JPS6246059B2 - - Google Patents
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- JPS6246059B2 JPS6246059B2 JP21089281A JP21089281A JPS6246059B2 JP S6246059 B2 JPS6246059 B2 JP S6246059B2 JP 21089281 A JP21089281 A JP 21089281A JP 21089281 A JP21089281 A JP 21089281A JP S6246059 B2 JPS6246059 B2 JP S6246059B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 17
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
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パタ
ーンを形成する方法に関するものである。
近接効果を補正して高精度の電子ビーム露光パタ
ーンを形成する方法に関するものである。
電子ビーム露光によるパターン形成技術に於い
ては、パターン精度の向上のために所謂近接効果
の補正が不可欠である。
ては、パターン精度の向上のために所謂近接効果
の補正が不可欠である。
良く知られている様に、近接効果は被露光物に
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）によつて、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。
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）によつて、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散乱
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 であらわされ、第１項目は前方散乱、第２項目は
後方散乱によつて与えられるものであることが知
られている。尚、(1)式中Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれレ
ジストの厚みや基板材料等の条件によつて定まる
定数である。
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 であらわされ、第１項目は前方散乱、第２項目は
後方散乱によつて与えられるものであることが知
られている。尚、(1)式中Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれレ
ジストの厚みや基板材料等の条件によつて定まる
定数である。
近接効果によるパターンの拡がりは、他のパタ
ーンの影響によつて生ずる拡がり（パターン間近
接効果）と、自分自身のパターン描画から生じる
拡がり（パターン内近接効果）がある。
ーンの影響によつて生ずる拡がり（パターン間近
接効果）と、自分自身のパターン描画から生じる
拡がり（パターン内近接効果）がある。
従来、自分自身のパターン描画から生じる拡が
りを補正する方法として、単位矩形パターンの大
きさに関係なく一律にパターン寸法を縮小した補
正パターン寸法で描画を行い、拡がりを補正して
いた。
りを補正する方法として、単位矩形パターンの大
きさに関係なく一律にパターン寸法を縮小した補
正パターン寸法で描画を行い、拡がりを補正して
いた。
第１図は、レジスト膜厚をパラメータとし、描
画矩形の大きさ（面積）とパターンの拡がりとの
関係を表したグラフである。
画矩形の大きさ（面積）とパターンの拡がりとの
関係を表したグラフである。
上述の様に単位矩形パターンの大きさに関係な
く一律にパターン寸法を縮小した補正パターン寸
法で描画を行つたので問題が生じる。ポジレジス
トに於いて初期膜厚が大となつた場合、第１図に
示す様に矩形の大きさが大きいときには特に自分
自身の拡がりが顕著になり、この傾向は膜厚が大
