JPS59921A - 電子ビ−ムリソグラフイにおける近接効果の補正方法 - Google Patents

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】 本発明は電子ビーム・リソグラフィに関し、より具体的
には後方散乱電子により電子ビームリソグラフィに生ず
る誤差の補正方法に関する。

一般に電子ビームリソグラフィにおいて、パターンを形
成すべき基板は、最初に電子ビームとして入射する電子
の衝撃に対して感応するレジストのｗＩＮで被覆される
。これらの電子ビームは前記レジスト層を透過するとき
に減速されるので、電子の各々の軌跡に沿ったレジスト
層内でエネルギーが失われる。ここで、ｌＩ＋１記レジ
入レジスト層する電子ビームの前方経路においては、電
子ビームの直径より多少大きな直径の円面形でエネルギ
ーが消失される。このようにして消失されるエネルギー
は、的方敞乱エネルギーとよばれ、その分布は第１図の
曲［１１で示されており、それは電子ビーム中心からの
横方向変位の関数である。

一般に、電子ビームがレジスト層の厚さ全体にわたり露
光し、そして該電子ビーム中の各電子が完全にレジスト
層を透過して基板に到達しなければならない。さらに、
入射電子の初期エネルギーが電子をレジスト層内に封じ
こめる程度であると、該ビームがレジスト層に入射する
ある限定された領域で電荷が累積されることになる。こ
のようにレジスト層内に電荷が偏在すると、後から入射
される電子ビームが偏向されるので、電子ビームによっ
てすでに描画された回路パターンの一部は、次に描画さ
れる回路パターンの部分に悪影響を与える。このよ、う
な電子ビームの偏位は、エツチングすべき基板の回路パ
ターンに誤差を生ずる。従って、入射電子ビームのエネ
ルギーの大きさは、該電子ビームがレジスト薄層を透過
してその下の基板に確実に到達するような偵に選択され
る。通常、基板の導電率はレジストの導電率より十分に
高いので、基板に対して局所的な電荷の累積は生じない
。さらに、基板に蓄積された電荷は該基板を接地するこ
とにより除去することができる。例えば、２０ｋｅＶ位
のエネルギーは、電子がレジスト層と基板の間にあるい
かなる非導電層をも透過すると共に、レジスト層をも確
実に透過するのに十分な大きさである。

しかしながら、入射電子は基板内の原子によって散乱さ
れるので、入射電子の大部分はレジスト層の内部まで後
方散乱され、そのためにレジスト層内に望ましくない露
光を生ずる。このような基板内の原子による散乱の影響
は、第２図の特性線図に示されている。ここで、＊ｉｉ
ｅの特性線図は、第６回電子イオンビーム科学技術電気
化学学会の国際会議会報１９７４年版第２０５〜２２３
頁で、カイサー反びムラタの両氏が１°厚い基板上の薄
膜内における電子ビーム散乱とエネルギー損失のモンテ
カルロ・シュミレーション」と題して公表された記事に
上記モンテカルロ・シュミレーションを利用して計算さ
れた軌道を示している。これらの軌道は、シリコン（Ｓ
ｉ）基板上にポジ型電子ビームレジストとしてポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を０．４ミクロンの厚さ
で被覆し、該レジスト層に２．０００ｋｅＶの電子ビー
ムが入射したときに得られた特性である。また、後方散
乱された電子によりレジスト層内で消失されるエネルギ
ーは、後方散乱エネルギーといい、その分布は第１図の
曲線１２で示されているようにビーム中心から横方向変
位の関数である。なお、第１図の曲線１３は、１訂記の
前方散乱エネルギーと後方散乱エネルギーの双方により
消失される全エネルギーを示す。ここで、＋１０述の後
方散乱された電子によるレジスト層の過剰な露光作用は
１近接効果」といわれ、それは１ミクロンまたはそれ以
下のオーダで回路特性の分解能に悪影響を与える。例え
ば、約０．５ミクロンの幅で入射される電子ビー１１の
場合、後方散乱された電子により露光される領域の半径
は約３ミクロンである。前方に散乱されたエネルギーに
対して後方に散乱されたエネルギーの比は、ｎＥにより
表わされる。例えば、約１ミクロンの厚さの挙層レジス
トの場合、前記の比ｎＥは０．７〜０．９の範囲内にあ
る。

