JPH05175110A - 近接効果補正装置 - Google Patents

近接効果補正装置

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JPH05175110A
JPH05175110A JP3356258A JP35625891A JPH05175110A JP H05175110 A JPH05175110 A JP H05175110A JP 3356258 A JP3356258 A JP 3356258A JP 35625891 A JP35625891 A JP 35625891A JP H05175110 A JPH05175110 A JP H05175110A
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JP
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mask
proximity effect
electron beam
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JP3356258A
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Mamoru Nakasuji
護 中筋
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 近接効果の補正を本来の描画装置とは別体で
より簡単に且つ高いスループットで行う。 【構成】 有限の大きさの光源1と、電子線露光時の後
方散乱電子の拡がり半径より小さいピッチで多数の開口
が形成されたマスク4と、光源1からの光ILを所定の
拡がり角θの照明光に変換してそのマスク4に導くコン
デンサレンズ3とを有する。近接効果補正時には、マス
ク4から所定の距離Dだけ離れた位置に配置された被補
正感光板5にマスク4を介して補正露光を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子線描画ある
いは電子線露光を行った感光基板で生ずる近接効果を補
正するための近接効果補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子線描画装置を用いて電子線レジスト
が塗布された半導体ウェハ等の感光基板に電子線描画又
は電子線露光を行うと、所謂近接効果によりパターンの
線幅等が設計値から外れる場合がある。近接効果の主な
要因は、感光基板に入射した電子線の後方散乱である。
従って、近接効果を補正するためには、その後方散乱電
子による感光基板の露光量を感光基板の全面で実質的に
等しくすればよく、従来は例えばゴースト法により補正
が行われていた。
【0003】ゴースト法においては、感光基板に描画又
は転写されたパターンの反転パターンの像をボケの大き
い電子ビームで同一の感光基板上に露光することによ
り、後方散乱による露光量が均一化される。また、従来
は電子線描画装置がそれぞれ近接効果補正機能を有し、
その装置自体で近接効果の補正が行われていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように電子線描画装置自体で近接効果の補正を行う場合
には、本来のパターンの描画が終わってから、更にマシ
ンタイムを使って反転パターンの補正描画を行う必要が
あり、スループットが補正描画分だけ低下する不都合が
ある。更に、本来のパターンが複雑なパターンである場
合には、正確な反転パターンを描画又は露光することが
困難である場合もある。
【0005】また、例えば所謂セル・プロジェクション
方式の描画装置等では近接効果の補正そのものが困難で
あるという不都合がある。本発明は斯かる点に鑑み、近
接効果の補正を本来の描画装置とは別体でより簡単に且
つ高いスループットで実行できる近接効果補正装置を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による第1の近接
効果補正装置は、例えば図1に示す如く、有限の大きさ
の光源(1)と、電子線露光時の後方散乱電子の拡がり
半径より小さいピッチで多数の開口が形成されたマスク
(4)と、その光源(1)からの光ILを所定の拡がり
角θの照明光に変換してそのマスク(4)に導くコンデ
ンサレンズ(4)とを有し、近接効果補正時にそのマス
ク(4)から所定の距離Dだけ離れた位置に配置された
被補正感光板(5)に、そのマスク(4)を介して補正
露光を行うものである。
【0007】この場合、例えば図2に示すように、被補
正感光板(5)のパターン描画領域(6A)及びこの描
画領域の周辺の後方散乱電子の拡がりの幅φ/2より広
い幅Wの追加領域(6B)に対応するそのマスク(4)
上の領域(8)を、後方散乱電子の拡がり半径φ/2よ
り小さいピッチで開口を有する多数の小領域(91 ,9
2 ,93 ,‥‥)に分割し、パターン描画時の後方散乱
電子によるその被補正感光板(5)への露光量と補正露
光量との和が一定になるようにそれら小領域の開口の大
きさを決めることが望ましい。
【0008】また、本発明による第2の近接効果補正装
置は、有限の大きさの荷電粒子線源と、電子線露光時の
