JP2002075841A - 荷電粒子ビーム露光方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光方法Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 荷電粒子ビーム露光方法に関し、露光データ
寸法Ｗを前方散乱強度分布の半値幅を設計寸法Ｗ0 に等
しくする図形変更の結果、露光データ寸法Ｗでは露光が
困難な場合にも、パターン精度の高い露光を行う。 【解決手段】 図形変更の結果、露光データ寸法が荷電
粒子ビーム露光装置が安定して荷電粒子ビームを照射で
きる最小ビームサイズ以下になる場合、或いは、露光デ
ータ寸法をゼロにしても前方散乱強度分布の半値幅が設
計寸法に等しくならない場合のいずれかの場合に、露光
データ寸法を前記最小ビームサイズに設定する。
寸法Ｗを前方散乱強度分布の半値幅を設計寸法Ｗ0 に等
しくする図形変更の結果、露光データ寸法Ｗでは露光が
困難な場合にも、パターン精度の高い露光を行う。 【解決手段】 図形変更の結果、露光データ寸法が荷電
粒子ビーム露光装置が安定して荷電粒子ビームを照射で
きる最小ビームサイズ以下になる場合、或いは、露光デ
ータ寸法をゼロにしても前方散乱強度分布の半値幅が設
計寸法に等しくならない場合のいずれかの場合に、露光
データ寸法を前記最小ビームサイズに設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子ビーム露光
方法に関するものであり、特に、図形変更を伴う近接効
果補正を行う際に、露光データ寸法が最小電子ビームサ
イズ以下になる微小パターンの露光データ処理に特徴の
ある荷電粒子ビーム露光方法に関するものである。
方法に関するものであり、特に、図形変更を伴う近接効
果補正を行う際に、露光データ寸法が最小電子ビームサ
イズ以下になる微小パターンの露光データ処理に特徴の
ある荷電粒子ビーム露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の集積度の向上に伴っ
て、要求されるパターンルールが微細化され、そのパタ
ーンルールは０．２５μｍから０．１μｍ程度となって
おり、従来の紫外線等の光を用いた露光方法では解像が
困難になりつつあり、そのために荷電粒子線、特に、電
子線（電子ビーム）を用いた露光方法が使用されるよう
になった。
て、要求されるパターンルールが微細化され、そのパタ
ーンルールは０．２５μｍから０．１μｍ程度となって
おり、従来の紫外線等の光を用いた露光方法では解像が
困難になりつつあり、そのために荷電粒子線、特に、電
子線（電子ビーム）を用いた露光方法が使用されるよう
になった。
【０００３】この様な荷電粒子線、特に、電子ビームを
用いた露光方法は、ビームを非常に細く絞れる、及び、
電気的手段による制御性が良い等の理由によって微細パ
ターンの形成に用いられており、近年においてはスルー
プットを向上させるために、ステンシルマスクを用いた
部分一括露光方法や可変矩形露光用マスクを用いた可変
矩形露光方法が注目されている。
用いた露光方法は、ビームを非常に細く絞れる、及び、
電気的手段による制御性が良い等の理由によって微細パ
ターンの形成に用いられており、近年においてはスルー
プットを向上させるために、ステンシルマスクを用いた
部分一括露光方法や可変矩形露光用マスクを用いた可変
矩形露光方法が注目されている。
【０００４】この様なマスクを用いた電子ビーム露光に
おいては、近接効果の影響により露光パターンの粗密等
に応じて解像線幅が異なるので、通常は、この近接効果
を補正するために、予め実験により求められた露光強度
分布（ＥＩＤ：Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）関数に基づいて各露光パ
ターン毎の露光量を自己整合計算を行って計算し、最終
的には各露光パターンが同じ吸収エネルギーを得るよう
に、各露光パターンの露光量を決定して近接効果補正処
理を行っていた。
おいては、近接効果の影響により露光パターンの粗密等
に応じて解像線幅が異なるので、通常は、この近接効果
を補正するために、予め実験により求められた露光強度
分布（ＥＩＤ：Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）関数に基づいて各露光パ
ターン毎の露光量を自己整合計算を行って計算し、最終
的には各露光パターンが同じ吸収エネルギーを得るよう
に、各露光パターンの露光量を決定して近接効果補正処
理を行っていた。
【０００５】なお、近接効果とは、フォトレジストに電
子ビームを照射した場合に、電子ビームが照射された領
域の周辺に拡がるバックグラウンドに起因しており、露
光パターン同士が近接した場合にバックグラウンド同士
が影響を及ぼし合って、あたかも余分に露光されたと同
様のレベルの照射量が溜まってしまうことにより、露光
パターンの形状寸法変動を引き起こす現象であり、露光
パターンの粗密、或いは、パターンの線幅等に大きく依
存するものである。
子ビームを照射した場合に、電子ビームが照射された領
域の周辺に拡がるバックグラウンドに起因しており、露
光パターン同士が近接した場合にバックグラウンド同士
が影響を及ぼし合って、あたかも余分に露光されたと同
様のレベルの照射量が溜まってしまうことにより、露光
パターンの形状寸法変動を引き起こす現象であり、露光
パターンの粗密、或いは、パターンの線幅等に大きく依
存するものである。
【０００６】この様な近接効果補正処理において用いら
れる露光強度分布関数としては、通常、下記の式（１）
表される２つのガウス分布関数を足し合わせたダブルガ
ウシアンが用いられている。
れる露光強度分布関数としては、通常、下記の式（１）
表される２つのガウス分布関数を足し合わせたダブルガ
ウシアンが用いられている。
【数１】
【０００７】なお、この式（１）における二つのガウス
分布項の影響範囲は大きく異なり、夫々、前方散乱項及
び後方散乱項と呼ばれており、前方散乱項は狭い範囲に
大きな影響を与えるが、後方散乱項が広い範囲に比較的
小さな影響を及ぼすものであり、その全体の影響を積分
した値の前方散乱の影響に対する比は後方散乱比率ηと
呼ばれる。例えば、この式（１）において、例えば、膜
厚が０．３μｍのレジストを用いた場合の各パラメータ
は、加速電圧を５０ｋＶとした場合、 前方散乱係数βf ０．０２８μｍ 後方散乱係数βb １１．４３μｍ 後方散乱比率η ０．６７ となる。
分布項の影響範囲は大きく異なり、夫々、前方散乱項及
び後方散乱項と呼ばれており、前方散乱項は狭い範囲に
大きな影響を与えるが、後方散乱項が広い範囲に比較的
小さな影響を及ぼすものであり、その全体の影響を積分
した値の前方散乱の影響に対する比は後方散乱比率ηと
呼ばれる。例えば、この式（１）において、例えば、膜
厚が０．３μｍのレジストを用いた場合の各パラメータ
は、加速電圧を５０ｋＶとした場合、 前方散乱係数βf ０．０２８μｍ 後方散乱係数βb １１．４３μｍ 後方散乱比率η ０．６７ となる。
【０００８】この様な従来の電子ビーム露光技術におけ
る近接効果補正方法は、図８に示すように大きく別け
て、自己補正、露光量補正、及び、補助露光発生の三つ
のステップからなる（必要ならば、特願平１１−１５１
３３０号参照）。
る近接効果補正方法は、図８に示すように大きく別け
て、自己補正、露光量補正、及び、補助露光発生の三つ
のステップからなる（必要ならば、特願平１１−１５１
３３０号参照）。
【０００９】図８参照 まず、第１ステップの自己補正においては、前方散乱
による吸収エネルギーの強度分布の拡がりだけではな
く、クーロン効果による強度分布の拡がり、即ち、電子
ビームのビームぼけδを考慮する。この場合、ビームぼ
けδは、電子ビーム電流をＩb とし、ａ，ｂを定数とし
て、δ＝ａＩb ＋ｂの一次式の形で近似することが望ま
しい。
による吸収エネルギーの強度分布の拡がりだけではな
く、クーロン効果による強度分布の拡がり、即ち、電子
ビームのビームぼけδを考慮する。この場合、ビームぼ
けδは、電子ビーム電流をＩb とし、ａ，ｂを定数とし
て、δ＝ａＩb ＋ｂの一次式の形で近似することが望ま
しい。
【００１０】次いで、上述の式（１）におけるＥＩＤ
関数の前方散乱項に基づいて前方散乱強度を計算し、次
いで、前方散乱強度分布における半値強度での幅が、
設計寸法に等しくなるように露光データ上での寸法シフ
ト、即ち、図形変更を行う。この場合、図形変更の結