分解能に対する後方散乱電子の影響は第３Ａ〜３Ｃ図に
示されており、これらの図はレジスト層上に同一線幅の
７本の平行線Ａ〜Ｇが電子ビームにより等間隔で描画さ
れた状況を示す。そして各曲線は、これら平行線の方向
に対して直角な方向でレジスト層の表面に沿った横変位
の関数として、該レジスト層内で消失されるエネルギー
の分布を表わす。ここで、曲線３１Ａ〜３１Ｇはそれぞ
れ平行線Ａ〜Ｇに対応する前方散乱エネルギーを表わし
、曲＆ｌ３２Ａ〜３２Ｇはそれぞれ平行線Ａ〜Ｇの各々
に対応する後方散乱エネルギーを表わす。

そして曲線３３は後方散乱された全部の電子によつでレ
ジスト層内で消失される全後方散乱エネルギーを表わし
、曲線３４は前方散乱された電子と後方散乱された電子
の双方によってレジスト層内で消失される全エネルギー
を表わす。かくして上記の各曲線から以下のことが理解
される。すなわち、各平行線に対応する前方散乱エネル
ギー分布はさほど重複しない。これに対して各平行線に
対応する後方散乱エネルギー分布は相当に重複し、且つ
孤立した線や一群の線のｆｉｌｌ領域における全後力散
乱エネルギーよりも、他の線で囲まれた領域における全
後方散乱エネルギーを大きくする。

分解能に対する後方散乱エネルギーの影響は第３Ｃ図に
より理解することができる。すなわち、図の曲ｆｉ３４
は横方向変位の関数としてレジスト　、層内で消失され
る全エネルギー（すなわち、後方散乱エネルギーと前方
散乱エネルギーの双方）を表わす。レジストの現像の間
に該レジストが融解されるのを支配するのは前記の全エ
ネルギー分布である。図示のように、後方散乱エネルギ
ーが均一でないために、平行線Ａ〜Ｇの頂部は同一では
ない。同様に、互いに隣接する線間の空隙における１光
量も均一ではない。線りに対応する頂部がＷ９．Ａに対
応する頂部よりも高いので、レジスト層の現像時に線り
は線Ａよりも幅広くなる。同様に、レジスト層の現像の
後、線ＣとＤの間の空隙に残っているレジストは、線Ａ
とＢの間の空隙に残っているレジストより細い。したが
って、後方散乱された電子による露光は描画されている
パターンの関数である分解能を変動させる。

前述の近接効果による誤差を補償するために、３つの方
法が提案されてきた。すなわち、照射量補正による補償
、形状補正による補償および多層レジストの使用による
補償である。１ＩｉＪ記照射量補正による補償において
は、線ＡとＧが最も多量の電子を受け、次いでｍＢとＦ
、ＣとＥに順次減少し、そしてｆａＤが最小量の電子を
受ける。各々の線について選択する電子の量は、！ＩＡ
−Ｇに対応する頂部の高さと等しくなるように選択する
ことができる（第４Ａ図参照）。また、これらの電子照
射量は、各頂部（第４Ｂ図参照）の間における谷の高さ
を等しくするように選択したり、後方散乱エネルギーの
影響を表わすための他のパラメータを靜小とするように
選択することができる。電子照射量は、ビーム電流を一
定に保つことにより、またはビームの書込み速度を一定
に保つことにより制御することができる。次に、形状補
正による補償の場合、電子ビームで実際に描画するパタ
ーンは、形成すべき理想的なパターンに比べて若干異な
るようにする。前記の実パターンは、レジストが形成さ
れるときに理想に近いパターンが得られるように、回路
パターンの境界に治って全エネルギー露光量が一定の強
度を有するように変更される。（このことは、５ＰＩＥ
第３５巻「半導体マイクロリソグラフィにおける進展３
Ｊ、１９７８年８１１Ｊ５４頁、および「ベクトルスキ
ャン電子ビームリソグラフィ」、キャロル・ヤングマン
とノーマン・ウイツテルズ共著を参照のこと）。また、
多層レジストの使用による補償においては、レジスト層
内で消失される後方散乱エネルギーの量を減少させるた
めに、電子吸収層がレジスト層と基板との間に挿入され
る。

