JP2794116B2 - Electron beam exposure method - Google Patents

Electron beam exposure method

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JP2794116B2
JP2794116B2 JP1100923A JP10092389A JP2794116B2 JP 2794116 B2 JP2794116 B2 JP 2794116B2 JP 1100923 A JP1100923 A JP 1100923A JP 10092389 A JP10092389 A JP 10092389A JP 2794116 B2 JP2794116 B2 JP 2794116B2
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beam exposure
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幸一 森泉
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、可変成形型電子ビーム露光装置を用いて
微細なパターンを形成する際の電子ビーム露光方法に関
し、特に、所定の統計的な偏差の範囲内で形成可能な最
小のパターン寸法よりも小さいパターン寸法を有する微
細パターンを形成する方法に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure method for forming a fine pattern using a variable-shaped electron beam exposure apparatus, and more particularly to a predetermined statistical deviation. And a method of forming a fine pattern having a pattern size smaller than the minimum pattern size that can be formed within the range of (1).

[従来の技術] 第5図は、従来から用いられている可変成形型電子ビ
ーム描画システムの構成の一例を示すブロック図であ
る。集束した電子ビームを、パターンが形成されるべき
基板上に照射することによって、基板上で化学反応が選
択的に誘起される。これにより、所望のパターンが描画
される。電子ビームは、上下に配置された第1成形アパ
ーチャと第2成形アパーチャとからなる2つのアパーチ
ャを用いて、形成されるパターンに応じて必要な大きさ
の矩形状に成形される。矩形成形用電極は、その2つの
アパーチャの間に設置される。それにより、電子ビーム
が偏向され、像とアパーチャの重なりを変えることによ
って、必要な大きさの矩形パターンに成形される。得ら
れた成形ビームは、縮小され、さらに下段に位置する偏
向電極によって所望の位置に投影される。これにより、
所望のパターン露光が基板上に施される。
[Prior Art] FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventionally used variable-shaped electron beam writing system. By irradiating the focused electron beam onto a substrate on which a pattern is to be formed, a chemical reaction is selectively induced on the substrate. Thereby, a desired pattern is drawn. The electron beam is formed into a rectangular shape having a required size in accordance with a pattern to be formed by using two apertures including a first shaping aperture and a second shaping aperture arranged above and below. The rectangular shaping electrode is placed between the two apertures. Thereby, the electron beam is deflected and shaped into a rectangular pattern of a required size by changing the overlap between the image and the aperture. The obtained shaped beam is reduced and projected to a desired position by a deflection electrode located further below. This allows
A desired pattern exposure is performed on the substrate.

電子ビームの偏向領域は通常、数mm角程度で小さい。
そのため、基板としてのマスクまたはウェハの全面上に
露光処理を施すには、X−Yステージを移動させて露光
処理を行なう必要がある。ステージの移動量は、レーザ
干渉計によってプロセッサに読込まれる。読込まれた移
動量は、描画パターンの位置と比較され、その補正量が
ビーム偏向系にフィードバックされる。それによって、
描画領域間が精度良くつなぎ合わされる。露光面積の大
きなパターン描画は、この方法によって可能になる。
The deflection area of the electron beam is usually as small as several mm square.
Therefore, in order to perform exposure processing on the entire surface of a mask or wafer as a substrate, it is necessary to move the XY stage to perform exposure processing. The movement of the stage is read into the processor by the laser interferometer. The read movement amount is compared with the position of the drawing pattern, and the correction amount is fed back to the beam deflection system. Thereby,
The drawing areas are connected with high accuracy. This method enables pattern drawing with a large exposure area.

パターンデータは、CADからの出力として、描画シス
テムのプロセッサに入力される。入力されたパターンデ
ータは、パターンの縮小、拡大、分割等のデータ加工が
施された後、描画システム固有のフォーマットに変換さ
れ、磁気ディスク等に格納される。露光処理が行なわれ
る際には、これらの加工されたデータが電子ビーム照射
系に転送され、このデータに基づいて制御された電子ビ
ームが基板上に照射されることによってパターン描画が
行なわれる。
The pattern data is input to the processor of the drawing system as an output from the CAD. The input pattern data is subjected to data processing such as pattern reduction, enlargement, division, etc., then converted into a format unique to the drawing system, and stored on a magnetic disk or the like. When an exposure process is performed, the processed data is transferred to an electron beam irradiation system, and an electron beam controlled based on the data is irradiated on the substrate to perform pattern drawing.

