JPS594017A - 電子ビ−ム露光方法 - Google Patents

電子ビ−ム露光方法

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JPS594017A
JPS594017A JP57112986A JP11298682A JPS594017A JP S594017 A JPS594017 A JP S594017A JP 57112986 A JP57112986 A JP 57112986A JP 11298682 A JP11298682 A JP 11298682A JP S594017 A JPS594017 A JP S594017A
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JP
Japan
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dose
proximity effect
electron beam
electron beams
pattern
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JP57112986A
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Bunro Komatsu
小松　文朗
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は電子ビーム露光方法の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、半導体素子の微細化、高密度化に伴なって、サブ
ミクロンのパターンを形成する技術として電子ビーム露
光を用いたリソグラフィー技術が注目されている。この
電子ビーム露光方法は、第１図に示す如く基板Ｉ上のポ
ジ型またはネガ型レジスト膜２に電子ビームを走査しな
がら照射する方法である。しかしながら、この露光方法
にあっては、電子ビームがレジスト膜Ｚ内での電子散乱
や基板１からの後方散乱によって目的とする露光部３以
外の周辺の未露光部４の領域５まで露光されて、パター
ン形状のひずみが生じる、いわゆる近接効果か起こると
いう問題があった。
このよう々ことから、従来、電子ビーム露光での近接効
果を低減させる手段として、■データを補正する方法、
■ドーズ量を変化させる方法、等が提案されている。
しかしながら、データの補正による近接効果の低減方法
はラスタ一方式の電子ビーム露光装置による場合、相当
な時間を要する。即ち、近接効果の発生するパターンデ
ータを識別し、そのパターンデータを加工するにはミニ
コンビ、−−タよりメインフレームコンビュークにより
−（処理する必要がある。しかも、ラスク一方式では該
当するパターン領域だけでなく、マスク又はウェハのデ
ータ領域全面を走査する必要がある。一方、ドーズ量を
変化させて近接効果を低減する方法は電子光学系の再設
定、ビームドリフトの補正等を短時間に精度よく行なう
必要があり、問題である。
〔発明の目的〕
本発明は簡単な操作で近接効果を低減して尚精度で微細
形状のパターン形成が可能な電子ビーム露光方法を提供
しようとするものである。
〔発明の概要〕
本発明は目的とするドーズ量よシ低いドーズ量の電子ビ
ームをレジスト膜に複数回■ねて描画するものである。
すなわち、ドーズ量と相関するビーム電流を例えば１／
２にするか、或いはビーム照射時間を１／２にするかし
て、１回目の電子ビームの描画を例えばボッ型レジスト
膜に施すと、露光部のレジスト密度（平均分子量）は未
露光部に比べて減少する。次に、再度、同一条件でポジ
型レジスト膜に電子ビームを重ね描画すると、露光部の
数平均分子量の最終的な値はビーム電流又はビーム照射
時間を倍にして一度に描画した場合に比べて低下する。
従って、同一の現像条件下で処理した場合、露光部（前
方散乱電子による照射部）と近接効果の影袢丘受ける領
域（後方散乱電子による照射部）との数平均分子量の差
が増加する分だけ近接効果を受ける領域は現像されに＜
＜彦るため、近接効果を低減できる。
〔発明の実施例〕
次に、本発明の詳細な説明する。
実施例 ブランクマスク（又はウェハ）上にポリメチルメタクリ
レート（ＰＭＭＡ　）　’１回転塗布し、ベーキングし
て例えば厚さ０．５μｍのポジ型レジスト膜を被覆した
後、該レジスト膜に電子ビームを走査してビーム電流４
００　ｎＡの条件で、２５ｎｓｅｃ照射して１回目の描
画を行なった。つづいて、電子ビームが照射されたレジ
スト膜部分に再度、電子ビームを走査して同一のビーム
電流値で２５　ｎ５ｅｃ照射し、露光を行なった。次い
で、露光後のレジスト膜を現像処理してレジストパター
ンを形成した。
比較例 ブランクマスク（又はウェノ・）上にＰＭＭＡを回転塗
布し、ベーキングして厚さ０．５μｍのポジ型レジスト
膜を抜機した後、該レジスト膜に電子ビームを走査して
ビーム電流４００　ｎＡで実施例の倍の５０　ｎ５ｅｃ
照射し、１回で露光を行なった。
次いで、露光後のレジスト膜を現像処理してレジストパ
ターンを形成した。
しかしで、本実施例によれば、第２図に示す如くブラン
クマスク（又はウエノ・）１１上に近接効果に起因した
パターン周辺の丸みが改善されたパターンデータに忠実
なレノストノやターンＩ２を形成できた。これに対し、
一度の電子ビーム照射で露光するｌ比較例の方法では、
第３図に示す如くブランクマスク（又はウエノ・）ＩＩ
上に近接効果に起因したパターン周辺に丸みが生じたレ
ジストバク−７１２′が形成された。