きい程顕著になる。よつて、描画寸法を一律に縮
小しただけでは十分な補正をすることは困難であ
る。
く一律にパターン寸法を縮小した補正パターン寸
法で描画を行つたので問題が生じる。ポジレジス
トに於いて初期膜厚が大となつた場合、第１図に
示す様に矩形の大きさが大きいときには特に自分
自身の拡がりが顕著になり、この傾向は膜厚が大
きい程顕著になる。よつて、描画寸法を一律に縮
小しただけでは十分な補正をすることは困難であ
る。
更に、電子ビーム露光でフオト・マスクを作成
する場合はレジスト膜厚は薄くても良いが、電子
ビームでウエハー上のレジストに直接描画してパ
ターンを形成する（直接露光）場合、加工プロセ
ス上、露光、現像後のレジスト膜厚を厚く保つ必
要がある。この場合、レジスト膜中での電子ビー
ム散乱強度分布が膜厚方向で異なり、電子ビーム
照射密度が大きくなるにつれ、又近接効果の影響
度が大きくなるにつれてレジスト膜底部での露光
パターンの拡がりが顕著になることから、ポジ型
レジスト現像後の残膜の断面形状は底面で狭く上
面で除去部上へオーバハングした逆台形となる。
する場合はレジスト膜厚は薄くても良いが、電子
ビームでウエハー上のレジストに直接描画してパ
ターンを形成する（直接露光）場合、加工プロセ
ス上、露光、現像後のレジスト膜厚を厚く保つ必
要がある。この場合、レジスト膜中での電子ビー
ム散乱強度分布が膜厚方向で異なり、電子ビーム
照射密度が大きくなるにつれ、又近接効果の影響
度が大きくなるにつれてレジスト膜底部での露光
パターンの拡がりが顕著になることから、ポジ型
レジスト現像後の残膜の断面形状は底面で狭く上
面で除去部上へオーバハングした逆台形となる。
半導体加工プロセスを考えた場合、ドライエツ
チングが多用されつつある現状に鑑みると、加工
精度向上のためにはレジスト残膜パターンエツジ
の断面形状は垂直であることが望ましい。従つて
従来の様な一律の寸法縮小補正のみでは高精度パ
ターンは実用上得られなくなつてくる。そして、
描画パターンサイズに応じて、ポジレジストの残
膜の端部が断面垂直になる様な電子ビーム照射密
度とそれに応じた寸法補正量を決定して露光処理
を実施することが望まれることになる。
チングが多用されつつある現状に鑑みると、加工
精度向上のためにはレジスト残膜パターンエツジ
の断面形状は垂直であることが望ましい。従つて
従来の様な一律の寸法縮小補正のみでは高精度パ
ターンは実用上得られなくなつてくる。そして、
描画パターンサイズに応じて、ポジレジストの残
膜の端部が断面垂直になる様な電子ビーム照射密
度とそれに応じた寸法補正量を決定して露光処理
を実施することが望まれることになる。
上記問題点を第２図を用いて更にに詳細に説明
する。第２図は描画矩形の大きさ（正方形の一辺
の長さ：μｍ）をパラメータとし、描画時の単位
面積当たりの電子ビーム照射量（縦軸）、即ち電
子ビーム照射密度（Ｃ／cm2）と、現像処理後のボ
ジ型レジスト窓パターン（除去部のパターン）幅
（横軸）との関係を表したグラフである。曲線
ａ，ｂ，ｃは各々電子ビーム描画矩パターンが一
辺の長さが１μｍ、２μｍ及び５μｍの正方形で
あるときの描画時の電子ビーム照射密度と生成窓
パターン幅との関係を表している。
する。第２図は描画矩形の大きさ（正方形の一辺
の長さ：μｍ）をパラメータとし、描画時の単位
面積当たりの電子ビーム照射量（縦軸）、即ち電
子ビーム照射密度（Ｃ／cm2）と、現像処理後のボ
ジ型レジスト窓パターン（除去部のパターン）幅
（横軸）との関係を表したグラフである。曲線
ａ，ｂ，ｃは各々電子ビーム描画矩パターンが一
辺の長さが１μｍ、２μｍ及び５μｍの正方形で
あるときの描画時の電子ビーム照射密度と生成窓
パターン幅との関係を表している。
第２図を参照すると、各々の描画矩形に対し特
定の電子ビーム照射密度で描画したときに、描画
パターンと同一サイズのレジスト除去パターン
（底面での窓パターン）が得られることがわか
る。例えば、一辺１μｍの矩形を描画したときに
描画矩形と同一サイズの窓パターンが得られるの
は点A0に於ける電子ビーム照射密度QA0で描画
したときであり、描画矩形の一辺が２μｍ、５μ
