JPS6243334B2 - - Google Patents
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- JPS6243334B2 JPS6243334B2 JP12798978A JP12798978A JPS6243334B2 JP S6243334 B2 JPS6243334 B2 JP S6243334B2 JP 12798978 A JP12798978 A JP 12798978A JP 12798978 A JP12798978 A JP 12798978A JP S6243334 B2 JPS6243334 B2 JP S6243334B2
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- Japan
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- pattern
- electron beam
- patterns
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- scanning
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
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- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
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Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
本発明は電子ビーム露光装置を使用して集積回
路の微細パターンを高精度化してマスク又はウエ
ーハに描画する一条件として、近接したパターン
がある場合に起こるパターンのゆがみ（これを近
接効果とよんでいる）を是正する電子ビームによ
るパターン形成法に関するものである。 集積回路はパターン寸法が微細化されるにつ
れ、従来の光学露光技術に頼つているマスク製作
法ではその製作が不可能となり、電子ビーム露光
装置を用いた微細パターン描画技術が不可欠とな
つている。電子ビーム露光技術を用いたマスク製
作及びウエーハ製作工程を説明すると次のように
なる。 マスク又はウエーハ基板上に、エツチング材
料、通常では酸化膜または金属膜をのせ、その上
にレジスト膜を塗布した被加工材料を電子ビーム
筐体内の試料台にのせ、パターンに相当する部分
を電子計算機の制御のもとでビームを移動し、上
記被加工材料に照射する。照射された部分はレジ
ストとの重合反応を起こし、レジスト材料がポジ
型の場合は現像液に対して可溶性となり、ネガレ
ジストの場合は不溶性となる。可溶領域が次のエ
ツチング工程の窓となり、一拡散（又は配線）パ
ターンを形成する。この際、電子ビームが照射さ
れる量によつてレジストが残るか否かがきまる。 ところで、電子ビームはたとえばビームの径を
絞つたとしても照射した位置を中心にガウス分布
関数に従つて、電荷が周囲にも蓄積されていくと
考えられている。このため、近接したパターンが
存在する場合には、それらの蓄積された電荷量の
重畳効果によつて、電子ビームを直接照射してい
ないところまでレジストが可溶性になつてしま
い、所望するパターンが得られない場合が生じ
る。このようなパターンの拡がり効果は、１μｍ
幅のパターン巾、間隔が要求される大規模集積回
路技術では致命的になる。 これを詳しく見ると、１つの矩形を電子ビーム
露光装置で描画する際に、先ず矩形の始点の位置
（４隅の１つの端点）とｘ、ｙ方向の長さをレジ
スター内にセツトする。パターンジエネレータで
は、この矩形情報をレジスターより読んでｘ方向
（又はｙ方向）に平行な線分の集合として分解
し、ラインジエネレータを用いて１線分づつハー
ドウエアで描画していく。この際ライン方向は電
子ビームが照射された状態でラインの終点まで移
動し、次のラインの始点での位置へは電子ビーム
がオフした状態で移動する。全ラインが描画され
