ドーズDP(感応基板面に入射する電子線のドーズ)と
の比(DBmax−DBmin)/DPを算出し、 この比が
所定の値より大きい場合はGHOST法による補正露光
を行い、その他の場合は、補正露光を行わずにリサイズ
法のみによって近接効果補正を行うことを特徴とする。
According to a fourth proximity effect correction method of the present invention, a pattern to be transferred onto a sensitive substrate is formed on a mask,
Irradiating the mask with an electron beam, projecting an electron beam patterned through the mask onto the sensitive substrate, and transferring and exposing the pattern onto the sensitive substrate. Calculating the distribution D B (x, y) of the backscattered electron amount in the sensitive substrate;
x and y are coordinates on the sensitive substrate surface, and a beam blur distribution B (x, y) generated in the transfer optical system is calculated, and D B (x, y
and the difference between the maximum value D B · max and the minimum value D B · min of y), the ratio of the primary electron dose D P (dose of electron beam incident on the sensitive substrate surface) (D B · max -D B · min ) / D P is calculated, and when this ratio is larger than a predetermined value, the correction exposure is performed by the GHOST method, and in other cases, the proximity effect correction is performed only by the resize method without performing the correction exposure. I do.

【0017】本発明の第5の近接効果補正方法は、 感
応基板上に転写すべきパターンをマスク上に形成し、
該マスクを電子線照明し、 該マスクを通過してパター
ン化された電子線を前記感応基板上に投影して前記パタ
ーンを前記感応基板上に転写露光する際に、近接効果を
補正する方法であって; 前記感応基板中における後方
散乱電子量の分布DB(x、y)を算出し、 ただし、
x、yは感応基板面上の座標、 転写光学系で生じるビ
ームボケの分布B(x、y)を算出し、 DB(x、
y)の最大値DBmaxと一次電子ドーズDP(感応基板面
に入射する電子線のドーズ)との比DBmax/DPを算出
し、 この比が所定の値より大きい場合はGHOST法
による補正露光を行い、 その他の場合は、補正露光を
行わずにリサイズ法のみによって近接効果補正を行うこ
とを特徴とする。この第5の方法では、第4の方法にお
けるDBminを0に近似しているので計算が簡単にな
る。
According to a fifth proximity effect correction method of the present invention, a pattern to be transferred onto a sensitive substrate is formed on a mask,
Irradiating the mask with an electron beam, projecting an electron beam patterned through the mask onto the sensitive substrate, and transferring and exposing the pattern onto the sensitive substrate. Calculating the distribution D B (x, y) of the backscattered electron amount in the sensitive substrate;
x and y are coordinates on the sensitive substrate surface, and a beam blur distribution B (x, y) generated in the transfer optical system is calculated, and D B (x, y
calculates the maximum value D B · max and the ratio D B · max / D P of the primary electron dose D P (dose of electron beam incident on the sensitive substrate surface) of the y), if the ratio is greater than a predetermined value Is characterized in that correction exposure is performed by the GHOST method, and in other cases, proximity effect correction is performed only by the resize method without performing the correction exposure. In the fifth method, the D B · min in the fourth method is calculated so approximates 0 is simplified.

【0018】上記の近接効果補正方法においては、近接
効果補正のためのマスクパターンリサイズを行うととも
にマスク全面でマスクバイアス寸法補正(例えば、Jpn.
J.Appl.Phys.Vol.37(1998)pp.6767-6773に開示されてい
る方法)を行うこともできる。
In the above proximity effect correction method, mask pattern resizing for proximity effect correction is performed, and mask bias dimension correction (for example, Jpn.
J. Appl. Phys. Vol. 37 (1998) pp. 6767-6773).

【0019】本発明のデバイス製造方法は、上記いずれ
かの態様の近接効果補正方法を用いるリソグラフィー工
程を含むことを特徴とする。
A device manufacturing method according to the present invention includes a lithography step using the proximity effect correction method according to any one of the above aspects.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例にかかる近
接効果補正方法について図を参照しつつ説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A proximity effect correction method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】まず、図面を参照しつつ本発明の背景技術
の一つである分割転写方式の電子線投影露光技術の概要
を説明する。図4は、分割転写方式の荷電粒子線投影露
光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要
を示す図である。光学系の最上流に配置されている電子
銃101は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃1
01の下方には2段のコンデンサレンズ102、103
が備えられており、電子線は、これらのコンデンサレン
ズ102、103によって収束されブランキング開口1
07にクロスオーバーC.O.を結像する。
First, an outline of a division transfer type electron beam projection exposure technique, which is one of the background arts of the present invention, will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing an outline of an imaging relationship and a control system in the entire optical system of the charged particle beam projection exposure apparatus of the division transfer system. An electron gun 101 arranged at the uppermost stream of the optical system emits an electron beam downward. Electron gun 1
01, two-stage condenser lenses 102 and 103
The electron beam is converged by these condenser lenses 102 and 103 and the blanking aperture 1
The crossover CO is imaged at 07.

【0022】二段目のコンデンサレンズ103の下に
は、矩形開口104が備えられている。この矩形開口
(照明ビーム成形開口)104は、マスク(レチクル)
110の一つのサブフィールド(露光の1単位となるパ
ターン小領域)を照明する照明ビームのみを通過させ
る。この開口104の像は、レンズ109によってマス
ク110に結像される。
A rectangular opening 104 is provided below the second stage condenser lens 103. This rectangular opening (illumination beam shaping opening) 104 is a mask (reticle).
Only an illumination beam that illuminates one subfield of 110 (a pattern small area that is one unit of exposure) is passed. The image of the opening 104 is formed on the mask 110 by the lens 109.