第6図は、第5図における電子ビーム描画システムの
電子ビーム露光装置の構成の一例を示す概略図である。
第6図を参照して、電子銃11から発射された電子ビーム
100は、照射レンズ12を通り、第1成形アパーチャ13に
よって成形される。その後、電子ビーム100は、成形レ
ンズ14を通り、第2成形アパーチャ15によって再び成形
される。このようにして成形された電子ビーム100は、
縮小レンズ16によって縮小された後、投影レンズ17を通
過する。投影レンズ17によって集束された電子ビーム10
0は、偏向器18によって基板10上の所定の位置に移動さ
せられる。このようにして、電子ビーム100は、パター
ンが形成されるべき基板10上に照射される。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an electron beam exposure apparatus of the electron beam writing system in FIG.
Referring to FIG. 6, electron beam emitted from electron gun 11
100 passes through the illumination lens 12 and is formed by the first forming aperture 13. Thereafter, the electron beam 100 passes through the shaping lens 14 and is shaped again by the second shaping aperture 15. The electron beam 100 thus shaped is
After being reduced by the reduction lens 16, the light passes through the projection lens 17. Electron beam 10 focused by projection lens 17
0 is moved to a predetermined position on the substrate 10 by the deflector 18. Thus, the electron beam 100 is irradiated on the substrate 10 on which a pattern is to be formed.

[発明が解決しようとする課題] 電子ビームによる直接パターン描画は、分解能の高い
電子ビームを用いて直接露光されることにより行なわれ
るため、形成されるパターンは極めて高い解像度のもの
が得られる。原理的には、電子ビーム径に等しい解像度
のパターンが露光され得る。
[Problems to be Solved by the Invention] Direct pattern writing with an electron beam is performed by direct exposure using an electron beam having a high resolution, so that a pattern to be formed has an extremely high resolution. In principle, a pattern with a resolution equal to the electron beam diameter can be exposed.

しかしながら、所望のパターン・サイズを有するパタ
ーン・データに忠実に電子ビームを成形し、基板上に照
射したとしても、電子ビーム径に等しい解像度のパター
ンが得られない場合がある。たとえば、所望のパターン
のサイズが0.1μmの場合、そのパターン・サイズに応
じて電子ビームが0.1μmのサイズに成形される。0.1μ
mというパターン・サイズは、通常の可変成形型電子ビ
ーム露光装置の限界性能を越える非常に微細なパターン
・サイズである。このように、所定の可変成形型電子ビ
ーム露光装置を用いて、所定の統計的な偏差(ばらつ
き)の範囲内で形成可能な最小パターン・サイズよりも
小さいパターン・サイズを有する微細パターンを形成す
る場合、以下のような問題が発生する。電子ビーム露光
装置の限界性能を越えて、電子ビームが成形されるた
め、電子ビームは装置の不安定性や外乱の影響を非常に
受けやすい。そのため、所望のパターン・サイズ、たと
えば、0.1μmというような微細なパターン・サイズに
応じて、微小サイズに成形された電子ビームを常に安定
に得ることは非常に困難である。したがって、電子ビー
ム露光装置の固有の問題(安定性、精度)により、所定
の限界値以下のサイズに成形された電子ビームを照射し
ても、その限界値以下のパターン・サイズを有するパタ
ーンを、所定の統計的な偏差の範囲内で形成することは
できないという問題点があった。すなわち、或る限界値
以下のサイズのパターンは、その限界値以下のサイズの
電子ビームを用いても、再現性良く形成され得ないとい
う問題点があった。
However, even if an electron beam is formed faithfully based on pattern data having a desired pattern size and irradiated onto a substrate, a pattern having a resolution equal to the electron beam diameter may not be obtained. For example, when the size of a desired pattern is 0.1 μm, the electron beam is shaped into a size of 0.1 μm according to the pattern size. 0.1μ
The pattern size of m is a very fine pattern size exceeding the limit performance of a normal variable-shaped electron beam exposure apparatus. As described above, a fine pattern having a pattern size smaller than the minimum pattern size that can be formed within a range of a predetermined statistical deviation (variation) is formed by using a predetermined variable-shaped electron beam exposure apparatus. In such a case, the following problem occurs. Since the electron beam is shaped beyond the limit performance of the electron beam exposure apparatus, the electron beam is very susceptible to the instability and disturbance of the apparatus. Therefore, it is very difficult to always stably obtain an electron beam formed into a minute size in accordance with a desired pattern size, for example, a fine pattern size such as 0.1 μm. Therefore, due to the inherent problem (stability, accuracy) of the electron beam exposure apparatus, even if an electron beam having a size smaller than a predetermined limit value is irradiated, a pattern having a pattern size equal to or smaller than the limit value is formed. There has been a problem that it cannot be formed within a predetermined statistical deviation range. That is, there is a problem that a pattern having a size smaller than a certain limit value cannot be formed with good reproducibility even if an electron beam having a size smaller than the certain limit value is used.

