JP2003303768A - Pattern formation method and drawing method - Google Patents

Pattern formation method and drawing method

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JP2003303768A
JP2003303768A JP2003031378A JP2003031378A JP2003303768A JP 2003303768 A JP2003303768 A JP 2003303768A JP 2003031378 A JP2003031378 A JP 2003031378A JP 2003031378 A JP2003031378 A JP 2003031378A JP 2003303768 A JP2003303768 A JP 2003303768A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pattern formation method for easily correcting a dimensional variation in an etching process. <P>SOLUTION: In the pattern formation method, a sample coated with a resist is irradiated with an energy beam, a pattern is formed by development, and the etching process is carried out with the pattern as a mask for forming a desired pattern on the sample. In this case, the energy beam is corrected for illumination so that the variation of pattern dimension in the etching process is corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、パターン形成方法
および描画方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method and a drawing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子ビームを用いたパターン形成方法
は、光を用いたものに比べてはるかに微細なパターン形
成が可能であり、半導体素子の試作等に使用されてい
る。また、電子ビームを用いたパターン形成方法では、
光リソグラフィーに用いられるマスクを作成するために
も使用されている。
2. Description of the Related Art A pattern forming method using an electron beam is capable of forming a much finer pattern as compared with a method using light, and is used for trial manufacture of semiconductor elements. Further, in the pattern forming method using an electron beam,
It is also used to make masks used in optical lithography.

【0003】図1に、このような電子ビームを用いた描
画装置の構成の例を示す。
FIG. 1 shows an example of the construction of a drawing apparatus using such an electron beam.

【0004】電子銃1から放出された電子ビームは集束
レンズ2で集束され、第1の成形アパーチャ3に照射さ
れる。第1の成形アパーチャ3の像は投影レンズ4によ
り第2の成形アパーチャ5に結像される。
The electron beam emitted from the electron gun 1 is focused by the focusing lens 2 and irradiated on the first shaping aperture 3. The image of the first shaping aperture 3 is formed on the second shaping aperture 5 by the projection lens 4.

【0005】ここで、投影レンズ4の内側には成形偏向
器6が設けられ、この成形偏光器6によって、第2の形
成アパーチャ5上で、第1の成形アパーチャで成形され
た像の位置を調整する。こうすることにより、任意寸法
の矩形或いは三角形のビームを得る。
Here, a shaping deflector 6 is provided inside the projection lens 4, and by this shaping polarizer 6, the position of the image shaped by the first shaping aperture is positioned on the second shaping aperture 5. adjust. By doing so, a rectangular or triangular beam of arbitrary size is obtained.

【0006】第2の成形アパーチャ5によって成形され
た像は、対物レンズ7により縮小されて、試料である例
えばレティクル・マスク8上に結像される。
The image formed by the second forming aperture 5 is reduced by the objective lens 7 and formed on a reticle mask 8 which is a sample.

【0007】レティクル・マスク8上でのビームの照射
位置は、高精度主偏向器9によって、副偏向領域中心に
ビームを大きく偏向し、さらに高速副偏向器10によっ
て、副偏向領域11内で微調整する。
The irradiation position of the beam on the reticle mask 8 is largely deflected by the high-precision main deflector 9 to the center of the sub-deflection region, and further, by the high-speed sub-deflector 10 in the sub-deflection region 11. adjust.

【0008】レティクル・マスク8はフレーム12間を
移動するステージ・ステップ移動と、フレーム12内で
連続的に移動するステージ連続移動を交互に行う。
The reticle mask 8 alternately performs a stage step movement which moves between the frames 12 and a continuous stage movement which moves continuously within the frame 12.

【0009】このような電子ビーム描画装置では、近接
効果と呼ばれるパターン精度誤差が見られる。以下この
近接効果について説明する。
In such an electron beam drawing apparatus, a pattern accuracy error called a proximity effect is observed. The proximity effect will be described below.

【0010】図2に示すように、試料13に入射された
入射電子14は、試料13内で散乱し、二次電子を発生
させる。これら二次電子及び散乱された入射電子のある
割合のものが後方散乱電子15として試料13表面に形
成されたレジスト16を感光させる。つまり入射電子に
よる照射量に加えて背景照射量が生ずる。この感光の広
がりは例えば50keVの装置で半径10μm程度であ
る。
As shown in FIG. 2, the incident electrons 14 incident on the sample 13 are scattered inside the sample 13 to generate secondary electrons. A certain proportion of these secondary electrons and scattered incident electrons act as backscattered electrons 15 on the resist 16 formed on the surface of the sample 13. That is, the background irradiation amount is generated in addition to the irradiation amount by the incident electrons. The spread of this photosensitivity is about 10 μm in a device of 50 keV.

【0011】また、形成するためのパターンの粗密によ
って、後方散乱電子15によるレジストの露光量は異な
る。レジスト現像後のパターン寸法は、本来の入射電子
14による露光と後方散乱電子15による露光を合わせ
た露光により決まるから、パターンの粗密によって現像
後のレジストパターン寸法に変動が見られる。
Further, the exposure amount of the resist by the backscattered electrons 15 varies depending on the density of the pattern to be formed. Since the pattern size after resist development is determined by the combined exposure of the original incident electron 14 exposure and the backscattered electron 15 exposure, the resist pattern size after development varies depending on the density of the pattern.

【0012】これを近接効果と呼ぶ。近接効果としては
更にビームのぼけやレジスト中の電子の散乱等によるも
のも生ずる。
This is called the proximity effect. The proximity effect may also be caused by beam blurring or scattering of electrons in the resist.

【0013】また、電子ビーム描画装置では、遠距離感
光作用と呼ばれるパターン精度誤差も見られる。以下こ
の遠距離感光作用について説明する。
Further, in the electron beam drawing apparatus, a pattern accuracy error called a long distance photosensitivity is also observed. The long-range photosensitivity will be described below.

【0014】図3に示すように、試料13面に入射電子
14が入射されたとする。入射電子14の一部及び二次
電子は試料面から放出されて、装置の対物レンズ17の
下面18に戻る。下面18でさらに反射された再反射電
子19がレジスト16に戻って感光させる。つまり、背
景照射量が生ずる。
As shown in FIG. 3, it is assumed that incident electrons 14 are incident on the surface of the sample 13. Some of the incident electrons 14 and secondary electrons are emitted from the sample surface and return to the lower surface 18 of the objective lens 17 of the device. The re-reflected electrons 19 that are further reflected on the lower surface 18 return to the resist 16 to be exposed. That is, the background dose is generated.

【0015】この現象を遠距離感光作用と呼ぶ。この遠
距離感光作用の及ぶ範囲はビーム照射位置から数10m
mの領域に亘り、従って、試料表面に、数mm程度の尺
度で平均照射量に大きい分布がある場合に、現像後のレ
ジストのパターン寸法は大きな寸法分布を生じる。
This phenomenon is called a long-range photosensitivity. The range covered by this long-range photosensitivity is several tens of meters from the beam irradiation position.
Therefore, when the average irradiation dose has a large distribution on the scale of several mm over the area of m, the pattern size of the resist after development has a large size distribution.

【0016】また、一方でレジストパターンをマスクと
して試料をエッチングしてパターンを形成する場合に
は、主にパターン密度に依存してエッチングの進み方に
変動が生じるために、パターン寸法に変動が生ずる。こ
れをローディング効果と呼ぶ。
On the other hand, when a sample is etched by using the resist pattern as a mask to form a pattern, the progress of the etching varies mainly depending on the pattern density, so that the pattern dimension also varies. . This is called the loading effect.

【0017】このローディング効果による寸法変動は形
成されたレジストパターンのパターン密度に大きく依存
する。近接効果の補正後にマイクロローディング効果の
補正を行うことが行われている(例えば、特許文献1参
照)。
The dimensional variation due to the loading effect largely depends on the pattern density of the formed resist pattern. The correction of the micro loading effect is performed after the correction of the proximity effect (for example, refer to Patent Document 1).

【0018】[0018]

【特許文献1】特許第3074675号公報[Patent Document 1] Japanese Patent No. 3074675

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】従来のエネルギービー
ム描画を含むパターン形成方法ではエッチング時にロー
ディング効果によるパターン寸法変動が生ずる問題があ
る。そして、上記特許文献1では、近接効果の補正後に
マイクロローディング効果の補正が行われているが、マ
イクロローディング効果の補正を行うための照射量は実
験的に求められている。しかし、後述するように、ロー
ディング効果は、近接効果および遠距離感光作用と相互
に影響しあうため、単に、ローディング効果補正のため
の補正照射量を決めても精度の良い補正はできない。本
発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、精度
の良い補正照射量を決定し、パターン密度に依らずでき
あがり寸法変動が一定となるパターン形成方法および描
画方法を提供することを目的とする。
In the conventional pattern forming method including energy beam writing, there is a problem that a pattern size variation occurs due to a loading effect during etching. Further, in Patent Document 1 described above, the microloading effect is corrected after the proximity effect is corrected, but the irradiation amount for correcting the microloading effect is experimentally obtained. However, as will be described later, since the loading effect interacts with the proximity effect and the long distance photosensitivity, accurate correction cannot be performed simply by determining the correction irradiation amount for correcting the loading effect. The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide a pattern forming method and a drawing method in which an accurate correction dose is determined, and the finished dimension variation is constant regardless of the pattern density. And

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様によ
るパターン描画方法は、レジストを塗布した試料上にエ
ネルギービームを照射してパターンを描画するパターン
描画方法であって、前記パターンを描画するための描画
データ、前記エネルギービームを照射するための基準照
射量D、ローディング効果の影響による寸法変動Δ
の、パターン依存性の分布、およびエネルギービームの
前記レジストに与えるエネルギー分布sを記憶する工程
と、前記描画領域を格子状に分割し、サブ描画領域を形
成する工程と、前記描画データに基づいて、前記サブ描
画領域毎のパターン面積密度分布を求める工程と、前記
パターン面積密度および前記基準照射量Dに基づい
て、前記サブ描画領域内の遠距離感光作用を補正する照
射量DC(x)を計算する工程と、前記描画データお
よび前記基準照射量Dに基づいて、前記サブ描画領域
内のパターンについて近接効果を補正する照射量DC
(x)を計算する工程と、前記遠距離感光作用を補正す
る照射量DC(x)、前記近接効果を補正する照射量
DC(x)、前記寸法変動Δの、パターン依存性の分
布、および前記エネルギービームのエネルギー分布sに
基づいて照射量D(x)を求める工程と、前記サブ描画
領域のパターンの位置及び形状に関するデータに基づい
て前記エネルギービームの照射位置および形状を決定し
照射量D(x)となる時間だけ前記エネルギービームを
照射する工程と、を備えたことを特徴とする。
A pattern drawing method according to a first aspect of the present invention is a pattern drawing method of irradiating an energy beam on a resist-coated sample to draw a pattern, wherein the pattern is drawn. Drawing data for performing the reference, the reference dose D 0 for irradiating the energy beam, and the dimension variation Δ due to the influence of the loading effect.
Of the pattern-dependent distribution and the energy distribution s of the energy beam given to the resist, dividing the drawing area into a grid to form sub-drawing areas, and based on the drawing data , A step of obtaining a pattern area density distribution for each of the sub drawing areas, and a dose DC f (x for correcting long-range photosensitivity in the sub drawing area based on the pattern area density and the reference dose D 0. ), And a dose DC p for correcting the proximity effect for the pattern in the sub-drawing region based on the writing data and the reference dose D 0.
(X) calculating step, dose DC f (x) for correcting the long-range photosensitivity, dose DC p (x) for correcting the proximity effect, and pattern-dependent distribution of the dimensional variation Δ , And a step of obtaining an irradiation amount D (x) based on the energy distribution s of the energy beam, and the irradiation position and shape of the energy beam are determined based on the data on the position and shape of the pattern of the sub drawing area. Irradiating the energy beam only for a time period of the amount D (x).