果、電子ビーム電流Ｉb が変わり、クーロン効果による
電子ビームのボケδが変わるので、このボケδの変化を
加味し、寸法シフトの過程を何度か繰り返すことによ
り、補正精度が向上する。
関数の前方散乱項に基づいて前方散乱強度を計算し、次
いで、前方散乱強度分布における半値強度での幅が、
設計寸法に等しくなるように露光データ上での寸法シフ
ト、即ち、図形変更を行う。この場合、図形変更の結
果、電子ビーム電流Ｉb が変わり、クーロン効果による
電子ビームのボケδが変わるので、このボケδの変化を
加味し、寸法シフトの過程を何度か繰り返すことによ
り、補正精度が向上する。
【００１１】次いで、第２ステップの露光量補正におい
ては、後述するの補正露光量計算において各パター
ンの違いによる差を反映できるように各パターン毎に半
値強度を計算し、次いで、露光パターンを各補正計算
メッシュに分割し、各補正計算メッシュにおけるパター
ン面積密度αp を計算する。
ては、後述するの補正露光量計算において各パター
ンの違いによる差を反映できるように各パターン毎に半
値強度を計算し、次いで、露光パターンを各補正計算
メッシュに分割し、各補正計算メッシュにおけるパター
ン面積密度αp を計算する。
【００１２】次いで、近傍の補正計算メッシュからの
後方散乱の影響を取り込むことによって、補正露光量を
等価的に実効的な面積密度として表すために面積密度マ
ップの平滑化を行ったのち、各パターンの中心強度が一
致するように後方散乱項に基づく補正露光量を計算す
る。
後方散乱の影響を取り込むことによって、補正露光量を
等価的に実効的な面積密度として表すために面積密度マ
ップの平滑化を行ったのち、各パターンの中心強度が一
致するように後方散乱項に基づく補正露光量を計算す
る。
【００１３】次いで、第３ステップの補助露光発生にお
いては、部分一括露光の単位、もしくは、露光パターン
単位でしかドーズ量補正が行えないために生じる部分的
な露光量不足を補うため、露光量不足部分に補助露光
ショットを発生させ、補助露光量を計算する。この場
合、露光量補正、補助露光ショット発生により、パター
ン面積密度が変化するので、この変化を取り込むため
に、の面積密度計算から補助露光量計算の工程を繰
り返し行うことによって、最終的に補正済み露光データ
が得られる（詳細について、必要があるならば、特願平
１２−１６６４６５号参照）。
いては、部分一括露光の単位、もしくは、露光パターン
単位でしかドーズ量補正が行えないために生じる部分的
な露光量不足を補うため、露光量不足部分に補助露光
ショットを発生させ、補助露光量を計算する。この場
合、露光量補正、補助露光ショット発生により、パター
ン面積密度が変化するので、この変化を取り込むため
に、の面積密度計算から補助露光量計算の工程を繰
り返し行うことによって、最終的に補正済み露光データ
が得られる（詳細について、必要があるならば、特願平
１２−１６６４６５号参照）。
【００１４】図９（ａ）及び（ｂ）参照 図９は、上述の近接効果補正を視覚的に示したものであ
り、まず、図９（ａ）の図形変更においては、後述する
各パターンの吸収エネルギーの半ピーク強度〔１／（２
κ）＋αp η〕，（１／２＋η）における幅が設計寸法
に等しくなるようにし、次いで、図９（ｂ）の補正露光
量の決定においては、各パターンの露光量の半ピーク強
度の高さ、即ち、〔１／（２κ）＋αp η〕×Ｑc,p と
（１／２＋η）×Ｑthとが現像レベルＥthと等しくなる
ようにする。この場合、αp は面積密度マップでの平滑
化によって得られる実効的な面積密度、１／κは前方散
乱エネルギーの分布関数のピーク強度を表し、パターン
の大きさにより値が異なる。また、Ｑc,p は露光量補正
後の補正露光量、Ｑthは基準パターン、即ち、十分に大
面積のパターンの最適露光量を表す。なお、図９（ａ）
における破線は自己補正前の吸収エネルギー分布であ
り、実線は自己補正の後の吸収エネルギー分布である。
り、まず、図９（ａ）の図形変更においては、後述する
各パターンの吸収エネルギーの半ピーク強度〔１／（２
κ）＋αp η〕，（１／２＋η）における幅が設計寸法
に等しくなるようにし、次いで、図９（ｂ）の補正露光
量の決定においては、各パターンの露光量の半ピーク強
度の高さ、即ち、〔１／（２κ）＋αp η〕×Ｑc,p と
（１／２＋η）×Ｑthとが現像レベルＥthと等しくなる
ようにする。この場合、αp は面積密度マップでの平滑
化によって得られる実効的な面積密度、１／κは前方散
乱エネルギーの分布関数のピーク強度を表し、パターン
の大きさにより値が異なる。また、Ｑc,p は露光量補正
後の補正露光量、Ｑthは基準パターン、即ち、十分に大
面積のパターンの最適露光量を表す。なお、図９（ａ）
における破線は自己補正前の吸収エネルギー分布であ
り、実線は自己補正の後の吸収エネルギー分布である。
【００１５】その結果、各パターンの現像レベルＥthに
おける幅は、各パターンの半ピーク強度における幅で規
定されることになるので、パターン寸法の差によらず、
各パターンの寸法を精度良く設計寸法通りにすることが
可能になる。
おける幅は、各パターンの半ピーク強度における幅で規
定されることになるので、パターン寸法の差によらず、
各パターンの寸法を精度良く設計寸法通りにすることが
可能になる。
【００１６】次に、図１０及び図１１を参照して、上述
の第１ステップの自己補正の工程を説明するが、のビ
ームぼけδの影響については省略して、各パターンにお
ける前方散乱項の半値強度における幅が設計寸法に等し
くなるように図形変更を行う方法を説明する。 図１０（ａ）及び（ｂ）参照 図１０は、矩形パターンの場合の露光データ寸法の決定
方法の説明図であり、図１０（ａ）は、ｘ方向の設計寸
法がＷ0 の設計矩形パターン３１と図形変更後のｘ方向
の露光データ寸法がＷの露光矩形パターン３２の関係示
す図であり、また、図１０（ｂ）は、設計寸法がＷ0 と
露光データ寸法がＷの吸収エネルギー分布の関係を示す
図である。
の第１ステップの自己補正の工程を説明するが、のビ
ームぼけδの影響については省略して、各パターンにお
ける前方散乱項の半値強度における幅が設計寸法に等し
くなるように図形変更を行う方法を説明する。 図１０（ａ）及び（ｂ）参照 図１０は、矩形パターンの場合の露光データ寸法の決定
方法の説明図であり、図１０（ａ）は、ｘ方向の設計寸
法がＷ0 の設計矩形パターン３１と図形変更後のｘ方向
の露光データ寸法がＷの露光矩形パターン３２の関係示
す図であり、また、図１０（ｂ）は、設計寸法がＷ0 と
露光データ寸法がＷの吸収エネルギー分布の関係を示す
図である。
【００１７】まず、上述の式（１）のＥＩＤ関数の前方
散乱項について、図１０（ａ）におけるｘ−ｙ座標系に
おけるｘ方向の前方散乱エネルギー分布関数Ｅf （ｘ，
Ｗ／２，βf ）は、下記の式（２）で定義される。
散乱項について、図１０（ａ）におけるｘ−ｙ座標系に
おけるｘ方向の前方散乱エネルギー分布関数Ｅf （ｘ，
Ｗ／２，βf ）は、下記の式（２）で定義される。
【数２】
【００１８】また、この場合の強度ピークは図１０
（ｂ）から明らかな様に、ｘ＝０における値であるの
で、強度ピークＥf （０，Ｗ／２，βf ）は、下記の式
（３）となる。
（ｂ）から明らかな様に、ｘ＝０における値であるの
で、強度ピークＥf （０，Ｗ／２，βf ）は、下記の式
（３）となる。
【数３】
【００１９】なお、上記の式（２）及び式（３）におけ
る誤差関数ｅｒｆは、下記の式（４）で定義されるもの
である。
る誤差関数ｅｒｆは、下記の式（４）で定義されるもの
である。
【数４】
【００２０】この場合、半値強度における幅が設計寸法
Ｗ0 に等しくなるようにするためには、ｘ＝±Ｗ0 ／２
の位置における前方散乱エネルギー分布関数Ｅf の値、
即ち、Ｅf （Ｗ0 ／２，Ｗ／２，βf ）が、強度ピーク
Ｅf （０，Ｗ／２，βf ）の１／２に等しいような幅Ｗ
を露光データ寸法とすれば良く、したがって、露光デー
タ寸法Ｗは、下記の式（５）を数値的に解いて求めれば
良い。
Ｗ0 に等しくなるようにするためには、ｘ＝±Ｗ0 ／２
の位置における前方散乱エネルギー分布関数Ｅf の値、
即ち、Ｅf （Ｗ0 ／２，Ｗ／２，βf ）が、強度ピーク
Ｅf （０，Ｗ／２，βf ）の１／２に等しいような幅Ｗ
を露光データ寸法とすれば良く、したがって、露光デー
タ寸法Ｗは、下記の式（５）を数値的に解いて求めれば
良い。
【数５】
【００２１】図１１参照 図１１は、上記の式（５）を数値的に解いて求めた設計