たときに、与えられた一矩形のパターン描画が終
了したことになる。従つて、一矩形をパターン描
画する方法は、一方向例えばｘ方向はビームの連
続照射、ｙ方向はステツプ照射ということにな
る。 以上の方法によつてレジスト基板上に描画され
たパターンの周辺に蓄積される電荷量はｘ方向及
びｙ方向で異なつてくる。その電荷蓄積量の違い
によつてレジスト現像後のパターンには異方性が
現れる。ｘ方向が連続照射の方向、ｙ方向がステ
ツプ照射の方向とすると、ｙ方向のパターンの広
がりの方がｘ方向の広がりより大きくなる。従つ
て、複数個の隣接パターン全てに対し同一方向走
査でビーム照射すると、各図形間の距離が所定値
より大幅に異なつたところが生じる。 これを具体的に説明すると、第１図は矩形パタ
ーンを電子ビームで描画する際の手順を示した図
である。矩形の図形に対して指定位置（x1、y1）
とｘ方向、ｙ方向の辺の長さ１x、１yの情報が読
み込まれる。ラインジエネレータによつて矩形が
ラインの集合に分解される。ライン間隔はビーム
の位置師弟てきる最小間隔（Δｙ）であり、通常
では0.125μｍ、0.3μｍが使用されている。 例えば、分解後のラインは次のようになる。
路の微細パターンを高精度化してマスク又はウエ
ーハに描画する一条件として、近接したパターン
がある場合に起こるパターンのゆがみ（これを近
接効果とよんでいる）を是正する電子ビームによ
るパターン形成法に関するものである。 集積回路はパターン寸法が微細化されるにつ
れ、従来の光学露光技術に頼つているマスク製作
法ではその製作が不可能となり、電子ビーム露光
装置を用いた微細パターン描画技術が不可欠とな
つている。電子ビーム露光技術を用いたマスク製
作及びウエーハ製作工程を説明すると次のように
なる。 マスク又はウエーハ基板上に、エツチング材
料、通常では酸化膜または金属膜をのせ、その上
にレジスト膜を塗布した被加工材料を電子ビーム
筐体内の試料台にのせ、パターンに相当する部分
を電子計算機の制御のもとでビームを移動し、上
記被加工材料に照射する。照射された部分はレジ
ストとの重合反応を起こし、レジスト材料がポジ
型の場合は現像液に対して可溶性となり、ネガレ
ジストの場合は不溶性となる。可溶領域が次のエ
ツチング工程の窓となり、一拡散（又は配線）パ
ターンを形成する。この際、電子ビームが照射さ
れる量によつてレジストが残るか否かがきまる。 ところで、電子ビームはたとえばビームの径を
絞つたとしても照射した位置を中心にガウス分布
関数に従つて、電荷が周囲にも蓄積されていくと
考えられている。このため、近接したパターンが
存在する場合には、それらの蓄積された電荷量の
重畳効果によつて、電子ビームを直接照射してい
ないところまでレジストが可溶性になつてしま
い、所望するパターンが得られない場合が生じ
る。このようなパターンの拡がり効果は、１μｍ
幅のパターン巾、間隔が要求される大規模集積回
路技術では致命的になる。 これを詳しく見ると、１つの矩形を電子ビーム
露光装置で描画する際に、先ず矩形の始点の位置
（４隅の１つの端点）とｘ、ｙ方向の長さをレジ
スター内にセツトする。パターンジエネレータで
は、この矩形情報をレジスターより読んでｘ方向
（又はｙ方向）に平行な線分の集合として分解
し、ラインジエネレータを用いて１線分づつハー
ドウエアで描画していく。この際ライン方向は電
子ビームが照射された状態でラインの終点まで移
動し、次のラインの始点での位置へは電子ビーム
がオフした状態で移動する。全ラインが描画され
たときに、与えられた一矩形のパターン描画が終
了したことになる。従つて、一矩形をパターン描
画する方法は、一方向例えばｘ方向はビームの連
続照射、ｙ方向はステツプ照射ということにな
る。 以上の方法によつてレジスト基板上に描画され
たパターンの周辺に蓄積される電荷量はｘ方向及
びｙ方向で異なつてくる。その電荷蓄積量の違い
によつてレジスト現像後のパターンには異方性が
現れる。ｘ方向が連続照射の方向、ｙ方向がステ
ツプ照射の方向とすると、ｙ方向のパターンの広
がりの方がｘ方向の広がりより大きくなる。従つ
て、複数個の隣接パターン全てに対し同一方向走
査でビーム照射すると、各図形間の距離が所定値
