JPS63285933A - パタ−ン描画方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は荷電粒子線描画装置によるパターン描画方法
に係わり、特に可変成形ビームの電子線描画装置により
レジスト膜にパターンを描画する方法に関する。

（従来の技術） 近年、ＬＳＩの微細化に伴い半導体ウェーハ、上にパタ
ーンを形成する技術の重要性が益々高まりつつある。こ
のため、微細パターンの形成に多用される電子ビーム露
光装置のパターン形成の高速化と高精度化が必要となり
、可変成形ビーム方式の電子ビーム露光装置が案出され
実用化されている。

上記可変成形ビーム描画方式においては、各ショットの
照射時間はすべて等しく設定されているか、あるいは、
近接効果を補正するため、パターンの分布状態によって
異なる値に設定されている。

（発明が解決しようとする問題点） 叙上の従来技術において、スループットを増加させるた
めに電流密度を大きくすると、パターンの形成精度が劣
化するという問題が生ずる。例えば第４図ａに示すパタ
ーン２０１　を第３図ａのショット分割法にて描画した
場合、第４図すに示す形状のレジストパターン２０２と
なる。なお、上記第３図ａのショットは小矩形で表わさ
れている。

この発明は、上記パターン形成精度の劣化を抑制して精
度の良いパターンの描画方法を提供することを目的とす
るものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この発明にかかるパターン描画方法は、可変成形ビーム
荷電粒子線描画装置によりパターン被形成面にレジスト
パターンを形成するに際し、各ショットに予め設定され
た設定照射量を荷電粒子線の電流密度の値と上記ショッ
トサイズとによって補正し、その補正された照射量によ
ってパターン形成の露光を施すことを特徴とし、パター
ン形成精度の劣化を抑制するパターン形成方法である。

（作　用） 上記パターン形成精度の劣化の原因として、まず、可変
成形電子線描画装置における電子線照射中のレジストの
温度上昇がある。この温度上昇は、描画装置の電流密度
や照射量に依存するが、その他にショットの大きさに強
く影響される。一方、レジストの感度および現像速度は
パターン描画時のレジスト温度に影響されるので、照射
部の現像速度はショットサイズによって変化することに
なる。上記第４図すに示したレジストパターンの形成精
度劣化は大きなショットによって照射された領域が現像
過度になるために生じるものである。

この発明の要部は、上記現像速度のショットサイズ、電
流密度および照射量依存性を予め求めておき、描画にあ
たり上記関係から各ショットの照射時間を算出してパタ
ーンを描画し、これによってショットサイズに依存しな
い現像速度を得、上記のパターン形成精度の劣化を抑え
ることにある。

（実施例） 以下、この発明の一実施例につき第１図ないし第３図を
参照して説明する。

まず、第１図にこの発明の方法の実施に用いられる電子
ビーム描画装置の概略構成図を示す。同図における１０
は試料室で、半導体ウェーハ等の試料１００を載置した
試料台１１が収められている。上記試料台１１は計算機
３０の指令を受ける試料台駆動回路３１によりＸ方向（
紙面上にて左右方向）とＹ方向（紙面に垂直方向）に変
位駆動される。そして、この試料台１１の移動位置はレ
ーザ測長系３２により測定され、その測定情報は計算機
３０および偏向制御回路３３に送出される。

次に、上記試料室１０の上方にはこれに連接して電子光
学鏡筒２０が設けられている。上記電子光学鏡筒２０内
には上端から電子銃２１、この電子銃２１から試料室１
０へ向は順次筒ルンズ２２ａから第５レンズ２２ｅ、各
種偏向器２３〜２６．およびビーム成形用アパーチャマ
スク２７ａ〜２７ｂ等が内装されている。

そして、上記偏向器２３は上記第ルンズ２２ａから試料
室１０の側へ設けられ、ビームをオン、オフするための
ブランキング用偏向板で、この偏向器２３にはブランキ
ング制御回路３４からブランキング信号が印加される。

偏向器２４は上記第２レンズ２２ｂから試料室ｌＯの側
に次に述べる第１アパーチヤマスク２７ａを介して設け
られ、第１アパーチヤマスク２７ａと第３レンズ２２ｃ
の試料室の側の第２アパーチヤマスク２７ｂの光学的な
アパーチャ重なりを利用してビームの寸法を可変制御す
るビーム寸法可変用偏向板である。そして、この偏向器
２４には可変ビーム寸法制御回路３５から偏向信号が印
加される。

