JP2926718B2 - 電子線直接描画方法 - Google Patents
電子線直接描画方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路などのパターンを半導体基板
上に直接描画する電子線直接描画方法に関する。
上に直接描画する電子線直接描画方法に関する。
近年、半導体集積回路の製造に於いて、超微細パター
ンを必要とするバイポーラメモリあるいはMOSメモリ等
で電子線（EB）による直接描画法が用いられている。ま
た、ゲートアレー等カスタムLSIの配線工程に於いても
ターンアラウンドタイム短縮のため電子線直接描画法が
用いられている。
ンを必要とするバイポーラメモリあるいはMOSメモリ等
で電子線（EB）による直接描画法が用いられている。ま
た、ゲートアレー等カスタムLSIの配線工程に於いても
ターンアラウンドタイム短縮のため電子線直接描画法が
用いられている。
第６図は従来の電子線直接描画法を説明するための電
子線直描装置の一例の模式図である。
子線直描装置の一例の模式図である。
装置本体は電子ビーム100を発生する電子銃部101,電
子ビーム100の成形・ブランキング・ビーム照射位置決
め・照射量決め等を行なうべく電子レンズやアパチャ，
各種電極等から構成される電子鏡筒部102,露光されるべ
きウェーハ104を載せるウェーハ台105及びその位置を制
御するためのＸ−Ｙステージ106が含まれている試料室1
03より構成されている。本体各部はそれぞれ真空ポンプ
108A,108B,108Cによって真空引きされ、防震台107上に
載置されている。コンピュータ109はパターンデータ保
存部110よりパターンデータを受け取り、そのデータ及
びあらかじめ決められた各描画パラメータに従って電子
鏡筒部102、ステージ106を制御し、パターン描画が行な
われる。ウェーハ上に塗布されたレジストに対する最適
電子ビーム照射量はあらかじめ描画パラメータの一つと
してコンピュータ109に入力されているが近接効果補正
のためを除いて、通常ウェーハ上ではすべてのパターン
が同一照射量で描画されている。
子ビーム100の成形・ブランキング・ビーム照射位置決
め・照射量決め等を行なうべく電子レンズやアパチャ，
各種電極等から構成される電子鏡筒部102,露光されるべ
きウェーハ104を載せるウェーハ台105及びその位置を制
御するためのＸ−Ｙステージ106が含まれている試料室1
03より構成されている。本体各部はそれぞれ真空ポンプ
108A,108B,108Cによって真空引きされ、防震台107上に
載置されている。コンピュータ109はパターンデータ保
存部110よりパターンデータを受け取り、そのデータ及
びあらかじめ決められた各描画パラメータに従って電子
鏡筒部102、ステージ106を制御し、パターン描画が行な
われる。ウェーハ上に塗布されたレジストに対する最適
電子ビーム照射量はあらかじめ描画パラメータの一つと
してコンピュータ109に入力されているが近接効果補正
のためを除いて、通常ウェーハ上ではすべてのパターン
が同一照射量で描画されている。
第７図は描画されるウェーハの断面図である。ウェー
ハ301上にはパターン転写のためのレジスト膜302が塗布
されている。ところで、このレジスト膜302がウェーハ
上に塗布される場合、従来、まずウェーハ中心部にレジ
スト液を滴下した後、ウェーハを回転することによって
ウェーハ上でレジスト膜厚が均一になる様に工夫されて
いる。しかしながら、レジスト膜厚を完全に均一にする
のは難しく、直径６インチのウェーハの場合、１μｍ程
度の塗布膜厚としたとき、0.1μｍ程度の膜厚差は存在
する。第８図はレジスト膜厚とEB描画・現像後のパター
ン寸法の関係を示した図である。ある照射量Q0で描画を
行なった場合、ポジ形レジストを用い残しパターン寸法
を測定すると、レジスト膜厚t1ではパターン寸法l1、レ
ジスト膜厚がt2ではパターン寸法l2が得られる。t2−t1
≒0.1μｍのときl2−l1は電子線直描装置、レジスト材
料や現像方法によって異なるが、電子線の加速電圧20k
V、電流密度0.4A/cm2、可変整形ビームを用い、Siウェ
ーハ上にMP2400レジスト（シプレイ社）を塗布したもの
に0.5μｍ寸法のパターンを描画し、MP2401現像液（シ
プレイ社）でパドル現像を行なった場合、l2−l1＞0.1
μｍとなることもある。通常、ウェーハ内でのパターン
寸法のバラツキはパターン寸法の1/10未満で制御される
必要があり、特にトランジスタのゲート長ではこれを越
えると性能劣化を招いてしまう。
ハ301上にはパターン転写のためのレジスト膜302が塗布
されている。ところで、このレジスト膜302がウェーハ
上に塗布される場合、従来、まずウェーハ中心部にレジ
スト液を滴下した後、ウェーハを回転することによって
ウェーハ上でレジスト膜厚が均一になる様に工夫されて
いる。しかしながら、レジスト膜厚を完全に均一にする
のは難しく、直径６インチのウェーハの場合、１μｍ程
度の塗布膜厚としたとき、0.1μｍ程度の膜厚差は存在
する。第８図はレジスト膜厚とEB描画・現像後のパター
ン寸法の関係を示した図である。ある照射量Q0で描画を
行なった場合、ポジ形レジストを用い残しパターン寸法
を測定すると、レジスト膜厚t1ではパターン寸法l1、レ
ジスト膜厚がt2ではパターン寸法l2が得られる。t2−t1
