JPH11274038A - Pattern drawing method and drawing apparatus thereof - Google Patents

Pattern drawing method and drawing apparatus thereof

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JPH11274038A
JPH11274038A JP10074410A JP7441098A JPH11274038A JP H11274038 A JPH11274038 A JP H11274038A JP 10074410 A JP10074410 A JP 10074410A JP 7441098 A JP7441098 A JP 7441098A JP H11274038 A JPH11274038 A JP H11274038A
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JP
Japan
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pattern
sample
order
writing
shot
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Application number
JP10074410A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Sakurai
秀昭 桜井
Masamitsu Ito
正光 伊藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the effects of resist heating and dimensional variations. SOLUTION: In this pattern drawing method, exposures by fine shots of electron beams are performed in order, a desired pattern is drawn on a chip, and the same patterns are doubly exposed on the chip. At this time, the drawing region of the chip 51 is drawn with the unit of a subfield 53 in which a frame 52 divided into strip shapes are more divided into small regions, and a second drawing is performed with the order reversed to the order of shots performed in the first drawing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームやレー
ザビーム等を用いたパターン描画技術に係わり、特に同
じパターンを複数回描画(多重描画)するパターン描画
方法及び描画装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern drawing technique using an electron beam, a laser beam or the like, and more particularly to a pattern drawing method and a drawing apparatus for drawing the same pattern a plurality of times (multiple drawing).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体産業におけるパターン微細
化の進展は著しい。1GビットDRAM以降に必要なパ
ターン線幅は0.15μm(マスク上0.6μm)以下
とも言われ、微細化に向けてリソグラフィ技術の開発、
レジストプロセスの高制御化に対する要求は非常に厳し
い。その要求の一つにマスクの高精度化がある。即ち、
マスク上の寸法ばらつきに対する要求は、マスクの寸法
ばらつきが転写の際にウェハで強調されてしまうといっ
た影響もあり、デザインルールの微細化の割合以上に厳
しいものとなってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, the miniaturization of patterns in the semiconductor industry has been remarkable. It is said that the pattern line width required for 1 Gbit DRAM or later is 0.15 μm (0.6 μm on the mask) or less.
The demand for high control of the resist process is very severe. One of the requirements is to increase the precision of the mask. That is,
The requirement for the dimensional variation on the mask also has the effect that the dimensional variation on the mask is emphasized on the wafer at the time of transfer, and is becoming stricter than the miniaturization ratio of the design rule.

【0003】マスク上の寸法ばらつきの要因としては、
プロセス起因,描画装置起因と2つの大きなカテゴリー
に分類できる。描画装置起因と言われるものは、フレー
ム,サブフィールド,ショット等のつなぎやビームの不
安定性(電流密度の変動や電気的な回路のノイズ等)に
よるばらつきである。プロセス起因と言われるものの中
には、レジスト塗布,PEB,現像,エッチングといっ
た個々のプロセスが持つ面内ばらつきと再現性ばらつき
が主である。その中のばらつき要因の一つにレジストヒ
ーティング効果による寸法ばらつきが存在する。
[0003] Factors of dimensional variation on a mask include:
It can be classified into two major categories: process-based and drawing-device-based. What is said to be attributable to the drawing apparatus is variation due to connection of frames, subfields, shots, and the like, and beam instability (fluctuations in current density, noise in electrical circuits, and the like). Among the causes of the process, the in-plane variation and the reproducibility variation of each process such as resist coating, PEB, development, and etching are mainly involved. One of the causes of the variation is dimensional variation due to the resist heating effect.

【0004】レジストヒーティング効果とは、ビーム照
射によってレジストの温度が上昇し、その熱の影響を受
けてレジストの寸法が変動する現象のことである。一般
に、電子ビームを用いた描画方法においては、まず描画
データがフレーム毎に区切られ、その中で更にサブフィ
ールド毎に区切られる。この場合、描画順番はある一定
の方向に向けて描画されている。これは、多重描画にお
いても同じである。そしてこの場合、サブフィールド内
で描画順番が早いショットを撃たれた場所の近傍と、描
画順番が遅いショットを打たれた場所とにおいて、寸法
差が生じるといった問題が生じていた。
[0004] The resist heating effect is a phenomenon in which the temperature of the resist rises due to the beam irradiation, and the dimensions of the resist fluctuate under the influence of the heat. In general, in a drawing method using an electron beam, first, drawing data is divided for each frame, and further divided for each subfield. In this case, the drawing order is drawn in a certain direction. This is the same for multiple writing. In this case, there is a problem that a dimensional difference occurs between the vicinity of the place where the shot with the earlier drawing order is shot and the place where the shot with the later drawing order is shot in the subfield.