より大幅に異なつたところが生じる。 これを具体的に説明すると、第１図は矩形パタ
ーンを電子ビームで描画する際の手順を示した図
である。矩形の図形に対して指定位置（x1、y1）
とｘ方向、ｙ方向の辺の長さ１x、１yの情報が読
み込まれる。ラインジエネレータによつて矩形が
ラインの集合に分解される。ライン間隔はビーム
の位置師弟てきる最小間隔（Δｙ）であり、通常
では0.125μｍ、0.3μｍが使用されている。 例えば、分解後のラインは次のようになる。
【表】
ラインジエネレータで上記ラインを順次描画し
ていくが、先ずビームがブランキングされた状態
からラインNo.の指定（x1、y1）の位置まで飛び、
線分１xの長さまでｘ軸に平行にビームがオン状
態で移動する。次にビームはオフ状態になりライ
ンNo.２の位置まで移動し、ビームがオンになつて
１xの長さまで移動する。最後にビームがオフさ
れる。この手順で最終ラインNo.ｎまで描画し終え
ると、ビームはブランキング状態となる。 以上に述べたようにｘ方向はビームの連続照
射、ｙ方向はステツプ照射となる。 第２図は第１図で説明した手順で描いた図であ
る。ビーム走査をｘ方向に行つたときの照射の等
高線を点線で示している。ｘ、ｙ方向へ広がりの
差ｄy−ｄxに0.2μｍ程度の異方性を生じてい
る。同図で１０は照射量等高線であり、２０はス
キヤン方向である。 第３図はｘ、ｙ方向の広がりの程度をグラフ化
したもので、0.5μｍ平方のパターンを走査間隔
0.125、0.25、0.5μｍで走査した場合のｘ、ｙ方
向の照射量を示している。0.2μｍ程度の異方性
を生じることもあり、同図で３０，４０，５０は
ｘ、ｙ方向走査によるパターンのずれである。 第４図Ａ，Ｂは夫々ビーム走査方向をｘ方向、
ｙ方向としたときの近接するパターンにおける照
射等高線の相違を示しており、これから判るよう
にｘ方向の走査ではパターンの間隔Saは最適設
計間隔よりも大きくなり、またｙ方向の走査では
パターンの間隔Sbは最適設計間隔よりも小さく
なる。 本発明の目的は、重畳効果をできるだけ回避し
て隣接するパターン間の間隔を最適設計間隔に保
ち、これにより微細パターン描画を可能にした電
子ビームによるパターン形成法を提供することに
ある。 本発明のパターン形成法は、微小間隔おいて近
接する相隣り合うパターン相互のビーム走査方向
が互いに直交するようにその方向を変えることに
より、夫々のパターンにおいて発生する異方性を
積極的に利用してこれらを相殺させ、これにより
重畳効果の低減を図る電子ビームによるパターン
形成法である。 本発明は第４図Ｃのように微小間隔おいて近接
する相隣り合うパターンにおける電子ビームの走
査方向を、一方はｘ方向に、他方はｙ方向にと
夫々直交する方向となるように相違させることに
ある。 これによると、ある値における照射量等高線は
図示左側のパターンではパターン辺よりも内側に
位置し、図示右側のパターンではパターン辺より
も外側に位置することになる。このため、結果的
には両パターンの間隔Scは最適設計間隔と等し
くなり、近接効果によるパターンの歪みを防止す
ることができる。 ここで、隣接する一対のパターンに対して、電
子ビームの走査方向を直交方向に設定する際の判
断方法の一例を説明する。 即ち、第４図に示すように互いに隣り合うパタ
ーン（これをパターンＡ、パターンＢとする）が
存在する場合に、両パターン間の任意の点（例え
ばこれを点ｐ（ｘ、ｙ）とする）における電子ビ
ームの電荷蓄積量Ｑを次の式により計算する。 Ｑ＝Ｉ∫∫AＦ（｜ｘ−ｐ｜）dxdy＋Ｉ∫∫BＦ（｜ｘ−ｐ｜）dxdy 但し、Ｉは電子ビーム電流値。 この計算式では、一方のパターンに対する電子
ビームの照射が点ｐに及ぼす照射量の積分値と、
他方のパターンに対する電子ビームの照射が点ｐ
に及ぼす照射量の積分値の和を求めている。 そして、この電荷蓄積量Ｑの計算は、一般的に
は電子ビームの走査方向が第４図Ｂのように平行
な場合に付いて行う。 このような点ｐを両パターンの間隔内で複数箇
所選び、各点について夫々電荷蓄積量を算出すれ
ば、パターン間の間隔内における複数個所の電荷
蓄積量を求めることができる。 一般には、この計算は、電子ビームの電流値や
