JPS59167018A - 電子線描画方法 - Google Patents

電子線描画方法

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JPS59167018A
JPS59167018A JP58039262A JP3926283A JPS59167018A JP S59167018 A JPS59167018 A JP S59167018A JP 58039262 A JP58039262 A JP 58039262A JP 3926283 A JP3926283 A JP 3926283A JP S59167018 A JPS59167018 A JP S59167018A
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JP
Japan
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pattern
width
electron beam
outline
divided
Prior art date
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Application number
JP58039262A
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English (en)
Inventor
Fumio Murai
二三夫 村井
Shinji Okazaki
信次 岡崎
Yutaka Takeda
豊 武田
Osamu Suga
治 須賀
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はサブミクロンに及ぶ微細形状のリングラフイ一
手段となる電子線描画の方法に係シ、特によシ高梢度で
電子線描画に悪影響を与える近接効果の補正を容易にす
る描画方法に関する。
〔発明の従来技術〕
従来の電子線描画法においては、例えば第1図中の実線
で示した図形1に一様な電子線照射を与えると、現像後
の電子線レジストの形状は第1図中の破線のような形状
2となシ、いわゆる近接効果現象によって図形の寸法精
度が著しく低下する    ′という問題があった。
この問題を解決する1つの方法として第2図に示した方
法がある。すなわち図形の近接によシ堆積エネルギーが
過剰となる領域に第2図(a)に示すよう一定のうちの
シ4をとシこの部分の照射量を低下させるものである。
この結実現像後の電子線レジストの平面形状は同図の破
線5で示したものとなる。またこの時のA−A’断面に
おけるエネルギー堆積量を図示したものが第2図(b)
である。
この方式では図形の端部点、P、Q、R,Sにおけるエ
ネルギー堆積量は電子線レジストの解像感度Ecに等し
くなるがその他の領域でのエネルギー堆積量分布を考慮
していないため以下のような問題点が未解決のままであ
った。
(1)図形間が近接した時にうちのシ領域4に与える電
子線照射量は原図形の幅、面積を考慮する必要がある。
このためには図形間距離、対抗図形の幅および面積をも
考慮した計算の結果にもとづき、電子線照射量を決定す
る必要があった。これには複雑な計算機処理が必要であ
る。
(2)  第2図(b)に示すように図形間(QR間)
に堆積するエネルギーが大きい。この堆積エネルギー量
は電子線レジストの解像感度以下ではあるが、ポジ型の
レジストでは膜減シ、ネガ型のレジストでは図形間のレ
ジストの糸引き現象の原因となる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は近接効果による寸法精度に与える影響を
軽減するとともに計算機による近接効果補正処理を行な
う場合においても図形処理を容易にする電子線描画法を
提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明者等は、前述した従来技術の問題点の本質は電子
線照射領域外にしみ出すエネルギの量と範囲が図形の大
きさく特に幅】によって大きく異なることにあることを
見い出した。第3図は計算機シミュレーションによりこ
の現象を示したモノである。第3図(a)で表わされる
幅0.5μm1長さ100μmの図形6と幅3.5μm
1長さ100μmの図形7に電子線を照射した時の堆積
エネルギーを第3図(b)に示している。第3図(b)
では縦軸は図形の端部でエネルギー堆積量が1.0とな
るように規格化している。この図より明らかなように幅
0.5μmの図形のエネルギー分布8は図形外のしみ出
しが約0.25μmと少であるに対し、幅3.5μmの
図形では図形外のエネルギーしみ出しが約0.5μmと
多くかつ堆積エネルギーの最大値が図形端部の約1.8
倍にも達している。
本発明者等は最も望ましい電子線照射量分布について詳
細な検討を加えた結果、第4図(a)に示す図形10の