【0005】なお、電子ビーム描画においても、レジス
トの高感度化を目的として積極的に化学増幅型レジスト
の研究が試されており、レジストヒーティングの影響は
低減される方向にある。しかし、レジストヒーティング
効果のために生じる寸法のばらつきの大きさは、レジス
トプロセス依存性もあるので一口に言えない面もある
が、本発明者らの評価では10μC/cm2 の露光量に
おいて数nm程度あると思われる。従って、マスクに許
されている寸法ばらつきを考慮すると、未だ無視するこ
とのできない大きさとなっているのが実状である。
In electron beam writing, studies on chemically amplified resists have been actively conducted for the purpose of increasing the sensitivity of resists, and the influence of resist heating is being reduced. However, the magnitude of the dimensional variation caused due to the resist heating effects are also surface can not be said to bite because some resist process dependent, but the number in the exposure amount of 10 [mu] C / cm 2 in the evaluation of the present inventors It seems to be about nm. Accordingly, in consideration of the dimensional variation allowed for the mask, the actual size is still a size that cannot be ignored.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、電子
ビームを用いたパターン描画方法においては、レジスト
ヒーティング効果による影響で描画パターンに寸法ばら
つきが生じるという問題があり、このばらつきはマスク
に許容される寸法ばらつきを考慮すると無視できないも
のであった。
As described above, in the conventional pattern writing method using an electron beam, there is a problem that a dimensional variation occurs in a writing pattern due to an effect of a resist heating effect. This was not negligible in view of the resulting dimensional variations.

【0007】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、レジストヒーティング
効果の影響を低減することができ、描画パターンにおけ
る寸法ばらつきの低減をはかり得るパターン描画方法及
び描画装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to reduce the influence of the resist heating effect and reduce the dimensional variation in a drawing pattern. An object of the present invention is to provide a drawing method and a drawing device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】(構成)上記課題を解決
するために本発明は、次のような構成を採用している。
即ち本発明は、エネルギービームの微細ショットによる
露光を所定の順番で行って試料上に所望のパターンを描
画し、且つ同一パターンを試料上に複数回重ねて描画す
るパターン描画方法であって、前記試料に対する描画の
ショットの順番を毎回異ならせることを特徴とする。
(Structure) In order to solve the above-mentioned problem, the present invention employs the following structure.
That is, the present invention is a pattern drawing method for drawing a desired pattern on a sample by performing exposure with a fine shot of an energy beam in a predetermined order, and drawing the same pattern on a sample by superposing a plurality of times, It is characterized in that the order of writing shots on the sample is changed every time.

【0009】また本発明は、エネルギービームの微細シ
ョットによる露光を所定の順番で行って試料上に所望の
パターンを描画し、且つ同一パターンを試料上に複数回
重ねて描画するパターン描画装置であって、前記試料に
対する描画のショットの順番を毎回異ならせる手段と、
該手段により決められたショットの順番で前記試料上に
ショット露光を行う手段とを具備してなることを特徴と
する。
According to the present invention, there is provided a pattern drawing apparatus which draws a desired pattern on a sample by performing exposure with a fine shot of an energy beam in a predetermined order, and draws the same pattern on the sample a plurality of times. Means for changing the order of shots for writing on the sample each time,
Means for performing shot exposure on the sample in the order of shots determined by the means.

【0010】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) 試料上の特定のフィールド内で、1回目の描画にお
けるショットの順番に対し、2回目の描画を逆の順番で
行うこと。
Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (1) In a specific field on the sample, the second writing is performed in a reverse order to the shot order in the first writing.

【0011】(2) 試料上の特定の矩形フィールド内で、
1回目の描画におけるショット順番のレイアウトに対
し、2回目,3回目,4回目の描画をフィールド中心か
ら90度,180度,270度回転したレイアウトでそ
れぞれ行うこと。
(2) Within a specific rectangular field on the sample,
For the layout of the shot order in the first drawing, the second, third, and fourth drawing are performed by layouts rotated by 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees from the center of the field, respectively.

【0012】(3) 特定フィールドは試料上の描画領域全
面であり、該描画領域単位でショットの順番を変えるこ
と。 (4) 特定フィールドは試料上の描画領域を短冊状に分割
したフレームであり、該フレーム単位でショットの順番
を変えること。
(3) The specific field is the entire drawing area on the sample, and the order of shots is changed for each drawing area. (4) The specific field is a frame obtained by dividing the drawing area on the sample into strips, and the order of shots is changed in frame units.

【0013】(5) 特定フィールドはフレームを更に小領
域に分割したサブフィールドであり、該サブフィールド
単位でショットの順番を変えること。 (6) エネルギービームとして、電子ビーム又はイオンビ
ームを用いること。
(5) The specific field is a subfield obtained by further dividing a frame into small areas, and the order of shots is changed in units of the subfield. (6) Use an electron beam or ion beam as the energy beam.

【0014】(7) エネルギービームとして、レーザビー
ムを用いること。 (作用)本発明によれば、エネルギービームを用いた多
重描画において、各回の描画におけるショットの順番に
ある制限を持たせることにより、レジストヒーティング
効果による寸法変動の影響を低減することができる。
(7) A laser beam is used as an energy beam. (Operation) According to the present invention, in multiple writing using an energy beam, by giving a certain restriction on the order of shots in each writing, the influence of dimensional fluctuation due to the resist heating effect can be reduced.