【0021】なお、前記パターン面積密度分布と、前記
ローディング効果の影響による寸法変動Δの、パターン
依存性の分布とから、前記サブ描画領域それぞれにおけ
る寸法変動分布Δ(x)を求める工程と、を備え、前記
遠距離感光作用を補正する照射量DC(x)は、前記
パターン面積密度分布、前記基準照射量D、および前
記寸法変動分布Δ(x)に基づいて計算され、前記近接
効果を補正する照射量DC(x)は、前記サブ描画領
域のパターンの位置及び形状に関するデータ、前記基準
照射量D、前記寸法変動分布Δ(x)および前記エネ
ルギービームのエネルギー分布sに基づいて計算される
ように構成しても良い。なお、前記照射量D(x)は、
前記近接効果を補正する照射量DC(x)と前記遠距
離感光作用を補正する照射量DC(x)との積である
ように構成しても良い。なお、前記遠距離感光作用を補
正する照射量DC(x)は前記基準照射量D である
として前記照射量D(x)を求めるように構成しても良
い。なお、前記照射量D(x)は、D(x)=DC
(x)×DC(x)/(1+(2s(Δ)−1)×
(DC(x)×DC(x)/D))により求めて
も良い。なお、前記寸法変動Δは、ローディング効果に
加えて前記レジストのエッチング速度の非一様性の影響
による寸法変動をも含んでいても良い。なお、前記遠距
離感光作用を補正する照射量DC(x)は前記基準照
射量D であるとして前記照射量D(x)を求めても良
い。
The pattern area density distribution and the pattern area density distribution
Pattern of dimensional variation Δ due to loading effect
From the distribution of dependence,
And a step of obtaining a dimensional variation distribution Δ (x).
Dose DC to correct long range photosensitivityf(X) is the above
Pattern area density distribution, the reference dose D0, And before
Calculated based on the dimensional variation distribution Δ (x),
Dose DC to correct the effectp(X) is the sub drawing area
Data on the position and shape of the pattern of the area, the standard
Dose D0, The dimensional variation distribution Δ (x) and the energy
Calculated based on the energy distribution s of the rugie beam
It may be configured as follows. The dose D (x) is
Dose DC for correcting the proximity effectp(X) and the distance
Dose DC to correct the photosensitivity effectfIs the product of (x)
It may be configured as follows. In addition, the long-range photosensitivity
Correcting dose DCf(X) is the reference dose D 0Is
As an alternative, the dose D (x) may be obtained.
Yes. The dose D (x) is D (x) = DC
p(X) x DCf(X) / (1+ (2s (Δ) -1) ×
(DCp(X) x DCf(X) / D0))
Is also good. In addition, the above-mentioned dimensional variation Δ is due to the loading effect.
In addition, the effect of non-uniformity of the etching rate of the resist
It may also include dimensional variation due to. The distance
Dose DC to correct the photosensitivity effectf(X) is the reference light
Target D 0The dose D (x) may be calculated as
Yes.

【0022】また、本発明の第2の態様によるパターン
形成方法は、上記パターン描画方法を用いて前記レジス
トにパターンを描画した後、前記レジストを現像し、レ
ジストパターンを形成する工程と、前記レジストパター
ンをマスクとして前記試料をエッチングし、前記試料に
パターンを形成する工程と、を備えたことを特徴とす
る。
Further, in the pattern forming method according to the second aspect of the present invention, a step of forming a resist pattern by drawing a pattern on the resist by using the above pattern drawing method, and forming the resist pattern, and the resist Etching the sample using the pattern as a mask to form a pattern on the sample.

【0023】ここで、ローディング効果とは、レジスト
パターンをマスクとして試料をエッチングしてパターン
を形成する場合に、主にパターン密度に依存してエッチ
ングの進み方に変動が生じる効果をいう。
Here, the loading effect refers to an effect in which, when a sample is etched by using a resist pattern as a mask to form a pattern, the progress of etching mainly varies depending on the pattern density.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を説明する前
に、ローディング効果を考慮した電子ビームの露光量に
ついての本発明者の考察を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Before describing the embodiments of the present invention, consideration by the present inventors regarding the exposure amount of an electron beam in consideration of the loading effect will be described.

【0025】図4は、電子ビーム描画装置で描画する場
合のパターン端における電子ビームスポットによってレ
ジストに与えられるエネルギー分布を表す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an energy distribution given to a resist by an electron beam spot at a pattern end when writing is performed by an electron beam writing apparatus.

【0026】図4では、簡単の為、パターン端でのエネ
ルギー分布は線形とする。ここでは、ローディング効果
を考えない状態で近接効果の影響を考える範囲で疎パタ
ーン領域A及び密パターン領域Bを補正している。二つ
のパターンは、遠距離感光作用の影響が等しい程度に近
い位置にあるとする。
In FIG. 4, for simplification, the energy distribution at the pattern end is linear. Here, the sparse pattern area A and the dense pattern area B are corrected in a range where the influence of the proximity effect is considered without considering the loading effect. It is assumed that the two patterns are located at positions where the effects of long-range photosensitivity are nearly equal.

【0027】疎パターン領域Aの照射量をDr、遠距離
感光作用による背景照射量をDB、密パターン領域B
の照射量をDf、近接効果による背景照射量をDB
する。なお、疎パターン領域A及び密パターン領域B
は、遠距離感光作用の影響が等しい程度に近い位置にあ
ると仮定しているので、密パターン領域Bの遠距離感光
作用による背景照射量は、疎パターン領域Aの場合と同
じくDBとなる。また、この例では簡単の為、疎パタ
ーン領域Aでは近接効果の影響は無視できると仮定す
る。なお、図4において、wは、入射電子によるレジス
トに与えられるエネルギー分布のパターン端面での広が
りの半分の値を示し、これは電子ビームスポットのぼけ
の半分程度の値を示し、ひろがりの中心すなわち、基準
照射量Dの半分の位置がレジストパターンのパターン
端となる。
The exposure dose of the sparse pattern region A is Dr, the background exposure amount due to the long-range photosensing action is DB f , and the dense pattern region B is
Df, and the background dose due to the proximity effect is DB p . The sparse pattern area A and the dense pattern area B
, It is assumed that the influences of the long-range photosensitivity are close to the same degree, so that the background irradiation amount of the dense pattern region B due to the long-range photosensitivity is DB f as in the case of the sparse pattern region A. . Further, in this example, for simplicity, it is assumed that the influence of the proximity effect can be ignored in the sparse pattern area A. In FIG. 4, w represents a half value of the spread of the energy distribution given to the resist by the incident electrons on the pattern end surface, which is about half of the blur of the electron beam spot, that is, the center of the spread, that is, The position of half of the reference dose D 0 is the pattern edge of the resist pattern.

【0028】疎パターン領域Aの照射量Dr及び密パタ
ーン領域Bの照射量Dfはそれぞれ 0.5Dr+DB=0.5D 0.5Df+DB+DB=0.5D で示す等式を満たすように決める。ここで、近接効果に
よる背景照射量DB及び遠距離感光作用による背景照
射量DBはそれぞれマスク全面の積分を用いて DB=η∫σ(x−x')D(x')dx' DB=θ∫p(x−x')D(x')dx' で与えられる。ここで、D(x)は位置xでの入射電子
による照射量を表し、ηおよびθは、それぞれ近接効果
および遠距離感光作用の影響を示すパラメータである。
また、被積分関数σ(x)は近接効果の広がりを表す。
また、被積分関数p(x)は遠距離感光作用の広がりを
表す。
The irradiation amount Df of sparse pattern region A dose Dr and dense pattern region B of so as to satisfy the equations shown in each 0.5Dr + DB f = 0.5D 0 0.5Df + DB p + DB f = 0.5D 0 Decide Here, the background irradiation amount DB p due to the proximity effect and the background irradiation amount DB f due to the long-range photosensitivity are calculated by using the integral of the entire surface of the mask DB p = η∫σ (x−x ′) D (x ′) dx ′. DB f = θ∫p (x−x ′) D (x ′) dx ′. Here, D (x) represents the dose of incident electrons at the position x, and η and θ are parameters indicating the effects of proximity effect and long-range photosensitivity, respectively.
Further, the integrand σ (x) represents the spread of the proximity effect.
Also, the integrand function p (x) represents the spread of the long-range photosensitivity.

【0029】ここで疎パターン領域A及び密パターン領
域Bでローディング効果の影響がほぼ等しいと仮定して
いるので、二つのパターンに同一のローディング効果へ
の影響を補正する照射量DCを加える。
[0029] Since it is assumed that approximately equal the influence of the loading effect in the sparse pattern regions A and dense pattern region B where added dose DC a for correcting the influence of the same loading effect in two patterns.

【0030】図5に示すように、今、疎パターン領域A
に、ローディング効果への影響を補正するための補正照
射量DCを加えることにより、パターンの寸法をΔだ
け修正できたとする。すなわち、補正照射量DCを加
えたときの、疎パターン領域A内の照射量が基準照射量
の半分の値に等しくなる位置が、補正照射量DC
を加える前の疎パターン領域A内の照射量が基準照射量
の半分の値に等しくなる位置よりも、図面上で右側
にΔだけ移動するようにする。このようにするには、 (Dr+DC)(w−Δ)/2w+(1+DC/D
mf)DB=0.5D を満たすように補正照射量DCを決めれば良い。ま
た、DCmfは、遠距離感光作用による背景照射量DB
を与えた積分領域での平均照射量である。
As shown in FIG. 5, the sparse pattern area A is now available.
In addition, a correction reference to correct the influence on the loading effect
Radiation DCaThe dimension of the pattern is Δ
Suppose that you can correct it. That is, the corrected dose DCaAdd
The irradiation dose in the sparse pattern area A is the reference irradiation dose.
D0Is equal to half the value of a
The irradiation dose in the sparse pattern area A before adding is the reference irradiation dose.
D0To the right of the drawing than the position equal to half the value of
To move by Δ. To do this, (Dr + DCa) (W-Δ) / 2w + (1 + DCa/ D
Cmf) DBf= 0.5D0 Corrected dose DC to meetaJust decide. Well
DCmfIs the background dose DB due to long-range photosensitivity
fIs the average irradiation amount in the integration area given by.

