JPS63308919A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高精度に微細なレジストパターンを形成する
電子ビーム描画方法に関するものであり、更に詳しくは
、電子ビーム描画の欠点である近接効果を低減させる電
子ビーム描画方法に関するものである。

〔従来の技術〕

周知のように、近年、半導体集積回路などにおいて高性
能化、高集積度化への要求は一層増大している。そのた
め高精度な微細レジストパターンを形成する技術として
、電子ビーム描画が広く用いられるようになり、現在、
半導体製造用フォトマスクの製造分野では、非常に重要
な技術となっている。

電子ビーム描画には、従来の光学露光法ではみられなか
った特有な問題が生している０例えば電子ビームの場合
は、紫外線のような深さ方向の干渉はないが、照射材料
の後方散乱が大きいため、近接した図形によりレジスト
パターンの形状が歪んでしまうという現象があられれる
。これが近接効果とよばれるものである。このような近
接効果は、パターンが１μｍ以下の設計では無視できな
い問題である。

第１図は電子ビーム描画による近接効果を説明するため
の図であり、線幅Ｗ、スペース幅σを有する１０本のパ
ターンで、Ｗ１〜Ｗ１゜　はパターンの位置を示す。第
２図は第１図に示すパターンを従来の描画方法により描
画し現像した場合におけるパターンの位置によるレジス
ト・パターンの線幅寸法の傾向を示す図である。第３図
は第１Ｕ！Ｊに示すパターンを従来の描画方法によりス
ペース幅を種々変えて描画し現像した場合におけるスペ
ース幅の差による線幅寸法の傾向を示す図である。

例えば、フォトマスクの製造に広く用いられているラス
ター走査型の電子ビーム描画装置において、第１図に示
す如き線幅Ｗ、スペース幅σを有するパターンを描画し
た場合、従来の描画方法では近接効果により電子ビーム
レジスト現像後に、中央部と周辺部で線幅に差を生じ、
第２図に示す如き傾向を示した。また、第１図の中央部
のパターンＷ、でもスペース幅σの大きさが異なると、
近接効果により電子ビームレジスト現像後に線幅の差を
生じ、第３図の如き傾向を示した。上記の如く、従来の
電子ビーム描画方法では、各種の線幅、スペース幅を有
するパターンを設計値通りに形成することは難しかった
。

そこで、近接効果を低減するため、従来種々の方法が検
討されてきた。それらの方法をいくつか列挙すると、例
えば描画すべき各パターンを外周部の枠と内部とに分割
し電子ビーム描画を行うことが知られている。更にまた
、単に電子ビーム描画時に分割するのみでなく、パター
ン図形端部の蓄積電萄量を補うために、与えられた図形
を細分してパターン図形端部における電子ビーム走査速
度を他の領域より遅くすることによって、電子ビームの
照射エネルギーを実質的に高める方法がある。また、パ
ターン図形端部に補正用のスポット状の電子ビームを照
射することによって電荷量を高める方法がある。或いは
また、初め低加速電圧の電子ビームの少ないｎ光量で基
板の全面を照射した後、次に高加速電圧の電子ビームの
適正露光量でパターンを描画するかぶり露光法という方
法も知られている。或いはまた、レジスト層を２〜３層
の多層とし、後方散乱による近接効果の影響を小さくさ
せる多層レジスト法などがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の技術において、各パターンを
外周部の伜と内部とに分けて電子ビーム描画を行う方法
、及びパターン図形端部において電子ビーム走査速度を
遅くする方法、更にまた端部に補正用のスポット状電子
ビームを照射しｉｔ電荷量高める方法では、パターンを
分割するためのソフトウェア上の処理が必要となり、更
にはこの操作により描画パターンの数が増す結果、所要
描画時間が増大するという問題がある。また、かぶり露
光法では、電子ビームの一加速電圧を２段階に変える必
要があり、現存する電子ビームの生産機ではこの方法を
利用することが難しいという問題がある。更に、多層レ
ジスト法は、プロセスが長（またドライエツチング加工
工程等の複雑な工程となり、実用上問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するものであって、電子
ビームにおけるレジストパターン描画時に電子ビーム描
画による近接効果を低減できる電子ビーム描画方法を提
供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、本発明の電子ビーム描
画方法は、ポジ型電子ビームレジストを用いたラスター
走査型の電子ビーム描画において、絵柄パターン及び絵
柄パターンと同じ描画アドレス単位でかつアドレス単位
の２倍分大きく寸法補正した補正パターンを作成し、絵
柄パターン描画後、直ちに同じ位置に重ねて、前記アド
レス単位の３倍以上のビーム径でかつ絵柄パターンより
も低い電荷量により、前記補正パターンの白黒を反転し
た逆パターンを描画することを特徴とするものである。