【0015】具体的には、あるフィールド内において描
画を行う際に2重描画を用い、1回目の描画で描画した
ショット順番に対し、2回目の描画において全く逆の順
番で描画を行うことにより、1回目に生じたレジストヒ
ーティング効果による寸法分布を2回目の描画により逆
の分布を持たせた描画で相殺させることができ、フィー
ルド内での寸法均一性を向上させることが可能となる。
Specifically, by performing double drawing when performing drawing in a certain field, and performing drawing in a completely reverse order in the second drawing with respect to the shot order drawn in the first drawing. First, the dimensional distribution due to the resist heating effect generated at the first time can be offset by the drawing having the opposite distribution by the second drawing, and the dimensional uniformity in the field can be improved.

【0016】また、4重描画を用いる際には、ある矩形
フィールド内で描画のショット順番をフィールドの対角
線の交点(フィールド中心)に対して1回目の描画で撃
ったショットの順番のレイアウトに対し、2回目,3回
目,4回目の描画をフィールド中心からそれぞれ90
度,180度,270度回転したレイアウトのものをそ
れぞれ1回ずつ描画する。これにより、フィールド内で
のレジストヒーティング起因の寸法変動を従来に比べ大
幅に低減でき、寸法均一性を格段に向上させることが可
能になる。
When quadruple drawing is used, the order of shots to be drawn in a certain rectangular field is determined with respect to the layout of the order of shots shot in the first drawing with respect to the intersection (field center) of the diagonal line of the field. The second, third, and fourth renderings are each performed 90 times from the center of the field.
Each of the layouts rotated by 180 degrees, 180 degrees, and 270 degrees is drawn once. As a result, dimensional fluctuations due to resist heating in the field can be significantly reduced as compared with the conventional case, and dimensional uniformity can be significantly improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
使用した電子ビーム描画装置を示す概略構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam writing apparatus used in a first embodiment of the present invention.

【0018】図中10は試料室であり、この試料室10
内には、試料11を載置してX方向(紙面左右方向)及
びY方向(紙面表裏方向)に移動可能な試料台12が収
容されている。20は電子光学鏡筒であり、この鏡筒2
0は、電子銃21、各種レンズ系22a〜22e、各種
偏向系23〜26、ブランキング板27a、ビーム成形
用アパーチャ27b,27c等から構成されている。
In the figure, reference numeral 10 denotes a sample chamber.
A sample table 12 on which a sample 11 is placed and which can be moved in the X direction (left and right directions in the drawing) and the Y direction (front and back directions in the drawing) is accommodated. Reference numeral 20 denotes an electron optical column, and this column 2
Reference numeral 0 includes an electron gun 21, various lens systems 22a to 22e, various deflection systems 23 to 26, a blanking plate 27a, beam forming apertures 27b and 27c, and the like.

【0019】また、31は試料台12を駆動するための
試料台駆動回路部、32は試料台12の位置を測定する
ためのレーザ測長系、33は走査用偏向器25,26を
駆動制御する偏向制御回路部、34はブラランキング用
偏向器23を駆動制御するブランキング制御回路部、3
5は成形偏向器24を駆動制御する可変成形ビーム寸法
制御回路部、36は描画すべきパターンを一時記憶する
と共に各制御回路部34,35を制御するバッファメモ
リ及び制御回路、37は各部を制御する制御計算機、3
8はCADデータをEBデータに変換するデータ変換用
計算機、39はCADシステムを示している。
Reference numeral 31 denotes a sample stage drive circuit for driving the sample stage 12, 32 denotes a laser length measurement system for measuring the position of the sample stage 12, and 33 denotes a drive control of the scanning deflectors 25 and 26. A deflection control circuit section for driving and controlling the blanking deflector 23;
Reference numeral 5 denotes a variable shaping beam size control circuit for controlling the driving of the shaping deflector 24; 36, a buffer memory and a control circuit for temporarily storing a pattern to be drawn and for controlling each of the control circuits 34, 35; Control computer, 3
8, a data conversion computer for converting CAD data into EB data; and 39, a CAD system.

【0020】上記構成において、電子銃21から放出さ
れた電子ビームはブランキング用偏向器23によりON
−OFFされる。本装置はこの際の照射時間を調整する
ことにより、照射位置に応じて照射量を変化させること
を可能にしている。ブランキング板27aを通過したビ
ームは、ビーム成形偏向器24及びビーム成形用アパー
チャ27b,27cにより矩形ビーム或いは三角形ビー
ムに成形され、またその寸法が可変される。そして、こ
の成形されたビーム(ショット)は走査用偏向器25,
26により試料11上で偏向走査され、このビーム走査
により試料11に所望のパターンが描画される。本実施
形態での標準の加速電圧は50kVであり、また発生し
得る可変成形ビームの最大のサイズは2μm角の矩形で
ある。
In the above configuration, the electron beam emitted from the electron gun 21 is turned on by the blanking deflector 23.
-Is turned off. By adjusting the irradiation time at this time, the present apparatus can change the irradiation amount according to the irradiation position. The beam that has passed through the blanking plate 27a is shaped into a rectangular beam or a triangular beam by the beam shaping deflector 24 and the beam shaping apertures 27b and 27c, and its dimensions are varied. Then, the shaped beam (shot) is applied to the scanning deflector 25,
The beam is deflected and scanned on the sample 11 by 26, and a desired pattern is drawn on the sample 11 by this beam scanning. The standard acceleration voltage in the present embodiment is 50 kV, and the maximum size of the variable shaped beam that can be generated is a rectangle of 2 μm square.