≒0.1μｍのときl2−l1は電子線直描装置、レジスト材
料や現像方法によって異なるが、電子線の加速電圧20k
V、電流密度0.4A/cm2、可変整形ビームを用い、Siウェ
ーハ上にMP2400レジスト（シプレイ社）を塗布したもの
に0.5μｍ寸法のパターンを描画し、MP2401現像液（シ
プレイ社）でパドル現像を行なった場合、l2−l1＞0.1
μｍとなることもある。通常、ウェーハ内でのパターン
寸法のバラツキはパターン寸法の1/10未満で制御される
必要があり、特にトランジスタのゲート長ではこれを越
えると性能劣化を招いてしまう。
上述した従来の電子線直接描画方法ではウェーハ上で
パターン描画する際の照射量は一定に保たれるため、ウ
ェーハ上のレジスト膜厚が均一でない場合、パターンの
寸法が正確に制御されず、集積回路装置の性能が劣化す
る。歩留まりが低下する等の影響があり、高品質集積回
路装置を低価格で大量に安定供給できないという欠点が
ある。
パターン描画する際の照射量は一定に保たれるため、ウ
ェーハ上のレジスト膜厚が均一でない場合、パターンの
寸法が正確に制御されず、集積回路装置の性能が劣化す
る。歩留まりが低下する等の影響があり、高品質集積回
路装置を低価格で大量に安定供給できないという欠点が
ある。
本発明の目的は、パターン寸法を正確に制御できる電
子線直接描画方法を提供することにある。
子線直接描画方法を提供することにある。
本発明の電子線直接描画方法は、半導体基板上に塗布
された電子線感光性有機膜に、パターンデータに従って
順次電子線で描画を行なう電子線直接描画方法に於い
て、あらかじめ前記半導体基板上での前記電子線感光性
有機膜の膜厚分布を測定し、その膜厚分布に応じ、前記
半導体基板内での各パターン描画に於ける電子線照射量
を変化させることにより構成される。
された電子線感光性有機膜に、パターンデータに従って
順次電子線で描画を行なう電子線直接描画方法に於い
て、あらかじめ前記半導体基板上での前記電子線感光性
有機膜の膜厚分布を測定し、その膜厚分布に応じ、前記
半導体基板内での各パターン描画に於ける電子線照射量
を変化させることにより構成される。
このとき、膜厚分布の測定は、被描画処理対象である
半導体基板で必要とされるパターン寸法精度に応じてあ
らかじめ定められる密度で実施される。
半導体基板で必要とされるパターン寸法精度に応じてあ
らかじめ定められる密度で実施される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を説明するための電子
線描画装置の模式図である。基本的構成は従来とほとん
ど同じであるが、この装置はレジスト膜厚を測定するた
めの膜厚測定部を有している。すなわち、膜厚測定部は
光源201（レジストを前述のMP2400（シプレイ社）を使
用する場合、波長0.35〜0.65μｍの白色光のものを使
う），ハーフミラー202,レンズ系203,検出系204,X−Ｙ
ステージ207,X−Ｙステージ上のウェーハ載置台206及び
カバー205より構成される。Ｘ−Ｙステージ207及びウェ
ーハ載置台206はウェーハ104でのレジスト膜厚測定後、
試料室103横に移動し、ウェーハ載置台105上にウェーハ
104を載置可能となっている。
線描画装置の模式図である。基本的構成は従来とほとん
ど同じであるが、この装置はレジスト膜厚を測定するた
めの膜厚測定部を有している。すなわち、膜厚測定部は
光源201（レジストを前述のMP2400（シプレイ社）を使
用する場合、波長0.35〜0.65μｍの白色光のものを使
う），ハーフミラー202,レンズ系203,検出系204,X−Ｙ
ステージ207,X−Ｙステージ上のウェーハ載置台206及び
カバー205より構成される。Ｘ−Ｙステージ207及びウェ
ーハ載置台206はウェーハ104でのレジスト膜厚測定後、
試料室103横に移動し、ウェーハ載置台105上にウェーハ
104を載置可能となっている。
第２図はウェーハの上面図である。電子線感光性有機
膜、つまりレジスト膜の塗布されたウェーハ301上にチ
ップ1,2,3,…の順に描画を行なう場合、第１図に於ける
膜厚測定部に於いてチップ1,2,3,…のレジスト膜厚を描
画に先立ち測定し、その測定データに応じて各チップ1,
2,3…の電子線照射量を各チップ間でのパターン寸法差
がなくなる様に調整する。
膜、つまりレジスト膜の塗布されたウェーハ301上にチ
ップ1,2,3,…の順に描画を行なう場合、第１図に於ける
膜厚測定部に於いてチップ1,2,3,…のレジスト膜厚を描
画に先立ち測定し、その測定データに応じて各チップ1,
2,3…の電子線照射量を各チップ間でのパターン寸法差
がなくなる様に調整する。
第３図は電子線照射量と現像後のパターン寸法との関
係を示した図である。レジスト膜厚がt3のとき照射量Q3
ではパターン寸法l3が得られる。レジスト膜厚がt4のと
き照射量Q3ではパターン寸法l4となり、l3と異なってし
まう。この場合照射量をQ4とするとパターン寸法l3が得
られる。
係を示した図である。レジスト膜厚がt3のとき照射量Q3
ではパターン寸法l3が得られる。レジスト膜厚がt4のと
き照射量Q3ではパターン寸法l4となり、l3と異なってし
まう。この場合照射量をQ4とするとパターン寸法l3が得
られる。
第４図はパターン寸法l3を得る時のレジスト膜厚と照