ｍの場合は、各々点B0，C0に於ける電子ビーム
照射密度QB0、QC0で描画したときである（QA0
＞QB0＞QC0）。即ち第２図は、描画矩形と同じ
サイズの窓パターンを得るには、描画矩形が小さ
い程より大きな電子ビーム照射密度が必要なこと
を示している。この様に描画矩形サイズと窓パタ
ーンサイズが同一になる様に電子ビーム照射密度
を設定した場合には、レジスト残膜端面は一般的
には底面が幅広の台形斜面をなしており断面垂直
な残膜パターンエツジを確保するにはより大きな
電子ビーム照射密度が必要である。要求される一
定の残膜断面角度（例えば90゜）を得るに必要な
電子ビーム照射密度を各描画矩形に対する曲線
ａ，ｂ，ｃ上にプロツトした点がA1，B1，C1で
あり、これらを結ぶのが曲線ｄである。要求残膜
断面角度を得る為に上記電子ビーム照射密度
QA1、QB1、QC1で各サイズの矩形を描画を行つ
た場合には、レジスト除去パターンの幅は第２図
に見られるとおり描画パターンのサイズよりも拡
大してしまう。
定の電子ビーム照射密度で描画したときに、描画
パターンと同一サイズのレジスト除去パターン
（底面での窓パターン）が得られることがわか
る。例えば、一辺１μｍの矩形を描画したときに
描画矩形と同一サイズの窓パターンが得られるの
は点A0に於ける電子ビーム照射密度QA0で描画
したときであり、描画矩形の一辺が２μｍ、５μ
ｍの場合は、各々点B0，C0に於ける電子ビーム
照射密度QB0、QC0で描画したときである（QA0
＞QB0＞QC0）。即ち第２図は、描画矩形と同じ
サイズの窓パターンを得るには、描画矩形が小さ
い程より大きな電子ビーム照射密度が必要なこと
を示している。この様に描画矩形サイズと窓パタ
ーンサイズが同一になる様に電子ビーム照射密度
を設定した場合には、レジスト残膜端面は一般的
には底面が幅広の台形斜面をなしており断面垂直
な残膜パターンエツジを確保するにはより大きな
電子ビーム照射密度が必要である。要求される一
定の残膜断面角度（例えば90゜）を得るに必要な
電子ビーム照射密度を各描画矩形に対する曲線
ａ，ｂ，ｃ上にプロツトした点がA1，B1，C1で
あり、これらを結ぶのが曲線ｄである。要求残膜
断面角度を得る為に上記電子ビーム照射密度
QA1、QB1、QC1で各サイズの矩形を描画を行つ
た場合には、レジスト除去パターンの幅は第２図
に見られるとおり描画パターンのサイズよりも拡
大してしまう。
従つて第２図に示される関係からポジ型レジス
トに対する電子ビーム露光では、寸法補正と照射
量補正とを相互に関連付けて、要求される窓パタ
ーンの大きさに応じて行うことが高精度パターン
作成には必要となることが判る。
トに対する電子ビーム露光では、寸法補正と照射
量補正とを相互に関連付けて、要求される窓パタ
ーンの大きさに応じて行うことが高精度パターン
作成には必要となることが判る。
第２図に示した関係は、レジストの種類やレジ
スト塗布形成膜厚（初期膜厚）、或いは現像処理
の条件を一定とすれば一義的に定められるもので
ある。そこで従来一般的には、これら条件を定め
各種の大きさの矩形を種々の電子ビーム照射密度
で描画し、現像してレジスト層パターンを試験的
に作成して第２図の如き関係をあらゆる大きさの
矩形パターンに対して求めておき、実際の露光パ
ターンに対しては、その中の単位矩形パターン毎
に寸法補正量及び電子ビーム照射密度補正量を定
めるという経験的手法が採られている。しかしな
がら、この方法は上記関係を求めるための実験に
膨大な工数を要し、これをレジスト塗布膜厚や現
像条件を変える都度実施するのは多大な時間と手
間を要することになる。
スト塗布形成膜厚（初期膜厚）、或いは現像処理
の条件を一定とすれば一義的に定められるもので
ある。そこで従来一般的には、これら条件を定め
各種の大きさの矩形を種々の電子ビーム照射密度
で描画し、現像してレジスト層パターンを試験的
に作成して第２図の如き関係をあらゆる大きさの
矩形パターンに対して求めておき、実際の露光パ
ターンに対しては、その中の単位矩形パターン毎
に寸法補正量及び電子ビーム照射密度補正量を定
めるという経験的手法が採られている。しかしな
がら、この方法は上記関係を求めるための実験に