【0021】一般に、描画チップはあるエリア毎に区切
られ、各々のエリア毎に描画が行われる。その最小単位
はサブフィールドと呼ばれ、そのエリアサイズは16〜
20μm□(可変)である。また、その上の階層がフレ
ーム(500μm幅)と呼ばれる。なお、図3にこれら
の関係を示しておく。図中の51はチップ(描画領域全
体)、52はフレーム、53はサブフィールドである。
Generally, a drawing chip is divided into certain areas, and drawing is performed for each area. The minimum unit is called a subfield, and its area size is 16 to
20 μm square (variable). Further, the layer above it is called a frame (500 μm width). FIG. 3 shows these relationships. In the figure, reference numeral 51 denotes a chip (entire drawing area), 52 denotes a frame, and 53 denotes a subfield.

【0022】本実施形態による描画方法は、2重露光法
におけるあるサブフィールド内での描画順番を1回目の
描画と2回目の描画で逆にすることを特徴とする。即
ち、サブフィールド内での1回目の描画と2回目の描画
において、ビームの微細ショットを順次露光していく順
番を逆にして描画を行うことを特徴とする。この際、露
光量はトータルの露光量は変わらないように、かつ1回
目と2回目の露光量が等しくなるように設定(例として
レジスト感度が8μC/cm2 のレジストだとすると各
4μC/cm2 )する。
The drawing method according to the present embodiment is characterized in that the drawing order within a certain subfield in the double exposure method is reversed between the first drawing and the second drawing. That is, in the first writing and the second writing in the subfield, the writing is performed by reversing the order of sequentially exposing the fine shots of the beam. At this time, the exposure amount is set so that the total exposure amount does not change and the first and second exposure amounts become equal (for example, each resist having a resist sensitivity of 8 μC / cm 2 is 4 μC / cm 2 ). I do.

【0023】次に、本実施形態をCrマスクの製作に適
用した例について、図2の工程図に従いより具体的に説
明する。図2に示すように、まず6インチのCr膜付き
ガラス基板表面にポジ型化学増幅型レジスト(感度8μ
C/cm2 )を回転塗布法により膜厚400nmにして
レジスト塗布を行う。
Next, an example in which the present embodiment is applied to the production of a Cr mask will be described more specifically with reference to the process chart of FIG. As shown in FIG. 2, first, a positive chemically amplified resist (sensitivity 8 μm) was coated on the surface of a 6-inch glass substrate with a Cr film.
(C / cm 2 ) is applied to a resist with a thickness of 400 nm by a spin coating method.

【0024】次いで、必要に応じてプリベークを行い、
その後上述した露光方法(2重露光法におけるあるサブ
フィールド内で描画順番を1回目の描画と2回目の描画
において逆にし、この際にトータルの露光量は変わらな
いように、かつ1回目と2回目の露光量が等しくなるよ
うに設定した)で1回目の描画を、図3(a)に示した
描画順番(ショット露光の順番)で露光量を4μC/c
2 にして行う。続いて、2回目の描画を図3(b)に
示した描画順番で露光量を4μC/cm2 にして、重ね
描きしながら行う。
Next, pre-bake is performed as necessary,
After that, in the above-described exposure method (in a certain subfield in the double exposure method, the drawing order is reversed between the first drawing and the second drawing, and the total exposure amount remains unchanged at this time, and The first exposure is performed by setting the exposure amounts to be equal to each other), and the exposure amount is set to 4 μC / c in the rendering order (order of shot exposure) shown in FIG.
It carried out in the m 2. Subsequently, the second writing is performed while the exposure is set to 4 μC / cm 2 in the drawing order shown in FIG.

【0025】次いで、90℃,15分のPEBを行った
後、0.21NのTMAHによるスプレー式の現像を行
った。続いて、Cl2 /O2 のガス系を用いて、高周波
電力80(W),圧力50(mtorr),流量80/20
(sccm)でCr膜をドライエッチングし、更にレジ
スト剥離,洗浄を実施した。その後、基板上に作成され
たパターン抜き寸法を、光学式顕微鏡を用いて多点測定
することにより、以下に述べる作用と効果が顕著に見ら
れた。
Then, after performing PEB at 90 ° C. for 15 minutes, spray-type development was performed with 0.21 N TMAH. Subsequently, using a Cl 2 / O 2 gas system, high-frequency power 80 (W), pressure 50 (mtorr), flow rate 80/20
(Sccm), the Cr film was dry-etched, and the resist was removed and washed. After that, by performing multi-point measurement of the size of the pattern formed on the substrate using an optical microscope, the following operations and effects were remarkably observed.