しかしながら、これら従来の補償技術にはいくつかの重
大な欠点がある。第１の欠点は、いずれも後方散乱エネ
ルギー分布を完全に補償しているものではない。例えば
、多層レジスト・フィルムの場合には、中間の吸収層か
ら後方に対しである程度の散乱があり、そのために基板
からの後方散乱は十分に減少しない。しかも、薄い上部
のレジスト層に形成されたパターンを、中間の吸収層を
透過して基板に転送するために追加の処理工程が必要で
ある。その結果、集積回路の製造コストが増大し、しか
もその歩留りは低下する。更に望ましくないことに、パ
ターンを基板に転送する諸工程により、回路特性が広く
なったり狭くなったりするので、分解能に悪影響を与え
る。

他の２つの補償技術における補正は、着目している特定
のパターンについて露光量を計算しなければならない。

この計算は長時間にわたるので高価なものとなる。前記
の計算を容易にするためにはパターンのデータを分割し
なければならないが、これは困難な手順であり、且つ分
割境界に近いパターンの領域で計算すべき近接効果の補
正を不満足にする。更に分割の大きさの選択はあいまい
なことがあって誤差の原因になることがある。満足でき
る補償を行なうためには、区画内における分割数が極め
て多くなることであり、そのためにパターンを発生する
ために記憶しなければならないデータの量をかなり増加
させる必要がある。最適な補正はレジストと現像パラメ
ータとの関数でもあり、それにより計算は更に複雑とな
る。ここで、オペレータの介入を必要としない計算技術
を開発することはまた困難であり、特に非常に複雑な回
路パターンについては困難である。照射量補償の場合、
電子ビームリソグラフによるパターンの書込み速度また
はビーム電流の大きさを変えることができなければなら
ない、これによってリソグラフの構造が通常必要とする
以上に複雑となる。従って、追加される処理や構造のコ
ストを増大させることなく、近接効果を完全に、または
ほぼ完全に補償する技術の開発が要望されていた。　本
発明はかかる要望を満たすべく提案されたもので、その
一実施例によると、近接効果による分解能の低下を逆フ
ィールド・パターン露光により効果的に補償することが
できる。ここで、逆フィールド・パターンとは、描画す
べき回路パターンのネガ、すなわち回路パターンの発生
の間に０１１方散乱エネルギーによって露光されないレ
ジスト領域を意味する。回路パターンの発生の間にレジ
スト層内で消失される後方散乱エネルギーを補償するた
めに、電子のビーム幅と強度は後方散乱エネルギー分布
にほぼ等しいエネルギー分布をレジスト層内に発生ずる
ように調整される。次いで、逆フィールド・パターンが
電子ビームによって露光される。逆フィールド・パター
ンの前記露光は、回路を横切ってほぼ一定分布の全後方
散乱エネルギーを発生するので、後方散乱エネルギーに
よって線分解能が変動することはない。

上述の本発明による補償技術の利点としては、先ず回路
パターンを電子ビームリソグラフで露光する前に補正の
計算をする必要がない。また、近接効果の補正を加える
ためにパターンデータの記憶装置を追加する必要がない
。更には、補圧を加えるために、電子ビームリソグラフ
のビーム電流または書込み速度を動的に変える必要はな
い。しかも、これらの補正は露光されたレジスト層の化
学的なパラメータに左右されない。したがって、本技術
は、後方散乱された電子による望ましくない露光を完全
に補償する。

