JPS6112068A - 電子ビームリソグラフ装置における近接効果補正方法 - 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】 発明の背景 本発明は、被加工物を選択的に照射する電子ビ・　−ム
リソグラフ装置に関するもので、特に、近接効果に対し
て補正を行って、レノネト−コートされた被加工物に露
出・（ターンを一様に形成する方法に関するものである
。

電子ビーム露出装置は、半導体ディ・ぐイスのパターン
形を画成するためにレジスト−コートされた被加工物を
選択的に照射するために商業的に使用されている。被加
工物は、マスクグレートでもよく、又は直接パターン形
が画成されるレジスト−コートされた半導体であっても
よい。両者の場合とも、電子ビームは、°−子レしスト
材料で複雑で微細で小型のパターンを露出するために高
精度で、高速度に制御される。最小のパターン形の大き
さは１ミクロン以下である。非常に複雑な半導体ディバ
イスを設計するときは、・やターンの大きさは更に減少
させることが望ましい。

これら超小型パターンを露出するため忙、電子ビームは
集束され、必要な大きさに成形され、電子感知レジスト
に加えられる。更に、ビームは、被加工物上の所定の・
やターンの場所に偏向される。

いろいろなビーム成形及び偏向技術が利用されている。

電子ビームがレジスト層の有限の厚さを貫通したとき、
ビームはレジスト材料を化学的に変化させ、露出させる
。理論上は、電子ビームは、ビームが加えられる領域に
おけるレジストだけのみを露出する。しかし、実際は、
ビームがレジスト材料を貫通するとき、電子はレジスト
分子によって前方散乱される。更に、電子、がレジスト
基板表面と衝突し、大きな基本の中へと通過するとき、
それら電子は、レゾストへと後方散乱される。その結果
、露出領域が拡散する。典型的には、後方散乱電子は、
前方散乱電子よりもかなシ広いレジストの領域に影響を
与える。この拡散効果は、近接効果（ｐｒｏｘｉｍｉｔ
ｙ　ａｆｆｅｃｔ　）として知られ、電子ビームリソグ
ラ°フにおいて、特にディツマイスのノやターン形がよ
シ小はくなるときに、重大な問題となる。比較的大きな
パターン領域の大きさは、パターン形の内側が正しく露
出されるときに増大する。

近接したパターン形の間のギヤツノは、近接効果のため
に減少し又は全く々くなる。通常は、一様なツクターン
形は、それが他のパターン形に近接した領域において一
様とならない可能性がある。

この近接効果を減少させる技術が提唱されてきた。これ
ら技術は、ビーム中の電子のエネルギを変えること、及
び基板及びレジストの材料を変えることを含む。多重層
もまた利用されている。後方散乱電子を吸収し、後方散
乱によるレジストの露出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設けられている。いずれ
の技術も゛満足のいくものではなかった。近接効果が許
容可能なレベルに減少させられないことから、その効果
の補正又は補償すること、許容可能なノソターンを形成
することに労力が費やされた。補正は２つのカテゴリに
属する。すなわち、１）パターンの大きさを調節するこ
と、及び２）電子の露出を調節することである。パター
ンの大きさを補償する場合には、ディバイスのパターン
形の大きさを拡散効果と同等の分だけ減少させ、合成し
たパターンが所望の寸法となるようにすることである。

概念上は簡単であるけれども、パターンの寸法を調節す
る技術において複雑なパターンを取扱うことは非常な困
難を伴う。露出を調節する技術においては、単位領域当
シのレジストへ加えられる電子の数、すなわちドーズ量
（ｄｏｓａｇｅ　）は、ドエルタイム（ｄｗｅｌｌ　ｔ
ｉｍｅ　）、走査速度又はビームの流れを制御すること
によシ変えられる。

自己無撞着（＠＠ｌｆ　−ｃ（Ｉｎｓｉｓｔｅｎｔ　）
法として知られる技術が、露出調節の補正に対して利用
されてきた（“電子リソグラフにおける近接効果：マグ
ニチュード及び補正技術”ＩＢＭ　Ｊ、　Ｒｅｓ、　Ｄ
ｅｖｅｌｏｐ。