【0026】図3(a)に示したのはあるサブフィール
ド内の単ショットの1回描画におけるショットの順番を
示したものである。この図に示したように、描画はある
規則性に則った順番で描かれるのがごく一般的である。
この図ではサブフィールドの左下側の描画順番が早いた
め、そこで描画時に発生した熱がレジスト中及び下地中
を拡散し、描画の順番の遅いサブフィールドの右上側の
描画を行う時にはその熱がそこに伝わってきておりその
影響を受けて図4(a)に示したような寸法ばらつきが
サブフィールド内(点線で切ったパターンで寸法を評
価)で生じてしまう。従来の多重描画では、これを繰り
返すことから寸法ばらつきが更に拡大されることにな
る。
FIG. 3A shows the order of shots in a single shot in a certain subfield. As shown in this figure, it is very common that the drawing is performed in an order according to a certain regularity.
In this figure, since the drawing order of the lower left side of the subfield is earlier, the heat generated at the time diffuses in the resist and the base, and when performing the drawing of the upper right side of the subfield with the lower drawing order, the heat is there. As a result, the dimensional variation as shown in FIG. 4A occurs in the subfield (the dimension is evaluated by a pattern cut by a dotted line). In the conventional multiple writing, this is repeated, so that the dimensional variation is further enlarged.

【0027】これに対し、本実施形態による場合は寸法
ばらつきの分布を低減することが可能である。その原理
を、以下に説明する。1回目の描画順番で生じたレジス
トヒーティング効果による寸法ばらつきは先に説明した
通りである。2回目の描画におけるショットの順番は、
図3(b)に示すように同図(a)とは全く逆である。
従って、2回目の描画順番で生じたレジストヒーティン
グ効果による寸法ばらつきは、図4(b)に示すように
同図(a)とは逆の関係となる。即ち、いずれもレジス
トヒーティング効果の大きい領域で寸法が大きくなり、
図4(a)では右側の寸法が大きくなり、図4(b)で
は左側の寸法が大きくなっている。
On the other hand, according to the present embodiment, the distribution of the dimensional variation can be reduced. The principle will be described below. The dimensional variation due to the resist heating effect that occurs in the first drawing order is as described above. The order of shots in the second drawing is
As shown in FIG. 3B, it is completely opposite to FIG.
Therefore, as shown in FIG. 4B, the dimensional variation due to the resist heating effect that occurs in the second drawing order has a relationship opposite to that of FIG. In other words, the size increases in the region where the resist heating effect is large,
In FIG. 4A, the right dimension is increased, and in FIG. 4B, the left dimension is increased.

【0028】本実施形態では、図5(a)(b)(図4
(a)(b)と同じ)に示す2つの分布が2重露光によ
り重なるため、結果として図5(c)に示すようなトー
タルの寸法分布が得られる。即ち、1回目の描画におけ
るレジストヒーティングによる寸法ばらつきと、2回目
の描画におけるレジストヒーティングによる寸法ばらつ
きとが相互に相殺されて、寸法ばらつきの極めて小さい
寸法分布が得られるのである。
In this embodiment, FIGS. 5A and 5B (FIG. 4)
Since the two distributions shown in FIGS. 5A and 5B are overlapped by the double exposure, a total dimensional distribution as shown in FIG. 5C is obtained. That is, the dimensional variation due to the resist heating in the first writing and the dimensional variation due to the resist heating in the second writing are mutually offset, and a dimensional distribution with extremely small dimensional variation is obtained.

【0029】このように本実施形態によれば、サブフィ
ールド内での寸法ばらつきが単ショット1回描画時には
約7nm程度存在していたものが、以上の描画方法を用
いることによりサブフィールド内の寸法ばらつきを約3
nm程度にまで改善することができた。この描画方法を
マスク上パターン製作に用いることにより、ばらつきの
小さい非常に高精度のマスクを得ることが可能になっ
た。
As described above, according to the present embodiment, the dimensional variation in the sub-field was about 7 nm at the time of single-shot drawing, but by using the above-described drawing method, the dimensional variation in the sub-field was improved. Variation about 3
nm. By using this drawing method for producing a pattern on a mask, it has become possible to obtain a highly accurate mask with small variations.

【0030】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態について説明する。なお、装置の構成について
は第1の実施形態と同様であるので、ここでは省略す
る。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the configuration of the device is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0031】本実施形態は4重描画において、あるフィ
ールド内で描画順番をチップの対角線の交点(チップ中
心)に対して1回目の描画で撃ったショットの順番のレ
イアウトに対し、2回目,3回目,4回目の描画をチッ
プ中心からそれぞれ90度,180度,270度回転し
たレイアウトのものをそれぞれ1回ずつ描画することを
特徴とする。この際、4重露光になるがトータルの露光
量は変わらないように、かつ1回目,2回目,3回目,
4四回目の露光量が等しくなるように設定(例として各
2μC/cm2 )して描画を行うことを特徴とする。
In the present embodiment, in the quadruple drawing, the drawing order in a certain field is determined by the shot order shot in the first drawing with respect to the intersection of the diagonal lines of the chip (chip center). It is characterized in that the layouts obtained by rotating the fourth and fourth times by 90 degrees, 180 degrees and 270 degrees from the center of the chip are drawn once each. At this time, quadruple exposure is performed, but the total exposure is not changed, and the first, second, third,
The fourth and fourth exposures are set so that the exposure amounts are equal (for example, 2 μC / cm 2 ), and drawing is performed.

