JP2004140311A - Exposure method and aligner - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばフォトマスクの製造における露光方法および露光装置に関する。特定的には、本発明は、露光時における後方散乱の影響に加えてかぶり露光の影響や、現像、エッチング等の描画後の工程で発生する寸法ばらつきをも考慮して露光量を決定する露光方法および露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
露光工程の一例として、電子線描画装置(以下、EB(Electron Beam)描画装置と略称する)を用いたフォトマスク用ブランクスの露光が知られている。
図7は、このブランクスの露光方法を模式的に示した図である。
図7に図解のように、内部に電子銃120を有するEB描画装置の鏡筒100と、ブランクス200とは、対向して配置される。
ブランクス200は、たとえば、ガラス基板210に遮光膜220を塗布し、遮光膜220の上にさらにレジスト膜230を塗布することにより構成される。
【0003】
電子銃120からは、図中下向きの矢印で示される出射電子線Biが、ブランクス200に向かって照射される。出射電子線Biは、ブランクス200から見ると、ブランクス200のレジスト膜230に対する入射電子線Biとなる。レジスト膜230を感光させた入射電子線Biは、レジスト膜230と遮光膜220との境界面において反射し、図中上向きの矢印で示される反射電子線Brとなって鏡筒100に戻る。
遮光膜220からの電子線の反射は後方散乱と呼ばれるが、この反射電子線Brによる後方散乱に起因して、露光されるレジスト膜230のパターンの太り、細りを生じる近接効果が発生する。
【0004】
また、レジスト膜230を貫通した反射電子線Brは、鏡筒100においてさらに反射し、ブランクス200の広い範囲に再び照射され、レジスト膜230を再び感光させる有効照射電子線Bfとなる。図7において、この有効照射電子線Bfを点線の矢印によって示す。有効照射電子線Bfによる有効照射露光は、パターンの太りを引き起こす。
有効照射電子線Bfは、図7に示すように、ブランクス200の広い範囲に覆いかぶさるように照射されるため、以後では、有効照射電子線Bfをかぶり電子線Bfと呼び、有効照射電子線Bfによる有効照射露光をかぶり露光と呼ぶ。
【0005】
電子線描画装置のビーム加速電圧が50kV以上に高加速化されると、かぶり露光によるパターン太りの問題が顕著になる。対応策として、鏡筒100内の図示しない対物レンズ下面にカーボン膜や反射防止板などをとりつけて、かぶり電子線Bfを物理的に減少させる方法が取り入れられているが、パターン太りを解決するレベルには至っていない。
【0006】
そこで、近接効果補正と同様に、露光量を調整する露光量変調によってかぶり露光を補正しようとする方法も考案されてきている(たとえば、特許文献1参照)。しかし従来の方法は、必ずしも精度のよい補正方法となっていない。これは、従来の露光量変調によるかぶり露光補正では、ブランクス200の露光領域内の各位置におけるパターン面積分布をもとにして、かぶり露光による露光量を計算し、補正を行なっていたことに起因する。
【0007】
【特許文献1】
特開平9−289164号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
露光領域の各位置における周辺領域からのかぶり露光エネルギーは、周辺領域の露光量分布を畳み込み計算することで算出することができると考えられる。
従って、露光量変調によってかぶり露光を補正する際には、露光領域内各位置のパターン面積分布ではなく、露光量分布を用いてかぶり露光による露光量を計算し、補正計算を行うべきである。描画領域のパターン面積分布をもとにして露光量を補正したのでは、かぶり露光による影響を高精度に補正したとはいえない。
また、高精度な露光量変調を実施するためには、かぶり露光の補正計算を行なう際に近接効果補正も同時に考慮する必要がある。
さらに、露光量変調による補正露光量の計算は実用的な時間内に終了しなければ、半導体プロセスとして実施することができない。
【0009】
本発明の目的は、近接効果に加えてかぶり露光の影響、現像、エッチング等の描画後の工程で発生する寸法ばらつきをも高精度に補正可能であり、その補正計算時間が従来の場合と同等の実用的な時間内である露光方法を提供することである。
また、本発明の別な目的は、近接効果に加えてかぶり露光の影響、現像、エッチング等の描画後の工程で発生する寸法ばらつきをも高精度に補正可能であり、その補正計算時間が従来の場合と同等の実用的な時間内である露光装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係る露光方法は、レジストが塗布された試料の各位置に対して、当該各位置により値の異なる暫定露光量を用いて、前記各位置への当該各位置の周辺部からの影響を含めて、後方散乱エネルギー成分および、かぶり露光エネルギー成分を算出する第1のステップと、前記かぶり露光エネルギー成分と前記後方散乱エネルギー成分とに基づいて、前記各位置に対する補正露光量を算出する第2のステップと、前記各位置の前記補正露光量を前記暫定露光量として用いて前記第1のステップおよび前記第2のステップを所定回数繰り返し、前記各位置に対して最終的な補正露光量を算出し、当該最終的な補正露光量の露光ビームを用いて前記各位置の前記レジストを露光する第3のステップとを有する露光方法である。
【0011】
また、本願発明に係る露光方法は、レジストが塗布された試料を、かぶり露光半径よりも十分に小さい複数の第1の領域に分割し、当該第1の領域ごとに値の異なる第1の暫定露光量を規定する第1のステップと、前記第1の領域ごとに、前記第1の暫定露光量を用いて、当該第1の領域の周辺の前記第1の領域からの影響を含めて、暫定かぶり露光エネルギー成分を算出する第2のステップと、前記暫定かぶり露光エネルギー成分に基づいて、前記第1の領域ごとに暫定ビーム散乱エネルギーを算出する第3のステップと、前記試料の全面を、前記第1の領域、および後方散乱径よりも十分に小さい複数の第2の領域に分割し、当該第2の領域を含む前記第1の領域における前記暫定ビーム散乱エネルギーに基づいて、前記第2の領域ごとに第2の暫定露光量を算出する第4のステップと、算出した前記第2の暫定露光量を用いて、前記第2の領域ごとに、当該第2の領域の周辺の前記第2の領域からの影響を含めた後方散乱エネルギー成分を算出する第5のステップと、前記第2の領域を含む前記第1の領域における前記暫定ビーム散乱エネルギーと、前記第2の領域ごとの前記後方散乱エネルギー成分とに基づいて、前記第2の領域ごとに補正露光量を算出する第6のステップと、前記補正露光量を前記第2の暫定露光量として用いて前記第5および第6のステップを所定回数繰り返し、前記第2の領域ごとに最終的な補正露光量を算出し、当該最終的な補正露光量の露光ビームを用いて前記第2の領域ごとに前記レジストを露光する第7のステップとを有する露光方法の構成をとることも可能である。
【0012】
本願発明に係る露光装置は、レジストが塗布された試料に対して露光ビームを照射する露光手段と、前記試料の各位置に対する、前記露光ビームによる露光量を算出する演算手段と、前記各位置における露光量が、算出した前記露光量となる前記露光ビームを照射させる指令信号を前記露光手段に与える制御手段とを有し、前記演算手段は、前記各位置により値の異なる暫定露光量を用いて、前記各位置への当該各位置の周辺部からの影響を含めて、後方散乱エネルギー成分および、かぶり露光エネルギー成分を算出し、前記かぶり露光エネルギー成分と前記後方散乱エネルギー成分とに基づいて、前記各位置に対する補正露光量を算出し、前記各位置の前記補正露光量を前記暫定露光量として用いることによる新たな補正露光量の算出を所定回数繰り返して前記各位置に対して最終的な補正露光量を算出し、当該最終的な補正露光量を前記露光量とする露光装置である。
【0013】
本願発明に係る露光装置は、レジストが塗布された試料に対して露光ビームを照射する露光手段と、前記試料の各位置に対する、前記露光ビームによる露光量を算出する演算手段と、前記各位置における露光量が、算出した前記露光量となる前記露光ビームを照射させる指令信号を前記露光手段に与える制御手段とを有し、前記演算手段は、前記試料を、かぶり露光半径よりも十分に小さい複数の第1の領域に分割し、当該第1の領域ごとに値の異なる第1の暫定露光量を規定し、前記第1の領域ごとに、前記第1の暫定露光量を用いて、当該第1の領域の周辺の前記第1の領域からの影響を含めて、暫定かぶり露光エネルギー成分を算出し、前記暫定かぶり露光エネルギー成分に基づいて、前記第1の領域ごとに暫定ビーム散乱エネルギーを算出し、前記試料の全面を、前記第1の領域、および後方散乱径よりも十分に小さい複数の第2の領域に分割し、当該第2の領域を含む前記第1の領域における前記暫定ビーム散乱エネルギーに基づいて、前記第2の領域ごとに第2の暫定露光量を算出し、算出した前記第2の暫定露光量を用いて、前記第2の領域ごとに、当該第2の領域の周辺の前記第2の領域からの影響を含めた後方散乱エネルギー成分を算出し、前記第2の領域を含む前記第1の領域における前記暫定ビーム散乱エネルギーと、前記第2の領域ごとの前記後方散乱エネルギー成分とに基づいて、前記第2の領域ごとに補正露光量を算出し、前記補正露光量を前記第2の暫定露光量として用いることによる新たな補正露光量の算出を所定回数繰り返して前記第2の領域ごとに最終的な補正露光量を算出し、当該最終的な補正露光量を前記露光量とする露光装置の構成をとることも可能である。
【0014】
本願発明においては、露光手段から露光ビームを照射して試料に塗布したレジストを露光する。露光ビームによる露光量は、レジストに対する露光領域である描画パターンの形状に基づいて試料上の位置ごとに補正して変化させる。この補正露光量を算出するための露光量の初期値として、露光位置ごとに異なる暫定露光量を規定する。
露光ビームの後方散乱による影響と、かぶり露光の影響とを、同一の領域を単位として補正する場合には、その領域ごとに、周囲の領域からの影響を含めて、後方散乱エネルギー成分とかぶり露光エネルギー成分とを算出する。
この2つのエネルギー成分に基づいて、各領域に対する補正露光量を算出する。算出した各領域における補正露光量を、その各領域の暫定露光量として用いて補正露光量をさらに補正する繰り返し計算により、最終的な補正露光量を算出する。
暫定露光量から最終的な補正露光量を算出する繰り返し計算には、一般的な逐次代入計算を用いればよい。
【0015】
補正計算に要する時間を短縮するために、かぶり露光の影響と、露光ビームの後方散乱による影響を、異なる領域を単位として補正する場合には、試料の描画領域を、複数の第1の領域に分割し、これら第1の領域を複数の第2の領域にさらに分割する。
この場合には、暫定露光量は、第1の領域ごとに規定する。
かぶり露光エネルギー成分も、第1の領域ごとに規定した暫定露光量を用いて、対象とする第1の領域における露光の影響だけでなく、周辺の第1の領域における露光の影響も含めて、第1の領域ごとに算出する。
後方散乱エネルギー成分についても同様に、周辺の第2の領域からの影響も含めて、第2の領域ごとに算出する。
補正露光量は、第1の領域ごとに算出したかぶり露光エネルギー成分と、第2の領域ごとに算出した後方散乱エネルギー成分とに基づいて、第2の領域ごとに算出する。
補正露光量の補正精度を向上させるための繰り返し計算は、第2の領域ごとに後方散乱エネルギー成分に対して行ない、最終的な補正露光量を算出する。
【0016】
上記の補正露光量は演算手段により算出し、各照射位置における露光量が、算出した補正露光量となる露光ビームを照射するように、制御手段は露光手段に指令信号を与える。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、EB描画を例に挙げて、添付図面を参照しながら述べる。
【0018】
第1実施形態
図1に、本発明の第1実施形態に係るEB描画装置の要部の概略構成図を示す。図1に示す、露光装置としてのEB描画装置10は、EB描画装置本体20と、このEB描画装置本体20を制御するための制御装置50とに大別される。
【0019】
[EB描画装置本体]
EB描画装置本体20は、鏡筒100と、鏡筒100に連結される試料室21と、連結された鏡筒100および試料室21を載置する架台30とを有する。
鏡筒100内には電子銃120が設けられている。電子銃120は、本発明における露光手段の一実施態様である。この電子銃120からたとえば50kVの加速電圧により放出された電子線Biによる電子ビームは、鏡筒100内を通過し、試料室21内に配置される試料に到達する。電子ビームは、鏡筒100内に設置されたレンズ24a〜24dが構成する光学系により、試料の描画面に結像する。電子ビームは、鏡筒100内に設置されている偏向器25a,25bにより、偏向させることができる。これにより、試料が停止している場合でも、電子ビームの照射位置を変更可能である。
【0020】
電子線Biのビーム形状は、図示はしていないが鏡筒100内に設けられるビーム成形用絞りによって変更可能である。ビームの形状としては、三角ビームを含む図形ビームや、矩形ビームがあり、一辺の大きさは、一例として最大で2μm程度である。
レジストに対する露光領域である描画パターンは図形や矩形に分割されて露光されるが、分割された一つ一つの図形へのビーム照射を1ショットと呼ぶ。
また、電子ビームは、図示しないブランキング部によって、照射時間を変更することができる。これにより、ショットごとに試料への露光量を調節することができる。
【0021】
試料室21には、露光する試料を収容しておくローダ22と、ローダ22から取り出した試料を載置するステージ23とが設けられている。ステージ23は、描画中連続的に移動するか、もしくは、描画中は停止しており、試料の所定の領域が描画されたら、所定量移動する。
【0022】
試料の一例としては、図7に図解したブランクス200を取り扱う。ブランクス200の基板210としては、たとえば合成石英ガラス等のガラス基板が用いられる。
基板210の表面に塗布される遮光膜220には、たとえばクロム薄膜が用いられる。クロム薄膜の膜厚はたとえば50〜100nm程度である。
ビーム(光)を遮断するクロム薄膜の代わりに、光を一例として5%〜16%程度透過するハーフトーン材料を用いると、露光時のパターンの解像度を向上させることができる。これは、遮光部から漏れてくる光と、パターン開口部を通過する光とは位相が反転しており、パターンの境界部では位相反転による光強度低下が起こり光強度分布の裾の拡がりを抑えることができるためである。
ハーフトーン遮光膜の材料としては、たとえば、CrONなどのクロム系、MoSiONなどのモリブデン系、WSiONなどのタングステン系、SiNなどのシリコン系の材料を用いることができる。
遮光膜220上に形成するレジスト膜230としては、たとえば、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ジアゾナフトキノン(DNQ)化合物などからなるものを用いる。
【0023】
架台30は、鏡筒100および試料室21を真空排気する排気系と、露光中に鏡筒100や試料室21、ステージ23などの構成要素がブレて露光位置がズレないようにするための除振架台を有する。
【0024】
[制御装置]
制御装置50は、演算部51と、制御指令部52と、電子銃制御部53と、電子光学系制御部54と、メモリ制御部55と、偏向制御部56と、ステージ制御部57と、温度制御部58とを有する。
【0025】
演算部51は本発明における演算手段に相当し、たとえばワークステーションのCPU(Central Processing Unit)を用いて実現される。
演算部51は、入力されるマスクパターンデータ60に基づいて、ブランクス200のレジスト膜230に照射する電子線Biの露光量を算出する。露光量の算出方法については後ほど詳述する。
【0026】
制御指令部52は本発明における制御手段に相当する。制御指令部52も、たとえばワークステーションのCPUを用いて実現される。
制御指令部52は、演算部51が算出した露光量のデータを受けて、照射位置により異なる各ショットの露光量が、算出した露光量になるように、電子銃制御部53およびブランキング部を介して電子銃120に指令信号を与えて、電子銃120からの電子線Biの照射量を制御する。
【0027】
電子光学系制御部54は制御指令部52からの指令信号を受けて、レンズ24a〜24dにより構成される電子光学系の焦点位置等の状態を調整し、電子線Biによる電子ビームをレジスト膜230に結像させる。
【0028】
演算部51に入力されるパターンデータ60は、パターンメモリ59に収容される。演算部51および制御指令部52は、メモリ制御部55を介してパターンメモリ59からパターンデータ60を引き出すことが可能である。
メモリ制御部55は、偏向制御部56およびステージ制御部57にもパターンデータ60を送信する。このパターンデータ60に基づいて、偏向制御部56とステージ制御部57は協働して、偏向器25a,25bとステージ23をそれぞれ制御し、レジスト膜230の所定の位置に電子線Biが照射されるようにする。
