JPH0226015A - 電子ビーム描画方法及び描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子ビーム描画技術に係わり、特に近接効果
の補正を行うための電子ビーム描画方法及び描画装置に
関する。

（従来の技術） 従来、半導体ウェハやマスク基板等の試料上に微細パタ
ーンを描画するものとして、各種の電子ビーム描画装置
が用いられている。この電子ビーム描画装置には、大き
く分けてビームの走査方法により ■　ラスク走査式 ■　ベクタ走査式 に区分され、またビーム形状により ■　ガウシアンビーム式 ■　可変成形ビーム式 に区分される。ここでは、ガウシアンビームのラスク走
査式のものにて、以下の説明を行う。

電子ビームの照射によって生成されるレジストパターン
には、次のような特徴がある。即ち、電子ビームの密度
分布は第５図（ａ）に示す如くガウシアンビームである
が、それがレジス上層（更には、クロム層及びガラス基
板等）を通過するうちに、それらの物質を構成する分子
の電子雲により各種散乱（前方散乱、後方散乱）を繰返
し、やがては吸収される。そのため、レジスト層におけ
るエネルギー吸収プロファイルは、第５図（ｂ）に示す
如く裾野の大きく広がった曲線となる。電子ビーム照射
による各画素がこのようなプロファイルを形成するため
、それらの集まりからなる図形が互いに大きな距離を隔
てて配置される場合と、僅かな距離（２μｍ以下）を隔
てて配置される場合とでは、第５図　（Ｃ）（ｄ）に示
す如く全体の吸収エネルギープロファイルは異なってく
る。第５図（Ｃ）はパターン間距離の大きい場合、同図
（ｄ）はパターン間距離の小さい場合を示している。そ
して、近接パターンの場合は、吸収エネルギープロファ
イルにおいて、第５図（ｄ）に示す如くスペースの距離
が見掛は上小さくなるという現象が発生する。これは、
近接効果と呼ばれている。

近年、ＬＳＩのパターンに益々微細化と精度が要求され
る中、この近接効果を補正する手段として“ゴースト露
光法“と呼ばれる手法が提案されており、微細パターン
における精度の向上という目的に対しては、十分な実績
を上げている。ゴースト露光法の要点は、 （１）描画しようとするパターンを、通常の条件にて描
画する。

（２）電子ビーム強度を通常条件の数分の１に減少させ
、白黒反転パターンを再描画（２重描画）する。

（３）通常よりも少し短い時間にて現像する。

という点にある。つまり、電子ビーム描画によって生じ
る吸収エネルギープロファイルの広がり部分を非パター
ン部分にも形成し、プロファイル全体にゲタをはかせ、
そのゲタの部分はレジストの現像にてキャンセルすると
いうものである。

しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題
があった。即ち、パターン部と非パターン部（白黒反転
パターン）とを異なるビーム強度で描画する必要があり
、このため同一の描画領域を２回描画することになり、
スルーブツトが低下する。また、ビーム走査中にビーム
強度を変えることができれば、１回の描画で済ませるこ
とができるが、ビーム強度をビーム走査中に可変するの
は実質的に困難である。

（発明が解決しようとする課題） このように従来、近接効果を補正するためにゴースト露
光法を用いると、２回の描画が必要となり、これにより
スルーブツトが低下するという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、１回の描画でゴースト露光法を行う
ことができ、近接効果の補正と共にスルーブツトの向上
をはかり得る電子ビーム描画方法及び描画装置を提供す
ることにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、ビームブランキング時にブランキング
電極に印加する電圧をパルス電圧とすることにより、１
回の描画でゴースト露光法を行うことにある。

即ち本発明は、電子銃から放射された電子ビームを集束
偏向制御し、この電子ビームを試料上で走査して該試料
上に所望パターンを描画する電子ビーム描画方法におい
て、描画すべきパターン部には電子ビームを連続して照
射し、非パターン部には電子ビームをパルス状に不連続
で照射するようにした方法である。

また本発明は、上記方法を実施するための電子ビーム描
画装置において、電子ビームをオン・オフするためのブ
ランキング電極にブランキング電圧を印加するブランキ
ング電圧発生装置を、ビームブランキング時にパルス状
電圧を発生するようにしたものである。