【0023】ビーム成形開口104の下方には、ブラン
キング偏向器105が配置されている。同偏向器105
は、必要時に照明ビームを偏向させてブランキング開口
107の非開口部に当て、ビームがマスク110に当た
らないようにする。ブランキング開口107の下には、
照明ビーム偏向器108が配置されている。この偏向器
108は、主に照明ビームを図4の横方向(X方向)に
順次走査して、照明光学系の視野内にあるマスク110
の各サブフィールドの照明を行う。偏向器108の下方
には、照明レンズ109が配置されている。照明レンズ
109は、マスク110上にビーム成形開口104を結
像させる。
Below the beam forming aperture 104, a blanking deflector 105 is arranged. Deflector 105
Deflects the illumination beam as needed to hit the non-opening of the blanking aperture 107 so that the beam does not hit the mask 110. Below the blanking opening 107,
An illumination beam deflector 108 is provided. The deflector 108 sequentially scans the illumination beam mainly in the horizontal direction (X direction) in FIG.
Illumination of each subfield. An illumination lens 109 is arranged below the deflector 108. The illumination lens 109 forms an image of the beam shaping aperture 104 on the mask 110.

【0024】マスク110は、実際には光軸垂直面内
(X−Y面)に広がっており、多数のサブフィールドを
有する。マスク110上には、全体として一個の半導体
デバイスチップをなすパターン(チップパターン)が形
成されている。マスク110は移動可能なマスクステー
ジ111上に載置されており、マスク110を光軸垂直
方向(YX方向)に動かすことにより、照明光学系の視
野よりも広い範囲に広がるマスク上の各サブフィールド
を照明することができる。マスクステージ111には、
レーザ干渉計を用いた位置検出器112が付設されてお
り、マスクステージ111の位置をリアルタイムで正確
に把握することができる。
The mask 110 actually extends in a plane perpendicular to the optical axis (XY plane), and has many subfields. On the mask 110, a pattern (chip pattern) forming one semiconductor device chip as a whole is formed. The mask 110 is mounted on a movable mask stage 111. By moving the mask 110 in the direction perpendicular to the optical axis (YX direction), each subfield on the mask spreads over a wider field of view than the illumination optical system. Can be illuminated. In the mask stage 111,
A position detector 112 using a laser interferometer is provided, so that the position of the mask stage 111 can be accurately grasped in real time.

【0025】マスク110の下方には投影レンズ115
及び119並びに偏向器116が設けられている。マス
ク110の1つのサブフィールドを通過した電子線は、
投影レンズ115、119、偏向器116によってウェ
ハ123上の所定の位置に結像される。ウェハ123上
には、適当なレジストが塗布されており、レジストに電
子線のドーズが与えられ、マスク上のパターンが縮小さ
れてウェハ123上に転写される。
A projection lens 115 is provided below the mask 110.
119 and a deflector 116 are provided. The electron beam passing through one subfield of the mask 110 is
An image is formed on a predetermined position on the wafer 123 by the projection lenses 115 and 119 and the deflector 116. An appropriate resist is applied on the wafer 123, the resist is given a dose of an electron beam, and the pattern on the mask is reduced and transferred onto the wafer 123.

【0026】マスク110とウェハ123の間を縮小率
比で内分する点にクロスオーバーC.O.が形成され、同ク
ロスオーバー位置にはコントラスト開口118が設けら
れている。同開口118は、マスク110の非パターン
部で散乱された電子線がウェハ123に到達しないよう
遮断する。
A crossover CO is formed at a point that internally divides the mask 110 and the wafer 123 at a reduction ratio, and a contrast opening 118 is provided at the crossover position. The opening 118 blocks the electron beam scattered by the non-pattern portion of the mask 110 from reaching the wafer 123.

【0027】ウェハ123の直上には反射電子検出器1
22が配置されている。この反射電子検出器122は、
ウェハ123の被露光面やステージ上のマークで反射さ
れる電子の量を検出する。例えばマスク110上のマー
クパターンを通過したビームでウェハ123上のマーク
を走査し、その際のマークからの反射電子を検出するこ
とにより、マスク110と123の相対的位置関係を知
ることができる。
Above the wafer 123, the backscattered electron detector 1
22 are arranged. This backscattered electron detector 122
The amount of electrons reflected by the exposed surface of the wafer 123 and the mark on the stage is detected. For example, by scanning a mark on the wafer 123 with a beam that has passed through the mark pattern on the mask 110 and detecting reflected electrons from the mark at that time, the relative positional relationship between the masks 110 and 123 can be known.

【0028】ウェハ123は、静電チャック(図示され
ず)を介して、XY方向に移動可能なウェハステージ1
24上に載置されている。上記マスクステージ111と
ウェハステージ124とを、互いに逆の方向に同期走査
することにより、投影光学系の視野を越えて広がるチッ
プパターン内の各部を順次露光することができる。な
お、ウェハステージ124にも、上述のマスクステージ
111と同様の位置検出器125が装備されている。
The wafer 123 can be moved in the X and Y directions via an electrostatic chuck (not shown).
24. By synchronously scanning the mask stage 111 and the wafer stage 124 in directions opposite to each other, it is possible to sequentially expose each part in the chip pattern extending beyond the field of view of the projection optical system. Note that the wafer stage 124 is also provided with a position detector 125 similar to the mask stage 111 described above.