〔作用〕

上述した様に、本発明による描画方法は、補正用パター
ンとして絵柄パターンと同じアドレス単位で２アドレス
単位分大きく寸法補正したパターンを描画時に白黒逆転
して用い、ビーム径を３アドレス単位以上大きくするこ
とにより描画領域に選択性を持たせ、かつ補正時に用い
る電荷量に差をつけている。

それゆえ、スペース幅が２アドレス単位以下の画線では
最外周にあるパターンのみが補正描画されることになる
。又、スペース幅が３アドレス単位以上の画線では外周
部及び内部にある全パターンが補正描画されることとな
る。

従って、電子ビームレジストが受ける補正の電荷量は、
絵柄パターン描画時に近接効果の影響を大きく受けるパ
ターンはど小さくしており、結果として、レジスト現像
時に、近接効果の影響を大きく受けたレジスト・パター
ンの現像速度を基準として、他のレジスト・パターン部
分の現像速度を合わせるような作用を与えている。その
ため、通常絵柄パターン描画と同し現像時間により、均
一な画線を有するレジスト・パターン形成が可能である
。又、補正描画時の電荷量が小さく、最も近接効果の影
響を受けたパターンの電荷量を基準にして他の部分の現
像速度を合わせているので、レジストの膜減り量も非常
に少なく抑えることが可能である。

更に又、本発明では絵柄パターンと同じデータ領域を持
つパターンを補正描画に用い、同じアドレス単位で描画
するので、スループ７）の点でも通常の絵柄パターン描
画の２倍以下の描画時間しか必要とせず、実用的である
。

〔実施例〕

上記の本発明について、以下に実施例をあげて図面を用
いて説明する。

本発明者はラスター走査型の電子ビーム膚画装置におい
て、装置面であるいは複雑なソフト面で手直しをするこ
となしに、又はかぶり露光法や多層レジスト法などの特
殊なプロセスを用いることなしに、所望の微細寸法パタ
ーンを得る方法を種々研究した結果、電子ビームで通常
のパターン描画をした後に、補正描画を選択的に差をつ
けて行うことにより、上記の問題点を解決し得ることを
見い出し、本発明を完成させたものである。

即ち、本発明者はラスター走査型の電子ビーム描画にお
いて、数多くの描画データを解析した結果、最外周部に
ある画線が最も線幅の差を生じるものであり、また隣接
する画線間で最も近接効果の影響の大きいスペース幅が
描画アドレス単位の２倍以下であることに着目した。従
って、スペース幅が２アドレス単位以下の隣接する画線
には最外周部を除いては補正描画をせず、スペース幅が
３アドレス単位以上で隣接する画線に補正描画を行うこ
とにより、近接効果を低減する方法を発明したものであ
る。

次に具体的な数値を上げて本発明の詳細な説明する。

加速電圧１０ＫＶ、ブランキング周波数８０ＭＨ２のラ
スクー走査型電子ビーム描画装置ＭＥＢＥＳＩＩＩ　（
パーキン・エルマー社製）により、初期塗布膜厚５５０
０人のポジ型電子ビームレジストＥＢＲ−９（東し社製
）を用いて、線幅０．５μｍで各種のスペース幅０．５
〜４．０μｍを有するサブミクロン・パターンを形成す
る場合の例をあげる。