【0031】次に、密パターン領域Bに、ローディング
効果への影響を補正するための補正照射量DCを加え
ることによるパターンの寸法変動をΔ'とすると、 (Df+DC)(w−Δ')/2w+(1+DC
Df)DB+(1+DC/DCmf)DB=0.
5D となる。このとき、 DBar=(DC/DCmf)DB、 DBaf=(DC/Df)DB+(DC/DC
mf)DB とすると、図5に示すように、DBar及びDBafは
背景照射量の増分を表し、密パターン領域Bでの寸法変
動Δ'は疎パターン領域Aよりも大きくなる。
Next, the dense pattern region B, and that the pattern dimension variations in accordance with the addition of corrected dose DC a for correcting the influence of the loading effect delta 'When, (Df + DC a) ( w-Δ' ) / 2w + (1 + DC a /
Df) DB p + (1 + DC a / DC mf ) DB f = 0.
It becomes 5D 0 . In this case, DBar = (DC a / DC mf) DB f, DBaf = (DC a / Df) DB p + (DC a / DC
mf ) DB f , as shown in FIG. 5, DBar and DBaf represent increments of the background irradiation amount, and the dimensional variation Δ ′ in the dense pattern area B is larger than that in the sparse pattern area A.

【0032】今DB=Df/3とし、遠距離感光作用
による背景照射量DBを無視し、Δがwに比べて非常
に小さいとして計算すると、Δ'〜3Δとなる。すなわ
ち密パターン領域Bの寸法変動Δ'は、疎パターン領域
Aの寸法変動Δの約3倍となる。
Now, assuming that DB p = Df / 3, ignoring the background irradiation amount DB f due to the long-distance photosensitivity, and calculating that Δ is very smaller than w, Δ′˜3Δ. That is, the dimension variation Δ ′ of the dense pattern area B is about 3 times the dimension variation Δ of the sparse pattern area A.

【0033】以上のことから、単にローディング効果補
正のための一様な補正照射量を決めても精度の良い補正
は出来ないことが分かる。以下、図面を用いて本発明の
実施形態を説明する。本発明は、以下の実施形態に限定
されるものではなく、種々変更して用いることができ
る。
From the above, it can be seen that even if a uniform correction irradiation amount for simply correcting the loading effect is determined, accurate correction cannot be performed. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments and can be variously modified and used.

【0034】図6は、一辺150mmのガラスマスクを
示し、このガラスマスクに電子ビーム描画装置によって
描画する場合を考える。
FIG. 6 shows a glass mask having a side of 150 mm, and consider the case of drawing on this glass mask by an electron beam drawing apparatus.

【0035】先ず、図6に示すように、試料表面を両辺
がδ、δ(δ〜δ〜1mm)の正方格子(サブ
描画領域)に分割する。ここで、δ、δは遠距離感
光作用による寸法変動の代表的な大きさ(10mm程
度)の数分の1で良い。
First, as shown in FIG. 6, the sample surface is divided into a square lattice (sub-drawing area) having δ x and δ yx to δ y to 1 mm) on both sides. Here, δ x and δ y may be a fraction of the typical magnitude (about 10 mm) of the dimensional variation due to the long-distance photosensitivity.

【0036】また、電子ビーム描画装置においては偏向
領域の大きさよりも格子の大きさが大きい場合には、格
子の大きさを偏向領域の大きさの整数倍にすることが描
画効率を高くする上で好ましい。例えば、偏向領域の大
きさが500μm角だとすると、格子の大きさを100
0μm=1mm角にとる。一辺150mmのガラスマス
クのうち描画領域を130mm角とすると、格子の大き
さが1mm角であるので、格子の数は130×130=
16900個ある。偏向領域は1mm角として説明す
る。
Further, in the electron beam drawing apparatus, when the size of the grating is larger than the size of the deflection area, making the size of the grating an integral multiple of the size of the deflection area improves the drawing efficiency. Is preferred. For example, when the size of the deflection area is 500 μm square, the size of the grating is 100
Take 0 μm = 1 mm square. If the drawing area of a glass mask of 150 mm on a side is 130 mm square, the size of the grid is 1 mm square, so the number of grids is 130 × 130 =
There are 16900. The deflection area is described as 1 mm square.

【0037】先ず、近接効果と遠距離感光作用及びロー
ディング効果の補正を合わせた各ショットにおける照射
量D(x)を 0.5D(x)(w−Δ(x))/w+η∫σ(x−x')D(x')dx'+ θ∫p(x−x')D(x')dx'=0.5D・・・・(1) を満たすように決める。x、x'は、記述の便宜上それ
ぞれ、2次元ベクトルを示すものとする。
First, the dose D (x) in each shot, which is a combination of the correction of the proximity effect, the long-distance exposure effect, and the loading effect, is 0.5 D (x) (w-Δ (x)) / w + η∫σ (x −x ′) D (x ′) dx ′ + θ∫p (x−x ′) D (x ′) dx ′ = 0.5D 0 (1) For the convenience of description, x and x ′ are two-dimensional vectors.

【0038】ここで、η及びθはそれぞれ近接効果及び
遠距離感光作用の影響を示すパラメータを示す。また、
σ(x)及びp(x)はそれぞれ近接効果及び遠距離感
光作用の広がりを与える関数である。これらは実験的に
予め求めておく。
Here, η and θ are parameters showing the effects of the proximity effect and the long-range photosensitivity, respectively. Also,
σ (x) and p (x) are functions that give the spread of the proximity effect and the long-range photosensitivity, respectively. These are experimentally obtained in advance.

【0039】Δ(x)は、位置xにおけるローディング
効果による寸法変動を与える。1mm角程度の領域内で
は一定として考える。通常、近接効果の広がりσ(x)
は10μm程度であり、遠距離感光作用の広がりp
(x)は数mm程度である。
Δ (x) gives a dimensional variation due to the loading effect at the position x. It is considered to be constant within a region of about 1 mm square. Usually the proximity effect spread σ (x)
Is about 10 μm, and the spread of long range photosensitivity p
(X) is about several mm.

【0040】ここで、方程式(1)において、左辺の積
分範囲はマスク全面のパターン領域である。しかし、実
用的にはσ(x−x')を含む第1の積分における積分
範囲は点xを中心とする、半径数十μm程度の領域に限
定し、p(x−x')を含む第2の積分における積分範
囲は点xを中心とする、半径30mm程度の領域に限定
しても良い。
Here, in equation (1), the integration range on the left side is the pattern area on the entire surface of the mask. However, practically, the integration range in the first integration including σ (x−x ′) is limited to a region centered at the point x and having a radius of several tens of μm, and includes p (xx−x ′). The integration range in the second integration may be limited to a region centered at the point x and having a radius of about 30 mm.

【0041】近接効果と遠距離感光作用の補正を行う方
法としては、例えば次のような方式が考えられる。
As a method of correcting the proximity effect and the long distance photosensitivity, for example, the following method can be considered.

【0042】D(x)=DC(x)×DC(x)と
して、遠距離感光作用を補正する照射量DC(x)の
変化が近接効果を補正する照射量DC(x)の変化に
比べて緩やかだとすると、方程式(1)は良い近似で 0.5DC(x)DC(x)(w−Δ(x))/w+ηDC(x)∫σ( x−x')DC(x')dx'+θ∫p(x−x')DC(x')DC(x') dx'=0.5D・・・(2) と表すことができる。
As D (x) = DC p (x) × DC f (x), the change in the dose DC f (x) for correcting the long-range photosensing effect is the dose DC p (x) for correcting the proximity effect. Equation (1) is 0.5DC p (x) DC f (x) (w−Δ (x)) / w + ηDC f (x) ∫σ (x−x ′) DC p (x ′) dx ′ + θ∫p (x−x ′) DC p (x ′) DC f (x ′) dx ′ = 0.5D 0 (2)

【0043】今、近接効果を補正する照射量DC
(x)を 0.5DC(x)+ηw/(w−Δ(x))∫σ(x−x')DC(x') dx'=0.5・・・(3) を満たすように決める。この条件下で、残る方程式は 0.5DC(x)+θw/(w−Δ(x))∫p(x−x')DC(x') DC(x')dx'=0.5w/(w−Δ(x))D・・・(4) となる。この方程式(4)に含まれる積分は、積分を行
う領域を1mm角程度にして、その領域内で遠距離感光
作用を補正する照射量DC(x)が一定として求めて
も大きな誤差はない。この1mm角の領域内に限定する
と方程式(4)の積分を含む項は θw/(w−Δ(x))×Σp(x−x)DC(x
)∫DC(x')dx' となる。ここで、jは領域を示す添え字で、∫は、領
域jでの積分を意味する。方程式(4)の積分を含む項
は各領域についての積分を含む項の和で表されることと
なる。
Now, the dose DC for correcting the proximity effect
p (x) satisfies 0.5DC p (x) + ηw / (w−Δ (x)) ∫σ (x−x ′) DC p (x ′) dx ′ = 0.5 ... (3) To decide. Under this condition, the remaining equation is 0.5DC f (x) + θw / (w−Δ (x)) ∫p (x−x ′) DC p (x ′) DC f (x ′) dx ′ = 0. 5w / (w-Δ (x)) D 0 (4). The integration included in the equation (4) does not cause a large error even if the area to be integrated is set to about 1 mm square and the dose DC f (x) for correcting the long-range photosensitivity is constant within the area. . When limited to this 1 mm square region, the term including the integral of the equation (4) is θw / (w−Δ (x)) × Σp (x−x j ) DC f (x
j ) ∫ j DC p (x ′) dx ′. Here, j is a subscript indicating a region, and ∫ j means integration in the region j. The term including the integral of the equation (4) will be represented by the sum of the terms including the integral for each region.