電子ビームリソグラフィにおいて露光すべき部分は、画
素という正方形の２次元配列に分割され、そして選択さ
れた画素のみを露光して所定の回路パターンが形成され
るように電子ビームを制御することができる。例えば、
５　ｍｍ　Ｘ　５　ｍｍの領域の場合、この領域は０．
５ミクロンＸ０．５ミクロンの１０８個の画素に分割す
ることができる。ラスタスキャンのリックラフにおいて
、各画素は一度に一列が走査され、電子ビームによって
露光すべき画素を走査しているときのみビームを照射す
る。電子ビーム内における電流密度はほぼガウス分布に
従って変化する。すなわち、電流密度１（ｒ）は近似的
に　八ｘｅｘｐ（−Ｑ　ｎｇｘｒ”／Ｒ’）で表わされ
る。

ここで、Ａはビームの中心における電流密度、「はビー
ムの中心からの半径方向に沿った距離、Ｒは半径方向に
沿った半値幅（電流密度がビームの中心的に対して半分
になる距Ｊｉ１１）である。なお、ビームの電流密度は
ほぼガウス分布であるから、ｍ１方ｎｋ乱工ネルギー分
布もまたガウス分布である。

１１４１記の半値幅Ｒは典型的に画素１個の線サイズの
２分の１に等しいように選択されるので、露光された互
いに隣接する２個の画素間の中点では、これら２個所で
露光される電流密度が加算され、従ってその中点ではこ
れら２つの露光された画素のいずれかの中心における密
度にほぼ等しい全密度が生ずる。同様にして分布は、互
いに隣接する画素の分布の間でのみかなり重複するほど
急速に減少する。

半値幅Ｒのこの選択の方法は第５Ａ図および第５Ｂ図に
示されている。第５Ａ図において、基板５１の上には薄
いレジストＮ１５２が被着されている。なお、図の座標
軸はレジスト層の上面がＸＹ平面内にあるように選択さ
れている。レジスト・パターンは例えばレジスト表面に
ほぼ垂直に衝突する電子ビームで該レジスト層を露光す
ることによって形成される。なお、所望ならば、別の角
度でレジスト層にビームを衝突させることもできる。

実際に電子ビームは偏向点で偏向され、そして試−料（
ウェーハ）上に案内されるので、該試料上におけるビー
ムの入射角は、ビームが試料を横切って走査するときに
２度変化する。したがって、第５Ａ図は互いに隣接する
４列の画素５３〜５６が、ラスタ・スキャン型の露光装
置で露光された状況を示すものである。なお、Ｘ軸はこ
れらの列に下行になるよう選択されている。

第５Ａ図に示した露光分布に対して、ある選択された半
値幅Ｒの影響は、第５Ｂ図の特性図に示されている。こ
こで、線５３〜５６の各々に対する１ｌｉｌ方散乱工ネ
ルギー分布は、それぞれ曲線５７〜５１０で表わされて
いる。これら４木の線の全１）１１方敗乱エネルギー分
布は、曲線５１１で表わされているように、線５３の中
心から線５６の中心までの領域上では、全前方散乱エネ
ルギー分布がほぼ一定であることを示している。従って
、第６図に示されている領域ＫＬＭＮおよびＰＱＲ５Ｔ
Ｕのような連続した領域上における一定のエネルギー分
布は、これら領域の内部に含まれている画素のみを露光
することによって発生することができる。一定エネルギ
ー分布からの変動量は、Ｒを画素１個の線サイズの半分
より大きいように選択することによって減少することが
できる。しかし、走査しなければならない線の数がそれ
に関連して増加するので、一般にこれを露光の均一度の
向上によっては補償することができない。

