JPH0864499A

JPH0864499A - 荷電ビーム露光方法及び半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0864499A
Application number: JP19929694A
Authority: JP
Inventors: Takeo Nagata; 武雄永田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】露光強度分布関数の実測方法に関し、レジス
トパターンを導電パターンに転写して迅速かつ精密な測
定を可能とする。【構成】接続部２を通してそれぞれ各別に設けられた
パッド部３に接続する２本の線状パターン部１を有する
単位パターンを構成単位とし，２本の線状パターン部１
間の最小間隔が相互に異なる一群の単位パターンからな
るパターン群を複数群有するレジストパターンを形成
し，荷電ビームにより各該パターン群毎に異なる露光量
で露光し，該レジストパターンをマスクとして単位パタ
ーンが転写された導電性の導電パターンを形成した後，
導電パターンの該パット部３間の電気的接続の有無を測
定して，電気的接続の有無と２本の線状パターン部１の
間隔との関係からレジストパターン幅の広がりを測定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は荷電ビーム露光方法及び
半導体装置の製造方法に関し，特に迅速に荷電ビーム露
光量を補正する方法に関する。

【０００２】荷電ビーム露光，なかでも電子ビーム露光
は，集積回路に代表される電子部品の製造において，リ
ソグラフィのための不可欠の技術となっている。しか
し，荷電ビームは，レジスト内で散乱され，またレジス
トを通過して下地物質により後方散乱されるため，露光
パターンの変形を生ずる。このため，荷電ビーム露光で
は，この近接効果として知られるこれら散乱によるレジ
ストパターンの変形を補正する必要がある。この近接効
果は，リソグラフィの条件，例えばレジストの厚さ，下
地物質及び下地物質の厚さ，さらには露光パターンによ
り異なるため，これらの条件が異なる毎に荷電ビーム露
光量を補正しなければならない。

【０００３】このため，それぞれの条件の下での近接効
果を迅速に測定し，荷電ビーム露光量を簡便に補正する
方法が必要とされている。

【０００４】

【従来の技術】従来，荷電ビーム露光における近接効果
の補正は，近接効果補正式を用いてなされていた。以
下，近接効果補正式を用いる補正方法について説明す
る。

【０００５】図８は近接効果の説明図であり，基板上に
塗布されたレジストに荷電ビームを露光したときの近接
効果の発生原因を表している。なお，図８（ａ）は平面
図，図８（ｂ）は図８（ａ）中のＡＡ’断面図である。

【０００６】図８を参照して，基板３１上に塗布された
レジスト３２の上面から，パターン幅Ｗの露光領域３６
に荷電ビーム３５を照射すると，荷電ビーム３５はレジ
スト３２内で前方散乱３３され露光領域３６の外側をも
露光する。さらに，レジスト３２を透過した荷電ビーム
３５は，基板３１により後方散乱３４され，露光領域３
６の外側を露光する。この他，荷電ビーム３５に起因す
る蛍光Ｘ線，オージェ電子の発生等により露光領域３６
の外側が露光される。その結果，露光領域３６の外側に
露光された領域（以下「近接効果領域３７」という。）
が形成され，リソグラフィ後のパターンが，露光領域３
６のパターン幅Ｗより近接効果領域３７の幅Ｓだけ拡幅
される近接効果を生ずる。

【０００７】図９は，近接効果の補正の説明図であり，
荷電ビームによる露光量と，近接効果により生ずるパタ
ーン幅増加量との関係を表している。図９を参照して，
近接効果により生ずるパターン幅の増加量，即ち近接効
果領域３７の幅Ｓは，露光量の関数で表される。逆にパ
ターン幅の増加量Ｓをもたらす露光量Ｆは，Ｓの関数Ｆ
＝Ｆ（Ｓ）となり，露光強度分布関数を表す。この露光
強度分布関数Ｆは，前方散乱３３による効果ｆ₁，後方
散乱３４による効果ｆ ₂，さらに他の現象による効果ｆ
₃の和として，Ｆ＝ｆ₁＋ｆ₂＋ｆ₃ （１）と近似される。ここでｆ₁，ｆ₂は例えば，ｆ₁＝ｅｘｐ（−（Ｓ／ａ）²）（２）ｆ₂＝ｂ×ｅｘｐ（−（Ｓ／ｃ）²）（３）と近似され，多くの場合にｆ₃は無視することができ
る。勿論，高次の近似式を必要とする場合はｆ₃を幾つ
かの関数形で近似することができる。なお，パラメータ
ａ及びｃは，それぞれ前方散乱係数及び後方散乱係数で
あり，またパラメータｂは定数である。

【０００８】近接効果補正式は，パターン幅増加量Ｓと
露光量との関係を実測し，その実測値を近似するように
パラメータａ，ｂ及びｃを定めた露光強度分布関数Ｆの
近似式として求められる。

【０００９】上述した方法では，近接効果補正式を求め
るには，パターン幅増加量Ｓと露光量Ｆとの関係を実測
する必要がある。この関係は，同一パターンを露光量を
変えて露光し，露光量によるパターン幅の増加依存性を
実測することでなされる。しかし，パターン幅を測定す
るには，レジストを現像して，現像パターンを走査型電
子顕微鏡により観測しなければならず，多大の労苦と時
間とを必要とする。