【0029】
温度制御部58は、ローダ22の温度を管理し、温度変化に起因するブランクス200の膨張・収縮によってブランクスごとの露光位置の誤差が生じないようにする。
オペレータは、コンソール61を介して演算部51および制御指令部52にコマンドを入力し、制御装置50ならびにEB描画装置10全体を制御する。
【0030】
以下、演算部51による、ショットごとの露光量の計算について述べる。
まず、レジスト膜230を感光させるためのエネルギーと、露光量との関係について述べる。
2次元平面としてのレジスト膜230の、座標(0,0)で表わされる定点に単位露光量の電子線Biを照射した場合に、その周囲の座標(x,y)で表わされる位置のレジスト膜230に蓄積されるエネルギー分布G(x,y)は、近接効果の影響と、かぶり露光の影響を併せた感光現象の総和として、下記式で表わされるとする。
【0031】
【数11】
【0032】
ここで、Ef(x,y)は、電子線のレジスト膜230中での前方散乱によるエネルギー分布を表わす前方散乱関数であり、Eb(x,y)は、遮光膜220からの電子線の反射によるエネルギー分布を表わす後方散乱関数であり、ともに正規化されている場合、記号ηは後方散乱係数として前方散乱と後方散乱の比を表わす。Fog(x,y)は、かぶり露光によるエネルギー分布を表わすかぶり露光関数である。
関数Ef(x,y),Eb(x,y),Fog(x,y)の具体的な形は、ブランクス200の種類や描画手法に応じて種々提案されており、Ef(x,y)、Eb(x,y)には主としてガウス分布関数が用いられているが、Fog(x,y)については任意作成関数が使用されることが多い。
【0033】
電子線の加速電圧を高くすると前方散乱は小さくなり、後方散乱は大きくなる。後方散乱の及ぶ範囲は、レジストの種類等の条件にもよるが、一例として、加速電圧が50kVのときには電子線の照射中心位置からの後方散乱半径RBの大きさが25μm程度の円内である。
一方、かぶり露光の及ぶ範囲は、一例として、加速電圧50kVの場合、照射中心位置から半径RAの大きさが50mm程度の円内であり、後方散乱の及ぶ範囲よりも大幅に広い。
【0034】
単位露光量の電子線入射に対する感光現象がレジスト膜230の面内で不変に再現され、感光現象の重ね合わせが成り立つとする。このとき、露光によりパターンを形成する描画領域を、露光量分布D(x,y)で描画した場合に、任意座標(x,y)におけるレジスト膜230に蓄積されるエネルギーを表わすエネルギー分布E(x,y)は、畳み込み積分を用いて下記式で表わすことができる。
【0035】
【数12】
【0036】
式(12)における積分の領域は、描画領域である。
パターンの太りや細りはパターンエッジ地点において顕著である。従って、パターンエッジ地点において蓄積エネルギーE(x,y)がレジスト感度Ethと精度良く一致するような露光量分布D(x,y)の算出が望まれる。
【0037】
露光量分布D(x,y)を算出する場合、本第1実施形態においては、まず、描画領域全体を、かぶり露光半径よりも十分に小さい第1の領域に分割する。第1の領域Cl(xl,yl)の面積はSlとするが、一例としては1mm□程度である。以後、第1の領域は、ラージセルと呼称する。なお、以後ではこのような矩形を単位として計算を行なうため、たとえば記号Clの( )内の記号xl,ylは、座標ではなく各ラージセルの番号を表わすものとする。
【0038】
次に、各ラージセルCl(xl,yl)に対する、かぶり露光によるエネルギーの蓄積の寄与を表わすかぶり露光エネルギー成分FE0(xl,yl)を求める。あるラージセルへのかぶり露光エネルギーを、かぶり露光の及ぶ範囲内にあるパターン面積率を畳み込むことで近似した場合、かぶり露光エネルギー成分FE0(xl,yl)は、下記式で表わすことができる。
【0039】
【数13】
【0040】
式(3)においては、計算の単位が各ラージセルCl(xl,yl)であるため、畳み込みは積分ではなく、記号Σを用いた和分により計算している。式(3)における和分の範囲は、あるラージセルCl(xl,yl)を中心とした、かぶり露光が及ぶ範囲であるかぶり露光範囲FGである。また、記号p,qは、ラージセルを対象とした計算に用いる変数である。
これ以降でも同様に、矩形の領域を単位とした計算においては、積分ではなく和分を用いる。
なお、式(13)における記号Pl(xl,yl)は、(xl,yl)という番号のラージセルにおけるパターン面積率である。
【0041】
次に、描画領域全面を、ラージセルおよび図7に示す後方散乱半径RBよりも十分に小さい第2の領域に分割する。第2の領域Cs(xs,ys)の面積はSsとするが、たとえば1μm□程度である。以後、第2の領域はスモールセルと呼称する。スモールセルを表わす記号Csの( )内の記号xs,ysも、座標ではなく各スモールセルの番号を表わす。
このスモールセルCs(xs,ys)ごとに、露光量分布D(x,y)に対する後方散乱エネルギー成分BE0(xs,ys)を求める。
後方散乱エネルギー成分BE0(xs,ys)は、(xs,ys)という番号のスモールセルにおけるパターン面積率Ps(xs,ys)を用いて、下記式で与えられる。
【0042】
【数14】
【0043】
式(14)も、対象とするスモールセルCs(xs,ys)の周辺部のスモールセルでのショットによる後方散乱の影響も考慮したものであり、畳み込みは、スモールセルCs(xs,ys)を中心とした、後方散乱が及ぶ範囲である後方散乱範囲BSにおいて計算している。記号r,sは、スモールセルを対象とした計算に用いる変数である。
【0044】
前述のように、試料に対する露光量は、後方散乱の影響やかぶり露光の影響を考慮して補正する必要がある。
本実施形態においては、かぶり露光エネルギー成分FE0(xl,yl)および後方散乱エネルギー成分BE0(xs,ys)を用いて、補正露光量をスモールセルごとに算出する。この場合に、各スモールセルCs(xs,ys)に対するかぶり露光エネルギー成分としては、そのスモールセルCs(xs,ys)が含まれるラージセルCl(xl,yl)に対するかぶり露光エネルギー成分FE0(xl,yl)を用いるものとする。
第1実施形態における補正露光量Dconv.(xs,ys)は、式(13)、式(14)を用いて、以下のように算出することができる。
【0045】
【数15】
【0046】
ここで、記号D0は、予め規定してある一定の設定露光量である。また、式(15)におけるCs(xs,ys)⊂Cl(xl,yl)は、各スモールセルCs(xs,ys)に関する演算を行なう場合は、それぞれのスモールセルCs(xs,ys)が含まれている各ラージセルCl(xl,yl)の領域内を対象としていることを意味している。
なお、式(16)における記号Cは任意定数である。
この補正露光量Dconv.(xs,ys)が、露光量分布D(x,y)に相当する。
EB描画装置10を用いて実際に露光する場合には、式(15)のように、補正露光量Dconv.(xs,ys)を、設定露光量D0と、この設定露光量D0の大きさを変化させる露光量変調率m(xs,ys)の積として表わす。露光量変調率m(xs,ys)がスモールセルごとに変化することにより、結果的に各スモールセルを露光する各ショットの露光量が補正される。
【0047】
ただし、本第1実施形態においては、式(13)のかぶり露光エネルギー成分FE0(xl,yl)および式(14)の後方散乱エネルギー成分BE0(xs,ys)をそれぞれ求める際に、各セルの面積率をもとにした和分を用いている。しかし、結果的に得られる補正露光量Dconv.(xs,ys)はスモールセルごとに異なるため、周辺パターンからの実際のかぶり露光エネルギーは、式(16)中で見られる、式(13)と定数Cとの積とは異なる量となる。第1実施形態においては、この差を考慮していない分、得られた補正露光量Dconv.(xs,ys)による露光量の補正精度は低くなる。
【0048】
たとえば1つのレジスト膜にロジック領域とメモリ領域の両方をパターンニングする場合、ロジック領域におけるショットとメモリ領域におけるショットでは、1ショットあたりの露光量が異なる。1ショットあたりの露光量は、パターンが低密度に形成されるロジック領域においては大きくなり、パターンが高密度に形成されるメモリ領域においては小さくなる。
従って、特にロジック領域とメモリ領域が混在しているパターンを露光する場合には、このような領域による露光量の違いを考慮して補正露光量を算出しなければ、露光量を高精度に補正することはできない。
また、後方散乱エネルギー成分BE0(xs,ys)におけるパターン面積率Ps(xs,ys)に掛け合わせる係数を定数2でおいているために、現像やエッチング等の描画後の工程で発生する寸法ばらつきを十分に補正することができない。
以下の実施形態においては、かぶり露光エネルギー成分および後方散乱エネルギー成分を求める際に、各セルの面積率分布ではなく暫定的な露光量変調率を用いることによって補正精度を高めた補正露光量算出手法について述べる。
【0049】
第2実施形態
本発明の第2実施形態に係る露光方法を、図2に示すフローチャートの各ステップに沿って述べる。なお、以下では、第1実施形態において現われた記号は、第1実施形態と同じ意味を表わすものとして、説明を省略して用いる。
ステップST1:第2実施形態においては、繰り返し計算により補正露光量を計算し直し、露光量の補正精度を向上させる。このステップにおいては、その繰り返し計算の回数nを、0から無限大までの整数により設定する。
ステップST2:ここでは、ステップST1において設定した繰り返し計算の回数nをカウントするカウンタiの初期値を、i=0と設定する。
【0050】
ステップST3:ここでは繰り返し計算に先立ち、暫定露光量変調率を算出するが、第2実施形態においては、かぶり露光エネルギー成分と後方散乱エネルギー成分を、ともにスモールセルを単位として算出する。従って、描画領域全面をスモールセルに分割しておく。
単位露光量に対する感光現象が第1実施形態と同様に式(11)で表されるとして、後方散乱エネルギー成分BE0(xs,ys)および、かぶり露光エネルギー成分FE0(xs,ys)を、スモールセルごとに和分をとって下記式で算出する。
【0051】
【数16】
【0052】
式(17)、式(18)を用いて、スモールセルごとに値が異なる変数として規定した、以下の暫定露光量変調率mp0(xs,ys)を算出する。
【0053】
【数17】
【0054】
記号A(xs,ys)は、現像やエッチング等の描画後の工程で発生するパターン寸法ばらつきを考慮した変数である。通常は定数2で置き換えて構わない。現像、エッチング等で寸法が細る地点については2より大きな値、逆に寸法が太る地点については2より小さな値を設定すると効果的である。
式(19)は、スモールセルを単位として計算した結果得られた暫定露光量変調率の式である。式(19)を、座標(0,0)で表わされる定点を中心とした(x,y)座標系を用いて一般化すると、式(2),(4),(7),(9)が得られる。最終的な描画露光量が得られるまでは、暫定露光量変調率mp0(xs,ys)が暫定露光量を意味しているものとみなす。
【0055】
ステップST4:カウンタiが繰り返し回数nと一致しているかどうかを判断する。カウンタiと繰り返し回数nとが一致しており、繰り返し計算を行なわない場合にはステップST9へ進む。
【0056】
カウンタiと繰り返し回数nとが一致しておらず、繰り返し計算を行なう場合にはステップST5へ進み、繰り返し計算のルーチンに入る。
【0057】
ステップST5:カウンタiの数を1つ増加させる。
【0058】
ステップST6:i=1の場合は暫定露光量変調率mP0(xs,ys)、i≧2の場合は補正露光量変調率mP(i−1)(xs,ys)を用いて、下記式によりかぶり露光エネルギー成分FE Pi(xs,ys)を算出する。
【0059】
【数18】
【0060】
ステップST7:次に、同様にして、下記式により後方散乱エネルギー成分BEPi(xs,ys)を算出する。
【0061】
【数19】
【0062】
ステップST8:かぶり露光エネルギー成分FEPi(xs,ys)と後方散乱エネルギー成分BEPi(xs,ys)とを用いて、下記式によりi番目(i≧1)の補正露光量変調率mPi(xs,ys)を算出する。
【0063】
【数20】
【0064】
ステップST4へ戻る。
【0065】
ステップST9:繰り返し回数nの値に応じて、描画露光量DE2n(xs,ys)を、DE2n(xs,ys)=D0×mpn(xs,ys)と定義する。繰り返し回数n=0の場合は、描画露光量DE20(xs,ys)を、DE20(xs,ys)=D0×mP0(xs,ys)とする。
【0066】
ステップST10:描画露光量DE2n(xs,ys)を用いて実際に露光を行う。
【0067】
本実施形態で用いた逐次代入計算は、後方散乱係数ηとかぶり露光エネルギー成分との和が、パターンエッジ地点に蓄積される前方散乱関数Ef(x,y)に係る前方散乱エネルギーよりも大きい場合には、必ずしも収束することが保証されているわけではない。ただし、5〜6回も計算を繰り返せば、半導体プロセスとしては十分な精度が得られるものと考えられる。
【0068】
第3実施形態
第2実施形態で示した一般的な逐次代入計算のほかに、近接効果を補正するための繰り返し計算が公知となっている。本実施形態は、このような繰り返し計算式を用いて、かぶり露光と近接効果とを同時に補正する方法である。
【0069】
本実施形態では、第2実施形態のステップST6〜ステップST8の代わりに、繰り返し途中の各回の補正露光量で露光した際に発生する、後方散乱エネルギー成分の誤差分、およびかぶり露光エネルギー成分の誤差分に着目して新たな補正露光量を算出するステップを用いる。
ステップST1〜ステップST5は第2実施形態と同一のため省略し(ただし、ステップST3の暫定露光量変調率はm0(xs,ys)とする。)、以下にステップST6〜ステップST10に代わるステップST16〜ステップST21を記す。
【0070】
ステップST16:かぶり露光エネルギー成分の誤差分を、以下の式(23)で算出する。
【0071】
【数21】
【0072】
ステップST17:後方散乱エネルギー成分の誤差分を、以下の式(24)で算出する。
【0073】
【数22】
【0074】
ステップST18:後方散乱エネルギー成分の誤差分DBEi(xs,ys)およびかぶり露光エネルギー成分の誤差分DFEi(xs,ys)を用いて、i番目(i≧1)の露光量変調率誤差mi(xs,ys)を算出する。
【0075】
【数23】
【0076】
ステップST4へ戻る。
【0077】
ステップST19:補正露光量変調率mpn(xs,ys)を、各回の繰り返しステップで算出された変調率誤差の総和として、下記式で表す。
【0078】
【数24】
【0079】
ステップST20:繰り返し回数nの値に応じて、描画露光量DE3n(xs,ys)を、DE 3n(xs,ys)=D0×mpn(xs,ys)と定義する。繰り返し回数n=0の場合は、描画露光量DE30(xs,ys)を、DE30(xs,ys)=D0×mP0(xs,ys)とする。
【0080】
ステップST21:描画露光量DE3n(xs,ys)を用いて実際に露光を行う。
【0081】
本実施形態は第2実施形態よりも少ない計算回数で、実用的な露光量の補正精度が得られると考えられる。また、かぶり露光と近接効果とを同時に補正するため、高精度な補正が可能である。
なお、第2〜第3実施形態のステップST3で算出される暫定露光量変調率の求め方には任意性がある。
【0082】
以上のように、第2〜第3実施形態では露光領域をセルに分割し、各位置のショット露光量の違いを考慮したうえで、かぶり露光エネルギーを算出している。また、繰り返し計算によりこの各ショットの露光量の違いを繰り返し補正する。したがって、最初の段階では各ショットの露光量の違いを考慮しておらず、また繰り返し計算も行なっていない第1実施形態よりも高精度に各ショットの補正露光量を算出することができる。各ショットの露光量の違いを考慮して補正露光量を算出することは、特に、ロジック領域とメモリ領域のように、パターン面積率が大きく異なる領域が混在しているデバイスを露光する場合に効果的である。
また、第2〜第3実施形態においては、かぶり露光エネルギー成分も、FE(xs,ys)のようにスモールセルCs(xs,ys)を単位として算出している。したがって、この点からも、第1実施形態よりも高精度に露光量を補正することができる。パターン面積率に掛け合わせる係数についても、記号A(x,y)>0により変数化しているため、描画後の工程で発生する寸法ばらつきにも対応可能である。
レジスト寸法のばらつきは、第2、第3実施形態では1nm以内におさめられると考えられる。また、描画後の工程で発生する寸法ばらつきも、第2、第3実施形態においては3nm以内におさめられると考えられる。
【0083】
しかしながら、かぶり露光の及ぶ範囲は、前述のように、露光地点から一例として半径50mm程度の範囲までと広い。したがって、たとえば10cm□のブランクス200を1μm□のスモールセルに分割して、スモールセルごとにかぶり露光の影響を補正する場合を考えると、補正すべきセルの数が100億個となり、実用的な時間内で補正計算を実行することには困難を伴う。