そこで、この発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、所定の電子ビーム露光装置を用
いて、再現性良く形成可能なパターンの最小値をWminと
したとき、Wmin以下のサイズを有するパターンを所定の
統計的な偏差の範囲内で形成することが可能な電子ビー
ム露光方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, using a predetermined electron beam exposure apparatus, when the minimum value of a pattern that can be formed with good reproducibility is Wmin, Wmin or less It is an object of the present invention to provide an electron beam exposure method capable of forming a pattern having a size within a predetermined statistical deviation range.

[課題を解決するための手段] この発明に従った電子ビーム露光方法は、所定の可変
成形型電子ビーム露光装置を用いて、所定の統計的な偏
差の範囲内で形成可能な最小の第1パターン寸法よりも
小さい第2パターン寸法を有する微細パターンを形成す
るときに行なわれる露光方法であって、以下の工程を備
える。
[Means for Solving the Problems] An electron beam exposure method according to the present invention uses a predetermined variable shaping type electron beam exposure apparatus to obtain a minimum first shape that can be formed within a predetermined statistical deviation range. An exposure method performed when forming a fine pattern having a second pattern dimension smaller than the pattern dimension, comprising the following steps.

(a) 第1パターン寸法を有する形状に電子ビームを
成形する工程。
(A) forming an electron beam into a shape having a first pattern dimension;

(b) 第1パターン寸法を有するパターンを形成する
ときの第1照射量を基準として、第2パターン寸法に応
じて第1照射量よりも減じた第2照射量で、そのパター
ンが形成されるべき基板上に電子ビームを照射する工
程。
(B) The pattern is formed at a second irradiation amount that is smaller than the first irradiation amount according to the second pattern size based on the first irradiation amount when forming a pattern having the first pattern size. Irradiating the substrate to be irradiated with an electron beam.

[作用] この発明においては、所定の可変成形型電子ビーム露
光装置の限界性能として、第1パターン寸法を有する形
状に電子ビームが成形される。そのため、成形された電
子ビームは、装置の不安定性や外乱の影響を受け難い。
このように安定性を持って成形された電子ビームは、第
1パターン寸法に対応する第1照射量よりも減じた第2
照射量で基板上に照射される。それにより、第1パター
ン寸法よりも小さい第2パターン寸法を有する微細パタ
ーンが、所定の統計的な偏差の範囲内で形成され得る。
[Operation] In the present invention, the electron beam is formed into a shape having the first pattern dimension as a limit performance of the predetermined variable-shaped electron beam exposure apparatus. Therefore, the formed electron beam is hardly affected by instability or disturbance of the apparatus.
The electron beam formed with stability in this manner has a second irradiation amount smaller than the first irradiation amount corresponding to the first pattern size.
The substrate is irradiated with the irradiation amount. Thereby, a fine pattern having a second pattern dimension smaller than the first pattern dimension can be formed within a predetermined statistical deviation range.