射量との関係を示したものである。各チップでの膜厚測
定結果からこのグラフをもとに作業者が照射量を求めて
も良いが、あらかじめ第４図のデータをコンピュータ10
9に入力しておき膜厚測定結果からコンピュータにより
自動的に必要照射量を算出し、それに従って照射される
方法が最も有効である。ここで、膜厚測定は全チップに
ついて行なうばかりでなく、何チップかを選択測定し、
他のチップはそれらの測定結果をもとに近似しても良
い。
射量との関係を示したものである。各チップでの膜厚測
定結果からこのグラフをもとに作業者が照射量を求めて
も良いが、あらかじめ第４図のデータをコンピュータ10
9に入力しておき膜厚測定結果からコンピュータにより
自動的に必要照射量を算出し、それに従って照射される
方法が最も有効である。ここで、膜厚測定は全チップに
ついて行なうばかりでなく、何チップかを選択測定し、
他のチップはそれらの測定結果をもとに近似しても良
い。
第５図は本発明飲の第２の実施例を説明するためのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
第１の実施例ではパターン寸法制御を高精度で行なう
ため、全ウェーハについてレジスト膜厚測定を行なう
が、測定に時間を要する。そこで、第２の実施例ではロ
ット内からあらかじめ何枚かのウェーハを抜き取り、例
えば、25枚のウェーハで構成されるロットから５枚を抜
き取り、その５枚について第１の実施例と同様に各チッ
プのレジスト膜厚測定を行なう。次に、これら５枚分の
データから各チップごとの平均膜厚を求め、この平均膜
厚からさらに各チップごとの電子線照射量を求め、これ
に従って25枚全部の電子線描画を行なうものである。
ため、全ウェーハについてレジスト膜厚測定を行なう
が、測定に時間を要する。そこで、第２の実施例ではロ
ット内からあらかじめ何枚かのウェーハを抜き取り、例
えば、25枚のウェーハで構成されるロットから５枚を抜
き取り、その５枚について第１の実施例と同様に各チッ
プのレジスト膜厚測定を行なう。次に、これら５枚分の
データから各チップごとの平均膜厚を求め、この平均膜
厚からさらに各チップごとの電子線照射量を求め、これ
に従って25枚全部の電子線描画を行なうものである。
以上説明したように本発明はウェーハ内のレジスト膜
厚を求め、それをもとに最適電子線照射量を変化するこ
とにより、ウェーハ上にレジストが均一膜厚で塗布され
ない場合でもパターン寸法が一定に形成され、高性能・
低価格の集積回路が多量に安価に供給されるという効果
がある。
厚を求め、それをもとに最適電子線照射量を変化するこ
とにより、ウェーハ上にレジストが均一膜厚で塗布され
ない場合でもパターン寸法が一定に形成され、高性能・
低価格の集積回路が多量に安価に供給されるという効果
がある。
なお、最適電子線照射量はチップごとに変化させる例
を説明したが、描画フィールドごと、サブフィールドご
と等要求精度に応じて変化させるようにしても良い。
を説明したが、描画フィールドごと、サブフィールドご
と等要求精度に応じて変化させるようにしても良い。
第１図は本発明の第１の実施例を説明するための電子線
描画装置の模式図、第２図は第１図の実施例を説明する
ためのウェーハの上面図、第３図は電子線照射量とパタ
ーン寸法の関係を示す特性図、第４図はレジスト膜厚と
電子線照射量との関係を示す特性図、第５図は第２の実
施例を説明するためのフローチャート、第６図は従来の
電子線描画装置の模式図、第７図は従来例を説明するた
めのウェーハの断面図、第８図はレジスト膜厚とパター
ン寸法との関係を示す特性図である。 100……電子線、101……電子銃部、102……電子鏡筒
部、103……試料室、104……ウェーハ、105……ウェー
ハ台、106……Ｘ−Ｙステージ、107……防震台、108A,
B,C……真空ポンプ、109……コンピュータ、110……デ
ータ保存部、200……光、201……光源、202……ハーフ
ミラー、203……レンズ系、204……検出器、205……カ
バー、206……ウェーハ台、207……Ｘ−Ｙステージ、30
1……ウェーハ、302……レジスト膜。
描画装置の模式図、第２図は第１図の実施例を説明する
ためのウェーハの上面図、第３図は電子線照射量とパタ
ーン寸法の関係を示す特性図、第４図はレジスト膜厚と
電子線照射量との関係を示す特性図、第５図は第２の実
施例を説明するためのフローチャート、第６図は従来の
電子線描画装置の模式図、第７図は従来例を説明するた
めのウェーハの断面図、第８図はレジスト膜厚とパター
ン寸法との関係を示す特性図である。 100……電子線、101……電子銃部、102……電子鏡筒
部、103……試料室、104……ウェーハ、105……ウェー
ハ台、106……Ｘ−Ｙステージ、107……防震台、108A,
B,C……真空ポンプ、109……コンピュータ、110……デ
ータ保存部、200……光、201……光源、202……ハーフ
ミラー、203……レンズ系、204……検出器、205……カ
バー、206……ウェーハ台、207……Ｘ−Ｙステージ、30