【００１０】他方，光学露光においては，最適露光量を
確認する方法として，レジストパターンをマスクとして
導電性薄膜をパターニングし，その導電性薄膜パターン
を２分するスリットを解像するか否かを，スリットの形
成の可否，即ち２分されたパターンの導通の有無により
検査する方法が，特開平５−２０５９９２に開示されて
いる。この方法によれば，レジストの形状を走査型電子
顕微鏡により観測する労力を回避しつつ，要求する解像
度を実現する露光量であったことを確認することができ
る。

【００１１】しかし，導電性薄膜を利用してパターンの
広がりが設計値以内にあることを確認するこの方法を，
先に述べた荷電ビームの近接効果の補正に直接適用する
ことはできない。

【００１２】即ち，荷電ビーム露光では，近接効果が大
きいため，光露光では殆ど問題とならない効果，例えば
パターンの大きさ，ドーズ量，さらには遠方の大きなパ
ターン，とくにパターンの導通を検出するための端子部
分となるバッド等の影響をも考慮しなければならない。
このため，光露光のようにスリットの分解の可否のみで
は，露光量を変えたとき又はパターン形状が異なるとき
の近接効果によるパターン幅の広がりを知ることはでき
ず，露光強度分布関数を実測することができない。従っ
て，露光量とパターン形状との関係を含めた露光強度分
布関数として近接効果を実測し，近接効果補正式を求め
ることが荷電ビーム露光では不可欠である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように，従来
の荷電ビーム露光では，露光強度分布関数を実測して近
接効果補正式を求めるためにレジストパターンの形状を
走査電子顕微鏡により観測する必要があり，多大の労力
と時間とを費やしていた。また，導電性薄膜のスリット
を分解するか否かにより最適露光か否かを判断する方法
によっては，露光強度分布関数を実測することができな
いという問題がある。

【００１４】本発明は，近接して設けられた２つのレジ
ストパターンを導電性薄膜に転写して，転写された導電
性薄膜パターンの間の導通の有無によりレジストパター
ンの近接効果を測定する方法にあって，近接効果の誤差
が少なく，また少数のパターンについての測定により露
光強度分布関数を実測することができるパターンを提供
することで，補正を簡便に行うことができる荷電ビーム
露光方法を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の第一実施
例単位パターン平面図であり，レジストパターンを構成
する構成単位である単位パターンの形状を表している。
図２は本発明の第一実施例レジストパターン平面図であ
り，単位パターンの配列を表している。図３は，本発明
の第一実施例導電パターン形成工程図であり，レジスト
パターンをマスクとして導電パターンを形成する工程を
基板の断面図により表している。

【００１６】また，図５〜図７は，それぞれ本発明の第
二〜第四実施例単位パターン平面図であり，それぞれの
実施例における単位パターンの形状を表している。上記
課題を解決するために，本発明の第一の構成では，図
１，図２及び図３を参照して，基板２１上に堆積された
レジスト膜２４を，荷電ビーム露光を用いたリソグラフ
ィによりパターニングしてレジストパターン２５を形成
する工程と，該レジストパターン２５幅の広がりを測定
する工程と，該荷電ビームの露光量と該レジストパター
ン２５幅の広がりとの関係を近接効果補正式により近似
する工程とを有し，近似された該近接効果補正式を用い
て露光量を補正する荷電ビーム露光方法において，該レ
ジストパターン２５は，接続部２を通してそれぞれ各別
に設けられたパッド部３に接続する２本の線状パターン
部１を有する単位パターン４を構成単位とし，該２本の
線状パターン部１間の最小間隔が相互に異なる一群の該
単位パターン４からなるパターン群６を複数群有して構
成され，該荷電ビームの露光は，各該パターン群６毎に
異なる露光量でなされ，該レジストパターン２５幅の広
がりを測定する工程は，該レジストパターン２５をマス
クとするエッチング又はリフトオフにより該単位パター
ン４が転写された導電性の導電パターン２６を形成した
後，該導電パターン２６の該パット部３間の電気的接続
の有無を測定して，該電気的接続の有無と該２本の線状
パターン部１の間隔との関係から該レジストパターン２
５幅の広がりを測定することを特徴として構成し，及
び，第二の構成は，図１〜図３を参照して，第一の構成
の電子ビーム露光方法において，該２本の線状パターン
部１は，互いに平行な２本の直線状パターン部１Ａを備
えて構成され，該２本の線状パターン部１相互の最小間
隔が，該２本の直線状パターン部１Ａ相互の間隔である
ことを特徴として構成され，及び，第三の構成は，図３
及び図５（ａ）を参照して，基板２５上に堆積されたレ
ジスト膜２４を，荷電ビーム露光を用いたリソグラフィ
によりパターニングしてレジストパターン２５を形成す
る工程と，該レジストパターン２５幅の広がりを測定す
る工程と，該荷電ビームの露光量と該レジストパターン
２５幅の広がりとの関係を近接効果補正式により近似す
る工程とを有し，近似された該近接効果補正式を用いて
露光量を補正する荷電ビーム露光方法において，該レジ
ストパターン２５は，接続部２を通してそれぞれ各別に
設けられたパッド３部に接続する２本の線状パターン１
部を備えた単位パターンを複数個有して構成され，該２
本の線状パターン部１相互の間隔は，該線状パターン部
１の一端に向けて広く他端に向けて狭く形成され，該接
続部２は，該一端の近くで該線状パターン部１に接続さ
れ，該荷電ビームの露光は，各該単位パターン毎に異な
る露光量でなされ，該レジストパターン２５幅の広がり
を測定する工程は，該レジストパターン２５をマスクと
するエッチング又はリフトオフにより該単位パターンが
転写された導電性の導電パターン２６を形成した後，該
導電パターン２６の該パット部３間の電気抵抗を測定し
て，該電気抵抗から該レジストパターン２５幅の広がり
を求めることを特徴として構成し，及び，第四の構成
は，図５（ｂ）を参照して，第三の構成の電子ビーム露
光方法において，該２本の線状パターン部１は，１本の
直線パターン５に沿って，該直線パターン５の中央近傍
からそれぞれ両端方向に向けて配置され，かつ該直線パ
ターン５と該線状パターン部１との間隔が該直線パター
ン５の中央から両端に向かう方向に広く又は狭くなるよ
うに配置され，該接続部２は，該直線パターン５からの
距離が大きい側の該線状パターン部１の端部に接続され
ていることを特徴として構成され，及び，第五の構成
は，図３及び図６を参照して，基板２１上に堆積された
レジスト膜２４を，荷電ビーム露光を用いたリソグラフ
ィによりパターニングしてレジストパターン２５を形成
する工程と，該レジストパターン２５幅の広がりを測定
する工程と，該荷電ビームの露光量と該レジストパター
ン２５幅の広がりとの関係を近接効果補正式により近似
する工程とを有し，近似された該近接効果補正式を用い
て露光量を補正する荷電ビーム露光方法において，該レ
ジストパターン２５は，接続部３を通してそれぞれ各別
に設けられたパッド部３に接続する２本の直線状パター
ン部１Ａを有する単位パターンを構成単位とし，平行に
配置された該２本の直線状パターン部１Ａ間の間隔が相
互に異なる複数の単位パターンを備えて構成され，二つ
の該接続部２は，該直線状パターン部１Ａの同じ側の一
端にそれぞれ接続され，該荷電ビームの露光は，該接続
部２が接続する一端から，該直線状パターン部１Ａの他
端に向けて露光量を単調に増加してなされ，該レジスト
パターン２５幅の広がりを測定する工程に代えて，該レ
ジストパターン２５をマスクとするエッチング又はリフ
トオフにより該単位パターンが転写された導電性の導電
パターン２６を形成した後，該導電パターン２６の該パ
ット部３間の電気抵抗を測定して，該電気抵抗から該レ
ジストパターン２５幅の広がりが該直線状パターン部１
Ａ相互の間隔の１／２を超える露光量を求める工程を有
することを特徴として構成し，及び，本発明の第六の構
成は，図７を参照して，第五の構成の荷電ビーム露光方
法において，該単位パターンを構成する該２本の直線状
パターン部１Ａは，直線パターン５に沿って平行に，該
直線パターン５の中央付近からそれぞれ両端に向けて延
在し，該荷電ビームの露光は，該直線パターン５の中央
付近で露光量を少なく，該直線パターン５の両端に向け
て露光量を単調に増加して行われることを特徴として構
成し，及び，第七の構成は，第一，第二，第三，第四，
第五又は第六の構成の荷電ビーム露光方法を用いてする
パターニング工程を有することを特徴とする半導体装置
の製造方法として構成する。