[発明の実施例] 第1図は、電子ビームをレジスト上に照射した場合
に、レジスト内に蓄積されるエネルギの分布を示す模式
図である。このとき、照射される電子ビームのサイズ
は、蓄積エネルギの分布において1点鎖線で示される位
置から±σ(標準偏差)の範囲に及ぶ大きさとする。レ
ジストの溶解速度は、蓄積エネルギに依存する。たとえ
ば、ネガ型のレジストの場合は、蓄積エネルギが大きい
ほど、現像時にレジストは溶解し難くなる。したがっ
て、レジストに照射される電子ビームの照射量が多くな
るほど、現像後に形成されるパターンのサイズが大きく
なる。第1図において、Ethは、たとえば、ネガ型レジ
ストの場合、レジストが難溶化するためのしきい値エネ
ルギであり、照射量Aは、照射量Bよりも大きいものと
する。このとき、図示されるように照射量Aで露光処理
された場合、パターン・サイズWAのパターンが形成さ
れ、照射量Bで露光処理された場合、WAよりも小さいパ
ターン・サイズWBのパターンが形成される。本発明は、
このことを利用して、所定の可変成形型電子ビーム露光
装置の限界パターン寸法以下のパターン寸法を有するパ
ターンを形成するものである。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a distribution of energy stored in a resist when an electron beam is irradiated on the resist. At this time, the size of the electron beam to be irradiated is set to a size ranging from the position indicated by the one-dot chain line to ± σ (standard deviation) in the distribution of the stored energy. The dissolution rate of the resist depends on the stored energy. For example, in the case of a negative resist, the greater the stored energy, the more difficult it is to dissolve the resist during development. Therefore, as the amount of irradiation of the resist with the electron beam increases, the size of the pattern formed after development increases. In FIG. 1, Eth is, for example, in the case of a negative resist, a threshold energy for making the resist hardly soluble, and it is assumed that the irradiation amount A is larger than the irradiation amount B. At this time, as shown in the drawing, when the exposure processing is performed at the irradiation amount A, a pattern having a pattern size W A is formed, and when the exposure processing is performed at the irradiation amount B, a pattern having a pattern size W B smaller than W A is formed. A pattern is formed. The present invention
By utilizing this, a pattern having a pattern size equal to or smaller than a limit pattern size of a predetermined variable-shaped electron beam exposure apparatus is formed.

電子ビームの照射量と形成されるパターンのサイズと
の関係は、モンテカルロ法を用いたシミュレーションで
求めることができる。モンテカルロ法とは、乱数を用い
た数値計算技法であり、多次元数値積分や複雑な相互作
用を有する多体系の物理現象など、数学的な解析が困難
な領域に適用されるものである。今、可変成形型電子ビ
ーム露光装置を用いて、そのパターン寸法の±10%の範
囲を±3σ(標準偏差値の3倍)の範囲内におさめるこ
とが可能なパターン寸法を0.3μmとする。この場合、
可変成形型電子ビーム描画システムに用いられるパター
ンデータは、0.3μmのパターン幅である。すなわち、
電子ビームは、その一辺が0.3μmとなるように成形さ
れる。このような条件のもとで、シミュレートされたパ
ターン・サイズとドーズ量(照射量)との関係は第2図
に示される。第2図を参照して、基準となる0.3μmの
パターン・サイズに対応するドーズ量よりも減じたドー
ズ量が、矢印で示されるように、0.2μm、0.1μmのパ
ターン・サイズに対応してプロットされている。第2図
のグラフ中には、0.3μm、0.2μmおよび0.1μmのそ
れぞれに対応したパターン・プロファイル(パターン形
状)が模式的に描かれている。
The relationship between the irradiation amount of the electron beam and the size of the pattern to be formed can be obtained by a simulation using the Monte Carlo method. The Monte Carlo method is a numerical calculation technique using random numbers, and is applied to an area where mathematical analysis is difficult, such as multidimensional numerical integration and physical phenomena of many systems having complicated interactions. Now, using a variable-shaped electron beam exposure apparatus, a pattern dimension capable of keeping a range of ± 10% of the pattern dimension within a range of ± 3σ (three times the standard deviation value) is set to 0.3 μm. in this case,
The pattern data used in the variable-shaped electron beam writing system has a pattern width of 0.3 μm. That is,
The electron beam is shaped so that one side is 0.3 μm. FIG. 2 shows the relationship between the simulated pattern size and the dose (irradiation amount) under such conditions. Referring to FIG. 2, the dose amount reduced from the dose amount corresponding to the reference pattern size of 0.3 μm corresponds to the pattern size of 0.2 μm and 0.1 μm as indicated by arrows. Are plotted. In the graph of FIG. 2, pattern profiles (pattern shapes) corresponding to each of 0.3 μm, 0.2 μm, and 0.1 μm are schematically depicted.