第４図（Ａ）は上記設計値による絵柄パターンであり、
斜線で示された部分は描画すべき線幅で全て設計線幅は
０．５μｍ、スペース幅は描画領域第１図（ａ）、（ｂ
）、（ｅ）、（ｄ）の順に０、　５μｍ、１．　０．ｃ
＋ｍ、１．　５μｍ、２．　０μｍを示す、第４図（Ｂ
）は上記の絵柄パターンと同じ描画アドレス単位で、且
つアドレス単位を２倍分だけ大きく寸法補正した補正パ
ターンの、白黒を反転した逆パターンを示し、斜線部が
描画すべき部分である。

ＭＥＢＥＳｍにおイテ、第４図（Ａ）　の絵柄パターン
を描画アドレス単位０．２５μｍ、ビーム径０．２５μ
ｍ、電流値２５５ｎＡで描画した後、直ちに第４図（Ｂ
）の補正パターンの逆パターンを用いて、アドレス単位
０２２５μｍ、ビーム径０．７５μｍ１電流値７２ｎＡ
で重ねて補正描画を行った。

次に、所定の現像液で現像後、レジスト画像の線幅を測
定した結果、最も近接効果の影響を受は易い第４図（ａ
）の領域において、中央部と周辺部の線幅の差は０．０
２μｍ以下になり、第４図（ａ）　〜（ｄ）でスペース
幅を０．５μｍ〜４゜０μｍと変えた時の外周部の線幅
差は０．０１μｍ以下を示した。

参考として、第４図（ａ）の絵柄パターンを従来通りの
描画方法で行うと、中央部と周辺部の線幅差は０．１μ
ｍ以上、スペース幅を変えた時の外周部の線幅差は０．
１５μｍ以上を示した。

従って、本発明による描画方法は近接効果を低減し、従
来法に比べてパターンの１幅端度を１桁前後向上させる
ことを可能とさせた。

尚、第４図（Ａ＞の非画線部のレジスト膜厚ば、現像後
４０００Ａと十分な厚さを有し、次工程であるエツチン
グ工程に何の問題も生しなかった。

本発明は、上記の実施例に限定されるものではな（、種
々の変形が可能である。例えば補正パターンの逆パター
ンは絵柄パターン描画時と同一のアドレス単位で描画す
るのが、操作も容易で近接効果低減が著しいが、必ずし
もこれに限定されるものではない。

〔発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ラス
ター走査型の電子ビーム描画装置において、装置面ある
いはソフト面で何の改造もせずに近接効果を低減するこ
とが可能である。従って、ＭＥＢＥＳ　（パーキン・エ
ルマー社製）に代表すれる産業上置も多用されている高
額な電子ビーム描画装置がそのまま利用できるという利
点を有する。

又、寸法補正した逆パターンで補正描画を行うだけなの
で、従来と同じレジスト・プロセスが利用でき、複雑な
プロセスは全く不用である。

本発明による近接効果補正により描画されたレジストパ
ターンの線幅精度は、従来の描画方法よりも１桁前後向
上し、高品質、高精度のパターン形成が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子ビーム描画による近接効果を説明するため
の図、第２図は第１図に示すパターンを従来の描画方法
により描画し現像した場合におけるパターンの位置によ
るレジスト・パターンの線幅寸法の傾向を示す図、第３
図は第１図に示すパターンを従来の描画方法によりスペ
ース幅を種々変えて描画し現像した場合におけるスペー
ス幅の差による線幅寸法の傾向を示す図、第４図は本発
明の詳細な説明する図であり、同図（Ａ）は描画すべき
設計線幅を有する絵柄パターンの図、同図（Ｂ）は本発
明による近接効果を補正するパターンを示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ラスター走査型の電子ビーム描画において、絵柄パター
   ン及び絵柄パターンと同じ描画アドレス単位でかつアド
   レス単位の２倍分大きく寸法補正した補正パターンを作
   成し、絵柄パターン描画後、直ちに同じ位置に重ねて、
   前記描画アドレス単位の３倍以上のビーム径でかつ絵柄
   パターン描画よりも低い電荷量により、前記補正パター
   ンの逆パターンを描画することを特徴とする電子ビーム
   描画方法。