１９８０年７月、Ｖａｔ、　　２４、Ｎ１２４、ｐ４３
８を参照）。

周シを囲む・平ターン領域からの拡散による増加したパ
ターン領域の各々における露出を総和することにより、
露出の平均値が各パターン形に対して計算される。平均
した露出レベルは等しく画成され、組になった方程式が
各ノやターン形に加えられるべき入射電子密度に対して
解かれる。自己撞着法は一般的に近接効果の補正に対し
て受は入れ得るものではあるが欠点も有している。・や
ターン形は、上記計算を実行する前に、適当に細分割又
は区分けされなければならない。というのは、／ＩＰタ
ーン形の全ての部分がそれらの寸法や他の・千ターン形
との接近度に依存して同じ近接効果を受けることがない
からである。その区分けは、露出し村ル計算に先だって
、そして個々のアルｆリズムに従ってなされなければな
らない。従って、自己無撞着法は２つの個々の複雑な工
程を含む。更に、露出レベルの計算の結果は、区分は処
理の妥当性に関して情報を提供しない。一様な露出を行
うため、各・譬タニン形又はサブパターン形の必要な露
出レベルを与えるとともに、・やターン形の区分けにつ
いての情報を与える、近接効果補正技術の提供が望まれ
ている。

他の補償技術において、所望のパターンは普通の電子ド
ーズ量で露出される。そのため、パターン以外に、後方
散乱によるものに近い減少した電子ドーズ量による露出
がなされる。その結果、パターン領域以外が一様な低い
レベルの露出がなされることになる（ヨーロッノ特許出
願第００９７４１７号、１９８４年１月４日）。

本発明の目的は、電子ビームリソグラフを補正する新規
な方法を提供することである。

本発明の他の目的は、電子ビームリソグラフ装置におい
て近接効果を補正する新規な方法を提供することでろる
。

本発明の他の目的は、パターン区分けについての情報及
び入射電子ドーズ量についての情報を与える、近接効果
を補正する新規な方法を提供することである。

更に、本発明の目的は、電子レジスト材料で形成される
ノ４ターン領域を実質的に−゛様に露出する、近接効果
補正方法を提供することである。

更に、本発明の他の目的は、近接効果を十分に補正する
、レゾスト−コートされた被加工物上に超小型の・やタ
ーンの電子ビーム露出を行う方法を提供することである
。

発明の概要 本発明を実施することによシ、これらの目的や他の目的
、利点は、レジスト−コートされた被加工物に超小型パ
ターンＰ（Ｘ、Ｙ）を描く電子ビームリソグラフの方法
において成し遂げられる。その方法は被加工物上の複数
の場所において、以下の式に従うパターンＰ（Ｘ、Ｙ）
の一様な露出をなすのに必要な電子ドーズ量を計算する
工程からなる。　″ Ａ＋Ｂ　、　Ｐ（Ｘ、Ｙ）　＊　Ｓ（Ｘ、Ｙ）ここでＳ
（Ｘ、Ｙ）は入射電子ビームによって形成される後方散
乱露出分布を表わし、Ｐ（Ｘ、Ｙ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ）は、
Ｐ及びＳのたたみこみを表わし、Ａ及びＢは前記レジス
ト及び前記被加工物の・母うメータに、並びに入射電子
のエネルギーに依存する定数である。パターンｐ　（ｘ
、　ｙ）は被加工物上に電子ビーム装置からの電子ビー
ムで描かれるもので、加えられる電子のドース１量は必
要な電子ドーズ量の計算された値に従って変化させられ
る。

好適実施例に°おいて、補正因子Ｂβ１：／２Ｅ・（Ｐ
Ｉ３庁は必要とされる電子ドーズ量の値に加えられる。

ここでβ、は露出分布の特徴的幅を示す。

他の好適実施例において、電子ビームリソグラフ装置に
よシ加えられる電子ドーズ量が複数の分離したレベルの
間で変化する。細分した）４タ７ン形は装置の分離した
Ｐ−ズ量レベルの１つに割り当てられる。

他の好適実施例において、ドーズ量が算出された場所は
β１よりも狭い間隔を有するグリッド上にある。

実施例 第１図は電子ビームリソグラフ装置の簡略ブロック図を
示す。電子光学カラム１０が、電子源、ビーム成形光学
装置、放射及び縮小光学装置、並びにビーム偏向手段を
含んで成る。カラム１０の出力は、被加工物１４の表面
に加えられる精巧に集束された電子ビーム１２である。

被加工物１４は、典型的にはレゾスト−コートされた半
導体ウェーハ又ハマスクゾレートで、ステージ１６上に
取シ付けられる。ステージ１６は、電子ビーム１２に垂
直なＸ％Ｙ方向に可動である。ステージ１６の移動と電
子ビーム１２の偏向を組合せることにより、被加工物１
４の全表面を電子ビーム１２によって露出することが可
能となる。電子源と被加工物１４との間で、電子ビーム
１２によって横断される領域が、適切な真空ポング手段
（図示せず）によって高真空に維持されることがわかる
だろう。

