JPS6314866B2 - - Google Patents

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JPS6314866B2
JPS6314866B2 JP57228164A JP22816482A JPS6314866B2 JP S6314866 B2 JPS6314866 B2 JP S6314866B2 JP 57228164 A JP57228164 A JP 57228164A JP 22816482 A JP22816482 A JP 22816482A JP S6314866 B2 JPS6314866 B2 JP S6314866B2
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JP
Japan
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pattern
electron beam
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exposure
sample points
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JPS59121837A (ja
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Yasuhide Machida
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-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
    • H01J37/3174Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は電子ビーム露光方法に係り、特に近接
効果の補正方法に関する。
(b) 従来技術と問題点 LSI、超LSIのように高密度に配設された微細
パターンを電子ビーム露光により描画するには、
所謂近接効果の補正が不可欠であり、既に種々の
方法が提唱されている。
近接効果は被露光体に塗布形成されたレジスト
層中での電子ビーム散乱(前方散乱と呼ばれる)
及び被露光体である基板からの電子ビーム散乱
(後方散乱と呼ばれる)によつて、描画後のレジ
ストパターンが電子ビーム照射により大きく拡が
るという現象である。特にパターン間隔が2
〔μm〕以下になると悪影響が顕著となり、結果的
にパターン形状に著しい歪が発生し、パターン精
度が低下する。
上記散乱によるレジスト層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される。
f(R)=exp(−R/A)2 +B exp(−R/C)2 …… 上式において第1項目は前方散乱、第2項目は後
方散乱を表し、係数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。
従来近接効果を補正するための最も一般的な方
法は、各パターン毎に、電子ビーム露光散乱強度
分布〔式〕とパターン形状及び隣接パターンか
らの距離を考慮して、最適な照射量を予め各パタ
ーン毎に設定し、この設定された照射量に基づい
て露光するか、或いは露光パターン寸法を設計パ
ターン寸法より縮小して露光する方法であつた。
これらはいずれもパターンデータ作成の時点で補
正量を決定しなければならない。
電子ビーム露光法により被処理基板に直接描画
する場合、描画パターンのレジスト残膜厚として
所定値を確保する必要がある。
使用するレジストがネガレジストの場合には、
照射量を少なくすると残膜厚が薄くなるので、照
射量補正による近接効果の補正法では、所定のパ
ターン寸法及びパターン間隔を満足しようとする
と、パターン形状、間隔に応じて残膜厚に差が生
じる。
一方ポジレジストの場合には、加工精度を高め
るためサイドエツチングを少なくすることを目的
として、レジスト膜の側壁を垂直にしようとする
と、被露光部のパターン寸法は設計パターン寸法
より大きくなる。そしてこの広がりはパターン寸
法が大きい程、また膜厚が厚い程顕著になる。こ
のため照射量補正により所定のパターン寸法及び
間隔を満足しようとすると、得られたレジストパ
ターンの側壁断面が垂直になりにくいという問題
がある。
従つて直接露光の場合、照射量またはパターン
寸法にいずれか一方のみを補正する方法では満足
し得る結果は得られず、ネガレジストの残膜厚を
厚く保ち且つパターン寸法を満足させるために
も、またポジレジストで側壁断面が垂直で且つパ
ターン寸法を満足させるためには、寸法補正と照
射量補正を併用することが必要である。
そのためには各補正量を定量的に決定しなけれ
ばならない。そこで第1図に示すように、各パタ
ーン毎にパターンの各辺の中点a,b,c,dを