【0029】上記各レンズ102、103、109、1
15、119及び各偏向器105、108、116は、
各々のコイル電源制御部102a、103a、109
a、115a、119a及び105a、108a、11
6aを介してコントローラ131によりコントロールさ
れる。また、マスクステージ111及びウェハステージ
124も、ステージ制御部111a、124aを介し
て、コントローラ131により制御される。ステージ位
置検出器112、125は、アンプやA/D変換器等を
含むインターフェース112a、125aを介してコン
トローラ131に信号を送る。また、反射電子検出器1
22も同様のインターフェース122aを介してコント
ローラ131に信号を送る。
Each of the lenses 102, 103, 109, 1
15, 119 and each deflector 105, 108, 116
Each coil power control unit 102a, 103a, 109
a, 115a, 119a and 105a, 108a, 11
It is controlled by the controller 131 via 6a. Further, the mask stage 111 and the wafer stage 124 are also controlled by the controller 131 via the stage controllers 111a and 124a. The stage position detectors 112 and 125 send signals to the controller 131 via interfaces 112a and 125a including an amplifier and an A / D converter. Also, the backscattered electron detector 1
22 also sends a signal to the controller 131 via the same interface 122a.

【0030】コントローラ131は、ステージ位置の制
御誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器116で
補正する。これにより、マスク110上のサブフィール
ドの縮小像がウェハ123上の目標位置に正確に転写さ
れる。そして、ウェハ123上で各サブフィールド像が
繋ぎ合わされて、マスク上のチップパターン全体がウェ
ハ上に転写される。
The controller 131 grasps the control error of the stage position and corrects the error by the image position adjusting deflector 116. Thus, the reduced image of the subfield on the mask 110 is accurately transferred to the target position on the wafer 123. Then, the respective sub-field images are joined on the wafer 123, and the entire chip pattern on the mask is transferred onto the wafer.

【0031】次に、本発明の第1の実施例に係る近接効
果補正方法について説明する。図1は、本発明の第1の
実施例に係る近接効果補正方法においてウェハ(感応基
板)面でのドーズ分布エネルギ蓄積量を模式的に示す図
である。(A)は電子の後方散乱が最も少ない場所での
ドーズ分布を示す図であり、(B)は一般的な場所での
ドーズ分布を示す図である。図1の縦軸は、エネルギ蓄
積量であり、後方散乱電子に起因するエネルギ蓄積量D
B(x、y)と感応基板面に入射する電子による一次電
子エネルギ蓄積量とを加算した量が示されている。
Next, a proximity effect correction method according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing the dose distribution energy accumulation amount on the wafer (sensitive substrate) surface in the proximity effect correction method according to the first embodiment of the present invention. (A) is a figure which shows the dose distribution in the place where the backscattering of an electron is the least, and (B) is a figure which shows the dose distribution in a general place. The vertical axis in FIG. 1 is the energy storage amount, and the energy storage amount D due to the backscattered electrons.
The amount obtained by adding B (x, y) and the amount of primary electron energy accumulated by electrons incident on the sensitive substrate surface is shown.

【0032】(A)と(B)のドーズ分布は、それぞれ
の山形部分において同じ形状をしていると仮定する。た
だし、(B)のドーズ分布は、あるバックグラウンドド
ーズ20の上に山形部分がのっている。(A)、(B)
の山形部分ともに、エネルギ蓄積量の最小値をゼロとし
最大値を1としたとき、エネルギ蓄積量が0、0.1
2、0.5、0.88、1のラインに破線が引いてあ
る。エネルギ蓄積量が0〜0.12の部分は、傾斜が緩
やかである。エネルギ蓄積量0.12〜0.88の部分
は、直線で近似できると仮定する。エネルギ蓄積量0.
88〜1の部分は、再び傾斜が緩やかになり、頂部は緩
やかな凸型になっている。なお、(A)、(B)はそれ
ぞれ左右対称である。
It is assumed that the dose distributions of (A) and (B) have the same shape in each chevron. However, in the dose distribution of (B), a mountain-shaped portion is placed on a certain background dose 20. (A), (B)
When the minimum value of the energy storage amount is set to zero and the maximum value of the energy storage amount is set to 1 for both the chevron portions of FIG.
Dashed lines are drawn on the lines 2, 0.5, 0.88 and 1. The part where the energy storage amount is 0 to 0.12 has a gentle slope. It is assumed that the portion of the energy storage amount of 0.12 to 0.88 can be approximated by a straight line. Energy storage amount
The portion from 88 to 1 has a gentle slope again, and the top has a gentle convex shape. (A) and (B) are each symmetrical.

【0033】(B)は(A)よりもドーズ量が一律ΔD
oseだけ多い。ここで、(A)のエネルギ蓄積量の最
小値をDBminとし、(B)のエネルギ蓄積量の最小値
をDB(x、y)としたとき、ΔDose=DBmin−D
B(x、y)である。
(B) has a uniform dose ΔD compared to (A).
There are many only ose. Here, the minimum value of the energy storage amount of (A) and D B · min, when the minimum value of the energy storage amount of the (B) D B (x, y), ΔDose = D B · min -D
B (x, y).

【0034】ここで、(A)のパターンをウェハ上に補
正なしで形成するものとする。そのときには、(B)の
一般的な場所でのパターンには、負のリサイズを行えば
よい。例えば、(A)のエネルギ蓄積量0.5のライン
11を現像時の閾値とすると、(B)では、図の幅13
のパターンが形成される。これを(B)のエネルギ蓄積
量0.5のラインとドーズ分布の交差する図の幅15の
パターンが形成されるようにリサイズする。
Here, it is assumed that the pattern (A) is formed on the wafer without correction. At that time, negative resizing may be performed on the pattern in the general place of (B). For example, assuming that a line 11 having an energy storage amount of 0.5 in (A) is a threshold value during development, in FIG.
Is formed. This is resized so that a pattern having a width of 15 in the figure where the dose distribution intersects with the line having the energy storage amount of 0.5 in FIG.