膨大な工数を要し、これをレジスト塗布膜厚や現
像条件を変える都度実施するのは多大な時間と手
間を要することになる。
本発明は、以上の点に鑑み、形成すべきレジス
ト層窓パターンに対し、寸法補正した描画パター
ン寸法と所要残膜断面形状を得るに必要な電子ビ
ーム照射密度との両方を容易に決定し、高精度パ
ターンを形成できる方法を提供することを目的と
する。
ト層窓パターンに対し、寸法補正した描画パター
ン寸法と所要残膜断面形状を得るに必要な電子ビ
ーム照射密度との両方を容易に決定し、高精度パ
ターンを形成できる方法を提供することを目的と
する。
本発明による電子ビーム露光方法は、電子ビー
ムをポジ型レジスト層が塗布形成された基板上に
照射して所定パターンを描画し、現像工程後には
所要のポジ型レジスト層パターンが除去されるよ
うな露光パターンを前記ポジ型レジスト層に形成
する方法であつて、任意の１つの描画パターンに
対し、該描画パターンと同一寸法のレジスト層パ
ターンが現像処理により除去されるような電子ビ
ーム照射密度と所要のレジスト残膜断面形状厚が
得られるような電子ビーム照射密度との比率を予
め求めておき、所要の除去すべきレジスト層パタ
ーンに対する描画パターン及びその電子ビーム照
射密度を決定するに当つて、該除去すべきパター
ン寸法と前記比率とに基づいて前記所要レジスト
残膜断面形状が得られる電子ビーム照射密度と描
画パターン寸法とを求め、かくして決定した電子
ビーム照射密度と描画パターン寸法でもつて電子
ビーム描画することを特徴とするとするものであ
る。
ムをポジ型レジスト層が塗布形成された基板上に
照射して所定パターンを描画し、現像工程後には
所要のポジ型レジスト層パターンが除去されるよ
うな露光パターンを前記ポジ型レジスト層に形成
する方法であつて、任意の１つの描画パターンに
対し、該描画パターンと同一寸法のレジスト層パ
ターンが現像処理により除去されるような電子ビ
ーム照射密度と所要のレジスト残膜断面形状厚が
得られるような電子ビーム照射密度との比率を予
め求めておき、所要の除去すべきレジスト層パタ
ーンに対する描画パターン及びその電子ビーム照
射密度を決定するに当つて、該除去すべきパター
ン寸法と前記比率とに基づいて前記所要レジスト
残膜断面形状が得られる電子ビーム照射密度と描
画パターン寸法とを求め、かくして決定した電子
ビーム照射密度と描画パターン寸法でもつて電子
ビーム描画することを特徴とするとするものであ
る。
即ち本発明は、任意の矩形描画パターンに対
し、現像後に描画パターンと全く同一寸法のレジ
スト層パターン除去し得る様な電子ビーム照射密
度と、該矩形描画パターンにおいて所要の残膜断
面形状（一定の端面角度）得るのに必要な電子ビ
ーム照射密度との比は、レジストの種類及び塗布
膜厚や現像条件等の周囲の条件が定まれば矩形パ
ターンの寸法には依存せずほぼ一定であるという
事実を実験的に見出し、この比率一定の関係から
補正寸法及び電子ビーム照射密度を任意の寸法の
パターンに対して求めうるという知見をえて成さ
れたものである。
し、現像後に描画パターンと全く同一寸法のレジ
スト層パターン除去し得る様な電子ビーム照射密
度と、該矩形描画パターンにおいて所要の残膜断
面形状（一定の端面角度）得るのに必要な電子ビ
ーム照射密度との比は、レジストの種類及び塗布
膜厚や現像条件等の周囲の条件が定まれば矩形パ
ターンの寸法には依存せずほぼ一定であるという
事実を実験的に見出し、この比率一定の関係から
補正寸法及び電子ビーム照射密度を任意の寸法の
パターンに対して求めうるという知見をえて成さ
れたものである。
先ず、上記した比率一定という関係について説
明することとする。
明することとする。
本発明者は、第２図の関係を求める為の実験を
多数繰り返すうちに、ある描画パターンに対して
それと同一寸法のレジスト除去パターンを生成す
る電子ビーム照射密度（第２図の点A0，B0、或
いはC0に於ける電子ビーム照射密度）と一定の
残膜端面角度を生ずる電子ビーム照射密度（第２
図の点A1，B1、或いはC1に於ける電子ビーム照
射密度）との比が常にほぼ一定となる関係が存在
することを見出した。即ち第２図に於いて点