第4実施形態以降では、この不利益を解消し、かつ、十分な補正精度を得ることができるような補正露光量の算出手法について述べる。
【0084】
第4実施形態
本発明の第4実施形態に係る露光方法を、図5に示すフローチャートの各ステップに沿いながら、図4も併用して述べる。図4において、図4(a)は描画領域をラージセルに分割した様子を示し、図4(b)は1つのラージセルにおいて、後方散乱の及ぶ領域をさらにスモールセルに分割した様子を示している。
第4実施形態に係る補正露光量の算出方法は、簡潔には、まずラージセルを単位としてかぶり露光エネルギー成分を算出し、このかぶり露光エネルギー成分を用いて、スモールセル単位で後方散乱の影響を、繰り返し計算により補正するものである。
【0085】
ステップST31:まず、図4(a)に示すように、描画領域全面を、たとえば1mm□のラージセルに分割する。以下では、任意の1つのラージセルを記号Cl(xl,yl)で表わすことにする。各ラージセルCl(xl,yl)に対する第1暫定露光量Dprov(xl,yl)を規定する。本第4実施形態においては、一例として、各ラージセルCl(xl,yl)の中心地点を露光する場合に、後方散乱による近接効果が生じないように補正したショット露光量を、第1暫定露光量Dprov(xl,yl)として用いる。
【0086】
そのために、図4(b)に示すように、各ラージセルCl(xl,yl)の領域のうち、その中心のスモールセルCs(xlc,ylc)およびその周辺で後方散乱が及ぶ範囲を、たとえば1μm□のスモールセルに分割する。後方散乱が及ぶ範囲BSは、前述のように、図7における半径RAの大きさたとえば25μmの円内である。
なお、図4(b)において、ラージセルCl(xl,yl)とスモールセルCs(xs,ys)の縮尺は実際の通りではない。
【0087】
図4(b)に示すように、ラージセルCl(xl,yl)とスモールセルCs(xs,ys)の各領域には、露光によりパターンを形成するべきパターン領域Paが存在する。各ラージセルCl(xl,yl)およびスモールセルCs(xs,ys)におけるパターン領域Paが占める割合を、それぞれラージセルCl(xl,yl)内のパターン面積率Pl(xl,yl)およびスモールセルCs(xs,ys)内のパターン面積率Ps(xs,ys)とする。このとき、近接効果を補正するための第1暫定露光量変調率mprov(xl,yl)は、設定露光量をD0、後方散乱エネルギー成分を式(27)により表わすものとして、周知のように、式(28)で与えることができる。
【0088】
【数25】
【0089】
ここで、記号Ps(xlc+r,ylc+s)は、スモールセルCs(xlc,ylc)からx軸方向にr番目、y軸方向にs番目のスモールセルのパターン面積率を表わす。また、変数A(xl,yl)は通常2としてよい。
式(28)は、スモールセルを単位として計算した結果得られた暫定露光量変調率の式である。式(28)を、座標(0,0)で表わされる定点を中心とした(x,y)座標系を用いて一般化すると、式(1),(3),(6),(8)が得られる。最終的な描画露光量が得られるまでは、暫定露光量変調率が露光量を意味しているとみなせるため、第1暫定露光量変調率mprov(xl,yl)を、第1暫定露光量Dprov(xl,yl)とみなす。
【0090】
ステップST32:算出した第1暫定露光量変調率mprov(xl,yl)を用いて、ラージセルCl(xl,yl)ごとに、第1〜第3実施形態の場合と同様にかぶり露光エネルギー成分を算出する。本第4実施形態においては、かぶり露光エネルギー成分を、暫定かぶり露光エネルギー成分と呼ぶ。
算出した暫定かぶり露光エネルギー成分FEprov(xl,yl)は、下記式のようになる。
【0091】
【数26】
【0092】
ステップST33:算出した暫定かぶり露光エネルギー成分FEprov(xl,yl)、レジスト閾値感度Eth、設定露光量D0を用いて、第1の領域ごとに暫定ビーム散乱エネルギーEprov(xl,yl)を、下記式で定義して求める。
【0093】
【数27】
【0094】
ステップST34:以下、近接効果を補正するための繰り返し計算を行なう。まず、繰り返し計算の回数nを、0から無限大までの整数により設定する。
【0095】
ステップST35:ここでは、ステップST34において設定した繰り返し計算の回数nをカウントするカウンタiの初期値を、i=0と設定する。
【0096】
ステップST36:描画領域全面をスモールセルに分割し、これまでと同様に後方散乱エネルギー成分BE0(xs,ys)を下記式により算出する。
【0097】
【数28】
【0098】
ステップST37:式(30)の暫定ビーム散乱エネルギーおよび式(31)の後方散乱エネルギー成分を用いて、下記式で表される第2暫定露光量変調率mp0(xs,ys)を算出する。この第2暫定露光量変調率mp0(xs,ys)、第2実施形態のレジスト閾値感度を、スモールセルを含有するラージセルごとに設定された暫定電子散乱エネルギーEprov(xl,yl)で置き換えて、計算式からかぶり露光に関する項を取り除くことにより算出される。
【0099】
【数29】
【0100】
記号A(xs,ys)は現像やエッチング等の描画後の工程で発生するパターン寸法ばらつきを考慮した変数であり、通常は定数2で置き換えて構わない。
【0101】
ステップST38:カウンタiが繰り返し回数nと一致しているかどうかを判断する。カウンタiと繰り返し回数nとが一致しており、繰り返し計算を行なわない場合にはステップST42へ進む。
【0102】
カウンタiと繰り返し回数nとが一致しておらず、繰り返し計算を行なう場合にはステップST39へ進み、繰り返し計算のルーチンに入る。
【0103】
ステップST39:カウンタiの数を1つ増加させる。
【0104】
ステップST40:i=1の場合は第2暫定露光量変調率mP0(xs,ys)、i≧2の場合は補正露光量変調率mp(i−1)(xs,ys)を用いて、後方散乱エネルギー成分BEpi(xs,ys)を算出する。
【0105】
【数30】
【0106】
ステップST41:暫定ビーム散乱エネルギーEprov(xl,yl)と後方散乱エネルギー成分BEpi(xs,ys)とを用いて、i番目(i≧1)の補正露光量変調率mpi(xs,ys)を算出する。
【0107】
【数31】
【0108】
ステップST38へ戻る。
【0109】
ステップST42:繰り返し回数nの値に応じて、描画露光量DE4n(xs,ys)を、DE 4n(xs,ys)=D0×mpn(xs,ys)と定義する。繰り返し回数n=0の場合は、描画露光量DE40(xs,ys)を、DE40(xs,ys)=D0×mP0(xs,ys)とする。
【0110】
ステップST43:描画露光量DE4n(xs,ys)を用いて実際に露光を行なう。
本第4実施形態によれば、暫定かぶり露光エネルギー成分FEprov(xl,yl)をラージセルCl(xl,yl)単位で算出しているため、かぶり露光補正のセルの数が第2、第3実施形態の場合に較べて大幅に少なくなり、計算時間も短くなる。
詳細には、たとえば10cm□の描画領域を1mm□のラージセルに分割する場合には、かぶり露光の影響を補正すべきラージセルの数は1万個となり、第2、第3実施形態の場合の100億個に較べて大幅に少ない。
【0111】
第5実施形態
本実施形態では第4実施形態と全く同様にして暫定ビーム散乱エネルギーEprov(xl,yl)を算出した後、第3実施形態と同様の繰り返し計算によってスモールセルごとに近接効果補正の計算を行なう。
本第5実施形態における計算手順を、図6に示すフローチャートに従って述べるが、図6におけるステップST31〜ステップST39は第4実施形態と同一のため省略する。
【0112】
ステップST50:下記式によって後方散乱エネルギー成分の誤差分を求める。
【0113】
【数32】
【0114】
ステップST51:式(35)の後方散乱エネルギー誤差DBEi(xs,ys)を用いて、i番目(i≧1)の補正露光量変調率mi(xs,ys)を、下記式から算出する。
【0115】
【数33】
【0116】
ステップST38へ戻る。
【0117】
ステップST52:補正露光量変調率mpn(xs,ys)を、各回の繰り返しステップで算出された露光量変調率誤差の総和として、下記式で表す。
【0118】
【数34】
【0119】
ステップST53:繰り返し回数nの値に応じて、描画露光量DE5n(xs,ys)を、DE5n(xs,ys)=D0×mpn(xs,ys)と定義する。繰り返し回数n=0の場合は、描画露光量DE50(xs,ys)を、DE50(xs,ys)=D0×mP0(xs,ys)とする。
【0120】
ステップST54:描画露光量DE5n(xs,ys)を用いて実際に露光を行う。
【0121】
第5実施形態においても、暫定かぶり露光エネルギー成分FEprov(xl,yl)をラージセルCl(xl,yl)単位で算出しているため、第4実施形態の場合と同様に計算時間が短くなる。
また、かぶり露光と近接効果とを同時に補正するため、高精度な補正が可能である。
【0122】
第4、第5実施形態の補正精度は、ラージセルごとに設定した第1暫定露光量Dprov(x,y)に係る第1暫定露光量変調率mprov(xl,yl)が、スモールセルごとに算出された最終的な補正露光量変調率mPn(xs,ys)との間で下記式の関係を満たすか否かによっている。
なお、第1暫定露光量変調率mprov(xl,yl)と第1暫定露光量Dprov(x,y)との間、および、最終的な補正露光量変調率mPn(xs,ys)と最終的な補正露光量をDcor(xs,ys)との間には直接的な相関関係存在する。このため、下記式(38)は式(5)および式(10)を意味しているとみなせる。
【0123】
【数35】
【0124】
各ラージセル内において、第1暫定露光量変調率が最終的な補正露光量変調率の平均値となっていればよいのであるが、第4、第5実施形態のステップST31において与えた第1暫定露光量変調率が式(38)の関係を満たすかどうかは、パターン分布に依存する。よって、ステップST31の第1暫定露光量変調率の与え方と、ステップST40またはステップST50以降での繰り返し計算の方法とを組み合わせれば、第4、第5実施形態の派生形態が幾つも考えられる。
第6実施形態では、第1暫定露光量を与える際に、かぶり露光エネルギー成分も考慮した例を示す。
【0125】
第6実施形態
本実施形態は、式(38)の関係をより精度よく満たすために、ラージセルごとに算出したかぶり露光エネルギーと、ラージセルの中心地点ごとに算出した後方散乱エネルギー成分とを用いて、第2実施形態および第3実施形態と同様の暫定露光量変調率mprov(xl,yl)をラージセルごとに算出する形態である。
基本的な流れは第5実施形態と同じであるため、以下、図6に示すフローチャートを流用して述べる。
【0126】
ステップST31:第6実施形態のステップST31においては、描画領域全面をラージセルCl(xl,yl)に分割し、このラージセルの中央地点周辺をスモールセルに分割する。中央地点のスモールセルをCs(xlc,ylc)として、中央地点を含むラージセルごとに後方散乱エネルギー成分BE0(xlc,ylc)およびかぶり露光エネルギー成分FE0(xl,yl)を下記式により算出する。
【0127】
【数36】
【0128】
式(39)および式(40)を用いて、ラージセルごとに第1暫定露光量変調率mprov(xl,yl)を下記式によって算出する。
【0129】
【数37】
【0130】
以下、ステップST32以降は繰り返し計算の方法を選択することで、第4実施形態または第5実施形態と同じとなるため、記述は省略する。
【0131】
計算時間の増大を抑制するために、ラージセルごとにかぶり露光を補正するための露光量変調率mprov(xl,yl)を算出した後に、かぶり露光エネルギー成分の影響を取り除いた上で、スモールセルごとに近接効果補正を実施すればよい。近接効果補正の計算前に仮定した暫定かぶり露光エネルギー成分FEprov(xl,yl)が、最終的な補正露光量で露光した時の実際のかぶり露光エネルギー成分と同じならば、補正計算の精度が高くなると考えてよい。
【0132】
第4〜6実施形態においては、レジスト寸法のばらつきを3nm以内にできると考えられる。また、エッチング等の描画後の工程で発生する寸法ばらつきにも対応することが可能であり、第4〜6実施形態では後工程における寸法ばらつきを5nm以内にできると考えられる。さらに、第4〜6実施形態によれば、従来と同等の時間内において露光量を算出することが可能である。
【0133】
以上、本発明の内容について種々の実施形態を参照して述べたが、本発明は上記の実施形態ならびに図面に記載の事項に限定されない。
たとえば、各フローチャートにおける各エネルギー成分を算出するステップ、繰り返しの回数nを規定するステップやカウンタを増加させるステップ等のそれぞれのステップの順番は、特許請求の範囲に記載した本願発明の内容を実現可能であれば、任意である。また、繰り返し計算のフローについても、最終的に目的とする描画露光量が得られれば、どのようなフローであってもよい。
また、式(11)で示した単位露光量照射に対する感光関数の係数等の変更可能部分を適宜変更すれば、請求項や実施形態中の関数の記述も変更されることは自明である。
その他、本発明は、露光ビームによりパターン描画が可能なものであれば、シリコン基板等のフォトマスク以外に対しても適用することができる。
【0134】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、かぶり露光の影響も考慮して各ショットの露光量を算出することによって、近接効果の影響に加えてかぶり露光の影響をも高精度に補正可能であり、その補正計算時間が従来の場合と同等な露光方法を提供することができる。
また、本発明によれば、近接効果の影響に加えてかぶり露光の影響をも高精度に補正可能であり、その補正計算時間が従来の場合と同等な露光装置を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1実施形態に係るEB描画装置の要部の概略構成図である。
【図2】図2は、本発明の第2実施形態に係る露光方法を述べるためのフローチャートである。
【図3】図3は、本発明の第3実施形態に係る露光方法を述べるためのフローチャートである。
【図4】図4は描画領域を分割した状態を示す図であり、図4(a)は描画領域をラージセルに分割した状態を示しており、図4(b)は、図4(a)に示すラージセルのうちのあるラージセルにおいて、後方散乱の及ぶ領域をさらにスモールセルに分割した様子を示している。
【図5】図5は、本発明の第4実施形態に係る露光方法を述べるためのフローチャートである。
【図6】図6は、本発明の第5実施形態に係る露光方法を述べるためのフローチャートである。
【図7】図7は、EB描画装置を用いたレジストの露光において発生するかぶり露光の状態を示した図である。
【符号の説明】
10…EB描画装置、20…EB描画装置本体、50…制御装置、100…鏡筒、120…電子銃、200…ブランクス、210…基板、220…遮光膜、230…レジスト膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus for manufacturing, for example, a photomask. Specifically, the present invention is directed to an exposure which determines an exposure amount in consideration of the influence of fog exposure in addition to the influence of back scattering at the time of exposure, and the dimensional variation occurring in a post-drawing process such as development and etching. The present invention relates to a method and an exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
As an example of the exposure step, exposure of photomask blanks using an electron beam lithography apparatus (hereinafter, abbreviated as EB (Electron Beam) lithography apparatus) is known.
FIG. 7 is a view schematically showing this blank exposure method.
As illustrated in FIG. 7, the
The
[0003]
An emission electron beam Bi indicated by a downward arrow in the figure is emitted from the