【0035】ここで、(B)のドーズ分布に沿った2つ
の三角形を作図した。1つは、(B)のドーズ分布の左
側の傾斜と辺17、19で形成される三角形であり、も
う1つは、(B)のドーズ分布の左側の傾斜と辺21、
23で形成される三角形である。図中の幅15と幅13
の差が寸法補正量Δresizeであるので、辺17の
長さはΔresize/2である。辺19の高さは、閾
値ライン11と(B)のエネルギ蓄積量0.5のライン
との間隔ΔDoseである。辺21の長さは、ビームボ
ケの分布B(x、y)に等しい。辺23の高さは、エネ
ルギ蓄積量0.12から0.88の間隔であり、その差
0.76となる。
Here, two triangles along the dose distribution of (B) were drawn. One is a triangle formed by the slope on the left side of the dose distribution of (B) and sides 17 and 19, and the other is the slope on the left side of the dose distribution and the sides 21 and 19 of the dose distribution of (B).
23 is a triangle formed. Width 15 and width 13 in the figure
Is the dimension correction amount Δresize, the length of the side 17 is Δressize / 2. The height of the side 19 is an interval ΔDose between the threshold line 11 and the line having the energy storage amount of 0.5 in FIG. The length of the side 21 is equal to the beam blur distribution B (x, y). The height of the side 23 is an interval between the energy storage amounts of 0.12 to 0.88, and the difference is 0.76.

【0036】この2つの三角形は相似であるので、各辺
の比から、 0.76:ΔDose=B(x、y):Δresize
/2 となる。したがって、上式を変形して、 Δresize=2{DBmin−DB(x、y)}B(x、y)/0.76 ・・・(1) ただし、ΔDose=DBmin−DB(x、y) となる。すなわち、リサイズは{DBmin−DB(x、
y)}B(x、y)に比例した量を行えばよい。
Since these two triangles are similar, from the ratio of each side, 0.76: ΔDose = B (x, y): Δresize
/ 2. Therefore, by modifying the above equation, Δresize = 2 {D B · min -D B (x, y)} B (x, y) /0.76 ··· (1) However, ΔDose = D B · min -D B (x, y) become. That is, resizing {D B · min -D B ( x,
y) An amount proportional to} B (x, y) may be performed.

【0037】なお、ほとんどのデバイスにおいて、ほと
んどパターンのない領域がデバイスパターン中にあり、
Bminが無視できる程小さいので、上述の(1)式の
{DBmin−DB(x、y)}B(x、y)の部分を、−
B(x、y)・B(x、y)で近似することもでき
る。
It should be noted that, in most devices, there is a region with almost no pattern in the device pattern.
Since D B · min is negligibly small, {D B · min -D B (x, y)} of the equation (1) B (x, y) portions of, -
It can be approximated by D B (x, y) · B (x, y).

【0038】この第1の実施例において、ビームボケの
分布B(x、y)が100nmで、(DBmax−D
Bmin)が0.1程度とすると、上述の(1)式に代入
し、 Δresize=2×0.1×100/0.76=26
nm となる。この条件で、後方散乱電子量の分布DB(x、
y)の算出誤差が10%あったとすると、近接効果補正
誤差は2.6nmとなり、許容できる範囲である。した
がって、この場合は、改良されたGHOST法による補
正露光(例えば、特開平6−208944号に開示され
た方法)を行わずに、リサイズ法のみによって近接効果
補正を行うことができる。
[0038] In this first embodiment, the distribution B (x, y) of beam blur is at 100nm, (D B · max -D
Assuming that B · min ) is about 0.1, it is substituted into the above equation (1), and Δresize = 2 × 0.1 × 100 / 0.76 = 26
nm. Under this condition, the distribution of backscattered electron amount D B (x,
Assuming that the calculation error of y) is 10%, the proximity effect correction error is 2.6 nm, which is an allowable range. Therefore, in this case, the proximity effect correction can be performed only by the resize method without performing the correction exposure by the improved GHOST method (for example, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-208944).

【0039】ここで図1において、ΔDoseの間隔が
0.38を越えると、(B)の場所でのスレッショール
ドは、エネルギ蓄積量0.12のラインより下になる。
この領域では、ドーズ分布の傾斜が極端に小さくなる。
そのため、少しでも現像条件が変動すると形成されるパ
ターン線幅が大きく変動する。したがって、DB(x、
y)の最大値DBmaxと一次電子ドーズDP(感応基板面
に入射する電子線のドーズ)との比DBmax/DPが、
0.38を越える場合には、リサイズしても線幅誤差が
大きくなる。つまり、このような場合には、リサイズに
よる近接効果補正のみでは有効に近接効果補正できな
い。そのような場合には、改良されたGHOST法によ
る補正露光を行うことが好ましい。
Here, in FIG. 1, when the interval of ΔDose exceeds 0.38, the threshold at the position (B) becomes lower than the line of the energy storage amount of 0.12.
In this region, the slope of the dose distribution becomes extremely small.
For this reason, even if the developing conditions fluctuate even a little, the pattern line width formed greatly fluctuates. Therefore, D B (x,
y), the ratio D B · max / D P between the maximum value D B · max and the primary electron dose D P (dose of the electron beam incident on the sensitive substrate surface) is
If it exceeds 0.38, the line width error becomes large even when resizing. That is, in such a case, the proximity effect correction cannot be effectively performed only by the proximity effect correction by resizing. In such a case, it is preferable to perform correction exposure by the improved GHOST method.

【0040】DBminの値が無視できない程大きく、
(DBmax−DBmin)/DPが0.38を越える場合に
は、改良されたGHOST法による補正露光を行うこと
が好ましい。なお、ΔDoseの間隔0.38は、現像
時の閾値及び先の直線で近似できる範囲(ボケ量)等の
設定により変更される。また、DPの値によらず、DB
maxの値のみを考慮して、改良されたGHOST法によ
る補正露光を行うか否かを決めることも可能である。
[0040] as large as the value of D B · min can not be ignored,
When the (D B · max -D B · min) / D P exceeds 0.38, it is preferable to correct exposure with improved GHOST method. The interval of ΔDose 0.38 is changed by setting a threshold value during development and a range (blur amount) that can be approximated by the straight line. Further, regardless of the value of D P, D B ·
It is also possible to determine whether or not to perform the correction exposure by the improved GHOST method by considering only the value of max .