A0，B0，C0の電子ビーム照射密度を各々QA0，
QB0，QC0とし、点A1，B1，C1にの電子ビーム照
射密度をQA1，QB1，QC1とすると、 QA1／QA0＝QB1／QB0＝QC1／QC0＝Ｄ
………(2) （但しＤは定数）なる関係がある。定数Ｄの値は
レジストの種類や厚み、現像条件や所要の残膜端
面角度を定めれば決定されるものであり、この定
数Ｄを定めるための実験のみなら、既述したよう
な全パターンに対する電子ビーム照射密度−パタ
ーン幅関係を求める実験と比べて、遥かに短い工
数しか必要ではない。従つて、この定数Ｄを用い
ることにより、任意の大きさの矩形パターンに対
して寸法及び電子ビーム照射密度の補正値を数値
計算で定めることができれば、予め必要な実験工
数は大幅に削減されるものであり、本発明はその
方法を提供するものである。
多数繰り返すうちに、ある描画パターンに対して
それと同一寸法のレジスト除去パターンを生成す
る電子ビーム照射密度（第２図の点A0，B0、或
いはC0に於ける電子ビーム照射密度）と一定の
残膜端面角度を生ずる電子ビーム照射密度（第２
図の点A1，B1、或いはC1に於ける電子ビーム照
射密度）との比が常にほぼ一定となる関係が存在
することを見出した。即ち第２図に於いて点
A0，B0，C0の電子ビーム照射密度を各々QA0，
QB0，QC0とし、点A1，B1，C1にの電子ビーム照
射密度をQA1，QB1，QC1とすると、 QA1／QA0＝QB1／QB0＝QC1／QC0＝Ｄ
………(2) （但しＤは定数）なる関係がある。定数Ｄの値は
レジストの種類や厚み、現像条件や所要の残膜端
面角度を定めれば決定されるものであり、この定
数Ｄを定めるための実験のみなら、既述したよう
な全パターンに対する電子ビーム照射密度−パタ
ーン幅関係を求める実験と比べて、遥かに短い工
数しか必要ではない。従つて、この定数Ｄを用い
ることにより、任意の大きさの矩形パターンに対
して寸法及び電子ビーム照射密度の補正値を数値
計算で定めることができれば、予め必要な実験工
数は大幅に削減されるものであり、本発明はその
方法を提供するものである。
いま第３図に示す如く、必要な窓パターンの寸
法（幅2L）に対してＳだけ寸法補正された幅2M
（Ｌ＞Ｍ）の描画パターンP′を電子ビーム照射密
度Q1で電子ビーム描画することによつて幅2L、
残膜端面角度（例えば90゜）の窓パターンが得ら
れる場合を考えることとする。レジストの種類及
び塗布厚や現像条件は実際の製造プロセスを考慮
して固定されているものとし、予め１つの矩形描
画パターンでの実験で前記定数Ｄが既に定められ
ているものとする。これらの関係を、電子ビーム
照射密度−パターン幅の関係を表すグラフ上で表
現すると第４図のとおりである。即ち曲線ｌ，ｍ
は各々幅2L、2Mの正方形パターンを電子ビーム
描画したときの電子ビーム照射密度とレジスト窓
パターン幅との関係を示す。尚、ここで曲線ｌは
既知の曲線であるが、Ｓが未知なので曲線ｍは未
知の曲線である。第４図を見ると点M1は幅2Mの
パターンを電子ビーム照射密度Q1をもつて電子
ビーム描画すると、所要の残膜端面角度をもつて
幅2Lの窓パターンが得られることを示してい
る。即ち、本発明では予め求めた定数Ｄを用いて
縮小寸法Ｓ（言い換えればＭ）と電子ビーム照射
密度Q1を求める。
法（幅2L）に対してＳだけ寸法補正された幅2M
（Ｌ＞Ｍ）の描画パターンP′を電子ビーム照射密
度Q1で電子ビーム描画することによつて幅2L、
残膜端面角度（例えば90゜）の窓パターンが得ら
れる場合を考えることとする。レジストの種類及
び塗布厚や現像条件は実際の製造プロセスを考慮
して固定されているものとし、予め１つの矩形描
画パターンでの実験で前記定数Ｄが既に定められ
ているものとする。これらの関係を、電子ビーム
照射密度−パターン幅の関係を表すグラフ上で表
現すると第４図のとおりである。即ち曲線ｌ，ｍ
は各々幅2L、2Mの正方形パターンを電子ビーム
描画したときの電子ビーム照射密度とレジスト窓
パターン幅との関係を示す。尚、ここで曲線ｌは
既知の曲線であるが、Ｓが未知なので曲線ｍは未
知の曲線である。第４図を見ると点M1は幅2Mの
パターンを電子ビーム照射密度Q1をもつて電子