The reflection of the electron beam from the light-
[0004]
Further, the reflected electron beam Br that has passed through the
As shown in FIG. 7, the effective irradiation electron beam Bf is applied so as to cover a wide area of the blank 200, and hence the effective irradiation electron beam Bf is hereinafter referred to as a fogging electron beam Bf, and the effective irradiation electron beam Bf is used. Is called fog exposure.
[0005]
When the beam acceleration voltage of the electron beam lithography apparatus is accelerated to 50 kV or more, the problem of pattern thickening due to fog exposure becomes significant. As a countermeasure, a method of physically reducing the fogging electron beam Bf by attaching a carbon film, an antireflection plate, or the like to the lower surface of the objective lens (not shown) in the
[0006]
Therefore, as in the case of the proximity effect correction, a method of correcting fog exposure by exposure amount modulation for adjusting the exposure amount has been devised (for example, see Patent Document 1). However, the conventional method is not always an accurate correction method. This is because, in the conventional fogging exposure correction based on the exposure amount modulation, the exposure amount due to the fogging exposure is calculated and corrected based on the pattern area distribution at each position in the exposure area of the blank 200. I do.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-9-289164
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
It is considered that the fogging exposure energy from the peripheral region at each position of the exposure region can be calculated by convoluting the exposure amount distribution of the peripheral region.
Therefore, when correcting the fog exposure by the exposure amount modulation, the correction amount should be calculated by calculating the exposure amount by the fog exposure using the exposure amount distribution, not the pattern area distribution at each position in the exposure region. If the exposure amount is corrected based on the pattern area distribution of the drawing area, it cannot be said that the influence of fog exposure has been corrected with high accuracy.
In addition, in order to perform highly accurate exposure amount modulation, it is necessary to consider proximity effect correction at the same time when performing fog exposure correction calculation.
Further, unless the calculation of the correction exposure amount by the exposure amount modulation is completed within a practical time, it cannot be implemented as a semiconductor process.
[0009]
An object of the present invention is that it is possible to accurately correct not only the proximity effect but also the influence of fog exposure, dimensional variation occurring in a post-drawing process such as development and etching, and the correction calculation time is equivalent to the conventional case. It is an object of the present invention to provide an exposure method which is within a practical time.
Another object of the present invention is to be able to accurately correct not only the proximity effect but also the influence of fogging exposure, and dimensional variations that occur in a post-drawing process such as development and etching, and the correction calculation time is conventionally reduced. The purpose of the present invention is to provide an exposure apparatus which is within a practical time equivalent to the case of (1).
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The exposure method according to the present invention, for each position of the sample on which the resist is applied, using a provisional exposure amount having a different value depending on each position, the influence of the peripheral portion of each position to each position. A first step of calculating a backscattering energy component and a fog exposure energy component, and a second step of calculating a correction exposure amount for each position based on the fog exposure energy component and the backscattering energy component. And the first and second steps are repeated a predetermined number of times using the corrected exposure amount at each position as the provisional exposure amount to calculate a final corrected exposure amount for each position. And exposing the resist at each of the positions using an exposure beam of the final corrected exposure amount.
[0011]
The exposure method according to the present invention divides the resist-coated sample into a plurality of first regions that are sufficiently smaller than a fog exposure radius, and a first provisional region having a different value for each of the first regions. A first step of defining an exposure amount, and for each of the first regions, using the first provisional exposure amount, including an influence from the first region around the first region, A second step of calculating a provisional fog exposure energy component, a third step of calculating a provisional beam scattering energy for each of the first regions based on the provisional fog exposure energy component, Dividing the first region and a plurality of second regions that are sufficiently smaller than the backscattering diameter, based on the provisional beam scattering energy in the first region including the second region; Per area A fourth step of calculating a second provisional exposure amount, and using the calculated second provisional exposure amount, for each of the second regions, from the second region around the second region. A fifth step of calculating a backscattering energy component including the effect of the above, the provisional beam scattering energy in the first region including the second region, and the backscattering energy component for each of the second regions. A sixth step of calculating a correction exposure amount for each of the second regions based on the above, and the fifth and sixth steps are performed a predetermined number of times using the correction exposure amount as the second provisional exposure amount Repeatedly calculating a final corrected exposure amount for each of the second regions, and exposing the resist for each of the second regions using an exposure beam having the final corrected exposure amount. Exposure method That it is also possible to take.
[0012]
An exposure apparatus according to the present invention includes an exposure unit that irradiates an exposure beam on a sample on which a resist is applied, an arithmetic unit that calculates an exposure amount by the exposure beam for each position of the sample, Control means for giving to the exposure means a command signal for irradiating the exposure beam, the exposure amount being the calculated exposure amount, wherein the calculating means uses a temporary exposure amount having a different value depending on each position. Including the influence of the peripheral portion of each position on each position, including the backscattering energy component, and calculating the fog exposure energy component, based on the fog exposure energy component and the backscattering energy component, A correction exposure amount for each position is calculated, and a new correction exposure amount is calculated by using the correction exposure amount at each position as the provisional exposure amount. Number of iterations to calculate the final corrected exposure dose to said each position, an exposure apparatus according to the exposure the final corrected exposure dose.
