JPH05267139A - 電子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、電子ビーム露光の際の発熱の影響、
特に近接効果を除去し、描画パターンの精度を向上させ
ることができる電子ビーム描画方法を提供することを目
的とする。 【構成】図１（ａ）の描画したいパターンをチェッカー
状に分割する。分割した露光パターンを図１（ｂ−１）
の斜線部に示すように離散的に照射する。同様に、図１
（ｂ−２）の斜線部に示すように離散的に照射し、更に
続いて図１（ｂ−３）、（ｂ−４）の斜線部に示すよう
に順番に離散的に照射していく。こうして隣接した露光
パターンを連続的に照射することなく、常に飛び飛びに
一定の間隔を空けて離散的に照射する分割露光により、
図１（ａ）に示す描画パターンを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム描画方法に関
する。電子ビーム露光装置を用いた電子ビーム描画方法
は、現在の半導体製作などにおいて不可欠な技術となっ
ている。そして近年の電子デバイスの高集積化に伴い、
電子ビーム描画方法の描画精度に対する要求も厳しくな
ってきている。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子ビーム描画方法においては、
所定の露光パターンを照射した際に熱が発生し、この発
熱が隣接する領域のレジストに影響して重合等によるレ
ジストの変質を招き、レジスト感度を変化させるため、
描画パターンの寸法精度が悪化するという問題があっ
た。

【０００３】そしてこの発熱量はショットサイズ、即ち
１ショットで照射する露光面積に比例するため、描画し
たい所定のパターンを例えばチェッカー状に分割し、そ
の分割した露光パターンを一方の端から順に連続して照
射するという分割露光を採用し、発熱による描画パター
ンの寸法精度の著しい劣化を防止しようとした。しか
し、このような分割露光においても、隣接する露光パタ
ーンへの発熱の影響は避けられず、いわゆる近接効果に
よる描画パターンの寸法精度の劣化が生じていた。例え
ば、１０μｍ角のショットサイズの露光をした場合、孤
立した露光パターンにおいては、その発熱の効果によっ
て１０．０２μｍ角の描画パターンが形成されるのに対
し、隣接した露光パターンにおいては、その発熱の近接
効果によって１０．０５〜１０．０６μｍ角の描画パタ
ーンが形成される。

【０００４】この問題を解決する方法として、分割した
露光パターンを連続的に照射する際に、前のショットに
よる発熱の影響を考慮して隣接する露光パターンの大き
さを補正する近接効果補正ソフトが開発されている。こ
の近接効果補正ソフトは、例えば１０μｍ角の露光パタ
ーンに隣接する露光パターンの大きさを予め９．９５μ
ｍ角に補正しておき、発熱の近接効果によって１０μｍ
角の描画パターンが形成されるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の近接効果補正ソフトは、露光パターンの大きさを補
正するプロセスシフト量を算出するのに膨大な計算・デ
ータ処理量が必要となり、スループットの向上を図ろう
とすると、その採用はなかなか難しかった。また、描画
パターンの複雑化に伴い、プロセスシフト量の正確な値
を決めることも困難になるといった欠点もあった。

【０００６】そこで本発明は、電子ビーム露光の際の発
熱の影響、特に近接効果を除去し、描画パターンの精度
を向上させることができる電子ビーム描画方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、電子ビーム
露光によりサブフィールド内に所定のパターンを描画す
る電子ビーム描画方法において、前記所定のパターンを
複数の露光パターンに分割し、前記複数の露光パターン
を離散的に露光して、前記所定のパターンを描画するこ
とを特徴とする電子ビーム描画方法によって達成され
る。

【０００８】また、上記の電子ビーム描画方法におい
て、前記複数の露光パターンを離散的に露光する際、分
割した前記複数の露光パターンのうちの隣接する露光パ
ターンが互いに重なり合うように露光することを特徴と
する電子ビーム描画方法によって達成される。また、上
記課題は、電子ビーム露光によりサブフィールド内に所
定のパターンを描画する電子ビーム描画方法において、
前記所定のパターンを複数の露光パターンに分割し、前
記複数の露光パターンを連続的に露光する際、各ショッ
ト間に所定の待ち時間を設定することを特徴とする電子
ビーム描画方法によって達成される。