【0044】方程式(3)の両辺をこの1mm角程度の
領域jのパターンの存在する領域で積分すると、左辺第
二項の積分は二重の二次元空間積分 ∫∫σ(x−x')DC(x')dx'dx となる。ここで、上記の積分のうち∫σ(x−x’)
dxの部分について考える。積分は位置x’を中心とし
た領域でどの程度パターンが存在するかによって値が変
化する。しかしながら、パターンが密であれば、x’が
領域jに含まれるならばx’によらずほぼ1と近似して
よい。従って、第一の近似としてはこの値を1とする。
この場合上記の積分はDC(x)を上記1mm角の領
域jで積分した ∫DC(x')dx' となる。結局 (0.5+ηw/(w−Δ(xi)))∫DC
(x')dx'=0.5×(領域jでのパターン面積) が得られる。つまり、 ∫DC(x')dx'=0.5×(領域jでのパター
ン面積)/(0.5+ηw/(w−Δ(xi)) )となり、方程式(4)は領域iについて 0.5DC(x)+θw/(w−Δ(xi))/(0.5+ηw/(w− Δ(x)))Σp(x−x)DC(x)×0.5×(領域jでのパター ン面積)=0.5w/(w−Δ(xi))D・・ ・・(5) となる。この方程式(5)をマスク全面の各領域につい
て連立させてDC(x)を求めることができる。更
に近似の精度を高めるにはこの領域j内のパターン密度
をe=(領域j内のパターン面積)/(領域jの
面積)と定義して、∫σ(x−x’)dxをeと近似
することも出来る。この時には (0.5+eηw/(w−Δ(xi)))∫DC
(x')dx'=0.5×(領域jでのパターン面積) となるから、方程式(4)は(5)と少し形が変わり 0.5DC(x)+θw/(w−Δ(xi))Σ1/(0.5+eηw/ (w−Δ(xi)))p(x−x)DC(x)×0.5×(領域jでの パターン面積)=0.5w/(w−Δ(xi))D・・ ・・(5’) となる。また、(3)から直接DCp(x)を厳密に或い
は適当な近似を用いて求め(4)に代入して計算精度を
高めることも当然可能である。
If both sides of the equation (3) are integrated in the area where the pattern of the area j of about 1 mm square is present, the integration of the second term on the left side is a double two-dimensional spatial integration ∫ j ∫σ (xx−x ′). ) DC p (x ′) dx′dx. Here, among the above integrals, ∫ j σ (xx−x ′)
Consider the dx part. The value of the integration changes depending on how many patterns exist in the area centered on the position x ′. However, if the pattern is dense, if x ′ is included in the region j, it may be approximated to 1 regardless of x ′. Therefore, this value is set to 1 as the first approximation.
In this case, the above integration becomes ∫ j DC p (x ′) dx ′ obtained by integrating DC p (x) in the area j of 1 mm square. After all, (0.5 + ηw / (w−Δ (x i ))) ∫ j DC
p (x ′) dx ′ = 0.5 × (pattern area in the region j) is obtained. That is, ∫ j DC p (x ′) dx ′ = 0.5 × (pattern area in the region j) / (0.5 + ηw / (w−Δ (x i ))), and the equation (4) becomes the region i. About 0.5 DC f (x i ) + θw / (w−Δ (x i )) / (0.5 + ηw / (w−Δ (x))) Σp (x i −x j ) DC f (x j ) × 0.5 × (pattern area in the region j) = 0.5 w / (w−Δ (x i )) D 0 ... (5) DC f (x i ) can be obtained by simultaneous equations (5) for each area on the entire surface of the mask. Still more improve the accuracy of the approximation is defined as the pattern density e j within the area j e j = (area of the region j) / (pattern area in the area j), ∫σ (x-x ') dx Can also be approximated as e j . At this time, (0.5 + e j ηw / (w−Δ (x i ))) ∫DC
Since p (x ′) dx ′ = 0.5 × (the pattern area in the region j), the equation (4) is slightly different from (5) in shape, and 0.5DC f (x i ) + θw / (w− Δ (x i )) Σ1 / (0.5 + e j ηw / (w−Δ (x i ))) p (x i −x j ) DC f (x j ) × 0.5 × (pattern in region j Area) = 0.5 w / (w-Δ (x i )) D 0 ···· (5 ′). Further, it is naturally possible to improve the calculation accuracy by directly calculating DCp (x) from (3) and substituting it into (4) using an appropriate approximation.

【0045】p(x)の広がりに比べてマスクの大きさ
は大きいので、方程式(5)のΣについて、全領域では
なく、xを含む領域から例えば半径30mm以内の領
域のみ計算することにすれば計算は、より容易となる。
Since the size of the mask is larger than the spread of p (x), it is necessary to calculate not only the entire region but also the region within a radius of 30 mm from x i , for Σ in equation (5). The calculation becomes easier if this is done.

【0046】ここで方程式(5)、(5’)で述べた方
法においては、DC(x)は、近接効果の影響を示
すパラメータη、遠距離感光作用の影響を示すパラメー
タθ、および各領域内のパターン面積が知られていれ
ば、近接効果補正を行うときに必要となる細かいパター
ン分布は必要としない。
In the method described in equations (5) and (5 '), DC f (x i ) is a parameter η indicating the influence of the proximity effect, a parameter θ indicating the influence of the long-range photosensitivity, and If the pattern area in each region is known, the fine pattern distribution required when performing proximity effect correction is not necessary.

【0047】遠距離感光作用を補正する照射量DC
(x)を予め求めておき、描画時には描画領域近傍に
ついて計算して得られる近接効果を補正する照射量DC
(x)を計算して、その領域に与えられる近接効果を
補正する照射量DC(x)の値を掛け合わせることに
より、近接効果と遠距離感光作用及びローディング効果
のすべてを補正できる。
Dose DC for correcting long-range photosensitivity
A dose DC for correcting the proximity effect obtained by previously calculating f (x) and calculating the vicinity of the drawing area at the time of drawing
By calculating p (x) and multiplying it by the value of the dose DC f (x) that corrects the proximity effect given to that region, it is possible to correct all of the proximity effect, the long-range photosensitivity effect, and the loading effect.

【0048】ローディング効果に起因する寸法変動Δの
パターン密度依存性はパターン密度の異なるレジストパ
ターンをエッチングすることで求められる。
The pattern density dependence of the dimensional variation Δ due to the loading effect can be obtained by etching resist patterns having different pattern densities.

【0049】ここでは実効的な照射量分布として、最も
単純な線形分布を仮定したが、勿論これは他の分布を用
いても良い。uをローディング効果に起因する寸法変動
Δとし、今一次元的に考えてパターン端でu=0とす
る。また、照射量分布がD(x)×s(u)で与えられ
るとする。但し、s(u)は、ビームスポットによって
レジストに与えられるエネルギー分布を表し、s(0)
=0.5、s(∞)=0、s(−∞)=1とする。
Here, the simplest linear distribution is assumed as the effective dose distribution, but of course, other distribution may be used. Let u be the dimensional variation Δ due to the loading effect, and consider it one-dimensionally and u = 0 at the pattern end. Further, it is assumed that the dose distribution is given by D (x) × s (u). Here, s (u) represents the energy distribution given to the resist by the beam spot, and s (0)
= 0.5, s (∞) = 0, and s (−∞) = 1.

【0050】先の例(線形分布の場合)は、−w≦u≦
wでs(u)=0.5×(w−u)/w、u<−wでs
(u)=1、u>wでs(u)=0としたものである。
In the above example (in the case of linear distribution), -w≤u≤
s (u) = 0.5 × (w−u) / w in w, s in u <−w
(U) = 1, u> w and s (u) = 0.

【0051】先の説明の方法を用いる場合には、照射量
D(x)を与える方程式(1)は次のようになる。
When using the method described above, the equation (1) for giving the dose D (x) is as follows.

【0052】 D(x)s(Δ)+η∫σ(x−x')D(x')dx'+θ∫p(x−x')D( x')dx'=0.5D・・・・(6) ここで、先と同じようにD(x)=DC(x)×DC
(x)として、 DC(x)+η(1 /s(Δ))∫σ(x−x')DC(x')dx'=0 .5・・・(7) 0.5DC(x)+θ(1/s(Δ))∫p(x−x')DC(x')DC (x')dx'=0.5(1/s(Δ))D・・・(8) を解くことで近接効果を補正する照射量DC(x)、
遠距離感光作用を補正する照射量DC(x)を求める
ことができる。
D (x) s (Δ) + η∫σ (x−x ′) D (x ′) dx ′ + θ∫p (xx−) D (x ′) dx ′ = 0.5D 0 ... ··· (6) Here, as before, D (x) = DC p (x) × DC
As f (x), DC p (x) + η (1 / s (Δ)) ∫σ (x−x ′) DC p (x ′) dx ′ = 0. 5 ... (7) 0.5 DC f (x) + θ (1 / s (Δ)) ∫p (x−x ′) DC p (x ′) DC f (x ′) dx ′ = 0.5 ( Dose DC p (x) for correcting the proximity effect by solving 1 / s (Δ)) D 0 (8),
A dose DC f (x) that corrects the long-range photosensitivity can be obtained.

【0053】スポットビームによってレジストに与えら
れるエネルギー分布s(Δ)は、実験的にレジストパタ
ーン寸法変動の照射量依存性から求めることができる。
例えば、誤差関数のような適当な関数形を仮定して、テ
ストパターン描画によりパラメータを決めれば良い。
The energy distribution s (Δ) given to the resist by the spot beam can be experimentally obtained from the dose dependence of the resist pattern size variation.
For example, assuming a proper function form such as an error function, parameters may be determined by drawing a test pattern.

【0054】矩形パターンを等ピッチでアレイ状に配置
し、中央部に、近接効果の影響が及ぶ距離よりも十分大
きくかつローディング効果の影響が及ぶ距離よりも小さ
い領域、例えば200ミクロン角の大きさの領域を取
る。この中央部に100ミクロン程度の領域に密度の異
なる直線パターンを描画する。ここで、中央のパターン
の描画においては近接効果補正及び遠距離感光作用補正
を行う。現像後のパターンにおける寸法変動の代表値を
その周辺パターン密度に対するローディング効果の影響
による寸法変動Δとする。代表値としては例えば、中央
のパターンの最も重要な密度付近で平均した寸法変動Δ
を用いることが望ましい。
A rectangular pattern is arranged in an array at an equal pitch, and a region at the center is sufficiently larger than the distance affected by the proximity effect and smaller than the distance affected by the loading effect, for example, a size of 200 μm square. Take the area of. Linear patterns having different densities are drawn in the central portion in a region of about 100 μm. Here, in the drawing of the central pattern, the proximity effect correction and the long distance photosensitivity correction are performed. The representative value of the dimensional variation in the pattern after development is defined as the dimensional variation Δ due to the influence of the loading effect on the peripheral pattern density. As a typical value, for example, the dimensional variation Δ averaged around the most important density of the central pattern Δ
Is preferred.

【0055】図8に、上記の補正を実現するシステム構
成の例を示す。
FIG. 8 shows an example of a system configuration for realizing the above correction.

【0056】先ず、システムの記憶手段20には予め、
ローディング効果の影響による寸法変動Δのパターン面
積密度の依存性、スッポトビームのエネルギー分布を表
す関数s(x)の表を記憶しておく。
First, in the storage means 20 of the system,
A table of the dependence of the dimensional variation Δ due to the effect of the loading effect on the pattern area density and a function s (x) representing the energy distribution of the spot beam is stored.