寸法Ｗ0 と露光データ寸法Ｗとの関係を示す図であり、
前方散乱係数βf が大きくなるに連れて設計寸法Ｗと露
光データ寸法Ｗ0 との乖離が大きくなることが分かる。
寸法Ｗ0 と露光データ寸法Ｗとの関係を示す図であり、
前方散乱係数βf が大きくなるに連れて設計寸法Ｗと露
光データ寸法Ｗ0 との乖離が大きくなることが分かる。
【００２２】なお、電子ビーム露光においては、電子銃
から試料に到る過程で電子ビームが数回クロスオーバー
することになり、クロスオーバー位置で負電荷を持つ電
子同士がクーロン力により互いに反発するので、電子ビ
ームが拡がってビームぼけとなり、このビームぼけによ
りさらなる解像線幅誤差を生ずる。また、このビームぼ
けには、電子ビームのエネルギーの拡がりに基づく収差
によるぼけも加わる。
から試料に到る過程で電子ビームが数回クロスオーバー
することになり、クロスオーバー位置で負電荷を持つ電
子同士がクーロン力により互いに反発するので、電子ビ
ームが拡がってビームぼけとなり、このビームぼけによ
りさらなる解像線幅誤差を生ずる。また、このビームぼ
けには、電子ビームのエネルギーの拡がりに基づく収差
によるぼけも加わる。
【００２３】したがって、この様なビームぼけによる解
像線幅誤差を精度良く補正するためには、第１のステッ
プにおけるの電子ビームのビームぼけδの影響を考慮
する必要がある。この場合、電子ビーム電流Ｉb を変え
ながら電子ビームのビームぼけδを測定することによっ
て、ビームぼけδの電子ビーム電流Ｉb 依存性を測定し
た実測データに基づいて、ビームぼけδを電子ビーム電
流Ｉb の関数として定義するが、一番簡単な一次式で近
似を行うと、例えば、下記の式（６）で定義される。 δ＝０．０３Ｉb ＋０．０５〔μｍ〕 ・・・（６）
像線幅誤差を精度良く補正するためには、第１のステッ
プにおけるの電子ビームのビームぼけδの影響を考慮
する必要がある。この場合、電子ビーム電流Ｉb を変え
ながら電子ビームのビームぼけδを測定することによっ
て、ビームぼけδの電子ビーム電流Ｉb 依存性を測定し
た実測データに基づいて、ビームぼけδを電子ビーム電
流Ｉb の関数として定義するが、一番簡単な一次式で近
似を行うと、例えば、下記の式（６）で定義される。 δ＝０．０３Ｉb ＋０．０５〔μｍ〕 ・・・（６）
【００２４】この入射電子ビームのぼけδをガウス分布
関数Ｓ（ｘ′，ｙ′）で表した場合のＥＩＤ関数Ｆ
（ｘ，ｙ）は、下記の式（７）で表される。
関数Ｓ（ｘ′，ｙ′）で表した場合のＥＩＤ関数Ｆ
（ｘ，ｙ）は、下記の式（７）で表される。
【数６】 この式（６）及び式（７）を用いることによって、クー
ロン効果を考慮した近接効果補正を行うことができる。
ロン効果を考慮した近接効果補正を行うことができる。
【００２５】この場合の近接効果パラメータβb に対す
るビームぼけδは、１／１００以下であるので、第２項
においてはビームぼけδの寄与を無視して、下記の式
（８）で表される。
るビームぼけδは、１／１００以下であるので、第２項
においてはビームぼけδの寄与を無視して、下記の式
（８）で表される。
【数７】
【００２６】以上の考察から、クーロン効果を補正する
ためには、ビームぼけδをショット毎に計算し、ビーム
ぼけδを考慮した実効的散乱係数βf ′＝（βf 2 ＋δ
2 ） 1/2 を前方散乱項に係わる計算に用いれば良いこと
になる。
ためには、ビームぼけδをショット毎に計算し、ビーム
ぼけδを考慮した実効的散乱係数βf ′＝（βf 2 ＋δ
2 ） 1/2 を前方散乱項に係わる計算に用いれば良いこと
になる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の図形変
更を含む近接効果補正では、設計寸法が小さい時に、前
方散乱強度分布の半値幅が設計寸法に一致する露光デー
タが存在しなくなるという問題があるので、この事情を
図１２を参照して説明する。
更を含む近接効果補正では、設計寸法が小さい時に、前
方散乱強度分布の半値幅が設計寸法に一致する露光デー
タが存在しなくなるという問題があるので、この事情を
図１２を参照して説明する。
【００２８】図１２参照 図１２は、図１１の露光データ寸法と設計寸法の相関曲
線の一例を示した図であり、図の実効前方散乱係数
βf ′の露光条件の場合、設計寸法Ｗ0 がＷ0 ≒０．０
８μｍ以下で、露光データ寸法Ｗがｗ＝０μｍとなり、
露光データ寸法を設定できなくなるという問題がある。
線の一例を示した図であり、図の実効前方散乱係数
βf ′の露光条件の場合、設計寸法Ｗ0 がＷ0 ≒０．０
８μｍ以下で、露光データ寸法Ｗがｗ＝０μｍとなり、
露光データ寸法を設定できなくなるという問題がある。
【００２９】また、図に示すように、Ｗ0 ≒０．０８μ
ｍ近傍においては、設計寸法に対応する露光データ寸法
がある場合にも、電子ビーム露光装置が安定した電子ビ
ームを照射できない領域が存在するという問題、即ち、
安定した電流密度が得られなくなる最小ビームサイズが
存在するという問題があるので、この事情を図１３を参
照して説明する。
ｍ近傍においては、設計寸法に対応する露光データ寸法
がある場合にも、電子ビーム露光装置が安定した電子ビ
ームを照射できない領域が存在するという問題、即ち、
安定した電流密度が得られなくなる最小ビームサイズが
存在するという問題があるので、この事情を図１３を参
照して説明する。
【００３０】図１３参照 図１３は電流密度のビームサイズ依存性の一例を模式的
に示した図であり、安定した電流密度が得られなくなる
最小ビームサイズＤmin が存在する。この最小ビームサ
イズＤmin の大きさは、電子ビーム露光装置の性能・仕
様により異なるものである。
に示した図であり、安定した電流密度が得られなくなる
最小ビームサイズＤmin が存在する。この最小ビームサ
イズＤmin の大きさは、電子ビーム露光装置の性能・仕
様により異なるものである。
【００３１】したがって、露光データ寸法Ｗが最小ビー
ムサイズＤmin より小さな領域では、設計寸法Ｗ0 に対
応する露光データ寸法Ｗが存在しても精度の高い露光が
できなくなるという問題がある。
ムサイズＤmin より小さな領域では、設計寸法Ｗ0 に対
応する露光データ寸法Ｗが存在しても精度の高い露光が
できなくなるという問題がある。
【００３２】さらに、露光データ寸法の存在する最小設
計寸法Ｗ0 は実効前方散乱係数βf′に依存し、実効前
方散乱係数βf ′が小さくなるに連れて露光データ寸法
の存在する最小設計寸法Ｗ0 も小さくなるが、その場合
には、ステンシルマスクの作成が困難な程、小さな露光
データ寸法になるという問題もある。
計寸法Ｗ0 は実効前方散乱係数βf′に依存し、実効前
方散乱係数βf ′が小さくなるに連れて露光データ寸法
の存在する最小設計寸法Ｗ0 も小さくなるが、その場合
には、ステンシルマスクの作成が困難な程、小さな露光
データ寸法になるという問題もある。
【００３３】したがって、本発明は、図形変更の結果、
露光データ寸法Ｗが最小ビームサイズＤmin 以下になる
場合、或いは、露光データ寸法Ｗを０にしても半値幅が
設計寸法Ｗ0 に等しくならない場合にもパターン精度の
高い露光を行うことを目的とする。
露光データ寸法Ｗが最小ビームサイズＤmin 以下になる
場合、或いは、露光データ寸法Ｗを０にしても半値幅が
設計寸法Ｗ0 に等しくならない場合にもパターン精度の
高い露光を行うことを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】ここで、図１を参照して
本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図１は、本発明の近接効果補正方法の手順を示す
フロー図である。 図１参照 （１）本発明は、露光強度分布関数における前方散乱強
度分布の半値幅が設計寸法に等しくなるように各パター
ンの図形変更を行って近接効果補正を行う荷電粒子ビー
ム露光方法において、図形変更の結果、露光データ寸法
が荷電粒子ビーム露光装置が安定して荷電粒子ビームを
照射できる最小ビームサイズ以下になる場合、或いは、
露光データ寸法をゼロにしても前方散乱強度分布の半値
幅が設計寸法に等しくならない場合のいずれかの場合
に、露光データ寸法を前記最小ビームサイズに設定する
ことを特徴とする。
本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図１は、本発明の近接効果補正方法の手順を示す
フロー図である。 図１参照 （１）本発明は、露光強度分布関数における前方散乱強