1……ウェーハ、302……レジスト膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−2608（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−238016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−2536（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−80318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−54377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−41223（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−87454（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−111220（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板上に塗布された電子線感光性有
機膜に、パターンデータに従って順次電子線で描画を行
なう電子線直接描画方法に於いて、被描画処理対象であ
る前記半導体基板で必要とされるパターン寸法精度に応
じてあらかじめ定められる密度で前記半導体基板上での
前記電子線感光性有機膜の膜厚分布を測定し、この測定
された膜厚に基づいて最適電子線照射量を算出し、この
算出された最適電子線照射量に基づいて前記半導体基板
内のパターン描画を実施することを特徴とする電子線直
接描画方法。 - 【請求項２】複数の半導体基板からなるロットの各前記
半導体基板上に塗布された電子線感光性有機膜に、パタ
ーンデータに従って順次電子線で描画を行なう電子線直
接描画方法に於いて、前記ロットの中から前記半導体基
板上での前記電子線感光性有機膜の膜厚分布を測定する
前記半導体基板を所定の数だけ選択し、この選択された
各前記半導体基板上での前記電子線感光性有機膜の膜厚
分布を前記ロットの前記半導体基板で必要とされるパタ
ーン寸法精度に応じてあらかじめ定められる密度で且つ
各前記半導体基板上での相対的な測定位置が共通となる
ようにして測定し、この測定結果を前記半導体基板上で
の相対的な測定位置毎に選択された前記半導体基板間で
平均して前記ロットの前記電子線感光性有機膜の膜厚と
し、この膜厚に基づいて最適電子線照射量を算出し、こ
の算出された最適電子線照射量に基づいて前記ロットの
各前記半導体基板内のパターン描画を実施することを特
徴とする電子線直接描画方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24146388A JP2926718B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 電子線直接描画方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24146388A JP2926718B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 電子線直接描画方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0287616A JPH0287616A (ja) | 1990-03-28 |
| JP2926718B2 true JP2926718B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=17074692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24146388A Expired - Fee Related JP2926718B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 電子線直接描画方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926718B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3161416B2 (ja) * | 1998-06-17 | 2001-04-25 | 日本電気株式会社 | パターン描画方法 |
| JP4769053B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2011-09-07 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 露光システム、露光方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP5437124B2 (ja) * | 2010-03-18 | 2014-03-12 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置 |
-
1988
- 1988-09-26 JP JP24146388A patent/JP2926718B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0287616A (ja) | 1990-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |