JPS6358829A - Pattern formation using electron beam - Google Patents
Pattern formation using electron beamInfo
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Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は電子線ビームの露光寸法にかかり、特に電子ビ
ーム露光時に生ずるいわゆる電子線のかぶりのWell
を低減した電子線ビームによるパターン形成方法に関す
る。Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to the exposure dimension of an electron beam, and particularly to wells of so-called electron beam fog that occurs during electron beam exposure.
The present invention relates to a pattern forming method using an electron beam that reduces the
(従来の技術)
微細なパターンを半導体基板上に形成する技術は、半導
体集積回路の製造工程には不可欠である。(Prior Art) Technology for forming fine patterns on semiconductor substrates is essential to the manufacturing process of semiconductor integrated circuits.
このような微細パターンを形成するためのパターン形成
方法として一般に用いられている方法は、基板上にレジ
ストを塗布し、このレジスト層に電子線を照射し必要な
パターンのみを露光しこの露光部分又は未露光部分を現
像液で溶解するという方法である。すなわち、ポジ型レ
ジストを使用した場合には露光部分が溶解され、ネガ型
レジストを使用した場合には未露光部分が溶解すること
によりパターンが形成される。A commonly used pattern forming method for forming such fine patterns is to apply a resist onto a substrate, irradiate this resist layer with an electron beam, and expose only the required pattern. This method involves dissolving the unexposed areas with a developer. That is, when a positive resist is used, the exposed portion is dissolved, and when a negative resist is used, the unexposed portion is dissolved to form a pattern.
現在、メモリ製品を中心として、電子線で描画した5倍
体のレチクルをウェーハ上に縮小投影露光する方法が一
般的に採用されている。さらにパターンが微細化するに
伴いウェーハ上にパターンを電子線で直接描画する方法
も普及しつつある。Currently, a method in which a pentafold reticle drawn with an electron beam is reduced and exposed on a wafer is generally used mainly for memory products. Furthermore, as patterns become finer, a method of directly drawing patterns on a wafer with an electron beam is also becoming popular.
このように半導体集積回路製造工程において、電子線ビ
ームを用いてパターンを形成する方法はきわめて重要な
位置を占めている。As described above, in the semiconductor integrated circuit manufacturing process, the method of forming a pattern using an electron beam occupies an extremely important position.
ところが、パターン形成に電子線を用いた場合、電子線
のかぶり効果が問題となる。このかぶり効果を第6図を
参照しながら説明する。第6図は半導体基板に電子線を
照射してパターン形成を行っている状態を示す説明図で
、電子線2は対物レンズ1および対物レンズ絞り3を通
って半導体基板5に照射される。半導体基板5はカセッ
ト6に固定され、カセット6はXYステージ7に固定さ
れる。XYステージ7は水平方向に移動するため、半導
体基板5の全面を電子1m2が走査できる。ところが、
照射された電子線2の一部は半導体基板5の表面で反射
し、この反射電子4が遮蔽板8と半導体基板5の間でエ
ネルギーを消失するまで反射を繰返す。このため、図の
直径りの部分が反射電子4による露光の影響を受けるこ
とになり、−般にL=20s程度である。これが電子の
かぶり効果で、パターンの寸法変動を及ぼす原因となる
。However, when electron beams are used for pattern formation, the fogging effect of the electron beams poses a problem. This fogging effect will be explained with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which a semiconductor substrate is irradiated with an electron beam to form a pattern. The electron beam 2 passes through the objective lens 1 and the objective lens aperture 3 and is irradiated onto the semiconductor substrate 5. FIG. The semiconductor substrate 5 is fixed to a cassette 6, and the cassette 6 is fixed to an XY stage 7. Since the XY stage 7 moves in the horizontal direction, the entire surface of the semiconductor substrate 5 can be scanned by 1 m 2 of electrons. However,
A part of the irradiated electron beam 2 is reflected by the surface of the semiconductor substrate 5, and the reflected electrons 4 repeat the reflection between the shielding plate 8 and the semiconductor substrate 5 until their energy is dissipated. Therefore, the diameter portion in the figure is affected by the exposure by the reflected electrons 4, and generally L=20 seconds. This is an electron fogging effect, which causes dimensional variations in the pattern.