【００１７】

【作用】本発明の第一の構成では，例えば，図３を参照
して，導電膜２３上に設けられたレジスト膜２４を，図
１及び図２を参照して，線状パターン部１の最小間隔ｄ
が異なる複数の単位パターン４，例えば複数の単位パタ
ーン４ａａ，４ａｂ，４ａｃ，４ａｄ，４ａｅ，を１群
となし，この一群，即ちパターン群６ａを同一露光量で
露光する。さらに，他の同様の複数のパターン群６ｂ〜
６ｄについて，一つのパターン群６を構成する全ての単
位パターン４を同一露光量で，かつ各パターン群６毎に
異なる露光量で露光する。次いで，図３を参照して，レ
ジスト膜を現像して複数の単位パターンを含むレジスト
パターン２５を形成する。

【００１８】以下，図１〜図３を参照して，上記工程に
より，線状パターン部１の最小間隔ｄ及び露光量Ｉを２
つの変数として，その２変数を変えて形成された複数の
単位パターン４が，レジストパターン２５として形成さ
れる。従って，レジストパターンの形状を直接に測定す
ることなく，最小間隔ｄを解像できる露光量Ｆを幾つか
の最小間隔ｄについて測定することで，間隔ｄを解像す
る露光量Ｆとして，ｄを変数とする露光強度分布関数Ｆ
を実測することができる。なお，本発明の第二の構成で
は，図１（ａ）に示すように，線状パターン部１を平行
な直線とし，２本の線状パターン部１を最小間隔ｄで平
行に配置する。この場合，パターン形成が容易であり，
またパターンの曲率の影響が少なくなる。

【００１９】本第一及び第二の構成では，レジストパタ
ーン２５について，最小間隔ｄが解像されたか否かを，
以下のようにして判断する。即ち，先ず，レジストパタ
ーン２５をマスクとするエッチングにより，レジストパ
ターン２５をその下に設けられた導電膜２３に転写し，
単位パターン４を含む導電パターン２６を形成する。こ
の導電パターン２６について，単位パターンに含まれる
２本の線状パターン部１相互間の導通を確認することに
より，この単位パターンの最小間隔ｄが解像されなかっ
たことを知ることができる。勿論，導通がないときは，
この最小間隔ｄを解像したことが確認される。

【００２０】既に述べたように，本構成のレジストパタ
ーン２５は，最小間隔ｄと露光量との２変数をそれぞれ
変えて形成される。従って，露光量を変化したとき，最
小間隔ｄが解像された単位パターンの領域と，最小間隔
ｄが解像されなかった単位パターンの領域とは，最小間
隔ｄと露光量とからなる２次元平面を２分する。その２
分する境界は，ある露光量において解像されうる最小の
間隔，即ち露光強度分布関数Ｆを表す。