その走査速度等が所定の値に設定されている既存
の電子ビーム露光機について、種々のパターン間
隔の場合を想定して予め行つておけば、以後は実
際のパターンの形状、寸法、間隔等をこれに当て
はめることにより、前記複数箇所における電荷蓄
積量を短時間で求めることができる。 しかる上で、この電荷蓄積量を、そこで使用す
る電子線レジストの感度と比較することにより、
各点における電子線レジストの感光の有無を判断
でき、これから現像後において形成されるマスク
としてのレジストの幅寸法を求めることができ
る。即ち、電荷蓄積量が電子線レジストの感度以
上であればレジストが感光し、逆にこれ以下であ
れば感光されることはない。各点について、この
感光の有無を求めると、感光されない点の集合領
域が両パターンの間隔として求められる。 この結果、両パターン間に第４図Ｂのような近
接効果が顕著に生じるおそれのある場合には、こ
れらパターンについては、電子ビームの走査方向
が直交方向、即ち同図Ｃのようになるように電子
ビーム露光装置を設定する。即ち、電子ビーム露
光装置のパターンジエネレータ等にこれらパター
ンに関するデータを入力して記憶させ、これらパ
ターンでは直交方向の走査を行ない得るように電
子ビーム露光装置を設定する。 したがつて、このパターンでは両パターン間隔
が微小であるにもかかわらず、所要幅寸法の間隔
を確保でき、好ましいパターンの形成が実現でき
る。 なお、通常では電子線レジストは同一のものを
継続的に用いているので、両パターン間の間隔寸
法と電子ビーム走査方向による近接効果の影響と
の関係を経験的に求めることができる。一般には
両パターンの間隔が1.5〜２μｍ以下になると、
前述した近接効果が顕著となるため、走査方向を
直交させることが好ましい。 したがつて、本発明によれば微小間隔おいて相
隣合うパターンの間隔が必要以上に広くなること
を防止できるのは勿論であるが、特にこれら両パ
ターン間の間隔が近接効果によつて極端に低減さ
れ、場合によつては間隔が無くなつてしまうこと
を防止する上で有効となり、１μｍ又はそれ以下
の細い線巾、間隔も忠実に描けることになり、集
積回路のパターンの微細化に充分対処できる様に
なる。これは集積回路の性能の飛躍的向上に役立
つばかりでなく、信頼性の向上にも大きく貢献す
るものである。
ていくが、先ずビームがブランキングされた状態
からラインNo.の指定（x1、y1）の位置まで飛び、
線分１xの長さまでｘ軸に平行にビームがオン状
態で移動する。次にビームはオフ状態になりライ
ンNo.２の位置まで移動し、ビームがオンになつて
１xの長さまで移動する。最後にビームがオフさ
れる。この手順で最終ラインNo.ｎまで描画し終え
ると、ビームはブランキング状態となる。 以上に述べたようにｘ方向はビームの連続照
射、ｙ方向はステツプ照射となる。 第２図は第１図で説明した手順で描いた図であ
る。ビーム走査をｘ方向に行つたときの照射の等
高線を点線で示している。ｘ、ｙ方向へ広がりの
差ｄy−ｄxに0.2μｍ程度の異方性を生じてい
る。同図で１０は照射量等高線であり、２０はス
キヤン方向である。 第３図はｘ、ｙ方向の広がりの程度をグラフ化
したもので、0.5μｍ平方のパターンを走査間隔
0.125、0.25、0.5μｍで走査した場合のｘ、ｙ方
向の照射量を示している。0.2μｍ程度の異方性
を生じることもあり、同図で３０，４０，５０は
ｘ、ｙ方向走査によるパターンのずれである。 第４図Ａ，Ｂは夫々ビーム走査方向をｘ方向、
ｙ方向としたときの近接するパターンにおける照
射等高線の相違を示しており、これから判るよう
にｘ方向の走査ではパターンの間隔Saは最適設
計間隔よりも大きくなり、またｙ方向の走査では
パターンの間隔Sbは最適設計間隔よりも小さく
なる。 本発明の目的は、重畳効果をできるだけ回避し
て隣接するパターン間の間隔を最適設計間隔に保
ち、これにより微細パターン描画を可能にした電
子ビームによるパターン形成法を提供することに
ある。 本発明のパターン形成法は、微小間隔おいて近
接する相隣り合うパターン相互のビーム走査方向
が互いに直交するようにその方向を変えることに
より、夫々のパターンにおいて発生する異方性を