後方散乱電子の拡がり半径より小さいピッチで多数の開
口が形成された電子線透過マスクと、その荷電粒子線源
からの荷電粒子線を所定の拡がり角の照射ビームに変換
してその電子線透過マスクに導くコンデンサレンズとを
有し、近接効果補正時にその電子線透過マスクから所定
の距離だけ離れた位置に配置された被補正感光板にその
電子線透過マスクを介してその荷電粒子線を照射するも
のである。
【0009】
【作用】斯かる本発明の第1の近接効果補正装置によれ
ば、有限の大きさの光源(1)から発散する光ILの主
光線をコンデンサレンズ(3)で平行光線にすると、光
源(1)の幅と光源(1)からコンデンサレンズ(3)
の物側主平面までの距離で決まる角度θの不平行成分を
持つ照明光、即ち拡がり角θの照明光が得られる。この
照明光でマスク(4)を照明すると、マスク(4)の開
口を出た光は、不平行成分のためにわずかに広がりを持
って被補正感光板(5)を照明する。この場合、マスク
(4)と被補正感光板(5)との間隔Dを調整すること
により、マスク(4)の小さい開口から出た照明光が、
丁度被補正感光板(5)上で後方散乱電子の拡がり領域
と同程度の領域に拡がるようにする。この場合、光源
(1)の強度分布がガウス型であれば、被補正感光板
(5)上での強度分布も後方散乱電子と同様のガウス型
となるので、光源(1)の強度分布はガウス型であるこ
とが望ましい。
【0010】更に、その小さい開口は、後方散乱電子の
拡がり半径より小さいピッチで多数設けられているの
で、各開口の形状を調整して補正露光を行うことによ
り、被補正感光板(5)上の後方散乱の露光量を全面で
実質的に均一化することができる。この場合、近接効果
の補正は描画装置とは別体の簡単な構成の補正装置で実
行され、且つ1回の補正露光により高いスループットで
実行される。
【0011】また、例えば図2に示すように、被補正感
光板(5)のパターン描画領域6A及び追加領域6Bに
対応するマスク(4)上の領域8をそれぞれ開口を有す
る多数の小領域(91 ,92 ,93 ,‥‥)に分割し、
後方散乱電子による露光量と補正露光量との和が一定に
なるようにそれら小領域中の開口の大きさを決めた場合
には、後方散乱による露光量が全面で実質的にほぼ完全
に均一化され、近接効果がより良好に補正される。
【0012】なお、第1の近接効果補正装置では、例え
ば図1に示すように、照明光として被補正感光板(5)
に対する感光性のある波長帯の光を使用し、コンデンサ
レンズ(3)としても光学レンズを使用している。しか
しながら、光の代わりに荷電粒子線そのものを使用して
も同様の作用効果を奏することができることは明かであ
る。この場合には、光源(1)の代わりに荷電粒子線源
が、光学レンズ(3)の代わりに電子レンズが、マスク
(4)の代わりに電子線透過マスクが使用される。これ
が本発明の第2の近接効果補正装置である。
【0013】
【実施例】以下、本発明による近接効果補正装置の一実
施例につき図面を参照して説明する。図1は本実施例の
近接効果補正装置を示し、この図1において、1は有限
の大きさの光源、3は光学レンズよりなるコンデンサレ
ンズであり、光源1をコンデンサレンズ3の物側焦点に
配置する。光源1としては、電子線レジストにも感光性
を持つ例えば紫外線の光源を使用する。また、光源1の
輝度分布は曲線2で示すようにガウス分布であることが
望ましい。
【0014】4はコンデンサレンズ3の下方に配置され
たマスクを示し、光源1から射出された紫外線ILは、
コンデンサレンズ3で主光線が平行な照明光に変換され
てマスク4を照明する。ただし、平行とはいっても、光
源1の幅をd、光源1からコンデンサレンズ3の物側主
平面までの距離(即ち、コンデンサレンズ3の物側焦点
距離)をfとすると、その照明光には拡がり角が最大で
角度θ(≒d/f)の不平行成分が含まれている。ま
た、マスク4の下方の距離Dだけ離れた位置に、被補正
感光板としてのウェハ5を配置する。このウェハ5には
既に図示省略した電子線描画装置により所定のマスクパ
ターンが描画されており、その表面には電子線レジスト
が塗布されている。
【0015】図2はそのマスク4の形状を示し、この図
2において、領域6Aはウェハ5上の描画領域と同じ広
さの領域である。また、ウェハ5上の後方散乱電子の領
域を直径φの円形の領域7として、その領域6Aの周囲
に幅Wの追加領域6Bを設定し、その幅Wは後方散乱の
拡がり半径であるφ/2以上に設定する。例えば加速電
圧が50kVの場合の後方散乱電子の拡がり直径φは約
20μmである。領域6Aと追加領域6Bとを併せた領
域が、マスク4のパターン領域8であり、このパターン
領域8を後方散乱電子の拡がり半径φ/2よりも十分に
小さいピッチPで縦横に小領域91 ,92 ,93 ,‥‥
に分ける。後方散乱電子の拡がり直径φが約20μmで
ある場合には、ピッチPは例えば3μmに設定される。
そして、図3に示すように、これら小領域91 ,92
3 ,‥‥の中央部にそれぞれ光を透過する開口10
1 ,102 ,103 ,‥‥を形成する。これにより、マ
スク4のパターン領域8にピッチPで縦横に多数の開口
が設けられたことになる。なお、開口の位置を各領域の
中央ではなく、各領域の非露光部の重心とするとより高