[0013]
An exposure apparatus according to the present invention includes an exposure unit that irradiates an exposure beam on a sample on which a resist is applied, an arithmetic unit that calculates an exposure amount by the exposure beam for each position of the sample, Control means for giving to the exposure means a command signal for irradiating the exposure beam at which the exposure amount is the calculated exposure amount, wherein the calculation means sets the plurality of samples to be sufficiently smaller than a fogging exposure radius. The first provisional exposure amount having a different value for each first region is defined, and the first provisional exposure amount is defined for each first region using the first provisional exposure amount. Calculating a provisional fog exposure energy component including the influence from the first region around the first region; and providing a provisional beam scattering energy for each of the first regions based on the provisional fog exposure energy component. Calculating, dividing the entire surface of the sample into the first region and a plurality of second regions that are sufficiently smaller than the backscattering diameter, and providing the provisional beam in the first region including the second region. Based on the scattering energy, a second provisional exposure is calculated for each of the second regions, and the calculated second provisional exposure is used to calculate the second provisional exposure for each of the second regions. A backscattering energy component including an influence from the surrounding second region is calculated, and the provisional beam scattering energy in the first region including the second region and the backscattering energy component in each of the second regions are calculated. Based on the scattered energy component, a correction exposure amount is calculated for each of the second regions, and a new correction exposure amount calculation using the correction exposure amount as the second provisional exposure amount is repeated a predetermined number of times. The second area Preparative to calculate the final corrected exposure dose, it is also possible to the final corrected exposure dose a configuration of an exposure apparatus according to the exposure amount.
[0014]
In the present invention, the resist applied to the sample is exposed by irradiating an exposure beam from exposure means. The amount of exposure by the exposure beam is corrected and changed for each position on the sample based on the shape of the drawing pattern, which is an exposure area for the resist. As an initial value of the exposure amount for calculating the correction exposure amount, a provisional exposure amount that differs for each exposure position is defined.
When the effects of the backscattering of the exposure beam and the effects of fogging exposure are corrected in the same area as a unit, the backscattering energy component and the fogging exposure, including the effects from surrounding areas, are corrected for each area. Calculate the energy component.
Based on these two energy components, a correction exposure amount for each area is calculated. The final corrected exposure amount is calculated by iterative calculation for further correcting the corrected exposure amount using the calculated corrected exposure amount in each region as a provisional exposure amount for each region.
For the repetitive calculation for calculating the final corrected exposure amount from the provisional exposure amount, general sequential substitution calculation may be used.
[0015]
In order to reduce the time required for the correction calculation, the effect of fogging exposure and the effect of backscattering of the exposure beam are corrected in different regions as a unit, the drawing region of the sample is divided into a plurality of first regions. The first area is divided into a plurality of second areas.
In this case, the provisional exposure amount is defined for each first area.
The fogging exposure energy component also uses the provisional exposure amount defined for each first area, and includes not only the influence of the exposure in the target first area but also the influence of the exposure in the surrounding first area. The calculation is performed for each first area.
Similarly, the backscattering energy component is calculated for each second region, including the influence from the surrounding second region.
The correction exposure amount is calculated for each second region based on the fog exposure energy component calculated for each first region and the backscattering energy component calculated for each second region.
The iterative calculation for improving the correction accuracy of the correction exposure amount is performed on the backscattered energy component for each second region, and the final correction exposure amount is calculated.
[0016]
The correction exposure amount is calculated by the arithmetic unit, and the control unit gives a command signal to the exposure unit so that the exposure beam at each irradiation position emits an exposure beam having the calculated correction exposure amount.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, taking EB drawing as an example.
[0018]
First embodiment
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a main part of an EB drawing apparatus according to a first embodiment of the present invention. The EB lithography apparatus 10 as an exposure apparatus shown in FIG. 1 is roughly divided into an EB lithography apparatus main body 20 and a control device 50 for controlling the EB lithography apparatus main body 20.
[0019]
[EB drawing device body]
The EB writing apparatus main body 20 includes a
An
[0020]
Although not shown, the beam shape of the electron beam Bi can be changed by a beam shaping aperture provided in the
A drawing pattern, which is an exposure area for a resist, is divided into figures and rectangles and exposed. Beam irradiation on each divided figure is called one shot.
The irradiation time of the electron beam can be changed by a blanking unit (not shown). This makes it possible to adjust the amount of exposure to the sample for each shot.
[0021]
The sample chamber 21 is provided with a
[0022]
As an example of the sample, the
As the
If a halftone material that transmits light by about 5% to 16%, for example, is used instead of the chromium thin film that blocks a beam (light), the pattern resolution at the time of exposure can be improved. This is because the light leaking from the light shielding portion and the light passing through the pattern opening have inverted phases, and at the boundary of the pattern, the light intensity decreases due to the phase inversion and the spread of the skirt of the light intensity distribution is suppressed. This is because it can be done.
As the material of the halftone light-shielding film, for example, a chromium-based material such as CrON, a molybdenum-based material such as MoSiON, a tungsten-based material such as WSiON, or a silicon-based material such as SiN can be used.
As the resist
[0023]
The gantry 30 is provided with an evacuation system for evacuating the
[0024]
[Control device]
The control device 50 includes a
[0025]
The
The
[0026]
The
The
[0027]
The electron optical
[0028]
The
The
[0029]
The
The operator inputs commands to the
[0030]
Hereinafter, calculation of the exposure amount for each shot by the
First, the relationship between the energy for exposing the resist
When a fixed point represented by the coordinates (0, 0) of the resist
[0031]
[Equation 11]
[0032]
Where Ef(X, y) is a forward scattering function representing an energy distribution due to forward scattering of the electron beam in the resist
Function Ef(X, y), EbVarious specific shapes of (x, y) and Fog (x, y) have been proposed according to the type of
[0033]
When the accelerating voltage of the electron beam is increased, the forward scattering decreases and the back scattering increases. The range of the backscattering depends on conditions such as the type of the resist, but as an example, when the acceleration voltage is 50 kV, the backscattering radius R from the center position of the irradiation of the electron beam is R.BIs within a circle of about 25 μm.
On the other hand, the range over which the fogging exposure extends is, for example, a case where the acceleration voltage is 50 kV and the radius RAIs within a circle of about 50 mm, which is much wider than the range that backscattering can reach.
[0034]
It is assumed that the photosensitivity phenomenon with respect to the electron beam incident at the unit exposure amount is invariably reproduced in the plane of the resist
[0035]
(Equation 12)
[0036]
The area of integration in equation (12) is a drawing area.
The thickening and thinning of the pattern are remarkable at the pattern edge points. Therefore, it is desired to calculate the exposure distribution D (x, y) such that the stored energy E (x, y) accurately matches the resist sensitivity Eth at the pattern edge point.
[0037]
When calculating the exposure amount distribution D (x, y), in the first embodiment, first, the entire drawing area is divided into a first area sufficiently smaller than the fog exposure radius. The area of the first region Cl (xl, yl) is set to Sl, but is, for example, about 1 mm square. Hereinafter, the first region is referred to as a large cell. In the following, since the calculation is performed using such a rectangle as a unit, for example, the symbols xl and yl in the symbol (記号) of the symbol Cl represent not the coordinates but the number of each large cell.
[0038]
Next, a fog exposure energy component FE representing the contribution of energy storage by fog exposure to each large cell Cl (xl, yl).0(Xl, yl) is obtained. When the fog exposure energy to a certain large cell is approximated by convolving the pattern area ratio within the range of the fog exposure, the fog exposure energy component FE0(Xl, yl) can be represented by the following equation.
[0039]
(Equation 13)
[0040]
In equation (3), the unit of calculation is each large cell Cl (xl, yl), so convolution is calculated not by integration but by sum using the symbol Σ. The range of the sum in the expression (3) is a fog exposure range FG which is a range over which fog exposure is performed with a certain large cell Cl (xl, yl) as a center. Symbols p and q are variables used in calculations for large cells.
Hereafter, similarly, in the calculation using the rectangular area as a unit, the sum is used instead of the integration.
The symbol Pl (xl, yl) in the equation (13) is the pattern area ratio in the large cell with the number (xl, yl).
[0041]
Next, the entire drawing area is covered by the large cell and the backscattering radius R shown in FIG.BInto a second region that is sufficiently smaller than the second region. The area of the second region Cs (xs, ys) is Ss, for example, about 1 μm square. Hereinafter, the second area is referred to as a small cell. Symbols xs and ys in () of the symbol Cs representing the small cell also represent the number of each small cell instead of the coordinates.
For each of the small cells Cs (xs, ys), the backscattering energy component BE for the exposure amount distribution D (x, y)0(Xs, ys) is obtained.
Backscatter energy component BE0(Xs, ys) is given by the following equation using the pattern area ratio Ps (xs, ys) in the small cell with the number (xs, ys).
[0042]
[Equation 14]
[0043]
Equation (14) also takes into account the effect of backscattering due to shots in small cells in the periphery of the target small cell Cs (xs, ys), and convolution uses small cell Cs (xs, ys). The calculation is performed in the backscattering range BS, which is the center and is the range to which the backscattering reaches. Symbols r and s are variables used in calculations for small cells.
[0044]
As described above, the exposure amount for the sample needs to be corrected in consideration of the influence of backscattering and the influence of fogging exposure.
In the present embodiment, the fog exposure energy component FE0(Xl, yl) and the backscattered energy component BE0Using (xs, ys), the correction exposure amount is calculated for each small cell. In this case, as the fog exposure energy component for each small cell Cs (xs, ys), the fog exposure energy component FE for the large cell Cl (xl, yl) including the small cell Cs (xs, ys).0(Xl, yl) shall be used.
Corrected exposure amount D in the first embodimentconv.(Xs, ys) can be calculated as follows using Expressions (13) and (14).
[0045]
[Equation 15]
[0046]
Where the symbol D0Is a fixed exposure amount set in advance. Further, Cs (xs, ys) ⊂Cl (xl, yl) in Equation (15) includes each small cell Cs (xs, ys) when performing an operation on each small cell Cs (xs, ys). Means that the target is within the area of each large cell Cl (xl, yl).
Note that the symbol C in Expression (16) is an arbitrary constant.
This corrected exposure amount Dconv.(Xs, ys) corresponds to the exposure distribution D (x, y).
When actual exposure is performed using the EB lithography apparatus 10, the correction exposure amount D is calculated as shown in Expression (15).conv.(Xs, ys) is changed to the set exposure0And this set exposure amount D0As the product of the exposure amount modulation rates m (xs, ys) that change the magnitude of Since the exposure amount modulation rate m (xs, ys) changes for each small cell, the exposure amount of each shot that exposes each small cell is corrected as a result.
[0047]
However, in the first embodiment, the fog exposure energy component FE of Expression (13) is used.0(Xl, yl) and the backscattered energy component BE in equation (14)0When each of (xs, ys) is obtained, a sum based on the area ratio of each cell is used. However, the resulting corrected exposure dose Dconv.Since (xs, ys) is different for each small cell, the actual fog exposure energy from the peripheral pattern is an amount different from the product of the equation (13) and the constant C as seen in the equation (16). In the first embodiment, since the difference is not taken into account, the obtained corrected exposure amount Dconv.The correction accuracy of the exposure amount by (xs, ys) decreases.
[0048]
For example, when patterning both the logic region and the memory region on one resist film, the exposure amount per shot differs between the shot in the logic region and the shot in the memory region. The exposure amount per shot is large in a logic region where patterns are formed at a low density, and is small in a memory region where patterns are formed at a high density.
Therefore, especially when exposing a pattern in which a logic area and a memory area are mixed, the exposure amount is corrected with high accuracy unless a correction exposure amount is calculated in consideration of a difference in the exposure amount depending on such an area. I can't.
Also, the backscatter energy component BE0Since the coefficient for multiplying the pattern area ratio Ps (xs, ys) in (xs, ys) is set to the constant 2, it is possible to sufficiently correct the dimensional variation that occurs in a post-drawing process such as development or etching. Can not.
In the following embodiment, a correction exposure amount calculation method in which correction accuracy is improved by using a provisional exposure amount modulation rate instead of an area ratio distribution of each cell when obtaining a fog exposure energy component and a backscattering energy component Is described.
[0049]
Second embodiment
An exposure method according to the second embodiment of the present invention will be described along each step of the flowchart shown in FIG. In the following, the symbols appearing in the first embodiment have the same meaning as in the first embodiment, and will not be described.
Step ST1: In the second embodiment, the correction exposure amount is recalculated by repeated calculation, and the correction accuracy of the exposure amount is improved. In this step, the number n of repetitive calculations is set by an integer from 0 to infinity.
Step ST2: Here, an initial value of a counter i for counting the number n of repetitive calculations set in step ST1 is set to i = 0.
[0050]
Step ST3: The provisional exposure amount modulation rate is calculated here before the repetitive calculation. In the second embodiment, the fog exposure energy component and the backscattering energy component are both calculated in small cell units. Therefore, the entire drawing area is divided into small cells.
Assuming that the photosensitive phenomenon with respect to the unit exposure amount is represented by Expression (11) as in the first embodiment, the backscatter energy component BE0(Xs, ys) and fog exposure energy component FE0(Xs, ys) is calculated by the following equation by taking the sum of each small cell.
[0051]
(Equation 16)
[0052]
The following provisional exposure amount modulation rate m defined as a variable whose value differs for each small cell using Expressions (17) and (18).p0(Xs, ys) is calculated.
[0053]
[Equation 17]
[0054]
The symbol A (xs, ys) is a variable that takes into account the pattern dimension variation that occurs in a post-drawing process such as development or etching. Normally, it may be replaced by the constant 2. It is effective to set a value larger than 2 for a point where the dimension is reduced due to development or etching, and conversely, a value smaller than 2 for a point where the dimension is increased.
Equation (19) is an equation for the provisional exposure amount modulation rate obtained as a result of calculation in units of small cells. When Equation (19) is generalized using an (x, y) coordinate system centered on a fixed point represented by coordinates (0, 0), Equations (2), (4), (7), and (9) are obtained. Is obtained. Until the final drawing exposure amount is obtained, the provisional exposure amount modulation rate mp0(Xs, ys) is assumed to mean the provisional exposure amount.
[0055]
Step ST4: It is determined whether or not the counter i matches the number of repetitions n. If the counter i matches the number of repetitions n and the repetition calculation is not performed, the process proceeds to step ST9.