第2図に示されたシミュレーション・データを用いて
電子ビームが露光されることによって、0.3μm以下の
微細なパターンが形成される。第3A図、第3B図、第3C図
は、この発明に従った微細パターンの形成方法を工程順
に示す部分断面図である。
By exposing the electron beam using the simulation data shown in FIG. 2, a fine pattern of 0.3 μm or less is formed. 3A, 3B and 3C are partial cross-sectional views showing a method of forming a fine pattern according to the present invention in the order of steps.

第3A図を参照して、シリコン基板(ウェハ)1上に3
層構造のレジストが形成される。この3層構造のレジス
トは、最上層に形成される膜厚0.45μmのレジスト4
と、中間層として形成される膜厚0.16μmのSOG(スピ
ン・オン・ガラス)3と、最下層レジストとして形成さ
れる膜厚1.4μmのノボラックポリマー2とからなる。
最上層に形成されるレジストとしては、Shipley社製の
商品名SAL601−ER7が用いられる。このレジストは、化
学増幅型の高感度のレジストである。また、このレジス
トは、3つの成分から構成されるネガ型のレジストであ
る。3つの成分とは、ノボラック樹脂と、活性化された
架橋剤と、照射感応性の酸発生剤である。このレジスト
に照射される電子線のエネルギは、触媒としての酸を発
生させるためのみに用いられる。レジストの架橋反応
は、電子線照射後のポスト露光ベイク処理(PEB)によ
って行なわれる。この機構により、このタイプのレジス
トは高い感度と高い溶解度を示す。
Referring to FIG. 3A, three silicon substrates (wafers) 1
A layered resist is formed. The resist having the three-layer structure is a resist 4 having a thickness of 0.45 μm formed on the uppermost layer.
And an SOG (spin-on-glass) 3 having a thickness of 0.16 μm formed as an intermediate layer, and a novolak polymer 2 having a thickness of 1.4 μm formed as a lowermost resist.
As the resist formed on the uppermost layer, SAL601-ER7 (trade name, manufactured by Shipley) is used. This resist is a chemically amplified high-sensitivity resist. This resist is a negative resist composed of three components. The three components are a novolak resin, an activated crosslinker, and a radiation-sensitive acid generator. The energy of the electron beam irradiated to the resist is used only for generating an acid as a catalyst. The cross-linking reaction of the resist is performed by post-exposure baking (PEB) after electron beam irradiation. By this mechanism, this type of resist exhibits high sensitivity and high solubility.

第3B図を参照して、Web=0.3μmのビーム幅を有する
ように成形された電子線100がレジスト4上に照射され
る。このときの照射量は、第2図に示されるように、0.
1μm、0.2μmそれぞれのパターン・サイズに応じた量
である。
Referring to FIG. 3B, resist 4 is irradiated with electron beam 100 shaped so as to have a beam width of Web = 0.3 μm. The irradiation amount at this time is, as shown in FIG.
The amount depends on the pattern size of each of 1 μm and 0.2 μm.

その後、温度105℃において2分間、ポスト露光ベイ
ク処理が施される。第1C図を参照して、現像処理が、TM
AH(トリメチルアンモニウムヒドロオキシド)の水溶液
を用いて行なわれる。これにより、照射量に応じたパタ
ーンサイズWpを有するパターン4aが得られる。第2図に
おいて、0.1μmのパターン・サイズに対応した照射量
で電子線が照射された場合、Wp=0.12μmの平均値を有
するパターン4aが得られる。また、第2図において、0.
2μmのパターン・サイズに対応した照射量で電子線が
照射された場合、Wp=0.21μmの平均値を有するパター
ン4aが得られる。なお、この場合、照射される電子ビー
ムの電流密度は0.6A/cm2である。さらに、0.2μmのパ
ターン・サイズに対応した照射量で電子線を照射した場
合、実際に16枚のウェハに形成されたレジスト・パター
ン・サイズの平均値は0.216μmであり、その標準偏差
(σ)の値は0.017μmである。この結果より、可変成
形型電子ビーム露光装置の限界性能としての電子ビーム
・ショット・サイズである0.3μmを用いて、照射量を
減じるだけで優れた再現性を示すパターンが得られるこ
とが理解される。言換えれば、所定の可変成形型電子ビ
ーム露光装置の限界性能を越えて、或る一定の統計的な
偏差の範囲内で、より微細なパターンを、電子ビーム・
ショットのサイズを変更することなしに形成することが
可能となる。
Thereafter, a post-exposure bake treatment is performed at a temperature of 105 ° C. for 2 minutes. Referring to FIG.
The reaction is performed using an aqueous solution of AH (trimethyl ammonium hydroxide). Thereby, a pattern 4a having a pattern size Wp according to the irradiation amount is obtained. In FIG. 2, when an electron beam is irradiated with an irradiation amount corresponding to a pattern size of 0.1 μm, a pattern 4a having an average value of Wp = 0.12 μm is obtained. Also, in FIG.
When the electron beam is irradiated at an irradiation amount corresponding to the pattern size of 2 μm, a pattern 4a having an average value of Wp = 0.21 μm is obtained. In this case, the current density of the irradiated electron beam is 0.6 A / cm 2 . Further, when an electron beam is irradiated with an irradiation amount corresponding to a pattern size of 0.2 μm, the average value of the resist pattern sizes actually formed on 16 wafers is 0.216 μm, and the standard deviation (σ ) Is 0.017 μm. From these results, it is understood that a pattern showing excellent reproducibility can be obtained only by reducing the irradiation dose by using the electron beam shot size of 0.3 μm as the limit performance of the variable-shaped electron beam exposure apparatus. You. In other words, beyond the limit performance of a given variable-shaped electron beam exposure apparatus, a finer pattern is formed within a certain statistical deviation within an electron beam beam.
It can be formed without changing the size of the shot.