【0057】次に、描画データと基準照射量Dを装置
のデータ処理計算機の記憶手段21に入力し記憶させて
おく。
Next, the drawing data and the reference dose D 0 are input and stored in the storage means 21 of the data processing computer of the apparatus.

【0058】次に、記憶手段21に記憶されている描画
データに基づいて、演算手段24において、全描画領域
を1mm角格子に分割し、この1mm角格子(サブ描画
領域)毎のパターン面積密度を求める。
Next, based on the drawing data stored in the storage means 21, the calculation means 24 divides the entire drawing area into 1 mm square grids, and the pattern area density for each 1 mm square grid (sub drawing area). Ask for.

【0059】次に、このパターン面積密度分布と、記憶
手段20に記憶されているローディング効果の影響によ
る寸法変動Δの、パターン面積密度の依存性の表とか
ら、演算手段25において寸法変動Δの寸法変動分布Δ
(x)を求め、この寸法変動分布Δ(x)の表を記憶手
段26に蓄える。
Next, from the pattern area density distribution and the table of the pattern area density dependence of the dimension variation Δ due to the effect of the loading effect stored in the storage means 20, the dimension variation Δ in the computing means 25 is obtained. Dimensional variation distribution Δ
(X) is obtained, and the table of the size variation distribution Δ (x) is stored in the storage means 26.

【0060】次に、パターン面積密度と、ローディング
効果の影響による寸法変動Δの寸法変動分布Δ(x)、
基準照射量Dから、遠距離感光作用補正計算機27に
より方程式(8)を解き、遠距離感光作用を補正する照
射量DC(x)を求め、その表を記憶手段28に蓄え
る。
Next, the pattern area density and the dimension variation distribution Δ (x) of the dimension variation Δ due to the influence of the loading effect,
The equation (8) is solved from the reference dose D 0 by the long distance photosensitivity correction calculator 27 to obtain the dose DC f (x) for correcting the long range photosensitivity, and the table is stored in the storage means 28.

【0061】一方、描画システム22において、描画時
にはデータ処理計算機は、記憶手段21に記憶されてい
る全パターンデータのうちサブ描画領域内のパターンデ
ータを取り出して、図形分割回路23に送る。
On the other hand, in the drawing system 22, at the time of drawing, the data processing computer takes out the pattern data in the sub drawing area from all the pattern data stored in the storage means 21 and sends it to the figure dividing circuit 23.

【0062】次に、図形分割回路23は、分割して得ら
れたサブ描画領域内の小図形の位置、形状に関するデー
タを近接効果補正演算回路29に送る。
Next, the figure dividing circuit 23 sends the data concerning the position and shape of the small figure in the sub drawing area obtained by the division to the proximity effect correction arithmetic circuit 29.

【0063】このとき、近接効果補正演算回路29は、
ローディング効果の影響による寸法変動分布Δ(x)が
記憶されている記憶手段26にサブ描画領域の位置情報
を送り、サブ描画領域に対応した寸法変動分布Δ(x)
の値を取り出す。
At this time, the proximity effect correction arithmetic circuit 29
The position information of the sub drawing area is sent to the storage unit 26 in which the size variation distribution Δ (x) due to the loading effect is stored, and the size variation distribution Δ (x) corresponding to the sub drawing area.
Retrieves the value of.

【0064】さらに、近接効果補正演算回路29は、こ
の寸法変動分布Δ(x)の値を、エネルギービームによ
ってレジストに与えられるエネルギー分布を表す関数s
が記憶されている記憶手段に送り対応するs(Δ
(x))の値を取り出す。
Further, the proximity effect correction arithmetic circuit 29 uses the value of the size variation distribution Δ (x) as a function s representing the energy distribution given to the resist by the energy beam.
Is sent to the storage means in which s (Δ
(X)) value is taken out.

【0065】次に、方程式(7)に基づいて、サブ描画
領域内の各小図形について近接効果補正に基づく照射量
DC(x)を計算し、演算回路30に出力する。
Next, based on the equation (7), the dose DC p (x) based on the proximity effect correction is calculated for each small figure in the sub drawing area, and is output to the arithmetic circuit 30.

【0066】次に、演算回路30は、記憶手段28に記
憶されている遠距離感光作用補正照射量DC(x)の
表から、前記サブ描画領域に対応する遠距離感光作用補
正照射量DC(x)の値を取り出し、最終的な補正後
の照射量D(x)=DC(x)×DC(x)を求
め、各小図形の位置、形状に関するデータとともに描画
回路31に出力する。
Next, the arithmetic circuit 30 uses the table of the long-distance photosensitivity correction irradiation dose DC f (x) stored in the storage means 28 to determine the long-distance photosensitivity correction irradiation dose DC corresponding to the sub drawing area. The value of f (x) is taken out, and the final corrected dose D (x) = DC p (x) × DC f (x) is obtained, and is sent to the drawing circuit 31 together with the data on the position and shape of each small figure. Output.

【0067】描画回路31は、サブ描画領域内の小図形
の位置、形状のデータに基づいて電子ビームの照射位置
及び形状を決め、照射量D(x)となる照射時間だけ電
子ビームを試料に照射する。これをサブ描画領域内にお
いて全ての小図形について描画が終了するまで繰り返
す。一つのサブ描画領域内での描画が終了したら、次の
サブ描画領域内の描画に移動する。
The drawing circuit 31 determines the irradiation position and shape of the electron beam based on the data of the position and shape of the small figure in the sub drawing area, and applies the electron beam to the sample for the irradiation time of the irradiation amount D (x). Irradiate. This is repeated until the drawing is completed for all the small figures in the sub drawing area. When drawing in one sub drawing area is completed, the process moves to drawing in the next sub drawing area.

【0068】ここでシステムや要求される条件によって
は遠距離感光作用を無視して良い場合がありうる。その
場合には上記の工程において、遠距離感光作用を補正す
る照射量DC(x)を求める工程を省略し、D(x)
=DC(x)×Dとすれば良い。
Depending on the system and required conditions, it may be possible to ignore the long-range photosensitivity. In that case, in the above process, the process of obtaining the dose DC f (x) for correcting the long-range photosensitivity is omitted, and D (x)
= DC p (x) × D 0 .

【0069】上記の方法においては近接効果補正演算に
おける近接効果を示すパラメータはηではなく、ηw/
(w−Δ(x))となり、格子毎に異なる値をとる。し
かしながら、演算の高速化或いは補正演算回路の構成を
考えると近接効果補正におけるパラメータはηとしてマ
スク全面で一定とする方がシステム構成を容易にでき
る。そこで、以下のようにすることが可能である。
In the above method, the parameter indicating the proximity effect in the proximity effect correction calculation is not η but ηw /
(W−Δ (x)), which takes a different value for each grid. However, in consideration of speeding up the operation or the configuration of the correction operation circuit, it is easier to configure the system if the parameter in the proximity effect correction is η and is constant over the entire mask. Therefore, it is possible to do the following.

【0070】先ず、ローディング効果を考えず、近接効
果と遠距離感光作用の補正を合わせて、各ショットにお
ける照射量D(x)を 0.5D(x)+η∫σ(x−x')D(x')dx'+θ∫p(x−x')D (x')dx'=0.5D・・・・(9) を満たすように決める。x及びx'の記述は、便宜上そ
れぞれ2次元ベクトルを示すものとする。ここで、η及
びθはそれぞれ近接効果及び遠距離感光作用の影響を示
すパラメータを示し、σ(x)及びp(x)はそれぞれ
近接効果及び遠距離感光作用の広がりを与える関数であ
る。これらは実験的に予め求めておく。
First, without considering the loading effect, the dose D (x) in each shot is adjusted to 0.5 D (x) + η∫σ (x−x ′) D by correcting the proximity effect and the long-distance photosensitivity. (X ′) dx ′ + θ∫p (x−x ′) D d (x ′) dx ′ = 0.5D 0 ... (9) Descriptions of x and x ′ are two-dimensional vectors for convenience. Here, η and θ are parameters showing the influence of the proximity effect and the long-range photosensitivity, respectively, and σ (x) and p (x) are functions giving the spread of the proximity effect and the long-range photosensitivity, respectively. These are experimentally obtained in advance.

【0071】通常、近接効果の広がりσ(x)は10μ
m程度であり、遠距離感光作用の広がりp(x)は数m
m程度である。
Normally, the spread σ (x) of the proximity effect is 10 μ
m, and the spread p (x) of long-range photosensitivity is several m
It is about m.

【0072】近接効果と遠距離感光作用の補正を行う方
法としては例えば次のような方式が考えられる。D
(x)=DC(x)×DC(x)として、遠距離感
光作用を補正する照射量DC(x)の変化が近接効果
を補正する照射量DC(x)の変化に比べて緩やかだ
とすると、上記方程式は良い近似で 0.5DC(x)DC(x)+ηDC(x)∫σ(x−x')DC( x')dx'+θ∫p(x−x')DC(x')DC(x')dx'=0.5D ・・・(10) とできる。
As a method for correcting the proximity effect and the long-range photosensitivity, for example, the following method can be considered. D
As (x) = DC p (x) × DC f (x), the change in the dose DC f (x) that corrects the long-range photosensitivity is greater than the change in the dose DC p (x) that corrects the proximity effect. If you're slow Te, the above equation is a good approximation 0.5DC p (x) DC f ( x) + ηDC f (x) ∫σ (x-x ') DC p (x') dx '+ θ∫p (x-x It is possible to be ') DC p (x') DC f (x ') dx' = 0.5D 0 (10).

【0073】今、近接効果を補正する照射量DC
(x)及び遠距離感光作用を補正する照射量DC
(x)を 0.5DC(x)+η∫σ(x−x')DC(x')
dx'=0.5・・・(11) 0.5DC(x)+θ∫p(x−x')DC(x')
DC(x')dx'=0.5D・・・(12) を満たすように決める。方程式(12)に含まれる積分
は領域を1mm角程度にしてその領域内でDC(x)
が一定として求めても大きな誤差はない。
Now, the dose DC for correcting the proximity effect
p (x) and dose DC for correcting long-range photosensitivity
f (x) is 0.5 DC p (x) + η∫σ (x−x ′) DC p (x ′)
dx ′ = 0.5 ... (11) 0.5DC f (x) + θ∫p (x−x ′) DC p (x ′)
DC f (x ′) dx ′ = 0.5D 0 (12) The integral included in the equation (12) is DC f (x) within the area with the area being about 1 mm square.
There is no big error even if it is obtained with constant.