【００２１】上述のように，本構成では，導電パターン
２６の導通の有無の測定によって，レジストパターンの
解像度，即ち近接効果領域の大きさを知ることができる
ため，レジストパターンの形状を直接に観測することな
く露光強度分布関数を実測できる。このため，近接効果
補正式を短時間にかつ容易に求めることができる。

【００２２】上に述べた第一及び第二の構成に係る説明
は，導電パターン上にレジストパターンを形成し，導電
膜のエッチングにより導電パターンを形成した例につい
てのものである。その他，図３（ｅ）〜（ｇ）を参照し
て，予めレジストパターン２５形成し，その後，導電膜
２３をリフトオフして導電パターン２６を形成すること
もできる。この方法では，レジストの下地が導電性薄膜
である必要はなく，それゆえ適用範囲が広いという利点
がある。

【００２３】さらに，本構成では，導電パターン２６の
導通を測定するための外部接続端子としてパッド部３
を，線状パターン部１から離して設け，その間を細い接
続部２により接続する。従って，大面積のパッド部３が
線状パターン部１に及ぼす近接効果の影響は小さい。こ
のため，露光強度関数を精密に実測することができる。

【００２４】本発明の第三の構成では，図５（ａ）を参
照して，単位パターンは，接続部２が接続する一端で広
く，接続部２が接続しない先端で狭くなるように形成さ
れた２本の線状パターン部１を備える。なお，線状パタ
ーン部１は階段状のものに限られず，例えばＶ字型に配
置した２直線，又は曲線とすることができる。かかるパ
ターンを露光すると，線状パターン部１の間隔が狭い先
端に近い部分が解像されず，その結果，第一及び第二実
施例と同様にして形成された薄膜パターンは，先端に近
い部分が短絡したパターンとなる。

【００２５】この短絡は，２本の線状パターン部１の間
隔が，その先端から，その露光量の下で解像されない最
大間隔，言い換えれば解像される最小間隔に相当する位
置まで生ずる。例えば，露光量が少なく解像度が大きい
場合は，先端に近い部分のみ短絡し，露光量が多く解像
度が小さい場合は，接続部２に近い位置まで短絡する。
従って，解像度により接続部から短絡部までの線状パタ
ーン部１の長さが異なるから，パッド部３間の抵抗値も
それに応じて変化する。このため，パッド部３間の電気
抵抗を測定することで，解像された最大の間隔を知るこ
とができる。

【００２６】本構成では，一つの単位パターンにより，
一つの露光量について解像される最大間隔を知ることが
できる。従って，露光強度分布関数を求めるために，必
要とする露光量の段階数だけの同一のパターンを用意す
れば足りる。このため，第一実施例のように露光量の段
階数とパターンの最小間隔ｄとの積の数の単位パターン
を用意するのに比較して，労力及び時間を大幅に減少で
きる。

【００２７】本発明の第四の構成では，図５（ｂ）を参
照して，第三の構成における２本の線状パターン部１
を，１本の直線パターン５に沿って設け，それぞれ該直
線パターン５の中央付近から両端方向に向けて，直線パ
ターン５と該線状パターン部１との間隔が広くなる形に
配置する。この構成では，解像できないために短絡する
のは，直線パターン５と線状パターン部１との間隙であ
り，短絡は，間隔が最小となる直線パターン５の中央に
近い側から発生する。なお，線状パターン部１は，直線
に限らず曲線でもよいことは第三の構成と同様である。

【００２８】接続部２は，直線パターン５の端面に近い
側の線状パターン１部端部に接続される。従って，パッ
ド部３間の抵抗値を測定することで，解像されなかった
間隔の大きさを知ることができる。

【００２９】なお，本構成において，直線パターン５と
線状パターン部１との間隔を，直線パターン５の中央で
広く，直線パターン５の両端で狭くすることもできる。
この場合は，接続部１ａは直線パターン５の両端に近い
線状パターン部１先端に接続するように設けられる。こ
の構成では，パッド部３間の抵抗変化は，主として短絡
していない直線パターン５の長さにより定まるから，抵
抗変化が大きく測定が容易である。

【００３０】本発明の第五の構成では，図６を参照し
て，第一及び第二の構成で述べた単位パターンの線状パ
ターン部の形状を，平行な２直線からなる直線状パター
ン部１Ａとする。露光は，接続部２が接続する部分で露
光量を最小とし，他端に向かい露光量を単調に増加す
る。

【００３１】次いで，前述した方法と同様にして導電パ
ターンを形成し，パッド部３間の電気抵抗を測定する。
２本の直線状パターン１Ａの間隔は一定であるから，露
光量の多い先端部（接続部２が接続されていない端部）
から露光量が少なく直線状パターン部１Ａ間の間隔が解
像される位置まで，２本の直線状パターン１Ａは短絡す
る。従って，パッド部３間の抵抗値を測定することで，
２本の直線状パターン部１Ａの間隔を解像する最大露光
量を知ることができる。

【００３２】本構成では，さらに，２本の直線状パター
ン部１Ａの間隔が異なる単位パターンを，近接効果領域
の測定に必要な分解能，即ちパターンの広がりの最小測
定精度に応じて用意する。これにより，露光量とパター
ン幅の広がりとの関係，即ち露光強度分布関数を実測す
ることができる。