非常に狭い幅の入射ビームについて発生する後方散乱エ
ネルギー分布も、前述と同様にガウス分布で近似するこ
とができる。ここである程度の幅で無視できない場合の
入射ビームに対しては、これにより生ずる後方散乱エネ
ルギー分布が、ビームの電流密度分布と前記非常に狭い
幅のビームに対応する後方ａ乱エネルギー分布とのたた
みこみとなる。ガウス分布は、２つのガウス分布のたた
みこみがやはリガウス分布であり、このガウス分布の半
値幅は、たたみこみ積分された２つのガウス分布の各半
値幅の二乗の和の平方根であるという性質がある。従っ
て、半値幅Ｒｆを有する１１１万敞乱工ネルギー分布を
生ずるビーム電流密度分布の場合、これにより生ずる後
方散乱エネルギー分布の半値幅Ｒｈは　ｉ　である。な
お、Ｒｇは非常に狭い幅のビームに対応する後方散乱分
布の半値幅である。

第１図に示したシミュレーション図は、半値幅Ｒｈが３
ミクロン程度であることを示している。

従って、０．５ミクロンＸ０９５ミクロンの画素の場合
、回路内の注目する一点を取囲んで約６ミクロンの半径
をもった円の内１１＄１にある露光された画素からの各
後方散乱エネルギー分布はかなりの程度重複する。すな
わち、回路内の注目する一点における全後方散乱エネル
ギー分布は、その点を取囲む約６ミクロンの円の内側で
露光されたパターンの関数である。かくして、全後方散
乱エネルギー分布は、電子ビームリソグラフで描画する
回路パターンの複雑な関数となる。すなわち、前述の照
射量補正または形状補正によるそれぞれの補償法で必要
とする照射量またはビーム幅の変動を精確に計算するこ
とがいかに複雑であるかが理解されたであろう。

全後方散乱エネルギー分布に関連する主な問題は、この
ような分布が一様でなく、しかも回路の互いに異なる部
分がそれによって各別の影響を受けることである。全後
方散乱エネルギーが空間的に変化するために、回路の一
部特性が他の特性よりも狭くなる。このように幅の狭く
なる傾向は、抵抗率、エネルギー放散および容量のよう
な回路パラメータに部分的な影響を与えることがあり、
従つ回路の性能は全後方散乱エネルギー分布を適当に評
価しなければ著しく低下することもある。

本発明による補償法は、ｍ１述の非常に複雑な評価を不
要にする。

すなわち、本補償法は、第６図を参照することによって
理解することができる。第６図には非常に単純なパター
ンが示されており、電子ビームによって露光される部分
は、連続した領域ＫＬＭＮおよびＰＱＲ５ＴＵ、つまり
斜線を引いた２つの領域のみである。逆フィールド・パ
ターンはパターンを発生する際に電子ビームによって露
光されなかった領域で形成される。すなわち、第６図で
点線の領域である逆フィ−ルド・パターンは、ｍＩ記領
域ＫＬＭＮおよびＰＱＲ５ＴＵを除く領域ＡＢＣＤであ
る。本補償法によると、回路パターン領域、つまり領域
ＫＬＭＮおよびＰＱＲ３ＴＵが先ず電子ビームによって
露光される。次に、露光される各画素内で生ずる全エネ
ルギー分布が、後方散乱分布を良く近似するようにビー
ムの強度と幅を調整し、そしてこの調整したビームで前
記逆フィールド・パターンを露光する。かくして、第１
と第２の成分の和である全エネルギーが生ずる。

ここで前記第１の成分は、近接効果がなく、そして回路
パターン（すなわち領域ＫＬＭＮおよびＰＱＲ５ＴＵ）
のみが露光されたときに生ずる理想的な分布である。ま
た、第２の分布は後方散乱エネルギー分布を近似するす
べての分布が、すべての画素に生ずることによって領域
ｈＢｃｖｉ体の上に発生したほぼ一定のエネルギー分布
である。