【０００９】更に、上記課題は、電子ビーム露光により
所定のパターンを描画する電子ビーム描画方法におい
て、前記所定のパターンを複数の露光パターンに分割
し、前記複数の露光パターンを離散的な露光パターンの
集合ごとに複数のファイルに分け、前記複数のファイル
ごとに前記離散的な露光パターンを露光して、前記所定
のパターンを描画することを特徴とする電子ビーム描画
方法によって達成される。

【００１０】また、上記の電子ビーム描画方法におい
て、前記複数のファイルごとに前記離散的な露光パター
ンを露光する際、分割した前記複数の露光パターンのう
ちの隣接する露光パターンが互いに重なり合うように露
光することを特徴とする電子ビーム描画方法によって達
成される。

【００１１】

【作用】本発明は、電子ビーム露光により所定のパター
ンを描画する際に、サブフィールド内に描画するパター
ンを分割した複数の露光パターンを離散的に露光してい
くことにより、また、描画するパターンを分割した複数
の露光パターンを離散的な露光パターンの集合ごとに複
数のファイルに分け、その複数のファイルごとに離散的
な露光パターンを露光していくことにより、１ショット
の露光又は１ファイルの露光がその発熱による影響を隣
接する露光パターンに及ぼさないため、発熱による描画
パターンの寸法精度の劣化を防止することができる。

【００１２】

【実施例】本発明の第１の実施例による電子ビーム描画
方法を、図１を用いて説明する。図１（ａ）は電子ビー
ムを偏向電極によって操作することができる領域、即ち
サブフィールド内において描画したいパターンを示す
図、図１（ｂ−１）〜（ｂ−４）は図１（ａ）のパター
ンを第１の実施例により描画する電子ビーム描画方法を
説明するための図、図１（ｃ−１）〜（ｃ−３）は図１
（ａ）のパターンを描画する従来の電子ビーム描画方法
を説明するための図である。

【００１３】第１の実施例による電子ビーム描画方法を
用いて所定のパターンをサブフィールド内に描画する場
合、まず、図１（ａ）に示すように、描画したいパター
ンを例えばチェッカー状に分割する。そしてその分割し
た露光パターンを、図１（ｂ−１）の斜線部に示すよう
に、離散的に照射する。即ち、隣接する露光パターンを
順に連続して照射することなく、常に飛び飛びに一定の
間隔を空けて照射する。この点に本実施例の特徴があ
る。

【００１４】次いで、図１（ｂ−１）の場合と同様にし
て、図１（ｂ−２）の斜線部に示すように、離散的に照
射する。更に続いて、図１（ｂ−３）、（ｂ−４）の斜
線部に示すように、順番に離散的に照射していく。この
ようにして、隣接した露光パターンを連続的に照射する
ことなく。常に飛び飛びに一定の間隔を空けて離散的に
照射する分割露光により、図１（ａ）に示す描画パター
ンを形成する。

【００１５】従って、図１（ｂ−１）の斜線部の各露光
パターン間には常に一定の間隔があるため、各露光パタ
ーンの照射による発熱が互いに影響することは抑制され
る。続いて、図１（ｂ−２）の斜線部の各露光パターン
を照射するときも、同様のことがいえる。そして図１
（ｂ−３）の斜線部の各露光パターンを照射するとき
は、図１（ｂ−２）の斜線部の各露光パターンの照射に
よって発生した熱は既に消去しているため、図１（ｂ−
２）で照射された斜線部の露光パターンと図１（ｂ−
３）で照射される斜線部の露光パターンとが隣接してい
ても、図１（ｂ−３）の斜線部の各露光パターンに近接
効果よる影響が生じることはない。続く図１（ｂ−４）
の場合も、同様のことがいえる。

【００１６】次に、この第１の実施例と比較するため、
従来の電子ビーム描画方法について述べる。従来の電子
ビーム描画方法を用いて所定のパターンをサブフィール
ド内に描画するの場合、図１（ａ）に示すように、描画
したいパターンを例えばチェッカー状に分割する。そし
てその分割した露光パターンを、図１（ｃ−１）の斜線
部に示すように、一方の端から順に連続して照射する。