精度になる。
【0016】図1に戻り、ウェハ5は、描画領域がマス
ク4の領域8(図2参照)に重なるようにマスク合わせ
をした位置に配置しておく。この場合、マスク4の小さ
い開口を通過した照明光が、ウェハ5上では直径Dθに
広がる。本例では、この照明光の拡がりの直径Dθが丁
度ウェハ5上の後方散乱電子の拡がり直径φに一致する
ように、距離D及び拡がり角θを決める。光源1の強度
分布が曲線2で示したガウス型である場合には、その照
明光によるウェハ5への露光がより電子線の後方散乱に
よる露光に近づいて好都合である。
【0017】次に、マスク4の領域8に形成する多数の
開口の大きさの決め方の一例を図4及び図5を参照して
説明する。この場合、図1のウェハ5上に描画されてい
るパターンは図4に示すパターンであると仮定する。図
4において、斜線を施して示すパターン11,12及び
13がそれぞれ電子線の照射により描画されたパターン
であり、その他の領域には電子線は直接には照射されて
いない。しかしながら、斜線が施された領域以外の領域
にも後方散乱による電子線は照射されている。後方散乱
による電子線の照射量は、電子線の直接の照射量が多い
部分、即ち電子線により直接描画されたパターンの密度
が高い部分の周辺で多くなる。図4の例では、例えば細
いパターン11aの周辺よりも、太いパターン11bの
周辺の方が後方散乱の量が多い。従って、近接効果を補
正するためには、その細いパターン11aの周辺の領域
又は描画パターンが無い領域での補正露光の量を多くし
て、太いパターン11bの周辺の領域又は描画パターン
の密度が高い領域での補正露光の量を少なくすればよ
い。
【0018】図5は、図4に示すウェハ5上の描画パタ
ーンに対応するマスク4上の多数の開口の一例を示し、
この図5において、縦横にピッチPで分けられた各領域
の中央部にそれぞれ同一又は異なる大きさの開口が形成
されている。ピッチPは本例では3μmである。また、
破線で示すパターン11〜13は、ウェハ5とマスク4
とがアライメントされた状態におけるウェハ5上のパタ
ーンの位置を示す。図5において、ウェハ5上のパター
ン13の内の細いパターンに対応するマスク4上の領域
には比較的大きい光透過性の開口14が形成され、パタ
ーン13の内の太いパターンに対応するマスク4上の領
域には小さい開口15が形成され、パターン13が途切
れている領域には比較的大きい開口16が形成されてい
る。
【0019】同様に、ウェハ5上の他のパターン11及
び12に対応するマスク5上の領域においても、描画パ
ターンが少ない部分に対応する領域では大きい開口が形
成され、描画パターンが多い部分に対応する領域では小
さい開口が形成されている。また、ウェハ5上の描画パ
ターンがない部分に対応するマスク5上の領域には、多
量の補正露光を行うために、例えば開口17のように最
も大きい開口が形成されている。ただし、マスク4上の
縦横にピッチPで分けられた領域の中には開口が無い領
域があってもよく、その開口を円形等に形成してもよ
い。なお、マスク4上の多数の開口パターンは例えば電
子線描画により形成されるが、現状では電子線描画で形
成可能なパターンの大きさは0.5μm×0.5μm角
程度である。そこで、マスク4上に形成される最も小さ
い開口の大きさも0.5μm×0.5μm角程度であ
る。
【0020】具体的に例えば8インチウェハに対して補
正露光を行うためのマスク4の開口を電子線描画で行う
場合について考察する。この場合、その直径8インチの
領域に対応するマスク上の領域を縦横3μmピッチで分
割すると、次式より約36.3×108 個の領域に分割
される。 π{102/(3・10-3)}2 =36.3×108 そして、マスク上の3μm×3μm角の各領域において
それぞれ1ショットの電子線の描画で1個の開口を形成
することができるので、マスク上の全体の開口を短時間
で描画することができる。
【0021】図1の補正装置において、ウェハ5として
図4に示すパターンが描画されたウェハを、マスク4と
して図5に示す多数の開口が形成されたマスクを使用す
る。そして、そのウェハ5に適切な強度の紫外線を用い
て適切な時間だけ補正露光を行うことにより、ウェハ5
上の後方散乱は実質的に全面で均一化され、近接効果が
良好に補正される。
【0022】上述のように本例によれば、ウェハ5上の
描画パターンの密度が高い部分に対応する領域では小さ
な開口が形成され、描画パターンの密度が低い部分に対
応する領域では大きな開口が形成されたマスク4を用い
て、描画装置とは別の簡単な構成の補正装置でそのウェ
ハ5に1回で補正露光を行うようにしている。従って、
従来のように電子線描画装置自体で補正用のパターンを
逐次描画する場合と比較して、近接効果の補正露光のス
ループットが格段に向上する。更に、大型で且つ高価な
電子線描画装置の側では次々に描画処理を施すことがで
きるので、全体として描画プロセスのスループットが向
上する。
【0023】更に、そのマスク4としては大きさが調整
された多数の開口が形成されたマスクを使用しているの
で、従来のように描画パターンの反転パターンを描画す
るか、又は反転パターンが形成されたマスクを使用する
場合と比べて、マスク4の製造が容易である利点もあ
る。また、図1の補正装置により、拡がり半径の大きな