第4図は、上記実施例において、第5図に示されたプ
ロセッサで行なわれるパターン・データの加工フローを
示すフローチャートである。Wは、所望の形成されるべ
きパターンのサイズ(横幅または縦幅)を示し、Wmin
は、所定の電子ビーム露光装置を用いて再現性良く形成
可能なパターンの最小サイズを示す。第4図を参照し
て、まず、パターン・データを読込み、パターンのサイ
ズWがWminより小さいか、大きいかが判別される。Wが
Wminより小さいときは、パターンのサイズがWminに変更
される。このことは、電子ビーム露光装置のビーム制御
に用いられるパターン・サイズのデータがWminとされ、
電子ビームの成形サイズがWminに基づいて設定されるこ
とを意味する。次に、第2図に示されたように、シミュ
レータにより、電子ビームの照射量と形成されるべきパ
ターンのサイズとの関係を示すテーブルが参照され、パ
ターンのサイズがWになるような最適照射量が設定され
る。その後、上記によって設定されたデータがファイル
に書き出され、パターンデータとして使用される。
FIG. 4 is a flowchart showing a pattern data processing flow performed by the processor shown in FIG. 5 in the above embodiment. W indicates the size (width or height) of a desired pattern to be formed;
Indicates the minimum size of a pattern that can be formed with good reproducibility using a predetermined electron beam exposure apparatus. Referring to FIG. 4, first, pattern data is read, and it is determined whether the pattern size W is smaller or larger than Wmin. W is
If it is smaller than Wmin, the pattern size is changed to Wmin. This means that the data of the pattern size used for beam control of the electron beam exposure apparatus is Wmin,
This means that the forming size of the electron beam is set based on Wmin. Next, as shown in FIG. 2, the simulator refers to a table showing the relationship between the irradiation amount of the electron beam and the size of the pattern to be formed, and determines the optimum irradiation so that the pattern size becomes W. The amount is set. Thereafter, the data set as described above is written to a file and used as pattern data.

なお、上記実施例においては、第3C図に示されるよう
に最上層のレジストのみがパターニングされているが、
中間層および最下層は通常のエッチング処理によって選
択的に除去されることによって最終的にマスクとして用
いられるパターンが形成され得る。また、上記実施例で
は、ウェハ上に塗布されたレジストにパターンを形成す
る場合について示したが、X線マスク等の露光用マスタ
ーマスクを形成する場合にも本発明は適用され得る。そ
のような場合、基板としては、金属膜等が用いられる。
In the above embodiment, only the uppermost resist is patterned as shown in FIG. 3C.
The intermediate layer and the lowermost layer are selectively removed by a normal etching process, so that a pattern finally used as a mask can be formed. Further, in the above-described embodiment, the case where a pattern is formed on the resist applied on the wafer has been described. However, the present invention can also be applied to a case where an exposure master mask such as an X-ray mask is formed. In such a case, a metal film or the like is used as the substrate.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、所定の可変成形型
電子ビーム露光装置の限界性能である最小パターン寸法
以下のパターン寸法を有する微細なパターンが、電子ビ
ーム露光装置の固有の問題(安定性、精度)によって影
響を受けることなく、再現性良く形成され得る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a fine pattern having a pattern size equal to or smaller than the minimum pattern size, which is the limit performance of a predetermined variable-shaped electron beam exposure apparatus, is unique to the electron beam exposure apparatus. Can be formed with good reproducibility without being affected by the problems (stability, accuracy).

