JPS6041223A - 電子ビ−ム露光方法 - 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】 （ａｌ　発明の技術分野 本発明は、電子ビーム露光方法に関し、特に所謂近接効
果を補正して、高精度の電子ビーム露光＃禽パターンを
形成する方法に関するものである。

（ｂｌ　技術の背景 電子ビーム露光によるパターン形成技術においては、パ
ターン精度の向上のためには、所謂、近接効果の補正が
、不可欠である。

良く知られているように、近接効果は、ｗＩ露光物に塗
布形成されたレジスト層中での電子ビーム散乱（前方散
乱）及び被露光物である基板からの電子ビーム散乱（後
方散乱）によって描画後のレジストパターンが、電子ビ
ーム照射パターンより、大きく拡がるという現象であり
、特にパターン間の間隔が２μｍ以下になると、結果的
にパターン形状の著しい歪をもたらし精度を低下させる
悪影響が、顕著になる。この散乱によるレジスト中での
電子ビーム露光強度分布は、外部から照射するビーム中
心からの距離ｒの関数として、次式で表わされ、第１項
目は、前方散乱、第２項目は後方散乱によって与えられ
るものであることが知られている。なお、（１）式中、
Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、レジストの厚めや基板材料等
の条件によって定まる定数である。

又、直接露光により、レジストパターンを形成する場合
、第１図に示す様に、下層（図１のパターン２）の−に
に、」二層（図１のパターン１）をＦ面画する必要があ
り、斜線を施した部分は、断差となる。１２／上の様な
、半導体基板が、その表面上に断差を有する場合でも、
電子ビーム描画により、高精度パターンを形成する必要
がある。

（Ｃ１従来技術と問題点 レジスト膜厚の違いにより、パターン幅と照射量との間
には、第２図に示される様な関係がある。

すなわち、厚いレジスト膜Ａと薄いレジスト膜Ｂとの両
方に同一の幅Ｘを有するパターンを形成する場合、厚い
レジスト膜Ａを露光するのに必要な照射量Ｑ１　よりも
薄いレジスト膜Ｂを露光するのに必要な照射量Ｑ２の方
が、大きい値となる。

したがって、同一基板上に段差が、形成されており、た
とえば、その段差と交差して、パターンを形成する場合
は、レジスト膜の厚い領域と薄い領域とに電子ビームを
照射することになる。

このとき、レジスト膜の薄い領域を露光するのに、最適
な照射量をもってパターンを形成すると、レジスト膜の
厚い領域においては、段差を境にして露光されるパター
ンの幅が広くなることとなる。

逆に、レジスト膜の厚い領域を露光するのに最適な照射
量をもってパターンを形成すると、露光されるパターン
の幅は、段差を境にして所望の値より小さくなる。

従来、近接効果を補正して、電子ビーム露光パターンを
形成するための一般的方法は、パターン段差等を考慮せ
ず、各層で各パターン毎に、電子ビーム散乱強度分布（
１）とパターン形状及び隣接バ画パターンのパターン寸
法を補正（縮小）する方法であった。

そのため、表面に段差を有する半導体基板上に、その段
差と交差して、レジストパターンを精度良く形成するこ
とは、容易ではない。

（ｄｌ　発明の目的 本発明の目的は、かかる問題点に鑑み、表面に段差を有
する半導体基板」二に電子線用レジストをもってレジス
トパターンを形成する方法においてこの段差に交差して
、所望のパターンを近接効果を補正して、正確に、かつ
微細に形成しうる、電子ビーム露光方法を提供すること
にある。

（＋１１１　発明の構成 本発明の特徴は、電子ビームを試料上に照射し、多数の
パターンを描画する電子ビーム露光方法に関し、上層と
下層の各パターンデータの論理積を算出した結果のパタ
ーンデータＡとパターンデータＡと各層のパターンデー
タとの排他的論理和を算出した結果のパターンデータＢ
に対し、各々の膜厚に応じた露光強度分布により、各パ
ターンの露光強度が、一定になる様な照射量と寸法補正
量を算出し、該補正パターン寸法と照射量に基づいて、
電子ビーム描画を行なうことにある。

（ｆｌ　発明の実施例 以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図に示される様な上層（パターンデータ群１）、下
層（パターンデータ群２）の２層のパターンデータにお
いて、パターンデータ群１の電子ビーム露光によるパタ
ーン形成を以下の工程で実施する。

