JPS61284921A - 電子ビ−ム描画方法 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、集積回路等において電子ビームを用いて微細
なパターンを形成する電子ビーム描画技術、特にこのよ
うな電子ビーム描画における近接効果を補正して高精度
なパターンを形成する電子ビーム描画方法に関する。

［発明の技術的背景およびその問題点］電子ビームを用
いたパターンを形成する方法においては、被加工材であ
る基板の上にレジストを塗布し、これに所望のパターン
を形成するように選択的に電子ビームを照射し、これを
現像してレジストパターンを形成している。そして、更
にこのように形成されたレジストパターンをマスクとし
てエツチング、イオン打ち込み等による基板の加工が行
なわれている。

電子ビーム描画においては、照射した電子ビームがレジ
スト内での前、方散部、基板からレジスト内への後方散
乱を繰り返すことによって、照射した領域以外の周辺に
もエネルギが蓄積され、現像後、照射領域周辺でパター
ン歪となって現れる現象がある。このような現象を総称
して近接効果と呼んでいる。また、近接効果が生ずる過
程から、近接して置かれた他のパターンからの影響によ
って生ずる歪をパターン間近接効果と呼び、自分自身の
パターン描画で生ずる歪をパターン内近接効果と呼んで
区別しているが、各々のパターンに対してその寸法と配
置に応じた適正照！ｌ）ｌ量を求めることにより近接効
果の補正は可能である。

近接効果補正には基本式として、従来、一点に電子ビー
ムを照射したとき周辺に蓄積されるエネルギ分布の近似
式Ｆ　（ｒ　）が用いられている。

Ｆ　（ｒ　）　＝ｅｘｐ　　（−ｒ　２／βｆ２）＋η
（β「２／βｂ２） ｅＸｐ（−ｒ２／βｂ２　）　　・・・−・−（Ｄこの
式において、ｒは照射点からの距離、β「は前方散乱係
数、βｂは後方散乱係数、ηは前方散乱による照射強度
Ｄ「と後方散乱による照射強度’Ｄｂとの比を表す係数
である。なお、この（１）式は、ｒ２＝×２＋ｙ２の関
係を用いて直交座標で表すこともできる。

従来提案されている近接効果補正方法を第１図を用いて
説明する。

第１図において、Ａ１〜Ａｎは描画パターンの領域を示
し、この場合においてはｎ個のパターンが存在すること
が示されている。Ｑ１〜Ｑｎは各パターンに与えられる
照射量を示し、またｒｉｊは領ｈｌＡｉ内の一点と領域
Ａｊ内の一点との間の距離を示す。ここで、領域Ａ１が
領域Ａｊから受ける影響ｌε１ｊは、領域Ａｉの面積を
８１として（１）式を用いて以下のように表される。

この計算式に基づき、各パターンに対する照射量を１と
して影響量とｉｊを求め、下記のマトリックスを解いて
照射ＩＩＱ１〜Ｑｎを算出して近接効果を補正している
。

なお、この式においてｋは所定の定数である。

ところが、実際の集積回路のパターンにおいては、パタ
ーン数ｎは数百乃至数百刃に達する程多く存在するもの
であるため、上述した影響ａｃｔｊを計算するのに（２
）式に示した積分をｎの自乗回行なった後、（３）式の
ｎ元の連立方程式を解くのは、現在の大型計算機を用い
たとしても不可能に近い。

このため、集積パターンを適当な領域で分割し、パター
ン数ｎを数百から数千に減少して各分割領域毎に（２）
式および（３）式の計算を繰り返す方法が通常行なわれ
ているが、この方法はやはり膨大な計算時間を要すると
いう欠点がある。また、比較的大きな寸法（数μｍ以上
）の描画パターンが比較的狭い間隔（１μｍ以下）で配
置される場合には適切な補正が行えない欠点もある。

後者の欠点を補うために、描画パターンのエツジ上や描
画パターン外にサンプル点を設け、サンプル点における
エネルギ強度を一定にするように照射量を決める方法が
提案されているが、この方法はサンプル点が一意に定ま
らないという欠点に加えて、上述した方法と同様に膨大
な計算時間を要するという欠点がある。