【0041】次に、本発明の第2の実施例に係る近接効
果補正方法について説明する。図2は、本発明の第2の
実施例に係る近接効果補正方法においてウェハ(感応基
板)上に形成された半導体デバイスを示す図である。図
2には、マイクロプロセッサの1つのチップ(ダイ)3
1の一部が示されている。チップ31の図の上部にある
太い破線で区切られた領域には、高密度にパターンが配
置されているRAM部33が形成されている。チップ3
1の図の下方にある太い一点鎖線で区切られた領域に
は、比較的低密度にパターンが配置されているランダム
ロジック部35が形成されている。チップ31上のこれ
ら以外の領域には、低密度にパターンが配置されている
周辺回路部37が形成されている。また、チップ31の
周辺は、隣のチップとの隙間部39となっている。な
お、図の中央部分には、上下方向に視野(ストライプ)
の中心線55が一点鎖線で示されている。
Next, a description will be given of a proximity effect correction method according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a semiconductor device formed on a wafer (sensitive substrate) in the proximity effect correction method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 2 shows one chip (die) 3 of the microprocessor.
1 is shown. A RAM section 33 in which patterns are densely arranged is formed in an area of the chip 31 which is separated by a thick broken line in the upper part of the drawing. Chip 3
1, a random logic section 35 in which patterns are arranged at a relatively low density is formed in a region separated by a thick dashed line below the diagram. In a region other than these on the chip 31, a peripheral circuit portion 37 in which patterns are arranged at a low density is formed. The periphery of the chip 31 is a gap portion 39 between the chip 31 and an adjacent chip. In the center of the figure, the field of view (stripe)
Is indicated by a dashed line.

【0042】チップ31上の4箇所には、円41、4
2、43、44が図示されている。円41は、チップ3
1の図の左上の角に中心がある。円42は、RAM部3
3を区切っている破線の領域の図の左上の角に中心があ
る。円43は、RAM部33の中央付近の高密度にパタ
ーンが配置されている位置にある。円44は、ランダム
ロジック部35の中央付近の比較的低密度にパターンが
配置されている位置にある。円41、42、43、44
はそれぞれ半径が25μmの円である。この円の内部に
あるパターンの面積率を算出し、円の中心付近の後方散
乱によるレジストへのエネルギ蓄積量を推定する。
At four places on the chip 31, circles 41, 4
2, 43 and 44 are shown. Circle 41 is chip 3
1 is centered in the upper left corner. The circle 42 is the RAM unit 3
The center is in the upper left corner of the figure in the dashed area separating 3. The circle 43 is located at a position near the center of the RAM 33 where patterns are arranged at high density. The circle 44 is located at a position near the center of the random logic section 35 where patterns are arranged at a relatively low density. Circles 41, 42, 43, 44
Are circles each having a radius of 25 μm. The area ratio of the pattern inside the circle is calculated, and the amount of energy stored in the resist due to backscattering near the center of the circle is estimated.

【0043】円41は、その中心がチップ31の角にあ
るので、円の3/4は全くパターンの形成されていない
隙間部39である。さらに、円41のある領域は低密度
にパターンが形成されている周辺回路部37である。し
たがって、ここでのエネルギ蓄積量は4つの円41〜4
4の中で最も小さくなるので、エネルギ蓄積量の最小値
Bminとする。また、円43は、高密度にパターンが
配置されたRAM部33にあり、ここでのエネルギ蓄積
量は、4つの円41〜44の中で最も大きくなるので、
エネルギ蓄積量の最大値DBmaxとする。
Since the center of the circle 41 is at the corner of the chip 31, 3/4 of the circle is the gap portion 39 in which no pattern is formed. Further, a region with a circle 41 is a peripheral circuit portion 37 in which a pattern is formed at a low density. Therefore, the amount of stored energy here is four circles 41 to 4
Since most reduced in 4, the minimum value D B · min energy storage amount. The circle 43 is located in the RAM unit 33 where patterns are arranged at high density, and the amount of energy stored here is the largest among the four circles 41 to 44.
The maximum value D B · max energy storage amount.

【0044】図2において線51、53は、それぞれボ
ケの等高線である。破線53の外部はボケが80nm以
上の領域であり、実線51の内部はボケが70nm以下
の領域である。すなわち、実線51の領域が大きいとこ
ろほどボケが小さく、パターン形成の精度が高い。な
お、実線51に囲まれる部分の中央部が各サブフィール
ドの中心である。
In FIG. 2, lines 51 and 53 are blurred contour lines, respectively. The outside of the broken line 53 is a region where the blur is 80 nm or more, and the inside of the solid line 51 is a region where the blur is 70 nm or less. That is, the larger the area of the solid line 51, the smaller the blur, and the higher the accuracy of pattern formation. The center of the portion surrounded by the solid line 51 is the center of each subfield.

【0045】低密度にパターンが形成されている周辺回
路部37ではビーム電流が小さいのでボケが小さくな
り、ボケが70nm以下の領域51が比較的広い。しか
し、高密度にパターンが配置されたRAM部33ではビ
ーム電流が大きいのでボケが大きく、ボケが70nm以
下の領域51が比較的狭い。
Since the beam current is small in the peripheral circuit portion 37 where the pattern is formed at a low density, the blur is small, and the region 51 where the blur is 70 nm or less is relatively wide. However, since the beam current is large in the RAM section 33 in which the patterns are densely arranged, the blur is large, and the region 51 where the blur is 70 nm or less is relatively narrow.