電子光学カラム１０及びステー−）１６は、典型的には
ｌ又はそれ以上のコンピュータ及び他の制御回路を含む
適切な制御装置によって制御される。

第１図において、コンピュータ２０は信号をカラム制御
副装置２２を通してカラム１０に与え、電子源、中心化
コイル、レンズ及び電子ビームカラムの他の要素を制御
する・。同様に、コンピュータ２０はステーノ制御装置
２４によシ動作しミステージ１６のｘ、ｙ移動を高精度
に制御する。レーデ−干渉計がステージ１６の位置を検
出する。被加工物上に露出されるべきパターンを表わす
データは・やターン記憶ディスクに記憶される。典型的
なＬＳＩ又はＶＬＳＩ半導体デックイス拠対しＴ１完全
なノ’？ターンを表わすのに必要なデータの質は、数メ
ガノ４イトのオーダである。データは、ブロック図のパ
ターン記憶ディスク３０からコンピー−タ２０により移
され、高速ノ４ターンメモリ３２に送られる。・リーン
生成器副装置３４がパターンメモリ３２から受信したパ
ターンデータで動作し、被加工物１４に加えられる電子
ビーム１２の形、大きさ及び位置を制御するためにビー
ム成形及び偏向電子装置３６を動作する信号を生成する
。

動°作において電子ビームは、パターン形が形成される
被加工物１４の領域に方向付けられ、電子レジストの露
出のために作動される。ビームは、ノ４ターンデータに
従って、所望のパターンに対応する断面を有するように
成形される。一つのタイプの装置において、矩形・ｆタ
ーン形及びサブパターン形がフラッシュ露出される。好
適な装置において、電子ビーム１２は可変な長での狭い
ラインに成形され、パターン形の領域全体にわたって走
査される。電子ビームが約１ミリメートルに限定される
走査場を有するが、ステージ１６のＸ、　Ｙ方向の移動
によシ、数インチの大きさに達し得る被加工物１４の全
体にわたって露出が可能となる。

第１図に示すタイグーの電子ビームリソグラフ装置にお
いて、１ミクロン又はそれ以下の範囲の最小形の大きさ
を有し得る非常に複雑で且つ非常に超小型化したディバ
イスを処理することが望まれる。近接効果によシ、電子
ビームでこのような形を描くときに深刻ないくつかの問
題が生じる。第２Ａ図において、近接効果を説明する被
加工物１４の拡大部分断面図が示されている。被加工物
１４は、典型的に厚さが１ミクロン又はそれ以下の範囲
のポリマーであるレジスト層４２でコートされた基板４
０を含んでいる。従来技術において、電子感知レジスト
が一般的に知られている。電子ビーム１２がレゾスト４
２の表面土の点Ａに入射したときに、電子１２は、それ
がレジスト層４２を貫通するときに、４４で示すように
前方散乱される。ビーム１２が基板４０をたたくときに
、レジスト４２内で４６で示すようにビームは後方散乱
される。従って、°点Ａで衝突した入射電子ビーム１２
は、点Ａを囲む領域の露出を生じさせる。入射デルタ関
数の電子ビームに対する露出分布は第２Ｂ図の図示のよ
うに表わされる。その分布は２つのガウス関数を含み、
曲線５０は前方散乱を示し、幅β、を、曲線５２は後方
散乱を示し、幅βｂを有する。典型的なレジスト及び基
板に対して、後方散乱作用の幅βｂは前方散乱作用の幅
βｆよりも実質的に大きい。ビームによって生じた全露
出は、曲線５４によって示されたこれら２つの散乱作用
の和である。

所定点での全露出を計算する際には、近くのパターンか
ら生ずる露出のみならず、同じパターンの近くの部分か
ら生ずる露出をも考慮に入れなければならない。この効
果は、任意に成形されたツヤターン形６０及び６２の平
面図を図示している第２図に示されている。ツクターン
形６０の点Ｐ上への電子ビーム入射の有効な作用領域は
第２Ｃ図において円で示されている。円の半径は第２Ｂ
図に示す分布関数の幅に依存する。逆に、点Ｐでの全露
出は、円内の形６０．６２からの寄与からの総和である
。周シを囲む・やターン形の大きさ及び接近度に依存し
て、点Ｐにおける全露出は変化する。

このことは、近接効果によシ生ずる基本的問題である。

パターン内の点Ｐは、周シを囲むパターン形から不十分
な露出寄与があると、露出不足となシ得る。同様に、パ
ターンのない領域における点Ｐの露出は、周シを囲む／
ｌターン領域の密度が高いと、ある限界以上になシ得る
。