［発明の目的］ この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、電子ビームによる微細なパターンを高精
度に形成できるように近接効果によるパターン歪を簡単
に補正し得る電子ビーム描画方法を提供することにある
。

［発明の概要コ 上記目的を達成するために、電子ビームを照射して基板
上に塗布したレジストにパターンを形成する方法におい
て、この発明は、該パターンを複数の領域に分割し、各
分割領域内におけるパターンの描画面積率から電子ビー
ムの後方散乱電子による照射オフセット量を求め、該照
射オフセット量に応じて電子ビームの照射量を算出する
ことを要旨とする。

［発明の実施例］ 以下、この発明の電子ビーム描画方法について詳細に説
明する。

まず、照射ＩＯＣで描画した孤立パターン内の点（ｘ、
ｙ）における照射強度分布Ｄ（Ｘ、Ｖ）は式（１）を用
いて次式で表される。

＋（ｙ−ｖ）２　）／βｆ　２　　］　ｄｕｄｖ・・・
　　（４） 第２図（ａ　）は、幅Ｗ、長さＬの孤立パターンについ
て該パターンの中心を（０，Ｏ）としてｙ＝０である該
パターンの長さ方向中心における一Ｗ＜Ｘ　＜Ｗの範囲
の照射強度分布を示しているものである。ここで、充分
広い領域を照射ｆｌＱｓで描画した場合には、上式にお
いてＬ＝■、Ｗ＝■として孤立パターンの中心部の照射
強度Ｄｓ　＝Ｄ（０，Ｏ）を求めると、次式のようにな
る。

［）Ｓ＝πβｆ２　（１＋η）ＱＳ　　・・・　（５）
なお、第２図（ａ　）は規格化して示している。

この時、照射ｍＱｓは一定のスレッショールドレベルγ
ＤＳ　　（γ≦１であり、通常はγ＝０．５である）で
充分広いパターンが解像するように設定される。従って
、γＤｓ　−Ｄ　（０，Ｌ／２）またはγＤｓ　＝Ｄ　
（Ｗ／２．０）を満す照射量Ｑｃが求める照射口である
。この時の照射ｆｆ１Ｑｓを基準照射量と呼び、照射補
正ＩＰ（％）は次式で与えられる。

ｐ　≦１００　（Ｑｃ　／Ｑｓ　−１＞　　・・・　（
６）第２図（ｂ　）は、幅Ｗと長さしを変えた異なる寸
法の孤立パターンにおける照射補正ｆｆ１Ｐを求めた結
果の一例を示す曲線である。

ところで、周辺に他のパターンが存在する場合には、第
２図（ａ　）の照射強度分布は周辺パターンの後方散乱
電子の影響を受けて、第２図（Ｃ）のように照射オフセ
ット量が加えられた形になる。

従って、照射オフセット量をＤＯとすると、γＤｓ　＝
Ｄ　（０，１／２＞＋Ｄｏ　　・・・　（７）または γＤｓ　＝Ｄ　（Ｗ／２．０）＋ＤＯ・・・　（８）を
満す照射ｆｆ１Ｑｃが求める照射量である。第２図（ｄ
　）は、照射オフセット量を考慮した照射強度分布の一
例を示すものである。また、第２図（ｅ）は照射オフセ
ット量を考慮した寸法の異なる孤立パターンの照射量補
正曲線の一例を示す図である。

照射オフセット１１００は、描画面積率α（≦１）の関
数で表すことができるが、これを第１図および第３図に
より説明する。

第１図においては、パターン群は破線１で囲まれた領域
で分割され、その１つの領域のみが示されている。この
分割領域１の中には複数の描画パターン領域Ａ１〜Ａｎ
が示されている。今、分割領域１に対する描画パターン
領域Ａ１〜へ〇が占める面積率をαとすると、前方散乱
強度Ｄｒは次式のようになる。