度分布の半値幅が設計寸法に等しくなるように各パター
ンの図形変更を行って近接効果補正を行う荷電粒子ビー
ム露光方法において、図形変更の結果、露光データ寸法
が荷電粒子ビーム露光装置が安定して荷電粒子ビームを
照射できる最小ビームサイズ以下になる場合、或いは、
露光データ寸法をゼロにしても前方散乱強度分布の半値
幅が設計寸法に等しくならない場合のいずれかの場合
に、露光データ寸法を前記最小ビームサイズに設定する
ことを特徴とする。
【００３５】この様に、パターンサイズが小さすぎて、
の工程における図形変更の結果、露光データ寸法が荷
電粒子ビーム露光装置が安定して荷電粒子ビームを照射
できる最小ビームサイズＤmin 以下になる場合、及び、
露光データ寸法をゼロにしても前方散乱強度分布の半値
幅が設計寸法に等しくならない場合、露光データ寸法を
前記最小ビームサイズＤmin に設定することによって、
従来は補正することのできなかった、微細なパターンの
補正が可能になるとともに、微細パターンの露光マージ
ンの減少を最小限に抑えられる。
の工程における図形変更の結果、露光データ寸法が荷
電粒子ビーム露光装置が安定して荷電粒子ビームを照射
できる最小ビームサイズＤmin 以下になる場合、及び、
露光データ寸法をゼロにしても前方散乱強度分布の半値
幅が設計寸法に等しくならない場合、露光データ寸法を
前記最小ビームサイズＤmin に設定することによって、
従来は補正することのできなかった、微細なパターンの
補正が可能になるとともに、微細パターンの露光マージ
ンの減少を最小限に抑えられる。
【００３６】また、最小ビームサイズＤmin は、図にお
けるの工程において、荷電粒子ビーム露光装置、典型
的には電子ビーム露光装置の性能によって決定されるの
で、安定して微細パターンを形成することができる。
けるの工程において、荷電粒子ビーム露光装置、典型
的には電子ビーム露光装置の性能によって決定されるの
で、安定して微細パターンを形成することができる。
【００３７】（２）また、本発明は、上記図形変更後の
前方散乱強度分布の幅が設計寸法に等しくなる露光強度
を計算したのち、前記露光強度が全てのパターンで等し
くなるように各パターンにおける露光量を補正すること
を特徴とする。
前方散乱強度分布の幅が設計寸法に等しくなる露光強度
を計算したのち、前記露光強度が全てのパターンで等し
くなるように各パターンにおける露光量を補正すること
を特徴とする。
【００３８】この様に、補正露光量を、前方散乱項によ
り計算される前方散乱強度分布の幅が設計寸法に等しく
なる強度ε／κに対応する露光強度がパターンによらず
一定になるように、各パターンの現像レベルを設計寸法
に合わせることができる。なお、ε／κは、０≦ε／κ
≦１であり、パターン寸法が大きい場合にはεκ＝１／
２となる。
り計算される前方散乱強度分布の幅が設計寸法に等しく
なる強度ε／κに対応する露光強度がパターンによらず
一定になるように、各パターンの現像レベルを設計寸法
に合わせることができる。なお、ε／κは、０≦ε／κ
≦１であり、パターン寸法が大きい場合にはεκ＝１／
２となる。
【００３９】（３）また、本発明は、上記（１）または
（２）において、上記各パターンの内、前方散乱強度分
布の半値幅が設計寸法と一致しているパターンと、露光
データ寸法を上記最小ビームサイズに設定したパターン
とで、異なる前方散乱強度関数を用いることを特徴とす
る。
（２）において、上記各パターンの内、前方散乱強度分
布の半値幅が設計寸法と一致しているパターンと、露光
データ寸法を上記最小ビームサイズに設定したパターン
とで、異なる前方散乱強度関数を用いることを特徴とす
る。
【００４０】従来において前方散乱強度関数として使用
しているガウス関数も近似式に過ぎないので、例えば、
最小ビームサイズＤmin で露光したパターンの線幅の露
光量依存性を調べて、それをフィッテイングしてより実
態に近い近似関数を用いることによって、より精度の高
い近接効果補正が可能になる。
しているガウス関数も近似式に過ぎないので、例えば、
最小ビームサイズＤmin で露光したパターンの線幅の露
光量依存性を調べて、それをフィッテイングしてより実
態に近い近似関数を用いることによって、より精度の高
い近接効果補正が可能になる。
【００４１】
【発明の実施の形態】ここで、図１乃至図７を参照し
て、本発明の実施の形態の電子ビーム露光方法を説明す
るが、まず、図１を参照して、本発明の実施の形態の電
子ビーム露光方法の手順を簡単に説明する。 再び、図１参照 本発明の実施の形態の電子ビーム露光方法における近接
効果補正方法は、大きく別けて、１．最小ビームサイズ
の設定、２．自己補正、３．露光量補正、及び、４．補
助露光発生の四つのステップからなる。
て、本発明の実施の形態の電子ビーム露光方法を説明す
るが、まず、図１を参照して、本発明の実施の形態の電
子ビーム露光方法の手順を簡単に説明する。 再び、図１参照 本発明の実施の形態の電子ビーム露光方法における近接
効果補正方法は、大きく別けて、１．最小ビームサイズ
の設定、２．自己補正、３．露光量補正、及び、４．補
助露光発生の四つのステップからなる。
【００４２】まず、第１ステップにおいては、最小ビ
ームサイズＤmin の設定を行う。例えば、上記図１３に
模式的に示したように、使用する電子ビーム露光装置に
おける電流密度のビームサイズ依存性を測定し、安定し
た電流蜜の得られる下限をビームサイズを最小ビームサ
イズＤmin とする。なお、測定系の性能等の問題で最小
ビームサイズＤmin の決定が困難な場合には、実際に露
光を行い、どのビームサイズまで良好な現像パターンが
得られたかによって最小ビームサイズＤmin を決定して
も良い。
ームサイズＤmin の設定を行う。例えば、上記図１３に
模式的に示したように、使用する電子ビーム露光装置に
おける電流密度のビームサイズ依存性を測定し、安定し
た電流蜜の得られる下限をビームサイズを最小ビームサ
イズＤmin とする。なお、測定系の性能等の問題で最小
ビームサイズＤmin の決定が困難な場合には、実際に露
光を行い、どのビームサイズまで良好な現像パターンが
得られたかによって最小ビームサイズＤmin を決定して
も良い。
【００４３】次いで、第２ステップの自己補正において
は、上述の式（１）におけるＥＩＤ関数の前方散乱項
に基づいて前方散乱強度を計算し、次いで、前方散乱
強度分布における半値強度での幅が、設計寸法に等しく
なるように露光データ上での寸法シフト、即ち、図形変
更を行う。この場合、図形変更の結果の露光データ寸法
が、最小ビームサイズＤmin 以上になった場合には、そ
のパターンサイズを露光データ寸法とし、解が存在しな
いか或いは最小ビームサイズＤmin より小さくなるパタ
ーンについては、露光データ寸法を最小ビームサイズＤ
min に変更する。
は、上述の式（１）におけるＥＩＤ関数の前方散乱項
に基づいて前方散乱強度を計算し、次いで、前方散乱
強度分布における半値強度での幅が、設計寸法に等しく
なるように露光データ上での寸法シフト、即ち、図形変
更を行う。この場合、図形変更の結果の露光データ寸法
が、最小ビームサイズＤmin 以上になった場合には、そ
のパターンサイズを露光データ寸法とし、解が存在しな
いか或いは最小ビームサイズＤmin より小さくなるパタ
ーンについては、露光データ寸法を最小ビームサイズＤ
min に変更する。
【００４４】次いで、第３ステップの露光量補正におい
ては、後述するの補正露光量計算において各パター
ンの違いによる差を反映できるように各パターン毎に前
方散乱強度分布の幅が設計寸法になる露光強度を計算す
る。なお、図形変更結果、露光データ寸法がＤmin 以上
であったパターンにおいては、前方散乱強度分布の設計
寸法強度と半値強度は一致している。
ては、後述するの補正露光量計算において各パター
ンの違いによる差を反映できるように各パターン毎に前
方散乱強度分布の幅が設計寸法になる露光強度を計算す
る。なお、図形変更結果、露光データ寸法がＤmin 以上
であったパターンにおいては、前方散乱強度分布の設計
寸法強度と半値強度は一致している。
【００４５】次いで、露光パターンを各補正計算メッ
シュに分割し、各補正計算メッシュにおけるパターン面
積密度αp を計算する。次いで、近傍の補正計算メッ
シュからの後方散乱の影響を取り込むことによって、補
正露光量を等価的に実効的な面積密度として表すために
面積密度マップの平滑化を行ったのち、各パターンの設