[0056]
If the counter i does not match the number of repetitions n and the repetition calculation is to be performed, the process proceeds to step ST5 to enter a repetition calculation routine.
[0057]
Step ST5: Increase the number of the counter i by one.
[0058]
Step ST6: If i = 1, provisional exposure amount modulation rate mP0(Xs, ys), when i ≧ 2, the corrected exposure amount modulation rate mP (i-1)Using (xs, ys), the fog exposure energy component FEPi(Xs, ys) is calculated.
[0059]
(Equation 18)
[0060]
Step ST7: Next, similarly, the backscattering energy component BE is calculated by the following equation.Pi(Xs, ys) is calculated.
[0061]
[Equation 19]
[0062]
Step ST8: Fog exposure energy component FEPi(Xs, ys) and backscatter energy component BEPi(Xs, ys) and the i-th (i ≧ 1) corrected exposure amount modulation rate mPi(Xs, ys) is calculated.
[0063]
(Equation 20)
[0064]
It returns to step ST4.
[0065]
Step ST9: Drawing exposure amount D according to the value of the number of repetitions nE2n(Xs, ys) is DE2n(Xs, ys) = D0× mpn(Xs, ys). When the number of repetitions n = 0, the drawing exposure amount DE20(Xs, ys) is DE20(Xs, ys) = D0× mP0(Xs, ys).
[0066]
Step ST10: Drawing exposure amount DE2nExposure is actually performed using (xs, ys).
[0067]
In the successive substitution calculation used in the present embodiment, the sum of the backscattering coefficient η and the fog exposure energy component is calculated by calculating the forward scattering function E accumulated at the pattern edge point.fIf it is larger than the forward scattering energy according to (x, y), convergence is not necessarily guaranteed. However, if the calculation is repeated 5 to 6 times, it is considered that sufficient accuracy can be obtained as a semiconductor process.
[0068]
Third embodiment
In addition to the general sequential substitution calculation described in the second embodiment, a repetition calculation for correcting the proximity effect is known. The present embodiment is a method for simultaneously correcting the fog exposure and the proximity effect using such a repetitive calculation formula.
[0069]
In the present embodiment, instead of steps ST6 to ST8 of the second embodiment, an error of the backscattering energy component and an error of the fog exposure energy component, which occur when the exposure is performed with the correction exposure amount during each iteration during the repetition. The step of calculating a new corrected exposure amount by paying attention to the minute is used.
Steps ST1 to ST5 are the same as those in the second embodiment and are omitted (however, the provisional exposure amount modulation rate in step ST3 is m0(Xs, ys). ), Steps ST16 to ST21 instead of Steps ST6 to ST10 are described below.
[0070]
Step ST16: The error of the fog exposure energy component is calculated by the following equation (23).
[0071]
(Equation 21)
[0072]
Step ST17: The error of the backscattering energy component is calculated by the following equation (24).
[0073]
(Equation 22)
[0074]
Step ST18: Backscatter energy component error DBEi(Xs, ys) and error DFE of fog exposure energy componentiUsing (xs, ys), the i-th (i ≧ 1) exposure amount modulation rate error mi(Xs, ys) is calculated.
[0075]
[Equation 23]
[0076]
It returns to step ST4.
[0077]
Step ST19: Corrected exposure amount modulation rate mpn(Xs, ys) is represented by the following equation as the sum of the modulation rate errors calculated in each repetition step.
[0078]
(Equation 24)
[0079]
Step ST20: The drawing exposure amount D according to the value of the number of repetitions nE3n(Xs, ys) is DE 3n(Xs, ys) = D0× mpn(Xs, ys). When the number of repetitions n = 0, the drawing exposure amount DE30(Xs, ys) is DE30(Xs, ys) = D0× mP0(Xs, ys).
[0080]
Step ST21: Drawing exposure amount DE3nExposure is actually performed using (xs, ys).
[0081]
In the present embodiment, it is considered that a practical exposure amount correction accuracy can be obtained with a smaller number of calculations than in the second embodiment. Further, since the fog exposure and the proximity effect are simultaneously corrected, highly accurate correction is possible.
The method of obtaining the provisional exposure amount modulation rate calculated in step ST3 of the second and third embodiments is arbitrary.
[0082]
As described above, in the second and third embodiments, the exposure area is divided into cells, and the fog exposure energy is calculated in consideration of the difference in the shot exposure amount at each position. Further, the difference in the exposure amount of each shot is repeatedly corrected by repeated calculation. Therefore, in the first stage, the correction exposure amount of each shot can be calculated with higher accuracy than in the first embodiment in which the difference in the exposure amount of each shot is not taken into account and the repeated calculation is not performed. Calculating the corrected exposure in consideration of the difference in the exposure of each shot is particularly effective when exposing a device that has a mixture of areas with large pattern area ratios, such as a logic area and a memory area. It is a target.
In the second and third embodiments, the fog exposure energy component is also calculated in units of small cells Cs (xs, ys) like FE (xs, ys). Therefore, also from this point, the exposure amount can be corrected with higher accuracy than in the first embodiment. Since the coefficient to be multiplied by the pattern area ratio is also made variable by the symbol A (x, y)> 0, it is possible to cope with dimensional variations that occur in the process after drawing.
It is conceivable that the variation in the resist dimensions is reduced to 1 nm or less in the second and third embodiments. In addition, it is considered that the dimensional variation occurring in the post-drawing process can be reduced to within 3 nm in the second and third embodiments.
[0083]
However, as described above, the range over which the fogging exposure extends is as wide as a radius of about 50 mm from the exposure point as an example. Therefore, for example, when the
In the fourth and subsequent embodiments, a method of calculating a corrected exposure amount that can eliminate the disadvantage and obtain sufficient correction accuracy will be described.
[0084]
Fourth embodiment
An exposure method according to the fourth embodiment of the present invention will be described along with each step of the flowchart shown in FIG. In FIG. 4, FIG. 4A shows a state in which the drawing area is divided into large cells, and FIG. 4B shows a state in which, in one large cell, a region to which backscattering is further divided into small cells.
The calculation method of the correction exposure amount according to the fourth embodiment is, first, to calculate the fog exposure energy component in units of large cells, and to use this fog exposure energy component to reduce the influence of backscattering in small cell units. The correction is performed by repeated calculation.
[0085]
Step ST31: First, as shown in FIG. 4A, the entire drawing area is divided into, for example, 1 mm square large cells. In the following, any one large cell will be represented by the symbol Cl (xl, yl). First provisional exposure amount D for each large cell Cl (xl, yl)prov(Xl, yl) is defined. In the fourth embodiment, as an example, when exposing the center point of each large cell Cl (xl, yl), the shot exposure amount corrected so as not to cause the proximity effect due to the back scattering is used as the first provisional exposure amount. DprovUsed as (xl, yl).
[0086]
To this end, as shown in FIG. 4B, the area where the back scattering reaches in the center of the small cell Cs (xlc, ylc) and the periphery of the large cell Cl (xl, yl) is, for example, 1 μm. Divide into small cells of □. The range BS to which the backscatter reaches is, as described above, the radius R in FIG.A, For example, within a circle of 25 μm.
In FIG. 4B, the scales of the large cells Cl (xl, yl) and the small cells Cs (xs, ys) are not actual.
[0087]
As shown in FIG. 4B, in each of the large cell Cl (xl, yl) and the small cell Cs (xs, ys), there is a pattern area Pa in which a pattern is to be formed by exposure. The ratio occupied by the pattern area Pa in each of the large cells Cl (xl, yl) and the small cells Cs (xs, ys) is determined by the pattern area ratio Pl (xl, yl) and the small cell Cs (in the large cell Cl (xl, yl), respectively. Let xs, ys) be the pattern area ratio Ps (xs, ys). At this time, the first provisional exposure amount modulation rate m for correcting the proximity effectprov(Xl, yl) represents the set exposure amount as D0, And the backscattering energy component can be given by equation (28) as is well known.
[0088]
(Equation 25)
[0089]
Here, the symbol Ps (xlc + r, ylc + s) represents the pattern area ratio of the r-th small cell in the x-axis direction and the s-th small cell in the y-axis direction from the small cell Cs (xlc, ylc). The variable A (xl, yl) may be usually set to 2.
Equation (28) is an equation of a provisional exposure amount modulation rate obtained as a result of calculation in units of small cells. When Equation (28) is generalized using an (x, y) coordinate system centered on a fixed point represented by coordinates (0, 0), Equations (1), (3), (6), and (8) are obtained. Is obtained. Until the final drawing exposure amount is obtained, the provisional exposure amount modulation rate can be regarded as meaning the exposure amount.prov(Xl, yl) is converted to the first provisional exposure amount Dprov(Xl, yl).
[0090]
Step ST32: Calculated first provisional exposure amount modulation rate mprovUsing (xl, yl), a fog exposure energy component is calculated for each large cell Cl (xl, yl) in the same manner as in the first to third embodiments. In the fourth embodiment, the fog exposure energy component is called a provisional fog exposure energy component.
The calculated provisional fog exposure energy component FEprov(Xl, yl) is represented by the following equation.
[0091]
(Equation 26)
[0092]
Step ST33: The calculated provisional fog exposure energy component FEprov(Xl, yl), resist threshold sensitivity Eth, set exposure amount D0, The provisional beam scattering energy E for each first regionprov(Xl, yl) is determined by the following equation.
[0093]
[Equation 27]
[0094]
Step ST34: Hereinafter, iterative calculation for correcting the proximity effect is performed. First, the number n of repeated calculations is set by an integer from 0 to infinity.
[0095]
Step ST35: Here, an initial value of a counter i for counting the number of repetition calculations n set in step ST34 is set to i = 0.
[0096]
Step ST36: The entire drawing area is divided into small cells, and the backscattered energy component BE is used as in the past.0(Xs, ys) is calculated by the following equation.
[0097]
[Equation 28]
[0098]
Step ST37: Using the provisional beam scattering energy of the equation (30) and the backscattering energy component of the equation (31), a second provisional exposure amount modulation rate m represented by the following equation:p0(Xs, ys) is calculated. This second provisional exposure amount modulation rate mp0(Xs, ys), the resist threshold sensitivity of the second embodiment is set to the provisional electron scattering energy E set for each large cell containing a small cell.provIt is calculated by replacing (xl, yl) with a term relating to fog exposure from the calculation formula.
[0099]
(Equation 29)
[0100]
The symbol A (xs, ys) is a variable that takes into account the pattern dimensional variation that occurs in a post-drawing process such as development or etching, and may be replaced by a constant 2 in general.
[0101]
Step ST38: It is determined whether or not the counter i matches the number of repetitions n. If the counter i matches the number of repetitions n and the repetition calculation is not performed, the process proceeds to step ST42.
[0102]
If the counter i does not match the number of repetitions n, and the repetition calculation is to be performed, the process proceeds to step ST39 to enter a repetition calculation routine.
[0103]
Step ST39: The number of the counter i is increased by one.
[0104]
Step ST40: If i = 1, the second provisional exposure amount modulation rate mP0(Xs, ys), when i ≧ 2, the corrected exposure amount modulation rate mp (i-1)Using (xs, ys), the backscattered energy component BEpi(Xs, ys) is calculated.
[0105]
[Equation 30]
[0106]
Step ST41: provisional beam scattering energy Eprov(Xl, yl) and backscatter energy component BEpi(Xs, ys) and the i-th (i ≧ 1) corrected exposure amount modulation rate mpi(Xs, ys) is calculated.
[0107]
(Equation 31)
[0108]
It returns to step ST38.
[0109]
Step ST42: A drawing exposure amount D according to the value of the number of repetitions nE4n(Xs, ys) is DE 4n(Xs, ys) = D0× mpn(Xs, ys). When the number of repetitions n = 0, the drawing exposure amount DE40(Xs, ys) is DE40(Xs, ys) = D0× mP0(Xs, ys).
[0110]
Step ST43: Drawing exposure amount DE4nExposure is actually performed using (xs, ys).
According to the fourth embodiment, the provisional fog exposure energy component FEprovSince (xl, yl) is calculated in units of large cells Cl (xl, yl), the number of cells for fog exposure correction is significantly reduced as compared with the second and third embodiments, and the calculation time is also reduced. Become.
In detail, for example, when a 10 cm square drawing area is divided into 1 mm square large cells, the number of large cells to be corrected for fogging exposure is 10,000, which is 100 in the second and third embodiments. Significantly less than 100 million.
[0111]
Fifth embodiment
In this embodiment, the provisional beam scattering energy E is exactly the same as in the fourth embodiment.provAfter calculating (xl, yl), the proximity effect correction is calculated for each small cell by the same iterative calculation as in the third embodiment.
The calculation procedure in the fifth embodiment will be described according to the flowchart shown in FIG. 6, but steps ST31 to ST39 in FIG. 6 are the same as those in the fourth embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0112]
Step ST50: An error of the backscattering energy component is obtained by the following equation.
[0113]
(Equation 32)
[0114]
Step ST51: Backscattering energy error DBE of equation (35)iUsing (xs, ys), the i-th (i ≧ 1) corrected exposure amount modulation rate mi(Xs, ys) is calculated from the following equation.
[0115]
[Equation 33]
[0116]
It returns to step ST38.
[0117]
Step ST52: Correction exposure amount modulation rate mpn(Xs, ys) is expressed by the following equation as the total sum of the exposure amount modulation rate errors calculated in each repetition step.