第7図に電子線のかぶり効果に起因するパターンの寸法
変動を測定した結果を示す。同図(a)は形成しようと
するオリジナルパターンであり、白い部分は露光部分、
黒い部分は非露光部分を示す。パターン中央には直径6
0al+の円形の露光パターンが位置し、その中央から
右へ向かって一定幅(通常的10μ)のストライブ状の
露光パターンが形成されている。このようなパターンを
電子線照射によるレジストパターン形成方法で実際に半
導体基板上に形成させると、電子線のかぶり効果によっ
て寸法誤差が生じる。いま、寸法誤差を、形成されたス
トライプパターンの白い部分の幅によって表わすことに
する。すなわち、第7図(a)に示すオリジナルストラ
イプパターンの白い部分の幅をWとし、実際に半導体基
板上に形成されたストライプパターンの白い部分の幅を
W′として、この差Δw−w’ −wをパターンの寸法
誤差としてみる。第7図(b)は、このパターンの寸法
誤差ΔWをパターンの位置について測定した結果を示す
グラフである。ここで、パターンの位置とは、第7図(
a)のストライプパターンの横方向位置を示し、第7図
(a)および(b)の横方向位置は対応している。なお
、寸法誤差は現像条件により異なるが、ここでは第7図
(a)の円形パターンの円周上に位置するストライプパ
ターンの白い部分の寸法誤差ΔWが0になるように現像
条件を設定した。第7図(b)に示すように、結果は円
形パターンの中心に近付く程幅が広くなり(ΔWho)
、逆に遠ざかる程幅が狭くなる(ΔW〈0)。これは円
形パターンの中心は、まわりがほとんど露光部分(白い
部分)であるため電子線のかぶり効果の影響を強く受け
るのに対し、中心から遠ざかるとまわりがほとんど非露
光部分(黒い部分)となるため、電子のかぶり効果の影
響が弱くなるからである。FIG. 7 shows the results of measuring pattern dimensional fluctuations caused by the fogging effect of electron beams. Figure (a) shows the original pattern to be formed, the white part is the exposed part,
Black areas indicate unexposed areas. Diameter 6 in the center of the pattern
A circular exposure pattern of 0al+ is located, and a stripe-like exposure pattern of a constant width (typically 10μ) is formed from the center to the right. When such a pattern is actually formed on a semiconductor substrate using a resist pattern forming method using electron beam irradiation, dimensional errors occur due to the fogging effect of the electron beam. Now, the dimensional error will be expressed by the width of the white part of the formed stripe pattern. That is, let the width of the white part of the original stripe pattern shown in FIG. 7(a) be W, and let the width of the white part of the stripe pattern actually formed on the semiconductor substrate be W', and this difference Δw-w' Consider w as the dimensional error of the pattern. FIG. 7(b) is a graph showing the results of measuring the dimensional error ΔW of this pattern with respect to the position of the pattern. Here, the position of the pattern is shown in Fig. 7 (
The horizontal position of the stripe pattern in a) is shown, and the horizontal positions in FIGS. 7(a) and (b) correspond. Although the dimensional error varies depending on the developing conditions, here the developing conditions were set so that the dimensional error ΔW of the white portion of the stripe pattern located on the circumference of the circular pattern in FIG. 7(a) becomes 0. As shown in Figure 7(b), the closer the result is to the center of the circular pattern, the wider the width becomes (ΔWho).
, conversely, the further away the width becomes, the narrower the width becomes (ΔW<0). This is because the center of a circular pattern is strongly affected by the electron beam fogging effect because most of the surrounding area is exposed (white area), whereas as it moves away from the center, the surrounding area is mostly unexposed (black area). This is because the influence of the electron fogging effect becomes weaker.
第8図は実際に半導体チップにレジストパターンを形成
させるのに用いるパターンマスクを示す図である。パタ
ーンマスク9は一部120M1程度の正方形のマスクで
あり、中央部分にオリジナルパターン10が形成されて
いる。一般に1つの半導体ウェーハは複数の半導体チッ
プにより構成される。第8図に示す例は半導体チップに
より構成される例であり、オリジナルパターン10も同
一の4つのパターン10−1〜10−4により構成され
ている。なお、ここでXは電子線走査方向を、YはXY
ステージの移動方向を示す。FIG. 8 is a diagram showing a pattern mask used to actually form a resist pattern on a semiconductor chip. The pattern mask 9 is a square mask with a part size of about 120M1, and the original pattern 10 is formed in the center part. Generally, one semiconductor wafer is composed of a plurality of semiconductor chips. The example shown in FIG. 8 is an example composed of semiconductor chips, and the original pattern 10 is also composed of the same four patterns 10-1 to 10-4. Note that here, X is the electron beam scanning direction, and Y is XY.
Indicates the direction of stage movement.
このようなパターンマスク9を用いて電子線照射を行い
、レジストパターンを形成させると、前述した電子線の
かぶり効果によってパターン10の中央部分と周縁部分
とでは寸法誤差が生じてしまう。すなわち、パターンマ
スク9の中で、露光部分はパターン10の内部にのみ存
在するので、パターン10の周縁部分の方が、電子線の
かぶり効果の影響が弱くなるのである。従って、レジス
トパターン形成後、半導体ウェー八をダイシングして、
各半導体チップに分割した場合、第8図のA点のパター
ンとB点のパターンとの間に寸法誤差が生じてしまうこ
とになる。すなわち、パターン10がほとんど露光部分
により構成されている場合は、電子線照射が適正焦点で
行われたとしても、A点とB点との間で0.2μm程度
の寸法差が生じてしまう。焦点がずれている場合にはこ
の差は0.7μm程度にも達する。When electron beam irradiation is performed using such a pattern mask 9 to form a resist pattern, a dimensional error occurs between the central portion and the peripheral portion of the pattern 10 due to the fogging effect of the electron beam described above. That is, in the pattern mask 9, the exposed portion exists only inside the pattern 10, so that the peripheral portion of the pattern 10 is less affected by the fogging effect of the electron beam. Therefore, after forming the resist pattern, the semiconductor wafer is diced.
If it is divided into individual semiconductor chips, a dimensional error will occur between the pattern at point A and the pattern at point B in FIG. That is, if the pattern 10 is made up mostly of exposed parts, even if electron beam irradiation is performed at a proper focus, a dimensional difference of about 0.2 μm will occur between point A and point B. When the focus is shifted, this difference reaches about 0.7 μm.
このような電子線のかぶり効果に起因する寸法誤差は寸
法精度を低下させることになり、益々高密度化が要求さ
れる半導体装置の製造技術において極めて重大な問題と
なってきている。Dimensional errors caused by the fogging effect of electron beams reduce dimensional accuracy, and have become an extremely serious problem in the manufacturing technology of semiconductor devices, which increasingly requires higher density.
(発明が解決しようとする問題点)
このように電子線のかぶり効果は寸法精度を低下させ高
集積化の障害となっている。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the electron beam fogging effect reduces dimensional accuracy and becomes an obstacle to high integration.
このようなかぶり効果を抑制する方法として第6図に示
した遮蔽板8の構造を変更することが提案されているが
、加工が複雑な上に完全にかぶり効果を無くすまでには
至っていない。As a method of suppressing such a fogging effect, it has been proposed to change the structure of the shielding plate 8 shown in FIG. 6, but the processing is complicated and it has not been possible to completely eliminate the fogging effect.
また遮蔽板8の材質を反射係数の低いベリリウム(Be
)、炭1 (C)等に変更する方法も提案されているが
、Beは毒性があって危険なこと、Cは発寒があること
、あるいは磁気シールドが不完全になるといった問題点
がありかぶり効果を完全に無(すことはできない。In addition, the material of the shielding plate 8 is beryllium (Beryllium), which has a low reflection coefficient.
), charcoal 1 (C), etc. have been proposed, but these tend to have problems such as Be being toxic and dangerous, C causing cold, and the magnetic shielding being incomplete. It is not possible to completely eliminate the effect.
そこで、本発明は電子線かぶりの影響を低減し、かつ寸
法精度の高いパターンを形成することのできる電子線ビ
ームによるパターン形成方法を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a pattern forming method using an electron beam, which can reduce the influence of electron beam fogging and form a pattern with high dimensional accuracy.
(問題点を解決するための手段)
本発明によれば、形成されるパターンの露光部と未露光
部との面積比である白黒比と露光量との関係を求める第
1の工程と、パターンエツジからの距離とパターン寸法
偏差との関係を求める第2の工程と、単位露光ωあたり
の寸法変化率に基づいてパターン寸法偏差に対する補正
露光通を求める第3の工程と、描画フレーム毎に露光量
を補正露光量で補正を加えながら電子線ビーム照射する
第4の工程とを備えたことを特徴としている。(Means for Solving the Problems) According to the present invention, the first step of determining the relationship between the black and white ratio, which is the area ratio of the exposed area and the unexposed area of the pattern to be formed, and the exposure amount; A second step of determining the relationship between the distance from the edge and pattern dimensional deviation, a third step of determining the corrected exposure value for pattern dimensional deviation based on the dimensional change rate per unit exposure ω, and exposure for each drawing frame. The method is characterized by comprising a fourth step of irradiating the electron beam while correcting the exposure amount using a corrected exposure amount.
(作 用)
このように本発明では電子ビーム描画エリア内の露光用
が均一となるように補正露光を行っている。そのため予
め収集したパターン全体の白黒比やパターンエリアに応
じた寸法変動データを基に補正露光量を割り出す。描画
中の露光量の補正はフレームからフレームへ移動する時
間を利用して電子光学系の自動調整でビーム電流やビー
ム径を変化させることにより実行している。(Function) As described above, in the present invention, correction exposure is performed so that the exposure within the electron beam writing area is uniform. Therefore, the corrected exposure amount is determined based on the black-and-white ratio of the entire pattern collected in advance and dimensional variation data according to the pattern area. The exposure amount during drawing is corrected by automatically adjusting the electron optical system to change the beam current and beam diameter using the time it takes to move from frame to frame.
このため本発明によるパターン成形を行えばパターン領
域やパターンの白黒比によらず再現性よくパターンを形
成できる。Therefore, by performing pattern forming according to the present invention, a pattern can be formed with good reproducibility regardless of the pattern area or the black/white ratio of the pattern.
(実施例)
以下本発明の実施例をポジ型電子線感応レジストとして
ポリ(トリフルオロエチールーα−りOロアクリレート
)、現像液として25℃のMIBK(メチル−イソブチ
ル−ケトン)を使用して電子ビームマスクに適用した場
合を例にとって詳細に説明する。(Example) Examples of the present invention will be described below using poly(trifluoroethyl-alpha-O-roacrylate) as a positive electron beam sensitive resist and MIBK (methyl-isobutyl-ketone) at 25°C as a developer. A case in which the present invention is applied to an electron beam mask will be described in detail as an example.
まず電子ビームの露光量の補正をビーム電流を変化させ
ることにより実施する場合の例を説明する。First, an example will be described in which the exposure amount of the electron beam is corrected by changing the beam current.
第9図(b)に示されるA−Fのパターンを有する10
:1または5:1の複合レティクルおよび第9図(C)
に示されるマスターマスクの描画エリアabcdはラス
タースキャン描画方式電子線露光装置を用いて描画する
場合には、第9図(a)に示すようにフレームFと称さ
れる一定のビーム幅例えば256μmでビームをスキャ
ンしながら露光していく。ところが前述のように電子線
のかぶり効果のためメインパターン面内に吸収されるエ
ネルギー密度のばらつきが生ずる。10 having the pattern A-F shown in FIG. 9(b)
:1 or 5:1 compound reticle and Figure 9 (C)
When drawing using a raster scan drawing type electron beam exposure apparatus, the drawing area abcd of the master mask shown in FIG. Exposure is performed while scanning the beam. However, as described above, due to the fogging effect of the electron beam, variations occur in the energy density absorbed within the plane of the main pattern.
第10図はメインパターン15とアライメントマーク2
0とを有するパターン内においてレジスト中に吸収され
る露光量の面内のばらつきをエネルギー債で示す説明図
である。メインパターン15内において中央部に照射さ
れるエネルギーがもっとも大きく周辺部において小さく
なる。このため周辺ブラケット中央部とではΔεのエネ
ルギーギャップが発生する。かぶり効果は露光部(W)
と未露光部(B)の面積比(以下白黒比という)によっ
ても変化する。。Figure 10 shows main pattern 15 and alignment mark 2.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing in-plane variations in the amount of exposure absorbed in the resist in a pattern having a pattern of 0 and 0, in terms of energy bonds. In the main pattern 15, the energy irradiated to the central part is the largest and the energy irradiated to the peripheral part becomes smaller. Therefore, an energy gap of Δε occurs between the peripheral bracket and the central portion. The fogging effect is on the exposed area (W)
It also changes depending on the area ratio (hereinafter referred to as black-and-white ratio) of the unexposed area (B) and the unexposed area (B). .