計寸法強度が全てのパターンで一致するように後方散
乱項に基づく補正露光量を計算する。
シュに分割し、各補正計算メッシュにおけるパターン面
積密度αp を計算する。次いで、近傍の補正計算メッ
シュからの後方散乱の影響を取り込むことによって、補
正露光量を等価的に実効的な面積密度として表すために
面積密度マップの平滑化を行ったのち、各パターンの設
計寸法強度が全てのパターンで一致するように後方散
乱項に基づく補正露光量を計算する。
【００４６】以降は、図８に示した従来の近接効果補正
方法と同様である。即ち、第４ステップの補助露光発生
においては、部分一括露光の単位、もしくは、露光パタ
ーン単位でしかドーズ量補正が行えないために生じる部
分的な露光量不足を補うため、露光量不足部分に補助
露光ショットを発生させ、補助露光量を計算する。こ
の場合、露光量補正、補助露光ショット発生により、パ
ターン面積密度が変化するので、この変化を取り込むた
めに、の面積密度計算から補助露光量計算の工程を
繰り返しおこなうことによって、最終的に補正済み露光
データが得られる。
方法と同様である。即ち、第４ステップの補助露光発生
においては、部分一括露光の単位、もしくは、露光パタ
ーン単位でしかドーズ量補正が行えないために生じる部
分的な露光量不足を補うため、露光量不足部分に補助
露光ショットを発生させ、補助露光量を計算する。こ
の場合、露光量補正、補助露光ショット発生により、パ
ターン面積密度が変化するので、この変化を取り込むた
めに、の面積密度計算から補助露光量計算の工程を
繰り返しおこなうことによって、最終的に補正済み露光
データが得られる。
【００４７】次に、図２及び図３を参照して、各パター
ンの図形変更の方法を説明する。まず、上述の図１０と
同様に、ｘ方向の設計寸法がＷ0 の設計矩形パターンに
対し、半値強度における幅が設計寸法Ｗ0 に等しくなる
ようにするためには、ｘ＝±Ｗ0 ／２の位置における前
方散乱エネルギー分布関数Ｅf の値、即ち、Ｅf（Ｗ0
／２，Ｗ／２，βf ）が、強度ピークＥf （０，Ｗ／
２，βf ）の１／２に等しいような幅Ｗを露光データ寸
法を計算によって求める。
ンの図形変更の方法を説明する。まず、上述の図１０と
同様に、ｘ方向の設計寸法がＷ0 の設計矩形パターンに
対し、半値強度における幅が設計寸法Ｗ0 に等しくなる
ようにするためには、ｘ＝±Ｗ0 ／２の位置における前
方散乱エネルギー分布関数Ｅf の値、即ち、Ｅf（Ｗ0
／２，Ｗ／２，βf ）が、強度ピークＥf （０，Ｗ／
２，βf ）の１／２に等しいような幅Ｗを露光データ寸
法を計算によって求める。
【００４８】次に、図１１から理解されるように、前方
散乱係数βf の約１．７倍の設計寸法Ｗ0 に対して自己
補正した露光データ寸法Ｗが０になり、前方散乱係数β
f の約１．７倍以下の設計寸法Ｗ0 に対して自己補正し
た露光データ寸法Ｗに対しては解が存在しないことが理
解されるので、露光データ寸法Ｗが最小ビームサイズＤ
min 以上のパターンと、露光データ寸法Ｗの解が存在し
ないか、最小ビームサイズＤmin 以下の微小パターンに
分ける。
散乱係数βf の約１．７倍の設計寸法Ｗ0 に対して自己
補正した露光データ寸法Ｗが０になり、前方散乱係数β
f の約１．７倍以下の設計寸法Ｗ0 に対して自己補正し
た露光データ寸法Ｗに対しては解が存在しないことが理
解されるので、露光データ寸法Ｗが最小ビームサイズＤ
min 以上のパターンと、露光データ寸法Ｗの解が存在し
ないか、最小ビームサイズＤmin 以下の微小パターンに
分ける。
【００４９】図２（ａ）及び（ｂ）参照 図２（ａ）は、ｘ方向の設計寸法Ｗ0 がある程度大きい
設計矩形パターン１１と図形変更後の露光矩形パターン
１２の関係を示す図である。この場合、ｘ方向の設計寸
法Ｗ0 がある程度大きいので、図形変更後の露光データ
寸法Ｗは、最小ビームサイズＤmin よりも大きな値とな
っている。また、図２（ｂ）は、設計寸法Ｗ0 と露光デ
ータ寸法がＷの場合の前方散乱強度分布の関係を示す図
であり、露光データ寸法Ｗにおける前方散乱強度分布の
半値幅が設計寸法Ｗ0 に等しくなるように露光データ寸
法Ｗを設定する。この様な自己補正をＹ方向幅に関して
も同様に行う。
設計矩形パターン１１と図形変更後の露光矩形パターン
１２の関係を示す図である。この場合、ｘ方向の設計寸
法Ｗ0 がある程度大きいので、図形変更後の露光データ
寸法Ｗは、最小ビームサイズＤmin よりも大きな値とな
っている。また、図２（ｂ）は、設計寸法Ｗ0 と露光デ
ータ寸法がＷの場合の前方散乱強度分布の関係を示す図
であり、露光データ寸法Ｗにおける前方散乱強度分布の
半値幅が設計寸法Ｗ0 に等しくなるように露光データ寸
法Ｗを設定する。この様な自己補正をＹ方向幅に関して
も同様に行う。
【００５０】この場合、ｘ＝±Ｗ0 ／２における露光強
度の傾きは、概ね、他の位置での傾きよりも大きいの
で、露光量の誤差に対する出来上がりパターンの寸法の
変化は小さくなり、現像パターンの寸法精度が高くな
る。
度の傾きは、概ね、他の位置での傾きよりも大きいの
で、露光量の誤差に対する出来上がりパターンの寸法の
変化は小さくなり、現像パターンの寸法精度が高くな
る。
【００５１】図３（ａ）及び（ｂ）参照 図３（ａ）は、ｘ方向の設計寸法Ｗ0 がかなり細い設計
矩形パターン１３と図形変更後の露光矩形パターン１４
の関係を示す図である。この場合、ｘ方向の設計寸法Ｗ
0 がかなり細いため、図形変更後の露光データ寸法Ｗは
Ｄmin となっている。また、図３（ｂ）は、設計寸法Ｗ
0 と露光データ寸法がＤmin の場合の前方散乱強度分布
の関係を示す図であり、前方散乱強度分布における幅が
設計寸法Ｗ0と等しくなる露光強度は半値強度以上とな
る。
矩形パターン１３と図形変更後の露光矩形パターン１４
の関係を示す図である。この場合、ｘ方向の設計寸法Ｗ
0 がかなり細いため、図形変更後の露光データ寸法Ｗは
Ｄmin となっている。また、図３（ｂ）は、設計寸法Ｗ
0 と露光データ寸法がＤmin の場合の前方散乱強度分布
の関係を示す図であり、前方散乱強度分布における幅が
設計寸法Ｗ0と等しくなる露光強度は半値強度以上とな
る。
【００５２】次に、図４及び図５を参照して、図１の
設計寸法強度計算における各露光パターンにおける露光
強度分布に対する前方散乱の寄与を説明する。 図４（ａ）乃至（ｅ）参照 図４（ａ）乃至（ｅ）は、設計パターンと自己補正後の
露光データパターンの関係を示す図であり、実線は設計
パターンを示し、破線は露光データパターンを示してい
る。なお、各図においては、説明を簡単にするためにｙ
方向、即ち、縦方向に長いパターンの一部を切り取った
図として示している。
設計寸法強度計算における各露光パターンにおける露光
強度分布に対する前方散乱の寄与を説明する。 図４（ａ）乃至（ｅ）参照 図４（ａ）乃至（ｅ）は、設計パターンと自己補正後の
露光データパターンの関係を示す図であり、実線は設計
パターンを示し、破線は露光データパターンを示してい
る。なお、各図においては、説明を簡単にするためにｙ
方向、即ち、縦方向に長いパターンの一部を切り取った
図として示している。
【００５３】図４（ａ）乃至（ｅ）は、夫々、極細幅の
孤立ラインパターン、極細幅のライン・アンド・スペー
スパターン、細幅の孤立ラインパターン、細幅のライン
・アンド・スペースパターン、及び、大パターン、即
ち、基準パターンである。
孤立ラインパターン、極細幅のライン・アンド・スペー
スパターン、細幅の孤立ラインパターン、細幅のライン
・アンド・スペースパターン、及び、大パターン、即
ち、基準パターンである。
【００５４】図４（ａ）及び（ｂ）の極細幅の孤立ライ
ンパターン及び極細幅のライン・アンド・スペースパタ
ーンにおいては、Ｘ方向の露光データ寸法は最小ビーム
サイズＤmin になっている。
ンパターン及び極細幅のライン・アンド・スペースパタ
ーンにおいては、Ｘ方向の露光データ寸法は最小ビーム
サイズＤmin になっている。
【００５５】図４（ｃ）及び（ｄ）の細幅の孤立ライン
パターン及び極細幅のライン・アンド・スペースパター
ンにおいては、Ｘ方向の露光データ寸法は前方散乱エネ
ルギー分布関数Ｅf に基づいて計算した露光データ寸法
Ｗになっている。
パターン及び極細幅のライン・アンド・スペースパター
ンにおいては、Ｘ方向の露光データ寸法は前方散乱エネ
ルギー分布関数Ｅf に基づいて計算した露光データ寸法
Ｗになっている。
【００５６】図４（ｅ）の大パターンにおいては、図１