ビーム描画すると、所要の残膜端面角度をもつて
幅2Lの窓パターンが得られることを示してい
る。即ち、本発明では予め求めた定数Ｄを用いて
縮小寸法Ｓ（言い換えればＭ）と電子ビーム照射
密度Q1を求める。
ここで第４図の曲線ｍに注目し、点M0の如く
描画パターン寸法通りの寸法（幅2M）のレジス
ト窓パターンが得られる電子ビーム照射密度Q0
を考えると、前記の比率が定数Ｄに等しくなる関
係が存在することから次式が成立する。
描画パターン寸法通りの寸法（幅2M）のレジス
ト窓パターンが得られる電子ビーム照射密度Q0
を考えると、前記の比率が定数Ｄに等しくなる関
係が存在することから次式が成立する。
Q1／Q0＝Ｄ ………(3)
次に一辺の長さが2Mの正方形パターンP′を描
画したときの正方形パターンP′の中心から距離Ｒ
の点でのレジスト膜中の露光強度Ｆ（Ｒ）は(1)式
で表される散乱強度分布ｆ（ｒ）を描画パターン
P′内全面にわたり次式の如く積分することにより
得られる。ここでｒはパターンP′から距離Ｒだけ
離れた点とパターンP′内の電子ビームスポツトの
中心との間の距離である。
画したときの正方形パターンP′の中心から距離Ｒ
の点でのレジスト膜中の露光強度Ｆ（Ｒ）は(1)式
で表される散乱強度分布ｆ（ｒ）を描画パターン
P′内全面にわたり次式の如く積分することにより
得られる。ここでｒはパターンP′から距離Ｒだけ
離れた点とパターンP′内の電子ビームスポツトの
中心との間の距離である。
Ｆ（Ｒ）＝∫Ｍ −Ｍ≡∫Ｍ −Ｍｆ（ｒ）dx dy………(4)
これにより得られる露光強度Ｆ（Ｒ）と電子ビ
ーム照射密度Ｑ（Ｃ／cm2）との積は実際のレジス
ト膜中におけるパターン辺上での露光量Ｅを与え
るものであり、この関係は次式の様に表される。
ーム照射密度Ｑ（Ｃ／cm2）との積は実際のレジス
ト膜中におけるパターン辺上での露光量Ｅを与え
るものであり、この関係は次式の様に表される。
Ｑ・Ｆ（Ｒ）＝Ｅ ………(5)
ここで再び第４図を参照して点M0及びM1に着
目すると、電子ビーム強度分布は描画パターン内
にピークを持ち外方へ向かつて次第に低下する形
をとり、電子ビーム照射密度Q0及びQ1のとき矩
形パターンP′中心から距離Ｍ及びＬの点M0及び
L0におけるレジスト中での実際の露光量がレジ
ストが現像後に残るか否かの露光量の閾値E0に
等しいことを意味しているのが曲線ｍである。従
つてこの関係を式で表すと次のとおりである。
目すると、電子ビーム強度分布は描画パターン内
にピークを持ち外方へ向かつて次第に低下する形
をとり、電子ビーム照射密度Q0及びQ1のとき矩
形パターンP′中心から距離Ｍ及びＬの点M0及び
L0におけるレジスト中での実際の露光量がレジ
ストが現像後に残るか否かの露光量の閾値E0に
等しいことを意味しているのが曲線ｍである。従
つてこの関係を式で表すと次のとおりである。
Q0・Ｆ（Ｍ）＝Q1・Ｆ（Ｌ）＝E0 ………(6)
Q1／Q0＝Ｆ（Ｍ）／Ｆ（Ｌ） ………(6)′
(3)式と(6)′式より次式が導かれる。
Ｆ（Ｍ）＝Ｄ・Ｆ（Ｌ） ………(7)
ここでＬは既知の値であり、(4)式に基づき(7)式
中はの右辺は定数となるので(7)式を成立させるＭ
は積分方程式の解として一義的に決定されること
になる。この計算自体は電子計算機を用いれば高
速になしうるので、種々の寸法Ｌに対する解Ｍを
迅速に得ることができる。
中はの右辺は定数となるので(7)式を成立させるＭ
は積分方程式の解として一義的に決定されること
になる。この計算自体は電子計算機を用いれば高
速になしうるので、種々の寸法Ｌに対する解Ｍを
迅速に得ることができる。
かくして得られた寸法値Ｍが寸法補正（寸法補
正量Ｓ＝Ｌ−Ｍ）されたパターン幅2Mを示して
おり、この幅2Mのパターンを電子ビーム照射密
度Q1をもつて電子ビーム描画すれば、現像後に
は所要残膜端面角度のポジ型レジスト層窓パター
ン（幅2L）を得ることができるのである。尚、
前記露光量E0は現像条件等を定めれば一定で実
験的に容易に定められるので、照射量Q1につい
ては前記(6)式から決定しうることはいうまでもな
い。
正量Ｓ＝Ｌ−Ｍ）されたパターン幅2Mを示して