【0046】さらに、視野(ストライプ)の中心線55
付近では、ボケが小さいため、等高線51の領域が比較
的広いが、中心線55から離れたストライプの端では、
ボケが大きいため、等高線51の領域が比較的狭い。つ
まり、等高線は51、53は、ビーム電流をパターン密
度から算出して、その値でのクーロン効果を考慮し、し
かも電子光学系の幾何光学的収差や色収差を総合的に考
慮して算出したものである。
Further, the center line 55 of the field of view (stripe)
In the vicinity, since the blur is small, the area of the contour line 51 is relatively large, but at the end of the stripe far from the center line 55,
Since the blur is large, the area of the contour line 51 is relatively narrow. In other words, the contour lines 51 and 53 are calculated by calculating the beam current from the pattern density, taking into account the Coulomb effect at that value, and comprehensively taking into account the geometric optical aberration and chromatic aberration of the electron optical system. It is.

【0047】ここで、図2のパターン領域全体を2μm
角に区分けし、各領域で後方散乱電子によるレジストへ
のエネルギ蓄積量DB(x、y)と、その場所でのビー
ムのボケB(x、y)を算出し、{DBmin−DB(x、
y)}B(x、y)の値に比例した寸法変化をその領域
でのパターンの寸法変化とした。
Here, the entire pattern area of FIG.
Is divided at the corner, the energy accumulation amount D B (x, y) of the resist by backscattered electrons in each region and to calculate the blur B (x, y) of the beam at that location, {D B · min - D B (x,
y) The dimensional change proportional to the value of} B (x, y) was defined as the dimensional change of the pattern in that region.

【0048】このとき、エネルギ蓄積量の最小値DB
minを与える円41の領域で、DBminが無視できる程小
さければ、上記の{DBmin−DB(x、y)}B(x、
y)の部分を、−DB(x、y)・B(x、y)で近似
することもできる。
At this time, the minimum value D B ·
In the circular area 41 which gives min, smaller as D B · min is negligible, above {D B · min -D B ( x, y)} B (x,
The portion of y), can be approximated by -D B (x, y) · B (x, y).

【0049】また、図2のRAM部33のようにパター
ンが規則的に並んでいる場所では、レジストへの後方散
乱電子の蓄積量はRAM部33内の周辺部を除いてどこ
でも一定である。そのため、例えば、円43の内部にあ
るパターンの面積率を算出し、代表的な値を一つ算出す
れば、残りの計算は省略してもよい。
In a place where patterns are regularly arranged as in the RAM section 33 of FIG. 2, the amount of backscattered electrons accumulated in the resist is constant everywhere except for the peripheral portion in the RAM section 33. Therefore, for example, if the area ratio of the pattern inside the circle 43 is calculated and one representative value is calculated, the remaining calculation may be omitted.

【0050】さらに、パターン面積率を算出する前に、
まずパターン全体をそのラインでの経験により決められ
ているマスクバイアスと呼ばれる寸法だけリサイズを行
うことができる。これは、パターン寸法を一様に、例え
ば10nmずつリサイズを行うことである。そしてその
後、上述したように補正量を算出し、補正を行う。
Further, before calculating the pattern area ratio,
First, the entire pattern can be resized by a dimension called a mask bias determined by experience with the line. This means resizing the pattern size uniformly, for example, every 10 nm. After that, the correction amount is calculated and the correction is performed as described above.

【0051】次に上記説明した近接効果補正方法を利用
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。
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described proximity effect correction method will be described. FIG. 3 shows a flow of manufacturing a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin-film magnetic head, a micromachine, etc.).

【0052】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(ウェハ製造)
では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
In step 1 (circuit design), a circuit of a semiconductor device is designed. Step 2 (mask fabrication) forms a mask on which the designed circuit pattern is formed. At this time, beam blur due to the proximity effect or the space charge effect may be corrected by locally resizing the pattern. Step 3 (wafer manufacturing)
Then, a wafer is manufactured using a material such as silicon.

【0053】ステップ4(酸化)では、ウェハの表面を
酸化させる。ステップ5(CVD)では、ウェハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ6(電極形成)では、ウェ
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、ウェハにイオンを打ち込む。ステッ
プ8(レジスト処理)では、ウェ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ェハに焼付露光する。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
パターンをウェハに焼付露光する。ステップ9におい
て、上述の近接効果補正方法を利用する。
Step 4 (oxidation) oxidizes the surface of the wafer. Step 5 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 6 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. Step 7 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 8 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 9 (electron beam exposure), the circuit pattern of the mask is printed and exposed on the wafer by the electron beam transfer device using the mask created in step 2. In step 10 (light exposure), the circuit pattern of the mask is printed and exposed on the wafer by an optical stepper using the light exposure mask similarly formed in step 2. In step 9, the above-described proximity effect correction method is used.

【0054】ステップ11(現像)では、露光したウェ
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、ウェハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
In step 11 (development), the exposed wafer is developed. In step 12 (etching), portions other than the resist image are selectively removed. Step 13
In (resist removal), the unnecessary resist after etching is removed. By repeating steps 4 to 13, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0055】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ェハを用いて半導体
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。
Step 14 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced by the above process, and includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). And the like. In step 15 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 14 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 16).

【0056】以上図1〜図4を参照しつつ、本発明の実
施例に係る近接効果補正方法等について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、様々な変更を加
えることができる。
Although the proximity effect correction method and the like according to the embodiment of the present invention have been described with reference to FIGS. 1 to 4, the present invention is not limited to this, and various changes can be made. it can.