本発明に従うと、近接効果は、パターン内の全ノｆター
ン形の露出が所定の限度内にあるように補正される。そ
の補正を遂行する際に、被加工物上に描かれるべきパタ
ーンに仮想Ｘ１Ｙグリツドが想定される。隣接したグリ
ッＰライン間の間隔は、後方散乱関数の特徴的幅βｂよ
シも小さい。パターン領域内の一様な露出を行うために
必要な入射電子ドーズ量Ｉ（Ｘ、Ｙ）は後に説明する方
法によシ計算される。■の値は、・やターン形を細分し
た形状に適切に区分けをすることを決定するために解析
される。その細分した形状は一様な電子ドーズ量を収容
するものである。次に、そのパターンは電子ビームリソ
グラフ装置によシ一度に一つの細分したパターン形で露
出され、電子ビームドーズ量は■の値に従って調節され
る。パターン形を走査する可変長のラインビームの場合
には電子ドーズ量を調節するために走査速度を変化させ
る。フラッシ露出型装置の場合には、各細分した・やタ
ーン形におけるビームのドエルタイム（ｄｗｅｌｌ　ｔ
ｉｍｅ　）又はオンタイムを変化させる。

必要な入射電子ドーズ量Ｉ（Ｘ、Ｙ）の導出及び計算は
以下の通シである。変化は簡単化のためにＸの関数とし
て表わされるが、各変化は被加工物の平面におけるＸ及
びＹの関数であることは理解されよう。レジスト層上の
一点におけるデルタ関数の電子ビーム入射のため、露出
ｆ（Ｘ）は次のように与えられる。

ｆ（Ｘ）　＝　Ａ骨δ（ｘ）　＋　Ｂ　＠５（Ｘ）　　
　　　　　　（１）ここでＡ及びＢは、定数でレジスト
材料、基板材料、及び電子のエネルギの関数となる。Ａ
は狭い前方散乱部分に含まれる注入エネルギの一部であ
シ、Ｂは広−い後方散乱部分に含まれるエネルギの部で
ある。ＡとＢの和は１である。５（Ｘ）は電子の後方散
乱による分布関数又は拡散関数である。

入射電子の前方散乱はデルタ関数δ（Ｘ）に近似したも
のである。これは、前方散乱分布が後方散乱と比較して
狭く、関心のあるパターン形の大きさよシも小さいから
である。電子ドーズ量ｒ　（ｘ）による合成露出Ｒ（Ｘ
）は以下で与えられる。

合成露出Ｒ（Ｘ）は電子の直接衝突による露出と拡散関
数、５（Ｘ）に従って近接した入射電子の散乱による露
出の総和とを加えたものとして考えられる。今、被加工
物上の所望のパターンを表わす関数ｐ　（ｘ）を定義す
る。

Ｐ（Ｘ）＝１　　　パターン領域内０ 　　・ぞターン領域外　　　　　（４）明らかに、電子
ビームが・リーン領域の内側のみに加えられるこ°とか
ら、Ｉ　（Ｘ）＝　Ｐ（Ｘ）・Ｉ（Ｘ）（３）式の両辺
にｐ　（ｘ）を掛け、恒等式を代入すると、ｐ（ｘ）・
Ｒ（Ｘ）＝　Ａ　−Ｐ（Ｘ）・Ｉ　（Ｘ）Ｒ（Ｘ）をパ
ターン領域内で一様にすることが必要である。従って、
Ｒ（Ｘ）＝＝　１とおいて、Ｐ（Ｘ）＝Ａ＠Ｉ　（Ｘ） Ｉ　（Ｘ）、すなわち一様な露出を行う電子ドーズ量に
対して（６）式の解を求める必要がある。境界条件を考
慮する。非常に疎なパターン形の場合において、（６）
式の積分項はゼロに近づく。非常に密なパターン形の場
合において、（６）式の積分項は１に近づく。

更に、積分項はＩ（Ｘ）の変化に追随する傾向があるが
、しかしそれは非常に緩やかに変化する。従って、次の
近似を行い得る。

Ｐ（Ｘ）＝Ａ・Ｉ　（Ｘ） （方式の積分はたたみこみ積分として知られ、ｐ（ｘ）
　＊　５（Ｘ）又は単にＰ＊Ｓで一般的に表わされる。

Ｉ　（Ｘ）に対して解くと、 （８）式で与えられる近似解は、一様な露出を行うため
に必要な、被加工物の表面上の点の電子ドーズ量である
。そのエラーはＡ及びＢの相対的な値に依存する。しか
し、その解は、Ａ及びＢの通常の値に対して約５・母−
セントまで良くなるだけである。補正項を付加すると、
その解は約３・ぐ−セント以内に精度を増す。