【００３３】本構成では，単位パターンは，パターンの
広がりの最小測定精度に応じた段階の数を用意すること
で足り，露光量について２次元的に配置する必要がな
い。このため，露光強度分布関数を求める労力及び時間
を少なくすることができる。

【００３４】本構成の第六の構成では，図７を参照し
て，２本の直線状パターン部１Ａを，直線パターン５に
沿って平行に，一本を直線パターン５の中央付近からそ
の一端に向けて配置し，他の一本を直線パターンの中央
付近から他端に向けて配置する。露光は，２本の直線状
パターン部１Ａ及び直線パターン５について，直線パタ
ーン５の中央付近で露光量を少なく，直線パターン５の
両端方向で多くなるように露光される。

【００３５】従って，直線パターン５と直線状パターン
部１Ａとは，直線パターン５の両端から露光量に応じた
長さの部分が短絡する。従って，パッド部３間の電気抵
抗を測定することにより，直線パターン５の短絡してい
ない部分の長さを知ることができる。その結果，露光量
とパターン幅の広がりとの関係を測定することができ
る。なお，露光強度分布関数を求めるために，直線パタ
ーン５と線状パターン部１Ａとの間隔を変えた複数の単
位パターンを用意することは，第五の構成と同様であ
る。

【００３６】本発明の第七の構成は，上述した第一〜第
六の構成の荷電ビーム露光方法をパターニングに用いた
半導体製造方法であり，例えば，半導体装置が製造され
る半導体基板表面に，導電体薄膜からなる配線を設ける
工程，絶縁層を選択的にエッチングする工程，直接基板
をエッチングする工程，又は露光用マスクの製造に適用
することができる。

【００３７】

【実施例】以下，本発明を実施例を参照して説明する。
本発明の第一実施例は，図３（ａ）を参照して，先ず，
シリコン基板２１表面に，ＳｉＯ₂からなる絶縁膜２２
を形成する。次いで，ポリシリコン又はＴａからなる例
えば厚さ５００nmの導電膜２３を堆積する。その後，ネ
ガレジスト，例えば商品名ＣＭＳ又はＳＡＬを厚さ０．
２〜０．６μｍ塗布して，レジスト膜２４を形成する。

【００３８】次いで，荷電ビーム露光，例えば電子ビー
ム露光により，レジスト膜２４を露光する。露光パター
ンは，図１（ａ）を参照して，線状パターン部１として
平行な長さが例えば１０〜２０μｍ，幅が例えば１〜４
μｍの直線状パターン部１Ａと，直線状パターン部１Ａ
の両外側に，直線状パターンから離して配置された例え
ば辺長１００μｍの正方形のパッド部３と，直線状パタ
ーン部１Ａの紙面上方の先端に接続されパッド部３と接
続する例えば幅１μｍの細線からなる接続部２とから構
成される単位パターン４を要素として構成される。ここ
で，パッド部を直線状パターン部１Ａから離すのは，測
定の対象部分である直線状パターン１Ａが大面積のパッ
ド部３による近接効果の影響を受けないようにするため
である。

【００３９】図１（ｂ）は，第一実施例の変形例であ
り，改良された単位パターンをあらわしている。この変
形例では，パッド部３及び接続部が中心対象の位置に設
けられる。この単位パターンは，面対象のパターンに較
べて２つのパッド部３の距離を大きくとることができる
ので，パッド部３からの近接効果の影響をより小さくす
ることができる。

【００４０】さらに，図２を参照して，単位パターン４
を格子状に並べて露光する。ここで，線状パターン１
（直線状パターン１Ａ）の間隔を，例えば０．１μｍか
ら１２μｍまで，順次広くした単位パターン４ａａ〜４
ｅａを列方向に並べたパターン群６ａを露光し，さらに
パターン群６ａと同じパターンを行方向に並べたパター
ン群６ｂ〜６ｄを，それぞれパターン群毎に異なる露光
量で露光する。

【００４１】なお，近接効果領域幅は一般に最適露光量
において露光量依存性が小さくなるから，線状パターン
１の間隔が最適露光量で生ずる近接効果領域幅の２倍程
度のところで，線状パターン１の間隔を広げる刻みを小
さくすることが，少ない単位パターンにより近接効果領
域幅の測定分解能を向上するために好ましい。

【００４２】次いで，図３（ｂ）を参照して，レジスト
膜２４を現像し，単位パターンを格子状に並べたレジス
トパターン２５を形成する。なお，図３はレジストパタ
ーン２５の単位パターン４の部分を表している。

【００４３】次いで，図３（ｃ）を参照して，レジスト
パターン２５をマスクとして，例えば反応性イオンエッ
チング又は化学的エッチングにより導電膜２３を選択的
にエッチングし，レジストパターンが転写された導電パ
ターン２６を形成する。

【００４４】次いで，図３（ｃ）の状態を斜視図で表し
た図３（ｄ）を参照して，パッド部３に測定器の端子を
当接し，パッド部３間の電気抵抗を測定する。本実施例
では，図１（ａ）を参照して，ある特定の露光量のと
き，線状パターン部１の近接効果によるパターン幅の増
加量が，２本の線状パターン部１間の間隔ｄの半分，即
ちｄ／２を超える場合に２本の線状パターン部１は短絡
する。従って，その特定の露光量に対して，間隔ｄが異
なる単位パターン（これらは，図２を参照して，一つの
パターン群６に属している。）の短絡の有無を測定する
ことで，その特定の露光量における近接効果によるパタ
ーン幅の増加量（即ち，近接効果領域幅である。）を知
ることができる。