おり、この幅2Mのパターンを電子ビーム照射密
度Q1をもつて電子ビーム描画すれば、現像後に
は所要残膜端面角度のポジ型レジスト層窓パター
ン（幅2L）を得ることができるのである。尚、
前記露光量E0は現像条件等を定めれば一定で実
験的に容易に定められるので、照射量Q1につい
ては前記(6)式から決定しうることはいうまでもな
い。
以上の説明では簡潔化の為第３図の如き正方形
パターンの補正量を求める場合について述べた
が、長方形パターンの場合でも直交する２辺につ
いて各々上記手順で補正量を求め得ることは明ら
かであろう。
パターンの補正量を求める場合について述べた
が、長方形パターンの場合でも直交する２辺につ
いて各々上記手順で補正量を求め得ることは明ら
かであろう。
また、膨大なパターンデータを電子計算機に与
え、計算機制御によつて電子ビーム描画を行う実
際的な電子ビーム露光装置に適用する場合、上記
の如くして算出する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５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
よつてＸ、Ｙ偏向器４を駆動しビームスポツトを
歩進させ所定のパターンを塗り潰すように照射し
て描画を行う。第５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ツトの位置
は電子計算器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
ことによつて制御される。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つて
試料５へ照射制御されるものである。
え、計算機制御によつて電子ビーム描画を行う実
際的な電子ビーム露光装置に適用する場合、上記
の如くして算出する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５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
よつてＸ、Ｙ偏向器４を駆動しビームスポツトを
歩進させ所定のパターンを塗り潰すように照射し
て描画を行う。第５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ツトの位置
は電子計算器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
ことによつて制御される。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つて
試料５へ照射制御されるものである。
以上の様に、本発明によればポジ型レジストを
用い電子ビーム露光によりパターン形成を行うに
あたり、所要のレジスト残膜端面形状を確保して
所要のポジ型レジスト窓パターンを作成するため
の描画パターン寸法補正及び照射量補正を比較的
簡単な操作によつて達成することができ、高精度
の微細パターン形成をより少ない工数で実現でき
るので、その実用効果は大きい。
用い電子ビーム露光によりパターン形成を行うに
あたり、所要のレジスト残膜端面形状を確保して
所要のポジ型レジスト窓パターンを作成するため
の描画パターン寸法補正及び照射量補正を比較的
簡単な操作によつて達成することができ、高精度
の微細パターン形成をより少ない工数で実現でき
るので、その実用効果は大きい。
第１図は電子ビームによる描画矩形の面積とパ
ターン内近接効果によるパターンの拡がり分との
関係を示すグラフ、第２図は電子ビーム照射密度
とパターン幅との関係を示すグラフ、第３図は寸
法補正すべき矩形パターンを示す図、第４図は電
子ビーム照射密度とパターン幅の関係を示すグラ
フ、第５図は電子ビーム露光システムの基本的構
成例を示す図である。
ターン内近接効果によるパターンの拡がり分との
関係を示すグラフ、第２図は電子ビーム照射密度
とパターン幅との関係を示すグラフ、第３図は寸
法補正すべき矩形パターンを示す図、第４図は電
子ビーム照射密度とパターン幅の関係を示すグラ
フ、第５図は電子ビーム露光システムの基本的構