Ｂ２βｌ ｋ、＝□ °・（ｐ＊ｓ）はＰ＊Ｓのグラジェントである。

本発明の方法は第４図に説明されである。特定の層に対
するパターンｐ（ｘ、ｙ、）は、製造される半導体集積
回路°ディバイスの計算に従って形成される。７′イバ
イスを完成するには、ディバイスの電極、相互接続など
各々製造するために数個の別個の・母ターニング工程を
必要とする。パターン形７０．７１．７２から成る単純
な・やターン形の部分が第３図に示されている。複雑な
半導体ディバイスが典型的に数百、数千のこれらのパタ
ーン形を含んでいることは理解されるだろう。九、Ａ及
びＢの値は特定のレジスト、基板及び電子ビームに対し
て決定される。

各）４ターン形７０．７１．７２に加えられるべき電子
ドーズ量の計算の際、パターンに仮想Ｘ、Ｙグリッドが
想定される。典型的に、グリッド要素の間隔は、後方散
乱関数の特徴的幅であるＡよシも多少小さく、グリッド
点間の値を見出すために使用される補間法に依存する。

例えば、線形補間法を使用すると、グリッド間隔は０．
４βｂが適当である。四重極（ｑｕａｄｒａｔｉｃ　）
補間法を使用すると、０．９βｂが適当な値である。各
グリッド点において、（８）式又拡（９）式のカッコの
中の式の値が計算される。

その値は、以下で説明する理由のため、ツクターンの内
側同様に外側の点においても計算される。このことは、
ツクターン形７０，７１，７２に一様な露出を行うのに
必要とする、所定の電子ドーズ量のレベルの輪郭を与え
る。グリッド点が拡散作用に関連して接近して隔設され
ていることから、その値紘緩かに変化することになる。

サンノル点の規則的な配列におけるＰ＊Ｓの計算は、矩
形の・リーン形に対しては簡単であシ単純である。第５
図に示すような点（’Ｘ、　、　Ｙ、　）及び（ｘ、　
、　Ｙｖ　）で画成される矩形の・ｆターン形について
考察する。関数Ｂ　Ｓ　ＣＸ）は次のように定義できる
。

ここで、ＥＲＦ（Ｘ）は以下で定義されるエラー関数で
ある。

関ａＬｓ（Ｘ）は、ステツノ関数で、ガウス型後方散乱
分布をたたみこんだ結果を表わす。矩形のパターン形の
一端は正のステップ関数であるが、その他端は負のステ
ップ関数である。任意のグリッド点（ｘ、ｙ）の（ｐ＊
ｓ）の値は単に以下のようになる。

（ｐ＊ｓ　）　＋　ｘ、ｙ　＝　［ＢＩ（Ｘｌ−Ｘ）−
Ｂｓ（ｘｔ−ｘ）］・［ｎ５（ｙ＋　−Ｙ）　”５（Ｙ
ｔ　ｙ）］　　α埠Ｘ及びＹの依存性は個々の積の項に
あることから、矩形グリッド内の多数の点の場合、計算
は、ロー及びカラムに対する因子を計算することによシ
、次に同じ点における積の項を計算することによって行
い得る。矩形ノナターン形に対する上記計算は典型的な
半導体デ・ぐイス・リーンのうちの形状の９５チ又はそ
れ以上に応用可能である。これは、複雑なパターンのほ
とんどが一連の長方形に分解することが可能であるから
である。

理論的に、必要な電子ドーズ量の計算値は、電子ビーム
リソグラフ装置によって加えられるドーズ量を直接に制
御するために使用し得る。しかし、ドーズ量の値がパタ
ーン形ごとに連続的に変化することから、完全な半導体
チップに対するデータの量は膨大である。更に、今日の
機械は、パターン形又は細分した／４’ターン形の間に
おいてのみドーズ量を変化させることに限界を与えるこ
となく、連続しｆドーズ量を変化させる能力を有してい
ない。実際の装置において、各・ごターン形を適当な平
均値でもって露出し又はツクターン形を細分したパター
ン形に区分けをしなければならない。例えば、電子ビー
ムカラムは、１．０．１．１．１．２．１．３．１．４
．１．５等の規格化されたドーズ量の値を適用し得るも
のである。これらの値杖、ステツノアンドフラッシュ装
置において、別々の工程におけるドエルタイムを変化す
ることにより、又は連続走査装置において、別々の工程
の掃引速度を変えることによって得られる。また、電子
ビーム流は所−通り各工程において変化させられ得る。