１から明らかなように、設計寸法Ｗ 0 ≒露光データ寸法
Ｗとなるので、破線と実線とほぼ重なる。一方、各パタ
ーンにおけるＹ方向の幅は充分長いので、大パターンの
場合と同様に破線と実線とはほぼ重なることになる。
１から明らかなように、設計寸法Ｗ 0 ≒露光データ寸法
Ｗとなるので、破線と実線とほぼ重なる。一方、各パタ
ーンにおけるＹ方向の幅は充分長いので、大パターンの
場合と同様に破線と実線とはほぼ重なることになる。
【００５７】図５（ａ）乃至（ｅ）参照 図５（ａ）乃至（ｅ）は、図４（ａ）乃至（ｅ）に示し
たパターンに対する前方散乱による露光強度の拡がりの
みを考慮した場合のｘ方向の露光強度分布と設計寸法の
関係を示す図である。
たパターンに対する前方散乱による露光強度の拡がりの
みを考慮した場合のｘ方向の露光強度分布と設計寸法の
関係を示す図である。
【００５８】この場合、図５（ａ）に示した極幅細の孤
立ラインパターン乃至図５（ｄ）に示した幅細のライン
＆スペースパターンにおいては、前方散乱の影響により
ピーク強度は規格値の１に対して１／κに低下するが、
前方散乱による吸収エネルギーの拡がりは狭いので、大
パターンにおいては１のままである。したがって、１／
κ（０≦１／κ≦１）は、前方散乱のピーク強度低下率
となり、ピーク強度低下率１／κは、パターン寸法、即
ち、図においてはＸ方向の幅によって異なることにな
る。
立ラインパターン乃至図５（ｄ）に示した幅細のライン
＆スペースパターンにおいては、前方散乱の影響により
ピーク強度は規格値の１に対して１／κに低下するが、
前方散乱による吸収エネルギーの拡がりは狭いので、大
パターンにおいては１のままである。したがって、１／
κ（０≦１／κ≦１）は、前方散乱のピーク強度低下率
となり、ピーク強度低下率１／κは、パターン寸法、即
ち、図においてはＸ方向の幅によって異なることにな
る。
【００５９】また、これらの露光強度分布において、設
計寸法と一致する幅となる露光強度のピーク強度に対す
る比をεとすると、その強度はε／κで表されることに
なり、強度比εは、下記の式（９）で表される。
計寸法と一致する幅となる露光強度のピーク強度に対す
る比をεとすると、その強度はε／κで表されることに
なり、強度比εは、下記の式（９）で表される。
【数８】
【００６０】露光データ寸法をＤmin に設定した図５
（ａ）及び（ｂ）に示すように極幅細の孤立ラインパタ
ーン及び極幅細のライン＆スペースパターンにおける強
度比εはε＞０．５となる。
（ａ）及び（ｂ）に示すように極幅細の孤立ラインパタ
ーン及び極幅細のライン＆スペースパターンにおける強
度比εはε＞０．５となる。
【００６１】一方、図５（ｃ）及び（ｄ）に示す幅細の
孤立ラインパターン及び幅細のライン＆スペースパター
ンにおける強度比εは、図４（ｃ）及び（ｄ）に関して
説明したように、露光強度分布の半値幅と設計寸法が等
しくなるようにしているので、ε＝０．５となる。
孤立ラインパターン及び幅細のライン＆スペースパター
ンにおける強度比εは、図４（ｃ）及び（ｄ）に関して
説明したように、露光強度分布の半値幅と設計寸法が等
しくなるようにしているので、ε＝０．５となる。
【００６２】また、図５（ｅ）に示す大パターンの場合
も同様に、ε＝０．５となる。
も同様に、ε＝０．５となる。
【００６３】次に、図６を参照して図１における乃至
における各露光パターンにおける露光強度分布に対す
る後方散乱の寄与を概念的に説明する。 図６（ａ）乃至（ｅ）参照 図６（ａ）乃至（ｅ）は、さらに後方散乱の影響を考慮
した場合の極幅細の孤立ラインパターン、極幅細のライ
ン＆スペースパターン、幅細の孤立ラインパターン、幅
細のライン＆スペースパターン、及び、大パターンにお
ける露光強度分布と設計寸法強度を示したものである。
における各露光パターンにおける露光強度分布に対す
る後方散乱の寄与を概念的に説明する。 図６（ａ）乃至（ｅ）参照 図６（ａ）乃至（ｅ）は、さらに後方散乱の影響を考慮
した場合の極幅細の孤立ラインパターン、極幅細のライ
ン＆スペースパターン、幅細の孤立ラインパターン、幅
細のライン＆スペースパターン、及び、大パターンにお
ける露光強度分布と設計寸法強度を示したものである。
【００６４】この場合、パターン面積密度αp が１以下
のライン＆スペースパターンにおいては、パターン面積
密度αp に応じて吸収エネルギーの後方散乱成分はαp
ηとなり、後方散乱比率ηより小さくなる。
のライン＆スペースパターンにおいては、パターン面積
密度αp に応じて吸収エネルギーの後方散乱成分はαp
ηとなり、後方散乱比率ηより小さくなる。
【００６５】図６（ａ）に示す極幅細の孤立ラインパタ
ーン及び図６（ｃ）に示す 幅細の孤立ラインパターン
（ｍ）の場合には、後方散乱の影響は広範囲にわたるも
のの、その絶対値は小さいので、孤立ラインパターン自
体からの影響は広い範囲における孤立ラインパターン自
体の面積に応じた影響しかなく、したがって、実質的に
後方散乱成分をほとんど無視することができる。
ーン及び図６（ｃ）に示す 幅細の孤立ラインパターン
（ｍ）の場合には、後方散乱の影響は広範囲にわたるも
のの、その絶対値は小さいので、孤立ラインパターン自
体からの影響は広い範囲における孤立ラインパターン自
体の面積に応じた影響しかなく、したがって、実質的に
後方散乱成分をほとんど無視することができる。
【００６６】ここで、図６（ａ）乃至図６（ｅ）のピー
ク強度、及び、前方散乱の露光強度分布のピーク幅が設
計寸法と一致する強度と後方散乱成分を加えた設計寸法
強度が以下の通りである。 極細幅孤立ラインパターン ピーク強度 １／κ 設計寸法強度 ε／κ 極細幅ライン＆ペースパターン ピーク強度 １／κ＋αp η 設計寸法強度 ε／κ＋αp η 細幅孤立ラインパターン ピーク強度 １／κ 設計寸法強度 ε／κ＝０．５／κ 細幅ライン＆ペースパターン ピーク強度 １／κ＋αp η 設計寸法強度 ε／κ＋αp η ＝０．５／κ＋αp η 大パターン ピーク強度 １＋η 設計強度強度 ε＋η＝０．５＋η となる。
ク強度、及び、前方散乱の露光強度分布のピーク幅が設
計寸法と一致する強度と後方散乱成分を加えた設計寸法
強度が以下の通りである。 極細幅孤立ラインパターン ピーク強度 １／κ 設計寸法強度 ε／κ 極細幅ライン＆ペースパターン ピーク強度 １／κ＋αp η 設計寸法強度 ε／κ＋αp η 細幅孤立ラインパターン ピーク強度 １／κ 設計寸法強度 ε／κ＝０．５／κ 細幅ライン＆ペースパターン ピーク強度 １／κ＋αp η 設計寸法強度 ε／κ＋αp η ＝０．５／κ＋αp η 大パターン ピーク強度 １＋η 設計強度強度 ε＋η＝０．５＋η となる。
【００６７】これから明らかなように、吸収エネルギー
分布のピーク強度の一般形は１／κ＋αp ηで表され、
設計強度強度の一般形はε／κ＋αp ηで表されること
になる。なお、図において、上述の式（１）から明らか
なように、実際には規格化定数１／（１＋η）が係数と
して掛けられているが、図示を簡単にするために省略し
ている。
分布のピーク強度の一般形は１／κ＋αp ηで表され、
設計強度強度の一般形はε／κ＋αp ηで表されること
になる。なお、図において、上述の式（１）から明らか
なように、実際には規格化定数１／（１＋η）が係数と
して掛けられているが、図示を簡単にするために省略し
ている。
【００６８】次に、図７を参照して、補正露光量の計算
の概略を説明する。 図７（ａ）及び（ｂ）参照 図７（ａ）及び（ｂ）は、上記の図６に基づいて補正露
光量を決定する方法を視覚的に示したものであり、一般
化したライン＆スペースパターンと大パターンとを示し
ている。
の概略を説明する。 図７（ａ）及び（ｂ）参照 図７（ａ）及び（ｂ）は、上記の図６に基づいて補正露
光量を決定する方法を視覚的に示したものであり、一般
化したライン＆スペースパターンと大パターンとを示し
ている。
【００６９】まず、図７（ａ）の図形変更においては、
一般化したライン＆スペースパターンと大パターンにつ
いて、図形変更前の吸収エネルギー分布を破線で示し、
図形変形後の吸収エネルギー分布を実線で示している。
一般化したライン＆スペースパターンと大パターンにつ
いて、図形変更前の吸収エネルギー分布を破線で示し、
図形変形後の吸収エネルギー分布を実線で示している。
【００７０】次いで、図７（ｂ）の補正露光量の決定に
おいては、各パターンの設計寸法強度における露光量、
即ち、（ε／κ＋αp η）×Ｑc,p と（１／２＋η）×
Ｑthとが現像レベルＥthと等しくなるよう、実験データ