後方散乱電子による近接効果であってもほぼ完全に補正
できるので、電子線描画装置の側では電子線の加速電圧
を例えば40kV以上に高くして描画を行うことができ
る。
【0024】なお、上述実施例では紫外線を用いて補正
露光を行っているが、図1のような独立の簡単な構成の
補正装置で電子線等の荷電粒子線を用いて補正露光を行
ってもよい。この場合には、図1の光源1の代わりに荷
電粒子線源が、コンデンサレンズ3の代わりに磁気レン
ズ又は静電レンズ等の電子レンズが、マスク4の代わり
に荷電粒子線用のマスクがそれぞれ使用される。このよ
うに、本発明は上述実施例に限定されず本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【0025】
【発明の効果】本発明の第1の近接効果補正装置によれ
ば、独立の簡単な補正装置で被補正感光板の全面を一回
露光するだけで近接効果をできるので、補正露光のスル
ープットが大きい利点がある。また、マスクには描画パ
ターンの反転パターンの代わりに多数の開口を形成すれ
ばよいため、マスクを容易に作製できる利点もある。ま
た、マスク上の多数の小領域の中央にそれぞれパターン
描画時の後方散乱電子による露光量と補正露光量との和
が一定になるように大きさが決められた開口を形成する
ようにした場合には、近接効果をほぼ完全に補正するこ
とができる。更に、光の代わりに荷電粒子線を用いて
も、同様に独立の簡単な補正装置を用いて高いスループ
ットで近接効果を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による近接効果補正装置の一実施例を示
す構成図である。
【図2】実施例のマスクを示す平面図である。
【図3】図2のマスクの一部を示す拡大平面図である。
【図4】ウェハ上に描画されたパターンの一例の要部を
示す拡大平面図である。
【図5】図4の描画パターンに対応するマスク側の多数
の開口の一例を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
1 光源 2 光源1の輝度分布曲線 3 コンデンサレンズ 4 マスク 5 ウェハ 6A 描画領域と同じ広さの領域 6B 追加領域 7 後方散乱電子の拡がり領域 8 パターン領域 91 ,92 ,93 小領域 101 ,102 ,103 開口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有限の大きさの光源と、電子線露光時の
    後方散乱電子の拡がり半径より小さいピッチで多数の開
    口が形成されたマスクと、前記光源からの光を所定の拡
    がり角の照明光に変換して前記マスクに導くコンデンサ
    レンズとを有し、 近接効果補正時に前記マスクから所定の距離だけ離れた
    位置に配置された被補正感光板に、前記マスクを介して
    補正露光を行う事を特徴とする近接効果補正装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の近接効果補正装置におい
    て、 前記被補正感光板のパターン描画領域及び該描画領域の
    周辺の後方散乱電子の拡がりの幅より広い幅の追加領域
    に対応する前記マスク上の領域を、後方散乱電子の拡が
    り半径より小さいピッチで開口を有する多数の小領域に
    分割し、パターン描画時の後方散乱電子による前記被補
    正感光板への露光量と補正露光量との和が一定になるよ
    うに前記小領域の開口の大きさを決めるようにした事を
    特徴とする近接効果補正装置。
  3. 【請求項3】 有限の大きさの荷電粒子線源と、電子線
    露光時の後方散乱電子の拡がり半径より小さいピッチで
    多数の開口が形成された電子線透過マスクと、前記荷電
    粒子線源からの荷電粒子線を所定の拡がり角の照射ビー
    ムに変換して前記電子線透過マスクに導くコンデンサレ
    ンズとを有し、 近接効果補正時に前記電子線透過マスクから所定の距離
    だけ離れた位置に配置された被補正感光板に、前記電子
    線透過マスクを介して前記荷電粒子線を照射する事を特
    徴とする近接効果補正装置。
JP3356258A 1991-12-24 1991-12-24 近接効果補正装置 Pending JPH05175110A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5888682A (en) * 1995-12-27 1999-03-30 Nikon Corporation Method of using a compensation mask to correct particle beam proximity-effect
JP2007088385A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Advantest Corp 電子ビーム露光用マスク、電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光装置

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