【００１７】続いて、隣接していない露光パターンがあ
ると、図１（ｃ−２）の斜線部に示すように、最も近い
露光パターンに飛んで照射する。更に続いて、図１（ｃ
−３）の斜線部に示すように、次の隣接していない露光
パターンに飛んで、その露光パターンを順に連続して照
射する。このようにして、分割した露光パターンを最も
近い順に連続して照射する分割露光により、図１（ａ）
に示す描画パターンを形成する。

【００１８】次に、図１（ｂ−１）〜（ｂ−４）に示す
第１の実施例による電子ビーム描画方法の場合と図１
（ｃ−１）〜（ｃ−３）に示す従来の電子ビーム描画方
法の場合との描画パターンの寸法リニアリティを、図２
のグラフを用いて説明する。従来の電子ビーム描画方法
の場合、図２（ｂ）に示されているように、露光パター
ンが孤立しているいわゆる孤立ラインの描画において、
設計値寸法値が約２．５μｍ以上ではその設計寸法値か
らのずれ量がほぼ一定の値であるが、約２．５μｍ以下
ではそのリニアリティが崩れてくる。

【００１９】これに対して、第１の実施例による電子ビ
ーム描画方法の場合、図２（ａ）に示されているよう
に、孤立ラインの描画において、設計値寸法値が約１．
８μｍ以上ではその設計値寸法値からのずれ量がほぼ一
定の値である。従って、そのリニアリティは、従来の場
合の約２．５μｍから約１．８μｍへと向上しているこ
とになる。

【００２０】また、この第１の実施例による電子ビーム
描画方法の場合、露光パターンが連続しているいわゆる
Ｌ／Ｓ（ライン＆スペース）ラインの描画においても、
図２（ａ）に示されているように、設計寸法値のリニア
リティは約１．８μｍであり、従来の場合よりも改善さ
れている。このように本実施例によれば、電子ビーム描
画方法を用いて所定のパターンをサブフィールド内に描
画する場合、図１（ａ）に示す描画したいパターンをチ
ェッカー状に分割し、その分割した露光パターンを図１
（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）、（ｂ−４）の斜
線部に順に示すように離散的に照射していくことによ
り、離散的な各ショットの露光がその発熱の近接効果に
よる影響を隣接する露光パターンに及ぼさないため、発
熱による描画パターンの寸法精度の劣化を防止すること
ができる。従って、描画パターンの寸法リニアリティを
向上させ、描画パターンの寸法精度を向上させることが
できる。

【００２１】ところで、上記第１の実施例においては、
隣接する露光パターン間における発熱の近接効果が抑制
されることにより、各ショットによる露光パターンの寸
法精度が向上するため、高精度の電子ビーム露光装置の
場合は特に問題はないが、電子ビーム露光装置の精度が
低い場合には、隣接する露光パターン間に隙間が生じる
おそれが出てくる。

【００２２】このような場合には、分割した複数の露光
パターンを離散的に露光する際に、そのうちの隣接する
露光パターンについては、それらの隣接する露光パター
ンが互いに重なり合うように露光すればよい。例えば、
上記図１（ｂ−１）〜（ｂ−４）に示す第１の実施例の
場合、図１（ｂ−３）、（ｂ−４）の斜線部を照射する
際に、斜線部の露光パターンの大きさを補正して、これ
ら斜線部の露光パターンに隣接する既に照射した露光パ
ターンと重なり合うようにする。こうして各ショットに
よる露光パターンの寸法精度が向上することにより却っ
て隣接する露光パターン間に隙間が生じるという問題は
解決される。

【００２３】また、上記第１の実施例においては、分割
した露光パターンを離散的に照射していくことにより照
射の際の発熱の近接効果を防止しているが、隣接した露
光パターンを連続的に照射しても、各ショット間に所定
の待ち時間、即ち１ショットと次のショットとの間に前
のショットにより発生した熱が隣接する露光パターンに
近接効果を及ぼさない程度に冷却する冷却時間を設定す
ることにより、上記第１の実施例の場合と同様の効果を
奏することができる。