[0118]
(Equation 34)
[0119]
Step ST53: According to the value of the number of repetitions n, the drawing exposure amount DE5n(Xs, ys) is DE5n(Xs, ys) = D0× mpn(Xs, ys). When the number of repetitions n = 0, the drawing exposure amount DE50(Xs, ys) is DE50(Xs, ys) = D0× mP0(Xs, ys).
[0120]
Step ST54: Drawing exposure amount DE5nExposure is actually performed using (xs, ys).
[0121]
Also in the fifth embodiment, the provisional fog exposure energy component FEprovSince (xl, yl) is calculated in units of the large cell Cl (xl, yl), the calculation time is shortened as in the case of the fourth embodiment.
Further, since the fog exposure and the proximity effect are simultaneously corrected, highly accurate correction is possible.
[0122]
The correction accuracy of the fourth and fifth embodiments is the first provisional exposure amount D set for each large cell.provFirst provisional exposure amount modulation rate m relating to (x, y)prov(Xl, yl) is the final corrected exposure amount modulation rate m calculated for each small cell.Pn(Xs, ys) depending on whether or not the following equation is satisfied.
Note that the first provisional exposure amount modulation rate mprov(Xl, yl) and the first provisional exposure amount Dprov(X, y) and the final corrected exposure amount modulation rate mPn(Xs, ys) and the final corrected exposure amount are DcorThere is a direct correlation with (xs, ys). Therefore, the following equation (38) can be regarded as meaning equations (5) and (10).
[0123]
(Equation 35)
[0124]
In each large cell, the first provisional exposure amount modulation rate only needs to be the average value of the final corrected exposure amount modulation rate. However, the first provisional exposure amount modulation rate given in step ST31 of the fourth and fifth embodiments may be used. Whether or not the exposure amount modulation ratio satisfies the relationship of Expression (38) depends on the pattern distribution. Therefore, if the method of giving the first provisional exposure amount modulation rate in step ST31 and the method of repeated calculation after step ST40 or step ST50 are combined, many variations of the fourth and fifth embodiments can be considered. .
In the sixth embodiment, an example will be described in which the fog exposure energy component is also taken into account when giving the first provisional exposure amount.
[0125]
Sixth embodiment
The present embodiment uses the fog exposure energy calculated for each large cell and the backscattering energy component calculated for each central point of the large cell in order to more accurately satisfy the relationship of Expression (38). And the provisional exposure amount modulation rate m similar to that of the third embodiment.provIn this embodiment, (xl, yl) is calculated for each large cell.
Since the basic flow is the same as that of the fifth embodiment, the flow chart shown in FIG. 6 will be described below.
[0126]
Step ST31: In step ST31 of the sixth embodiment, the entire drawing area is divided into large cells Cl (xl, yl), and the periphery of the central point of the large cell is divided into small cells. The small cell at the central point is defined as Cs (xlc, ylc), and the backscattered energy component BE for each large cell including the central point.0(Xlc, ylc) and fog exposure energy component FE0(Xl, yl) is calculated by the following equation.
[0127]
[Equation 36]
[0128]
Using the equations (39) and (40), the first provisional exposure amount modulation rate m for each large cell is calculated.prov(Xl, yl) is calculated by the following equation.
[0129]
(37)
[0130]
Hereinafter, since the steps after step ST32 are the same as those in the fourth or fifth embodiment by selecting the method of the repetitive calculation, the description is omitted.
[0131]
Exposure amount modulation factor m for correcting fog exposure for each large cell in order to suppress increase in calculation timeprovAfter calculating (xl, yl), the proximity effect correction may be performed for each small cell after removing the influence of the fog exposure energy component. Temporary fog exposure energy component FE assumed before calculation of proximity effect correctionprovIf (xl, yl) is the same as the actual fogging exposure energy component when the exposure is performed with the final corrected exposure amount, it may be considered that the accuracy of the correction calculation is increased.
[0132]
In the fourth to sixth embodiments, it is considered that the variation in the resist dimension can be made within 3 nm. In addition, it is possible to cope with dimensional variations that occur in a process after drawing such as etching, and it is considered that the dimensional variations in the subsequent processes can be made within 5 nm in the fourth to sixth embodiments. Further, according to the fourth to sixth embodiments, it is possible to calculate the exposure amount within the same time as the conventional case.
[0133]
As described above, the contents of the present invention have been described with reference to various embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments and the matters described in the drawings.
For example, the order of each step such as the step of calculating each energy component in each flowchart, the step of defining the number of repetitions n, and the step of increasing the counter can realize the contents of the present invention described in the claims. If so, it is optional. Also, the flow of the repetitive calculation may be any flow as long as the intended drawing exposure amount is finally obtained.
It is obvious that the description of the function in the claims and the embodiments can be changed by appropriately changing the changeable portion such as the coefficient of the photosensitive function with respect to the unit exposure irradiation shown in the equation (11).
In addition, the present invention can be applied to a device other than a photomask such as a silicon substrate as long as a pattern can be drawn by an exposure beam.
[0134]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in addition to the influence of the proximity effect, the influence of the fog exposure can be corrected with high accuracy by calculating the exposure amount of each shot in consideration of the influence of the fog exposure. Thus, it is possible to provide an exposure method whose correction calculation time is equivalent to that of the conventional case.
Further, according to the present invention, it is possible to highly accurately correct not only the effect of the proximity effect but also the effect of fog exposure, and it is also possible to provide an exposure apparatus whose correction calculation time is equivalent to that of the conventional case.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of an EB lithography apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for describing an exposure method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for describing an exposure method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a state where a drawing area is divided, FIG. 4 (a) shows a state where the drawing area is divided into large cells, and FIG. 4 (b) is a view showing FIG. In a large cell among the large cells shown in FIG. 5, a region in which backscattering is exerted is further divided into small cells.
FIG. 5 is a flowchart for describing an exposure method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for describing an exposure method according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a state of fog exposure that occurs in exposure of a resist using an EB lithography apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... EB drawing apparatus, 20 ... EB drawing apparatus main body, 50 ... Control device, 100 ... Barrel, 120 ... Electron gun, 200 ... Blanks, 210 ... Substrate, 220 ... Light shielding film, 230 ... Resist film
Claims (20)
前記かぶり露光エネルギー成分と前記後方散乱エネルギー成分とに基づいて、前記各位置に対する補正露光量を算出する第2のステップと、
前記各位置の前記補正露光量を前記暫定露光量として用いて前記第1のステップおよび前記第2のステップを所定回数繰り返し、前記各位置に対して最終的な補正露光量を算出し、当該最終的な補正露光量の露光ビームを用いて前記各位置の前記レジストを露光する第3のステップと
を有する露光方法。For each position of the sample on which the resist is applied, using a provisional exposure amount having a different value according to each position, including the influence from the peripheral portion of each position to each position, a backscattered energy component and A first step of calculating a fog exposure energy component;
A second step of calculating a correction exposure amount for each position based on the fog exposure energy component and the backscatter energy component;
The first step and the second step are repeated a predetermined number of times using the corrected exposure amount at each position as the provisional exposure amount, and a final corrected exposure amount is calculated for each position. Exposing the resist at each of the positions using an exposure beam having a typical correction exposure amount.
前記第1の領域ごとに、前記第1の暫定露光量を用いて、当該第1の領域の周辺の前記第1の領域からの影響を含めて、暫定かぶり露光エネルギー成分を算出する第2のステップと、
前記暫定かぶり露光エネルギー成分に基づいて、前記第1の領域ごとに暫定ビーム散乱エネルギーを算出する第3のステップと、
前記試料の全面を、前記第1の領域、および後方散乱径よりも十分に小さい複数の第2の領域に分割し、当該第2の領域を含む前記第1の領域における前記暫定ビーム散乱エネルギーに基づいて、前記第2の領域ごとに第2の暫定露光量を算出する第4のステップと、
算出した前記第2の暫定露光量を用いて、前記第2の領域ごとに、当該第2の領域の周辺の前記第2の領域からの影響を含めた後方散乱エネルギー成分を算出する第5のステップと、
前記第2の領域を含む前記第1の領域における前記暫定ビーム散乱エネルギーと、前記第2の領域ごとの前記後方散乱エネルギー成分とに基づいて、前記第2の領域ごとに補正露光量を算出する第6のステップと、
前記補正露光量を前記第2の暫定露光量として用いて前記第5および第6のステップを所定回数繰り返し、前記第2の領域ごとに最終的な補正露光量を算出し、当該最終的な補正露光量の露光ビームを用いて前記第2の領域ごとに前記レジストを露光する第7のステップと
を有する露光方法。A first step of dividing the resist-coated sample into a plurality of first regions that are sufficiently smaller than a fog exposure radius, and defining a first provisional exposure amount having a different value for each of the first regions; ,
A second calculating unit that calculates a provisional fog exposure energy component by using the first provisional exposure amount for each of the first regions, including an influence from the first region around the first region; Steps and
A third step of calculating a provisional beam scattering energy for each of the first regions based on the provisional fog exposure energy component;
The entire surface of the sample is divided into the first region and a plurality of second regions that are sufficiently smaller than the backscattering diameter, and the provisional beam scattering energy in the first region including the second region is calculated. A fourth step of calculating a second provisional exposure amount for each of the second regions based on the second step;
Fifth, for each of the second regions, a backscattering energy component including an influence from the second region around the second region is calculated using the calculated second provisional exposure amount. Steps and
A correction exposure amount is calculated for each of the second regions based on the provisional beam scattered energy in the first region including the second region and the backscattered energy component for each of the second regions. The sixth step,
The fifth and sixth steps are repeated a predetermined number of times using the corrected exposure amount as the second provisional exposure amount, and a final corrected exposure amount is calculated for each of the second areas, and the final correction amount is calculated. Exposing the resist for each of the second regions using an exposure beam of an exposure amount.
予め規定した設定露光量D0と、前記後方散乱エネルギー成分の及ぶ範囲BSと、前記露光ビームの後方散乱によるエネルギー分布を表わす正規化された後方散乱関数Eb(x,y)と、後方散乱係数ηと、前記試料の描画パターン分布を表す関数P(x,y)={1 パターン領域/0 非パターン領域}と、任意変数A(x,y)>0と、レジスト感度Ethとを用いて、下記式によって与える
請求項1に記載の露光方法。
A predetermined set exposure amount D 0 , a range BS covered by the backscattering energy component, a normalized backscattering function Eb (x, y) representing an energy distribution due to backscattering of the exposure beam, and a backscattering coefficient η, a function P (x, y) = {1 pattern area / 0 non-pattern area} representing a drawing pattern distribution of the sample, an arbitrary variable A (x, y)> 0, and a resist sensitivity Eth. The exposure method according to claim 1, which is given by the following equation.
予め規定した設定露光量D0と、前記後方散乱エネルギー成分の及ぶ範囲BSと、前記かぶり露光エネルギー成分の及ぶ範囲FGと、前記露光ビームの後方散乱によるエネルギー分布を表わす正規化された後方散乱関数Eb(x,y)と、後方散乱係数ηと、前記かぶり露光エネルギー成分の分布を表わすかぶり露光関数Fog(x,y)と、前記試料の描画パターン分布を表す関数P(x,y)={1 パターン領域/0 非パターン領域}と、任意変数A(x,y)>0と、レジスト感度Ethとを用いて、下記式によって与える
請求項1に記載の露光方法。
A predetermined set exposure amount D 0 , a range BS covered by the backscattering energy component, a range FG covered by the fog exposure energy component, and a normalized backscattering function representing an energy distribution due to backscattering of the exposure beam. Eb (x, y), the backscattering coefficient η, the fog exposure function Fog (x, y) representing the distribution of the fog exposure energy component, and the function P (x, y) representing the drawing pattern distribution of the sample = The exposure method according to claim 1, wherein the value is given by the following equation using {1 pattern area / 0 non-pattern area}, arbitrary variable A (x, y)> 0, and resist sensitivity Eth.
前記第1の領域内において予め規定した特定地点周辺の前記後方散乱エネルギー成分の及ぶ範囲BSを、前記第2の領域を表すセル単位に分割し、
前記第1の領域ごとに規定する前記第1の暫定露光量を、下記式の積分を前記第2の領域を表わすセル単位によって和分計算した値Dprov(x,y)として与える
請求項2に記載の露光方法。
Dividing a range BS of the backscattered energy component around a specific point defined in advance in the first area into cell units representing the second area,
3. The method according to claim 2, wherein the first provisional exposure amount defined for each of the first areas is given as a value D prov (x, y) obtained by calculating the integral of the following equation and adding the integral by the cell representing the second area. Exposure method according to 1.
請求項5に記載の露光方法。6. The exposure method according to claim 5, wherein the arbitrary variable A (x, y) is given by being arbitrarily set for each of the second regions.
前記第1の領域内において予め規定した特定地点周辺の前記後方散乱エネルギー成分の及ぶ範囲BSを、前記第2の領域を表すセル単位に分割し、
前記第1の領域ごとに規定する前記第1の暫定露光量を、下記式における前記後方散乱関数Eb(x,y)に関する積分を前記第2の領域を表わすセル単位によって和分計算し、前記かぶり露光関数Fog(x,y)に関する積分を前記第1の領域を表わすセル単位によって和分計算した値Dprov(x,y)として与える
請求項2に記載の露光方法。
Dividing a range BS of the backscattered energy component around a specific point defined in advance in the first area into cell units representing the second area,
The first provisional exposure amount defined for each of the first regions is calculated by summing the integral of the backscattering function Eb (x, y) in the following equation by a cell unit representing the second region, 3. The exposure method according to claim 2, wherein the integral relating to the fog exposure function Fog (x, y) is given as a value D prov (x, y) calculated by summation in units of cells representing the first area.