【0032】本実施形態をCrマスクの製作に適用した
例について、図2の工程図に従いより具体的に説明す
る。図2に示すように、まず6インチのCr膜付きガラ
ス基板表面にポジ型化学増幅型レジスト(感度8μC/
cm2 )を回転塗布方法により膜厚400nmにしてレ
ジスト塗布を行う。
An example in which the present embodiment is applied to the manufacture of a Cr mask will be described more specifically with reference to the process chart of FIG. As shown in FIG. 2, a positive chemically amplified resist (sensitivity 8 μC /
(cm 2 ) is adjusted to 400 nm in film thickness by a spin coating method, and a resist is applied.

【0033】次いで、必要に応じてプリベークを行い、
その後上述した描画方法(4重露光法におけるあるサブ
フィールド内で1回目の描画、2回目の描画、3回目の
描画、4回目の描画の順番をそれぞれ図6(a)(b)
(c)(d)に示したような順番で行う。この際、露光
量はトータルの露光量は変わらないように、かつ1、
2,3,4回目のそれぞれの露光量(それぞれ2μC/
cm2 )が等しくなるように設定し)、重ね描きしなが
ら描画を行った。
Next, pre-bake is performed as required,
Thereafter, the drawing method described above (the order of the first drawing, the second drawing, the third drawing, and the fourth drawing in a certain subfield in the quadruple exposure method is shown in FIGS. 6A and 6B, respectively)
(C) Perform in the order shown in (d). At this time, the exposure amount is set so that the total exposure amount does not change, and
Second, third and fourth exposure doses (each 2 μC /
cm 2 ) were set to be equal), and drawing was performed while overlapping.

【0034】具体的には、1回目の描画では、図6
(a)に示すように左下から始まり右上で終わるように
ショット露光の順番を定めた。2回目の描画では、図6
(b)に示すように、右下から始まり左上で終わるよう
にショット露光の順番を定めた。3回目の描画では、図
6(c)に示すように、右上から始まり左下で終わるよ
うに、ショット露光の順番を定めた。4回目の描画で
は、図6(d)に示すように、左上から始まり右下で終
わるように、ショット露光の順番を定めた。ここで、図
6(b)のショット露光のレイアウトは、図6(a)の
それをサブフィールド中心を軸に半時計回りに90度回
転したものとなっている。同様に、図6(c)(d)の
ショット露光のレイアウトは、図6(a)のそれをサブ
フィールド中心を軸に半時計回りに180,270度回
転したものとなっている。
Specifically, in the first drawing, FIG.
As shown in (a), the order of shot exposure was determined so as to start from the lower left and end at the upper right. In the second drawing, FIG.
As shown in (b), the order of shot exposure was determined so as to start from the lower right and end at the upper left. In the third drawing, the order of shot exposure was determined so as to start from the upper right and end at the lower left, as shown in FIG. In the fourth drawing, the order of shot exposure was determined so as to start from the upper left and end at the lower right, as shown in FIG. Here, the layout of the shot exposure in FIG. 6B is obtained by rotating the layout in FIG. 6A by 90 degrees counterclockwise around the center of the subfield. Similarly, the layout of the shot exposure in FIGS. 6C and 6D is obtained by rotating the layout of FIG. 6A by 180 and 270 degrees counterclockwise around the center of the subfield.

【0035】次いで、90℃,15分のPEBを行った
後、0.21NのTMAHによるスプレー式の現像を行
った。続いて、Cl2 /O2 のガス系を用いて、高周波
電力80(W),圧力50(mtorr),流量80/20
(sccm)でCr膜をドライエッチングし、更にレジ
スト剥離,洗浄を行った。その後、基板上に作成された
パターン抜き寸法を、光学式顕微鏡を用いて多点測定す
ることにより、以下に述べる作用と効果が顕著に見られ
た。
Then, after performing PEB at 90 ° C. for 15 minutes, development by spraying with 0.21 N TMAH was performed. Subsequently, using a Cl 2 / O 2 gas system, high-frequency power 80 (W), pressure 50 (mtorr), flow rate 80/20
(Sccm), the Cr film was dry-etched, and the resist was peeled off and washed. After that, by performing multi-point measurement of the size of the pattern formed on the substrate using an optical microscope, the following operations and effects were remarkably observed.

【0036】1回描画の場合には、先の第1の実施形態
でも説明したように、サブフィールドの左下側の描画順
番が早いため、そこで描画時に発生した熱がレジスト中
及び下地中を拡散し、描画の順番の遅いサブフィールド
の右上側の描画を行う時にはその熱がそこに伝わってき
ており、その影響を受けて図7に示したような寸法ばら
つきがサブフィールド内(点線で切ったパターンで寸法
を評価)で生じてしまう。
In the case of one-time drawing, as described in the first embodiment, since the drawing order on the lower left side of the subfield is earlier, the heat generated during drawing diffuses in the resist and the base. However, when drawing is performed on the upper right side of the subfield in which the drawing order is slow, the heat is transmitted to the subfield, and dimensional variations as shown in FIG. (Evaluation of dimensions by pattern).