【００２４】この電子ビーム描画方法は、スループット
よりも描画パターンの寸法精度の向上が要求される場合
に適している。次に、本発明の第２の実施例による電子
ビーム描画方法を、図３を用いて説明する。図３（ａ）
は描画したいパターンを示す図、図３（ｂ−１）〜（ｂ
−３）は図３（ａ）のパターンを第２の実施例により描
画する電子ビーム描画方法を説明するための図である。

【００２５】第２の実施例による電子ビーム描画方法を
用いて所定のパターンを描画する場合、まず、図３
（ａ）に示すように、描画したいパターンを例えば最大
可能ショットサイズ、即ち電子ビーム径の最小サイズで
チェッカー状に分割する。このとき、電子ビーム径の最
小サイズに分割するのは、分割サイズが小さければ小さ
いほど発熱の影響も小さくなり、ショットサイズが２μ
ｍ角以下の場合には、発熱の影響はほとんど無視できる
ようになるからである。

【００２６】次いで、その分割した露光パターンを、図
３（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、隣接しない離
散的な露光パターンの集合ごとに第１のファイルと第２
のファイルとに分ける。この点に本実施例の特徴があ
る。次いで、図３（ｂ−１）に示す第１のファイルに従
って１回目の照射を行う。続いて、図３（ｂ−２）に示
す第２のファイルに従って２回目の照射を行う。このよ
うにして、分割した露光パターンを、離散的な露光パタ
ーンの集合ごとに第１のファイルと第２のファイルとに
分けて照射する分割露光により、図３（ｂ−３）に示す
ように、図３（ａ）の描画パターンを形成する。

【００２７】従って、図３（ｂ−１）に示す第１のファ
イルの各露光パターンは常に隣接していないため、各露
光パターンの照射による発熱が互いに影響することは抑
制される。また、図３（ｂ−２）に示す第２のファイル
の各露光パターンについても同様のことがいえる。そし
て図３（ｂ−２）の第２のファイルに従って２回目の照
射を行うときは、図３（ｂ−１）の第１のファイルによ
る１回目の照射によって発生した熱は既に消去している
ため、図３（ｂ−１）の第１のファイルの露光パターン
と図３（ｂ−２）の第２のファイルの露光パターンとが
隣接していても、図３（ｂ−２）の第２のファイルに従
って照射される各露光パターンに近接効果よる影響が生
じることはない。

【００２８】このように本実施例によれば、電子ビーム
描画方法を用いて所定のパターンを描画するの場合、図
３（ａ）に示す描画したいパターンを電子ビーム径の最
小サイズでチェッカー状に分割し、その分割した露光パ
ターンを図３（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、隣
接しない離散的な露光パターンの集合ごとに第１のファ
イルと第２のファイルとに分けた後、これら第１及び第
２のファイルに従って順に１回目及び２回目の照射を行
うことにより、各ファイル内の離散的な露光パターン相
互に発熱の影響を及ぼすことはないし、第１及び第２の
ファイルの露光パターンが隣接していても、第１のファ
イルに従って行われた１回目の照射による発熱が第２の
ファイルに従って行われる２回目の照射による各露光パ
ターンに近接効果よる影響を及ぼすことはない。このた
め、上記第１の実施例の場合と同様に、描画パターンの
寸法リニアリティを向上させ、描画パターンの寸法精度
を向上させることができる。

【００２９】なお、上記第２の実施例においては、描画
したいパターンを電子ビーム径の最小サイズでチェッカ
ー状に分割しているが、分割する露光パターンは電子ビ
ーム径の最小サイズに限定されず、またチェッカー状や
均一面積であることにも限定されない。例えば可変成形
ビームを使用する場合、可変成形したショットによる所
定形状の露光パターンに分割してもよい。

【００３０】また、分割した露光パターンを離散的な露
光パターンの集合ごとに第１及び第２のファイルに分け
ているが、データのパターン密度や寸法精度要求が厳し
いものについては２ファイルに限定されず、３以上のフ
ァイルに分けてもよい。また、各ファイルの露光パター
ンは常に離散的な露光パターンでなくとも、一定の許容
範囲内であれば部分的に隣接する露光パターンを含んで
いてもよい。