第2図はパターンデータから予め求めた白黒比とパター
ン寸法との関係を示した特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the black-and-white ratio and pattern dimensions, which are determined in advance from pattern data.
このようなパターン寸法の変化を露光量(ドーズ量)変
化にtきかえると第3図に示すような特性図両得られる
。If such a change in pattern dimensions is converted into a change in exposure amount (dose amount), characteristic diagrams as shown in FIG. 3 are obtained.
なおパターン寸法とドーズ量との関係は第4図の示すビ
ーム電流と寸法偏差ΔWとの関係を用いて算出した。パ
ターン寸法とドーズ量との関係は線型変化をし、0.2
μC/cjのドーズ量に対して0.1μmの寸法変化が
生ずることがわかる。The relationship between pattern dimensions and dose amount was calculated using the relationship between beam current and dimensional deviation ΔW shown in FIG. The relationship between pattern dimensions and dose changes linearly, with 0.2
It can be seen that a dimensional change of 0.1 μm occurs for a dose of μC/cj.
白黒比W/(W+8)と露光ff1Dとの関係は、D。The relationship between black and white ratio W/(W+8) and exposure ff1D is D.
(μC/ci)=4.65−0.5(W/ (W+
B ) ’)−(1)ただし、O<W/ <W+8)≦
1
となる。0.5μmアドレスユニットの場合、ビーム電
流AoはA、=100D0で表現される。(μC/ci)=4.65-0.5(W/ (W+
B)')-(1) However, O<W/<W+8)≦
It becomes 1. In the case of a 0.5 μm address unit, the beam current Ao is expressed as A,=100D0.
次に面内のかぶり効果補正を行う。その方法を第1図を
用いて説明する。まずパターンエリアの左端からのパタ
ーン寸法変化を予め実験的に測定し、その結果を数式化
しておく。その際最初のドーズmは(1)式で与えられ
る。一般にパターンエツジからの距離r(jlllI)
とパターン寸法偏差ΔW(r)(μm)との関係は2次
式で近似され、(i)0≦r<j /2−15 :
β−j−30 ・・・・・・・・・(2)(ii)
l r−j /2 l≦15=ΔW(r)−α
・・・・・・・・・(3)(iii) j /
2+15<r≦J:ΔW(r)−ΔW(J)−r)
−・−・・・<4)で与えられる。ここで1はX方向の
パターンサイズ(30履以上)、α、βは定数である。Next, in-plane fogging effect correction is performed. The method will be explained using FIG. First, the pattern dimension change from the left end of the pattern area is experimentally measured in advance, and the results are expressed mathematically. In this case, the initial dose m is given by equation (1). In general, the distance r from the pattern edge (jllllI)
The relationship between and the pattern dimension deviation ΔW(r) (μm) is approximated by a quadratic equation, (i) 0≦r<j /2-15: β-j-30 ( 2)(ii)
l r-j /2 l≦15=ΔW(r)-α
・・・・・・・・・(3)(iii) j /
2+15<r≦J:ΔW(r)−ΔW(J)−r)
−・−・・・<4) is given. Here, 1 is the pattern size in the X direction (30 shoes or more), and α and β are constants.
例えば初期露光量4.4μC/aj(ビーム電1440
nA、白黒比W/ (W+8)=50%)でX方向のパ
ターンサイズj=60m+の場合、(i) 0≦r<
15:
ΔW(r)=−6,67X10’
x r (r + 30 ) ”・・・” (5)(
ii) 15≦r≦45 :
ΔW (r) =0. 15 ”−=(6)
(iii) 45 < r≦60:
△W (r) =W (60−r) =(7)で表わ
される。For example, the initial exposure amount is 4.4μC/aj (beam electric 1440
nA, black and white ratio W/(W+8)=50%) and pattern size in the X direction j=60m+, (i) 0≦r<
15: ΔW(r)=-6,67X10' x r (r + 30) "..." (5) (
ii) 15≦r≦45: ΔW (r) =0. 15”-=(6)
(iii) 45<r≦60: It is expressed as ΔW (r) = W (60-r) = (7).
第5図はパターンエツジからの距離rとパターン寸法偏
差ΔWとの関係を(5)〜(7)式に示した近似式で与
えた場合と実測値で与えた場合の両方で示したものであ
る。第5図から明らかなように、近似式と実測値とはほ
ぼ一致している。そこでこの寸法偏差に対し、単位ドー
ズ当りの寸法変化率をγ(μC/aj)/μmとして
γ・(ΔWl/2)−ΔW(r))
(μC/d) ・・・・・・・・・(8)
の補正ドーズΔT (r)を与えれば寸法変動は最小に
抑えられることになる。Figure 5 shows the relationship between the distance r from the pattern edge and the pattern dimensional deviation ΔW, both when it is given by the approximation formulas shown in equations (5) to (7) and when it is given by actual measured values. be. As is clear from FIG. 5, the approximation formula and the actual measured values almost match. Therefore, for this dimensional deviation, the dimensional change rate per unit dose is expressed as γ(μC/aj)/μm, and γ・(ΔWl/2)−ΔW(r)) (μC/d)...・(8)
If a correction dose ΔT (r) of 2 is given, the dimensional variation can be suppressed to a minimum.
実描画に当ってはドーズ量補正を連続的に実行すること
はできないため、フレームごとにビーム電流を変化させ
ながら行う。nフレームの代表ドーズff1Dc (n
)はr−128(2n−1)とすることにより、
D (n)=Dg +D (r)−D、+Δ
D (128(2n−1) )・・・・・・・・・(9
)
で与えられる。第1図における斜線部がこの補正露光量
を示しており、フレームからフレームへ移る時にこのド
ーズ量補正を実行する。During actual writing, dose correction cannot be performed continuously, so it is performed while changing the beam current for each frame. Representative dose of n frames ff1Dc (n
) is set to r-128 (2n-1), D (n)=Dg +D (r)-D, +Δ
D (128(2n-1))・・・・・・・・・(9
) is given by. The shaded area in FIG. 1 indicates this corrected exposure amount, and this dose amount correction is executed when moving from frame to frame.
例えば、東芝製電子ビーム露光装置EBM130/40
を使用した場合、フレームからフレームへの移動時間(
フレーム位置決めに要する時間)は約1.5秒であり、
この時間内に電子光学系の自動調整を行い、ビーム電流
値を補正量だけ変化させれば良い。この補正は非常に短
時間で実施されるため実描画時間が延びるといった影響
は全くない。For example, Toshiba electron beam exposure device EBM130/40
If you use , the frame-to-frame travel time (
The time required for frame positioning is approximately 1.5 seconds,
It is sufficient to automatically adjust the electron optical system within this time and change the beam current value by the amount of correction. Since this correction is carried out in a very short time, there is no effect of lengthening the actual drawing time at all.
次にビーム径を変化させて補正を行う場合について説明
する。Next, a case where correction is performed by changing the beam diameter will be described.
前述したビーム電流を変化させる場合と同様な手法を用
いて予め補正ドーズ量を求めておく。実描画に当っての
ドーズ旦補正をフレームからフレームへの移動時間を利
用してビーム径を自動調整することにより実施する。こ
れはビーム電流が一定の場合ビーム径が大きくなれば実
効ドーズ量が低下することを利用するものである。この
方法を利用する場合には予めビーム径と実効ドーズ量と
の関係式を求めておくことが必要である。A correction dose amount is determined in advance using a method similar to that used when changing the beam current described above. Dose correction during actual writing is performed by automatically adjusting the beam diameter using the frame-to-frame movement time. This takes advantage of the fact that when the beam current is constant, the effective dose decreases as the beam diameter increases. When using this method, it is necessary to obtain a relational expression between the beam diameter and the effective dose amount in advance.
(発明の効果〕
以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明に
よるパターン形成方法を用いればかぶり効果による基板
面内の寸法ばらつきを従来の半分にまで改善でき、パタ
ーン領域やパターンの白黒比によらず再現性良くレジス
トパターンを形成することができる。さらに現像部分の
寸法が一定になるため現像時間を一定にできるという効
果もある。゛(Effects of the Invention) As described above in detail based on the embodiments, by using the pattern forming method according to the present invention, it is possible to reduce the dimensional variation within the substrate surface due to the fogging effect to half that of the conventional method, and to improve the pattern area and pattern. It is possible to form a resist pattern with good reproducibility regardless of the black-and-white ratio.Furthermore, since the dimensions of the developed area are constant, there is also the effect that the development time can be kept constant.