【００４５】本実施例では，露光量を異にするパターン
群についても，同様の測定を行い，露光量と近接効果に
よるパターン幅の増加量との関係，即ち露光強度分布関
数を実測する。

【００４６】上記の方法により測定された結果を図４に
示す。図４は，本発明の第一実施例露光強度分布関数を
表す図であり，第一実施例において測定された露光強度
分布関数を表している。

【００４７】図４中の一点は，一つのパターン群での測
定に対応し，特定の露光量に対する近接効果によるパタ
ーン幅の増加量を表している。露光強度分布関数は，露
光量の異なる複数のパターン群について測定されたパタ
ーン幅の増加量と露光量とのうグラフとして表される。

【００４８】図４に示す露光強度分布関数は，線状パタ
ーン部１のパターン幅Ｗが所定の幅，例えば１μｍのも
のについて求めたものである。露光強度分布関数はパタ
ーン幅Ｗにも依存するため，実用的には，パターン幅Ｗ
の異なる場合の露光関数をも求める必要が多い。このた
め，本実施例では，パターン幅Ｗを１，２，３及び４μ
ｍのものについて露光強度分布関数を実測した。

【００４９】次いで，上記の方法で実測された露光強度
分布関数に基づき，近接効果補正式を求める。この近接
効果補正式の算出は，従来の技術で説明した方法と同様
にしてなされる。さらに，算出された近接効果補正式を
もちいて荷電ビームの露光量を補正しつつ，半導体装置
の製造における配線パターンの形成，及びポリシリコン
ゲートの形成に適用する。なお，これらの適用の方法
は，従来方法と同様になされる。

【００５０】本発明の第一実施例において，上記で説明
したネガレジストに代えて，ポジレジスト，例えば商品
名ＣＭＲを用いることができる。この場合には，薄膜パ
ターンの形成はリフトオフで形成する。

【００５１】即ち，図３（ｅ）を参照して，表面に絶縁
膜２２が形成されたシリコン基板２１上に，ポジレジス
トからなるレジスト膜２４を塗布した後，荷電ビームで
露光し，第一実施例と同様の，但しネガ，ポジが反転し
たレジストパターン２５を形成する。次いで，図３
（ｆ）を参照して，導電膜２３を例えばスパッタにより
堆積し，リフトオフする。この結果，図３（ｇ）を参照
して，レジストパターン２５が転写された薄膜パターン
２６が形成される。その後の取扱は第一実施例と同様で
ある。このポジレジストを用いる方法では，レジストの
下層が導電膜でなくてもよく，例えば絶縁層であっても
よいから，適用範囲が広範になる。

【００５２】本発明の第二実施例は，本発明の第三の構
成に関する。図５（ａ）を参照して，本実施例の単位パ
ターンは，パッド部３，接続部２及び線状パターン部１
からなるパターンを，面対象に配置して構成される。線
状パターン部１は，図５（ａ）の紙面下方の端部で最も
接近して対抗する平行な線分状パターン１ｄを形成し，
上方に向けて順次階段状に広がる線分状パターン１ｃ〜
１ａから構成される。パッド部３は線状パターン部１の
上方に離して形成し，線状パターン部１と同一幅の接続
部２により接続する。なお，各線分状パターン１ａ〜１
ｄの線幅は同一である。また，各線分状パターンの間隔
は，第一実施例で述べた線状パターン間の最小間隔ｄに
対応しており，同様の思想の下で選択することができ
る。

【００５３】本実施例のレジストパターンは，第一実施
例のレジストパターンを表す図２を参照して，線状パタ
ーン１間の最小間隔ｄの異なる単位パターンの集合であ
るパターン群（６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・・）を，一つ
の単位パターンで置換する。即ち，例えば，パターン群
６ａを一つの単位パターンで，パターン群６ｂを他の一
つの単位パターンで置換する。

【００５４】露光量は，第一実施例の各パターン群６
ａ，６ｂ，６ｃ，・・・・の露光と同様に，各単位パタ
ーン毎に異なるように露光する。次いで，第一実施例と
同様に薄膜パターンを形成する。

【００５５】次いで，図５（ａ）を参照して，薄膜パタ
ーンのパッド部１間の電気抵抗を測定し，測定された電
気抵抗の値から，線状パターン部１の中で短絡した線分
状パターンを決定する。本実施例では，線状パターン部
１が階段状に形成されているため，電気抵抗はデジタル
に変動する。このため測定の誤りの防止が容易である。

【００５６】図５（ｂ）は第二実施例の変形例の単位パ
ターンを表している。この変形例では，直線パターン５
に沿うように２本の階段状の線状パターン部１が，直線
パターンの左右に配置される。なお，パッド部１相互の
距離を大きくしてパッド部１からの近接効果を減少する
ために，一方の線状パターン部１が他方の線状パターン
部１と直線パターン部５を挟み反対側に配することもで
きる。本構成では，階段状の線状パターン部１と直線パ
ターン部１とが短絡することで変化する，パッド部１間
の電気抵抗を測定し，これからその露光量で生ずるパタ
ーン幅の増加を求める。

【００５７】本第二実施例の変形例では，さらに，電気
抵抗の変化を大きくするために，階段状の直線状パター
ン１を，階段状の直線状パターン１と直線パターンとの
距離が直線パターン５の中央付近で広く，直線パターン
５の端部付近で狭く配置することができる。このとき，
短絡は直線パターン５の両端から始まるため，電気抵抗
の変化は短絡した直線パターン５の長さに略比例する。
接続部２の位置は必ずしも問わないが，直線パターン５
の中央付近に接続することが，電気抵抗の変化が大きく
且つパッド部１からの近接効果の影響がすくない点で好
ましい。なお，一方の線状パターン１を直線パターン５
の反対側に設けることもできる。