積極的に利用してこれらを相殺させ、これにより
重畳効果の低減を図る電子ビームによるパターン
形成法である。 本発明は第４図Ｃのように微小間隔おいて近接
する相隣り合うパターンにおける電子ビームの走
査方向を、一方はｘ方向に、他方はｙ方向にと
夫々直交する方向となるように相違させることに
ある。 これによると、ある値における照射量等高線は
図示左側のパターンではパターン辺よりも内側に
位置し、図示右側のパターンではパターン辺より
も外側に位置することになる。このため、結果的
には両パターンの間隔Scは最適設計間隔と等し
くなり、近接効果によるパターンの歪みを防止す
ることができる。 ここで、隣接する一対のパターンに対して、電
子ビームの走査方向を直交方向に設定する際の判
断方法の一例を説明する。 即ち、第４図に示すように互いに隣り合うパタ
ーン（これをパターンＡ、パターンＢとする）が
存在する場合に、両パターン間の任意の点（例え
ばこれを点ｐ（ｘ、ｙ）とする）における電子ビ
ームの電荷蓄積量Ｑを次の式により計算する。 Ｑ＝Ｉ∫∫AＦ（｜ｘ−ｐ｜）dxdy＋Ｉ∫∫BＦ（｜ｘ−ｐ｜）dxdy 但し、Ｉは電子ビーム電流値。 この計算式では、一方のパターンに対する電子
ビームの照射が点ｐに及ぼす照射量の積分値と、
他方のパターンに対する電子ビームの照射が点ｐ
に及ぼす照射量の積分値の和を求めている。 そして、この電荷蓄積量Ｑの計算は、一般的に
は電子ビームの走査方向が第４図Ｂのように平行
な場合に付いて行う。 このような点ｐを両パターンの間隔内で複数箇
所選び、各点について夫々電荷蓄積量を算出すれ
ば、パターン間の間隔内における複数個所の電荷
蓄積量を求めることができる。 一般には、この計算は、電子ビームの電流値や
その走査速度等が所定の値に設定されている既存
の電子ビーム露光機について、種々のパターン間
隔の場合を想定して予め行つておけば、以後は実
際のパターンの形状、寸法、間隔等をこれに当て
はめることにより、前記複数箇所における電荷蓄
積量を短時間で求めることができる。 しかる上で、この電荷蓄積量を、そこで使用す
る電子線レジストの感度と比較することにより、
各点における電子線レジストの感光の有無を判断
でき、これから現像後において形成されるマスク
としてのレジストの幅寸法を求めることができ
る。即ち、電荷蓄積量が電子線レジストの感度以
上であればレジストが感光し、逆にこれ以下であ
れば感光されることはない。各点について、この
感光の有無を求めると、感光されない点の集合領
域が両パターンの間隔として求められる。 この結果、両パターン間に第４図Ｂのような近
接効果が顕著に生じるおそれのある場合には、こ
れらパターンについては、電子ビームの走査方向
が直交方向、即ち同図Ｃのようになるように電子
ビーム露光装置を設定する。即ち、電子ビーム露
光装置のパターンジエネレータ等にこれらパター
ンに関するデータを入力して記憶させ、これらパ
ターンでは直交方向の走査を行ない得るように電
子ビーム露光装置を設定する。 したがつて、このパターンでは両パターン間隔
が微小であるにもかかわらず、所要幅寸法の間隔
を確保でき、好ましいパターンの形成が実現でき
る。 なお、通常では電子線レジストは同一のものを
継続的に用いているので、両パターン間の間隔寸
法と電子ビーム走査方向による近接効果の影響と
の関係を経験的に求めることができる。一般には
両パターンの間隔が1.5〜２μｍ以下になると、
前述した近接効果が顕著となるため、走査方向を
直交させることが好ましい。 したがつて、本発明によれば微小間隔おいて相
隣合うパターンの間隔が必要以上に広くなること
を防止できるのは勿論であるが、特にこれら両パ
ターン間の間隔が近接効果によつて極端に低減さ
れ、場合によつては間隔が無くなつてしまうこと
を防止する上で有効となり、１μｍ又はそれ以下
の細い線巾、間隔も忠実に描けることになり、集
積回路のパターンの微細化に充分対処できる様に
なる。これは集積回路の性能の飛躍的向上に役立
つばかりでなく、信頼性の向上にも大きく貢献す
るものである。
第１図は電子ビーム露光装置を使用した時のパ
ターン形成法を説明するブロツク図、第２図は第
１図の手順によつて得られるレジストパターンの