に基づいて決定する。即ち、 （ε／κ＋αp η）×Ｑc,p ＝（１／２＋η）×Ｑth
＝Ｅth となるように、大パターンの補正露光量、即ち、基準パ
ターンの基準露光量Ｑth、及び、一般化したライン＆ス
ペースパターン等の他のパターンの補正露光量Ｑ c,p を
決定する。
おいては、各パターンの設計寸法強度における露光量、
即ち、（ε／κ＋αp η）×Ｑc,p と（１／２＋η）×
Ｑthとが現像レベルＥthと等しくなるよう、実験データ
に基づいて決定する。即ち、 （ε／κ＋αp η）×Ｑc,p ＝（１／２＋η）×Ｑth
＝Ｅth となるように、大パターンの補正露光量、即ち、基準パ
ターンの基準露光量Ｑth、及び、一般化したライン＆ス
ペースパターン等の他のパターンの補正露光量Ｑ c,p を
決定する。
【００７１】この様な補正露光量Ｑc,p を用いて露光す
ることによって、各パターンの設計寸法強度が現像レベ
ルＥthに等しくなるので、各パターンの寸法を精度良く
設計寸法通りにすることが可能になる。
ることによって、各パターンの設計寸法強度が現像レベ
ルＥthに等しくなるので、各パターンの寸法を精度良く
設計寸法通りにすることが可能になる。
【００７２】以上においては、説明を簡単にするため
に、パターン面積密度αp を用いたが、詳細な補正露光
量の計算においては、上述の先願（特願平１２−１６６
４６５号）に記載しているように、実効パターン面積密
度αp ′を用いて計算することになる。
に、パターン面積密度αp を用いたが、詳細な補正露光
量の計算においては、上述の先願（特願平１２−１６６
４６５号）に記載しているように、実効パターン面積密
度αp ′を用いて計算することになる。
【００７３】この様な面積密度計算乃至補正露光量
計算の詳細な手法、及び、それ以降の補助露光発生にお
ける手法は、上述の先願（特願平１２−１６６４６５
号）と同様であり、本発明の特徴点とは直接関連がない
ので説明は省略する。
計算の詳細な手法、及び、それ以降の補助露光発生にお
ける手法は、上述の先願（特願平１２−１６６４６５
号）と同様であり、本発明の特徴点とは直接関連がない
ので説明は省略する。
【００７４】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明は、実施の形態に記載された構成・条件に限
られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記実施の形態の場合には、ビームぼけδを考慮し
ていないが、先願（特願平１２−１６６４６５号）発明
と同様に、ＥＩＤ関数の前方散乱項にクーロン効果等に
よるビームぼけを考慮しても良いものであり、その場合
には、ビームぼけδをショット毎に計算し、ビームぼけ
δを考慮した実効的散乱係数βf ′＝（βf 2 ＋δ2 ）
1/2 を前方散乱項に係わる計算に用いれば良い。
が、本発明は、実施の形態に記載された構成・条件に限
られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記実施の形態の場合には、ビームぼけδを考慮し
ていないが、先願（特願平１２−１６６４６５号）発明
と同様に、ＥＩＤ関数の前方散乱項にクーロン効果等に
よるビームぼけを考慮しても良いものであり、その場合
には、ビームぼけδをショット毎に計算し、ビームぼけ
δを考慮した実効的散乱係数βf ′＝（βf 2 ＋δ2 ）
1/2 を前方散乱項に係わる計算に用いれば良い。
【００７５】また、上記の実施の形態においては、露光
強度分布関数として、式（１）に示すダブルガウシアン
を用いているが、実測との一致性を高めるためのフィッ
ティング係数γ及び二次電子散乱比率η′を含む第３項
を有するトリプルガウシアンを用いていても良く、さら
に、第４項以下を含むより複雑な関数形を用いても良
い。
強度分布関数として、式（１）に示すダブルガウシアン
を用いているが、実測との一致性を高めるためのフィッ
ティング係数γ及び二次電子散乱比率η′を含む第３項
を有するトリプルガウシアンを用いていても良く、さら
に、第４項以下を含むより複雑な関数形を用いても良
い。
【００７６】また、上記の実施の形態においては、露光
データ寸法を決定する際に露光強度分布の半値幅、即
ち、ピーク値の１／２の強度になる位置の幅を利用して
いるが、かならずしも半値幅である必要はなく、ピーク
値に対する強度比が、０．３から０．７の範囲であれば
良い。
データ寸法を決定する際に露光強度分布の半値幅、即
ち、ピーク値の１／２の強度になる位置の幅を利用して
いるが、かならずしも半値幅である必要はなく、ピーク
値に対する強度比が、０．３から０．７の範囲であれば
良い。
【００７７】また、上記の実施の形態においては、最小
ビームサイズを決定する際に、実際に使用する電子ビー
ム露光装置を用いて測定結果に基づいて決定している
が、ステンシルマスクを用いる場合には、マスクの作製
時に安定して開口することができる最小幅を最小ビーム
サイズとすれば良い。
ビームサイズを決定する際に、実際に使用する電子ビー
ム露光装置を用いて測定結果に基づいて決定している
が、ステンシルマスクを用いる場合には、マスクの作製
時に安定して開口することができる最小幅を最小ビーム
サイズとすれば良い。
【００７８】また、可変成形とマスク露光を併用する場
合は、それぞれ最小ビームサイズを求め、互いに異なる
最小ビームサイズを設定しても良いし、或いは、大きい
方の最小ビームサイズを共通に設定しても良い。
合は、それぞれ最小ビームサイズを求め、互いに異なる
最小ビームサイズを設定しても良いし、或いは、大きい
方の最小ビームサイズを共通に設定しても良い。
【００７９】さらに、本発明の実施の形態においては、
前方散乱強度分布の半値幅が設計寸法に一致しているパ
ターンと、露光データ寸法が最小ビームサイズになって
いるパターンとに対し、前方散乱強度関数として同じガ
ウス関数を用いているが、互いに異なった前方散乱強度
関数を用いても良いものである。
前方散乱強度分布の半値幅が設計寸法に一致しているパ
ターンと、露光データ寸法が最小ビームサイズになって
いるパターンとに対し、前方散乱強度関数として同じガ
ウス関数を用いているが、互いに異なった前方散乱強度
関数を用いても良いものである。
【００８０】即ち、従来より前方散乱強度関数として使
用しているガウス関数も近似式に過ぎないので、前方散
乱強度関数を、例えば、最小ビームサイズを用いて露光
したパターンの線幅の露光量依存性をフィッテイングし
てより実態に近い近似関数を用いることによって、より
精度の高い近接効果補正が可能になるものであり、どの
様に異なった前方散乱強度関数となるかは、具体的なパ
ターン寸法及びフィッティングの精度により異なるもの
である。
用しているガウス関数も近似式に過ぎないので、前方散
乱強度関数を、例えば、最小ビームサイズを用いて露光
したパターンの線幅の露光量依存性をフィッテイングし
てより実態に近い近似関数を用いることによって、より
精度の高い近接効果補正が可能になるものであり、どの
様に異なった前方散乱強度関数となるかは、具体的なパ
ターン寸法及びフィッティングの精度により異なるもの
である。
【００８１】
【発明の効果】本発明によれば、前方散乱強度分布の半
値幅が設計寸法になるように図形変更を行って近接効果
補正を行う際に、電子ビーム露光装置が安定して電子ビ
ームを照射できる最小ビームサイズＤmin 以下の露光デ
ータ寸法になるとき、または、露光データ寸法をゼロに
しても半値幅が設計寸法に等しくならないときに、露光
データ寸法を、最小ビームサイズＤmin に設定している
ので、微細なパターンの補正が可能になるとともに、微
細パターンの露光マージンの減少を最小限に抑えること
ができ、さらに、最小ビームサイズＤmin を決定する際
に、電子ビーム露光装置の性能を考慮しているので、安
定して微細パターンを形成することができ、それによっ
て、荷電粒子ビーム露光技術における寸法の制御性が向
上し、微細デバイスの製造技術の向上に寄与するところ
が大きい。
値幅が設計寸法になるように図形変更を行って近接効果
補正を行う際に、電子ビーム露光装置が安定して電子ビ
ームを照射できる最小ビームサイズＤmin 以下の露光デ
ータ寸法になるとき、または、露光データ寸法をゼロに
しても半値幅が設計寸法に等しくならないときに、露光
データ寸法を、最小ビームサイズＤmin に設定している
ので、微細なパターンの補正が可能になるとともに、微
細パターンの露光マージンの減少を最小限に抑えること