【0074】この1mm角の領域内に限定すると方程式
(12)の積分を含む項は θΣp(x−x)DC(x)∫DC(x')
dx' となる。ここで、jは領域を示す添え字で、∫は領域
j内での積分を意味し、方程式(12)の積分を含む項
は各領域についての積分を含む項の和で表されることと
なる。
When limited to this 1 mm square area, the term including the integral of the equation (12) is θΣp (x−x j ) DC f (x j ) ∫ j DC p (x ′).
It becomes dx '. Here, j is a subscript indicating the region, ∫ j means the integral within the region j, and the term including the integral of the equation (12) is represented by the sum of the terms including the integral for each region. Becomes

【0075】方程式(11)の両辺をこの1mm角程度
の領域のパターンの存在する領域で積分すると、第二項
の積分は二重の二次元空間積分 ∫∫σ(x−x')DC(x')dx'dx となる。これは先と同様に近似して ∫DC(x')dx' となる。x'での積分領域をこの1mm角の領域とすれ
ば結局 (0.5+η)∫DC(x')dx'=0.5×(領
域jのパターン面積) が得られる。つまり、 ∫DC(x')dx'=(領域jのパターン面積)/
(0.5+η) となり、方程式(12)は領域iについて 0.5DC(x)+θ/(0.5+η)Σp(x−x)DC(x )×(領域jのパターン面積)=0.5D・・・・(13) となる。この方程式(13)をマスク全面の各領域につ
いて連立させてDC(x)を求めることができる。
If both sides of equation (11) are integrated in the area where the pattern of this area of about 1 mm square exists, the integration of the second term is a double two-dimensional space integral ∫ j ∫σ (xx ') DC. It becomes p (x ') dx'dx. This is similar to the above and becomes ∫ j DC p (x ′) dx ′. If the integration area at x ′ is this 1 mm square area, then (0.5 + η) ∫ j DC p (x ′) dx ′ = 0.5 × (pattern area of area j) is obtained. That is, ∫ j DC p (x ′) dx ′ = (pattern area of region j) /
(0.5 + η), and the equation (12) becomes 0.5DC f (x i ) + θ / (0.5 + η) Σp (x i −x j ) DC f (x j ) × (the pattern of the region j) for the region i. Area) = 0.5D 0 ... (13) DC f (x i ) can be obtained by simultaneous equations (13) for each region on the entire surface of the mask.

【0076】q(x)の広がりに比べてマスクの大きさ
は大きいので、方程式(13)のΣについて、全領域で
はなく、xを含む領域から例えば半径30mm以内の
領域のみ計算することにすれば計算はより容易となる。
Since the size of the mask is larger than the spread of q (x), Σ in equation (13) should be calculated not for the entire region but only for the region within a radius of 30 mm from the region containing x i. This will make the calculation easier.

【0077】ここで述べた方法においてはDC
(x)はθ、η、各領域内のパターン面積が知られ
ていれば、近接効果補正を行うときに必要となる細かい
パターン分布は必要としない。
In the method described here, DC
If f (x i ) is θ, η, and the pattern area in each region is known, the fine pattern distribution required when performing proximity effect correction is not required.

【0078】遠距離感光作用を補正する照射量DC
(x)のを予め求めておき、描画時にはサブ描画領域
近傍について計算して得られる近接効果を補正する照射
量DC(x)を計算して、そのサブ描画領域に与えら
れる遠距離感光作用を補正する照射量DC(x)の値
を掛け合わせることにより、近接効果と遠距離感光作用
の双方を補正できる。
Dose DC for correcting long-range photosensitivity
f (x) is obtained in advance, and the dose DC p (x) for correcting the proximity effect obtained by calculating the vicinity of the sub drawing area at the time of drawing is calculated, and the long-range exposure given to the sub drawing area is calculated. By multiplying the value of the dose DC f (x) that corrects the action, both the proximity effect and the long-range photosensitivity can be corrected.

【0079】次に、ローディング効果の補正照射量を求
める。ここでは寸法変動はパターン密度に依存してパタ
ーン形状によらないと近似する。システムを単純にする
為に、パターン密度分布は遠距離感光作用補正の際に用
いたものと同じグリッドを用いることが有効である。
Next, the correction dose of the loading effect is obtained. Here, it is approximated that the dimensional variation depends on the pattern density and does not depend on the pattern shape. In order to simplify the system, it is effective to use the same grid as the pattern density distribution used for the long-range photosensitivity correction.

【0080】図4の例で、いずれも寸法がΔだけ変動す
るとする。この寸法変動を補正する為に図7に示すよう
に照射量を補正する。
In the example of FIG. 4, it is assumed that the dimensions change by Δ. In order to correct this dimensional variation, the dose is corrected as shown in FIG.

【0081】図4の密パターン領域Bの例で、ローディ
ング効果補正前の照射量をD(x)、この時の近接効果
及び遠距離感光作用による実効的な背景照射量をDbと
する。補正後の照射量をDa(x)とすると、背景照射
量をDb×Da(x)/D(x)と近似する。ここで、 Db=0.5(D−D(x))・・・(15) で与えられる。従って、 Da(x)×(w−Δ)/2w+Db×Da(x)/D(x)=0.5D・ ・・ (16) となるようにDa(x)を選べば、現像後のレジストの
寸法は−Δだけ変動する。エッチングによる寸法変動は
Δであるから、二つの寸法変動は相殺されてエッチング
後に所望の寸法が得られる。 0.5D(x)+Db(x)=0.5D だから、方程式(16)を解いて Da(x)=D(x)/(1−(Δ/w)×D(x)/D)・・・・(17 ) が得られる。照射量Da(x)で描画することにより、
エッチングプロセス後に所望の寸法が得られる。
In the example of the dense pattern area B in FIG. 4, it is assumed that the irradiation amount before the loading effect correction is D (x) and the effective background irradiation amount due to the proximity effect and the long distance photosensing at this time is Db. When the corrected irradiation amount is Da (x), the background irradiation amount is approximated to Db × Da (x) / D (x). Here, it is given by Db = 0.5 (D 0 -D ( x)) ··· (15). Therefore, if Da (x) is selected so that Da (x) × (w−Δ) / 2w + Db × Da (x) / D (x) = 0.5D 0 The resist size varies by -Δ. Since the dimensional variation due to etching is Δ, the two dimensional variations cancel each other out to obtain the desired dimension after etching. Since 0.5D (x) + Db (x) = 0.5D 0 , the equation (16) is solved and Da (x) = D (x) / (1− (Δ / w) × D (x) / D 0 ) ... (17) is obtained. By drawing with the dose Da (x),
The desired dimensions are obtained after the etching process.

【0082】Δのパターン密度依存性はパターン密度の
異なるレジストパターンをエッチングすることで求めら
れる。
The pattern density dependence of Δ is obtained by etching resist patterns having different pattern densities.

【0083】図7の例では実効的な照射量分布として、
最も単純な線形分布を仮定したが、勿論これは他の分布
を用いても良い。今一次元的に考えてパターン端の位置
をu=0とする。照射量分布がD(x)s(u)であた
られるとする。但し、s(0)=0.5、s(∞)=0、
s(−∞)=1とする。先の説明の方法を用いる場合に
は、次のようになる。
In the example of FIG. 7, as an effective dose distribution,
The simplest linear distribution was assumed, but of course other distributions may be used. Now, one-dimensionally consider, the position of the pattern end is u = 0. It is assumed that the dose distribution is D (x) s (u). However, s (0) = 0.5, s (∞) = 0,
Let s (-∞) = 1. If the method described above is used, then:

【0084】 (Da(x)/D(x))×Db(x)+Da(x)s(Δ)=0.5D ・・ ・(18) だから、 Da(x)=D(x)/(1+(2s(Δ)−1)×(D(x)/D)) ・ ・ ・(19) とすれば良い。スポットビームによってレジストに与え
られるエネルギー分布s(Δ)は実験的にレジストパタ
ーン寸法変動の照射量依存性から求めることができる。
例えば誤差関数のような適当な関数形を仮定して、テス
トパターン描画によりパラメータを決めれば良い。
(Da (x) / D (x)) × Db (x) + Da (x) s (Δ) = 0.5D 0 ... (18) Therefore, Da (x) = D (x) / (1+ (2s (Δ) −1) × (D (x) / D 0 )) ... (19) The energy distribution s (Δ) given to the resist by the spot beam can be experimentally obtained from the dose dependency of the resist pattern size variation.
For example, assuming a suitable function form such as an error function, the parameters may be determined by drawing the test pattern.

【0085】矩形パターンを等ピッチでアレイ状に配置
し、中央部に近接効果の影響が及ぶ距離よりも十分大き
く、かつ、ローディング効果の影響が及ぶ距離よりも小
さい領域、例えば200ミクロン角の大きさの領域を取
る。この中央部に100ミクロン程度の領域に密度の異
なる直線パターンを描画する。ここで、中央のパターン
の描画においては近接効果補正及び遠距離感光作用補正
を行う。現像後のパターンの寸法変動の代表値をその周
辺パターン密度に対するローディング効果の変動による
寸法変動Δとする。代表値としては例えば、中央のパタ
ーンの最も重要な密度付近で平均した寸法変動Δを用い
ることが望ましい。
A rectangular pattern is arranged in an array at an equal pitch, and the area is sufficiently larger than the distance affected by the proximity effect and smaller than the distance affected by the loading effect, for example, a size of 200 μm square. Take the area of Sasa. Linear patterns having different densities are drawn in the central portion in a region of about 100 μm. Here, in the drawing of the central pattern, the proximity effect correction and the long distance photosensitivity correction are performed. The representative value of the dimensional variation of the pattern after development is defined as the dimensional variation Δ due to the variation of the loading effect with respect to the peripheral pattern density. As the representative value, for example, it is desirable to use the dimensional variation Δ averaged around the most important density of the central pattern.

【0086】これまで述べた補正方法は例えば、図9に
示すようなシステム構成とすることで実現できる。
The correction method described so far can be realized, for example, by using a system configuration as shown in FIG.

【0087】先ず、実験或いはシミュレーションによ
り、ローディング効果の変動による寸法変動Δのパター
ン密度依存性とエネルギービームの分布を表す関数s
(x)とを求め、その表を記憶手段20に記憶させてお
く。
First, by experiment or simulation, a function s representing the pattern density dependence of the size variation Δ due to the variation of the loading effect and the energy beam distribution.
(X) is obtained and the table is stored in the storage means 20.

【0088】次に、描画データと基準照射量Dを装置
のデータ処理計算機の記憶手段21に入力し記憶させて
おく。
Next, the drawing data and the reference dose D 0 are input and stored in the storage means 21 of the data processing computer of the apparatus.

【0089】次に、記憶手段21に記憶されている描画
データを、演算手段24に入力し、これに基づいて全領
域を1mm角のサブ描画領域に分け、各サブ描画領域の
パターン面積密度を求める。
Next, the drawing data stored in the storage means 21 is input to the calculating means 24, and based on this, the entire area is divided into 1 mm square sub drawing areas, and the pattern area density of each sub drawing area is calculated. Ask.