このようにして逆フィールド・パターンを露光すると、
回路パターンの露光中に近接効果によって生ずる後方散
乱エネルギー分布を補償するためのエネルギー分布がレ
ジスト層に生じ、それによってほぼ一定の第２成分が発
生する。

ここで、前述の第２成分がほぼ一定であるから、第１成
分により発生される回路パターンの分解能は変化しない
。むしろ、レジスト層のパックグランドにおける露光が
一定であることを意味する。

このような一定の露光は、前方数置エネルギーによって
発生されるパターンを多少変えるが、その変えられる量
は前方散乱エネルギーによって露光される隣接領域（つ
まり、パターンの各点の６画素分の半径の円の内＠領域
）にある量に匹敵する。

逆フィールド・パターンの露光用ビームを調整する簡単
な一手Ｉｌｌにおいて、調整された半価幅Ｒｆａのガウ
ス前方散乱エネルギー分布を生ずるように、ビームをあ
る制御された量だけ焦点ぼけさせる。

単位面積当たり消失されるエネルギーは、電子ビームの
電流密度を調整することによって調整する。

または、電子ビームの書込み速度を調整することによっ
て、単位面積当たり消失されるエネルギーをＩＪ１整す
ることもできる。０１１記の焦点をぼかされた電子ビー
ムは、これに関連する後方散乱エネルギー分布も有する
ために、Ｒｆａと調整された振幅Ａ　ｆａは、結果とし
て生ずる全エネルギー分布が後方散乱エネルギー分布を
近似するように選択される。すなわち、回路パターンの
発生の間、ｎｌ】力散乱エネルギー分布は Ａｆ　Ｘｅｘｐ（−Ｑｎ　２　ｘｒ”／Ｒｆ’）　　で
あり、後方散乱エネルギー分布は Ａｂ　ｘ　ｅｘｐ（−Ｑ　ｎ　２　ｘ　ｒ”／Ｒｈ’　
）　　である。

逆フィールド・パターンの露光の間に、調整された前方
散乱エネルギー分布は Ａｆａｘｅｘｐ（−＋１ｎ　２　Ｘｊ″／Ｒｆａ　”）
　　　であり、関連して調整された後方散乱エネルギー
はＡｂａｘｅｘｐ（−Ｑｎ　２　Ｘｒ”／Ｒｂａつ　　
である。

調整された前方散乱エネルギー分布と後方散乱エネルギ
ー分布との和である全１ｌＩｌ整工ネルギー分布によっ
て後方散乱エネルギー分布を近似するために、全調整エ
ネルギー内に含まれるピーク・エネルギー密度と、全エ
ネルギーを後方散乱エネルギー分布のピーク・エネルギ
ー密度とを、全エネルギーに等しくなるよう前記Ｊ　ｂ
ａとＲｂａの個を選択する。このエネルギーの均等化に
よって、後方散乱エネルギー分布と全調整エネルギー分
布の双方が前記第２成分に対して同一の総合的な寄与を
することが保証される。もし、前述の均等化が達成され
なければ、回路パターン内部の奥まった任意の点（すな
わち、回路パターンの内部で第２成分に対する寄与分の
みが後方散乱エネルギーに起因する逆フィールド・パタ
ーンから約６画素の半径をもつ円内の領域）での振幅は
、逆フィールド・パターン内部の奥まった任意の点〔す
なわち、逆フィールド・パターン内部であって第２成分
への寄与分のみが全調整エネルギーに起因する回路パタ
ーンから６画素の半径の円内）での振幅に等しくならな
い。回路パターンの任意の端の約６画素の半径をもつ円
内の点では、第２成分がほぼ一定であるように、そして
各ピーク・エネルギー密度が等しくなるように選択され
る。