第1図は本発明によるフレームごとの補正露光の方法を
説明するための説明図で、斜線部が補正露光量を示す。
第2図はパターンの白黒比とパターン寸法との関係を示
す特性図、第3図はパターンの白黒比と露光量との関係
を示す特性図、第4図はビーム電流とパターン寸法偏差
との関係を示す特性図、第5図はパターンエッチからの
距離とパターン寸法偏差との関係を示す特性図、第6図
は従来の方法に伴うかぶり効果を説明するための説明図
、第7図はかぶり効果の影響をテストするための各パタ
ーン位置におけるパターン寸法誤差を示す説明図、第8
図は半導体チップにレジストパターンを形成するのに用
いられるマスクパターンの平面図、第9図は電子ビーム
露光による描画方式を説明するための説明図、第10図
はレジスト中に吸収される露光量の面内のばらつきを示
す説明図である。
1・・・対物レンズ、2・・・電子線、3・・・対物レ
ンズ絞り、4・・・反射電子、5・・・半導体基板、8
・・・遮蔽板、9・・・パターンマスク、10・・・オ
リジナルパターン。
出願人代理人 佐 藤 −雄
第1図
嘱3図
第4図
第5図
第6図
パターンの位1
第7図
第8図
(b)’ (C)
第9図
第10図FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a frame-by-frame corrective exposure method according to the present invention, and the shaded area indicates the corrected exposure amount. Figure 2 is a characteristic diagram showing the relationship between black and white ratio of a pattern and pattern dimensions, Figure 3 is a characteristic diagram showing the relationship between black and white ratio of a pattern and exposure amount, and Figure 4 is a diagram showing the relationship between beam current and pattern dimension deviation. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the distance from the pattern etch and pattern dimensional deviation. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the fogging effect associated with the conventional method. Explanatory diagram showing pattern dimensional errors at each pattern position for testing the influence of fogging effect, No. 8
The figure is a plan view of a mask pattern used to form a resist pattern on a semiconductor chip, Figure 9 is an explanatory diagram for explaining the drawing method using electron beam exposure, and Figure 10 is the amount of exposure absorbed in the resist. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Objective lens, 2... Electron beam, 3... Objective lens aperture, 4... Backscattered electrons, 5... Semiconductor substrate, 8
... Shielding plate, 9... Pattern mask, 10... Original pattern. Applicant's agent Mr. Sato Figure 1 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Pattern 1 Figure 7 Figure 8 (b)' (C) Figure 9 Figure 10
Claims (1)
である白黒比と露光量との関係を求める第1の工程と、
パターンエッジからの距離とパターン寸法偏差との関係
を求める第2の工程と、単位露光量あたりの寸法変化率
に基づいて前記パターン寸法偏差に対する補正露光量を
求める第3の工程と、描画フレーム毎に前記露光量を前
記補正露光量で補正を加えながら電子線を照射する第4
の工程とを備えたことを特徴とする電子線ビームによる
パターン形成方法。 2、前記補正としてビーム電流を変化させることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の電子線ビームによる
パターン形成方法。 3、前記補正としてビーム径を変化させることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の電子線ビームによるパ
ターン形成方法。[Scope of Claims] 1. A first step of determining the relationship between the black and white ratio, which is the area ratio between exposed and unexposed areas of the pattern to be formed, and the exposure amount;
a second step of determining the relationship between the distance from the pattern edge and the pattern dimensional deviation; a third step of determining the corrected exposure amount for the pattern dimensional deviation based on the dimensional change rate per unit exposure amount; A fourth step of irradiating the electron beam while correcting the exposure amount using the corrected exposure amount.
A method for forming a pattern using an electron beam, comprising the steps of: 2. A pattern forming method using an electron beam according to claim 1, characterized in that the correction includes changing a beam current. 3. A pattern forming method using an electron beam according to claim 1, characterized in that the beam diameter is changed as the correction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61202977A JPS6358829A (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Pattern formation using electron beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61202977A JPS6358829A (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Pattern formation using electron beam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6358829A true JPS6358829A (en) | 1988-03-14 |
Family
ID=16466283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61202977A Pending JPS6358829A (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Pattern formation using electron beam |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6358829A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0432749A2 (en) * | 1989-12-12 | 1991-06-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electron beam exposure method and apparatus therefor |
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JP2006019732A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Leica Microsystems Lithography Gmbh | Method for reducing fogging effect |
JP2006019733A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Leica Microsystems Lithography Gmbh | Process for controlling proximity effect correction |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP61202977A patent/JPS6358829A/en active Pending
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