（作　用） 本発明によれば、非パターン部に対して電子ビームをパ
ルス状に不連続に照射することにより、パターン部と非
パターン部での実効照射時間（ビーム照射量）を変える
ことができ、これによりゴースト露光法と同じ近接効果
の補正を行うことができる。そしてこの場合、電子光学
系により生成する電子ビームの強度は変える必要がない
ので、パターン部及び非パターン部を連続したビーム走
査により描画することができ、ゴースト露光法とは異な
り１回の描画でパターン部及び非パターン部を描画する
ことが可能である。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

１１図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム描画装置
を示す概略構成図である。図中１０は電子銃であり、こ
の電子銃１０から放出された電子ビームは第１及び第２
のコンデンサレンズ１１゜１２により集束され、さらに
対物レンズ１３を介してターゲット１４上に照射される
。コンデにサレンズ１２と対物レンズ１３との間には、
電子ビームをターゲット１４上でＸ方向及びＹ方向に走
査するビーム走査用偏向器１５が配置されている。

また、コンデンサレンズ１１．１２間には、電子ビーム
をオン・オフするためのブランキング電極１６が配置さ
れている。このブランキング電極１６は、電圧を印加さ
れない状態ではビームを通過（オン）シ、所定の電圧（
ブランキング電圧）を印加されてビームをブランキング
（オフ）するものあり、後述するパルス電圧発生器１７
及びスイッチ回路１８からなるブランキング電圧発生部
により所定の電圧が印加されるものとなっている。

ブランキング電圧発生部においては、パルス状電圧を発
生するパルス電圧発生器１７の出力パルス電圧が、スイ
ッチ回路１８を介してブランキング電極１６に供給され
る。スイッチ回路１８は、ブランキング指令によりオン
・オフするものであり、ブランキング指令を入力しない
場合（パターン部では）はオフとなり、ブランキング指
令を入力した場合（非パターン部では）はオンとなる。

従って、パルス電圧発生部では、パターン部ではブラン
キング電極１６には電圧を印加せず（ビームオン）、非
パターン部ではブランキング電極１６にパルス状電圧を
印加する（ビームオン・オフの繰返し）ものとなってい
る。

ここで、ビームブランキングについて更に説明すると、
従来は第２図（ａ）に示す如く、パターン部でビームオ
ン（ブランキングオフ）してビーム照射する。非パター
ン部でビームオフ（ブランキングオン）してビーム照射
しない。本実施例では、パターン部については従来と同
様であり、非パターン部に関して第２図（ｂ）に示す如
く、ビームのオン・オフをパルス状に繰返す。これによ
り、□ビームブランキングは、第２図（Ｃ）に示す如く
なり、パターン部でオン、非パターン部でオン・オフの
繰返しとなる。そして、このブランキングにより、パタ
ーン部及び非パターン部における１シスト層の吸収エネ
ルギー分布は、第２図（ｄ）に示す如くなる。

この場合、パルスの幅ｔ１９間隔ｔ２との関係により、
非パターン部におけるビーム照射量の平均値はパターン
部のそれのｔ＋　／　（ｔ＋　＋　ｔ２）程度となり、
非パターン部におけるビーム照射量をパターン部よりも
少なくすることができる。そして、第３図に示す如く、
パターン部と非パターン部のトータル照射量を変えるこ
とができ、１回の描画でゴースト露光法と同様の結果が
得られる。

なお、非パターン部におけるビーム照射量は、上記パル
ス幅ｔｌとパルス間隔ｔ２との比を変えることによって
任意に選択することができる。また、描画用のデータは
従来のものがそのまま使える。

さらに、電子光学系は従来のままであっても、この方法
は有効である。但し、ブランキングの高速化のために、
ブランキング電極１６を構成する平行平板間の距離を短
くする等して、低電圧化をはかる必要はある。

かくして本実施例によれば、パターン部では電子ビーム
を連続的に照射し、非パターン部では電子ビームをパル
ス状にオン・オフして照射することにより、１回の描画
でパターン部は通常の露光量で描画し、非パターン部は
これよりも少ない露光量で描画することができる。つま
り、１回の描画でゴースト露光法を行うことができる。

このため、近接効果によるパターン寸法誤差発生を抑え
ることができ、且つスルーブツトの向上をはかり得る。

従って、微細パターンの形成に極めて有効である。また
、電子光学系としては従来のものをそのまま用いること
ができ、さらに描画データもそのまま用いることができ
る等の実用性大なる利点がある。