請求項7に記載の露光方法。The exposure method according to claim 7, wherein the arbitrary variable A (x, y) is given by being arbitrarily set for each of the second regions.
前記第1の領域に対して規定する前記第1の暫定露光量Dprov(xl,yl)が、下記式を満たすように与える
請求項2に記載の露光方法。
3. The exposure method according to claim 2, wherein the first provisional exposure amount D prov (xl, yl) defined for the first area is provided so as to satisfy the following expression. 4.
請求項2に記載の露光方法。The provisional beam scattering energy calculated for each of the first regions is set in advance by setting the sensitivity of the resist and the provisional fog exposure energy component calculated for each of the first regions including the second region. The exposure method according to claim 2, wherein the difference is given as a difference between the product of the exposure amount and the product.
前記試料の各位置に対する、前記露光ビームによる露光量を算出する演算手段と、
前記各位置における露光量が、算出した前記露光量となる前記露光ビームを照射させる指令信号を前記露光手段に与える制御手段と
を有し、
前記演算手段は、
前記各位置により値の異なる暫定露光量を用いて、前記各位置への当該各位置の周辺部からの影響を含めて、後方散乱エネルギー成分および、かぶり露光エネルギー成分を算出し、
前記かぶり露光エネルギー成分と前記後方散乱エネルギー成分とに基づいて、前記各位置に対する補正露光量を算出し、
前記各位置の前記補正露光量を前記暫定露光量として用いることによる新たな補正露光量の算出を所定回数繰り返して前記各位置に対して最終的な補正露光量を算出し、当該最終的な補正露光量を前記露光量とする
露光装置。Exposure means for irradiating the resist-coated sample with an exposure beam,
For each position of the sample, computing means for calculating the amount of exposure by the exposure beam,
Control means for giving to the exposure means a command signal for irradiating the exposure beam at which the exposure amount at each position is the calculated exposure amount,
The calculating means includes:
Using a provisional exposure amount having a different value according to each position, including the influence from the peripheral portion of each position to each position, a backscattering energy component, and calculating a fog exposure energy component,
Based on the fog exposure energy component and the backscatter energy component, calculate a correction exposure amount for each position,
Calculation of a new correction exposure amount by using the correction exposure amount of each position as the provisional exposure amount is repeated a predetermined number of times to calculate a final correction exposure amount for each position, and the final correction An exposure apparatus for setting an exposure amount to the exposure amount.
前記試料の各位置に対する、前記露光ビームによる露光量を算出する演算手段と、
前記各位置における露光量が、算出した前記露光量となる前記露光ビームを照射させる指令信号を前記露光手段に与える制御手段と
を有し、
前記演算手段は、
前記試料を、かぶり露光半径よりも十分に小さい複数の第1の領域に分割し、当該第1の領域ごとに値の異なる第1の暫定露光量を規定し、
前記第1の領域ごとに、前記第1の暫定露光量を用いて、当該第1の領域の周辺の前記第1の領域からの影響を含めて、暫定かぶり露光エネルギー成分を算出し、
前記暫定かぶり露光エネルギー成分に基づいて、前記第1の領域ごとに暫定ビーム散乱エネルギーを算出し、
前記試料の全面を、前記第1の領域、および後方散乱径よりも十分に小さい複数の第2の領域に分割し、当該第2の領域を含む前記第1の領域における前記暫定ビーム散乱エネルギーに基づいて、前記第2の領域ごとに第2の暫定露光量を算出し、
算出した前記第2の暫定露光量を用いて、前記第2の領域ごとに、当該第2の領域の周辺の前記第2の領域からの影響を含めた後方散乱エネルギー成分を算出し、
前記第2の領域を含む前記第1の領域における前記暫定ビーム散乱エネルギーと、前記第2の領域ごとの前記後方散乱エネルギー成分とに基づいて、前記第2の領域ごとに補正露光量を算出し、
前記補正露光量を前記第2の暫定露光量として用いることによる新たな補正露光量の算出を所定回数繰り返して前記第2の領域ごとに最終的な補正露光量を算出し、当該最終的な補正露光量を前記露光量とする
露光装置。Exposure means for irradiating the resist-coated sample with an exposure beam,
For each position of the sample, computing means for calculating the amount of exposure by the exposure beam,
Control means for giving to the exposure means a command signal for irradiating the exposure beam at which the exposure amount at each position is the calculated exposure amount,
The calculating means includes:
The sample is divided into a plurality of first regions that are sufficiently smaller than a fog exposure radius, and a first provisional exposure amount having a different value for each first region is defined;
For each of the first regions, using the first temporary exposure amount, including the influence from the first region around the first region, calculate a temporary fog exposure energy component,
Calculating a provisional beam scattering energy for each of the first regions based on the provisional fog exposure energy component;
The entire surface of the sample is divided into the first region and a plurality of second regions that are sufficiently smaller than the backscattering diameter, and the provisional beam scattering energy in the first region including the second region is calculated. Calculating a second provisional exposure amount for each of the second regions,
Using the calculated second provisional exposure amount, for each of the second regions, calculate the backscattering energy component including the influence from the second region around the second region,
Calculating a corrected exposure amount for each of the second regions based on the provisional beam scattered energy in the first region including the second region and the backscattered energy component for each of the second regions; ,
The calculation of a new corrected exposure amount by using the corrected exposure amount as the second provisional exposure amount is repeated a predetermined number of times to calculate a final corrected exposure amount for each of the second regions, and the final correction amount is calculated. An exposure apparatus for setting an exposure amount to the exposure amount.
予め規定した設定露光量D0と、前記後方散乱エネルギー成分の及ぶ範囲BSと、前記露光ビームの後方散乱によるエネルギー分布を表わす正規化された後方散乱関数Eb(x,y)と、後方散乱係数ηと、前記試料の描画パターン分布を表す関数P(x,y)={1 パターン領域/0 非パターン領域}と、任意変数A(x,y)>0と、レジスト感度Ethとを用いて、下記式によって与える
請求項11に記載の露光装置。
A predetermined set exposure amount D 0 , a range BS covered by the backscattering energy component, a normalized backscattering function Eb (x, y) representing an energy distribution due to backscattering of the exposure beam, and a backscattering coefficient η, a function P (x, y) = {1 pattern area / 0 non-pattern area} representing a drawing pattern distribution of the sample, an arbitrary variable A (x, y)> 0, and a resist sensitivity Eth. The exposure apparatus according to claim 11, which is given by the following equation.
予め規定した設定露光量D0と、前記後方散乱エネルギー成分の及ぶ範囲BSと、前記かぶり露光エネルギー成分の及ぶ範囲FGと、前記露光ビームの後方散乱によるエネルギー分布を表わす正規化された後方散乱関数Eb(x,y)と、後方散乱係数ηと、前記かぶり露光エネルギー成分の分布を表わすかぶり露光関数Fog(x,y)と、前記試料の描画パターン分布を表す関数P(x,y)={1 パターン領域/0 非パターン領域}と、任意変数A(x,y)>0と、レジスト感度Ethとを用いて、下記式によって与える
請求項11に記載の露光装置。
A predetermined set exposure amount D 0 , a range BS covered by the backscattering energy component, a range FG covered by the fog exposure energy component, and a normalized backscattering function representing an energy distribution due to backscattering of the exposure beam. Eb (x, y), the backscattering coefficient η, the fog exposure function Fog (x, y) representing the distribution of the fog exposure energy component, and the function P (x, y) representing the drawing pattern distribution of the sample = The exposure apparatus according to claim 11, wherein the following equation is given using {1 pattern area / 0 non-pattern area}, arbitrary variable A (x, y)> 0, and resist sensitivity Eth.
前記第1の領域内において予め規定した特定地点周辺の前記後方散乱エネルギー成分の及ぶ範囲BSを、前記第2の領域を表すセル単位に分割し、
前記第1の領域ごとに規定する前記第1の暫定露光量を、下記式の積分を前記第2の領域を表わすセル単位によって和分計算した値Dprov(x,y)として与える
請求項12に記載の露光装置。
Dividing a range BS of the backscattered energy component around a specific point defined in advance in the first area into cell units representing the second area,
13. The first provisional exposure amount defined for each of the first areas is given as a value D prov (x, y) obtained by calculating the integral of the following equation by summation in units of cells representing the second area. Exposure apparatus according to 1.
請求項15に記載の露光装置。16. The exposure apparatus according to claim 15, wherein the arbitrary variable A (x, y) is given by being arbitrarily set for each of the second areas.
前記第1の領域内において予め規定した特定地点周辺の前記後方散乱エネルギー成分の及ぶ範囲BSを、前記第2の領域を表すセル単位に分割し、
前記第1の領域ごとに規定する前記第1の暫定露光量を、下記式における前記後方散乱関数Eb(x,y)に関する積分を前記第2の領域を表わすセル単位によって和分計算し、前記かぶり露光関数Fog(x,y)に関する積分を前記第1の領域を表わすセル単位によって和分計算した値Dprov(x,y)として与える
請求項12に記載の露光装置。
Dividing a range BS of the backscattered energy component around a specific point defined in advance in the first area into cell units representing the second area,
The first provisional exposure amount defined for each of the first regions is calculated by summing the integral of the backscattering function Eb (x, y) in the following equation by a cell unit representing the second region, 13. The exposure apparatus according to claim 12, wherein the integral relating to the fog exposure function Fog (x, y) is given as a value D prov (x, y) calculated by summation in units of cells representing the first area.
請求項17に記載の露光装置。18. The exposure apparatus according to claim 17, wherein the arbitrary variable A (x, y) is given by being arbitrarily set for each of the second regions.
前記第1の領域に対して規定する前記第1の暫定露光量Dprov(xl,yl)が、下記式を満たすように与える
請求項12に記載の露光装置。
13. The exposure apparatus according to claim 12, wherein the first provisional exposure amount Dprov (xl, yl) defined for the first area is provided so as to satisfy the following expression.
請求項12に記載の露光装置。The provisional beam scattering energy calculated for each of the first regions is set in advance by setting the sensitivity of the resist and the provisional fog exposure energy component calculated for each of the first regions including the second region. 13. The exposure apparatus according to claim 12, wherein the difference is given as a difference between the product of the exposure amount and the product.
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Cited By (13)
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---|---|---|---|---|
JP2006019733A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Leica Microsystems Lithography Gmbh | Process for controlling proximity effect correction |
JP2006019732A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Leica Microsystems Lithography Gmbh | Method for reducing fogging effect |
JP2006245309A (en) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Jeol Ltd | Method and apparatus for pattern data lithography of electron beam lithographic device |
JP2007220728A (en) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Nuflare Technology Inc | Apparatus and method for charged particle beam drawing, and program |
KR100844872B1 (en) * | 2004-03-31 | 2008-07-09 | 호야 가부시키가이샤 | An Electron Beam Drawing Method and a method of manufacturing lithography mask |
JP2009033025A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Jeol Ltd | Dose correction drawing method and device in charged particle beam lithography apparatus |
JP2009510781A (en) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Placement effect correction in raster pattern generator |
JP2009295893A (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Dainippon Printing Co Ltd | Proximity effect correction method and electron beam drawing device using the method |
JP2010161099A (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-22 | Nuflare Technology Inc | Method and apparatus for drawing |
JP2011033932A (en) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Nuflare Technology Inc | Device and method for drawing charged particle beam |
JP2013089839A (en) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam lithography apparatus and charged particle beam lithography method |
JP2013115303A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam lithography device and charged particle beam lithography method |
KR20200130102A (en) * | 2019-05-08 | 2020-11-18 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Charged particle beam writing method and charged particle beam writing apparatus |
-
2003
- 2003-01-16 JP JP2003008752A patent/JP2004140311A/en not_active Abandoned
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100844872B1 (en) * | 2004-03-31 | 2008-07-09 | 호야 가부시키가이샤 | An Electron Beam Drawing Method and a method of manufacturing lithography mask |
JP2006019732A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Leica Microsystems Lithography Gmbh | Method for reducing fogging effect |
JP2006019733A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Leica Microsystems Lithography Gmbh | Process for controlling proximity effect correction |
JP4607623B2 (en) * | 2005-03-03 | 2011-01-05 | 日本電子株式会社 | Electron beam writing method and apparatus |
JP2006245309A (en) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Jeol Ltd | Method and apparatus for pattern data lithography of electron beam lithographic device |
JP2009510781A (en) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Placement effect correction in raster pattern generator |
JP2007220728A (en) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Nuflare Technology Inc | Apparatus and method for charged particle beam drawing, and program |
JP2009033025A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Jeol Ltd | Dose correction drawing method and device in charged particle beam lithography apparatus |
JP2009295893A (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Dainippon Printing Co Ltd | Proximity effect correction method and electron beam drawing device using the method |
JP2010161099A (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-22 | Nuflare Technology Inc | Method and apparatus for drawing |
JP2011033932A (en) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Nuflare Technology Inc | Device and method for drawing charged particle beam |
JP2013089839A (en) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam lithography apparatus and charged particle beam lithography method |
JP2013115303A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam lithography device and charged particle beam lithography method |
KR20200130102A (en) * | 2019-05-08 | 2020-11-18 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Charged particle beam writing method and charged particle beam writing apparatus |
KR102366046B1 (en) | 2019-05-08 | 2022-02-22 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Charged particle beam writing method and charged particle beam writing apparatus |
US11443918B2 (en) | 2019-05-08 | 2022-09-13 | Nuflare Technology, Inc. | Charged particle beam writing method and charged particle beam writing apparatus |
TWI778337B (en) * | 2019-05-08 | 2022-09-21 | 日商紐富來科技股份有限公司 | Charged particle beam drawing method and charged particle beam drawing device |
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