ができ、さらに、最小ビームサイズＤmin を決定する際
に、電子ビーム露光装置の性能を考慮しているので、安
定して微細パターンを形成することができ、それによっ
て、荷電粒子ビーム露光技術における寸法の制御性が向
上し、微細デバイスの製造技術の向上に寄与するところ
が大きい。
【図１】本発明の近接効果補正方法の手順を示すフロー
図である。
図である。
【図２】本発明の実施の形態における比較的大きなパタ
ーンの露光データ寸法の決定方法の説明図である。
ーンの露光データ寸法の決定方法の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態における微小パターンの露
光データ寸法の決定方法の説明図である。
光データ寸法の決定方法の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における設計パターンと自
己補正後の露光データパターンの関係の説明図である。
己補正後の露光データパターンの関係の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態における前方散乱による拡
がりのみを考慮した場合のｘ方向の露光強度分布と設計
寸法の関係を示す説明図である。
がりのみを考慮した場合のｘ方向の露光強度分布と設計
寸法の関係を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態における後方散乱による影
響を考慮した場合のｘ方向の露光強度分布と設計寸法強
度の説明図である。
響を考慮した場合のｘ方向の露光強度分布と設計寸法強
度の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態における補正露光量の決定
方法の説明図である。
方法の説明図である。
【図８】従来の近接効果補正方法の手順を示すフロー図
である。
である。
【図９】従来の近接効果補正方法の概念的説明図であ
る。
る。
【図１０】従来の近接効果補正方法における露光データ
寸法の決定方法の説明図である。
寸法の決定方法の説明図である。
【図１１】従来の図形変更における設計寸法Ｗ0 と露光
データ寸法Ｗとの相関の説明図である。
データ寸法Ｗとの相関の説明図である。
【図１２】従来の近接効果補正方法における露光データ
寸法と設計寸法の相関曲線の一例を示す図である。
寸法と設計寸法の相関曲線の一例を示す図である。
【図１３】電流密度のビームサイズ依存性の説明図であ
る。
る。
１１ 設計矩形パターン １２ 露光矩形パターン １３ 微小設計矩形パターン １４ 露光矩形パターン ３１ 設計矩形パターン ３２ 露光矩形パターン
Claims (3)
- 【請求項１】 露光強度分布関数における前方散乱強度
分布の半値幅が設計寸法に等しくなるように各パターン
の図形変更を行って近接効果補正を行う荷電粒子ビーム
露光方法において、図形変更の結果、露光データ寸法が
荷電粒子ビーム露光装置が安定して荷電粒子ビームを照
射できる最小ビームサイズ以下になる場合、或いは、露
光データ寸法をゼロにしても前方散乱強度分布の半値幅
が設計寸法に等しくならない場合のいずれかの場合に、
露光データ寸法を前記最小ビームサイズに設定すること
を特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項２】 上記図形変更後の前方散乱強度分布の幅
が設計寸法に等しくなる露光強度を計算したのち、前記
露光強度が全てのパターンで等しくなるように各パター
ンにおける露光量を補正することを特徴とする請求項１
記載の荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項３】 上記各パターンの内、前方散乱強度分布
の半値幅が設計寸法と一致しているパターンと、露光デ
ータ寸法を上記最小ビームサイズに設定したパターンと
で、異なる前方散乱強度関数を用いることを特徴とする
請求項１または２に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000262166A JP4627359B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 荷電粒子ビーム露光方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000262166A JP4627359B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 荷電粒子ビーム露光方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002075841A true JP2002075841A (ja) | 2002-03-15 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006237396A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Fujitsu Ltd | 露光データ生成装置および方法 |
| JP2010281950A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Dainippon Printing Co Ltd | 描画方法、インプリント用モールドの製造方法及び描画システム |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH06208944A (ja) * | 1993-01-12 | 1994-07-26 | Toshiba Corp | 電子ビーム描画方法 |
| JPH06267833A (ja) * | 1993-03-12 | 1994-09-22 | Toshiba Corp | 電子ビーム描画方法 |
| JPH09186058A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Sony Corp | 電子線リソグラフィ技術における近接効果補正法 |
| JPH09281688A (ja) * | 1996-04-17 | 1997-10-31 | Sony Corp | 電子線描画方法およびフォトマスクの製造方法 |
| JPH1055958A (ja) * | 1996-06-07 | 1998-02-24 | Lucent Technol Inc | 線量修正による電子ビームリソグラフィー用近接効果補償方法 |
| JP2001052999A (ja) * | 1999-05-31 | 2001-02-23 | Fujitsu Ltd | 荷電粒子ビーム露光方法 |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000262166A patent/JP4627359B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2006237396A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Fujitsu Ltd | 露光データ生成装置および方法 |
| JP4551243B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2010-09-22 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 露光データ生成装置および方法 |
| US7861210B2 (en) | 2005-02-25 | 2010-12-28 | Fujitsu Semiconductor Limited | Exposure data generator and method thereof |
| JP2010281950A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Dainippon Printing Co Ltd | 描画方法、インプリント用モールドの製造方法及び描画システム |
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| JP4627359B2 (ja) | 2011-02-09 |
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