Ｄｆ＝πβｆ２　（Ｑ１＋０２＋・・・＋Ｑｎ　）　　
・・・　（９） これに対して描画パターン領域Ａ１〜Ａｎが受ける後方
散乱強度Ｄｂは分割領域１内で均一に分布するとして、
次式のようになる。

Ｄｂ＝αηπβｆ　２　（Ｑｌ　＋Ｑ２＋−＋Ｑｎ　）
・・・　　（１０） 従って、描画に占める後方散乱強度の割合β（≦１ンは
、上式（９）　、　（１０）から次式のようになる。

β＝αη／（１＋αη）　・・・　（１１）更に、現像
によってレジストが解像するレベルはγＤｓであるので
、このγとβとを用いて分割領域１内の各パターンの照
射強度の孤立パターンの照射強度に対する割合δを次に
求める。まず、第３図に示す関係から次のように決める
ことができる。

γ［）ｓ＝δγＤＳ＋δβＤＳ　・・・　０この結果、
上記割合δは次式のようになる。

δ＝γ／（γ＋β）　　　　　・・・　０）従って、求
める照射オフセット１００は次式の。

ようになる。

Ｄｏ＝γβ／（γ＋β）Ｄｓ　　−・・　（ロ）以上の
ようにして、描画面積率αから照射オフセット１００を
求め、これを（７）または（８）式に適用して照射量Ｑ
Ｃを求め、これを更に（６）式に適用して照射補正ＩＰ
を決定することができる。

なお、分割領域１は、パターン全体としてもよいし、パ
ターン密度に応じて分割して与えてもよい。また、予め
領域の大きさを与えて自動的に分類することもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、パターン群を分
割した各領域内における描画面積率から後方散乱電子に
よる照射オフセット量を求め、該照射オフセット量に応
じて照射補正を行なった照射量を決定しているので、処
理手順が簡単であり、例えば従来の外部近接効果補正法
に比較して約１／１００という短時間で補正面を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は描画パターンの一例を示す図、第２図は本発明
の詳細な説明するためのパターン幅に対する照射強度お
よび寸法を変えた場合の補正照射口を示す図、第３図は
本発明における照射補正旦の決め方を示す説明図である
。 １・・・分割領域、Ａ１〜Ａｎ・・・描画パターン領域
。 第１図 照射強度 バタン長（ｐｍ） ９．６６ 照射強度 脛射強席

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子ビームを照射して基板上に塗布したレジスト
   にパターンを形成する方法において、該パターンを１つ
   以上の領域に分割し、各分割領域内におけるパターンの
   描画面積率から電子ビームの後方散乱電子による照射オ
   フセット量を求め、該照射オフセット量に応じて電子ビ
   ームの照射量を算出することを特徴とする電子ビーム描
   画方法。
2. （２）前記照射オフセット量を求め、該照射オフセット
   量に応じて電子ビームの照射量を算出するステップは、
   一点に電子ビームを照射したとき、照射点からの距離ｒ
   、前方散乱係数βｆ、後方散乱係数βをおよび前方散乱
   強度と後方散乱強度との比ηを用いて表される蓄積エネ
   ルギ分布Ｆ（Ｆｒ）の次に示すモデル式 Ｆ（ｒ）＝ｅｘｐ（−ｒ＾２／βｆ＾２） ＋η（βｆ＾２／βｂ＾２）ｅｘｐ（−ｒ＾２／βｂ＾
   ２） のηと、前記分割領域内の描画面積率αと、前記レジス
   トに基準照射量を与えたときの充分に広いパターン中心
   部での照射強度Ｄｓと、該レジストが解像するレベルを
   γＤｓとするときの係数γとを用いて、該分割領域内の
   照射オフセット量Ｄｏを次式 Ｄｏ＝γβ／（γ＋β）・Ｄｓ （但し、β＝αη／（１＋αη）） で求め、該分割領域内の各パターンの照射量の算出に当
   つて、Ｄｏを加えた孤立パターンとみなして照射量を計
   算することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
   子ビーム描画方法。