A−A’力方向の電子線照射量は同図(b)のような分
布を与える必要があることを見出した。このときのA−
A’断面でのエネルギー堆積量は第4図(C)のように
照射領域外へのエネルギーのしみ出しは最小となり、照
射領域内では一定となる。
しかしながら第4図(b)のような電子線照射量分布を
与えることは、図形を非常に微細な図形に分割してその
それぞれに異なった照射量を与える必要があシ、実用的
には困難である。
本発明は上述のような詳細な検討の結果に基づき案出さ
れたもので、実用的に可能な方法で電子線照射領域外へ
のエネルギーのしみ出しを可及的に少なくシ、かつ、図
形の幅によらず一定にできる電子線描画法とそれを実現
する描画装置を提供する。
本発明の方法では第5図(a)に示すように描画図形を
中心図形11とそれを取囲む輪郭図形12とに分割する
。この中心図形と輪郭図形に与える電子線照射量は第5
図(b)に示すように中心部ではレジストの解像に必要
な最小の量を与える。この時図形端部ではエネルギーが
不足する。そこで輪郭図形に与える電子線照射量は図形
端部でのエネルギー不足を補なうべく中心部よシ増加さ
せる。この結果第5図(a)のA−A’断面での堆積エ
ネルギー量は同図(C)に示すような分布となる。この
とき中心図形からエネルギーのしみ出す領域は原図の幅
が大なるとき広範囲に及ぶためエネルギー不足の補正領
域たる輪郭図形幅を犬きくとる必要がある。−1原図形
の幅が小さい時には過剰なエネルギーの堆積を防ぐため
輪郭図形幅を小さくする必要がある。また非常に微細(
0,2μm以下)の矩形電子ビームでは電流の均一性が
恋いため例えば原図形の幅が0.6μm以下の図形にお
いては輪郭図形に分解しないことが望ましい。
〔発明の実施例〕 以下本発明を実施例によって詳しく説明する。
(実施例1) 第6図は本発明の方法を大型計算機による図形処理プロ
グラムによシ実現したものである。幅6μmの図形と幅
1μmの図形が一体となった図形および0.6μm角の
孤立図形がある場合の図形の分割方法を示したものであ
る。幅6μmの図形では幅0.6μmの輪郭図形15と
中心図形13に分割し、幅1μmの図形では幅0.2μ
mの輪郭図形16と中心図形14に分割した。また0、
6μm角の孤立図形17は分割を行なっていない。この
時に各図形に与える厳適な照射量は図形13を1.0と
した時の比で以下の通シである。
図形13:1.0   図形14:1.3図形15:2
.1   図形16:2.3図形17:2.5 このような大型計′S機による図形処理では精密な照射
量の計算が行なえるため寸法精度向上に有効である。
第7図の原図形の幅Wと輪郭図形幅tとの関係の例とし
てシリコン基板上のポジ型電子線レジスト(膜厚2μm
)の場合に用いたWとtの関係を第8図に示す。W<0
.6μmでは輪郭図形に分解すると0.2μm以下の矩
形ビームになるため図形分解は行なわない。またW≧8
μmでは0.8μm幅の輪郭があれば図形周辺部でのエ
ネルギー不足を補なうのに充分であるのでWの値によっ
てtを変える必要はない。
原図形の幅が1μm〜20μmの孤立した図形について
第8図の輪郭図形をとってホトマスク用ガラス基板上の
ネガ電子線レジストについて描画を行なった。その結果
設計寸法からの寸法ずれは、補正を行なわない場合の最
大0.6μmが0.1μm以下と大幅に改良できた。
(実施例2) 2つの図形が近接した時に必要な近接効果補正処理は図
形外にしみ出すエネルギー量を最小になるよう条件を定
めているため単純な処理で大きな効果がある。第9図は
幅6μmの図形と幅8μmの図形が距離2μmに近接し
た時の補正の方法を示す図である。
本実施例においては図形間の対抗する領域以外は第6図
と同様に中心図形13と18及び輪郭図形15と19に
分割し電子線照射量は孤立図形と同一とする。近接した
領域は輪郭図形のみ図形分割を行ない20.21を設け
、近接による電子線照射量はこの領域のみで補正を行な
うことが可能となった。この結果描画された図形寸法の
設計値からのシフト量は補正を行なわない場合の0.4
μmから補正の結果0.1μm以下となった。
(実施例3) 第9図は本発明の方法を電子線描画装置内部の機能とし
て組み込んだ場合の実施例である。図形データは通常デ
ィスク記憶装置22内に保存され図形23では少なくと
も位置の情報と矩形のX方向及びy方向長さX。1+Y
O1とを持っている。本実施例ではこの図形データを図
形分割回路25によ多分割する。この時の分割条件と照
射量は別に設けられた分割及び照射条件表26を参照し
て決定される。このようにして分割された図形は電子線
描画装置27内では原図形23は中心図形29と輪郭図
形28として原図形24は中心図形31と輪郭図形30
として描画される。
本実施例の方式では図形の分割は電気回路的に行なわれ
るため設計図形のデータを電子線描画用に変換する計算
機使用時間が短縮される。具体的にはチップサイズ6.