サンプル点とし、このサンプル点に対する他のパ
ターンからの影響を前記式によつて求め、各サ
ンプル点におけるエネルギ強度が所定の現像強度
になるように寸法補正量及び照射量を求める。
まず中央のパターンのa点においては、 Q1F1(R1)+Q2F2(R2)+Q3F3(R3)=E …… なる関係が成り立つ。ここでQi(i=1〜3)は
各パターンの照射量であり、Fi(Ri)(i=1〜
3)は各パターンの露光強度である。
上記中F2(R2)は次式で与えられる。
F2(R2)=∫(W-X1-X3)/2 -(W-X1-X3)/2(H-X2-X4)/2
-(H-X2-X4)/2f(R)dydx
…… ここでW及びHは中央のパターンのパターン幅
とパターン長、x1〜x4は補正幅、Eは現像エネル
ギ強度である。b点,c点,d点においても式
と同様な関係が成り立つので、これらの関係から
補正量を決定し、露光を行う。
第5図は従来より使用されている電子ビーム露光
装置を示すブロツク図である。即ち1は電子ビー
ム露光装置本体、2は電子銃、3は電子レンズ
系、4はX―Y偏向器、5は被処理基板、6は電
子ビーム、7は制御系、8は中央処理装置
(CPU)、9は記憶装置(メモリ)、10はデイジ
タル・アナログ・コンバータ(DAC)、11はア
ンプを示す。
前述のように決定された補正データは、露光制
御データ、パターンデータ等とともにメモリ9内
に予め格納しておく。実際の露光に当たつては、
CPU8はメモリ9より露光すべきパターン毎に
上記各種データを読み出し、これに基づいて露光
位置或いは露光量を指示する信号を送出する。露
光位置を指示する走査信号はDAC10によりア
ナログ量に変換され、アンプ11を介して偏向器
4に送られ、偏向器4を作動させる。電子ビーム
は上記偏向器4により偏向され、被処理基板上の
所定領域を走査する。
しかしながら、パターンの各辺の中点をサンプ
ル点として補正量を求める従来法では、第2図及
び第3図に示すように周囲のパターンの大きさ、
位置により補正量が著しく異なることとなる。即
ち第2図及び第3図の例において、パターンPA
の右辺上のサンプル点aとパターンPBとの距離
をそれぞれR1及びR2とすると、見掛上R1>R2
なるため、それぞれの補正量Δ1,Δ2はΔ1<Δ2
なつてしまう。そのため露光後のパターンのパタ
ーン精度が周囲のパターンの大きさ及び位置によ
り左右されるという問題がある。
(c) 発明の目的 本発明の目的は、補正量を決定するためのサン
プル点を周囲のパターンの影響を考慮して設定す
ることにより、良好な描画精度を得られる電子ビ
ーム露光を提供することにある。
(d) 発明の構成 本発明の特徴は、電子ビーム露光方法により被
処理基板上に複数個のパターンを描画するに先立
ち、前記複数個のパターンの各々のパターンに近
接せるパターンに電子ビームを照射したときの前
記個々のパターンにおける散乱電子ビーム強度
を、前記個々のパターンの各辺上に設定されたサ
ンプル点において評価し、該評価された散乱電子
ビーム強度に基づいて前記個々のパターンに対す
る電子ビーム照射量及び照射領域を補正するに際
し、前記サンプル点を、前記個々のパターンの各
辺に対向せる近接パターンの辺の中点に対応する
前記個々のパターンの対向する辺上の点を仮のサ
ンプル点として選択し、一つの辺上に前記仮のサ
ンプル点が複数個存在するときは、前記各仮のサ
ンプル点における散乱電子ビーム強度を評価し、
該評価された散乱電子ビーム強度に基づいて前記
各仮のサンプル点のうちの一つまたは前記各仮の
サンプル点の中間点を当該辺上のサンプル点とし
て選択することにある。
(e) 発明の実施例 以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説
明する。
本発明の電子ビーム露光においては、前述の照
射量及び露光寸法を設定するに際して、被露光パ
ターンの大きさ、位置を考慮して特定パターン上
のサンプル点の位置を選択する。第4図は上記本
発明の一実施例の補正量決定方法を説明するため
の平面図である。
ここではパターンPAの補正量を求める場合を
説明する。
(1) パターンPAの周囲にパターンPAに影響を及
ぼす範囲を示す枠(一点鎖線)を設定し、この
枠内のパターンを影響を及ぼすパターンとして
抽出する。
(2) パターンPAの各辺を延長する(破線)。
(3) 前記抽出されたパターンのうち、パターン
PAの右辺に影響を及ぼすパターンとして、パ
ターンPAの右側にあり且つ上記破線内に存在
するパターンPB,PC,PDを抽出する。パター
ンPAの右辺のサンプル点の設定に際し、パタ
ーンPAに接触するパターンPBを除くパターン
PC及びパターンPDを選び出し、この両パター
ンのパターンPAに対向する辺LC及びLDの中点
に対応するパターンPAの右辺上の点c及びd
を仮のサンプル点として選定する。この2つの