ピーク・エネルギー密度と全エネルギーに課される制限
は、 Ａ　ｂ　＝　Ａ　ｆａ　＋　Ａ　ｂａ　　・・・・・・
・・・・・・・・・（１）　　およびＡｂ　Ｒｂ”　＝
　ＡｆａＲｆａ’　＋　ＡｂａＲｂａ”　・＝−（２＋
）である。これらの条件は以下の関係を利用することに
よって　　Ａ　ｆａとＲｆａ　　　について解くことが
できる。まず、調整された前方散乱エネルギーに対する
調整された後方散乱エネルギーの比は、後方散乱エネル
ギーと前方散乱エネルギーの間の比としての同一割合ｎ
Ｅに等しい。すなわち、ＡｂａＲ’ｂａ　／ＡｆａＲ”
ｆａ　ｗ　ｎ　Ｅ＝ＡｂＲｂ″／ＡｆＲｆ”　　・・・
・・・・・・・・・・・・（３）が成立する。前記Ｃ）
式に（３）式を代入すると、Ａｂ　Ｒｂ”　＝　（１＋
　ｎ　Ｅ　）　ＡｆａＲｆａ”　−・・・＝＝・（Ａ）
ＡｆＲｆ”麟Ａｂ　Ｒｂ”／　ｎ　Ｅ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（５）＝　（１＋　ｎＥ　）　Ｘ
ＡｆａＲｆａ”　／　ｎＥが得られる。

すでに述べたように、後方散乱エネルギー分布は前方散
乱エネルギー分布のたたみこみであるから、 Ｒｂａ″　−Ｒｆａ”　　＝　ＲＪＩ”　ｚ　Ｒｂ’　
−Ｒｆｌ・−”（６）が成立する。式（１）と（６）を
式（２）に代入すると、Ａｂ　Ｒｂ−＾イａＲｆａ”＋
　Ａｂ　ａＲｂａ　”雪＾ｆ　ａＲｈａ　’＋　（Ａ　
ｂ−Ａｆ　ａ）　（Ｒｂ’　＋Ｒｆａ　”−Ｒｆ　”）
幾つかの項を打消すと次式が得られる。

八ｂ　（Ｒｆａ　”−Ｒｆ　　つ　−Ａ　ｆａ　（Ｒｈ
”　　−Ｒｆ″　）−〇　・・・　・・・　・・・（７
）次に、式μ）と■を使用してＡｂとＡ　ｆａを消去す
ると次の（８）式が得られる。

（１＋　ｎＨ）　Ｒｆａ”　　（Ｒｆａ”　−Ｒｆ″）
−Ｒｂ”（Ｒｂ”−Ｒｆ”）　−０・・・・・・・・・
・・・（８）消失される照射量が前方散乱エネルギー分
布内の全エネルギーに比例するので、式（５）によって
調整されたビームで消失される単位面積当たりの電荷量
は、回路パターンを描画するために使用されたビームに
より消失された単位面積（Ｑ）当たりの電荷量の　ＴＩ
Ｅ／（１＋１１Ｅ）　　倍となることが必要である。す
なわち、 Ｑａ　−ｎＥ　　Ｑ／　（１＋ｎＥ　）　　　−−（９
）となる。これは式ｅ）と同等であり、しがち逆フィー
ルド・パターンの内側深奥部の振幅に等しいことを保証
する。ここで、１記（８）式を　Ｒｆａ　’について解
くことができるけれども、ＲｆはＲｆａまたはＲｈより
もはるかに小さいので、Ｒｆａ”とＲｈ”に対してＲｆ
”を無視すれば、１記（８）式を簡略化すやことができ
る。ここで、（８）式は以下の条件を必要とする。

Ｒｆａ−Ｒｈ　／　（１＋ｎ　Ｅ　）　’／’　−−−
Ｑ（Ｉｔ逆フィールド・パターンの露光中、ａｖ！され
た電子ビームに課される条件式（９）とＱｌｌによって
第２成分はほぼ一定になり、それによって近接効果によ
る分解能の変動が除去される。