必要な電子ドーズ量の計算値が近接効果のため１つのパ
ターン形の領域全体にわたって変化することがわかるだ
ろう。例えば、第３図の・リーン形７０．７１．７２が
近接して隔設され、そして大きな・リーン形の内側部分
にある場合には、電子Ｐ−ズ量杜頃メんどなくなる。こ
の変化を電子ビーム装置の分離したドーズ量のレベルに
調節するために、多くの場合において、ノリーン形をサ
ブ・臂ターン形に区分又は細分割することが必要である
。各すｆ／４ターン形は、必要な電子ドーズ量の計算値
に従って電子ビーム装置のドーズ量レベルの１つに割シ
当てられる。例えば、必要な露出精度を５％に、そして
電子ビーム装置が上記に挙げた規格化されたドーズ量レ
ベルを使用すると仮定する。計算された必要な電子ドー
ズ量が、１．０５から１．１５の範囲内にあるパターン
形に対して、パターン形全体は１．１で露出することが
でき、特別な区分けを必要としない。計算された必要な
電子ドーズ量が１．０５から１．３５の範囲内にあるパ
ターン形に対して、少なくとも３つのサブｉ４ターン形
に区分けする必要がある。必要なドーズ量の精度を高め
るときには、パターン形の区分けをよシ行う必要がある
。区分けについての情報が、必要な電子ドーズ量の計算
値から直接に得られることがわかるだろう。なぜならば
、パターン形において必要とされるドーズ量が高いとこ
ろ、及び必要とされるドーズ量が低いところが知られる
からである。区分けについての情報を準備しておくとい
うことは、従来技術を越えた本発明の利点である０る０ 隣接した・９タ一ン形間のブリッジング（ｂｒｉｄｇｉ
ｎｇ）は問題となり得るものであるから、・ｆターン形
の縁における必要な電子ドーズ量は重大なものである。

計算が行われたグリッド点は全ての・ｆターン形の縁に
必ず一致するわけではない。グリッド点の間隔は、所望
の精度、使用された補間法の種類、レジストの・ぐラメ
ータ、及び許容し得る露出変化量に依存する選択事項で
ある。しかし、グリッド点の数が増加すると、コンビー
ータによる計算時間は増大する。従って、グリッド点の
数を増加させることよシも、パターン形の縁のような臨
界領域におけるグリッド０点の間において補間法を行う
ことが望ましい。パターン形の縁におけるドーズ量レベ
ルを得るために、・譬ターン形の緑の外側及び内側のグ
リッド点の間において補間法が遂行される。更に、電子
ビーム装置によって加えられ得るドーズ量のレベルの数
を増加させることは露出の精度を改良することになるが
、区分けを更に必要となるために処理時間を増大させる
ことにもなる。本発明に従う方法は、特定処理及びディ
バイスの必要条件に従ってこれら・ぐラメータを変える
柔軟性を有している。計算時間はパターンの形の数、グ
リッドの大きさ及び必要な精度に比例する。

対照的に、従来技術の連立方程式を解く方法は、計算時
間が・リーン形の数の３乗で増加するものであった。

本発明の方法を使用したサンダル・やターンに対する計
算の結果は第６図に図示されている。定数の値は、以下
の通シである。

βｂ＝２．５ミクロン Ａ＝０．５２５、Ｂ＝０．４７５ 大きなパターン形（１，０３）の内側と、小さく分離し
たパターン形（１，７９）との間では必要な電子ドーズ
量が大きく変化することは明白である。

前述した説明において、発明の目的が、露出したパター
ン形に注入されるエネルギを一定にするために必要な適
正な入射ドーズ量を決定することである゛と想定してい
た。しかし、ビシストの特徴及び適用処理に依存して、
後方散乱の寄与が増大するときに、多少全注入エネルギ
を減少することが実際上適している。特に、（８）式又
は（９）式によシ表わされる式が使用される々らば、前
方散乱によって注入されるエネルギは次の通シである。

Ｅ、（Ｘ）＝Ａ・ｒ　（ｘ）　　　　　　　　　　　（
至）後方散乱から注入されるエネルギはほぼ次の通シで
ある。

Ｅ、＝１−Ａ−Ｉ（Ｘ）　　　　　　　　　　　（１４
これは、（８）式又は（９）式からのＩ　（Ｘ）の値が
１の全注入エネルギに対して与えられるからである。適
用処理の研究から、Ｅｌ（Ｘ）が増加したとき、全注入
エネルギが減少すべきであると決められるならば、（７
）式の左辺は、 Ｐ（Ｘ）［１−ｋ　（１−Ａ−Ｉ（Ｘ）　）］　　　　
　　　　（１０で置き換えられる。ここで、ｋがレジス
ト処理の研究から決定された定数である。（８）式で与
えられる解は次の通シになる。