【0037】これに対し、本実施形態による場合は寸法
ばらつきの分布を低減することが可能である。即ち、図
6(a)(b)(c)(d)に示した順番であるサブフ
ィールド内を描画することにより、4つの分布が4重露
光により重なるため、結果として図8に示すようなトー
タルの寸法分布が得られる。即ち、熱のY方向への拡散
についても4回の描画(それぞれ4角の近くから描き始
める)によって面内で平均化され、サブフィールド内の
X方向のみでなくY方向の寸法ばらつきも低減できるの
である。なお、図6(a)(b)(c)(d)の順序は
これに限らず、適宜変更しても同じ結果が得られる。
On the other hand, according to the present embodiment, the distribution of the dimensional variation can be reduced. That is, by drawing the subfields in the order shown in FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D, the four distributions are overlapped by the quadruple exposure, and as a result, as shown in FIG. A total dimensional distribution is obtained. That is, the diffusion of heat in the Y direction is also averaged in the plane by drawing four times (drawing starts near four corners), so that dimensional variations not only in the X direction but also in the Y direction in the subfield can be reduced. It is. Note that the order of FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D is not limited to this, and the same result can be obtained by appropriately changing the order.

【0038】このように本実施形態によれば、サブフィ
ールド内での寸法ばらつきが単ショット1回描画時には
約7nm程度存在していたものが、以上の描画方法を用
いることによりサブフィールド内の寸法ばらつきをX,
Y両方向共に約2nm程度にまで改善することができ
た。この描画方法をマスク上パターン製作に用いること
により、寸法ばらつきの極めて小さい非常に高精度のマ
スクを得ることが可能になった。
As described above, according to the present embodiment, the dimensional variation in the sub-field was about 7 nm at the time of single-shot writing, but the dimensional variation in the sub-field was obtained by using the above-described writing method. The variation is X,
It was possible to improve the size in both Y directions to about 2 nm. By using this drawing method for producing a pattern on a mask, it has become possible to obtain a very accurate mask with extremely small dimensional variations.

【0039】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。実施形態では、サブフィールド単
位で描画の順番を変えたが、これに加えてフレーム単位
でも描画の順番を変えるようにしても良い。描画のショ
ットスピードが十分に速くなりサブフィールド単位での
レジストヒーティングの影響が無視できるほど小さい場
合は、フレーム単位のみで描画の順番を変えるようにす
ればよい。また、より大きなフィールド単位、例えばチ
ップ単位で描画の順番を変えることも可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments. In the embodiment, the drawing order is changed in units of subfields. In addition, the drawing order may be changed in units of frames. If the drawing shot speed is sufficiently high and the effect of resist heating in subfield units is negligibly small, the drawing order may be changed only in frame units. It is also possible to change the drawing order in larger field units, for example, in chip units.

【0040】また、実施形態では電子ビームを用いた多
重描画について説明したが、本発明はイオンビームを用
いた多重描画に適用することもできる。さらに、電子や
イオン等の荷電粒子に限らず、レーザ光をミラーにより
走査してパターンを描画するレーザ描画に適用すること
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。
In the embodiment, the multiple writing using the electron beam has been described. However, the present invention can be applied to the multiple writing using the ion beam. Furthermore, the present invention is not limited to charged particles such as electrons and ions, and can be applied to laser drawing in which laser light is scanned by a mirror to draw a pattern. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、あ
るエリア(チップ,フレーム,サブフィールド等)内で
の寸法ばらつきが単ショットの1回描画時に比べ、格段
に向上することが可能となる。従って、本発明をマスク
上パターン製作、ウェハ上パターン製作に用いることに
より、寸法ばらつきの小さい非常に高精度のパターンを
得ることが可能になる。
As described above in detail, according to the present invention, the dimensional variation in a certain area (chip, frame, subfield, etc.) can be remarkably improved as compared with a single shot drawing. Becomes Therefore, by applying the present invention to the production of a pattern on a mask and the production of a pattern on a wafer, it becomes possible to obtain a very high-precision pattern with small dimensional variations.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態に使用した電子ビーム描画装置
を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam drawing apparatus used in a first embodiment.

【図2】Crマスクを製作する際の具体的な工程を示す
図。
FIG. 2 is a view showing a specific process when manufacturing a Cr mask.

【図3】第1の実施形態方法による描画順番を示す模式
図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a drawing order according to the method of the first embodiment.

【図4】描画順番と寸法ばらつきの関係を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship between a drawing order and a dimensional variation.

【図5】第1の実施形態方法によってCrマスクを製作
した場合のあるフィールド内における寸法ばらつきを示
す模式図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing dimensional variations in a certain field when a Cr mask is manufactured by the method of the first embodiment.