なお、回路パターンの露光後に逆フィールド・パターン
を露光することは、本一方法にとって必要不可欠の条件
ではない。実際に、逆フィールド・パターンを最初に露
光したり、または回路パターンと同時に露光したりする
ことができる。例えば、ラスタ・スキャン型の電子ビー
ムリソグラフにおいては、逆フィールド・パターンの１
０でビームを止める代りに、１記のＱａとＲｆａを生ず
るようにビームをａｍすることができる。このような技
術によって、回路パターンと逆フィールド・パターンの
両方を露光するためにウェ−ハを２度走査する必要がな
くなる。また、本明細書で開示した技術はラスタ・スキ
ャン法だけでなく、ベクトルスキャン型やまたは電子投
影法（これはソリッドステート・テクノロジ−１９７７
年３月号第４３頁で、スコツト氏が発表した１ｗｌ子像
投影装置Ｊを参照）にも適用することができる。

本発明による補償技術は、一般に後方散乱電子によるレ
ジストの望ましくない露光を補償するものであり、必ず
しもレジストを直接基板の上に置かなくてもよい。従っ
て、本技術はまた、多層リソグラフィにも適用すること
ができる。この場合、はぼ一定の第２成分によって第２
の露光成分が弱められる量は、単層法に比較して減少す
る。事実、レジスト層はあらかじめ定められたパターン
を、粒子のビームで露光すべき加工品とみることができ
る。また、本技術は後方散乱が基板内の原子からの散乱
、多層法における中間層内の原子からの散乱、そしてそ
れ以外の任意の散乱箇所からの散乱、等のいずれであっ
ても、加工品に対する後方散乱を補償することができる
。更には、加工品に入射される電子ビ、−ムによって回
路パターンを生ずるメカニズムには依存しない。なお、
本技術はポジ・レジストの場合について説明したが、ネ
ガ・レジストを使用する方法にも適用されることは明ら
かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は前方散乱エネルギーにおける電子゛ビームの中
心から横方向の変位の関数としてのエネルギー分布図、
第２図はシリコン基板上に被翔したＰＭＭＡのレジスト
層（厚さ０．４ミクロン）に２゜０００ｋｅＶの電子が
入射したときモンテカルロ・シュミレーションを利用し
て計算された軌道図、第３Ａ〜３０図は電子ビームリソ
グラフにより接近した７本の線を描画したとき基板上の
薄いレジスト層に生ずるエネルギー分布図、第４Ａおよ
び第４Ｂ図は電子ビームリングラフにより接近した７本
の線を描画したとき基板上の薄いレジスト層に生ずる全
エネルギー分布図で従来の補正技術によって近接効果が
補償された状態を示す図、第４Ｃ図は電子ビームリソグ
ラフにより接近した７本の線を描画したとき基板上の薄
いレジスト層に生ずる全エネルギー分布図で本発明の一
実施例による逆フィールド・パターンにより近接効果が
補償された状態を示す図、第５Ａおよび第５Ｂ図は画素
の大きさと前方散乱エネルギー分布の半値幅の（ｔＵと
の関係を示した斜視図および特性図、第６図は逆フィー
ルド・パターンを示した図である。 ５１：基板、５２ニレジスト層。 出願人 ［ｉＪ・ヒユーレット・パッカード株式会社代理人　弁
理士　　長　谷　川　次　男ＦＩＧ　　　　　ｊ ＦＩＧ　　　　３Ａ ＦＩＧ　　　　　３８ ＦＩＧ　　　　　３Ｃ ＦＩＧ　　　　４Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板の予め選択された領域上に電子ビームで回路パター
   ンを描画せしめるリソグラフィにおいて、予め選択され
   た領域の各画素に生ずる後方散乱の露光に近接した全露
   光量を、これら画素のそれぞれに入射される電子ビーム
   に対して逆フィールド・パターンで各画素を露光させる
   ことにより補償したことを特１豫とする近接効果の補正
   方法。