【0057】[0057]

【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、ビームボケが局部的に変化していても、正し
く近接効果が補正できる。
As is clear from the above description, according to the present invention, the proximity effect can be correctly corrected even if the beam blur is locally changed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る近接効果補正方法
においてウェハ(感応基板)面でのドーズ分布を模式的
に示す図である。(A)は電子の後方散乱が最も少ない
場所でのドーズ分布を示す図であり、(B)は一般的な
場所でのドーズ分布を示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a dose distribution on a wafer (sensitive substrate) in a proximity effect correction method according to a first embodiment of the present invention. (A) is a figure which shows the dose distribution in the place where the backscattering of an electron is the least, and (B) is a figure which shows the dose distribution in a general place.

【図2】本発明の第2の実施例に係る近接効果補正方法
においてウェハ(感応基板)上に形成された半導体デバ
イスを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a semiconductor device formed on a wafer (sensitive substrate) in a proximity effect correction method according to a second embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 3 shows a flow of manufacturing a micro device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin-film magnetic head, a micromachine, or the like).

【図4】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全
体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an outline of an image forming relationship and a control system in the entire optical system of the electron beam projection exposure apparatus of the division transfer system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 閾値 13、15 パ
ターンの幅 17、19、21、23 三角形の辺 31 チップ 33 RAM部 35 ランダムロジック部 37 周辺回路
部 39 隙間部 41、42、4
3、44 円 51、53 ボケの等高線 55 ストライ
プの中心線 101 電子銃 102,103
コンデンサレンズ 104 照明ビーム成形開口 105 ブラ
ンキング偏向器 107 ブランキング開口 108 照明
ビーム偏向器 109 コンデンサレンズ 110 マスク 111 マスクステージ 112 マスク
ステージ位置検出器 115 第1投影レンズ 116 像位置
調整偏向器 118 コントラスト開口 119 第2投
影レンズ 122 反射電子検出器 123 ウェハ 124 ウェハステージ 125 ウェハ
ステージ位置検出器 131 コントローラ
11 Threshold 13, 15 Pattern Width 17, 19, 21, 23 Triangle Side 31 Chip 33 RAM 35 Random Logic 37 Peripheral Circuit 39 Gap 41, 42, 4
3,44 yen 51,53 Blurred contour line 55 Center line of stripe 101 Electron gun 102,103
Condenser lens 104 Illumination beam shaping aperture 105 Blanking deflector 107 Blanking aperture 108 Illumination beam deflector 109 Condenser lens 110 Mask 111 Mask stage 112 Mask stage position detector 115 First projection lens 116 Image position adjustment deflector 118 Contrast aperture 119 Second projection lens 122 Backscattered electron detector 123 Wafer 124 Wafer stage 125 Wafer stage position detector 131 Controller