【００５８】本発明の第三実施例及第四実施例は，単位
パターンの中で露光量を変化する方法に関する。本発明
の第三実施例では，単位パターンは，図６を参照して，
平行な２本の直線状パターン部１Ａと，それぞれの直線
状パターンにその一端で接続部２を通して接続するパッ
ド部３とから構成される。さらに，直線パターン５は，
接続部２が接続する側から順に複数の線分パターン１Ａ
ａ〜１Ａｎに区分される。

【００５９】荷電ビーム露光は，この線分パターン１Ａ
ａ〜１Ａｎの一つを同一露光量でおこなう。さらに，区
分された直線状パターン部１Ａを接続部２の近くから順
に，即ち線分パターン１Ａａから線分パターン１Ａｎに
向けて，露光量が増加するように露光する。

【００６０】この単位パターンでは，直線状パターン部
１Ａａの接続部２から離れた側の先端，即ち線分パター
ン１Ａｎから短絡が始まる。従って，パッド部３間の電
気抵抗を測定することで，短絡を生じた線分パターンの
うち接続部２に最近接の線分パターンを知ることができ
る。この線分パターンの露光量は，近接効果によるパタ
ーン幅の増加量が，直線状パターン部１Ａ間の距離の半
分となったときの露光量に相当する。

【００６１】本実施例では，直線状パターン部１Ａ間の
距離が異なる単位パターンを配置して，露光強度分布関
数を実測する。本実施例では，単位パターンの測定に係
わる主要部分が，平行な２直線のパターンで構成される
から，パターン形状に伴う誤差が小さい。なお，線状パ
ターン部１Ａを区分することなく，連続的に露光量を変
化してもよい。このとき，パッド部３間の電気抵抗は連
続的に変化するから分解能の高い測定をすることができ
る。

【００６２】本発明の第四実施例は，図７（ａ）を参照
して，単位パターンは，直線パターン５と，直線パター
ン５の左右に，直線パターン５に平行に配置された２本
の直線状パターン部１Ａを有する。接続部２は，例えば
直線パターン５の両端側に位置する直線状パターン部１
Ａ端部に接続する。なお，逆に，直線パターン５の中央
に近い直線状パターン部１Ａ端部に接続することもでき
る。また，図７（ｂ）を参照して，パッド部３の影響を
小さくするために，一方の直線状パターン部１Ａを，直
線パターン５の反対側に設けることもできる。本構成で
は，直線パターン５の両側から中央迄の区間を複数の線
分パターン５ａ〜５ｎに区分する。さらに，直線パター
ン５を区分する線分パターン５ａ〜５ｎに対向する区分
を直線状パターン部１Ａに設け，線分パターン５ａ〜５
ｎに対応するそれぞれの区分を線分パターン１Ａａ〜１
Ａｎとする。

【００６３】これら直線パターン５上及び直線状パター
ン部１Ａ上の互いに対応する線分パターン，例えば線分
パターン５ａ及び線分パターン１Ａａは，同一露光量で
露光される。露光は，中央の線分パターン５ｎ，１Ａｎ
で露光量を少なく，両側に向けて露光量を多くする。

【００６４】本実施例の単位パターンでは，短絡は直線
パターン５の両端から始まる。従って，パッド部３間の
電気抵抗は，直線パターンの短絡部分の伸長と共に減少
するから，その後，電気抵抗を測定し，第三実施例と同
様にして露光強度分布関数を実測する。なお，直線パタ
ーン５と直線状パターン１Ａ間の距離が異なる一連の単
位パターンを用意することは第三実施例と同様である。
本実施例では，接続部２及びパッド部３を，直線状パタ
ーン部１Ａの最も露光量の大きい位置の近くに配置する
ことができるので，パッド部３の近接効果の影響をより
小さくすることができる。

【００６５】

【発明の効果】上述したように，本発明によれば，レジ
ストパターンの近接効果を導電パターン間の電気抵抗の
変化から測定できるから，露光強度分布関数を容易に実
測することができるので，荷電ビームの露光補正を簡便
にすることができる。また，パッド部の影響が小さく，
且つ近接効果によるパターン幅の増加に鋭敏に依存する
単位パターンを提供することができるから，精密に露光
強度分布関数を実測することができ，露光補正を精密に
することができる。

【００６６】従って，本発明は，荷電ビーム露光を用い
た精密加工の向上に寄与するから，微細加工を要する装
置，特に半導体装置の性能向上に寄与するところが大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例単位パターン平面図