【００３１】また、電子ビーム露光装置の精度が低い場
合に、隣接する露光パターン間に隙間が生じるおそれが
あるという問題は、分割した複数の露光パターンを複数
のファイルごとに露光する際に、そのうちの隣接する露
光パターンについては、それらの隣接する露光パターン
が互いに重なり合うように露光すればよい。例えば上記
図３（ｂ−１）〜（ｂ−３）に示す第２の実施例の場
合、図３（ｂ−２）の第２のファイルに従って２回目の
照射を行う際に、図３（ｂ−１）の第１のファイルの露
光パターンに隣接する露光パターンの大きさを補正し
て、これら互いに隣接する露光パターンが重なり合うよ
うにする。こうして各ファイルごとの照射による露光パ
ターンの寸法精度が向上することにより却って隣接する
露光パターン間に隙間が生じるという問題は解決され
る。

【００３２】更に、上記第１及び第２の実施例による電
子ビーム描画方法を組み合わせてもよい。上記第１の実
施例と上記第２の実施例とは、その露光パターンの大き
さのレベルが異なるため、例えば上記第２の実施例にお
ける各ファイルの露光パターンを露光する際に、その各
露光パターンごとに、上記第１実施例による電子ビーム
描画方法を適用することができる。このような組み合わ
せにより、上記第１及び第２の実施例の効果を相乗的に
発揮することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明は、電子ビーム露光
により所定のパターンを描画する電子ビーム描画方法に
おいて、サブフィールド内に描画するパターンを分割
し、その分割した複数の露光パターンを離散的に露光し
ていくことにより、また、描画するパターンを分割した
複数の露光パターンを離散的な露光パターンの集合ごと
に複数のファイルに分け、その複数のファイルごとに離
散的な露光パターンを露光していくことにより、１ショ
ットの露光又は１ファイルの露光がその露光パターンに
隣接する他のショット又は他のファイルの露光パターン
に発熱による影響を及ぼさないため、発熱による描画パ
ターンの寸法精度の劣化を防止することができる。

【００３４】従って、例えばレチクルの寸法精度の向上
に大きな効果を発揮すると共に、製作歩留りの向上にも
寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による電子ビーム描画方
法を説明するための図である。

【図２】本発明の第１の実施例による電子ビーム描画方
法を用いた場合の描画パターンの寸法リニアリティを説
明するためのグラフである。

【図３】本発明の第２の実施例による電子ビーム描画方
法を説明するための図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビーム露光によりサブフィールド内
   に所定のパターンを描画する電子ビーム描画方法におい
   て、 前記所定のパターンを複数の露光パターンに分割し、 前記複数の露光パターンを離散的に露光して、前記所定
   のパターンを描画することを特徴とする電子ビーム描画
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子ビーム描画方法にお
   いて、 前記複数の露光パターンを離散的に露光する際、分割し
   た前記複数の露光パターンのうちの隣接する露光パター
   ンが互いに重なり合うように露光することを特徴とする
   電子ビーム描画方法。
3. 【請求項３】 電子ビーム露光によりサブフィールド内
   に所定のパターンを描画する電子ビーム描画方法におい
   て、 前記所定のパターンを複数の露光パターンに分割し、 前記複数の露光パターンを連続的に露光する際、各ショ
   ット間に所定の待ち時間を設定することを特徴とする電
   子ビーム描画方法。
4. 【請求項４】 電子ビーム露光により所定のパターンを
   描画する電子ビーム描画方法において、 前記所定のパターンを複数の露光パターンに分割し、 前記複数の露光パターンを離散的な露光パターンの集合
   ごとに複数のファイルに分け、 前記複数のファイルごとに前記離散的な露光パターンを
   露光して、前記所定のパターンを描画することを特徴と
   する電子ビーム描画方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の電子ビーム描画方法にお
   いて、 前記複数のファイルごとに前記離散的な露光パターンを
   露光する際、分割した前記複数の露光パターンのうちの
   隣接する露光パターンが互いに重なり合うように露光す
   ることを特徴とする電子ビーム描画方法。