形状を示した図、第３図はｘ、ｙ方向によつて蓄
積される電荷量の違いを説明する図、第４図Ａ〜
Ｃは相隣り合うパターンに対してビーム走査方向
を種々変えた時のパターン形状を示す図で、同図
Ａ，Ｂは従来方法の場合、同図Ｃは本発明方法の
場合を夫々示している。 １０…照射量等高線、２０…走査方向、３０，
４０，５０…ｘ、ｙ方向走査によるパターンのず
れ。
ターン形成法を説明するブロツク図、第２図は第
１図の手順によつて得られるレジストパターンの
形状を示した図、第３図はｘ、ｙ方向によつて蓄
積される電荷量の違いを説明する図、第４図Ａ〜
Ｃは相隣り合うパターンに対してビーム走査方向
を種々変えた時のパターン形状を示す図で、同図
Ａ，Ｂは従来方法の場合、同図Ｃは本発明方法の
場合を夫々示している。 １０…照射量等高線、２０…走査方向、３０，
４０，５０…ｘ、ｙ方向走査によるパターンのず
れ。
Claims (1)
- １ レジスト材料が塗布された基板上に電子ビー
ムを照射し、複数個の分離されたパターンを形成
する際に、微小間隔おいて近接する相隣り合うパ
ターン相互の電子ビーム走査方向が互いに直交す
るようにその方向を変えてレジスト材料上に照射
することを特徴とする電子ビームによるパターン
形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12798978A JPS5555534A (en) | 1978-10-18 | 1978-10-18 | Method of making pattern by electron beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12798978A JPS5555534A (en) | 1978-10-18 | 1978-10-18 | Method of making pattern by electron beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5555534A JPS5555534A (en) | 1980-04-23 |
| JPS6243334B2 true JPS6243334B2 (ja) | 1987-09-12 |
Family
ID=14973689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12798978A Granted JPS5555534A (en) | 1978-10-18 | 1978-10-18 | Method of making pattern by electron beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5555534A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0391716A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Nec Home Electron Ltd | 冷却装置及びこの冷却装置を用いた液晶プロジェクター |
| JPH0449647Y2 (ja) * | 1987-04-28 | 1992-11-24 |
-
1978
- 1978-10-18 JP JP12798978A patent/JPS5555534A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449647Y2 (ja) * | 1987-04-28 | 1992-11-24 | ||
| JPH0391716A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Nec Home Electron Ltd | 冷却装置及びこの冷却装置を用いた液晶プロジェクター |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5555534A (en) | 1980-04-23 |
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