（９）式からは次の通りになる。

今まで、本発明の好適実施例を説明してきたけれども、
当業者であれば、特許請求の範囲によって定まる本発明
の技術的思想の範囲から逸脱することなくいろいろに変
形、変更できることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電子ビームリソグラフ装置のブロック図であ
る。 第２Ａ−第２Ｃ図は、レジスト−コートされた被加工物
における近接効果を一図示したものである。 第３図は、サングル／４’ターン、及び必要な電子ドー
ズ量が算出された複数の場所を図示−したものである。 第４図は、本発明の詳細な説明するフローチャートであ
る。 第５図は、Ｐ＊Ｓが算出された矩形パターンを図示する
ものである。 第６図は、必要な電子ドーズ量が本発明に従って決定さ
れたサングル／４’ターンを図示するものである。 〔主要符号の説明〕゛ １０・・・電子光学カラム　　１２・・・電子ビーム１
４・・・被加工物　　　　　１６・・・ステージ２０・
・・コンピュータ　　　２２・・・カラム制御２４・・
・ステージ制御装置　３０・・・／４″ターン記憶ディ
スク３２・りぐターンメモリ　　３４・・・パターン生
成器３６・・・ビーム成形及び偏向装置 ４０・・・基板　　　　　　　４２・・レジスト特許出
願人　　パリサン・アソシエイツ・、インコーホレイテ
ッド 一’−−、ｒ−ソ丁−・ニー ７′・□″゛、□ ＩＧ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レジスト−コートされた被加工物上に超小型パター
   ンＰ（Ｘ、Ｙ）の電子ビームリソグラフ書きを行う方法
   であって、 ａ）前記被加工物上の複数の場合において、前記パター
   ンＰ（Ｘ、Ｙ）の一様な露出を行うために電子ドーズ量
   を、 １／Ａ＋Ｂ・Ｐ（Ｘ、Ｙ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ） の式に従って計算する工程であって、Ｓ（Ｘ、Ｙ）が入
   射電子ビームによって形成される後方散乱露出分布を表
   わし、Ｐ（Ｘ、Ｙ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ）がＰ及びＳのたたみ
   こみを表わし、Ａ及びＢが前記レジスト及び前記被加工
   物のパラメータ並びに入射電子のエネルギに依存する定
   数である、ところの計算工程と、 ｂ）電子ビームリソグラフ装置からの電子ビームで前記
   被加工物上に前記パターンＰ（Ｘ、Ｙ）を描き、計算さ
   れた電子ドーズ量に従って加えられる電子ドーズ量を変
   える工程と、から成る方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された方法であって、
   露出分布Ｓ（Ｘ、Ｙ）が ▲数式、化学式、表等があります▼ で表され、ここで、β＿ｂが露出分布の特徴的幅である
   ところの方法。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された方法であって、
   前記必要な電子ドーズ量を計算する工程が、前記計算値
   に補正因子ｋ＿１［・（Ｐ＊Ｓ）］＾２を加える工程を
   含み、ここで、ｋ＿１＝Ｂ＾２＾β＾２＿ｂ／２であり
   、・（Ｐ＊Ｓ）がＰ（Ｘ、Ｙ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ）のグラジ
   エントを表わすところの方法。 ４、特許請求の範囲第３項に記載された方法であって、
   前記場所が、β＿ｂより狭い隣接する場所の間の間隔を
   有するグリッド上にあるところの方法。 ５、特許請求の範囲第３項に記載された方法であって、
   前記パターンＰ・（Ｘ、Ｙ）を描く工程が、所定数の分
   離した電子ドーズ量レベルで遂行され、前記工程が、 ｉ）前記必要な電子ドーズ量の計算値に従って、前記パ
   ターンＰ（Ｘ、Ｙ）の形をサブパターン形に区分けする
   工程、及び ｉｉ）各サブパターン形を、そのサブパターン形に対す
   る計算値の範囲に最も近い前記分離した電子ドーズ量レ
   ベルの１つに割り当てる工程、を含むところの方法。 ６、特許請求の範囲第５項に記載された方法であって、
   前記電子ビームリソグラフ装置が、サブパターン形の可
   変長ライン走査を行い、前記分離した電子ドーズ量レベ
   ルが、前記所定数の走査速度を与えることによって得ら
   れるところの方法。 ７、特許請求の範囲第５項に記載された方法であって、
   前記電子ビームリソグラフ装置が、サブパターン形のス
   テップアンドフラッシュ露出を行い、前記分離した電子
   ドーズ量レベルが、前記所定数の分離したフラッシ持続