8鰭口のLSIのパターンデータを変換に要した時間は
計算機で輪郭図形に分解した場合に比べて本実施例の場
合は約1/4であった。また図形データは分割を行なう
前の図形でディスク記憶装置に保存されるため前述した
LSIのパターンデータで1/2の記憶容量ですむとい
う利点を有【7ている。
〔発明の効果〕
以上説明したごとく本発明によれば、電子線照射を行な
ったときの描画図形外にしみ出す堆積エネルギーを最小
にできるため、孤立図形寸法精度の大幅な向上が可能で
あるばかシでなく、近接効果補を行なう場合にも単純な
補正で大きな効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は描画図形とレジスト現像後の形状を示す平面図
、第2図(a)は従来の近接効果補正法による図形分割
を示す平面図、第2図(b)は同図(a)におけるA−
A’断面でのエネルギー堆積#を示す図、第3図(a)
は計算機シミュレーションによる堆積エネルギーの計算
を行う対象とした図形の平面図、第3図(b)は同図(
a)のA−A’断面での堆積エネルギーを示す図、第4
図(a)は最も望ましい電子線照射量分布を求めるため
の図形の平面図、第4図(b)は同図(a)におけるA
−A’断面における望ましい電子線照射量分布を表わす
図、第4図(C)は同図(a)のA−A’断面での堆積
エネルギー分布を表わす図、第5図(a)は本発明の図
形分割法を示す平面図、第5図(b)は本発明の方法に
よる電子線照射量分布を示す図、第5図(C)は同図(
a)におけるA−A’断面での堆積エネルギー分布を表
わす図、第6図および第7図は本発明の実施例の図形分
割法を示す平面図、第8図は原図形幅と輪郭図形幅の関
係を示す図、第9図は異なる実施例における本発明の図
形分割法を示す平面図、第10図は本発明のもう一つの
実施例を示す機能図である。 l・・・描画図形、2・・・現像後レジスト形状、3・
・・描画図形、4・・・描画図形のうちの多領域、5・
・・現像後レジスト形状、Ec・・・レジストの屏像感
度を示す堆積エネルギー量、6,7・・・描画図形、8
,9・・・堆積エネルギー分布曲線、lO・・・描画図
形、11・・・描画図形の中心図形、12・・・描画図
形の輪郭図形、13,14.18・・・描画図形の中心
図形、15.16.19・・・描画図形の輪郭図形、2
0゜21・・・近接関係のための輪郭図形よ多分割した
図形、22・・・ディスク記憶装置、23.24・・・
ディスク記憶装置内に保存された図形、X011 yo
l *xo2.yo2 ・・・図形のX方向およびy方
向長さ、25・・・図形分割回路、26・・・図形分割
条件および照射条件表、27・・・電子線描画装置、2
8.30・・・分割回路で分割された輪郭図形、29.
31・・・11  図 不 2  口 A−A’dfflia ?−/) −u3ルq= * 
tu!第 3  図 佳l (Pル2 ¥J 4  図 イブ  置 第  5  図 イブ    シ[ ■ 6  図 ■ 7 図 第 B 図 ρ  Z   i  t   g   tD涼図−h輻
 Vl/ωmジ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電子線描画法において描画すべき原図形を中心図形と該
    中心図形をとシ囲む輪郭図形に分けて描1iflifる
    方法において、原図形の幅が別に指定された値以上の図
    形について輪郭図形を描き、幅が大なる原図形の輪郭図
    形の幅を、幅の小なる原図形の輪郭図形の幅に等しいか
    よυ大となるように選び、中心図形に与える電子線照射
    量を輪郭図形に与える電子線照射量よシ小ならしめるこ
    とを特徴とする電子線描画方法。
JP58039262A 1983-03-11 1983-03-11 電子線描画方法 Pending JPS59167018A (ja)

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