点c及びdに及ぼす影響,即ち露光強度FC
びFDを比較して大きい方をサンプル点として
選択する。本実施例の場合はc点をパターン
PAのサンプル点として選択する。なお上記FC
とFDは前述の式をパターンPC及びPDについ
て積分することによつて求まる。
以上のようにパターンPAにおけるサンプル点
は周囲のパターンの影響を考慮してc点とする。
c点でのエネルギ強度は、(第4図参照) QAF(RA)+QBF(RB)+QCF(RC) +QDF(RD)+QEF(RE)=E …… で表される。ここで、QA〜Eは各パターンの照射
量、F(RA〜E)は各パターンの点cに及ぼす露光
強度である。
もし強度FCとFDとの差が非常に大きい場合に
は、パターンPCとパターンPAの間隔は良好な精
度で描画されるが、パターンPDとパターンPA
の間隔の精度は悪くなる。このような場合には、
第4図に見られる如く点cとdとの中点gをサン
プル点とすることにより、精度を向上させること
が出来る。
更にパターンPAの左辺及び上辺,下辺につい
て各サンプル点における影響強度を同様に求め、
そのエネルギ強度が所望の現像強度に等しくなる
ように、照射量及び露光寸法の補正量を決定す
る。
上記照射量及び寸法の補正量は、露光パターン
データ作成時に決定し、このデータを電子ビーム
露光装置の制御系内の記憶装置に予め格納してお
く。そして実際の露光に際しては、露光するパタ
ーンに対応して上記補正データを読み出し、これ
に基づいて露光を行う。
なお本実施例に使用する電子ビーム露光装置
は、前記第5図に示した従来の電子ビーム露光装
置の構成を特に変えることなく、そのまま使用で
きる。ただ上述した如く、露光制御データ、パタ
ーンデータとともにメモリ9内に予め格納してお
く補正データを、上記一実施例で説明したように
して決定したものを使用すればよい。
以上の如く本実施例では露光量及び露光領域の
寸法の双方に補正を加えて電子ビーム露光を行う
ので、描画されたレジストパターンは、寸法、形
状及び残膜厚のいずれに対しても良好な精度が得
られる。
(f) 発明の効果 以上説明した如く本発明によれば、露光補正量
決定のためのサンプル点の位置を、周囲のパター
ンの影響を考慮して選択することにより、補正精
度が向上し高精度の描画が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は従来の電子ビーム露光方法の
説明に供するための平面図、第4図は本発明の一
実施例を示す平面図、第5図は従来および上記一
実施例に使用した電子ビーム露光装置を示すブロ
ツク図である。 図において、PA〜PEは描画すべきパターン、
a〜gはサンプル点、RA〜REはサンプル点aと
各パターンとの距離、1は電子ビーム露光装置、
4は偏向器、5は被処理基板、6は電子ビーム、
7は制御系、8は中央処理装置(CPU)、9は記
憶装置(メモリ)、10はデイジタル・アナロ
グ・コンバータ(DAC)、11は偏向用のアンプ
を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電子ビーム露光方法により被処理基板上に複
    数個のパターンを描画するに先立ち、前記複数個
    のパターンの各々のパターンに近接せるパターン
    に電子ビームを照射したときの前記個々のパター
    ンにおける散乱電子ビーム強度を、前記個々のパ
    ターンの各辺上に設定されたサンプル点において
    評価し、該評価された散乱電子ビーム強度に基づ
    いて前記個々のパターンに対する電子ビーム照射
    量及び照射領域を補正するに際し、前記サンプル
    点を、前記個々のパターンの各辺に対向せる近接
    パターンの辺の中点に対応する前記個々のパター
    ンの対向する辺上の点を仮のサンプル点として選
    択し、一つの辺上に前記仮のサンプル点が複数個
    存在するときは、前記各仮のサンプル点における
    散乱電子ビーム強度を評価し、該評価された散乱
    電子ビーム強度に基づいて前記各仮のサンプル点
    のうちの一つまたは前記各仮のサンプル点の中間
    点を当該辺上のサンプル点として選択することを
    特徴とする電子ビーム露光方法。
JP57228164A 1982-12-22 1982-12-22 電子ビ−ム露光方法 Granted JPS59121837A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0628231B2 (ja) * 1985-07-09 1994-04-13 富士通株式会社 電子ビ−ム露光方法
JPH03166713A (ja) * 1989-11-27 1991-07-18 Mitsubishi Electric Corp 電子ビーム露光方法

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