第３偏向器２５、第４偏向器２６は、第３偏向器２５が
第５レンズ２２ｅに対し第４レンズ側に、第４偏向器２
６が第５レンズ２２ｅに対し試料室１０側に夫々設けら
れ、ビームを試料上で走査させるビーム走査用偏向板で
ある。また、これら第３偏向器２５および第４偏向器２
６には偏向制御回路３３から偏向信号が印加されるもの
となっており、第３偏向器２５はビームを試料上で大き
く偏向させる主偏向板であり、第４偏向器２６はビーム
を試料上で小さく偏向させる副偏向板である。そして、
主偏向板でビーム位置を決定し、副偏向板でこの第４偏
向器２６の偏向可能領域内の小領域を描画するものとな
っている。

上記ブランキング制御回路部３４は照射時間設定回路部
３６を介して、また、可変成形ビーム寸法制御回路部３
５、偏向制御回路部３３、レーザ測長系３２、試料台駆
動回路部３１の各々は計算機３０との間に信号の授受が
行なわれる。また、計算機３０と上記照射時間設定回路
部３６との間には計算機３０からショットサイズのΔＸ
、ΔＹの信号を受けて乗算し、面積Ｓを照射時間設定回
路部３６に導入する乗算器３７が設けられている。

この発明の実施にあたっては、まず、予めショットサイ
ズ毎に適正な照射時間との関係を求めておく、これは、
例えば第２図に示される。すなわち、この第２図は電流
密度が８ＯＡ／　ｃＩＩの場合について得られたもので
、０．０１μイのショットを８０μＣ／ａｄ照射した際
の現像速度と、各サイズのショットの現像速度とが一致
するように照射時間が選定されている。

以下にこの発明による照射量補正方法について説明する
。

まず、電子線描画用データをＣＡＤデータから変換して
求め、その後必要に応じて近接効果の補正を施す、この
過程で各ショット毎の照射時間が描画用データ内に設定
される。

次に各ショットの照射時間をそのショットサイズに応じ
て補正を施す。この補正例を示す第３図において、同図
ａは補正前における小矩形がショットで表わされ、各小
矩形内に記した数値は補正前の照射時間をμ秒単位で表
わしている。そして、補正を施すために各ショットの面
積を算出して２．０μイ、１．０μＭ、１．０μＭおよ
び０．６μＭが得られる。上記ショット面積は、第１図
における乗算器３７が計算機３０から導入されたショッ
トの要素ΔＸ、ΔＹに基いてショット面積Ｓとして算出
され、照射時間設定回路部３６に導入される。また、上
記照射時間設定回路部３６には、上記乗算器３７からの
ショット面積Ｓと、計算機３０から導入される照射時間
の原データ、電流密度の値と併せ導入される。

そして第２図に示されるショットサイズと適正照射時間
との相関を示す線図とから最適照射量を求め、得られた
値をあらためてデータ内に設定する。

上記のように得られた一例を第２図の線図で求めて第３
ｍｂに照射時間を記すと０．４μ秒、０．６μ秒。

０．６μ秒、１．０μ秒となり、これらの値がデータ中
にセットされることになる。このように照射時間設定回
路部３６で補正された照射時間データがブランキング制
御回路部３４に印加され、ブランキング偏向器２３の偏
向板を制御し、ビームのオン・オフの時間を調整してパ
ターンの描画を行なう。

〔発明の効果〕

この発明は可変成形電子線描画装置によって高電流密度
を利用してレジスト膜のパターニングを施す際のレジス
ト膜の温度上昇に対応し、ショットの大きさに依存しな
い現像速度を得られるとともに、大きなショットによっ
て照射された領域の現像オーバが防止される。これによ
り、パターン形成精度の劣化を抑制できる顕著な利点が
ある。

なお、この発明の方法は取上の実施例に限定されるもの
でなく、例えば取上の例で荷電粒子線として電子線を用
いたが、陽子、Ｇａイオ・ン等、他の荷電粒子線につい
ても適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に用いられる電子線描画装置
の概略を示す構成図、第２図は、この発明の方法にかか
るショットサイズ毎の適正照射時間の対応を示す線図、
第３図はこの発明の実施例にかかる電子線描画の照射時
間の修正例を示す正面図、第４図はレジストパターンの
劣化を説明するための正面図である。 １０−−−−一試料室 ２０−−−−一電子光学鏡筒 ２１−、ニー電子銃 ２２ａ〜２２ｅ−−−−−レンズ ２３〜２６−−−−−偏向器 ２７ａ、　２７ｂ−−−−−ビーム成形用アバ−≠ヤマ
スク３０−−−−−計算機 ３１〜３７−−−−−回路部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変成形ビーム荷電粒子線描画装置によりパター
   ン被形成面にレジストパターンを形成するに際し、各シ
   ョットに予め設定された設定照射量を、荷電粒子線の電
   流密度の値と上記ショットのサイズとによって補正し、
   その補正された照射量によってパターン形成の露光を施
   すことを特徴とするパターン描画方法。
2. （２）レジスト膜が温度依存性を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のパターン描画方法。