   期間を与えることによって得られるところの方法。 ８、特許請求の範囲第５項に記載された方法であって、
   前記分離したドーズ量レベルが前記所定数の電子ビーム
   流レベルを与えることにより得られるところの方法。 ９、特許請求の範囲第５項に記載された方法であって、
   前記場所の間の点に対する必要な電子ドーズ量が隣接し
   た場所間における補間法によって決定されるところの方
   法。 １０、特許請求の範囲第５項に記載された方法であって
   、前記必要なドーズ量の計算工程が、前記必要な電子ド
   ーズ量から後方散乱エネルギに比例する量だけを減する
   工程を含むところの方法。 １１、近接効果を補正して、レジスト−コートされた被
   加工物上に超小型パターンＰ（Ｘ、Ｙ）のビームリソグ
   ラフ書きをする方法であって、 ａ）前記被加工物の複数の場所に前記パターンの一様な
   露出を行うために必要な電子ドーズ量を計算する工程で
   あって、前記場所の間隔が１／Ａ＋Ｂ・Ｐ（Ｘ、Ｙ）＊
   Ｓ（Ｘ、Ｙ）＋Ｂ＾２β＾２＿ｂ／２［・（Ｐ（Ｘ、Ｙ
   ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ）］＿２の式に従って前記レジストの一
   点上に入射する電子によって形成される後方散乱分布Ｓ
   （Ｘ、Ｙ）の特徴的幅β＿ｂより小さく、ここで、Ｐ（
   Ｘ、Ｙ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ）がＰ及びＳのたたみこみを表わ
   し、・（Ｐ（Ｘ、Ｙ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ））がＰ（Ｘ、Ｙ）
   ＊Ｓ（Ｘ、Ｙ）のグラジエント及び前記被加工物のパラ
   メータに、並びに入射電子のエネルギに依存する定数で
   ある、ところの計算工程と、 ｂ）前記パターンＰ（Ｘ、Ｙ）形をサブパターン形に、
   前記必要な電子ドーズ量の計算された値に従って区分け
   を行う工程と、 ｃ）前記サブパターン形の各々を所定数の分離した電子
   ドーズ量レベルの１つに割り当てる工程と、 ｄ）前記パターンＰ（Ｘ、Ｙ）の前記サブパターンの各
   々を電子ビームリソグラフ装置からの電子ビームにより
   前記割り当てられた分離電子ドーズ量レベルで露出を行
   う工程と、から成る方法。 １２、特許請求の範囲第１１項に記載された方法であっ
   て、前記パターンＰ（Ｘ、Ｙ）区分け工程が、各パター
   ン形内における必要な電子ドーズ量の計算値の範囲を決
   定し、前記計算値の範囲に従って前記パターン形を分割
   する工程を含むところの方法。 １３、特許請求の範囲第１２項に記載された方法であっ
   て、前記各パターン形内における計算された値の範囲を
   決定する工程が、隣接した場所の計算値間において補間
   法を行うことによってパターン形の縁における必要な電
   子ドーズ量を決定する工程を含むところの方法。 １４、近接効果を補正して、レジスト−コートされた被
   加工物上に超小型パターンＰ（Ｘ、Ｙ）のビームリソグ
   ラフ書きをする方法であって、 ａ）前記被加工物上の複数の場所に前記パターンの一様
   な露出を行うために必要な電子ドーズ量を計算する工程
   であって、前記場所の間隔が、（１−ｋ）／Ａ（１−ｋ
   ）＋Ｂ・Ｐ（Ｘ、Ｙ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ）の式に従って前記
   レジストの一点に入射する電子によって形成される後方
   散乱分布Ｓ（Ｘ、Ｙ）の特徴的幅β＿ｂより小さく、こ
   こで、Ｐ（Ｘ、Ｙ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ）がＰ及びＳのたたみ
   こみを表わし、Ａ及びＢが前記レジスト及び前記被加工
   物のパラメータ、並びに入射電子のエネルギに依存する
   定数である、ところの工程と、 ｂ）前記パターンＰ（Ｘ、Ｙ）形をサブパターン形に、
   前記必要な電子ドーズ量の計算された値に従って区分け
   を行う工程と、 ｃ）前記サブパターン形の各々を所定数の分離した電子
   ドーズ量レベルの１つに割り当てる工程と、 ｄ）前記パターンＰ（Ｘ、Ｙ）の前記サブパターンの各
   々を電子ビームリソグラフ装置からの電子ビームにより
   前記割り当てられた分離電子ドーズ量レベルで露出を行
   う工程と、から成る方法。 １５、特許請求の範囲第１４項に記載された方法であっ
   て、前記必要な電子ドーズ量を計算する工程が、計算値
   に補正因子ｋ＿１［・（Ｐ＊Ｓ）］＾２を加える工程を
   含み、 ｋ＿１＝Ｂ＾２β＾２＿ｂ／２であり、・（Ｐ＊Ｓ）が
   Ｐ（Ｘ、Ｙ）＊Ｓ（Ｘ、Ｙ）のグラジエントを表わす、
   ところの方法。