【図6】第2の実施形態方法による描画順番を示す模式
図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a drawing order according to the method of the second embodiment.

【図7】描画順番と寸法ばらつきの関係を示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing a relationship between a drawing order and dimensional variation.

【図8】第2の実施形態方法によってCrマスクを製作
した場合のあるフィールド内における寸法ばらつきを示
す模式図。
FIG. 8 is a schematic diagram showing dimensional variations in a certain field when a Cr mask is manufactured by the method of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…試料室 11…試料 12…試料台 20…電子光学鏡筒 21…電子銃 22a〜22e…各種レンズ系 23〜26…各種偏向系 27a…ブランキング板 27b,27c…ビーム成形用アパーチャ 31…試料台駆動回路部 32…レーザ測長系 33…偏向制御回路部 34…可変成形ビーム寸法制御回路部 36…バッファメモリ及び制御回路 37…制御計算機 38…データ変換用計算機 39…CADシステム。 51…チップ 52…フレーム 53…サブフィールド DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Sample chamber 11 ... Sample 12 ... Sample stand 20 ... Electron optical column 21 ... Electron gun 22a-22e ... Various lens systems 23-26 ... Various deflection systems 27a ... Blanking plates 27b, 27c ... Beam forming aperture 31 ... Sample stage drive circuit unit 32 Laser measurement system 33 Deflection control circuit unit 34 Variable beam size control circuit unit 36 Buffer memory and control circuit 37 Control computer 38 Data conversion computer 39 CAD system. 51: chip 52: frame 53: subfield

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エネルギービームの微細ショットによる露
光を所定の順番で行って試料上に所望のパターンを描画
し、且つ同一パターンを試料上に複数回重ねて描画する
パターン描画方法であって、 前記試料に対する描画のショットの順番を毎回異ならせ
ることを特徴とするパターン描画方法。
1. A pattern drawing method in which a desired pattern is drawn on a sample by performing exposure by a fine shot of an energy beam in a predetermined order, and the same pattern is drawn on a sample by overlapping a plurality of times. A pattern writing method characterized by changing the order of writing shots on a sample every time.
【請求項2】エネルギービームの微細ショットによる露
光を所定の順番で行って試料上に所望のパターンを描画
し、且つ同一パターンを試料上に2回重ねて描画するパ
ターン描画方法であって、 前記試料上の特定のフィールド内で、1回目の描画にお
けるショットの順番に対し、2回目の描画を逆の順番で
行うことを特徴とするパターン描画方法。
2. A pattern drawing method in which a desired pattern is drawn on a sample by performing exposure with a fine shot of an energy beam in a predetermined order, and the same pattern is drawn twice on the sample. A pattern writing method, wherein a second writing is performed in a reverse order to a shot order in the first writing in a specific field on a sample.
【請求項3】エネルギービームの微細ショットによる露
光を所定の順番で行って試料上に所望のパターンを描画
し、且つ同一パターンを試料上に4回重ねて描画するパ
ターン描画方法であって、 前記試料上の特定の矩形フィールド内で、1回目の描画
におけるショット順番のレイアウトに対し、2回目,3
回目,4回目の描画をフィールド中心から90度,18
0度,270度回転したレイアウトでそれぞれ行うこと
を特徴とするパターン描画方法。
3. A pattern drawing method in which a desired pattern is drawn on a sample by performing exposure with a fine shot of an energy beam in a predetermined order, and the same pattern is drawn four times on the sample. Within a specific rectangular field on the sample, the second and third layout
The fourth and fourth drawing are 90 degrees from the center of the field, 18
A pattern drawing method characterized by performing each of the layouts rotated by 0 degrees and 270 degrees.
【請求項4】前記特定フィールドは、前記試料上の描画
領域を短冊状に分割したフレームを更に小領域に分割し
たサブフィールドであり、該サブフィールド単位で前記
ショットの順番を変えることを特徴とする請求項2又は
3記載のパターン描画方法。
4. The method according to claim 1, wherein the specific field is a subfield obtained by further dividing a frame obtained by dividing the drawing area on the sample into strips into smaller areas, and the order of the shots is changed in units of the subfield. 4. The pattern drawing method according to claim 2, wherein
【請求項5】エネルギービームの微細ショットによる露
光を所定の順番で行って試料上に所望のパターンを描画
し、且つ同一パターンを試料上に複数回重ねて描画する
パターン描画装置であって、 前記試料に対する描画のショットの順番を毎回異ならせ
る手段と、該手段により決められたショットの順番で前
記試料上にショット露光を行う手段とを具備してなるこ
とを特徴とするパターン描画装置。
5. A pattern writing apparatus for writing a desired pattern on a sample by performing exposure with a fine shot of an energy beam in a predetermined order, and writing the same pattern on the sample a plurality of times. A pattern drawing apparatus comprising: means for changing the order of shots for writing on a sample each time; and means for performing shot exposure on the sample in the order of shots determined by the means.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019220559A (en) * 2018-06-19 2019-12-26 株式会社ニューフレアテクノロジー Multi-charged particle beam lithography apparatus and beam evaluation method of the same

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