【図２】本発明の第一実施例レジストパターン平面図

【図３】本発明の第一実施例導電パターン形成工程図

【図４】本発明の第一実施例露光強度関数を表す図

【図５】本発明の第二実施例単位パターン平面図

【図６】本発明の第三実施例単位パターン平面図

【図７】本発明の第四実施例単位パターン平面図

【図８】近接効果説明図

【図９】近接効果の補正の説明図

【符号の説明】

１線状パターン部１Ａ直線状パターン部２接続部３パッド部４，４ａａ〜４ｅｄ単位パターン５直線パターン６，６ａ〜６ｄパターン群２１基板２２絶縁膜２３導電膜２４レジスト膜２５レジストパターン２６導電パターン３１基板３２レジスト３３前方散乱３４後方散乱３５荷電ビーム３６露光領域３７近接効果領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に堆積されたレジスト膜を，荷電
ビーム露光を用いたリソグラフィによりパターニングし
てレジストパターンを形成する工程と，該レジストパタ
ーン幅の広がりを測定する工程と，該荷電ビームの露光
量と該レジストパターン幅の広がりとの関係を近接効果
補正式により近似する工程とを有し，近似された該近接
効果補正式を用いて露光量を補正する荷電ビーム露光方
法において，該レジストパターンは，接続部を通してそ
れぞれ各別に設けられたパッド部に接続する２本の線状
パターン部を有する単位パターンを構成単位とし，該２
本の線状パターン部間の最小間隔が相互に異なる一群の
該単位パターンからなるパターン群を複数群有して構成
され，該荷電ビームの露光は，各該パターン群毎に異な
る露光量でなされ，該レジストパターン幅の広がりを測
定する工程は，該レジストパターンをマスクとするエッ
チング又はリフトオフにより該単位パターンが転写され
た導電性の導電パターンを形成した後，該導電パターン
の該パット部間の電気的接続の有無を測定して，該電気
的接続の有無と該２本の線状パターン部の間隔との関係
から該レジストパターン幅の広がりを測定することを特
徴とする荷電ビーム露光方法。
【請求項２】請求項１記載の電子ビーム露光方法にお
いて，該２本の線状パターン部は，互いに平行な２本の
直線状パターン部を備えて構成され，該２本の線状パタ
ーン部相互の最小間隔が，該２本の直線状パターン部相
互の間隔であることを特徴とする荷電ビーム露光方法。
【請求項３】基板上に堆積されたレジスト膜を，荷電
ビーム露光を用いたリソグラフィによりパターニングし
てレジストパターンを形成する工程と，該レジストパタ
ーン幅の広がりを測定する工程と，該荷電ビームの露光
量と該レジストパターン幅の広がりとの関係を近接効果
補正式により近似する工程とを有し，近似された該近接
効果補正式を用いて露光量を補正する荷電ビーム露光方
法において，該レジストパターンは，接続部を通してそ
れぞれ各別に設けられたパッド部に接続する２本の線状
パターン部を備えた単位パターンを複数個有して構成さ
れ，該２本の線状パターン部相互の間隔は，該線状パタ
ーン部の一端に向けて広く他端に向けて狭く形成され，
該接続部は，該一端の近くで該線状パターン部に接続さ
れ，該荷電ビームの露光は，各該単位パターン毎に異な
る露光量でなされ，該レジストパターン幅の広がりを測
定する工程は，該レジストパターンをマスクとするエッ
チング又はリフトオフにより該単位パターンが転写され
た導電性の導電パターンを形成した後，該導電パターン
の該パット部間の電気抵抗を測定して，該電気抵抗から
該レジストパターン幅の広がりを求めることを特徴とす
る荷電ビーム露光方法。
【請求項４】請求項３記載の電子ビーム露光方法にお
いて，該２本の線状パターン部は，１本の直線パターン
に沿って，該直線パターンの中央近傍からそれぞれ両端
方向に向けて配置され，かつ該直線パターンと該線状パ
ターン部との間隔が該直線パターンの中央から両端に向
かう方向に広く又は狭くなるように配置され，該接続部
は，該直線パターンからの距離が大きい側の該線状パタ
ーン部の端部に接続されていることを特徴とする荷電ビ
ーム露光方法。
【請求項５】基板上に堆積されたレジスト膜を，荷電
ビーム露光を用いたリソグラフィによりパターニングし
てレジストパターンを形成する工程と，該レジストパタ
ーン幅の広がりを測定する工程と，該荷電ビームの露光
量と該レジストパターン幅の広がりとの関係を近接効果
補正式により近似する工程とを有し，近似された該近接
効果補正式を用いて露光量を補正する荷電ビーム露光方
法において，該レジストパターンは，接続部を通してそ
れぞれ各別に設けられたパッド部に接続する２本の直線
状パターン部を有する単位パターンを構成単位とし，平
行に配置された該２本の直線状パターン部間の間隔が相
互に異なる複数の単位パターンを備えて構成され，二つ
の該接続部は，該直線状パターン部の同じ側の一端にそ
れぞれ接続され，該荷電ビームの露光は，該接続部が接
続する一端から，該直線状パターン部の他端に向けて露
光量を単調に増加してなされ，該荷電ビームの露光は，
該直線状パターン部が延在する方向に露光量を単調に増
加又は単調に減少してなされ，該レジストパターン幅の
広がりを測定する工程に代えて，該レジストパターンを
マスクとするエッチング又はリフトオフにより該単位パ
ターンが転写された導電性の導電パターンを形成した
後，該導電パターンの該パット部間の電気抵抗を測定し
て，該電気抵抗から該レジストパターン幅の広がりが該
直線状パターン部相互の間隔の１／２を超える露光量を
求める工程を有することを特徴とする荷電ビーム露光方
法。
【請求項６】請求項５記載の荷電ビーム露光方法にお
いて，該単位パターンを構成する該２本の直線状パター
ン部は，直線パターンに沿って平行に，該直線パターン
の中央付近からそれぞれ両端に向けて延在し，該荷電ビ
ームの露光は，該直線パターンの中央付近で露光量を少
なく，該直線パターンの両端に向けて露光量を単調に増
加して行われることを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項７】請求項１，請求項２，請求項３，請求項
４，請求項５又は請求項６記載の荷電ビーム露光方法を
用いてするパターニング工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。