また、本実施例及び比較例の方法によるパターン間距離
の変化に対するパターン寸法の変動を調べたところ、第
４図に示す特性図を得た。
ここで、パターンとは現像によシ露光部を溶解除去した
部分である。なお、第４図中のＡは本実施例の方法によ
る特性線、Ｂは比較例の方法による特性線である。この
第４図からり」らかな如く、１度の電子ビーム照射で露
光を行なう比較例の場合では、パターン間距離が３．９
　ｔｉｍ以内になると、パターン寸法が著しく変化する
。これに対し、目的とするドーズ量の半分の電子ビーム
で重ね照射して露光を行なう本実施例の場合では、パタ
ーン間距離が３．０μｍ以内になっても、近接効果の低
減によシバターン寸法の変化を抑制できる。
このように、ドーズ量を１／２にした電子ビームの量ね
描画を採用した本発明方法において、近接効果を一度の
電子ビームの露光に比べて低減できるのは次のような理
由による。即ち、ポジ型レジストの初期数平均分子量ｆ
　Ｍｎ　、ドース′量Ｑｏを１／２にして電子ビーｌ−
を重ね描画した時の露光部の数平均分子量をＭｆ　、ド
ーズ量ＱＯで一度の電子ビーム描画を施した時の露光部
の数平均分子量をＭｆ’、ドーズ量ＱＯで一度の電子ビ
ーム描画及びドーズ量Ｑｏを１〆２にして電子ビームを
重ね描画した時の近接効果の影響を受けた領域の夫々の
数平均分子量′（Ｉ−Ｍｆ”（１）、Ｍｆで（２）、と
すると、以下に示すような式が求められる。なお、前記
各数平均分子量Ｍｎ　、　Ｍｆ　＋　Ｍｆ’　＋　Ｍｆ
“（Ｍ’ｆ”（１）。
Ｍｆ”（２））をモデル的に示すと、第５図の如き線図
となる。
（１）ドーズｉＱ。で描画する場合、近接効果の影響を
受ける領域の数平均分子量ＭＪ’ｉｏと露光部の分子量
Ｍ／の差は、 で表わされる。
（ＩＩ）ドーズＭ、Ｑｏ／２で重ね描画する場合、近接
効果の影響を受ける領域の数平均分子１■−”Ａ２）と
露光部の分子量Ｍｆとの差は、 で表わされる。
しかして、上記（２）式−（１）式の分子〔分子をＨ（
１−ｘ）Ｄとする〕を展開して整理すると、〉０ となり、 の関係が成立することになる。
但し、 ｇ８・・・単位エネルギー当たりの主鎖切断の回数ε・
・・吸収エネルギー密度 ρ。・・・レジストの初期密度 ＮＡ−Ａｖｏｇａｄｒｏ数 ここで、Ｃは定数、またＸは０≦ｘ　（１で露光部のエ
ネルギー密度をεとしだとき、近接効果の影響を受ける
領域のエネルギーｖ７１ｂＺは、εＸで表わせられる。
上述した（３）式より同一・現像条件で処理すると、露
光部（Ｍ、）によって現像終了の判定をするため、近接
効果の影響を受ける領域ω’Ａ２＞）は現像されにくく
なる。しだがって、本発明の露光方法によれば近接効果
を従来の露光方法に比べて著しく低減できる。
なお、ドーズ量を１／２にするには、ビーム電流を１／
２にする方法と照射時間を１／２にする方法とがある。
前者のビーム電流、を１／２にする場合、描画時間は２
倍になるが、後者の照射時間を１／２にする場合にはブ
ランキング速度及びステーク速度が２倍になるから、描
画時間はドーズ酸をＱ。で一度に描画する場合と殆ど変
らず、時間的損失は少なくて済む。
上記実施例ではドーズ量を１／２にして２回の電子ビー
ムの市ね描画を行なったが、これに限定されずドーズ；
１．を１／３　、１／４等にして３回。
４回の電子ビームの重ね描画を行なっても勿論よい。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明によればツヤターンデータの
補ｒＥ−等の煩雑な手段をとらずに、例えばドーズ量を
１／２にして、電子ビームを２回の重ね描画することに
よって、極めて簡単な操作で近接効果を低減して高精度
で微細形状の・千ターンを形成し得る電子ビーム露光方
法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は電子ビーム露光による近接効果の発生を説明す
るための断面図、第２図は本発明の露光方法を施した後
、現像処理することにより得られたレジストパターンの
千…１図、第３図ば従来の露光方法を施しだ後、現像処
理することにより得られたレジストパターンの平面図、
第４図は本発明の露光方法及び従来の露光方法を施した
後、同一条件下で現像処理した場合における・やターン
間距離の変化に対する・母ターン士法の変動を示す特性
図、第５図＆ｉボッ型のレジストの初期数平均分子ｔ（
Ｍｎ）、本発明の露光後の露光部の数平均分子量（Ｍｚ
）、従来の露光後の露光部の数平均分子量（ｈｙ７）、
及び近接効果の影響を受ける領域の数平均分子量α７）
の分布を示す線図である。 １・・・基板、２・・・ポジ型レジスト、３・・・露光
部、４・・・未露光部、５・・・近接効果の影響を受け
た領域、１１・・・ブランクマスク（又Ｃよウェハ）、
１２　、　Ｚ　２’・・・レジストパターン。 出顔人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦牙１図 チ２　図 管　３　図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レジスト膜に電子ビームを描画して露光を行なう際、目
    的とするドーズ量よシ低いドーズ量の電子ビームを前記
    レジスト膜に複数回重ねて描画することを特徴とする電
    子ビーム露光方法。
JP57112986A 1982-06-30 1982-06-30 電子ビ−ム露光方法 Pending JPS594017A (ja)

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