【0090】次に、演算手段32において、各サブ描画
領域のパターン面積密度に基づいて方程式(13)を解
くことにより基準照射量をDとする時の各サブ描画領
域の遠距離感光作用を補正する照射量DC(x)の表
を作り、記憶手段33に蓄える。
Next, the calculating means 32 solves the equation (13) on the basis of the pattern area density of each sub-drawing region to determine the long-range photosensitivity of each sub-drawing region when the reference irradiation amount is D 0. A table of the dose DC f (x) to be corrected is created and stored in the storage means 33.

【0091】一方、描画システム22においては、描画
開始と共に、記憶手段21から描画データを図形分割回
路23に入力し、各描画図形を切り出す。
On the other hand, in the drawing system 22, when drawing is started, drawing data is input from the storage means 21 to the figure dividing circuit 23 to cut out each drawn figure.

【0092】次に、近接効果補正回路34を用いて、サ
ブ描画領域近傍の描画データに基づいて、基準照射量を
とする時の近接効果補正用の照射量DC(x)
を、方程式(11)を用いて求める。
Next, using a proximity effect correction circuit 34, based on the drawing data of the sub-drawing region near, the dose for proximity effect correction when the base dose and D 0 DC p (x)
Is determined using equation (11).

【0093】次に、ローディング効果補正回路35では
サブ描画領域に対応する遠距離感光作用を補正する照射
量DC(x)の値を記憶手段33から取り出して、 D(x)=DC(x)×DC(x) を求め、次に、パターン密度に対応するローディング効
果による寸法変動Δを記憶手段20から取り出す。その
後スポットビームに関するエネルギー分布s(Δ)を記
憶手段に蓄えたエネルギービームの分布を表す関数s
(x)の表から求める。最後にDa(x)=D(x)/
(1+(2s(Δ)−1)×(D(x)/D))を求め、
照射量Da(x)を描画回路31に送る。
Next, in the loading effect correction circuit 35, the value of the dose DC f (x) for correcting the long-distance photosensitivity corresponding to the sub drawing area is fetched from the storage means 33, and D (x) = DC p ( x) × DC f (x) is obtained, and then the dimensional variation Δ due to the loading effect corresponding to the pattern density is retrieved from the storage means 20. After that, an energy distribution s (Δ) regarding the spot beam is stored in a storage means, and a function s representing the distribution of the energy beam
Obtained from the table of (x). Finally Da (x) = D (x) /
(1+ (2s (Δ) −1) × (D (x) / D 0 ))
The irradiation amount Da (x) is sent to the drawing circuit 31.

【0094】描画回路31は与えられた照射量Da
(x)によりサブ描画領域の描画を行う。以上の繰り返
しを全てのサブ描画領域で行い、全描画領域の描画を行
う。表の値は離散的であるから、表に基づいてローディ
ング効果による寸法変動Δ、スポットビームに関するエ
ネルギー分布s(Δ)を求める場合には、補間を用いる
ことが有効である。
The drawing circuit 31 receives the applied dose Da.
The sub drawing area is drawn by (x). The above process is repeated in all sub drawing areas to draw in all drawing areas. Since the values in the table are discrete, it is effective to use interpolation when obtaining the size variation Δ due to the loading effect and the energy distribution s (Δ) regarding the spot beam based on the table.

【0095】また、予め遠距離感光作用を補正する照射
量DC(x)の表を求める代わりに描画中に現在描画
しているよりも少し先の描画データを求めてパターン密
度を演算するようにすれば、パターン密度の計算が描画
とほぼ並行して行われるため、遠距離感光作用を補正す
る照射量DC(x)の表を作るのに必要な計算時間を
除くことが可能となる。
Further, instead of obtaining the table of the dose DC f (x) for correcting the long-range photosensitivity in advance, the pattern density is calculated by obtaining the drawing data slightly ahead of the current drawing during the drawing. By doing so, since the calculation of the pattern density is performed almost in parallel with the drawing, it is possible to eliminate the calculation time required to create the table of the dose DC f (x) for correcting the long-range photosensitivity. .

【0096】これまではローディング効果の補正に限定
して来た。しかしながら、本方式はローディング効果以
外の寸法変動の補正にも有効である。
So far, the correction has been limited to the loading effect. However, this method is also effective for correcting dimensional variations other than the loading effect.

【0097】エッチング装置においては試料面上でエッ
チング速度が一様であることが理想であるが、現実には
若干の分布を持つ。このエッチングの非一様性によるパ
ターンの寸法変動が、パターンの粗密によらず寸法変動
Δで与えられるとすると、上記の議論の補正式(10)
を用いることで寸法を補正することが可能である。
In the etching apparatus, it is ideal that the etching rate is uniform on the sample surface, but in reality it has a slight distribution. Assuming that the pattern dimension variation due to the non-uniformity of etching is given by the dimension variation Δ regardless of the pattern density, the correction equation (10) in the above discussion is used.
It is possible to correct the dimension by using.

【0098】これには予めパターン寸法変動の分布デー
タを用いておき、これを表或いはフィッティングして得
られる数式の形で記憶手段に蓄えておき、スポットビー
ムによってレジストに与えられるエネルギー分布s
(Δ)を計算する際に寸法変動Δを求めて補正量を計算
する。
For this, the distribution data of the pattern dimension variation is used in advance, and this is stored in the storage means in the form of a table or a mathematical expression obtained by fitting, and the energy distribution s given to the resist by the spot beam.
When calculating (Δ), the dimensional variation Δ is obtained and the correction amount is calculated.

【0099】更に、ローディング効果とエッチングの非
一様性の両方が存在する場合には、図10に示すよう
に、両者の影響を予め求めておき、ローディングによる
寸法変動の分布ΔLと非一様性による寸法変動の分布Δ
Uとの和ΔL+ΔUを改めてΔとして、補正式(10)
を適用することで所望の寸法が得られる。
Further, when both the loading effect and the non-uniformity of etching exist, as shown in FIG. 10, the influence of the two is obtained in advance, and the distribution ΔL of the dimensional variation due to the loading is non-uniform. Distribution of dimensional variation due to sex
The sum ΔL + ΔU with U is again set as Δ, and the correction equation (10)
To obtain the desired dimensions.

【0100】図9との違いは以下のとおりである。本例
では実験等により求めたプロセス非一様性の寸法変動の
分布ΔU(x)を記憶する手段36を有する。
Differences from FIG. 9 are as follows. In this example, there is provided a means 36 for storing the size variation distribution ΔU (x) of process non-uniformity obtained by experiments or the like.

【0101】また、図9の例のローディングによる寸法
変動Δを、ローディングによる寸法変動の分布ΔLに置
き換える。
Further, the dimension variation Δ due to loading in the example of FIG. 9 is replaced with the distribution ΔL of dimension variation due to loading.

【0102】ローディング補正回路37は遠距離感光作
用を補正する照射量DC(x)の表、パターン密度分
布の表の記憶手段33と非一様性の寸法変動の分布ΔU
(x)の記憶手段38とから、サブ描画領域の遠距離感
光作用を補正する照射量DC (x)、パターン密度、
及び非一様性の寸法変動の分布ΔU(x)との値を取り
出す。
The loading correction circuit 37 is used for long-distance exposure.
Dose DC to correct the applicationfTable of (x), for pattern density
Cloth table storage means 33 and non-uniformity dimensional variation distribution ΔU
From (x) the storage means 38, it is possible to sense the long distance of the sub drawing area.
Dose DC to correct light effect f(X), pattern density,
And the distribution of non-uniformity dimensional variation ΔU (x)
put out.

【0103】ローディング補正回路37はΔ(x)=Δ
L(x)+ΔU(x)を計算する機能を有する。得られ
たΔ(x)に基づいてs(Δ(x))とD(x)と基準
照射量Dとから補正照射量Da(x)を求める。
The loading correction circuit 37 has Δ (x) = Δ
It has a function of calculating L (x) + ΔU (x). Based on the obtained Δ (x), the corrected dose Da (x) is obtained from s (Δ (x)), D (x) and the reference dose D 0 .

【0104】これまで説明しなかったが、よく知られて
いるように、Δの符号はレジストとしてポジを用いる
か、ネガを用いるかで異なる。また、エッチングプロセ
スの条件によっても異なる。図11(a)に示すよう
に、上述のパターン描画方法を用いて、試料13上に塗
布されたレジスト膜16にパターンを描画し、現像する
ことによりレジストパターン16を形成する。このレジ
ストパターン16は、近接効果、遠距離感光作用、およ
びローディング効果が補正されたパターンとなってい
る。続いて、図11(b)に示すように、このレジスト
パターン16をマスクとして試料13をエッチングし、
その後、このレジストパターン16を除去することによ
り、エッチングに伴う寸法変動が高い精度で補正された
パターンを試料13に形成することができる(図11
(c)参照)。
Although not described so far, as is well known, the sign of Δ differs depending on whether the resist is positive or negative. It also depends on the conditions of the etching process. As shown in FIG. 11A, a resist pattern 16 is formed by drawing a pattern on the resist film 16 coated on the sample 13 and developing it by using the above-described pattern drawing method. The resist pattern 16 is a pattern in which the proximity effect, the long distance photosensitivity, and the loading effect are corrected. Subsequently, as shown in FIG. 11B, the resist pattern 16 is used as a mask to etch the sample 13,
Thereafter, by removing the resist pattern 16, a pattern in which the dimensional variation due to etching is corrected with high accuracy can be formed on the sample 13 (FIG. 11).
(See (c)).

【0105】更に、本方式は電子ビームを用いた転写方
式への適用が可能である。転写方式ではパターン形成さ
れたマスクの上を、電子ビームをオンしたまま連続的に
或いはオンオフしながらステップ移動させて走査して得
られるパターン化された電子ビームを試料上に照射する
ことでパターンを形成する。ここでも、走査する電子ビ
ームの電流密度或いはビーム照射時間を調整することで
試料上の照射量密度に分布を持たせて寸法変動を補正す
ることができる。ステップ的に移動させて走査する場合
にもビーム位置を重ねて移動させることがパターンの連
続性を維持する上で有効である。
Furthermore, this method can be applied to a transfer method using an electron beam. In the transfer method, a pattern is formed by irradiating a sample with a patterned electron beam obtained by scanning the patterned mask continuously or with the electron beam turned on and stepwise moving while turning on and off. Form. Also here, by adjusting the current density of the scanning electron beam or the beam irradiation time, it is possible to give a distribution to the irradiation amount density on the sample and correct the dimensional variation. Even when scanning is performed by moving in steps, it is effective to move the beam positions so as to overlap each other in order to maintain the continuity of the pattern.