第４図は本発明の他の実施例の要部構成を示すブロック
図である。この実施例ではブランキング電圧発生部を、
定電圧発生器４１．スイッチ回路４２及びパルス信号発
生器４３から構成している。

ここで、定電圧発生器４１はビームブランキングに十分
な一定電圧を発生するものであり、この出力電圧はスイ
ッチ回路４２を介して前記ブランキング電極１６に与え
られる。スイッチ回路４２は、パルス信号発生器４３の
出力信号によりオン・オフするものであり、パルス信号
発生器４３の出力“Ｌ′のときオフ、“Ｈ″のときオン
となる。パルス信号発生器４３はブランキング指令を入
力してパルス信号を発生するものである。

従って本実施例では、パルス信号発生器４３にブランキ
ング指令が与えられない場合は（パターン部では）、ブ
ランキング電極１６に電圧を印加せずビームオンとなる
。また、ブランキング指令が与えられた場合は（非パタ
ーン部では）、ブランキング電極１６にパルス状電圧が
印加され、ビームのオン・オフの繰返しとなる。このた
め、先の実施例と同様に、１回の描画でゴースト露光法
を行うことができ、先の実施例と同様の効果が得られる
。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記ブランキング電圧発生部の構成は、前
記第１図又は第４図に何等限定されるものではなく、電
子ビームが非パターン部を走査するブランキング時にブ
ランキング電極にパルス状の電圧を印加するものであれ
ばよい。同様に電子光学系の構成は第１図に何等限定さ
れるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。

また、電子ビームはガウシアンビームに限るものではな
く、可変成形ビームであってもよい。さらに、ラスクス
キャン方式に限らずベクタスキャン方式に適用すること
も可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、ビームブランキン
グ時にブランキング電極に印加する電圧をパルス電圧と
することにより、１回の描画でゴースト露光法を行うこ
とができ、近接効果の補正と共にスルーブツトの向上を
はかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム描画装置
を示す概略構成図、第２図及び第３図は上記装置を用い
た描画方法を説明するための模式図、第４図は本発明の
他の実施例の要部構成を示すブロック図、第５図は従来
の描画方法の問題点を説明するための模式図である。 １０・・・電子銃、１１．１２・・・コンデンサレンズ
、１３・・・対物レンズ、１４・・・ターゲット、１５
・・・偏向器、１６・・・ブランキング電極、１７・・
・パルス電圧発生器、１８．４２・・・スイッチ回路、
４１・・・定電圧発生器、４３・・・パルス信号発生器
。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第 ２図 を 第 図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子銃から放射された電子ビームを集束偏向制御
   し、この電子ビームを試料上で走査して該試料上に所望
   パターンを描画する電子ビーム描画方法において、描画
   すべきパターン部には電子ビームを連続して照射し、非
   パターン部には電子ビームをパルス状に不連続で照射す
   ることを特徴とする電子ビーム描画方法。
2. （２）電子銃から放射された電子ビームを集束偏向制御
   すると共に、ブランキング電極により電子ビームをオン
   ・オフし、この電子ビームを試料上で走査して該試料上
   に所望パターンを描画する電子ビーム描画装置において
   、前記ブランキング電極に電圧を印加するブランキング
   電圧発生部は、ビームブランキング時にパルス状電圧を
   発生するものであることを特徴とする電子ビーム描画装
   置。
3. （３）前記ブランキング電圧発生部は、パルス状電圧を
   発生するパルス電圧発生器と、ブランキング指令により
   オンして上記パルス電圧発生器の出力電圧を前記ブラン
   キング電極に印加するスイッチ回路とからなるものであ
   ることを特徴とする請求項２記載の電子ビーム描画装置
   。
4. （４）前記ブランキング電圧発生部は、ブランキングの
   ための一定電圧を発生する定電圧発生器と、ブランキン
   グ指令によりパルス信号を発生するパルス発生器と、こ
   のパルス発生器の出力パルスに応じてオン・オフし上記
   定電圧発生器の出力電圧を前記ブランキング電極に印加
   するスイッチ回路とからなるものであることを特徴とす
   る請求項２記載の電子ビーム描画装置。