成例を示す図である。
Claims (1)
- １ 電子ビームをポジ型レジスト層が塗布形成さ
れた基板上に照射して所定パターンを描画し、現
像工程後には所要のポジ型レジスト層パターンが
除去されるような露光パターンを前記ポジ型レジ
スト層に形成する方法であつて、任意の１つの描
画パターンに対し、該描画パターンと同一寸法の
レジスト層パターンが現像処理により除去される
ような電子ビーム照射密度と所要のレジスト残膜
断面形状厚が得られるような電子ビーム照射密度
との比率を予め求めておき、所要の除去すべきレ
ジスト層パターンに対する描画パターン及びその
電子ビーム照射密度を決定するに当つて、該除去
すべきパターン寸法と前記比率とに基づいて前記
所要レジスト残膜断面形状が得られる電子ビーム
照射密度と描画パターン寸法とを求め、かくして
決定した電子ビーム照射密度と描画パターン寸法
でもつて電子ビーム描画することを特徴とする電
子ビーム露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21089281A JPS58114429A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 電子ビ−ム露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21089281A JPS58114429A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 電子ビ−ム露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58114429A JPS58114429A (ja) | 1983-07-07 |
| JPS6246059B2 true JPS6246059B2 (ja) | 1987-09-30 |
Family
ID=16596811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21089281A Granted JPS58114429A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 電子ビ−ム露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58114429A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4761560A (en) * | 1984-01-25 | 1988-08-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Measurement of proximity effects in electron beam lithography |
| JPS60173833A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタン形成方法およびパタン形成装置 |
| JPH0622196B2 (ja) * | 1984-04-12 | 1994-03-23 | 松下電子工業株式会社 | レジストパタ−ンの現像制御方法 |
| US7287239B2 (en) | 2003-10-27 | 2007-10-23 | International Business Machines Corporation | Performance in model-based OPC engine utilizing efficient polygon pinning method |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP21089281A patent/JPS58114429A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58114429A (ja) | 1983-07-07 |
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