【0106】転写方式では多くの場合は転写パターンが
ウェファ上の小領域に限定され、一つのマスクパターン
で形成される領域よりも広い範囲で遠距離感光作用或い
はローディング効果、プロセス非一様性が現れることが
ある。この場合には先に説明した補正量を計算する際
に、パターンデータの周囲における隣接パターンの影響
も含めて計算する。
In the transfer method, in many cases, the transfer pattern is limited to a small area on the wafer, and the long-range photosensitivity or loading effect and process nonuniformity are caused in a wider range than the area formed by one mask pattern. May appear. In this case, when calculating the correction amount described above, the influence of the adjacent pattern around the pattern data is also calculated.

【0107】以上の説明では電子ビームを用いた描画に
限定して説明してきたが、これは例えばレーザービーム
を用いた描画においても使用できる。この場合には近接
効果、遠距離感光作用はビームのぼけ或いは光学系内の
漏れビームによるものが主体となると考えられるが、プ
ロセスに起因する寸法変動については電子ビームによる
ものと同一である。レーザービームは例えば音響光学素
子等を用いることでオンオフされて描画されるが、この
オン時間を調整することでレーザー光の照射密度調整
し、寸法変動を補正する。
Although the above description has been limited to the writing using the electron beam, this can also be used in the writing using the laser beam, for example. In this case, it is considered that the proximity effect and the long-range photosensitivity are mainly caused by the beam blur or the leaked beam in the optical system, but the dimensional variation due to the process is the same as that by the electron beam. The laser beam is turned on and off for drawing by using, for example, an acousto-optic device. By adjusting the on time, the irradiation density of the laser beam is adjusted to correct the dimensional variation.

【0108】[0108]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、エ
ッチングに伴う寸法変動を高い精度で補正できる。
As described above in detail, according to the present invention, the dimensional variation due to etching can be corrected with high accuracy.

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

【図1】電子ビーム描画装置の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electron beam drawing apparatus.

【図2】近接効果を説明する基板の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate illustrating a proximity effect.

【図3】遠距離感光作用を説明する概略図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a long-range photosensing action.

【図4】ローディング効果を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a loading effect.

【図5】ローディング効果の従来の補正方法を説明する
図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional method of correcting a loading effect.

【図6】本発明の一実施形態における試料分割の例を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of sample division according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施形態によるローディング効果補
正方法を説明する図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a loading effect correction method according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施形態における作業の流れを示す
フローチャート。
FIG. 8 is a flowchart showing a work flow according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施形態における作業の流れを示す
フローチャート。
FIG. 9 is a flowchart showing a work flow according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態における作業の流れを説明
するフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a work flow according to the embodiment of the invention.

【図11】本発明の一実施形態によるパターン形成方法
の工程断面図。
FIG. 11 is a process sectional view of the pattern forming method according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃 2 収束レンズ 3 成形アパーチャ 4 投影レンズ 5 成形アパーチャ 6 成形偏向器 7 対物レンズ 8 レティクル・マスク 9 高精度主偏向器 10 高速副偏向器 11 サブフィールド 12 フレーム 13 試料 14 入射電子 15 後方散乱電子 16 レジスト 17 対物レンズ 18 対物レンズ下面 20 記憶手段 21 記憶手段 22 描画システム 23 図形分割回路 24 演算手段 25 演算手段 26 記憶手段 27 遠距離感光作用補正計算機 28 記憶手段 29 近接効果補正演算回路 30 演算回路 31 描画回路 32 演算回路 33 記憶手段 34 近接効果補正回路 36 記憶手段 37 ローディング補正手段 38 記憶回路 1 electron gun 2 Converging lens 3 Molding aperture 4 Projection lens 5 Molding aperture 6 Forming deflector 7 Objective lens 8 reticle mask 9 High-precision main deflector 10 High-speed sub-deflector 11 subfields 12 frames 13 samples 14 incident electrons 15 Backscattered electrons 16 Resist 17 Objective lens 18 Lower surface of objective lens 20 storage means 21 storage means 22 Drawing system 23 Figure division circuit 24 Computing means 25 Computing means 26 storage means 27 Remote Sensitivity Correction Calculator 28 storage means 29 Proximity effect correction calculation circuit 30 arithmetic circuit 31 Drawing circuit 32 arithmetic circuits 33 storage means 34 Proximity effect correction circuit 36 storage means 37 Loading correction means 38 Memory circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 37/04 H01J 37/305 B 37/305 H01L 21/30 541M 541S ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) H01J 37/04 H01J 37/305 B 37/305 H01L 21/30 541M 541S

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レジストを塗布した試料上にエネルギービ
ームを照射してパターンを描画するパターン描画方法で
あって、 前記パターンを描画するための描画データ、前記エネル
ギービームを照射するための基準照射量D、ローディ
ング効果の影響による寸法変動Δの、パターン依存性の
分布、およびエネルギービームの前記レジストに与える
エネルギー分布sを記憶する工程と、 前記描画領域を格子状に分割し、サブ描画領域を形成す
る工程と、 前記描画データに基づいて、前記サブ描画領域毎のパタ
ーン面積密度分布を求める工程と、 前記パターン面積密度および前記基準照射量Dに基づ
いて、前記サブ描画領域内の遠距離感光作用を補正する
照射量DC(x)を計算する工程と、 前記描画データおよび前記基準照射量Dに基づいて、
前記サブ描画領域内のパターンについて近接効果を補正
する照射量DC(x)を計算する工程と、 前記遠距離感光作用を補正する照射量DC(x)、前
記近接効果を補正する照射量DC(x)、前記寸法変
動Δの、パターン依存性の分布、および前記エネルギー
ビームのエネルギー分布sに基づいて照射量D(x)を
求める工程と、 前記サブ描画領域のパターンの位置及び形状に関するデ
ータに基づいて前記エネルギービームの照射位置および
形状を決定し照射量D(x)となる時間だけ前記エネル
ギービームを照射する工程と、 を備えたことを特徴とするパターン描画方法。
1. A pattern drawing method for drawing a pattern by irradiating a resist-coated sample with an energy beam, comprising: drawing data for drawing the pattern; and a reference irradiation amount for irradiating the energy beam. D 0 , a step of storing the pattern-dependent distribution of the dimensional variation Δ due to the influence of the loading effect, and the energy distribution s of the energy beam given to the resist, dividing the drawing area into a grid pattern, A step of forming, a step of obtaining a pattern area density distribution for each of the sub drawing areas based on the drawing data, and a long distance in the sub drawing area based on the pattern area density and the reference dose D 0. Calculating a dose DC f (x) for correcting the photosensitivity, and using the drawing data and the reference dose D 0 . On the basis of,
Calculating a dose DC p (x) for correcting the proximity effect for the pattern in the sub drawing area; a dose DC f (x) for correcting the long-range photosensitivity; and a dose for correcting the proximity effect. DC p (x), determining the dose D (x) based on the pattern-dependent distribution of the dimensional variation Δ and the energy distribution s of the energy beam, and the position and shape of the pattern in the sub drawing area. Determining the irradiation position and shape of the energy beam on the basis of the data on the energy beam, and irradiating the energy beam for a period of time corresponding to the irradiation amount D (x).
【請求項2】請求項1記載のパターン描画方法を用いて
前記レジストにパターンを描画した後、前記レジストを
現像し、レジストパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして前記試料をエッチ
ングし、前記試料にパターンを形成する工程と、 を備えたことを特徴とするパターン形成方法。
2. A step of drawing a pattern on the resist using the pattern drawing method according to claim 1, followed by developing the resist to form a resist pattern, and etching the sample using the resist pattern as a mask. A pattern forming method comprising: a step of forming a pattern on the sample.
【請求項3】前記パターン面積密度分布と、前記ローデ
ィング効果の影響による寸法変動Δの、パターン依存性
の分布とから、前記サブ描画領域それぞれにおける寸法
変動分布Δ(x)を求める工程と、 を備え、 前記遠距離感光作用を補正する照射量DC(x)は、
前記パターン面積密度分布、前記基準照射量D、およ
び前記寸法変動分布Δ(x)に基づいて計算され、 前記近接効果を補正する照射量DC(x)は、前記サ
ブ描画領域のパターンの位置及び形状に関するデータ、
前記基準照射量D、前記寸法変動分布Δ(x)および
前記エネルギービームのエネルギー分布sに基づいて計
算されることを特徴とする請求項1または2記載のパタ
ーン描画方法。
3. A step of obtaining a dimensional variation distribution Δ (x) in each of the sub drawing regions from the pattern area density distribution and a pattern dependence distribution of the dimensional variation Δ due to the influence of the loading effect. The dose DC f (x) for correcting the long-range photosensitivity is
The dose DC p (x) that is calculated based on the pattern area density distribution, the reference dose D 0 , and the dimensional variation distribution Δ (x) and corrects the proximity effect is the pattern of the pattern of the sub drawing area. Position and shape data,
The pattern drawing method according to claim 1, wherein the pattern irradiation method is calculated based on the reference dose D 0 , the dimensional variation distribution Δ (x), and the energy distribution s of the energy beam.
【請求項4】前記照射量D(x)は、前記近接効果を補
正する照射量DC(x)と前記遠距離感光作用を補正
する照射量DC(x)との積であることを特徴とする
請求項1乃至3のいずれかに記載のパターン描画方法。
4. The dose D (x) is a product of a dose DC p (x) for correcting the proximity effect and a dose DC f (x) for correcting the long-range photosensitivity. The pattern drawing method according to any one of claims 1 to 3, which is characterized.
【請求項5】前記遠距離感光作用を補正する照射量DC
(x)は前記基準照射量Dであるとして前記照射量
D(x)を求めることを特徴とする請求項4記載のパタ
ーン描画方法。
5. A dose DC for correcting the long-range photosensitivity.
5. The pattern drawing method according to claim 4, wherein the dose D (x) is obtained by assuming that f (x) is the reference dose D 0 .
【請求項6】前記照射量D(x)は、D(x)=DC
(x)×DC(x)/(1+(2s(Δ)−1)×
(DC(x)×DC(x)/D))により求める
ことを特徴とする請求項1または2記載の記載のパター
ン描画方法。
6. The dose D (x) is D (x) = DC p
(X) × DC f (x) / (1+ (2s (Δ) −1) ×
The pattern drawing method according to claim 1, wherein the pattern drawing method is obtained by (DC p (x) × DC f (x) / D 0 ).
【請求項7】前記寸法変動Δは、ローディング効果に加
えて前記レジストのエッチング速度の非一様性の影響に
よる寸法変動をも含んでいることを特徴とする請求項6
記載のパターン描画方法。
7. The dimensional variation Δ includes a dimensional variation due to the non-uniformity of the etching rate of the resist in addition to the loading effect.
The described pattern drawing method.
【請求項8】前記遠距離感光作用を補正する照射量DC
(x)は前記基準照射量Dであるとして前記照射量
D(x)を求めることを特徴とする請求項6記載のパタ
ーン描画方法。
8. A dose DC for correcting the long-range photosensitivity.
7. The pattern drawing method according to claim 6, wherein the dose D (x) is obtained by assuming that f (x) is the reference dose D 0 .
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