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 感応基板上に転写すべきパターンをマス
ク上に形成し、 該マスクを電子線照明し、 該マスクを通過してパターン化された電子線を前記感応
基板上に投影して前記パターンを前記感応基板上に転写
露光する際に、 予め前記マスク上のパターンの各要素に寸法変化(リサ
イズ)を与えておいて近接効果を補正する方法であっ
て;前記感応基板中における後方散乱電子量の分布DB
(x、y)を算出し、 ただし、x、yは感応基板面上の座標、 転写光学系で生じるビームボケの分布B(x、y)を算
出し、 前記DB(x、y)の最小値DBminを算出し、 [DBmin−DB(x、y)]・B(x、y)=Rを算出
し、 該Rに比例した寸法変化を前記パターンの各要素に与え
ることを特徴とする近接効果補正方法。
Forming a pattern to be transferred on a sensitive substrate on a mask, irradiating the mask with an electron beam, projecting a patterned electron beam through the mask onto the sensitive substrate, A method of correcting a proximity effect by giving a dimensional change (resizing) to each element of the pattern on the mask in advance when transferring and exposing a pattern on the sensitive substrate; Distribution of electron amount D B
(X, y) is calculated, however, x, y is calculated coordinates on the sensitive substrate surface, the distribution B of the beam blur occurring in the transfer optical system (x, y), the minimum of the D B (x, y) calculating a value D B · min, [D B · min -D B (x, y)] · B (x, y) = calculates R, dimensional changes in proportion to the R to each element of the pattern Proximity effect correction method characterized by giving.
【請求項2】 感応基板上に転写すべきパターンをマス
ク上に形成し、 該マスクを電子線照明し、 該マスクを通過してパターン化された電子線を前記感応
基板上に投影して前記パターンを前記感応基板上に転写
露光する際に、 予め前記マスク上のパターンの各要素に寸法変化(リサ
イズ)を与えておいて近接効果を補正する方法であっ
て;前記感応基板中における後方散乱電子量の分布DB
(x、y)を算出し、 ただし、x、yは感応基板面上の座標、 転写光学系で生じるビームボケの分布B(x、y)を算
出し、 −DB(x、y)・B(x、y)=Rを算出し、 該Rに比例した寸法変化を前記パターンの各要素に与え
ることを特徴とする近接効果補正方法。
Forming a pattern to be transferred onto a sensitive substrate on a mask, irradiating the mask with an electron beam, projecting a patterned electron beam through the mask onto the sensitive substrate, A method of correcting a proximity effect by giving a dimensional change (resizing) to each element of the pattern on the mask in advance when transferring and exposing a pattern on the sensitive substrate; Distribution of electron amount D B
(X, y) is calculated, however, x, y is calculated coordinates on the sensitive substrate surface, the distribution B of the beam blur occurring in the transfer optical system (x, y), -D B (x, y) · B A proximity effect correction method, wherein (x, y) = R is calculated, and a dimensional change proportional to the R is given to each element of the pattern.
【請求項3】 感応基板上に転写すべきパターンをマス
ク上に形成し、該マスクを電子線照明し、 該マスクを通過してパターン化された電子線を前記感応
基板上に投影して前記パターンを前記感応基板上に転写
露光する際に、 前記感応基板中における後方散乱電子量の分布D
B(x、y)に基づいて、ただし、x、yは感応基板面
上の座標、前記マスク上のパターンの各要素の寸法変化
(リサイズ)量やGHOST補正露光量を定めることに
より近接効果を補正する方法であって;DB(x、y)
の最大値DBmaxを見積もり、 該見積もりの値が所定の値より小さい場合には、前記D
B(x、y)算出の際に、後方散乱電子の拡がり半径よ
り小さい半径の円内のパターン面積率に基づいて近似計
算を行うことを特徴とする近接効果補正方法。
3. A pattern to be transferred onto a sensitive substrate is formed on a mask, the mask is illuminated with an electron beam, and a patterned electron beam passing through the mask is projected onto the sensitive substrate to project the electron beam onto the sensitive substrate. When transferring and exposing the pattern onto the sensitive substrate, the distribution D of the backscattered electron amount in the sensitive substrate
B (x, y), where x and y are the coordinates on the sensitive substrate surface, the dimensional change (resizing) amount of each element of the pattern on the mask, and the GHOST correction exposure amount to determine the proximity effect. Correction method; D B (x, y)
Estimate the maximum value D B · max of, when the value of the estimate is less than a predetermined value, the D
A proximity effect correction method, wherein, when calculating B (x, y), an approximate calculation is performed based on a pattern area ratio within a circle having a radius smaller than the spread radius of the backscattered electrons.
【請求項4】 感応基板上に転写すべきパターンをマス
ク上に形成し、 該マスクを電子線照明し、 該マスクを通過してパターン化された電子線を前記感応
基板上に投影して前記パターンを前記感応基板上に転写
露光する際に、近接効果を補正する方法であって;前記
感応基板中における後方散乱電子量の分布DB(x、
y)を算出し、 ただし、x、yは感応基板面上の座標、 転写光学系で生じるビームボケの分布B(x、y)を算
出し、 DB(x、y)の最大値DBmaxと最小値DBminの差
と、一次電子ドーズDP(感応基板面に入射する電子線
のドーズ)との比(DBmax−DBmin)/DPを算出
し、 この比が所定の値より大きい場合はGHOST法による
補正露光を行い、 その他の場合は、補正露光を行わずにリサイズ法のみに
よって近接効果補正を行うことを特徴とする近接効果補
正方法。
4. A pattern to be transferred onto a sensitive substrate is formed on a mask, the mask is illuminated with an electron beam, and a patterned electron beam passing through the mask is projected onto the sensitive substrate to form a pattern. the pattern at the time of transferring exposing the sensitive substrate, a method of correcting the proximity effect; backscattered electron amount during the sensitive substrate distribution D B (x,
y) is calculated, however, x, y coordinates on the sensitive substrate surface, the distribution B (x of beam blur occurring in the transfer optical system, y) is calculated, and the maximum value D B · a D B (x, y) calculating the difference between the max and the minimum value D B · min, the primary electron dose D P ratio (dose of electron beam incident on the sensitive substrate surface) (D B · max -D B · min) / D P, A proximity effect correction method comprising: performing a correction exposure by the GHOST method when the ratio is larger than a predetermined value; and performing a proximity effect correction only by the resize method without performing the correction exposure in other cases.
【請求項5】 感応基板上に転写すべきパターンをマス
ク上に形成し、 該マスクを電子線照明し、 該マスクを通過してパターン化された電子線を前記感応
基板上に投影して前記パターンを前記感応基板上に転写
露光する際に、近接効果を補正する方法であって;前記
感応基板中における後方散乱電子量の分布DB(x、
y)を算出し、 ただし、x、yは感応基板面上の座標、 転写光学系で生じるビームボケの分布B(x、y)を算
出し、 DB(x、y)の最大値DBmaxと一次電子ドーズD
P(感応基板面に入射する電子線のドーズ)との比DB
max/DPを算出し、 この比が所定の値より大きい場合はGHOST法による
補正露光を行い、 その他の場合は、補正露光を行わずにリサイズ法のみに
よって近接効果補正を行うことを特徴とする近接効果補
正方法。
5. A pattern to be transferred onto a sensitive substrate is formed on a mask, the mask is illuminated with an electron beam, and a patterned electron beam passing through the mask is projected onto the sensitive substrate. the pattern at the time of transferring exposing the sensitive substrate, a method of correcting the proximity effect; backscattered electron amount during the sensitive substrate distribution D B (x,
y) is calculated, however, x, y coordinates on the sensitive substrate surface, the distribution B (x of beam blur occurring in the transfer optical system, y) is calculated, and the maximum value D B · a D B (x, y) max and primary electron dose D
P ratio D B · with (dose of electron beam incident on the sensitive substrate surface)
max / Dp is calculated, and when this ratio is larger than a predetermined value, the correction exposure is performed by the GHOST method. In other cases, the proximity effect correction is performed only by the resize method without performing the correction exposure. Proximity effect correction method.
【請求項6】 近接効果補正のためのマスクパターンリ
サイズを行うとともにマスク全面でマスクバイアス寸法
補正を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の近接
効果補正方法。
6. The proximity effect correction method according to claim 1, wherein mask pattern resizing for the proximity effect correction is performed, and mask bias dimension correction is performed on the entire surface of the mask.
【請求項7】 電子線を用いたリソグラフィー工程にお
いて、請求項1〜6いずれか1項記載の方法により近接
効果補正方法を行うことを特徴とするデバイス製造方
法。
7. A device manufacturing method, wherein a proximity effect correction method is performed by a method according to claim 1 in a lithography step using an electron beam.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006032814A (en) * 2004-07-21 2006-02-02 Nec Electronics Corp Exposure method, method of adjusting pattern dimension, and method of obtaining defocusing amount
JP4603305B2 (en) * 2004-07-21 2010-12-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Exposure method, pattern dimension adjustment method, and focal blur amount acquisition method

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