パターンデータ群１とパターンデータ群２の論理積（Ａ
ＮＤ）を算出する。算出した結果のパターンデータＡと
パターンデータ群１の排他的論理和（ＥＯＲ）を算出す
る。第３図の様に、算出した結果のパターンデータＢと
パターンデータＡ（斜線部分）を９個のパターンとして
分割して出力する。

第３図の各パターン（１〜９）の補正量は、パターンデ
ータＡとパターンデータＢの各々の膜厚に応じた（１）
式で表わされる露光強度分布ｆ＾　（ｒ）。

ｆＢ（ｒ）を用いて、以下の様にして算出する。

第３図のパターン５のサンプル点ａ　（補正量算出点）
での関係は、以下のように表わされる。

ＱＴ　Ｆａ（ｒｌ　）　十Ｑ２　ＦＢ（ｒ２．　）　＋
ＱＩ　Ｆｅ　（ｒ、）　−１−Ｃ４Ｘ　（ｒ＊　）　＋
Ｑ５ＦＡ（ｒ５　＞　−）　ＱｃＦＡ　（ｒθ）　±０
７　ＦＢ　（ｒ７　）→−Ｑｌ？　ＦＢ（ｒ８）　十Ｑ
ｑ　ＦＢ　（ｒｑ　）　−Ｆ、−−−−−−−−−−−
−−−１２１ここで、０１〜９は、各パターンの照射量
であり、Ｆ４　ｆｒｙ、Ｆ、　ｔｒ＋は、各パターンの
パターン５のサンプル点ａに及ぼず影響強度である。Ｆ
Ａ　（ｒｌ、ＦＢｆｒ）は、以下の式でりえられる。

又、Ｅは、現像エネルギー強度である。

各サンプル点でのエネルギー強度が、現象エネルギー強
度Ｅに等しくなるように補正量（照射量と寸法補正量）
をめる。他のパターンの補正量も同様にしてめられる。

実際的には、」二記照射量と寸法補正量は、パターンデ
ータ作成時に決定してしまい、そのデータは、第４図の
如き装置なら、電子計算機６に格納され、電子計算機６
によって、ｘｙ偏向器４を駆動し、ビームスポットを歩
進させ、所定のパターンを塗り潰すように照射して、描
画を行なう。第４図は、典型的な電子ビーム露光装置の
基本構成の概念図である。

電子ビーム露光装置本体１は、電子銃２．収束電子レン
ズ系３．ＸＹ偏向器４を有し、細く絞られた電子ビーム
をレジストが塗布された基板試料５に照射するもので、
その試料５上の電子ビームスポットの位置は、電子計算
機６からのパターンデータで、ＤＡ変換器７．増幅器８
を介してＸＹ偏向器４を駆動することによって制御され
る。電子ビームは、計算機６からの信号に応じてブラン
キング装置によって試料５上へ照射されるものである。

（ｇｌ　発明の効果 以上の様に本発明によれば、下層の影響を考慮して補正
量を算出しているため、断差を有するパターンに対して
も高精度のパターンが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、従来の手法及び問題点を説明するた
めのパターン図、パターン幅と照射量の関係を示す図、
第３図は、本発明の詳細な説明するためのパターン図、
第４図は、電子ビーム露光システムの基本的構成の例を
示すブロック図である。 図中、１は電子ビーム露光装置本体、２は電子銃、３は
収束電子レンズ系、４はＸＹ偏向器、５は試料、６は電
子計算機、７はＤＡ変換器、８は増幅器を示す。 第１　目 Ｑｆ　Ｃ２ ２１１量　（Ｃ７／２．ｎ？　） 寥２■ 寓４図 −１２６一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子ビームを試料上のレジストに照射し、多数のパター
   ンを描画する電子ビーム露光方法において、上層と下層
   の各パターンデータの論理積を算出した結果のパターン
   データＡとパターンデータＡと各層のパターンデータと
   の排他的論理和を算出した結果のパターンデータＢに対
   し、各々の部分のレジストに応じた露光強度分布により
   、各パターンの露光強度が一定になる様な照射量と寸法
   補正量を算出し、該補正パターン寸法と照射量に基づい
   て、電子ビーム描画を行なうことを特徴とする電子ビー
   ム露光方法。