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

第1図は、所定のサイズを有する電子ビームがレジスト
に照射されたときのレジスト内に蓄積されるエネルギの
分布を示す模式図である。 第2図は、この発明の実施例に適用された、0.3μmの
パターン・サイズを基準としてシミュレートされたパタ
ーン・サイズと電子ビームの照射量との関係を示すグラ
フである。 第3A図、第3B図、第3C図は、この発明に従った微細パタ
ーンを形成する方法を工程順に示す部分断面図である。 第4図は、この発明に従ったパターンデータの加工方法
を示すフローチャートである。 第5図は、従来から用いられている可変成形型電子ビー
ム描画システムの構成を示すブロック図である。 第6図は、第5図の描画システムに用いられる可変成形
型電子ビーム露光装置の構成を示す概略図である。 図において、1はシリコン基板、4はレジスト、4aはパ
ターン、10は基板、100は電子ビームである。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a distribution of energy stored in a resist when an electron beam having a predetermined size is irradiated on the resist. FIG. 2 is a graph showing a relationship between a pattern size simulated based on a pattern size of 0.3 μm and an electron beam irradiation amount applied to the embodiment of the present invention. 3A, 3B, and 3C are partial cross-sectional views illustrating a method of forming a fine pattern according to the present invention in the order of steps. FIG. 4 is a flowchart showing a pattern data processing method according to the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a conventionally used variable-shaped electron beam writing system. FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a variable-shaped electron beam exposure apparatus used in the drawing system of FIG. In the figure, 1 is a silicon substrate, 4 is a resist, 4a is a pattern, 10 is a substrate, and 100 is an electron beam.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−89579(JP,A) J.Vac.Sci.Techno l.B6(6),NoV/Dec (1988)PP.1828〜1831 J.Vac.Sci.Techno l.B7(6),NoV/Dec (1989)PP.2044〜2047 電子情報通信学会技術研究報告,Vo l.89,No.173(1989−8−18)P P.1−6 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 504 G03F 7/20 521Continuation of the front page (56) References JP-A-54-89579 (JP, A) Vac. Sci. Techno l. B6 (6), NoV / Dec (1988) PP. 1828-1831 J.P. Vac. Sci. Techno l. B7 (6), NoV / Dec (1989) PP. 2044-2047 IEICE Technical Report, Vol. 89, No. 173 (1989-8-18) P.P. 1-6 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20 504 G03F 7/20 521

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定の可変成形型電子ビーム露光装置を用
いて、所定の統計的な偏差の範囲内で形成可能な最小の
第1パターン寸法よりも小さい第2パターン寸法を有す
る微細パターンを形成する際の電子ビーム露光方法であ
って、 前記第1パターン寸法を有する形状に電子ビームを成形
する工程と、 前記第1パターン寸法を有するパターンを形成するとき
の第1照射量を基準として、前記第2パターン寸法に応
じて前記第1照射量よりも減じた第2照射量で、そのパ
ターンが形成されるべき基板上に前記電子ビームを照射
する工程とを備えた、電子ビーム露光方法。
1. A fine pattern having a second pattern size smaller than a minimum first pattern size that can be formed within a predetermined statistical deviation range using a predetermined variable-shaped electron beam exposure apparatus. An electron beam exposure method for forming an electron beam into a shape having the first pattern dimension, and a first irradiation amount when forming a pattern having the first pattern dimension. Irradiating the electron beam onto a substrate on which the pattern is to be formed at a second dose that is smaller than the first dose according to the size of the second pattern.
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Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.Vac.Sci.Technol.B6(6),NoV/Dec(1988)PP.1828〜1831
J.Vac.Sci.Technol.B7(6),NoV/Dec(1989)PP.2044〜2047
電子情報通信学会技術研究報告,Vol.89,No.173(1989−8−18)PP.1−6

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